(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御される電子式スプール弁（２）を用いて燃料噴射量を増減する電子油圧ガバナ（１）において、機械制御される機械式スプール弁（５）を付設し、燃料噴射量の増減を電子式スプール弁（２）により制御するか、機械式スプール弁（５）により制御するかを選択切換する切換弁（１５）を設けたことを特徴とする電子油圧ガバナ。
【請求項２】
請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子式スプール弁（２）、及び、電子式スプール弁（２）の動作を制御するアクチュエータ（１４）を、該電子式スプール弁（２）及びアクチュエータ（１４）の動作方向が、水平、且つ、電子油圧ガバナ（１）が搭載される被搭載物の進行方向に対して直角となるように配置したことを特徴とする電子油圧ガバナ。
【請求項３】
請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該切換弁（１５）を前記電子式スプール弁（２）に一体的に形成したことを特徴とする電子油圧ガバナ。
【請求項４】
請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子油圧ガバナ（１）のハンチングを防止するコンペンセータ機構を設け、該コンペンセータ機構は、パワーピストン（８）とコンペンセーチングピストン（２３）により形成し、該コンペンセータ機構は、電子式スプール弁（２）と機械式スプール弁（５）との両方に作用するように構成したことを特徴とする電子油圧ガバナ。
【請求項５】
請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子油圧ガバナ（１）を制御する電子制御部が内蔵された別体ケース（５１ｂ）をガバナ本体であるケーシング（５１ａ）に装着して、該電子制御部のリード線（４０）を別体ケース（５１ｂ）上面から上方へ纏めて引き出すとともに、該リード線（４０）と別体ケース（５１ｂ）との間をシール部材（８９）によりシールし、且つ、ガバナ本体であるケーシング（５１ａ）内部の空間と外部とを連通するエアブリーザ（９０）を該ケーシング（５１ａ）上面に取り付けたことを特徴とする電子油圧ガバナ。
【請求項６】
請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子油圧ガバナ（１）を制御する電子制御部が内蔵された別体ケース（５１ｂ）をガバナ本体であるケーシング（５１ａ）の一面に装着し、該ガバナ本体であるケーシング（５１ａ）に対する別体ケース（５１ｂ）装着面とは反対側部分に温度センサ（９１）を取り付け、且つ、該温度センサ（９１）を電子式スプール弁（２）の近傍に配置したことを特徴とする電子油圧ガバナ。
【請求項７】
請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該機械式スプール弁（５）により制御を行う場合には、電子式スプール弁（２）により制御を行った場合の出力限界域（９５）を超えないように制御することを特徴とする電子油圧ガバナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御される電子式スプール弁を用いて燃料噴射量を増減する電子油圧ガバナの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スプール弁を電磁ソレノイド等の電子的手段によって制御することによりピストンを作動させ、該ピストンの動作により燃料噴射ポンプの燃料噴射量を調整する電子油圧ガバナは知られている。そして、該電子油圧ガバナは、作業機のディーゼル機関や舶用ディーゼル機関等に搭載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スプール弁を制御する電磁ソレノイド等のアクチュエータは、その動作方向が作業機や船舶の進行方向、又は、上下方向となるように配置されていたので、作業機や船舶が急発進、急停止した場合、及び、船舶が大波に衝突して船体が急激に上方へ持ち上げられた場合等に、慣性力によってアクチュエータが作動し、電子油圧ガバナが誤動作する恐れがあった。また、該電子油圧ガバナは電子的手段によって制御されているため、作業機や船舶の電気系統に異常や故障が発生した場合には、電子油圧ガバナを作動させることができなくなって機関が停止してしまうこととなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の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。
請求項においては、電子制御される電子式スプール弁（２）を用いて燃料噴射量を増減する電子油圧ガバナ（１）において、機械制御される機械式スプール弁（５）を付設し、燃料噴射量の増減を電子式スプール弁（２）により制御するか、機械式スプール弁（５）により制御するかを選択切換する切換弁（１５）を設けたものである。
【０００５】
請求項２においては、請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子式スプール弁（２）、及び、電子式スプール弁（２）の動作を制御するアクチュエータ（１４）を、該電子式スプール弁（２）及びアクチュエータ（１４）の動作方向が、水平、且つ、電子油圧ガバナ（１）が搭載される被搭載物の進行方向に対して直角となるように配置したものである。
【０００６】
請求項３においては、請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該切換弁（１５）を前記電子式スプール弁（２）に一体的に形成したものである。
圧ガバナ。
【０００７】
請求項４においては、請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子油圧ガバナ（１）のハンチングを防止するコンペンセータ機構を設け、該コンペンセータ機構は、パワーピストン（８）とコンペンセーチングピストン（２３）により形成し、該コンペンセータ機構は、電子式スプール弁（２）と機械式スプール弁（５）との両方に作用するように構成したものである。
