JPH10252877A - 作業機械駆動用内燃機関のガバナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業装置と作業装置を走行させる走行装置とを
駆動する内燃機関の過負荷状態を自動的に解消すること
ができる機能を備えた作業機械駆動用内燃機関のガバナ
装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関１の燃料供給量調節手段６を操
作するアクチュエータ７の駆動電流を検出する電流検出
器９を設けて、電流検出器９の出力を過負荷判定器１０
に与え、過負荷状態が生じたか否かを判定する。過負荷
状態が生じた時に負荷軽減信号出力回路１１から一定の
時間幅を有する負荷軽減信号を発生させ、負荷軽減信号
が発生している間だけ、負荷軽減装置１２により動力伝
達機構３を制御することにより、走行装置２の走行速度
を低下させて、走行装置２側から内燃機関１にかかる負
荷を軽くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行しながら所定
の作業を行う作業機械を駆動する内燃機関の回転速度を
目標回転速度に保つように制御する作業機械駆動用内燃
機関のガバナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリートカッタやコンバインなどの
ように、走行しながら所定の作業を行う作業機械におい
ては、主たる作業を行う作業装置と、該作業装置を走行
させる走行装置との双方を内燃機関により駆動する必要
がある。

【０００３】例えば、道路を舗装しているコンクリート
やアスファルトを切断するために用いるコンクリートカ
ッタにおいては、回転駆動される切断刃、切断深さを調
整するために切断刃の上下位置を調節する調節機構、路
面に冷却水を吹付ける冷却装置、及び路面に吹き付けら
れた冷却水を切断に伴って生じる砂利とともに回収する
吸水装置などを備えた作業装置と、内燃機関と、該内燃
機関により駆動される油圧機構とを、走行車輪を備えた
シャーシに搭載し、内燃機関から所定の駆動機構を介し
て切断刃や吸水装置等に動力を伝達して作業装置を駆動
するとともに、内燃機関から油圧機構を介して走行車輪
に動力を伝達して、コンクリートカッター全体を走行さ
せながら切断刃を回転させて切断作業を行うようにして
いる。

【０００４】この種の作業機械において、機関の出力を
有効に利用して能率よく仕事を行わせるためには、機関
の回転速度を、最大出力を得ることができる回転速度付
近に保つことが望ましい。また作業に用いる工具（例え
ば切断刃）の性能を高い状態に維持するとともに、該工
具の寿命の延長を図るためには、工具の動作速度を最適
な範囲に保つことが望ましい。そのため、この種の作業
機械では、内燃機関にガバナ装置を設けて、機関の回転
速度を目標回転速度に一致させるように制御している。

【０００５】ガバナ装置は、内燃機関に供給される燃料
の量を調節する燃料供給量調節手段を操作するアクチュ
エータと、内燃機関の実回転速度と目標回転速度との偏
差を零にするために必要な量だけアクチュエータを駆動
して内燃機関の実回転速度を目標回転速度に一致させる
ように制御する速度制御部とにより構成される。

【０００６】内燃機関を駆動源とした装置では、機関の
過負荷状態を放置すると、機関が停止したり、オーバヒ
ートが生じたりするため、機関の過負荷状態を生じさせ
ないように負荷変動の範囲を設定しておくか、または機
関の過負荷状態が生じたときに、運転者にできるだけ速
やかに過負荷状態を解消させるための操作を行わせるこ
とが必要である。

【０００７】ところが、作業装置と走行装置とを備えた
作業機械においては、作業装置及び走行装置のそれぞれ
の負荷変動がある上に、作業状況に応じて負荷が大幅に
変わるため、いかなる状況でも機関の過負荷状態を生じ
させないように負荷変動の範囲を設定することは困難で
ある。

【０００８】例えば、コンクリートカッターにおいて
は、切削深さと走行速度との双方により機関の負荷が変
わる上に、切断するコンクリートの厚みの変化や、鉄筋
の有無などにより負荷が激しく変わるため、機関の過負
荷状態を生じさせないように負荷変動の範囲を設定する
ことは不可能に近い。

【０００９】そのため、作業装置と走行装置とを備えた
従来の作業機械では、機関の回転速度の変化に気をつけ
ながら運転を行って、過負荷状態により機関の回転速度
が低下したことを察知したときに、作業機械の走行速度
を低下させるか、または走行を停止させることにより、
内燃機関の負荷を軽減させて、過負荷状態を解消するよ
うにしていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、作業装
置と走行装置とを備えた作業機械においては、内燃機関
の回転速度を目標回転速度に一致させるように制御する
ガバナ装置が設けられているが、従来のこの種の作業機
械に設けられていたガバナ装置は、機関の回転速度を目
標回転速度に一致させるように制御する機能を有してい
るだけであった。このようなガバナ装置が設けられてい
る場合には、機関の過負荷状態が生じた際にも、その回
転速度を目標回転速度に一致させるように制御が行われ
る。従って、過負荷状態が生じてもすぐには回転速度が
低下せず、負荷が限界に近付いたときに初めて回転速度
が低下することになる。そのため、従来のこの種の作業
機械では、運転者が過負荷状態に気が付くのが遅れるこ
とがしばしばあり、過負荷状態を解消する操作を行う前
に負荷が限界を超えて機関が停止するといった事態が頻
発していた。

