JP3306053B2 - 発動機の弁装置 - Google Patents
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- F02G1/053—Component parts or details
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジン又は外燃機
関及びポンプにおけるシリンダーの吸排出用弁装置に関
するものである。
関及びポンプにおけるシリンダーの吸排出用弁装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のエンジンは、シリンダーの吸排出
用弁として、茸弁といわれる傘型の弁を使用し、ピスト
ンの上下動と弁の開閉とのタイミングをとるために、歯
車やチェーン、カムなどで両者を連動させている。前記
茸弁は弁の開口面積が小さく構造上開口面積を大きくす
ることができないので、高速回転を可能にするために吸
排出効率を向上させる場合は、茸弁を複数取り付けるこ
とが必要であり、ピストンとの連動機構が複雑となる。
しかも従来のエンジンに使用されている茸弁などの弁装
置においては、弁体にかかる内圧は、シリンダーの直径
とは関係なく、バルブ面積（弁座の開口面積、弁が複数
設けられている場合はその合計面積）のみで決定され
る。そのため、排出効率を向上させるためにバルブ面積
を増大させると、弁を開放するためのエネルギー損失が
増大する。また、クランク室圧縮型２サイクルエンジン
は、クランク室を掃気に利用しているので掃気効率が悪
く、潤滑油を燃料に混合しなければならない。そのため
に排出ガスの問題の解決が困難である。
用弁として、茸弁といわれる傘型の弁を使用し、ピスト
ンの上下動と弁の開閉とのタイミングをとるために、歯
車やチェーン、カムなどで両者を連動させている。前記
茸弁は弁の開口面積が小さく構造上開口面積を大きくす
ることができないので、高速回転を可能にするために吸
排出効率を向上させる場合は、茸弁を複数取り付けるこ
とが必要であり、ピストンとの連動機構が複雑となる。
しかも従来のエンジンに使用されている茸弁などの弁装
置においては、弁体にかかる内圧は、シリンダーの直径
とは関係なく、バルブ面積（弁座の開口面積、弁が複数
設けられている場合はその合計面積）のみで決定され
る。そのため、排出効率を向上させるためにバルブ面積
を増大させると、弁を開放するためのエネルギー損失が
増大する。また、クランク室圧縮型２サイクルエンジン
は、クランク室を掃気に利用しているので掃気効率が悪
く、潤滑油を燃料に混合しなければならない。そのため
に排出ガスの問題の解決が困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の第一の課題
は、シリンダーの吸排出用弁とピストンの運動とを歯車
など付加的な連動機構を用いずに連動させることであ
る。この発明の第二の課題は、弁の開放のためのエネル
ギー損失を可及的に小さくしつつ、バルブ面積を増大
し、吸排出効率が高く、高効率運転に適したものとする
ことである。この発明の第三の課題は、２サイクルエン
ジンにおいても、クランク室を掃気に利用せず、潤滑油
の燃料との混合を不要にし、排出ガスの改善を図ること
である。
は、シリンダーの吸排出用弁とピストンの運動とを歯車
など付加的な連動機構を用いずに連動させることであ
る。この発明の第二の課題は、弁の開放のためのエネル
ギー損失を可及的に小さくしつつ、バルブ面積を増大
し、吸排出効率が高く、高効率運転に適したものとする
ことである。この発明の第三の課題は、２サイクルエン
ジンにおいても、クランク室を掃気に利用せず、潤滑油
の燃料との混合を不要にし、排出ガスの改善を図ること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、流体
が供給されるシリンダーと、このシリンダー内に装着さ
れたピストンと、前記シリンダーへの圧力流体の吸排出
を切り替えるバルブとを備えた発動機において、前記シ
リンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積の流体
流入用の開口部を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側
に前記弁座に当接する弁体を配設し、前記シリンダーは
軸方向へ移動可能とし、シリンダーの端面は前記弁体に
離接可能とし、前記弁座と弁体が当接してシリンダー内
が加圧されたときに、前記シリンダーの端面が弁体側へ
付勢されて弁座と弁体とが圧着するようにし、前記シリ
ンダーの移動はピストンの移動によって制御されるよう
にする。前記シリンダーは、上シリンダーと下シリンダ
ーとで構成し、前記上シリンダーは下方へ付勢し、前記
下シリンダーは上方へ付勢し、下シリンダーの底部にピ
ストンの下端が当接する凸部を設け、前記ピストンが上
昇したときに下シリンダーも上昇して上シリンダーを押
し上げて弁座を閉鎖し、シリンダー内が加圧されると弁
座が弁体に圧着し、ピストンが下降したときに前記下シ
リンダーが上シリンダーから引き離されて両シリンダー
間に排出口が開口すると共に、前記弁座が開き開口部が
開口するようにして発動機の弁装置を構成する。なおこ
の発明における発動機は、内燃機関、外燃機関の他ポン
プも含むものである。前記シリンダーの端面は、シリン
ダーが本体と一体化された通常のシリンダーの他、シリ
ンダー本体の一端部にシリンダーの中心軸に沿って移動
可能にシリンダー端面部材を装着した構成とすることも
できる。
が供給されるシリンダーと、このシリンダー内に装着さ
れたピストンと、前記シリンダーへの圧力流体の吸排出
を切り替えるバルブとを備えた発動機において、前記シ
リンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積の流体
流入用の開口部を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側
に前記弁座に当接する弁体を配設し、前記シリンダーは
軸方向へ移動可能とし、シリンダーの端面は前記弁体に
離接可能とし、前記弁座と弁体が当接してシリンダー内
が加圧されたときに、前記シリンダーの端面が弁体側へ
付勢されて弁座と弁体とが圧着するようにし、前記シリ
ンダーの移動はピストンの移動によって制御されるよう
にする。前記シリンダーは、上シリンダーと下シリンダ
ーとで構成し、前記上シリンダーは下方へ付勢し、前記
下シリンダーは上方へ付勢し、下シリンダーの底部にピ
ストンの下端が当接する凸部を設け、前記ピストンが上
昇したときに下シリンダーも上昇して上シリンダーを押
し上げて弁座を閉鎖し、シリンダー内が加圧されると弁
座が弁体に圧着し、ピストンが下降したときに前記下シ
リンダーが上シリンダーから引き離されて両シリンダー
間に排出口が開口すると共に、前記弁座が開き開口部が
開口するようにして発動機の弁装置を構成する。なおこ
の発明における発動機は、内燃機関、外燃機関の他ポン
プも含むものである。前記シリンダーの端面は、シリン
ダーが本体と一体化された通常のシリンダーの他、シリ
ンダー本体の一端部にシリンダーの中心軸に沿って移動
可能にシリンダー端面部材を装着した構成とすることも
できる。
【０００５】請求項２の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーの上方にそれぞれ逆止弁を備えた流入口及び排
出口を設け、前記ピストンはピストンスプリングにより
上方へ付勢し、前記シリンダーはシリンダースプリング
により上方へ付勢し、前記シリンダーの下端部にはシリ
ンダーを固定するロックピンを係脱自在に配設し、この
ロックピンはクランクの回転に従いシリンダーに離接す
べく連動機構によって例御し、シリンダーにロックピン
が係止した状態におけるピストンの上昇時に前記シリン
ダー上方の排出口の逆止弁が開いて排気され、シリンダ
ーにロックピンが係止した状態におけるピストンの下降
時に前記流入口の逆止弁が開いて新気が導入され、シリ
ンダーがロックピンから開放された状態におけるピスト
ン下降時にシリンダーの排出口から燃焼ガスが排出され
るようにして発動機の弁装置を構成する。
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーの上方にそれぞれ逆止弁を備えた流入口及び排
出口を設け、前記ピストンはピストンスプリングにより
上方へ付勢し、前記シリンダーはシリンダースプリング
により上方へ付勢し、前記シリンダーの下端部にはシリ
ンダーを固定するロックピンを係脱自在に配設し、この
ロックピンはクランクの回転に従いシリンダーに離接す
べく連動機構によって例御し、シリンダーにロックピン
が係止した状態におけるピストンの上昇時に前記シリン
ダー上方の排出口の逆止弁が開いて排気され、シリンダ
ーにロックピンが係止した状態におけるピストンの下降
時に前記流入口の逆止弁が開いて新気が導入され、シリ
ンダーがロックピンから開放された状態におけるピスト
ン下降時にシリンダーの排出口から燃焼ガスが排出され
るようにして発動機の弁装置を構成する。
【０００６】請求項３の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢された弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーはシリンダースプリングにより上方へ付勢し、
シリンダーの底部にピストンの下端が当接する凸部を設
け、前記シリンダーの上方の流入口と排出口との間にロ
ータリー弁を配設し、前記ロータリー弁の作動は、第一
サイクルにおいてピストンが下死点付近にあるとき前記
流入口、排出口共に閉じ、ピストン上昇時に排出口が開
放され、ピストン下降時に流入口が開放され、第二サイ
クルにおいては常時流入口、排出口共に閉じるように制
御し、点火後のピストン下降時にシリンダーの開口部か
らガスが排出されるようにして発動機の弁装置を構成す
る。
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢された弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーはシリンダースプリングにより上方へ付勢し、
シリンダーの底部にピストンの下端が当接する凸部を設
け、前記シリンダーの上方の流入口と排出口との間にロ
ータリー弁を配設し、前記ロータリー弁の作動は、第一
サイクルにおいてピストンが下死点付近にあるとき前記
流入口、排出口共に閉じ、ピストン上昇時に排出口が開
放され、ピストン下降時に流入口が開放され、第二サイ
クルにおいては常時流入口、排出口共に閉じるように制
御し、点火後のピストン下降時にシリンダーの開口部か
らガスが排出されるようにして発動機の弁装置を構成す
る。
【０００７】請求項４の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーの上方に、それぞれ逆止弁を備えた流入口及び
排出口を設け、前記の排出口の下方に燃焼ガスの排出口
を設けると共に、前記と燃焼ガスの排出口に環状盤を有
する切替弁を配設し、前記切替弁は昇降自在として前記
シリンダーの上端に当接すべくバルブスプリングで下方
に付勢し、下降時に前記燃焼ガスの排出口を閉塞し、上
昇時に前記シリンダー上方の排出口を閉塞するように
し、前記シリンダーにはシリンダーを固定するロックピ
ン係脱自在に配設し、第一サイクルにおいてシリンダー
はこのロックピンにより下方に固定され、前記切替弁は
押し下げられて燃焼ガスの排出口を閉鎖し、第二サイク
ルにおいてロックピンによるシリンダーの係止が解除さ
れて、点火後のピストンの下降時に燃焼ガスの圧力によ
って前記切替弁が上方へ押し上げられ、前記燃焼ガスの
排出口が開放され、燃焼ガスが排出されるようにして発
動機の弁装置を構成する。
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーの上方に、それぞれ逆止弁を備えた流入口及び
排出口を設け、前記の排出口の下方に燃焼ガスの排出口
を設けると共に、前記と燃焼ガスの排出口に環状盤を有
する切替弁を配設し、前記切替弁は昇降自在として前記
シリンダーの上端に当接すべくバルブスプリングで下方
に付勢し、下降時に前記燃焼ガスの排出口を閉塞し、上
昇時に前記シリンダー上方の排出口を閉塞するように
し、前記シリンダーにはシリンダーを固定するロックピ
ン係脱自在に配設し、第一サイクルにおいてシリンダー
はこのロックピンにより下方に固定され、前記切替弁は
押し下げられて燃焼ガスの排出口を閉鎖し、第二サイク
ルにおいてロックピンによるシリンダーの係止が解除さ
れて、点火後のピストンの下降時に燃焼ガスの圧力によ
って前記切替弁が上方へ押し上げられ、前記燃焼ガスの
排出口が開放され、燃焼ガスが排出されるようにして発
動機の弁装置を構成する。
【０００８】請求項５の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢された弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーの上方に流入口及び排出口を設け、前記排出口
の位置は、シリンダーの上昇時にシリンダーによって閉
塞され、下降時に開口する位置とし、前記シリンダーと
弁体との間に下面がシリンダーの弁座に当接する中間バ
ルブを昇降自在に配設し、この中間バルブはバルブスプ
リングによって下方へ付勢し、ピストンが下死点にある
ときには前記中間バルブの上面と弁体との間に流入の流
路が形成されると共に、前記中間バルブと弁座との間に
排出の流路が形成されてシリンダー内が掃気されるよう
にし、ピストンの上昇時には、ピストンの上昇に伴いシ
リンダーが上昇し、中間バルブが弁座に当接してシリン
ダーの開口部と排出口との間が閉塞されて流入のみが継
続し、シリンダーが更に上昇すると中間バルブが前記弁
体に当接してシリンダーの開口部が閉塞され、燃焼後の
ピストン下降時に燃焼ガスの圧力により中間バルブが押
し上げられ、排出路側が開放され、燃焼ガスが排出され
るようにして発動機の弁装置を構成する。
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢された弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記シ
リンダーの上方に流入口及び排出口を設け、前記排出口
の位置は、シリンダーの上昇時にシリンダーによって閉
塞され、下降時に開口する位置とし、前記シリンダーと
弁体との間に下面がシリンダーの弁座に当接する中間バ
ルブを昇降自在に配設し、この中間バルブはバルブスプ
リングによって下方へ付勢し、ピストンが下死点にある
ときには前記中間バルブの上面と弁体との間に流入の流
路が形成されると共に、前記中間バルブと弁座との間に
排出の流路が形成されてシリンダー内が掃気されるよう
にし、ピストンの上昇時には、ピストンの上昇に伴いシ
リンダーが上昇し、中間バルブが弁座に当接してシリン
ダーの開口部と排出口との間が閉塞されて流入のみが継
続し、シリンダーが更に上昇すると中間バルブが前記弁
体に当接してシリンダーの開口部が閉塞され、燃焼後の
ピストン下降時に燃焼ガスの圧力により中間バルブが押
し上げられ、排出路側が開放され、燃焼ガスが排出され
るようにして発動機の弁装置を構成する。
【０００９】請求項６の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に弁体を配設
し、前記シリンダーの上端面と弁体との間に補助弁体を
昇降自在に配設する。前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記補助弁体に離接可能と
し、前記補助弁体と弁座及び弁体が当接してシリンダー
内が加圧されたときに、前記シリンダーの端面が弁体側
へ付勢されて補助弁体と弁座及び弁体とが圧着するよう
にし、前記シリンダーの移動はピストンの移動によって
制御されるようにする。エンジン本体に前記補助弁座の
受け座を設け、補助弁体の上方に、濃い混合気の流入路
を設け、下方に薄い混合気の流入路を設け、前記補助弁
体には、前記濃い混合気の流入路とシリンダーの開口部
とを連通させる、通気孔を設け、前記シリンダーの上昇
に伴いシリンダーの弁座が補助弁体に当接してこれを押
し上げ、補助弁体の上面が弁体に当接することによりシ
リンダーの開口部が閉塞してシリンダー内が密閉される
ようにして発動機の弁装置を構成する。
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に弁体を配設
し、前記シリンダーの上端面と弁体との間に補助弁体を
昇降自在に配設する。前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記補助弁体に離接可能と
し、前記補助弁体と弁座及び弁体が当接してシリンダー
内が加圧されたときに、前記シリンダーの端面が弁体側
へ付勢されて補助弁体と弁座及び弁体とが圧着するよう
にし、前記シリンダーの移動はピストンの移動によって
制御されるようにする。エンジン本体に前記補助弁座の
受け座を設け、補助弁体の上方に、濃い混合気の流入路
を設け、下方に薄い混合気の流入路を設け、前記補助弁
体には、前記濃い混合気の流入路とシリンダーの開口部
とを連通させる、通気孔を設け、前記シリンダーの上昇
に伴いシリンダーの弁座が補助弁体に当接してこれを押
し上げ、補助弁体の上面が弁体に当接することによりシ
リンダーの開口部が閉塞してシリンダー内が密閉される
ようにして発動機の弁装置を構成する。
【００１０】請求項７の発明は、弁体に燃料噴射のズル
及び／又は着火器を配設した、請求項１ないし６の何れ
かに記載の発動機の弁装置である。
及び／又は着火器を配設した、請求項１ないし６の何れ
かに記載の発動機の弁装置である。
【００１１】請求項８の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようする。前記エン
ジン本体のキャップに圧力流体の流入口を設け、この流
入口とシリンダーの弁座との間にシリンダーの開口部を
開閉する弁体及び弁体の移動に伴って移動して前記流入
口を開閉する球形の補助弁体をそれぞれ昇降可能に装着
し、前記シリンダー及び弁体はそれぞれスプリングによ
り下方へ付勢し、前記弁体は上下を連通する通気路を設
け、弁体が上昇したときに前記補助弁体が突起により押
し上げられて弁が開通するようにし、シリンダーが下降
しているときには、シリンダーの開口部が開放されてシ
リンダー内の流体が排出されると共に前記圧力流体の流
入口は補助弁体で閉塞され、シリンダーが弁座に当接し
たときには、弁座が弁体に当接して開口部が閉塞される
と共に、突起により前記補助弁体が押し上げられて圧力
流体の流入口が開放され、圧力流体が前記弁体の連通路
を経てシリンダー内に流入し、ピストンが押し下げられ
るようにして発動機の弁装置を構成する。
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようする。前記エン
ジン本体のキャップに圧力流体の流入口を設け、この流
入口とシリンダーの弁座との間にシリンダーの開口部を
開閉する弁体及び弁体の移動に伴って移動して前記流入
口を開閉する球形の補助弁体をそれぞれ昇降可能に装着
し、前記シリンダー及び弁体はそれぞれスプリングによ
