JPS58128409A - スプール式吸，排気弁の駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本ｇａ＠は内燃機関のスプール式微、排気″ＩＩＰＫ関
する。

従来よ）へ１ｌａＩＩＩ＆関の獣、排気弁としては、ポ
ペツ）寿や、ある匹は常時一定速度で回転するととによ
）Ｉｍ焼＊ｏｍＭｔ行う回転弁等がある。

ところがポベツ）弁機構では、カム軸中、このカム輪に
クランク軸から一力伝達するための減速用ギヤ一群等が
必要Ｋｔｋ！Ｊ、構造が複雑で１重量画及びコスシーで
の負担が大きかった。ま九回転弁機構では、燃焼室０書
封、吸気及び排気０切換えを１回転弁の一定速度のＩＩ
転動作のみｋよって行うように＆りでいるのｆ１図転弁
０１１１転（３６Ｇ＠）０＠囲内で１回転角度の４を異
ならせて密封用肩壁、吸気用通路孔及び排気用通路孔等
をナベて回転＊に＠成する必要があ）、従って吸、＃気
通路用孔の大きさや位置、あるいは密封用周Ｉｌ！部分
の大龜さ等が大幅に規制されてしまい、四転弁の加工に
手間がかかつていた。

本発明は従来Ｏ上１ｉ３Ｄような不具合を解消すること
を目的としてお）、以下図ｍＫ基づいて本発明を説明す
る。

ｉＩ１図は本発明によるスプーに成獣、排気弁を備え＊
４量イタ〃ディーゼルエンジンの縦断面図であれこの第
１図において、１はエンジン本体であって、シリンダヤ
タッンタケース等からなっテ：［ｔｌ、ｃンジン本体１
Ｏ上側にはシリンダヘッド２が配置されている。３はピ
ストン、５はコネクテイングロツド、６はクランク軸で
あシ、タフンタ軸６は輪受１１を介して回転自在に本体
ＩＫ支承され、クランク軸６０本体外部分にはフッイネ
イーＡ／７が−えられている。

砥び出し、クランク軸６の駆動部室内部分には、ｆ′Ｐ
幼アーム駆ａ部としてカム４１２が形成されている。ま
たクランク軸６の＃ＫｔＩｋ躯室内部分室内部分協１ｉ
Ｎ＆）右端）は、軸受１５を介して駆動室壁１６に支承
されている。

作動アー五室１０にはアーム支持部１７が形成され、ア
ーム支持＠１７には水平な支軸ｌｅｋ介して略血直なｆ
ＩＰ動アーム１１１が振動自在に枢着されている１作−
アーム１１１Ｄ上端１１には長孔２０が形成され、ｃｏ
Ｊｊ孔２０には連結部材２２Ｕビン２１が係合し、４結
部材２２はスプール武技、排気弁Ｄスプール２３に連結
されている。スプ一つて、スプーに長さ方向には遍結醋
材２２と一体的に移動できるようになっている。

れ、長孔２５にはブロック体２７の水平なビン２６が係
合している。ブロック体２７はクランク軸６と平行なガ
イド孔２９を有し、ガイド孔２９に介してクランク軸６
と平行なスライドレール２８Ｋ。

タランク軸長さ方向摺動自在に６合している。ブロック
体２７０下端には下方へ突出するガイド体８０が垂直軸
回）囲動自在かつｍ落不能に枢着されてお）、ガイド体
３４［）下端面はカム溝１２０底面の形状に沿うように
＠１図Ｏ左側から見て円弧状に形成され、＠紀カム溝１
２に係合している。

燃料噴射ポンプ３１ｔｔ作鋤アーム１ｉａ３ｚＫ固着さ
れると共に、そｏｔｙＩｍ−ラド３１龜をクランク軸６
と平行ｅｃ＃ｍ７−ム室１０内に突出させてお）、一方
ブロック体２７１Ｄ作動ロッド−（第１図右＠）Ｋは、
作−ロッド３１１　ｆ：押−することができるポンプ作
動面２７ｋが形成されている。燃料噴射ポンプ３１ｔ！
高圧ｆ３３を介して噴射ノＸｋ’３４に接続されている
。

