JPH0241281Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、４つのシリンダーを十文字状に同一
平面に配置した十文字型４気筒エンジンにおける
弁装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の十文字型エンジンの弁装置は、古くはカ
ミネのカム・エンジン〔「内燃機関の歴史」（昭和
44・12・25三栄書房発行）P260〕の弁装置や、
最近ではロータリーバルブを弁装置に用いたもの
〔「オートメカニツク７月号」（1976年内外出版発
行）P180〕がある。上記カミネのカム・エンジ
ンや一般の十字型エンジンでのO.H.C型弁装置と
しては４本のカム軸を必要とする。また、ロータ
リーバルブ型式では円筒型のローターを回転させ
る必要上圧縮洩れを防止するためそのハウジング
に特殊構造を必要とする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

十字型エンジンでの通常のO.H.C型弁装置は４
本のカム軸を必要とし、カム軸の駆動が複雑とな
る欠点があり、一方、ロータリーバルブ型ではロ
ータリーバルブのハウジング部にローラー、シー
ル材、パツド等の特殊構造を必要とし構造が複雑
となる。また、上記何れの弁装置でも吸入気化燃
料は充分な渦流状態での吸入は困難で充填効率を
高めパワーアツプをするのには限度がある。

本発明はこのような点に着目し、十字型エンジ
ンでのO.H.C型弁装置のカム軸本数を減らし、構
造が簡単で気化燃料の充填効率のよい弁装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案においては、４つのシリンダーを十文字
状にそれぞれ対向する１対のシリンダーの軸線を
同一平面で直交するように配置した十字型エンジ
ンにおいて、弁の配置を工夫して、シリンダーの
吸入気化燃料を充分な渦流状態で吸入するのと弁
の駆動装置を簡単化するために、隣り合う一組の
シリンダーC₁，C₂の各１対の弁V₁，V₁′及びV₂，
V₂′をそれら各１対の弁の軸線により形成される
平面がそれぞれのシリンダーC₁，C₂の軸線に45゜
傾斜して互いに平行になるように配置し、上記シ
リンダーC₁，C₂と対称位置にあるもう一組の隣
り合うシリンダーC₃，C₄の各１対の弁V₃，V₃′及
びV₄，V₄′を上記シリンダーC₁，C₂の弁V₁，
V₁′及びV₂，V₂′と対称的に配置する。さらに、
上記弁の軸線のなす平面がそれぞれ平行状態にあ
る各１組の隣り合うシリンダーの各１対の弁棒間
を挿通して、弁の開閉制御カムを備えた１対のカ
ム軸S₁，S₂を上記平行状態にある平面に垂直方向
に互いに平行に配置し、この平行な１対のカム軸
を十字型エンジンの出力回転軸に連動せしめて弁
を開閉するようになつている。

〔作用〕

本考案の弁装置では、十字型エンジンを作動さ
せるとき、その出力回転軸に連動して１対のカム
軸S₁，S₂が回転し、それにより４つのシリンダー
の各弁が開閉するが、これらの弁は、それぞれ１
対の弁の軸線のなす平面がシリンダー軸線方向に
45゜傾斜して取付られており、１対の吸気弁と排
気弁のそれぞれの軸線のなす角度は鋭角をなして
いるため、弁軸線はシリンダー軸線から外れてシ
リンダー軸線とシリンダー内壁面との間を通るよ
うになるもので、吸入された気化燃料はシリンダ
ー内壁面に沿つて渦を巻いて吸入される。従つ
て、吸入気化燃料の充填効率が向上し、エンジン
のパワーアツプをもたらし、また、弁の配置の形
態から燃焼室の形状が燃焼効率の高い半球形に近
い形状に形成できる。さらに、１対の平行なカム
軸の駆動により弁の開閉を行うため、通常のO.
H.C機構によるよりも駆動機構の簡単化をもたら
す。

〔実施例〕

本考案の実施例を添付の図面に基いて説明す
る。

第１図は、本考案にかかる弁装置を備えた十字
型エンジンの要部を示す断面平面図で、第２図は
該弁装置の要部の側面図である。なお、十字型エ
ンジンは先に本出願人が提案（昭和60年11月19日
出願）した型式の運動変換装置を持つものにつき
説明する。