り下方へ付勢し、前記弁体は上下を連通する通気路を設
け、弁体が上昇したときに前記補助弁体が突起により押
し上げられて弁が開通するようにし、シリンダーが下降
しているときには、シリンダーの開口部が開放されてシ
リンダー内の流体が排出されると共に前記圧力流体の流
入口は補助弁体で閉塞され、シリンダーが弁座に当接し
たときには、弁座が弁体に当接して開口部が閉塞される
と共に、突起により前記補助弁体が押し上げられて圧力
流体の流入口が開放され、圧力流体が前記弁体の連通路
を経てシリンダー内に流入し、ピストンが押し下げられ
るようにして発動機の弁装置を構成する。
【００１２】請求項９の発明は、流体が供給されるシリ
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記機
関本体の内壁を段部を介して上方と下方との径を異なる
ものと共に、昇降自在なシリンダーの外壁を段部を介し
て上方と下方との径を異なるものとして前記機関本体の
内壁とシリンダーの外壁との間にポンプ室を形成し、前
記ポンプ室に加熱器及び冷却器を連通させ、前記加熱器
は前記シリンダーの上方に連通させ、前記加熱器のシリ
ンダーへの流入口とシリンダーとの間に、ピストンの昇
降によって前記流入口とシリンダーとの間の流路を開閉
する弁体を設け、前記弁体は筒状としてその上部に前記
流入口に連通する開口部を設けると共に下方に付勢し、
前記ピストンの上昇時には、弁体が押し上げられて前記
流入口と弁体の開口部とが連通して前記流路が開放され
ると共に弁体の開口部と流出口とは閉じられ、加熱流体
がシリンダーに流入してピストンを押し下げ、シリンダ
ーが下降し、シリンダーの下降時に前記流入口とシリン
ダーとの間は閉じられると共に、シリンダーは前記流出
口を介して冷却器と連通し、同時に前記ポンプ室の縮小
によりポンプ室内の流体が加熱器へ送り出されるように
して発動機の弁装置を構成する。
ンダーと、このシリンダー内に装着されたピストンと、
前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替えるバル
ブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端面
に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口部
を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に当
接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動可
能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能とし、
前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移動は
ピストンの移動によって制御されるようにする。前記機
関本体の内壁を段部を介して上方と下方との径を異なる
ものと共に、昇降自在なシリンダーの外壁を段部を介し
て上方と下方との径を異なるものとして前記機関本体の
内壁とシリンダーの外壁との間にポンプ室を形成し、前
記ポンプ室に加熱器及び冷却器を連通させ、前記加熱器
は前記シリンダーの上方に連通させ、前記加熱器のシリ
ンダーへの流入口とシリンダーとの間に、ピストンの昇
降によって前記流入口とシリンダーとの間の流路を開閉
する弁体を設け、前記弁体は筒状としてその上部に前記
流入口に連通する開口部を設けると共に下方に付勢し、
前記ピストンの上昇時には、弁体が押し上げられて前記
流入口と弁体の開口部とが連通して前記流路が開放され
ると共に弁体の開口部と流出口とは閉じられ、加熱流体
がシリンダーに流入してピストンを押し下げ、シリンダ
ーが下降し、シリンダーの下降時に前記流入口とシリン
ダーとの間は閉じられると共に、シリンダーは前記流出
口を介して冷却器と連通し、同時に前記ポンプ室の縮小
によりポンプ室内の流体が加熱器へ送り出されるように
して発動機の弁装置を構成する。
【００１３】請求項１０の発明は、請求項１ないり５に
おいて、シリンダーは弁体側へ付勢し、シリンダーの下
部にピストンの下端が当接する凸部を設けるとともに、
シリンダーの下部側壁にピストンが下降したときに開口
する排出口を設け、前記ピストンとシリンダー下部との
間にピストンスプリングを配設し、前記ピストンスプリ
ングが伸びきったときにピストンが前記排出口を閉じる
ようにし、前記ピストンが上昇してシリンダー内が加圧
されたときに弁座が弁体に圧着し、ピストンが下降した
ときに前記排出口が開口すると共に、前記ピストンに押
されてシリンダーが下降して前記弁座が開くようにした
ものである。
おいて、シリンダーは弁体側へ付勢し、シリンダーの下
部にピストンの下端が当接する凸部を設けるとともに、
シリンダーの下部側壁にピストンが下降したときに開口
する排出口を設け、前記ピストンとシリンダー下部との
間にピストンスプリングを配設し、前記ピストンスプリ
ングが伸びきったときにピストンが前記排出口を閉じる
ようにし、前記ピストンが上昇してシリンダー内が加圧
されたときに弁座が弁体に圧着し、ピストンが下降した
ときに前記排出口が開口すると共に、前記ピストンに押
されてシリンダーが下降して前記弁座が開くようにした
ものである。
【００１４】請求項１１の発明は、流体が供給されるシ
リンダーと、このシリンダー内に装着されたピストン
と、前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替える
バルブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端
面に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口
部を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に
当接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動
可能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能と
し、前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧され
たときに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて
弁座と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移
動はピストンの移動によって制御されるようにし、前記
シリンダーを、筒体であるシリンダー本体の上端部に、
開口部及び弁座を設けたシリンダー端面体を昇降可能に
装着した構成とし、前記シリンダー本体はエンジン本体
に固定し、前記シリンダー端面体はシリンダー本体に気
密に装着すると共に、前記シリンダー端面体は、ロッド
で作動体に連結し、この作動体はスプリングによって上
向きに付勢してピストンの下降時にピストンに押されて
下降し、上昇時にはスプリングの力で上昇するようにし
て発動機の弁装置を構成する。
リンダーと、このシリンダー内に装着されたピストン
と、前記シリンダーへの圧力流体の吸排出を切り替える
バルブとを備えた発動機において、前記シリンダーの端
面に、ピストンの端面よりも小面積の流体流入用の開口
部を設けて弁座を形成し、前記弁座の外側に前記弁座に
当接する弁体を配設し、前記シリンダーは軸方向へ移動
可能とし、シリンダーの端面は前記弁体に離接可能と
し、前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧され
たときに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて
弁座と弁体とが圧着するようにし、前記シリンダーの移
動はピストンの移動によって制御されるようにし、前記
シリンダーを、筒体であるシリンダー本体の上端部に、
開口部及び弁座を設けたシリンダー端面体を昇降可能に
装着した構成とし、前記シリンダー本体はエンジン本体
に固定し、前記シリンダー端面体はシリンダー本体に気
密に装着すると共に、前記シリンダー端面体は、ロッド
で作動体に連結し、この作動体はスプリングによって上
向きに付勢してピストンの下降時にピストンに押されて
下降し、上昇時にはスプリングの力で上昇するようにし
て発動機の弁装置を構成する。
【００１５】
【作用】この発明の基本的な作用を、２サイクルエンジ
ンに適用した図１ないし図７に基づいて説明する。図１
に示すように、エンジン１において、クランク室２の上
方にシリンダー３が昇降可能に設置してある。このシリ
ンダー３はシリンダースプリング４によって上方へ付勢
されており、前記シリンダー３内にピストン５が装着し
てある。図中符号６はクランクである。前記シリンダー
３の上端面には流体流入用の開口部７が形成してあり、
開口部７の周縁が弁座８となっている。そして、前記弁
座８の上方に、シリンダー３が上昇したときに弁座８に
当接する弁体９が配置してある。前記シリンダー３の上
端面と弁体９との間には、シリンダー３が下降したとき
に開通する流入路１０が形成してあり、流入路１０は流
入管１１でクランク室２につながっており、クランク室
２の流入口１２から吸引した新気が流入路１０を経てシ
リンダー３へ供給されるようになっている。図中符号１
３はシリンダー３の下部に設けられた排出口である。
ンに適用した図１ないし図７に基づいて説明する。図１
に示すように、エンジン１において、クランク室２の上
方にシリンダー３が昇降可能に設置してある。このシリ
ンダー３はシリンダースプリング４によって上方へ付勢
されており、前記シリンダー３内にピストン５が装着し
てある。図中符号６はクランクである。前記シリンダー
３の上端面には流体流入用の開口部７が形成してあり、
開口部７の周縁が弁座８となっている。そして、前記弁
座８の上方に、シリンダー３が上昇したときに弁座８に
当接する弁体９が配置してある。前記シリンダー３の上
端面と弁体９との間には、シリンダー３が下降したとき
に開通する流入路１０が形成してあり、流入路１０は流
入管１１でクランク室２につながっており、クランク室
２の流入口１２から吸引した新気が流入路１０を経てシ
リンダー３へ供給されるようになっている。図中符号１
３はシリンダー３の下部に設けられた排出口である。
【００１６】図２は、ピストン５が下死点（クランク角
０度）にある状態を示し、この状態でピストン５の下端
がシリンダー３の下端に設けた凸部１４に当接して、シ
リンダー３はピストン５に押されて下降しており、弁座
８と弁体９は離れて流入路１０から新気がシリンダー３
内へ流入し、また排出口１３も開口しているのでシリン
ダー３内の残留ガスが排出され、シリンダー３内は新気
に入れ替わる。
０度）にある状態を示し、この状態でピストン５の下端
がシリンダー３の下端に設けた凸部１４に当接して、シ
リンダー３はピストン５に押されて下降しており、弁座
８と弁体９は離れて流入路１０から新気がシリンダー３
内へ流入し、また排出口１３も開口しているのでシリン
ダー３内の残留ガスが排出され、シリンダー３内は新気
に入れ替わる。
【００１７】図３は、クランク角６０度の状態を示し、
この状態でピストンの上昇に伴いシリンダー３はシリン
ダースプリング４の力で上昇し、弁座８は弁体９に当接
して開口部７が閉じるが、排出口１３は開口したままで
ある。
この状態でピストンの上昇に伴いシリンダー３はシリン
ダースプリング４の力で上昇し、弁座８は弁体９に当接
して開口部７が閉じるが、排出口１３は開口したままで
ある。
【００１８】図４は、クランク角８５度の状態を示し、
排出口１３はピストン５によって閉じられ、シリンダー
内は圧縮工程に入る。この圧縮工程において、弁座８と
弁体９の圧接力は圧縮が増すにつれて増大する。すなわ
ち、シリンダー３は昇降可能であり、ピストン上昇時に
はこのシリンダーの上端面に上向きの力が働く。したが
って、弁座８は固定された弁体９に圧着することとな
る。そのために、開口部７の面積が大きくとも、簡易な
弁構造でシリンダー内の圧縮された流体の漏れを防止で
きる。
排出口１３はピストン５によって閉じられ、シリンダー
内は圧縮工程に入る。この圧縮工程において、弁座８と
弁体９の圧接力は圧縮が増すにつれて増大する。すなわ
ち、シリンダー３は昇降可能であり、ピストン上昇時に
はこのシリンダーの上端面に上向きの力が働く。したが
って、弁座８は固定された弁体９に圧着することとな
る。そのために、開口部７の面積が大きくとも、簡易な
弁構造でシリンダー内の圧縮された流体の漏れを防止で
きる。
【００１９】図５は、クランク角１８０度の状態を示
し、ピストンの上死点付近で点火が行われる。点火燃焼
したガスが発生する圧力によってピストンは下降する
が、前記のようなシリンダーには上向きの力が働くの
で、弁座と弁体の圧着状態は維持される。開口部７は、
ピストンが更に下降して排出口１３が開口し（クランク
角２８０度の状態を示す図６）、燃焼ガスが排出され、
ピストンによってシリンダーが押し下げられるまで開口
する。
し、ピストンの上死点付近で点火が行われる。点火燃焼
したガスが発生する圧力によってピストンは下降する
が、前記のようなシリンダーには上向きの力が働くの
で、弁座と弁体の圧着状態は維持される。開口部７は、
ピストンが更に下降して排出口１３が開口し（クランク
角２８０度の状態を示す図６）、燃焼ガスが排出され、
ピストンによってシリンダーが押し下げられるまで開口
する。
【００２０】図７は、クランク角３１５度の状態を示
し、ピストン５がシリンダー３の底部の凸部１４に当接
してシリンダーを押し下げている。このとき弁座８と弁
体９とは離れて開口部７が開通し、クランク室で圧縮さ
れていた新気が流入し、図２の状態に戻る。
し、ピストン５がシリンダー３の底部の凸部１４に当接
してシリンダーを押し下げている。このとき弁座８と弁
体９とは離れて開口部７が開通し、クランク室で圧縮さ
れていた新気が流入し、図２の状態に戻る。
【００２１】図８ないし図１１は、２サイクルエンジン
に適用した例である。図８に示すように、エンジン１に
おいて、クランク室２の上方にシリンダー３が昇降可能
に設置してある。このシリンダー３はシリンダースプリ
ング４によって上方へ付勢されている。またシリンダー
３の下端は下降時にエンジン本体の凸部１５に当接する
ようにして、シリンダー３が排出口１３を開放するのに
必要な限度において下降するようにしてある。前記シリ
ンダー３内にピストン５が装着してあり、シリンダー３
の下端に支持されたピストンスプリング１６によって上
方へ付勢されている。図中符号６はクランクである。前
記シリンダー３の上端面には流体流入用の開口部７が形
成してあり、開口部７の周縁が弁座８となっている。そ
して、前記弁座８の上方に、シリンダー３が上昇したと
きに弁座８に当接する弁体９が配置してある。前記シリ
ンダー３の上端面と弁体９との間には、シリンダー３が
下降したときに開通する流入路１０が形成してあり、流
入路１０は流入管１１でクランク室２につながってお
り、クランク室２の流入口１２から吸引した新気が流入
路１０を経てシリンダー３へ供給されるようになってい
る。前記ピストンスプリング１６はシリンダースプリン
グ４よりも強く、ピストンスプリング１６が伸びきった
ときにピストン５が排出口１３を閉じるようにしてあ
る。
に適用した例である。図８に示すように、エンジン１に
おいて、クランク室２の上方にシリンダー３が昇降可能
に設置してある。このシリンダー３はシリンダースプリ
ング４によって上方へ付勢されている。またシリンダー
３の下端は下降時にエンジン本体の凸部１５に当接する
ようにして、シリンダー３が排出口１３を開放するのに
必要な限度において下降するようにしてある。前記シリ
ンダー３内にピストン５が装着してあり、シリンダー３
の下端に支持されたピストンスプリング１６によって上
方へ付勢されている。図中符号６はクランクである。前
記シリンダー３の上端面には流体流入用の開口部７が形
成してあり、開口部７の周縁が弁座８となっている。そ
して、前記弁座８の上方に、シリンダー３が上昇したと
きに弁座８に当接する弁体９が配置してある。前記シリ
ンダー３の上端面と弁体９との間には、シリンダー３が
下降したときに開通する流入路１０が形成してあり、流
入路１０は流入管１１でクランク室２につながってお
り、クランク室２の流入口１２から吸引した新気が流入
路１０を経てシリンダー３へ供給されるようになってい
る。前記ピストンスプリング１６はシリンダースプリン
グ４よりも強く、ピストンスプリング１６が伸びきった
ときにピストン５が排出口１３を閉じるようにしてあ
る。
【００２２】図８は、ピストン５が下死点（クランク角
０度）にある状態を示し、この状態でピストンスプリン
グ１６は圧縮し、シリンダー３はピストン５に押されて
下降しており、弁座８と弁体９は離れている。したがっ
て、流入路１０から新気がシリンダー３内へ流入し、ま
た排出口１３も開口しているのでシリンダー３内の残留
ガスが排出され、シリンダー３内は新気に入れ替わる。
図９は、クランク角６０度の状態を示し、この状態でピ
ストン５は上昇するがピストンスプリング１６の力でシ
リンダー３は押さえられて上昇しない。したがって、開
口部７は開口状態を維持し、排出口１３はピストン５に
より閉塞される。したがって、開口部７からの新気の流
入は排出口１３の閉鎖後も継続するので、いわゆる慣性
過給が行われる。図１０は、クランク角８５度の状態を
示し、ピストン５が更に上昇してピストンスプリング１
６が伸びると、シリンダースプリング４の力がピストン
スプリング１６の力に打ち勝ち、シリンダー３が上昇し
弁座８が弁体９に当接して開口部７が閉じられ、ソリン
ダー内は圧縮工程に入る。この圧縮工程において、弁座
８と弁体９の圧接力は圧縮が増すにつれて増大する。す
なわち、シリンダー３は昇降可能であり、ピストン上昇
時にはこのシリンダーの上端面に上向きの力が働く。し
たがって、弁座８は固定された弁体９に圧着することと
なる。そのために、開口部７の面積が大きくとも、簡易
な弁構造で漏れを防止できる。図１１は、クランク角１
８０度の状態を示し、ピストンの上死点付近で点火が行
われる。点火燃焼したガスが発生する圧力によってピス
トンは下降するが、前記のようにシリンダーには上向き
の力が働くので、弁座と弁体の圧着状態は維持される。
開口部７は、ピストンが更に下降して排出口１３が開口
して燃焼ガスが排出され、ピストンによってシリンダー
が押し下げられるまで閉鎖される。ピストン５が更に下
降すると、ピストンスプリング１６によって押し下げら
れたシリンダー３の下端が本体の凸部１５に当接するの
で、ピストン５はピストンスプリング１６を圧縮しつつ
下降し、図８の状態に戻る。
０度）にある状態を示し、この状態でピストンスプリン
グ１６は圧縮し、シリンダー３はピストン５に押されて
下降しており、弁座８と弁体９は離れている。したがっ
て、流入路１０から新気がシリンダー３内へ流入し、ま
た排出口１３も開口しているのでシリンダー３内の残留
ガスが排出され、シリンダー３内は新気に入れ替わる。
図９は、クランク角６０度の状態を示し、この状態でピ
ストン５は上昇するがピストンスプリング１６の力でシ
リンダー３は押さえられて上昇しない。したがって、開
口部７は開口状態を維持し、排出口１３はピストン５に
より閉塞される。したがって、開口部７からの新気の流
