(57)【要約】【課題】構成の簡素化及び小型軽量化が得られるエンジンのガバナ機構を提供する。【解決手段】エンジン１の排気通路を構成する排気管２２に接続された排気マフラ２０２０のマフラー本体２１内に、マフラ本体２１内を流れる排気ガス流に対向して、排気ガス流に沿って排気ガス受け板３１を揺動自在に支持すると共に、排気ガス受け板３１を排気ガス流の上流側に向かって付勢する付勢手段３５を設け、更に、排気ガス受け板３１に連結されて排気ガス受け板３１と一体に揺動するガバナレバー３３とを備え、エンジン回転数に応じて変化する排気ガス流の風圧を利用してエンジン回転数を調速する。【選択図】図３
2005248791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に排気マフラが接続されたエンジンのガバナ機構において、
前記排気マフラのマフラ本体内で該マフラ本体内を流れる排気ガス流に対向し、前記排気ガス流に沿って揺動自在に支持された排気ガス受け板と、
該排気ガス受け板を排気ガス流の上流側に向かって付勢する付勢手段と、
前記排気ガス受け板に連結され、前記排気ガス受け板と一体に揺動するガバナレバーとを備え、
該ガバナレバーの揺動によってエンジン回転数を調速することを特徴とするエンジンの排気ガバナ機構。
【請求項２】
前記排気ガス受け板は、前記排気ガス流に交差する方向に延在して回転自在に支持された軸部に取り付けられ、
前記ガバナレバーは、前記マフラ本体を貫通して外部に突出する前記軸部の一端に固定され、前記軸部の径方向に沿って延出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガバナ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのガバナ機構に関し、特に排気通路に排気マフラが接続されたエンジンの排気ガバナ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸排気弁のカムシャフトをシリンダヘッドの上部に配置するＯＨＣ（オーバヘッドカムシャフト）タイプの汎用エンジンは、例えば、図５にその断面図を示すように、シリンダ部１０１の下部にクランクケース１０２が一体形成されたシリンダブロック１００を有し、シリンダブロック１００にシリンダヘッド１０３が取り付けられている。そして、クランクケース１０２に回転自在に取り付けられたクランクシャフト１０４とシリンダ部１０１に往復動自在に配設された図示しないピストンとがコネクティングロッドを介して連結され、ピストンの往復動によりクランクシャフト１０４が回転駆動される。
【０００３】
シリンダヘッド１０３には、吸気ポートを開閉する吸気弁、排気ポートを開閉する排気弁、点火プラグ（いずれも図示せず）が設けられている。また、吸気弁を開閉動作するカム１０５を有するカムシャフト１０６がクランクシャフト１０４と平行配置されてシリンダヘッド１０３に回転自在に設けられ、カム１０５のカム面に接触して揺動するロッカアームが吸気弁に連接されている。排気弁の開閉動作は、カムシャフト１０６にカム１０５と位相をずらして取り付けられたカム及びロッカアームによって行われる。シリンダヘッド１０３には、各ロッカアームやカムシャフト１０６等の動弁機構を覆うヘッドカバー１０７が着脱自在に取り付けられている。
【０００４】
クランクシャフト１０４の回転をカムシャフト１０６に伝達する動力伝達機構は、クランクシャフト１０４に設けられた駆動側タイミングプーリ１１１と、カムシャフト１０６に設けられた従動側タイミングプーリ１１２との間にタイミングベルト１１３が掛け渡されて構成されている（例えば特許文献１参照）。また、クランクシャフト１０４には、ガバナドライブギヤ１０８が同軸上に固設されている。
【０００５】
そして、シリンダブロック１００のクランクケース１０２内には、エンジン回転数を調速する遠心式ガバナ１２０が設けられている。ガバナ１２０は、クランクケース１０２に支持されてクランクシャフト１０４に対して平行配置された支持軸１２１を介して回転自在に軸支された円筒状で外周にガバナドライブギヤ１０８に噛み合うガバナドリブンギヤとなる外歯１２３が形成されてクランクシャフト１０４と同期回転するガバナケース１２２と、ガバナケース１２２内に配置されてガバナケース１２２の回転に応じて揺動するフライウエイト１２４と、フライウエイト１２４の揺動に連動して軸方向に進退移動するガバナスリーブ１２５とを有し、ガバナスリーブ１２５の先端にクランクケース１０２に回転自在に装着されたガバナシャフト１２６の湾曲形成された先端部が当接し、ガバナシャフト１２６の基端に回転自在に取り付けられたガバナレバー１２７が図示しない気化器にスロットルレバー及びガバナロッドを介して連結されている。
