JPS5963312A - 燃焼室のガス流路の制御装置及びその作動用シ−ル部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の背景 本発明はニサイクルエンジン〜゛−二−−−ンジン又は
燃焼を制御された内燃機関々どの回転分配モータの排気
を制御するためのロータリバルブ用シール要素に関する
。

先行技術の説明 公知のニサイクルエンジンにおいては燃焼ガスの排出は
シリンダ内に設けられ駆動ストロークの終端に達したと
きにピストンによって開口せしめられる横位置ホートラ
通じて付なわｎる。このポートの位置は固定さｎている
ので駆動ストロークの終端側での排出部の閉鎖の遅れ角
に等しい開口の進み角が決定されこのタイプのエンジン
にとってよく知られている次の欠点を生ずる。

１、　排出ボートがシリンダの底部に設けられているの
でシリンダ特にシリンダヘッド内に存在する燃焼ガスの
完全な排出が困難なこと。

２、　排気時に新鮮ガス全排出し過ぎないようにこの排
出システムを対抗圧で構成する必要性のあること。

３、空気供給システムを正規回転数の広い範囲にわたっ
て正常に機能せしめることが不可能であること。なぜな
らば該システムは排出部の形状と調和する回転数におい
て最適に作動するからである。

４、歩留りの低下。エンジンの回転によって新鮮ガスが
排気中に排出され又燃焼ガスの再吸入が行なわれること
によって燃費が大巾に増大する。

５、　高熱の排気ガスによってオイルが燃焼しピストン
リングの焼付きを増加しエンジンを汚損するのでピスト
ンリングが喰い付きを生ずる。

これらの欠点を克服するために特にニサイクルジーゼル
エンジン用のシリンダのフィリングアップを改善するガ
ス排出用バルブが用いられているがこれは又次のような
新らたな問題を提起する。

１　ガスを絞り、かなシのチャージ損失を生ずる。

２、ニサイクルのためにバルブが高温になり冷却が困難
。

３、ノッキング音がかなり太きい。

本発明の目的の一つはこれらの欠点を克服し特に未燃焼
の微粒子やオイルを防ぐことによって二サイクルモータ
の歩留を大巾に改善し、汚染を減少し、しかも製作が容
易且つ経済的な装置を提供することにある。

発明の概要 横断チャンネルを有するロータリパルプ又は回転子によ
って構成され、内燃機関の燃焼室特に二サイクルの往復
動エンジン又はロータリピストンエンジンから排気ガス
を排出し又は新鮮ガスを導入するための制御装置におい
て、このロータリパルプはモータの回転軸に平行な軸の
捷わりをモータの回転に同期して連続的に又は交互的に
回転運動しそのチャンネルは圧縮行程の各位相に同期し
てオリフィスを閉鎖し次いで燃焼室を排出部へ接続する
ために一方側において直接に燃焼室に接続されたオリフ
ィス上に、そして他方の側にかいて外部へ向う燃焼ガス
の排出（１１Ｓと接続されたオリフィス上に出現して燃
焼室の排気を行ない、燃焼室の排出部と該ロータリパル
プは直接的にエンジンの燃焼室に接続されたオリフィス
と排出部に接続された排気オリフィスを具えた孔内に収
容され。

これらのオリフィスの断面はロータリパルプの（黄断チ
ャンネルの断面と異なっている。最も多用されている本
発明の実施例では燃焼室に接続された該オリフィスは孔
内に収容されたシールリング内に設けられており２該シ
ーリングリングは燃焼室内の圧力によってロータリパル
プに押圧され且つリングなどの−又は複数個のシール要
素によって囲繞されている。このリングは前記孔内を滑
動可能になされておＶ又その滑動距離は一方ではロータ
リパルプにより又他方では保持肩部によって制限されて
いる。良好な摩擦特性を有する金属環シールリングを利
用することによって排気ガスの高温にもか＼わらず排出
部の気密性を保つことができる。

エンジンの二つの具なった例によれば、ロータリパルプ
はエンジンのクランクシャフトの角速度の半分の回転角
速度で駆動され、又更に該ロータリパルプは一方の端が
クランクシャフトによって駆動され他方がロータリパル
プに接続されたドライブロッドなどのエンジンのクラン
クシャフトに連結された機械的結合手段によってエンジ
ンの各回転毎に交互的な回転をなす。

孔の機械加工の工程を最小になし且つシールリングの保
持を改善するために、孔の直径は排出部へ接続するオリ
アイスの直径よυも大きいことが有利である。排気ガス
の最大圧を受けるシールリングの接触面上への喰い付き
を防止するためロータリパルプ又は回転子は冷却液を循
環せしめるためにその横断チャンネルを囲繞する少なく
とも一つのスロット又は内部回路を含むことカニ好まし
い。

本発明のもう一つの実施例によれば、ロータ１ノバルプ
と接触するシールリング内に設けられたメーリフイスの
断面はロータリノ（ルプ内に設けられたチャンネルの断
面と等しいか又はこれよりも／Ｊ’％さく、燃焼室を閉
鎖するピストンの駆動ストロークの終端においがシール
リング内の第１ノフイスとロータリパルプのチャンネル
とは同軸上に位置せしめられる。

