JPS63124814A

JPS63124814A - 内燃機関

Info

Publication number: JPS63124814A
Application number: JP27140086A
Authority: JP
Inventors: Hatsuo Sakochi; 迫地　初男
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-05-28
Also published as: JPH0432204B2

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、シリンダ内で空気と混合した燃料を爆発的に
燃焼させピストンに往復運動を与える内燃機関に係り、
特にシリンダに対し吸気、排気を行なわせる弁の改良に
関する。

（従来の技術）従来、この種の内燃機関において、シリンダと吸気管ま
たはシリンダと排気管とを連通する通路の開閉は、弁体
が往復運動をする弁によって行なっていた。すなわち、
その弁体は常にスプリングによって上記通路を閉とする
ように押圧されており、クランク軸の回転に応じて回転
するカムによりスプリングに抗して移動し、上記通路を
開とするものである。

（発明が解決しようとする問題点）この従来の弁によると、弁体が往復運動をするため振動
や騒音が発生し、しかも弁体がカムにより押圧されたと
きスプリングに抗して移動するためパワーロスが大きい
という問題があった。また、従来の弁は構造が複雑であ
り、吸気、排気を行なう際に、ガス通路に弁体がおるた
め流動抵抗が大きく、吸気及び排気効率が悪いという問
題もおった。

本発明はこのような従来の問題点を解消するためになさ
れたもので、その目的は振動や騒音が少なく、吸気及び
排気効率が良く、簡単な構造であってしかもパワーロス
の少ない内燃機関を提供することである。

（問題点を解決するための手段）本発明では、シリンダと吸気管またはシリンダと排気管
を連通ずる通路を回転によって開閉する弁体を有する弁
と、クランク軸の回転角度に応じて弁体を回転させる回
転駆動手段とを備えた内燃機関を作成した。

（作用）回転駆動手段が弁体を回転させると、クランク軸の回転
角度に応じて上記通路は開閉する。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
２図は本発明の内燃機関の外観を示す斜視図、第３図は
第２図のＡ−Ａ断面図、第４図はこの内燃機関の組立斜
視図、第５図は第４図に示す部品の一部を組立てた後の
状態を示す平面図第１図は本内燃機関の機構の要部を示
す斜視図である。この実施例は４サイクル機関であり、
４気筒の内燃機関である。

第２図において、１はハウジングでおる。ハウジング１
からは回動自在とされた軸２，３．４が突出しており、
これらの軸２，３．４にはギヤ５６．７が取付けられて
いる。ギヤ５，６．７にはタイミングベルト８が掛けら
れており、これらは連動して同一方向に回転するように
なっている。

軸２に対する軸３，４の減速比は１／２となっている。

ハウジング１にはまた排気管９，１０、吸気管１１．１
２が取付けられている。ハウジング１の上面は軸２，３
．４方向に溝状の凹部が形成されており、その凹部には
点火プラグ１３が取付けられている。軸３，４、ギヤ６
．７、排気筒９，１０、吸気筒１１．１２は夫々対称的
に設けられているものである。尚、本実施例は４気筒の
内燃機関であり、第２図はハウジング１の最端にある１
気筒に相当する部分を示したものである。