【０００８】
請求項５においては、請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子油圧ガバナ（１）を制御する電子制御部が内蔵された別体ケース（５１ｂ）をガバナ本体であるケーシング（５１ａ）に装着して、該電子制御部のリード線（４０）を別体ケース（５１ｂ）上面から上方へ纏めて引き出すとともに、該リード線（４０）と別体ケース（５１ｂ）との間をシール部材（８９）によりシールし、且つ、ガバナ本体であるケーシング（５１ａ）内部の空間と外部とを連通するエアブリーザ（９０）を該ケーシング（５１ａ）上面に取り付けたものである。
【０００９】
請求項６においては、請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該電子油圧ガバナ（１）を制御する電子制御部が内蔵された別体ケース（５１ｂ）をガバナ本体であるケーシング（５１ａ）の一面に装着し、該ガバナ本体であるケーシング（５１ａ）に対する別体ケース（５１ｂ）装着面とは反対側部分に温度センサ（９１）を取り付け、且つ、該温度センサ（９１）を電子式スプール弁（２）の近傍に配置したものである。
【００１０】
請求項７においては、請求項１記載の電子油圧ガバナにおいて、該機械式スプール弁（５）により制御を行う場合には、電子式スプール弁（２）により制御を行った場合の出力限界域（９５）を超えないように制御するものである。
【００１１】
【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は本発明の電子油圧ガバナを示す構成図、図２は同じく電子油圧ガバナにおける電子式スプール弁、機械式スプール弁、パワーシリンダ、及び、切換弁間の油路を示す斜視図、図３は同じく電子油圧ガバナの第一の実施例を示す側面断面図、図４は同じく平面断面図、図５は電子制御時における切換弁を形成した電子式スプール弁の構成を示す側面断面図、図６は機械制御時における切換弁を形成した電子式スプール弁の構成を示す側面断面図、図７は電子油圧ガバナの第二の実施例を示す平面断面図、図８は同じく側面断面図、図９はスリーブの位置固定機構を示す側面断面図、図１０は同じく別実施例を示す側面断面図、図１１は機関の回転数を急激に上昇させた際のパワーピストンの変位の変化を示す図、図１２は電子油圧ガバナの第三の実施例を示す平面断面図、図１３は同じく側面断面図、図１４は内部の通路を側面視略Ｔ字型に形成した切換弁の電子式スプール弁との連通部分を示す側面断面図、図１５は同じく機械式スプール弁がパワーピストンと連通状態にある場合の切換弁の電子式スプール弁との連通部分を示す側面断面図、図１６は同じく機械式スプール弁がパワーピストンと連通状態にある場合の切換弁の機械式スプール弁及びパワーピストンとの連通部分を示す側面断面図、図１７は電子式スプール弁におけるコンペンセータ連絡孔の代わりに絞り回路を形成した例を示す側面断面図、図１８はパワーピストンリフト量と位置センサリフト量との関係を示す図、図１９は別体ケース上面における電子機器のリード線引き出し部分を示す側面断面図、図２０はシール部材を示す側面断面図、図２１は吸入側及び吐出側にフィルタを設けた調圧弁を示す側面断面図、図２２は機械制御時及び電子制御時のエンジン（機関）回転数と、電子油圧ガバナのターミナルシャフト（出力軸）の角度との関係を示す図である。
【００１２】
本発明の電子油圧ガバナの機構について説明する。図１、図２において、電子油圧ガバナ１は作業機や船舶等のディーゼル機関に付設されており、ギアポンプ１２、電子式スプール弁２、機械式スプール弁５、及び、パワーピストン８等を有している。
【００１３】
ギアポンプ１２はギアシャフト１１と接続されており、該機関におけるクランク軸の回転がギアシャフト１１に伝達され、該ギアシャフト１１の回転によりギアポンプ１２が駆動されている。該ギアポンプ１２は、調圧弁１３を通じて作動油を吸入し、高圧作動油を高圧作動油路２１を通じてメカニカルパイロットバルブ６へ圧送している。該ギアポンプ１２により圧送される高圧作動油は調圧弁１３により一定圧力に調圧されている。また、この高圧作動油は高圧作動油路２１を通じてパワーピストン８の上部へも圧送されて、該パワーピストン８を下方へ付勢している。
【００１４】
電子式スプール弁２はパイロットバルブ３の外周部にスリーブ４を摺動自在に外嵌して構成されており、該パイロットバルブ３には前記高圧作動油路２１から作動油が圧送されている。パイロットバルブ３はスプリング１６により軸方向左側に付勢され、アクチュエータである電磁ソレノイド１４の作動により軸方向右側に移動されるように構成している。スリーブ４にはパイロットポート４ａが形成され、図１においては、該パイロットポート４ａはパイロットバルブ３の略中央部に形成したバルブランド３ａによって閉じられている。該パイロットポート４ａは切換バルブ１５を介して連絡通路３３を通じ、パワーピストン８の下部と連通している。
【００１５】
図１の状態においてはパワーピストン８は一定位置で停止しており、電磁ソレノイド１４の作動によりバルブランド３ａが右側へ移動すると、高圧作動油路２１とパイロットポート４ａとが連通して、パワーピストン８の下部に高圧作動油が圧送されることとなる。パワーピストン８の下部に高圧作動油が圧送されると、該パワーピストン８の下面８ｂの受圧面積は上面８ａの受圧面積よりも大きく構成されているので、パワーピストン８は上方へ移動する。パワーピストン８の上昇により、該パワーピストン８とターミナルアーム３５で連結されたターミナルシャフト１７を回動させる。
逆に、電磁ソレノイド１４の作動及びスプリング１６の付勢力によりバルブランド３ａが左側へ移動すると、パイロットポート４ａとドレンポート４ｂとが連通して、パワーピストン８下部の作動油が油溜室へ戻され、該パワーピストン８が下方に移動して、パワーピストン８が上方へ移動した場合とは逆方向にターミナルシャフト１７を回動させる。
【００１６】