本発明の装置が駆動ストロークの終端をピストンが通過
する直前にピストンによって開口される少なくとも一つ
の入口ボートを経て空気カニが参人されるニサイクルエ
ンジンに適用される際には、ロークリパルプの駆動軸の
角位置はエンジンのクランクシャフトに対して、燃焼室
が完全ニＹｎ掃すｉＬだときにロータリノくルブの横断
チャンネルシカ；閉じ新鮮ガスが排気中に混じって損失
しないように調節される。

ロータリパルプの駆動軸の角位置はロータ１ツノ（ルプ
の横断チャンネルが駆動ストロークの終端において入口
ボートがピストンによって開口される直前に燃焼室上に
開口し始め又燃焼室とロータ１ノバルプの横断チャンネ
ルとの接続が圧縮ストロークの終端へ復帰する途中のピ
ストンによって入口ポートが再び閉ざされた直後に完了
するようにエンジンのクランクシャフトによって調節さ
れる。

本発明の特に優れた実施例によればこの排気ヅステムの
長手方向断面においてロータ１しＺ）レフ内に設けられ
た横断チャンネルの少なくとも内側は収斂発散型のベン
チュリ管の一般的形状をイイし、これによって排気ガス
の全圧力の損失及び／又は熱移動を減少し、必要な場所
において超音速での排気をなす。ベンチュリ管のネック
ｆ１じはロータリパルプ内に設けら扛だ横断チャンネル
の中央に設けらｎてもよいし又はこのチャンネルの出口
縁部の一つに隣接してもよい。

本発明の一変形によれば二つのオリフィスの軸はシリン
ダの軸と実質的に合致し、且つシリンダヘッド内に設け
られた燃焼室の中央部に存在する。

もう一つの変形によれば二つのオリフィスの軸はシリン
ダの軸に対して傾斜しており、シリンダヘッド内に設け
られた燃焼室の一側面上に存在する。

該二つのオリフィスの傾斜角は更に好せしいスパークプ
ラス又はジーゼルエンジンの場合には、噴射器のための
場所を確保するためにＯ〜６０°の間に存する。

エンジンの各燃焼室の壁に設ｉ−７′ｌ：ｌ）ｎだ排気
又は吸気流路を含むニサイクル内燃機関は燃焼室の壁に
隣接する流路上に介在する本発明の回転するロークリバ
ルブ制御装置を具えることができる。

一つの実施例によれば吸杖気流路及びその回転するロー
タリバルブは別々の装置として作られその後で燃焼室の
シリンダヘッドに取付けられ、又ロータリパルプを受容
する吸排気流路の一部はその製造時に燃焼室に組込まれ
た一要素としてたとえば鋳造及び／又は機械加工によっ
て一部品又は複数個の組立部品の形で作製される。

更に内燃機関の製造上の難点の一つは燃焼室のシールに
ある。燃焼室のガスの排気の／ζめの入口流路を制御す
るために、高圧の燃焼行程の間燃焼室をシールする回転
分配器が用いられる場合には。

更に高温（６００〜９００℃）に耐え且つ化学的に腐喰
性を有する火焔に耐える回転ジヨイントであることが望
オしい。

数多くのシールシステムが提案されたが、これらはすべ
て使用後に喰い付きを生じたり、シール不能となった。

分配器の機能を保たせるためにフランス特許第７．０１
４．１３２号に記載されたような回転分配器とそのハウ
ジング又は孔との間に膨張全加味した作動クリアランス
を設けることが必要である。フランス特許第７．１０５
．０８８号は燃焼室の構成６１９分を形成し分配器ハウ
ジングに垂直な孔内に滑動自在に取付けられ二つのシリ
ンダを交差せしめたシール装置を記載している。この装
置のシールリングは燃焼室内の圧力によって回転分配器
に抑圧さｆＬｐ分配器とシールリングの間に作動クリア
ランスを生せしめる。

これらの公知の装置は高温の動作温度の下又は冷却時の
始動の際シールが困難であり且つ・／−ルジョイント及
び回転分配器の接触面のかなりの摩耗を伴う。

本発明にか＼る円筒状ロータリバルブ用シール部材は少
なくとも一つの貫通したチャンネルを有するロータリパ
ルプの回転軸を横切る軸を有する環状シールジョインｌ
含み、該ジヨイントは燃焼室内の圧力によって孔内全軸
方向に動いてその外部表面でロータリパルプをシールす
るように押圧して内燃機関の燃焼室の排出ボートの気密
性を確保するものでありその特徴としてはロータリパル
プとジヨイントの間の接触領域はロータリパルプを貫流
する（燃焼室の）ガス圧にもか＼がらず維持される油膜
によって潤滑される点である。

このジヨイントの縁部はロータリパルプに接すルショイ
ントの各端部においてロータリパルプの回転軸を横切る
平面に沿って９０’よシ小さい角のリブを形成する。こ
のジヨイントのリプはロータリパルプに設けられたチャ
ンネルがこの環状ジヨイントに接触するべく出現する進
入側に設けら扛ており、且つオイル溜めを形成するよう
に面取り部を具えている。これによって油膜がロータリ
パルプと環状ジヨイントの接触面の間に浸入する。

もう一つの実施例によれば、その軸方向最小断面におい
て該環状ジヨイントはジヨイントの内側に存在する燃焼
室の圧力に対抗する強度全保証する最小高さに近似した
軸方向高さしか有しておらずこれによって、該ジヨイン
トｔヨロータリバルプに対して良好な弾力性を以って押
圧さノを且つ油膜の保持性能を改善せんとするものであ
る。

