(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ（３０）と、該燃料噴射ポンプ（３０）の燃料噴射量を制御する燃料調量杆（６）と、該燃料調量杆（６）の移動量を駆動制御する電磁アクチュエータ（Ｓ）と、その実位置を検出する位置検出器（９）と、該位置検出器（９）からの信号を増幅するコントローラ（Ａ）とを一体的に配置したディーゼル機関の電子ガバナ装置において、該燃料噴射ポンプ（３０）を構成するポンプケース（４０）の側面に、リンク機構収容ケース（２）を付設し、更に該リンク機構収容ケース（２）の側面に取付フランジ（１）を付設し、更に該取付フランジ（１）の側面に取付カバー（５）を付設し、該取付カバー（５）の上側には、電子回路部を構成するコントローラ（Ａ）の収納凹部を構成し、該取付カバー（５）の下方側には、放熱部材として放熱フィン（１５）を一体成形し、前記電磁アクチュエータ（Ｓ）は、アクチュエータケース（１０）の内部に円筒状に構成した励磁コイル（１６）と、該励磁コイル（１６）の励磁力により左右に摺動する摺動軸（３）により構成し、前記位置検出器（９）は、該取付カバー（５）の内部に配置され、コイルにより構成された差動トランスと、差動トランスの内部で左右に移動すべく構成した磁性体部分（１７）により構成し、該該磁性体部分（１７）は前記摺動軸（３）の左端に一体的に設けられ、前記取付フランジ（１）の前記リンク機構収容ケース（２）の内部側に、電磁アクチュエータ（Ｓ）を固定し、リンク機構収容ケース（２）の外部側に取付カバー（５）を固定し、該取付フランジ（１）をリンク機構収容ケース（２）の側面に固定することを特徴とするディーゼル機関の電子ガバナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁アクチュエータに関し、詳しくは自動車や作業機等を駆動するディーゼル機関の電子ガバナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁アクチュエータには、ディーゼル機関のシリンダブロックに燃料噴射ポンプを配設し、燃料噴射ポンプの燃料噴射量を調量する燃料調量杆の移動量を移動制御するものがある。
また、この電磁アクチュエータは、その実位置を検出する位置センサと位置センサからの信号を整形したり増幅する電子回路部を一体化している。
これらをその限られた取り付けスペース内で励磁コイルの発熱による焼損や、位置センサへの熱影響及び取り付け強度等が損なわれないように、しかも十分な大きさの出力容量が得られるように取り付ける必要があったが、このような条件の全てを満足させることが出来ないものであった。
【０００３】
例えば、実公平２−２７１４９号公報に開示されている。電磁アクチュエータでは、位置センサ部分を、ガバナケース内に設け、また電磁アクチュエータをガバナ外部に配設しているが、アクチュエータコイルの自己発熱が多いと十分に放熱できず、しかもエンジンのシリンダブロックからの熱伝導もありコイルを焼損する恐れがあった。
【０００４】
また、電磁アクチュエータの出力容量を大きくすると、励磁コイルからの発熱を十分に冷却できないという理由から、その発熱量が大きくならないように出力容量を小さく設定する必要がある。
即ち、励磁コイルへの給電量を抑制してリンク機構収容ケースの内部温度が過度に上昇しないようにしなければならなかったのである。
さらにまた、電子回路部は高温に弱いため、従来は、作業機本体などの機関本体から離れた場所に配置し、広いスペースを要したり長大なワイヤハーネスへのノイズの侵入による制御不良や故障を招く恐れがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、電磁アクチュエータと、実位置センサ及び位置信号を整形又は増幅する電子回路部を一体化した場合に、アクチュエータコイルの発熱が実位置センサや増幅器や信号整形器に熱影響を及ぼさないように、ガバナケース内へアクチュエータコイルを配設し、ガバナケースからコイルからの発熱を放熱させて、コイルの焼損や電子制御回路部の温度上昇を抑止するとともに電解コンデンサの延命化、信頼性の向上を図るという課題を解決するものである。