そして、電子油圧ガバナ１には、によりパワーピストン８の上下方向の移動により回動する、ターミナルシャフト１７の回動量を検出して、パワーピストン８の変位量を検知する位置センサ３６を配設している。さらに、前記ターミナルアーム３５は、パワーピストン８の上下移動によりターミナルシャフト１７を中心にして上下回動するが、ターミナルアーム３５の上下回動に伴って、フローティングレバー３７が支点３７ａを中心として上下回動し、スピーダスプリング１０を伸縮させて、該スピーダスプリング１０のメカニカルメカニカルパイロットバルブ６に対する付勢力が変化するように構成している。一方、機械式スプール弁５は、メカニカルパイロットバルブ６の外周部にメカニカルスリーブ７を摺動自在に外嵌して構成されており、駆動側ギア１２ａと従動側ギア１２ｂにより構成されるギアポンプ１２の従動側ギア１２ｂがメカニカルスリーブ７の下端部に一体的に形成されている。該メカニカルスリーブ７の上端部にはフライウェイト９が一体的に回転可能に取り付けられ、該フライウェイト９の回転に伴う遠心力によりメカニカルパイロットバルブ６が上下に移動するように構成しており、メカニカルパイロットバルブ６はスピーダスプリング１０により下方に付勢されている。
【００１７】
該メカニカルパイロットバルブ６には前記高圧作動油路２１から作動油が圧送されており、メカニカルスリーブ７にはメカニカルパイロットポート７ａが形成され、図１においては、該メカニカルパイロットポート７ａはメカニカルパイロットバルブ６の略中央部に形成したバルブランド６ａによって閉じられている。該メカニカルパイロットポート７ａは切換バルブ１５を切り換えることにより連絡通路３３等を通じてパワーピストン８の下部と連通可能となっている。そして、切換バルブ１５を切り換えてメカニカルパイロットポート７ａとパワーピストン８の下部とを連通させた場合には、図１の如く、メカニカルパイロットポート７ａがバルブランド６ａによって閉じられている状態ではパワーピストン８は一定位置で停止している。
【００１８】
また、メカニカルパイロットバルブ６は、ギアシャフト１１により回転駆動されるメカニカルスリーブ７の回転速度、及び、スピーダスプリング１０の付勢力に応じて上下に移動する。メカニカルパイロットバルブ６が、図１における上下位置から下方に移動した場合には、高圧作動油路２１とメカニカルパイロットポート７ａとが連通して、パワーピストン８の下部に高圧作動油が圧送されることとなる。パワーピストン８の下部に高圧作動油が圧送されると、前述の如く、該パワーピストン８の下面８ｂの受圧面積は上面８ａの受圧面積よりも大きく構成されているので、パワーピストン８は上方へ移動して、ターミナルシャフト１７を回動させる。逆に、メカニカルパイロットバルブ６が上方へ移動すると、メカニカルパイロットポート７ａとドレンポート７ｂとが連通して、パワーピストン８下部の作動油が油溜室へ戻され、該パワーピストン８が下方に移動して、パワーピストン８が上方へ移動した場合とは逆方向にターミナルシャフト１７を回動させる。
【００１９】
尚、パワーピストン８が上方へ移動した場合には、ターミナルシャフト１７は、燃料噴射ポンプの燃料噴射量を増加させる方向に回動して、パワーピストン８が下方へ移動した場合には、ターミナルシャフト１７は、燃料噴射ポンプの燃料噴射量を減少させる方向に回動するように構成している。また、コントロールレバー３１を操作してスピードコントロールシャフト３０を回動させることにより、スピーダスプリング１０のメカニカルパイロットバルブ６に対する付勢力を変化させて、パワーピストン８を上下移動させ、燃料噴射量を増減することができるように構成している。
【００２０】
このように、本電子油圧ガバナ１においては、電子式スプール弁２を電磁ソレノイド１４にて制御することでパワーピストン８を作動させ、該パワーピストン８の作動により燃料噴射ポンプの燃料噴射量を増減するとともに、切換弁１５を切り換えることで、機械式スプール弁５の操作によりパワーピストン８を作動させて、燃料噴射ポンプの燃料噴射量を増減することができるように構成している。
【００２１】
また、本電子油圧ガバナ１にはコンペンセータ機構が設けられており、該コンペンセータ機構は以下の如く構成されている。即ち、前記パワーピストン８にはプッシュロッド２２が摺動自在に嵌挿されており、該プッシュロッド２２にはアッパスプリング２４及びロアスプリング２５を嵌装して、プッシュロッド２２がパワーピストン８に対して上方又は下方へ移動した際に該プッシュロッド２２へ荷重がかかるようにセット荷重を付けている。該プッシュロッド２２の下端部にはコンペンセーチングピストン２３が形成されて、該コンペンセーチングピストン２３の上方にはコンペンセータ室２６が構成されている。
【００２２】
そして、例えば、パワーピストン８が燃料減少方向である下方へ移動した場合、移動開始時点ではパワーピストン８、プッシュロッド２２、及び、コンペンセーチングピストン２３が一体的に下方へ移動する。これにより、コンペンセータ室内は負圧となり、この負圧が一定値以下になると、アッパスプリング２４のセット荷重に打ち勝ち、該アッパスプリング２４を撓ませるため、パワーピストン８の移動量に対してコンペンセーチングピストン２３の移動量は相対的に減少する。
【００２３】
ここで、コンペンセータ室２６はメカニカルパイロットバルブ６の下方に構成されたパイロットバルブ下部室２７、及び、パイロットバルブ３の右方に構成されたパイロットバルブ右方室２８と連通しているため、これらパイロットバルブ下部室２７及びパイロットバルブ右方室２８内も負圧状態となる。従って、例えば、切換バルブ１５により電子式スプール弁２がパワーピストン８と連通している場合には、電磁ソレノイド１４の作動及びスプリング１６の付勢力により左方へ移動していたパイロットバルブ３が右方へ移動する方向の力が働き、一旦開かれていたパイロットポート４ａをバルブランド３ａにより閉ざすように作用する。また、切換バルブ１５により機械式スプール弁５がパワーピストン８と連通している場合には、パイロットバルブ下部室２７の負圧状態が、フライウェイト９の遠心力に抗してメカニカルパイロットバルブ６を下方へ動かそうと働き、一旦開かれていたメカニカルパイロットポート７ａをバルブランド６ａにより閉ざすように作用する。
【００２４】
