JPH10176623A - 模型用エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】模型用エンジンの回転数が安定し、低速から高
速へのレスポンスが良好になる模型用エンジンの燃料噴
射装置を提供する。 【解決手段】４サイクルのエンジン５の給気マニホール
ド９にはスロットルバルブ１０がある。給気マニホール
ド９の吸気バルブ１１の近くには燃料噴射装置１ａがあ
る。燃料噴射装置１ａには加圧された燃料が供給され
る。燃料噴射装置１ａは電子燃料噴射手段２と噴射ノズ
ル３ａからなる。噴射ノズル３ａの先端は吸気バルブ１
１の近傍に達する。エンジン５の運転に同期し、噴射ノ
ズル３ａの先端から吸気バルブ１１の近傍に向けて燃料
が噴射される。噴射された燃料は微細な粒子状になるの
で給気マニホールド９の壁等に付着する量が少なく、空
気と効率的に混合してむだなく燃焼室６内に供給され
る。燃費及びエンジンの性能が向上する。模型の操縦に
敏感なエンジン反応が得られ、燃料不足・燃料過多によ
るエンストを起こしにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、模型用エンジンに
設けられる電子制御方式の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、模型用エンジンとして知られてい
る２サイクル又は４サイクルのグローエンジンにおいて
は、エンジンの燃焼室に供給される燃料の量を制御する
手段として、図６に示すような構造のキャブレター１０
０が使用されていた。

【０００３】このキャブレター１００のハウジング１０
１の内部には、略円筒形の弁体１０２が自身の軸線を中
心に回転可能となるように設けられている。ハウジング
１０１には上下に管路１０１ａ，１０１ｂが貫通してお
り、上の管路１０１ａから空気が供給される。弁体１０
２には流路１０２ａが貫通しており、弁体１０２の回転
角度に応じた開度でハウジング１０１の管路１０１ａ，
１０１ｂに連通する。ハウジング１０１の一端部から外
に突出した弁体１０２の一部には、操作アーム１０３が
連結されている。操作アーム１０３には、図示しないサ
ーボ機構の操作部が連結されており、サーボ機構が弁体
１０２をハウジング１０１内で回動させる。弁体１０２
には、ニードル１０４がねじで設けられており、ニード
ル１０４を回転させれば弁体１０２内への突出量を調整
できる。

【０００４】ハウジング１０１の他端部には燃料調節用
のニードルバルブ１０５が内蔵されている。ニードルバ
ルブ１０５は、管部１０６と、該管部１０６の内部に設
けられたニードル１０７とを有している。ニードル１０
７は管部１０６に対してねじで取り付けられており、ニ
ードル１０７の基部に設けられたつまみ１０８を回動す
ることによって管部１０６内でニードル１０７を進退さ
せ、管部１０６の先端の開度を調整することができる。
また、弁体１０２に設けられた前記ニードル１０４の先
端は、ニードルバルブ１０５の管部１０６の先端の開口
部に臨んでいる。

【０００５】ニードルバルブ１０５に供給された燃料
は、管部１０６の先端とニードル１０７との隙間から弁
体１０２の内部に噴出し、弁体１０２内に供給される空
気と混合されてエンジンに供給される。ニードルバルブ
１０７のつまみを回転させることによって燃料の流量を
調整できるので、エンジンが最高回転数を得られるよう
な燃料の流量（乃至空燃費）を運転前に予め設定するこ
とができる。サーボ機構が弁体１０２を回動させれば、
弁体１０２内に流入する空気の量が調整され、エンジン
に供給される燃料の量が加減される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したキャブレター
１００によれば、アイドリング等の低速回転から急に回
転数を上げようとすると、大量の空気が弁体内に吸入さ
れるのに対し、燃料の供給が追い付かず、空燃比のバラ
ンスがくずれてしまう。そうしてエンジンの回転がスム
ースに上昇せず、上昇するのにもたついたり、最悪の場
合、エンジンの回転が停止してしまうことがあった。ま
た、全体として応答性が良好とはいえず、低速回転から
高速回転あるいは高速回転から低速回転に移行するのに
時間がかかるという問題があった。さらに、模型用エン
ジンがラジコンの模型飛行機に搭載されて使用される場
合等には前記キャブレターに供給される燃料が模型飛行
機の飛行による遠心力等の影響を受けて前記キャブレタ
ーに適正に供給されず、エンジンの運転に不調を来すこ
とがあった。

