(57)【要約】【課題】ジグル振動を低減できる流体ガバナを提供する。【解決手段】作動流体が加圧部で加圧されてパイロットバルブを介して供給される高圧流体系と、高圧流体系に配置され、パイロットバルブの切換動作により供給される作動流体により上下動されるパワーピストンと、パワーピストンと連結されたコンペンセイターと、を備えた流体ガバナにおいて、コンペンセイターは、仕切部により高圧流体系と仕切られて作動流体が収容された低圧流体系と、低圧流体系に収容されたコンペンセイターピストンと、仕切部の貫通孔を貫通し、パワーピストンとコンペンセイターピストンとを連結するコンペンセイターロッドと、を備え、コンペンセイターロッドと貫通孔との摺動部分に高摺動性表面を設ける。【選択図】図５
2010236365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が加圧部で加圧されてパイロットバルブを介して供給される高圧流体系と、前記高圧流体系に配置され、前記パイロットバルブの切換動作により供給される前記作動流体により上下動されるパワーピストンと、前記パワーピストンと連結されたコンペンセイターと、を備えた流体ガバナにおいて、
前記コンペンセイターは、仕切部により前記高圧流体系と仕切られて前記作動流体が収容された低圧流体系と、前記低圧流体系に収容されたコンペンセイターピストンと、前記仕切部の貫通孔を貫通し、前記パワーピストンと前記コンペンセイターピストンとを連結するコンペンセイターロッドと、を備え、
前記コンペンセイターロッドと前記貫通孔との摺動部分に高摺動性表面を設けたことを特徴とする流体ガバナ。
【請求項２】
前記低圧流体系は、前記コンペンセイターピストンを摺動可能に収容するコンペンセイター室を有し、前記コンペンセイターピストンと前記コンペンセイター室との摺動部分に前記高摺動性表面を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流体ガバナ。
【請求項３】
前記高摺動表面がカーボンコーティング層からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体ガバナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動流体により上下動するパワーピストンと、当該パワーピストンに連結されたコンペンセイターとを備えた流体ガバナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料噴射ポンプの吐出量を調節しエンジンへの燃料噴射量を制御するために、油圧ガバナ等の作動流体を用いた機械式の流体ガバナが用いられている。この流体ガバナの一態様として、加圧部で加圧された作動油等の流体をパイロットバルブの切換動作により高圧流体系に供給することで高圧流体系に配置されたパワーピストンを上下動させ、このパワーピストンの上下動によって燃料噴射ポンプのプランジャを回動させるための出力レバーを移動させる構成の流体ガバナがある。
【０００３】
このような流体ガバナにおいて、パワーピストンの過剰な変位を防ぐために、パワーピストンにコンペンセイターが連結されたものがある。コンペンセイターは、例えば、作動流体が収容された低圧流体系にコンペンセイターピストンが収容され、コンペンセイターロッドによりパワーピストンとコンペンセイターロッドとが連結されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７０３６１号公報  （段落［０００２］〜［０００８］、図１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような流体ガバナでは、エンジンの稼働中に、出力レバーが低周波数で大きく往復移動するハンチング現象や、出力レバーが高周波数で小さく往復移動するジグル振動が発生することが知られている。そのため、流体ガバナの各構成部材を設計するにあたり、ハンチング現象やジグル振動に対する様々な対策が施されている。ところが、ハンチング現象に対する対策とジグル振動に対する対策とは、一方を改善すると他方が悪化するというトレードオフの関係にあるものが多く、従来の流体ガバナでは、各部材を設計するにあたり、極めて狭い範囲で両対策を両立させていた。
