JPH0324833Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は過給通路にこの開通タイミングを設定
するロータリ式のタイミングバルブが設けられた
エンジンの吸気装置に関するものである。

（従来技術） 近時、エンジンにおいては、その過給通路にロ
ータリ式のタイミングバルブが設けられて、この
タイミングバルブにより過給通路の開通タイミン
グを設定するようにしたものが種々提案されてい
る。

このタイミングバルブを備えたエンジンの一例
として、例えば実開昭56−86319号公報あるいは
特開昭58−96017号公報に示すような部分過給エ
ンジンがある。すなわち、部分過給は、吸気行程
の少くとも初期は自然吸入を行う一方、吸入行程
の終期あるいは圧縮行程の初期から圧縮行程の途
中までの間に過給を行うようにしており、このよ
うな過給のタイミングを設定すると共に、開通時
には一気に過給気が導入できるように、ロータリ
式のタイミングバルブが用いられることになる。
勿論、ロータリ式のタイミングバルブは、良く知
られているように、過給気の流入口と流出口とを
有するケーシング内に回転子を収納して、この回
転子の回転に応じて上記流入口と流出口との連通
（過給通路開）、遮断（過給通路閉）を行うもので
ある。

ことろで、近時は、この種のタイミングバルブ
として、前述した公報に示すように、例えば回転
子が有底円筒状とされたもの、すなわち有底円筒
状の筒状側壁部にケーシング流出口の連通、遮断
用の連通口が開口されたものが使用される傾向に
ある。

しかしながら、上述にように有底円筒状の回転
子を用いた場合、過給圧により回転子がスラスト
荷重を受け、かつ過給圧の変動に応じてこのスラ
スト荷重も変動するため、タイミングバルブの耐
久性の点で問題を生じる。この点を詳述すると、
有底円筒状とされた回転子内は、過給気流通空間
すなわち実質的に過給通路の一部を構成する一
方、有底円筒状の底壁部分は、回転子軸方向にお
いてケーシングに対して少なからず隙間を有する
ように配置されることになる。そして、上記隙間
部分すなわち回転子の底壁部分とケーシングとの
間に画成された遊び空間は、当該底壁部分によつ
て実質的に過給気流通空間と遮断されることにな
るので、この底壁部分の両面に作用する圧力差に
よつて前述したようなスラスト荷重が発生するこ
とになる。

（考案の目的） 本考案は以上のような事情を勘案してなされた
もので、過給圧に起因するタイミングバルブの回
転子へのスラスト荷重の発生を防止できるように
したエンジンの吸気装置を提供することを目的と
する。

（考案の構成） 前述の目的を達成するため、本考案にあつて
は、前記遊び空間に対して積極的に過給気を供給
するための連通路を形成するようにしてある。具
体的には、エンジンの過給通路に、エンジン出力
軸により回転駆動されて該過給通路の開通タイミ
ングを設定するロータリ式タイミングバルブが設
けられたエンジンの吸気装置において、 前記ロータリバルブは、過給気の流入口および
流出口を有するケーシングと、該ケーシング内に
回転自在に収納されてその回転に応じて上記流入
口と流出口との連通、遮断を行う回転子と、を備
えて、該回転子とケーシングとの間に、該回転子
の軸方向において過給気流通部分と画成された遊
び空間が画成され、 前記遊び空間へ過給気を導く連通路が設けられ
ている、 というような構成としてある。

このような構成とすることにより、回転子に対
してこの軸方向への圧力差が生じるのを防止する
ことができて、スラスト荷重の発生が防止され
る。

（実施例） 以下本考案を部分過給エンジンに対して適用し
た場合の実施例につき、添付した図面に基いて説
明する。

第１図において、１はエンジン本体で、該エン
ジン本体１は、実施例では、シリンダ２内におけ
るピストン３の往復動により、連接棒４を介して
エンジン出力軸としてのクランク軸５を回転駆動
する往復動型のものとされている。

前記シリンダ２とピストン３とによつて画成さ
れた燃焼室６の上部には、主吸気ポート７、排気
ポート８の他、過給ポート９が開口され、主吸気
ポート７は主吸気バルブ１０により、排気ポート
８は排気バルブ１１により、図示を略すタイミン
グカムを介して、それぞれクランク軸５の回転に
同期して開閉される。また、過給ポート９は、補
助バルブ１２により開閉されるようになつてお
り、該補助バルブ１２は、図示を略すタイミング
カムによつて、クランク軸５の回転に同期して、
主吸気バルブ１０の閉弁時期直前より開弁され、
かつ圧縮工程の途中で閉弁されるようになつてい
る。