【０００７】本発明は、模型用エンジンの回転数が安定
するとともに低速から高速へのレスポンスが良好にな
り、模型の運動によって燃料供給が悪影響を受けにくい
模型用エンジンの燃料噴射装置を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された模
型用エンジンの燃料噴射装置は、出口から燃料を噴射す
る電子燃料噴射手段と、前記電子燃料噴射手段の出口に
接続されて前記電子燃料噴射手段から供給された燃料を
模型用エンジンの燃焼室に向けて噴射させる噴射ノズル
とを有している。

【０００９】請求項２に記載された模型用エンジンの燃
料噴射装置は、４サイクル機関である模型用エンジンの
給気マニホールドに設けられて出口から燃料を噴射する
電子燃料噴射手段と、前記電子燃料噴射手段の出口に接
続されて前記電子燃料噴射手段から供給された燃料を前
記模型用エンジンの給気弁の近傍に噴射させる噴射ノズ
ルとを有している。

【００１０】請求項３に記載された模型用エンジンの燃
料噴射装置は、２サイクル機関の空気吸入管に設けられ
て出口から燃料を噴射する電子燃料噴射手段と、前記電
子燃料噴射手段の出口に接続されて前記電子燃料噴射手
段から供給された燃料を前記空気吸入管の中心から空気
の吸入方向に向けて噴射させる噴射ノズルとを有してい
る。

【００１１】請求項４に記載された模型用エンジンの燃
料噴射装置は、電子燃料噴射手段と前記電子燃料噴射手
段の前記噴射路に接続された噴射ノズルとを有してい
る。そして、前記電子燃料噴射手段は、弁箱と、前記弁
箱に設けられた燃料の供給路と、前記弁箱に設けられた
燃料の噴射路と、前記弁箱に設けられて前記供給路と前
記噴射路を連通する連通空間と、前記弁箱に固定されて
前記連通空間に配置された可撓性の開閉部材と、前記開
閉部材を隔て前記弁箱に隣接して設けられたソレノイド
コイルと、前記ソレノイドコイルの内部に設けられた磁
芯と、前記開閉部材の前記ソレノイドコイル側に固定さ
れ、前記ソレノイドコイルへの通電により前記磁芯に磁
着して前記開閉部材を変形させることにより前記供給路
と前記噴射路を連通させる弁体と、前記開閉部材により
前記供給路と前記噴射路を遮断する方向に前記弁体を付
勢する付勢手段とを有している。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１の例を
図１〜図３を参照して説明する。本例は、図１に示す電
子制御の燃料噴射装置１ａを備えた模型用エンジン５に
関する。図２に示す本例の模型用エンジン５（以下エン
ジン１と略称する）はラジコンの模型飛行機に搭載され
る。このエンジン５は４サイクルであり、潤滑油やニト
ロメタン等の添加促進剤を含有するメチルアルコール系
の燃料を使用する。燃焼室６の容積は１〜３０ｃｃ程度
であり、運転時にクランク室７内に発生する圧力は、エ
ンジン１のピストン８の動きに応じて脈動し、概ね、正
圧のピーク値が２０ｋＰａ〜１００ｋＰａ、負圧のピー
ク値が−２０ｋＰａ〜−１００ｋＰａの範囲である。こ
こで正圧と負圧は、クランク室７内の平均圧力を基準と
する。

【００１３】エンジン５の給気マニホールド９には、吸
入空気量を加減するスロットルバルブ１０がある。スロ
ットルバルブ１０の開度は駆動手段によって制御され
る。

【００１４】給気マニホールド９の吸気バルブ１１の近
くには、燃料噴射装置１ａが設けられている。燃料噴射
装置１ａには燃料タンクから加圧された燃料が供給され
ている。燃料噴射装置１ａは、燃料噴射手段２と噴射ノ
ズル３ａから構成される。燃料噴射手段２は、略円柱形
の弁箱５１を有している。弁箱５１の後端面には接続口
５２が形成されており、略円柱形の筐体５３の開口側が
連結されている。接続口５２の内部において、前記弁箱
５１の後端面の略中心には、環状の段溝である連通空間
５４が形成されている。弁箱５１の内部には、燃料の供
給路５５と、燃料の噴射路５６がそれぞれ形成されてい
る。燃料の供給路５５は、弁箱５１の周面に入口５７が
開口し、出口５８は前記連通空間５４の中央部に開口し
ている。燃料の噴射路５６は、前記連通空間５４の側部
に入口５９が開口し、弁箱５１の側周面に出口６０が開
口している。即ち、供給路５５と噴射路５６は前記連通
空間５４を介して連通している。供給路５５には逆止弁
６１が設けられている。

