(57)【要約】【課題】ガバナレバーに作用する振れを抑制して安定したエンジン回転を得る。【解決手段】ガバナレバー２６の回転中心を軸支するガバナ軸２５の軸芯からガバナレバー２６の重心Ｇ１に至るまでの略水平距離Ｌ１と重心Ｇ１に作用する垂直荷重Ｗ１とに基づいて算出した回転モーメントＭ１（Ｍ１＝Ｗ１・Ｌ１）を打ち消す回転モーメントＭ２を発生するバランスウエイト３０をガバナレバー２６の基部２６ｂに固設する。バランスウエイト３０により回転モーメントＭ１が打ち消されるため、ガバナレバー２６の振れが抑制される。【選択図】図２
2004278480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガバナレバーの回転中心をエンジン本体に軸支し、
上記ガバナレバーの回転端側をスロットル弁に連設し、
上記ガバナレバーに上記スロットル弁を開弁方向へ付勢するガバナスプリングを張設すると共にエンジンの回転で発生する遠心力で上記スロットル弁を閉弁方向へ付勢するガバナウエイトを連設し、
上記ガバナスプリングの張力と上記ガバナウエイトの遠心力との釣り合いで上記スロットル弁の開度を調整してエンジン回転数を制御するエンジンのガバナ装置において、
上記ガバナレバーに、該ガバナレバーの重心から上記回転中心に至るまでの略水平距離と、該重心に作用する垂直荷重とに基づいて算出した回転モーメントを打ち消す回転モーメントを発生させるバランスウエイトを設けたことを特徴とするエンジンのガバナ装置。
【請求項２】
上記バランスウエイトを上記ガバナレバーの上記回転中心の一側に設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンのガバナ装置。
【請求項３】
上記バランスウエイトを上記ガバナレバーに対してスペーサを介して固設したことを特徴とする請求項１或いは２記載のエンジンのガバナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガバナレバーにバランスウエイトを設けてガバナレバーの振れを抑制するエンジンのガバナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なガバナ装置として、例えば特許文献１に開示されているように、スロットル弁を開閉動作させるガバナレバーと、ガバナレバーに張設してスロットル弁を開弁方向へ付勢するガバナスプリングと、ガバナレバーの基部に軸着すると共にエンジンに軸支するガバナ軸と、ガバナ軸の先端に連設し、エンジン回転に伴う遠心力に応じてスロットル弁を閉弁方向へ付勢するガバナウエイトとを備えた、遠心式ガバナ装置が知られている。
【０００３】
ガバナレバーは、ガバナスプリングの張力とガバナウエイトに作用する遠心力との釣り合いでスロットル弁の開度を調整し、エンジン回転数が一定となるように制御する。
【０００４】
遠心式ガバナ装置を併設するエンジンがランマ等の振動機に搭載されている場合、振動機の振動によりガバナレバーがガバナ軸を中心として振れてしまい、エンジン回転数を適正に制御することが困難となる。
【０００５】
例えば特許文献１には、ガバナスプリングに、合成樹脂、天然ゴム等を素材とする制振具を内装或いは外装して、ガバナスプリングの振動を抑制する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１０１１３５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示されている技術では、ガバナスプリングの振動を抑制することはできても、振動によりガバナレバーに作用する回転モーメントを、抑制することはできない。
【０００８】
ガバナレバーに作用する回転モーメントを抑制する技術として、ガバナスプリングのばね定数を高めてガバナレバーに対する張力を強くすることが考えられる。
【０００９】
