JPS6029644Y2 - エンジン駆動型動力機械の保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエンジン駆動型動力機械の保護装置に係り、特
にエンジン駆動型動力機械の各部装置のうち少なくとも
一箇所に異常が生じた時、自動的にエンジンを停止させ
るに好適なエンジン駆動型動力機械の保護装置に関する
。

近年、エンジン駆動型動力機械を保護すべく、エンジン
冷却水温の異常上昇、冷却水量の減少、潤滑油量の減少
、更には潤滑油送給圧力の低下等の異常を検出したなら
ば、ランプやブザー等の手段により警報を発して操作者
等に異常を報知味又は自動的にエンジンを停止させてエ
ンジンの焼き付き等の重大な損傷や事故の発生から保護
する装置が知られている。

しかしながら、上記の如き異常の検出方式はエンジンの
稼動時のみ異常の有無を検出する如くなっており、しか
もこのエンジンの稼動を始動用バッテリの充電用発電機
から発生する電圧によって検出していることから、この
充電用発電機を駆動するベルトの切断や内部結線の断線
等により電圧が発生しないことがある。

このような状態では、エンジンの稼動が停止していると
の誤検出をし、又駆動ベルトが切断している場合にはエ
ンジンラジェータの冷却ファンも駆動されず、従ってエ
ンジン冷却水温の異常上昇に至るが、前記の如くエンジ
ンが停止しているとの誤検出によってエンジン冷却氷温
の検出装置が作動しないため、その水温の異常上昇を検
出することができず、この結果ランプやブザーによる警
報が発せられず、又エンジンの自動停止が行われない等
の不都合を招くに至っていた。

本考案は、上記事情に鑑み、エンジン始動前にエンジン
駆動型動力機械の各部に異常がある時、エンジンを始動
不能にして、異常がある状態ままエンジンを稼動させて
多大な損傷を招くといったことを防止し、かつエンジン
の稼動中においても、充電用発電機の出力乃至エンジン
潤滑油送給圧力に異常が発生した時直ちにエンジンを自
動的に停止させてエンジンを保護し得るエンジン駆動型
動力機械の保護装置を提供することを目的とする。

本考案は上記目的を達成するために、始動用バッテリの
充電用発電機の発生電圧とエンジン潤滑油送給圧力とに
よりエンジンの稼動を検出する検出手段を有し、該検出
手段によるエンジン停止の検出時に動力機械各部の異常
を検出可能に前記検出手段と動力機械各部の異常検出手
段とを論理回路を介してエンジン始動用電動機の起動を
制御するリレー回路に接続し、かつ前記充電用発電機の
発生電圧を検出する出力検出手段と、エンジン潤滑油送
給圧力を検出する圧力検出手段とを、何れか一方のみの
検出信号の入力で動作信号を出力する論理回路を介して
エンジン停止装置に接続したエンジン駆動型動力機械の
保護装置を特徴とするものである。

以下本考案に係るエンジン駆動型動力機械の保護装置の
一実施例を図面に基づき説明する。

第１図において、１はエンジン始動用バッテリの充電用
発電機、９は油圧スイッチを含む潤滑油送給圧力検出回
路（以下油圧検出回路と称す）である。

この充電用発電機１の発生電圧及び油圧検出回路９の検
出値に応じて、制御装置８がエンジンの稼動と異常の発
生を報知すべく制御するようになっている。

この制御装置８は、充電用発電機１にこの発電機出力Ａ
を適宜波形整形して論理演算が可能に信号変換する波形
変換回路２を介して第１のオンディレータイマ３を接続
し、更にこの第１のオンディレータイマ３にＡＮＤ回路
５の一方の入力端子を接続すると共に、前記波形変換回
路２の出力端子に、信号レベルを変換するＮＯＴ回路４
ａを介して、ＡＮＤ回路１１の一方の入力端子及びＮＡ
ＮＤ回路１７の第２の入力端子を夫々接続する。