逆に、パワーピストン８が上方に移動した場合は、パイロットバルブ右方室２８内及びパイロットバルブ下部室２７は正圧状態となり、パイロットバルブ３を左方へ移動してパイロットポート４ａを閉ざすように作用する力が、又は、メカニカルパイロットバルブ６を上方へ移動してメカニカルパイロットポート７ａを閉ざすように作用する力が働く。
【００２５】
これにより、電磁ソレノイド１４の作動、又は、フライウェイト９の回転数変化に対するパワーピストン８の動作速度をある程度遅らせることができるので、本電子油圧ガバナ１の作動時のハンチングを防止することができる。このように、電子油圧ガバナ１のハンチングを防止するコンペンセータ機構を構成しており、このコンペンセータ機構の作用は電子式スプール弁２と機械式スプール弁５との両方に作用するのである。尚、パイロットバルブ右方室２８内及びパイロットバルブ下部室２７が負圧状態となっている場合には、ニードルバルブ２９から油溜室より油が徐々に流入して一定時間後は大気圧状態に戻ってコンペンセータ効果が消失し、パイロットバルブ右方室２８内及びパイロットバルブ下部室２７が正圧状態となっている場合には、ニードルバルブ２９から油溜室へ油が徐々に流出して一定時間後は大気圧状態に戻り、コンペンセータ効果が消失するように構成されている。
【００２６】
図３、図４には、電子油圧ガバナ１において、電子式スプール弁２のスリーブ４外周に切換弁１５を形成した例を示している。即ち、電子式スプール弁２はパワーピストン８の動作を制御するとともに、切換レバー３２を操作してスリーブ４の位置を移動させることにより、パワーピストン８の動作を電子式スプール弁２により制御するか、機械式スプール弁２により制御するかの切り換えを行うように構成されているのである。
【００２７】
図５、図６により、電子式スプール弁２のスリーブ４外周に形成した切換弁１５による電子制御と機械制御との切り換えの構成を説明する。まず、図５においては、スリーブ４が左方に移動されて、パワーピストン８が電子式スプール弁２によって電子制御されている状態を示している。電子式スプール弁２のパイロットバルブ３には高圧作動油路２１から高圧作動油が供給されており、スリーブ４のパイロットポート４ａは連絡通路３３を通じてパワーピストン８の下部と連通している。そして、電磁ソレノイド１４によりパイロットバルブ３のバルブランド３ａの位置を左右に移動させて、パワーピストン８下部への作動油の流れを制御し、該パワーピストン８の動作を制御している。この場合、機械式スプール弁５のメカニカルパイロットポート７ａは、連絡通路３４によりスリーブ４外周に形成された切り換え弁１５の部分と連通しているが、該換え弁１５はパワーピストン８と連通していないため、機械式スプール弁５によるパワーピストン８の制御は行われない。
【００２８】
一方、図６においては、スリーブ４が右方に移動されて、パワーピストン８が機械式スプール弁５によって機械制御されている状態を示している。電子式スプール弁２のパイロットバルブ３には高圧作動油路２１から高圧作動油が供給されているが、スリーブ４のパイロットポート４ａはパワーピストン８とは連通されておらず、作動油は該パイロットポート４ａまでで行き止まりとなっている。機械式スプール弁５のメカニカルパイロットポート７ａは、連絡通路３４により前記切り換え弁１５と連通しており、該切り換え弁１５は連絡通路３３を通じてパワーピストン８と連通している。
これにより、機械式スプール弁５におけるメカニカルパイロットバルブ６のバルブランド６ａの位置を上下に移動させて、パワーピストン８下部への作動油の流れを制御し、該パワーピストン８の動作を制御することができることとなる。  この場合、電子式スプール弁２のパイロットポート４ａは行き止まりとなってパワーピストン８とは連通しておらず、電子式スプール弁２によるパワーピストン８の制御は行われない。
【００２９】
このように、図３における切り換えレバー３２を操作して電子式スプール弁２を左右に移動させることにより、パワーピストン８の動作の制御を、電子制御により行うか、又は、機械制御により行うかを切り換えるように構成している。
【００３０】
図３、図４に示す電子油圧ガバナ１においては、電子式スプール弁２及びアクチュエータである電磁ソレノイド１４を、その動作方向が水平方向となるように配設しており、該電子油圧ガバナ１を作業器や船舶等の被搭載物に搭載する際には、電子式スプール弁２及び電磁ソレノイド１４の動作方向が該被搭載物の進行方向と直角となるように配置している。
【００３１】
また、パワーピストン８の上下方向の移動量を検出する前記位置センサ３６軸部３６ａは、連結軸３９によってターミナルシャフト１７と連結されており、該連結軸３９両端における、位置センサ３６の軸部３６ａ、及び、ターミナルシャフト１７との連結部は、それぞれピン３８によって回動自在に連結されている。そして、該位置センサ３６や電磁ソレノイド１４などの電子機器に電源やコントローラからの信号等を伝達するリード線４０は、一箇所に纏めて電子油圧ガバナ１の外部に取り出している。
【００３２】
前記電子油圧ガバナ１は図７、図８に示すように構成してもよい。即ち、図７、図８に示す電子油圧ガバナ５１における電子式スプール弁５２は、パイロットバルブ５３の外周にスリーブ５４を摺動自在に嵌装して構成されており、前述の電子油圧ガバナ１における電子式スプール弁２と同様にパワーピストン８の動作を制御し、電子油圧ガバナ５１の機械式スプール弁５５は電子油圧ガバナ１における機械式スプール弁５と同様にパワーピストン８の動作を制御するように構成されている。そして、電子式スプール弁５２のスリーブ５４、及び、機械式スプール弁５５のスリーブ６８には、それぞれコンペンセータ連絡孔６７、コンペンセータ連絡孔６８が設けられており、該コンペンセータ連絡孔６７・６８によって図１に示すパイロットバルブ下部室２７及びパイロットバルブ右方室２８が、共にコンペンセータ室２６と連通するように構成している。
【００３３】
また、電子式スプール弁５２のスリーブ５４には電子式スプール弁２の場合と同様に切換弁１５が形成されており、電子式スプール弁５２と機械式スプール弁５５との切り換えは切換レバー６１により行うようにしている。該切換レバー６１と、コントロールシャフト３０に回動可能に嵌装されたスプリングフォーク６３とは切換リンク６７により連結され、切換レバー６１の回動に伴って切換リンク６７が回動する。スプリングフォーク６３の上面には周方向に長孔６３ａを形成して、該長孔６３ａにはコントロールシャフト３０から突出するピン６４が移動可能に嵌入している。
