JP2004177619A - 教材用エンジン - Google Patents
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Abstract
【課題】実際にエンジンを始動させてガソリンを燃焼させ、その内部の動きを直に観察して理解することができる教材用エンジンを提供する。
【解決手段】エンジン本体2内に、混合気の爆発力によるピストン11の往復運動をコンロッド12を介して回転運動に変えるクランクシャフト13と、吸排気バルブ15aをプッシュロッド16及びロッカアーム17を介して開閉するカムシャフト18とを平行に設けた教材用エンジン1において、エンジン本体2の少なくともクランクシャフト13とプッシュロッド16及びロッカアーム17とに対向する位置に開口部5aをそれぞれ設け、この各開口部5aを透明部材25で被覆した。
【選択図】 図1
【解決手段】エンジン本体2内に、混合気の爆発力によるピストン11の往復運動をコンロッド12を介して回転運動に変えるクランクシャフト13と、吸排気バルブ15aをプッシュロッド16及びロッカアーム17を介して開閉するカムシャフト18とを平行に設けた教材用エンジン1において、エンジン本体2の少なくともクランクシャフト13とプッシュロッド16及びロッカアーム17とに対向する位置に開口部5aをそれぞれ設け、この各開口部5aを透明部材25で被覆した。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンや軽油或はメタノール等の燃料用アルコール若しくは水素ガス等の燃焼によるエンジン回転の状態が観察可能な教材用エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ガソリンの燃焼によるエンジン回転の状態が観察可能な教材用エンジンとして組立式のものがある。この組立式の教材用エンジンでは、エンジンを構成する分解状態の各部品を組み立てて完成させ、実際にエンジンを始動させてガソリンの燃焼によるエンジン回転の出力状態をクランクシャフトの回転音や排気の臭い等により観察できるようになっている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−242763号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の教材用エンジンでは、エンジンを分解したり、エンジンを構成する全ての部品を組み立てることによりエンジンの仕組みを知ることができるようになっているが、その組立完了後のガソリン燃焼時に内燃機関の動きを実際に観察することができなかった。
【0005】
これに対処するに、部分的に、或いはほぼ全ての部品を透明な模型で製作し、組み立てた後で手動によりエンジン回転の状態を観察できるようにした教材用エンジンがあるが、この手動式の教材用エンジンでは、実際にエンジンを始動させてガソリンを燃焼させ、その内部の動きを直に観察することはできなかった。
【0006】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、実際にエンジンを始動させてガソリンを燃焼させ、その内部の動きを直に観察して理解することができる教材用エンジンを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、エンジン本体内に、混合気の爆発力によるピストンの往復運動をコンロッドを介して回転運動に変えるクランクシャフトと、吸排気バルブをプッシュロッド及びロッカアームを介して開閉するカムシャフトとを平行に設けた教材用エンジンにおいて、前記エンジン本体の少なくとも前記クランクシャフトと前記プッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部をそれぞれ設け、この各開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする。
【0008】
この教材用エンジンでは、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、エンジン本体内の少なくともクランクシャフトとコンロッド及び吸排気バルブ等の動きが直に観察され、エンジンの仕組みや動き等がトータル的に簡単に理解される。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1記載の教材用エンジンであって、前記エンジン本体を、前記クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、前記ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、前記プッシュロッド及びロッカアームを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、このクランクケースの前記クランクシャフトに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする。
【0010】
この教材用エンジンでは、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、クランクケース内のクランクシャフト等の動きが直に観察されてその仕組みが簡単に理解される。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1記載の教材用エンジンであって、前記エンジン本体を、前記クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、前記ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、前記プッシュロッド及びロッカアームを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、前記シリンダヘッドの前記プッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする。
