JPS6095113A - デイスク形入口弁を有する内燃機関 - 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】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関に係り、更に詳細にいえば。

ディスク形人口弁を有する内・燃梯関に係るものである
。

従来の技術及びその問題点 高性能２ストロークエンジンでは間に挾い間隙を形成し
並んだ１コ孔が設けである２つの固定した部材から成る
大口弁と間隙内に回転するよう装着され口孔と合わさる
切欠き部分を有し１完全回転する毎に大口弁を開いて混
合流を流入させろディスクとを設けることが知られてい
る。一般ｅ（ディスク弁と呼称されているそのようなり
「ではディスクは、たとえは、このディスクの中ｄ）　
Ｋ　ｆ役けたスプライン孔に係合するクランクｒｉｌｌ
圏キイ留めしたスプラインハブによりクランク軸にそ旧
と共に回転する。よう同定されている。そのよりなｔ７
Ｉｉ造にすると、入１１σ「の開閉タイミンク（Ｊ一定
１／Ｃされクランク軸に相対的なディスクの角度位１〆
１′に」、り決まる。始動を容易にしたり、低速回転て
の高（・トルクおよび高速回転での高い出力といった望
ましい特徴はそれぞれ弁の異なる理想的開閉タイミング
を必要とする。この理由のため、従来技術のエンジンで
は、大口弁の開閉タイミングは中庸を選択していた。

本発明の１つの面によれば、ディスク膨大目方を有する
内燃機関には大口弁の開閉タイミングを変える手段が設
けである。

開閉タイミングを変えるにはディスクの回転軸線に相対
的に入口々孔の先縁または後縁もしくはその両方の角度
位置を変えそれにより入口弁が開くか閉じるかもしくは
開閉するクランク軸の回転サイクルにおける位置を変え
るかクランク軸に相対的にディスクの位相関係を変える
ことにより行うことができた。

特に好ましい１つの構造では、ディスクはクランク軸に
相対的にディスクを限られた角度運動させる駆動列を介
してクランク軸から駆動しまたクランク軸に相対的にデ
ィスクの角度位置をエンジンの運転重性に応じて制御す
る手段が設けである。

本発明のこの好ましい具体例では、ディスクはエンジン
が静止している時と始動中とにクランク軸に相対的なそ
の角運動の１つの局限位置Ｗ保持される。この角度位置
では大口弁のタイミングを最大限早めることができるよ
うＫｌ−従って、エンジンの始動を一層容易にする。エ
ンジンの速度が増すに従い、ディスクは他の局限位置に
向げ２１１１次に連動しそれにより入口デの開きを漸次
に遅らせる。ディスクが入１コ弁の開きを十分に遅らせ
る缶。

置になると、エンジンの運転肋性にある所定の変化があ
るまでたとえば、エンジンの速度が減少するまでディス
クをこの位置に保持する手段を設けることが好ましい。

変形した構造で番フ、入口１々孔の先縁が後Ｈもｌ。

くはその両方を可変におおう１つまたはそれ以上の数の
マスキング部材が設は−Ｃある。従って、エンジンが静
止している時、マスキング部旧は始動に好適に入口町を
設定１−る位置を占め、マスキング部ｅｌはエンジンの
高低いりｉｔも′０）速度て性能を好適にするため人口
々孔のう１．縁と後縁とり）角ルー缶置を変えるようエ
ンジンの運転特性に従い制御される。

本発明の前記した目的およびその他の目的はその種々の
変形と共に添付図面を参照して以下に好ましい具体例に
ついて説明すること妊より明かになることと思う。

第１図を参照すると、シリンダ２とクランク室３とを備
えた２ストロークエンジン１が示しである。気化器４が
その咽喉部がクランク室の端部カバー５に設けたに１孔
と並ぶようクランク室３に固着されている。端部カバー
の口孔とクラ′ンク室の内部との間の連通はエンジンの
クランク４１＋　ｖｃそれと共に回転Ｎ−るようキイ留
めしたディスク（図示せず）により制御する。ディスク
は・ｔｈＡ１部カバー５とこのカバーの口孔と並んでい
る口孔を含みカバーとほぼ同じ平面にある支え部材との
間の狭い間隙に位置決めされている。ディスクは切欠き
部を有し、この切欠き部は前記口孔と合わさり気化器と
クランク室の内部との間を連通し燃料と空気との混合物
の流れが気化器とクランク室との間な流れるようにする
。切欠き部が口孔と合わさらない各サイクルの一部分中
ディスクは口孔をほぼ密封する。

