JP2013130135A - Four-cycle engine - Google Patents

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JP2013130135A
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cylinder
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Hiroshi Osawa
宏 大澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a four-cyclk engine capable of miniaturizing a cylinder head and preventing gas from leaking.SOLUTION: Cylinder sleeves 7 coupling cylindr bore walls 8 and ceiling walls 10 of combustion chambers 9 are rotatably arranged in an engine body 1, air suction openings 24 and air discharging openings 25 are opened in outside ceiling walls 29 formed in the engine body so as to extend along outside faces of the ceiling walls 10, air suction opening seals 31 and air discharging opening seals 32 are arranged between the ceiling walls 10 and the outside ceiling walls 29, the cylinder sleeves 7 are rotated by one rotation while a crank shaft 6 is rotated by two rotations by driving side bevel gears 26 of the crank shaft 6 and driven side bevel gears 27 of the cylinder sleeve 7 sides, communication holes 13 of the ceiling walls 10 are connected to the air suction openings 24 and the air discharging openings 25, the cylinder sleeves 7 are movable in the axial line direction of the cylinder bores, coil springs 28 pushing the ceiling walls 10 to the outside ceiling walls 29 are arranged between the cylinder sleeves 7 and the driven side bevel gears 27.

Description

本発明は、車両などに用いられる4サイクルエンジンに関し、特にバルブステムを有するステム型のバルブを用いずに吸排気を行う4サイクルエンジンに関するものである。   The present invention relates to a four-cycle engine used for vehicles and the like, and more particularly to a four-cycle engine that performs intake and exhaust without using a stem-type valve having a valve stem.

4サイクルエンジンにおいて、ステム型のバルブを用いずに吸排気を行うことができれば、ステム型バルブを駆動するための動弁機構、例えばカムシャフトなどを省略することができ、シリンダヘッド周りの構成を簡素化できる。このような4サイクルエンジンとしては、例えば下記特許文献1に記載されるものがある。この特許文献1に記載の4サイクルエンジンでは、シリンダが二重構造となっており、シリンダボアを構成する内側スリーブを外側シリンダに対して回転可能とし、クランク軸に取付けたベベルギヤによって内側スリーブをクランク軸の1/2の回転速度で回転させる。内側スリーブの燃焼室上方の当該内側スリーブと一体の円柱部には連通路が形成されており、この連通路が内側スリーブの回転に伴って吸気ポート及び排気ポートを所定のタイミングで燃焼室に連続し、吸排気が行われる。   In a four-cycle engine, if intake and exhaust can be performed without using a stem type valve, a valve mechanism for driving the stem type valve, such as a camshaft, can be omitted, and the configuration around the cylinder head can be omitted. It can be simplified. An example of such a 4-cycle engine is described in Patent Document 1 below. In the 4-cycle engine described in Patent Document 1, the cylinder has a double structure, the inner sleeve constituting the cylinder bore is rotatable with respect to the outer cylinder, and the inner sleeve is connected to the crankshaft by a bevel gear attached to the crankshaft. Rotate at half the rotational speed. A communication passage is formed in a cylindrical portion integral with the inner sleeve above the combustion chamber of the inner sleeve, and this communication passage connects the intake port and the exhaust port to the combustion chamber at a predetermined timing as the inner sleeve rotates. Then, intake and exhaust are performed.

しかしながら、この引用文献1に記載される4サイクルエンジンでは、燃焼室の上方に円柱部が設けられているため、シリンダヘッドの小型化が制限される。これに対し、下記特許文献2に記載される4サイクルエンジンでは、燃焼室の天井壁に吸気口及び排気口を形成し、天井壁と吸気ポート及び排気ポートの間に回転式ディスクを介在し、回転式ディスクには連通穴を形成し、その回転式ディスクをギヤやチェーン或いはベルトによってクランクシャフトの1/2の回転速度で回転する。回転ディスクに設けられた連通穴は所定のタイミングで吸気口と吸気ポートを連続し、また所定のタイミングで排気口と排気ポートを連続し、吸排気が行われる。この特許文献2に記載の4サイクルエンジンでは、燃焼室の上方に介在される所謂ロータリバルブが回転式ディスクであるため、更なるシリンダヘッドの小型化が可能となる。   However, in the four-cycle engine described in the cited document 1, since the cylindrical portion is provided above the combustion chamber, downsizing of the cylinder head is limited. On the other hand, in the 4-cycle engine described in Patent Document 2 below, an intake port and an exhaust port are formed in the ceiling wall of the combustion chamber, and a rotary disk is interposed between the ceiling wall and the intake port and the exhaust port. A communication hole is formed in the rotary disk, and the rotary disk is rotated by a gear, a chain, or a belt at a half speed of the crankshaft. The communication hole provided in the rotating disk continues the intake port and the intake port at a predetermined timing, and continues the exhaust port and the exhaust port at a predetermined timing to perform intake and exhaust. In the four-cycle engine described in Patent Document 2, since a so-called rotary valve interposed above the combustion chamber is a rotary disk, the cylinder head can be further reduced in size.