次に、本内燃機関の要部を第１図を参照して説明する。

第２図に示した軸２はクランク軸でありピストン２０の
往復運動によって回転する。軸３゜４はピストン２０の
移動方向に対し直角方向に配置された円筒状の弁体２１
．２２に同軸的に固着されている。弁体２１は第６図〜
第８図（第６図は弁体２１の一部切欠斜視図、第７図は
第１図に示す弁体２１のＢ−８断面図、第８図は弁体２
１の側面図）に示すように、開口部２３ａ〜２３ｄを有
している。開口部２３ａ、２３ｂはこの弁体２１が回転
したときにシリンダ３０の側壁上部に設けられている開
口部３１ａに対向する位置に至るように設けられている
。そして開口部２３ａ、２３ｂは第７図の断面図に示す
ように夫々の中心と弁体２１の中心とを結ぶ線分が９０
’をなす位置に設けられている。また弁体２１の内部は
隔壁２４によって仕切られており、この隔壁２４により
、開口部２３ａと開口部２３ｃとを連通する通路と、開
口部２３ｂと開口部２３ｄとを連通する通路が形成され
ている。弁体２２については第１図に示すように弁体２
１と同様の開口部２５ａ〜２５ｄが設けられている。そ
して開口部２５ａ、２５ｂは、この弁体２２が回転した
ときにシリンダ３０の開口部３１ａと対称的な位置にお
る開口部３１ｂに対向するように配設されている。弁体
２１の隔壁２４に相当する弁体２２の隔壁（図示せず）
は開口部２５ａと開口部２５ｃを連通する通路、開口部
２５ｂと開口部２５ｄを連通ずる通路を夫々形成するよ
うに設けられている。

尚、この実施例は４気筒の内燃機関であるから第１図に
は示されていないが軸２（クランク軸）に回転力を与え
るピストンとそのシリンダを他に３組備えている。それ
ら各シリンダは弁体２１と弁体２２の間においてシリン
ダ３０と同様にして弁体２１２２の軸方向に配設されて
いる。そして第１図に示す弁体２１．２２の延長上には
各シリンダに対応する開口部と隔壁が設けられている。

以下の構成の説明において、各シリンダとそれに対応す
る構成は同様でおるので、第１図および第２図に示す１
気筒について説明し、他は省略する。

次に、第４図の組立斜視図を参照して本内燃機関の詳細
な構成を説明する。第４図に示すようにギヤ６を取付け
られた軸３を有する弁体２１は、開口部２３ａ、２３ｂ
を含む部分を円筒状のシールド部材３５によってシール
ドされる。シールド部材３５の側面図を第９図（ａ）に
示し、その正面図を第９図（ｂ）に示す。これらの図に
示すようにシールド部材３５の正面には開口部３６が設
けられており、この開口部３６の周縁部３７は突出して
いる。また、開口部３６に対向する側には３つの突起部
３８が軸方向に配設されている。このシールド部材３５
は第１０図〜第１３図に示す板状の部材を湾曲して形成
したものである。第１０図は平面図、第１１図は側面図
、第１２図は第１０図のＣ−Ｃ断面図、第１３図は第１
０図のＤ７Ｄ断面図である。これらの図に示すようにシ
ールド部材３５は、その板状の部材の両端に相当する部
分が重なった状態となっている。従ってシールド部材３
５に弁体２１を挿入すれば、弁体２１はシールド部材３
５の内壁と弾力的に接触する。このシールド部材３５は
硬質の金属で形成された本体４０とその本体４０の内側
に複数の帯状に形成された凹部に嵌め込まれたオイルメ
タル部材４１とから成っている。オイルメタル部材４１
が密着する本体４０の部分には複数の貫通孔４２が設け
られている。再び第４図を参照して説明する。４５．４
６はころがり軸受である。ころがり軸受４５．４６はシ
ールド部材３５をその両端から挟持する状態に設けられ
、弁体２１を滑らかに回転させる。尚、ころがり軸受４
５．４６のカバーと弁体２１との間隙はシールドリンク
４７によって塞がれている。第４図中５０はハウジング
１の本体部であり、シリンダ３１を形成する円筒状部材
５１が嵌め込まれている。５２は、シールド部材３５の
開口部３６とシリンダ３１との間でガスを流通させる通
路を形成する接続部材である。接続部材５２は貫。