【0012】
この教材用エンジンでは、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、シリンダヘッド内のプッシュロッドとロッカアーム等の動きが直に観察されてその仕組みが簡単に理解される。
【0013】
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の教材用エンジンであって、前記透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたことを特徴とする。
【0014】
この教材用エンジンでは、透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたので、エンジン本体の開口部近傍の耐久性及び美的外観が向する。
【0015】
請求項5の発明は、請求項4記載の教材用エンジンであって、前記透明なポリカーボネート板をエンジン本体の開口部の周りにボルトを介して着脱自在に取り付けたことを特徴とする。
【0016】
この教材用エンジンでは、ポリカーボネート板の内側が汚れた際に、ポリカーボネート板を取り外してその汚れを洗浄することで、エンジン本体の内部の動きが常に観察可能な状態となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施形態の教材用エンジンを一部断面で示す正面図、図2は同教材用エンジンの要部の分解斜視図、図3は同教材用エンジンの概略斜視図、図4は同教材用エンジンのシリンダヘッド部分の斜視図、図5は同教材用エンジンの動弁機構の説明図である。
【0019】
図1,図3に示すように、教材用エンジン1は空冷式の単気筒4サイクルガソリンエンジンであり、そのエンジン本体2は、後述するクランクシャフト13を配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケース3と、このクランクケース3の上部に一体形成され、ピストン11が摺動するシリンダ4と、このシリンダ4の上端に取り付けられ、動弁機構14を配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッド5とで構成されている。
【0020】
図1,図3に示すように、クランクケース3には手動式のチョークレバー6を備えた燃料タンク7を取り付けてある。また、シリンダ4には吸気装置8及び排気装置9をそれぞれ取り付けてある。チョークレバー6はチョークリンク6aを介してガバナアームシャフト6bとガバナスライダ6c及びガバナウェイト6d等に連係されている。そして、このチョークレバー6を手動により操作すると、キャブレタ10の図示しないチョークバルブが開閉して空気とガソリンの混合比が調整されるようになっている。
【0021】
また、吸気装置8は、シリンダ4に吸入する空気中のごみ等を除くエアクリーナ8aと、シリンダ4にガソリンの混合気を分配するインテークマニホルド8b等で構成されている。さらに、排気装置9は、シリンダ4の排気ガスをまとめる図示しないエキゾーストマニホルドと、排気ガスを大気中に排出する際に排気騒音を低下させるマフラ9a等で構成されている。
【0022】
図1,図2に示すように、クランクケース3内には、ガソリンの混合気の爆発力によるピストン11の往復運動をコンロッド12を介して回転運動に変えるクランクシャフト13と、動弁機構14の吸気バルブ15a及び排気バルブ15bをプッシュロッド16及びロッカアーム17等を介して開閉するカムシャフト18とを平行に配設してある。即ち、このクランクシャフト13はシリンダ4の膨張行程で得られたピストン11の直線的動力をコンロッド12を介して回転動力に変え、またほかの行程では逆にピストン11へ運動を与えることにより、連続した動力を発生させるものである。
【0023】
図3に示すように、クランクシャフト13のウォームホィール13aとカムシャフト18のフライホィール18aは噛合していて共に連動するようになっている。さらに、図2に示すように、クランクシャフト13の両端はクランクケース3に取り付けられる一対のベアリング19a,19bに回転自在に支持されている。
【0024】
また、図2に示すように、クランクケース3のクランクシャフト13の一端に対向する位置には、該クランクケース3の正面側の全面が開口した開口部3aを形成してある。この開口部3aの周りのフランジ部3bにはパッキン21を介して透明なポリカーボネート板(透明部材)20をボルト22により着脱自在に取り付けてある。この透明なポリカーボネート板20はクランクケース3の開口部3aを被覆するカバーとクランクケース3の内部を覗く覗き窓の役目を有しており、その略中央には丸孔20aを形成してある。この丸孔20aには一方のベアリング19bを嵌合してある。この一方のベアリング19bは円環板状のベアリングカバー19cにより被覆されている。
【0025】