特表2005−515357号公報JP 2005-515357 A 特開2001−182512号公報JP 2001-182512 A

しかしながら、前記特許文献2のエンジンでは、吸気口及び排気口と回転式ディスクとの間、或いは回転式ディスクと吸気ポート及び排気ポートの間にシール構造がなく、また吸気口及び排気口と回転式ディスク、或いは回転ディスクと吸気ポート及び排気ポートを互いに押し付ける構造もないので、吸気口及び排気口と回転式ディスク、或いは回転式ディスクと吸気ポート及び排気ポートの隙間からガス漏れの生じる可能性がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、シリンダヘッドの小型化が可能で、且つガス漏れが生じない4サイクルエンジンを提供することを目的とするものである。
However, in the engine of Patent Document 2, there is no seal structure between the intake and exhaust ports and the rotary disk, or between the rotary disk and the intake and exhaust ports, and the intake and exhaust ports and the rotary type are not provided. Since there is no structure for pressing the disc or the rotating disc and the intake port and the exhaust port, there is a possibility that gas leaks from the gap between the intake port and the exhaust port and the rotary disc or between the rotary disc and the intake port and the exhaust port. .
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a four-cycle engine in which a cylinder head can be miniaturized and gas leakage does not occur.

上記課題を解決するために、発明の実施態様は、クランク軸と同期してシリンダボアの軸線周りに回転する回転体により吸排気を行う4サイクルエンジンにおいて、シリンダボアの軸線周りに回転可能にエンジン本体内に配置されシリンダボア壁と燃焼室の球面形状の天井壁とを一体に連結したシリンダスリーブと、前記エンジン本体に形成され前記シリンダスリーブの天井壁の外側面に沿う球面形状の外側天井壁と、前記外側天井壁に開口され吸気ポートの下流端部に位置する吸気口及び排気ポートの上流端部に位置する排気口と、前記シリンダスリーブに形成され前記吸気口及び排気口を燃焼室に連通する連通穴と、前記天井壁と外側天井壁との間に配置されて前記連通穴及び吸気口及び排気口からのガス漏れを防止するシール部材と、前記シリンダスリーブがシリンダボアの軸線方向に移動可能な状態で連結されクランク軸が2回転する間に前記シリンダスリーブを1回転させて前記連通穴を所定のタイミングで前記吸気口及び排気口に連続させる駆動機構と、前記シリンダスリーブと駆動機構との間に配置され前記天井壁を外側天井壁に押し付ける方向にシリンダスリーブを移動する押圧部材とを備えたことを特徴とする4サイクルエンジンである。   In order to solve the above-described problems, an embodiment of the present invention provides a four-cycle engine that performs intake and exhaust by a rotating body that rotates around the axis of a cylinder bore in synchronization with a crankshaft, and is capable of rotating around the axis of the cylinder bore. A cylinder sleeve integrally connected with a cylinder bore wall and a spherical ceiling wall of a combustion chamber, a spherical outer ceiling wall formed on the engine body and along an outer surface of the ceiling wall of the cylinder sleeve, An intake port that is opened in the outer ceiling wall and is located at the downstream end of the intake port and an exhaust port that is located at the upstream end of the exhaust port, and communication that is formed in the cylinder sleeve and communicates the intake and exhaust ports to the combustion chamber A seal member disposed between the ceiling wall and the outer ceiling wall to prevent gas leakage from the communication hole and the intake and exhaust ports; The cylinder sleeve is connected so as to be movable in the axial direction of the cylinder bore, and the cylinder sleeve is rotated once while the crankshaft rotates twice, and the communication hole is continuously connected to the intake port and the exhaust port at a predetermined timing. A four-cycle engine comprising: a mechanism; and a pressing member that is disposed between the cylinder sleeve and the driving mechanism and moves the cylinder sleeve in a direction of pressing the ceiling wall against the outer ceiling wall.

また、前記駆動機構は、前記クランク軸側に配置される駆動側ベベルギヤと、前記駆動側ベベルギヤと噛み合い前記シリンダスリーブに連結される被駆動側ベベルギヤとを備えて構成され、前記押圧部材を前記被駆動側ベベルギヤとシリンダスリーブとの間に配置したことを特徴とする4サイクルエンジンである。   The drive mechanism includes a drive-side bevel gear disposed on the crankshaft side and a driven-side bevel gear that meshes with the drive-side bevel gear and is coupled to the cylinder sleeve, and the pressing member is connected to the driven member. The four-cycle engine is arranged between the drive-side bevel gear and the cylinder sleeve.

また、前記押圧部材がコイルスプリングであることを特徴とする4サイクルエンジンである。
また、前記エンジン本体はエンジンオイルによって前記外側天井壁及びシリンダボア壁を冷却することを特徴とする4サイクルエンジンである。
In the four-cycle engine, the pressing member is a coil spring.
The engine body is a four-cycle engine characterized in that the outer ceiling wall and the cylinder bore wall are cooled by engine oil.