前記油圧検出回路９には第２のオンディレータイマ１０
を介してＡＮＤ回路１１の他方の入力端子を接続すると
共に、ＮＯＴ回路４ｂを介してＡＮＤ回路５の他方の入
力端子及びＮＡＮＤ回路１７の第１の入力端子を夫々接
続する。

前記ＡＮＤ回路５，１１には夫々抵抗Ｒ１，Ｒ２を介し
てサイリスタ７．１３のゲートが接続されており、各サ
イリスタ７．１３は夫々ゲート電流が入力されると、点
弧をしてバッテリ十Ｂからの通電により油圧異常警報ラ
ンプ６や充電異常警報ランプが点灯するようになってい
る。

一方、１５ａ〜１５ｃはエンジン冷却氷温、冷却水量、
更には潤滑油量等各部の異常を検出する適数の検出回路
１５で、夫々ＮＡＮＤ回路１６の入力端子に接続されて
いる。

このＮＡＮＤ回路１６には前記ＮＡＮＤ回路１７の第３
の入力端子を接続すると共に、ＮＯＴ回路２０を介して
ＮＡＮＤ回路２１の第３の入力端子を接続するようにな
っている。

ＮＡＮＤ回路２１の第１及び第２の入力端子には前記サ
イリスタ７．１３の各アノードが接続されており、更に
このＮＡＮＤ回路２１の出力端子には駆動回路２２を介
してエンジン停止装置２３が接続されている。

又前記ＮＡＮＤ回路１７の出力端子にはその出力がＨレ
ベルの時、始動電動機１９を図示しない始動スイッチの
投入操作で回転駆動可能に動作をするリレー回路１８が
接続されている。

ところで、前記検出回路１５ａ〜１５ｃの具体例を示す
と第２図及び第３図の如くなっている。

第２図においては、バッテリ十Ｂの陽極にエンジン始動
スイッチに連動する回路投入スイッチＳＷ１及び抵抗Ｒ
３を介して常開の異常検出スイッチＳＷ２を接続し、更
にこの異常検出スイッチＳＷ２には前記バッテリ十Ｂの
陰極を接続す。

このバッテリ十Ｂと回路投入スイッチＳＷ１とに、直列
接続の異常警報ランプ３２とサイリスタ３３とを並列に
接続する。

又抵抗Ｒ３と異常検出スイッチＳＷ２との接続点にＮＯ
Ｔ回路３５及び抵抗Ｒ１を介して前記サイリスタ３３の
ゲートに接続し、かつサイリスタ３３と異常警報ランプ
３２との接続点から出力端子Ｔ１〜Ｔ３を引き出す。

前記異常検出スイッチＳＷ２が異常を検出して閉成動作
をすると、ＮＯＴ回路３５の入力がＬレベルになるため
サイリスタ３３のゲートがＨレベルとなって動作を腰こ
の結果異常警報ランプ３２が点灯すると同時に出力端子
Ｔ□〜Ｔ３にはＬレベルが出力されるようになっている
。

第３図に示す検出回路１５は、前記常開の異常検出スイ
ッチＳＷ２に代えて常閉の異常検出スイッチＳＷ３を使
用すると共に、この異常検出スイッチＳＷ３と抵抗Ｒ３
との接続点をサイリスタ３３のゲートに接続したもので
ある。

異常検出スイッチＳＷ３が異常を検出すると開離動作を
し、このためサイリスタ３３のゲートがＨレベルとなっ
て動作をし、これにより異常警報ランプ３２が点灯する
と同時に出力端子Ｔ１〜Ｔ３にはＬレベルが出力される
ようになっている。

尚、上記各回路及び装置は始動用バッテリから電源が供
給されるようになってる。

又各異常警報ランプにブザーを介在させてもよいことは
もとよりである。

上記構成において、まず何等異常のない正常状態の動作
を説明すると、エンジン始動前においても異常がなけれ
ば、前記各検出回路１５の出力がＨレベルであるから、
ＮＡＮＤ回路１６の出力がＬレベルとなっている。

