JP2002501138A - 吸気／排気弁システム - Google Patents
吸気／排気弁システムInfo
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- JP2002501138A JP2002501138A JP2000528779A JP2000528779A JP2002501138A JP 2002501138 A JP2002501138 A JP 2002501138A JP 2000528779 A JP2000528779 A JP 2000528779A JP 2000528779 A JP2000528779 A JP 2000528779A JP 2002501138 A JP2002501138 A JP 2002501138A
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- exhaust valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/28—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of coaxial valves; characterised by the provision of valves co-operating with both intake and exhaust ports
- F01L1/285—Coaxial intake and exhaust valves
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】吸気／排気弁システム
【解決手段】第１弁が第１ポートと摺動係合可能なバルブヘッドとスカート構造とを備える。スカート構造が、キャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シール係合し、スカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ部とこの内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割する。第１流路が、外部キャビティ部と連絡し、第２流路が内部キャビティ部と連絡する。第２弁が燃焼室と内部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポートを開放、閉封するために第１弁に配置されており、スカート構造が第１軸長を有し、管状壁構造が第２軸長を有し、第１軸長が第２軸長よりも短い。この構成が縮小された往復運動量を伴う同心吸気／排気弁システムを提供する。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は内燃機関の吸気／排気弁システムに関する。
【０００２】 （発明の背景） 内燃機関に関して一般的に使用される吸気／排気弁システムは、回転弁、スリ
ーブ弁およびポペット弁を含んでいる。この種の弁の内で、ポペット弁が有利で
あり、広く使用されている。一般的な構成において、吸気／排気ポペット弁は互
いに分離されている。
ーブ弁およびポペット弁を含んでいる。この種の弁の内で、ポペット弁が有利で
あり、広く使用されている。一般的な構成において、吸気／排気ポペット弁は互
いに分離されている。
【０００３】 使用することの可能な分離吸気／排気ポペット弁のサイズに固有の制限があり
、この種の弁はそれが組み込まれる燃焼室の頂部で開口していなければならない
。燃焼室に対する弁開口部のサイズを最大にする利点があり、これが吸気／排気
工程に利用可能な単位時間当りのチャージ容積を高め、効率および（または）パ
ワー出力の点でエンジンの改善された機能につながり、さらに汚染を減少させる
ことにつながる燃焼工程中の改善をも提供することになる。しかし、それらの結
合構造のために、ポペット弁はシリンダヘッドの利用可能領域で有効に使用でき
ない。従って、弁開口部が吸気／排気流体の流れを制限する。
、この種の弁はそれが組み込まれる燃焼室の頂部で開口していなければならない
。燃焼室に対する弁開口部のサイズを最大にする利点があり、これが吸気／排気
工程に利用可能な単位時間当りのチャージ容積を高め、効率および（または）パ
ワー出力の点でエンジンの改善された機能につながり、さらに汚染を減少させる
ことにつながる燃焼工程中の改善をも提供することになる。しかし、それらの結
合構造のために、ポペット弁はシリンダヘッドの利用可能領域で有効に使用でき
ない。従って、弁開口部が吸気／排気流体の流れを制限する。
【０００４】 分離された吸気／排気ポペット弁の備えたさらなる欠点は、ポペット弁のシリ
ンダー軸との固有の非対称関係にあることである。非対称である結果、燃料−空
気混合物が燃焼室の中央領域内に導入されず、またこれがために室内で均一に分
配されない。
ンダー軸との固有の非対称関係にあることである。非対称である結果、燃料−空
気混合物が燃焼室の中央領域内に導入されず、またこれがために室内で均一に分
配されない。
【０００５】 付加的に、排気ガスが室の中央領域から放出されない。従って、この非対称性
が、エンジンが吸気／排気弁処理を実行できる効率を制限している。
が、エンジンが吸気／排気弁処理を実行できる効率を制限している。
【０００６】 内燃機関の分離吸気／排気ポペット弁の上述した欠点を軽減することに関して
、集中吸気／排気弁アセンブリを提供する種々の提案がなされている。このよう
な提案には、米国特許第４９５７０７３号（ＢＥＲＧＥＲＯＮ）、第４４４９４
９０号（ＨＡＮＳＥＮ）、第５３５５８４８号（ＤＥＮＴＯＮ）および第４８９
３５９２号（ＦＡＬＥＲＯ）に開示された吸気／排気弁システムが含まれている
。
、集中吸気／排気弁アセンブリを提供する種々の提案がなされている。このよう
な提案には、米国特許第４９５７０７３号（ＢＥＲＧＥＲＯＮ）、第４４４９４
９０号（ＨＡＮＳＥＮ）、第５３５５８４８号（ＤＥＮＴＯＮ）および第４８９
３５９２号（ＦＡＬＥＲＯ）に開示された吸気／排気弁システムが含まれている
。
【０００７】 ＢＥＲＧＥＲＯＮ特許に確認されるように、集中吸気／排気弁システムのある
従来の提案における欠陥には、構成に関係する過度な量と、燃焼室内の圧縮ガス
に対する排気弁開講部の比較的大きい表面積に起因する負荷問題が含まれている
。ＢＥＲＧＥＲＯＮは、吸気ストローク当りのエンジンを介する単位時間当りの
増大したチャージ容量を改善するとともに、集中弁アセンブリの質量を縮小でき
る集中吸気／排気弁システムを提供することを探究している。それにもかかわら
ず、ＢＥＲＧＥＲＯＮによって提案された吸気／排気システムはなおも望ましく
ない相当な往復運動量がある。
従来の提案における欠陥には、構成に関係する過度な量と、燃焼室内の圧縮ガス
に対する排気弁開講部の比較的大きい表面積に起因する負荷問題が含まれている
。ＢＥＲＧＥＲＯＮは、吸気ストローク当りのエンジンを介する単位時間当りの
増大したチャージ容量を改善するとともに、集中弁アセンブリの質量を縮小でき
る集中吸気／排気弁システムを提供することを探究している。それにもかかわら
ず、ＢＥＲＧＥＲＯＮによって提案された吸気／排気システムはなおも望ましく
ない相当な往復運動量がある。
【０００８】 ＦＡＬＥＲＯは、外部吸気弁が中空ベル状弁ディスクを有する集中吸気／排気
弁システムを使用している。この外部吸気弁は、ラジアルアームによってベル状
弁ディスクに連結された弁ステムを有し、ラジアルアームと弁ステムの隣接する
端がベル状弁ディスクの領域内に配置されている。ベル状弁ディスクは、ほぼシ
リンダー状側壁を有しており、この側壁の自由端にフランジ部を備え弁座とシー
リング接触し、側壁の他端に内側にカーブした部分を備えている。シリンダー状
側壁は、吸気ポートと排気ポート間に配置されたいくぶん環状突出部によって規
定されたほぼシリンダー状内面と摺動係合している。環状突出部は、ベル状弁デ
ィスクのシリンダー状側壁と共働して、外方吸気弁の動作中、吸気ポートと排気