而して、発明の実施態様によれば、クランク軸と同期してシリンダボアの軸線周りに回転する回転体により吸排気を行う場合に、シリンダボア壁と燃焼室の球面形状の天井壁とを一体に連結したシリンダスリーブをシリンダボアの軸線周りに回転可能にエンジン本体に配置し、シリンダスリーブの天井壁の外側面に沿う球面形状の外側天井壁をエンジン本体に形成し、吸気ポートの下流端部に位置する吸気口及び排気ポートの上流端部に位置する排気口を外側天井壁に開口し、吸気口及び排気口を燃焼室に連続する連通穴をシリンダスリーブの天井壁に形成し、連通穴及び吸気口及び排気口からのガス漏れを防止するシール部材を天井壁と外側天井壁との間に配置し、クランク軸が2回転する間にシリンダスリーブを1回転させて連通穴を所定のタイミングで吸気口及び排気口に連続させる駆動機構にシリンダスリーブをシリンダボアの軸線方向に移動可能な状態で連結し、天井壁を外側天井壁に押し付ける方向にシリンダスリーブを移動する押圧部材をシリンダスリーブと駆動機構との間に配置した。これにより、シリンダスリーブの天井壁とエンジン本体の外側天井壁との間からのガス漏れを防止してエンジンの運転性を向上することができると共に、シリンダヘッドの小型化が可能となる。   Thus, according to an embodiment of the invention, when intake and exhaust are performed by a rotating body that rotates around the axis of the cylinder bore in synchronization with the crankshaft, the cylinder bore wall and the spherical ceiling wall of the combustion chamber are integrated. The connected cylinder sleeve is arranged on the engine body so as to be rotatable about the axis of the cylinder bore, and a spherical outer ceiling wall is formed on the engine body along the outer surface of the cylinder sleeve ceiling wall, which is located at the downstream end of the intake port. An exhaust port located at the upstream end of the intake port and the exhaust port is opened in the outer ceiling wall, and a communication hole is formed in the ceiling wall of the cylinder sleeve to connect the intake port and the exhaust port to the combustion chamber. Place a sealing member between the ceiling wall and the outer ceiling wall to prevent gas leakage from the outlet and exhaust port, and rotate the cylinder sleeve once to make the communication hole while the crankshaft rotates twice. The cylinder sleeve is connected to a drive mechanism that is connected to the intake port and the exhaust port at the timing of the cylinder sleeve so as to be movable in the axial direction of the cylinder bore. And the drive mechanism. Thus, gas leakage from between the ceiling wall of the cylinder sleeve and the outer ceiling wall of the engine body can be prevented to improve the operability of the engine, and the cylinder head can be miniaturized.

また、クランク軸側に配置される駆動側ベベルギヤと、駆動側ベベルギヤと噛み合いシリンダスリーブに連結される被駆動側ベベルギヤとで駆動機構を構成し、押圧部材を被駆動側ベベルギヤとシリンダスリーブとの間に配置したことにより、被駆動ベベルギヤを駆動ベベルギヤに押し付けることができ、バックラッシュによるギヤの噛み合い時の騒音を低減でき、エンジンの運転性を向上することができる。   The driving bevel gear disposed on the crankshaft side and the driven bevel gear meshing with the driving bevel gear and coupled to the cylinder sleeve constitute a driving mechanism, and the pressing member is disposed between the driven bevel gear and the cylinder sleeve. Therefore, the driven bevel gear can be pressed against the driving bevel gear, the noise at the time of gear engagement due to backlash can be reduced, and the operability of the engine can be improved.

また、押圧部材をコイルスプリングで構成したことにより、シリンダスリーブの天井壁をエンジン本体の外側天井壁に押し付ける押し付け力、或いは被駆動ベベルギヤを駆動ベベルギヤに押し付ける押し付け力を適正な大きさに調整することが容易となり、エンジンの運転性を向上することができる。
また、エンジン本体はエンジンオイルによって外側天井壁及びシリンダボア壁を冷却することにより、エンジン本体に対してシリンダスリーブが回転する構造であっても、冷却通路のシール構造を簡素化できる。
In addition, by configuring the pressing member with a coil spring, the pressing force for pressing the ceiling wall of the cylinder sleeve against the outer ceiling wall of the engine body or the pressing force for pressing the driven bevel gear against the driving bevel gear can be adjusted to an appropriate magnitude. And the drivability of the engine can be improved.
In addition, the engine body cools the outer ceiling wall and the cylinder bore wall with engine oil, so that the sealing structure of the cooling passage can be simplified even if the cylinder sleeve rotates with respect to the engine body.

本発明の4サイクルエンジンの一実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of a 4-cycle engine of the present invention. 図1の4サイクルエンジンの内部構造図である。It is an internal structure figure of the 4-cycle engine of FIG. 図1の4サイクルエンジンの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the 4-cycle engine of FIG. 図1のシリンダスリーブの詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of the cylinder sleeve of FIG. 1. 図1のエンジン本体の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of the engine body of FIG. 1.