一方、充電用発電機１が出力Ａを生じないため、波形変
換回路２の出力ＢがＬレベルに、又エンジンへの潤滑油
送給圧力が低下していることから油圧検出回路９の出力
ＦもＬレベルになっており、各出力Ｂ、 Ｆが夫５々Ｎ
ＯＴ回路４ａ、４ｂにてＨレベルＩ、 Ｄに反転されて
ＮＡＮＤ回路１７に入力される。

このためＮＡＮＤ回路１７の出力がＨレベルとなってリ
レー回路１８に供給され、これにより図示しない始動ス
イッチを投入すれば、リレー回路１８が始動電動機１９
を回転駆動させ、これによりエンジンを稼動させる。

エンジンの稼動後は、充電用発電機１の出力Ａが第４図
Ａに示す如く上昇し、所定値に達すると、波形変換回路
２の出力ＢがＨレベルになり、この出力ＢがＨレベルと
なった後所定時間Ｔｓｅｃ経過すると、第１のオンディ
レータイマ３の出力ＣがＨレベルとなってＡＮＤ回路５
に入力される。

又、波形変換回路２のＨレベルの出力ＢはＮＯＴ回路４
ａで反転されてＬレベルＤとなってＡＮＤ回路１１及び
ＮＡＮＤ回路１７に入力される。

一方油圧検出回路９は油圧送給装置が正常であるとする
と、通常第４図Ｅに示す如くエンジンの稼動後油圧が徐
々に上昇して所定の油圧値に達するようになっているこ
とから、これに伴ってエンジンの稼動後所定時間経過す
ると、出力ＦがＨレベルとなる。

第２のオンディレータイマ１０では出力ＦがＨレベルと
なった後所定時間Ｔｓｅｃ経過すると出力ＰＧがＨレベ
ルとなってＡＮＤ回路１１に入力される。

又油圧検出回路９の出力ＦはＮＯＴ回路４ｂにてＬレベ
ルＩに反転された後Ｎ巾回路５及びＮＡＮＤ回路１７に
入力される。

従って第１及び第２のオンディレータイマ３，１０の出
力Ｃ，ＧがＨレベルとなってもＮＯＴ回路４ａ、４ｂの
出力Ｉ、 ＤがＬレベルであるから、Ａｒ′ＪＤ回路５
，１１の出力Ｊ、ＫがＨレベルとはならず、この結果サ
イリスタ７．１３は動作をせず、これに伴い油圧異常警
報ランプ６及び充電異常警報ランプ１２の両者共に点灯
することはない。

一方正常状態では前記エンジン冷却水温や冷却水量等を
検出する検出回路１５の出力がＨレベルであるから、Ｎ
ＡＮＤ回路１６の出力がＬレベルとなってＮＡＮＤ回路
１７に入力されると同時にＮＯＴ回路２０にてＨレベル
に反転された後ＮＡＮＤ回路２１にも入力される。

ＮＡＮＤ回路１７の他の入力１．Ｄも前述の如くＬレベ
ルであるから、そのＮＡＮＤ回路１７の出力がＨレベル
となって前述と同様にリレー回路１９に供給される。

一方、前記サイリスタ７．１３が動作しておらず、又Ｎ
ＡＮＤ回路１６の出力もＬレベルであるから、ＮＡＮＤ
回路２１の入力が総てＨレベルであり、従ってそのＮＡ
ＮＤ回路２１の出力がＬレベルであるから駆動回路２２
が動作をせず、これに伴いエンジン停止装置２３も作動
せず、エンジンは稼動をし続ける。