環状ジヨイントは軸方向に変化する壁厚を有し、その最
小断面の所におけるその慣性は約０１〜１バールの小さ
い過剰圧力でもロータリパルプに押圧されるジヨイント
とそのシール部側の変形をもたらすが一方では燃焼室の
圧力の影響によってジヨイントが破裂することのない強
度全保証し且つジヨイントとロータリパルプの表面との
間の油膜の維持を保証するように決定される。

もう一つのジヨイントの実施例によれば、その外径はロ
ータリパルプの外径の４／７〜６／７の間に含まれ、こ
れによってジヨイントの中央通路部分、油膜の保持能を
改善されたロータリパルプとの接触面及びロータリパル
プの回転軸を横切る平面に沿うジヨイントの縁部におけ
る油膜保持能の小さいロータリパルプとの接触面の湾曲
との間の良好な適合性′ｆｆ：実現する。

本発明のその他の目的、利点及び特徴は添付の図面に示
された非限定的なシール要素の実施例の説明を通じて明
らかになるであろう。

好適実施例の説明 第１〜５図に概略的に示さ扛たエンジンはニサイクルエ
ンジンの周知の要素を含んでなる。クランクケースｌは
シリンダ２を含みシリンダヘッド３に接続してあ＼す、
該シリンダヘッドはシリンダ２と共に液体の循環によっ
て冷却さＱ且つ燃焼室４を閉鎖するようにスパークプラ
グ５が設けられている。ジーゼルエンジンの場合には燃
料噴射器がこｎに代わる。

７リンダヘツド３はクランクケース１と一体的に表わさ
ｎているが、実際はクランクケースｌにスタッドボルト
によって取付けられることが一般的であり、且つクラン
クケース１とシリンダヘッド３に共通の冷却回路内を冷
却液が循環できるようになされている。

クランクケース１の下部にはトランスファ室７が設けら
れており、その中にシリンダ２内を動くドライビングロ
ッド９及びピストン１０に連結されたクランクシャフト
８が内蔵されている。このトランスファ室７はクランク
シャフト８及びドライビングロッド９のホイールクリア
ランスに適合する最小の容積を有し一方では、ジーゼル
エンジンの場合には直接に、そして図示されたスパーク
プラグによって点火されるエンジンの場合にはキャブレ
タ１２を介して濾過空気の入口ボート１１に接続さｎ、
又他方では第３図に示さ扛たようにピストン１０の駆動
ストロークの終端部にトランスファボート１３’ｌ有し
ている。ピストン１０のシール用ピストンリング１４は
ピストン１０の駆動ストロークの終端においてボート１
３を開口し第３図に示されたようにトランスファ室７内
で圧縮された気化ガスが燃焼室４内に進入すること全許
容する。燃焼室４を閉鎖するピストンヘッドと反対側の
部分のピストン上に設けらｎた掻取りリング１５はピス
トンの比較的高い位置から（第４図において駆動ストロ
ークの終端へ向うピストンのストロークの約りの位置か
ら）吸入ガスをピストン１０の上昇によって真空下にお
かれたトランスファ室７内に入口ボート１１を通じて吸
引する。

本発明によればモータの排気流路は孔１７によって構成
されたチャンバ内を回転するロータリノ＜ルプ１６によ
ってシリンダヘッド３内において制御される。該パルプ
１６の円筒状外周面は孔の壁に直接的に隣り合うがこれ
に接触はしない。このロータリパルプ１６は歯車列又は
チェーン又は歯〆付きベルトなどの任意の手段によって
シリンダ２の軸に垂直な軸１８のまわ、！ｌｌｌ全エン
ジンのクランクシャフト８の角速度の半分の速度で回転
する。

ロータリパルプ１６は横断チャンネル１９ｆ：含み該チ
ャンネル１９はロータリパルプの回転中に交互に一方で
は燃焼室４に接続されたオリフィス２０上に開口し、又
他方では排気パイプなどの適宜な手段によって外部に向
う燃焼ガスの排出部に接続されたオリフィス２１上に開
口する。混合気の燃焼の後高圧にサイクル気化エンジン
の場合には５０〜６０バールであるが成る種の過給ジー
ゼルエンジンの場合には１６０バールにも達する）とな
る燃焼室の方向へのロータリパルプ１６の気密性は燃焼
室４上に開口する孔２３内を動き得る金属シールリング
２２によって保たれる。孔２３内のりング２２の気密性
は少なくとも一つの弾性可撓性リング２４によって保た
れ、燃焼室４の方へのり／グ２２の動きはイ呆持肩部２
５によって制限される。実際、ロータリパルプ１６の円
筒面と対応する前部シール表面２６を有するシールリン
グは孔１７内の大気圧よシ若干大きい圧力に抗してその
環状部分に作用する燃焼室４内の圧力によってロータリ
パルプ１６に押圧さ扛る。

オリフィス２０と２１の軸は実質的にシリンダ２の軸と
一致するが更に好適なスパークプラグ５の位置を提供し
圧縮されたガスの最大の乱流と火焔の伝播の改善とを保
証するくさび型をなす燃焼室４の使用を可能にするため
に傾斜させてもよい。