【００１５】前記弁箱５１の後端面にはダイヤフラム６
２が固定されている。ダイヤフラム６２は可撓性の材料
からなる円板形の部材である。ダイヤフラム６２は、弁
箱５１と筐体５３の間において、環状のホルダ６３によ
って外周を固定されており、弁箱５１の連通空間５４と
筐体５３の内部とを区画している。即ち、筐体５３の内
部に対し、連通空間５４は密封されている。また、ダイ
ヤフラム６２の弁箱５１側の面の中央には環状に連続し
た凸条６４が形成されている。凸条６４は、供給路５５
の出口５８の周囲において弁箱５１の後端面に接触し、
前記供給路５５と前記噴射路５６を区画する。即ち、ダ
イヤフラム６２は連通空間５４の内部において前記噴射
路５６の入口５９を開閉する開閉部材であり、弾性的に
変形することによって供給路５５と噴射路５６を連通さ
せ、又は遮断する。

【００１６】前記筐体５３の内部にはソレノイドコイル
６５が収納されている。ソレノイドコイル６５の内部の
後端部には磁芯６６が固定ねじ６７によって固定されて
いる。ソレノイドコイル６５の給電線６８は、筐体５３
の後端面に形成された孔６９から外に導出されている。

【００１７】前記ダイヤフラム６２の後面、即ちダイヤ
フラム６２の前記ソレノイドコイル６５に面する側の面
の中央には、弁体７０の先端が固定されている。弁体７
０は先端にフランジ７０ａを有する円柱形の部材であ
り、その後ろ側は前記ソレノイドコイル６５に挿入され
ている。また、ソレノイドコイル６５の前端面と前記ホ
ルダ６３の間には、付勢手段としての板ばね７１がスペ
ーサ７２を介して挟持固定されている。板ばね７１の外
側はスペーサ７２とホルダ６３の間に固定され、内側は
弁体７０のフランジ７０ａに係合している。板ばね７１
は弁体７０を弁箱５１の側に付勢している。

【００１８】図１に示すように、前記燃料噴射手段２の
噴射路５６の出口６０には、噴射ノズル３ａが接続され
ている。本例の噴射ノズル３ａは細長い直管であり、燃
料噴射手段２が噴射する燃料の圧力に耐えられるように
パッキン８０を介して出口６０の内周面に確実に固定さ
れている。

【００１９】図２に示すように、燃料噴射手段２と噴射
ノズル３ａからなる燃料噴射装置１ａは、エンジン５の
給気マニホールド９に取り付けられており、その噴射ノ
ズル３ａの先端は吸気バルブ１１の近傍に達している。

【００２０】次に、本例における作用を説明する。エン
ジン５は４サイクルのエンジンであり、吸入、圧縮、爆
発、排気の各行程を繰り返して運転を継続する。エンジ
ン５の運転に伴ってクランク室７内には脈動が発生す
る。この脈動を利用して燃料を加圧し、これを燃料噴射
手段２に供給する。エンジン５の運転行程に同期して燃
料噴射装置１ａのソレノイドコイル６５に駆動信号が与
えられる。ソレノイドコイル６５に通電しない場合に
は、板ばね７１が弁体７０を弁箱５１の側に向けて付勢
する。弁体７０と一体になったダイヤフラム６２の凸条
６４は、弁箱５１の前端面に当接し、供給路５５の出口
５８を閉止する。従って、加圧された燃料は弁箱５１の
内部で停止し、噴射されない。

【００２１】ソレノイドコイル６５に通電した場合に
は、弁体７０は磁芯６６に磁着する。弁体７０と一体に
なったダイヤフラム６２は、中央部分が筐体５３の側に
向けて弾性的に変形する。ダイヤフラム６２の凸条６４
は弁箱５１の前端面から離れ、供給路５５の出口５８と
噴射路５６の入口５９は連通空間５４で連通する。従っ
て、加圧された燃料は弁箱５１の内部を通過して噴射路
５６から噴射ノズル３ａ内に供給される。そして、エン
ジン５の運転に同期した吸気バルブ１１の駆動に合わせ
て、燃料が噴射ノズル３ａの先端から吸気バルブ１１の
近傍に向けて噴射される。噴射ノズルを使用しないと噴
射された燃料が大粒で給気マニホールド９の壁等に付着
しやすいが、本例では噴射ノズル３ａを使用しているの
で噴射された燃料は微細な粒子状になって空気と効率的
に混合され、給気マニホールド９の壁等に付着する量が
少なくなる。しかも吸気バルブ１１の近傍に噴射される
ので、燃料をむだなく燃焼室６内に供給できる。

