JPH06323112A - 回転軸式の給気弁及び排気弁による４サイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 従来の、カム軸とスプリングの組み合せによ
る複雑な弁機構の役割を回転軸式給気弁と、回転軸式排
気弁でおこなうことで、構造の簡易化と機関の高回転の
運転時にも適確、かつ効率よい給気・排気機能を得るこ
とを可能とさせる。 【構成】 給気弁用回転軸１に、回転軸給気部凹溝３と
給気口連絡用凹溝４を形成し、回転軸式給気弁とし、こ
れを一気筒当たりの給気弁部基本構成とする。排気弁用
回転軸２に、回転軸排気部凹溝５と排気口連絡用凹溝６
を形成し、回転軸式排気弁とし、これを一気筒当たりの
排気弁部基本構成とする。これらを必要気筒数分連続構
成し、必要数気筒頭の燃焼室に、給気側、排気側が対に
なるよう設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸式給気弁、およ
び回転軸式排気弁を用いた、４サイクル内燃機関に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】気筒頭の燃焼室についている給気弁およ
び排気弁を、カム軸の回転により燃焼室内へ押し開き、
スプリングの力で閉じることにより給気・排気をおこな
うようにした４サイクル内燃機関が公知であるが、機関
の出力効率を高めるために、より高回転で、安定した出
力を得るため、その弁駆動方式は、頭上弁式から頭上カ
ム軸式、更に給気弁と排気弁を、別々の専用カム軸で駆
動し、一気筒当りの多弁化に対応した頭上カム軸式へと
発展するが、反面その構造は、複雑かつコスト高につな
がっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の４サイクル機関
は、その出力効率を高める中、機関の、より高回転運転
時においても適確な開閉タイミングを得ようとし、頭上
弁式は、プッシュロッドやロッカーアームの慣性抵抗の
問題を持っており、これを解決すべくカム軸を気筒頭の
上に持ってきて、プッシュロッドやロッカーアーム無し
で作動するように、頭上カム軸式が採用される。 この
頭上カム軸式も給気用と排気用別々にされ、また一気筒
当りの給気弁、排気弁の複数化は、よりその給気・排気
抵抗を小さくした。 しかしこのような、機関の構成部
品を増やす方法での給気弁・排気弁開閉タイミング精度
の追求や、一気筒当りの多弁化は、構造を複雑にしコス
トの上昇は避けられない。 本発明者は、これら欠点を
除く為、構造を簡単にし、コストを下げながら機関のよ
り高出力を図るものである。

【０００４】

【問題を解決するための手段】問題を解決するために本
発明によれば、給気弁および排気弁の開閉タイミングに
係わる機械的慣性抵抗を少なくするために、従来のカム
軸とスプリングによって開閉する弁機構を採らず、側面
に凹溝を形成した回転軸を用いて給気および排気の機能
を行わせる内燃機関である。これを図面について説明す
れば、第１図参照にて、この図は、本発明の一部斜透視
断面図であり、一気筒当りの図である。給気弁用回転軸
（１）に給気タイミング時、気筒頭給気口部（１６）と
通じる回転軸給気部凹溝（３）と、給気口（１３）と通
じる給気口連絡用凹溝（４）を形成し、回転軸式給気弁
となり、これを必要気筒数分構成する。 第２図参照に
て、この図は、本発明の斜透視断面図であり、一気筒当
りの図である。排気弁用回転軸（２）に排気タイミング
時、気筒頭排気口部（１７）と通じる回転軸排気部凹溝
（５）と、排気口（１４）と通じる排気口連絡用凹溝
（６）を形成し、回転軸式排気弁となり、これを必要気
筒数分構成する。この回転軸式給気弁と回転軸式排気弁
とを、第３図のように、気筒頭燃焼室で向い合わせ回転
させることによって、より円滑、適確に給気と排気をお
こなわせる。

【０００５】

【作用】従来の４サイクル内燃機関に用いられた、カム
軸とスプリングの組み合せによる複雑な弁機構を採ら
ず、その弁機構の役割を回転軸式給気弁と回転軸式排気
弁との、２本の回転軸の回転をもって機能させるため、
給気弁および排気弁の開閉時期が、慣性抵抗をほとんど
受けることがなくなる。更に、気筒頭給気口部（１６）
および気筒頭排気口部（１７）は、従来式弁機構におけ
る、燃焼室内へ弁を押し開き、その隙間から給気および
排気をおこなう構造に比べ、燃焼室内の障害物となるも
のがないため、給気・排気抵抗をより少なく効率よいも
のとすることが出来る。尚、これらによって機関の構成
部品数は少なく簡単な構造とすることができ、機関の高
さも低くし得ることも可能となる。

