JPS5910331Y2 - ロ−タリ−バルブを備える内燃機関 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はロータリーバルブを備える内燃機関の改良に関
するものである。

更に詳細には、ロータリーバルブの排気側外周上にスプ
ライン部を設け、これに内径部にスプライン部を設けた
軸支部材を兼ねる筒部を嵌装し、双方の間に軸方向へ放
射状に通路を設け、該通路を排気脈動の負圧に応動して
開閉するワンウエイバルブを介して大気に連通せしめ、
排気脈動によって冷却空気を上記通路に流し、ロータリ
ーバルブ排気側を冷起を効果的に行い、軸受その他の周
辺機器の熱からの保護を図ったロータリーバルブを備え
る内燃機関に関する。

内燃機関の吸・排気弁としてきのこ弁式の弁装置に代え
て回転体により燃焼室と吸・排気通路を開閉するロータ
リーバルプは従来から知られている。

この種のロータリーバルブは吸入側、排気側何れもシリ
ンダヘッドを兼ねるローターハウジングに回転自在に軸
受を介して支持され、バルブは高速回転する。

従って軸受は潤滑油を封入したりするタイプのものを用
いざるを得す、回転に伴う焼付を防止するためには軸受
による回転の円滑化を図らなければならない。

このようにバルブは軸受で支持されるが、この支持にさ
いし、吸入側は混合気の導入で冷却されるためバルブ及
びハウジングの冷却効果が得られるが、排気側は燃焼排
ガスにさらされるため極めて高温となり、ために軸受そ
の他の周辺機器も高温となり、潤滑油の劣化等を生じ、
軸受等の寿命、耐久性は低下し、ロータリーバルブの長
期に亘る円滑な運転は阻害される。

これは軸受のみでなく、排気側周辺機器を高温にさらす
こととなり、機能低下や寿命、耐久性低下をもたらす。

本考案者はロータリーバルブを備える内燃機関の排気部
の高温による上記問題を解決すべく本考案をなしたもの
である。

本考案の目的は、ロータリーバルブの排気部外周にスプ
ライン部を設け、これに内径部にスプライン部を形或し
た筒部材を嵌合してこの間に通路を設け、該通路に排気
脈動の負圧に応動して開閉するワンウエイバルブを介し
て冷却空気を導入するようにし、以ってロータリーバル
ブ排気部の冷却を図り、以上を簡単な通路構造で、解実
な軸受支持を行いつつ企図するようにした内燃機関を提
供する。

次に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述する
。

これにより本考案の更なる目的及び利点を明らかにする
。

第１図は内燃機関の縦断側面図、第２図は同正面図を示
す。

内燃機関１のシリンダブロック２のシリンダ２ａ内には
ピスＩ・ン３が摺動自在に嵌装され、ピストン３はコン
ロツド４を介して図示しないクランクシャフトに連結さ
れている。

シリンダブロック２上にはシリンダヘッドを兼ねるロー
ターハウジング５が組着され、ハウジング５にはシリン
ダ２ａの軸方向と直角方向にロータリーバルブ６の収納
円形空間５ａが形威されている。

ロータリーバルブ６は軸方向両端を開口した円筒状で、
内部に斜めの隔壁６ａを備えて図中左側の吸気通路Ａと
右側の排気通路Ｂに区画されている。

そしてバルブ６の隔壁６ａを備える外周には、同一円周
上に位相をズラせて上記各通路Ａ， Ｂと連通ずる吸・
排気口部７，８が設けられている。

一方、ハウジング５のシリンダヘッド部５ｂには燃焼室
Ｃと上記吸・排気口部７，８とを交互に連通せしめる開
口部９が設けられ、開口部９の上部には凹部９ａが設け
られ、この部分にセラミック等で或形したリング状シー
ル部材１０が摺動自在に嵌装されている。

シール部材１０の底と凹部９ａの底との間ににシールス
プリング１１が介装され、スプリング１１でシール部材
１０をバルブ６の吸・排気口部７，８を有する部分の外
周に弾圧し、開口部９との間をシールし、図中１２はス
プリング１１等を保護するポートガイドである。

ロータリーバルブ６の吸入通路部周壁６ｂの中間部には
スプロケット１３が設けられ、チェン１４を介してクラ
ンクシャフトで回転駆動されるとともに、これ６ｂの端
部外周はハウジング５の当該端部に設けたサイド力バー
１５の内径部に軸受１６−１を介して回転自在に支持さ
れる。