入は排出口１３の閉鎖後も継続するので、いわゆる慣性
過給が行われる。図１０は、クランク角８５度の状態を
示し、ピストン５が更に上昇してピストンスプリング１
６が伸びると、シリンダースプリング４の力がピストン
スプリング１６の力に打ち勝ち、シリンダー３が上昇し
弁座８が弁体９に当接して開口部７が閉じられ、ソリン
ダー内は圧縮工程に入る。この圧縮工程において、弁座
８と弁体９の圧接力は圧縮が増すにつれて増大する。す
なわち、シリンダー３は昇降可能であり、ピストン上昇
時にはこのシリンダーの上端面に上向きの力が働く。し
たがって、弁座８は固定された弁体９に圧着することと
なる。そのために、開口部７の面積が大きくとも、簡易
な弁構造で漏れを防止できる。図１１は、クランク角１
８０度の状態を示し、ピストンの上死点付近で点火が行
われる。点火燃焼したガスが発生する圧力によってピス
トンは下降するが、前記のようにシリンダーには上向き
の力が働くので、弁座と弁体の圧着状態は維持される。
開口部７は、ピストンが更に下降して排出口１３が開口
して燃焼ガスが排出され、ピストンによってシリンダー
が押し下げられるまで閉鎖される。ピストン５が更に下
降すると、ピストンスプリング１６によって押し下げら
れたシリンダー３の下端が本体の凸部１５に当接するの
で、ピストン５はピストンスプリング１６を圧縮しつつ
下降し、図８の状態に戻る。
【００２３】前記圧縮工程において、開口部７の面積は
ピストン５の平面積よりも小さいので、前記面積の差に
相当するシリンダーにかかる軸方向の力が弁を押しつけ
る方向に働き、前記シリンダースプリング４とピストン
スプリング１６の力の差により得られる上向きの力と合
算される。したがって、シリンダー内圧が高まるほど弁
座と弁体の圧接力は大きくなり、圧縮気や次の燃焼ガス
の圧力を外部に漏らすことはない。また、上記実施形態
においては、ピストンスプリング１６の働きによってシ
リンダー３を押し下げつつピストン５のみが上昇するの
で、図９のように、排出口１３を閉じた状態で流入を継
続することができ、流入効率が向上する。
ピストン５の平面積よりも小さいので、前記面積の差に
相当するシリンダーにかかる軸方向の力が弁を押しつけ
る方向に働き、前記シリンダースプリング４とピストン
スプリング１６の力の差により得られる上向きの力と合
算される。したがって、シリンダー内圧が高まるほど弁
座と弁体の圧接力は大きくなり、圧縮気や次の燃焼ガス
の圧力を外部に漏らすことはない。また、上記実施形態
においては、ピストンスプリング１６の働きによってシ
リンダー３を押し下げつつピストン５のみが上昇するの
で、図９のように、排出口１３を閉じた状態で流入を継
続することができ、流入効率が向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態１】図１２ないし図１４は、２サイ
クルエンジンに適用した例である。図１２において、エ
ンジン１のクランク室２の上方にシリンダー３が昇降可
能に設置してあり、前記シリンダー３内にピストン５が
装着してある。前記シリンダー３は、上シリンダー３ａ
と下シリンダー３ｂとで構成され、上シリンダー３ａは
バルブスプリング１７によって下方へ付勢され、下シリ
ンダー３ｂはバルブスプリング１７よりも強いシリンダ
ースプリング４によって上方へ付勢されている。前記上
シリンダー３ａの上端面には開口部７が形成してあり、
開口部７の周縁が弁座８となっている。そして、前記弁
座８の上方に、上シリンダー３ａが上昇したときに弁座
８に当接する弁体９が配置してある。前記上シリンダー
３ａの上端面と弁体９との間には、上シリンダー３ａが
下降したときに開通する流入路１０が形成してあり、流
入路１０は流入管１１で流入室１８につながっており、
流入室１８の流入口１２から吸引した新気が流入路１０
を経てシリンダー３へ供給されるようになっている。図
中符号１３は排出口である。
クルエンジンに適用した例である。図１２において、エ
ンジン１のクランク室２の上方にシリンダー３が昇降可
能に設置してあり、前記シリンダー３内にピストン５が
装着してある。前記シリンダー３は、上シリンダー３ａ
と下シリンダー３ｂとで構成され、上シリンダー３ａは
バルブスプリング１７によって下方へ付勢され、下シリ
ンダー３ｂはバルブスプリング１７よりも強いシリンダ
ースプリング４によって上方へ付勢されている。前記上
シリンダー３ａの上端面には開口部７が形成してあり、
開口部７の周縁が弁座８となっている。そして、前記弁
座８の上方に、上シリンダー３ａが上昇したときに弁座
８に当接する弁体９が配置してある。前記上シリンダー
３ａの上端面と弁体９との間には、上シリンダー３ａが
下降したときに開通する流入路１０が形成してあり、流
入路１０は流入管１１で流入室１８につながっており、
流入室１８の流入口１２から吸引した新気が流入路１０
を経てシリンダー３へ供給されるようになっている。図
中符号１３は排出口である。
【００２５】図１２は、ピストン５が下死点（クランク
角０度）にある状態を示し、この状態で、上シリンダー
３ａはバルブスプリング１７によって押し下げられてお
り、弁座８と弁座９は離れて流入路１０から新気がシリ
ンダー３内へ流入する。一方ピストン５の下端が下シリ
ンダー３ｂの下端に設けた凸部１４に当接して、下シリ
ンダー３ｂはピストン５に押されて下降しており、上シ
リンダー３ａと下シリンダー３ｂとの間に間隙が生じ、
シリンダー３と排出口１３が開通しているので、シリン
ダー３内の残留ガスが排出され、シリンダー３内は新気
に入れ替わる。ピストン５が上昇すると、シリンダース
プリング４の力で下シリンダ３ｂが上昇し、上シリンダ
ー３ａの下端に当接し、排出口１３が閉じられる。ピス
トン５が更に上昇すると、図１３（クランク角７５度の
状態を示す）のように上シリンダー３ａは下シリンダー
３ｂに押し上げられて上昇し、弁座８は弁体９に当接し
て開口部７が閉じ、シリンダー内は圧縮工程に入る。
角０度）にある状態を示し、この状態で、上シリンダー
３ａはバルブスプリング１７によって押し下げられてお
り、弁座８と弁座９は離れて流入路１０から新気がシリ
ンダー３内へ流入する。一方ピストン５の下端が下シリ
ンダー３ｂの下端に設けた凸部１４に当接して、下シリ
ンダー３ｂはピストン５に押されて下降しており、上シ
リンダー３ａと下シリンダー３ｂとの間に間隙が生じ、
シリンダー３と排出口１３が開通しているので、シリン
ダー３内の残留ガスが排出され、シリンダー３内は新気
に入れ替わる。ピストン５が上昇すると、シリンダース
プリング４の力で下シリンダ３ｂが上昇し、上シリンダ
ー３ａの下端に当接し、排出口１３が閉じられる。ピス
トン５が更に上昇すると、図１３（クランク角７５度の
状態を示す）のように上シリンダー３ａは下シリンダー
３ｂに押し上げられて上昇し、弁座８は弁体９に当接し
て開口部７が閉じ、シリンダー内は圧縮工程に入る。
【００２６】図１４は、クランク角１８０度の状態を示
し、ピストンの上死点付近で点火が行われる。点火燃焼
したガスが発生する圧力によってピストンは下降する
が、前記のようにシリンダー３には上向きの力が働くの
で、弁座と弁体の圧着状態は維持される。ピストン５が
更に下降してピストン５の下端が下シリンダー３ｂの凸
部１４に当接すると、下シリンダー３ｂは下降する。下
シリンダー３ｂの下降によって排出口１３が開口すると
同時に燃焼ガスはいわゆるブローダウンし、一気に排出
される。一方、下シリンダー３ｂの下降によって上向き
の力を失った上シリンダー３ａは、前記燃焼ガスの排出
によってシリンダー内圧が低下すると、バルブスプリン
グ１７によって押し下げられ、弁座８が弁体９から離れ
て開口部７が開通する。
し、ピストンの上死点付近で点火が行われる。点火燃焼
したガスが発生する圧力によってピストンは下降する
が、前記のようにシリンダー３には上向きの力が働くの
で、弁座と弁体の圧着状態は維持される。ピストン５が
更に下降してピストン５の下端が下シリンダー３ｂの凸
部１４に当接すると、下シリンダー３ｂは下降する。下
シリンダー３ｂの下降によって排出口１３が開口すると
同時に燃焼ガスはいわゆるブローダウンし、一気に排出
される。一方、下シリンダー３ｂの下降によって上向き
の力を失った上シリンダー３ａは、前記燃焼ガスの排出
によってシリンダー内圧が低下すると、バルブスプリン
グ１７によって押し下げられ、弁座８が弁体９から離れ
て開口部７が開通する。
【００２７】図１５は燃料が点火されなかった場合の動
きを示し、点火されなかった場合はシリンダー内圧は圧
縮圧のみであるから、ピストン５の上死点近辺では弁座
８が弁体９に押し付けられているが、ピストンが下降す
ると内圧が低下し、上シリンダー３ａは下シリンダー３
ｂと共に下降し、ピストンが下死点付近まで下降したと
きに初めて排出口１３が開口する。前記圧縮工程におい
ても第一の実施形態と同様、シリンダー内圧が高まるほ
ど弁座と弁体の圧接力は大きくなり、圧縮気や次の燃焼
ガスの圧力を外部に漏らすことはない。
きを示し、点火されなかった場合はシリンダー内圧は圧
縮圧のみであるから、ピストン５の上死点近辺では弁座
８が弁体９に押し付けられているが、ピストンが下降す
ると内圧が低下し、上シリンダー３ａは下シリンダー３
ｂと共に下降し、ピストンが下死点付近まで下降したと
きに初めて排出口１３が開口する。前記圧縮工程におい
ても第一の実施形態と同様、シリンダー内圧が高まるほ
ど弁座と弁体の圧接力は大きくなり、圧縮気や次の燃焼
ガスの圧力を外部に漏らすことはない。
【００２８】上記において、上シリンダー３ａと下シリ
ンダー３ｂの間に形成される排出間隙の最適な大きさは
運転状況で異なるが、上シリンダーの下降移動量を規制
する本体の段部１５ａの位置を変化可能とし、最適な排
出状態が得られるようにすることができる。また、シリ
ンダー内圧が０か負圧のときには完全に閉じられるよう
に調整すると、カデナジー・エンジン（排出直後のシリ
ンダー内減圧効果による流入利用の２サイクルエンジ
ン）と同様の効果を得ることができる。
ンダー３ｂの間に形成される排出間隙の最適な大きさは
運転状況で異なるが、上シリンダーの下降移動量を規制
する本体の段部１５ａの位置を変化可能とし、最適な排
出状態が得られるようにすることができる。また、シリ
ンダー内圧が０か負圧のときには完全に閉じられるよう
に調整すると、カデナジー・エンジン（排出直後のシリ
ンダー内減圧効果による流入利用の２サイクルエンジ
ン）と同様の効果を得ることができる。
【００２９】上記実施形態においては、以下のように、
従来の２サイクルエンジンの問題点が解決される。 （１）流入口が閉じる前に排出口が閉じるので、新気の
流出が少なく、かつ過給できるので、燃焼効率が向上す
ると共に、未燃焼ＨＣの排出も少なく、特に低速トルク
性能が向上する。 （２）流入室１８を独立して設けたので流入にクランク
室２を利用しない。したがって、４サイクルエンジンと
同様に潤滑油をクランク室に溜めておくことができ、潤
滑油が燃料と一緒に燃焼することがなく、点火プラグへ
のカーボンの付着や排出ガスが青煙になることもない。 （３）排出口はエンジンの円筒状部の端部に位置させる
ことができ、排出熱はシリンダーの周囲に均等に分散さ
せることができるので、シリンダー自体に局部的温度む
らが発生せず熱変形が少ない。そのため、ピストンやピ
ストンリングとのはめ合わせ精度を高めることができ、
気密性が高まり、燃焼ガスや潤滑油の漏れが可及的に防
止される。 （４）燃料が点火されない場合は排出口の開口を遅らせ
て排出を抑制することができ、始動時の燃料の吹き抜け
が抑制され、始動性能を向上させることができる。 （５）運転時の吸排出条件を自動的に調整することがで
きる。すなわち、運転時の燃焼圧力が低いとき（低負荷
時）には、点火後短時間で排出されてシリンダー内圧が
低下するので、上シリンダー３ａが短時間で下降して排
出口が閉鎖され、流入口が開放され、排出が抑制され
る。一方燃焼圧力が高いときは、点火後排出によって内
圧が低下するまでの時間が長いので、上シリンダーの下
降は遅れる。したがって、排出口の開放時間は長くな
り、効率よく排出される。 （６）ポンプ室を取り払い、別途流入側に圧縮機などを
取り付けることにより、本体の直径を小さくして、多気
筒エンジンとすることもできる。
従来の２サイクルエンジンの問題点が解決される。 （１）流入口が閉じる前に排出口が閉じるので、新気の
流出が少なく、かつ過給できるので、燃焼効率が向上す
ると共に、未燃焼ＨＣの排出も少なく、特に低速トルク
性能が向上する。 （２）流入室１８を独立して設けたので流入にクランク
室２を利用しない。したがって、４サイクルエンジンと
同様に潤滑油をクランク室に溜めておくことができ、潤
滑油が燃料と一緒に燃焼することがなく、点火プラグへ
のカーボンの付着や排出ガスが青煙になることもない。 （３）排出口はエンジンの円筒状部の端部に位置させる
ことができ、排出熱はシリンダーの周囲に均等に分散さ
せることができるので、シリンダー自体に局部的温度む
らが発生せず熱変形が少ない。そのため、ピストンやピ
ストンリングとのはめ合わせ精度を高めることができ、
気密性が高まり、燃焼ガスや潤滑油の漏れが可及的に防
止される。 （４）燃料が点火されない場合は排出口の開口を遅らせ
て排出を抑制することができ、始動時の燃料の吹き抜け
が抑制され、始動性能を向上させることができる。 （５）運転時の吸排出条件を自動的に調整することがで
きる。すなわち、運転時の燃焼圧力が低いとき（低負荷
時）には、点火後短時間で排出されてシリンダー内圧が
低下するので、上シリンダー３ａが短時間で下降して排
出口が閉鎖され、流入口が開放され、排出が抑制され
る。一方燃焼圧力が高いときは、点火後排出によって内
圧が低下するまでの時間が長いので、上シリンダーの下
降は遅れる。したがって、排出口の開放時間は長くな
り、効率よく排出される。 （６）ポンプ室を取り払い、別途流入側に圧縮機などを
取り付けることにより、本体の直径を小さくして、多気
筒エンジンとすることもできる。
【００３０】図１６は、２サイクルエンジンにおいて、
クランク室を通過させずに掃気するようにした別の形態
を示すものである。すなわち、クランク室２にダイヤフ
ラム６６を設けて一側にポンプ室６７を設け、ポンプ室
６７に流入管６８を接続する。この構造において、ピス
トン５及びシリンダー３の昇降によって生じる圧力変化
によりダイヤフラム６６を駆動してポンプ力を得、流入
管６８から外気を導入し、掃気を行う。その他の構成、
作用は図１２ないし図１５の例と同様である。ここで、
ピストンと共にシリンダーも昇降するので、ピストンの
直径に加えてシリンダーの外周部分がクランク室空間の
圧縮比を高めるため、ポンプ力が向上し、掃気効率が向
上する。
クランク室を通過させずに掃気するようにした別の形態
を示すものである。すなわち、クランク室２にダイヤフ
ラム６６を設けて一側にポンプ室６７を設け、ポンプ室
６７に流入管６８を接続する。この構造において、ピス
トン５及びシリンダー３の昇降によって生じる圧力変化
によりダイヤフラム６６を駆動してポンプ力を得、流入
管６８から外気を導入し、掃気を行う。その他の構成、
作用は図１２ないし図１５の例と同様である。ここで、
ピストンと共にシリンダーも昇降するので、ピストンの
直径に加えてシリンダーの外周部分がクランク室空間の
圧縮比を高めるため、ポンプ力が向上し、掃気効率が向
上する。
【００３１】
【発明の実施の形態２】図１７ないし図２２は、４サイ
クルエンジンに適用した例である。なお、既に説明した
構成と同一の構成については説明を省略する。シリンダ
ー３は、シリンダースプリング４によって上方へ付勢さ
れ、ピストン５はピストンスプリング１６によって上方
へ付勢され、シリンダー３の下端部には、シリンダーを
固定するロックピン１９が係脱自在に配設してある。前
記ロックピン１９は、クランク６の回転に従いシリンダ
ー３に離接すべく連動機構２０によってによって制御さ
れている。この連動機構は、図ではローラ、ベルト、カ
ムで構成したものを示しているが、その構成に制約はな
く、電気的な制御としてもよい。前記シリンダー３の上
方には流入口１２、排出口２２が開口しており、それぞ
れに逆止弁２１ａ、２１ｂが設けてある。これらの逆止
弁はシリンダー内圧の変化によって開閉する。
クルエンジンに適用した例である。なお、既に説明した
構成と同一の構成については説明を省略する。シリンダ
ー３は、シリンダースプリング４によって上方へ付勢さ
れ、ピストン５はピストンスプリング１６によって上方
へ付勢され、シリンダー３の下端部には、シリンダーを
固定するロックピン１９が係脱自在に配設してある。前
記ロックピン１９は、クランク６の回転に従いシリンダ
ー３に離接すべく連動機構２０によってによって制御さ
れている。この連動機構は、図ではローラ、ベルト、カ
ムで構成したものを示しているが、その構成に制約はな
く、電気的な制御としてもよい。前記シリンダー３の上
方には流入口１２、排出口２２が開口しており、それぞ
れに逆止弁２１ａ、２１ｂが設けてある。これらの逆止
弁はシリンダー内圧の変化によって開閉する。
【００３２】上記において、図１７に示すクランク角０
度の状態ではピストン５が下死点にあり、シリンダー３
にはロックピン１９が係止し、シリンダー３は下方に位
置し、開口部７は開通している。また、二つの逆止弁２
１ａ、２１ｂは共に閉塞されている。この状態からピス
トン５を上昇させると排出側の逆止弁２１ｂが開き、シ
リンダー３内の気体が排出される（クランク角１８０度
の状態を示す図１８参照）。ついでピストン５を下降さ
せると、流入側の逆止弁２１ａが開き、排出側の逆止弁
２１ｂは閉じるので、シリンダー３内に新気が導入され
る。図１９に示すように、クランク角３６０度に近づく
とピストンスプリング１６の力でシリンダー３がシリン
ダースプリング４に抗して押し下げられ、連動機構の作
用でシリンダー３のロックピン１９による係止は解除さ
れる。クランク角３８０度の状態の図２０に示すよう
に、シリンダー３がロックピン１９から開放された状態
でピストンが上昇し、ピストンスプリング１６によるシ
リンダー３を押さえる力が弱まると、シリンダースプリ
ング４の力でシリンダー３は上昇し、弁座８は弁体９に
当接し、開口部７は閉塞される。このとき、二つの逆止
弁２１ａ、２１ｂは閉じており、圧縮工程に入り、上死
点付近で燃料に点火される。燃料の点火によってシリン
ダー内圧が上昇すると、ピストン５は押し下げられる。
ピストン５がシリンダー３の排出口１３を通過すると、
シリンダー内のガスは排出口１３からブローダウンし
て、シリンダー内圧は急激に低下する。シリンダー内圧
が低下すると、シリンダー５にかかる上向きの力が減少
するので、ピストンスプリング１６が伸び、シリンダー
３はピストンスプリング１６によって押し下げられる。
そして、次のサイクルのクランク角０度の時にはシリン
ダー３にロックピン１９が係止し、シリンダー３は固定
される。
度の状態ではピストン５が下死点にあり、シリンダー３
にはロックピン１９が係止し、シリンダー３は下方に位
置し、開口部７は開通している。また、二つの逆止弁２
１ａ、２１ｂは共に閉塞されている。この状態からピス
トン５を上昇させると排出側の逆止弁２１ｂが開き、シ
リンダー３内の気体が排出される（クランク角１８０度
の状態を示す図１８参照）。ついでピストン５を下降さ
せると、流入側の逆止弁２１ａが開き、排出側の逆止弁
２１ｂは閉じるので、シリンダー３内に新気が導入され
る。図１９に示すように、クランク角３６０度に近づく
とピストンスプリング１６の力でシリンダー３がシリン