次にカム溝１２の形状及びスプール式吸、排気弁の構造
を詳しく説明する。カム溝１２１０ｇ１図Ｕ矢視展翻図
である第２図に示すように、カム溝よ １２は互いに軸方向に反対側へ張多出す円弧状の鋤ｌ路
３５とｍｚ路３６からなって′ｉ６ル、両路３５゜３６
の賜２図の端部Ａは、第１図ρＢ矢視方向に見てＸ字状
に交差している。即ち最初にガイド体３０が第２図の仮
想線の位置（略排気が始まる位置）に位置しているとす
ると、クランク軸６が第２図Ｏ矢印Ｆ方−に対応する回
転方向へ１回転する闇は、ガイド体３０は＠ｌ路３５ｉ
Ｃよって案内され、２回転目に入ると第１路３５から端
部Ａｉ辿って第２路ａ６に移〕、第２絡３６によってガ
イド体３０は案内される。即ちクランク軸６が２回転す
る間に、ガイド体３Ｑはタブンク軸員さ方向に沿って左
右（第１図の左右）に１度ずつ揺−し、元の位置へ戻る
ようになっている。

スプ武吸式吸、排気弁のスプー１４／２３は、シリンダ
ヘラ）″２θ弁孔３７に回動自在かつ軸方同移−自在に
嵌合してお９、スプーＩＶ　２３　Ｋはスプー＆２３と
直角な気体通路孔３８が形成されると共に、スプール長
さ方向に長い長円形状のスプール回動用ガイド溝３９が
形成されている。シリンダヘッド２に形成されている吸
気通路４５と排気通路４６は、８１図の■−厘断面部分
図である第３図に示すように、弁孔３７の円周方向に互
いＫｉｌｌＭｅｌｌてた位置で弁孔３７に開口しておル
、スプーＡ’２３ｔ−囲動及び輪方向に摺動することに
ょ９、両通路４５．４６の燃焼室４０に対する開閉と、
燃焼室４０の密封が行われるようＫｔｋっている。

即ちスプーＡ’２３に−長さ方向Ｋｍ動させて、第１図
のように通路孔３８′に吸、排気源Ｗ！ｒ４５．４６に
スプール長さ方向において一致させ、８３図の状態よ）
時計回）Ｋスプール２３を回動して通路孔３８を吸気通
路４５に合わせることＫよ〕、燃焼室４Ｑと吸気通路４
５とｔ遍通し、また第３図の状態より反時計回）Ｋスプ
ール２３を回動して通路孔３８を排気通路４６に合わせ
ることによシ、排気通路４６と燃焼室４Ｇとを連通する
。さらにスプール２：４を１１１図の状態から左側へ押
し込むことＫよシ、燃焼室４０を密封する。

スプー〜ｚｚｏｍ動鋤作は作動アーム１９によって行わ
れるが、スプーｊ＆’２３の回動＃ＩＩｆｐは、上鮎ス
プール回動用ガイＦｌｌ１３９及びこＯガイド溝３１に
上方から係合するガイド体４ｚを利用して行なわれる。

４１ちガイド体４２は垂直軸−〕回動自在かつ脱落不能
にシリンダヘッド２の上！に下向１１に支承されておや
、スプール２３が長ｉ方向に１往復する聞にガイドａｌ
１３９を第４図の矢印Ｆ方向へ１３１するようＫなって
いる。つｔ）スプーβ２３が箇１図の右方へ略最大限近
くまで引っ張られたとＩＫ、ガイド＃３９及びガイド体
４２の作Ｆ＠によ）スプーに２３は第３図の時計回）に
回動させられ、ま九スプール２３が箒１図の左方へ略最
大限近くまで押し込められたと１！には、スプ−ｋＷＺ
は１ｉ３１ｆｉｏ反時計８）に回―させられる。

にテーパー状に形成されてｉる。即ちエンジン停止時に
、ガイド体４２がガイド溝Ｎ９ＤスプーＶ長さ方向のい
ずれかＤｌｌｌ藻に保合していたとじても、エンジン再
起動には必ずガイド体４２がガイド溝３９上を矢印１方
向に動（ようになっている。