さらに、図4に示すように、シリンダヘッド5の動弁機構14(プッシュロッド16及びロッカアーム17等)に対向する位置には、該シリンダヘッド5の上面側の全面が開口した開口部5aを形成してある。この開口部5aの周りのフランジ部5bには図示しないパッキンを介して透明なポリカーボネート板(透明部材)25をボルト26により着脱自在に取り付けてある。この透明なポリカーボネート板25はシリンダヘッド5の開口部5aを被覆するカバーとシリンダヘッド5の内部を覗く覗き窓の役目を有している。
【0026】
尚、図1及び図3中符号28はクランクケース3に併設された冷却ファンであり、図1中符号29は点火プラグである。また、図2及び図3中符号Mの一点鎖線で囲まれた部分はエンジン本体2の内部の実際に観察できる範囲(本実施形態例では、ピストンの一部も観察可能)を示す。
【0027】
以上実施形態の教材用エンジン1は、通常、図2に示すようにバラされた状態になっており、この状態から教材用エンジン1を構成する全ての部品を組み立てることにより、図1及び図3に示すような実際にガソリンを燃料として動く教材用エンジン1を完成させることができる。
【0028】
そして、完成した教材用エンジン1を始動させてガソリンと空気の混合気を点火プラグ29を介して燃焼させると、クランクケース3の開口部3aを覆う透明なポリカーボネート板20を介してクランクケース3内のコンロッド12と吸・排気バルブ15a,15bとクランクシャフト13及びカムシャフト18及びピストン11の一部の動きを直に観察することができると共に、シリンダヘッド5の開口部5aを覆う透明なポリカーボネート板25を介してシリンダヘッド5内のプッシュロッド16とロッカアーム17等の動弁機構14の動き(図5に矢印で示す状態)を直に観察することができる。
【0029】
このように、教材用エンジン1を始動させてガソリンを燃焼させた際に、エンジン本体2の内部のコンロッド12とクランクシャフト13と動弁機構14及びカムシャフト18等の動きを直に観察することができ、また、コンロッド12や吸,排気バルブ15a,15b等の動きでピストン11の吸入行程と圧縮行程と膨張行程及び排気行程のタイミング等をタイムラグで観察することができる。これらにより、エンジンの仕組みや動き等をトータル的に簡単に理解することができる。
【0030】
この際に、可変ストロボライトを使用すると、この可変ストロボライトにより教材用エンジン1のエンジン本体2の内部の動きを任意の位置で静止している状態で見ることができたり、任意の回転数、任意の回転方向に回っているような状態で観察することができる。その結果、ストロボライトの効果による通常では見られない状態の動きが見えるという面白さも相まってエンジンの仕組みに興味をもつきっかけづくりになり、理解度も一層深まる。
【0031】
また、クランクケース3の開口部3a及びシリンダヘッド5の開口部5aを覆う透明部材として透明なポリカーボネート板20,25をそれぞれ用いたので、クランクケース3の開口部3a及びシリンダヘッド5の開口部5a近傍の耐久性及び美的外観を向上させることができる。
【0032】
さらに、透明なポリカーボネート板20,25をクランクケース3の開口部3aのフランジ部3b及びシリンダヘッド5の開口部5aのフランジ部5bにボルト22,26を介してそれぞれ着脱自在に取り付けたので、各ポリカーボネート板20,25の内側が汚れた際に該各ポリカーボネート板20,25を取り外してその汚れを洗浄することで、クランクケース3及びシリンダヘッド5の内部の動きを常に良好な状態で観察することができる。
【0033】
この教材用エンジン1はあらゆる教育機関でのエデュテイメント性のある教材として有効であり、また、エンターテイメント性をもつ遊戯物アトラクション用として使用することもでき、本物を直に見たり、直に触れて実感することで、エンジンの仕組みや動き等の理解度や関心度を更に高めることができる。
【0034】
尚、前記実施形態によれば、エンジン本体のクランクシャフトや動弁機構に対向する位置に開口部をそれぞれ形成し、この各開口部を透明なポリカーボネート板で被覆してスケルトン(シースルー)構造にしたが、シリンダの燃焼室以外の部分であればエンジン本体を全てスケルトン構造にすることができる。例えば、キャブレタの一部を透明部材で形成することにより、セルモータ、スタータ等にてエンジンを回転させて、空気を吸っている現象や負圧によるガソリンを吸い上げる現象等を観察することができ、キャブレタの仕組みを簡単に理解することができる。また、前記実施形態によれば、透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたが、透明部材は透明なポリカーボネート板に限るものでないことは勿論である。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、エンジン本体の少なくともクランクシャフトとプッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部をそれぞれ設け、この各開口部を透明部材で被覆したので、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、エンジン本体内の少なくともクランクシャフトや吸排気バルブ等の動きを直に観察することができる。これにより、エンジンの仕組みや動き等をトータル的に簡単に理解することができる。
【0036】
請求項2の発明によれば、エンジン本体を、クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、吸排気バルブを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、クランクケースのクランクシャフトに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したので、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、クランクケース内のクランクシャフト等の動きを直に観察してその仕組みを簡単に理解することができる。
