JPH02173326A - 油圧式ガバナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、舶用主機及び補機、陸用発電機、その他一般
動ツノ用ディーゼル機関に使用される油圧式ガバナに関
する。

（従来の技術） 一般に、油圧式ガバナでは、負荷の変化により機関の回
転数が変化して整定するまでの回転数の変動率、即ち速
度変動率を小さくするほど調速性能が向上するが、速度
変動率を小さくするほど負荷の変動時に機関の回転数が
なかなか整定せずに変動してしまうという現象、所謂ハ
ンチングが生じてしまう。このハンチングは、高速域に
なる程、又は負荷が大きくなる程起きにくく、低速域で
且つ低負荷のとぎに最も起き易い。従って、舶用主機の
ようにあらゆる負荷で使用される機関について、微航か
ら全速走航までの全速度域に亘って高性能のガバニング
（調速）を行なうと共にハンチングの発生を防止するた
めには、機関が中、高速域にあるとき及び中、高負荷の
ときには速度変動率を小さくすると共に、低速域で且つ
低負荷のときには速度変動率を大きくすることが望まし
い。

従来の油圧式ガバナとしては、フルロード時には速度変
動率を良くシ（小さくシ）、無負荷回転時には速度変動
率を悪くシ（犬きくシ）、これによってフルロード時に
おける調速性能の向」ユ及び無負荷回転時におけるハン
チングの防止を図ったものが知られている（例えば、実
開昭５６−２０３６号公報）。すなわち、この従来の油
圧式ガバナは、第５図に示すように、機関の回転数に関
連するフライウェイトの遠心力とスピーダスプリングの
イづ勢力との差で変位するパイロットバルブにより制御
される作動油によりパワーピストンが燃料増方向及び燃
才」誠力向に変位するもので、該パワーピストンの変位
により揺動じて機１１１に供給する燃料の増減を制御す
るターミナルアームＡと、機関の設定速度に応じて揺動
するスピードコントロールアームＢに一端がイａ支され
、該アームＢの揺動によりスピーダスプリングの４＝Ｊ
勢力を変化させるフローチングレバーＣとを備え、ター
ミナルアームＡに第１のドループＤと第２のドループＥ
とを設けたもので、フルロード時、即ちターミナルアー
ムＡが第５図の位置より反時泪方向に回動じて機関に供
給される燃料が大となる時には、第１のドループＤがフ
ローチングレバーＣに係合し、力１１、負荷回転時、即
ちターミナルアームＡが第５図の位置にあって機関に供
給される燃料が小となる時には、第２のドループＥがフ
ローチングレバーＣに係合するように成っている。すな
わち、第２のドループＥがフローチングレバーＣに係合
する時には、ターミナルアームＡの揺動によりフローチ
ングレバーＣをスピードコントロールアームＢとの枢支
部Ｆを支点に揺動させる際のレバー比が、第１のドルー
プＤがフローチングレバーＣに係合する時より太きい。

従って、無負イ＋ｆ回転時には、ターミナルアームＡの
揺動によりフローチンブレバ一〇がフルロード時より大
きく揺動し、スピーダスプリングの付勢力がフルロード
時より大きく変化するので、負荷の変化により機関の回
転数が変化して整定するまでの回転数の変動率、即ち速
度変動率は、無負荷回転時の方がフルロード時より大き
くなる。すなわち、第６図で示すように、第１のドルー
プＤがフローチングレバーＣに係合するときの速度変動
率は直線ＴＩで示されるように）Ｊ）さくなり、第２の
ドループＥがフローチングレバーＣに係合するときの速
度変動率は直線Ｇで示されるように大きくなる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来技術では、前記スピードコント
ロールアームＢが第５図の破線で示す低速位置側から同
図の実線で示す高速位置側に揺動するにつれ、フローヂ
ングレバー〇が破線位置から実線位置へと変位してその
先端が第２のドループＩＥに近づくため、高速域になる
ほど第２のドループＥの影響が大きくなる。その結果、
第６図に示すように、速度変動率の大きい直ｍＧが全制
御域で占める割合は、高速域になるほど大きくなってし
まう。従って、この従来技術では、高速域になるほど速
度変動率が大きくなるために調速性能が低下してしまう
と共に、低速域になるほど速度変動率が小さくなるため
に有益な効果が得られなくなるという問題点がある。

