| 【発明の名称】 |
遠心式ガバナのトルクアップ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】磯田 光正
【氏名】泉 進剛
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| 【要約】 |
【課題】トルクアップ立ち上がり時の燃料噴射を増量し、トルクアップ調量域内での過剰な燃料噴射を抑制して、不完全燃焼による黒煙の発生を防止する。
【解決手段】ガバナ機壁２５に固定したケース本体１１と、ケース本体１１より突出してガバナレバー１に接当可能に臨むトルクピン１２と、トルクピン１２をピン突出側へ付勢するトルクスプリング１３と、トルクピン１２の退入隙間ｔを調量規制するピン調量具１５と、ピン調量具１５をピン突出側に付勢するバックスプリング１７とを備え、バックスプリング１７に抗してトルクピン１２を始動増量位置Ｓｔに後退させるように構成する。上記トルクスプリング１３を、ピン突出側へ付勢するメインスプリング１３ａとサブスプリング１３ｂとから構成し、トルクアップ前半域におけるバネ定数を小さく、トルクアップ後半域におけるバネ定数を相対的に大きく設定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 遠心式ガバナ（Ｇ）のガバナ機壁（２５）に進退調節可能に固定したケース本体（１１）と、上記ケース本体（１１）の先端側より進退自在に突出してガバナレバー（１）に接当可能に臨むトルクピン（１２）と、上記ケース本体（１１）内に収容されて上記トルクピン（１２）をピン突出側へ弾発付勢するトルクスプリング（１３）と、上記トルクピン（１２）の退入隙間（ｔ）を調量可能に規制するピン調量具（１５）と、上記トルクスプリング（１３）よりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具（１５）をピン突出側に弾発付勢するバックスプリング（１７）とを備えて成り、上記バックスプリング（１７）に抗してトルクピン（１２）を始動増量位置（Ｓｔ）に後退させるように構成した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記トルクスプリング（１３）を、ピン突出側へ弾発付勢するメインスプリング（１３ａ）と上記メインスプリング（１３ａ）と直列に配置したサブスプリング（１３ｂ）とから構成し、トルクアップ前半域（ｔ1）におけるトルクスプリング（１３）のバネ定数を小さく設定し、トルクアップ後半域（ｔ2）におけるトルクスプリング（１３）のバネ定数を相対的に大きく設定した、ことを特徴とする遠心式ガバナのトルクアップ装置。
【請求項２】 請求項１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記サブスプリング（１３ｂ）を、メインスプリング（１３ａ）よりもバネ定数が小さく、トルクピン（１２）をピン退入側へ弾圧付勢するように構成した、ことを特徴とする遠心式ガバナのトルクアップ装置。
【請求項３】 請求項１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記サブスプリング（１３ｂ）を、メインスプリング（１３ａ）よりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具（１５）を介してトルクピン（１２）をピン突出側へ弾圧付勢するように構成した、ことを特徴とする遠心式ガバナのトルクアップ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遠心式ガバナのトルクアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、農用作業機等に搭載されるディーゼルエンジンでは、過負荷運転状態で低速高トルク性を発揮させるために、低速域での燃料噴射料を多くしてエンジンの粘り強さを発揮させるようにしている。このためにディーゼルエンジンの遠心式ガバナにトルクアップ装置を付設して過負荷運転域での燃料噴射量を制御している。
【０００３】上記トルクアップ装置を備える遠心式ガバナとしては、例えば図４に示すものが知られている。この遠心式ガバナＧは、支軸Ｑで支えたガバナレバー１をガバナスプリング７で燃料増量側Ｒに揺動させ、ガバナウエイト８のガバナ力ＧＦでガバナレバー１の入力部３を燃料減量側Ｌに付勢し、ガバナレバー１の出力部４を燃料噴射ポンプＰの調量ラックピン９に連動連結し、当該ガバナレバー１をガバナ力ＧＦとガバナスプリング５の張力との不釣り合い力で揺動自在に構成し、トルクアップ装置１０を遠心式ガバナＧのガバナ機壁２５に固定してトルクピン１２を上記ガバナレバー１に接当可能に臨ませて構成されている。
【０００４】上記トルクアップ装置１０は、図４に示すように、上記ガバナ機壁２５に進退調節自在に固定されたケース本体１１と、このケース本体１１より進退自在に突出してガバナレバー１の受止部２に弾圧接当可能に臨むトルクピン１２と、上記本体ケース１１内に収容され、上記トルクピン１２をピン突出側へ弾発付勢するトルクスプリング１３と、上記トルクピン１２の退入隙間を調量するピン調量具１５と、上記トルクスプリング１３よりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具１５をピン突出側に弾発付勢するバックスプリング１７とを備えて成り、上記バックスプリング１７に抗してトルクピン１２を始動増量位置Ｓｔへ後退させるように構成されている。