【００３４】
そして、電子油圧ガバナ５１においては、該電子油圧ガバナ５１を付設した機関が搭載される作業機や船舶等のアクセルを操作すると、このアクセル操作に連動してコントロールシャフト３０が回動されるように構成しているが、切換レバー６１により、パワーシリンダー８が電子式スプール弁５２によって制御されるように切り換えられている場合には、コントロールシャフト３０が回動してもスプリングフォーク６３は回動しない。即ち、前述の如く、スプリングフォーク６３はコントロールシャフト３０に回動可能に嵌装され、パワーシリンダー８が電子式スプール弁５２によって制御されるように切り換えられている場合には、コントロールシャフト３０から突出するピン６４がスプリングフォーク６３の長孔６３ａ内を移動可能となっているため、コントロールシャフト３０が回動してもピン６４が長孔６３ａ内を移動するだけで、スプリングフォーク６３は回動しないのである。
【００３５】
これに対し、切換レバー６１をパワーシリンダー８が機械式スプール弁５５によって制御されるように切り換えると、切換リンク６２を介してスプリングフォーク６３の上面が該切換レバー６１の方向へ回動する。そして、前記ピン６４が長孔６３ａの端部に達すると、スプリングフォーク６３はスプリング６６により図７における下方へ付勢されているとともに、スプリングフォーク６３に係止して該スプリングフォーク６３がスプリング６６の付勢方向へ移動することを阻止していたストッパー６９が外れて、ピン６４は長孔６３ａに連設された係止孔に嵌入する。これにより、ピン６４はスプリングフォーク６３に対して回動方向に固定され、コントロールシャフト３０とスプリングフォーク６３とが一体的に回動するようになる。従って、アクセル操作によってコントロールシャフト３０を回動させることにより、スプリングフォーク６３が一体的に回動してスピーダスプリング１０を伸縮させるので、この回動動作に機械式スプール弁５５が連動することとなる。
【００３６】
このように、パワーシリンダー８が電子式スプール弁５２によって制御されている場合には、アクセル操作が機械式スプール弁５５と連動しないように構成し、パワーシリンダー８が機械式スプール弁５５によって制御されるように切り換えた場合には、アクセル操作が機械式スプール弁５５と連動するように構成しているのである。
【００３７】
また、図８に示すように、電子式スプール弁５２のスリーブ５４外周下部には凹部５４ｂを形成し、該スリーブ５４の外周下方にはスプリング７１によってスリーブ５４の方向に付勢されたボール部材７０を配設して、パワーシリンダー８が切換レバー６１の切り換えにより機械式スプール弁５５によって制御されている場合には、凹部５４ｂに該ボール部材７０が嵌入するように構成している。そして、切り換えレバー６１を機械制御側に切り換えると、スリーブ５４が左方に移動して、ボール部材７０がスプリング７１の付勢力に抗して凹部５４ｂから押し出されるのである。このように、スリーブ５４の凹部５４ｂにボール部材７０を嵌入するこで、機械制御を行うように切り換えた場合にはスリーブ５４の位置が固定されるように構成している。
【００３８】
また、スリーブ５４の位置固定機構は図９に示すようにも構成できる。即ち、電子式スプール弁５２のスリーブ５４外周上部に凹部５４ｃを形成し、該スリーブ５４の外周上方にはスプリング７３によってスリーブ５４の方向に付勢されたボール部材７２を配設して、パワーシリンダー８が機械式スプール弁５５によって制御されている場合には、凹部５４ｃに該ボール部材７２が嵌入するように構成している。前記ボール部材７２は、電子油圧ガバナ５１のガバナ本体であるケーシング５１ａにおけるスリーブ５４の上方部分に形成された貫通孔５１ｂへ上方から嵌入し、ボール部材７２の上方にスプリング７３を配設して、その上方から貫通孔５１ｂに対して固定部材７４を螺嵌している。即ち、ケーシング５１ａに対して着脱可能に螺嵌した固定部材７４とボール部材７２との間にスプリング７３を介装して、ボール部材７２をスリーブ５４の凹部５４ｃ側へ付勢し、該ボール部材７２を凹部５４ｃに嵌入している。そして、固定部材７４はケーシング５１ａに対して着脱可能に螺嵌されているので、該固定部材７４を取り外すことで、スプリング７３を交換して付勢力を変化させたり、ボール部材７２を取り除くことを可能としている。
【００３９】
さらに、図１０に示すように、スリーブ５４の左方に切換スプリング７５を配設して、該切換スプリング７５によりスリーブ５４を右方に付勢するように構成することもできる。これにより、切換レバー６１の操作によりボール部材７２が凹部５４ｃから抜脱すると、切換スプリング７５に付勢されたスリーブ５４が自動的に電子制御となる位置まで移動するのである。
【００４０】
また、図７に示すように、高圧制御回路を構成する電子式スプール弁５２のパイロットポート５４ａには、アキュムレータ７６を取り付けている。これにより、アクセルを急激に加減速した場合に、電子式スプール弁５２からパワーピストン８への作動油圧の応答性を向上するとともに、脈動圧の発生を防止することができる。例えば、図１１に示すように、高圧制御回路にアキュムレータ７６を取り付けていない場合における、機関の回転数を急激に上昇させた際のパワーピストン８の変位の変化を示すグラフ１０１においては、回転数が上昇するとパワーピストン８の変位が下がっているが、下がった後の変位はふらついて安定していない。これに対して、高圧制御回路にアキュムレータ７６を取り付けた場合のグラフ１０２においては、回転数上昇後のパワーピストン８の変位は一定して安定である。このように、高圧制御回路にアキュムレータ７６を取り付けることで、脈動圧の発生を防止してパワーピストン８の挙動を安定させることができるのである
【００４１】