この型式の従来技術のエンジンではディスクはクランク
軸にそれと共に回転Ｉ゛るよう装着され入ロデの開閉タ
イミングは一定でＭｉ］記した如き欠点を有している。

第２図と第３図とを忽１６Ｎ−ると１本発明の２ストロ
ークエンジンの端部４分か断ＩＭｉ略図で示しである。

エンジンは☆；１，１部カバー８をイ、−，ｌ−７，、
クランク室に装着した軸受匠支持されているクランク＋
ｆＱｂ　７を有している。気化器９カ’　ｌ’：ｌ’ｊ
部カバカバー８−１孔１０に連通して端部カバー８に装
着されている。支え部材１１がクランク室に固着され’
ｊ：：ｔｔ　；“ａｊ＋カバー８２共働して狭い間隙を
形成し、この間隙にはプ［ディスク１２が位置゛決めさ
れている。ディスク１２は切欠き部を有していて、この
切欠き部はＬ１孔１０と支え部ｉｔ’ｌｌの対応づ−る
１」孔１０．Ａとに合わさると「弁開き」状態を生じる
。ディスク１２の中実部分か１」孔に合わさると１町閉
じ」状態を生じる。ディスク１２はハブ１３に互いに係
合するスプラインにより装着されそれによりディスク１
２は）・ブ１３と共に回転するがハブに相対的に軸線方
向に自由に可動である。

従来技術の構造では、ハブ１３はクランク軸７にキイ留
めされ従って、ディスク■２を装着すると弁の開閉タイ
ミングは一定していた。

本発明のこの具体例では、ノ・ブ１３．はクランク軸７
に相対的に限られた程度回転でき従って、メ［１ｙ「の
開きタイミングはある限界内で可変である。

この目的のため、ハブ１３はクランク軸７ｖｃキイ留め
されずクランク軸７を横切り延びているピン１４の両端
が係合している。ピン１４はクランク軸７に形成した１
対のスパイラル状溝１５．１６にすきまはめしてなる。

従って、ピン１４がクランク軸７の軸線方向に動くと（
矢印Ａ−１３の方向Ｋ）、ピンはクランク軸の回転軸線
を中心として回転するように強制されろ。ピン１４の両
端がノ・ブ１３の溝ｖＬ緊密にはまっているので、ピン
１４が軸線方向に動くとハブ１３をクランク軸に相対的
にスパイラル状溝」５゜１＋；ｄ）稈＋ｍ−ｔｉｔとり
沙主Ａ１−１σ界内て・１臼１４云さぜる。

ピン１４の長°さ方向の動きはピンを収容する横断孔を
有するスピンドル１７ニより制御される。スピンドル１
７ばばねＩ８によりクランク軸７に相対的に左方に（図
面から見て）偏倚されそれによりピンＩ４は通常では溝
１５．１６の一端になる位置を占める。

スピンドル】７．ピン３４．ハブ】：３およびディスク
１ｚがこの位ｗＫなると、入口弁の開き（および閉じ）
は可能な限り最も進んだ位置になり、それによりエンジ
ンの始動を容易匠する。種々の部品は、エンジンの速度
がディスク１２とハブ１３とに作用１−イ）慣性および
摩擦力がはね１８の偏倚力に打ち１１（ｊつ（で十分て
ピン１４かスパイラル状で１４１５１　１＋＋の他端Ｉ
　Ｋ　１ｉｉｌけ動き始めスピンドル１７を図面から見
て右方に動かしディスク１２をクランク軸７ＫＡｌｌ幻
的匠回転さぜるようＫなるまでは、始動状７ｊトＶζイ
ｌＡ１持さＪする。