【００２２】本例の燃料噴射装置１ａによれば、噴射ノ
ズル３ａを有しているので、燃料を微細な粒状にして噴
射でき、しかも噴射位置を燃焼室等に近い位置に設定す
ることができる。このため、燃費とともにエンジンの性
能も向上する。即ち、模型の操縦に敏感なエンジンレス
ポンスが得られ、燃料不足・燃料過多によるエンストを
起こす心配が少なくなる。

【００２３】図３（ａ）は第１の例の燃料噴射装置１ａ
であるが、同図（ｂ）（ｃ）に示すように噴射ノズルの
形状を変えてもよい。（ｂ）は上向きの噴射ノズル３ｂ
を有する燃料噴射装置１ｂであり、（ｃ）は下向きの噴
射ノズル３ｃを有する燃料噴射装置１ｃである。噴射ノ
ズルの噴射口の向きは、給気マニホールド９内の空気の
流れ、特に吸気バルブ１１付近における空気の流れの状
態を考慮して選択すればよい。又は、吸気バルブ１１で
開閉される燃焼室６の入口に対して、最も効率がよいと
考えられる角度で燃料を噴射できるように、噴射ノズル
の噴射口の向きを選択すればよい。

【００２４】本発明の実施の形態の第２の例を図４及び
図５を参照して説明する。本例は、電子制御の燃料噴射
装置を備えた２サイクルの模型用エンジンに関する。２
サイクルのエンジン１５は、４サイクル機関のように吸
入弁や排気弁を持たず、図４に示すように、シリンダに
は排気孔１６、吸入孔１７、掃気孔１８が直接形成さ
れ、ピストン１９自体がこれらを開閉する。

【００２５】スロットルバルブが設けられている空気吸
入管２０に、燃料噴射装置１ｄが取り付けられている。
本例の燃料噴射装置１ｄは、第１の例と同一の燃料噴射
手段２と、第１の例とは構造が異なる噴射ノズル３ｄか
ら構成されている。図５（ａ）に示すように、噴射ノズ
ル３ｄは、細長い円管の先端を斜めに切り落とし、刃状
に尖った部分を穴の側に略直角に曲げたものである。図
５（ａ）に示すように、噴射ノズル３ｄの先端は、空気
吸入管２０の中心に配置されるとともに、その出口は空
気吸入管２０の内部における空気の吸入方向に向けられ
ている。

【００２６】次に、本例における作用を説明する。燃焼
ガスの爆発によってピストン１９が下降すると、排気孔
１６が先に開いて燃焼ガスの排出が始まり、次に掃気孔
１８が開く。シリンダ内の圧力は下降し、クランク室７
内の圧力は上昇する。クランク室７内の空気が開いた掃
気孔１８からシリンダ内に流入し、シリンダ内の燃焼ガ
スを排気孔１６から押し出す。ピストン１９が上昇に転
じると、クランク室７は負圧となり、空気が吸入孔１７
からクランク室７内に流入し始める。ピストン１９が上
昇して上死点に近づくと、ピストン１９は排気孔１６、
掃気孔１８を閉じ、シリンダ内は気密になり、シリンダ
内の混合ガスが圧縮される。ピストン１９が上死点に来
ると、グロープラグ８１が混合ガスに着火して燃焼が始
まる。この爆発力によってピストン１９は下降に転じ、
排気行程に移る。本例では、燃料噴射装置１ａはスロッ
トルバルブが設けられた空気吸入管２０に取り付けられ
ているので、吸入行程の終期から作動し、圧縮行程の間
に霧化された燃料をクランク室内に噴射する。

【００２７】本例の燃料噴射装置１ｄによれば、噴射ノ
ズル３ｄの出口が空気吸入管２０の中心において空気の
吸入方向に向けられているので、噴射ノズル３ｄによっ
て微細な粒状になった燃料は周辺の壁等に付着すること
なく効率的にクランク室７内に噴射される。このため、
燃費とともにエンジンの性能も向上する。即ち、模型の
操縦に敏感なエンジンレスポンスが得られ、燃料不足・
燃料過多によるエンストを起こす心配が少なくなる。