ポート間で分離を維持する。
弁システムを使用している。この外部吸気弁は、ラジアルアームによってベル状
弁ディスクに連結された弁ステムを有し、ラジアルアームと弁ステムの隣接する
端がベル状弁ディスクの領域内に配置されている。ベル状弁ディスクは、ほぼシ
リンダー状側壁を有しており、この側壁の自由端にフランジ部を備え弁座とシー
リング接触し、側壁の他端に内側にカーブした部分を備えている。シリンダー状
側壁は、吸気ポートと排気ポート間に配置されたいくぶん環状突出部によって規
定されたほぼシリンダー状内面と摺動係合している。環状突出部は、ベル状弁デ
ィスクのシリンダー状側壁と共働して、外方吸気弁の動作中、吸気ポートと排気
ポート間で分離を維持する。
【０００９】 ＬＡＬＥＲＯはベル状弁ディスクのサイズから分かるように往復運動量の問題
には触れてない。実際に、ＦＡＬＥＲＯによって提案されたベル状弁ディスク吸
気／排気弁システムは、ベル状弁ディスクの側壁の軸長が環状突出部上のシリン
ダー面の軸長を越える構成を使用している。
には触れてない。実際に、ＦＡＬＥＲＯによって提案されたベル状弁ディスク吸
気／排気弁システムは、ベル状弁ディスクの側壁の軸長が環状突出部上のシリン
ダー面の軸長を越える構成を使用している。
【００１０】 弁が閉状態にあるとき、フランジ部に対向するその端部における内方向カーブ
部が環状突出部に抗して座す必要がなければ、その長さとなるベル形弁ディスク
の側壁が必要であることが理解できる。
部が環状突出部に抗して座す必要がなければ、その長さとなるベル形弁ディスク
の側壁が必要であることが理解できる。
【００１１】 いずれにしても、ベル形弁ディスクのシリンダー状側壁のサイズは、望ましく
ない相当な往復運動量を伴う弁となる欠点がある。
ない相当な往復運動量を伴う弁となる欠点がある。
【００１２】 ＦＡＬＥＲＯのさらなる欠点は、ベル形弁ディスクを連結するラジアルアーム
の位置である。弁ステムの隣接する端が、流体の通過する中空ベル形弁ディスク
の領域内に配置されるために、弁ステムの存在が弁内の断面流域を減じる作用を
し、流量の制限をすることになる。
の位置である。弁ステムの隣接する端が、流体の通過する中空ベル形弁ディスク
の領域内に配置されるために、弁ステムの存在が弁内の断面流域を減じる作用を
し、流量の制限をすることになる。
【００１３】 ＦＡＬＥＲＯのさらに別の欠点は、シリンダー状面の形成する環状突出部が、
過渡に摩耗したり損傷を受けた場合に容易に再研磨したり、取り替えできない。
過渡に摩耗したり損傷を受けた場合に容易に再研磨したり、取り替えできない。
【００１４】 （発明の概要） 本発明は、上述の先行技術と比較して、あるいは先行技術の提案とは別のもの
として有利な選択を少なくとも提供する縮小された往復運動量を有する吸気／排
気弁システムを提供することを探究している。
として有利な選択を少なくとも提供する縮小された往復運動量を有する吸気／排
気弁システムを提供することを探究している。
【００１５】 本発明はシリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内に燃焼室を
有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、第１ポートを介して燃焼室に
開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２弁とを有し、その一
つが燃焼室へ流れる吸気流体を制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能
な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスの流れを制御するための開放状態
と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備し；第１弁が第１
ポートとシーリング係合可能なバルブヘッドとスカート構造とを備えており；ス
カート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シーリング係合し、こ
れによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ部とこ
の内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；第１流路が外部キャ
ビティ部と連絡し；第２流路が内部キャビティ部と連絡し；第２弁が燃焼室と内
部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポートを開放、閉
封するために第１弁に配置されている弁システムにおいて；スカート構造が第１
軸長を有し、管状壁構造が第２軸長を有し、第１軸長が第２軸長さよりも短くな
っている。
有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、第１ポートを介して燃焼室に
開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２弁とを有し、その一
つが燃焼室へ流れる吸気流体を制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能
な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスの流れを制御するための開放状態
と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備し；第１弁が第１
ポートとシーリング係合可能なバルブヘッドとスカート構造とを備えており；ス
カート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シーリング係合し、こ
れによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ部とこ
の内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；第１流路が外部キャ
ビティ部と連絡し；第２流路が内部キャビティ部と連絡し；第２弁が燃焼室と内
部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポートを開放、閉
封するために第１弁に配置されている弁システムにおいて；スカート構造が第１
軸長を有し、管状壁構造が第２軸長を有し、第１軸長が第２軸長さよりも短くな
っている。
【００１６】 この構成は、これまでに参照してきた従来技術の提案と比較して縮小された往
復運動量を有する同心吸気／排気弁システムを提供する。往復運動量の縮小は、
（ａ）（往復運動量の一部を形成する）スカート構造と（往復運動量の一部を形
成しない）壁構造を利用し、吸気／排気ガス流経路と分離し；（ｂ）スカート構
造の軸長が壁構造の軸長よりも短くする構成によって達成される。実際に、スカ
ート構造の軸長をできるだけ短くして、往復運動量を最小にする努力が望ましい
が、一方で弁リフトの高さのような要素に関する有効長さを維持するとともに、
壁構造とスカート構造間のシーリング一体性を維持することは当然である。
復運動量を有する同心吸気／排気弁システムを提供する。往復運動量の縮小は、
（ａ）（往復運動量の一部を形成する）スカート構造と（往復運動量の一部を形
成しない）壁構造を利用し、吸気／排気ガス流経路と分離し；（ｂ）スカート構
造の軸長が壁構造の軸長よりも短くする構成によって達成される。実際に、スカ
ート構造の軸長をできるだけ短くして、往復運動量を最小にする努力が望ましい
が、一方で弁リフトの高さのような要素に関する有効長さを維持するとともに、
壁構造とスカート構造間のシーリング一体性を維持することは当然である。
【００１７】 このスカート構造はシリンダー状で、またキャビティ内の管状壁構造であるの
が好ましい。
が好ましい。
【００１８】 スカート構造は、締り／滑り嵌めのような適当な手段によって、または両者間