４つのシリンダーC₁，C₂，C₃，C₄はそれぞれ
同一軸線上に対向して配置したシリンダーC₁，
C₃の軸線とシリンダーC₂，C₄の軸線とが同一平
面で直交するごとく、該軸線の交点より等距離に
配置されている。隣り合う一組のシリンダーC₁，
C₂の各１対の弁は該１対の弁V₁，V₁′及びV₂，
V₂′の軸線により形成される各平面がそれぞれの
シリンダーC₁，C₂の軸線に45゜傾斜して取付けら
れる。つまり、第１図の十字型シリンダーの平面
図上では、シリンダー毎に吸気弁と排気弁が重つ
た状態で、すなわち、吸気弁V₁と排気弁V₁′が、
また、吸気弁V₂と排気弁V₂′がそれぞれ重つた状
態で取付けられる。このとき、１対の吸気弁と排
気弁の軸線のなす角度が鋭角をなしているため
（第２図参照）、それらの弁の軸線は各シリンダー
の内壁面と軸線との間を通つて該内壁面に斜めに
向うことになり、吸入された気化燃料はシリンダ
ー内壁面に沿つて渦を巻いてシリンダー内に吸入
充填されるようになる。また、燃焼室B₁，B₂は
内面が半球形に近い形で形成されており、点火栓
Ｉ，ＩはそれぞれのシリンダーC₁，C₂の各１対
の吸気弁と排気弁の開閉部の間に該点火栓の軸線
が臨むように取付けられる（第３図参照）。また、
上記シリンダーC₁，C₂と対称位置にあるもう一
組の隣り合うシリンダーC₃，C₄の各１対の弁V₃，
V₃′及びV₄，V₄′も同様にして上記シリンダーC₁，
C₂の弁V₁，V₁′及びV₂，V₂′と対称的に配置しそ
れぞれの燃焼室B₃，B₄も同様に形成される。さ
らに、上記の隣り合う１組のシリンダーC₁及び
C₂の各１対の弁V₁，V₁′の弁軸及び弁V₂，V₂′の
弁軸間をそれぞれ等分して、各弁の軸線がなす平
面が平行状態にある該平面に垂直方向に１対のカ
ム軸S₁，S₂を設ける（第２図参照）。そして該１
対の平行なカム軸S₁，S₂をエンジンの回転軸と同
期して回転せしめるため、該カム軸S₁，S₂の軸端
部にそれぞれ同期用プーリー１７，１７を固着
し、十字型エンジンの出力回転軸の副軸４ｂに固
着した同期用プーリー１４との間を同期用ベルト
１８により連結してカム軸S₁，S₂を駆動せしめる
ようにする。なお１９は同期用ベルト１８用のガ
イドプーリーである。この同期用プーリーと同期
用ベルトとの組合せは、同期用ベルトにローラチ
エン又は合成樹脂製タイミングベルトなど任意の
ものを用いて構成する。実施例では４気筒エンジ
ンの回転軸を上記カム軸S₁，S₂と平行に配置する
ことにより容易に該カム軸S₁，S₂を駆動すること
ができる。このカム軸S₁，S₂には各シリンダー毎
に１対のカムＫ，Ｋがそれぞれロツカーアーム
Ｒ，Ｒを介してそれぞれのシリンダーの吸気弁及
び排気弁を所定のタイミングで開閉せしめるよう
に固着されており、出力回転軸の回転により４つ
のシリンダーにおいて、吸入、圧縮、爆発、排気
が順次正確なタイミングで行われるようになつて
いる。この実施例においては、エンジンのピスト
ンから出力回転軸迄の構成は次のようにつてい
る。すなわち、シリンダーC₁内のピストンP₁の
ピストンピンp₁と、シリンダーC₂内のピストンン
P₂のピストンピンp₂と、シリンダーC₃内のピス
トンP₃のピストンピンp₃と、シリンダーC₄内の
ピストンP₄のピストンピンp₄のそれぞれ相隣るピ
ストンピン間を４等辺のリンクL₁，L₂，L₃，L₄
で連結し、対向する平行リンクL₁，L₃及びL₂，
L₄のそれぞれの中点に、中央でＸ状に重なつて
交叉しているクロスアームA₁，A₂の端部をそれ
ぞれ関着し、下部のクロスアームA₁下部に固設
した揺動軸１の下部のヨーク２の二叉に分岐した
アーム２ａ，２ａ間に、直交軸受６の左右の１対
の揺動ピン６ａ，６ａを懸架してＺクランク軸３
の両側の回転軸４ａ，４ｂ間の軸線に斜交するク
ランクピン５に該直交軸受６を摺嵌せしめて、ヨ
ーク２の揺動により直交軸受６がミソスリ運動を
起こしＺクランク軸３が回転するようになつてい
る（第４図参照）。Ｚクランク３の主軸４ａには
フライホイール１１が、また、上部クロスアーム
A₂上部に固設された揺動軸１ａには揺動バラン
スウエイト１０が固着されている。第１図におい
て４つのシリンダーC₁，C₂，C₃，C₄の何れか１
つのシリンダー内の吸入気化燃料が爆発すると、
該シリンダー内のピストンが十字型シリンダーの
中心に向つて押されると同時に対向するシリンダ
ー内のピストンも該中心に向かつて引き寄せら
れ、他の対向するシリンダーの１対のピストンは
４等辺リンクの変形で外方向へつまりシリンダー
内へ押し込まれる。すなわち、爆発により十字型
シリンダーの中心に向つて移動するピストンと対
向して該中心に向つて移動するピストンが摺動す
るシリンダー内には外気が吸入され、他の１対の
対向するシリンダー内ではピストンの外向きの移
動押込みにより一方では吸入気化燃料の圧縮が、
他の一方では爆発燃焼ガスが排気されるようにな
つている。爆発が順次シリンダーC₁，C₂，C₃，
C₄の順に行われると各シリンダーで吸入、圧縮、
爆発、排気が順次行われることになり、それに伴
い、対向する各１対の平行リンクL₁，L₃及びL₂，
L₄が交互に近づいたり遠ざかつたりして、下部
のクロスアームA₁と上部のクロスアームA₂とが
反対方向に揺動し、この１回のクロスアームの揺
動往復により下部のクロスアームA₁からヨーク
２、直交軸受６を介してＺクランク３が回転し、
一方、揺動バランスウエイト１０もヨーク２など
の揺動による振動を相殺する方向に揺動する。こ
のようにして、或るシリンダーの吸入気化燃料の
爆発から次回の爆発までクロスアームA₁及びA₂
はそれぞれ２回往復揺動しヨーク２が２回往復揺
動してＺクランク３は２回転する。そして、Ｚク
ランク軸３の２回転により同期用プーリー１４、
同期用ベルト１８を経てカム軸S₁，S₂は１回転す
るものである。実施例に示すように本考案におい
ては４つの各シリンダーの吸気弁及び排気弁の駆
動は二本のカム軸S₁，S₂ですみ、エンジンからの
カム駆動用の回転軸〔実施例では出力回転軸の副
軸４ｂ〕をカム軸S₁，S₂と平行に配置することに
より、弁駆動機構を極めて簡単に構成できる。

