JP2006016983A - Communication connecting/disconnecting means for engine for connecting/disconnecting communication between intake or exhaust port and combustion chamber - Google Patents

Communication connecting/disconnecting means for engine for connecting/disconnecting communication between intake or exhaust port and combustion chamber Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication connecting/disconnecting means for an engine which can connect/disconnect communication between a port and a combustion chamber without employing reciprocating motion as with a valve for intake or exhaust employed for a conventional engine. <P>SOLUTION: A communication connecting/disconnecting means for an engine for connecting/disconnecting communication between a port for intake or exhaust and a combustion chamber, is equipped with a second member in which a port opening connected to the port and a combustion chamber opening connected to the combustion chamber, and a first member which has an inside flow passage and which is turnable around a first shaft with respect to the second member. In a communication turning range which is the prescribed turning range of the first member with respect to the second member therearound, the port and the combustion chamber are communicated to each other through the medium of the inside flow passage. When the first member is out of the communication turning range, the communication between the port and the combustion chamber is prohibited. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段に関し、より詳細には、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、ポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段に関する。   The present invention relates to a communication intermittent means for an engine that interrupts communication between an intake or exhaust port and a combustion chamber, and more particularly, reciprocation such as an intake or exhaust valve used in a conventional engine. The present invention relates to a communication interrupting means for an engine that interrupts communication between a port and a combustion chamber without using motion.

エンジンは、4輪又は2輪等の自動車、船舶、汽車、飛行機等のような乗り物や、草刈り器、ポンプ、ブロア等のような機械等のようなものの動力源として広く用いられている。このエンジンには様々な形式のものが用いられているが、最も一般的なものとしては4サイクルエンジンが知られている。
4サイクルエンジンは、吸気バルブが開きピストンが降下することで燃料と空気との混合気が吸気ポートから燃焼室に導入され(吸気行程)、吸気バルブが閉じてピストンが上昇することで混合気が圧縮され(圧縮行程)、ピストンがほぼ上限に達したところで混合気に点火され混合気が燃焼膨張し(膨張行程)、最後にピストンが下限付近に達したところで排気バルブが開きピストン上昇と共に燃焼ガスが燃焼室から排気ポートへ追い出され(排気行程)排気バルブが閉じる。このようにエンジンが動作するには、燃焼室への混合気の導入や燃焼室からの燃焼ガスの排出等を行う必要があることから、吸気バルブや排気バルブが配設され、所定の時期にこれらバルブが開閉されるようになっている。
Engines are widely used as a power source for vehicles such as automobiles such as four or two wheels, ships, trains, airplanes, and machines such as mowers, pumps, blowers, and the like. Various types of engines are used for this engine, and the most common one is a four-cycle engine.
In a 4-cycle engine, the mixture of fuel and air is introduced from the intake port into the combustion chamber when the intake valve opens and the piston descends (intake stroke), and the intake valve closes and the piston ascends to raise the mixture. When the piston reaches the upper limit, the mixture is ignited and the mixture is combusted and expanded (expansion stroke). Finally, when the piston reaches the lower limit, the exhaust valve opens and the combustion gas increases as the piston rises. Is expelled from the combustion chamber to the exhaust port (exhaust stroke) and the exhaust valve is closed. In order for the engine to operate in this manner, it is necessary to introduce an air-fuel mixture into the combustion chamber and discharge combustion gas from the combustion chamber. These valves are opened and closed.

これら吸気バルブや排気バルブは、通常、バルブスプリングによって閉じる方向に付勢されており(通常閉)、クランクシャフトの回転によって回転されるカムシャフトのカム山(カムの突起部分)が該付勢力に抗して直接又は間接にバルブを押すことで、バルブが開かれ(バルブがシリンダヘッド内部方向へ突き出る。)、そしてカムシャフトがさらに回転してカム山がバルブを押さなくなると該付勢力によって再びバルブは閉じられる。即ち、現在用いられている吸気バルブや排気バルブは往復運動によってポートと燃焼室との間の連通を断続するものである(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
そして、エンジンの出力を高めるためには、エンジンの回転数を高め、そして摩擦抵抗を減少させる必要がある。
These intake valves and exhaust valves are normally urged in a closing direction by a valve spring (normally closed), and camshafts of camshafts (cam protrusions) rotated by the rotation of the crankshaft are affected by the urging force. By pushing the valve directly or indirectly against the valve, the valve is opened (the valve protrudes toward the inside of the cylinder head), and when the camshaft further rotates and the cam crest does not push the valve, the biasing force again The valve is closed. In other words, the intake valves and exhaust valves that are currently used intermittently communicate between the port and the combustion chamber by reciprocating motion (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
In order to increase the engine output, it is necessary to increase the engine speed and reduce the frictional resistance.

特開2001−55911号公報(第1図、第6図)JP 2001-55911 A (FIGS. 1 and 6) GP企画センター編「自動車のメカはどうなっているか エンジン系」株式会社グランプリ出版、2000年3月13日、p.66−92GP Planning Center "How is the car mechanics engine?" Grand Prix Publishing Co., Ltd., March 13, 2000, p. 66-92

しかしながら、これまでの往復運動による吸気バルブ及び排気バルブにおいては、クランクシャフトの回転運動を往復運動に変換してこれらバルブを駆動するために大きな摩擦抵抗(一例としては、カムシャフトのカム面とそれに摺動される部材(例えば、バルブステムの端部)との間に生じる摩擦)が生じる。
そして、往復運動による吸気バルブ及び排気バルブにおいては、エンジンの回転数が高まると(即ち、バルブの往復運動の速度が大きくなると)、カム山によって押されていたバルブがカム山の押圧がなくなってもバルブが閉まる位置に確実に戻らなかったり(バルブバウンス)、バルブスプリングの力が弱いとバルブがカム山に追従できず跳ねたり(バルブジャンプ)、バルブの動きとバルブスプリングが共振する(バルブサージング)などの問題が生じる。これらの問題が生じると、バルブ開閉時期が狂うため、エンジン出力や効率が低下したり、ときにはバルブとピストンとが衝突してエンジンを破損させることになる。
また、これらの問題を解消又は減少するため、強力なバルブスプリングを用いれば、バルブスプリングを押すための抵抗が大きくなるので前記の摩擦抵抗が大きくなり、結果として得られるエンジン出力が小さくなったり、バルブシートの摩耗が大きくなる。
However, in the conventional intake and exhaust valves by reciprocating motion, a large frictional resistance (for example, the cam surface of the camshaft and the camshaft) is used to convert the rotational motion of the crankshaft to reciprocating motion to drive these valves. Friction generated between the sliding member (for example, the end of the valve stem) occurs.
In the intake valve and the exhaust valve by reciprocating motion, when the engine speed increases (that is, when the speed of the reciprocating motion of the valve increases), the valve that has been pushed by the cam crest is no longer pressed by the cam crest. However, if the valve spring does not return to the closed position (valve bounce) or if the valve spring force is weak, the valve will not be able to follow the cam crest (valve jump), and the valve motion and valve spring will resonate (valve surging). ) And other problems arise. When these problems occur, the valve opening / closing timing is out of order, resulting in a decrease in engine output and efficiency, or sometimes a collision between the valve and the piston causing damage to the engine.
Moreover, in order to eliminate or reduce these problems, if a strong valve spring is used, the resistance for pushing the valve spring increases, so the frictional resistance increases, and the resulting engine output decreases, Wear of the valve seat increases.

そこで、本発明においては、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、ポートと燃焼室との間の連通を断続することができるエンジン用の連通断続手段を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, the communication for the engine can be intermittently connected between the port and the combustion chamber without using the reciprocating motion such as the intake or exhaust valve used in the conventional engine. It aims to provide a means.