に設けられたシーリング・リングのようなシーリング手段によって管状壁構造と
シール状態に係合できる。
に設けられたシーリング・リングのようなシーリング手段によって管状壁構造と
シール状態に係合できる。
【００１９】 管状壁構造がシリンダーヘッドと一体的に形成できるが、別体に形成し、適当
な形態に固定するのが好ましい。
な形態に固定するのが好ましい。
【００２０】 第１弁はスカート構造に連結された弁ステムを有しているのが好ましい。弁ス
テムとスカート構造間の連結は、これら両者間に延長する一つまたはそれ以上の
連結要素によって提供できる。好都合なのは、各連結要素は流体流れの方向に薄
い形状を呈し、これによってこの流体流れに対する妨害を最小にしている。
テムとスカート構造間の連結は、これら両者間に延長する一つまたはそれ以上の
連結要素によって提供できる。好都合なのは、各連結要素は流体流れの方向に薄
い形状を呈し、これによってこの流体流れに対する妨害を最小にしている。
【００２１】 好ましくは、弁ステムはスカート構造の領域外に配置される。
【００２２】 第１弁ステムは中空で、軸方向経路を提供して、ここに第２弁のステムが受承
されている。第２弁ステムは中空第１弁ステム内に、これに対して往復運動する
ようにガイドされて支持されるのが好ましい。
されている。第２弁ステムは中空第１弁ステム内に、これに対して往復運動する
ようにガイドされて支持されるのが好ましい。
【００２３】 第２弁ステムは第１弁ステムを越えて延長している。
【００２４】 第１弁ステムと第２弁ステムは、時間シーケンスでそれぞれの開放状態と閉封
状態間で弁を移動するように作動可能な手段に連結されているのが好ましい。
状態間で弁を移動するように作動可能な手段に連結されているのが好ましい。
【００２５】 弁スプリングのような第１弁バイアス手段が第１弁を閉封状態にバイアスする
ために設けることができる。
ために設けることができる。
【００２６】 弁スプリングのような第２弁バイアス手段が第２弁を閉封状態にバイアスする
ために設けることができる。
ために設けることができる。
【００２７】 第１弁は吸気弁であり、また第２弁は排気弁であるのが好ましい。
【００２８】 本発明はさらにシリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内に燃
焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、この弁システムは吸気
ポートを介して燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；燃焼室へ
の流体の流れの吸気を制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能な吸気弁
と、燃焼室からの排気ガスを制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能な
排気弁とを有する弁アセンブリとを具備し；吸気弁が吸気ポートと摺動係合可能
なバルブヘッドとスカート構造とを備えており；スカート構造が管状壁構造と摺
動し、かつ、シール係合し、これによってスカート構造と壁構造が共働してキャ
ビティを内部キャビティ部とこの内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部
に分割し；吸気流路が吸気流体をそこに分配するために外部キャビティ部と連絡
し；排気流路が内部キャビティ部と連絡し；排気弁が燃焼室から内部キャビティ
部への排気を制御するための吸気弁内の排気ポートを開放、閉封するために吸気
弁に配置されている弁システムにおいて、スカート構造が第１軸長を有し、管状
壁構造が第２軸長を有し、第１軸長が第２軸長よりも短くなっている。
焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、この弁システムは吸気
ポートを介して燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；燃焼室へ
の流体の流れの吸気を制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能な吸気弁
と、燃焼室からの排気ガスを制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能な
排気弁とを有する弁アセンブリとを具備し；吸気弁が吸気ポートと摺動係合可能
なバルブヘッドとスカート構造とを備えており；スカート構造が管状壁構造と摺
動し、かつ、シール係合し、これによってスカート構造と壁構造が共働してキャ
ビティを内部キャビティ部とこの内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部
に分割し；吸気流路が吸気流体をそこに分配するために外部キャビティ部と連絡
し；排気流路が内部キャビティ部と連絡し；排気弁が燃焼室から内部キャビティ
部への排気を制御するための吸気弁内の排気ポートを開放、閉封するために吸気
弁に配置されている弁システムにおいて、スカート構造が第１軸長を有し、管状
壁構造が第２軸長を有し、第１軸長が第２軸長よりも短くなっている。
【００２９】 本発明は、さらにシリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内に
燃焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、第１ポートを介して
燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２弁とを有し
、その一つが燃焼室への流体の流れの吸気を制御するための開放状態と閉封状態
間を移動可能な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスを制御するための開
放状態と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備するシステ
ムであって；第１弁が第１ポートと摺動係合可能なバルブヘッドとスカート構造
とを備えており；管状壁構造がキャビティ内に着脱可能に取り付けられており；
スカート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シール係合し、これ
によってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ部とこの
内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；第１流路が外部キャビ
ティ部と連絡し；第２流路が内部キャビティ部と連絡し；第２弁が燃焼室と内部
キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポートを開放、閉封
するために第１弁に配置されている。
燃焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、第１ポートを介して
燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２弁とを有し
、その一つが燃焼室への流体の流れの吸気を制御するための開放状態と閉封状態
間を移動可能な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスを制御するための開
放状態と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備するシステ
ムであって；第１弁が第１ポートと摺動係合可能なバルブヘッドとスカート構造
とを備えており；管状壁構造がキャビティ内に着脱可能に取り付けられており；
スカート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シール係合し、これ
によってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ部とこの
内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；第１流路が外部キャビ
ティ部と連絡し；第２流路が内部キャビティ部と連絡し；第２弁が燃焼室と内部
キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポートを開放、閉封
するために第１弁に配置されている。
【００３０】 本発明は、シリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内に燃焼室
を有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、この弁システムは第１ポー
トを介して燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２
弁とを有し、その一つが燃焼室への流体の流れの吸気を制御するための開放状態
と閉封状態間を移動可能な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスを制御す
るための開放状態と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備
し；第１弁が第１ポートと摺動係合可能なバルブヘッドとスカート構造とを備え
ており；スカート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シール係合
し、これによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ
部とこの内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；外部キャビテ
ィ部と連絡する第１流路と；内部キャビティ部と連絡する第２流路と；第２弁が
燃焼室と内部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポート
を開放、閉封するために第１弁に配置されており；第１弁がスカート構造に連結
された弁ステムを有し、この弁ステムがスカート構造の領域から完全に外部に配
置されている。
を有する内燃機関の吸気／排気弁システムを提供し、この弁システムは第１ポー
トを介して燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２
弁とを有し、その一つが燃焼室への流体の流れの吸気を制御するための開放状態
と閉封状態間を移動可能な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスを制御す
るための開放状態と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備
し；第１弁が第１ポートと摺動係合可能なバルブヘッドとスカート構造とを備え
ており；スカート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シール係合
し、これによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ
部とこの内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；外部キャビテ
ィ部と連絡する第１流路と；内部キャビティ部と連絡する第２流路と；第２弁が
燃焼室と内部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポート
を開放、閉封するために第１弁に配置されており；第１弁がスカート構造に連結
された弁ステムを有し、この弁ステムがスカート構造の領域から完全に外部に配
置されている。
【００３１】 本発明は、さらにこれまでに規定したように吸気／排気弁システムを収容する
シリンダーヘッドを提供し、このシリンダーヘッドがキャビティを有する本体と
この本体内に着脱可能に受承されたインサートと、このインサートに取り付けら
れた第１弁と第２弁とからなる。
シリンダーヘッドを提供し、このシリンダーヘッドがキャビティを有する本体と
この本体内に着脱可能に受承されたインサートと、このインサートに取り付けら
れた第１弁と第２弁とからなる。
【００３２】 （好ましい実施形態の説明） 図面の図１から図１０に示した第１実施形態は、シリンダー１３を規定するシ
リンダーブロック１１を備えた４サイクル内燃機関の吸気／排気弁システム１０
に向けられている。ピストン１５がシリンダー１３内を往復運動するように取り
つけられ、従来の方法でクランクシャフト（図示省略）に連結されている。シリ
ンダーヘッド１７がシリンダーブロック１１に取り付けられ、シリンダー１３の
一端を閉封している。燃焼室１９がピストン１５とシリンダーヘッド１７間でシ
リンダー１３内に規定されている。シリンダーヘッド１７が、燃焼室１９内の燃
焼混合物を点火するためのスパークプラグ（図示省略）を螺合するねじ穴２１を
含む。
リンダーブロック１１を備えた４サイクル内燃機関の吸気／排気弁システム１０
に向けられている。ピストン１５がシリンダー１３内を往復運動するように取り
つけられ、従来の方法でクランクシャフト（図示省略）に連結されている。シリ
ンダーヘッド１７がシリンダーブロック１１に取り付けられ、シリンダー１３の
一端を閉封している。燃焼室１９がピストン１５とシリンダーヘッド１７間でシ
リンダー１３内に規定されている。シリンダーヘッド１７が、燃焼室１９内の燃
焼混合物を点火するためのスパークプラグ（図示省略）を螺合するねじ穴２１を
含む。
【００３３】 吸気／排気弁システム１０は、燃焼可能な空気／燃料混合物を燃焼室１９内へ
の導入を制御するとともに、燃焼廃棄物（排気ガス）の燃焼室からの放出を制御
するために設けられている。
の導入を制御するとともに、燃焼廃棄物（排気ガス）の燃焼室からの放出を制御
するために設けられている。
【００３４】 弁システム１０はシリンダーヘッド１７内に形成されたキャビティ２５を含ん
でいる。キャビティ２５はほぼシリンダー状上部２５ａ、球状中間部２５ｂ、ほ
ぼシリンダー状下部２５ｃからなる。キャビティ２５は、下部２５ｃで燃焼室１
９に吸気ポート２７によって開口し、このポートは弁座２９によって包囲されて
いる。上部２５ａと中間部２５ｂ間の結合部に、円形凹所２４と共同するエッジ
があり、この目的については後述する。
でいる。キャビティ２５はほぼシリンダー状上部２５ａ、球状中間部２５ｂ、ほ
ぼシリンダー状下部２５ｃからなる。キャビティ２５は、下部２５ｃで燃焼室１
９に吸気ポート２７によって開口し、このポートは弁座２９によって包囲されて
いる。上部２５ａと中間部２５ｂ間の結合部に、円形凹所２４と共同するエッジ
があり、この目的については後述する。
【００３５】 吸気流体流れ経路２６がシリンダーヘッド１７に形成されており、ここに吸気
流体（本実施形態における吸気流体は空気／燃料混合物であるが、ダイレクト燃
料注入システムを有するエンジンにおいては空気のみとなる）を分配するキャビ
ティ２５と連絡している。排気流体流れ経路２８もシリンダーヘッド内に形成さ
れており、ここから排気ガスが放出されるようにキャビティ２５に連絡されてい
る。
流体（本実施形態における吸気流体は空気／燃料混合物であるが、ダイレクト燃
料注入システムを有するエンジンにおいては空気のみとなる）を分配するキャビ
ティ２５と連絡している。排気流体流れ経路２８もシリンダーヘッド内に形成さ
れており、ここから排気ガスが放出されるようにキャビティ２５に連絡されてい
る。
【００３６】 弁アセンブリ３０が、空気／燃料混合物の燃焼室１９への吸気を制御するため
の吸気ポート２７に関連して開放状態と閉封状態間を可動な吸気弁３１を具備し
ている。弁アセンブリ３０は燃焼室１９からの燃焼廃棄物の流れを制御するため
に開放状態と閉封状態間を可動な排気弁３３をさらに具備している。
の吸気ポート２７に関連して開放状態と閉封状態間を可動な吸気弁３１を具備し
