JPS609361Y2 - 内燃機関の吸排気弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の吸排気弁に関するものである。

内燃機関は、近時出力が増大し、それと共に機関シリン
ダ内燃焼室の熱負荷が大きくなり、さらに、益々粗悪燃
料油が使用される傾向により、シリンダ内の排気ガスが
高温になるとともに腐食性が増加してきている。

そのため、機関の吸排気弁等の材料として、従来の金属
材料では限界に近くなっている。

そこで耐熱性、耐食性に優れたセラミック材料の使用が
考えられるが、セラミック材は耐衝撃性に劣るため、衝
撃的な作動を伴う従来構造の往復式茸弁では耐久性の点
で使用できない。

また、従来形状の吸排気弁では、吸排気ポートの面積を
大きくとるために４弁式を採用しているが、それ以上面
積を増加することは困難である。

本考案は、上記に鑑みなされたもので吸排気弁材料とし
てセラミック材を使用し、弁形状をロークリバルブ構造
として、セラミックの弱点である耐衝撃性を補い、耐熱
性、耐食性を有し、かつ吸排気ポートの形が自由で、ポ
ート面積の大きくとれる吸排気弁を提供することを目的
とする。

以下、本考案を図面を参照して説明する。

第１図、第２図は、セラミック製吸排気ロータリバルブ
の一般構造を示し、１はシリンダヘッドで、下面にシリ
ンダ２内の燃焼室２ａに向かって開口する一対の吸気開
口部３，３および一対の排気開口部４，４を有している
。

該一対の吸気開口部３，３は、シリンダヘッド１の前面
５に設けられた一つの吸気ロアに、吸気通路８で連通し
、一対の排気開口部４，４は、シリンダヘッド１の後面
６に設けられた一つの排気口９に排気通路１゜で連通し
ている。

１１．１２はシリンダヘッド１に貫通してあけた円筒形
の吸気バルブ孔と排気バルブ孔で、それぞれ、吸気通路
８および排気通路１０の下部の燃焼室への開口部の近く
に、すなわち前記吸気開口部３，３および排気開口部４
，４の上方位置において、該一対の吸気開口部３，３の
中心を結ぶ方向および一対の排気開口部４，４の中心を
結ぶ方向に前記吸気通路８および排気通路１０を横切っ
ており、かつ機関クランク軸（図示せず）と平行な方向
に設けられている。

該吸気バルブ孔１１には吸気ロータリバルブ１３が挿入
され、また排気バルブ孔１２には排気ロータリバルブ１
５が挿入され、シリンダヘッド１の両側端に、はめこま
れた軸受１７，１７，１８，１８でそれぞれ回転自在に
軸支されている。

前記ロータリバルブ１３．１５は５ｉ３Ｎ１等のセラミ
ックで製作されているため、それらの外径と吸拝気バル
ブ孔１１，１２の内径との間隙は、通常の１へ程度にと
ることができる。

吸気ロータリバルブ１３、排気ロータリバルブ１５には
、シリンダヘッド１の一対の吸気開口部３，３および一
対の排気開口部４，４に対面する位置に、それぞれ吸気
孔１４．１４、および排気孔１６，１６があけられてい
る。

多シリンダ機関の各シリンダヘッド１の各吸気ロータリ
バルブ１３、および排気ロータリバルブ１５はそれぞれ
隣接するもの同志が相互にカップリング２０．２１で連
結され一直線状に配置されている。

第１シリンダヘツド１ａの吸気ロータリバルブ１３の第
１図における左端には、歯車２２が固定され、また第１
シリンダヘツド１ａの排気ロータリバルブ１５の第１図
における左端には、前記歯車２２と噛み合う 同一径の
歯車２３が固定して設けられている。

前記歯車２２は、機関クランク軸（図示せず）の一端に
設けられたクランク軸歯車２５により、中間歯車２６．
２７を介してｌ／４に減速されて回転するように構成さ
れている。

機関の吸、排気工程のロータリバルブ１３．１５の開閉
タイミングは歯車２２，２３，２５．２６，２７の噛み
合わせ位置、および、吸排気開口部３，４と組み合わさ
れる吸排気ロークリバルブ１３．１５の吸気孔１４と排
気孔１６の形状によって決定され、各シリンダヘッドの
ロータリバルブ間の微調整は各カップリング２０．２１
によって行うことができる。

第３図と第４図は、この考案の一実施例を示すもので、
機械クランク軸と直角方向に、すなわちシリンダヘッド
１の前後方向ないしは吸排気口の開口方向（第３図の上
下方向）に設けた吸排気バルブ孔に吸排気ロータリバル
ブ１３ａ、１５ａを回動自在に挿入し、また該吸排気ロ
ークリバルブ１３ａ、１５ａの吸排気孔１４，１６の形
状を長方形にしたものである。