【００１１】また従来は、運転者が内燃機関の過負荷状
態を察知して、過負荷状態が生じるたびに走行速度を調
整する操作を行うようにしていたため、運転者にかかる
負担が大きくなり、作業能率が低下するのを避けられな
かった。

【００１２】本発明の目的は、機関の回転速度を目標回
転速度に一致させる機能を有するだけでなく、機関の過
負荷状態が生じたときに走行装置側から機関にかかる負
荷を軽減する操作を自動的に行わせることができる機能
をも有する作業機械駆動用内燃機関のガバナ装置を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関によ
り動力伝達機構を介して駆動される走行装置と該走行装
置に搭載され内燃機関により駆動される作業装置とを備
えた作業機械の前記内燃機関の燃料供給量調節手段を操
作するアクチュエータと、内燃機関の実回転速度と目標
回転速度との偏差を零にするために必要な量だけアクチ
ュエータを駆動して内燃機関の実回転速度を目標回転速
度に一致させるように制御する速度制御部とを備えた作
業機械駆動用内燃機関のガバナ装置に係わるものであ
る。

【００１４】本発明においては、燃料供給量調節手段の
位置またはアクチュエータの出力部の位置を検出して位
置検出信号を発生する位置検出器と、位置検出信号から
燃料供給量調節手段の位置またはアクチュエータの位置
が燃料の供給量を最大にする位置に保持されていること
が検出されている時間が設定値を超えたときに内燃機関
が過負荷状態にあると判定して内燃機関の負荷を軽減す
ることを指令する負荷軽減信号を発生する負荷軽減信号
発生手段と、負荷軽減信号が発生したときに走行装置側
から内燃機関にかかる負荷を軽減するように動力伝達機
構を制御する負荷軽減装置とを設けた。

【００１５】内燃機関の燃料供給量調節手段を制御して
機関の回転速度を目標回転速度に一致させるように制御
する場合には、機関の負荷が過大になったときに燃料供
給量調節手段及び該燃料供給量調節手段を操作するアク
チュエータの出力部が燃料の供給量を最大にする位置
（燃料供給量最大位置）に保持される。

【００１６】従って、燃料供給量調節手段の位置または
アクチュエータの出力部の位置を検出して、検出された
位置が一定の時間以上燃料供給量最大位置に保持されて
いることが検出されたときに、機関が過負荷状態にある
と判定することができる。

【００１７】なお本明細書において「走行装置側から内
燃機関にかかる負荷を軽減させる」とは、走行装置側か
ら内燃機関にかかる負荷を軽くすること（走行速度を遅
くすること）だけを意味するのではなく、負荷を零にす
ること（走行を停止させること）をも意味する。

【００１８】上記のように、内燃機関の過負荷状態が検
出された時に負荷軽減信号を発生する負荷軽減信号発生
手段と、負荷軽減信号が発生したときに走行装置側から
内燃機関にかかる負荷を軽減させる負荷軽減装置とを設
けておくと、過負荷状態が生じたときに遅滞なく負荷を
軽くすることができるため、過負荷状態が継続すること
により機関が停止したり、オーバヒートが生じたりする
のを防ぐことができる。また負荷を軽減する操作を自動
的に行わせることができるため、運転者に余計な負担を
かけることなく、作業機械の運転を行わせることができ
る。

【００１９】上記の構成では、燃料供給量調節手段の位
置またはアクチュエータの出力部の位置を検出する位置
検出器を設けて、該位置検出器の出力から過負荷状態を
検出するようにしているが、燃料供給量調節手段の位置
またはアクチュエータの出力部の位置が燃料の供給量を
最大にする位置に達したときに最大位置検出信号を発生
する最大位置検出器を設けて、最大位置検出信号が一定
時間継続して発生していることが検出されたときに内燃
機関が過負荷状態にあると判定して負荷軽減信号を発生
するように負荷軽減信号発生手段を構成することもでき
る。

【００２０】作業装置と走行装置とを備えた作業機械に
おいては、内燃機関により直接走行装置を駆動するので
はなく、内燃機関により駆動される油圧ポンプと、走行
装置を駆動する油圧モータと、油圧ポンプから油圧モー
タに供給される圧力油の量を調節する油圧変速機とを備
えた油圧機構により動力伝達機構を構成して、該油圧機
構により走行装置を駆動することがある。