ダースプリング４に抗して押し下げられ、連動機構の作
用でシリンダー３のロックピン１９による係止は解除さ
れる。クランク角３８０度の状態の図２０に示すよう
に、シリンダー３がロックピン１９から開放された状態
でピストンが上昇し、ピストンスプリング１６によるシ
リンダー３を押さえる力が弱まると、シリンダースプリ
ング４の力でシリンダー３は上昇し、弁座８は弁体９に
当接し、開口部７は閉塞される。このとき、二つの逆止
弁２１ａ、２１ｂは閉じており、圧縮工程に入り、上死
点付近で燃料に点火される。燃料の点火によってシリン
ダー内圧が上昇すると、ピストン５は押し下げられる。
ピストン５がシリンダー３の排出口１３を通過すると、
シリンダー内のガスは排出口１３からブローダウンし
て、シリンダー内圧は急激に低下する。シリンダー内圧
が低下すると、シリンダー５にかかる上向きの力が減少
するので、ピストンスプリング１６が伸び、シリンダー
３はピストンスプリング１６によって押し下げられる。
そして、次のサイクルのクランク角０度の時にはシリン
ダー３にロックピン１９が係止し、シリンダー３は固定
される。
【００３３】この実施形態においては、燃焼ガスの排気
がシリンダーの排出口１３から行われ、シリンダー上方
の排出口２２から行われる掃気のための排気と別になっ
ている。そのため、シリンダー上部の弁部分を高温ガス
が通過せず、該部の高温加熱が少なく、弁の耐久性、信
頼性が向上する。また、排出路と流入路の切り替えは簡
単な逆止弁で対応でき、自然に自動的に動作するので、
機械的な駆動装置は不要である。
がシリンダーの排出口１３から行われ、シリンダー上方
の排出口２２から行われる掃気のための排気と別になっ
ている。そのため、シリンダー上部の弁部分を高温ガス
が通過せず、該部の高温加熱が少なく、弁の耐久性、信
頼性が向上する。また、排出路と流入路の切り替えは簡
単な逆止弁で対応でき、自然に自動的に動作するので、
機械的な駆動装置は不要である。
【００３４】
【発明の実施の形態３】図２３ないし図２６に示す実施
形態は、上記実施形態３の逆止弁２１ａ、２１ｂをロー
タリー弁２３に代え、シリンダー３の周壁には排出口を
設けず、排気は全てシリンダー上方の排出口２２から行
うようにしたものである。シリンダー周壁に排出口がな
いので、ピストンスプリングは不要である。前記ロータ
リー弁２３は、シリンダー上方の流入口１２，排出口２
２の間に装着してあり、図２４に示すように本体２３ａ
内に弁体２３ｂを内装した構造である。そして、第一サ
イクルにおいてピストンが下死点付近にあるとき流入口
１２，排出口２２共に閉じ、ピストン上昇時に排出口２
２が開放され、ピストン下降時に流入口１２が開放さ
れ、第二サイクルでは常時流入口１２，排出口２２とも
に閉じるように制御してある。上記ロータリー弁の制御
手段は、クランク６と機械的に連動させたり（図２６参
照）、電気的に制御する。
形態は、上記実施形態３の逆止弁２１ａ、２１ｂをロー
タリー弁２３に代え、シリンダー３の周壁には排出口を
設けず、排気は全てシリンダー上方の排出口２２から行
うようにしたものである。シリンダー周壁に排出口がな
いので、ピストンスプリングは不要である。前記ロータ
リー弁２３は、シリンダー上方の流入口１２，排出口２
２の間に装着してあり、図２４に示すように本体２３ａ
内に弁体２３ｂを内装した構造である。そして、第一サ
イクルにおいてピストンが下死点付近にあるとき流入口
１２，排出口２２共に閉じ、ピストン上昇時に排出口２
２が開放され、ピストン下降時に流入口１２が開放さ
れ、第二サイクルでは常時流入口１２，排出口２２とも
に閉じるように制御してある。上記ロータリー弁の制御
手段は、クランク６と機械的に連動させたり（図２６参
照）、電気的に制御する。
【００３５】この実施形態において、第二サイクルでピ
ストンが上死点付近にあるときガスが点火され、シリン
ダー内圧が増大すると、ピストン５は一気に下降してシ
リンダー３を押し下げる。シリンダーの下降によって開
口部７が開放され圧力ガスはブローダウンし排出される
（図２５参照）。この実施形態においては、流入と排出
の切り替えにロータリー弁を用いたので、燃焼ガスの排
出もシリンダー上方から行うこととしても、熱の影響を
受けにくい。また、この実施形態におけるロータリー弁
２３は、流体の流れ方向を切り替えるのみなので、負荷
が小さくスムーズに回転する。
ストンが上死点付近にあるときガスが点火され、シリン
ダー内圧が増大すると、ピストン５は一気に下降してシ
リンダー３を押し下げる。シリンダーの下降によって開
口部７が開放され圧力ガスはブローダウンし排出される
（図２５参照）。この実施形態においては、流入と排出
の切り替えにロータリー弁を用いたので、燃焼ガスの排
出もシリンダー上方から行うこととしても、熱の影響を
受けにくい。また、この実施形態におけるロータリー弁
２３は、流体の流れ方向を切り替えるのみなので、負荷
が小さくスムーズに回転する。
【００３６】前記図２６に示す例においては、シリンダ
ー３の側壁に係止するロックピン１９は設けずに、ロー
タリー弁２３の回転によってシリンダー３の上昇を制御
するようにしてある。すなわち、シリンダー３の端面に
上向きのピン１９ａを突出させてあり、一方ロータリー
弁２３の本体２３ａの下面には、ピン１９ａに対応した
溝（図示しない）が設けてある。ロータリー弁２３の回
転角度とシリンダー３の上昇限度位置とは対応するの
で、シリンダー３の上昇を許容する回転角度では前記溝
を深くしてシリンダーの上昇を許容し、シリンダー３が
下方に位置すべき回転角度では前記溝を浅くする（又は
溝を設けない）ことにより、シリンダーの上昇位置を制
御するようにしてある。なお、ピン１９ａをロータリー
弁２３に設け、シリンダー３に溝を設けても同様に制御
することができる。
ー３の側壁に係止するロックピン１９は設けずに、ロー
タリー弁２３の回転によってシリンダー３の上昇を制御
するようにしてある。すなわち、シリンダー３の端面に
上向きのピン１９ａを突出させてあり、一方ロータリー
弁２３の本体２３ａの下面には、ピン１９ａに対応した
溝（図示しない）が設けてある。ロータリー弁２３の回
転角度とシリンダー３の上昇限度位置とは対応するの
で、シリンダー３の上昇を許容する回転角度では前記溝
を深くしてシリンダーの上昇を許容し、シリンダー３が
下方に位置すべき回転角度では前記溝を浅くする（又は
溝を設けない）ことにより、シリンダーの上昇位置を制
御するようにしてある。なお、ピン１９ａをロータリー
弁２３に設け、シリンダー３に溝を設けても同様に制御
することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態４】図２７ないし図２９に示す実施
形態は、燃焼ガスのブローダウンも開口部７から行なう
ようにした別の例である。図２７（クランク角０度）に
おいて、シリンダー３の上方に、逆止弁２１ａの付いた
流入口１２と、逆止弁２１ｂの付いた排出口２２と、前
記排出口２２の下方に形成された燃焼ガス排出口２２ａ
が配設してある。前記燃焼ガス排出口２２ａには、環状
で断面Ｌ字状とした切替弁２４が昇降自在に取り付けて
あり、この切替弁２４はバルブスプリング２５によって
下方へ付勢してあり、切替弁２４の下面はシリンダー３
の上端面に当接するようにしてある。なお、この当接力
（バルブスプリングの強さ）は、後に述べる図２９の状
態でケーシング内圧によって切替弁２４が押し上げられ
て燃焼ガス排出口２２ａが開放されるように設定する。
形態は、燃焼ガスのブローダウンも開口部７から行なう
ようにした別の例である。図２７（クランク角０度）に
おいて、シリンダー３の上方に、逆止弁２１ａの付いた
流入口１２と、逆止弁２１ｂの付いた排出口２２と、前
記排出口２２の下方に形成された燃焼ガス排出口２２ａ
が配設してある。前記燃焼ガス排出口２２ａには、環状
で断面Ｌ字状とした切替弁２４が昇降自在に取り付けて
あり、この切替弁２４はバルブスプリング２５によって
下方へ付勢してあり、切替弁２４の下面はシリンダー３
の上端面に当接するようにしてある。なお、この当接力
（バルブスプリングの強さ）は、後に述べる図２９の状
態でケーシング内圧によって切替弁２４が押し上げられ
て燃焼ガス排出口２２ａが開放されるように設定する。
【００３８】この実施形態において、第一サイクルにお
いてはシリンダー３はロックピン１９で固定されて上昇
しないので、切替弁２４はバルブスプリング２５の力で
押し下げられ、常時燃焼ガスの排出口２２ａを閉塞して
いる。第二サイクルにおいてはロックピン１９の係止が
解除されてシリンダー３が上昇するので（クランク角３
８０度の状態を示す図２８参照）、開口部７が閉鎖され
てシリンダー内が圧縮され、ピストンの上死点付近でガ
スに点火され、点火による内圧増大によりピストン５は
一気に下降してシリンダー３を押し下げるので、開口部
７が開放される。このとき、燃焼ガスの圧力が開口部７
を経て前記切替弁２４の下面に作用して切替弁２４を押
し上げるので、燃焼ガスの排出口２２ａが開口し、排出
口２２ａから燃焼ガスが排出される（クランク角７１０
度の状態を示す図２９参照）。
いてはシリンダー３はロックピン１９で固定されて上昇
しないので、切替弁２４はバルブスプリング２５の力で
押し下げられ、常時燃焼ガスの排出口２２ａを閉塞して
いる。第二サイクルにおいてはロックピン１９の係止が
解除されてシリンダー３が上昇するので（クランク角３
８０度の状態を示す図２８参照）、開口部７が閉鎖され
てシリンダー内が圧縮され、ピストンの上死点付近でガ
スに点火され、点火による内圧増大によりピストン５は
一気に下降してシリンダー３を押し下げるので、開口部
７が開放される。このとき、燃焼ガスの圧力が開口部７
を経て前記切替弁２４の下面に作用して切替弁２４を押
し上げるので、燃焼ガスの排出口２２ａが開口し、排出
口２２ａから燃焼ガスが排出される（クランク角７１０
度の状態を示す図２９参照）。
【００３９】図３０、図３１は前記切替弁の別の構造を
示すものである。ここで、切替弁２４はドーナツ状の円
盤であって、バルブスプリング２５で下方に付勢してあ
る。そして、燃焼ガスの排出口２２ａはシリンダー３の
下降時におけるシリンダー上端面の位置よりも下方に設
けてあり、図３０に示すクランク角０度の状態におい
て、バルブスプリング２５の力によってシリンダーの上
端面に当接した切替弁２４によって、シリンダーの開口
部７と排出口２２ａの間が閉塞されるようにしてある。
この構成においても、燃焼によるシリンダー内圧上昇時
に切替弁２４が押し上げられてシリンダーの開口部７と
排出口２２ａとが連通することは、図２７の構造と同様
である（クランク角７１０度の状態を示す図３１参
照）。この実施形態によれば、ピストンバルブ、逆止弁
などの吸排出の切り替えに必要な動作は全て気体の圧力
により自動的になされるので吸排出のタイミング制御の
機構は不要である。
示すものである。ここで、切替弁２４はドーナツ状の円
盤であって、バルブスプリング２５で下方に付勢してあ
る。そして、燃焼ガスの排出口２２ａはシリンダー３の
下降時におけるシリンダー上端面の位置よりも下方に設
けてあり、図３０に示すクランク角０度の状態におい
て、バルブスプリング２５の力によってシリンダーの上
端面に当接した切替弁２４によって、シリンダーの開口
部７と排出口２２ａの間が閉塞されるようにしてある。
この構成においても、燃焼によるシリンダー内圧上昇時
に切替弁２４が押し上げられてシリンダーの開口部７と
排出口２２ａとが連通することは、図２７の構造と同様
である（クランク角７１０度の状態を示す図３１参
照）。この実施形態によれば、ピストンバルブ、逆止弁
などの吸排出の切り替えに必要な動作は全て気体の圧力
により自動的になされるので吸排出のタイミング制御の
機構は不要である。
【００４０】図３２は、上記各４サイクルエンジンの実
施形態において、シリンダーを固定するロックピン１９
の制御装置の例を示すものである。すなわち、ロックピ
ン１９をソレノイド２６によってシリンダー３に離接さ
せるようにしたものである。この場合、クランク６の位
置をセンサで検知して電気信号とし、ソレノイドをＯＮ
／ＯＦＦさせる。
施形態において、シリンダーを固定するロックピン１９
の制御装置の例を示すものである。すなわち、ロックピ
ン１９をソレノイド２６によってシリンダー３に離接さ
せるようにしたものである。この場合、クランク６の位
置をセンサで検知して電気信号とし、ソレノイドをＯＮ
／ＯＦＦさせる。
【００４１】図３３ないし図４３は二重弁構造としたも
のであり、図３３ないし図３９は２サイクルエンジンへ
の適用例、図４０ないし４３はサイクルエンジンへの適
用例である。いずれも、シリンダーの弁座８と弁体９が
直接当接せず、両者の間にドーナツ状の中間バルブ２７
が介在し、中間バルブ２７の上面と弁体９の間、中間バ
ルブの下面と弁座８との間にそれぞれ流路が形成される
ようにしてある。
のであり、図３３ないし図３９は２サイクルエンジンへ
の適用例、図４０ないし４３はサイクルエンジンへの適
用例である。いずれも、シリンダーの弁座８と弁体９が
直接当接せず、両者の間にドーナツ状の中間バルブ２７
が介在し、中間バルブ２７の上面と弁体９の間、中間バ
ルブの下面と弁座８との間にそれぞれ流路が形成される
ようにしてある。
【００４２】
【発明の実施の形態４】２サイクルエンジンへの適用を
示す図３３ないし図３８において、シリンダー３と弁体
９との間に、下面がシリンダー３の開口部７の弁座８に
当接し、上面が弁体９に当接する中間バルブ２７が配設
してあり、前記弁座８に中間バルブ２７が当接し、中間
バルブ２７に弁体が当接したときに、シリンダー３の開
口部７が閉塞されるようにしてある。そして、前記中間
バルブ２７はバルブスプリング２８によって下方へ付勢
されている。また、シリンダー３は上昇時に排出口２２
を閉塞するようにしてある。ここで、ピストン５が下死
点にあるとき（図３３）、中間バルブ２７はバルブスプ
リング２８に押し下げられ、中間バルブ２７の上面と弁
体９との間に流入の流路が形成されている。また、中間
バルブ２７の下面と弁座８との間には排出の流路が形成
されている。したがって、掃気ポンプ（図示しない）か
ら圧送された混合気は流入口１２からシリンダー３内へ
流入し、ピストン５に当たって反転して排出口２２から
排出され、シリンダー内は掃気される。この混合気の流
れは最もよく利用されているシュニューレ方式より掃気
効果が高く、ユニフローに次ぐ効率であると評価されて
いる。
示す図３３ないし図３８において、シリンダー３と弁体
９との間に、下面がシリンダー３の開口部７の弁座８に
当接し、上面が弁体９に当接する中間バルブ２７が配設
してあり、前記弁座８に中間バルブ２７が当接し、中間
バルブ２７に弁体が当接したときに、シリンダー３の開
口部７が閉塞されるようにしてある。そして、前記中間
バルブ２７はバルブスプリング２８によって下方へ付勢
されている。また、シリンダー３は上昇時に排出口２２
を閉塞するようにしてある。ここで、ピストン５が下死
点にあるとき（図３３）、中間バルブ２７はバルブスプ
リング２８に押し下げられ、中間バルブ２７の上面と弁
体９との間に流入の流路が形成されている。また、中間
バルブ２７の下面と弁座８との間には排出の流路が形成
されている。したがって、掃気ポンプ（図示しない）か
ら圧送された混合気は流入口１２からシリンダー３内へ
流入し、ピストン５に当たって反転して排出口２２から
排出され、シリンダー内は掃気される。この混合気の流
れは最もよく利用されているシュニューレ方式より掃気
効果が高く、ユニフローに次ぐ効率であると評価されて
いる。
【００４３】ピストン５が上昇すると、シリンダースプ
リング４の力によってシリンダー３が上昇し、中間バル
ブ２７が弁座８に当接し、シリンダー３の開口部７と排
出口２２との間は閉塞され、流入のみが継続する（クラ
ンク角３７度の状態を示す図３４参照）。ピストン５が
更に上昇するのに伴いシリンダー３が更に上昇し、中間
バルブ２７を押し上げて中間バルブ２７が弁体９に当接
し、開口部７は閉塞され、圧縮工程に入る（クランク角
５９度の状態を示す図３５参照）。そして、ピストン５
の上死点付近でガスは点火される（図３６参照）。ガス
の燃焼に伴うシリンダー内圧の増大により、ピストン５
が押し下げられシリンダー３が下降すると、シリンダー
内圧によりバルブスプリング２８に抗して中間バルブ２
７が押し上げられ、排出路側が開放されて燃焼ガスは一
気に排出される（クランク角３２３度の状態を示す図３
７参照）。前記において、燃料に点火されなかった場合
は、シリンダー内圧が増加しないので中間バルブ２７は
シリンダー３と共に下降し（クランク角３２３度の状態
を示す図３８参照）、流入口１２が先に開き、更にシリ
ンダーが下降すると排出口２２が開く。
リング４の力によってシリンダー３が上昇し、中間バル
ブ２７が弁座８に当接し、シリンダー３の開口部７と排
出口２２との間は閉塞され、流入のみが継続する（クラ
ンク角３７度の状態を示す図３４参照）。ピストン５が
更に上昇するのに伴いシリンダー３が更に上昇し、中間
バルブ２７を押し上げて中間バルブ２７が弁体９に当接
し、開口部７は閉塞され、圧縮工程に入る（クランク角
５９度の状態を示す図３５参照）。そして、ピストン５
の上死点付近でガスは点火される（図３６参照）。ガス
の燃焼に伴うシリンダー内圧の増大により、ピストン５
が押し下げられシリンダー３が下降すると、シリンダー
内圧によりバルブスプリング２８に抗して中間バルブ２
７が押し上げられ、排出路側が開放されて燃焼ガスは一
気に排出される（クランク角３２３度の状態を示す図３
７参照）。前記において、燃料に点火されなかった場合
は、シリンダー内圧が増加しないので中間バルブ２７は
シリンダー３と共に下降し（クランク角３２３度の状態
を示す図３８参照）、流入口１２が先に開き、更にシリ
ンダーが下降すると排出口２２が開く。
【００４４】図３９はクランク室圧縮型の２サイクルエ
ンジンに上記弁構造を適用したものである。この実施形
態は、流入口をクランク室に設けた以外は上記実施形態
と同様である。
ンジンに上記弁構造を適用したものである。この実施形
態は、流入口をクランク室に設けた以外は上記実施形態
と同様である。
【００４５】これらの実施形態においては、実施形態２
のようにシリンダーを上下に分割せずに、またシリンダ
ーの周壁に排出口を設けずに、吸排出を完結できる２サ
イクルエンジンを得ることができる。また、シリンダー
の真上から冷たく比重の大きい新気がピストンの上面に
当たって冷却効果をもたらすと共に、反転して同心円を
重ねるように残留燃焼ガスを排出口から追い出すので、
反転型換気法に似た新しい掃気法が得られる。
のようにシリンダーを上下に分割せずに、またシリンダ
ーの周壁に排出口を設けずに、吸排出を完結できる２サ
イクルエンジンを得ることができる。また、シリンダー
の真上から冷たく比重の大きい新気がピストンの上面に
当たって冷却効果をもたらすと共に、反転して同心円を
重ねるように残留燃焼ガスを排出口から追い出すので、
反転型換気法に似た新しい掃気法が得られる。
【００４６】
【発明の実施の形態５】図４０ないし図４３も、４サイ
クルエンジンに適用したものである。ここで、中間バル
ブ２７には、上面から内側面に向けて流入のみを許容す
る逆止弁付きの流路２７ａが形成されており、また第一
サイクルにおいてシリンダー３にはロックピン１９が係
止して上昇を阻止されているが、シリンダー３の受溝３
ｃに余裕をもたせ、第一サイクルにおいてもシリンダー
