(57)【要約】【課題】  簡単な構成であってエンジンの回転数を作業機の負荷量に応じて段階的に制御し得るエンジン駆動作業機を提供すること。【解決手段】  エンジン５０により作業機５１を駆動するエンジン駆動作業機であって、前記エンジンのガバナレバー６０を操作して回転数を調整し、前記作業機の運転状態を制御するようにしたエンジン駆動作業機において、前記ガバナレバーに連結され、制御信号に応じて前記ガバナレバーを少なくとも３位置を採るように作動させるソレノイド式駆動機構１０，２０と、前記作業機の負荷量を検出する検出手段３０と、前記検出手段が検出した負荷量に応じた大きさを持つ前記制御信号を形成し、該制御信号を前記駆動機構に与える制御手段４０とをそなえることを特徴とするエンジン駆動作業機。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより作業機を駆動するエンジン駆動作業機であって、前記エンジンのガバナレバーを操作して回転数を調整し、前記作業機の運転状態を制御するようにしたエンジン駆動作業機において、
前記ガバナレバーに連結され、制御信号に応じて前記ガバナレバーを少なくとも３位置を採るように作動させるソレノイド式駆動機構と、
前記作業機の負荷量を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した負荷量に応じた大きさを持つ前記制御信号を形成し、該制御信号を前記ソレノイド式駆動機構に与える制御手段と
をそなえることを特徴とするエンジン駆動作業機。
【請求項２】
請求項1記載のエンジン駆動作業機において、
前記ガバナレバーは、ばねにより一方向に回動付勢されており、
前記ソレノイド式駆動機構は、制御信号が与えられることによりそれぞれ所定角度回転する、少なくとも第１および第２のロータリーソレノイドが連結されて構成されたものであり、
前記第１のロータリーソレノイドにより前記ばねによる回動付勢に抗して前記ガバナレバーを所要角度回動させ、前記第２のロータリーソレノイドにより前記ガバナレバーをさらに所要角度回動させるようにしたエンジン駆動作業機。
【請求項３】
請求項２記載のエンジン駆動作業機において、
前記ガバナレバーは、第１および第２のストッパにより最小回動角および最大回動角が規制されており、
前記第１のロータリーソレノイドは、第３のストッパにより前記最小回動角と前記最大回動角との中間の回動角で回動が規制されるエンジン駆動作業機。
【請求項４】
請求項1記載のエンジン駆動作業機において、
前記ガバナレバーと前記駆動機構とは、フレキシブル連結部材を含む連結部材により連結されたエンジン駆動作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにより作業機を駆動するエンジン駆動作業機に係り、とくに作業機の負荷量に応じてエンジンの運転状態を調整するようにしたエンジン駆動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動作業機は、エンジンにより発電機、圧縮機、ポンプ等を駆動するものであり、工事現場をはじめとする種々の場所で広く利用されている。このエンジン駆動作業機は、通常、一定回転数で運転されるが、手動で特定回転数に切換できるものがある。また、無負荷になったときにエンジンを低速回転にするスローダウン機能を持つものもある(特許文献１参照)。
【０００３】
さらに、エンジンのガバナレバーと連繋して動作可能なチェンジレバーをガバナレバーの近傍に設け、これらレバーをリニアソレノイドにより操作して低速、中速、高速で回転するものもある(特許文献２参照)。
【０００４】
図６は、特許文献２に開示された速度制御装置の構成である。つまり、ガバナに取り付けられた速度制御レバー２０２が、制御軸２０３を中心にして回動可能に支持され、この制御軸２０３の図示上方に戻しばね２０４の一端が掛止され、他端がエンジン側壁に掛止されて速度制御レバー２０２が高速側に引かれるような構成となっている。
【０００５】
制御軸２０３を中心にして、戻しばね２０４の掛止されている位置の反対側には、連結部材２０１により速度制御レバー２０２および第１ソレノイド２００が連結されている。
【０００６】
また、速度制御レバー２０２の回動角度を規制するチェンジレバー２２２の枢軸２２３が速度制御レバー２０２の近傍に配され、チェンジレバー２２２の枢軸２２３よりも図上左側に戻しばね２２４の一端が掛止され、他端がエンジン側壁(図示せず)に掛止されて、中間回転数を決定するストッパ２２５に当接するように構成されている。枢軸２２３を中心として、戻しばね２２４が掛止されている位置の反対側には、連結部材２２１により第２ソレノイド２２０が連結されている。
【０００７】
チェンジレバー２２２は、第２ソレノイド２２０がオフのときにストッパ２２５に当接しており、この状態で第１ソレノイド２００をオンにすると連結部材２０１および第１ソレノイド２００の軸のストロークにより所定の最低回転数を実現できる速度制御レバーの位置２０２ｂとなる。また、第１ソレノイド２００をオフにすると、速度制御レバー２０２はチェンジレバー２２２に当接し、中間回転数が実現できる。
【０００８】
次に、この状態で第２ソレノイド２２０をオンにすると、チェンジレバー２２２は、時計方向に位置２２２ａまで回動し、それに伴って速度制御レバー２０２が位置２０２ａとなって制御軸２０３を反時計方向に回動し所定の最高回転数を実現する。