前記電子油圧ガバナ５１においては、電磁ソレノイド１４や位置センサ３６等の電子油圧ガバナ５１を制御する電子制御部が別体ケース５１ｂに内蔵されており、該別体ケース５１ｂはガバナ本体であるケーシング５１ａの位置側面に装着されている。そして、該電子制御部における電磁ソレノイド１４や位置センサ３６等のリード線４０は、別体ケース５１ｂの最上部に位置する上面から上方へ向かって纏めて引き出されている。これにより、ケーシング５１ａ内の作動油が電磁ソレノイド１４や位置センサ３６等の電子機器の部分へ漏れだすことを防止し、万が一別体ケース５１ｂ側へ漏れだしたとしても、これら電子機器のリード線４０は別体ケース５１ｂの最上部に位置する上面から上方へ向かって纏めて引き出されているので、外部に油が漏れだすことはない。
【００４２】
また、電子制御と機械制御とを切り換える切換弁は図１２乃至図１４に示す電子油圧ガバナ８１の切換弁８３の如く構成することもできる。電子油圧ガバナ８１における電子式スプール弁５２は水平方向に横設され、機械式スプール弁５５は垂直方向に立設されている。そして、切換弁８３は水平方向、且つ、平面視において電子式スプール弁５２と直交するように配設されている。図１２乃至図１４における電子油圧ガバナ８１は、切換弁８３によって電子制御するように切り換えられた状態にあり、電子式スプール弁５２とパワーピストン８とが連通され、機械式スプール弁５５とパワーピストン８とは連通されていない。
【００４３】
切換弁８３には通路８３ａが形成されており、この状態においては、該通路８３ａと電子式スプール弁５２のパイロットポート５４ａとが、電子制御用パイロットポート側連通口８３ｂにより連通され、通路８３ａとパワーピストン８とが、連絡通路３３を通じて電子制御用パワーピストン側連通口８３ｃにより連通されている。これにより、電子式スプール弁５２とパワーピストン８とが連通され、電子油圧ガバナ８１が電子制御される状態となっている。
【００４４】
また、切換弁８３には、モータやソレノイド等で構成され電気的に駆動される切換用アクチュエータ８２の操作部８２ａが連結され、該切換用アクチュエータ８２の動作により、切換弁８３が回動するように構成している。そして、この状態から電子油圧ガバナ８１が機械制御される状態へ切り換える場合には、切換用アクチュエータ８２を作動させて、図１５、図１６に示す状態となるように、切換弁８３を略９０°回動させる。図１５、図１６においては、切換弁８３により電子油圧ガバナ８１が機械制御される状態に切り換えられており、切換弁８３の通路８３ａと電子式スプール弁５２のパイロットポート５４ａ、及び、該通路８３ａと電子制御用パワーピストン側連通口８３ｃとは連通されていない。
【００４５】
一方、機械式スプール弁５５におけるメカニカルパイロットバルブ５７のパイロットポート５７ａと通路８３ａとが連絡通路３４を通じて機械制御用パイロットポート側連通口８３ｄにより連通されるとともに、通路８３ａとパワーピストン８とが、連絡通路３３を通じて機械制御用パワーピストン側連通口８３ｅにより連通されている。これにより、機械式スプール弁５５とパワーピストン８とが連通され、電子油圧ガバナ８１が機械制御される状態となっている。
【００４６】
このように、電気的に駆動される切換用アクチュエータ８２を用いて切換弁８３を回動させることにより、電子油圧ガバナ８１の制御状態を電子制御と機械制御とに切り換えることができるように構成している。そして、該切換弁８３においては、図１３、図１６に示すように、通路８３ａに電子制御用パワーピストン側連通口８３ｃ、機械制御用パイロットポート側連通口８３ｄ、及び、機械制御用パワーピストン側連通口８３ｅを略Ｔ字型に形勢して、切換弁８３を略９０°回動させると電子制御と機械制御とが切り換わるようにしている。また、該切換弁８３は電気的に駆動される切換用アクチュエータ８２により回動されるので、例えば、電子油圧ガバナ８１が電子制御されている場合に、この電子制御部分に不具合が発生して電子制御出来なくなったとき等には、この不具合を電気的に検出して切換用アクチュエータ８２を作動させ、自動的に電子制御から機械制御に切り換わるように構成することができる。
【００４７】
前記電子油圧ガバナ１、電子油圧ガバナ５１、及び、電子油圧ガバナ８１等には、前述の如くコンペンセータ機構が構成されているが、特に、電子油圧ガバナ５１及び電子油圧ガバナ８１においては、電子式スプール弁５２にコンペンセータ連絡孔６７を、機械式スプール弁５５にコンペンセータ連絡孔６８を形成して、該コンペンセータ連絡孔６７・６８とパワーピストン８下方のコンペンセータ室２６とを連通させ、コンペンセータ機構が電子式スプール弁５２と機械式スプール弁５５との両方に作用するように構成している。これにより、電子油圧ガバナ８１が電子制御されている場合、機械制御されている場合の両方の場合において、コンペンセータ機構が作用し、電子油圧ガバナ５１・８１の作動時のハンチングを防止することができる。
【００４８】
また、例えば、電子油圧ガバナ８１の電子式スプール弁５２におけるコンペンセータ連絡孔６７の代わりに、図１７に示すような絞り回路８６を形成して、該絞り回路８６により電子式スプール弁５２と油室８５とが連通するように構成することもできる。これにより、図１におけるパイロットバルブ右方室２８と同様の働きをする、電子油圧ガバナ８１のパイロットバルブ右方室８７への作動油の出入が徐々に行われることとなって、コンペンセータ機構の作用を奏することができるのである。尚、電子油圧ガバナ５１等においても、同様に構成することができるのはいうまでもない。
【００４９】
また、図１３に示す電子油圧ガバナ８１においては、ターミナルシャフト１７の回動量を検出する位置センサ３６の検出部３６ａをターミナルアーム３５に当接させて、ターミナルアーム３５の上下動によってターミナルシャフト１７の回動量を検出するように構成している。即ち、パワーピストン８が上下移動すると、ターミナルアーム３５が上下回動してターミナルシャフト１７を回動させるが、ターミナルアーム３５の上辺に位置センサ３６の検出部３６ａを当接させることで、該当接部の上下移動量を位置センサ３６にて検出し、ターミナルシャフト１７の回動量を検知するようにしているのである。これにより、パワーピストン８の変位量を示すターミナルシャフト１７の回動量を直線的に取り出すことができる。そして、このようにして検出したパワーピストン８のリフト量と位置センサのリフト量との関係は、図１８に示すように、パワーピストンリフト量の増加に伴って位置センサリフト量がほぼリニアに増加している。