シールリングの案内孔２３は通當燃焼室４に接続された
オリフィス２ｏの最小断面を保証し且つリング２２がロ
ータリパルプ１６と接触する際の充分な潤滑を保証する
ために排気オリフィス２１の断面よシも大きな断面を有
している。リング２２とロータリパルプ１６の間の接触
面の潤滑はロータリパルプの空洞２７内金通過し且つシ
リンダヘッド３内のロータリパルプ１６のガイドベアリ
ングの位置に取付けられた適宜な継手によってシリンダ
ヘッド３に至る冷却液の循環にょるロータリパルプ１６
の強力な冷却によってのみ維持することができる。

排気ガスの排出のための制御装置の作用を第１図乃至第
４図に基いて説明するが各図の要素又は部品のすべてに
ついては符号を示していない。

第１図に見られるようにカウンタウエートに平行な矢印
によって表わされたクランクシャフト８の回転方向にお
いてピストン１０はその下降中に掻取りリング１５によ
って入口ボート１１を閉鎖し新鮮な気化ガスをトランス
ファ室７内で圧縮する。その下降ストロークに従ってピ
ストン１ｏはその第一リング即ち１燃焼１リング１４ａ
によってトランスファボー）１３を開口しトランスファ
室７内で若干圧縮された新鮮なガスを燃焼室４内に導入
する。

ポート１３が開放さｎ７）直前に、同じく回転している
ロータリパルプ１６は既に排出オリフィス２１に接続さ
れている横断チャンネル１９を燃焼室４上に設けられた
オリフィス２ｏと連通せしめる（第２図及び第３図参照
）。第２図は１燃焼１リング１４ａがポート１３と燃焼
室４とを連通せしめる直前に円筒状チャンネル１９の進
入側リプＡがオリフィス２０上に達した時点のモータを
示す。

ポート１３が実質的に開口される以前にチャンネル１９
上のオリフィス２０が開口し燃焼室４内のかなりの高圧
にサイクルエンジンの場合約ｌＯバール）の効果によっ
て燃焼ガスのかなシの部分は既に排出部内に排気される
。燃焼室４内に棟だ残っている過剰圧力はポート１３に
よってクランクシャフト８を含む主トランスフア室７と
ポート１３の間に存在するトランスファチャンネル７ａ
内の新鮮ガスの一部を圧縮する。第３図に示された駆動
ストロークの終端までピストン１ｏの運動は続行される
ので、トランスファ室内＋７）圧力は増加し続け、一方
シリンダ２と燃焼室４内の圧力は第３図に示すように駆
動ストロークの終端にシリンダ２とオリフィス２ｏの軸
上に正確に設けられた横断チャンネル１９の広い通路全
通って急速に消失する。第３図はチャンネル１９の横断
面がシールリング２２内に設けらｆＬだオリフィス２０
の断面と実質的に等しく、シールリング２２はロータリ
パルプ１６の円筒状外周面に接触しピストンｌＯの駆動
ストロークの終端に対応して燃焼室上に開口するオリフ
ィス２ｏの対応するリプと接触することを示している。

第４図は駆動ストロークの終端に達した後にピストン１
０が再び上昇して圧縮位置に至シ、リング１４はトラン
スファポート１３を閉鎖し、一方ロータリバルブ１６の
回転室はオリフィス２０゜２１を閉鎖して燃焼室を排出
部から切離すことを示す。

本発明のＭ安な設計によれば排気オリアイス２０．１９
．２１はトランスファボート１３の反対側のシリンダ２
内に位置しており、そして大気圧よりも若干高圧のボー
ト１３全通じて流入する新鮮ガスはその前面の排出部の
方向にある燃焼ガスを駆逐することができることに留意
すべきである。この１混合気１の混らない排気ガスの駆
逐効果は排気ガスに加えられる押圧効果によっ−て史に
強化され、該抑圧効果は排出流路固有の振動数がエンジ
ンの回転振動数と調和することによって励起さ扛る。

第４図に示されたサイクルの時点において、掻取シリン
ダ１５は圧縮ストロークの終端へ向って上昇しつつある
ピストン１０の効果によって若干の負圧になっているト
ランスファ室７にキャプレタ１２を接続する入口ボーｈ
ｌｌを開口する。圧縮ストロークの終端へ向うピストン
１ｏの上昇中に、トランスファ室７内の負圧は、新鮮ガ
スの供給とキャブレータ１２とトランスファ室７との間
のガス柱の慣性によって室７が充満されつつあるのにも
か＼わらず、ピストン１ｏの圧縮ストロークが終って圧
縮室４内に圧縮された混合気が燃焼した後にピストン１
ｏが下降し再びその掻取りリング１５によって入ロオリ
フィスｌｌ’ｚ閉鎖し第１図に示された位置になる時ま
で機械的ヒステリンス効果によって維持される。ピスト
ン１０の斐位中に、クランクシャフト８とロータリパル
プ１６との間の連結機構はエンジンの一回転サイクル間
に半回転するようにパルプを回転駆動し且つチャンネル
１９の他方の出口はシールリング２２と協働して開閉金
縁返見す。