【０００６】
ところで、出力レバーのジグル振動は複合的な原因によって発生するものであり、古くから種々の検討がなされ、流体ガバナの各部材の設計において種々の対策が施されているものの、ジグル振動の発生原因が未だ詳細に解明されておらず、ジグル振動を有効に抑制できる対策が実現できていなかった。
【０００７】
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、高圧流体系に配置されるパワーピストンと低圧流体系に収容されるコンペンセイターピストンとを連結するコンペンセイターロッドと、高圧流体系と低圧流体系との仕切部に設けられてコンペンセイターロッドを貫通させる貫通孔との間の摺動抵抗が、出力レバーのジグル振動の発生原因と深いかかわりがあることを見出し、本発明を完成させたものである。
【０００８】
すなわち、コンペンセイターロッドと貫通孔との摺動部分は、高圧流体系に存在する作動流体や低圧流体系に存在する作動流体が染み込むことで摺動性を得やすい部分であるため、従来は、この摺動部分が出力レバーのジグル振動に影響するとは全く考えられていなかった。このような状況において、本発明者らは、コンペンセイターロッドと貫通孔との間の摺動抵抗がジグル振動に影響しており、ジグル振動が発生する流体ガバナであっても、この部位の摺動抵抗を低下させることでジグル振動を低減できる程度に顕著な効果が得られることを見出した。
【０００９】
ここで、この摺動部分の摺動抵抗を低下させる方法として、コンペンセイターロッドと貫通孔との間のクリアランスを大きくすることも考えられる。しかしながら、この摺動部分は高圧流体系と低圧流体系とを仕切る部位であるため、クリアランスを広げると高圧流体系の作動流体の漏洩が大きくなり、パワーピストンの動作に悪影響を生じさせやすい。そこで、本発明では、コンペンセイターロッドと貫通孔との摺動部分の摩擦力を低減することで摺動抵抗を低減し、出力レバーのジグル振動を低減できる流体ガバナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、作動流体が加圧部で加圧されてパイロットバルブを介して供給される高圧流体系と、高圧流体系に配置され、パイロットバルブの切換動作により供給される作動流体により上下動されるパワーピストンと、パワーピストンと連結されたコンペンセイターと、を備えた流体ガバナにおいて、コンペンセイターは、仕切部により高圧流体系と仕切られて作動流体が収容された低圧流体系と、低圧流体系に収容されたコンペンセイターピストンと、仕切部の貫通孔を貫通し、パワーピストンとコンペンセイターピストンとを連結するコンペンセイターロッドと、を備え、コンペンセイターロッドと貫通孔との摺動部分に高摺動性表面を設けたことを特徴とする流体ガバナが提供され、上述した課題を解決することができる。
【００１１】
また、本発明の流体ガバナを構成するにあたり、低圧流体系は、コンペンセイターピストンを摺動可能に収容するコンペンセイター室を有し、コンペンセイターピストンとコンペンセイター室との摺動部分に高摺動性表面を設けることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の流体ガバナを構成するにあたり、高摺動表面がカーボンコーティング層からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の流体ガバナは、コンペンセイターロッドと貫通孔との摺動部分に高摺動性表面が設けられているため、コンペンセイターロッドの摺動抵抗が低減され、出力レバーのジグル振動が抑止される。また、ジグル振動の発生が抑えられる結果、流体ガバナの各構成部材を設計するにあたり、ハンチング現象に対して有利な設計を施しやすくなり、ジグル振動だけでなくハンチング現象を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体ガバナとしての油圧ガバナの構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る油圧ガバナの動作を説明するための図である。