【００２１】このように、内燃機関により油圧機構を介
して走行装置を駆動する場合には、負荷軽減信号が与え
られたときに開いて油圧ポンプから吐出される圧力油の
少なくとも一部を油圧変速機からバイパスするように設
けた電磁弁により、上記負荷軽減装置を構成することが
できる。

【００２２】この場合、負荷軽減信号としては、例え
ば、一定のレベルと一定の時間幅とを有する信号を用
い、電磁弁としては、負荷軽減信号が与えられている間
全開し、負荷軽減信号が消滅したときに閉じるものを使
用する。

【００２３】このように負荷軽減信号を一定の時間の間
だけ発生させ、負荷軽減信号が発生している間だけ電磁
弁を開いて油圧モータに与えられる圧力油の量を減少さ
せるようにすると、過負荷状態が検出されたときに一定
の時間の間だけ走行装置の走行速度が低下するかまたは
停止する。これにより内燃機関の過負荷状態が解消する
ため、過負荷状態が検出されなくなり、負荷軽減信号が
発生しなくなって走行装置の走行速度が回復する。走行
装置の走行速度が回復することにより内燃機関の負荷が
増大して再び過負荷状態が生じると、負荷軽減信号が発
生するため、走行装置の走行速度が低下するかまたは走
行が停止する。これらの動作が反復されて過負荷状態が
持続するのが防止される。この間、内燃機関の回転速度
は速度制御部の働きにより目標回転速度に保たれる。従
って、作業装置の工具の回転速度はほぼ一定に保たれ、
工具の性能が高い状態に維持されて作業が能率よく行わ
れる。

【００２４】なお一定の時間幅を有する負荷軽減信号は
必ずしも一定のレベルを有する信号である必要はなく、
例えば、負荷軽減信号が消滅した後次に過負荷状態が検
出されるまでの時間に反比例してレベルが変化する信号
であってもよい。すなわち、初めて過負荷状態が検出さ
れたときには比較的低レベルの負荷軽減信号を発生さ
せ、該負荷軽減信号が消滅した後再び過負荷状態が検出
されるまでの時間が短いときには前回よりもレベルが高
い負荷軽減信号を発生させるようにしてもよい。このよ
うに負荷軽減信号のレベルを過負荷状態に応じて変化さ
せる場合には、電磁弁として入力信号の大きさに比例し
て開度が変化する比例電磁弁を用いることにより、過負
荷状態に応じて走行速度の低下割合を変化させることが
でき、走行速度の低下を必要最小限の範囲に抑えること
ができる。

【００２５】また比例電磁弁を用いる場合、負荷軽減信
号は必ずしも一定の時間幅を有する信号である必要はな
く、過負荷状態が検出された時刻から、一定の時間的変
化率でレベルが上昇して、過負荷状態が検出されなくな
った時にそのレベルを保持し、一定時間後に消滅する信
号であってもよい。

【００２６】上記のような油圧機構により走行装置を駆
動する場合には、負荷軽減信号が与えられたときに油圧
モータに与えられる圧力油を減少させるように油圧変速
機を操作する変速機操作装置を設けて、この変速機操作
装置により上記負荷軽減装置を構成するようにしてもよ
い。

【００２７】更に、上記のような油圧機構を用いる代り
に、内燃機関により駆動される発電機と、該発電機の出
力により駆動される電動機とにより動力伝達機構を構成
してもよい。この場合には、負荷軽減信号が与えられた
ときに電動機の回転速度を低下させるかまたは該電動機
を停止させるように制御する電動機駆動制御回路を設け
て、この電動機駆動制御回路により負荷軽減装置を構成
することができる。

【００２８】上記負荷軽減装置はまた、動力伝達機構の
動力伝達系の途中に設けられて負荷軽減信号が与えられ
たときに走行装置を内燃機関から切り離すクラッチから
なっていてもよい。

【００２９】上記位置検出器としては、燃料供給量調節
手段またはアクチュエータの出力部の変位量に比例した
信号を発生する位置センサ（ポテンショメータや差動変
圧器等）を用いることができる。

【００３０】燃料供給量調節部を操作するアクチュエー
タとして、出力部の変位が与えられた駆動電流の大きさ
に相応するもの（例えば電磁石を駆動源としたもの）を
用いる場合には、アクチュエータの駆動電流を検出する
電流検出器を上記位置検出器として用いることができ
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる作業機械駆
動用内燃機関のガバナ装置の構成例を示したもので、同
図において１は内燃機関、２は内燃機関１により走行装
置用動力伝達機構３を介して駆動される走行装置、４は
内燃機関１により作業装置用動力伝達機構５を介して駆
動される作業装置である。