次に、本発明の4サイクルエンジン一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態の4サイクルエンジンの外観を示す斜視図、図2は、図1の4サイクルエンジンの内部構造図、図3は、図1の4サイクルエンジンの縦断面図である。また、図4は、図1のシリンダスリーブの詳細図であり、図4aは平面図、図4bは正面図、図4cは縦断面図である。また、図5は、図1のエンジン本体の詳細図であり、図5aは正面図、図5bは底面図、図5cは縦断面図である。本実施形態の4サイクルエンジンは、例えば自動二輪車や四輪自動車といった車両や、発電機などの機器に搭載される並列2気筒エンジンであり、種々の向きに搭載される場合があるが、凡そ図1のように搭載されるので、この図1の上方をエンジンの上方と定義する。
Next, an embodiment of a four-cycle engine of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of the four-cycle engine of the present embodiment, FIG. 2 is an internal structure diagram of the four-cycle engine of FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the four-cycle engine of FIG. 4 is a detailed view of the cylinder sleeve of FIG. 1, FIG. 4a is a plan view, FIG. 4b is a front view, and FIG. 4c is a longitudinal sectional view. 5 is a detailed view of the engine body of FIG. 1, FIG. 5a is a front view, FIG. 5b is a bottom view, and FIG. 5c is a longitudinal sectional view. The four-cycle engine of the present embodiment is a parallel two-cylinder engine mounted on a vehicle such as a motorcycle or a four-wheeled vehicle or a device such as a generator, and may be mounted in various directions. The upper part of FIG. 1 is defined as the upper part of the engine.

本実施形態の4サイクルエンジンは、クランク軸と同期してシリンダボアの軸線周りに回転する回転体により吸排気を行うものであり、一般的に称呼されるシリンダヘッド2とシリンダ3が一体化されてエンジン本体1となっている。2気筒エンジンを構成するための2つのエンジン本体1はアッパクランクケース(クランクケース上半部)4の上方に搭載され、アッパクランクケース4の下方にはロアクランクケース(クランクケース下半部)5が取付けられ、アッパクランクケース4とロアクランクケース5の間にクランク軸6が配置されている。なお、図中の符号21は、図示しない点火プラグが装着される点火プラグ穴であり、エンジン本体1から後述するシリンダスリーブ7まで貫通している。   The four-cycle engine of the present embodiment performs intake and exhaust by a rotating body that rotates around the axis of the cylinder bore in synchronization with the crankshaft. A cylinder head 2 and a cylinder 3 that are generally called are integrated. The engine body 1 is provided. Two engine bodies 1 for constituting a two-cylinder engine are mounted above an upper crankcase (the upper half of the crankcase) 4, and below the upper crankcase 4 are a lower crankcase (the lower half of the crankcase) 5. The crankshaft 6 is disposed between the upper crankcase 4 and the lower crankcase 5. Reference numeral 21 in the figure denotes a spark plug hole in which a spark plug (not shown) is mounted, and penetrates from the engine body 1 to a cylinder sleeve 7 described later.

本実施形態では、エンジン本体1のシリンダ3は二重構造になっており、実質的にシリンダボア壁8を構成するのは、エンジン本体1とは個別のシリンダスリーブ7である。シリンダスリーブ7のシリンダボア壁8の上方には燃焼室9の天井壁10が一体に形成され、天井壁10には、後段に詳述するように、燃焼室9(シリンダボア)を吸気ポート11の下流端部に位置する吸気口24又は排気ポート12の上流端部に位置する排気口25に連続するための連通穴13が形成されている。天井壁10は球面形状である。   In the present embodiment, the cylinder 3 of the engine body 1 has a double structure, and the cylinder bore wall 8 is substantially constituted by a cylinder sleeve 7 separate from the engine body 1. A ceiling wall 10 of the combustion chamber 9 is integrally formed above the cylinder bore wall 8 of the cylinder sleeve 7, and the combustion chamber 9 (cylinder bore) is disposed downstream of the intake port 11 on the ceiling wall 10 as will be described in detail later. A communication hole 13 is formed to continue to the intake port 24 located at the end or the exhaust port 25 located at the upstream end of the exhaust port 12. The ceiling wall 10 has a spherical shape.

なお、エンジン本体1には、シリンダスリーブ7の燃焼室9の天井壁10に沿う球面形状の外側天井壁29が形成されており、この外側天井壁29に吸気ポート11の下流端部に位置する吸気口24及び排気ポート12の上流端部に位置する排気口25が開口している。また、シリンダスリーブ7は、ベアリング14を介してエンジン本体1のシリンダ3内にシリンダボアの軸線周りに回転自在に支持されている。また、燃焼室9の側方では、シリンダスリーブ7とエンジン本体1の間にシールリング16が配置されている。   The engine body 1 has a spherical outer ceiling wall 29 formed along the ceiling wall 10 of the combustion chamber 9 of the cylinder sleeve 7, and is located at the downstream end of the intake port 11 in the outer ceiling wall 29. An exhaust port 25 located at the upstream end of the intake port 24 and the exhaust port 12 is opened. Further, the cylinder sleeve 7 is supported in the cylinder 3 of the engine body 1 via a bearing 14 so as to be rotatable around the axis of the cylinder bore. A seal ring 16 is disposed between the cylinder sleeve 7 and the engine body 1 on the side of the combustion chamber 9.

