JP2012082759A - Glow ignition engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グロープラグにて燃料への着火を行うグロー着火エンジンに関する。 The present invention relates to a glow ignition engine that ignites fuel with a glow plug.
特許文献1には、グロープラグにて燃料への着火を行うグローエンジンが開示されている。グローエンジンは、その構造上、ガソリンエンジンのように点火装置を備える必要がないことから、小型かつ軽量であるという利点があり、例えばラジコンヘリコプタのエンジンとして用いられている。特許文献1に記載のグローエンジンにおいて、グロープラグは、燃焼室内に供給された燃料への着火を行う先端部の外周面に形成されたネジをシリンダのネジ穴に螺合させることによって固定されている。先端部は、グロープラグに通電することによって赤熱状態となり、燃料への着火を行う。具体的には、グロープラグは、シリンダ外に露出した電極を備え、この電極にブースタを接続することによってグロープラグに通電する。これによって、グローエンジンは始動する。グローエンジンは、一旦始動すると、燃料が燃焼したときの燃焼熱を利用してグロープラグが赤熱状態を保つことによって、グロープラグに通電することなく駆動する。
しかしながら、グロープラグの電極は小さいので、ブースタを接続するのは容易ではないという問題がある。 However, since the electrodes of the glow plug are small, there is a problem that it is not easy to connect the booster.
本発明の目的は、グロープラグの電極と、ブースタとを容易に接続することができるグロー着火エンジンを提供することである。 An object of the present invention is to provide a glow ignition engine that can easily connect an electrode of a glow plug and a booster.
かかる課題を解決すべく、本発明は、シリンダと、ピストンと、グロープラグと、ガイド部とを有するグロー着火エンジンを提供する。ピストンは、シリンダ内に設けられる。グロープラグは、シリンダ外に露出した電極を備え、シリンダと、ピストンとによって形成される燃焼室内に供給される燃料への着火を行う。ガイド部は、電極の周囲に設けられるとともに、電極と接続することによってグロープラグを通電させるブースタが挿入され、ブースタを自己の溝の奥行きに沿って電極に導く。 In order to solve this problem, the present invention provides a glow ignition engine having a cylinder, a piston, a glow plug, and a guide portion. The piston is provided in the cylinder. The glow plug includes an electrode exposed outside the cylinder, and ignites the fuel supplied into the combustion chamber formed by the cylinder and the piston. The guide portion is provided around the electrode, and a booster for energizing the glow plug by being connected to the electrode is inserted, and the booster is guided to the electrode along the depth of its own groove.
ここで、本発明において、ガイド部は、ブースタと嵌合することが好ましい。また、ガイド部は、グロープラグをガイド部の溝に固定する固定部を有するとともに、燃焼室内まで貫通してシリンダに形成されたネジ穴と螺合するネジを外周面に有する円筒状に形成されることが好ましい。この際、固定部は、グロープラグの外周面に形成されたネジを、ガイド部の内周面に形成されたネジに螺合させることによって、グロープラグを固定することが好ましい。また、ガイド部は、上死点にあるときのピストンと干渉しないように、ピストン側の縁部の少なくとも一部に形成された切欠部を有することが好ましい。さらに、ガイド部は、シリンダよりも熱伝導率の低い材質によって形成されることが好ましい。 Here, in this invention, it is preferable that a guide part fits with a booster. The guide portion has a fixing portion that fixes the glow plug to the groove of the guide portion, and is formed in a cylindrical shape having a screw that penetrates into the combustion chamber and is screwed into a screw hole formed in the cylinder on the outer peripheral surface. It is preferable. At this time, it is preferable that the fixing portion fixes the glow plug by screwing a screw formed on the outer peripheral surface of the glow plug with a screw formed on the inner peripheral surface of the guide portion. Moreover, it is preferable that a guide part has a notch part formed in at least one part of the edge part by the side of a piston so that it may not interfere with a piston when it exists in a top dead center. Furthermore, the guide part is preferably formed of a material having a lower thermal conductivity than the cylinder.