【0037】
請求項3の発明によれば、エンジン本体を、クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、吸排気バルブを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、このシリンダヘッドのプッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したので、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、シリンダヘッド内のプッシュロッドとロッカアーム等の動きを直に観察してその仕組みを簡単に理解することができる。
【0038】
請求項4の発明によれば、透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたので、エンジン本体の開口部近傍の耐久性及び美的外観を向上させることができる。
【0039】
請求項5の発明によれば、透明なポリカーボネート板をエンジン本体の開口部の周りにボルトを介して着脱自在に取り付けたので、ポリカーボネート板の内側が汚れた際に該ポリカーボネート板を取り外してその汚れを洗浄することでエンジン本体の内部の動きを常に良好な状態で観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の教材用エンジンを一部断面で示す正面図である。
【図2】上記教材用エンジンの要部の分解斜視図である。
【図3】上記教材用エンジンの概略斜視図である。
【図4】上記教材用エンジンのシリンダヘッド部分の斜視図である。
【図5】上記教材用エンジンの動弁機構の説明図である。
【符号の説明】
1 教材用エンジン
2 エンジン本体
3 クランクケース
3a 開口部
4 シリンダ
5 シリンダヘッド
5a 開口部
11 ピストン
12 コンロッド
13 クランクシャフト
15a 吸気バルブ
15b 排気バルブ
16 プッシュロッド
17 ロッカアーム
18 カムシャフト
20,25 透明なポリカーボネート板(透明部材)
22,26 ボルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンや軽油或はメタノール等の燃料用アルコール若しくは水素ガス等の燃焼によるエンジン回転の状態が観察可能な教材用エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ガソリンの燃焼によるエンジン回転の状態が観察可能な教材用エンジンとして組立式のものがある。この組立式の教材用エンジンでは、エンジンを構成する分解状態の各部品を組み立てて完成させ、実際にエンジンを始動させてガソリンの燃焼によるエンジン回転の出力状態をクランクシャフトの回転音や排気の臭い等により観察できるようになっている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−242763号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の教材用エンジンでは、エンジンを分解したり、エンジンを構成する全ての部品を組み立てることによりエンジンの仕組みを知ることができるようになっているが、その組立完了後のガソリン燃焼時に内燃機関の動きを実際に観察することができなかった。
【0005】
これに対処するに、部分的に、或いはほぼ全ての部品を透明な模型で製作し、組み立てた後で手動によりエンジン回転の状態を観察できるようにした教材用エンジンがあるが、この手動式の教材用エンジンでは、実際にエンジンを始動させてガソリンを燃焼させ、その内部の動きを直に観察することはできなかった。
【0006】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、実際にエンジンを始動させてガソリンを燃焼させ、その内部の動きを直に観察して理解することができる教材用エンジンを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、エンジン本体内に、混合気の爆発力によるピストンの往復運動をコンロッドを介して回転運動に変えるクランクシャフトと、吸排気バルブをプッシュロッド及びロッカアームを介して開閉するカムシャフトとを平行に設けた教材用エンジンにおいて、前記エンジン本体の少なくとも前記クランクシャフトと前記プッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部をそれぞれ設け、この各開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする。
【0008】
この教材用エンジンでは、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、エンジン本体内の少なくともクランクシャフトとコンロッド及び吸排気バルブ等の動きが直に観察され、エンジンの仕組みや動き等がトータル的に簡単に理解される。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1記載の教材用エンジンであって、前記エンジン本体を、前記クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、前記ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、前記プッシュロッド及びロッカアームを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、このクランクケースの前記クランクシャフトに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする。