本発明の「吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段」(以下、「本手段」という。)は、吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、該ポートに接続されるポート口と該燃焼室に接続される燃焼室口とが配設される第2部材と、内部流路を有し、該第2部材に対して第1軸を中心として回動可能な第1部材と、を備えてなり、該第1軸の周りの該第2部材に対する該第1部材の所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路を通じて該ポートと該燃焼室とが連通しかつ該第1部材が該連通回動範囲外においては該ポートと該燃焼室との連通を禁止するものである、連通断続手段である。   The “communication on / off means for the engine that interrupts the communication between the intake or exhaust port and the combustion chamber” (hereinafter referred to as “this means”) of the present invention is defined between the intake or exhaust port and the combustion chamber. And a second member in which a port port connected to the port and a combustion chamber port connected to the combustion chamber are disposed, and an internal flow path. And a first member rotatable about the first axis with respect to the second member, and the predetermined rotation of the first member relative to the second member around the first axis. The port and the combustion chamber communicate with each other through the internal flow path in the communication rotation range, and the port and the combustion chamber are prohibited from communication when the first member is outside the communication rotation range. It is the communication intermittent means.

本手段は、従来のエンジンに用いられていた往復運動による吸気又は排気のバルブと同様、吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するためのエンジン用の連通断続手段である。
本手段は、第1部材と第2部材とを備えており、第1部材は、第2部材に対して第1軸を中心として回動可能である。そして、第1部材は内部流路を有しており、内部流路は少なくとも2の開放端(第1部材の表面に存している。これらの開放端同士は内部流路によって連通する。)を有している。さらに、第2部材は、ポートに接続されるポート口と、燃焼室に接続される燃焼室口と、が配設される。
第2部材に対して第1軸の周りに第1部材が回動すると、第1軸の周りの第2部材に対する第1部材の所定の回動範囲である連通回動範囲においては内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通し(即ち、内部流路の開放端がポート口と連絡し、内部流路の他の開放端が燃焼室口と連絡することで、内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通する。)、かつ第1部材が該連通回動範囲外においてはポートと燃焼室との連通が禁止される(即ち、ポート口又は燃焼室口の一方又は両方が内部流路の開放端から外れて連絡が断たれることで、ポートと燃焼室との連通が禁止される。)。
なお、ここにいう第2部材に対する第1軸を中心とした第1部材の「回動」とは、正逆両方向へ交互に回動(回動角度は360度未満)すること、正逆両方向へ交互に回転(回転角度は360度以上)すること、同方向へ回転(回転角度は360度以上)すること、の全てを含む概念である(即ち、第1軸を中心とした回転及び回動の全てのものを含む。)。
このようにすることで本手段は、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、第2部材に対する第1軸を中心とした第1部材の回動により、ポートと燃焼室との間の連通を断続することができる。従って、本手段によれば、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いる場合に生じうる上記したような問題(例えば、回転運動を往復運動に変換するための摩擦抵抗、バルブバウンス、バルブジャンプ、バルブサージング、バルブとピストンとの衝突によるエンジン破損等)を回避することができる。
This means is a communication intermittent means for the engine for interrupting the communication between the intake or exhaust port and the combustion chamber, like the reciprocating intake or exhaust valve used in the conventional engine.
The means includes a first member and a second member, and the first member is rotatable about the first axis with respect to the second member. The first member has an internal flow path, and the internal flow path is at least two open ends (they exist on the surface of the first member. These open ends communicate with each other through the internal flow path). have. Further, the second member is provided with a port port connected to the port and a combustion chamber port connected to the combustion chamber.
When the first member rotates around the first axis with respect to the second member, the internal flow path is within a communication rotation range that is a predetermined rotation range of the first member relative to the second member around the first axis. The port and the combustion chamber communicate with each other (ie, the open end of the internal flow path communicates with the port port, and the other open end of the internal flow channel communicates with the combustion chamber port so that the port and the combustion chamber communicate with each other through the internal flow channel. And the communication between the port and the combustion chamber is prohibited when the first member is outside the communication rotation range (that is, one or both of the port port and the combustion chamber port are connected to the internal flow path). The communication between the port and the combustion chamber is prohibited by disconnection from the open end.
Here, “rotation” of the first member around the first axis with respect to the second member refers to alternately rotating in both forward and reverse directions (rotation angle is less than 360 degrees) and in both forward and reverse directions. It is a concept that includes all of rotating alternately (rotating angle of 360 degrees or more) and rotating in the same direction (rotating angle of 360 degrees or more) (that is, rotation and rotation around the first axis). Including everything in motion.)
In this way, this means rotates the first member around the first axis with respect to the second member without using reciprocating motion such as an intake or exhaust valve used in conventional engines. Thus, communication between the port and the combustion chamber can be interrupted. Therefore, according to the present means, the above-described problems (for example, for converting the rotational motion into the reciprocating motion) that may occur when the reciprocating motion such as the intake or exhaust valve used in the conventional engine is used. Friction resistance, valve bounce, valve jump, valve surging, engine damage due to collision between valve and piston, etc.) can be avoided.

前記第1軸を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第1面を前記第1部材が有し、前記内部流路の両端が該第1面に存し、前記第2部材が、前記第1面に沿った第2面を有するものであり、前記ポート口と前記燃焼室口とが該第2面に存するもの(以下、「回転面本手段」という。)であってもよい。
こうすることで第1部材が有する第1面と、第2部材が有する第2面と、がうまく面すると共に(第2面は第1面に沿った形状を有している。)、第1面は第1軸を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成されるので、第2部材に対して第1軸を中心として第1部材をうまく回動可能にすることができる。そして、第1面に内部流路の両端(前記開放端の2つ)が存しかつ第2面にポート口と燃焼室口とが存するので、第1面と第2面とが互いに面し合うことで、連通回動範囲においては内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通すると共に(即ち、内部流路の両端の一端がポート口と連絡し、内部流路の両端の他端が燃焼室口と連絡することで、内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通する。)、連通回動範囲外においては、ポート口又は燃焼室口の一方又は両方が内部流路の両端から外れて第1面によって塞がれることでポートと燃焼室との連通が禁止される。
なお、ここにいう「内部流路の両端」とは、内部流路が有する少なくとも2の開放端のうち、ポート口が連絡し得る開放端と、燃焼室口とが連絡し得る開放端と、をいう(即ち、ポート口と燃焼室口とが同時に連絡し得る2の開放端をいう。)。
The first member has a first surface formed by at least a part of a rotation surface centered on the first axis, both ends of the internal flow path exist on the first surface, and the second member has Even if the port has a second surface along the first surface, and the port port and the combustion chamber port are present on the second surface (hereinafter referred to as “rotating surface main means”). Good.
By doing so, the first surface of the first member and the second surface of the second member face each other well (the second surface has a shape along the first surface). Since the first surface is formed by at least a part of the rotation surface about the first axis, the first member can be rotated well about the first axis with respect to the second member. Since both ends of the internal flow path (two of the open ends) exist on the first surface and the port port and the combustion chamber port exist on the second surface, the first surface and the second surface face each other. In the communication rotation range, the port and the combustion chamber communicate with each other through the internal flow path (that is, one end at both ends of the internal flow path communicates with the port port, and the other end at both ends of the internal flow path burns. By communicating with the chamber port, the port and the combustion chamber communicate with each other through the internal flow path.) Outside the communication rotation range, one or both of the port port and the combustion chamber port are disconnected from both ends of the internal flow path. By being blocked by the first surface, communication between the port and the combustion chamber is prohibited.
The “both ends of the internal flow path” referred to here is, of at least two open ends of the internal flow path, an open end with which the port port can communicate, and an open end with which the combustion chamber port can communicate, (I.e., the two open ends where the port port and the combustion chamber port can communicate simultaneously).

回転面本手段の場合、前記第2部材が、前記第2面により前記第1部材を回動可能に支持するものであってもよい。
こうすることで第2部材が有する第2面により第1部材の第1面を支持し第2部材が第1部材を支持するようにすれば、第1部材を回動自在に支持するための別個の手段を設ける必要がなくなったり該別個の手段への負荷を減少(別個の手段の個数や規模を小さくすることができる。)させることができる。
In the case of the rotating surface main means, the second member may support the first member by the second surface so as to be rotatable.
In this way, if the second surface of the first member supports the first surface of the first member and the second member supports the first member, the first member can be rotatably supported. It is not necessary to provide separate means, and the load on the separate means can be reduced (the number and scale of the separate means can be reduced).