前記主吸気ポート７は、主吸気通路１３を介し
てエアクリーナ１４に接続され、該主吸気通路１
３には、主スロツトルバルブ１５有する気化器１
６が接続されている。また、前記過給ポート９
は、過給通路１７を介して前記エアクリーナ１４
に接続され、該過給通路１７には、上流側より順
次、過給機１８、ロータリ式のタイミングバルブ
１９、副スロツトルバルブ２０が配設されてい
る。前記過給機１８は、実施例では、クランク軸
５により、タイミングベルト、チエーン等の巻掛
媒介節（図示略）を介して機械的に駆動されるい
わゆるスーパーチヤージヤ式とされ、ベーン式等
の容積型のエアポンプが用いられている。また、
副スロツトルバルブ２０は、主スロツトルバルブ
１５と連動されて、該スロツトルバルブ１５が所
定開度以上となつたときに開弁されるようになつ
ている。さらに、前記タイミングバルブ１９は、
クランク軸５により機械的に駆動されるもので、
第３図にも示すように、クランク軸５に設けたプ
ーリ２１、タイミングベルト、チエーン等の巻掛
媒介節２２、タイミングバルブ１９の回転軸２４
に設けたプーリ２３を介して、その動力伝達が行
われるようになつている。

前記タイミングバルブ１９について、直列４気
筒エンジン用とされた場合の例を示す第３図によ
り詳述すると、これは、前記回転軸２４の他、ケ
ーシング２５と回転子２６とをその基本要素とし
ている。上記ケーシング２５は、互いに別体に形
成された３つの部分からなり、クランク軸５の軸
心方向に伸びる略円筒状の本体ケーシング２７
と、その一端部（第３図左端部）側にボルト等に
より固定、一体化された第１軸受ケーシング２８
と、その他端部側にボルト等により着脱自在とし
て固定、一体化された第２軸受ケーシング２９
と、から構成されている。このようなケーシング
２５は、その本体ケーシング２７の側面に突設し
た取付部２７ａをエンジン本体１の過給ポート９
開口端面に着座させた状態で、該本体ケーシング
２７が図示を略すボルトによりエンジン本体１に
固定され、また、第２軸受ケーシング２９より突
設された取付部２９ａが、ボルト３０によりエン
ジン本体１のプーリ２１側端に固定されている。

前記本体ケーシング２７には、過給機１８に連
なる一つの流入口３１と気筒数に応じた４つの流
出口３２が形成されている。この流入口３１と各
流出口３２とは、それぞれ本体ケーシング２７内
空間すなわち弁室Ａ内に開口されるものである
が、流入口３１は、第２軸受ケーシング２９側端
部において、エンジン本体１とは反対側に向けて
開口されている。また各流出口３２は、それぞれ
本体ケーシング２７の取付部２７ａ部分におい
て、クランク軸５の軸心方向に小間隔をあけてそ
れぞれ若干の長さを有する通路形式として形成さ
れ、この流出口３２部分にそれぞれ前記副スロツ
トルバルブ２０が配設されている。なお、流出口
３２を有する取付部２７ａは、エンジン本体１の
うち、各気筒の配列方向中間部分に位置して極力
短くなるようにされ、このため、各過給ポート９
のエンジン本体１外方側開口端部分が、この取付
部２７ａに向けて指向すべくすなわち、互いにク
ランク軸５の軸心方向に近接するような形状とし
て形成されている。

クランク軸５と平行な前記回転軸２４は、本体
ケーシング２７内の弁室Ａを通つてこれを貫通し
ており、その一端部（第３図左端部）は、１つの
軸受３３を介して第１軸受ケーシング２８によつ
て回転自在に支持されている。また、回転軸２４
の他端部（第３図右端部）は、第２軸受ケーシン
グ２９を貫通しており、この貫通端部に、前記プ
ーリ２３が取付けられている。そして、この回転
軸２４は、その軸方向に並列な２つの軸受３４、
３５を介して、第２軸受ケーシング２９によつて
回転自在に支持されている。