本発明によれば、ブースタは、ガイド部によってグロープラグの電極に導かれるので、グロープラグと、ブースタとを容易に接続することができる。 According to the present invention, since the booster is guided to the electrode of the glow plug by the guide portion, the glow plug and the booster can be easily connected.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るグロー着火エンジンの断面模式図である。本実施形態では、従来のグローエンジンと区別するため、本発明のエンジンをグロー着火エンジンと称する。グロー着火エンジン1は、2ストロークエンジンであり、シリンダ2と、ピストン3と、グロープラグ4と、アダプタ5とを有する。シリンダ2と、ピストン3とによって燃焼室6が形成される。この燃焼室6内には、グロー燃料よりもオクタン価が低い安価な燃料(以下、低オクタン価燃料とする)であるガソリンが供給される。なお、燃焼室6内には、LPガスなどの他の低オクタン価燃料や、グロー燃料が供給されるようにしてもよい。また、グロー着火エンジン1は、グロープラグ4およびアダプタ5を除き、点火装置を有する従来の2ストロークエンジンと同様の構成を有している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a glow ignition engine according to the first embodiment. In this embodiment, the engine of the present invention is referred to as a glow ignition engine in order to distinguish it from a conventional glow engine. The
シリンダ2は、シリンダブロック21と、シリンダヘッド22とを螺合することによって構成される。シリンダヘッド22には、点火プラグに形成されたネジと対応する内径を有するネジ穴22Aがシリンダ2の軸方向(図1の上下方向)に沿って、燃焼室6内まで貫通して形成されている。点火プラグは、点火装置の一部を構成し、火花をスパークさせることによって燃料への着火を行うプラグであり、ガソリンエンジンにおいて一般的に使用されているものである。この点火プラグは、グロープラグ4の外径よりも大きい外径を有している。ピストン3は、上死点から下死点までシリンダ2の軸方向に沿って摺動自在にシリンダ2内に設けられる。ここで、図1は、グロー着火エンジン1において、ピストン3が上死点にあるときの燃焼室6の近傍を拡大した図である。グロープラグ4は、ガソリンへの着火を行うものであり、アダプタ5を介してシリンダヘッド22に固定される。
The
図2は、グロープラグ4の拡大断面図である。グロープラグ4は、燃料が燃焼したときの燃焼熱を利用して赤熱状態を保つことによって燃料への着火を行うプラグである。このグロープラグ4は、中心電極41と、フィラメント42と、プラグハウジング43とを備える。中心電極41は、略中央位置に拡径した部分を有する円柱状に形成され、絶縁体を介してプラグハウジング43の内部に固定される。この中心電極41のピストン3側の端部には、軸方向に沿って平面状の切欠部41Aが形成される。この切欠部41Aには、フィラメント42の一端が中心電極41の軸方向に沿って直線状に溶接される。このようにフィラメント42を溶接することによって、フィラメント42の固定強度を向上させることができる。そして、フィラメント42の他端は、プラグハウジング43におけるピストン3側の先端に溶接される。プラグハウジング43は、略円筒状に形成され、中心電極41およびフィラメント42を内部に収納する。このプラグハウジング43は、ピストン3側に形成された先端部43Aを有する。この先端部43Aの外周面には、基端側に位置する略半分の領域にネジが形成されている。また、先端部43Aの基端側は、六角ナット状に形成されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
図3は、アダプタ5の拡大断面図である。アダプタ5は、シリンダヘッド22と、グロープラグ4との間に介在することによって、グロープラグ4をシリンダヘッド22に固定する。具体的には、アダプタ5は、アルミ製のシリンダヘッド22よりも熱伝導率の低い材質によって略円筒状に形成される。シリンダヘッド22の材質よりも熱伝導率の低い材質としては、鉄、チタン、SUS(Stainless Used Steel)、真鍮などを例示できる。これによれば、グロープラグ4の熱はシリンダヘッド22に伝達しにくくなるので、赤熱状態を保ちやすくなる。したがって、アダプタ5は、グロープラグ4を保熱する保熱部材としての機能を果たす。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the
このアダプタ5は、グロープラグ4の外径よりも大きい内径を有し、切欠部51と、雄ネジ部52と、ナット部53と、固定部54とを備える。切欠部51は、ピストン3側の縁部にテーパ状に形成される。雄ネジ部52は、外周面の略中央位置に形成され、シリンダヘッド22におけるネジ穴22Aの内径と対応する外径を有する。これによれば、点火装置を有する従来のエンジンから点火装置を取り外し、本発明のアダプタを取り付けることによってグロー着火エンジンを構成することができる。ナット部53は、ピストン3とは反対側の端部に六角ナット状に形成される。固定部54は、アダプタ5の内周面に雌ネジ状に形成され、グロープラグ4をアダプタ5の内部に固定する。この固定部54は、グロープラグ4の先端部43Aに形成されたネジの外径と対応する内径を有する。
The
グロープラグ4は、先端部43Aを固定部54に螺合することによってアダプタ5の内部に固定される。この際、グロープラグ4は、六角ナット状に形成された部分の端面が固定部54に当接することによってアダプタ5に対して位置決めされる。また、グロープラグ4のリーチ、すなわち先端部43Aの軸方向における長さは、固定部54の長さよりも長い。したがって、フィラメント42および先端部43Aはアダプタ5に対して突出する。