回転面本手段の場合、前記第1部材が、前記第1軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第1面が該直円柱の側面によって形成されるものであってもよい。
直円柱形状を形成するための加工は通常容易かつ正確に行うことができるので第1部材の精度を上げかつ製造コストを減少させることができる。
In the case of the rotating surface main means, the first member may have a right circular column shape with the first axis as an axis, and the first surface may be formed by a side surface of the right circular column.
Since the processing for forming a right circular cylinder shape can usually be performed easily and accurately, the accuracy of the first member can be increased and the manufacturing cost can be reduced.

本手段においては、前記第1軸を中心として前記第2部材に対する前記第1部材の回動が、同方向への回転であってもよい。
こうすることで第1部材を常に一定方向に回転させればよいので、第1部材を回動(回転)させる機構を簡単に構成することができる。例えば、クランクシャフトの回転を所定の減速比にて減速させる減速手段(例えば、従来のカムシャフトを駆動するのと同様、タイミングベルト(コッグドベルト)とプーリとを用いる場合、タイミングチェーンとスプロケットとを用いる場合、複数ギヤを組み合わせる場合等)を介して、第1部材を回転させてもよい。
In this means, the rotation of the first member relative to the second member about the first axis may be rotation in the same direction.
By doing so, it is only necessary to always rotate the first member in a certain direction, so that a mechanism for rotating (rotating) the first member can be easily configured. For example, when using a timing belt (cogged belt) and a pulley as in the case of driving a conventional camshaft, a timing chain and a sprocket are used to reduce the rotation of the crankshaft at a predetermined reduction ratio. In this case, the first member may be rotated via a combination of a plurality of gears.

前記内部流路が直線に沿って形成されるものであってもよい。
こうすることでポートと燃焼室との間で流通するガス(該ポートが吸気ポートであれば、吸気ポートから燃焼室へ流通する混合気であり、該ポートが排気ポートであれば、燃焼室から排気ポートへ流通する燃焼ガスである。)が内部空間を流通する際の抵抗を小さくできるので、本手段が配設されるエンジンの効率や出力を大きくすることができる。
The internal flow path may be formed along a straight line.
In this way, the gas flowing between the port and the combustion chamber (if the port is an intake port, it is an air-fuel mixture flowing from the intake port to the combustion chamber, and if the port is an exhaust port, the gas flows from the combustion chamber. The combustion gas flowing to the exhaust port) can be reduced in resistance when flowing through the internal space, so that the efficiency and output of the engine in which this means is disposed can be increased.

前記第1部材及び前記第2部材の少なくともいずれかが、金属ナトリウムが封入された内部空間を有してなるものであってもよい。
第1部材及び第2部材は、本手段が配設されるエンジンからの熱やこれら部材を流通する燃焼ガスからの熱によって加熱されるので、放熱を促進する必要がある。ここに金属ナトリウムは高温になると液体になり、内部空間が形成された第1部材又は第2部材の動きに伴って内部空間内を動き回る。この液体金属ナトリウムの動きにより、内部空間に沿った部分の熱移動が促進され(内部空間の高温部分により加熱されたナトリウムが、内部空間の低温部分によって冷却されることで、ナトリウムが熱の移動を促進する。)、これら第1部材又は第2部材の局所的な過熱を防止し放熱を促進する。
At least one of the first member and the second member may have an internal space filled with metallic sodium.
Since the first member and the second member are heated by the heat from the engine in which this means is disposed and the heat from the combustion gas flowing through these members, it is necessary to promote heat dissipation. Here, the metallic sodium becomes liquid when the temperature becomes high, and moves around in the internal space with the movement of the first member or the second member in which the internal space is formed. The movement of the liquid metal sodium promotes the heat transfer of the part along the internal space (sodium heated by the high temperature part of the internal space is cooled by the low temperature part of the internal space, so that the sodium transfers the heat. ), Preventing local overheating of the first member or the second member and promoting heat dissipation.

前記内部流路の前記両端が、前記第1軸に対してほぼ線対称に形成されるものであってもよい。
こうすることで第1軸を中心として第2部材に対し第1部材が回動すると、180度回動する毎に内部流路の両端が交互に同じ位置にくるので、360度回動しないと内部流路の両端が同じ位置にこないものに比して、第1部材の回動が1/2で足りることになる。このため第1部材の回動速度を抑えることができ、回動に伴う摩擦抵抗を減少させ、第1部材を回動可能に支持する支持手段の負荷を小さくできる。
The both ends of the internal flow path may be formed substantially symmetrical with respect to the first axis.
In this way, when the first member rotates with respect to the second member around the first axis, both ends of the internal flow path are alternately located at the same position each time it rotates 180 degrees, so that it does not rotate 360 degrees. As compared with the case where both ends of the internal flow path do not come to the same position, 1/2 rotation of the first member is sufficient. For this reason, the rotation speed of the first member can be suppressed, the frictional resistance accompanying the rotation can be reduced, and the load of the support means for rotatably supporting the first member can be reduced.

このように本手段は、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、第2部材に対する第1軸を中心とした第1部材の回動により、ポートと燃焼室との間の連通を断続することができる。従って、本手段は、吸気ポートと燃焼室との間の連通を断続する吸気断続手段と、排気ポートと燃焼室との間の連通を断続する排気断続手段と、のいずれにも用いることができる。   As described above, this means is provided by rotating the first member around the first axis with respect to the second member without using reciprocating movement such as an intake or exhaust valve used in a conventional engine. The communication between the combustion chamber and the combustion chamber can be interrupted. Therefore, this means can be used for both the intake intermittent means for interrupting communication between the intake port and the combustion chamber and the exhaust intermittent means for interrupting communication between the exhaust port and the combustion chamber. .

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited by these.

図1は、本手段を備えるエンジン(以下、「本エンジン」という。)11の一部断面図(本エンジン11の図示しないクランクシャフトの回転軸に対して垂直な断面を示している。なお、後述するピストン92、コンロッド93、点火プラグ95等は断面を示していない。)であり、図2は、図1のA−A断面図(後述するピストン92、コンロッド93、プーリ33a等は断面を示していない。)であり、図3は第1部材31a、31bの断面図(後述する内部流路32a、32bが沿って形成される直線に対して垂直な断面を示している。第1部材31aについては、図2中、B−Bにより断面位置を示している。)である。
エンジン11は、ガソリンを燃料とする4サイクルエンジンであり、従来のエンジンにて用いられてきた吸気バルブ、排気バルブ及びカムシャフト等が本手段によって置換された以外は従来からの4サイクルエンジンと同様の構造を有している。即ち、円筒形のシリンダ91の内部には、ピストン92がスライド自在に嵌入されており、図示しないクランクシャフトとピストン92とはコンロッド93によって連結されている。シリンダ91の壁内には冷却水が流れるウオータージャケット91wが形成されている。シリンダーヘッド94とピストン92の頭とにより取り囲まれて燃焼室15が形成されている。シリンダーヘッド94には点火プラグ95(スパークプラグ)が取り付けられており、点火プラグ95の一端(火花を生じる点火部分)は燃焼室15に位置している。また、シリンダーヘッド94は、第1部材31a、31bと第2部材41a、41bとを含んでいる。なお、これらの図においては、図示及び理解を容易にするため、冷却水の流路(ウオータージャケット)、循環油の流路、ボルトナット等は適宜省略しているが、適宜これら冷却、潤滑及び固定等は行われている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an engine (hereinafter referred to as “the present engine”) 11 having this means (a cross section perpendicular to a rotation axis of a crankshaft (not shown) of the engine 11). FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 (a piston 92, a connecting rod 93, a pulley 33a, etc., which will be described later). 3 is a cross-sectional view of the first members 31a and 31b (showing a cross section perpendicular to a straight line formed along internal flow paths 32a and 32b to be described later). For 31a, the cross-sectional position is indicated by BB in FIG.
The engine 11 is a four-cycle engine using gasoline as fuel, and is the same as the conventional four-cycle engine except that the intake valve, the exhaust valve, the camshaft, etc. used in the conventional engine are replaced by this means. It has the structure of. That is, a piston 92 is slidably fitted inside a cylindrical cylinder 91, and a crankshaft (not shown) and the piston 92 are connected by a connecting rod 93. A water jacket 91 w through which cooling water flows is formed in the wall of the cylinder 91. A combustion chamber 15 is formed by being surrounded by the cylinder head 94 and the head of the piston 92. A spark plug 95 (spark plug) is attached to the cylinder head 94, and one end of the spark plug 95 (ignition part that generates a spark) is located in the combustion chamber 15. The cylinder head 94 includes first members 31a and 31b and second members 41a and 41b. In these drawings, the flow path of the cooling water (water jacket), the flow path of the circulating oil, the bolts and nuts are omitted as appropriate for easy illustration and understanding. Fixing etc. are done.