【００３２】走行装置２は内燃機関１により動力伝達機
構３を介して駆動される駆動車輪と従動車輪とをシャー
シに取り付けたもので、シャーシに作業装置４を搭載し
て走行する。

【００３３】作業装置４は内燃機関１により動力伝達機
構５を介して駆動されて所定の作業を行う装置である。
例えば、作業機械がコンクリートカッタである場合に
は、作業装置４が、内燃機関により駆動されて回転する
切断刃、切削深さを調節するために切断刃の上下位置を
調整する調整機構、路面に冷却水を吹付ける冷却装置、
路面に吹付けられた冷却水を切断に伴って生じる砂利な
どとともに回収する吸水装置等を備えている。

【００３４】６は内燃機関１への燃料の供給量を調節す
る燃料供給量調節手段で、スロットルバルブを操作する
操作レバーや、燃料噴射ポンプの噴射量を調節するコン
トロールラック等である。７は電磁石等からなる駆動部
と、該駆動部により駆動される出力部とを有して、駆動
部に与えられた駆動電流の大きさに比例した変位を出力
部に生じる電気式のアクチュエータで、このアクチュエ
ータの出力部は、所定の連結機構を介して燃料供給量調
節手段６に連結されている。

【００３５】内燃機関の回転速度を目標回転速度に一致
させるように制御するため、内燃機関の実回転速度と目
標回転速度との偏差を零にするために必要な量だけアク
チュエータを駆動して内燃機関の実回転速度を目標回転
速度に一致させるように制御する速度制御部８が設けら
れている。

【００３６】図示の速度制御部８は、内燃機関１の実回
転速度Ｎを検出して該実回転速度の情報を含む速度検出
信号を出力する速度検出器８Ａと、目標回転速度Ｎo を
与える速度設定信号を出力する速度設定器８Ｂと、速度
検出信号と速度設定信号とを入力として目標回転速度Ｎ
o と実回転速度Ｎとの差ΔＮ（＝Ｎo −Ｎ）に相応した
大きさの偏差信号を出力する偏差検出器８Ｃと、偏差信
号に比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）演算を施して
目標回転速度と実回転速度との偏差を零にするためにア
クチュエータ７に与える必要がある駆動電流の大きさを
演算するＰＩＤ演算部８Ｄと、ＰＩＤ演算部８Ｄから与
えられる信号に基づいて、該演算部８Ｄにより演算され
た大きさの駆動電流をアクチュエータ７に与えるアクチ
ュエータ駆動回路８Ｅとにより構成された公知のもので
ある。

【００３７】内燃機関の過負荷状態が生じたときに、過
負荷状態を解消する操作を自動的に行わせるため、アク
チュエータ７に与えられる駆動電流を検出する電流検出
器９と、電流検出器９が出力する電流検出信号から内燃
機関が過負荷状態にあるか否かを判定して過負荷状態で
あると判定したときに過負荷検出信号を出力する過負荷
判定器１０と、過負荷判定器１０が過負荷検出信号を出
力したときに負荷軽減信号を発生する負荷軽減信号出力
回路１１と、負荷軽減信号が発生したときに走行装置２
側から内燃機関にかかる負荷を軽減するように走行装置
用動力伝達機構３を制御する負荷軽減装置１２とが設け
られている。

【００３８】内燃機関の燃料供給量調節手段を制御して
機関の回転速度を目標回転速度に一致させるように制御
する場合には、機関の負荷が過大になったときに燃料供
給量調節手段６及び該燃料供給量調節手段を操作するア
クチュエータ７の出力部が燃料供給量最大位置に保持さ
れる。従って、燃料供給量調節手段６の位置またはアク
チュエータ７の出力部の位置を検出して、検出された位
置が一定の時間以上燃料供給量最大位置に保持されてい
ることが検出されたときに、機関が過負荷状態にあると
判定することができる。アクチュエータ７の出力部の変
位量は、該アクチュエータに与えられる駆動電流の大き
さに比例しているため、図１に示した例では、アクチュ
エータ７に与えられる駆動電流を検出する電流検出器９
を設けて、この電流検出器９の出力信号を、アクチュエ
ータ７の位置を検出する位置検出信号として用いてい
る。内燃機関の過負荷状態が生じたときには、電流検出
器９の出力信号が、アクチュエータの出力部の燃料供給
量最大位置に相当する大きさ以上の値を保持する状態に
なる。