そのような運動ｆより入口す１′の開閉をＩＩｉ＋次Ｗ
遅らぜる。

最後に、ピント１はスパイラルｅ）ＶＩｌ、’ｉ　、Ｉ
＋ｉの他方の局限位置に達しそれＫより入１．１−ｊ１
’の開閉を最大限遅らせる。この際＆１　＋　スピンド
ル１７はエンジ／のクランク室に固定した磁石１９に係
合するに十分な程度軸線方向に運動する。磁石１９とス
ピンドル１７（もちろん、鉄系でなければならない）と
の間の磁気的吸引によりスピンドル１７を磁石１９に圧
接させディスク１２を十分後退した位置に保持する。こ
の状態はエンジンの速度が減少するまで続き、エンジン
の速度が減少するとクランク軸よりも速く回転する傾面
のあるディスク１２と・・ブとにより生じた慣性力がピ
“ン１４とスパイラル状溝１５．１６とを介してスピン
ドル１７ニ作用してスピンドルを磁石１９から遠ざかる
よう動かす。スピンドル１７が磁石を肉１１れると直ち
に、ばね１６がディスク等をその元の位置ｆ戻す作用を
行う。

以上説明したものは特に好ましい具体例であるが、多く
の変形したり変更したりした構造も可能１．１であるこ
とは理解できよう。−たとえば、磁石１９は永久磁石で
もまたはスピンドルを解放するため選択的に消勢できる
電磁石でも良い。、前記した如くスピンドル１７を保持
するため他の機械的、　′ＮＡ；気的または電子的掛は
全装置を使用することもできる。

そのような装−置を使用１−る場合スピンドルの解放は
エンジン速度、エンジン速度の変化、排気圧。

またはその他の所望の特性により制御できる。

更にまた。スピンドル１７０輛線方向位置、従って、ク
ランク軸に相対的なディスク１２の角度位置はスピンド
ルを所望の位置に位置決めするため任意適当な作動子を
使用して直接制御できる。

図示していないが９本発明の更に１つの具旧・例では、
内外いづれかの板に設けた入口々孔の先縁か後縁かもし
くはその両方πマスキング部相か設けである。マスキン
グ部材の位置は入１］々孔の先縁と後縁との角度位置を
決める任λ１適当な手段Ｗより制御できる。この構造（
プクランクｉｌ！ｌｌ＋　Ｋ　；＋１１　＊Ｊ的に角度
的に一定したディスク１２に関連し−Ｃか前、１１２し
たディスクに関連して使用てきる。

もし所望ならば１本発明は動力制御された４）［似非に
関連して使用でき、その場合には、あらゆる運転条件の
下で性能を好適に１−るため排気弁を入口弁の制御とは
別個に制御するか入口す［と１）１気井とを共に関連づ
りて制御できる３、人１」九の開閉タイミングは同様に
制御された排気デを使用しなくても排気圧匠応答して制
御できる。

以上の説明ＶＣより、クランク軸に相対的に限られた角
度距離可動なディスクを使用することにより入口弁の開
閉タイミングを制御できる。マスキング部材を使用する
とまた人口弁の開閉タイミングを制御でき、また更に人
口弁の開いている時間（クランク軸の回転角度）を制御
できる。

第４図を参照すると、をシリンダ２ストロークエンジン
が部分断面図で示しである。１つのシリンダに関連した
部分のみが示しであるが、各追加のシリンダが図示した
ものと同様な構成要素に関連していて図示した部分の右
方（図面から見て）に位置決めしであることは狸ｊＩＩ
’ｒする必要がある。