そして、後述するように、本手段により、吸気タイミングに合わせてポート13と燃焼室15とが連通され(このポート13と燃焼室15との連通を「吸気連通」という。吸気タイミング以外では、この吸気連通は断たれる。)、排気タイミングに合わせて燃焼室15とポート17とが連通する(このポート17と燃焼室15との連通を「排気連通」という。排気タイミング以外では、この排気連通は断たれる。)ようにされる。なお、図中、第2部材41a、41bよりも先のポートは図示を省略している(実際には、第2部材41a、41bよりも先のポートは、従来の往復運動による吸気バルブや排気バルブを用いた4サイクルエンジンのシリンダヘッドよりも先のポートと同様の構造等を有している。)。
これにより、エンジン11は、往復運動による吸気バルブや排気バルブを用いた従来の4サイクルエンジンと同様、吸気タイミングにおいて吸気連通により燃料(ガソリン)と空気との混合気が吸気ポート13から燃焼室15に導入され(吸気行程)、吸気連通が断たれた後、ピストン92が上昇することで混合気が圧縮され(圧縮行程)、ピストン92がほぼ上限に達したところで点火プラグ95によって混合気に点火され混合気が燃焼膨張しピストン92が下降する(膨張行程)。そしてピストン92が下限付近に達したところで排気タイミングに入り排気連通によりピストン92上昇と共に燃焼ガスが燃焼室15から排気ポート17へ追い出され(排気行程)その後排気連通が断たれる。このようなサイクルを繰り返すことで、エンジン11は図示しないクランクシャフトを回転させることができる。
以下、本エンジン11のうち、従来のエンジンと異なる本手段について主として説明し、それ以外の説明は省略する。
As will be described later, this means allows the port 13 and the combustion chamber 15 to communicate with each other in accordance with the intake timing (the communication between the port 13 and the combustion chamber 15 is referred to as “intake communication”. The combustion chamber 15 and the port 17 communicate with each other in accordance with the exhaust timing (the communication between the port 17 and the combustion chamber 15 is referred to as “exhaust communication.” Except for the exhaust timing, this exhaust communication is established. Will be refused.) In the drawing, the ports ahead of the second members 41a and 41b are not shown (in fact, the ports ahead of the second members 41a and 41b are the intake valves and exhausts by the conventional reciprocating motion. It has the same structure as the port ahead of the cylinder head of a 4-cycle engine using a valve.)
As a result, the engine 11 has a mixture of fuel (gasoline) and air from the intake port 13 through the combustion chamber 15 by intake communication at the intake timing, as in a conventional four-cycle engine using an intake valve and exhaust valve by reciprocating motion. After the intake air communication is cut off, the air-fuel mixture is compressed by the piston 92 ascending (compression stroke), and the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 95 when the piston 92 reaches almost the upper limit. Then, the air-fuel mixture is combusted and expanded, and the piston 92 descends (expansion stroke). When the piston 92 reaches near the lower limit, the exhaust timing is entered and the exhaust gas is exhausted and the combustion gas is expelled from the combustion chamber 15 to the exhaust port 17 (exhaust stroke), and then the exhaust communication is cut off. By repeating such a cycle, the engine 11 can rotate a crankshaft (not shown).
In the following, the present engine 11 will be mainly described with respect to this means different from the conventional engine, and the other description will be omitted.

本手段は、本エンジン11の吸気ポート13と燃焼室15との間の連通を断続する吸気断続手段21aと、排気ポート17と燃焼室15との間の連通を断続する排気断続手段21bと、の両方として配設されている。吸気断続手段21aと排気断続手段21bとのいずれも基本的な構造は同様である。
本手段は、第1部材31a、31b(吸気断続手段21aを構成するものは添字「a」をつけて31aのように示し、排気断続手段21bを構成するものは添字「b」をつけて31bのように示す。以下同様。)と、第2部材41a、41b(ここでは第2部材41aと第2部材41bとは、点火プラグ95の取り付け部分94aと共に一体的に形成されており、シリンダーヘッド94の一部を構成している。)と、第1部材31a、31bの一端に回動不可能に取り付けられたプーリ33a、33bと、プーリ33a、33bとクランクシャフトに取り付けられたプーリ(いずれも図示せず。)とに架け渡されたタイミングベルト35(コッグドベルト)とを備えてなる。
This means includes an intake intermittent means 21a for intermittently connecting the intake port 13 and the combustion chamber 15 of the engine 11, and an exhaust intermittent means 21b for intermittently connecting the exhaust port 17 and the combustion chamber 15. Both are arranged. The basic structure of both the intake intermittent means 21a and the exhaust intermittent means 21b is the same.
This means includes first members 31a and 31b (those constituting the intake intermittent means 21a are indicated with a subscript "a" as 31a, and those constituting the exhaust intermittent means 21b are indicated with a subscript "b" and 31b. And the second members 41a and 41b (here, the second member 41a and the second member 41b are integrally formed together with the mounting portion 94a of the spark plug 95, and the cylinder head). 94), pulleys 33a and 33b that are non-rotatably attached to one end of the first members 31a and 31b, pulleys that are attached to the pulleys 33a and 33b and the crankshaft (whichever And a timing belt 35 (cogged belt) that is stretched over the belt.

第1部材31a、31bは、第1軸(図2及び図3中、点線Cにて示し、図1中では点Cとして示す。)を軸とする直円柱形状を有しており、第1軸に直交する直線(第1部材31aに関しては、図2中、点線D)に沿って内部流路32a、32bが形成されている。内部流路32a、32bは、第1軸に直交する該直線(第1部材31aに関しては、図2中、点線D。なお、該直線は図3に示された面に垂直である。)に対する垂直断面の形状は該直線に沿ったいずれの位置においても同じであり、内部流路32a、32bの両端(ここでは内部流路32a、32bいずれも2の開放端を有する。)は開放されている(即ち、内部流路32a、32bそれぞれは、それぞれが形成された第1部材31a、31bを貫通するように設けられている。)。
第1部材31a、31bは、金属ナトリウムが封入された複数の内部空間34a、34bを有している。
なお、第1部材31a、31bは、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブを形成するのに用いる材料を用いて構成してもよい。
The first members 31a and 31b have a right cylindrical shape with a first axis (indicated by a dotted line C in FIGS. 2 and 3 and indicated as a point C in FIG. 1) as an axis. Internal flow paths 32a and 32b are formed along a straight line orthogonal to the axis (the dotted line D in FIG. 2 for the first member 31a). The internal flow paths 32a and 32b are relative to the straight line orthogonal to the first axis (the first member 31a is a dotted line D in FIG. 2, which is perpendicular to the plane shown in FIG. 3). The shape of the vertical cross section is the same at any position along the straight line, and both ends of the internal flow paths 32a and 32b (here, the internal flow paths 32a and 32b both have two open ends) are opened. (That is, each of the internal flow paths 32a and 32b is provided so as to penetrate the first members 31a and 31b formed therein).
The first members 31a and 31b have a plurality of internal spaces 34a and 34b in which metallic sodium is enclosed.
The first members 31a and 31b may be made of a material used to form an intake or exhaust valve used in a conventional engine.