【０００６】
この構成によりガバナケース１２２はクランクシャフト１０４の回転と同期して回転駆動され、エンジン負荷に変動が生じた場合にクランクシャフト１０４の回転速度変化に対応してガバナスリーブ１２５が所定量移動し、この移動量によりガバナシャフト１２６、ガバナレバー１２７等を介して気化器のスロットルレバーが動作され、エンジン回転数が調速される。なお、この種の遠心式ガバナについては、特許文献２に開示されている。
【０００７】
また、シリンダヘッド１０３の上方位置には、排気マフラ１３１が取り付けられており、排気管１３２を介してシリンダヘッド１０３の排気ポートに連通接続されている。そして、クランクケース１０２の上方位置には燃料タンク１３３が取り付けられている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−８９４４４号公報
【特許文献２】特開平８−３３８２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記汎用エンジンにあっては、通常、クランクシャフト１０４に配設されたガバナドライブギヤ１０８とガバナケース１２２の外周に形成された外歯１２３とを直接噛み合わせて、クランクシャフト１０４とガバナケース１２２とを同期回転させている。
【００１０】
このため、クランクシャフト１０４のガバナドライブギヤ１０８よりも径方向外側に遠心式ガバナ１２０が配置され、その配置スペースによりシリンダブロック１００がクランクシャフト１０４の径方向に大型化する。
【００１１】
また、クランクシャフト１０４に駆動側タイミングプーリ１１１と併設してガバナドライブギヤ１０８を配置することから、その配置スペースによりクランクシャフト１０４それ自体が長大になり、シリンダブロック１００がクランクシャフト１０４の軸方向に拡大化する。よって、エンジン全体の大型化を招き、重量増加の要因となり、かつ構成部品が多く構造が複雑になり製造コストの増大が懸念される。
【００１２】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、構成の簡素化及び小型軽量化が得られるエンジンのガバナ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明によるエンジンの排気ガバナ機構は、排気通路に排気マフラが接続されたエンジンのガバナ機構において、排気マフラのマフラ本体内でマフラ本体内を流れる排気ガス流に対向し、排気ガス流に沿って揺動自在に支持された排気ガス受け板と、排気ガス受け板を排気ガス流の上流側に向かって付勢する付勢手段と、排気ガス受け板に連結され、排気ガス受け板と一体に揺動するガバナレバーとを備え、ガバナレバーの揺動によってエンジン回転数を調速することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によるエンジンの排気ガバナ機構は、排気ガス受け板が、排気ガス流に交差する方向に延在して回転自在に支持された軸部に取り付けられ、ガバナレバーが、マフラ本体を貫通して外部に突出する前記軸部の一端に固定され、軸部の径方向に沿って延出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によると、排気ガス受け板が排気マフラのマフラ本体内でマフラ本体内を流れる排気ガス流に対向し、排気ガス流に沿って揺動自在に支持されており、付勢手段によって排気ガス流の上流側に向かって付勢されているので、エンジン負荷の変動によるクランクシャフトの回転速度の増加に伴ってマフラ本体内を通過する排気ガスの流量が増大して排気ガス受け板が受ける風圧が増大すると、排気ガス受け板は付勢手段の付勢力に抗して排気ガス流の下流側に向かって揺動され、ガバナレバーも排気ガス受け板と同方向に一体となって揺動される。
【００１６】