【００５０】
図８における前記電子油圧ガバナ５１においては、電磁ソレノイド１４や位置センサ３６等のリード線４０を、別体ケース５１ｂの上面から纏めて上方へ引き出しているが、該別体ケース５１ｂ上面の引き出し部分にはシール部材を介装して外部へ油漏れしないようにしている。即ち、図１９に示すように、別体ケース５１ｂ上面のリード線引き出し口５１ｃにリード線引き出しケース８８の先端部８８ａを嵌入して取付固定している。各リード線４０はリード線引き出しケース８８内を通過しており、該リード線引き出しケース８８の先端部８８ａでは、該先端部８８ａとリード線４０との間にそれぞれ図２０に示すようなシール部材８９が介装されている。シール部材８９は耐油性を有するゴム等の弾性部材により構成され、該シール部材８９の貫通孔８９ａにリード線４０を貫通させている。そして、シール部材８９とリード線４０、リード線４０とリード線引き出しケース８８の先端部８８ａとは、互いに密着して、油もれしないよう構成している。また、リード線引き出しケース８８の先端部８８ａも、別体ケース５１ｂのリード線引き出し口５１ｃと密着する部材により構成して、該先端部８８ａとリード線引き出し口５１ｃとの間からの油漏れを防止している。
【００５１】
さらに、電子油圧ガバナ５１においては、ケーシング５１ａ内部の油室と外部とを連通するエアブリーザ９０を、ケーシング５１ａの上面から取り付けており、ケーシング５１ａ内部の油室の圧力が大きくなりすぎないように調整して、ケーシング５１ａから外部への油漏れを防止している。このように、電子油圧ガバナ５１では、ケーシング５１ａと別体ケース５１ｂとの両方に油漏れ防止機構を構成しているので、電子油圧ガバナ５１からの外部への油漏れを確実に防止することができるのである。
【００５２】
また、電子油圧ガバナ５１には、図８に示すように、ケーシング５１ａにおける別体ケース５１ｂの取付面とは反対側の側面、且つ、機械式スプール弁５５の近傍に温度センサ９１を取り付けて、該温度センサ９１によりケーシング５１ａ内の機械式スプール弁５５近傍の油温を検出するように構成している。別体ケース５１ｂに内蔵される位置センサ３６や電磁ソレノイド１４などの電子機器は、作動することにより発熱するため、これら電子機器近傍の油温は経時的に上昇する。この油温の変化を避けるために、電子機器を内蔵した別体ケース５１ｂから離れた位置である、別体ケース５１ｂの取付面とは反対側の側面に温度センサ９１を取り付けているのである。このように、電子機器の発熱の影響をさけて、機械式スプール弁５５近傍の油温を検出することで、電子油圧ガバナ５１の制御精度の向上を図っている。
【００５３】
さらに、図２１に示すように、電子油圧ガバナ５１には、図１の電子油圧ガバナ１における調圧弁１３の如く、ギアシャフト１１の回転により駆動されるギアポンプ１２によって圧送される高圧作動油を一定圧力に調圧する調圧弁９２を設けている。ギアポンプ１２の駆動により油溜室から該ギアポンプ１２へ吸入される作動油は、調圧弁９２を通じてギアポンプ１２へ吸入されるが、該調圧弁９２の吸入側９２ａには、フィルタ９３を取り付けてギアポンプ１２内へ作動油中の異物が入り込まないようにしている。また、ギアポンプ１２からの高圧作動油は、調圧弁９２を通じて機械式スプール弁５５等へ圧送されるが、該調圧弁９２の吐出側９２ｂには、フィルタ９４を取り付けて機械式スプール弁５５等の内部へ高圧作動油中の異物が入り込まないようにしている。そして、機械式スプール弁５５等の制御部の方が、ギアポンプ１２よりも精密に構成されており、細かい異物を取り除く必要があるため、吐出側９２ｂのフィルタ９４の方が、吸入側９２ａのフィルタ９３よりも目を細かく構成している。このように、調圧弁９２の吸入側９２ａと吐出側９２ｂとの両方にフィルタ９３・９４を取り付けて、ギアポンプ１２や機械式スプール弁５５等の制御部を作動油中の異物による故障から守っている。尚、電子油圧ガバナ８１にも同様に、フィルタ９３・９４を取り付けた調圧弁９２を設けている。
【００５４】
また、電子油圧ガバナ５１・８１においては、機械制御を行う際には機械制御による回転数に制限を設けている。図２２には、機械制御時及び電子制御時のエンジン（機関）回転数と、電子油圧ガバナ５１・５８のターミナルシャフト１７（出力軸）の角度との関係を示しているが、ターミナルシャフト１７（出力軸）角度が大きくなれば、燃料噴射量は多くなる。そして、図２２に示すように、機械式スプール弁５５による機械制御範囲を、電子式スプール弁５２での電子制御によるトルクライズ後の最大ラック位置における回転数と略同じ回転数が最高回転数となるようにセットし、機械制御時は、電子制御による出力マップのトルクライズ範囲域を超えないように機関が運転されるように構成している。即ち、機械制御時には、図２２に示す、電子制御時の出力限界域９５に入らないように制御を行っているのである。これにより、過剰な負荷が機関にかかることを防止して、該機関の耐久性を確保しているのである。
【００５５】
【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。
請求項１記載の如く、機械制御される機械式スプール弁を付設し、燃料噴射量の増減を電子式スプール弁により制御するか、機械式スプール弁により制御するかを選択切換する切換弁を設けたので、例えば、電子油圧ガバナを電子式スプール弁により電子制御している際に、電子制御部分に不具合が発生して電子制御出来なくなったとき等に、該切換弁により電子油圧ガバナの制御を機械式スプール弁によって行うように切り換えることができ、機関運転時の安定性及び安全性を向上することができた。
【００５６】
更に、請求項２記載の如く、電子式スプール弁、及び、電子式スプール弁の動作を制御するアクチュエータを、該電子式スプール弁及びアクチュエータの動作方向が、水平、且つ、電子油圧ガバナが搭載される被搭載物の進行方向に対して直角となるように配置したので、例えば、作業機や船舶等の被搭載物が急発進、急停止した場合、又は、船舶が大きな波に衝突して船体が急激に上方へ持ち上げられた場合等に、慣性力によってアクチュエータや電子式スプール弁がが作動し、電子油圧ガバナが誤動作することを防止することができ、機関運転時の安定性及び安全性を向上することができた。