第2部材41a、41bは、細長い直方体形状をしており、第1部材31a、31bを嵌入する直円柱形状(第1部材31a、31bが形成する直円柱の直径よりもやや大きな直円柱とされる。)の内嵌穴(両端開放)を有している。なお、第1部材31a、31bの外面と、第2部材41a、41bの該内嵌穴の内面と、の間には実際にはわずかな隙間が形成されているが、図示を容易にするため該隙間の図示は省略している(実際には、該隙間には潤滑油が供給されている。)。
第1部材31a、31bのいずれも、両端部近傍を除き第2部材41a、41bの該内嵌穴に嵌入されており、第2部材41a、41bに対して第1軸(図2及び図3中、点線C。図1中では点C)を中心として回動(ここでは回転)可能である。
なお、ここでは第2部材41a、41bの該内嵌穴の内面は、貼着されたライナシート41a1、41b1によって形成されているが、これは必ずしも必須のものではない。第2部材41a、41bは、従来のエンジンのシリンダーヘッドを形成するのに用いる材料等を用い、またライナシート41a1、41b1は、従来のバルブシートを形成するのに用いる材料等を用いて形成してもよい。
The second members 41a and 41b have an elongated rectangular parallelepiped shape, and are formed into a right circular cylinder shape that is slightly larger than the diameter of the right circular cylinder formed by the first members 31a and 31b. ) Internal fitting holes (both ends open). A slight gap is actually formed between the outer surface of the first member 31a, 31b and the inner surface of the inner fitting hole of the second member 41a, 41b, but for ease of illustration. Illustration of the gap is omitted (in fact, lubricating oil is supplied to the gap).
Each of the first members 31a and 31b is inserted into the internal fitting holes of the second members 41a and 41b except for the vicinity of both end portions, and the first shaft (see FIGS. 2 and 3) with respect to the second members 41a and 41b. Middle, dotted line C. It can be rotated (rotated here) around point C) in FIG.
Note that, here, the inner surfaces of the inner fitting holes of the second members 41a and 41b are formed by the adhered liner sheets 41a1 and 41b1, but this is not necessarily essential. The second members 41a and 41b are made of a material used to form a conventional engine cylinder head, and the liner seats 41a1 and 41b1 are made of a material used to form a conventional valve seat. May be.

第1軸(図2及び図3中、点線C。図1中では点C)の周りの第2部材41a、41bに対する第1部材31a、31bの所定の回動範囲(連通回動範囲)において、第1部材31a、31bに形成された内部流路32a、32bの両端の位置に対応するように、ポート13、17に接続されるポート口43a、43bと燃焼室15に接続される燃焼室口45a、45bとが第2部材41a、41bに形成されている。
このため第1軸の周りの第2部材41a、41bに対する第1部材31a、31bの所定の回動範囲(連通回動範囲。即ち、内部流路32a、32bの両端のうちの一端とポート口43a、43bとが連通すると共に、内部流路32a、32bの両端のうちの他端と燃焼室口45a、45bとが連通する範囲)においては、内部流路32a、32bを通じてポート13、17と燃焼室15とが連通する。具体的には、ポート口43a、内部流路32a及び燃焼室口45aを経てポート13と燃焼室15とが連通し、ポート口43b、内部流路32b及び燃焼室口45bを経て燃焼室15とポート17とが連通する。
そして、第1軸の周りの第2部材41a、41bに対する第1部材31a、31bの所定の回動範囲(連通回動範囲)外(即ち、内部流路32a、32bの両端のうちの一端とポート口43a、43bとの連通と、内部流路32a、32bの両端のうちの他端と燃焼室口45a、45bとの連通と、の少なくとも一方の連通(無論、両方の連通でもよい)が断たれる範囲)においては、ポート13、17と燃焼室15との連通が禁止される。ここではポート口43a、43bと燃焼室口45a、45bとの両方が内部流路32a、32bの両端から外れ、第1部材31a、31bが形成する前記直円柱の側面によって塞がれることでポート13、17と燃焼室15との連通が禁止される。
なお、図1においては、ポート13と燃焼室15とは連通し、ポート17と燃焼室15との連通は禁止された状態を示している。また、第2部材41a、41bに対する第1部材31a、31bの第1軸方向への変位は図示しないベアリングが制限しており、第2部材41a、41bに対する第1部材31a、31bの第1軸方向への位置が保たれるようになっている。
In a predetermined rotation range (communication rotation range) of the first members 31a and 31b with respect to the second members 41a and 41b around the first axis (dotted line C in FIG. 2 and FIG. 3; point C in FIG. 1). The combustion chambers connected to the port ports 43a and 43b connected to the ports 13 and 17 and the combustion chamber 15 so as to correspond to the positions of both ends of the internal flow paths 32a and 32b formed in the first members 31a and 31b. The openings 45a and 45b are formed in the second members 41a and 41b.
Therefore, a predetermined rotation range of the first members 31a and 31b with respect to the second members 41a and 41b around the first axis (communication rotation range. That is, one end of both ends of the internal flow paths 32a and 32b and the port port. 43a, 43b and the ports 13, 17 through the internal flow paths 32a, 32b in the range where the other end of the internal flow paths 32a, 32b communicates with the combustion chamber ports 45a, 45b). The combustion chamber 15 communicates with the combustion chamber 15. Specifically, the port 13 and the combustion chamber 15 communicate with each other via the port port 43a, the internal flow path 32a, and the combustion chamber port 45a, and the combustion chamber 15 communicates with the port port 43b, the internal flow path 32b, and the combustion chamber port 45b. The port 17 communicates.
Then, one end of both ends of the internal flow paths 32a and 32b is outside the predetermined rotation range (communication rotation range) of the first members 31a and 31b with respect to the second members 41a and 41b around the first axis. At least one of the communication with the port ports 43a and 43b and the communication between the other end of the internal flow paths 32a and 32b and the combustion chamber ports 45a and 45b (of course, both may be used). In the range that is cut off, communication between the ports 13 and 17 and the combustion chamber 15 is prohibited. Here, both the port ports 43a and 43b and the combustion chamber ports 45a and 45b are detached from both ends of the internal flow paths 32a and 32b, and are closed by the side surfaces of the right circular cylinder formed by the first members 31a and 31b. Communication between 13, 17 and the combustion chamber 15 is prohibited.
In FIG. 1, the port 13 and the combustion chamber 15 communicate with each other, and the communication between the port 17 and the combustion chamber 15 is prohibited. Further, displacement of the first members 31a and 31b in the first axial direction relative to the second members 41a and 41b is limited by a bearing (not shown), and the first shaft of the first members 31a and 31b relative to the second members 41a and 41b. The position in the direction is maintained.