次に作用についてｉｇ５〜第５〜によ）筒単に説明する
。第ｓｍは吸気時、第６図は圧縮時、１１に７図は着火
、爆発時、第８図は排気時を示す、＊Ｓ図のように吸気
通路４ｓ＆び通路孔３８を介して吸気した後は、カム溝
１２０作用によ）作動アーム１９は第５図の位置から反
時計回にに回動し、スプーｆｉ／２３を矢印Ｄ１方向へ
押し込み、燃焼室４０、を１１ｉ６図りように密封する
。こＯとき燃焼室４０の圧縮が行なわれる。つづいて作
動アーム１９は第６図Ｏ位置からさらに反時計回）Ｋ＠
７＠Ｉｆ）位置まで回動し１作−画２７８　Ｋよ）噴射
ポンプ３１の作−−ツＦ　３１１１を押し、燃料を噴射
させ１着火。

爆発させる１着火、爆発行程０１１ｉＫスプー〜２３は
、ガイドｒＲ３１１の作用によ）鶴７図ＯＬ矢裡反時計
回）Ｋ回動する。爆発後、作動アームｌ−が１１７図Ｏ
位置から時計ＷＲＤＫ回動するととによ）。

スプーに２３をｌＩ８図Ｏ位置まで矢印り、方向へ引っ
張る。そして排気が行われる。排気後はガイメ＃ｌ５ｓ
ｏ作用によプスプーｖ２３が第８図のＥ矢視時計回シに
回動し、第５図の状態に戻る。なお１１１ｍ１第８図か
ら第５図の状態に移る間の状態を示す− 第９図は本発明Ｏ第１変形例を示してお〕、スプール２
３０往復摺動のみＫよって、燃ｔＩｌ室４ＱＯ密封、吸
気及び排気の切換えを行うようになっている。ｌｐち吸
気通路４５と排気通路４６とは。

スプール長さ方向に間隔を隔ててＴｊｌ成されてお夛、
またスプーｗ　２３　ｏ外周には環状の気体通路３８が
形成されている。１１９図は密封時、即ち圧縮。

爆発時の状態を示す、ただし１１９ｒｊｊＡのもＯにお
いて、吸気行程から圧縮行ａｈび爆発行程を経て排気行
程に切）換えるために１スプール２３を仮想線Ｏ位置か
ら左側へ移動させるときｋは、低速で移動させて中間＠
ｓｕｍ分で圧縮行程及び爆発行程用の密封時間を確保す
るようＫしている。また排気行程から吸気行程へ切ヤ換
えるためにスプール２３ｔ−仮想線Ｏ位置まで右側へ移
動させると亀には、早送に機構等によ）高速で移動させ
て密封時開が殆どで龜１にいようにしている。

第１０１１、ｆｌｌｎｏｂ図ｕ’＄２変屡ｆ４テＩｓり
、平板ＯＸプール２３ｔ−利用してお〕、平板スプーＡ
／２ｍＫ吸気用気体通路孔３８１＆と、排気用気体通路
孔３８ｋが形成されている０両通路孔３１Ｄ、　３８に
は、スプーに２３０Ｊｌｔｉｌ（＠１０ｂａｉ！ＩＤ左
右方向）Ｋ密封用壁部分の間隔Ｉを隔てて配置されると
共に、スプール長さ方向の中心線０（対して両＠に配置
されている。吸気通路４５及び排気通路４６は、ｌ１１
０に図の仮想線で示すように中心線ＯＫ対し直交する方
向り略−直線上に配置されている。第１０１，１ｌｌｏ
ｂ図のも１０４スプー、Ｉ＆／２３を往復摺動させるだ
けで密封、吸気及び排気を切）換えることができる。

九にしＩＩｅ図の場合と同様に、排気行程から吸気行程
に切〉換えるためにスプー＆２ａｔｉ！１０１図の状態
から左側へ移動させる場合には、早送）機構等くよ）高
速で移動嘱せ、密封時間が殆どで亀ないようにしている
。