上記の如く正常の状態では、エンジンを稼動させると第
４図に示す如く各出力Ａ−Ｉが変化し、かつＡＮＤ回路
５の出力ＪがＪ＝Ｃ・■となっているも、ＮＯＴ回路４
ｂ及び第１のオンディレータイマ３によって出力Ｃと■
が共にＨレベルとなる領域は存在せず、従って出力Ｊは
Ｌレベルのままである。

一方、ＡＮＤ回路１１の出力にはに＝Ｄ−Ｇとなってい
るも、ＮＯＴ回路４ａ及び第２のオンディレータイマ１
０によって出力り及びＧが共にＨレベルとなる領域が存
在せず出力にはＬレベルのままである。

この結果、サイリスタ７゜１３が共に消弧状態であるか
ら警報ランプ６．１２は点灯しない。

次に充電用発電機駆動ベルトの切断や発電機結線の断線
が生じたとすると、発電機１の出力Ａが第４図Ａに示す
如く異常に低下して波形変換回路２の出力ＢがＬレベル
になり、これに伴い第１のオンディレータイマ３の出力
Ｃが直ちにＬレベルに、ＮＯＴ回路４ａの出力りがＨレ
ベルになる。

この場合、出力Ｅ〜■は前述と同様で変化を巳ない。

従って、ＡＮＤ回路１１の入力Ｄ−Ｇは共にＨレベルと
なることから、その出力ＫがＨレベルに変化し、これに
伴いサイリスタ１３が点弧するので充電異常警報ランプ
１２が点灯して充電系統の異常を報知する。

この時ＡＮＤ回路５の一方の入力ＣがＬレベルになるが
、他方の入力ＩがＬレベルであるからサイリスタ７は点
弧しないことはもとよりである。

又、充電用発電機１の出力Ａが正常であるが、エンジン
の潤滑油送給圧力に異常を来たして第４図Ｅに示す如く
低下すると、油圧検出回路９の圧力ＦがＬレベルになる
。

これに伴いＮＯＴ回路４ｂの出力■がＨレベルになって
ＡＮＤ回路５に入力され、かつこのＡＮＤ回路５の他方
の入力ＣもＨレベルであるから、その出力ＪがＨレベル
に変化してサイリスタ７が点弧腰油圧異常警報ランプ６
が点灯して油圧異常を報知する。

この場合、ＡＮＤ回路１１の入力ＧがＬレベルであるか
ら、サイリスタ１３が点弧せず、充電異常警報ランプ１
２が点灯しないことはもとよりである。

又各種異常検出回路１５の少なくとも一個が異常を検出
した場合には、その該当する異常検出回路１５の出力が
Ｌレベルになる。

即ち第２図に示す如き異常検出回路１５においては、異
常を検出すると異常検出スイッチ３Ｗ２閉威動作をする
ために、ＮＯＴ回路３５の入力がＬレベルになり、これ
に伴いその出力がＨレベルに反転することから、サイリ
スタ３３が点弧して異常警報ランプ３２が点灯する。

従って正常時にはＨレベルである出力端子Ｔ□〜Ｔ３が
異常検出スイッチＳＷ２の閉成動作に伴いＬレベルに変
化する。

第３図に示す如き異常検出回路１５では異常を検出する
と異常検出スイッチＳＷ３が開離動作をすることから、
サイリスタ３３のゲートがＨレベルになって点弧し、こ
のため異常警報ランプ３２が点灯する。

これに伴い、正常時にはＨレベルである発電機Ｔ１〜Ｔ
３がＬレベルに変化する。

前記の如く各種異常検出回路１５のうち何れかが異常を
検出すると、その出力がＬレベルに変化し、この結果、
ＮＡＮＤ回路１６の出力がＨレベルになり、ＮＡＮＤ回
路１７に入力されるために、このＮＡＮＤ回路１７の出
力がＬレベルになってリレー回路１８に供与され、従っ
て図示しない始動スイッチの投入によっても始動電動機
１９が回転駆動されず、エンジンは稼動しない。