このように第1軸(図2及び図3中、点線C。図1中では点C)の周りの第2部材41a、41bに対する第1部材31a、31bの回動により、ポート13、17と燃焼室15との連通を自由に許容したり禁止することができる。このため第1軸の周りの第2部材41a、41bに対する第1部材31a、31bの回動によって、従来から用いられてきた往復運動による吸気バルブや排気バルブと同様、吸気タイミングに合わせてポート13と燃焼室15とを連通させ(吸気連通)、排気タイミングに合わせて燃焼室15とポート17とを連通させることができる(排気連通)。
この吸気タイミングに合わせて吸気連通させるように第1部材31aを回動させ、排気タイミングに合わせて排気連通させるように第1部材31bを回動させるには様々な方法が考えられるが、従来の往復運動による吸気バルブや排気バルブを駆動するためのカムシャフトを回転させる方法を用いてもよい。即ち、本エンジン11の図示しないクランクシャフトの回転に伴って第1部材31a、31bを回転させる方法であり、例えば、タイミングベルト(コッグドベルト)とプーリとを用いる場合、タイミングチェーンとスプロケットとを用いる場合、複数ギヤを組み合わせる場合等を例示することができる。ここでは以下説明するように、タイミングベルト(コッグドベルト)とプーリとを用いている。
Thus, the rotation of the first members 31a, 31b relative to the second members 41a, 41b around the first axis (dotted line C in FIG. 2 and point C in FIG. 1) causes the ports 13, 17 and Communication with the combustion chamber 15 can be freely allowed or prohibited. For this reason, the rotation of the first members 31a and 31b with respect to the second members 41a and 41b around the first shaft causes the port 13 to be synchronized with the intake timing in the same manner as an intake valve and an exhaust valve by reciprocating movements conventionally used. And the combustion chamber 15 are communicated (intake communication), and the combustion chamber 15 and the port 17 can be communicated in accordance with the exhaust timing (exhaust communication).
Various methods are conceivable for rotating the first member 31a to communicate with the intake timing in accordance with the intake timing and to rotate the first member 31b to communicate with the exhaust timing in accordance with the exhaust timing. You may use the method of rotating the cam shaft for driving the intake valve and exhaust valve by reciprocation. That is, the first member 31a, 31b is rotated in accordance with the rotation of a crankshaft (not shown) of the engine 11, for example, when a timing belt (cogged belt) and a pulley are used, or when a timing chain and a sprocket are used. A case where a plurality of gears are combined can be exemplified. Here, as described below, a timing belt (cogged belt) and a pulley are used.

第1部材31a、31bの一端に回動不可能に取り付けられたプーリ33a、33bは、いずれもタイミングベルト35(コッグドベルト)によってクランクシャフトの回転に伴って回転されるようになっており(タイミングベルト35は、クランクシャフトに取り付けられたプーリ(いずれも図示せず。)とプーリ33a、33bとに架け渡されており、このためクランクシャフトが回転するとプーリ33a、33bが回転される。)、これによりクランクシャフトの回転に伴って第1部材31a、31bが回転される。なお、ここではクランクシャフトの回転軸と、クランクシャフトに取り付けられた図示しないプーリの回転軸と、プーリ33a、33bの回転軸と、第1部材31a、31bの回転軸(ここでは第1軸(図2及び図3中、点線C。図1中では点C))と、は互いに略平行になるように配置されている。   The pulleys 33a and 33b that are non-rotatably attached to one end of the first members 31a and 31b are rotated by the timing belt 35 (cogged belt) as the crankshaft rotates (timing belt). 35 is spanned between pulleys (not shown) attached to the crankshaft and pulleys 33a and 33b, so that when the crankshaft is rotated, the pulleys 33a and 33b are rotated). Thus, the first members 31a and 31b are rotated with the rotation of the crankshaft. Here, the rotation shaft of the crankshaft, the rotation shaft of a pulley (not shown) attached to the crankshaft, the rotation shafts of the pulleys 33a and 33b, and the rotation shafts of the first members 31a and 31b (here, the first shaft ( 2 and 3, the dotted line C. The point C)) in FIG.

そして、図示しないクランクシャフトに取り付けられた図示しないプーリの歯数(該プーリの外周に設けられた、タイミングベルト35の内周に設けられた歯とかみ合う歯の数)と、プーリ33a、33bの歯数(これらプーリ33a、33bの外周に設けられた、タイミングベルト35の内周に設けられた歯とかみ合う歯の数)と、の比によって、クランクシャフトの回転数の1/4の回転数によってプーリ33a、33bは回転される。このプーリ33a、33bの回転に伴って、第1部材31a、31bも、クランクシャフトの回転数の1/4の回転数によって回転される。
さらに、従来のエンジンにて用いられてきた吸気バルブ及び排気バルブが吸気及び排気のタイミングに合わせて開閉されるように、吸気及び排気のタイミングに合わせてポート13、17と燃焼室15とが連通するよう、第1部材31a、31bは回転される。具体的には、吸気タイミングに合わせて、ポート口43a、内部流路32a及び燃焼室口45aを経てポート13と燃焼室15とが連通するようにされ(吸気タイミング以外では、この連通は断たれる。)、排気タイミングに合わせて、ポート口43b、内部流路32b及び燃焼室口45bを経て燃焼室15とポート17とが連通する(排気タイミング以外では、この連通は断たれる。)ようにされる。また、吸気時間及び排気時間を十分とることができるよう、内部流路32a、32bの両端のうちの一端とポート口43a、43bとの連通と、内部流路32a、32bの両端のうちの他端と燃焼室口45a、45bとの連通と、の両連通が所定時間継続するよう、内部流路32a、32bの両端、ポート口43a、43b、燃焼室口45a、45bの形状が決まられている。図1に示した内部流路32a、32b、ポート口43a、43b、燃焼室口45a、45bそれぞれの形状、そして第1部材31aと第1部材31bとの回動角度は適宜変更されてよいことは言うまでもない。
The number of teeth of a pulley (not shown) attached to a crankshaft (not shown) (the number of teeth meshed with the teeth provided on the inner periphery of the timing belt 35 provided on the outer periphery of the pulley) and the pulleys 33a and 33b The number of teeth (the number of teeth provided on the outer circumference of the pulleys 33a and 33b and the number of teeth meshing with the inner circumference of the timing belt 35) is 1/4 of the number of revolutions of the crankshaft. Thus, the pulleys 33a and 33b are rotated. Along with the rotation of the pulleys 33a and 33b, the first members 31a and 31b are also rotated at a rotation speed that is 1/4 of the rotation speed of the crankshaft.
Further, the ports 13 and 17 communicate with the combustion chamber 15 in accordance with the intake and exhaust timing so that the intake and exhaust valves used in the conventional engine are opened and closed in accordance with the intake and exhaust timing. Thus, the first members 31a and 31b are rotated. Specifically, the port 13 and the combustion chamber 15 communicate with each other via the port port 43a, the internal flow path 32a, and the combustion chamber port 45a in accordance with the intake timing (this communication is cut off at other than the intake timing). According to the exhaust timing, the combustion chamber 15 and the port 17 communicate with each other through the port port 43b, the internal flow path 32b, and the combustion chamber port 45b (this communication is interrupted except at the exhaust timing). To be. Further, in order to allow sufficient intake time and exhaust time, communication between one end of both ends of the internal flow paths 32a and 32b and the port ports 43a and 43b and other of both ends of the internal flow paths 32a and 32b are possible. The shapes of both ends of the internal flow paths 32a and 32b, the port ports 43a and 43b, and the combustion chamber ports 45a and 45b are determined so that the communication between the end and the communication with the combustion chamber ports 45a and 45b continues for a predetermined time. Yes. The shapes of the internal flow paths 32a and 32b, the port ports 43a and 43b, the combustion chamber ports 45a and 45b shown in FIG. 1, and the rotation angles of the first member 31a and the first member 31b may be changed as appropriate. Needless to say.