一方、エンジン負荷の変動によるクランクシャフトの回転速度の低下に伴ってマフラ本体内を通過する排気ガスの流量が減少して排気ガス受け板が受ける風圧が減少すると、排気ガス受け板は付勢手段の付勢力によって排気ガス流の上流側に向かって揺動され、ガバナレバーも排気ガス受け板と同方向に一体となって揺動される。
【００１７】
このため、例えば排気ガス受け板が排気ガス流の下流側に向かって揺動した場合にエンジン回転数を低下させ、また、排気ガス受け板が排気ガス流の上流側に向かって揺動した場合にエンジン回転数を上昇させることによってエンジン回転数を調速することができる。
【００１８】
したがって、排気マフラのマフラ本体内を通過する排気ガスの流量に応じて排気ガス受け板が受ける風圧の変化を利用してエンジン回転数を調速することができる。よって、従来のような遠心式ガバナを設ける必要がなく、部品点数の削減による構造の簡素化及び組み立て作業の容易化が得られる。また、遠心ガバナの配置スペースを省略することができ、クランクシャフトと同軸上に配置されていたガバナドライブギヤの省略によってクランクシャフトの軸方向長さを短縮化することができ、クランクケースを含むシリンダブロックの小型軽量化によるエンジンの製造コストの削減が期待できる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１に記載した発明の具体的な構成を例示したものであり、これによれば、排気ガス受け板が排気ガス流に交差する方向に延在して回転自在に支持された軸部に取り付けられているので、排気ガス受け板は、マフラ本体内で排気ガス流から受ける風圧に応じて容易に揺動することができる。また、ガバナレバーがマフラ本体を貫通して外部に突出する軸部の一端に固定されて軸部の径方向に沿って延出しているので、マフラ本体内における排気ガス受け板の揺動動作をマフラ外部のガバナレバーに容易に伝達することができ、ガバナレバーを排気ガス受け板と同方向に容易に揺動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図を参照して本発明におけるエンジンのガバナ機構の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
本発明の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。図１は本実施の形態における汎用エンジン１の構成を説明する全体断面図、図２は、排気ガバナ機構の構成を説明する図、図３は、図２のＡ方向から一部断面によって示す図、図４は、図２のＢ方向から一部断面によって示す図である。
【００２２】
エンジン１は、図１に示すように、シリンダ部３の下部にクランクケース４が一体結合されたシリンダブロック２を有し、シリンダブロック２にシリンダヘッド５が取り付けられている。そして、クランクケース４にベアリングを介して回転自在に取り付けられたクランクシャフト６とシリンダ部３に往復自在に配設された図示しないピストンとがコネクティングロッドを介して連結され、ピストンの往復動によりクランクシャフト６が回転駆動される。
【００２３】
シリンダヘッド５には、吸気ポートを開閉する吸気弁、排気ポートを開閉する排気弁、点火プラグ（いずれも図示せず）が設けられ、吸気弁を開閉動作するカム７を有するカムシャフト８がクランクシャフト６と平行配置されてシリンダヘッド５に回転自在に設けられている。このカムシャフト８の回転によってカム７のカム面に接触して揺動するロッカアームが吸気弁に連接されている。排気弁の開閉動作は、カムシャフト８にカム７と位相をずらして取り付けられたカム及びロッカアームによって行われる。シリンダヘッド５には、ロッカアームやカムシャフト８等の動弁機構を覆うヘッドカバー９が着脱自在に取り付けられている。
【００２４】
クランクシャフト６の回転をカムシャフト８に伝達する動力伝達機構１０は、クランクシャフト６に設けられた駆動側タイミングプーリ１１と、カムシャフト８に設けられた従動側タイミングプーリ１３と、駆動側タイミングプーリ１１と従動側タイミングプーリ１３との間に掛け渡された無端状のタイミングベルト１５によって構成されている。
【００２５】