【0010】
この教材用エンジンでは、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、クランクケース内のクランクシャフト等の動きが直に観察されてその仕組みが簡単に理解される。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1記載の教材用エンジンであって、前記エンジン本体を、前記クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、前記ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、前記プッシュロッド及びロッカアームを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、前記シリンダヘッドの前記プッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする。
【0012】
この教材用エンジンでは、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、シリンダヘッド内のプッシュロッドとロッカアーム等の動きが直に観察されてその仕組みが簡単に理解される。
【0013】
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の教材用エンジンであって、前記透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたことを特徴とする。
【0014】
この教材用エンジンでは、透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたので、エンジン本体の開口部近傍の耐久性及び美的外観が向する。
【0015】
請求項5の発明は、請求項4記載の教材用エンジンであって、前記透明なポリカーボネート板をエンジン本体の開口部の周りにボルトを介して着脱自在に取り付けたことを特徴とする。
【0016】
この教材用エンジンでは、ポリカーボネート板の内側が汚れた際に、ポリカーボネート板を取り外してその汚れを洗浄することで、エンジン本体の内部の動きが常に観察可能な状態となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施形態の教材用エンジンを一部断面で示す正面図、図2は同教材用エンジンの要部の分解斜視図、図3は同教材用エンジンの概略斜視図、図4は同教材用エンジンのシリンダヘッド部分の斜視図、図5は同教材用エンジンの動弁機構の説明図である。
【0019】
図1,図3に示すように、教材用エンジン1は空冷式の単気筒4サイクルガソリンエンジンであり、そのエンジン本体2は、後述するクランクシャフト13を配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケース3と、このクランクケース3の上部に一体形成され、ピストン11が摺動するシリンダ4と、このシリンダ4の上端に取り付けられ、動弁機構14を配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッド5とで構成されている。
【0020】
図1,図3に示すように、クランクケース3には手動式のチョークレバー6を備えた燃料タンク7を取り付けてある。また、シリンダ4には吸気装置8及び排気装置9をそれぞれ取り付けてある。チョークレバー6はチョークリンク6aを介してガバナアームシャフト6bとガバナスライダ6c及びガバナウェイト6d等に連係されている。そして、このチョークレバー6を手動により操作すると、キャブレタ10の図示しないチョークバルブが開閉して空気とガソリンの混合比が調整されるようになっている。
【0021】
また、吸気装置8は、シリンダ4に吸入する空気中のごみ等を除くエアクリーナ8aと、シリンダ4にガソリンの混合気を分配するインテークマニホルド8b等で構成されている。さらに、排気装置9は、シリンダ4の排気ガスをまとめる図示しないエキゾーストマニホルドと、排気ガスを大気中に排出する際に排気騒音を低下させるマフラ9a等で構成されている。
【0022】
図1,図2に示すように、クランクケース3内には、ガソリンの混合気の爆発力によるピストン11の往復運動をコンロッド12を介して回転運動に変えるクランクシャフト13と、動弁機構14の吸気バルブ15a及び排気バルブ15bをプッシュロッド16及びロッカアーム17等を介して開閉するカムシャフト18とを平行に配設してある。即ち、このクランクシャフト13はシリンダ4の膨張行程で得られたピストン11の直線的動力をコンロッド12を介して回転動力に変え、またほかの行程では逆にピストン11へ運動を与えることにより、連続した動力を発生させるものである。
【0023】
図3に示すように、クランクシャフト13のウォームホィール13aとカムシャフト18のフライホィール18aは噛合していて共に連動するようになっている。さらに、図2に示すように、クランクシャフト13の両端はクランクケース3に取り付けられる一対のベアリング19a,19bに回転自在に支持されている。
【0024】