また、このような従来技術では、ハンチングが発生する
のを防止するための補償機構を、作動油により燃料増方
向及び燃料減力向に変位するパワーピストンに（＝Ｊ加
しているので、該補償機構の分だけ部品点数が増えてコ
ストが増大してしまうという問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目して為された
もので、ハンチングが最も起きやすい低速域で且つ低負
荷のときにのみ速度変動率を大きくしてハンチングを防
止し、その他のときには速度変動率を小さくして調速性
能を向」ニさせ、さらにハンチングが発生ずるのを防止
するための補償機構を不要にしてコストの低減を図った
油圧式ガバナを提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明に係る油圧式ガバ
ナは、機関の回転数に関連するフライウェイ）・の遠心
力に抗するスピーダスプリングと、機関の設定速度に応
じて前記スピーダスプリングの付勢力を変化させるフロ
ーチングレバーと、機関の負荷変化に応じて揺動して機
関に供給する燃料の増減を制御するターミナルアームと
を備え、該ターミナルアームの揺動が前記フローチング
レバーに伝達されて前記スピーダスプリングの伺勢力が
変化するようにした油圧式ガバナにおいて、前記ターミ
ナルアームに、前記フローチングレバーに係合して該タ
ーミナルアームの揺動を該フローチングレバーに伝達し
得る主ドループと副ドループとを設け、該副ドループを
前記ターミナルアームの揺動中心に対して前記主ドルー
プより離れた位置に設けると共に、前記設定速度が低速
域にあり且つ低負荷のときにのみ、前記副ドループが前
記主ドループに代わって前記フローチングレバーに係合
するように、該フローチングレバーに副ドループ用の逃
げ部を設けたものである。

（作用） そして、上記油圧式ガバナでは、機関の設定速度が低速
域にあり且つ低負荷のときにのみ、副ドループが主ドル
ープに代わってフローチングレバーに係合する。ターミ
ナルアームの揺動によりフローチングレバーを変位させ
る際のレバー比は、副ドループの方が主ドループより大
きいので、副ドループがフローチングレバーに係合した
ときには、主ドループの係合時よりターミナルアームの
揺動によりフローチングレバーが大きく変位してスピー
ダスプリングのイ１勢力が大きく変化する。

従って、負荷の変化により機関の回転数が変化して整定
するまでの回転数の変動率、即ち速度変動率は、副ドル
ープの保合時には大きく、主ドループの係合時には小さ
くなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添伺図面に基いて詳述する。

第１図は本発明を適用した油圧式ガバナの縦断面図、第
２図は該油圧式ガバナの斜視図である。

第１図及び第２図に示すように、この油圧式ガバナ１は
、不図示の機関の回転数に関連するフライウェイト２の
遠心ツノと該遠心力に抗して作用するスピーダスプリン
グ３の伺勢力（セット荷重）との差で変位するパイロッ
トバルブ４と、該変位により制御される作動油により燃
料増方向及び燃料減方向に変位するパワーピストン５と
、該ピストン５の変位により揺動して機関に供給する燃
料の増減を制御するターミナルアーム６と、機関の回転
速度を調節するコントロールレバー７に連動して揺動す
るスピードコントロールアーム８に一端が枢支され、該
アーム８の揺動によりスピーダスプリング３の伺勢力を
変化させるフローチングレバー９とを備えている。

油圧式ガバナ１のハウジング１０は前記機関に装着され
、該機関の回転は歯車系（図示せず）を介して適当なギ
ヤ比により増速されてギヤシャフト１１に伝達される。

このギヤシャフト１１の回転は、ハウジング１０内に収
納されて油圧式ガバナ１の作動油圧源となるギヤポンプ
１２のドライブギヤ１３に伝達される。ギヤポンプ１２
は、ドライブギヤ１３とドリブンギヤ１４とから成り、
ガバナ油溜室１５よりレギュレーチングバルブ１６の低
圧側を通る油路１７を介して作動′Ａ１１を吸入し、高
圧作動油をパイロットバルブブッシング１８の内部に摺
動可能に嵌押されたパイロットバルブ４及びレギュレー
チングバルブ１６に油路１９を介して送り込む。