また、図中の符号22はエンジン本体1のシリンダヘッド2内に形成された空室状態のヘッド冷却ジャケット、符号23はシリンダスリーブ7とエンジン本体1のシリンダ3の間に形成された空室状態のシリンダ冷却ジャケットであり、共に図示しないオイルクーラーで冷却されたエンジンオイルが供給されてシリンダヘッド2やシリンダ3、シリンダスリーブ7、つまり外側天井壁29やシリンダボア壁8を冷却する。なお、ヘッド冷却ジャケット22とシリンダ冷却ジャケット23は冷却連絡路30で連続されている。   Reference numeral 22 in the figure denotes an empty head cooling jacket formed in the cylinder head 2 of the engine body 1, and reference numeral 23 denotes an empty state formed between the cylinder sleeve 7 and the cylinder 3 of the engine body 1. The engine oil cooled by an oil cooler (not shown) is supplied to cool the cylinder head 2, the cylinder 3, and the cylinder sleeve 7, that is, the outer ceiling wall 29 and the cylinder bore wall 8. The head cooling jacket 22 and the cylinder cooling jacket 23 are connected by a cooling communication path 30.

各シリンダスリーブ7のシリンダボア内にはピストン15が収納されている。ピストン15は、クランク軸6のクランクピン17とコネクティングロッド(コンロッド)18で連結されている。クランク軸6は、クランクジャーナル19がベアリングメタル20を介してアッパクランクケース4及びロアクランクケース5に回転自在に支持されている。周知のように、燃焼室10内の混合気の燃焼・爆発に伴ってピストン15がシリンダボア内を往復すると、その往復運動がクランク軸6の回転運動として取り出される。   A piston 15 is accommodated in the cylinder bore of each cylinder sleeve 7. The piston 15 is connected to the crankpin 17 of the crankshaft 6 by a connecting rod (connecting rod) 18. The crankshaft 6 has a crank journal 19 rotatably supported by the upper crankcase 4 and the lower crankcase 5 via a bearing metal 20. As is well known, when the piston 15 reciprocates in the cylinder bore as the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 burns and explodes, the reciprocating motion is extracted as the rotational motion of the crankshaft 6.

本実施形態では、前述したように、シリンダスリーブ7の天井壁10に形成された連通穴13で燃焼室9と吸気ポート11の下流端部に位置する吸気口24(図5参照)を連続したり、燃焼室9と排気ポート12の上流端部に位置する排気口25(図5参照)を連続したりするため、このシリンダスリーブ7をクランク軸6の1/2の回転速度で回転する必要がある。そこで、本実施形態では、クランク軸6の両端部に駆動側ベベルギヤ26を取付ける。一方、シリンダスリーブ7の下端部には、シリンダボアより大径の円筒状のスカート部7aを一体に延長形成し、このスカート部7aの下端部外周に、駆動側ベベルギヤ26と噛み合う被駆動側ベベルギヤ27を取付け、被駆動側ベベルギヤ27と駆動側ベベルギヤ26を噛み合わせる。被駆動側ベベルギヤ27と駆動側ベベルギヤ26のギヤ比は2である。   In the present embodiment, as described above, the communication hole 13 formed in the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7 continuously connects the combustion chamber 9 and the intake port 24 (see FIG. 5) located at the downstream end of the intake port 11. Or the exhaust port 25 (see FIG. 5) located at the upstream end of the combustion chamber 9 and the exhaust port 12 is connected to the cylinder sleeve 7 at a rotational speed ½ that of the crankshaft 6. There is. Therefore, in this embodiment, the drive side bevel gear 26 is attached to both ends of the crankshaft 6. On the other hand, a cylindrical skirt portion 7a having a larger diameter than the cylinder bore is integrally formed at the lower end portion of the cylinder sleeve 7, and a driven side bevel gear 27 that meshes with the driving side bevel gear 26 on the outer periphery of the lower end portion of the skirt portion 7a. And the driven side bevel gear 27 and the driving side bevel gear 26 are engaged with each other. The gear ratio between the driven side bevel gear 27 and the driving side bevel gear 26 is 2.

また、本実施形態では、スカート部7aの下端部外周に、歯筋が上下方向、即ちシリンダボアの軸線方向のスプライン又はセレーションを形成し、被駆動側ベベルギヤ27の内周には、それらに噛み合うスプライン又はセレーションを形成し、両者を噛み合わせることにより被駆動側ベベルギヤ27が上下方向、即ちシリンダボアの軸線方向に移動可能としている。そして、この被駆動側ベベルギヤ27の上端部と前記スカート部7aの上端部に形成されたフランジ部7bとの間に押圧部材としてのコイルスプリング28を介在している。これにより、シリンダスリーブ7は、燃焼室9の天井壁10がエンジン本体1の外側天井壁29に押し付けられるように移動され、同時に被駆動側ベベルギヤ27が駆動側ベベルギヤ26に押し付けられる。   In the present embodiment, the tooth traces form a spline or serration in the vertical direction, that is, the axial direction of the cylinder bore, on the outer periphery of the lower end of the skirt portion 7a, and the spline that meshes with the inner periphery of the driven bevel gear 27 Alternatively, the driven side bevel gear 27 is movable in the vertical direction, that is, the axial direction of the cylinder bore by forming serrations and engaging the two. A coil spring 28 as a pressing member is interposed between the upper end portion of the driven side bevel gear 27 and the flange portion 7b formed at the upper end portion of the skirt portion 7a. Accordingly, the cylinder sleeve 7 is moved so that the ceiling wall 10 of the combustion chamber 9 is pressed against the outer ceiling wall 29 of the engine body 1, and at the same time, the driven side bevel gear 27 is pressed against the driving side bevel gear 26.

