JPS6251706A

JPS6251706A - 内燃機関の摺動弁のシ−ル構造

Info

Publication number: JPS6251706A
Application number: JP19229085A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Matsuura; 正明松浦; Masaharu Nakamori; 正治仲森; Mitsuru Ishikawa; 満石川; Kenichi Nakamura; 中村　憲市
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-06

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】（産業上の利用分野）本発明は内燃機関の摺動弁のシール構造に関する。

（従来技術及びその問題点）一般的な内燃機関の動弁系に使用されているポペットバ
ルブ（茸弁）は、そのシール性の良好なことから現在は
とんどの内燃機関に採用されている。しかしながら、ポ
ペットバルブは内燃機関のより以上の性能向上を図る場
合、燃焼室中に焼けた吸、排気弁が突出し、爆発（デト
ネーション）や早期点火（プレイグニツシヨン）の発生
を助長すること、弁軸、弁傘が開口中に存在するために
通気抵抗となり吸、排気効率を損なうこと、弁軸、弁傘
を有するために吸、排気通路は弁の近傍で彎曲され吸、
排気効率を損なうこと、弁軸により往復運動するために
運動方向に長いスペースを必要としエンジンが大型化す
ること及び弁の開閉は往復運動により成されるためにシ
ーテイング時（閉弁時）に衝撃音を発生する等の不具合
がある６そこで、ポペットバルブの欠点を解消するため
に、従来からスリーブ弁や回転弁が数多く提案されてお
り、特に、球弁、円筒弁、円錐弁、円盤弁等の摺動弁（
回転弁）が研究されている。

従来、第４図に示すように、エンジンのシリンダヘッド
４１内に穿設され、一端が燃焼室４２に連通開口する排
気（あるいは吸気）通路４３内に配設された摺動弁４４
は、弁体４５、シート部材（弁座）４６．４７及び弾撥
部材（シールスプリング）４８から成り、シールスプリ
ング４８のばね力によって前記シート部材４７を弁体４
５の摺動面に押圧している。しかしながら、シールスプ
リング４８は前記通路４３に臨んで露出しているため、
常時燃焼室４２からの燃焼ガスにさらされ。

そのため熱劣化が生じ、耐久性に欠けるという不具合が
あった。

（発明の目的）本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、摺動弁のシ
ールスプリングが燃焼室からの燃焼ガスに直接さらされ
ないようなシール構造とすることにより、シールスプリ
ングの熱劣化を防ぎ、耐久性の向上を図ることを目的と
する。

（発明の概要）上記目的を達成するために本発明においては、内燃機関
の燃焼室に臨む開口端が同心状の段差部をなして縮径す
る吸、排気通路に配設され、該通路を開閉する摺動面を
有する摺動弁体と、該吸、排気通路内且つ該摺動弁体の
該燃焼室側及び反燃焼室側に夫々配設され、該摺動弁体
に摺接するシート部材と、該燃焼室側のシート部材の開
口端と該通路の段差部との間に縮設され該摺動弁体に該
シート部材を押圧する弾撥部材とを備える内燃機関の摺
動弁のシール構造において、該燃焼室側のシート部材の
該燃焼室に臨む開口端を段差状に縮径させて該通路の縮
径する開口端に嵌挿させ、該弾撥部材を囲繞した構成と
するものである。

（発明の実施例）以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明に係る摺動弁のシール構造を適用した内
燃エンジンの要部を示し、内燃エンジン１のシリンダブ
ロック２にはシリンダヘッド３゜４が載置固定され、こ
れらのシリンダヘッド３゜４には、ピストン５の上端面
とシリンダヘッド３の凹部３ａとにより画成される燃焼
室６に開口し。

その開口端が同心状に段差部をなして縮径する排気通路
７及び吸気通路８が設けられ、これらの排気通路７及び
吸気通路８の燃焼室６側開ロ端に摺動弁例えば回転弁１
０及び２０が配設される。

回転弁１０．２０は例えば球弁で、回転弁１０は第１図
及び第２図に示すように、弁座（シート部材）１１，１
２、弁体１３、シールスプリング（弾撥部材）１４．ス
リーブ１８等で構成される。

この回転弁１０のシート部材１１．１２は夫々円盤状を
なし対向する各一端面には所定の曲率半径をなす球面状
の弁座面１１ａ、１２ａが窪んで設けられ、中央には排
気通路７の内径と同径の孔１１ｂ。