ギヤポンプ１２のドリブンギヤ１４は、パイロットバル
ブブッシング１８と一体的に回転し、該パイロットバル
ブブッシング１８の一端には、油圧式ガバナ１の回転数
を取り出すフライウェイト２が連結されている。このフ
ライウェイト２は、パイロットバルブ４にスラストニー
ドルベアリング１９を介して係合し、パイロットバルブ
４の端面とフローチングレバー９との間に介装されたス
ピーダスプリング３によりその要求回転数に相応する力
で押圧されてその拡開が規制されるように成っている。

フライウェイト２の遠心力とスピーダスプリング３の伺
勢力との差で」二下に変位するパイロットバルブ４は、
パワーピストン５へ供給する前記高圧作動／１１１を制
御し、機関の負荷変化に追従して該機関に供給する燃料
の増減を制御する燃４パ１噴射ポンプのコン１〜ロール
ラツク（図示省略）にレバー２０を介して連結されたタ
ーミナルシャフト２１を素早く回転させるように成って
いる。すなわち、パイロットバルブ４が、そのランド４
ａがバルブブッシング１８のパイロットボーｈ　１８　
ａを閉塞した中間位置にあるときには、高圧作動油路２
２とパワーピストン５の上部への通路２３とが連通し、
このときパワーピストン５はその位１１眞こで停止する
。パイロットバルブ４が、前記中間位置より下方に変位
してランド４ａがパイロットポート１、８　ａより下方
の位置（第１図の位置）にあるときには、高圧作動油路
２２とパワーピストン５の］−１下部への通路２３．２
４とが連通し、このときパワーピストン５はその」二（
’、ｍと下（７１（との受圧面積の差によりゴ一方に変
位する。また、パイロットバルブ４が、前記中間位置よ
り］−力に変位してランド４ａがパイロットボーｈ　１
．８　ａより上寿に位置したときには、前記下部への通
路２４が大気圧下にある油溜室］５に連通し、このとき
パワービスＩ・ン５は下方に変位する。

パワービス）・ン５の変位により揺動して前記ターミナ
ルシャツＩ・２］を回動させるターミナルアーム６には
、該ターミナルアーム６の揺動中心６ａに近い側に主ド
ループ２５が、該１ｍ動中心６ａに対して主ドループ２
５よりｔ’ｉｌ［れた位置に副ドループ２６が夫々フロ
ーチング１ツバ−９に保合可能に設けられている。

主ドループ２５は、スピードコン１へロールアーム８が
低速位置側にあり且つターミナルアーム６か燃料小位置
（機関への燃料の供給量か小となる位置）側にあるとき
（第３１ｆｆｌ　（ｃりで示す位１改にあるとき）、即
ち機関の設定速度が低速域にあり月つ低負荷のとき以外
の全ての領域において、フローチンダレパー９の係合ｒ
１９ａに係合してターミナルアーム６の揺動をフローチ
ンダレパー９にＩ 伝達するように成っている。

また、フローチンダレパー９には、スピードコンＩ・ロ
ールアーム８が低速位置側にあり且つターミナルアーム
６が燃ス′−１小位置側にあるとき（第３図（ｄ）で示
す位置にあるとき）、即ち機ｊｙｊの設定速度が低速域
にあり且つ低負荷のときにのみ、副ドループ２Ｇが主ド
ループ２５に代わってフローチンダレパー９の係合１“
ｆ＋ｓ９ｂに係合するようにするために、副ドループ用
２６の逃げ部９ｃが設けられている。

以下、上記構成を有するｉｌｌ正式ガバナ１の作動を説
明する。

いま、第３図（８，）で示すように、コントロールレバ
ー７を高速側（第２図で時泪方向）に操作してスピード
コントロールアーム８が高速位置側にあり且つターミナ
ルアーム６が燃料太位置（機関への燃Ｆｌの供給量が人
となる位置）側にある状態、即ち機関の設定速度が高速
域にあって高負荷にある状態で機関回転数か平衡を保っ
ているものとする。この状ｆａで負荷が減少するど、機
関回転数の上昇によりフライウェイト２の遠心力がスピ
ーダスプリング３のイリ勢力を上部るため、パイロット
バルブ４が前記中間位置からＬ方に変位し、機関の回転
数が大きく上昇するのを防ぐためにパワーピストンＳが
下方（燃料滅方向）に変位する。