ている。弁アセンブリ３０は燃焼室１９からの燃焼廃棄物の流れを制御するため
に開放状態と閉封状態間を可動な排気弁３３をさらに具備している。
【００３７】 公知の種類のバルブタイミングギヤ３２が、各弁３１、３３の開放状態と閉封
状態間の動きを調整するのに使用される。吸気弁３１と排気弁３３は、各弁スプ
リング３４によって各々閉封状態にバイアスされる。バルブタイミングギヤ３２
はプッシュロッド３６とロッカアーム３８を含んでいる。
状態間の動きを調整するのに使用される。吸気弁３１と排気弁３３は、各弁スプ
リング３４によって各々閉封状態にバイアスされる。バルブタイミングギヤ３２
はプッシュロッド３６とロッカアーム３８を含んでいる。
【００３８】 吸気弁３１はバルブヘッド３５とスカート構造３７、中空弁ステム３９、弁ス
テム３９をスカート構造３７に連結する連結構造４１を備えている。バルブヘッ
ド３５はバルブ面４３を備え、吸気弁が閉封状態にあるときに吸気ポート２７の
弁座２９とシール状態に係合するように適用されている。スカート構造３７はシ
リンダー状構成になっており、その目的については後述する。連結構造４１がス
カート構造３７と弁ステム３９間に延長し、図面の図６に最もよく示したように
弁ステムに関して円周方向に隔置された複数の連結要素４４を含んでいる。この
連結要素４４は各々弁ステムの軸長に沿って薄い形状を呈し、これによってスカ
ート構造３７と弁ステム３９間に規定された領域を介する流体流れのあらゆる妨
害を最少にしている。これについては後ほど詳述する。連結要素４４はスカート
構造３７の全軸長に実質的に延長しており、これによってスカート構造と弁ステ
ム間の適切な支持を提供している。弁ステム３９がスカート構造３７の領域より
完全に外部に配置されているので、スカート構造内の断面流れ域を必要としない
。
テム３９をスカート構造３７に連結する連結構造４１を備えている。バルブヘッ
ド３５はバルブ面４３を備え、吸気弁が閉封状態にあるときに吸気ポート２７の
弁座２９とシール状態に係合するように適用されている。スカート構造３７はシ
リンダー状構成になっており、その目的については後述する。連結構造４１がス
カート構造３７と弁ステム３９間に延長し、図面の図６に最もよく示したように
弁ステムに関して円周方向に隔置された複数の連結要素４４を含んでいる。この
連結要素４４は各々弁ステムの軸長に沿って薄い形状を呈し、これによってスカ
ート構造３７と弁ステム３９間に規定された領域を介する流体流れのあらゆる妨
害を最少にしている。これについては後ほど詳述する。連結要素４４はスカート
構造３７の全軸長に実質的に延長しており、これによってスカート構造と弁ステ
ム間の適切な支持を提供している。弁ステム３９がスカート構造３７の領域より
完全に外部に配置されているので、スカート構造内の断面流れ域を必要としない
。
【００３９】 スカート構造３７が、キャビティ２５内に配置された環状壁構造４９と摺動、
かつ、シール係合し、これによってスカート構造と環状壁構造が共働してキャビ
ティを内方キャビティ部５１と、この内方キャビティ部を取り巻く外方キャビテ
ィ部５３に分割している。
かつ、シール係合し、これによってスカート構造と環状壁構造が共働してキャビ
ティを内方キャビティ部５１と、この内方キャビティ部を取り巻く外方キャビテ
ィ部５３に分割している。
【００４０】 環状壁構造４９がキャビティ２５内に着脱可能に取り付けられるように適用さ
れている。環状壁構造４９は環状本体５４を含んでおり、この環状本体に隣接し
、かつ、その一端から内方向に隔置された取付フランジ部５５を備えている。取
付フランジ部５５の内方向スペースが、その前記一端で本体上に位置決め部５６
を伴う管状壁構造４９を提供する。管状壁構造４９の位置決め部５６は、キャビ
ティ上部２５ａと中間部２５ｂ間のエッジ２２内の円周凹所２４に受け入れられ
るように適用され、取付フランジ部５５が図１、３および４に最もよく示したよ
うにエッジ２２に抗して受承されている。取付フランジ部５５は小ねじ（図示省
略）のようないずれ適当な形態でシリンダーヘッド１７に着脱可能に固定される
ように適用されている。
れている。環状壁構造４９は環状本体５４を含んでおり、この環状本体に隣接し
、かつ、その一端から内方向に隔置された取付フランジ部５５を備えている。取
付フランジ部５５の内方向スペースが、その前記一端で本体上に位置決め部５６
を伴う管状壁構造４９を提供する。管状壁構造４９の位置決め部５６は、キャビ
ティ上部２５ａと中間部２５ｂ間のエッジ２２内の円周凹所２４に受け入れられ
るように適用され、取付フランジ部５５が図１、３および４に最もよく示したよ
うにエッジ２２に抗して受承されている。取付フランジ部５５は小ねじ（図示省
略）のようないずれ適当な形態でシリンダーヘッド１７に着脱可能に固定される
ように適用されている。
【００４１】 管状壁構造４９がキャビティ内に着脱可能に取り付られているので、必要に応
じて修理または交換のために取り外すことができる。
じて修理または交換のために取り外すことができる。
【００４２】 スカート構造３７は締まり／滑り嵌めの方法で管状壁構造４９とシール状態に
係合でき、スカート構造の壁構造に対する往復運動を許容する一方で、両者間に
有効なシールを提供する。
係合でき、スカート構造の壁構造に対する往復運動を許容する一方で、両者間に
有効なシールを提供する。
【００４３】 スカート構造３７は、壁構造４９の軸長（図１０で参照記号Ｙで示されたよう
に）よりも短い軸長（図７の参照記号Ｘで示されたように）を有している。この
種の構成が吸気弁３１の往復運動量の縮小を意図することになる。実際に、スカ
ート構造の軸長Ｘは実現可能に小さくすることが望まれ、往復運動量を最小にす
る一方で、弁リフトの高さおよび壁構造とスカート構造間のシーリングの一体性
のような要素を考慮して壁構造との組み合わせで有効な動作を提供するために十
分な長さを維持することは当然である。
に）よりも短い軸長（図７の参照記号Ｘで示されたように）を有している。この
種の構成が吸気弁３１の往復運動量の縮小を意図することになる。実際に、スカ
ート構造の軸長Ｘは実現可能に小さくすることが望まれ、往復運動量を最小にす
る一方で、弁リフトの高さおよび壁構造とスカート構造間のシーリングの一体性
のような要素を考慮して壁構造との組み合わせで有効な動作を提供するために十
分な長さを維持することは当然である。
【００４４】 吸気弁３１のステム３９はキャビティ２５を通って軸方向に延長し、シリンダ
ーヘッド１７内でガイドホール５７を通って軸方向に一致している。このガイド
ホール５７はシリンダーヘッド１７に取り付けられたガイドスリーブ５８によっ
て規定されている。
ーヘッド１７内でガイドホール５７を通って軸方向に一致している。このガイド
ホール５７はシリンダーヘッド１７に取り付けられたガイドスリーブ５８によっ
て規定されている。
【００４５】 中空ステム３９が軸方向経路４０を有し、ベアリング面を提供する縮小部の二
つの部分（図示省略）を含んでいる。
つの部分（図示省略）を含んでいる。
【００４６】 バルブヘッド３５が排気ポート６１を含み、内方キャビティ部５１と燃焼室１
９間に流体連絡を提供している。排気ポート６１が弁座６３によって取り巻かれ
ている。
９間に流体連絡を提供している。排気ポート６１が弁座６３によって取り巻かれ
ている。
【００４７】 排気弁３３が吸気弁３１内に配置され、吸気弁３１内に規定された排気ポート
６１を開放、閉封して、排気ガスの燃焼室１９からの排気ガスの流れを調整する
。
６１を開放、閉封して、排気ガスの燃焼室１９からの排気ガスの流れを調整する
。
【００４８】 排気弁３３はバルブヘッド６５と弁ステム６７とを備えている。バルブヘッド
６５がバルブ面６９を提供し、排気弁が閉封状態にあるときに、排気ポート６１
内の排気ポート弁座６３とシール状態に係合するように適用されている。
６５がバルブ面６９を提供し、排気弁が閉封状態にあるときに、排気ポート６１
内の排気ポート弁座６３とシール状態に係合するように適用されている。