第５図に示される実施例によれば第１図〜第４図に示さ
れたエンジンに二つの変形がなさ扛ている。ロータリパ
ルプ１６はチェーン又は歯付きベルト３２によってこの
クランクシャフトに機械的に連続されたプーリ又は中間
ホイール３１に取付けられた駆動ロッド３０によってク
ランクシャフト８の回転と同期して振動回転せしめられ
る。駆動ロンド３０はクランクピンによってその両端を
夫々プーリ３１とロータリパルプ１６に取付けられ、該
パルプ１６はプーリ３１に取付けられた駆動ロッド３０
のクランクビンの圧縮ストロークの終端においてチャン
ネル１９が燃焼室４上に大きく開口すると云う事実によ
り長時間にわたりその最大開口位置に留−まることがで
きる。

この実施例のもう一つの改良によればリング２２の内部
孔と排出管２１の断面とに接続されるチャンネル１９の
長手方向断面は収斂発散型の一般的なベンチュリ管形状
をなしそのネック３３はこの場合には実質的にチャンネ
ル１９の中央に位置しているが排出回路の断面形状がそ
れを許容するのならばこのチャンネルの出口側線部に隣
接して設けられてもよい。充分ガ排気ガス圧のブこめに
発散域における流れは超音速に達しそして排気音。

熱移動及び全圧力の損失は排気圧の如何にか＼わらず大
巾に減少する。

勿論、叙上の実施例は本発明の精神を逸脱することなく
当業者によって数多くの変形応用が可能である。

このようにしてニサイクル内燃Φ関に関して説明した排
気制御システムは排出部及び／又はシリンダの空気取入
パルプを置き換えることによってニサイクル又は四サイ
クルモータに応用可能である。又、ピストン１０の各位
置に対する横断チャンネル１９の位置をこれ以外に調節
することもできる。このチャンネル１９はロータリパル
プ１６内に排気ガス用の予備膨張室を形成するために拡
大された中央部に出現する比較的小さい断面の二つの開
口によって構成されてもよい。

オリフィス２０と２１はチャンネル１９の断面と同様に
円形でもよいが好ましくは面取りされた長方形か正方形
がよい。

オリフィス２０は燃焼室４の壁面のどの個所に設けられ
てもよく、新鮮ガスを燃焼室４内に導入する入口をも構
成する。更に入口ポートはトランスファ室７内の高圧以
外の手段によって供給されてもよくたとえばターボ圧縮
機又はブレードポンプによる圧縮空気を以って満たされ
てもよい。本発明装置の一つの重要な利点はピストンｌ
ＯＱ圧縮ストロークの終端において燃焼室４がリング２
２の内部空間にまで縮小され、燃料噴射が霧状の可燃シ
ートをピストンｌＯの上面又は燃焼室４の側面のリング
２２の入口断面に実質的に平行に供給する噴射器を用い
て行なわれるジーゼルジエン亭 ジンのような高圧縮エンジンの場合にはシーリ７グ２２
が燃焼室４内の圧力だけでロータリパルプ１６上に押圧
されることにある。

一つの変形として、第５図の駆動ロッド３０はクランク
シャフト３４のプーリ又はホイールにｉＧ接に連結され
てもよい。チャンネル１９も成る場合にはロータリパル
プの側面に設けられた横方向スロットに置換えら扛ても
よく、これによって横方向排出部２１を燃焼室４に又は
必要に応じて新鮮ガスの入口に交互に連通ずる。

第６図〜第９図は平滑なローラ又は軸受に支持されたロ
ータリパルプ（第６図）の形をした回転分配器１０１’
を示し、該分配器は高熱ガスの通過によって生ずる膨張
がたとえ異なったとしても孔の壁と接触しないようなり
リアランスを以ってハウジング又は固定子１０１ａの孔
１０２の内部で回転する。ロータの回転方向は分配器１
０１の局面に隣接する矢印によって示されている。

シール要素１０３は内燃機関の燃焼室１０４の気密性を
保つために用いら扛る。この要素はハウジング又は固定
子の溝１０２に垂直な孔１０５内に自由状態で取付けら
れ、大きな作動クリアランスを以って孔内全滑動し、又
燃焼室１０４の方へ向って僅かに円錐状をなしている。

環状リングを形成する要素１０３の外周方向のシールは
一個又は複数個の可撓性シールリング１０６によって保
証される。燃焼室１０４を通過して出口へ向う排気ガス
は分配器内に設けらｎた横断通路１０７及び環状リング
（シールジヨイント）１ｏ３の中央オリフィス１０’７
　ａ　’（ｉ＝通じて排出される。内燃機関の作動中に
回転分配器１０１とそのシール要素１０３とは次のよう
な種々の機械的及び熱的歪みを受ける。即ち １、　分配器１０１と、排気ガスの“火焔射撃”を受け
その熱の大部分を分配器１０１と接触するその表面によ
って放散するシール要素１０３との間の平均温度の差異
。

２、分配器１０１とシール要素１０３を構成する材料は
良好な摩擦及び熱的特性を維持するために異なっており
、シール要素は通常膨張係截が分配器１０１及びそのハ
ウジング１０１ａ’を構成するアルミニウム合金の約半
分の値である鋳鉄で作られていると云う事実。

３、分配器の形状、膨張、その回転と遠心力によって生
ずる機械的歪みのだめの幾何学的菱形。

叙上りパラメータは本来常に一致していなければならな
い分配器の曲率半径ＯＡとシールリング１０３の摩擦表
面の曲率半径ＯＢと金主としてモータからの火焔と排気
ガスの交互の熱的シ田ツクの効果によって変形せしめる
。