【００３９】過負荷判定器１０は、電流検出器９の出力
信号の大きさが燃料供給量最大位置に相当する大きさを
超えている時間を計測して、その時間が設定値を超えた
ときに過負荷状態が生じていると判定して過負荷検出信
号を発生する。この過負荷判定器１０は、例えば、電流
検出器９が発生する電流検出信号を燃料供給量最大位置
に相当する基準信号と比較して、電流検出信号が基準信
号以下の時に出力を低レベルに保ち、電流検出信号が基
準信号を超えた時に高レベルの電圧信号を出力する電流
値判定用比較器と、該比較器の出力電圧により積分コン
デンサを一定の時定数で充電することにより積分動作を
行う積分回路と、該積分コンデンサの両端に得られる積
分電圧を過負荷の判定の基準を与える設定電圧と比較し
て積分電圧が設定電圧に達した時に過負荷検出信号を出
力する過負荷判定用比較器と、電流値判定用比較器の出
力が低レベルに変化した時に積分コンデンサを放電させ
るリセット回路とにより構成することができる。

【００４０】なお燃料供給量調節手段が燃料供給量最大
位置に保持されている時間から機関の過負荷状態を検出
する手法の詳細は、特開昭６３−２９７７５３号に開示
されている。また燃料供給量調節手段を操作するアクチ
ュエータの駆動電流を位置検出信号として用いる手法
は、特開平３−２１４７１０号に開示されている。

【００４１】負荷軽減信号出力回路１１は、過負荷判定
器１０が過負荷検出信号を出力した時に一定時間の間だ
け一定レベルの負荷軽減信号（一定の時間幅と一定のレ
ベルとを有する信号）を発生して、該負荷軽減信号を負
荷軽減装置１２に与える。この負荷軽減信号出力回路１
１は、過負荷検出信号が発生した時に起動して一定の時
間の間時限動作を行い、該時限動作を行っている間一定
のレベルの矩形波信号を発生するタイマ回路により構成
することができる。

【００４２】負荷軽減装置１２は、負荷軽減信号が与え
られている間走行装置用動力伝達機構３に作用して走行
装置２の走行速度を低下させるか、または該走行装置の
走行を停止させて走行装置側から内燃機関にかかる負荷
を軽減する。負荷軽減装置１２は、動力伝達機構３の構
成に応じて種々の形態をとることができる。

【００４３】図１に示した例では、速度制御部８と、電
流検出器９と、過負荷判定器１０と負荷軽減信号出力回
路１１と、負荷軽減装置１２とによりガバナ装置が構成
されている。また電流検出器９によりアクチュエータ７
の出力部の位置を検出して位置検出信号を発生する位置
検出器が構成され、過負荷判定器１０と負荷軽減信号出
力回路１１とにより、位置検出信号から燃料供給量調節
手段の位置またはアクチュエータの位置が燃料の供給量
を最大にする位置に保持されていることが検出されてい
る時間が設定値を超えたときに内燃機関が過負荷状態に
あると判定して内燃機関の負荷を軽減することを指令す
る負荷軽減信号を発生する負荷軽減信号発生手段が構成
されている。

【００４４】図２は、走行装置用動力伝達機構３の構成
例と負荷軽減装置１２の構成例とを示したもので、この
例では、内燃機関１により駆動される油圧ポンプ２０
と、走行装置２の駆動輪を回転駆動する油圧モータ２１
と、油圧ポンプ２０から油圧モータ２１に与えられる圧
力油の量を調節する油圧変速機２２とにより走行装置用
動力伝達機構３が構成されている。油圧ポンプ２０の吸
込み口は配管２３を通してオイルパン２４に接続され、
油圧モータ２１のオイル吐出口は配管２５を通してオイ
ルパン２４に接続されている。内燃機関１が回転すると
油圧ポンプ２０が回転してオイルパン２４内の油を油圧
変速機２２を通して油圧モータ２１に供給する。これに
より油圧モータ２１が回転し、走行装置２の駆動輪を回
転させて作業機械を走行させる。

【００４５】この例では、油圧ポンプ２０と油圧変速機
２２との間を接続する配管に配管２６を通して電磁弁２
７の一端が接続され、電磁弁２７の他端が配管２８を通
してオイルパン２４に接続されている。電磁弁２７には
負荷軽減信号出力回路１１から一定の時間幅を有する負
荷軽減信号が与えられている。電磁弁２７は、負荷軽減
信号が発生している間開いて油圧ポンプ２０から吐出し
た圧力油の少なくとも一部をオイルパン２４に戻すこと
により、油圧モータ２１に与えられる圧力油の量を減少
させる。