図5bには、吸気口24と排気口25の詳細を示す。なお、前記天井壁10に設けられる1つの連通穴13をシリンダボア軸周りに回転して燃焼室9と吸気ポート11の下流端部に位置する吸気口24又は排気ポート12の上流端部に位置する排気口25を適正なタイミングで開閉するには、例えばシリンダボア軸を中心とする相対的な角度が連通孔13の回転方向に沿って凡そ270度離れた領域に吸気口24と排気口25を配置する必要がある。   FIG. 5 b shows details of the intake port 24 and the exhaust port 25. Note that one communication hole 13 provided in the ceiling wall 10 rotates around the cylinder bore axis and is located at the intake port 24 located at the downstream end of the combustion chamber 9 and the intake port 11 or at the upstream end of the exhaust port 12. In order to open and close the exhaust port 25 at an appropriate timing, for example, the intake port 24 and the exhaust port 25 are arranged in a region where the relative angle about the cylinder bore axis is approximately 270 degrees away along the rotation direction of the communication hole 13. There is a need to.

また、本実施形態では、吸気口24のシリンダスリーブ7側端面、即ち燃焼室9の天井壁10と対向する端面には吸気口シール(シール部材)31が取付けられ、排気口25のシリンダスリーブ7側端面、即ち燃焼室9の天井壁10と対向する端面には排気口シール(シール部材)32が取付けられている。これら吸気口シール31及び排気口シール32は、例えば比較的硬質な薄いリング状金属板で構成され、シリンダスリーブ7の天井壁10に形成されている連通穴13よりも大径である。この吸気口シール31及び排気口シール32は、シリンダスリーブ7の天井壁10と所謂摺り合わせを行って十分な密着性が確保される。本実施形態では、コイルスプリング10によってシリンダスリーブ7の天井壁10が外側天井壁29に押し付けられているため、吸気口シール31及び排気口シール32はシリンダスリーブ7の天井壁10に常時密着し、連通穴13が吸気口24又は排気口25を燃焼室9に連続してもガス漏れが発生することがない。   In the present embodiment, an intake port seal (seal member) 31 is attached to the end surface of the intake port 24 on the cylinder sleeve 7 side, that is, the end surface facing the ceiling wall 10 of the combustion chamber 9, and the cylinder sleeve 7 of the exhaust port 25. An exhaust port seal (seal member) 32 is attached to the side end surface, that is, the end surface facing the ceiling wall 10 of the combustion chamber 9. The intake port seal 31 and the exhaust port seal 32 are made of, for example, a relatively hard thin ring-shaped metal plate and have a larger diameter than the communication hole 13 formed in the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7. The intake port seal 31 and the exhaust port seal 32 perform so-called sliding contact with the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7 to ensure sufficient adhesion. In the present embodiment, since the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7 is pressed against the outer ceiling wall 29 by the coil spring 10, the intake port seal 31 and the exhaust port seal 32 are always in close contact with the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7, Even if the communication hole 13 continues the intake port 24 or the exhaust port 25 to the combustion chamber 9, no gas leakage occurs.

このように本実施形態の4サイクルエンジンでは、クランク軸と同期してシリンダボアの軸線周りに回転する回転体により吸排気を行う場合に、シリンダボア壁8と燃焼室9の球面形状の天井壁10とを一体に連結したシリンダスリーブ7をシリンダボアの軸線周りに回転可能にエンジン本体1に配置し、シリンダスリーブ7の天井壁10の外側面に沿う球面形状の外側天井壁29をエンジン本体1に形成し、吸気ポート11の下流端部に位置する吸気口24及び排気ポート12の上流端部に位置する排気口25を外側天井壁29に開口し、吸気口24及び排気口25を燃焼室9に連通する連通穴24をシリンダスリーブ7の天井壁10に形成し、連通穴13及び吸気口24及び排気口25からのガス漏れを防止する吸気口シール31及び排気口シール32(シール部材)を天井壁10と外側天井壁29との間に配置し、クランク軸6が2回転する間にシリンダスリーブ7を1回転させて連通穴13を所定のタイミングで吸気口24及び排気口25に連続させる駆動機構にシリンダスリーブ7をシリンダボアの軸線方向に移動可能な状態で連結し、天井壁10を外側天井壁29に押し付ける方向にシリンダスリーブ7を移動するコイルスプリング(押圧部材)28をシリンダスリーブ7と駆動機構との間に配置した。これにより、シリンダスリーブ7の天井壁10とエンジン本体1の外側天井壁29との間からのガス漏れを防止してエンジンの運転性を向上することができると共に、シリンダヘッドの小型化が可能となる。   As described above, in the four-cycle engine of the present embodiment, when intake and exhaust are performed by the rotating body that rotates around the axis of the cylinder bore in synchronization with the crankshaft, the cylinder bore wall 8 and the spherical ceiling wall 10 of the combustion chamber 9 Are connected to the engine body 1 so as to be rotatable around the axis of the cylinder bore, and a spherical outer ceiling wall 29 is formed on the engine body 1 along the outer surface of the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7. The intake port 24 positioned at the downstream end of the intake port 11 and the exhaust port 25 positioned at the upstream end of the exhaust port 12 are opened in the outer ceiling wall 29, and the intake port 24 and the exhaust port 25 communicate with the combustion chamber 9. The communication hole 24 is formed in the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7 to prevent gas leakage from the communication hole 13, the intake port 24, and the exhaust port 25. An inlet seal 32 (seal member) is disposed between the ceiling wall 10 and the outer ceiling wall 29, and the cylinder sleeve 7 is rotated once while the crankshaft 6 rotates twice, so that the communication hole 13 is opened at a predetermined timing. 24 and the exhaust mechanism 25 are connected to the cylinder sleeve 7 so as to be movable in the axial direction of the cylinder bore, and the coil spring (pressing force) moves the cylinder sleeve 7 in the direction in which the ceiling wall 10 is pressed against the outer ceiling wall 29. Member) 28 is disposed between the cylinder sleeve 7 and the drive mechanism. As a result, gas leakage from between the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7 and the outer ceiling wall 29 of the engine body 1 can be prevented to improve engine operability, and the cylinder head can be miniaturized. Become.