通した穴部５３を有しており、その穴部５３のシールド
部材３５側の周縁は段部が形成されており、その段部に
シールド部材３５の周縁部３７が嵌合する構成となって
いる。接続部材５２は、シリンダ３１を形成する円筒部
材５１と同材質である。尚、弁体２１とギヤ６との間で
軸３に取付けられたシールド部材５５は、ハウジング１
と弁体２１との間隙に注入されるオイルをシールするも
のである。ハウジング１の本体部５０には、軸３、シー
ルド部材５５、弁体２１、シールドリンク４７、ころが
り軸受４５．４Ｂ、シールド部材５５および接続部材５
２から成る組立体の下部に対応する凹部が形成されてい
る。尚、シリンダ３０を形成する円筒部材５１も上記凹
部に対応して切欠かれており、上記組立体が上記凹部に
嵌合したとき、接続部材５２はその切欠部分に嵌合する
構成となっている。そして接続部材５２のシリンダ３０
側の面は円筒部材５１の内壁面と同一の曲面をなすよう
に形成されている。第４図に示す５６はハウジング１の
蓋部で必る。蓋部５６の下面は図示せぬが、本体部５０
に設けられた凹部と対称的な凹部が形成されている。更
に第４図に示す５７は第１図および第２図に示した排気
筒１０に接続される管であり、ハウジング１に嵌め込ま
れている。管５７のハウジング１の内側端部は弁体２１
の外周面に沿う形状となっている。また、第４図に示す
５８は波状に形成された板ばねである。この板ばね５８
はシールド部材３５の上側外周面に沿って３本、下側外
周面に沿って３本（図示せず）夫々ハウジング１（本体
部５０あるいは蓋部５６）との間に挿入されて配置され
るものである。

第４図に示した各部を組み立て、蓋部５６を除いた状態
の平面図を第５図に示し、蓋部５６を含めて組み立て、
第２図に示すＡ−Ａ方向の断面図を第３図に示す。第５
図に示す６０、第３図に示す６１は冷却水用通路でおり
、第５図に示す６２はボルト穴である。第４図に示す蓋
部５６を本体部５０に、取付けるボルトはこのボルト穴
６２に螺合する。第３図に示す６３はオイル用通路でお
る。尚、オイルは第４図に示した組立体とハウジング１
との間を常時溝たすように供給されている。第３図に示
すようにシールド部材３５と接続部材５２との間には間
隙６５が設けられている。この間隙６５は、シールド部
材３５の径が変化したときに、シールド部材３５を軸方
向に直角に移動させ、弁体２１とシールド部材３５とを
均一な力で接触させるために設けたものである。

次に、本内燃機関の動作を説明する。前述したように、
本内燃機関は４気筒であるが、各気筒の動作はタイミン
グが異なるだけで他は同様であるので第１図に示した１
気筒について説明する。

本内燃機関は、吸気、圧縮、膨張、排出の各行程をくり
返し行なう４サイクル機関である。この実施例において
、軸２（クランク軸）に対する弁体２１．２２の回転の
減速比は前述したように１／２である。

まず、吸気行程において、弁体２１．２２は第１４図に
示す位置にある。すなわち弁体２１の開口部２３ｂはシ
リンダ３０の開口部３１ａに対向する位置に、そして、
弁体２２の開口部２５ｂはシリンダ３０の開口部３１ｂ
に対向する位置におる。また弁体２１の開口部２３ｄは
吸気管１１の出口に、弁体２２の開口部２５ｄは吸気管
１２の出口に夫々対向する位置にある。このとき、吸気
管１１．１２はシリンダ３０と連通し、空気と混合した
燃料がシリンダ３０内に導かれる。次の圧縮、膨張（点
火爆発）行程において、弁体２１゜２２はシリンダ３０
の開口部３１ａ、３１ｂを閉塞する位置にある。次に、
排気行程において、弁体２１．２２は第１５図に示す位
置にある。すなわち、弁体２１の開口部２３ａはシリン
ダ３０の開口部３１ａに対向する位置に、そして弁体２
２の開口部２５ａはシリンダ３０の開口部３１ｂに対向
する位置におる。また弁体２１の開口部２３Ｇは排気管
１０の入口に、弁体２２の開口部２５Ｃは排気管９の入
口に夫々対向する位置にある。このとき排気管９，１０
はシリンダ３０と連通し排気ガスはシリンダ３０から排
気管９，１０に導かれる。以上の行程をくり返し行ない
、軸２（クランク軸）は回転する。シリンダ３０の開口
部３１ａに対する弁体２１の回転角度と、各行程との関
係を第１６図に示す。