カバー１５は端部を延出して吸入管１５ａを構威し、吸
入管１５ ａは吸入通路Ａと連通し、図示しないキャブ
レター等の燃料供給装置がら混合気が供給され、図中１
７−１，１７−２は周壁６ｂの軸受１６−１外側に配設
したシール部材である。

又１７−３．１７−４は吸・排気口部７，８周辺の膨出
段部６ｃの軸方向両端に摺接するサイドシールである。

ハウジング５のバルブ６の排気通路Ｂ側端部にはサイド
力バー１８が設けられ、カバー１８には排気通路１８
ａが設けられ、図示しない排気系に接続される。

以上においてロータリーバルブ６の排気通路Ｂ側の周壁
６ｄ外周には第４図で示される如く軸方向端部迄スプラ
イン溝６ｅ・・・が放射状に形或され、一方、このスプ
ライン溝６ｅ・・・の部分の外周には内径部にスプライ
ン溝１９ ａ・・・を軸方向に放射状に形或したカラー
１９が嵌装される。

カラー１９の溝１９ ａ・・・は浅く、溝間の突部１９
ｂ・・・と周壁６ｄ外周のスプライン溝６ｅ・・・の
底６ｆとの間には軸方向への隙間よりなる通路Ｄ・・・
が放射状に形或されることとなる。

従って周壁６ｄ側の突起６ｇは他方の突起１９ｂよりも
突出量が大きい。

そしてカラー１９の軸方向内端部端面には上記溝１９
ａの突部１９ ｂ部分と切欠１９ Ｃ・・・が放射状に
径方向に形或されている。

このカラー１９の外周に軸受１６−２を嵌装してカラー
１９を含む排気側周壁６ｄをハウジング５内径部に支持
し、図示ではハウジング５のこの側の内壁５Ｃに装着し
たホルダ２０内径部に軸受１６−２のアウターを支持し
、インナーはカラー１９外周を支持する。

そしてホルダ２０の軸受１６−２前後にはオイルシール
１７−５，１７−６を介装し、ホルダ２０にはシリンダ
側の潤滑油通路２１−１．２１−２と接続する通路２０
ａ，２０ｂを備え、軸受１６−２に潤滑油を供給する。

ハウジング５の排気側の一部には内燃機関の排気脈動の
負圧を利用して開閉するリード弁等のワンウエイバルブ
２２を設置し、バルブ２２の通路２２ａは図示しないエ
アクリーナー装置等を介して大気に連通接続せしめる。

バルブ２２を取り付けたハウジング５には通路５ｄを設
け、この通路５ｄは分岐路５ｅを介してホルダ２０軸方
向内端面とサイドシール１７−４間に形或した隙間５ｆ
に連通接続され、隙間５ｆはカラー１９の端部切欠１９
Ｃと連通接続している。

又通路５ｄはハウジングに設けた軸方向通路５ｇに連通
接続され、この通路５ｇはサイド力バー１８に設けた通
路１８ ｂに連通接続される。

カバー１８のロータリーバルブ６の端面と向い合う内端
面にはこれの径より充分に径の大きい凹部１８ Ｃを形
威し、この凹部周壁の一部に通路１８ ｂ端を開口し、
凹部１８Ｃによりロータリーバルブ６の排気側端部局に
容積を有する空間Ｅを設ける。

そして凹部１８ ｂの中央部にはロータノーバルブ６の
排気側端部と略々同径の軸方向で排気排出方向へ雌テー
パー状に絞ったテーパー凹部よりなる広角部１８ ｄを
設け、これは排気通路１８ ａと接続する。

この広角部１８ｄはロータリーバルブ６の排気通路Ｂと
対向し、バルブ６の端部６ｈと広角部１８ｄを含むサイ
ド力バー１８の凹部１８ Ｃ内端面との間には隙間Ｆを
設ける。

以上において、４サイクル内燃機関の燃焼行程から排気
行程への移行時、両行程の干渉する燃焼行程最終期で排
気行程の開始時に排気口８と燃焼室Ｃの開口部９とは接
続し、排気通路Ｂ、１８ ａは一時的に負圧になり、そ
して排気行程の開始とともに正圧となり、圧力は高まる
。

従って排気は負圧、正圧と脈動し、排気行程毎にこれを
反復する。

この排気脈動において、これの負圧時には隙間Ｆを介し
てロータリーバルブ６の排気側周壁６ｄ外周にカラー１
９とのスプライン溝６ ｅ，１９ ａとの間に形或した
通路Ｄ、切欠１９Ｃ、通路５ｆ，５ｅ，２２ ａを介し
てこれが負圧はワンウエイバルブ２２に作用し、これを
開いて大気を導入する。