また、クランク軸6側に配置される駆動側ベベルギヤ26と、駆動側ベベルギヤ26と噛み合いシリンダスリーブ7に連結される被駆動側ベベルギヤ27とで駆動機構を構成し、コイルスプリング(押圧部材)28を被駆動側ベベルギヤ27とシリンダスリーブ7との間に配置したことにより、被駆動ベベルギヤ27を駆動ベベルギヤ26に押し付けることができ、バックラッシュによるギヤの噛み合い時の騒音を低減でき、エンジンの運転性を向上することができる。   A driving mechanism is constituted by a driving side bevel gear 26 arranged on the crankshaft 6 side and a driven side bevel gear 27 meshed with the driving side bevel gear 26 and connected to the cylinder sleeve 7, and a coil spring (pressing member) 28 is provided. By arranging the driven bevel gear 27 between the driven bevel gear 27 and the cylinder sleeve 7, the driven bevel gear 27 can be pressed against the drive bevel gear 26, noise during gear engagement due to backlash can be reduced, and engine operability can be improved. Can be improved.

また、押圧部材をコイルスプリング28で構成したことにより、シリンダスリーブ7の天井壁10をエンジン本体1の外側天井壁29に押し付ける押し付け力、或いは被駆動ベベルギヤ27を駆動ベベルギヤ26に押し付ける押し付け力を適正な大きさに調整することが容易となり、エンジンの運転性を向上することができる。
また、エンジン本体1はエンジンオイルによって外側天井壁29及びシリンダボア壁8を冷却することにより、エンジン本体1に対してシリンダスリーブ7が回転する構造であっても、冷却通路のシール構造を簡素化できる。
Further, since the pressing member is constituted by the coil spring 28, the pressing force for pressing the ceiling wall 10 of the cylinder sleeve 7 against the outer ceiling wall 29 of the engine body 1 or the pressing force for pressing the driven bevel gear 27 against the driving bevel gear 26 is appropriate. It becomes easy to adjust to a large size, and the operability of the engine can be improved.
Further, the engine body 1 cools the outer ceiling wall 29 and the cylinder bore wall 8 with engine oil, so that the sealing structure of the cooling passage can be simplified even if the cylinder sleeve 7 rotates with respect to the engine body 1. .

なお、連通穴13及び吸気口24及び排気口25からのガス漏れを防止するシール部材の配置位置は吸気口24及び排気口25に限らず、例えば連通穴13側に配置してもよいし、連通穴13及び吸気口24及び排気口25の双方に配置してもよい。要するに、連通穴13及び吸気口24及び排気口25からのガス漏れを防止するシール部材は、天井壁10と外側天井壁29との間に配置されればよい。   In addition, the arrangement position of the sealing member for preventing gas leakage from the communication hole 13 and the intake port 24 and the exhaust port 25 is not limited to the intake port 24 and the exhaust port 25, and may be disposed on the communication hole 13 side, for example. You may arrange | position in both the communicating hole 13, the inlet port 24, and the exhaust port 25. FIG. In short, the sealing member for preventing gas leakage from the communication hole 13, the intake port 24 and the exhaust port 25 may be disposed between the ceiling wall 10 and the outer ceiling wall 29.

また、エンジン本体1の形態も前記に限定されるものではなく、例えば一般的なエンジンブロックのように、複数のシリンダやアッパクランクケースが一体化されたものなども同様に適用することができる。   Further, the form of the engine body 1 is not limited to the above, and a structure in which a plurality of cylinders and an upper crankcase are integrated, such as a general engine block, can be similarly applied.