駆動側タイミングプーリ１１は、円板状で外周に等ピッチで外歯１２が突設形成され、従動側タイミングプーリ１３も同様にその外周に等ピッチで外歯１４が突設形成されている。タイミングベルト１５は、無端状で駆動側タイミングプーリ１１の外歯１２と従動側タイミングプーリ１３の外歯１４にそれぞれ係合して駆動側タイミングプーリ１１と従動側タイミングプーリ１３の間に掛け渡されている。
【００２６】
そして、クランクケース４の上方位置には燃料タンクが取り付けられており、シリンダヘッド５の上方位置には、排気マフラ２０が取り付けられている。
【００２７】
排気マフラ２０は、図２〜図４に示すように、シリンダヘッド５に沿って延在する箱状のマフラ本体２１を有しており、シリンダヘッド５の排気ポートから排出された排気ガスをマフラ本体２１内に導入するための排気通路を構成する排気管２２と、その排気管２２を介してマフラ本体２１内に導入された排気ガスをマフラ本体２１の外部に排出するためのテールパイプ２３とが設けられている。
【００２８】
排気管２２は、一端がマフラ本体２１から下方に向かって突出してシリンダヘッド５の排気ポートに連通接続されており、他端がマフラ本体２１内に突出してマフラ本体２１内でヘッドカバー９側の縦壁部２１Ｂ側に向かって折曲されて、開口部２２ａからマフラ本体２１内に流れ込んだ排気ガス流がクランクケース４側の縦壁部２１Ａ側からヘッドカバー９側の縦壁部２１Ｂ側に向かって流れるように形成されている。
【００２９】
テールパイプ２３は、マフラ本体２１内でシリンダヘッド５に沿って略水平に延在し、上流開口端２３ａがマフラ本体２１内でマフラ本体２１のクランクケース４側の縦壁部２１Ａとの間に所定間隔をおいて対向し、下流開口端２３ｂがマフラ本体２１のヘッドカバー９側の縦壁部２１Ｂから突出してマフラ本体２１の外部に開口するようにマフラ本体２１に取り付けられており、排気管２２からマフラ本体２１内に導入された排気ガスがマフラ本体２１のヘッドカバー９側の縦壁部２１Ｂに衝突した後に上流開口端２３ａからテールパイプ２３内に流入し、下流開口端２３ｂからマフラ本体２１の外部に排出されるように構成されている。
【００３０】
排気マフラ２０のマフラ本体２１内には、排気ガス受け板３１が設けられている。排気ガス受け板３１は、排気管２２の開口部２２ａに対峙する平板形状を有し、排気ガス流に対向する位置に配置されており、軸部３２によって、基端部を中心として先端部側が排気管２２の開口部２２ａに接近及び離間する方向、すなわち排気ガス流に沿って揺動自在に支持されている。
【００３１】
排気ガス受け板３１の軸部３２は、排気ガス受け板３１に沿って一体に形成されており、マフラ本体２１内で排気ガス流に交差する方向に延在してマフラ本体２１の上部及び下部に回転自在に支持されている。軸部３２の下端は、マフラ本体２１の下部を貫通して外部に突出しており、ガバナレバー３３が連結されている。
【００３２】
ガバナレバー３３は、図３及び図４に示すように、基端部が軸部３２に取り付けられており、軸部３２の径方向に沿って延出し、先端部がマフラ本体２１よりも側方に突出する位置に配置されている。そして、ガバナロッド３４を介して気化器４０のスロットルレバー４１と連結されており、排気ガス受け板３１が排気管２２の開口部２２ａに接近する方向に揺動するのに応じてスロットルレバー４１をスロットルバルブ開弁方向に回動し、開口部２２ａから離間する方向に揺動するのに応じてスロットルレバー４１をスロットルバルブ閉弁方向に回動させるように構成されている。
【００３３】
また、ガバナレバー３３の先端部は、付勢手段としてのガバナスプリング３５を介してスピードコントロールレバー３６と連結されている。ガバナスプリング３５は、ガバナレバー３３の回転量、すなわち排気ガス受け板３１の揺動量に応じた付勢力をガバナレバー３３に付勢する。この付勢力は、排気ガス受け板３１を排気管２２の開口部２２ａから離間させる方向の力に対抗する付勢力を発生させており、排気ガス流の上流側に向かって付勢している。
【００３４】
上記構成により、エンジン運転中に負荷変動が生じた場合、これに起因してクランクシャフト６の回転速度が変化し、このクランクシャフト６の回転速度の変化に対応してエンジン１の排気管２２から排出される排気ガスの排出量が変化する。したがって、排気管２２の開口部２２ａに対向して位置する排気ガス受け板３１が受ける排気ガス流の風圧が変化し、排気ガス受け板３１が軸部３２を中心として所定量だけ揺動し、ガバナレバー３３を介して気化器４０のスロットルレバー４１が動作されて、エンジン回転数が調速される。