この変位によりターミナルアーム〇が第３図（＋１）の
位置から時計方向に揺動し、この揺動によりターミナル
シャフト６ａ及びレバー２０が回動して不図示のコント
ロールラックが燃料滅方向に変位する。

このとき、ターミナルアーム６の主ドループ２５がフロ
ーチンダレパー９の係合部９ａに係合しているので、タ
ーミナルアーム６の時計方向への揺動によりフローチン
ダレパー９が第３図（ａ）の位置からスピードコントロ
ールアーム８との４１′１支部９ｄを支点に時言１カ向
に揺動し、スピーダスプリング３が圧縮されてその（ｑ
勢ツノか強まる。スピーダスプリング３の旬勢力が強ま
ることによって、ランド４ａがパイロットボート１８ａ
を閉じる前記中間位置までパイロットバルブ４が下カへ
変位し、負荷が減少する前の平ｉｇｆｊ状態より僅かに
上昇した回転数でフライウェイト２の遠心力とスピーダ
スプリング３の付勢力とが釣り合い、この回転数にて機
関が整定する。

次に、第３図（ｂ）で示すように、スピードコンＩ・ロ
ールアーム８が高速位置側にあり且つターミナルアーム
６が燃料小位置側にある状態、即ち機関の設定速度が高
速域にあって低負荷にある状態で機関回転数が平ｉσｑ
を保っているときに負荷が増加したとする。このとき、
上記負荷減少時とは逆にパワーピストン５は機関の回転
数が大きく低下するのを防ぐために上方（燃料増方向）
に変位する。この変位によりターミナルアーム６が第３
図（ｂ）の位置から反時泪力向に揺動じ、この揺動によ
りターミナルシャフト６ａ及びレバー２０が回動して不
図示のコントロールラックが燃料増方向に変位する。

このとき、ターミナルアーム６の副ドループ２６はフロ
ーチングレバー９の逃げ部９ｃ内に落ち込んでいて該レ
バー９には係合しておらず、主ドループ２５がフローチ
ングレバー９の係合１”（Ｉ（９ａに係合している。従
って、ターミナルアーム６の反時計方向への揺動により
主ドループ２５を介してフローチングレバー９が第３図
（ｂ）の位置から枢支部９ｄを支点に反時計方向に揺動
し、スピーダスプリング３が伸びてその伺勢力が弱まる
。これによって、ランド４ａがパイロットボーＨ８ａを
閉じる前記中間位置までパイロットバルブ４が上方へ変
位し、負荷が増加する前の平衡状態より僅かに低下した
回転数でフライウェイト２の遠心力とスピーダスプリン
グ３の付勢力とが釣り合い、この回転数にて機関が整定
する。

このように、スピードコントロールアーム８が高速位置
側にあって機関の設定速度が高速域にあるときには、負
荷が高負荷側から低負荷側に、或はその逆に変化するこ
とにより、ターミナルレバー６が第３図（ａ）の燃刺大
位置側から第３図（ｂ）の燃料小位置側に、或はその逆
に揺動する間、ターミナルレバー６の主ドループ２５が
フローチングレバー９に係合し、副ドループ２６はフ０
−チングレバー９に係合しないので、このときの前記速
度変動率は、第４図の直線４１で示されるように小さく
且つ一定である。

また、機関の設定速度が中速域にあるときには、」１記
高速域と同様に負荷が変化しても主ドループ２５がフロ
ーチングレバー９に係合し、副ドループ２６はフローチ
ングレバー９に係合しない。従って、機関の設定速度が
中速域にあるときの速度変動率は、」１記高速域と同様
に第４図の直線４２．４３で示されるように小さく且つ
一定である。