【００４９】 排気弁ステム６７が吸気弁３１の中空弁座３７の軸方向経路４０内に摺動可能
に支持され、ステムに沿ったガイド運動を許容する。中空弁ステム３９内の軸方
向経路４０のベアリング面（図示省略）が弁座６７に摺動、かつ、案内可能に支
持され、一方で二つのステム間の接触の範囲を制限し、これで摩擦損失を縮小し
ている。
に支持され、ステムに沿ったガイド運動を許容する。中空弁ステム３９内の軸方
向経路４０のベアリング面（図示省略）が弁座６７に摺動、かつ、案内可能に支
持され、一方で二つのステム間の接触の範囲を制限し、これで摩擦損失を縮小し
ている。
【００５０】 排気弁３３の弁ステム６７が、図示したように吸気弁３１の弁ステム３９を越
えて延長している。
えて延長している。
【００５１】 吸気弁ステム３９と排気弁ステム６７が、バルブタイミングギヤ３２に応答し
て、吸気弁と排気弁を時間シーケンスでそれぞれの開放状態と閉封状態間で移動
させるように動作する。
て、吸気弁と排気弁を時間シーケンスでそれぞれの開放状態と閉封状態間で移動
させるように動作する。
【００５２】 実施形態による吸気弁と排気弁システムの動作について次に説明する。
【００５３】 図面の図１は吸気弁３１と排気弁３３のそれぞれ閉封状態を示す。弁システム
につき、吸気弁３１と排気弁３３が最初にその閉封状態にある排気ストロークの
開始からの動作を説明する。排気ストローク中、排気弁３３が閉封状態から開放
状態に移動せしめられ、図３に示すように吸気弁３１内で排気ポート６１との係
合が解放される。燃焼室１９内の圧力下で排気ガスが排気ポート６１を通して内
方キャビティ部５１に流れ、ここから排気流れ経路２８に流れる。排気弁が続い
て排気ステージを完全に閉封する。本実施形態において、吸気弁３１と排気弁３
３の動作のタイミングはオーバーラップしており、吸気弁３１が開き始めると、
排気弁３３が開く。この構成で、吸気弁３１がその弁座から離れるように移動し
、排気弁３３と一致し、一方で後者が開いて図４に示すように排気弁の閉封を実
行する。吸気弁３１の開放が空気−燃料混合物の吸気経路２６に沿い、外方キャ
ビティ部５３への流れ、吸気ポート２７を介する燃焼室１９への流入を許容する
。吸気ストロークの完了後に、吸気弁３１が図面の図１に示した閉封状態に戻る
とともに、排気弁３３が閉封される。開放状態と閉封状態間の吸気弁３１の往復
運動中、スカート３７が管状壁構造４９とのシール状係合を維持する。これが、
吸気混合物と排気ガスの別々の流れ経路を保証する。
につき、吸気弁３１と排気弁３３が最初にその閉封状態にある排気ストロークの
開始からの動作を説明する。排気ストローク中、排気弁３３が閉封状態から開放
状態に移動せしめられ、図３に示すように吸気弁３１内で排気ポート６１との係
合が解放される。燃焼室１９内の圧力下で排気ガスが排気ポート６１を通して内
方キャビティ部５１に流れ、ここから排気流れ経路２８に流れる。排気弁が続い
て排気ステージを完全に閉封する。本実施形態において、吸気弁３１と排気弁３
３の動作のタイミングはオーバーラップしており、吸気弁３１が開き始めると、
排気弁３３が開く。この構成で、吸気弁３１がその弁座から離れるように移動し
、排気弁３３と一致し、一方で後者が開いて図４に示すように排気弁の閉封を実
行する。吸気弁３１の開放が空気−燃料混合物の吸気経路２６に沿い、外方キャ
ビティ部５３への流れ、吸気ポート２７を介する燃焼室１９への流入を許容する
。吸気ストロークの完了後に、吸気弁３１が図面の図１に示した閉封状態に戻る
とともに、排気弁３３が閉封される。開放状態と閉封状態間の吸気弁３１の往復
運動中、スカート３７が管状壁構造４９とのシール状係合を維持する。これが、
吸気混合物と排気ガスの別々の流れ経路を保証する。
【００５４】 本実施形態にいおて、吸気弁３１は同心弁アセンブリ３０内に二つの弁の外方
のものである。このような構成にはいくつかの利点があり、一つは外方弁が大き
く、かつ、流体の流れの制限が少なく、吸気処理の点で有利である。他の利点は
、吸気混合物がシリンダーヘッド１７（より詳しく説明すると、管状壁構造４９
と吸気弁３１と関連する）と関連して熱交換関係にあり、また、そこから熱を受
け、またある一定の冷却を提供する。
のものである。このような構成にはいくつかの利点があり、一つは外方弁が大き
く、かつ、流体の流れの制限が少なく、吸気処理の点で有利である。他の利点は
、吸気混合物がシリンダーヘッド１７（より詳しく説明すると、管状壁構造４９
と吸気弁３１と関連する）と関連して熱交換関係にあり、また、そこから熱を受
け、またある一定の冷却を提供する。
【００５５】 これまでの説明から、内方壁構造との組み合わせで機能する二つの同心弁の外
部にあるスカートの特徴が、簡単であり、しかも実施形態による同心吸気／排気
弁システムの往復運動量の縮小を提供することは明白である。
部にあるスカートの特徴が、簡単であり、しかも実施形態による同心吸気／排気
弁システムの往復運動量の縮小を提供することは明白である。
【００５６】 第１実施形態において、吸気弁３１と排気弁３３の各々の動作を制御するバル
ブタイミングギヤ３４は、アンダーヘッドタイプである。
ブタイミングギヤ３４は、アンダーヘッドタイプである。
【００５７】 次に図１１、１２および１３を参照して、第２実施形態による吸気／排気弁シ
ステム１０はバルブタイミングギヤを除いて第１実施形態のものと同様である。
本実施形態において、バルブタイミングギヤ９０は、従来構造でなないオーバー
ヘッド形態をなす。このバルブタイミングギヤ９０は、上方ロッカーアーム９１
と下方ロッカーアーム９２を使用している。バルブスプリング９３が、排気弁３
３のステム６７に取り付けられた上方スプリングリテーナ９５と吸気弁３１のス
テム３９に取り付けられた下方スプリングリテーナ９７間に設けられている。
ステム１０はバルブタイミングギヤを除いて第１実施形態のものと同様である。
本実施形態において、バルブタイミングギヤ９０は、従来構造でなないオーバー
ヘッド形態をなす。このバルブタイミングギヤ９０は、上方ロッカーアーム９１
と下方ロッカーアーム９２を使用している。バルブスプリング９３が、排気弁３
３のステム６７に取り付けられた上方スプリングリテーナ９５と吸気弁３１のス
テム３９に取り付けられた下方スプリングリテーナ９７間に設けられている。
【００５８】 上方および下方ロッカーアーム９１と９２はそれぞれ二つのカムプロフィル１
０１、１０２を有する共通カム９９によって作動される。上方ロッカーアーム９
１はカムプロフィル１０１によって作動され、また下方ロッカーアーム９２はカ
ムプロフィル１０２によって作動される。
０１、１０２を有する共通カム９９によって作動される。上方ロッカーアーム９
１はカムプロフィル１０１によって作動され、また下方ロッカーアーム９２はカ
ムプロフィル１０２によって作動される。
【００５９】 上方ロッカーアーム９１が排気弁３３の動作を制御し、その弁ステム６７の自
由端で作動する。下方ロッカーアーム９２が吸気弁３１の動作を制御し、吸気弁
３１に取り付けられた下方スプリングリテーナ９７の下部上で作動する。
由端で作動する。下方ロッカーアーム９２が吸気弁３１の動作を制御し、吸気弁
３１に取り付けられた下方スプリングリテーナ９７の下部上で作動する。
【００６０】 図１１と１２を参照して、下方ロッカーアーム９２がカム１０２のローブ１０
４上に配置され、リテーナ９７がシリンダー１３に向う移動を阻止し、吸気弁３
１を閉状態に維持する。下方ロッカーアーム９２がカム１０２のフラット１０３
に位置付けされたとき、下方ロッカーアーム９２が「休止」され、図１３に示し
たようにスプリング９３が拡張し、リテーナ９７がシリンダー１３に向かって押
圧され、吸気弁３１が開される。
４上に配置され、リテーナ９７がシリンダー１３に向う移動を阻止し、吸気弁３
１を閉状態に維持する。下方ロッカーアーム９２がカム１０２のフラット１０３
に位置付けされたとき、下方ロッカーアーム９２が「休止」され、図１３に示し
たようにスプリング９３が拡張し、リテーナ９７がシリンダー１３に向かって押