【００５７】
更に、請求項３記載の如く、機械制御される機械式スプール弁を付設し、燃料噴射量の増減を電子式スプール弁により制御するか、機械式スプール弁により制御するかを選択切換する切換弁を設け、該切換弁を前記電子式スプール弁に、一体的に形成したので、別に切換弁を設ける必要がなくなって、構成の簡略化やコストダウンを図ることができるとともに、電子油圧ガバナの故障の発生を低減することができた。
【００５８】
更に、請求項４記載の如く、該電子油圧ガバナ（１）のハンチングを防止するコンペンセータ機構を設け、該コンペンセータ機構は、パワーピストン（８）とコンペンセーチングピストン（２３）により形成し、該コンペンセータ機構は、電子式スプール弁（２）と機械式スプール弁（５）との両方に作用するように構成したので、電子油圧ガバナが電子制御されている場合、機械制御されている場合の両方の場合において、コンペンセータ機構が作用し、該電子油圧ガバナの作動時のハンチングを防止することができた。
【００５９】
更に、請求項５記載の如く、電子油圧ガバナを制御する電子制御部が内蔵された別体ケースをガバナ本体に装着して、該電子制御部のリード線を別体ケース上面から上方へ纏めて引き出すとともに、該リード線と別体ケース上面との間をシール部材によりシールし、且つ、ガバナ本体内部の空間と外部とを連通するエアブリーザを該ガバナ本体上面に取り付けたので、ガバナ本体からの油漏れと、別体ケースからの油漏れとの両方を防止することができ、電子油圧ガバナからの外部への油漏れを確実に防止することができた。
【００６０】
更に、請求項６記載の如く、電子油圧ガバナを制御する電子制御部が内蔵された別体ケースをガバナ本体の一面に装着し、該ガバナ本体の別体ケース装着面とは反対側部分に温度センサを取り付け、且つ、該温度センサを電子式スプール弁の近傍に配置したので、電子制御部の発熱の影響をさけて、機械式スプール弁近傍の油温を検出することが可能となり、電子油圧ガバナの制御精度の向上を図ることができた。
【００６１】
更に、請求項７記載の如く、機械式スプール弁により制御を行う場合には、電子式スプール弁により制御を行った場合の出力限界域を超えないように制御するように構成したので、過剰な負荷が機関にかかることを防止して、該機関の耐久性を確保することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電子油圧ガバナを示す構成図である。
【図２】  同じく電子油圧ガバナにおける電子式スプール弁、機械式スプール弁、パワーシリンダ、及び、切換弁間の油路を示す斜視図である。
【図３】  同じく電子油圧ガバナの第一の実施例を示す側面断面図である。
【図４】  同じく平面断面図である。
【図５】  電子制御時における切換弁を形成した電子式スプール弁の構成を示す側面断面図である。
【図６】  機械制御時における切換弁を形成した電子式スプール弁の構成を示す側面断面図である。
【図７】  電子油圧ガバナの第二の実施例を示す平面断面図である。
【図８】  同じく側面断面図である。
【図９】  スリーブの位置固定機構を示す側面断面図である。
【図１０】  同じく別実施例を示す側面断面図である。
【図１１】  機関の回転数を急激に上昇させた際のパワーピストンの変位の変化を示す図である。
【図１２】  電子油圧ガバナの第三の実施例を示す平面断面図である。
【図１３】  同じく側面断面図である。
【図１４】  内部の通路を側面視略Ｔ字型に形成した切換弁の電子式スプール弁との連通部分を示す側面断面図である。
【図１５】  同じく機械式スプール弁がパワーピストンと連通状態にある場合の切換弁の電子式スプール弁との連通部分を示す側面断面図である。
【図１６】  同じく機械式スプール弁がパワーピストンと連通状態にある場合の切換弁の機械式スプール弁及びパワーピストンとの連通部分を示す側面断面図である。
【図１７】  図１７は電子式スプール弁におけるコンペンセータ連絡孔の代わりに絞り回路を形成した例を示す側面断面図である。
【図１８】  パワーピストンリフト量と位置センサリフト量との関係を示す図である。
【図１９】  別体ケース上面における電子機器のリード線引き出し部分を示す側面断面図である。
【図２０】  シール部材を示す側面断面図である。
【図２１】  吸入側及び吐出側にフィルタを設けた調圧弁を示す側面断面図である。
【図２２】  機械制御時及び電子制御時のエンジン（機関）回転数と、電子油圧ガバナのターミナルシャフト（出力軸）の角度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  電子油圧ガバナ
２  電子式スプール弁
３  パイロットバルブ
４  スリーブ
４ａ  パイロットポート
５  機械式スプール弁
６  メカニカルパイロットバルブ
７  メカニカルスリーブ
７ａ  メカニカルパイロットポート
８  パワーピストン
９  フライウェイト
１０  スピーダスプリング
１２  ギアポンプ
１３  調圧弁
１４  電磁ソレノイド（アクチュエータ）
１５  切換弁
１７  ターミナルシャフト
２６  コンペンセータ室
２９  ニードルバルブ
３０  スピードコントロールシャフト
３６  位置センサ
４０  リード線
９１  温度センサ
９５  出力限界域
【図１】
0003848457.tif 000002
【図２】
0003848457.tif 000003
【図３】
0003848457.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003848457.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003848457.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003848457.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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