【図３】実施例のシミュレーションモデルの構成を示す図である。
【図４】実施例のシミュレーションの設定パラメータの一覧である。
【図５】実施例におけるコンペンセイターロッドの摺動抵抗が小さい場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】実施例におけるコンペンセイターロッドの摺動抵抗が小さい場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】実施例におけるコンペンセイターロッドの摺動抵抗が大きい場合のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施の形態にかかる流体ガバナについて具体的に説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００１６】
１．流体ガバナの構成
図１及び図２は、本実施形態の流体ガバナとしての油圧ガバナの構成を概略的に示している。この油圧ガバナは、加圧部１０、切換部２０、作動部４０、及びコンペンセイター５０を備える。
このうち、加圧部１０は、図示しない貯留部から作動流体としての作動油が導入され、所定の油圧を生成して切換部２０へ供給可能に構成されており、作動油が流動可能な油圧供給系１１と、油圧供給系１１に設けられたギアポンプ１２とを備える。
【００１７】
油圧供給系１１には、ギアポンプ１２へ作動油を導く吸入路１３と、ギアポンプ１２で圧送される高圧作動油を導く圧送路１４と、圧送路１４から切換部２０へ高圧作動油を導く油圧供給路１５とを備えると共に、油圧供給路１５から吸入路１３へ高圧作動油を排出する排出路１６とを備える。排出路１６にはレギュレーティングバルブ１７が設けられ、油圧供給路１５内が所定の圧力に保たれている。また、吸入路１３及び圧送路１４は分岐してギアポンプ１２の両側に接続され、それぞれにチェックバルブ１８が設けられることで、ギアポンプ１２の回転方向に関わらず高圧作動油を油圧供給路１５に圧送可能となっている。
【００１８】
切換部２０は、入力操作や図示しないエンジンの回転速度等に基づいて、加圧部１０から供給される高圧作動油を作動部４０の高圧流体系４３の各路へ選択的に供給及び排出するものである。切換部２０は、回転可能で進退不能なスリーブ２１と、スリーブ２１内に進退可能に収容されたパイロットバルブ２２と、スリーブ２１の下端側に設けられて、図示しないエンジンのクランクシャフトの回転が伝達されるギア部２４と、スリーブ２１の上端部に装着されたフライウエイト２５と、パイロットバルブ２２の上端部に装着されたスピーダスプリング２６とを備え、スピーダスプリング２６には、後述するフローティングレバー２７が連結されている。
【００１９】
スリーブ２１には、高圧作動油が流動可能な複数のポート２８ａ〜２８ｄが設けられ、パイロットバルブ２２にはスリーブ２１内を液密で摺動可能に接したランド部２９が設けられている。スリーブ２１内をパイロットバルブ２２が進退することで、ランド部２９により一部のポートが閉塞されたり、ポート間の連通状態が変更されたりする。
【００２０】
この実施の形態では、スリーブ２１に第１ポート２８ａ〜第４ポート２８ｄが設けられている。第１ポート２８ａ及び第２ポート２８ｂには、後述する作動部４０の第１作動路４１及び第２作動路４２が接続され、第３ポート２８ｃには、加圧部１０の油圧供給路１５が接続され、第４ポート２８ｄには作動油の排出路３８が接続されている。
【００２１】