また、図2に示すように、クランクケース3のクランクシャフト13の一端に対向する位置には、該クランクケース3の正面側の全面が開口した開口部3aを形成してある。この開口部3aの周りのフランジ部3bにはパッキン21を介して透明なポリカーボネート板(透明部材)20をボルト22により着脱自在に取り付けてある。この透明なポリカーボネート板20はクランクケース3の開口部3aを被覆するカバーとクランクケース3の内部を覗く覗き窓の役目を有しており、その略中央には丸孔20aを形成してある。この丸孔20aには一方のベアリング19bを嵌合してある。この一方のベアリング19bは円環板状のベアリングカバー19cにより被覆されている。
【0025】
さらに、図4に示すように、シリンダヘッド5の動弁機構14(プッシュロッド16及びロッカアーム17等)に対向する位置には、該シリンダヘッド5の上面側の全面が開口した開口部5aを形成してある。この開口部5aの周りのフランジ部5bには図示しないパッキンを介して透明なポリカーボネート板(透明部材)25をボルト26により着脱自在に取り付けてある。この透明なポリカーボネート板25はシリンダヘッド5の開口部5aを被覆するカバーとシリンダヘッド5の内部を覗く覗き窓の役目を有している。
【0026】
尚、図1及び図3中符号28はクランクケース3に併設された冷却ファンであり、図1中符号29は点火プラグである。また、図2及び図3中符号Mの一点鎖線で囲まれた部分はエンジン本体2の内部の実際に観察できる範囲(本実施形態例では、ピストンの一部も観察可能)を示す。
【0027】
以上実施形態の教材用エンジン1は、通常、図2に示すようにバラされた状態になっており、この状態から教材用エンジン1を構成する全ての部品を組み立てることにより、図1及び図3に示すような実際にガソリンを燃料として動く教材用エンジン1を完成させることができる。
【0028】
そして、完成した教材用エンジン1を始動させてガソリンと空気の混合気を点火プラグ29を介して燃焼させると、クランクケース3の開口部3aを覆う透明なポリカーボネート板20を介してクランクケース3内のコンロッド12と吸・排気バルブ15a,15bとクランクシャフト13及びカムシャフト18及びピストン11の一部の動きを直に観察することができると共に、シリンダヘッド5の開口部5aを覆う透明なポリカーボネート板25を介してシリンダヘッド5内のプッシュロッド16とロッカアーム17等の動弁機構14の動き(図5に矢印で示す状態)を直に観察することができる。
【0029】
このように、教材用エンジン1を始動させてガソリンを燃焼させた際に、エンジン本体2の内部のコンロッド12とクランクシャフト13と動弁機構14及びカムシャフト18等の動きを直に観察することができ、また、コンロッド12や吸,排気バルブ15a,15b等の動きでピストン11の吸入行程と圧縮行程と膨張行程及び排気行程のタイミング等をタイムラグで観察することができる。これらにより、エンジンの仕組みや動き等をトータル的に簡単に理解することができる。
【0030】
この際に、可変ストロボライトを使用すると、この可変ストロボライトにより教材用エンジン1のエンジン本体2の内部の動きを任意の位置で静止している状態で見ることができたり、任意の回転数、任意の回転方向に回っているような状態で観察することができる。その結果、ストロボライトの効果による通常では見られない状態の動きが見えるという面白さも相まってエンジンの仕組みに興味をもつきっかけづくりになり、理解度も一層深まる。
【0031】
また、クランクケース3の開口部3a及びシリンダヘッド5の開口部5aを覆う透明部材として透明なポリカーボネート板20,25をそれぞれ用いたので、クランクケース3の開口部3a及びシリンダヘッド5の開口部5a近傍の耐久性及び美的外観を向上させることができる。
【0032】
さらに、透明なポリカーボネート板20,25をクランクケース3の開口部3aのフランジ部3b及びシリンダヘッド5の開口部5aのフランジ部5bにボルト22,26を介してそれぞれ着脱自在に取り付けたので、各ポリカーボネート板20,25の内側が汚れた際に該各ポリカーボネート板20,25を取り外してその汚れを洗浄することで、クランクケース3及びシリンダヘッド5の内部の動きを常に良好な状態で観察することができる。
【0033】
この教材用エンジン1はあらゆる教育機関でのエデュテイメント性のある教材として有効であり、また、エンターテイメント性をもつ遊戯物アトラクション用として使用することもでき、本物を直に見たり、直に触れて実感することで、エンジンの仕組みや動き等の理解度や関心度を更に高めることができる。
【0034】
尚、前記実施形態によれば、エンジン本体のクランクシャフトや動弁機構に対向する位置に開口部をそれぞれ形成し、この各開口部を透明なポリカーボネート板で被覆してスケルトン(シースルー)構造にしたが、シリンダの燃焼室以外の部分であればエンジン本体を全てスケルトン構造にすることができる。例えば、キャブレタの一部を透明部材で形成することにより、セルモータ、スタータ等にてエンジンを回転させて、空気を吸っている現象や負圧によるガソリンを吸い上げる現象等を観察することができ、キャブレタの仕組みを簡単に理解することができる。また、前記実施形態によれば、透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたが、透明部材は透明なポリカーボネート板に限るものでないことは勿論である。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、エンジン本体の少なくともクランクシャフトとプッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部をそれぞれ設け、この各開口部を透明部材で被覆したので、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、エンジン本体内の少なくともクランクシャフトや吸排気バルブ等の動きを直に観察することができる。これにより、エンジンの仕組みや動き等をトータル的に簡単に理解することができる。