【特許文献１】特開2000-184795号公報
【特許文献２】特開平11-6447号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に示されたスローダウン装置では、作業機の負荷があるかないかのみの回転制御であり、負荷量に応じた回転制御はできないため、燃料消費率の低下および騒音低下が不十分である。
【００１０】
また、特許文献２に開示されているエンジン回転数を３段階に制御するものは、そのように設計されたエンジンにのみ適用されるもので、汎用エンジンには適用できない。また、４段階の回転数制御を行おうとすると、速度制御レバー近傍のスペースが問題になる場合もあり、実現できないこともある。さらに、油圧シリンダ装置を用いてチェンジレバーを任意位置に回動させることにより４段階以上のエンジン回転数を実現するとの開示もあるが、エンジン近傍の温度変化により油圧シリンダ内のオイルが膨張、収縮を起こしてチェンジレバーの位置を変動させるから所定の回転数が得られない場合もある。
【００１１】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、簡単な構成であってエンジンの回転数を作業機の負荷量に応じて段階的に制御し得るエンジン駆動作業機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】
【００１２】
上記目的達成のため、本発明では、
エンジンにより作業機を駆動するエンジン駆動作業機であって、前記エンジンのガバナレバーを操作して回転数を調整し、前記作業機の運転状態を制御するようにしたエンジン駆動作業機において、前記ガバナレバーに連結され、制御信号に応じて前記ガバナレバーを少なくとも３位置を採るように作動させるソレノイド式駆動機構と、前記作業機の負荷量を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した負荷量に応じた大きさを持つ前記制御信号を形成し、該制御信号を前記駆動機構に与える制御手段とをそなえることを特徴とするエンジン駆動作業機、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上述のように、負荷量に応じて形成された制御信号をソレノイド式駆動機構に与え、ガバナレバーを少なくとも３位置を採るように作動させるようにしたため、負荷量減少時にはエンジン回転数を下げ、負荷量が増したときは回転数を増して負荷量に応じた運転を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１ないし図５を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例の構成を示す概念的説明図である。この実施例は、２つのロータリーソレノイド１０，２０を用いたソレノイド式駆動機構によりエンジン５０のガバナレバー６０を作動させ、エンジン５０の出力調整を行うものである。
【００１６】
このために、例えば発電機である作業機５１から出力線５５に供給される負荷量を検出手段３０によって検出し、検出信号を制御手段４０に与えると、制御手段４０が制御信号を形成して２つのロータリーソレノイド１０，２０に与えてその回動を行わせ、連結部材８０を介してガバナレバー６０に伝達する。
【００１７】
２つのロータリーソレノイド１０，２０は、連結部材８０によってガバナレバー６０に連結され、かつ相互が連結されている。連結部材８０は、２つのロッド８０ａ，８０ｂが結合部材８０ｄにより結合されたもので、ロッド８０ａの端部はガバナレバー６０に結合され、もう一つのロッド８０ｂの端部は第１ソレノイド１０の回動レバー１１に結合されている。
【００１８】
結合部材８０ｄは、両端部に長さ調整用の雌ネジを有し、例えば右端が右ネジとしたら左端は左ネジで形成されており、結合部材８０ｄを回転することにより左右のロッド８０ａや８０ｂが結合部材８０ｄに出入して長さ調整が行われ、ナット８０ｅの締付けで結合部材８０ｄとロッド８０ｂの回転が阻止される。そして、ロッド８０ｂのほぼ中央部に当接部材８０ｃが設けられており、この当接部材８０ｃに第２ソレノイド２０の回動レバー２１が当接する。
【００１９】
第１ソレノイド１０および第２ソレノイド２０は、通電つまり制御信号が与えられることにより所定角度回動するもので、図示の場合反時計方向に所定角度回動する。
【００２０】
連結部材８０の図示右端が結合されているガバナレバー６０は、ストッパ６１,６２により規制される範囲で回動可能であり、コイルばね６３により時計方向の回動付勢がされており、ロータリーソレノイド１０，２０は、この回動付勢力に抗してガバナレバー６０を反時計方向に回動させる。
【００２１】
図２(a),(b),(c)は、第１ソレノイド１０、第２ソレノイド２０のオン、オフによるガバナレバー６０の回動状態を示したものである。これら第１および第２のソレノイド１０，２０は、アクチュエータ取付台１２０上に取り付けられている。
【００２２】
図２(a)に示す状態では、第１ソレノイド１０、第２ソレノイド２０がともにオフであり、ガバナレバー６０は、コイルばね６３によりストッパ６１に当接するまで時計方向に引かれて「低速」位置となる。
【００２３】