【００４６】図２に示した例では、電磁弁２７により負
荷軽減装置１２が構成されている。内燃機関の過負荷状
態が生じて一定の時間幅を有する負荷軽減信号が発生す
ると、該負荷軽減信号が発生している間だけ電磁弁２７
が開いて油圧ポンプ２０から油圧変速機２２に与えられ
る圧力油の少なくとも一部を変速機２２からバイパスし
て油圧モータ２１の回転を低下させるか、または停止さ
せる。これにより内燃機関の負荷が軽くなり、過負荷状
態が解消されるため、図１の過負荷判定器１０が過負荷
検出信号の出力を停止する。負荷軽減信号が消滅したと
きには過負荷検出信号が発生しておらず、直ちに負荷軽
減信号が発生することはないため、走行装置２の走行速
度が回復させられる。走行速度が回復した後再び過負荷
状態が検出されると負荷軽減信号が発生し、走行速度が
低下させられる。これらの動作が反復されることによ
り、走行装置２は正規速度での走行と低速走行または停
止とを繰り返しながら作業装置４を走行させるが、内燃
機関１の回転速度は速度制御部８の働きにより目標回転
速度に保たれる。そのため、作業装置４に設けられてい
る切断刃の回転速度は切断に適した設定速度に保たれ
る。

【００４７】このように、本発明によれば、機関の過負
荷状態が生じた時に作業機械の走行速度は変化するが、
工具（この例では切断刃）の回転速度は一定に保持する
ことができるため、工具の加工性能を高い状態に維持し
て作業を能率よく進めることができるだけでなく、工具
の動作速度を最適な範囲に保ってその寿命の延長を図る
ことができる。

【００４８】負荷軽減信号が一定の値を保持する信号で
ある場合には、電磁弁２７として全開状態と全閉状態と
の２つの状態をとるものを使用する。また負荷軽減信号
のレベルを過負荷状態に応じて変化させる場合、例え
ば、負荷軽減信号が消滅した後再び過負荷状態が検出さ
れるまでの時間の長さに反比例して負荷軽減信号のレベ
ルを変化させる場合には、電磁弁２７として入力信号の
レベルに比例して開度が変化する比例電磁弁を用いる。
このような電磁弁を用いると、過負荷状態の程度に応じ
て走行装置の速度を低下させて、過負荷状態が非常に大
きい時に走行を停止させるといった動作を行わせること
ができるため、過負荷時の走行速度の低下を必要最小限
の範囲に抑えることができる。

【００４９】図３は負荷軽減装置１２の他の構成例を示
したもので、この例の動力伝達機構３は図２に示したも
のと同様に構成されている。図３に示した例では、負荷
軽減信号出力回路１２から負荷軽減信号が与えられたと
きに油圧モータ２１に与えられる圧力油の量を減少させ
るように油圧変速機２２に設けられている流量調節手段
を操作する変速機操作装置３０が設けられ、該変速機操
作装置３０により負荷軽減装置１２が構成されている。

【００５０】図３に示したように構成した場合には、負
荷軽減信号が発生した時に変速機操作装置３０が油圧変
速機２２の流量調節手段を操作して油圧モータ２１に与
える圧力油の量を減少させることにより走行装置の走行
速度を低下させて、走行装置側から内燃機関にかかる負
荷を軽減する。

【００５１】図４は、走行装置用動力伝達機構３及び負
荷軽減装置１２の他の構成例を示したものである。この
例では、内燃機関により駆動される発電機３１と、発電
機３１の出力により駆動回路３２を通して駆動電流が与
えられて回転する減速機付きの電動機３３とにより走行
装置用動力伝達機構３が構成され、電動機３３により走
行装置２の駆動輪が駆動されるようになっている。電動
機３３としては起動トルクが大きい直流直巻電動機を用
いるのが好ましい。電動機３３として直流電動機を用い
る場合、発電機３２としては直流発電機を用いてもよ
く、交流発電機を用いてもよい。発電機３２として交流
発電機を用い、電動機３３として直流電動機を用いる場
合には、例えば整流回路を構成する一部の整流素子とし
てサイリスタを用いた公知の制御整流回路により駆動回
路３２を構成して、該駆動回路３２から電動機３３に与
える駆動電流の大きさ（平均値）を調整し得るようにし
ておくのが好ましい。

【００５２】図４に示したように、発電機３１と電動機
３３とにより動力伝達機構３を構成する場合には、負荷
軽減信号出力回路１２が負荷軽減信号を発生した時に電
動機３３の回転を低下させるかまたは該電動機を停止さ
せるように駆動回路３２を制御する電動機駆動制御回路
３４を設けて、該制御回路３４により負荷軽減装置１２
を構成することができる。

【００５３】図５は、走行装置用動力伝達機構３及び負
荷軽減装置１２の更に他の構成例を示したもので、この
例では、内燃機関１の出力がクラッチ３５と変速機３６
とを介して走行装置２の駆動輪に伝達されている。この
ように、内燃機関から走行装置に動力を伝達する動力伝
達系にクラッチ３５が設けられている場合には、負荷軽
減信号が与えられた時にクラッチ３５を切り離すように
操作するクラッチ操作装置３７を設けて、該クラッチ操
作装置により負荷軽減装置１２を構成することができ
る。