上記吸排気ロークリバルブ１３ａ、１５ａは、前記−殻
構造の吸排気ロータリバルブと同様な材質で製作され、
かつ同様な嵌合間隙をもって吸排気バルブ孔に挿入され
ている。

さらに上記吸排気ロータリバルブの駆動装置は各シリン
ダ毎に設けられている。

すなわち吸気ロータリバルブ１３ａ１排気ロータリバル
ブ１５ａの前端には、互に噛み合う同一径の歯車３０゜
３１が固定され、更に歯車３１の前面に小歯車３２が固
定されており、この小歯車３２に噛み合うセクタ歯車３
３がシリンダヘッド１′の左端部に固定された軸３４に
回動自在に軸支されている。

押棒３６の上部工又部３７に前記セクタ歯車３３の突出
したアーム３５の先端部がピン３８で回動自在に固定さ
れており、押棒３６の下端部には、ローラ４１を回動自
在に保持したローラホルダー４０が固定されている。

該ローラホルダー４０は、機関クランクケースＨに取付
けられたローラガイド４２に、はめこまれて、その内面
を摺動するようになっている。

４５はローラホルダー４０の上面を押圧するように、ロ
ーラガイド４２の内部に設けられた、ばねで、その押圧
力によりローラ４１が、カム軸４４に固定されたカム４
３の輪郭に当接している。

本考案は、上記の構成を有し、機関クランク軸の回転に
より、ガム軸４４が回転しカム４３の輪郭に沿ってロー
ラ４１が、ばね４５を押圧しなから押棒３６を押上げ、
また、ばね４５の押圧力によって押棒３６を下降させる
。

この作動によりセクタ歯車３３が角度θの間を揺動して
、小歯車３２を介して、歯車３０．３１を往復回動させ
、吸気ロータリバルブ１３ａおよび、排気ロータリバル
ブ１５ａを揺動回転させて吸排気作動を行わせる。

上記のように本考案の吸排気弁な、材質をセラミック材
とし、かつその形状をロータリ構造としたので、耐熱性
、耐食性、耐摩耗性に優れ、熱膨張や熱変形が少いため
にシリンダヘッドのロータリバルブ挿入穴とバルブ本体
との間隙を従来の１７楊度にすることができるので、従
来の弁で問題のあった燃焼ガスの吹抜や堆積物、未燃物
の固着を防止することができる。

またシリンダヘッドにおける吸排気通路のシリンダ燃焼
室に臨む開口部の形状は従来は円径に限られていたため
に、４弁弐等を採用して弁面積を大きくとるようにして
いたが、本考案の吸排気弁では上記開口部を任意の形状
にすることができるので、吸排気通路面積を従来のもの
より大きくとることができる。

さらに弁の開閉作動は往復揺動回転で行われるために、
その弁開閉駆動装置は、茸弁をカム軸により作動する従
来の弁開閉駆動装置と同様な配置構造をとることができ
、しかもその構造が簡単であって、設計がきわめて容易
にできる長所がある。

また、上記弁開閉装置は各シリンダヘッド毎に設けられ
るので、吸排気ロータリバルブの開閉タイミングをカム
軸に取付けられるカムの輪郭の設定により、各シリンダ
毎に適切に調整できる利点もある。

また従来のように、ガス圧に抗して燃焼室内へ弁が開く
構成でないので、ロッカアームによる衝撃や、弁シート
に衝突する衝撃がないために耐久性の点において有利で
ある等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はセラミック製吸排気ロータリバルブの
一般構造の平断面図、第２図は同横断面図、第３図は本
考案の一実施例を示す断面図、第４図は同一部を断面で
示した側面図である。 １・・・シリンダヘッド、１３ａ・・・・・・吸気ロー
タリバルブ、１５ａ・・・・・・排気ロータリバルブ、
３ｏ。 ３１・・・・・・歯車、３３・・・・・・セクタ歯車、
３６・・・・・・押棒、４３−−−−−−カム、４４・
・・・・・カム軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関のシリンダヘッドに、該内燃機関の燃焼室より
   シリンダの外部へ連通する吸気通路および排気通路を設
   けると共に、該吸気通路と排気通路をそれぞれ別個にか
   つ内燃機関のクランク軸と直角な方向に貫通する円筒形
   の吸排気バルブ孔を設け、該吸排気バルブ孔にセラミッ
   ク材よりなる円筒形の吸気ロータリバルブおよび排気ロ
   ータリバルブをそれぞれ回転自在に嵌合させ、さらに、
   上記吸気ロータリバルブと排気ロータリバルブは各軸端
   に互に噛合う同一径の歯車を有し、上記吸排気ロータリ
   バルブのいずれか一方は内燃機関のクランク軸に連動す
   るカム軸のカムに押動される押棒の往復動に連繋して回
   動されるように構成されて成ることを特徴とする内燃機
   関の吸排気弁。