スピーダスプリング２６を介してスリーブ２１に接続されたフローティングレバー２７は、図示しない操作部等からの力が伝達されて揺動可能なコントロールレバー３０が固定されたコントロールシャフト３６と、図示しない燃料噴射ポンプのプランジャ等を回動させるレイシャフトに力を伝達するように揺動可能な出力レバー３１が固定されたターミナルシャフト３７に連結されたターミナルアーム３５との間に伸縮自在な状態で架け渡されている。スピーダスプリング２６は、フローティングレバー２７の中間位置に支持部３４で支持された状態で、パイロットバルブ２２を下端側へ付勢している。コントロールレバー３０を回動させ、フローティングレバー２７がスリーブ２１に対して変位することで、スピーダスプリング２６が伸縮し、パイロットバルブ２２への付勢力が増減する。
【００２２】
スリーブ２１の上端側に設けられたフライウエイト２５は、スリーブ２１の径方向に揺動可能に支持部３２で支持され、パイロットバルブ２２に対してローラベアリング３３を介して連結されている。スリーブ２１がエンジンの回転に対応して回転することで、その回転により生じるフライウエイト２５の遠心力がローラベアリング３３を介してパイロットバルブ２２に上昇力として伝達される。また、スリーブ２１の下端側は、後述するコンペンセイター５０の低圧流体系５３内に臨み、低圧流体系５３の圧力を受けている。
【００２３】
作動部４０は、切換部２０から高圧作動油が供給される高圧流体系４３と、高圧流体系４３に配置されて上下動可能なパワーピストン４４とを備える。上下動とは、パワーピストン４４が長手方向の１軸に沿って双方向に移動する動作である。
高圧流体系４３は、スリーブ２１の第１ポート２８ａに接続された第１作動路４１と、第２ポート２８ｂに接続された第２作動路４２と、第１作動路４１及び第２作動路４２が両端側に接続されたパワーピストンシリンダ４５とを有する。
【００２４】
パワーピストン４４は、パワーピストンシリンダ４５内に摺動可能に配置される受圧部４６と、受圧部４６からパワーピストンシリンダ４５の外部まで突出したパワーピストンロッド４７とを有する。このパワーピストン４４は、第１作動路４１に高圧作動油の油圧が負荷されると下降してパワーピストンロッド４７の一部がパワーピストンシリンダ４５内に移動し、外部への突出量が収縮される。一方、第１作動路４１及び第２作動路４２に高圧作動油の油圧が負荷されると、受圧部４６の面積差による圧力差で上昇して、パワーピストンロッド４７の外部への突出量が増加する。
【００２５】
このパワーピストン４４のパワーピストンロッド４７は、ガイドレバー４８及びターミナルアーム３５を介して出力レバー３１に連結されており、パワーピストン４４の上下動により出力レバー３１が回動し、レイシャフト等に力が伝達される。ターミナルアーム３５には、上述のようにフローティングレバー２７の一端が連結されているため、出力レバー３１の回動によってもスピーダスプリング２６が伸縮し、パイロットバルブ２２への付勢力が増減する。
【００２６】
コンペンセイター５０は、パイロットバルブ２２及びパワーピストン４４の安定動作を促進するもので、加圧されていない作動油が収容された低圧流体系５３と、低圧流体系５３に収容されたコンペンセイターピストン５５と、パワーピストン４４とコンペンセイターピストン５５との間を、ばね部６３を介して連結するコンペンセイターロッド５７とを備える。
【００２７】
低圧流体系５３は、コンペンセイターピストン５５を摺動可能に収容するコンペンセイター室５４と、コンペンセイター室５４の上下両側から延長され、図示しない作動油の貯留部に開放された第１収容路５１及び第２収容路５２を有する。第１収容路５１にはニードルバルブ５８が設けられて、第１収容路５１内の圧力が高められると一部の作動油を貯留部に流出させる。
【００２８】
コンペンセイター室５４は、仕切部としてのコンペンセイターブッシュ５９により高圧流体系４３のパワーピストンシリンダ４５と仕切られて形成されている。コンペンセイターブッシュ５９には、コンペンセイターロッド５７が貫通して配置される貫通孔６０が設けられている。
【００２９】
貫通孔６０は、コンペンセイターロッド５７が摺動自在な大きさに形成されており、貫通孔６０とコンペンセイターロッド５７との間にはクリアランスが設けられている。このクリアランスは、コンペンセイターロッド５７の動作を確保できると共に、高圧流体系４３の高圧作動油が低圧流体系５３に漏洩することが十分に抑制される大きさに形成されている。
【００３０】