次に、第３図（Ｃ）で示すように、コントロールレバー
７を低速側（第２図で反時計方向）に操作してスピード
コントロールアーム８が低速位置側にあり且つターミナ
ルアーム６が燃料人位置側にある状態、即ち機関の設定
速度が低速域にあって高負荷にある状態で機関回転数が
平衡を保っているときについて説明する。

この状態で負荷が減少すると、」１記と同様にパワーピ
ストン５が下方（燃料減力向）に変位し、この変位によ
りターミナルアーム６が第３図（Ｃ）の位置から時言１
方向に揺動し、この揺動により不図示のコントロールラ
ックが燃料減力向に変位する。このときも、前記主ドル
ープ２５がフローチングレバー９の保合部９ａに係合し
ているので、ターミナルアーム６の時計方向への揺動が
主ドループ２５を介してフローチングレバー９に伝達さ
れ、負荷が減少する前の平衡状態より僅かに上昇した回
転数にて機関が整定する。

また、上記第３図（ｃ）で示すように機関の設定速度が
低速域にあって高負荷にある状ｒ島から負荷が減少して
いき、第３図（ｄ）で示すように、機関の設定速度が低
速域にあり且つ低負荷にある状態になると、副ドループ
２６が主ドループ２５に代わってフローチングレバー９
の係合部９ｂに係合する。

いま、このように副ドループ２６がフローチングレバー
９の係合部９ｂに係合し始めた状態で、機関回転数が平
ｔ’Ｊ＋ｉを保っているものとする。この状態で負荷が
減少すると、上述したようにパワーピストン５は下方（
燃料減力向）に変位し、この変位によりターミナルアー
ム６が第３図（ｃｌ）の位置から時行１方向に揺動し、
この揺動により不図示のコントロールラックが燃イ′４
減方向に変位する。

このとき、ターミナルアーム６の時日１方向への揺動が
副ドループ２Ｇを介してフローチングレバー９に伝達さ
れ、該レバー９が第３図（ｄ）の位置から枢支部９ｄを
支点に時ｉｌｌ方向に揺動し、スピーダスプリング３が
圧縮されてその伺勢力が強まる。これによって、前記中
間位置までパイロットバルブ４が下方へ変位し、負荷か
減少する前の５１７、櫓状ｒ占より僅かに上昇した回転
数にて４幾１３！ｊが整定する。

このように、スピードコントロールアーム８か低速位置
側にあって機関の設定速度が低速域にあるとき、負荷か
低負狗側に変化して副ドループ２６がフローチンブレバ
−９の係合部９ｂに係合するまでは、主ドループ２５か
フローチング１ツバ−９の係合ｔｆｌ１９ａに係合し、
このときの前記速度変動率は第４図の直線４４ａで示さ
れるように小さい。

これに対して、−１−述したように副ドループ２６がフ
ローチングレバー９の係合部９ｂに係合し始めてからさ
らに負荷が減少していったときの前記速度変動率は、第
４図の直線４４）〕で示されように直線４４ａで示され
るものより大きくなる。その理由は、ターミナルアーム
６の揺動によりフローチングレバー９を枢支部９ｄを支
点に揺動させる際のレバー比は、副ドループ２Ｇが係合
しているときの方が主ドループ２５が係合しているとき
より太きいからである。

なお、第４図の直線４５ａ、４．５ｂは、士、記直線４
４ａ、４４ｂで示される速度変動率の場合より高速域で
の速度変動率を示しており、直線／１５Ｆ１は、ゴ三ド
ループ 合部９ａに係合しているときの速度変動率を、直線４．
　５　ｂは、副ドループ２６がフローチングレバー９の
係合部９　ｂに係合しているときの速度変動率を夫々示
している。

このように、機関の設定速度が低速域にあり１１つ低負
荷のときには、直線４４Ｆ）で示されるように速度変動
率が大きいので、前記ハンチングが発１、９ 生ずるのが防止される。また、機関の設定速度が中、高
速域にあるとき及び中、高置イ：ケのときには、直線４
］，４２，４３及び４．　５　ａで示されるように速度
変動率が小さいので、舶用主機等に用いた場合に、微航
から全速走航までの全速度域に亘って高性能のカバニン
グ（調速）を行なうことができる。