なお、上記実施例においては十字型エンジンに
おける弁装置を、本出願人が先に提案した型式の
運動変換装置を有する十字型エンジンについて説
明したが、任意の十字型エンジンでも本考案のご
とく弁を配置して、弁駆動のカム軸S₁，S₂の駆動
軸（エンジンの回転副軸）を該カム軸と平行に配
置することにより、気化燃料がシリンダー内に渦
流状態で効率良く吸入充填されると共にO.H.C式
弁装置を備えた十字型エンジンの弁駆動構造を簡
単化するものである。

〔考案の効果〕

本考案の弁装置では、十字型エンジンのシリン
ダー配置の特徴を利用して、弁配置を工夫するこ
とにより弁の駆動を通常のO.H.C機構による四本
のカム軸を使用するものよりも簡単化するととも
に、弁の軸線方向がシリンダー軸線とシリンダー
内壁面との間を通つて該内壁面に斜めに向うよう
になるから、通常の弁配置のものに比較して吸気
弁より気化燃料がシリンダー内壁面に沿つて効率
良く渦流状態で吸入され充填効率が向上して多量
の燃料を吸入することができ、エンジンのパワー
アツプをもたらす効果がある。また、弁の配置が
シリンダー軸線に対し通常の弁配置よりも大きく
傾いて設置でき燃焼室の形状が燃焼効率の高い半
球形に近い形状とすることができる。さらに、点
火プラグ取付の自由度が高いので火焔伝播の距離
をノツキングなどの異常燃焼の起り難い最も効率
のよい場所に設定することができる。このように
本考案の弁装置は十字型エンジンのシリンダー配
置の特徴を利用して弁駆動の構造が通常のO.H.C
機構によるものより簡単で吸入気化燃料の充填効
率の良いパワーアツプ可能な、また、燃焼効率の
高い弁装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の一実施例を示すもので、第１
図は、本考案にかかる弁装置を備えた十字型エン
ジンの要部を示す断面平面図、第２図は、第１図
の弁装置の要部を示す側面図、第３図は、弁取付
部分の斜視図、第４図は、第１図の十字型エンジ
ンの回転軸と弁駆動用のカム軸との連動を示す側
面図、である。 C₁，C₂，C₃，C₄……シリンダー、P₁，P₂，P₃，
P₄……ピストン、V₁，V₂，V₃，V₄……吸気弁、
V₁′，V₂′，V₃′，V₄′……排気弁、S₁，S₂……カム
軸、Ｒ……ロツカーアーム、Ｋ……カム、４ａ，
４ｂ……エンジンの回転軸、１４，１７……同期
用プーリー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 同一軸線上に対向して配置した各１対のシリン
   ダーの各軸線が同一平面で直交するごとく４つの
   シリンダーを十文字状に配置したエンジンにおい
   て、隣り合う１組のシリンダーC₁，C₂の各１対
   の弁V₁，V₁′及びV₂，V₂′を該各１対の弁の軸線
   がなす平面がそれぞれのシリンダーC₁，C₂の軸
   線に45゜傾斜して平行するごとく対向して配置す
   る一方、上記シリンダーC₁，C₂と対称位置にあ
   る他の隣り合う１組のシリンダーC₃，C₄の各１
   対の弁V₃，V₃′及びV₄，V₄′を上記シリンダーC₁，
   C₂の弁V₁，V₁′及びV₂，V₂′と対称的に配置する
   とともに、弁の軸線のなす平面がそれぞれ平行状
   態にある各１組の隣り合うシリンダーの各１対の
   弁棒間を挿通して弁の開閉制御カムＫを備えた１
   対のカム軸S₁，S₂を上記弁の軸線のなす平面に垂
   直に互いに平行に配置し、該カム軸S₁，S₂を４シ
   リンダーによる出力回転軸に連動するようにした
   ことを特徴とする十字型エンジンにおける弁装
   置。