本発明のシールリングは切断面１０８に沿う最小断面（
第７図参照）における材料が燃焼室１０４内における（
圧縮の初期の）低いガス圧が作用した時にも大きな可撓
性を有し、要素の曲率半径ＯＢが分配器の曲率半径ＯＡ
と実質的に異なっていても要素１０３の屈曲によって両
者を一致せしめ気密性を保つように常に接触することを
保Ｒ正するように作られている。

第８図は主として分配器１０１との摩擦接触による熱効
果を受けて変形したシールリング１０３を示す。分配器
の曲率半径ＯＡはシール要素の曲率半径ＯＢよりも太き
い。圧力の影響によって要素１０３は外側に向って変形
しＯＡがＯＢに等しくなる。第９図においては分配器の
曲率半径ＯＡが圧力を受けない要素１０３の曲率半径Ｏ
Ｂよシも小さい。燃焼室１０４の圧力の効果を受けてシ
ール要素１０３は内側に変形しＯＡがＯＢＫ等しくなる
。

シール！素１０３の通路１０７ａのオリフィスの内部に
圧力が加わると切断面１０８に沿う最小断面（第７図）
内に最大応力を生じて破裂することがあるのでこの最小
抵抗領域における応力は環状シール要素１０３に用いら
れる材料の機械特性及び抗力に充分に適合するようにな
されなければならないことに留意すべきである。

低弾性係数及び良好な伸長屈曲特性を有する材料たとえ
ばピストンの弾性リング用のスチール又は鋳鉄が最良の
結果をもたらすことが今後の説明で明らかになろう。

第８図に示す曲率半径ＯＢが最終的な半径ＯＡよりも大
きい場合にはシールオリフィス１０３のオリフィス１０
７ａの内部の圧力はオリフィス１０７ａの内壁１０９上
の圧力の作用するシール要素の幾何学的反作用によって
それを湾曲させようとする。

冷却時の始動を良好に行なうために初期曲率半径ＯＢは
シール要素の機械加工の時に分配器１０１の機械加工時
の初期曲率半径ＯＡよりも小さく選定されることが好ま
しい。

シール要素１０３とその孔１０５の間のクリアランスは
その正常な動作に有害な制動を起さない順応性を有する
変形を受容するのに充分でなければならず且つ作動中に
遭遇する可能性のあるすべての場合の充分な研究に基い
て選択されるべきである。

本発明によれば分配器１０１の円筒状外周面１１５とノ
ールリング上に設けられた接合表面１１６との間の表面
接触下に連続的な油膜全維持するためにｆｉＩｉ々の手
段が環状ジヨイント１ｏ３に適用される（第７図〜第９
図）。

これらの手段の一つとして環状ジヨイントとチャンネル
１０７とが接触する際の進入側のジヨイントのリプ１１
７（第８図参照）上に面取り部１１８が設けられており
、接触するシール表面の入口部にオイル溜めを形成して
いる。高圧の油供給源からのミスト又はニサイクルエン
ジンの場合には排気ガスによって搬送された油の単なる
凝縮物は外部に向う排出パイプ１１９に恒久的に接続さ
れた城に供給される。この領域に排出された油は孔１０
５内のシール要素１０３のシールリング１０６によって
阻止され孔１０２の表面と分配器１０１の外周面１１５
との間に含まれた環状空間１１３内に導入されそして面
取シ部１１８にょって形成されたオイル部内に集積され
る。

排気ガスの温度が接触する部品を変形する時には分配器
１０１と金属製環状要素１０３との間に介在する油膜を
維持するためにこれらの部品間に大きな弾力性を持／ζ
ぜることが必要でありこれによって燃焼室１０４内の圧
力は完全にシール要素１０３を分配器に押伺ける。

これによってシール要素１０３のｆ＠小断面１０８は要
素１ｏ３ｉ半径方向に破裂させようとする通路１０７ａ
内の圧力の作用に抵抗するだけの最小の高さにまで縮小
されることができる。更に要素１０３のノｌＩさは分配
器１０１の外径のｌ／１０から１／／８の間にあり、要
素上に作用するロークリパルプ方向の圧力の影響、油膜
を介してロータリパルプ上に押圧されるシール要素の部
分及び燃焼室からのガスの圧力の効果の間の良好な調和
を計る。

ジヨイント１０３の外径とそれをガイドする孔１０５の
外径はロータリパルプ１０１の外径の４／７と６／７の
間にあり該ジヨイント１０３０通路の中央部分、油膜保
持性能の改良さｎ九ロータ　　ＩＪ　パルプの接触表面
及びロータリパルプの回転軸を横切る平面に沿ったジヨ
イントの縁部におけるロータリパルプとの接触領域の湾
曲面との間の良好な調和を計る。この湾曲面はそれ自身
では油膜保持性能が低い。

勿論本発明のシール部材は斜上の実施例に限定されるも
のではなく本発明のオ青神を逸脱することなく当業者に
よって数多くの変形をなし得る。

シール要素１０３の平面基部１２０と分配器１０１を包
含するハウジング１０１ａに設けら扛た軸受面１１２の
間の軸方向クリアランス−１この要ｙ＜１ｏ３のハウジ
ング１０１ａと分配器１０１の膨張に適合し得る最小値
になされなければならない。即ち）々近のニサイクルエ
ンジンにおいては約５／２ｏミリメートルの寸法である
。