以上説明したように、本手段(装置)は、本エンジン11の吸気ポート13と燃焼室15との間の連通を断続する吸気断続手段21a(吸気断続装置)と、排気ポート17と燃焼室15との間の連通を断続する排気断続手段21b(吸気断続装置)と、の両方として配設されている。
吸気断続手段21aたる本手段は、吸気のポート13と燃焼室15との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、該ポート13に接続されるポート口43aと燃焼室15に接続される燃焼室口45aとが配設される第2部材41aと、内部流路32aを有し、該第2部材41aに対して第1軸(図2及び図3中、点線C。図1中では点C)を中心として回動可能な第1部材31aと、を備えてなり、該第1軸の周りの該第2部材41aに対する該第1部材31aの所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路32aを通じて該ポート13と燃焼室15とが連通しかつ該第1部材31aが該連通回動範囲外においては該ポート13と燃焼室15との連通を禁止するものである、連通断続手段である。
そして、吸気断続手段21aたる本手段は、前記第1軸(図2及び図3中、点線C。図1中では点C)を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第1面(ここでは第1部材31aが形成する直円柱形状の側面)を前記第1部材31aが有し、前記内部流路32aの両端が該第1面(第1部材31aが形成する直円柱形状の側面)に存し、前記第2部材41aが、前記第1面(第1部材31aが形成する直円柱形状の側面)に沿った第2面(第2部材41aが有する、第1部材31aが内嵌される前記内嵌穴の内面)を有するものであり、前記ポート口43aと前記燃焼室口45aとが該第2面(第1部材31aが内嵌される前記内嵌穴の内面)に存する。
As described above, this means (device) includes the intake intermittent means 21 a (intake intermittent means) for intermittently connecting the intake port 13 and the combustion chamber 15 of the engine 11, the exhaust port 17 and the combustion chamber 15. And an exhaust intermittent means 21b (intake intermittent apparatus) for intermittently communicating with each other.
This means as the intake intermittent means 21 a is an engine communication intermittent means for interrupting communication between the intake port 13 and the combustion chamber 15, and is connected to the port port 43 a connected to the port 13 and the combustion chamber 15. It has the 2nd member 41a by which the combustion chamber port 45a connected is arrange | positioned, and the internal flow path 32a, A 1st axis | shaft (dotted line C in FIG.2 and FIG.3) with respect to this 2nd member 41a. 1 is a predetermined rotation range of the first member 31a with respect to the second member 41a around the first axis. The port 13 and the combustion chamber 15 communicate with each other through the internal flow path 32a in the communication rotation range, and the communication between the port 13 and the combustion chamber 15 is prohibited when the first member 31a is outside the communication rotation range. It is a continuous interruption means.
And this means which is the intake intermittent means 21a is a first surface formed by at least a part of a rotation surface centering on the first axis (dotted line C in FIG. 2 and FIG. 3, point C in FIG. 1). The first member 31a has a right columnar side surface formed by the first member 31a here, and both ends of the internal flow path 32a have the first surface (a right columnar shape formed by the first member 31a). The second member 41a is a second surface (the second member 41a has a first member 31a) along the first surface (a side surface of a right circular cylinder formed by the first member 31a). And the port port 43a and the combustion chamber port 45a are formed on the second surface (the inner surface of the inner fitting hole in which the first member 31a is fitted). Exist.

そして、吸気断続手段21aたる本手段においては、前記第2部材41aが、前記第2面(第1部材31aが内嵌される前記内嵌穴の内面)により前記第1部材31aを回動可能に支持する。
前述のように、吸気断続手段21aたる本手段においては、前記第1部材31aが、前記第1軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第1面が該直円柱の側面によって形成されるものである。
さらに、吸気断続手段21aたる本手段においては、前記第1軸を中心として前記第2部材41aに対する前記第1部材31aの回動が、同方向への回転である。
また、前記内部流路32aが直線(第1軸に直交する直線(図2中、点線D))に沿って形成されるものである。
加えて、前記第1部材31aが、金属ナトリウムが封入された内部空間34aを有している。
そして、前記内部流路32aの前記両端が、前記第1軸に対してほぼ線対称に形成されている。
And in this means which is the intake intermittent means 21a, the second member 41a can rotate the first member 31a by the second surface (the inner surface of the inner fitting hole into which the first member 31a is fitted). To support.
As described above, in this means serving as the intake air interrupting means 21a, the first member 31a has a right cylindrical shape with the first axis as an axis, and the first surface is formed by a side surface of the right circular cylinder. Is.
Further, in this means, which is the intake intermittent means 21a, the rotation of the first member 31a relative to the second member 41a around the first axis is rotation in the same direction.
The internal flow path 32a is formed along a straight line (a straight line perpendicular to the first axis (dotted line D in FIG. 2)).
In addition, the first member 31a has an internal space 34a in which metallic sodium is enclosed.
The both ends of the internal flow path 32a are formed substantially symmetrical with respect to the first axis.

同様に排気断続手段21bたる本手段は、排気のポート17と燃焼室15との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、該ポート17に接続されるポート口43bと燃焼室15に接続される燃焼室口45bとが配設される第2部材41bと、内部流路32bを有し、該第2部材41bに対して第1軸(図3中、点線C。図1中では点C)を中心として回動可能な第1部材31bと、を備えてなり、該第1軸の周りの該第2部材41bに対する該第1部材31bの所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路32bを通じて該ポート17と燃焼室15とが連通しかつ該第1部材31bが該連通回動範囲外においては該ポート17と燃焼室15との連通を禁止するものである、連通断続手段である。
そして、排気断続手段21bたる本手段は、前記第1軸(図3中、点線C。図1中では点C)を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第1面(ここでは第1部材31bが形成する直円柱形状の側面)を前記第1部材31bが有し、前記内部流路32bの両端が該第1面(第1部材31bが形成する直円柱形状の側面)に存し、前記第2部材41bが、前記第1面(第1部材31bが形成する直円柱形状の側面)に沿った第2面(第2部材41bが有する、第1部材31bが内嵌される前記内嵌穴の内面)を有するものであり、前記ポート口43bと前記燃焼室口45bとが該第2面(第1部材31bが内嵌される前記内嵌穴の内面)に存する。
Similarly, this means, which is the exhaust intermittent means 21b, is an engine continuous intermittent means for interrupting communication between the exhaust port 17 and the combustion chamber 15, and includes a port port 43b connected to the port 17 and the combustion chamber. 15 includes a second member 41b in which a combustion chamber port 45b connected to the first member 15 is disposed, and an internal flow path 32b, and a first axis with respect to the second member 41b (dotted line C in FIG. A first member 31b rotatable about the point C), and communicating with the second member 41b around the first axis within a predetermined rotation range of the first member 31b. The port 17 and the combustion chamber 15 communicate with each other through the internal flow path 32b in the rotation range, and the communication between the port 17 and the combustion chamber 15 is prohibited when the first member 31b is outside the communication rotation range. It is the communication intermittent means.
And this means which is the exhaust intermittent means 21b is a first surface (here, a first surface formed by at least a part of a rotation surface centered on the first axis (dotted line C in FIG. 3, point C in FIG. 1). The first member 31b has a right columnar side surface formed by the first member 31b, and both ends of the internal flow path 32b are on the first surface (a right columnar side surface formed by the first member 31b). The second member 41b has a second surface (a second member 41b, which the first member 31b has) fitted along the first surface (a side surface of a right circular cylinder formed by the first member 31b). The inner surface of the inner fitting hole), and the port port 43b and the combustion chamber port 45b exist on the second surface (the inner surface of the inner fitting hole into which the first member 31b is fitted).

そして、排気断続手段21bたる本手段においては、前記第2部材41bが、前記第2面(第1部材31bが内嵌される前記内嵌穴の内面)により前記第1部材31bを回動可能に支持する。
前述のように、排気断続手段21bたる本手段においては、前記第1部材31bが、前記第1軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第1面が該直円柱の側面によって形成されるものである。
さらに、排気断続手段21bたる本手段においては、前記第1軸を中心として前記第2部材41bに対する前記第1部材31bの回動が、同方向への回転である。
また、前記内部流路32bが直線(第1軸に直交する直線)に沿って形成されるものである。
加えて、前記第1部材31bが、金属ナトリウムが封入された内部空間34bを有している。
そして、前記内部流路32bの前記両端が、前記第1軸に対してほぼ線対称に形成されている。
And in this means which is the exhaust intermittent means 21b, the second member 41b can rotate the first member 31b by the second surface (the inner surface of the inner fitting hole into which the first member 31b is fitted). To support.
As described above, in this means, which is the exhaust intermittent means 21b, the first member 31b has a right circular cylinder shape with the first axis as an axis, and the first surface is formed by a side surface of the right circular cylinder. Is.
Further, in this means as the exhaust intermittent means 21b, the rotation of the first member 31b with respect to the second member 41b around the first axis is rotation in the same direction.
Further, the internal flow path 32b is formed along a straight line (a straight line orthogonal to the first axis).
In addition, the first member 31b has an internal space 34b in which metallic sodium is enclosed.
The both ends of the internal flow path 32b are formed substantially symmetrical with respect to the first axis.