【００５４】図２及び図３に示した例において、油圧ポ
ンプ２０として傾斜板の傾斜角により吐出量を変化させ
ることができるものを用いる場合には、油圧変速機２２
を省略できる。

【００５５】上記の例では、アクチュエータ７の出力部
の位置を検出するために該アクチュエータに与えられる
駆動電流を検出する電流検出器９を用いているが、アク
チュエータ７の出力部にポテンショメータなどの位置セ
ンサを取り付けて、該位置センサの出力を過負荷判定器
１０に入力するようにしてもよい。同様に、内燃機関の
燃料供給量調節手段６に位置センサを取り付けて、該位
置センサの出力を過負荷判定器１０に与えるようにして
もよい。

【００５６】上記の例では、アクチュエータ７の出力部
の位置または燃料供給量調節手段６の位置を検出して、
検出された位置が燃料供給量最大位置に保持されている
時間を見ることにより過負荷状態を検出するようにして
いるが、アクチュエータ７の出力部または燃料供給量調
節手段６が燃料供給量最大位置に達した時に最大位置検
出信号を発生する最大位置検出器を設けて、該最大位置
検出信号を過負荷判定器１０に入力するようにしてもよ
い。この場合過負荷判定器１０は、最大位置検出信号が
一定時間継続して発生していることが検出されたときに
内燃機関が過負荷状態にあると判定して過負荷検出信号
を発生する。最大位置検出器としては、アクチュエータ
７の出力部または燃料供給量調節手段６が燃料供給量最
大位置に達した時に動作するリミットスイッチを用いる
ことができる。

【００５７】図１に示した例では、過負荷判定器１０と
負荷軽減信号出力回路１１とを分けているが、過負荷判
定器１０が過負荷状態を検出した時に一定の時間幅を有
する負荷軽減信号を発生するように構成することもでき
る。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内燃機
関の過負荷状態が検出された時に負荷軽減信号を発生す
る負荷軽減信号発生手段と、負荷軽減信号が発生したと
きに走行装置側から内燃機関にかかる負荷を軽減させる
負荷軽減装置とを設けて、過負荷状態が生じたときに遅
滞なく負荷を軽くすることができるようにしたため、過
負荷状態が継続することにより機関が停止したり、オー
バヒートが生じたりするのを防ぐことができる。

【００５９】また本発明によれば、負荷軽減装置が働い
ている間作業機械の走行速度が低下するかまたは走行が
停止するが、内燃機関の回転速度は目標回転速度に保た
れるため、作業装置の工具の加工性能を高い状態に維持
して作業を能率よく行わせることができるだけでなく、
工具の動作速度を最適な範囲に維持できるため、工具の
寿命の延長を図ることができる。

【００６０】更に本発明によれば、負荷を軽減する操作
を自動的に行わせることができるため、運転者に余計な
負担をかけることなく、作業機械の運転を行わせること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるガバナ装置の構成を機械装置の
構成とともに示したブロック図である。