【０００６】
また、内燃機関の調速装置、特にディーゼル機関の電子ガバナにおける燃料噴射ポンプのリンク機構におけるリンクレバー、即ち、燃料噴射量を調量する燃料調量杆の移動量を駆動制御する場合、図４に示すように、リンクレバーの移動方向が逆向きに変化する時期のヒステリシスの影響が大きく、内燃機関の燃料噴射量の調量特性を損なうことも技術課題の一つである。
また、これを達成するための電磁アクチュエータの出力容量を十分な大きさにすれば、電磁アクチュエータからのコイルの発熱量が大きくなる。その解決を図ることも別の技術課題である。
【０００７】
さらに、その冷却あるいは放熱を十分に行うための大きさの取り付け構造とスペースを必要とする。これを解決することも他の技術課題である。
この発明は、電磁アクチュエータ及びその取り付け部冷却構造を大型化せず、しかも機関振動等の外力による損傷もなく、十分な出力容量を得て、リンクレバーの移動量を高精度に駆動制御できる電磁アクチュエータを提供すること目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ３０と、該燃料噴射ポンプ３０の燃料噴射量を制御する燃料調量杆６と、該燃料調量杆６の移動量を駆動制御する電磁アクチュエータＳと、その実位置を検出する位置検出器９と、該位置検出器９からの信号を増幅するコントローラＡとを一体的に配置したディーゼル機関の電子ガバナ装置において、該燃料噴射ポンプ３０を構成するポンプケース４０の側面に、リンク機構収容ケース２を付設し、更に該リンク機構収容ケース２の側面に取付フランジ１を付設し、更に該取付フランジ１の側面に取付カバー５を付設し、該取付カバー５の上側には、電子回路部を構成するコントローラＡの収納凹部を構成し、該取付カバー５の下方側には、放熱部材として放熱フィン１５を一体成形し、前記電磁アクチュエータＳは、アクチュエータケース１０の内部に円筒状に構成した励磁コイル１６と、該励磁コイル１６の励磁力により左右に摺動する摺動軸３により構成し、前記位置検出器９は、該取付カバー５の内部に配置され、コイルにより構成された差動トランスと、差動トランスの内部で左右に移動すべく構成した磁性体部分１７により構成し、該該磁性体部分１７は前記摺動軸３の左端に一体的に設けられ、前記取付フランジ１の前記リンク機構収容ケース２の内部側に、電磁アクチュエータＳを固定し、リンク機構収容ケース２の外部側に取付カバー５を固定し、該取付フランジ１をリンク機構収容ケース２の側面に固定するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。
図１はディーゼル機関の電子ガバナ用電磁アクチュエータを付設した電子ガバナ装置付きの燃料噴射ポンプの全体側面断面図、図２は電磁アクチュエータの拡大側面断面図、図３はヒステリシスが減少した状態を示す図面、図４は従来の技術によるヒステリシスの大きな状態を示す図面である。
【００１１】
図１において、燃料噴射ポンプ３０はディーゼル機関のシリンダブロック（図示せず）に対して隔離して配設されたものであり、その電子ガバナ装置付きの燃料噴射ポンプの構成を説明する。
燃料噴射ポンプの部分は、ポンプケース４０とバレルケース４１の部分を上下に接合して構成している。該ポンプケース４０の部分の左側面に、本発明の要部を構成するリンク機構収容ケース２が付設されている。
更に、該リンク機構収容ケース２の左側に取付フランジ１が付設されている。該取付フランジ１の左側に取付カバー５が付設されている。リンク機構収容ケース２と取付フランジ１と取付カバー５は、熱伝導性の良好なアルミ軽合金やマグネシウム合金等よりなる熱伝導製材料により形成されている。
【００１２】
該取付カバー５の上側には、コントローラＡを収納する凹部が構成されている。また取付カバー５の下方側には、放熱部材として放熱フィン１５が一体成形されている。ポンプケース４０とバレルケース４１が構成する燃料噴射ポンプの内部には、ポンプ軸８が軸受支持されており、該ポンプ軸８にはポンプ駆動カム３１と燃料フィードポンプ駆動カム４４が一体的に構成されている。
【００１３】