エンジンの稼動中に前記異常検出回路１５の何れかが異
常を検出してその出力がＬレベルになると、ＮＡＮＤ回
路１６の出力がＨレベルに変化をし、ＮＯＴ回路２０に
てＬレベルに反転された後ＮＡＮＤ回路２１に供与され
、又は前記の如く充電用発電機１及び油圧検出回路９の
何れかが異常を検出すると、夫々対応するサイリスタ７
．１３のアノードがＬレベルになることからＮＡＮＤ回
路２１の出力がＨレベルとなって駆動回路２２が停止装
置２３を駆動させ、これによりエンジンの稼動を停止さ
せる。

第５図は前記各検出回路１５ａ〜１５Ｃにランプチェッ
ク回路３７を付設したもので、各出力端子Ｔ１〜Ｔ３に
夫々ダイオード３６のアノードを接続し、かつこの各ダ
イオード３６のカソードを共にトランジスタＱ１のコレ
クタに接続する。

このトランジスタＱ１のエミッタは前記各検出回路１５
ａ〜１５ｃのバッテリ十Ｂの陰極に接続させるべく接地
する。

一方トランジスタＱ、のペースには回路投入スイッチＳ
Ｗ１、即ちエンジン始動スイッチを投入すると、これに
連動して所定時間だけ例えば３秒程度閉戒動作をするチ
ェックスイッチＳＷ４を介してトランジスタ電流源子Ｂ
ｔを接続する。

図示しない始動スイッチを投入すると各検出回路１５ａ
”１５ｃの回路投入スイッチＳＷ１が閉威し、かつこの
閉成時から所定時間だけチェックスイッチＳＷ４が閉成
動作する。

するとトランジスタ電流源＋ＢｔからトランジスタＱ１
にベースＮ流が供与されてオンし、これにより夫々の検
出回路１５ａ〜１５ｃのバッテリ十Ｂから回路投入スイ
ッチＳＷ１、異常警報ランプ３２及びダイオード３６を
経てトランジスタＱ１に至り、次いでアースに流れる如
く通電されて、その異常警報ランプ３２が所定時間だけ
点灯する。

所定時間経過後には、チェックスイッチＳＷ４が開離す
るから、トランジスタＱ１がオフし、この結果各異常警
報ランプ３２が消灯する。

ところで、異常警報ランプ３２のフィラメント切れ等の
損傷を生じている場合にはチェックスイッチＳＷ、の閉
成動作によっても該当する異常警報ランプ３２が点灯し
ないから、使用する以前に異常警報ランプ３２の損傷等
故障を発見できて頗る便利である。

又、前述の如くエンジン潤滑油量や冷却水量等に異常が
生じているとすると、該当する検出回路１５ａ〜１５ｃ
の異常検出スイッチＳＷ２が閉成、若しくは異常検出ス
イッチＳＷ３が開離するから、サイリスタ３３が点弧す
る。

従って、チェックスイッチＳＷ、の開離によっても異常
を検出している検出回路１５ａ〜１５ｃの異常警報ラン
プ３２のみが継続して点灯することから、エンジン始動
前に動力機械各部の異常を容易に検出することができる
。

一方、前述の如くチェックスイッチＳＷ、の閉成動作時
には各検出回路１５ａ〜１５ｃが異常を検出せず、かつ
異常警報ランプ３２の故障もなくその他信号Ａ−ＦがＬ
レベルになっているとすれば、所定時間だけ第１図に示
すＮＡＮＤ回路１６の出力がＨレベルになり、これに伴
いＮＡＮＤ回路１７の出力がＬレベルになって、始動電
動機１９が始動不能に、又ＮＡＮＤＡＮＤ回路出力がＨ
レベルになってエンジン停止装置２３が動作をしてエン
ジンが始動不能となる。