前記回転子２６は、有底円筒状とされて、本体
ケーシング２７内に回転自在に嵌挿されている。
この回転子２６は、その底壁部２６ａが第１軸受
ケーシング２８に近接対向した状態で、本体ケー
シング２７内すなわち弁室Ａ内回転自在に嵌挿さ
れている。そして、前記回転軸２４が、上記底壁
部２６ａを貫通して、この部分で圧入あるいはピ
ン等を利用して一体化されている。また、回転子
２６の円筒状側壁部２６ｂが、各流出口３２の回
転軸２４軸心方向全長よりも若干長くされる一
方、気筒数に応じた４つの連通口３６が形成され
ている。この４つの連通口３６は、回転軸２４の
軸心方向に間隔をあけて、かつ回転軸２４の周回
り方向において互いに90°づれた配置関係となつ
ている（第３図では、その左右各端に位置する２
つの連通口３６のうち一方は本体図面には表れな
いが、その存在を示すために描かれている）。

これにより、流入口３１より本体ケーシング２
７内すなわち、弁室Ａ内に入つた吸入空気（実施
例では過給機）は、流出口３２と連通口３６とが
合致したときにのみ、この合致した流出口３２に
対応した過給ポート９へ吸入空気が供給されてい
る。このようなタイミングバルブ１９による過給
通路１７の開通タイミングを、主吸気バルブ１０
および補助バルブ１２の開閉タイミングとの関係
において、第２図に示してある。このように、回
転子２６は、筒体を利用して、回転子２６内すな
わち連通口３６の直上流側に、常に流入口３１か
らの吸入空気が供給されるようにしてあるので、
流入口３１と流出口３２との連通、遮断のタイミ
ングをとるのに、回転子２６は流出口３２の開閉
タイミングのみを決定するものであればよく、こ
の連通、遮断のタイミング設定が容易に行えるよ
うになつている。また、流入口３１より本体ケー
シング２７内に流入した吸入空気は、直角に流れ
方向を変えて回転子２６内に入るが、この流入口
３１から回転子２６内に到るまでの本体ケーシン
グ２７の案内面２７ｂを円弧状に緩やかに湾曲さ
せて、回転子２６ａ内への流入が円滑に行えるよ
うにしてある。

なお、第２軸受ケーシング２９内の２つの軸受
３４，３５間には、該第２軸受ケーシング２９よ
り回転軸２４の外周直近にまで伸びる環状の突起
部２９ｂが形成されて、この環状突起部２９ｂの
内周面と回転軸２４との間に絞り３８を形成して
ある。これにより、この絞り３８部分で極力軸受
３４側と軸受３５側との圧力遮断（過給圧と大気
圧との遮断）を行つて、過給圧の洩れや、軸受３
４，３５の潤滑油（グリス）の飛散を防止するよ
うにしてある。さらに、各副スロツトルバルブ２
０は、本体ケーシング２７の取付部２７ａに回転
自在に支持された一本の操作ロツド３９に取付け
られ、この操作ロツド３９を介して各副スロツト
ルバルブ２０の開閉が行われるようになつてい
る。

また、第２軸受ケーシング２９は、第１軸受ケ
ーシング２８と共に、鉄材等の強度的優れた材質
により形成され、これにより、巻掛媒介節２２の
張力に抗して回転軸２４をしつかりと支持され
る。そして、回転軸２４は、この軸方向に間隔を
あけた複数個（実施例では２個）の軸受３４，３
５を介して強度的に優れた第２軸受ケーシング２
９に回転可能に支持されているので、上記張力を
受けても何等偏心する（ぶれる）ことがなく、こ
の結果回転子２６の本体ケーシング２７に対する
円滑な回転が確保される。また、回転子２６を収
納した本体ケーシング２７は、第２軸受ケーシン
グ２９とは別体に形成されているので、アルミニ
ユム合金あるいはマグネシユム合金等軽量かつ放
熱性の優れた材質で形成することが可能となる。
勿論、回転子２６も、本体ケーシング２７と同様
に軽量かつ放熱性に優れた材質によつて形成され
るが、本体ケーシング２７との熱膨張差による焼
付きを防止するため、該本体ケーシング２７と熱
膨張差の小さい、望ましくは同質の材質により形
成するとよい。さらに、実施例のように、第２軸
受ケーシング２９そのものをエンジン本体１に固
定するようにすれば、強度的により一層巻掛媒介
節２２の張力に対処することができる。