【０００５】このトルクアップ装置１０は、エンジン始動時にバックスプリング１７に抗してトルクピン１２を後退させてガバナレバー１を始動増量位置Ｓｔまで揺動させるとともに、エンジンが過負荷運転に移行した場合に、上記トルクピン１２でガバナレバー１を全負荷位置４／４に受け止め、燃料噴射ポンプＰの調量具９を全負荷位置４／４からトルクアップ位置Ｔｕまでのトルクアップ調量域内に調量する。これによりエンジンの過負荷運転における燃料噴射を増量し、エンストを防止して粘り強さを発揮する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、トルクアップ装置１０が２種類のスプリング（トルクスプリング１３とバックスプリング１７）を備えることで、トルクアップ時とエンジン始動時の燃料増量を可能にするが、エンジンが過負荷運転に移行した際に回転速度が急激に低下し、エンストに至る虞れがある。これは、トルクピン１２でガバナレバー１を全負荷位置４／４に受け止めた際に、トルクスプリング１３が強過ぎて円滑に収縮せず、トルクアップ立上がり時の燃料噴射が遅れるためと思われる。
【０００７】そこで、上記トルクスプリング１３のバネ定数を小さくすることにより、トルクスプリング１３を円滑に収縮させて燃料噴射を増量することが考えられるが、そうすると、トルクアップ調量域での燃料噴射が過剰になり、燃料の不完全燃焼により黒煙が発生する。本発明はこのような事情を改善するためになされたもので、トルクアップ立ち上がり時の燃料噴射を円滑に増量して、エンジンの回転速度の急な低下を回避しつつ、トルクアップ調量域内での過剰な燃料噴射を抑制して、不完全燃焼による黒煙の発生を防止することを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するために、本発明は以下のように構成される。即ち、請求項１に記載の発明は、遠心式ガバナＧのガバナ機壁２５に進退調節可能に固定したケース本体１１と、上記ケース本体１１の先端側より進退自在に突出してガバナレバー１に接当可能に臨むトルクピン１２と、上記ケース本体１１内に収容されて上記トルクピン１２をピン突出側へ弾発付勢するトルクスプリング１３と、上記トルクピン１２の退入隙間ｔを調量可能に規制するピン調量具１５と、上記トルクスプリング１３よりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具１５をピン突出側に弾発付勢するバックスプリング１７とを備えて成り、上記バックスプリング１７に抗してトルクピン１２を始動増量位置Ｓｔに後退させるように構成（以下、これを本発明の「基本構成」という）した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記トルクスプリング１３を、ピン突出側へ弾発付勢するメインスプリング１３ａと上記メインスプリング１３ａと直列に配置したサブスプリング１３ｂとから構成し、トルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３のバネ定数を小さく設定し、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数を相対的に大きく設定した、ことを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記サブスプリング１３ｂを、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が小さく、トルクピン１２をピン退入側へ弾圧付勢するように構成した、ことを特徴とする。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、上記サブスプリング１３ｂを、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具１５を介してトルクピン１２をピン突出側へ弾圧付勢するように構成した、ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用・効果】（イ）請求項１に記載の発明では、前記基本構成を備える遠心式ガバナのトルクアップ装置において、トルクスプリング１３を、ピン突出側へ弾発付勢するメインスプリング１３ａと上記メインスプリング１３ａと直列に配置したサブスプリング１３ｂとから構成し、トルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３のバネ定数を小さく設定し、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数を相対的に大きく設定したことから、トルクアップ立ち上がり時の燃料噴射を増量しつつ、トルクアップ調量域内での過剰な燃料噴射を抑制して不完全燃焼による黒煙の発生を防止することができる。
【００１２】即ち、トルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３のバネ定数を小さく設定したことから、ガバナレバー１を全負荷位置４／４に受け止める際に、トルクスプリング１３が円滑に収縮して燃料噴射が増量され、トルクアップ立上がり時の燃料噴射を改善してエンジンの回転速度の急な低下を防止する。また、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数を相対的に大きく設定したことから、トルクアップ調量域（特にトルクアップ後半域ｔ2）での燃料噴射が過剰になるのを抑制して燃料の不完全燃焼による黒煙の発生を防止する。