しかし、ガバナスプリングのばね定数を高く設定すると、その分、ガバナウエイトを大型化して、大きな遠心力を発生させなければならず、更に、ガバナレバーの剛性もアップさせなければならない。その結果、ガバナ装置が大型化するばかりでなく、耐久性が低下する不都合がある。更に、エンジンの負荷変動に対する追従性が鈍化するため、エンジン回転の安定性が損なわれる問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、ガバナスプリングのばね定数を高めることなく、ガバナレバーに作用する振れを抑制して、耐久性の向上、及び安定したエンジン回転を得ることのできるエンジンのガバナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、ガバナレバーの回転中心をエンジン本体に軸支し、上記ガバナレバーの回転端側をスロットル弁に連設し、上記ガバナレバーに上記スロットル弁を開弁方向へ付勢するガバナスプリングを張設すると共にエンジンの回転で発生する遠心力で上記スロットル弁を閉弁方向へ付勢するガバナウエイトを連設し、上記ガバナスプリングの張力と上記ガバナウエイトの遠心力との釣り合いで上記スロットル弁の開度を調整してエンジン回転数を制御するエンジンのガバナ装置において、上記ガバナレバーに、該ガバナレバーの重心から上記回転中心に至るまでの略水平距離と、該重心に作用する垂直荷重とに基づいて算出した回転モーメントを打ち消す回転モーメントを発生させるバランスウエイトを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記バランスウエイトを上記ガバナレバーの上記回転中心の一側に設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１或いは２記載の発明において、上記バランスウエイトを上記ガバナレバーに対してスペーサを介して固設したことを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明では、ガバナレバーに、ガバナレバーの重心から回転中心に至るまでの略水平距離と、重心に作用する垂直荷重とに基づいて算出した回転モーメントを打ち消す回転モーメントを発生させるバランスウエイトを設けたので、ガバナ動作中のガバナレバーの振れが抑制され、エンジン回転が安定する。
【００１５】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、バランスウエイトをガバナレバーの回転中心の一側に設けたので、コンパクト化が実現できる。
【００１６】
請求項３記載の発明では、請求項１或いは請求項２記載の発明において、バランスウエイトをガバナレバーに対してスペーサを介して固設したので、スペーサの板厚を変更することで回転モーメントを可変設定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１はランマの側面図、図２はガバナ装置を併設するエンジンの側面図、図３はガバナ装置の要部分解斜視図である。
【００１８】
図１の符号１は振動機の代表としてのランマで、下端に設けた輾圧板２の上面が脚部３を介して動力変換機構４に連設され、動力変換機構４の両側から延出する支持ブラケット５にハンドル６が固設されている。
【００１９】
動力変換機構４の後部にエンジン７が固設されている。エンジン７の出力軸８（図２参照）は動力変換機構４に対し、クラッチ、減速ギヤ等を介して連設されている。動力変換機構４は、出力軸８の回転運動を上下運動に変換するもので、脚部３内に設けられているコイルスプリングを介して輾圧板２に連設されている。動力変換機構４の上下運動がコイルスプリングに伝えられると、コイルスプリングの弾性により輾圧板２を上下動させて地面を突き固める。又、脚部３は、ジャンプを繰り返しながら前進するように前傾されており、エンジン７は脚部３とほぼ同じ角度で前傾されている。
【００２０】
図２に示すように、エンジン７は、エンジン本体としてのクランクケース９を有し、クランクケース９の上部にシリンダブロック１１が一体形成され、その上面にシリンダヘッド１２が固設されている。シリンダヘッド１２の側面に吸気口（図示せず）が開口されており、吸気口にキャブレタ１３が固設されている。
【００２１】
キャブレタ１３にスロットル弁１４が介装されており、スロットル弁１４を軸支するスロットル軸１５の上部がキャブレタ１３から上方へ突出され、その軸端にスロットルレバー１６が固設されている。
【００２２】
又、符号２１は遠心式ガバナ装置で、クランクケース９内に遠心ユニット２２が配設されている。尚、図２においては、クランクケース９内に配設されている遠心ユニット２２、及び後述するガバナ軸２５の先端部２５ａを実線で示す。
【００２３】