この場合、チェックスイッチＳＷ４の閉成動作時に少な
くともエンジン停止装置２３が動作をしていると不都合
が生ずるから、チェックスイッチＳＷ、の閉成動作時間
内ではＮＡＮＤ回路１６の出力を通過させず、Ｌレベル
を保持し、所定時間経過後はＮＡＮＤ回路１６の出力を
そのまま通過させるタイマ回路をＮＯＴ回路２０の前段
に挿入しておく。

以上の如く本考案に係るエンジン駆動型動力機械の保護
装置によれば、充電用発電機の出力及びエンジン潤滑油
送給圧力によりエンジンの停止を、つまりエンジンの始
動前を検出腰このエンジンの始動前において、エンジン
の冷却水量の不足等エンジン駆動型動力機械の各部に異
常があるか否かを検出し、異常がある時にはリレー回路
によりエンジン始動用電動機を起動不能に、即ちエンジ
ンを始動不能に制御し、異常が生じているにも拘らずエ
ンジンを始動させてエンジン駆動型動力機械に多大な損
傷を与えるといったことを未然に防止でき、又エンジン
の稼動中に、エンジン潤滑油送給圧力が不用意に低下し
、若しくは駆動ベルトの切断等により充電用発電機が不
用意に出力低下を招いた時には、エンジン停止装置が動
作をしてエンジンが停止するので、異常が発生したにも
拘らずそのまま稼動してエンジンを損傷するといったこ
とがなく、しかもこのような制御が人手を煩すことなく
自動的に行われるので、極めて便利で、保守管理が容易
であり、従来の如く充電用発電機の発生電圧によってエ
ンジンの稼動を検出し、このエンジンの稼動検出時のみ
、異常の有無を検出する方式のように、ベルトの切断や
発電機の内部結線の断線等によりエンジンが停止してい
るとの誤検出で検出装置が動作をせず、異常の発生にも
拘らず警報を発せず、又エンジンの自動停止が行われな
い等の不都合を効果的に防止できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係るエンジン駆動型動力機械の保護装置
の一実施例を示し、第１図はそのブロック図、第２図は
その検出回路の回路図、第３図はその検出回路の他の例
を示す回路図、第４図は第１図における保護装置のタイ
ムチャート、第５図はその検出回路にランプチェック回
路を付設した他の実施例を示す回路図である。 １・・・・・・始動用バッテリの充電用発電機、２・・
・・・・波形変換回路、３・・・・・・第１のオンディ
レータイマ、４ ａ、 ４ｂ、２０． ３５・・・・
”ＮＯＴ回路、５゜１１・・・・・・ＡＮＤ回路、６．
１２．３２・・・・・・異常警報ランプ、？、１３．
３３・・・・・・サイリスタ、８・・・・・・制御装置
、９・・・・・・油圧検出回路、１０・・・・・・第２
のオンディレータイマ、１５・・・・・・検出回路、１
６．１７．２１・・・・・・ＮＡＮＤＡＮＤ回路・・・
・・・リレー回路、１９・・・・・・始動電動機、２２
・・・・・・駆動回路、２３・・・・・・エンジン停止
装置、Ｒ□〜Ｒ４・・・・・・抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ３・
・・・・・スイッチ、Ｂ・・・・・・バッテリ、Ｔ、〜
Ｔ３・・・・・・出力端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 始動用バッテリの充電用発電機の発生電圧とエンジン潤
   滑油送給圧力とによりエンジンの稼動を検出する検出手
   段を有し、該検出手段によるエンジン停止の検出時に動
   力機械各部の異常を検出可能に前記検出手段と動力機械
   各部の異常検出手段とを論理回路を介してエンジン始動
   用電動機の起動を制御するリレー回路に接続味かつ前記
   充電用発電機の発生電圧を検出する出力検出手段と、エ
   ンジン潤滑油送給圧力を検出する圧力検出手段とを、何
   れか一方のみの検出信号の入力で動作信号を出力する論
   理回路を介してエンジン停止装置に接続したことを特徴
   とするエンジン駆動型動力機械の保護装置。