【図２】本発明で用いる走行装置用動力伝達機構の構成
例と負荷軽減装置の構成例とを示したブロック図であ
る。

【図３】本発明で用いる負荷軽減装置の他の構成例を走
行装置用動力伝達機構の構成とともに示したブロック図
である。

【図４】本発明で用いる走行装置用動力伝達機構の他の
構成例と負荷軽減装置の構成例とを示したブロック図で
ある。

【図５】本発明で用いる走行装置用動力伝達機構の更に
他の構成例と負荷軽減装置の構成例とを示したブロック
図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 走行装置 ３ 走行装置用動力伝達機構 ４ 作業装置 ５ 作業装置用動力伝達機構 ６ 燃料供給量調節手段 ７ アクチュエータ ８ 速度制御部 ９ 電流検出器 １０ 過負荷判定器 １１ 負荷軽減信号出力回路 １２ 負荷軽減装置 ２０ 油圧ポンプ ２１ 油圧モータ ２２ 油圧変速機 ２７ 電磁弁 ３０ 変速機操作装置 ３１ 発電機 ３２ 電動機駆動回路 ３３ 電動機 ３４ 電動機駆動制御回路 ３５ クラッチ ３６ 変速機 ３７ クラッチ操作装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｆ１６Ｈ 59:34 59:42 (72)発明者 芦田 祥吾 静岡県藤枝市青葉町１丁目４番12号 仲山 鉄工株式会社内 (72)発明者 鈴木 秀利 静岡県沼津市大岡3744番地 国産電機株式 会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関により動力伝達機構を介して駆
   動される走行装置と該走行装置に搭載され前記内燃機関
   により駆動される作業装置とを備えた作業機械の前記内
   燃機関の燃料供給量調節手段を操作するアクチュエータ
   と、前記内燃機関の実回転速度と目標回転速度との偏差
   を零にするために必要な量だけ前記アクチュエータを駆
   動して前記内燃機関の実回転速度を目標回転速度に一致
   させるように制御する速度制御部とを備えた作業機械駆
   動用内燃機関のガバナ装置において、 前記燃料供給量調節手段の位置またはアクチュエータの
   出力部の位置を検出して位置検出信号を発生する位置検
   出器と、 前記位置検出信号から前記燃料供給量調節手段の位置ま
   たはアクチュエータの位置が燃料の供給量を最大にする
   位置に保持されていることが検出されている時間が設定
   値を超えたときに内燃機関が過負荷状態にあると判定し
   て内燃機関の負荷を軽減することを指令する負荷軽減信
   号を発生する負荷軽減信号発生手段と、 前記負荷軽減信号が発生したときに前記走行装置側から
   前記内燃機関にかかる負荷を軽減するように前記動力伝
   達機構を制御する負荷軽減装置とを具備したことを特徴
   とする作業機械駆動用内燃機関のガバナ装置。
2. 【請求項２】 内燃機関により動力伝達機構を介して駆
   動される走行装置と該走行装置に搭載され前記内燃機関
   により駆動される作業装置とを備えた作業機械の前記内
   燃機関の燃料供給量調節手段を操作するアクチュエータ
   と、前記内燃機関の実回転速度と目標回転速度との偏差
   を零にするために必要な量だけ前記アクチュエータを駆
   動して前記内燃機関の実回転速度を目標回転速度に一致
   させるように制御する速度制御部とを備えた作業機械駆
   動用内燃機ガバナ装置において、 前記燃料供給量調節手段の位置またはアクチュエータの
   出力部の位置が燃料の供給量を最大にする位置に達した
   ときに最大位置検出信号を発生する最大位置検出器と、 前記最大位置検出信号が一定時間継続して発生している
   ことが検出されたときに内燃機関が過負荷状態にあると
   判定して負荷軽減信号を発生する負荷軽減信号発生手段
   と、 前記負荷軽減信号が発生したときに前記走行装置側から
   前記内燃機関にかかる負荷を軽減するように前記動力伝
   達機構を制御する負荷軽減装置とを具備したことを特徴
   とする作業機械駆動用内燃機関のガバナ装置。
3. 【請求項３】 前記動力伝達機構は、前記内燃機関によ
   り駆動される油圧ポンプと、前記走行装置を駆動する油
   圧モータと、前記油圧ポンプと油圧モータとの間に設け
   られて前記油圧ポンプから油圧モータに供給される圧力
   油の量を調節する油圧変速機とを備え、 前記負荷軽減装置は、前記負荷軽減信号が与えられたと
   きに開いて前記油圧ポンプから吐出される圧力油の少な
   くとも一部を前記油圧変速機からバイパスするように設
   けられた電磁弁からなっていることを特徴とする請求項
   １または２に記載の作業機械駆動用内燃機関のガバナ装
   置。
4. 【請求項４】 前記動力伝達機構は、前記内燃機関によ
   り駆動される油圧ポンプと、前記走行装置を駆動する油
   圧モータと、前記油圧ポンプと油圧モータとの間に設け
   られて前記油圧ポンプから油圧モータに供給される圧力
   油の量を調節する油圧変速機とを備え、 前記負荷軽減装置は、前記負荷軽減信号が与えられたと
   きに前記油圧モータに与えられる圧力油を減少させるよ
   うに前記油圧変速機を操作する変速機操作装置からなっ
   ていることを特徴とする請求項１または２に記載の作業
   機械駆動用内燃機関のガバナ装置。
5. 【請求項５】 前記動力伝達機構は、前記走行装置を駆
   動するように設けられた電動機と、前記内燃機関により
   駆動されて前記電動機を駆動するための出力を発生する
   発電機とを備え、 前記負荷軽減装置は、前記負荷軽減信号が与えられたと
   きに前記電動機の回転速度を低下させるかまたは該電動
   機を停止させるように制御する電動機駆動制御回路から
   なっていることを特徴とする請求項１または２に記載の
   作業機械駆動用内燃機関のガバナ装置。
6. 【請求項６】 前記負荷軽減装置は、前記動力伝達機構
   の動力伝達系の途中に設けられて前記負荷軽減信号が与
   えられたときに前記走行装置を内燃機関から切り離すク
   ラッチからなっている請求項１または２に記載の作業機
   械駆動用内燃機関のガバナ装置。
7. 【請求項７】 前記負荷軽減信号は一定の時間の間一定
   のレベルを保持する信号である請求項１ないし６のいず
   れか１つに記載の作業機械駆動用内燃機関のガバナ装
   置。