遠心ユニット２２は、エンジン７のクランク軸やカム軸等の回転軸に連設して一体回転するもので、遠心ユニット２２の回転により発生する遠心力で拡開動作するガバナウエイト２３を備えている。ガバナウエイト２３が遠心力により拡開動作すると、軸芯部分に進退自在に支持されているガバナスリーブ２４が突出方向へ付勢される。
【００２４】
ガバナスリーブ２４の先端に、ガバナ軸２５のＬ字状に屈曲された先端部２５ａが当接されている。ガバナ軸２５はクランクケース９に軸支されており、ガバナ軸２５のクランクケース９から側方へ突出された軸端部にガバナレバー２６の基部２６ｂが軸着されている。
【００２５】
又、ガバナレバー２６の回転端とスロットルレバー１６とがロッド２７を介して連設されている。尚、本形態では、ガバナレバー２６が、図２の時計回り方向へ回転することでスロットル弁１４が開弁され、反時計回り方向へ回転することでスロットル弁１４が閉弁される。又、ガバナレバー２６の基部２６ｂ側の時計回り方向に、クランクケース９の側面に軸支された調速レバー２８が配設されている。尚、図示しないが、調速レバー２８は、ハンドル６に固設されている操作レバーにワイヤを介して連設されている。
【００２６】
調速レバー２８の一側にレバー部２８ａが突設されており、レバー部２８ａに穿設された係合孔２８ｂとガバナレバー２６の基部２６ｂ側に穿設された係合孔２６ａとに、ガバナスプリング２９の両端が掛止されている。調速レバー２８を、図２の時計回り方向へ回動させると、ガバナスプリング２９を介してガバナレバー２６が時計回り方向へ回動し、スロットル弁１４が開弁される。ガバナレバー２６は略クランク状に形成されており、先端側がエンジン７の前面（出力軸８が突出されている面）側へ延出されている。
【００２７】
図２は遠心式ガバナ装置２１がガバナ動作している状態を示しており、ガバナレバー２６は、先端側がエンジン７の前面側へ傾斜されていると共にエンジン７が前傾されているため、その重心Ｇ１がガバナ軸２５に対し、ガバナレバー２６を反時計回り方向へ回動させる側（図２の左側）に、略水平距離Ｌ１だけオフセットされている。
【００２８】
図３に示すように、ガバナレバー２６の基部２６ｂは平板を折り返して袋状に形成され、そこにガバナ軸２５を軸支するガバナ軸孔２６ｃが穿設されている。又、ガバナ軸孔２６ｃから下端方向へＶ字状の切込み部２６ｄが形成されている。更に、基部２６ｂの右側面に凹部２６ｅが形成されている。凹部２６ｅに四角形のスペーサ３１が収容され、スペーサ３１の外側面にバランスウエイト３０の先端面が当接される。
【００２９】
バランスウエイト３０の先端面にねじ孔３０ａが螺設されている。ねじ孔３０ａに螺合するボルト３２は、基部２６ｂの左側面から、基部２６ｂを貫通し、スペーサ３１を介してバランスウエイト３０のねじ孔３０ａに螺入される。ボルト３２を締付けると、切込み部２６ｄが狭小する方向へ変形してガバナ軸孔２６ｃに挿通されているガバナ軸２５が締付けられ、ガバナ軸２５がガバナ軸孔２６ｃに軸着されると共に、バランスウエイト３０が固定される。
【００３０】
図２に示すように、ガバナ動作中のガバナレバー２６の重心Ｇ１はガバナレバー２６の回転中心であるガバナ軸２５の軸芯から略水平距離Ｌ１だけオフセットされた位置にある。ガバナレバー２６の重心Ｇ１に作用する垂直荷重をＷ１とすれば、ガバナレバー２６がガバナ軸２５を反時計回り方向へ回転させようとするモーメントＭ１は、
Ｍ１＝Ｗ１・Ｌ１…（１）
となる。
【００３１】
一方、バランスウエイト３０の重心Ｇ２とガバナ軸２５の軸芯との間の略水平距離をＬ２、重心Ｇ２に作用する垂直荷重をＷ２とすれば、バランスウエイト３０がガバナ軸２５を時計回り方向へ回転させようとするモーメントＭ２は、
Ｍ２＝Ｗ２・Ｌ２…（２）
となる。
【００３２】
従って、理論的には、時計回り方向の回転モーメントＭ２を、反時計回り方向の回転モーメントＭ１と等しくすることで、回転モーメントＭ１を打ち消すことができ、ランマ１の上下振動によって発生するガバナレバー２６の振れを抑制することができる。
【００３３】
しかし、ガバナレバー２６はガバナスプリング２９の付勢力とガバナウエイト２３に発生する遠心力とが釣り合う位置に回動するため、略水平距離Ｌ１，Ｌ２はエンジン負荷の変動により多少変化するので、バランスウエイト３０の質量配分は、ガバナレバー２６によって発生する回転モーメントＭ１との関係からシミュレーションや実験等に基づいて最適なものを選択する。或いは、バランスウエイト３０を変更せず、スペーサ３１の板厚を変更して略水平距離Ｌ２を変化させることで、最適な回転モーメントＭ２を設定することも可能である。