コンペンセイターピストン５５は、コンペンセイター室５４に摺動可能に収容されている。コンペンセイターピストン５５とコンペンセイター室５４のとの間にも、コンペンセイターピストン５５の動作を確保するためのクリアランスが設けられている。このクリアランスはコンペンセイターロッド５７と貫通孔６０との間のクリアランスより大きくてもよい。
【００３１】
コンペンセイターピストン５５がコンペンセイター室５４内で摺動すると、コンペンセイター室５４内の作動油を第１収容路５１又は第２収容路５２へ押出すとともに他方の第２収容路５２又は第１収容路５１から作動油を吸引し、低圧流体系５３の作動油が第１収容路５１及び第２収容路５２の流動抵抗に抗して流動する。
【００３２】
コンペンセイターロッド５７の上端側は、パワーピストン４４の内部に収容されると共に、ばね部６３を介してパワーピストン４４に連結されている。
このばね部６３では、コンペンセイターロッド５７に固定されて突設されたリング部６４を、上端側がパワーピストン４４に支持された第１コンペンセイターバネ６１と、下端側がパワーピストン４４に支持された第２コンペンセイターバネ６２との間で挟持することで、コンペンセイターロッド５７がパワーピストン４４に連結されている。
【００３３】
一方、コンペンセイターロッド５７の下端側は、コンペンセイターブッシュ５９の貫通孔６０を貫通してコンペンセイター室５４に挿入され、先端でコンペンセイターピストン５５に固定されている。
【００３４】
このコンペンセイター５０は、コンペンセイターロッド５７と貫通孔６０との摺動部分に高摺動性表面Ｓが形成されている。
この高摺動性表面Ｓとは摺動抵抗が低い表面であり、例えば、表面粗さが低くなるように、あるいは、コンペンセイターロッド５７及び貫通孔６０の軸方向に直交する断面の真円度が高くなるように、さらには、コンペンセイターロッド５７及び貫通孔６０の軸方向に沿う外周面の真直度が高くなるように加工された表面として定義される。これらの表面は、各部材を構成する材料自体の表面であってもよく、各部材に各種の表面処理を施すことで形成された面であってもよい。
【００３５】
なお、出力レバーのジグル振動は油圧ガバナの各種の条件によって発生条件が変動するため、摩擦力が上述の例の範囲に設定されていてもジグル振動が解消されない場合もあり、また、摩擦力が上述の例の範囲を満たさなくてもジグル振動が解消される場合がある。
【００３６】
この摺動抵抗は、摺動する部材の直径や重量、あるいは、作動油の種類、温度、粘度等の物性など、種々の条件に応じて適切な範囲にされることが望ましい。例えば、特に表面処理を施していない各部材の表面の摺動抵抗に比べて、摺動抵抗が少なくとも３５％以上小さくされることが好適である。
【００３７】
高摺動性表面Ｓは、摺動する一方の部材の表面に設けてもよく、双方の部材の表面に設けてもよいが、各種の処理が容易であるため、貫通孔６０の内表面よりもコンペンセイターロッド５７の外周面に設けることが好ましい。また、高摺動性表面Ｓは、コンペンセイターロッド５７の全表面に設けられていてもよいが、少なくとも、貫通孔６０に当接して摺動する部位に設けられていればよい。
【００３８】
このような高摺動性表面Ｓは、例えば、表面研磨や、ＷＣ／Ｃ（タングステンカーバイド）及びＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等のカーボンコーティング、チタンコーティング、超平滑加工等により構成することができる。カーボンコーティング層を設ける場合、例えば、公知のＣＶＤ処理を施すことで形成される。
【００３９】
更に、この実施の形態では、コンペンセイターピストン５５とコンペンセイター室５４との間の摺動部分にも高摺動性表面Ｓが形成されており、ここでは、コンペンセイターピストン５５の表面に高摺動性表面Ｓが形成されている。このコンペンセイターピストン５５の表面についても、コンペンセイターロッド５７と同様にして高摺動性表面Ｓを形成することが可能であり、コンペンセイターロッド５７の摺動抵抗を低減することができる。
【００４０】