は若干上昇できるようにしてある。ここで、ピストン５
を下死点（図４０）から上昇させると、残留ガスの排出
圧により中間バルブ２７がバルブスプリング２８に抗し
て上昇して排出口２２が開通し、残留ガスが排出され
る。上死点に至ったピストン５を下降させると、中間バ
ルブ２７はバルブスプリング２８によって下降してシリ
ンダー３の上端面に当接して排出口２２は閉塞され、一
方流入口１２、流路２７ａ、開口部７の間が開通してシ
リンダー３内に新気が流入する（クランク角２６０角の
状態を示す図４１参照）。第二サイクルにおいて、シリ
ンダー３が上昇すると中間バルブ２７は押し上げられ
て、シリンダーの開口部７は閉塞されシリンダー内気は
圧縮され、ピストン５の上死点付近でガスに点火され
る。ガス点火による圧力増大によりピストン５が押し下
げられ、ピストンは下死点付近でシリンダー３を押し下
げるので、中間バルブ２７とシリンダー３の上端面との
間に間隙が生じ、この間隙を経て燃焼ガス排出口２２か
ら排出される（クランク角７１０度の状態を示す図４３
参照）。
クルエンジンに適用したものである。ここで、中間バル
ブ２７には、上面から内側面に向けて流入のみを許容す
る逆止弁付きの流路２７ａが形成されており、また第一
サイクルにおいてシリンダー３にはロックピン１９が係
止して上昇を阻止されているが、シリンダー３の受溝３
ｃに余裕をもたせ、第一サイクルにおいてもシリンダー
は若干上昇できるようにしてある。ここで、ピストン５
を下死点（図４０）から上昇させると、残留ガスの排出
圧により中間バルブ２７がバルブスプリング２８に抗し
て上昇して排出口２２が開通し、残留ガスが排出され
る。上死点に至ったピストン５を下降させると、中間バ
ルブ２７はバルブスプリング２８によって下降してシリ
ンダー３の上端面に当接して排出口２２は閉塞され、一
方流入口１２、流路２７ａ、開口部７の間が開通してシ
リンダー３内に新気が流入する（クランク角２６０角の
状態を示す図４１参照）。第二サイクルにおいて、シリ
ンダー３が上昇すると中間バルブ２７は押し上げられ
て、シリンダーの開口部７は閉塞されシリンダー内気は
圧縮され、ピストン５の上死点付近でガスに点火され
る。ガス点火による圧力増大によりピストン５が押し下
げられ、ピストンは下死点付近でシリンダー３を押し下
げるので、中間バルブ２７とシリンダー３の上端面との
間に間隙が生じ、この間隙を経て燃焼ガス排出口２２か
ら排出される（クランク角７１０度の状態を示す図４３
参照）。
【００４７】図４４、図４５は、カム機構によってロッ
クピンを制御する例を示すものであり、ロックピンを用
いた上記各実施形態に適用できるものである。図４４に
おいて、シリンダー３の下部に装着されたロックピン１
９は、スプリング２９によって突出方向へ付勢してあ
り、先端部がピストン５の側壁に固定されたコマ３０に
設けられたカム溝３１にはまっている。前記カム溝３１
とロックピン１９との位置関係は、ピストン５が下死点
にあるクランク角０度の時に図４５符号ａにロックピン
が位置し、クランク角１８０度の時に符号ｂに位置して
シリンダー５の若干の上昇が許容され、クランク角３６
０度の時に符号ｃに位置してシリンダー５が下降し、ク
ランク角が３６０度を超えて第二サイクルにはいるとｄ
に向けて移動してシリンダー５が上昇し、クランク角が
５４０度を過ぎるとａに向けて移動するようにしてあ
る。上記の動きを得るために、ａからｂ、ｂからｃ、ｃ
からｄ、ｄからａに向けてカム溝は登り傾斜となってお
り、各切り替え点ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて深く落ち込
み、逆方向へは移動できないようにしてある。
クピンを制御する例を示すものであり、ロックピンを用
いた上記各実施形態に適用できるものである。図４４に
おいて、シリンダー３の下部に装着されたロックピン１
９は、スプリング２９によって突出方向へ付勢してあ
り、先端部がピストン５の側壁に固定されたコマ３０に
設けられたカム溝３１にはまっている。前記カム溝３１
とロックピン１９との位置関係は、ピストン５が下死点
にあるクランク角０度の時に図４５符号ａにロックピン
が位置し、クランク角１８０度の時に符号ｂに位置して
シリンダー５の若干の上昇が許容され、クランク角３６
０度の時に符号ｃに位置してシリンダー５が下降し、ク
ランク角が３６０度を超えて第二サイクルにはいるとｄ
に向けて移動してシリンダー５が上昇し、クランク角が
５４０度を過ぎるとａに向けて移動するようにしてあ
る。上記の動きを得るために、ａからｂ、ｂからｃ、ｃ
からｄ、ｄからａに向けてカム溝は登り傾斜となってお
り、各切り替え点ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて深く落ち込
み、逆方向へは移動できないようにしてある。
【００４８】図４６ないし図４９はシリンダー３を昇降
させる別の構造を示すものである。すなわち、垂直な軸
６１に鋸歯状の端面６２ａ、６３ａを有する２枚の滑り
カム６２、６３を取り付け、ロックピンに相当する環状
の凸条６４を有するスリーブ６５を外側の滑りカム６３
に固定してあり、前記凸条６４がシリンダーの溝に嵌合
している。上記において、２枚の滑りカムの当接する鋸
歯状端面の当接位置は、滑りカムの移動により変化す
る。ここで、滑りカム６３が、ピストンの第一サイクル
においてはカム６３が低い位置にあり、第二サイクルに
おいては高い位置にあるように、対向する鋸歯状の端面
を形成すれば、凸条６４を介してシリンダーの高さが制
御される。
させる別の構造を示すものである。すなわち、垂直な軸
６１に鋸歯状の端面６２ａ、６３ａを有する２枚の滑り
カム６２、６３を取り付け、ロックピンに相当する環状
の凸条６４を有するスリーブ６５を外側の滑りカム６３
に固定してあり、前記凸条６４がシリンダーの溝に嵌合
している。上記において、２枚の滑りカムの当接する鋸
歯状端面の当接位置は、滑りカムの移動により変化す
る。ここで、滑りカム６３が、ピストンの第一サイクル
においてはカム６３が低い位置にあり、第二サイクルに
おいては高い位置にあるように、対向する鋸歯状の端面
を形成すれば、凸条６４を介してシリンダーの高さが制
御される。
【００４９】図５０はシリンダースプリング４の別の例
を示し、上記各実施形態に適宜利用できるものである。
すなわち、シリンダースプリング４としてＵ字型のスプ
リングを用い、その一端をクランク６に取付け、他端を
シリンダー３の下端に圧接させてシリンダー３を上方へ
付勢するようにしてある。なお、図５０において、ロッ
クピン１９はスプリング２９でシリンダー方向へ付勢
し、ストッパーカム３２でロックピン１９の進退を制御
するようにしてある。ここで、シリンダー３に形成した
ロックピンの受溝３ｃの幅がロックピンの太さよりも広
く、上下方向に遊びがある。この遊びの存在により、排
出時にシリンダー５がピストンと共に若干上昇し、ピス
トンの上面と弁体９との間隙を可及的に減少することが
できるので、排出効果を向上させることができる。但
し、ピストン５がシリンダー上面に当接するとロックピ
ン１９が破損するおそれがあるので、前記両者が当接し
ないようにあそび量（溝幅）を定める。
を示し、上記各実施形態に適宜利用できるものである。
すなわち、シリンダースプリング４としてＵ字型のスプ
リングを用い、その一端をクランク６に取付け、他端を
シリンダー３の下端に圧接させてシリンダー３を上方へ
付勢するようにしてある。なお、図５０において、ロッ
クピン１９はスプリング２９でシリンダー方向へ付勢
し、ストッパーカム３２でロックピン１９の進退を制御
するようにしてある。ここで、シリンダー３に形成した
ロックピンの受溝３ｃの幅がロックピンの太さよりも広
く、上下方向に遊びがある。この遊びの存在により、排
出時にシリンダー５がピストンと共に若干上昇し、ピス
トンの上面と弁体９との間隙を可及的に減少することが
できるので、排出効果を向上させることができる。但
し、ピストン５がシリンダー上面に当接するとロックピ
ン１９が破損するおそれがあるので、前記両者が当接し
ないようにあそび量（溝幅）を定める。
【００５０】図５１は、シリンダーの移動をピストンに
よる直接操作ではなく、カムにより行うようにしたもの
である。なお、以下に示す構造のほか、適宜のカム構造
やクラッチ機構、掛け外し機構など、公知の機械構造を
用いてシリンダー又はロックピンを操作することができ
る。図５１において、シリンダー３の下端部に係止凸部
３３が設けてあり、この係止凸部３３に制御カム３４の
先端部が装着してある。前記制御カム３４はシリンダー
スプリング４となるトーションスプリングで上向きに付
勢してある。そして、制御カム３４はクランク６の軸に
ギア、カムなどの連動機構２０で連動させてあり、ピス
トンの第一サイクルにおいては図５１に示す定位置に保
持され、ピストンの第二サイクルにおいてシリンダース
プリング４に力で上向きに回動し、シリンダー３の係止
凸部３３は制御カム３４に押されて上昇するようにして
ある。なお、前記制御カムは、機械的な制御のほか、電
気的に制御されるものとしてもよい。
よる直接操作ではなく、カムにより行うようにしたもの
である。なお、以下に示す構造のほか、適宜のカム構造
やクラッチ機構、掛け外し機構など、公知の機械構造を
用いてシリンダー又はロックピンを操作することができ
る。図５１において、シリンダー３の下端部に係止凸部
３３が設けてあり、この係止凸部３３に制御カム３４の
先端部が装着してある。前記制御カム３４はシリンダー
スプリング４となるトーションスプリングで上向きに付
勢してある。そして、制御カム３４はクランク６の軸に
ギア、カムなどの連動機構２０で連動させてあり、ピス
トンの第一サイクルにおいては図５１に示す定位置に保
持され、ピストンの第二サイクルにおいてシリンダース
プリング４に力で上向きに回動し、シリンダー３の係止
凸部３３は制御カム３４に押されて上昇するようにして
ある。なお、前記制御カムは、機械的な制御のほか、電
気的に制御されるものとしてもよい。
【００５２】このように、シリンダーの昇降を制御カム
によって制御するものとすれば、クランク角とシリンダ
ーの位置とを任意に設定することができる。すなわち、
シリンダーの位置を制御カムで制御すると、シリンダー
の下端をピストンの下死点よりも下方に位置させること
ができる。したがって、吸排出の切替弁を簡易な構造と
することができる。すなわち、図５１において、エンジ
ン本体の上部に排出口２２が設けてあり、排出口２２の
下端付近に弁体９が臨ませてあり、弁体９の下方に流入
口１２が設けてあり、排出口２２の下端に位置する凸部
１５によってドーナツ状の円盤である切替弁２４が支持
されている。ここで、前記制御カム３４は以下の動きが
達せられるように連動機構２０のカムによって制御され
ている。
によって制御するものとすれば、クランク角とシリンダ
ーの位置とを任意に設定することができる。すなわち、
シリンダーの位置を制御カムで制御すると、シリンダー
の下端をピストンの下死点よりも下方に位置させること
ができる。したがって、吸排出の切替弁を簡易な構造と
することができる。すなわち、図５１において、エンジ
ン本体の上部に排出口２２が設けてあり、排出口２２の
下端付近に弁体９が臨ませてあり、弁体９の下方に流入
口１２が設けてあり、排出口２２の下端に位置する凸部
１５によってドーナツ状の円盤である切替弁２４が支持
されている。ここで、前記制御カム３４は以下の動きが
達せられるように連動機構２０のカムによって制御され
ている。
【００５３】ピストン５が下死点にあるクランク角０度
の時（図５１）、シリンダー３は下がり、切替弁２４は
閉じ、流入口１２はシリンダーー３の周壁で閉じられて
いる。ピストン５が上昇するとき、シリンダー３はピス
トン５の可及的な上昇を許容するために若干上昇する
が、下部にとどまる。このときピストンの上昇によって
残留ガスが押し出され、切替弁が浮上して排出口２２が
開く（図５２）。ついでピストン５が下降する流体の流
入時には、シリンダー３が下降してその上端が前記流入
口１２よりも下がり、流入口１２が開通してシリンダー
３内に新気が流入する。このとき、シリンダー内圧は低
いので前記切替弁２４は下がり、排出口２２は閉じる
（クランク角２３０度の状態を示す図５３、同じく３６
０度の状態を示す図５４参照）。第二サイクルに入る
と、シリンダーは上昇して流入口１２が閉じると共に、
開口部７が閉鎖されて排出口２２は閉じて、圧縮工程に
入る（クランク角４０５度の状態を示す図５５参照）。
その後、クランク角５４０度付近で燃料に点火してシリ
ンダー内圧が増大してピストンが押し下げられ、排出の
圧力で切替弁２４は上昇して排出口２２が開通する。つ
いで、シリンダー３が下降してクランク角０度の状態に
戻る。図５７は、上記におけるシリンダー下端の位置の
動きをクランク角との関係を示すものであって、Ａは排
気、Ｂは吸気、Ｃは圧縮、Ｄは燃焼の各工程である。
の時（図５１）、シリンダー３は下がり、切替弁２４は
閉じ、流入口１２はシリンダーー３の周壁で閉じられて
いる。ピストン５が上昇するとき、シリンダー３はピス
トン５の可及的な上昇を許容するために若干上昇する
が、下部にとどまる。このときピストンの上昇によって
残留ガスが押し出され、切替弁が浮上して排出口２２が
開く（図５２）。ついでピストン５が下降する流体の流
入時には、シリンダー３が下降してその上端が前記流入
口１２よりも下がり、流入口１２が開通してシリンダー
３内に新気が流入する。このとき、シリンダー内圧は低
いので前記切替弁２４は下がり、排出口２２は閉じる
（クランク角２３０度の状態を示す図５３、同じく３６
０度の状態を示す図５４参照）。第二サイクルに入る
と、シリンダーは上昇して流入口１２が閉じると共に、
開口部７が閉鎖されて排出口２２は閉じて、圧縮工程に
入る（クランク角４０５度の状態を示す図５５参照）。
その後、クランク角５４０度付近で燃料に点火してシリ
ンダー内圧が増大してピストンが押し下げられ、排出の
圧力で切替弁２４は上昇して排出口２２が開通する。つ
いで、シリンダー３が下降してクランク角０度の状態に
戻る。図５７は、上記におけるシリンダー下端の位置の
動きをクランク角との関係を示すものであって、Ａは排
気、Ｂは吸気、Ｃは圧縮、Ｄは燃焼の各工程である。
【００５４】
【発明の実施の形態６】図５８は、補助弁体３５を介在
させることにより、補助弁体３５の上方に開口し、濃い
混合気が吸入される流入路１０ａと、補助弁体３５の下
方に開口し、薄い混合気が吸入される流入路１０ｂとに
流路を分けたものである。前記補助弁体３５とその上方
の弁体９とでシリンダーの開口部７を閉塞するこの発明
の弁体を構成する。エンジン本体に補助弁体３５の受け
座３６を設け、シリンダー５の上端面と弁体９との間に
補助弁体３５を介在させてあり、補助弁体３５には通気
孔３７が設けてある。また、前記弁体９に着火器３８が
取り付けてある。なお、シリンダー及びピストンの昇降
にかかる具体的な構成は、上記各実施形態に示すものを
適宜適用することができる。
させることにより、補助弁体３５の上方に開口し、濃い
混合気が吸入される流入路１０ａと、補助弁体３５の下
方に開口し、薄い混合気が吸入される流入路１０ｂとに
流路を分けたものである。前記補助弁体３５とその上方
の弁体９とでシリンダーの開口部７を閉塞するこの発明
の弁体を構成する。エンジン本体に補助弁体３５の受け
座３６を設け、シリンダー５の上端面と弁体９との間に
補助弁体３５を介在させてあり、補助弁体３５には通気
孔３７が設けてある。また、前記弁体９に着火器３８が
取り付けてある。なお、シリンダー及びピストンの昇降
にかかる具体的な構成は、上記各実施形態に示すものを
適宜適用することができる。
【００５５】ここで、シリンダー５が上昇すると、シリ
ンダーの弁座８が補助弁体３５に当接してこれを押し上
が、補助弁体３５の上面は弁体９に当接してシリンダー
内は密閉される。ここで、補助弁体３５の上方は濃い混
合気が流入される流入路１０ａにつながっているので、
補助弁体３５の上方は点火しやすい濃い混合気で充たさ
れており、容易に点火する。したがって、希薄混合気体
でも安定して点火燃焼させることができ、ＮＯＸやその
他の有害ガスの発生を押さえることができる。
ンダーの弁座８が補助弁体３５に当接してこれを押し上
が、補助弁体３５の上面は弁体９に当接してシリンダー
内は密閉される。ここで、補助弁体３５の上方は濃い混
合気が流入される流入路１０ａにつながっているので、
補助弁体３５の上方は点火しやすい濃い混合気で充たさ
れており、容易に点火する。したがって、希薄混合気体
でも安定して点火燃焼させることができ、ＮＯＸやその
他の有害ガスの発生を押さえることができる。
【００５６】
【発明の実施の形態７】図５９ないし図６１は、この発
明をディーゼルエンジンのような燃料直接噴射式エンジ
ンに適用し、燃料を直接シリンダー内へ圧送するための
ノズルを弁体９に装着したものである。この実施形態に
おいても、シリンダーの昇降構造は適宜適用できる。
明をディーゼルエンジンのような燃料直接噴射式エンジ
ンに適用し、燃料を直接シリンダー内へ圧送するための
ノズルを弁体９に装着したものである。この実施形態に
おいても、シリンダーの昇降構造は適宜適用できる。
【００５７】図５９において、弁体９に、着火器３８及
び燃料ノズル３９が取り付けてある。この燃料ノズル３
９は、ピストン５の動きと同期して（例えばカム機構や
ソレノイドなどの電気的機構で連動させる）上下するプ
ランジャー４０と逆止弁４１で構成してあり、弁座８と
弁体９とが当接してシリンダー３内が閉塞されたときに
燃料がノズル３９から噴射されるようにしてある。
び燃料ノズル３９が取り付けてある。この燃料ノズル３
９は、ピストン５の動きと同期して（例えばカム機構や
ソレノイドなどの電気的機構で連動させる）上下するプ
ランジャー４０と逆止弁４１で構成してあり、弁座８と
弁体９とが当接してシリンダー３内が閉塞されたときに
燃料がノズル３９から噴射されるようにしてある。
【００５８】図６０は直接筒内噴射式エンジンにおける
燃料ノズル３９の別の例であって、弁体９の昇降によっ
て燃料ノズルのプランジャー４０を上下させるように
し、図５９の例における連動機構を不要としたものであ
る。すなわち、弁体９の上側にプランジャー４０を遊嵌
し、弁体９の段部４２にプランジャー４０の段部４３を
当接させ、前記弁体９はバルブスプリング１７によって
下方へ付勢する。この構成によると、シリンダー３が下
降しているときには弁体は下降しており、それに伴いプ
ランジャー４０も下降し逆止弁４１は閉じているので、
燃料は噴出しない。シリンダー３が上昇し弁体９を押し
上げると、プランジャー４０も上昇するので、燃料圧の
発生とともに逆止弁は開き、弁体９に設けた噴出孔を経
て燃料が噴出する。なお、図５９のように着火器３８を
設けることも可能である。上記図５８ないし図６０に示
すように、この発明においては弁体９の面積が大きいの
で、弁体９に着火器や燃料噴射ノズルなどを装着するこ
とができる。
燃料ノズル３９の別の例であって、弁体９の昇降によっ
て燃料ノズルのプランジャー４０を上下させるように
し、図５９の例における連動機構を不要としたものであ
る。すなわち、弁体９の上側にプランジャー４０を遊嵌
し、弁体９の段部４２にプランジャー４０の段部４３を
当接させ、前記弁体９はバルブスプリング１７によって
下方へ付勢する。この構成によると、シリンダー３が下
降しているときには弁体は下降しており、それに伴いプ