【０００６】

【実施例】本発明は、第３図、第４図、第５図を参照す
ると、気筒頭に給気弁用回転軸（１）と排気弁用回転軸
（２）の、２本の回転軸を配し、給気弁用回転軸（１）
には、燃焼室（１５）に開く気筒頭給気口部（１６）と
通じることのできる回転軸給気部凹溝（３）、給気口
（１３）と通じることのできる給気口連絡用凹溝（４）
が形成され、回転軸式給気弁を構成し、排気弁用回転軸
（２）には、燃焼室（１５）に開く気筒頭排気口部（１
７）と通じることのできる回転軸排気部凹溝（５）、排
気口（１４）と通じることのてきる排気口連絡用凹溝
（６）が形成され、回転軸式排気弁を構成している。第
７図にて、回転軸式給気弁は、給気開始直前の状態であ
り、気筒頭給気口部（１６）は閉じられているが、同時
期の第８図では、給気口連絡用凹溝（４）は、給気口
（１３）に開いており、次の短い時間内初期での、大量
給気を得るための準備態勢をつくる。 第９図は、同回
転軸の給気終了直後の状態であり、気筒頭給気口部（１
６）は閉じられるため、同時期の第１０図のように、給
気口（１３）からの燃料供給もとめられる。 第１１図
にて、回転軸式排気弁は、排気開始直前の状態であり、
気筒頭排気口部（１７）は閉じられているが、同時期の
第１２図では、回転軸排気部凹溝（５）は、排気口連絡
用凹溝（６）と通じてはいるが、排気口（１４）へは開
いておらず、次の排気時間内初期での大量排気を抑え、
その効果により燃焼時間を長く保つことがてきる。 第
１３図は、同回転軸の排気終了直後の状態であり、気筒
頭排気口部（１７）は閉じられるため、同時期の第１４
図のように排気口（１４）への燃焼済み排気ガスの流出
もとめられる。構造の簡単な、この回転軸式給気弁と回
転軸式排気弁を用いた４サイクル内燃機関は、従来の複
雑なカム軸とスプリングの組み合せによる給気弁と排気
弁の開閉作動、給気・排気効率に較べ、より優れた、適
確な開閉作動、給気・排気効率が得られることを可能と
させる。

【０００７】

【発明の効果】この発明は、従来のカム軸とスプリング
の組み合せによる弁機構を一つにした効果をもつため、
慣性抵抗を極力抑えることができ、弁の開閉時期を最適
に得ることが可能となり、給気・排気効率も上がる。そ
のため、機関の高回転での運転が容易となり高い機関出
力も得られる。更に、構造が簡単となるためコストも小
さくでき、機関自体の高さも低く抑えることが可能とな
り得る。 尚、本発明の給気弁用回転軸（１）、排気弁
用回転軸（２）の材料に、金属以外の耐熱性に優れたフ
ァインセラミクスを使用することも十分に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の回転軸式給気弁の、一部斜透視断面
図である。

【図２】 本発明の回転軸式排気弁の、一部斜透視断面
図である。

【図３】 本発明実施の気筒部位の正面断面図である。

【図４】 本発明実施の給気口（１３）から排気口（１
４）までの正面断面図である。

【図５】 本発明を実施する内燃機関の、回転軸上部支
持盤（７）を除いた斜視断面図である。

【図６】 本発明実施の気筒頭内部上面の平面図であ
る。

【図７】 本発明実施の回転軸給気部凹溝（３）の正面
断面図である。

【図８】 本発明実施の給気口連絡用凹溝（４）の正面
断面図である。

【図９】 本発明実施の回転軸給気部凹溝（３）の正面
断面図である。

【図１０】本発明実施の給気口連絡用凹溝（４）の正面
断面図である。

【図１１】本発明実施の回転軸排気部凹溝（５）の正面
断面図である。

【図１２】本発明実施の排気口連絡用凹溝（６）の正面
断面図である。

【図１３】本発明実施の回転軸排気部凹溝（５）の正面
断面図である。

【図１４】本発明実施の排気口連絡用凹溝（６）の正面
断面図である。

【符号の説明】

１ 給気弁用回転軸 ２ 排気弁用回転軸 ３ 回
転軸給気部凹溝 ４ 給気口連絡用凹溝 ５ 回転軸排気部凹溝 ６ 排気口連絡用凹溝 ７ 回転軸上部支持盤 ８ 回転軸下部支持盤 ９ シリンダブロック １
０ ピストン １１ 点火柱 １２ 凹溝 １３ 給気口 １４
排気口 １５ 燃焼室 １６ 気筒頭給気口部 １７ 気筒
頭排気口部 １８ 点火柱用孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸側面に給気用の凹溝を形成した回
   転軸式給気弁
2. 【請求項２】 回転軸側面に排気用の凹溝を形成した回
   転軸式排気弁