更にシール要素１０３は復帰用スプリングがなくても孔
１０５を若干円錐状にしておけは、第６図に示すように
シール要素が燃焼室の頭部に置かれたときに要素１０３
上に作用する重力に対して９ｇ１０３をロータリパルプ
１０１の方に一種の空気力学的効果によって押し返えそ
うとするのでロータリパルプ型の分配器１０１上にしっ
かりと押付けられる。

更に、この要素１０３は孔１０５の直径に非常に近い外
径を有することもでき、これによって燃焼室１０４の圧
力の作用によってその直径が膨張する間に要素１０３は
この溝壁に押付けられ破裂の危険が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例にかメる排気制御装置を具
えた単気筒二サイクルエンジンにおいて。 ピストンがクランクシャフトのケース内に吸入された混
合気の圧縮の初期位置にある側断面図を示す。 第２図は排出部及びシリンダ内の新鮮ガストランスファ
ボートが開かれる直前の前記と同じエンジンを示す。 第３図は駆動ストロークの終端におけるエンジンを示す
。 第４図は燃焼寥の圧縮位相においてピストンがクランク
シャフトのハウジング内の新鮮ガス入ロボートヲ開口す
る瞬間のエンジンを示す。 第５図は排気制御用ロータリパルプが往復回転運動をす
るエンジンの一実施例を示す。 第６図は本発明にかＸるシール要素又は部材を具えた回
転分配器の横断面を示す。 第７図はシール要素の横断面の最小断面を拡大して示す
。 第８図はシール要素が摩擦熱及び／又はロータリパルプ
の表面との接触摩耗によって変形した状態を説明のため
にその横断面を誇張拡大して示す。 第９図もまた排気ガスによって変形した状態のシール要
素の横断面を誇張拡大して示す。 １・・・クランクケース、　　２・・・シリンダ。 ３・・・シリンダヘッド、　４・・・燃焼室。 ５・・・スパークプラグ、　　８・・・クランクシャフ
ト。 ９・・・ドライビングロッド、１０・・・ピストン５１
１・・・入口ボート、　　　１２・・・キャプレタ。 １３・・・トランスファボート、１４．１５・・・ピス
トンリング。 １６・・・ロータリパルプ、　１９・・・横断チャンネ
ル。 ２０．２１・・・オリフィス、２２・・シールリング、
２３・・・孔。 特許出願人 不グル　　ギイ （外１名） 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士　中　山　恭　介 弁理士　山　　口　　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　横断チャンネル金有するロータリバルブ又は回転子
   によって構成され、内燃機関の燃焼室特Ｖこニサイクル
   往彷動エンジン又はロータリエンジンから排気ガスを排
   出するだめの制御装置であって、このロータリバルブは
   モータの回転軸に平行な軸のまわりをモータの回転に同
   期して連続的に又は交互的に回転運動し、そのチャンネ
   ルは一方側において直接に燃焼室に接続されたオリフィ
   ス上に現れ、そして他方側において外部へ向う燃焼ガス
   排出部に接続さｎたオリフィス上に出現し。 これによって圧縮工程の各位相に同期して前記オリフィ
   スを閉鎖し次いで燃焼室を排出部へ接続して燃焼室の排
   気を行ない、該燃焼室の排出部と前記ロータリバルブは
   直接にエンジンの燃焼室に接続されたオリフィスと排出
   部に接続さｎた排出オリフィスを具えた孔内に収容され
   ており。 前記燃焼室と接続されたオリフィスは孔内に収容された
   環状シール内に設けられ燃焼室内の圧力によってロータ
   リバルブに押圧され且つ弾性シールリングなどの−又は
   複数個のシール要素によって囲繞され、該環状シールは
   前記孔内全滑動自在になされると共にその滑動距離は一
   方ではロータリバルブにより又他方では保持肩部によっ
   て制限さ扛ている燃焼室のガス流路の制御装置。 ２　ロータリバルブがエンジンのクランクシャフトの角
   速度の半分の回転角速度で駆動される特許請求の範囲第
   １項に記載された装置。 ３、　ロータリバルブが一方の端がクランクシャフトに
   よって駆動され、他方がロータリバルブに接続されたド
   ライブロッドなどのエンジンのクランクシャフトに連結
   された機械的結合手段によってエンジンの各回転毎に交
   互的な振子振動回転音なす特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載された装置。 ４　ロータリバルブが冷却液を循環せしめるためにその
   横断チャンネルを囲繞する少なく七も−つの孔を含んで
   なる特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれが一
   項に記載された装置。 ５　ロータリバルブと接触する環状シール内に設けらｔ
   ＋、たオリフィスの断面が燃焼室を閉鎖するピストンの
   駆動ストロークの終端において実質的に前記チャンネル
   の軸上に位置する・特許請求の範囲第１項から第４項ま
   でのいずれが一項に記載された装置。 ６、駆動ストロークの終端をピストンが通過する直前に
   ピストンによって開口される少なくとも一つの入口ポー
   トを経て空気が導入されるニザイクルエンジンに適用さ