ランジャー４０も下降し逆止弁４１は閉じているので、
燃料は噴出しない。シリンダー３が上昇し弁体９を押し
上げると、プランジャー４０も上昇するので、燃料圧の
発生とともに逆止弁は開き、弁体９に設けた噴出孔を経
て燃料が噴出する。なお、図５９のように着火器３８を
設けることも可能である。上記図５８ないし図６０に示
すように、この発明においては弁体９の面積が大きいの
で、弁体９に着火器や燃料噴射ノズルなどを装着するこ
とができる。
【００５９】図６１は、着火器自体を弁体として使用し
たものである。すなわち、着火器３８のボディー下端面
３８ａを弁座８に対応する大きさ形状の弁体としてあ
る。この発明においては、シリンダー内圧が高まれば弁
座と弁体との圧接力は高まるので、弁座と弁体との密着
精度の要求度が低い。したがって、既存の点火プラグの
先端部の形状を弁座に対応するものとするのみで弁体と
して十分に使用できる。したがって、シリンダー直径の
小さい模型用エンジンなどでも、精密な加工を要するこ
となく実用的なエンジンを得ることができる。
たものである。すなわち、着火器３８のボディー下端面
３８ａを弁座８に対応する大きさ形状の弁体としてあ
る。この発明においては、シリンダー内圧が高まれば弁
座と弁体との圧接力は高まるので、弁座と弁体との密着
精度の要求度が低い。したがって、既存の点火プラグの
先端部の形状を弁座に対応するものとするのみで弁体と
して十分に使用できる。したがって、シリンダー直径の
小さい模型用エンジンなどでも、精密な加工を要するこ
となく実用的なエンジンを得ることができる。
【００６０】
【発明の実施の形態８】図６２，６３はこの発明を圧力
流体エンジン（外燃エンジン）に適用したものである。
なお、圧力流体としては蒸気のほか加圧油、加圧空気な
ど種々の圧力流体を含むものである。図６２，図６３に
おいて、エンジン本体のキャップ４４に圧力流体の流入
口４５が設けてあり、この流入口４５の下方に昇降する
球形の補助弁体４６が配設してある。この補助弁体４６
の弁座４７の下方に弁体９が昇降可能に装着してあり、
弁体９はバルブスプリング１７によって下方へ付勢して
ある。前記弁体９にはその上下を連通する通気路及び弁
体９が上昇したときに前記補助弁体４６を押し上げて弁
を開通させる突起４８が設けてある。また、シリンダー
３はシリンダースプリング４によって下方へ付勢してあ
る。
流体エンジン（外燃エンジン）に適用したものである。
なお、圧力流体としては蒸気のほか加圧油、加圧空気な
ど種々の圧力流体を含むものである。図６２，図６３に
おいて、エンジン本体のキャップ４４に圧力流体の流入
口４５が設けてあり、この流入口４５の下方に昇降する
球形の補助弁体４６が配設してある。この補助弁体４６
の弁座４７の下方に弁体９が昇降可能に装着してあり、
弁体９はバルブスプリング１７によって下方へ付勢して
ある。前記弁体９にはその上下を連通する通気路及び弁
体９が上昇したときに前記補助弁体４６を押し上げて弁
を開通させる突起４８が設けてある。また、シリンダー
３はシリンダースプリング４によって下方へ付勢してあ
る。
【００６１】この実施形態において、図６２はピストン
５が下死点にあり、シリンダー３はピストンと共に下降
している。したがって、シリンダー３の開口部７は開放
され、シリンダー内の流体は排出口２２から排出され
る。またこのとき、弁体９は下降しているので、球形の
補助弁体４６は下降して補助弁座４７に当接して弁は閉
鎖されるので、圧力流体は流入しない。したがって、ピ
ストン５はアンバランスウエイトの作用と惰性によって
上死点に移動する。図６３はピストンが上死点にある状
態を示す。このとき、ピストン５の上昇に伴いシリンダ
ー３がシリンダースプリング４に打ち勝って上昇し、シ
リンダー３の弁座８が弁体９に当接し、開口部７は閉鎖
され、シリンダー３と排出口２２とも遮断させる。併せ
て、弁体９の突起４８が球形の補助弁体４６を押し上げ
て弁座４７から離れるので弁が開放される。したがっ
て、圧力流体は弁体９に設けた流路を経てシリンダー３
内に流入し、ピストン５を押し下げる。前記における圧
力流体の流入に際し、シリンダー３の内圧が増大すると
共にシリンダー３が弁体１を押し上げる圧力も増大する
ので、シリンダー内の圧力流体が漏れるおそれがないこ
とは上記エンジンにおける各実施形態と同様である。圧
力流体の作用によってピストンが下降するとシリンダー
３はピストンに押されて下降し、図６２の状態に戻る。
なお、突起４８はシリンダー又はピストンに設けてもよ
い。
５が下死点にあり、シリンダー３はピストンと共に下降
している。したがって、シリンダー３の開口部７は開放
され、シリンダー内の流体は排出口２２から排出され
る。またこのとき、弁体９は下降しているので、球形の
補助弁体４６は下降して補助弁座４７に当接して弁は閉
鎖されるので、圧力流体は流入しない。したがって、ピ
ストン５はアンバランスウエイトの作用と惰性によって
上死点に移動する。図６３はピストンが上死点にある状
態を示す。このとき、ピストン５の上昇に伴いシリンダ
ー３がシリンダースプリング４に打ち勝って上昇し、シ
リンダー３の弁座８が弁体９に当接し、開口部７は閉鎖
され、シリンダー３と排出口２２とも遮断させる。併せ
て、弁体９の突起４８が球形の補助弁体４６を押し上げ
て弁座４７から離れるので弁が開放される。したがっ
て、圧力流体は弁体９に設けた流路を経てシリンダー３
内に流入し、ピストン５を押し下げる。前記における圧
力流体の流入に際し、シリンダー３の内圧が増大すると
共にシリンダー３が弁体１を押し上げる圧力も増大する
ので、シリンダー内の圧力流体が漏れるおそれがないこ
とは上記エンジンにおける各実施形態と同様である。圧
力流体の作用によってピストンが下降するとシリンダー
３はピストンに押されて下降し、図６２の状態に戻る。
なお、突起４８はシリンダー又はピストンに設けてもよ
い。
【００６２】この実施形態によれば、ピストンが下死点
付近に至るまで圧力流体のシリンダー３への流入が継続
する。そして、この発明の特徴であるシリンダー内圧の
増大に伴い弁の閉塞状態が一層向上することと相まっ
て、圧力流体の圧力を可及的に長期間ピストン作用させ
ることができ、エネルギー損失が少なく出力の高い外燃
エンジンを得ることができる。上記のように、この構成
によればピストンの上死点直前から下死点直前までシリ
ンダーの開口部７が閉鎖されて圧力流体がシリンダー内
に流入するので、この間圧力流体がピストンに作用す
る。したがって、気筒が３つ以上の多気筒型エンジンに
して、運転停止中にシリンダー内の圧力が抜けてシリン
ダーが弁体９から離れないようにシリンダーの昇降を制
御すれば（例えば図４６に示したシリンダー昇降の制御
装置を適用する）、圧力流体の流量制御だけで常に決ま
った回転方向の始動ができ、しかもエネルギー損失が少
なくトルクの大きな外燃エンジンを得ることができ、今
後の圧縮空気などをエネルギーとした無公害の軽車両用
エンジンなどにも利用可能なものとすることができる。
付近に至るまで圧力流体のシリンダー３への流入が継続
する。そして、この発明の特徴であるシリンダー内圧の
増大に伴い弁の閉塞状態が一層向上することと相まっ
て、圧力流体の圧力を可及的に長期間ピストン作用させ
ることができ、エネルギー損失が少なく出力の高い外燃
エンジンを得ることができる。上記のように、この構成
によればピストンの上死点直前から下死点直前までシリ
ンダーの開口部７が閉鎖されて圧力流体がシリンダー内
に流入するので、この間圧力流体がピストンに作用す
る。したがって、気筒が３つ以上の多気筒型エンジンに
して、運転停止中にシリンダー内の圧力が抜けてシリン
ダーが弁体９から離れないようにシリンダーの昇降を制
御すれば（例えば図４６に示したシリンダー昇降の制御
装置を適用する）、圧力流体の流量制御だけで常に決ま
った回転方向の始動ができ、しかもエネルギー損失が少
なくトルクの大きな外燃エンジンを得ることができ、今
後の圧縮空気などをエネルギーとした無公害の軽車両用
エンジンなどにも利用可能なものとすることができる。
【００６３】図６４は、図６２、図６３の弁構造を、複
動式のエンジン（発電機）に適用したものである。すな
わち、シリンダー３の両端に弁座８が形成してあり、そ
れぞれの弁座８に弁体９が臨ませてあり、球状の補助弁
体４６が前記弁体９の移動によって開閉されるようにし
てある。シリンダー３には双頭のピストン５が装着さ
れ、ピストン間に磁石７１が取り付けてあり、ピストン
の移動により磁石７１が往復移動するようにしてある。
シリンダー３の外側には磁気回路とコイル７２が配設し
てあり、ピストンの移動によりコイルに電圧が発生す
る。このエンジンにおいても、弁の作動は上記図６２，
図６３のものと同様である。
動式のエンジン（発電機）に適用したものである。すな
わち、シリンダー３の両端に弁座８が形成してあり、そ
れぞれの弁座８に弁体９が臨ませてあり、球状の補助弁
体４６が前記弁体９の移動によって開閉されるようにし
てある。シリンダー３には双頭のピストン５が装着さ
れ、ピストン間に磁石７１が取り付けてあり、ピストン
の移動により磁石７１が往復移動するようにしてある。
シリンダー３の外側には磁気回路とコイル７２が配設し
てあり、ピストンの移動によりコイルに電圧が発生す
る。このエンジンにおいても、弁の作動は上記図６２，
図６３のものと同様である。
【００６４】
【参考例】図６５の左側において符号Ａで示す外燃エン
ジンは、ピストン５に弁座８を設けてある。図６５にお
いて、エンジン本体にシリンダー３が昇降自在に装着し
てある。このシリンダー３はクランク６に連結されて、
その昇降運動が回転運動に変換されて出力されるように
してある。前記シリンダー３内にピストン５が装着して
ある。このピストン５は開口部４７を有し、その周縁部
が弁座８となっていると共に、ピストンスプリング１６
で下方へ付勢されている。前記エンジン本体には圧力流
体の流入口４５が設けてあり、その下方に弁体９が装着
してある。この弁体９は上部が閉塞板９ａによって閉塞
された筒状体であり、その下端部が前記ピストンの弁座
８に当接するようにしてあると共に、バルブスプリング
１７で下方に付勢されている。そして、前記閉塞板９ａ
の周縁部はエンジン本体に形成された弁体装着座５０に
当接し、ピストンの下降時には弁体装着座５０に当接す
るようにしてある。また、前記弁体９の周壁には排出用
の開口部５１が設けてあり、弁体の下降時にエンジン本
体の排出口２２に連通するようにしてある。図中符号５
２は加熱器、５３は冷却である。
ジンは、ピストン５に弁座８を設けてある。図６５にお
いて、エンジン本体にシリンダー３が昇降自在に装着し
てある。このシリンダー３はクランク６に連結されて、
その昇降運動が回転運動に変換されて出力されるように
してある。前記シリンダー３内にピストン５が装着して
ある。このピストン５は開口部４７を有し、その周縁部
が弁座８となっていると共に、ピストンスプリング１６
で下方へ付勢されている。前記エンジン本体には圧力流
体の流入口４５が設けてあり、その下方に弁体９が装着
してある。この弁体９は上部が閉塞板９ａによって閉塞
された筒状体であり、その下端部が前記ピストンの弁座
８に当接するようにしてあると共に、バルブスプリング
１７で下方に付勢されている。そして、前記閉塞板９ａ
の周縁部はエンジン本体に形成された弁体装着座５０に
当接し、ピストンの下降時には弁体装着座５０に当接す
るようにしてある。また、前記弁体９の周壁には排出用
の開口部５１が設けてあり、弁体の下降時にエンジン本
体の排出口２２に連通するようにしてある。図中符号５
２は加熱器、５３は冷却である。
【００６５】ここで、図に示すようにシリンダー３が下
死点にあるとき、ピストン５もまた下方に位置する。し
たがって、弁体９は下降し、バルブスプリング１７の力
で弁は閉塞されるので圧力流体は流入せず、弁体９の開
口部５１、排出口２２を経てシリンダー内の流体は排出
され、アンバランスウエイト及び慣性によってシリンダ
ー３は上昇する。シリンダー３が上昇するとピストン５
も上昇して弁座８が弁体９に当接して弁体９を押し上げ
る。弁体９が上昇すると弁体９の閉塞板９ａが弁体の装
着座５０から離れるので、流入口４５とシリンダー３と
が連通し、圧力流体がシリンダー３内に流入する。圧力
流体の流入に伴いシリンダー３は押し下げられるので、
ピストン５はピストンスプリング１６の作用によって押
し下げられ、弁体９から離れる。ピストン５が下降する
と弁体９はバルブスプリング１７の作用によって下降す
るので、開口部５１が排出口２２と連通すると共に、開
口部５１とシリンダー３とが連通するので、シリンダー
内の流体は排出され、図の状態に戻る。
死点にあるとき、ピストン５もまた下方に位置する。し
たがって、弁体９は下降し、バルブスプリング１７の力
で弁は閉塞されるので圧力流体は流入せず、弁体９の開
口部５１、排出口２２を経てシリンダー内の流体は排出
され、アンバランスウエイト及び慣性によってシリンダ
ー３は上昇する。シリンダー３が上昇するとピストン５
も上昇して弁座８が弁体９に当接して弁体９を押し上げ
る。弁体９が上昇すると弁体９の閉塞板９ａが弁体の装
着座５０から離れるので、流入口４５とシリンダー３と
が連通し、圧力流体がシリンダー３内に流入する。圧力
流体の流入に伴いシリンダー３は押し下げられるので、
ピストン５はピストンスプリング１６の作用によって押
し下げられ、弁体９から離れる。ピストン５が下降する
と弁体９はバルブスプリング１７の作用によって下降す
るので、開口部５１が排出口２２と連通すると共に、開
口部５１とシリンダー３とが連通するので、シリンダー
内の流体は排出され、図の状態に戻る。
【００６６】この参考例によれば、シリンダー自体がピ
ストンのストロークで移動するので、ピストンにクラン
クを連結したものに比べて同じエンジン本体の大きさに
おいて案内距離を長くすることができる。したがって、
フラッタリングが減少し特に大径のシリンダーで有利で
ある。また、圧力流体の流入口４５と弁体装着座５０と
の間およびクランク室に外部への流路はない。そして、
圧力流体の流入によってシリンダー３の内圧が増大する
と、その内圧によってピストン５は上方へ押されるの
で、弁座８と弁体９とは一層圧着して気密性は増大す
る。したがって、圧力流体がクランク室などシリンダー
外部に漏れるおそれが少なく、簡易な構造でエネルギー
損失の少ない外燃エンジンを得ることができる。このよ
うに、エネルギー損失が少ないので、僅かな圧力差を利
用した、波力や火山の噴出ガス等を利用した小規模発電
にも有効である。
ストンのストロークで移動するので、ピストンにクラン
クを連結したものに比べて同じエンジン本体の大きさに
おいて案内距離を長くすることができる。したがって、
フラッタリングが減少し特に大径のシリンダーで有利で
ある。また、圧力流体の流入口４５と弁体装着座５０と
の間およびクランク室に外部への流路はない。そして、
圧力流体の流入によってシリンダー３の内圧が増大する
と、その内圧によってピストン５は上方へ押されるの
で、弁座８と弁体９とは一層圧着して気密性は増大す
る。したがって、圧力流体がクランク室などシリンダー
外部に漏れるおそれが少なく、簡易な構造でエネルギー
損失の少ない外燃エンジンを得ることができる。このよ
うに、エネルギー損失が少ないので、僅かな圧力差を利
用した、波力や火山の噴出ガス等を利用した小規模発電
にも有効である。
【００６７】
【発明の実施の形態９】図６５の右側に符号Ｂで示す実
施形態は、ポンプに適用したものであり、前記エンジン
Ａと逆の動きを行うように構成してある。すなわち、排
出口２２がポンプ本体の上部に設けてあり、その下方に
流入口４５が設けてある。そして、弁体９は有底筒状で
あって、その底部は開口し、この開口部５４を開閉する
球状の補助体４６が装着してある。また、ピストン５は
開口部４９を有する基板５ａの上方に筒状部５ｂを有
し、この筒状部５ｂとポンプ本体との間に装着されたピ
ストンスプリング１６によって、ピストン５は上方に付
勢されている。
施形態は、ポンプに適用したものであり、前記エンジン
Ａと逆の動きを行うように構成してある。すなわち、排
出口２２がポンプ本体の上部に設けてあり、その下方に
流入口４５が設けてある。そして、弁体９は有底筒状で
あって、その底部は開口し、この開口部５４を開閉する
球状の補助体４６が装着してある。また、ピストン５は
開口部４９を有する基板５ａの上方に筒状部５ｂを有
し、この筒状部５ｂとポンプ本体との間に装着されたピ
ストンスプリング１６によって、ピストン５は上方に付
勢されている。
【００６８】ここで、図に示すシリンダー３が下死点に
ある状態においては、ピストン５はピストンスプリング
１６によって上方へ付勢されているので、弁体９に当接
し、かつ補助弁体４６も下降しているので、シリンダー
３内は外部と遮断され、アンバランスウエイト及び慣性
によってシリンダー３が上昇する。シリンダー３の上昇
に伴い、シリンダー３内の流体圧によってバルブ５が押
し上げられると共に、補助弁体４６を押し上げるので開
口部５４が開放され、シリンダー３内の流体は排出口２
２から排出される。流体が排出されると補助弁体４６は
下降して開口部５４は閉鎖される。このとき流入口４５
からは常時流体が流入しており、その流体圧がピストン
スプリング１６の力を上回ると、ピストン５は押し下げ
られ、弁座８は弁体９から離れる。したがって、流入口
４５とシリンダー３とが連通するので、シリンダー３内
に流体がたまり、シリンダー３を押し下げ、図の状態に
戻る。このポンプもシリンダー内の圧力流体が外部に漏
れるおそれがなく、圧力差の小さな流体でも利用でき、
空調用のポンプなどにも有効である。上記エンジンＡと
ポンプＢを図６５のように組み合わせると、加熱器５２
によって加熱された圧力流体によってエンジンＡを作動
し、エンジンＡで利用された流体をポンプＢに導いてポ
ンプＢを作動させることが可能であるから、流体を循環
させることができ、水や空気以外の流体を用いた外燃式
エンジンへの適用に有効である。
ある状態においては、ピストン５はピストンスプリング
１６によって上方へ付勢されているので、弁体９に当接
し、かつ補助弁体４６も下降しているので、シリンダー
３内は外部と遮断され、アンバランスウエイト及び慣性
によってシリンダー３が上昇する。シリンダー３の上昇
に伴い、シリンダー３内の流体圧によってバルブ５が押
し上げられると共に、補助弁体４６を押し上げるので開
口部５４が開放され、シリンダー３内の流体は排出口２
２から排出される。流体が排出されると補助弁体４６は
下降して開口部５４は閉鎖される。このとき流入口４５
からは常時流体が流入しており、その流体圧がピストン
スプリング１６の力を上回ると、ピストン５は押し下げ
られ、弁座８は弁体９から離れる。したがって、流入口
４５とシリンダー３とが連通するので、シリンダー３内
に流体がたまり、シリンダー３を押し下げ、図の状態に
戻る。このポンプもシリンダー内の圧力流体が外部に漏
れるおそれがなく、圧力差の小さな流体でも利用でき、
空調用のポンプなどにも有効である。上記エンジンＡと
ポンプＢを図６５のように組み合わせると、加熱器５２
によって加熱された圧力流体によってエンジンＡを作動
し、エンジンＡで利用された流体をポンプＢに導いてポ
ンプＢを作動させることが可能であるから、流体を循環
させることができ、水や空気以外の流体を用いた外燃式
エンジンへの適用に有効である。
【００６９】
【発明の実施の形態１０】図６６ないし図６８の実施形
態は、１台の機関によって、上記参考例及び実施形態９