このように本手段たる吸気断続手段21a(吸気断続装置)及び排気断続手段21bをエンジンに用いることで、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、第2部材41a、41bに対する第1軸を中心とした第1部材31a、31bの回動により、ポート13、17と燃焼室15との間の連通を断続することができる。従って、本手段によれば、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いる場合に生じうる問題(例えば、回転運動を往復運動に変換するための摩擦抵抗、バルブバウンス、バルブジャンプ、バルブサージング、バルブとピストンとの衝突によるエンジン破損等)を回避することができる。また、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような流通する吸気又は排気の抵抗になるものを本手段は用いないので、本手段は、吸気及び排気を円滑に行わしめ、これらの効率を向上させることができる。そして、従来のエンジンに用いられていた往復運動による吸気又は排気のバルブを駆動する複雑な構成(例えば、カムシャフト、ロッカーアーム、バルブスプリング等)を要しないので、本手段を用いることでエンジンの耐久性や信頼性を著しく向上させることができると共に、エンジンの軽量化、簡素化、騒音低減、コスト削減、燃費向上、出力向上、エンジンの高回転化に資することができる。また、往復運動による吸気又は排気のバルブを用いる場合にバルブクリアランスの狂いにより生じる騒音や出力低下についても、本手段は解決することができる。加えて、吸気及び排気が流通する流路断面積(流通する方向に対して垂直な断面における面積)も、従来の往復運動による吸気又は排気のバルブを用いる場合に比して、容易に増加させることができる。   In this way, by using the intake intermittent means 21a (intake intermittent apparatus) and the exhaust intermittent means 21b, which are the present means, in an engine, without using reciprocating motion such as an intake or exhaust valve used in a conventional engine, The communication between the ports 13 and 17 and the combustion chamber 15 can be interrupted by the rotation of the first members 31a and 31b around the first axis with respect to the second members 41a and 41b. Therefore, according to the present means, problems that may occur when using a reciprocating motion such as an intake or exhaust valve used in a conventional engine (for example, a frictional resistance for converting a rotational motion into a reciprocating motion, a valve Bounce, valve jump, valve surging, engine breakage due to collision between valve and piston, etc.) can be avoided. In addition, since this means does not use anything that becomes resistance to circulating intake or exhaust, such as an intake or exhaust valve used in a conventional engine, this means smoothly performs intake and exhaust. Efficiency can be improved. Further, since a complicated configuration (for example, a camshaft, a rocker arm, a valve spring, etc.) for driving an intake or exhaust valve by reciprocating motion used in a conventional engine is not required, the use of this means The durability and reliability can be significantly improved, and the engine can be reduced in weight, simplified, reduced in noise, reduced in cost, improved in fuel efficiency, improved in output, and increased in engine speed. In addition, this means can also solve the noise and output reduction caused by the deviation of the valve clearance when using the intake or exhaust valve by reciprocating motion. In addition, the cross-sectional area of the flow path through which the intake and exhaust flows (area in the cross section perpendicular to the flow direction) is also easily increased as compared with the case of using a conventional reciprocating intake or exhaust valve. be able to.

本手段を備えるエンジンの一部断面図である。It is a partial cross section figure of an engine provided with this means. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 第1部材の断面図である。It is sectional drawing of a 1st member.

符号の説明Explanation of symbols

11 本エンジン
13 (吸気)ポート
15 燃焼室
17 (排気)ポート
21a 吸気断続手段
21b 排気断続手段
31a、31b 第1部材
32a、32b 内部流路
33a、33b プーリ
34a、34b 内部空間
35 タイミングベルト
41a、41b 第2部材
41a1、41b1 ライナシート
43a、43b ポート口
45a、45b 燃焼室口
91 シリンダ
91w ウオータージャケット
92 ピストン
93 コンロッド
94 シリンダーヘッド
94a (点火プラグの)取り付け部分
95 点火プラグ
11 This engine 13 (Intake) port 15 Combustion chamber 17 (Exhaust) port 21a Intake intermittent means 21b Exhaust intermittent means 31a, 31b First member 32a, 32b Internal flow path 33a, 33b Pulley 34a, 34b Internal space 35 Timing belt 41a, 41b Second member 41a1, 41b1 Liner sheet 43a, 43b Port port 45a, 45b Combustion chamber port 91 Cylinder 91w Water jacket 92 Piston 93 Connecting rod 94 Cylinder head 94a (Ignition plug) mounting portion 95 Ignition plug

Claims (9)

吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、
該ポートに接続されるポート口と該燃焼室に接続される燃焼室口とが配設される第2部材と、
内部流路を有し、該第2部材に対して第1軸を中心として回動可能な第1部材と、
を備えてなり、
該第1軸の周りの該第2部材に対する該第1部材の所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路を通じて該ポートと該燃焼室とが連通しかつ該第1部材が該連通回動範囲外においては該ポートと該燃焼室との連通を禁止するものである、連通断続手段。
A communication intermittent means for an engine for intermittently communicating between an intake or exhaust port and a combustion chamber,
A second member in which a port port connected to the port and a combustion chamber port connected to the combustion chamber are disposed;
A first member having an internal flow path and rotatable about the first axis with respect to the second member;
With
The port communicates with the combustion chamber through the internal flow path in a communication rotation range that is a predetermined rotation range of the first member relative to the second member around the first axis, and the first member is Communication intermittent means for prohibiting communication between the port and the combustion chamber outside the communication rotation range.
前記第1軸を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第1面を前記第1部材が有し、
前記内部流路の両端が該第1面に存し、
前記第2部材が、前記第1面に沿った第2面を有するものであり、
前記ポート口と前記燃焼室口とが該第2面に存するものである、請求項1に記載の連通断続手段。
The first member has a first surface formed by at least a part of a rotation surface centered on the first axis;
Both ends of the internal flow path exist on the first surface,
The second member has a second surface along the first surface;
The communication intermittent means according to claim 1, wherein the port port and the combustion chamber port are present on the second surface.
前記第2部材が、前記第2面により前記第1部材を回動可能に支持するものである、請求項2に記載の連通断続手段。         The communication intermittent means according to claim 2, wherein the second member supports the first member by the second surface so as to be rotatable. 前記第1部材が、前記第1軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第1面が該直円柱の側面によって形成されるものである、請求項2又は3に記載の連通断続手段。         4. The communicating intermittent means according to claim 2, wherein the first member has a right circular column shape with the first axis as an axis, and the first surface is formed by a side surface of the right circular column. . 前記第1軸を中心として前記第2部材に対する前記第1部材の回動が、同方向への回転である、請求項1乃至4のいずれか1に記載の連通断続手段。         5. The communicating intermittent means according to claim 1, wherein the rotation of the first member relative to the second member about the first axis is rotation in the same direction. 前記内部流路が直線に沿って形成されるものである、請求項1乃至5のいずれか1に記載の連通断続手段。         The communication intermittent means according to any one of claims 1 to 5, wherein the internal flow path is formed along a straight line. 前記第1部材及び前記第2部材の少なくともいずれかが、金属ナトリウムが封入された内部空間を有してなるものである、請求項1乃至6のいずれか1に記載の連通断続手段。         The communication intermittent means according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the first member and the second member has an internal space in which metallic sodium is sealed. 前記内部流路の前記両端が、前記第1軸に対してほぼ線対称に形成されるものである、請求項1乃至7のいずれか1に記載の連通断続手段。         The communicating intermittent means according to any one of claims 1 to 7, wherein the both ends of the internal flow path are formed substantially symmetrically with respect to the first axis. 吸気ポートと燃焼室との間の連通を断続する吸気断続手段と、排気ポートと該燃焼室との間の連通を断続する排気断続手段と、の少なくとも一方として請求項1乃至8のいずれか1に記載の前記連通断続手段を備えてなる、エンジン。         9. At least one of an intake intermittent means for interrupting communication between the intake port and the combustion chamber and an exhaust intermittent means for interrupting communication between the exhaust port and the combustion chamber. An engine comprising the communication intermittent means according to claim 1.
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