JPS6329005A - セラミツク製回転エンジンバルブ - 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〉 この発明は、レシプロ・エンジンのエンジンバルブに関
するものであり、特に、セラミック類の回転体を回転さ
せて、混合気および燃焼ガスの吸・排気を行うセラミッ
ク製回転エンジンバルブバルブに関するものである。

〈従来技術〉 現在、自動車のエンジンは、ピストンがシリンダ内を往
復運動をする形式のレシプロ・エンジンが多く使用され
ている。レシプロ・エンジンにおいては、ピストンの往
復運動に連動してエンジン吸・排気バルブが開閉して、
混合気および燃焼ガスの吸気・圧縮・爆発・排気を行い
、動力を生み出している。すなわち、エンジン吸・排気
バルブは、自動車エンジンの重要部分であり構造も複雑
である。さらに、エンジン吸・排気バルブは１分間に２
０００回以上も開閉を繰り返し、高温・高圧ガスに曝さ
れるため、バルブシートが変形・摩耗し。

また、バルブフェースが焼損してしまい、ガス漏れをお
こし、出力の低下、燃料やオイルの無駄使いの原因とな
っていた。従って、バルブの材質・、形状などの選定に
は厳しい条件が要求され、現在では耐熱性に優れた高級
材料が使用されている。

そこで、より簡単な構造で、低コストのエンジン用吸・
排気バルブの開発が望まれている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 この発明の目的は、簡単な構造で、混合気の吸入および
燃焼ガスの排気を行うことのできるセラミック製回転エ
ンジンバルブを提供することにある。この発明では、吸
・排気孔の穿設されたセラミック類の不動体に、吸・排
気孔の開閉時間を調整する調整長孔が貫設されたセラミ
ック類の回転体を回動自在に装着し２回転体をピストン
の往復運動に連動して回転させて混合気の吸入および燃
焼ガスの排気を行うことにより１部品の数が少なく、低
コストでエンジンの騒音が少ないセラミック製回転エン
ジンバルブを提供することを目的としている。

く問題点を解決する手段〉 この発明に係るセラミック製回転エンジンバルブは、吸
気孔と排気孔が穿設されたセラミック類の不動体と、該
不動体に回動自在に装着されていて吸気孔および排気孔
と重なり合う吸気長孔および排気長孔が貫設されている
セラミック類の回転体とからなり１回転体が不動体面を
滑動回転して。

吸気孔および排気孔を開閉を行う構成である。

〈作用〉 この発明に係るセラミック製回転エンジンバルブの作用
について、第２図に基づいて吸気孔・排気孔と吸気長孔
・排気長孔の動き具合を説明する。

第２図は、シリンダ内部から回転体を見上げた状態図で
ある。ピストンが最上位の点（上死点）から下がり始め
ると１回転体３０が回動し不動体２０の吸気孔２２と回
転体の吸気長孔３６のみが重なり合い（第２図中、実線
で示された孔は開いた状態を示し、破線で示された孔は
閉じた状態を示す）、吸気孔２２より燃料と空気の混合
気がシリンダ内に入る（吸気行程）（第２図（１）参照
）、ピストンが最下位に達した点（下死点）から上昇を
始めると吸気長孔３６が終了し吸気孔２２が閉じ（この
時、吸気孔２２および排気孔２３が共に閉じられた状態
となる）。

混合気が圧縮される（圧縮行程）（第２図（２）参照）
。

圧縮の終わりに点火プラグで火花を飛ばして混合気に着
火して爆発させ、その高圧燃焼ガスの力でピストンを押
し下げる（膨張行程）（第２図（３）参照）。ピストン
が下死点から再び上昇を始めると回転体３０が回動して
排気孔２３と排気長孔３８が重なり合い、排気孔２３よ
り燃焼ガスが押し出される（排気行程）（第２図（４）
参照）。

く実　施　例〉 以下、この発明に係るセラミック製回転エンジンバルブ
を図面に示す示す実施例に基づいて詳細に説明する。第
１図はこの発明に係るセラミック製回転エンジンバルブ
を示す横断面図であり、第２図は１吸気孔・排気孔と吸
気長孔・排気長孔の重なり具合を示す内部からの底面図
である。

この発明に係るセラミ・ツク製回転エンジンバルブ１０
は、不動体２０と回転体３０とからなり８回転体３０が
不動体２０に回動自在に装着されている。

不動体２０は、セラミック類の伏椀形状をしたシリンダ
ーヘッドであり、吸気孔２２．排気孔２３．支持軸孔２
４．凹部２５．プラグ挿入孔２７．２８．取付孔２９が
それぞれ穿設、または、凹設されている。

吸気孔２２．排気孔２３は、シリンダーヘッドの頂部付
近に貫設された孔であり、シリンダーヘッドの頂部を中
心として異なる円周上に穿設されている。この実施例に
おいては、吸気孔２２が排気孔２３より外周に穿設され
ているが、これに限定されるものではなく、後述する調
整盤に貫設された吸気長孔３６および排気長孔３８と重
なり合って、ピストンの往復運動に連動して混合気およ
び燃焼ガスを吸気・排気することができる位置関係であ
ればよい。

