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技術 教育用内燃機関実験装置

出願人 機械研究株式会社
発明者 茂岡弘
出願日 1999年11月29日 (21年9ヶ月経過) 出願番号 1999-338292
公開日 2001年6月8日 (20年2ヶ月経過) 公開番号 2001-154576
状態 特許登録済
技術分野 教示用装置 特殊用途機関の応用、補機、細部
主要キーワード 回転軸延 イメージディスプレイ 教育効果 プラグ座 高層階 動力計 金属バネ 燃料流量計
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年6月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

振動とする。安全性を高める。実験能率的なものとする。

解決手段

架台11に防振緩衝器を設ける。表示盤22を、内燃機関回転軸延長上に直角に設ける。表示盤前の実験者には、ボルト等が遠心方向に飛んでも当たらない。表示盤にイメージディスプレイ23を設け、これに、例えば、各種データの時間変化を示すグラフを表示すると、安定状態となり、測定可能となったことが容易に判別できる。

概要

背景

概要

振動とする。安全性を高める。実験能率的なものとする。

架台11に防振緩衝器を設ける。表示盤22を、内燃機関回転軸延長上に直角に設ける。表示盤前の実験者には、ボルト等が遠心方向に飛んでも当たらない。表示盤にイメージディスプレイ23を設け、これに、例えば、各種データの時間変化を示すグラフを表示すると、安定状態となり、測定可能となったことが容易に判別できる。

目的

そこで、本発明は、2階以上にも設置可能な教育用内燃機関実験装置を実現することを第1目的としたものである。

そこで、本発明は、極力安全性を高めた教育用内燃機関実験装置を実現することを第2目的としたものである。

そこで、本発明は、操作、計測と、計測データの処理を同時に把握することができ、作業能率が良く、かつ教育効果の優れた教育用内燃機関実験装置を実現することを第3目的としたものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサ装備した内燃機関と、前記架台上に設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤とを有する教育用内燃機関実験装置

請求項2

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記架台とは別の架台上に設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤とを有する教育用内燃機関実験装置。

請求項3

動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、この内燃機関の回転軸延長上であって、動力計と反対側位置に、この回転軸に直角方向に延びるよう設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤とを有し、前記内燃機関の回転軸延長上に実験者が位置するようになった教育用内燃機関実験装置。

請求項4

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記架台上に設けられ、この内燃機関の回転軸の延長上であって、動力計と反対側位置に、この回転軸に直角方向に延びるよう設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤とを有し、前記内燃機関の回転軸延長上に実験者が位置するようになった教育用内燃機関実験装置。

請求項5

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記架台とは別の架台上に設けられ、この内燃機関の回転軸の延長上であって、動力計と反対側位置に、この回転軸に直角方向に延びるよう設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤とを有し、前記内燃機関の回転軸延長上に実験者が位置するようになった教育用内燃機関実験装置。

請求項6

動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤と、この表示盤に設けられ、前記動力計、各種センサに接続するコンピュータにより、各種データを処理した結果を表示するイメージディスプレイを有する教育用内燃機関実験装置。

請求項7

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記架台上に設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤と、この表示盤に設けられ、前記動力計、各種センサに接続するコンピュータにより、各種データを処理した結果を表示するイメージディスプレイを有する教育用内燃機関実験装置。

請求項8

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記架台とは別の架台上に設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤と、この表示盤に設けられ、前記動力計、各種センサに接続するコンピュータにより、各種データを処理した結果を表示するイメージディスプレイを有する教育用内燃機関実験装置。

請求項9

動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、この内燃機関の回転軸の延長上であって、動力計と反対側位置に、この回転軸に直角方向に延びるよう設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤と、この表示盤に設けられ、前記動力計、各種センサに接続するコンピュータにより、各種データを処理した結果を表示するイメージディスプレイを有し、前記内燃機関の回転軸延長上に実験者が位置するようになった教育用内燃機関実験装置。

請求項10

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記架台上に設けられ、この内燃機関の回転軸の延長上であって、動力計と反対側位置に、この回転軸に直角方向に延びるよう設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤と、この表示盤に設けられ、前記動力計、各種センサに接続するコンピュータにより、各種データを処理した結果を表示するイメージディスプレイを有し、前記内燃機関の回転軸延長上に実験者が位置するようになった教育用内燃機関実験装置。

請求項11

1の架台と、床面上に載せられて前記架台を支持する防振緩衝器と、前記架台上に設けられ、動力計及び各種センサを装備した内燃機関と、前記架台とは別の架台上に設けられ、この内燃機関の回転軸の延長上であって、動力計と反対側位置に、この回転軸に直角方向に延びるよう設けられ、前記内燃機関の操作及び前記動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤と、この表示盤に設けられ、前記動力計、各種センサに接続するコンピュータにより、各種データを処理した結果を表示するイメージディスプレイを有し、前記内燃機関の回転軸延長上に実験者が位置するようになった教育用内燃機関実験装置。