該ポンプ駆動カム３１の上面にタペットローラー４２が接当されており、該タペットローラー４２にタペット４３が接当されており、該タペット４３により、プランジャー３２を上下すべく構成している。該プランジャー３２はプランジャーバレル３３の内部で上下に摺動し、噴射量調節ラックにより、噴射量調節の為に回転すべく構成されている。
【００１４】
このように、燃料噴射ポンプ３０は、プランジャーバレル３３とプランジャー３２とタペット４３とタペットローラー４２とポンプ駆動カム３１等により構成されており、ポンプ駆動カム３１は、エンジンのシリンダー数に応じた数の凸部を構成しており、該凸部によりプランジャー３２が上昇することにより、吐出する高圧燃料油を、燃料分配弁２９にて分配し、デリベリーバルブ２８から各シリンダーの燃料噴射弁に供給すべく構成している。
【００１５】
前記燃料分配弁２９は、内部の分配ロータリーバルブ４５をバルブ軸２５により回転すべく構成しており、該バルブ軸２５は、ポンプ軸８の上のベベルギア２７が、バルブ軸２５の上のベベルギア２６と噛合することにより駆動すべく構成している。前記ポンプ軸８の左端に、回転計読取板４６が固定されており、該回転計読取板４６に対面した電子回転計３４が、該ポンプ軸８の回転数を読み取り、電子ガバナのコントローラＡに信号をフィードバックすべく構成している。
【００１６】
本発明の要部を構成する電磁アクチュエータＳは、アクチュエータケース１０の内部に円筒状に構成した励磁コイル１６を配置しており、該励磁コイル１６の内側に熱伝導部材４７を介装し、該熱伝導部材４７の内側に励磁コイル１６の励磁力により左右に摺動する摺動軸３を配置している。該熱伝導部材４７は励磁コイル１６の内側に配置されているが、取付フランジ１の外側の位置検出器９の内側にも、熱伝導部材１８が介装されている。故に、電磁アクチュエータＳを構成する励磁コイル１６とで発生する熱が、熱伝導部材４７から取付フランジ１に伝導されて、取り付けカバー５に設けた放熱フィン１５から放熱されるように構成しているのである。
【００１７】
また、該電磁アクチュエータＳを構成する励磁コイル１６の内側には、励磁コイル１６の電磁力の大小により、左右に摺動する摺動軸３が摺動可能に軸受支持されている。該摺動軸３の内側端に係合溝体７に、リンクレバー２３の中途ピン５０が嵌入している。該リンクレバー２３は基部ピン２４を中心に上端が左右に回動すべく構成しており、摺動軸３の左右摺動により、中途ピン５０が係合溝体７により左右に摺動されて、リンクレバー２３の上端が拡大された形で左右移動し、この左右移動量を、燃料調量杆６に伝達している。該燃料調量杆６は、プランジャー３２を回動させる調量ラックに連結されている。
【００１８】
取付フランジ１の外側には取付カバー５が固定されている。該取付カバー５の内部には、コイルにより構成した差動トランス等の位置検出器（位置センサ）９が配置されている。該位置検出器９の内部で摺動軸３の左端に設けられた磁性体部分１７が左右に移動することにより、位置検出器９に微電流が発生し、この微電流を、ハーネス１９によりコントローラＡにフィードバックして、摺動軸３の位置を入力している。またコントローラＡの側と、電磁アクチュエータＳとの間を、ハーネス２０により連結して、電磁アクチュエータＳへの励磁を制御し、摺動軸３の突出量を決定している。
【００１９】
前記取付カバー５の上部にはコントローラＡとコネクター２１をパッケージングする為の凹部が構成されている。コントローラＡは、回路基盤２２の上に、電解コンデンサ１２や３端子レギュレータ１１等をパターンと共に焼付け、この回路基盤２２の全体を、凹部の内部に合成樹脂にてパッケージングして固定して、電子回路部を構成している。前記コントローラＡを配置する凹部も、放熱フィンの役目をしているのである。更に、取付カバー５の下部で、リンク機構収容ケース２の内部の、潤滑油溜まりに近い下方の部分に放熱フィン１５を設けて、該リンク機構収容ケース２の内部の潤滑油を冷却すべく構成している。
【００２０】
ヒステリシスを小にする為に、電磁アクチュエータＳを強力なものとすると、励磁コイル１６が大型となり、多量の熱を発生するのである。この熱を外部に放熱する必要があり、励磁コイル１６の内側の熱伝導部材４７と、位置検出器９の内側の熱伝導部材１８により、電磁アクチュエータＳの内部で発生する高熱を、リンク機構収容ケース２の外部に伝動した後に、取付カバー５の放熱フィン１５から放熱すべく構成しているのである。