導入された大気は通路２２ａ， ５ｅ， ５ｆ，１９Ｃ
スプライン溝６ ｅ， １９ ａを形或される通路Ｄを
介して周壁６ｄ外周を流れ、これを冷却せしめる。

この冷却空気は排気側周壁６ｄ端部から隙間Ｆを介して
上記の広角部１８ｄに流れ、排気通路Ｂ内を流れる排気
と合流して排気通路１８ Ｈに流れ、合流して排気系か
ら排出される。

このように排気脈動を利用し、これの負圧でワンウェイ
トバルブ２２を開き、大気を吸入し、ロータリーバルブ
６の排気部周壁外周にスプライン部により形威した通路
Ｄに流し、これにより排気部は直接空気にさらされるこ
ととなり、効果的に冷却される。

実測値によれば、周壁６ｄの温度は５００゜Ｃ〜６００
゜Ｃであったが、上記により２００゜Ｃ〜３００’ Ｃ
低下した。

特にロータリーバルブの排気側の周壁にスプライン溝を
形威して冷却通路を構威し、内径スプライン溝を有する
カラー１９で軸受によりハウジングに支持したため、通
路を設けつつ、又穿孔等の加工を要することなく簡単に
通路を設けつつロータリーバルブの回転支持を確実に行
える。

そして通路Ｄと大気導入通路とはカラ一端部の切欠でな
され、特別の構造を必要としない。

特にスプライン溝で通路を形或したため、これが冷却フ
ィンとして機能し、高い放熱効果が得られ、冷却を効果
的に行うとともに、スプライン溝であるため周壁６ｄか
ら軸受１６−２への熱の移動がしにくいように周壁６ｄ
とカラー１９の接触面積を可及的に小さくでき、軸受１
６−２の熱影響を減少、抑制することができる。

尚通路を通った冷却後の空気は加熱され、これが排気系
へ導入されることにより二次空気として作用し、ＨＣ，
ＣＯ， ＮＯｘ等の排気エミツションの減少、抑制を
図ることができる。

以上で明らかな如く本考案によれば、ロータノーバルブ
の外周にスプライン溝を設け、これに内径部にスプライ
ン溝を有するカラーを嵌装して冷却通路を形或するよう
にしたため、空気は直接排気部に接してこれを冷却し、
効果的な冷却を図り、軸受等を熱から保護し、これの寿
命、耐久性を向上せしめ、ロータリーバルブの円滑な運
転を保障する。

特に本考案はロータリーバルブ排気部外周にスプライン
溝を形或し、内径部にスプライン溝を形或したカラーを
嵌装することにより通路を形威したため、通路の加工が
穿孔等を必要とせず、簡単に加工することができ、簡易
、且つ安価に得られる。

又スプライン溝で通路を形威したため冷却効果に優れ、
且つ軸受への熱伝導を抑制し得る他、カラーによって軸
受支持が確実になされ、ロータリーバルブの支持を変更
することなく上記を図ることができる。

以上の他空気の導入は排気脈動の負圧を利用してワンウ
エイバルブにより行うため特別のポンプ手段を必要とし
ない等本考案に従えばロータリーバルブに大幅な変更を
伴うことなく簡易に適用し得る等実用的効果頗る顕蓄で
ある。

【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図はロータ
リーバルブの縦断側面図、第２図は同正面図、第３図は
ロータリーバルブ排気側要部の拡大縦断側面図、第４図
は第３図４−４線断面図、第５図は筒部材端部の斜視図
である。 尚図面中１は内燃機関、６はロータリーバルブ、Ａは吸
気通路、Ｂは排気通路、Ｄは冷却空気通路、６ｅはスプ
ライン部、１９は筒部材、１９ ａはスプライン部、１
６−２は軸受、５はハウジング、２２はワンウエイバル
ブである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸・排気をロータリーバルブで制御するようにした内燃
   機関において、ロータリーバルブの排気側外周上にスプ
   ライン部を形或し、これの外周に内径部にスプライン部
   を形威した筒部材を嵌合して双方のスプライン部間に軸
   方向への通路を放射状に形戊するとともに、筒部材外周
   を軸受を介してハウジング側に支持し、前記通路に排気
   脈動の負圧に応動して開閉するワンウエイバルブを介し
   て大気からの冷却空気を導入するように構或したことを
   特徴とするロータリーバルブを備える内燃機関。