請求項12

請求項1,2,5,7,8,10,11のいずれかにおいて、防振緩衝器が金属バネを用いている教育用内燃機関実験装置。

請求項13

請求項6ないし11のいずれかにおいて、イメージディスプレイが、動力計、各種センサの各種データの時間変化を示すグラフを表示する機能を有し、安定状態となったことが判別可能となった教育用内燃機関実験装置。

技術分野

0001

本発明は、工業高等学校、工業高等専門学校、大学等の理工系課程において、内燃機関実験を行なうための教育用内燃機関実験装置に関する。

発明が解決しようとする課題

0002

従来、この種の内燃機関実験装置は、1階に設けられている。これは、2階以上に設置すると、建物全体振動騒音伝わり、他の授業等に支障が出るからである。また、計器を設けた表示盤に振動が伝わり、正確な計測が困難になるからである。しかし、近年、高層階校舎、複数階の実験が多くなり、内燃機関実験装置といえども、2階以上に設置したいとの要求が強くなってきた。

0003

そこで、本発明は、2階以上にも設置可能な教育用内燃機関実験装置を実現することを第1目的としたものである。

0004

また、従来のこの種の内燃機関実験装置では、機器整備を誤ると、ボルト等が周囲に飛び、実験者怪我をさせる危険がある。

0005

そこで、本発明は、極力安全性を高めた教育用内燃機関実験装置を実現することを第2目的としたものである。

0006

さらに、従来のこの種の内燃機関実験装置では、操作、計測と、計測データの処理とが全く別個に行われるため、実験の能率が悪く、教育効果も不十分となりやすい。特に、実際の計測データを採る作業は、運転開始から各所の温度等が安定した状態となってから行わなければならないが、この安定状態判別することが困難であるという不都合がある。

0007

そこで、本発明は、操作、計測と、計測データの処理を同時に把握することができ、作業能率が良く、かつ教育効果の優れた教育用内燃機関実験装置を実現することを第3目的としたものである。

課題を解決するための手段

0008

本発明の第1の構成は、動力計及び各種センサ装備した内燃機関を載せた架台防振緩衝器により床面上に支持するようにしたものである。この構成により、当然床面に伝わる振動は減少させられ、2階以上の階でも支障なく設置することが可能となる。

0009

この場合、内燃機関の操作及び動力計、各種センサに接続する計器を設けた表示盤は、内燃機関等を載せた架台に直接設ける構成または別の架台を設けたこれに取付ける構成とすることができる。

0010

前者の構成は、全体の構成が簡易となり、設置も容易となる利点がある。しかし、計器に内燃機関の振動が伝わるので、主としてデジタル式計器を使用し、また、計測データをセンサからコンピュータへ直接送り目視による読み取りを行わない場合に適する。後者の構成は、全体の構成がやや複雑となり、設置に手数がかかるが、計器に内燃機関の振動が伝わりにくいという利点がある。

0011

なお、防振緩衝器には、防振ゴムとう、振動を低下させる手段であれば各種のものが使用可能であるが、特に、金属バネは、耐久性が優れているので適当である。

0012

本発明の第2の構成は、表示盤を、内燃機関の回転軸延長上であって、動力計と反対側位置に、この回転軸に直角方向に延びるよう設けたものである。

0013

この構成により、内燃機関の回転軸延長上に実験者が位置するようになる。さらに、実験者は、動力計から離れることになる。ボルト等が飛ぶ事故は、動力計、あるいは内燃機関と動力計の結合部分で起こる可能性が大きく、かつ、遠心力で、側方へ飛ぶ可能性が大きいから、上記位置は、最も安全である。

0014

この構成は、前記第1の構成と併用することも可能である。

0015

本発明の第3の構成は、表示盤に、動力計、各種センサに接続するコンピュータにより、各種データを処理した結果を表示するイメージディスプレイを設けたものである。

0016

この構成により、実験者は、操作をしながら、計測データと計測データを処理した結果を同時に把握することができる。このため実験の能率は向上し、理解も深めることができる。

0017

特に、イメージディスプレイに、動力計、各種センサの各種データの時間変化を示すグラフを表示させると、安定状態となったことが容易に判別可能となるので、計測開始時点を正確に設定することができる。

0018

この構成は、前記第1の構成、第2の構成の一方または両方と併用することも可能である。

0019

以下、本発明を図示する実施例について具体的に説明する。

0020

この教育用内燃機関実験装置10において、架台11は、略四角形金属部材よりなる。防振緩衝器12,…は、床面13上に載せられ、架台11を支持する。各防振緩衝器12は、床面13にボルト止めされる支点部14と、床面13にボルト止めされる保持部15に保持された金属バネ16に、アーム17の両端をそれぞれピン結合及び固着し、このアームの中間を架台11下部にピン結合するものである。このため、金属バネ16により架台11の振動を吸収することができる。