第４図ｆ　７１％したエンジンｚ１は従来方法でクラン
ク室２３．　Ｋ装着したｄｌｔ受に支持されているクラ
ンクｄＱｂ　２１を有している。明確にするため接続枠
は省略しであるが使用するとクランク２４　Ｋ係合する
。クランク軸２１は駆動プーリー等を受けるテーノく状
端部５で終っている。各シリンダに関係したクランク室
の帯域（図示したエンジン部分の場合πは帯域２６）ニ
は前記した一般形式のそれぞれのディスク人口弁２７が
設けである。すなわち、２つの接近して間隔をあけた口
孔付き部材間に装着されディスクの切欠き部分を口孔と
合わさったり離したり運動させる回転ディスクが設けで
ある。弁のディスクはシャフト２８Ｖｃそれと共に回転
１−るよう固定され、このシャフト２８はクランク軸２
工の回転軸線と平行なシャフト３０により傘２９を介し
て駆動される。シャフト加はエンジンの−４−べてのテ
ィスフ弁に共通で、従って、１−べてのディスクツ［は
／ナフト３０が回転すると同期的匠回転ぜしめら」・し
ろ。

シャフト３０はもし所望ならばエンジンの他の構成要素
を駆動することもできる１、 シャフト３０はクランク僧ＩＩ　２１　Ｋ　ｌ−・ｂ＋
’ｉシたビニ珂ン３１から可変の駆動桧、構３２を介し
て駆動される。。

可変の駆動機構３２はクランク軸２１　Ｋ相対的に／ナ
フト３０を制御されて回転運動させ従ってクランク軸に
相対的にディスクの位１〜の位相をＪり「望Ｖ（応じて
変化さぜそれＫより人Ｌ１力の開閉タイミ／りを適当に
変える。

可変の駆動機構３２はシャフト３０の端部に孔３；３を
（Ｉｔｆｉえ、この孔内匠は鋼製ボビン３４が滑動可能
に収容されている。ボビン３４は緊密なすべりはめにし
てピン３５を収容する横断孔を而している。

ピン３５はシャツｌ−３０ｖｃ設けた１対のスパイラル
状スロット（唯１つのスロットしか設けていな（・を貫
通して突出しオれぞれの端部がピニオン３１とかみ合っ
ているピニオン３８　Ｋ設けたそれぞれの溝３７に収容
されギいる。圧縮ばね３９がボビン：３４とシャフト３
０の端部に固着したナツト４０との間に位置決めされて
いる。ばね３９はボビンを図面から見て右方に偏倚させ
それによりエンジンが連転していない時ピン３５を図示
した位置ニ保持する。

ピン３５がこの位置にあるとピニオン３８をシャフト３
０に相対的に大口弁のタイミングを最大限進めるような
位置にする。

使用に際して、エンジンの回転速度が増すに従い、　ピ
ニオンあけシャフト３０に相対的に第２図に関連して説
明したようにシャフト７に相対的にディスク１２が運動
するのに似て運動しそれにより入口デの開閉タイミング
を漸次に遅も１−ｏ　シャツｌ’３０に相対的にピニオ
ン３８が運動１−ろとピン３５をスロット３ｏＶｃ沿い
運動させボビン３４を左方Ｋ　ｄｉ動させばね３９を圧
縮する。ピン３５がスロット３６内の運動の限界に達し
クランク室に装着した永久磁石４１　Ｋ係止される。磁
石４１は第２図の磁石１９に関連して説明した如く作用
してエンジンの回転迎度が減少１−るかその他の制御要
因妊よ１７掛は留め効果か打ち消されるまで十分遅れた
状態ｆ保長１−る。

第２図に示した如き秒々の変更を第４１ヌ１の只体例に
も適用できることは３１１１解てきよう。

本発明を２ストロークエンジンの人１］　＊ｌ’　ｌｒ
ｉ：特ｅ（関連して６５ｒ、明したか、たとえは１回転
１−る４Ｊｌ気力または４ストロークエンジンの回転１
−る人１ｊ　ｊｌ’の如き他の回転１−る力妊も応用て
きること＆ｊ−理１リイてきよう。