【0036】
請求項2の発明によれば、エンジン本体を、クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、吸排気バルブを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、クランクケースのクランクシャフトに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したので、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、クランクケース内のクランクシャフト等の動きを直に観察してその仕組みを簡単に理解することができる。
【0037】
請求項3の発明によれば、エンジン本体を、クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、吸排気バルブを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、このシリンダヘッドのプッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したので、エンジンを始動させてガソリンを燃焼させた際に、シリンダヘッド内のプッシュロッドとロッカアーム等の動きを直に観察してその仕組みを簡単に理解することができる。
【0038】
請求項4の発明によれば、透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたので、エンジン本体の開口部近傍の耐久性及び美的外観を向上させることができる。
【0039】
請求項5の発明によれば、透明なポリカーボネート板をエンジン本体の開口部の周りにボルトを介して着脱自在に取り付けたので、ポリカーボネート板の内側が汚れた際に該ポリカーボネート板を取り外してその汚れを洗浄することでエンジン本体の内部の動きを常に良好な状態で観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の教材用エンジンを一部断面で示す正面図である。
【図2】上記教材用エンジンの要部の分解斜視図である。
【図3】上記教材用エンジンの概略斜視図である。
【図4】上記教材用エンジンのシリンダヘッド部分の斜視図である。
【図5】上記教材用エンジンの動弁機構の説明図である。
【符号の説明】
1 教材用エンジン
2 エンジン本体
3 クランクケース
3a 開口部
4 シリンダ
5 シリンダヘッド
5a 開口部
11 ピストン
12 コンロッド
13 クランクシャフト
15a 吸気バルブ
15b 排気バルブ
16 プッシュロッド
17 ロッカアーム
18 カムシャフト
20,25 透明なポリカーボネート板(透明部材)
22,26 ボルト
Claims (5)
- エンジン本体内に、混合気の爆発力によるピストンの往復運動をコンロッドを介して回転運動に変えるクランクシャフトと、吸排気バルブをプッシュロッド及びロッカアームを介して開閉するカムシャフトとを平行に設けた教材用エンジンにおいて、
前記エンジン本体の少なくとも前記クランクシャフトと前記プッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部をそれぞれ設け、この各開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする教材用エンジン。 - 請求項1記載の教材用エンジンであって、
前記エンジン本体を、前記クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、前記ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、前記プッシュロッド及びロッカアームを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、このクランクケースの前記クランクシャフトに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする教材用エンジン。 - 請求項1記載の教材用エンジンであって、
前記エンジン本体を、前記クランクシャフトを配置したアルミ合金ダイキャスト製のクランクケースと、前記ピストンが摺動するアルミ合金ダイキャスト製のシリンダと、前記プッシュロッド及びロッカアームを配置したアルミ合金ダイキャスト製のシリンダヘッドとで構成し、前記シリンダヘッドの前記プッシュロッド及びロッカアームに対向する位置に開口部を設け、この開口部を透明部材で被覆したことを特徴とする教材用エンジン。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の教材用エンジンであって、
前記透明部材として透明なポリカーボネート板を用いたことを特徴とする教材用エンジン。 - 請求項4記載の教材用エンジンであって、
前記透明なポリカーボネート板をエンジン本体の開口部の周りにボルトを介して着脱自在に取り付けたことを特徴とする教材用エンジン。
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