第１７図はこの内燃機関全体の吸気、排気時のガスの流
れを模式的に示した図である。この図に示す矢印Ａは吸
気ガスの流れを示し、矢印Ｂは排気ガスの流れを示す。

また図中工〜ＩＶはシリンダを示している。シリンダニ
が上記の説明のシリンダ３０に相当する。この図に示す
ように、本内燃機関の吸気管または排気管は、隣接する
シリンダについては共用となっている。

すなわち、シリンダニとシリンダ■の吸気管、シリンダ
■とシリンダ■の排気管、シリンダ■とシリンダＩＶの
吸気管は共用となっている。そして弁体２１．２２には
、シリンダニ〜ＩＶ内の各ピストンが通常の４気筒の内
燃機関の場合と同じ動作を行なうことができるように、
各シリンダに対応する開口部および隔壁が設けられてい
る。

本実施例によれば弁体の開口部を被覆するシールド部材
が弁体の周面と弾力的に接触するのでその周面の摩滅を
少なくすることができると共にガスの漏れを十分に防ぐ
ことができる。またそのシールド部材にはオイルメタル
が用いられており、外側から内部にオイルを浸透させる
ことができ、弁体の周面の摩滅を更に少なくすることが
できる上記実施例は１つのシリンダに対し吸気、排気を
行なわせるための２つの弁を有する例でおる。

この弁は１つのシリンダに対し１つでおっても良いし、
また３以上でおっても良い。またシリンダに２つの開口
部を設け、一方の開口部と吸気管とを連通する通路およ
び他方の開口部と排気管とを連通する通路を設け、夫々
の通路をクランク軸の回転に応じて回転する弁体で開閉
しても良い。

（発明の効果）本発明によれば回転する弁体によってシリンダと吸気管
または排気管とを連通する通路の開閉を行なうようにし
たので、簡単な構造で効率のよい吸排気が可能となり、
撮動や騒音の発生も少なく、パワーロスも少なくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関の要部構成図、第２図は本発
明の内燃機関の外観を示す斜視図、第３図は第２図のＡ
−Ａ断面図、第４図は本発明の内燃機関の組立斜視図、
第５図は第４図に示す部品の一部を組立てた後の状態を
示す平面図、第６図〜第８図は第１図に示す弁体の夫々
、切欠斜視図、横断面図、平面図、第９図（ａ）、（ｂ
）は夫々第４図に示すシールド部材の側面図、正面図、
第１０図〜第１３図は同じくシールド部材を展開した状
態を示す図、第１４図〜第１７図は本発明の内燃機関の
動作説明図である。２、３．４・・・軸　　　５．６．７・・・ギヤ２１、
２２・・・弁体　　　　　　　　３ｏ・・・シリンダ２
０・・・ピストン　　　　　　９，１０・・・排気管１
１、１２・・・吸気管　　　　　　　３５・・・シール
ド部材代理人　弁理士　　本　１）　崇第２図Ｌ、ＯＯＮ第４図第１４図第１５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シリンダ内で空気と混合した燃料を爆発的に燃焼
させてピストンに往復運動を与える内燃機関において、
前記シリンダと吸気管または前記シリンダと排気管を連
通する通路を回転によつて開閉する弁体を有する弁と、
クランク軸の回転角度に応じて前記弁体を回転させる回
転駆動手段とを具備することを特徴とする内燃機関。
（２）弁は、１の弁体が一方向に回転して吸気管とシリ
ンダを連通する通路の開閉および排気管とシリンダを連
通する通路の開閉を交互に行なわせることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の内燃機関。