【００１３】（ロ）請求項２に記載の発明では、請求項１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、例えば図１に示すように、上記サブスプリング１３ｂを、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が小さく、トルクピン１２をピン退入側へ弾圧付勢するように構成したことから、上記トルクピン１２が退入してサブスプリング１３ｂが自然長に伸びるまでは、トルクピン１２に作用する二つのスプリング１３ａ・１３ｂの合成バネ定数はメインスプリング１３ａのバネ定数よりも小さくなる。また、サブスプリング１３ｂが自然長に伸びた後は、メインスプリング１３ａのバネ力のみが上記トルクピン１２に作用する。つまり、トルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３の合成バネ定数は小さく、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数は相対的に大きくなる。これにより、上記作用・効果（イ）を奏する。また、トルクピン１２に作用する初期バネ力は調整なしでゼロとなるので、トルクアップ立上がり時の燃料噴射を円滑に増量することができる。
【００１４】（ハ）請求項３に記載の発明では、請求項１に記載した遠心式ガバナのトルクアップ装置において、例えば図２に示すように、上記サブスプリング１３ｂを、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具１５を介してトルクピン１２をピン突出側へ弾圧付勢するように構成したことから、トルクアップ前半域ｔ1では、二つのスプリング１３ａ・１３ｂのバネ力が上記トルクピン１２に作用する。また、トルクアップ後半域ｔ2では、バックスプリング１７は作用せず、相対的にバネ定数の大きいサブスプリング１３ｂのバネ力のみが上記ピン調量具１５を介してトルクピン１２に作用する。つまり、トルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３の合成バネ定数は小さく、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数は相対的に大きくなる。これにより、上記作用・効果（イ）を奏する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る遠心式ガバナのトルクアップ装置の縦断面図である。この遠心式ガバナＧは、図１に示すように、ガバナレバー１を支軸Ｑで揺動可能に枢支し、その入力部３にガバナ力ＧＦを作用させ、その出力部４を燃料噴射ポンプＰの調量ラックピン９に連動連結し、そのバネ罫止アーム５をガバナスプリング７を介して調速レバー６に連結し、当該ガバナレバー１をガバナ力ＧＦとガバナスプリング７の張力との不釣り合い力で揺動自在に構成し、トルクアップ装置１０を遠心式ガバナＧのガバナ機壁２５に固定してトルクピン１２を上記ガバナレバー１に接当可能に臨ませて構成されている。
【００１６】上記トルクアップ装置１０は、図１に示すように、遠心式ガバナＧのガバナ機壁２５に進退調節可能に固定したケース本体１１と、上記ケース本体１１の先端側より進退自在に突出してガバナレバー１の接当部２に接当可能に臨むトルクピン１２と、上記ケース本体１１内に収容されて上記トルクピン１２をピン突出側へ弾発付勢するトルクスプリング１３と、上記トルクピン１２の退入隙間ｔを調量可能に規制するピン調量具１５と、上記トルクスプリング１３よりもバネ定数が大きく、上記ピン調量具１５をピン突出側に弾発付勢するバックスプリング１７とを備える。なお、符号２０はケース本体１１をガバナ機壁２５に固定するロックナットである。
【００１７】このトルクアップ装置１０は、過負荷運転に移行すると、上記トルクピン１２でガバナレバー１を受け止め、全負荷位置（４／４）とトルクアップ位置Ｔｕとの間のトルクアップ調量域ｔ内で上記調量ラックピン９を調量移動させて粘り強さを発揮する。また、エンジンの始動時には、調速レバー６を引いてガバナスプリング７の張力でガバナレバー１を燃料増量側Ｒに移動させることにより、上記バックスプリング１７に抗してトルクピン１２を始動増量位置Ｓｔに後退させるように構成されている。
【００１８】上記ピン調量具１５は、ケース本体１１の前半内部に設けられた摺動筒１４の後端部に螺着され、当該ピン調量具１５を進退させてトルクピン１２の退入量ｔ（ここではトルクアップ調量域と同義）を調節するように構成されている。また、上記ピン調量具１５には、これと一体に後部接当具１５ｂが後方へ延出されており、ケース本体１１の後端部に螺着されたバネ受け具１８で前記バックスプリング１７を受け止め、当該バネ受け具１８を進退させて後部接当具１５ｂの始動増量位置Ｓｔへの後退隙間Ｓを調節するように構成されている。