図２(b)に示す状態では、第２ソレノイド２０の回動レバー２１の図示上方端が当接部材８０ｃに当接して連結部材８０を図示左方に引くが、ある程度回動すると回動レバー２１の図示下端がストッパ１２１に当接して回動停止する。
【００２４】
この停止位置が、連結部材８０の停止位置、つまりガバナレバー６０の中間停止位置であり、エンジンの中間回転数「中速」の運転位置である。
【００２５】
そして、図２(c)に示す状態では、第１ソレノイド１０がオンになり、ガバナレバー６０は、ストッパ６２により規制される「高速」位置まで反時計方向に回動し、また第１ソレノイド１０がオフで第２ソレノイド２０のみがオンであると、ストッパ１２１により規制される中間位置を採る。
【００２６】
したがって、制御手段４０は、検出手段３０からの検出信号が負荷量「大」を示していれば第１ソレノイド１０のみをオンにすることで足りるが、外部の負荷変動による回転変動を極力少なくするために第２ソレノイド２０もオンとし、負荷量「中」であれば第２ソレノイド２０のみをオンにし、負荷ゼロであれば両ソレノイド１０，２０をオフにする。
【実施例２】
【００２７】
図３は、本発明の他の実施例を示したものである。この実施例は、作業機５１が発電機であり、この発電機５１の出力をインバータ５２を介して負荷に供給する構成である場合に好適である。
【００２８】
この場合、発電機の出力は、所定周波数である必要がなく、負荷量に応じて運転周波数を大幅に変更することができる。そこで、検出手段３０により検出した負荷量の検出信号を制御手段４０に与え、制御手段は適宜数設けられたロータリーソレノイド１０，２０，…２０ｎをオン、オフさせてガバナレバー６０(図１、図２)を多段位置取りするように動作させ、エンジンを多段速度制御する。
【００２９】
図４は、エンジンの速度を、停止を含めて４段階(０，Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２)に速度制御する場合のエンジン速度の時間的変化の様子を示したタイムチャートであり、説明の都合上発電機出力も併せて示している。
【００３０】
運転操作により、当初停止していたエンジン駆動作業機を始動させて速度Ｎ０まで昇速させる。以後、発電機負荷が投入され負荷が増え続けると発電機出力が上昇していき中負荷ＰＭに達する。この段階で、エンジン速度をさらに速度Ｎ１まで上昇させる指示が制御手段４０により出力される。
【００３１】
さらに負荷が増え続けて発電機出力がＰＨを超えると、エンジン速度を最高速度Ｎ２まで上昇させる指示が制御手段４０により出力される。発電機出力ＰＭ，ＰＨをどのように設定してもよいが、仮にＰＨを発電機の定格出力とした場合には、定格出力を超過した運転であるから限られた時間だけの運転とする必要がある。
【００３２】
そして、負荷の減少に伴いエンジン運転速度をＮ１，Ｎ０と低下させていき、負荷遮断後に停止させる。
【実施例３】
【００３３】
図５は、連結部材８０を、連結器８４およびフレキシブル連結部材８５を介してガバナレバー６０に結合した実施例を示している。この実施例は、エンジン駆動作業機を小型化する際に、アクチュエータをエンジンから離して設置するようにしたものである。
【００３４】
エンジン駆動作業機は、経済性が良好であるため、種々の用途に利用されているが、小型化が課題となる場合が多い。そこで、アクチュエータをエンジンから離して別置きとするために、ガバナレバー６０と連結部材８０とを、連結部材８４およびフレキシブル連結部材８５により結合する。連結部材８０の図示右端寄り部分をアクチュエータ取付台１２０の支持部１２０ａによって支持する。これにより、エンジンおよび作業機のみの本体と、エンジン制御用要素とを別置きにしても何等問題を生じないエンジン駆動作業機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例の構成を示す説明図。
【図２】図２(a),(b),(c)は、第１ソレノイド１０および第２ソレノイド２０のオン、オフによるガバナレバー６０の回動状態を示した動作説明図。
【図３】図３は、本発明の他の実施例を示す要部説明図。
【図４】図３の実施例により、エンジンの速度を、停止を含めて４段階に速度制御する場合のエンジン速度および作業機である発電機出力の時間的変化の様子を示したタイムチャート。
【図５】図５は、連結部材８０を、連結器８４およびフレキシブル連結部材８５を介してガバナレバー６０に結合した本発明の他の実施例を示す説明図。
【図６】従来の速度制御装置に用いた機構を示す説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１０  第１ソレノイド、２０  第２ソレノイド、３０  検出手段、  
４０  制御手段、５０  エンジン、５１  作業機(発電機)、５５  出力線、
６０  ガバナレバー、６１，６２，１２１  ストッパ、６３  戻しばね、
８０  連結部材、８０ａ，８０ｂ  ロッド、８０ｃ  当接部材、
８０ｄ  結合部材、８０ｅ  ナット、８４  連結器、
１２０  アクチュエータ取付台、１２０ａ  支持部。  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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