【００３４】
次に、本形態の作用を説明する。
ランマ１に搭載されているエンジン７は、遠心式ガバナ装置２１のガバナ動作により、エンジン回転数が一定回転となるように制御される。すなわち、エンジン７の回転により、クランク軸或いはカム軸等の回転軸に同期して遠心ユニット２２が回転し、遠心ユニット２２に設けたガバナウエイト２３が遠心力で拡開して、ガバナスリーブ２４を突出動作させる。
【００３５】
ガバナスリーブ２４の先端にはガバナ軸２５が当接されており、ガバナスリーブ２４の突出動作によりガバナ軸２５を介してガバナレバー２６を、図２の反時計回り方向へ押圧する。一方、ガバナレバー２６はガバナスプリング２９の張力で時計回り方向へ付勢されている。
【００３６】
エンジン負荷の増大によりエンジン回転数が低下すると、ガバナスプリング２９の張力がガバナウエイト２３に作用する遠心力よりも相対的に強くなるため、ガバナレバー２６は、図２の時計回り方向へ回転して、スロットル弁１４を開弁させ、エンジン出力を増加させる。一方、エンジン負荷が低下してエンジン回転数が増加すると、ガバナウエイト２３に作用する遠心力がガバナスプリング２９の付勢力に勝るため、ガバナレバー２６は、図２の反時計回り方向へ回転して、スロットル弁１４を閉弁させ、エンジン出力を抑える。
【００３７】
その結果、ガバナレバー２６は、ガバナスプリング２９の付勢力とガバナウエイト２３に作用する遠心力との釣り合う位置へ回動し、エンジン回転数を一定値に制御する。
【００３８】
一方、ランマ１は、エンジン７の回転により輾圧板２を上下動させて地面を突き固める。その際、エンジン７が上下に振動し、ガバナレバー２６の重心Ｇ１がガバナ軸２５の軸芯から略水平距離Ｌ１だけオフセットされているため、ガバナ軸２５に対して、反時計回り方向の回転モーメントＭ１（（１）式参照）が作用する。
【００３９】
しかし、ガバナレバー２６の基部２６ｂには、回転モーメントＭ１とほぼ同じで、且つ時計回り方向の回転モーメントＭ２（（２）式参照）をガバナ軸２５に生じさせるバランスウエイト３０が固設されているため、回転モーメントＭ１が打ち消され、ガバナレバー２６の振れが抑制される。
【００４０】
その結果、従来のようにガバナスプリング２９のばね定数を高めて振れを抑える必要がなくなり、耐久性を向上させることができると共に、安定したエンジン回転を得ることができる。又、ガバナレバー２６の振れが抑制されるため、相対的にガバナスプリング２９のばね定数を低く設定することができ、その分、応答性が良くなり、速度変動率を小さく抑えることができ、より安定したエンジン回転を得ることができる。
【００４１】
又、バランスウエイト３０は、ガバナレバー２６の基部２６ｂに対し、スペーサ３１を介してボルト３２により締結されているため、異なる質量配分を有するバランスウエイト３０との交換が容易で、取扱性がよい。
【００４２】
更に、バランスウエイト３０を交換することなく、スペーサ３１の板厚を変化させることで、回転モーメントＭ２を可変させることも可能であり、最適な回転モーメントＭ２を、より簡単に設定することができる。
【００４３】
更に、バランスウエイト３０をガバナレバー２６の基部２６ｂの一側に固設したので、エンジン７からはみ出すことがなく、コンパクト化が実現できる。
【００４４】
尚、本発明によるガバナ装置は、振動機に搭載されているエンジンに限らず、据置型エンジン、移動機に搭載したエンジンに適用できることは云うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、ガバナスプリングのばね定数を高めることなく、ガバナレバーに作用する振れを抑制して、耐久性の向上、及び安定したエンジン回転を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ランマの側面図
【図２】ガバナ装置を併設するエンジンの側面図
【図３】ガバナ装置の要部分解斜視図
【符号の説明】
９  クランクケース（エンジン本体）
１４  スロットル弁
２１  ガバナ装置
２６  ガバナレバー
２６ｂ  基部
３０  バランスウエイト
３１  スペーサ
Ｇ１，Ｇ２  重心
Ｌ１，Ｌ２  略水平距離
Ｍ１，Ｍ２  回転モーメント
Ｗ１，Ｗ２  垂直荷重
【図１】
2004278480.tif 000003
【図２】
2004278480.tif 000004
【図３】
2004278480.tif 000005