【００３５】
例えば、エンジン負荷が増大した場合、エンジン回転数が低下、すなわちクランクシャフト６の回転速度は低下し、エンジン１の排気管２２から排出される排気ガスの排出量が減少する。排気ガスの排出量が減少すると、排気ガス受け板３１が受ける排気ガス流の風圧が減少し、排気ガス受け板３１は、ガバナスプリング３５の付勢力によって排気ガス流の上流側である排気管２２の開口部２２ａに接近する方向に向かって揺動し、ガバナレバー３３及びガバナロッド３４を介してスロットルレバー４１をスロットルバルブ開弁方向に回動する。すなわち、エンジン負荷の増加等によりエンジン回転数がスピードコントロールレバー３６の設定位置により規定される回転数よりも低下したときは、スピードコントロールレバー３６の設定位置によるガバナスプリング３５の付勢力によりスロットルレバー４１がスロットルバルブ開弁方向に回動し、このスロットルバルブ開弁動作によりエンジン１の吸入空気量を増大させてエンジン回転数を上昇させることができる。
【００３６】
また、エンジン負荷が減少した場合、エンジン回転数が上昇、すなわちクランクシャフト６の回転速度は増加し、エンジン１の排気管２２から排出される排気ガスの排出量は増加する。排気ガスの排出量が増加すると、排気ガス受け板３１が受ける排気ガス流の風圧が増加し、排気ガス受け板３１は、ガバナスプリング３５の付勢力に抗して排気ガス流の下流側である開口部２２ａから離間する方向に揺動し、ガバナレバー３３及びガバナロッド３４を介してスロットルレバー４１をスロットルバルブ閉弁方向に回動させる。すなわち、エンジン負荷の減少等によりエンジン回転数がスピードコントロールレバー３６の設定位置により規定される回転数よりも上昇したときは、排気ガスの排出量の増加に伴う排気ガス流の風圧増加による排気ガス受け板３１の回動力がガバナスプリング３５の開弁方向への付勢力を上回る。これにより、スロットルレバー４１がスロットルバルブ閉弁方向に回動し、このスロットルバルブ閉弁動作によりエンジン１の吸入空気量を減少させてエンジン回転数を低下させることができる。
【００３７】
上記構成によれば、エンジンから排出される排気ガスの量に応じて排気ガス受け板３１が受ける排気ガス流の風圧の変化を利用してエンジン回転数を調速することができる。したがって、従来のような遠心式ガバナを設ける必要がなく、部品点数の削減による構造の簡素化及び組み立て作業の容易化が得られると共に、遠心ガバナの配置スペースを省略することができ、クランクシャフト６の軸方向長さの短縮化、及びクランクケース４を含むシリンダブロック２の小型軽量化が得られ、エンジン１の製造コストの削減が期待できる。
【００３８】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、排気通路を構成する排気管２２に接続された排気マフラ２０に排気ガバナ機構を設けた例につき説明したが、排気通路としてシリンダヘッドに形成された排気ポートに連通して排気マフラをシリンダヘッドに直付けするエンジンにおいても本発明による排気ガバナ機構を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態における汎用エンジンの構成を説明する全体断面図である。
【図２】排気ガバナ機構の構成を説明する図である。
【図３】図２のＡ方向から一部断面によって示す図である。
【図４】図２のＢ方向から一部断面によって示す図である。
【図５】従来の汎用エンジンの概要を示す全体断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  汎用エンジン（エンジン）
２０  排気マフラ
２１  マフラ本体
２２  排気管（排気通路）
２２ａ  開口部
２３  テールパイプ
３１  排気ガス受け板
３２  軸部
３３  ガバナレバー
３４  ガバナロッド
３５  ガバナスプリング（付勢手段）
４０  気化器
４１  スロットルレバー
【図１】
2005248791.tif 000003
【図２】
2005248791.tif 000004
【図３】
2005248791.tif 000005
【図４】
2005248791.tif 000006
【図５】
2005248791.tif 000007