このようなコンペンセイター５０では、高圧流体系４３に供給される高圧作動油によりパワーピストン４４が上下動すると、ばね部６３を介してコンペンセイターロッド５７に力が伝わり、コンペンセイターロッド５７及びコンペンセイターピストン５５が上下動する。コンペンセイターピストン５５が低圧流体系５３の流動抵抗に抗して移動することで、低圧流動系５３内で作動油が流動する。
【００４１】
パイロットバルブ２２が上昇し、第２ポート２８ｂと第４ポート２８ｄが連通してコンペンセイターロッド５７及びコンペンセイターピストン５５が下降したときには、コンペンセイターピストン５５よりも上側のコンペンセイター室５４及び第１収容路５１は負圧になり、パイロットバルブ２２の上昇速度が緩和させられる。その後、負圧によってニードルバルブ５８を介して作動油がコンペンセイター室５４及び第１収容路５１内に流入し、所定時間経過後には、コンペンセイターピストン５５よりも上側のコンペンセイター室５４は大気圧に戻り、コンペンセイター効果はなくなる。
【００４２】
一方、パイロットバルブ２２が下降し、コンペンセイターロッド５７及びコンペンセイターピストン５５が上昇したときには、コンペンセイターピストン５５よりも上側のコンペンセイター室５４及び第１収容路５１は正圧になり、パイロットバルブ２２の下降速度が緩和させられる。その後、第１収容路５１に設けられたニードルバルブ５８によって第１収容路５１内の作動油が徐々に逃がされ、所定時間経過後には、コンペンセイターピストン５５よりも上側のコンペンセイター室５４は大気圧に戻り、コンペンセイター効果はなくなる。
【００４３】
２．油圧ガバナの動作
次に、以上のような構成を有する油圧ガバナの動作について説明する。
図示しないエンジンの稼働中、エンジン回転が安定しているときには、図１に示すように、フライウエイト２５の遠心力によるパイロットバルブ２２の上昇力とスピーダスプリング２６の付勢力によるパイロットバルブ２２の押し下げ力とがバランスしているため、パイロットバルブ２２は中間位置に配置され、ランド部２９により第２ポート２８ｂが閉塞される。高圧流体系４３では、高圧作動油が第１作動路４１にのみ供給されるため、この状態では、パワーピストン４４は停止し、コンペンセイターピストン５５も停止している。
【００４４】
この状態で、図示しない操作部の操作により、コントロールレバー３０が速度増方向へ回動されると、フローティングレバー２７が下降し、スピーダスプリング２６が押し縮められる。スピーダスプリング２６の付勢力によるパイロットバルブ２２の押し下げ力が、フライウエイト２５の遠心力によるパイロットバルブ２２の上昇力より大きくなると、パイロットバルブ２２が下方へ移動し、ランド部２９が下方へ移動して、第３ポート２８ｃが第２ポート２８ｂと連通する。その結果、高圧流体系４３では、高圧作動油が第１作動路４１及び第２作動路４２に供給されるため、受圧部４６の面積差によりパワーピストン４４が上昇する。すると、出力レバー３１が燃料増方向に回動する。
【００４５】
コンペンセイター５０では、パワーピストン４４の上昇により、ばね部６３を介してコンペンセイターロッド５７が貫通孔６０内を摺動して上昇する。低圧流体系５３では、コンペンセイターピストン５５よりも上側のコンペンセイター室５４から第１収容路５１へ作動油が供給され、さらにニードルバルブ５８を介して図示しない貯留部へ作動油が放出される一方、第２収容路５２から作動油がコンペンセイター室５４へ吸引される。
【００４６】
燃料増によりエンジンの回転速度が上昇すると、スリーブ２１の回転数が増加してフライウエイト２５の遠心力が増加し、パイロットバルブ２２の上昇力が増加してパイロットバルブ２２が上方向へ移動する。その結果、再びランド部２９により第２ポート２８ｂが閉塞され、パワーピストン４４の上昇が停止する。これにより、エンジン回転は、速度が増加した状態で安定する。
【００４７】