   れる装置であって、ロータリパルプの駆動軸の角位置は
   エンジンのクランクシャフトに対して、燃焼室が完全に
   清掃されたときにロータリパルプの横断チャンネルが閉
   じ以て新鮮ガスが排気中に混じって損失しないように調
   節される特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
   か一項に記載された装置。 ７、　クランクシャフトに対するロータリパルプの駆動
   軸の角位置がロータリパルプの横断チャンネルが駆動ス
   トロークの終端において入口ポートがピストンによって
   開口される直前に燃焼室上に開口し始めるように調節さ
   れる特許請求の範囲第６項に記載された装置。 ８、　クランクシャフトに対するロータリパルプの駆動
   軸の角位置が燃焼室とロータリパルプの横断チャンネル
   との接続が圧縮ストロークの終端へ復帰する途中のピス
   トンによって入口ポートが再び閉ざされた直後に完了す
   るように調節される特許請求の範囲第６項又は第７項に
   記載された装置。 ９、前記排気システムの長手方向断面において。 ロータリバルブ内に設けられた横断チャンネルの少なく
   とも内側は収斂発散型のベンチュリ管の一般的な形状を
   有し、これによって排気ガスの全圧力の損失及び／又は
   熱移動を減少し必要な個所においては超音速の排気をな
   し、更に該ベンチュリ管のネック部は前記チャンネルの
   出口縁部の一つに設けられている特許請求の範囲第１項
   から第８項までのいずれか一項に記載された装置。 １０　　前記二つのオリフィスの軸はエンジンのシリン
   ダの軸と実質的に合致し且つシリンダヘッド内に設けら
   れた燃焼室の中央に存在する特許請求の範囲第１項から
   第９項１でのいずれか一項に記載された装置。 １１、特許請求の範囲第１項から第１０項のいずれか一
   項に記載されたロータリバルブ制御装置が燃焼室の壁に
   隣接して介在しているエンジンの各燃焼室の壁土に排気
   回路を具えた内燃機関。 １２　　排気回路とそのロータリパルプとが別体として
   作製され後で燃焼室のシリンダヘッドに取付けられる特
   許請求の範囲第１１項に記載されたエンジン。 １３　　ロータリパルプを受容する排気回路の一部がそ
   の作製時に燃焼室に組込ま扛た要素としてたとえば鋳物
   及び／又は素材の機械加工によって作製される特許請求
   の範囲第１１項に記載されたエンジン。 １４　　ロータリパルプの回転軸を横切る軸を有する環
   状シールジョインＩｆ含み、該ジヨイントは燃焼室内の
   圧力によって案内孔内を軸方向に動いてその外部表面で
   ロータリパルプをシールするように押圧して特許請求の
   範囲第１項から第１３項のいずれか一項に記載された内
   燃機関の燃焼室の排出ボートの気密性を確保する少なく
   とも一つの貫通したチャンネルを有する実質的に円筒状
   をなすロータリバルブ用のシール部材であって、該ジヨ
   イントの案内孔は常にロータリパルプの方向にジヨイン
   トｅ向かわせるように若干円錐収金なし更ニロータリバ
   ルプとジヨイントの間の接触領域はロータリパルプを貫
   流するガスの圧力が加わるにもか＼わらず維持される油
   膜によって潤滑されるシール部材。 １５　　ジヨイントの縁部がロークリバルブに接するジ
   ヨイントの各端部においてロータリパルプの回転軸を横
   切る平面に沿って９０°より小さい角度のリブを形成し
   、該リプはロータリパルプに設けられたチャンネルがこ
   の環状ジヨイントに接触するべく出現する進入側に設け
   られオイル溜めを形成するように面取りされておりこれ
   によって油膜がロータリパルプと環状ジヨイントの接触
   面の間に浸入するようになされている特許請求の範囲第
   １４項に記載された部材。 １６　　該環状ジヨイントはその軸方向最小断面部分に
   おいてジヨイントの内側に存在する燃焼室の圧力に対抗
   し得る強度を保証するｌ【↓小の高さに近似した軸方向
   高さをイ１しイのため該ジヨイントはロータリバルブに
   対して良好な弾力性を以って押しつけられ且つ油膜の保
   持性能が改善される特許請求の範囲第１４項又ｔニノ、
   給１５項に記載された部材。 １７、該環状ジヨイントはその軸方向に変化する壁厚を
   有しその最小断面の所におけるその慣性は約０．１〜１
   バールの小さい過剰圧力でロータリパルプに押圧される
   ジヨイントとそのシールｉ＜１Ｈ材の変形をもたらすが
   一方燃焼室の圧力の影響によってジヨイントが破裂する
   ことのない強度を保６正するように決定される特許請求
   の範囲第１４項から第１６項までのいずれか一項に記載
   された部材。 １８、　ＥＭ状ジヨイントの外径はロータリパルプの外
   径の４／７〜６／７の間に含ま扛、こ扛によってジヨイ
   ントの中央通路部分、油膜の保持能を改善されたロータ
   リパルプとの接触面及びロータリパルプの回転軸を横切
   る平面に沿うジヨイントの縁部における油膜保持性能の
   小さいロータリパルプとの接触面の湾曲との間の良好な
   適合性を実現する特許請求の範囲第１４項から第１７項
   までのいずれか一項に記載された部材。