におけるエンジンとポンプの双方の機能を持たせたもの
である。図６７に示すように、機関本体の内壁は、段部
５５を介して下部を小径としてあり、シリンダー３の外
壁は、段部５６を介して下部を小径としてあり、シリン
ダー３と機関本体の内壁との間にポンプ室５７が形成さ
れるようにしてある。このポンプ室５７の容積は、シリ
ンダー３の上昇時に大きく、下降時には小さくなる。ま
た、機関本体にはポンプ室５６と加熱器５２，冷却器５
３との連通路５８、５９が設けてある。弁体９の構成は
上記参考例と同様である。
態は、１台の機関によって、上記参考例及び実施形態９
におけるエンジンとポンプの双方の機能を持たせたもの
である。図６７に示すように、機関本体の内壁は、段部
５５を介して下部を小径としてあり、シリンダー３の外
壁は、段部５６を介して下部を小径としてあり、シリン
ダー３と機関本体の内壁との間にポンプ室５７が形成さ
れるようにしてある。このポンプ室５７の容積は、シリ
ンダー３の上昇時に大きく、下降時には小さくなる。ま
た、機関本体にはポンプ室５６と加熱器５２，冷却器５
３との連通路５８、５９が設けてある。弁体９の構成は
上記参考例と同様である。
【００７０】ここで、図に示すピストン５が上死点にあ
るとき弁体９は押し上げられており、流入口１２と，弁
体の開口部５１、そして弁体９の筒状部９ｂを経てシリ
ンダー３の上方は連通し、弁体の開口部５１と流出口２
２とは閉じられている。したがって、加熱器５２で加
熱、膨張した系内の流体はシリンダー３の上方へ流入
し、ピストン５を押し下げる。ピストン５が下降してそ
の下端がシリンダー下部の段部に当接すると、シリンダ
ー３はピストン５に押し下げられ、ピストン５と共に下
降して下死点に至る。シリンダー３が下降したとき弁体
９は下がっているので、流入口１２とシリンダー３との
間は閉塞され、シリンダー３は流出口２２を介して冷却
器５３と連通する。またシリンダー３の下降によりポン
プ室５７の容積は縮小する。したがって、ポンプ室５７
に溜まった流体はポンプ室５７から押し出されて加熱器
５２へ流入して加熱される。この間にアンバランスウエ
イト及び慣性によってピストン５とシリンダー３は上昇
し、ポンプ室５７の容積は増大する。シリンダー３の上
昇工程において弁体９は下がってるので、前記加熱され
た流体に押されて冷却された流体が冷却器５３からポン
プ室５７へ流入し、図の状態に戻る。
るとき弁体９は押し上げられており、流入口１２と，弁
体の開口部５１、そして弁体９の筒状部９ｂを経てシリ
ンダー３の上方は連通し、弁体の開口部５１と流出口２
２とは閉じられている。したがって、加熱器５２で加
熱、膨張した系内の流体はシリンダー３の上方へ流入
し、ピストン５を押し下げる。ピストン５が下降してそ
の下端がシリンダー下部の段部に当接すると、シリンダ
ー３はピストン５に押し下げられ、ピストン５と共に下
降して下死点に至る。シリンダー３が下降したとき弁体
９は下がっているので、流入口１２とシリンダー３との
間は閉塞され、シリンダー３は流出口２２を介して冷却
器５３と連通する。またシリンダー３の下降によりポン
プ室５７の容積は縮小する。したがって、ポンプ室５７
に溜まった流体はポンプ室５７から押し出されて加熱器
５２へ流入して加熱される。この間にアンバランスウエ
イト及び慣性によってピストン５とシリンダー３は上昇
し、ポンプ室５７の容積は増大する。シリンダー３の上
昇工程において弁体９は下がってるので、前記加熱され
た流体に押されて冷却された流体が冷却器５３からポン
プ室５７へ流入し、図の状態に戻る。
【００７１】図６８は、上記とは逆に、機関本体の内壁
は、段部５５を介して下部を大径としてあり、シリンダ
ー３の外壁は、段部５６を介して下部を大径としてあ
り、シリンダー３と機関本体の内壁との間にポンプ室５
７が形成されるようにしてある。この構成においては、
シリンダー３の上昇時にポンプ室５７の容積は増大し、
下降時に縮小する。
は、段部５５を介して下部を大径としてあり、シリンダ
ー３の外壁は、段部５６を介して下部を大径としてあ
り、シリンダー３と機関本体の内壁との間にポンプ室５
７が形成されるようにしてある。この構成においては、
シリンダー３の上昇時にポンプ室５７の容積は増大し、
下降時に縮小する。
【００７２】
【発明の実施の形態１１】図６９は、シリンダー３を、
筒体であるシリンダー本体３ｄの上端部に、開口部７及
び弁座８を設けたシリンダー端面体３ｅを昇降可能に装
着した構成とした２サイクルエンジンである。前記シリ
ンダー本体３ｄはエンジン本体に固定されている。そし
て、シリンダー端面体３ｅは、シリンダー本体３ｄに気
密に装着してあり、圧力上昇時においてもシリンダー本
体３ｄとの機密性が失われないようにしてある。前記シ
リンダー端面体３ｅは、ロッド７５で作動体７６に連結
してある。この作動体７６はスプリング７７によって上
向きに付勢されており、ピストン５の下降時にピストン
に押されて下降し、上昇時にはスプリング７７の力で上
昇するようにしてある。
筒体であるシリンダー本体３ｄの上端部に、開口部７及
び弁座８を設けたシリンダー端面体３ｅを昇降可能に装
着した構成とした２サイクルエンジンである。前記シリ
ンダー本体３ｄはエンジン本体に固定されている。そし
て、シリンダー端面体３ｅは、シリンダー本体３ｄに気
密に装着してあり、圧力上昇時においてもシリンダー本
体３ｄとの機密性が失われないようにしてある。前記シ
リンダー端面体３ｅは、ロッド７５で作動体７６に連結
してある。この作動体７６はスプリング７７によって上
向きに付勢されており、ピストン５の下降時にピストン
に押されて下降し、上昇時にはスプリング７７の力で上
昇するようにしてある。
【００７３】図に示すピストンが下死点にある状態で
は、作動体７６は下降しているので、作動体７６にロッ
ド７５で連結されたシリンダー端面体３ｅは下降し、シ
リンダー端面体３ｅに形成された弁座８と弁体９とは離
れており、シリンダー３と排気口２２が連通して掃気さ
れる。ピストン５が上昇すると、作動体７６は暫時ピス
トンと共に上昇し、弁座８が中間バルブ２７に当接し、
流出口１２が閉じ、流入のみが継続する。ピストンが更
に上昇するとスプリング７７の力でシリンダー端面体３
ｅが中間バルブ２７を押し上げて弁体９に当接するの
で、流入口１２も閉じられ、圧縮工程に入る。そして、
ピストンの上死点付近で燃料に点火され、シリンダー内
圧が低下し、図示の状態に戻る。この構成は、シリンダ
ー本体３ｄが固定されているので、シリンダー本体と冷
却水路７８との間にシリンダー移動のための間隙が不要
であり、冷却効率の低下が生じない利点がある。なお、
上記においては２サイクルエンジンの構成として説明し
たが、４サイクルエンジンでも同様に適用することがで
きる。シリンダー端面体３ｅと作動体７６とを、ロック
ピン１９の利用など、前記各実施形態で示した昇降式の
シリンダーを昇降させる機構によって昇降させるように
すればよい。
は、作動体７６は下降しているので、作動体７６にロッ
ド７５で連結されたシリンダー端面体３ｅは下降し、シ
リンダー端面体３ｅに形成された弁座８と弁体９とは離
れており、シリンダー３と排気口２２が連通して掃気さ
れる。ピストン５が上昇すると、作動体７６は暫時ピス
トンと共に上昇し、弁座８が中間バルブ２７に当接し、
流出口１２が閉じ、流入のみが継続する。ピストンが更
に上昇するとスプリング７７の力でシリンダー端面体３
ｅが中間バルブ２７を押し上げて弁体９に当接するの
で、流入口１２も閉じられ、圧縮工程に入る。そして、
ピストンの上死点付近で燃料に点火され、シリンダー内
圧が低下し、図示の状態に戻る。この構成は、シリンダ
ー本体３ｄが固定されているので、シリンダー本体と冷
却水路７８との間にシリンダー移動のための間隙が不要
であり、冷却効率の低下が生じない利点がある。なお、
上記においては２サイクルエンジンの構成として説明し
たが、４サイクルエンジンでも同様に適用することがで
きる。シリンダー端面体３ｅと作動体７６とを、ロック
ピン１９の利用など、前記各実施形態で示した昇降式の
シリンダーを昇降させる機構によって昇降させるように
すればよい。
【００７４】
【参考例】この発明のように、ピストンとともにシリン
ダーも移動するようにすると、いわゆるディスプレーサ
ー型スターリングエンジンの構造を簡略化することがで
きる。スターリングエンジンは古くから提案されている
が、近年、原動機の効率化及び低公害化のために見直さ
れているものである。ディスプレーサー型スターリング
エンジンは、ディスプレーサーシリンダーの両端間を熱
交換器を介在させたガスその他の流体の流路で連結し、
前記ディスプレーサーシリンダー内に装着したディスプ
レーサーピストンの移動によって冷気又は暖気をディス
プレーサーシリンダーに導入するようにし、更に前記デ
ィスプレーサーシリンダーから系内のガスをパワーシリ
ンダー上部へ導き、このガスによってパワーシリンダー
内に装着したパワーピストンを昇降させて動力を得るよ
うにしてある。したがって、従来のディスプレーサー型
スターリングエンジンにおいては、通常ディスプレーサ
ーシリンダーとパワーシリンダーという二つの独立した
シリンダーと２本のクランクが必要であった。しかる
に、ピストンとともにシリンダーを移動するようにする
ことにより、１本のクランクでディスプレーサー型スタ
ーリングエンジンを駆動させることが可能となる。な
お、以下において流体をガスと表現するが、気体のほか
液体を用いることも可能である。
ダーも移動するようにすると、いわゆるディスプレーサ
ー型スターリングエンジンの構造を簡略化することがで
きる。スターリングエンジンは古くから提案されている
が、近年、原動機の効率化及び低公害化のために見直さ
れているものである。ディスプレーサー型スターリング
エンジンは、ディスプレーサーシリンダーの両端間を熱
交換器を介在させたガスその他の流体の流路で連結し、
前記ディスプレーサーシリンダー内に装着したディスプ
レーサーピストンの移動によって冷気又は暖気をディス
プレーサーシリンダーに導入するようにし、更に前記デ
ィスプレーサーシリンダーから系内のガスをパワーシリ
ンダー上部へ導き、このガスによってパワーシリンダー
内に装着したパワーピストンを昇降させて動力を得るよ
うにしてある。したがって、従来のディスプレーサー型
スターリングエンジンにおいては、通常ディスプレーサ
ーシリンダーとパワーシリンダーという二つの独立した
シリンダーと２本のクランクが必要であった。しかる
に、ピストンとともにシリンダーを移動するようにする
ことにより、１本のクランクでディスプレーサー型スタ
ーリングエンジンを駆動させることが可能となる。な
お、以下において流体をガスと表現するが、気体のほか
液体を用いることも可能である。
【００７５】図７０において、エンジン本体の内部空間
は、下部にシリンダーとして機能する小径部８１が形成
してあり、上部は大径部８２とし、小径部８１と大径部
８２との間に段部８３が形成してある。そして、前記大
径部８２の上壁と大径部８２の下部側壁との間は、ガス
流路８４で連結され、このガス流路８４には上から順
に、冷却器５３、熱交換器８５、加熱器５２が介在させ
てあり、大径部８２の上部から冷気が、下部から暖気が
それぞれ供給されるようにしてある。前記小径部８１に
はシリンダー８８が昇降自在に装着してあり、このシリ
ンダー８８の上端にはディスプレーサーピストン８９が
一体的に設けてある。このディスプレーサーピストン８
９の中央には透孔９０が設けてあり、シリンダー８８の
下端部内側には係止部８８ａが設けてある。そして、前
記ディスプレーサーピストン８９は、大径部８２の上下
に亘り移動できるようにしてある。前記シリンダー８８
にはパワーピストン９１が装着してあり、パワーピスト
ン９１にクランク９２が連結してある。上記において、
ディスプレーサーピストン８９にはシール用のピストン
リング９３が装着してある。このピストンリング９３に
よってエンジン本体の大径部内壁との間に摩擦抵抗が生
じ、パワーピストン９１がシリンダー８８内で移動して
も、それだけではディスプレーサーピストン８９が移動
しないようにしてある。
は、下部にシリンダーとして機能する小径部８１が形成
してあり、上部は大径部８２とし、小径部８１と大径部
８２との間に段部８３が形成してある。そして、前記大
径部８２の上壁と大径部８２の下部側壁との間は、ガス
流路８４で連結され、このガス流路８４には上から順
に、冷却器５３、熱交換器８５、加熱器５２が介在させ
てあり、大径部８２の上部から冷気が、下部から暖気が
それぞれ供給されるようにしてある。前記小径部８１に
はシリンダー８８が昇降自在に装着してあり、このシリ
ンダー８８の上端にはディスプレーサーピストン８９が
一体的に設けてある。このディスプレーサーピストン８
９の中央には透孔９０が設けてあり、シリンダー８８の
下端部内側には係止部８８ａが設けてある。そして、前
記ディスプレーサーピストン８９は、大径部８２の上下
に亘り移動できるようにしてある。前記シリンダー８８
にはパワーピストン９１が装着してあり、パワーピスト
ン９１にクランク９２が連結してある。上記において、
ディスプレーサーピストン８９にはシール用のピストン
リング９３が装着してある。このピストンリング９３に
よってエンジン本体の大径部内壁との間に摩擦抵抗が生
じ、パワーピストン９１がシリンダー８８内で移動して
も、それだけではディスプレーサーピストン８９が移動
しないようにしてある。
【００７６】上記スターリングエンジンの作動は以下の
とおりである。なお、スターリングエンジンの理論上の
特性として、前記ガス流路８４には理論的に全く抵抗が
ないものとされ、封入ガスの圧力に拘わらず、ディスプ
レーサーピストンの上下にかかる圧力は常に等しい。図
において、ディスプレーサーピストン８９及びパワーピ
ストン９１は共に上死点に位置している。このとき、ガ
ス流路８４内のガスは加熱器５２側に偏在しているの
で、加熱器で加熱されたガスによってガス流路８４内の
圧力が上昇する。上昇した圧力に相当する力が透孔９０
を経てパワーピストン９１の上面に作用し、パワーピス
トン９１に下向きの力が働き、下降する。パワーピスト
ン９１が下降してクランク角が９０度に近づくと、パワ
ーピストン９１の下端がシリンダー８８の係止部８８ａ
に当接し、シリンダー８８およびこれと一体のディスプ
レーサーピストン８９は下降し、共に下死点に至る。な
お、パワーピストン９１の動きとこれに連動するシリン
ダー８８の動きは、両者の位相差（上記では約９０度）
が狂わないよう、必要によりブレーキをつけるなど、摩
擦力を調整する。上記において、ディスプレーサーピト
ン８９の下降に伴い、ディスプレーサーピストン８９の
上方の空間が拡大し、下方の空間が縮小するので、ガス
は冷却器５３側へ移動する。このとき、加熱されたガス
は熱交換器８５に熟を預け、温度が低下して冷却器５３
へ入る。系内のガスが冷却されるとガス流路８４内の圧
力が低下し、低下し圧力に相当する吸引力が発生し、パ
ワーピストン９１が吸引されて上昇する。そして、クラ
ンク角２７０度付近においてパワーピストン９１の上端
がディスプレーサピストン８９の下面に当接し、ディス
プレーサーピストンを押し上げる。ディスプレーサーピ
ストン８９の上昇に伴い、ガスは加熱器側へ移動し、図
の状態に戻る。前記ガスの移動において、加熱器側から
冷却器側への移動時には、熱を熱交換器に預け、冷却器
側から加熱器側への移動時には、熱交換器に預けた熱を
引き出す。したがって、加熱器での加熱量及び冷却器で
の冷却熱量は低減される。そして、ディスプレーサーシ
リンダーとパワーシリンダーとが一体化されているの
で、ガス流路８４の長さは可及的に短くすることがで
き、熱のロスも少ない。上記の構成とすることにより、
従来独立した構成とされていたディスプレーサーシリン
ダーとパワーシリンダーが一体化され、機構が簡易化さ
れ、小型化が可能となる。そして、ガス流路が短くて足
りるので、ガス移動の応答性がよく、エネルギー密度の
高い効率のよいスターリングエンジンを得ることができ
る。
とおりである。なお、スターリングエンジンの理論上の
特性として、前記ガス流路８４には理論的に全く抵抗が
ないものとされ、封入ガスの圧力に拘わらず、ディスプ
レーサーピストンの上下にかかる圧力は常に等しい。図
において、ディスプレーサーピストン８９及びパワーピ
ストン９１は共に上死点に位置している。このとき、ガ
ス流路８４内のガスは加熱器５２側に偏在しているの
で、加熱器で加熱されたガスによってガス流路８４内の
圧力が上昇する。上昇した圧力に相当する力が透孔９０
を経てパワーピストン９１の上面に作用し、パワーピス
トン９１に下向きの力が働き、下降する。パワーピスト
ン９１が下降してクランク角が９０度に近づくと、パワ
ーピストン９１の下端がシリンダー８８の係止部８８ａ
に当接し、シリンダー８８およびこれと一体のディスプ
レーサーピストン８９は下降し、共に下死点に至る。な
お、パワーピストン９１の動きとこれに連動するシリン
ダー８８の動きは、両者の位相差（上記では約９０度）
が狂わないよう、必要によりブレーキをつけるなど、摩
擦力を調整する。上記において、ディスプレーサーピト
ン８９の下降に伴い、ディスプレーサーピストン８９の
上方の空間が拡大し、下方の空間が縮小するので、ガス
は冷却器５３側へ移動する。このとき、加熱されたガス
は熱交換器８５に熟を預け、温度が低下して冷却器５３
へ入る。系内のガスが冷却されるとガス流路８４内の圧
力が低下し、低下し圧力に相当する吸引力が発生し、パ
ワーピストン９１が吸引されて上昇する。そして、クラ
ンク角２７０度付近においてパワーピストン９１の上端
がディスプレーサピストン８９の下面に当接し、ディス
プレーサーピストンを押し上げる。ディスプレーサーピ
ストン８９の上昇に伴い、ガスは加熱器側へ移動し、図
の状態に戻る。前記ガスの移動において、加熱器側から
冷却器側への移動時には、熱を熱交換器に預け、冷却器
側から加熱器側への移動時には、熱交換器に預けた熱を
引き出す。したがって、加熱器での加熱量及び冷却器で
の冷却熱量は低減される。そして、ディスプレーサーシ
リンダーとパワーシリンダーとが一体化されているの
で、ガス流路８４の長さは可及的に短くすることがで
き、熱のロスも少ない。上記の構成とすることにより、
従来独立した構成とされていたディスプレーサーシリン
ダーとパワーシリンダーが一体化され、機構が簡易化さ
れ、小型化が可能となる。そして、ガス流路が短くて足
りるので、ガス移動の応答性がよく、エネルギー密度の
高い効率のよいスターリングエンジンを得ることができ
る。
【００７７】
【発明の効果】この発明によれば、シリンダーに装着し
たピストンの直径、又はシリンダーの直径よりも小さい
開口部に吸排出用の弁を設けたので、シリンダー内圧の
増加に伴い弁の気密性は増大することとなり、簡易な構
造で機密性の高い弁装置を得ることができると共に、開
口部の面積をピストンの直径極限まで大きくすることが
できるので、排出効率の高いエンジンなど発動機を得る
ことができる。また、弁体はシリンダー又はピストンに
設けられた弁座との間でシリンダーの圧力を制御するの
で、従来の原動機やポンプなどに見られるシリンダーヘ
ッドと本体との間のガスケット（故障が多い）が不要に
なる。更に、この発明の内燃機関において、弁体の上下
位置を変化させることによりシリンダーの昇降距離が変
化する。そして、ピストンの昇降距離は一定であるか
ら、弁体を上方に位置させてシリンダーの上死点を高く
設定するとシリンダー内の圧縮比が小さく、逆に弁体を