【００２１】
これにより、従来は、図４の如く、アクチュエータ通電電流とラック位置の関係で、大きなヒステリシスが発生していたのを、図３の如く、極小のヒステリシスとすることが出来たものである。該ヒステリシスは、電磁アクチュエータＳに通電する電流が大小に変化するのに対して、噴射量調整ラックの摺動抵抗や慣性マスの影響が大きい場合に、摺動軸３の摺動量が指示した通りの値を示さないことにより発生するものである。
このような、ヒステリシスが大きくなることにより、エンジン回転のハンチングが発生し、エンジンを急減速した場合に、エンストが発生する原因となるのである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
ディーゼル機関の燃料噴射ポンプ３０と、該燃料噴射ポンプ３０の燃料噴射量を制御する燃料調量杆６と、該燃料調量杆６の移動量を駆動制御する電磁アクチュエータＳと、その実位置を検出する位置検出器９と、該位置検出器９からの信号を増幅するコントローラＡとを一体的に配置したディーゼル機関の電子ガバナ装置において、該燃料噴射ポンプ３０を構成するポンプケース４０の側面に、リンク機構収容ケース２を付設し、更に該リンク機構収容ケース２の側面に取付フランジ１を付設し、更に該取付フランジ１の側面に取付カバー５を付設し、該取付カバー５の上側には、電子回路部を構成するコントローラＡの収納凹部を構成し、該取付カバー５の下方側には、放熱部材として放熱フィン１５を一体成形し、前記電磁アクチュエータＳは、アクチュエータケース１０の内部に円筒状に構成した励磁コイル１６と、該励磁コイル１６の励磁力により左右に摺動する摺動軸３により構成し、前記位置検出器９は、該取付カバー５の内部に配置され、コイルにより構成された差動トランスと、差動トランスの内部で左右に移動すべく構成した磁性体部分１７により構成し、該該磁性体部分１７は前記摺動軸３の左端に一体的に設けられ、前記取付フランジ１の前記リンク機構収容ケース２の内部側に、電磁アクチュエータＳを固定し、リンク機構収容ケース２の外部側に取付カバー５を固定し、該取付フランジ１をリンク機構収容ケース２の側面に固定するので、アクチュエータ励磁コイル１６の発熱が位置検出器９及びコントローラＡに対して熱伝導する前に、アクチュエータケース１０やリンク機構収容ケース２から放熱されるので、励磁コイル１６の焼損を防止できる。
それとともに、アクチュエータ及びリンク機構の小型化により、図３に示すように、リンクレバーの移動方向が逆向きに変化する時期のヒステリシスの影響を小さくでき、内燃機関、特にディーゼル機関の燃料噴射量の調量特性をハンチングを生じることなく高精度に制御することができる。
また、電磁アクチュエータの出力容量を十分な大きさにしても、電磁アクチュエータからの励磁コイル１６の発熱を焼き付きなく冷却できる。
また、電磁アクチュエータの取り付け構造とスペースを小さくし、コントローラＡを構成する電子回路部の電解コンデンサや３端子レギュレータの熱影響を少なくなるように放熱して、その延命化を図るとともに、機械的強度も損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ディーゼル機関の電子ガバナ用電磁アクチュエータを付設した電子ガバナ装置付きの燃料噴射ポンプの全体側面断面図。
【図２】  電磁アクチュエータの拡大側面断面図。
【図３】  ヒステリシスが減少した状態を示す図面。
【図４】  従来の技術によるヒステリシスの大きな状態を示す図面である。
【符号の説明】
Ａ  コントローラ
Ｓ  電磁アクチュエータ
１  取付フランジ
２  リンク機構収容ケース
３  摺動軸
５  取付カバー
１５  放熱フィン
１６  励磁コイル
【図１】
0003821540.tif 000002
【図２】
0003821540.tif 000003
【図３】
0003821540.tif 000004
【図４】
0003821540.tif 000005