なお、前記主及び副ドループ２５及び２６を、ターミナ
ルアーム６に位置調ｆｌｔｊ可能にねじ」Ｌめし、各ド
ループ２５及び２６の位置を変えてフローチングレバー
９を揺動させる際のレバー比を変えることにより、該各
位置により定まる各速度変動率を自由に設定できるよう
構成してもよい。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係るａｈ圧式ガバナによ
れば、ターミナルアームに、フローチングレバーに係合
して該ターミナルアームの揺動を該フローチングレバー
に伝達し得る主ドループと副ドループとを設け、該副ド
ループをターミナルアームの揺動中心に対して主ドルー
プより乱れた位置に設けると共に、機関の設定速度が低
速域にあＶ月つ低負荷のときにのみ、副ドループが主ド
ループに代わって前記フローチング１ツバ−に係合する
ように、該フローチングレバーに副ドループ用の逃げＩ
Ｉ＋を設けた構成により、機関の設定速度が低速域にあ
り且つ低負荷のときにのみ、副ドループが主ドループに
代わってフローチングレバーに係合する。ターミナルア
ームの揺動によりフローチングレバーを変位させる際の
レバー比は、副ドループの方が主ドループより大きいの
で、副ドループがフローチングレバーに係合したときに
は、主ドループの保合時よりターミナルアームの揺動に
よりフローチングレバーが大きく揺動じてスピーダスプ
リングの付勢力が大きく変化する。従って、機関の設定
速度が低速域にあり旧っ低負荷のときには、速度変動率
が大きくなるので、ハンチングが発生ずるのを防止でき
ると共に、機関の設定速度が中、高速域にあるとき及び
中、高負荷のときには、速度変動率が小さくなるので、
全速度域に亘って調速性能を向」二させることができる
。

４゜ さらに、最もハンチングが起き易い、機関の設定速度が
低速域にあり且つ低負荷のときに、速度変動率を大きく
してハンチングが発生するのを防止しているので、従来
のようにハンチングが発生するのを防止するための補償
機構を、作動油により燃料増方向及び燃料減方向に変位
するパワーピストンにイ」加する必要がないので、該補
イ賞機構の分だけ部品点数を削減してコストを低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用したηＩＪ圧式ガバナ
の縦断面図、第２図は油圧式ガバナの斜視図、第３図は
作動説明図で、第３図（ａ）は機関が高速域にあって高
負荷のとき、第３図（ｂ）は機関が高速域にあって低負
荷のとき、第３図（Ｃ）は機関が低速域にあって高負荷
のとき、第３図（ｃｌ）は機関が低速域にあって低負荷
のときを示す図、第４図は一実施例の速度変動率を示す
グラフ、第５図は従来例の要部を示す図、第６図は従来
例の速度変動率を示すグラフである。 １・・・油圧式ガバナ、２・・フライウェイト、３スピ
ーダスプリング、６・・・ターミナルアーム、６ａ・・
・揺動中心、９　フローチングレバー、９ｃ・・逃げ部
、２５・・・主ドループ、２６・・・副ドループ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．機関の回転数に関連するフライウェイトの遠心力に
   抗するスピーダスプリングと、機関の設定速度に応じて
   前記スピーダスプリングの付勢力を変化させるフローチ
   ングレバーと、機関の負荷変化に応じて揺動して機関に
   供給する燃料の増減を制御するターミナルアームとを備
   え、該ターミナルアームの揺動が前記フローチングレバ
   ーに伝達されて前記スピーダスプリングの付勢力が変化
   するようにした油圧式ガバナにおいて、前記ターミナル
   アームに、前記フローチングレバーに係合して該ターミ
   ナルアームの揺動を該フローチングレバーに伝達し得る
   主ドループと副ドループとを設け、該副ドループを前記
   ターミナルアームの揺動中心に対して前記主ドループよ
   り離れた位置に設けると共に、前記設定速度が低速域に
   あり且つ低負荷のときにのみ、前記副ドループが前記主
   ドループに代わって前記フローチングレバーに係合する
   ように、該フローチングレバーに副ドループ用の逃げ部
   を設けたことを特徴とする油圧式ガバナ。