下方に位置させてシリンダーの上死点を低く設定すると
シリンダー内の圧縮比が大きい。すなわち、弁体を上下
させることによって、エンジン運転中にシリンダー内の
圧縮比を変化させて燃焼効率の制御を行うことができ
る。以上のように、この発明の弁装置は、簡易な構造で
シリンダーの吸排出用弁をピストンに連動して開閉する
ことができ、かつバルブ面積を増大による高効率運転を
可能にするものであり、内燃機関、外燃機関に広く適用
できるものである。 ［図面の簡単な説明］
たピストンの直径、又はシリンダーの直径よりも小さい
開口部に吸排出用の弁を設けたので、シリンダー内圧の
増加に伴い弁の気密性は増大することとなり、簡易な構
造で機密性の高い弁装置を得ることができると共に、開
口部の面積をピストンの直径極限まで大きくすることが
できるので、排出効率の高いエンジンなど発動機を得る
ことができる。また、弁体はシリンダー又はピストンに
設けられた弁座との間でシリンダーの圧力を制御するの
で、従来の原動機やポンプなどに見られるシリンダーヘ
ッドと本体との間のガスケット（故障が多い）が不要に
なる。更に、この発明の内燃機関において、弁体の上下
位置を変化させることによりシリンダーの昇降距離が変
化する。そして、ピストンの昇降距離は一定であるか
ら、弁体を上方に位置させてシリンダーの上死点を高く
設定するとシリンダー内の圧縮比が小さく、逆に弁体を
下方に位置させてシリンダーの上死点を低く設定すると
シリンダー内の圧縮比が大きい。すなわち、弁体を上下
させることによって、エンジン運転中にシリンダー内の
圧縮比を変化させて燃焼効率の制御を行うことができ
る。以上のように、この発明の弁装置は、簡易な構造で
シリンダーの吸排出用弁をピストンに連動して開閉する
ことができ、かつバルブ面積を増大による高効率運転を
可能にするものであり、内燃機関、外燃機関に広く適用
できるものである。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 この発明の原理を説明する断面図
【図２】 同じくクランク角０度の状態を示す説明図
【図３】 同じくクランク角６０度の状態を示す説明図
【図４】 同じくクランク角８５度の状態を示す説明図
【図５】 同じくクランク角１８０度の状態を示す説明
図
図
【図６】 同じくクランク角２８０度の状態を示す説明
図
図
【図７】 同じくクランク角３１５度の状態を示す説明
図
図
【図８】 ２サイクルエンジンの態様を示す断面図
【図９】 同じくクランク角６０度の状態を示す説明図
【図１０】 同じくクランク角８５度の状態を示す説明
図
図
【図１１】 同じくクランク角１８０度の状態を示す説
明図
明図
【図１２】 この発明の実施形態１を示す断面図
【図１３】 同じくクランク角７５度の状態を示す説明
図
図
【図１４】 同じくクランク角１８０度の状態を示す説
明図
明図
【図１５】 同じく点火不良時のクランク角３００度の
状態を示す説明図
状態を示す説明図
【図１６】 この発明の実施形態１の別の例を示す断面
図
図
【図１７】 この発明の実施形態２を示す断面図
【図１８】 同じくクランク角１８０度の状態を示す説
明図
明図
【図１９】 同じくクランク角３６０度の状態を示す説
明図
明図
【図２０】 同じくクランク角３８０度の状態を示す説
明図
明図
【図２１】 同じくクランク角５４０度の状態を示す説
明図
明図
【図２２】 同じくクランク角７１０度の状態を示す説
明図
明図
【図２３】 この発明の実施形態３を示す断面図
【図２４】 同じロータリーバルブの断面図
【図２５】 同じくクランク角７１０度の状態を示す説
明図
明図
【図２６】 同じくロータリーバルブの連動機構を示す
断面図
断面図
【図２７】 この発明の実施形態４を示す断面図
【図２８】 同じくクランク角３８０度の状態を示す説
明図
明図
【図２９】 同じくクランク角７１０度の状態を示す説
明図
明図
【図３０】 切替弁の別の構造を示すクランク角０度に
おける説明図
おける説明図
【図３１】 同じくクランク角７１０度における説明図
【図３２】 ロックピンの制御装置の例を示す断面図
【図３３】 この発明の実施形態５を示す断面図
【図３４】 同じくクランク角３７度の状態を示す説明
図
図
【図３５】 同じくクランク角５９度の状態を示す説明
図
図
【図３６】 同じくクランク角１８０度の状態を示す説
明図
明図
【図３７】 同じくクランク角３２３度の状態を示す説
明図
明図
【図３８】 同じく点火不良時のクランク角３２３度の
状態を示す説明図
状態を示す説明図
【図３９】 ２サイクルエンジンに適用した例を示す断
面図
面図
【図４０】 この発明の実施形態６を示す断面図
【図４１】 同じくクランク角２６０度の状態を示す説
明図
明図
【図４２】 同じくクランク角５４０度の状態を示す説
明図
明図
【図４３】 同じくクランク角７１０度の状態を示す説
明図
明図
【図４４】 ロックピンの制御の一例を示す断面図
【図４５】 同じくカム溝の説明図
【図４６】 ロックピン制御の別の例を示す断面図
【図４７】 ２つの滑りカムの関係を示す説明図
【図４８】 ２つの滑りカムの関係を示す説明図
【図４９】 ２つの滑りカムの関係を示す説明図
【図５０】 シリンダースプリングにＵ字型スプリング
を使用した例の断面図
を使用した例の断面図
【図５１】 シリンダーをカムで制御するようにした例
を示す断面図
を示す断面図
【図５２】 同じくクランク角１８０度の状態を示す説
明図
明図
【図５３】 同じくクランク角２３０度の状態を示す説
明図
明図
【図５４】 同じくクランク角３６０度の状態を示す説
明図
明図
【図５５】 同じくクランク角４０５度の状態を示す説
明図
明図
【図５６】 同じくクランク角５４０度（左側）及び６
７５度（右側）の状態を示す説明図
７５度（右側）の状態を示す説明図
【図５７】 同じくシリンダーの位置とクランク角の関
係を示す図
係を示す図
【図５８】 この発明の実施形態７を示す断面図
【図５９】 この発明の実施形態８を示す断面図
【図６０】 この発明の実施形態９を示す断面図
【図６１】 着火器自体を弁体とした実施形態を示す断
面図
面図
【図６２】 この発明の実施形態８を示す断面図
【図６３】 同じく流入時の状態を示す断面図
【図６４】 複動式エンジンとした実施形態を示す断面
図
図
【図６５】 この発明の実施形態９を示す断面図
【図６６】 この発明の実施形態１０を示す断面図
【図６７】 同じくシリンダーの拡大断面図
【図６８】 同じく別の態様のシリンダーの拡大断面図
【図６９】 この発明の実施形態１１を示す断面図
【図７０】は、スターリングエンジンの例を示す断面図
１ エンジン ２ クランク室 ３ シリンダー ３ａ 上シリンダ ３ｂ 下シリンダー ３ｃ 受溝 ３ｄ シリンダー本体 ３ｅ シリンダー端面体 ４ シリンダースプリング ５ ピストン ５ａ ピストンの筒状部 ６ クランク ７ 開口部 ８ 弁座 ９ 弁体 ９ａ 弁体の閉塞板 １０ 流入路 １１ 流入管 １２ 流入口 １３ 排出口 １４ 凸部 １５ 凸部 １５ａ 段部 １６ ピストンスプリング １７ バルブスプリング １８ 流入室 １９ ロックピン １９ａ ピン ２０ 連動機構 ２１ 逆止弁 ２２、２２ａ 排出口 ２３ ロータリー弁 ２３ａ ロータリー弁の本体 ２３ｂ ロータリー弁の弁体 ２４ 切替弁 ２５ バルブスプリング ２７ 中間バルブ ２７ａ 流路 ２８ バルブスプリング ２９ ロックピンのスプリング ３０ コマ ３１ カム溝 ３２ ストッパーカム ３３ 係止凸部 ３４ 制御カム ３５ 補助弁体 ３６ 補助弁体の受け座 ３７ 通気孔 ３８ 着火器 ３９ 燃料ノズル ４０ ノズルのプランジャー ４１ 逆止弁 ４２ 段部 ４３ 段部 ４４ エンジン本体のキャップ ４５ 流入口 ４６ 補助弁体 ４７ 弁座 ４８ 突起 ４９ ピストンの開口部 ５０ 弁体装着座 ５１ 開口部 ５２ 加熱器 ５３ 冷却器 ５４ 開口部 ５５、５６ 段部 ５７ ポンプ室 ５８、５９ 連通路 ６１ 軸 ６２，６３ 滑りカム ６４ 凸条 ６５ スリーブ ６６ ダイヤフラム ６７ ポンプ室 ６８ 流入管 ７１ 磁石 ７２ コイル ７５ ロッド ７６ 作動体 ７７ スプリング ７８ 冷却水路 ８１ 小径部 ８２ 大径部 ８３ 段部 ８４ ガス流路 ８５ 熱交換器 ８８ シリンダー ８９ ディスプレーサーピストン ９０ 透孔 ９１ パワーピストン ９２ クランク ９３ ピストンリング
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｇ 1/053 Ｆ０２Ｇ 1/053 Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01L 5/04 F01L 1/00 F02B 25/00 F02G 1/053 F02B 23/00 F01B 15/02
Claims (11)
- 【請求項１】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 前記シリンダーは、上シリンダーと下シリンダーとで構
成し、 前記上シリンダーは下方へ付勢し、前記下シリンダーは
上方へ付勢し、下シリンダーの底部にピストンの下端が
当接する凸部を設け、 前記ピストンが上昇したときに下シリンダーも上昇して
上シリンダーを押し上げて弁座を閉鎖し、シリンダー内
が加圧されると弁座が弁体に圧着し、 ピストンが下降したときに前記下シリンダーが上シリン
ダーから引き離されて両シリンダー間に排出口が開口す
ると共に、前記弁座が開き開口部が開口するようにし
た、 発動機の弁装置 - 【請求項２】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 シリンダーの上方にそれぞれ逆止弁を備えた流入口及び
排出口を設け、 前記ピストンはピストンスプリングにより上方へ付勢
し、 前記シリンダーはシリンダースプリングにより上方へ付
勢し、 前記シリンダーの下端部にはシリンダーを固定するロッ
クピンを係脱自在に配設し、このロックピンはクランク
の回転に従いシリンダーに離接すべく連動機構によって
制御され、 シリンダーにロックピンが係止した状態におけるピスト
ンの上昇時に前記シリンダー上方の排出口の逆止弁が開
いて排気され、シリンダーにロックピンが係止した状態
におけるピストンの下降時に前記流入口の逆止弁が開い
て新気が導入され、 シリンダーがロックピンから開放された状態におけるピ
ストン下降時にシリンダーの排出口から燃焼ガスが排出
されるようにした、 発動機の弁装置 - 【請求項３】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 前記シリンダーはシリンダースプリングにより上方へ付
勢し、シリンダーの下端にピストンの下端が当接する凸
部を設け、 前記シリンダーの上方の流入口と排出口との間にロータ
リー弁を配設し、 前記ロータリー弁の作動は、 第一サイクルにおいてピストンが下死点付近にあるとき
前記流入口、排出口共に閉じ、ピストン上昇時に排出口
が開放され、ピストン下降時に流入口が開放され、 第二サイクルにおいては常時流入口、排出口共に閉じる
ように制御し、 点火後のピストン下降時にシリンダーの開口部からガス
が排出されるようにした、 発動機の弁装置 - 【請求項４】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 シリンダーの上方に、それぞれ逆止弁を備えた流入口及
び排出口を設け、前記の排出口の下方に燃焼ガスの排出
口を設けると共に、前記と燃焼ガスの排出口に環状盤を
有する切替弁を配設し、 前記切替弁は昇降自在として前記シリンダーの上端に当
接すべくバルブスプリングで下方に付勢し、下降時に前
記燃焼ガスの排出口を閉塞し、上昇時に前記シリンダー
上方の排出口を閉塞するようにし、 前記シリンダーにはシリンダーを固定するロックピンを
係脱自在に配設し、 第一サイクルにおいてシリンダーはこのロックピンによ
り下方に固定され、前記切替弁は押し下げられて燃焼ガ
スの排出口を閉鎖し、 第二サイクルにおいてロックピンによるシリンダーの係
止が解除されて、点火後のピストンの下降時に燃焼ガス
の圧力によって前記切替弁が上方へ押し上げられ、前記
燃焼ガスの排出口が開放され、燃焼ガスが排出されるよ
うにした、 発動機の弁装置 - 【請求項５】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 前記シリンダーの上方に流入口及び排出口を設け、 前記排出口の位置は、シリンダーの上昇時にシリンダー
によって閉塞され、下降時に開口する位置とし、 前記シリンダーと弁体との間に下面がシリンダーの弁座
に当接し上面が弁体に当接する中間バルブを昇降自在に
配設し、この中間バルブはバルブスプリングによって下
方へ付勢し、 ピストンが下死点にあるときは前記中間バルブの上面と
弁体との間に流入の流路が形成されると共に、前記中間
バルブと弁座との間に排出の流路が形成されてシリンダ
ー内が掃気されるようにし、 ピストンの上昇時には、ピストンの上昇に伴いシリンダ
ーが上昇し、中間バルブが弁座に当接してシリンダーの
開口部と排出口との間が閉塞されて流入のみが継続し、 シリンダーが更に上昇すると中間バルブが前記弁体に当
接してシリンダーの開口部が閉塞され、 燃焼後のピストン下降時に燃焼ガスの圧力により中間バ
ルブが押し上げられ、排出路側が開放され、燃焼ガスが
排出されるようにした、 発動機の弁装置 - 【請求項６】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に弁体を配設し、 前記シリンダーの上端面と弁体との間に補助弁体を昇降
自在に配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記補助弁体に離接可能とし、 前記補助弁体と弁座及び弁体が当接してシリンダー内が
加圧されたときに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付
勢されて補助弁体と弁座及び弁体とが圧着するように
し、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 シリンダーと弁体との間に補助弁体を昇降自在に配設
し、 エンジン本体に前記補助弁座の受け座を設け、 補助弁体の上方に、濃い混合気の流入路を設け、下方に
薄い混合気の流入路を設け、 前記補助弁体には、前記濃い混合気の流入路とシリンダ
ーの開口部とを連通させる、通気孔を設け、 前記シリンダーの上昇に伴いシリンダーの弁座が補助弁
体に当接してこれを押し上げ、補助弁体の上面が弁体に
当接することによりシリンダーの開口部が閉塞してシリ
ンダー内が密閉されるようにした、 発動機の弁装置 - 【請求項７】 弁体に燃料噴射のズル及び／又は着火器
を配設した、請求項１ないし６の何れかに記載の発動機
の弁装置 - 【請求項８】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 エンジン本体のキャップに圧力流体の流入口を設け、こ
の流入口とシリンダーの弁座との間にシリンダーの開口
部を開閉する弁体及び弁体の移動に伴って移動して前記
流入口を開閉する球形の補助弁体をそれぞれ昇降可能に
装着し、 前記シリンダー及び弁体はそれぞれスプリングにより下
方へ付勢し、 前記弁体には上下を連通する通気路を設け、弁体が上昇
したときに前記補助弁体が突起により押し上げられて弁
が開通するようにし、 シリンダーが下降しているときには、シリンダーの開口
部が開放されてシリンダー内の流体が排出されると共に
前記圧力流体の流入口の弁座は補助弁体で閉塞され、 シリンダーの弁座が弁体に当接したときには、開口部が
閉塞されると共に、突起により前記補助弁体が押し上げ
られ圧力流体の流入口が開放され、圧力流体が前記弁体
の連通路を経てシリンダー内に流入し、ピストンが押し
下げられるようにした、 発動機の弁装置 - 【請求項９】 流体が供給されるシリンダーと、このシ
リンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダーへ
の圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発動
機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 機関本体の内壁を段部を介して上方と下方との径を異な
るものと共に、昇降自在なシリンダーの外壁を段部を介
して上方と下方との径を異なるものとして前記機関本体
の内壁とシリンダーの外壁との間にポンプ室を形成し、 前記ポンプ室に加熱器及び冷却器を連通させ、前記加熱
器は前記シリンダーの上方に連通させ、 前記加熱器のシリンダーへの流入口とシリンダーとの間
に、ピストンの昇降によって前記流入口とシリンダーと
の間の流路を開閉する弁体を設け、 前記弁体は筒状としてその上部に前記流入口に連通する
開口部を設けると共に下方に付勢し、 前記ピストンが上死点にあるときには、弁体が押し上げ
られて前記流入口と弁体の開口部とが連通して前記流路
が開放されると共に弁体の開口部と流出口とは閉じら
れ、加熱流体がシリンダーに流入してピストンを押し下
げ、シリンダーが下降し、 シリンダーの下降時に前記流入口とシリンダーとの間は
閉じられると共に、シリンダーは前記流出口を介して冷
却器と連通し、同時に前記ポンプ室の縮小によりポンプ
室内の流体が加熱器へ流出するようにした、 発動機の弁装置 - 【請求項１０】 シリンダーは弁体側へ付勢し、シリン
ダーの下部にピストンの下端が当接する凸部を設けると
ともに、シリンダーの下部側壁にピストンが下降したと
きに開口する排出口を設け、 前記ピストンとシリンダー下部との間にピストンを上方
へ付勢するピストンスプリングを配設し、前記ピストン
スプリングが伸びきったときにピストンが排出口を閉じ
るようにし、 前記ピストンが上昇してシリンダー内が加圧されたとき
に弁座が弁体に圧着し、ピストンが下降したときに前記
排出口が開口すると共に、ピストンに押されてシリンダ
ーが下降して前記弁座と弁体が離れるようにした、 請求項１ないし５の何れかに記載の発動機の弁装置 - 【請求項１１】 流体が供給されるシリンダーと、この
シリンダー内に装着されたピストンと、前記シリンダー
への圧力流体の吸排出を切り替えるバルブとを備えた発
動機において、 前記シリンダーの端面に、ピストンの端面よりも小面積
の流体流入用の開口部を設けて弁座を形成し、 前記弁座の外側に前記弁座に当接する弁体を配設し、 前記シリンダーは軸方向へ移動可能とし、シリンダーの
端面は前記弁体に離接可能とし、 前記弁座と弁体が当接してシリンダー内が加圧されたと
きに、前記シリンダーの端面が弁体側へ付勢されて弁座
と弁体とが圧着するようにし、 前記シリンダーの移動はピストンの移動によって制御さ
れるようにし、 前記シリンダーを、筒体であるシリンダー本体の上端部
に、開口部及び弁座を設けたシリンダー端面体を昇降可
能に装着した構成とし、 前記シリンダー本体はエンジン本体に固定し、前記シリ
ンダー端面体はシリンダー本体に気密に装着すると共
に、前記シリンダー端面体は、ロッドで作動体に連結
し、 この作動体はスプリングによって上向きに付勢してピス
トンの下降時にピストンに押されて下降し、上昇時には
スプリングの力で上昇するようにした、 発動機の弁装置
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