The
アダプタ5は、ナット部53を回転させて雄ネジ部52をネジ穴22Aに螺合することによってシリンダヘッド22に固定される(図1参照)。この際、アダプタ5は、ナット部53の端面がシリンダヘッド22に当接することによってシリンダヘッド22に対して位置決めされる。また、アダプタ5において、ナット部53を除く部分の軸方向における長さは、ネジ穴22Aの長さよりも長い。したがって、グロープラグ4およびアダプタ5は、燃焼室6内に突出してピストン3と対向する。また、グロープラグ4およびアダプタ5が燃焼室6内に突出することによって圧縮比が向上する。これによって、グロー着火エンジン1の出力は、グロープラグの先端と燃焼室の壁面とが略一致する従来のグローエンジンと比較して向上する。ここで、本実施形態では、ガソリンへの着火を行うタイミングが適切なタイミングとなるように、アダプタ5の軸方向における長さや、固定部54の長さを設定し、グロープラグ4の突出量を規定している。これによって、グロー着火エンジン1は、安価なガソリンによっても適切に駆動することができる。なお、グロープラグ4の突出量は、燃料の種類や、エンジンの形式などに応じて最適化すればよい。
The
図4は、ブースタを用いてグロープラグ4に通電するときの説明図である。ブースタ7は、グロープラグ4に通電する器具である。このブースタ7は、把持部71と、接続部72とを備える。把持部71は、グロー着火エンジン1の使用者によって把持される。この把持部71には、電圧を印加するためのバッテリ(図示略)が内蔵されている。接続部72は、円柱状に形成され、中心電極41およびプラグハウジング43と接続して電圧を印加することによってグロープラグ4に通電する。すなわち、プラグハウジング43は、電極として機能する。グロープラグ4に通電することによってフィラメント42は赤熱状態となり、ガソリンへの着火を行う。これによって、グロー着火エンジン1は始動する。ここで、アダプタ5は、接続部72の外径よりも僅かに大きい内径を有している。グロープラグ4に通電するに際しては、接続部72をアダプタ5の内部、すなわち溝に挿入する。これによって、接続部72は、アダプタ5の溝の奥行きに沿ってグロープラグ4の電極に導かれる。換言すれば、アダプタ5の内部は、シリンダ2外に露出したグロープラグ4の電極の周囲に設けられるガイド部として機能する。したがって、接続部72をグロープラグ4の電極に確実に接続することができる。また、接続部72は、アダプタ5の内部と嵌合するので、グロー着火エンジン1が始動したときのシリンダ2の振動によって接続部72がグロープラグ4から外れることがなく、安定してグロープラグ4に通電することができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram when energizing the
このように、本実施形態によれば、ブースタ7は、アダプタ5の内部によってグロープラグ4の電極に導かれるので、グロープラグ4と、ブースタ7とを容易に接続することができる。
Thus, according to this embodiment, since the
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係るグロー着火エンジン1の断面模式図である。本実施形態の特徴は、シリンダ2の軸方向に対してネジ穴22Aが傾斜している点にある。ここで、ネジ穴22Aが傾斜しているのは、点火プラグを傾斜させてシリンダヘッド22に固定することによってシリンダ2の軸方向におけるエンジンのサイズを小さくできるからである。なお、それ以外については、上述した第1の実施形態と同様なので、ここでの説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the
このように、本実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、アダプタ5は、上死点にあるときのピストン3と干渉しないように形成された切欠部51を有しているので、切欠部51を有していない場合と比較してグロープラグ4の先端部43Aをピストン3に近づけることができる。
Thus, according to the present embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment described above can be achieved. Moreover, since the
(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係るグロー着火エンジン1の断面模式図である。本実施形態の特徴は、シリンダヘッド22にガイド部8を形成している点にある。ガイド部8は、グロープラグ4の外径よりも大きい内径を有し、固定部81を備える。固定部81は、ガイド部8の内周面に雌ネジ状に形成され、グロープラグ4をガイド部8の内部に固定する。また、ガイド部8は、ブースタ7における接続部72の外径よりも僅かに大きい内径を有している。グロープラグ4に通電するに際しては、接続部72をガイド部8の内部、すなわち溝に挿入する。これによって、接続部72は、ガイド部8の溝の奥行きに沿ってグロープラグ4の電極に導かれる。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the
このように、本実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様、グロープラグ4と、ブースタ7とを容易に接続することができる。また、シリンダヘッド22にガイド部8を形成しているので、アダプタは不要となり部品点数を削減することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
なお、上述した各実施形態では、アダプタ5およびガイド部8は、接続部72の外径よりも僅かに大きい内径を有していたが、接続部72の外径よりも大きい内径を有していればよい。
In each of the above-described embodiments, the