【００１９】以下、第１実施形態に係る上記トルクアップ装置１０の特徴構成を説明する。この実施形態では、図１に示すように、トルクスプリング１３は、トルクピン１２の基端部１２ｂをピン突出側へ弾発付勢するメインスプリング１３ａと、上記メインスプリング１３ａと直列に配置され、上記基端部１２ｂをピン退入側へ弾圧付勢するサブスプリング１３ｂとから構成されている。上記サブスプリング１３ｂは、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が小さく設定されており、上記トルクピン１２が退入してサブスプリング１３ｂが自然長になるまでは、当該トルクピン１２に二つのスプリング１３ａ・１３ｂが作用する。そしてこの合成バネ定数は、メインスプリング１３ａのバネ定数よりも小さくなり、サブスプリング１３ｂが自然長に伸びた後は、メインスプリング１３ａのバネ力のみが上記トルクピン１２に作用する。つまり、トルクアップ調量域ｔ内のトルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３の合成バネ定数は小さく、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数は相対的に大きくなるように設定されている。
【００２０】図３は上記遠心式ガバナ１０の作用を説明するためのグラフであり、横軸はエンジンの回転速度を示し、縦軸は燃料噴射ポンプによる燃料噴射量に相当する調量ラックピン９の位置を示す。図３に示すように、トルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３のバネ定数を小さく設定することにより、エンジンが過負荷運転に移行し、トルクピン１２でガバナレバー１を全負荷位置４／４に受け止める際に、サブプリング１３ｂが円滑に収縮して燃料噴射が増量され、トルクアップ立上がり時の燃料噴射を改善して、エンジンの回転速度の急な低下を防止する。また、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数を相対的に大きく設定することにより、トルクアップ調量域ｔ（特にトルクアップ後半域ｔ2）での燃料噴射が過剰になるのを抑制して、燃料の不完全燃焼による黒煙の発生を防止する。また、トルクピン１２に作用する初期バネ力は調整なしでゼロとなるので、トルクアップ立上がり時の燃料噴射を円滑に増量することができる。
【００２１】図２は本発明の第２実施形態に係る遠心式ガバナのトルクアップ装置の縦断面図である。この実施形態では、図２に示すように、上記ピン調量具１５は、摺動筒１４の後端部に螺着され、当該ピン調量具１５を進退させてトルクピン１２の退入量ｔ1（ここではトルクアップ前半域と同義）を調節するように構成されている。また、上記ピン調量具１５には、これと一体に後部接当具１５ｂが後方へ延出され、この後部接当具１５ｂ内に形成したバネ装着孔１５ｃ内に後述するサブスプリング１３ｂが装着されている。そしてケース本体１１の後端部に螺着されたバネ受け具１８で前記バックスプリング１７と上記サブスプリング１３ｂとを受け止め、当該バネ受け具１８を進退させて後部接当具１５ｂのトルクアップ後半域ｔ2及び始動増量位置Ｓｔへの後退隙間（ｔ2＋Ｓ）を調節するように構成されている。
【００２２】この実施形態では、トルクスプリング１３は、トルクピン１２の基端部１２ｂをピン突出側へ弾発付勢するメインスプリング１３ａと、上記メインスプリング１３ａと直列に配置され、ピン調量具１５を介してトルクピン１２をピン突出側へ弾圧付勢する上記サブスプリング１３ｂとから構成されている。なお、この実施形態では、トルクアップ調量域ｔは、トルクアップ前半域ｔ1とトルクアップ後半域ｔ2とからなる。
【００２３】上記サブスプリング１３ｂは、メインスプリング１３ａよりもバネ定数が大きく設定されており、トルクアップ前半域ｔ1では、二つのスプリング１３ａ・１３ｂのバネ力が上記トルクピン１２に作用する。また、トルクアップ後半域ｔ2では、バックスプリング１７は作用せず、相対的にバネ定数の大きいサブスプリング１３ｂのバネ力のみがピン調量具１５を介してトルクピン１２に作用する。つまり、トルクアップ前半域ｔ1におけるトルクスプリング１３の合成バネ定数は小さく、トルクアップ後半域ｔ2におけるトルクスプリング１３のバネ定数は相対的に大きくなるように設定されている。これにより、第１実施形態と同様に、トルクアップ立上がり時の燃料噴射を改善してエンジンの回転速度の急な低下を防止し、トルクアップ調量域ｔ（特にトルクアップ後半域ｔ2）での燃料噴射が過剰になるのを抑制して燃料の不完全燃焼による黒煙の発生を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月１日（２０００．１２．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８８９２
【弁理士】
【氏名又は名称】北谷 寿一
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１６８１３７（Ｐ２００２−１６８１３７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年６月１４日（２００２．６．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３６６４９１（Ｐ２０００−３６６４９１） |
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