1はエンジン本体
2はシリンダヘッド
3はシリンダ
4はアッパクランクケース(クランクケース上半部)
5はロアクランクケース(クランクケース下半部)
6はクランク軸
7はシリンダスリーブ
8はシリンダボア壁
9は燃焼室
10は天井壁
11は吸気ポート
12は排気ポート
13は連通穴
14はベアリング
15はピストン
16はシールリング
17はクランクピン
18はコネクティングロッド(コンロッド)
19はクランクジャーナル
20はベアリングメタル
21は点火プラグ穴
22はヘッド冷却ジャケット
23はシリンダ冷却ジャケット
24は吸気口
25は排気口
26は駆動側ベベルギヤ
27は被駆動側ベベルギヤ
28はコイルスプリング
29は外側天井壁
30は冷却連絡路
31は吸気口シール
32は排気口シール
1 is the engine body 2 is the cylinder head 3 is the cylinder 4 is the upper crankcase (the upper half of the crankcase)
5 is the lower crankcase (lower half of the crankcase)
6 is a crankshaft 7 is a cylinder sleeve 8 is a cylinder bore wall 9 is a combustion chamber 10 is a ceiling wall 11 is an intake port 12 is an exhaust port 13 is a communication hole 14 is a bearing 15 is a piston 16 is a seal ring 17 is a crankpin 18 is a connecting rod (Connecting rod)
19 is a crank journal 20 is a bearing metal 21 is a spark plug hole 22 is a head cooling jacket 23 is a cylinder cooling jacket 24 is an intake port 25 is an exhaust port 26 is a driving side bevel gear 27 is a driven side bevel gear 28 is a coil spring 29 is an outer ceiling Wall 30 is a cooling communication path 31 is an inlet seal 32 is an exhaust seal

Claims (4)

クランク軸と同期してシリンダボアの軸線周りに回転する回転体により吸排気を行う4サイクルエンジンにおいて、
シリンダボアの軸線周りに回転可能にエンジン本体内に配置されシリンダボア壁と燃焼室の球面形状の天井壁とを一体に連結したシリンダスリーブと、
前記エンジン本体に形成され前記シリンダスリーブの天井壁の外側面に沿う球面形状の外側天井壁と、
前記外側天井壁に開口され吸気ポートの下流端部に位置する吸気口及び排気ポートの上流端部に位置する排気口と、
前記シリンダスリーブに形成され前記吸気口及び排気口を燃焼室に連通する連通穴と、
前記天井壁と外側天井壁との間に配置されて前記連通穴及び吸気口及び排気口からのガス漏れを防止するシール部材と、
前記シリンダスリーブがシリンダボアの軸線方向に移動可能な状態で連結されクランク軸が2回転する間に前記シリンダスリーブを1回転させて前記連通穴を所定のタイミングで前記吸気口及び排気口に連続させる駆動機構と、
前記シリンダスリーブと駆動機構との間に配置され前記天井壁を外側天井壁に押し付ける方向にシリンダスリーブを移動する押圧部材とを備えたことを特徴とする4サイクルエンジン。
In a 4-cycle engine that performs intake and exhaust by a rotating body that rotates around the axis of a cylinder bore in synchronization with the crankshaft,
A cylinder sleeve which is disposed in the engine body so as to be rotatable around the axis of the cylinder bore and integrally connects the cylinder bore wall and the spherical ceiling wall of the combustion chamber;
A spherical outer ceiling wall that is formed in the engine body and extends along an outer surface of the ceiling wall of the cylinder sleeve;
An intake port that is opened in the outer ceiling wall and is located at the downstream end of the intake port; and an exhaust port that is located at the upstream end of the exhaust port;
A communication hole formed in the cylinder sleeve and communicating the intake port and the exhaust port to a combustion chamber;
A seal member disposed between the ceiling wall and the outer ceiling wall to prevent gas leakage from the communication hole, the intake port, and the exhaust port;
The cylinder sleeve is connected so as to be movable in the axial direction of the cylinder bore, and the cylinder sleeve is rotated once while the crankshaft rotates twice, and the communication hole is continuously connected to the intake port and the exhaust port at a predetermined timing. Mechanism,
A four-cycle engine comprising: a pressing member that is disposed between the cylinder sleeve and the drive mechanism and moves the cylinder sleeve in a direction in which the ceiling wall is pressed against the outer ceiling wall.
前記駆動機構は、
前記クランク軸側に配置される駆動側ベベルギヤと、
前記駆動側ベベルギヤと噛み合い前記シリンダスリーブに連結される被駆動側ベベルギヤとを備えて構成され、
前記押圧部材を前記被駆動側ベベルギヤとシリンダスリーブとの間に配置したことを特徴とする請求項1に記載の4サイクルエンジン。
The drive mechanism is
A drive-side bevel gear disposed on the crankshaft side;
A driven side bevel gear meshing with the driving side bevel gear and coupled to the cylinder sleeve;
The four-stroke engine according to claim 1, wherein the pressing member is disposed between the driven side bevel gear and a cylinder sleeve.
前記押圧部材がコイルスプリングであることを特徴とする請求項2に記載の4サイクルエンジン。   The four-stroke engine according to claim 2, wherein the pressing member is a coil spring. 前記エンジン本体はエンジンオイルによって前記外側天井壁及びシリンダボア壁を冷却することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の4サイクルエンジン。   The four-stroke engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the engine body cools the outer ceiling wall and the cylinder bore wall with engine oil.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515575A (en) * 2012-04-04 2015-05-28 ローテイティング スリーブ エンジン テクノロジーズ,インコーポレイテッドRotating Sleeve Engine Technologies,Inc. Improved method and apparatus for rotating sleeve engine hydrodynamic seals

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