【図面の簡単な説明】

第′１図はディスク形式１−．１　ｊｒを不Ｊする従来
技術のエンジンの端１ｒｉｉ図、第２図は本発明沙）１
つの具体例に使用するディスク弁の略図、第３図は第２
図のＸ−Ｘ線に見た図、第４図は本発明の好ましい具体
例の一部断面部分図である。 （外５名） Ａ一旦 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）大口弁（２７）の開きまたは閉じもしくはその両方
   のタイミングを変える手段（３２）が設けであることを
   特徴とするディスク形人口弁を有する内燃機関。 ２）入口弁（２７）のタイミングを変える手段（３２）
   が大口弁（２７）のディスクとエンジンのクランク軸（
   ２１）との間の位相関係を変える手段を（ｆｉｉｉえて
   いる特許請求の範囲第１項の内燃機関。 ３）ディスクがクランク軸（２１）からディスクとクラ
   ンクＭ（２１）との間の位相関係を変える用度要素（３
   ２）を含む駆動列（３１〜３８．３２．３０　）を介し
   て駆動される特許請求の範囲 ４幾関。 ／Ｉ）内燃機関が複数のディスク膨大１」プ丁（２７）
   を含むすべてのディスクとクランク’ＩＩＩ（２１）　
   との間の位相関係を同時に変える１つの可変要素（３２
   ）が設けてある特許請求の範囲第３項の内燃機関。 ５）ディスクが共通のシャツ｝　（３０）　Ｋより駆動
   され，可変要素（３２）が共通のシャフト（３０）とク
   ランク軸（２１）との間π駆動接続部を形成している特
   許請求のＲ１ム囲第４項の内燃機関。 ６）入ロデのタイミングを変える手段（３２）が内燃機
   関の回転速度の増大ｅζ応答して入口プ［の開きを遅ら
   せる前記各項のいづれか１つの内４？＜　樵１８Ｉ＋ｌ
   　。 ７）大口弁がその十分に遅らされた位置Ｃ達すると係止
   手段（　３／Ｉ，　４１　）か）剪除されるまて入口弁
   を十分に遅らせた位ＭＫ保持する係ｄ一手段（３・１〜
   ４１）を含んでいる特許請求の範囲第６項の内燃機関。 ８）係止手段（３／ｌ．／ＩＩ）か内燃機関の回転速度
   の減少に応答してｊＷ除される’Ｌｊｌ１ｊ’ｌ’　４
   Ｌ’ｌ’　Ｊ（０１１１毛囲第７項の内燃機関。 ９）係止手段が人口プ１が寸分に遅らされることに相１
   １ｆする位１０ｕいて人１」フ１のクイミ／りを変える
   手段（３２）の部品（３４）を』ｊ１け留めする磁石（
   ４１）を備えている慣訂ｇｉ’ｆ求の範囲第７項またＧ
   Ｊ第８項の内燃機関。 １０）入口弁のタイミングを変える手段が入−口弁π関
   係した駆動シャフト（３０）ｖｃ袋装着れシャツ（３０
   ）に設けたスパイラル状スロ：ｙ）（３６）ＶＣ位簡決
   めされた横断ピン（３５）を含み該ピンはシャツ１−　
   （３０）　Ｋ相対的に軸線方向に運動することによりシ
   ャフトに相対的に回転するように配置され。 さらにシャツ）　（３０）　Ｋ装着され横断ピン（３５
   ）［それと共に回転するよう固着したディスク駆動列の
   一部を形成しているハブ（３８）とＵｌ断ピン（３５）
   をシャツ）　（３０）の軸線方向に偏倚させそれによリ
   シャフ）　（３０）が回転していないと横断ピン（３５
   ）がスパイラル状スロッ）　（３６）の１つの局限位置
   になりハブ（３８）がシャフト（３ｏ）Ｋ　相対的ｃ　
   １つの局限角度位置になり、内燃機関が加速するとピン
   （３５）をシャツ）　（３０）の軸線方向に動力化それ
   によりシャフトに相対的にハブを回転させるようにして
   なる特許請求の範囲第６項ないし第９項のいづれか１つ
   の内燃機関。