【００２８】図５（ａ）は第２の例の燃料噴射装置１ｄ
であるが、同図（ｂ）（ｃ）に示すように噴射ノズルの
形状を変えてもよい。（ｂ）は先端が閉止された円管の
周壁に複数の小さな穴を形成した噴射ノズル３ｅを有す
る燃料噴射装置１ｅであり、（ｃ）は開口した円管の先
端部を略直角に曲げた噴射ノズル３ｆを有する燃料噴射
装置１ｆでありる。各噴射ノズル３ｅ、３ｆの噴射口
は、いずれも空気吸入管２０の中心において空気の吸入
方向に向けられている。

【００２９】以上説明した各例の燃料噴射装置１ａ〜１
ｆは、ラジコン操縦の模型に搭載する模型用エンジンに
設けることができる、この模型とは、ホビー用のラジコ
ン操縦の模型飛行機に限らず、広く産業用一般に利用さ
れるエンジンを搭載した移動体を意味し、模型自動車・
模型船舶等も含む。

【００３０】

【発明の効果】本発明の模型用エンジンの燃料噴射装置
によれば、電子燃料噴射手段が噴射した燃料を噴射ノズ
ルを介して模型用エンジンの燃焼室に向けて噴射させる
ようにしたので、燃料を微細な粒子にして燃焼室にむだ
なく供給でき、これによって使用条件の過酷な模型用の
エンジンにおいても、燃料を安定的に供給して空燃比の
バランスを保ち、良好な応答性を達成してラジコン操縦
移動体の性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１の例である燃料噴射
装置の断面図である。

【図２】本発明の実施の形態の第１の例である燃料噴射
装置が取り付けられた４サイクルエンジンの概略構成図
である。

【図３】本発明の実施の形態の第１の例と、その変形例
を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の第２の例である燃料噴射
装置を用いた２サイクルエンジンの概略構成図である。

【図５】本発明の実施の形態の第２の例と、その変形例
を示す図である。

【図６】従来のスロットルバルブの断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 燃料噴射装置 ２ 電子燃料噴射手段 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ 噴射ノズル ５，１５ 模型用エンジン ６ 燃焼室 ５１ 弁箱 ５４ 連通空間 ５５供給路 ５６ 噴射路 ６０ 出口 ６２ 開閉部材としてのダイヤフラム ６５ ソレノイドコイル ６６ 磁芯 ７０ 弁体 ７１ 付勢手段としての板ばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出口から燃料を噴射する電子燃料噴射手
   段と、前記電子燃料噴射手段の出口に接続されて前記電
   子燃料噴射手段から供給された燃料を模型用エンジンの
   燃焼室に向けて噴射させる噴射ノズルとを有する模型用
   エンジンの燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 ４サイクル機関である模型用エンジンの
   給気マニホールドに設けられて出口から燃料を噴射する
   電子燃料噴射手段と、前記電子燃料噴射手段の出口に接
   続されて前記電子燃料噴射手段から供給された燃料を前
   記模型用エンジンの給気弁の近傍に噴射させる噴射ノズ
   ルとを有する模型用エンジンの燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 ２サイクル機関の空気吸入管に設けられ
   て出口から燃料を噴射する電子燃料噴射手段と、前記電
   子燃料噴射手段の出口に接続されて前記電子燃料噴射手
   段から供給された燃料を前記空気吸入管の中心から空気
   の吸入方向に向けて噴射させる噴射ノズルとを有する模
   型用エンジンの燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 弁箱と、前記弁箱に設けられた燃料の供
   給路と、前記弁箱に設けられた燃料の噴射路と、前記弁
   箱に設けられて前記供給路と前記噴射路を連通する連通
   空間と、前記弁箱に固定されて前記連通空間に配置され
   た可撓性の開閉部材と、前記開閉部材を隔て前記弁箱に
   隣接して設けられたソレノイドコイルと、前記ソレノイ
   ドコイルの内部に設けられた磁芯と、前記開閉部材の前
   記ソレノイドコイル側に固定され、前記ソレノイドコイ
   ルへの通電により前記磁芯に磁着して前記開閉部材を変
   形させることにより前記供給路と前記噴射路を連通させ
   る弁体と、前記開閉部材により前記供給路と前記噴射路
   を遮断する方向に前記弁体を付勢する付勢手段とを有す
   る電子燃料噴射手段と、 前記電子燃料噴射手段の前記噴射路に接続された噴射ノ
   ズルと、 を有する模型用エンジンの燃料噴射装置。