また、上述した第1の実施形態および第2の実施形態では、グロープラグ4は、先端部43Aを固定部54に螺合することによってアダプタ5の内部に固定されていた。これに対して、例えば、グロープラグにネジを形成することなく、アダプタに嵌め込むことによってグロープラグを固定してもよい。また、アダプタ5は、雄ネジ部52をネジ穴22Aに螺合することによってシリンダヘッド22に固定されていた。これに対して、例えば、アダプタに雄ネジ部を形成することなく、シリンダに嵌め込むことによってアダプタを固定してもよい。要するに、アダプタは、シリンダと、グロープラグとの間に介在することによって、グロープラグをシリンダに固定することができるものであればよく、グロープラグやアダプタは、どのような形状であってもよい。
Further, in the first embodiment and the second embodiment described above, the
また、上述した第1の実施形態および第2の実施形態では、アダプタ5は、シリンダ2よりも熱伝導率の低い材質によって形成されていたが、シリンダ2と同じ材質や、シリンダ2よりも熱伝導率の高い材質によって形成されていてもよい。また、アダプタ5は、切欠部51は、テーパ状に形成されていたが、上死点にあるときのピストン3と干渉しないように形成されていればよく、アダプタ5におけるピストン3側の縁部の少なくとも一部に形成されていればよい。なお、アダプタ5は、切欠部51を有していなくてもよい。また、上述した各実施形態では、グロープラグ4およびアダプタ5は、燃焼室6内に突出していたが、突出していなくてもよい。
Further, in the first embodiment and the second embodiment described above, the
また、上述した各実施形態では、グロー着火エンジン1として2ストロークエンジンを例示したが、4ストロークエンジンに本発明を適用してもよい。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although the 2-stroke engine was illustrated as the
以上のように、本発明は、グロープラグにて燃料への着火を行うグロー着火エンジンに広く適用することができる。 As described above, the present invention can be widely applied to a glow ignition engine that ignites fuel with a glow plug.
1 グロー着火エンジン
2 シリンダ
3 ピストン
4 グロープラグ
5 アダプタ
6 燃焼室
7 ブースタ
8 ガイド部
21 シリンダブロック
22 シリンダヘッド
22A ネジ穴
41 中心電極
41A 切欠部
42 フィラメント
43 プラグハウジング
43A 先端部
51 切欠部
52 雄ネジ部
53 ナット部
54 固定部
71 把持部
72 接続部
81 固定部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
シリンダと、
前記シリンダ内に設けられたピストンと、
前記シリンダ外に露出した電極を備え、前記シリンダと、前記ピストンとによって形成される燃焼室内に供給される燃料への着火を行うグロープラグと、
前記電極の周囲に設けられるとともに、前記電極と接続することによって前記グロープラグを通電させるブースタが挿入され、前記ブースタを自己の溝の奥行きに沿って前記電極に導くガイド部と
を有することを特徴とするグロー着火エンジン。 In the glow ignition engine,
A cylinder,
A piston provided in the cylinder;
A glow plug that includes an electrode exposed outside the cylinder, and ignites fuel supplied into a combustion chamber formed by the cylinder and the piston;
A booster that is provided around the electrode and that is connected to the electrode and energizes the glow plug is inserted, and has a guide portion that guides the booster to the electrode along the depth of its own groove. Glow ignition engine.
前記固定部は、前記グロープラグの外周面に形成されたネジを、前記ガイド部の内周面に形成されたネジに螺合させることによって、前記グロープラグを固定することを特徴とする請求項1または2に記載されたグロー着火エンジン。 The guide portion has a fixing portion that fixes the glow plug to the groove of the guide portion, and has a cylindrical shape having a screw that penetrates into the combustion chamber and is screwed into a screw hole formed in the cylinder on the outer peripheral surface. Formed into
The fixing portion fixes the glow plug by screwing a screw formed on an outer peripheral surface of the glow plug with a screw formed on an inner peripheral surface of the guide portion. A glow ignition engine described in 1 or 2.
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