0021

内燃機関18及び動力計19は、架台11上に設置される。この内燃機関18の各所に計測用のセンサが取付けられている。この内燃機関18は、架台11の正面側図2の左方、図3の下方)に、動力計は、架台11の背面側(図2右方図3の上方)に位置し、さらに、内燃機関18の回転軸20は、正面から背面方向へ延びるよう配置されている。

0022

表示盤22は、架台11上の正面側、すなわち回転軸20の延長上であって、動力計19と反対側位置に、この回転軸20に直角方向に延びるよう設けられている。このため、実験者はこの表示盤22の正面に立つと、内燃機関の回転軸20延長上に位置することになる。この表示盤22は、各種操作を行うスイッチ類、すなわちメイン電源スイッチ、内燃機関始動スイッチ、スロットルノブ、回転速度・荷重等を調節する動力計コントローラ等を有し、また、各種センサの出力表示計、すなわち、燃料流量計排気圧力計、ノズル差圧計スロットル開度計、冷却水流量計、吸入空気排気冷却水入口冷却水出口プラグ座潤滑油の各温度計等を有している。なお、これらの表示には、主にデジタル式が採用されている。さらに、各種センサの出力は、別に設けられるコンピュータ(図示しない)にも送られ、記録される。

0023

イメージディスプレイ23が表示盤22に設けられる。このイメージディスプレイ23は、液晶パネルよりなり、センサに接続されたコンピュータと接続され、各種データをリアルタイムグラフ化等の処理をして表示することができる。

0024

イメージディスプレイ23の表示の一例が、図4画面24である。この画面24は、横軸に時間、縦軸に回転速度、荷重、燃料消費量、冷却水流量、出口温度をとり、それぞれの変化をグラフで表わしたものである。なお、実際の画面はカラーであり、グラフの線25が回転速度、線26が荷重、線27が燃料消費量、線28が冷却水流量、線29が出口温度をそれぞれ表わすことが色の違いにより明瞭となるようになっている。この画面24を用いることにより、実験開始から徐々に回転速度を上げていき、冷却水流量、出口温度が安定した状態になったとき、測定を開始すべきであることが解る。

0025

こうして測定した計測データを処理した結果も、このイメージディスプレイ23に表示することができる。その例を図5図6に示す。図5の画面30は、いわゆるP−V線図であり、横軸にシリンダ容積、縦軸にシリンダ内の圧力をとって、1回転中の変化を表わしたものである。図6の画面31は、いわゆるP−θ線図であり、横軸に回転角度、縦軸にシリンダ内の圧力をとって、1回転中の変化を表わしたものである。

発明の効果

0026

本発明の教育用内燃機関実験装置は、上述のように、防振緩衝器を設けた構成により、床面に伝わる振動を減少させ、2階以上の階でも支障なく設置することが可能となる。特に、防振緩衝器に、金属バネを用いると、優れた耐久性が得られる。さらに、表示盤を、内燃機関等を載せた架台に直接設けると、全体の構成が簡易となり、設置も容易となる利点があり、別の架台に設けると、計器に内燃機関の振動が伝わりにくいという利点がある。

0027

本発明の教育用内燃機関実験装置は、表示盤を、内燃機関の回転軸の延長上の、動力計と反対側位置に、直角方向に延びるよう設けた構成により、実験者は、動力計から離れ、かつ、ボルト等が遠心方向に飛んでも当たらない個所に位置するので、安全である。

0028

本発明の教育用内燃機関実験装置は、表示盤にイメージディスプレイを設けた構成により、実験者は、操作をしながら、計測データと計測データを処理した結果を同時に把握することができ、このため実験の能率は向上し、理解も深めることができる。特に、イメージディスプレイに、動力計、各種センサの各種データの時間変化を示すグラフを表示させると、安定状態となったことが容易に判別可能となるので、計測開始時点を正確に設定することができる。

図面の簡単な説明

0029

図1本発明の一実施例の正面図である。
図2同例の側面図である。
図3同例の平面図である。
図4同例のイメージディスプレイの表示画面の一例である。
図5同例のイメージディスプレイの表示画面の他の例である。
図6同例のイメージディスプレイの表示画面のさらに別の例である。

--

0030

10…教育用内燃機関実験装置、11…架台、12…防振緩衝器、13…床面、16…金属バネ、18…内燃機関、19…動力計、20…回転軸、22…表示盤、23…イメージディスプレイ、24,30,31…画面。

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