第１１８．ＩＩ　ｌｌｂ図はＩ！３変浄例を示しチオ）
、吸気用スプール２３ｍと排気用スプール２３ｂの２本
の平行なスプーｙを利用している。即ち両スプーｐ２■
、２３ｂは連結板５１により連結されて一体的に摺動す
るようになっており、吸ｇ用スプーＡ／２３ａＫは環状
の吸気用気体通路３８ａが形成され、排気用スプーＩＷ
　２３ｂ　Ｋは環状の排気用気体通路３８ｂが形成され
ている０両通路３８！、　３８ｈｋｉスプーＶ長さ方向
く密封用周壁部分の間隔１を隔てて配置されてｉる。　
ｍ　１１ｍ、ＩＩ　１１ｂ図のものもスプーｋＩ３３１
゜２３ｂを往復摺動させるだけで、密封１ｇｋ気及び排
気を切）換えることができる。ｔた排気行程から吸気行
程に切す換えるためにスプーＩｋ１２３１．２３ｂｋ第
１１１図の状態から左側へ移動させる場合には、第９図
の場合と同様に早送シ機構等によ〕高速で移動させる。

以上説明したように本発明１ま、気体通路（気体通路孔
）３８を有するスプーＡ／２３を、シリンダヘッド２の
吸排気通路部分に軸方向摺動自在に値え、スプーＡ／２
３の摺動により少なくとも密封から排気へ０ｔｊＯ換え
及び吸気から密封へ０切換えを行うよう−にしているの
で、次のような利点がある。

軸や禽五軸減遍用ギヤ一群等が必要なくな）、構造が籠
単に１にる。従って重量を軽減することができると共に
、コストダウンで亀る。

また気体通路３８と密封Ｍｌ！、例えば＠１図Ｏスプー
＃！３０気体通路３８よ）右側部分を、スプール長さ方
向に沿って屓に並べて形成できるようｗ：ｔ）、即ち従
来の回転ＩＰｏように同一円周上Ｏ極めて限られ九＠Ｆ
ＩＭ　（３６０”）内に気体通路と密封用壁とを角度の
みを違えて形成する必要はなくな）、従って気体通路３
８等Ｏ正確な加工に手間がかからなくなる。壕九気体通
路３８等のスプール長さ方向における形成位置と、スプ
ーＡ／２３０ＩＩ動適度を変更するととくよ）、燃焼！
４０１２）ＩＩ閉時期を広＠ｉｌＫ、かつ簡単Ｋ１１１
１できるようＫなる利点もある。

さらにボペツシ弁等に比べて、スジ−４２３内に冷却水
通路を形成することも簡単である。

【図面の簡単な説明】

８１図は本発明によるスプール武吸、排気弁を備えた４
サイタにディーゼルエンジンＯＩＩ断面略図、ＩＩｚ図
はタフンタ軸の■矢視展開図、１１１３図は１１１図の
１−厘断＃ｉ部分図、第４図は第１図の１１断面拡大礪
分図、第５〜第８図はそれぞれ吸気時、圧縮時、着火、
爆発時及び排気時の状態を示すエンジンの縦断−略図、
８１９　、ＩＩ　１０ｍ、１１１１１１図はそれぞれ別
の変形例を示す縦断＃７ｉ躯分略図。 第１０に１１はｓ　ｔｏｎ図０Ｉ−Ｘ断面図、第１１４
図は第１１１図０１−１断面図である。２・−・シリン
ダヘッド、！３−・・スプーｙ１３８・・・気体通路−
（又は気体通路孔）、４５−・吸気通路、４６・・・排
気通路特ＩＩＩＦ出−人　ヤンマ−ディーゼル株式会社
４４ 第５図 第６図 竿７　図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気体通路を有すゐスプーＪＩｙをシリンダヘッドの獣、
   排気通路部分に軸方向摺−自在に値え、スプ−Ａ’０１
   １−によ）少なくとも燃焼室の密封から排気へＯ切換え
   及び吸気から密封への切換えを行うようにした仁とを特
   徴とするスプール式微、排気弁