一方、エンジン回転が安定した状態で、操作部の操作によりコントロールレバー３０が速度減方向へ回動されると逆の動作が行われるため、一旦パイロットバルブ２２が上昇すると共にターミナルレバー３１が燃料減方向へ回動される。そして、燃料減によりエンジン回転数が減少し、パイロットバルブ２２の上昇力が減少してパイロットバルブ２２が下降すると、再びランド部２９により第２ポート２８ｂが閉塞され、パワーピストン４４の下降が停止する。これにより、エンジン回転は、速度が低下した状態で安定する。
【００４８】
エンジンの稼働中に、操作部の操作が行われない状態でエンジン負荷が増減した場合には、油圧ガバナは以下のように作動する。
図２は、エンジン負荷が減少した場合を示しており、エンジン負荷が減少しエンジン回転数が増加すると、スリーブ２１の回転数が増加してフライウエイト２５の遠心力が増加する。スピーダスプリング２６からの圧力によりパイロットバルブ２２を押し下げる力より、フライウエイト２５の遠心力によりパイロットバルブ２２を上昇させる力が大きくなるため、パイロットバルブ２２が上方へ移動する。これに伴いランド部２９が上昇することで、第２ポート２８ｂが第４ポート２８ｄと連通するため、高圧流体系４３では、高圧作動油が第１作動路４１に供給された状態で、第２作動路４２内の作動油が第２ポート２８ｂ及び第４ポート２８ｄを経由して放出される。そのため、パワーピストン４４が下降し、ガイドレバー４８を介して出力レバー３１が燃料減方向に回動させられ、エンジン回転数が低下する。
【００４９】
このとき、コンペンセイター５０では、パワーピストン４４の下降により、ばね部６３を介してコンペンセイターロッド５７が貫通孔６０内を摺動して下降し、コンペンセイターピストン５５がコンペンセイター室５４内を下降する。低圧流体系５３では、ニードルバルブ５８から流入する作動量よりコンペンセイター室５４内に導入される作動油の量が多くなると、第１収容路５１内が負圧となる。この負圧がパイロットバルブ２２の下端部に作用するため、パイロットバルブ２２の上昇が抑制される。そのため、パワーピストン４４やパイロットバルブ２２の過剰な変位が抑えられる。
【００５０】
その後、燃料減によりエンジンの回転数が低下すると、スリーブ２１の回転数が減少してフライウエイト２５の遠心力が減少し、パイロットバルブ２２を引き上げる力が減少して、スピーダスプリング２６の付勢力によってパイロットバルブ２２が下方向へ移動し、再びランド部２９により第２ポート２８ｂが閉塞される。これにより、パワーピストン４４の上昇が停止し、エンジン回転数が低下した状態で安定する。
【００５１】
一方、図示しないものの、エンジン負荷が増加した場合には、エンジン回転数が減少し、パイロットバルブ２２が下方に移動することで、第２ポート２８ｂが第３ポート２８ｃと連通し、パワーピストン４４が上昇する。そうすると、出力レバー３１が燃料増方向に回動させられ、エンジン回転数が増加する。このとき、コンペンセイターピストン５５がコンペンセイター室５４内を上昇し、第１収容路５１内が正圧となってパイロットバルブ２２の下端部に作用するため、パイロットバルブ２２の下降が抑制される。
【００５２】
その後、燃料増によりエンジンの回転数が増加すると、パイロットバルブ２２の上昇力が増加し、パイロットバルブ２２が上方向へ移動して、ランド部２９により第２ポート２８ｂが閉塞される。
【００５３】
以上のように構成された油圧ガバナでは、コンペンセイターロッド５７と貫通孔６０との摺動部分に高摺動性表面Ｓが設けられているため、コンペンセイター５０の作動時のコンペンセイターロッド５７の摺動抵抗が少なくされ、その結果、出力レバー３１のジグル振動を低減することができる。
しかも、この実施の形態の油圧ガバナでは、コンペンセイターピストン５５とコンペンセイター室５４との摺動部分にも高摺動性表面Ｓが設けられているため、ジグル振動がより低減されやすい。
【実施例】
【００５４】
この実施例では、図３に示す油圧ガバナのモデルを用いて、コンペンセイターの摺動抵抗と出力レバーのジグル振動の発生状況との関係を検証した。
この図３は、図１及び図２の構成の油圧ガバナをモデル化したものである。このシミュレーションモデルでは、加圧部１０から供給される油圧（供給圧力）が１．５ＭＰａで固定され、作動油の粘度が４０ｃＰ、密度が８８０Ｋｇ／ｍ３に設定されている。また、コントロールレバー３０の固定状態でのスピーダスプリング２６の変位量：パワーピストン４４変位量の比は１：１８．０７に設定した。