ここで、有底円筒状とされた回転子２６の底壁
部２６ａの第３図左方側には、ケーシング２５と
の間において遊び空間Ｂが形成されることにな
る。そして、この遊び空間Ｂは、底壁部２６ａに
形成された連通路としての連通口３７を介して、
回転子２６内すなわち過給気流通空間と連通され
ている。これにより、遊び空間Ｂ内の圧力は、回
転子２６内の過給圧の変動に対してすみやかに追
従して常に回転子２６内の圧力と同じ大きさとさ
れる。この結果、回転子２６の底壁部２６ａには
その両面に対して何等の圧力差も生ぜず、この圧
力差に基づくスラスト荷重の発生が防止される。

上述したような遊び空間Ｂに対して過給気を供
給するための連通路を構成するには、第３図に示
すように、ケーシング２６に対して遊び空間Ｂへ
開口するポート４０を形成すると共に、このポー
ト４０と過給機１８下流側の過給通路１７とを、
連通管４１により接続するようにしてもよい。ま
た第４図に示すように、本体ケーシング２７の内
周面に、回転軸２６方向に伸びる連通路としての
切欠溝４２を形成して、この切欠溝４２によつ
て、遊び空間Ｂを流入口３１付近の過給気流通空
間と連通させるようにしてもよい。勿論、このよ
うな連通路は、一種類だけ設ければよいものであ
る。

最後に、実施例における全体的な作用について
簡単に説明すると、低負荷時には、副スロツトル
バルブ２０が閉じているため、吸入空気は、主吸
気ポート７からのみ燃焼室６へ供給される自然吸
入が行われる。また、高負荷時には、副スロツト
ルバルブ２０が開くため、上述した自然吸入に加
えて、吸入行程の終期から圧縮行程の途中にかけ
て、過給ポート９から燃焼室６へ過給機が供給さ
れる部分過給が行われることになる（第２図参
照）。

以上実施例について説明したが、本考案はこれ
に限らず例えば次のような場合をも含むものであ
る。

実施例ではいわゆる部分過給の場合を示した
が、実施例における主吸気バルブ１０の開弁と
同時に過給機が燃焼室６へ供給されるいわゆる
全過給を行なうような場合にも同様に適用で
き、この場合は、例えば過給ポート９、これに
伴なう補助バルブ１２を設けることなく、過給
機１８を吸気通路１３に接続することもでき
る。

燃料供給装置としては、気化器１６の代りに
燃料噴射弁を用いてもよい。

過給機１８は、その動力伝達系路に例えば電
磁クラツチを設けて、低負荷時には該電磁クラ
ツチを切つて過給機１８を停止させておくよう
にしてもよい。

往復動型のエンジンに限らず、ロータリピス
トンエンジンにも同様に適用し得る。

吸気流入終了時期を早め、ポンピングロスを
低減させるいわゆるミラーサイクル型のエンジ
ンに対しても適用できる。

（考案の効果） 本考案は以上述べたことから明らかなように、
過給圧による回転子へのスラスト荷重の発生を防
止することができ、この種タイミングバルブの耐
久性向上の上で好ましいものとなる。

また、遊び空間へ過給気を供給する連通路を設
けるだけでよいので、構成も簡単で容易かつ安価
に実施化し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図本考案の一実施例を示す全体系統図。第
２図はタイミングバルブの開通タイミングを示す
グラフ。第３図はタイミングバルブ部分の詳細を
示す平面断面図。第４図は連通路の構成例を示す
もので、ロータリバルブの回転軸と直交する方向
での断面図。 １……エンジン本体、６……燃焼室、７……主
吸気ポート、９……過給ポート、１０……主吸気
バルブ、１２……補助バルブ、１３……主吸気通
路、１７……過給通路、１９……タイミングバル
ブ、２４……回転軸、２５……ケーシング、２６
……回転子、３１……流入口、３２……流出口、
３６……連通口、３７……連通口（連通路）、４
０……ポート（連通路）４１……連通管（連通
路）、４２……切欠溝（連通路）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンの過給通路に、エンジン出力軸により
   回転駆動されて該過給通路の開通タイミングを設
   定するロータリ式タイミングバルブが設けられた
   エンジンの吸気装置において、 前記ロータリバルブは、過給気の流入口および
   流出口を有するケーシングと、該ケーシング内に
   回転自在に収納されてその回転に応じて上記流入
   口と流出口との連通、遮断を行う回転子と、を備
   えて、該回転子とケーシングとの間に、該回転子
   の軸方向において過給気流通部分と画成された遊
   び空間が画成され、 前記遊び空間へ過給気を導く連通路が設けられ
   ている、 ことを特徴とするエンジンの吸気装置。