支持軸孔２４は、シリンダーヘッドの頂部に形成されて
おり１回転体３０の支持軸３４が嵌挿される。

凹部２５は、シリンダーヘッドの内壁面頭部に形成され
ており、調整盤３２の厚み幅および横幅と略同−の大き
さである。これにより８回転体３０を凹部２５に嵌装し
た時１回転体３０の下壁面がシリンダーヘッドの内壁面
と面一になる。

プラグ挿入穴２７．２８は、エンジンプラグを挿入する
穴部であり、シリンダーヘッドの左右側部にそれぞれ形
成されている。この実施例においては。

プラグ挿入穴２７　、２８がシリンダーヘッドの側部に
２箇所に形成されているが、これに限定されるものでは
なく、側部１箇所であっても中央部１箇所であってもよ
い。

取付穴２９は、シリンダーヘッドである不動体２０をシ
リンダ本体に固着する為の取付具を挿入する穴部であり
、シリンダーヘッドの下部に複数穿設されている。

回転体３０は、セラミックからなる円型の調整盤３２と
、支持軸３４とからなり、調整盤３２には吸気長孔３６
および排気長孔３８が貫設されている（第２図参照）。

支持軸３４は、調整盤３２の中心部に固着されていると
ともに、不動体３２の支持軸孔２４に嵌挿されている。

実際の使用に際しては、支持軸３４がピストンの往復運
動に連動して回転し、調整盤３２を滑動回転させる。

吸気長孔３６および排気長孔３８は１円弧形状の孔であ
って、不動体の吸気孔２２および排気孔２３と重なるよ
うに調整盤３２の異なる円周上に貫設されている。この
実施例においては、吸気長孔３６が排気長孔３８より、
外周に設け′られ、長めに貫設形成されているが、これ
に限定されるものではなく、吸気孔２２および排気孔２
３と重なり合って、ピストンの往復運動に連動して混合
気および燃焼ガスを吸気・排気することができる位置関
係、および大きさであればよい。

〈発明の効果〉 この発明に係るセラミック製吸・排気バルブは上記詳述
したような構成であるので、従来のように、ピストンの
往復運動をカム・シャフトによって上下運動に替えて吸
気・排気バルブを開閉する方式のものに比べて、以下の
ような効果（利点）を有している。■セラミックは、従
来の金属材料に比べて耐熱性・耐摩耗性に優れている為
、バルブの高熱による損傷、および滑動回転による摩耗
を抑制することができる。■交換部品が回転体だけにな
り１部品点数が少なくなり、その公費用を低く抑えるこ
とができる。■従来、吸気・排気バルブの上下運動の際
生じた吸気・排気バルブとカムとの接触音を無くするこ
とができる。■従来のように、吸気・排気バルブがシリ
ンダーヘッド部より突出することがないので、全体とし
てシリンダーヘッド部の高さを低くすることができる。

■従来、吸気・排気バルブのバルブヘッド（傘部）は略
三角錐形状に形成されており混合気および燃焼ガスが吸
気・排気口から直接流入せずバルブへフド（傘部）部を
迂回して流入していた為、吸・排気効率が悪かったのに
対して、混合気および燃焼ガスが吸・排気孔より直接流
入する為、吸・排気効率が向上する。■従来、パルブス
プリングの復元力を利用して吸・排気バルブを閉じてお
り。

バルブスプリングの復元力がエンジンの回転数に少なか
らず影響を及ぼしていたのに対して、バルブスプリング
を要しない為、エンジンの回転数を上昇することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第４図はこの発明に係るセラミック製回転エンジンパル
プを示す横断面図であり、第２図は、吸気孔・排気孔と
吸気長孔・排気長孔の重なり具合を示す図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気孔と排気孔が穿設されたセラミック製の不動
   体と、該不動体に回動自在に装着されているとともに前
   記吸気孔および排気孔と重なり合う吸気長孔および排気
   長孔が貫設された回転体とからなることを特徴とするセ
   ラミック製回転エンジンバルブ
2. （２）前記第１項記載の不動体が、伏椀形状のシリンダ
   ーヘッドであることを特徴とするセラミック製回転エン
   ジンバルブ
3. （３）前記第１項記載の吸気孔および排気孔が、該不動
   体の頂部を中心として異なる円周上に穿設されているこ
   とを特徴とするエンジン用セラミック製吸・排気バルブ
4. （４）前記第１項記載の回転体が、支持軸と、吸気長孔
   および排気長孔が貫設された円型の調整盤とからなると
   ともに、該回転体が支持軸を介して前記不動体に回動自
   在に軸着されていることを特徴とするセラミック製回転
   エンジンバルブ
5. （５）前記第１項記載の吸気長孔および排気長孔が、円
   弧形状であるとともに、回転体を構成する調整盤の異な
   る円周上に貫設されていることを特徴とするセラミック
   製回転エンジンバルブ