圧され、吸気弁３１が開される。
【００６１】 この構成は、共通弁スプリング９３だけでなく共通カム９９およびその関連す
る駆動機構に利点がある。
る駆動機構に利点がある。
【００６２】 第１および第２実施形態において、弁システムはシリンダーヘッド１７に組み
込まれるが、その三つの部２５ａ，２５ｂおよび２５ｃと、関連する吸気経路２
５、排気経路２８、並びに弁座２９でキャビティを形成する必要があるために製
造上のある種の困難が生じる。同様にして、この種の構造はシリンダーヘッドの
修理または交換を必要とするときに困難が生じる。
込まれるが、その三つの部２５ａ，２５ｂおよび２５ｃと、関連する吸気経路２
５、排気経路２８、並びに弁座２９でキャビティを形成する必要があるために製
造上のある種の困難が生じる。同様にして、この種の構造はシリンダーヘッドの
修理または交換を必要とするときに困難が生じる。
【００６３】 これらの困難を少なくする観点で、図１４から１７に示した第３実施形態によ
る吸気／排気弁システムは、モジュラ構造のシリンダーヘッド１１０を使用して
いる。このシリンダーヘッド１１０はインサート１１５を受承するキャビティ１
１３で形成された本体１１１からなる。本体１１１はキャビティ１１３に開口す
る吸気経路２６と排気経路２８で形成されている。
る吸気／排気弁システムは、モジュラ構造のシリンダーヘッド１１０を使用して
いる。このシリンダーヘッド１１０はインサート１１５を受承するキャビティ１
１３で形成された本体１１１からなる。本体１１１はキャビティ１１３に開口す
る吸気経路２６と排気経路２８で形成されている。
【００６４】 インサート１１５はキャビティ２５と関連する弁座２９で形成され、また吸気
弁３１と排気弁３３を収容している。
弁３１と排気弁３３を収容している。
【００６５】 インサート１１５が本体１１１内のキャビティ１１３に受承されると、インサ
ート内のキャビティ２５が本体１１１内の吸気経路２６と排気経路２８と一致す
る。従って、これが第１および第２実施形態と同様の同心吸気／排気弁システム
を含むシリンダーヘッド１１０を提供する。
ート内のキャビティ２５が本体１１１内の吸気経路２６と排気経路２８と一致す
る。従って、これが第１および第２実施形態と同様の同心吸気／排気弁システム
を含むシリンダーヘッド１１０を提供する。
【００６６】 しかし、本実施形態は、インサート１１５（およびこれに伴う吸気弁３１と排
気弁３３）が必要に応じて修理または交換のために容易に取り外すことができる
という利点を有する。
気弁３３）が必要に応じて修理または交換のために容易に取り外すことができる
という利点を有する。
【００６７】 本発明の範囲は説明した種々の実施形態の範囲に限定されるものではないこと
を理解しなければならない。
を理解しなければならない。
【００６８】 本明細書を通して、前後関係を必要としない限り、用語「具備する」または「
備える」あるいは「備えている」のようなそのバリエーションは、説明された完
全なもの、あるいはグループをなす完全なものを包含することを意図するが、方
法工程を含むいずれ他の完全なものまたはグループをなす完全なものを除外する
ものではないことが理解できるであろう。
備える」あるいは「備えている」のようなそのバリエーションは、説明された完
全なもの、あるいはグループをなす完全なものを包含することを意図するが、方
法工程を含むいずれ他の完全なものまたはグループをなす完全なものを除外する
ものではないことが理解できるであろう。
【図１】 吸気弁と排気弁が閉封状態にあることを示している第１実施形態による吸気／
排気弁システムと共同するシリンダーヘッドの概略断面図。
排気弁システムと共同するシリンダーヘッドの概略断面図。
【図２】 図１の側面図。
【図３】 排気弁が開状態にあることを示している以外、図１と同様の状態を示す図。
【図４】 吸気弁も開状態にあることを示している以外、図１と同様の状態を示す図。
【図５】 吸気／排気弁システムの一部を形成する吸気経路と排気経路を示すシリンダー
ヘッドの側面図。
ヘッドの側面図。
【図６】 弁アセンブリに使用された吸気弁の側面図。
【図７】 吸気弁の側断面図。
【図８】 弁アセンブリに使用された排気弁の側面図。
【図９】 弁アセンブリの一部を形成する壁構造の側面図。
【図１０】 壁構造の側断面図。
【図１１】 吸気弁と排気弁が閉封状態にあることを示している第２実施形態による弁シス
テムと共同するシリンダーヘッドの概略断面図。
テムと共同するシリンダーヘッドの概略断面図。
【図１２】 排気弁が開状態にあることを示している以外、図１１と同様の状態を示す図。
【図１３】 吸気弁も開状態にあることを示している以外、図１１と同様の状態を示す図。
【図１４】 第３実施形態による吸気／排気弁システムと共同するモジュラー構造のシリン
ダーヘッドの概略断面図。
ダーヘッドの概略断面図。
【図１５】 図１４のシリンダーヘッドの側断面図。
【図１６】 図１４のシリンダーヘッドの一部を形成する本体の側断面図。
【図１７】 図１６の本体に受承されるべく適用されたインサートの側面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 AA02 AA05 AA17 AA19 BA09 CA04 CA11 CA13 CA18 CA29 CA32 CA33 CA36 CA37 CA51 CA52 CA57 FA39 GA00 GA01 3G024 AA09 AA11 AA13 BA20 DA01 DA03 DA04 DA08 FA00 FA08 FA13 GA40
Claims (23)
- 【請求項１】 シリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内に燃
焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムであって、第１ポートを介して燃
焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２弁とを有し、
その一つが燃焼室へ流れる吸気を制御するための開放状態と閉封状態間を移動可
能な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスの流れを制御するための開放状
態と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備し；第１弁が第
１ポートとシーリング係合可能なバルブヘッドとスカート構造とを備えており；
スカート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シーリング係合し、
これによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ部と
この内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；第１流路が外部キ
ャビティ部と連絡し；第２流路が内部キャビティ部と連絡し；第２弁が燃焼室と
内部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポートを開放、
閉封するために第１弁に配置されている弁システムにおいて、スカート構造が第
１軸長を有し、管状状壁構造が第２軸長を有し、第１軸長が第２軸長よりも短い
ことを特徴とする吸気／排気弁システム。 - 【請求項２】 スカート構造がシリンダー状である請求項１に記載の吸気／
排気弁システム。 - 【請求項３】 第１弁がスカート構造に連結された弁ステムを有している請
求項１または２に記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項４】 弁ステムが一つまたはそれ以上の連結部材によってその両者
間に延長してスカート構造に連結されている請求項３に記載の吸気／排気弁シス
テム。 - 【請求項５】 各連結部材が流体流れの方向に薄い形態をなしている請求項