【００５５】
更に、油圧ガバナを構成するコンペンセイター５０、ばね部６３、パワーピストン４４、パイロットバルブ２２、スピーダスプリング２６、ニードルバルブ５８、第１作動路４１、第２作動路４２、第１収容路５１、第２収容路５２の各パラメータは、図４に示すとおりに設定した。
【００５６】
このシミュレーションは、エンジンが定格運転にある状態からエンジン負荷が変動した場合を想定し、フライウエイト２５の遠心力により得られるパイロットバルブ２２の上昇力が２５Ｎ〜３０Ｎで振幅する設定でジグル振動の発生状況を見ている。この上昇力の振幅の周期は４ｓｅｃであり、ハンチング現象と同様の周期にされている。
このような条件の下、コンペンセイター５０のコンペンセイターロッド５７と貫通孔６０との間の動摩擦力及び静止摩擦力を３つのパターンで設定し、それぞれのパターンにおいての、パイロットバルブ２２の変位（ｍｍ）、パワーピストン４４（コンペンセイターピストン５５）の速度（ｍｍ／秒）及びパワーピストン４４（コンペンセイターピストン５５）の振動周波数（Ｈｚ）を観察した。
【００５７】
図５は、動摩擦力を０．１Ｎ、静止摩擦力を０．１５Ｎに設定した場合のシミュレーション結果であり、図６は、動摩擦力を０．５Ｎ、静止摩擦力を１．０Ｎに設定した場合のシミュレーション結果である。
一方、図７は、動摩擦力を０．５Ｎ、静止摩擦力を１．５Ｎに設定した場合のシミュレーション結果である。
【００５８】
図５〜図７から明らかなように、動摩擦力及び静止摩擦力が相対的に小さい値に設定された図５及び図６のシミュレーションでは、パワーピストン４４及びコンペンセイターピストン５５に高周波数の振動はほとんど見られていない。一方、動摩擦力及び静止摩擦力が相対的に大きい値に設定された図７のシミュレーションでは、パワーピストン４４及びコンペンセイターピストン５５に高周波数の振動が生じている。この周波数のピークは約２７Ｈｚであり、出力レバーのジグル振動の周波数である３０〜４０Ｈｚに相当するものと評価される。
【００５９】
即ち、コンペンセイター５０のコンペンセイターロッド５７と貫通孔６０との間の摺動抵抗を小さくすることで、同一条件下で摺動抵抗が大きい場合に比べて、出力レバーのジグル振動の発生を抑えられることが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１０：加圧部、１１：油圧供給系、１２：ギアポンプ、１３：吸入路、１４：圧送路、１５：油圧供給路、１６：排出路、１７：レギュレーティングバルブ、１８：チェックバルブ、２０：切換部、２１：スリーブ、２２：パイロットバルブ、２４：ギア部、２５：フライウエイト、２６：スピーダスプリング、２７：フローティングレバー、２８ａ：第１ポート、２８ｂ：第２ポート、２８ｃ：第３ポート、２８ｄ：第４ポート、２９：ランド部、３０：コントロールレバー、３１：出力レバー、３４：支持部、３５：ターミナルアーム、３６：コントロールシャフト、３７：ターミナルシャフト、４０：作動部、４１：第１作動路、４２：第２作動路、４３：高圧流体系、４４：パワーピストン、４５：パワーピストンシリンダ、４６：受圧部、４７：パワーピストンロッド、４８：ガイドレバー、５０：コンペンセイター、５１：第１収容路、５２：第２収容路、５３：低圧流体系、５４：コンペンセイター室、５５：コンペンセイターピストン、５７：コンペンセイターロッド、５８：ニードルバルブ、５９：コンペンセイターブッシュ、６０：貫通孔、６１：第１コンペンセイターバネ、６２：第２コンペンセイターバネ、６３：ばね部、６４：リング部
【図１】
2010236365.tif 000003
【図２】
2010236365.tif 000004
【図３】
2010236365.tif 000005
【図４】
2010236365.tif 000006
【図５】
2010236365.tif 000007
【図６】
2010236365.tif 000008
【図７】
2010236365.tif 000009