４に記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項６】 弁ステムがスカート構造の領域の外部に配置されている請求
項３、４または５に記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項７】 第１弁ステムが中空で、軸方向経路を提供し、ここに第２弁
のステムが受承されている請求項３から６のいずれかに記載の吸気／排気弁シス
テム。 - 【請求項８】 第２弁のステムが、中空第１弁ステム内に案内されるように
して支持され、これに対して往復運動する請求項７に記載の吸気／排気弁システ
ム。 - 【請求項９】 第２弁のステムが、第１弁ステムを越えて延長している請求
項８に記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項１０】 第１弁および第２弁が、時間シーケンスでそれぞれの開放
状態と閉封状態間で弁を移動するように作動可能な手段に連結されている先行請
求項のいずれかに記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項１１】 第１弁が吸気弁であり、第２弁が排気弁である先行請求項
のいずれかに記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項１２】 管状壁構造がシリンダー状である先行請求項のいずれかに
記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項１３】 管状壁構造がキャビティ内に着脱可能に取り付けられてい
る先行請求項のいずれかに記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項１４】 管状壁構造が取付フランジを有する環状本体を含んでいる
請求項１３に記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項１５】 取付フランジが環状本体に近接するとともに、その一端か
ら内側に隔置され前記一端において本体上に配置位置を提供し、この配置位置が
キャビティ内の配置凹所に受承されている請求項１４に記載の吸気／排気弁シス
テム。 - 【請求項１６】 シリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内
に燃焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムであって、吸気ポートを介し
て燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；燃焼室への流体の流れ
の吸気を制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能な吸気弁と、燃焼室か
らの排気ガスを制御するための開放状態と閉封状態間を移動可能な排気弁とを有
する弁アセンブリとを具備し；吸気弁が吸気ポートと摺動係合可能なバルブヘッ
ドとスカート構造とを備えており；スカート構造が管状壁構造と摺動し、かつ、
シール係合し、これによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部
キャビティ部とこの内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；吸
気流路が吸気流体をそこに分配するために外部キャビティ部と連絡し；排気流路
が内部キャビティ部と連絡し；排気弁が燃焼室からと内部キャビティ部への流体
流れを制御するための吸気弁内の排気ポートを開放、閉封するために吸気弁に配
置されている弁システムにおいて、スカート構造が第１軸長を有し、管状壁構造
が第２軸長を有し、第１軸長が第２軸長よりも短いことを特徴とする吸気／排気
弁システム。 - 【請求項１７】 シリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内に
燃焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムであって、第１ポートを介して
燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２弁とを有し
、その一つが燃焼室への流体の流れの吸気を制御するための開放状態と閉封状態
間を移動可能な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスを制御するための開
放状態と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備する弁シス
テムにおいて；第１弁が第１ポートと摺動係合可能なバルブヘッドとスカート構
造とを備えており；管状壁構造がキャビティ内に着脱可能に取り付けられており
；スカート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ、シール係合し、こ
れによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内部キャビティ部とこ
の内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；第１流路が外部キャ
ビティ部と連絡し；第２流路が内部キャビティ部と連絡し；第２弁が燃焼室と内
部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の第２ポートを開放、閉
封するために第１弁に配置されていることを特徴とする吸気／排気弁システム。 - 【請求項１８】 管状壁構造が、シリンダー状である請求項１７に記載の吸
気／排気弁システム。 - 【請求項１９】 管状壁構造が、キャビティ内に着脱可能に取り付けられて
いる請求項１７または１８に記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項２０】 管状壁構造が、取付フランジを有する環状本体を含んでい
る請求項１９に記載の吸気／排気弁システム。 - 【請求項２１】 取付フランジが、環状本体に隣接するとともに、その一端
から内側に隔置され前記一端において本体上に配置位置を提供し、この配置位置
がキャビティ内の配置凹所に受承されている請求項２０に記載の吸気／排気弁シ
ステム。 - 【請求項２２】 シリンダーヘッドによって一端で閉封されたシリンダー内
に燃焼室を有する内燃機関の吸気／排気弁システムであって、第１ポートを介し
て燃焼室に開口するシリンダーヘッド内のキャビティと；第１弁と第２弁とを有
し、その一つが燃焼室への流体の流れの吸気を制御するための開放状態と閉封状
態間を移動可能な吸気弁であり、他方が燃焼室からの排気ガスを制御するための
開放状態と閉封状態間を移動可能な排気弁である弁アセンブリとを具備する弁シ
ステムにおいて；第１弁が第１ポートと摺動係合可能なバルブヘッドとスカート
構造とを備えており；スカート構造がキャビティ内の管状壁構造と摺動し、かつ
、シール係合し、これによってスカート構造と壁構造が共働してキャビティを内
部キャビティ部とこの内部キャビティ部を取り巻く外部キャビティ部に分割し；
第１流路が外部キャビティ部と連絡し；第２流路が内部キャビティ部と連絡し ；第２弁が燃焼室と内部キャビティ部間の流体流れを制御するための第１弁内の
第２ポートを開放、閉封するために第１弁に配置されており；第１弁がスカート
構造に連結された弁ステムを有し、この弁ステムがスカート構造の領域から完全
に外部に配置されていることを特徴とする吸気／排気弁システム。 - 【請求項２３】 先行請求項のいずれかによる吸気／排気弁システムを収容
するシリンダーヘッドであって、キャビティを有する本体とこの本体内に着脱可
能に受承されたインサートと、このインサートに取り付けられた第１弁と第２弁
とからなることを特徴とするシリンダーヘッド。
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