１２ｂが穿設されている。これらの各シート部材１１．
１２は耐熱性、耐摩耗性に優れた例えばセラミックスで
形成される。弁体１３は球体をなし。

その半径は前記弁座面１１ａ、１２ａの曲率半径と同一
に設定され、その外周面１３ａは各弁座面１１ａ、１２
ａに密着するようになされている。

この弁体１３の軸心には直径方向に排気通路７の内径と
同径の孔１３ｂが穿設されている。この弁体１３も耐熱
性及び耐摩耗性に優れた例えばセラミックスで形成され
る。

回転弁１０は第２図に示すようにシリンダヘッド３，４
内且つ排気通路７の燃焼室６側開目端に、シールスプリ
ング１４、シート部材１１、弁体１３及び弁座１２の順
に配設される。この装着状態において、弁体１３の外周
面１３ａはシールスプリング１４のばね力によりシート
部材１１．１２の各弁座面１１ａ、１２ａに回転可能に
摺接する。

弁体１３の孔１３ｂが排気通路７と直交したときに当該
通路７が弁体１３の側壁によって完全に閉塞され（第２
図ウニ点鎖線）、一致したときに排気通路７が完全に開
口される（第２図中実線）。

排気通路７の燃焼室６に臨んで開口する開口端は第２図
に示すように孔３ａよりも僅かに小径の同心状の孔３ａ
’　を成して形成されている。

一方、シート部材１１は孔３ａに嵌挿される大径部ｌｉ
ｅと、該大径部１１ｃと同心状をなし孔３ａ’に嵌挿さ
れる小径部１１０′とから成り、大径部１１ｃの上端面
は前述のように弁体１３と同じ曲率半径をなす弁座面１
１ａが窪んで設けられており、この弁座面１１ａの外周
縁は面取νがされている。この大径部１１Ｃの高さは前
記孔３ａの深さより僅かに低く設定されており、孔３ａ
内に嵌挿された状態において、当該孔３ａとシート部材
１１の対面端面及び小径部１１０′とによって環状の空
間３Ｃが形成される。

該環状の空間３Ｃ内には中空円盤状のシールスプリング
１４が嵌装されており、該スプリング１４の弾撥力によ
りシート部材１１を押上げ、弁体１３に摺接保持するよ
うにしている。これにより、シールスプリング１４はシ
ート部材１１の小径部１１０′によって排気通路７から
隔絶されるため、直接燃焼室６からの燃焼ガスにさらさ
れることはない。

シート部材１１は前述したようにセラミックスで形成さ
れるため、耐熱性良好で奔り、従ってシールスプリング
１４には当該シート部材１１による伝導熱が僅かに伝導
されるだけであり、熱劣化が防げ、その耐久性が向上す
る。

なお、孔３ａの開口端３ａ’　とシート部材１１の小径
部１１０′の下端との間には逃げ代用の空間が形成され
ている。

また、孔３ａの開口端３ａ’　を第２図中破線で示すよ
うに燃焼室６に直接連通させてもよく、このようにする
と孔３ａめ穿設が容易となる。

回転弁２０も第１図に示すように回転弁１０と全く同様
に構成され、前記シリンダヘッド３．４内且つ吸気通路
８の燃焼室６側開ロ端に配設される。

動弁機構３０は第３図に示すように例えばゼネバストッ
プ機構で構成され、主軸３１はシリンダヘッド３に回転
可能に軸支され、一端にはスプロケット３２が、他端に
は駆動車３３が固着されている。スプロケット３２とク
ランク軸の一端に固着されたスプロケット（いずれも図
示せず）との間にはチェーン３８が掛回され、スプロケ
ット３２と前記図示しないスプロケットとの歯数比は２
：１に設定されており、前記クランク軸の２回転に対し
て主軸３１が１回転する１回転軸３４．３６は夫々シリ
ンダヘッド３に回転可能に軸支され、各一端には被駆動
車３５．３７が固着され、各他端には回転弁１０，２０
の弁体１３，２３が固着される。回転軸３４，３６は各
弁体１３，２３に孔１３ｂ、２３ｂと直交する方向に固
着される６ゼネバストツプ機構３０の駆動車３３の一端
面周縁には２本のピン３３ａ、３３ｂが、他端面周縁に
もピン３３ｃ、３３ｄが夫々所定の間隔で植設されてい
る。一方、被駆動車３５．３７には夫々周方向に９０°
の等間隔をなして半径方向に４つの溝３５ａ、３７ａが
設けられている。これらの駆動車３３の各ピン３３ａ、
３３ｂは被駆動車３５の合溝３５ａに、ピン３３ｃ、３
３ｄは被駆動車３７の合溝３７ａに係合可能とされる。

駆動車３３が時計方向に回転し、ピン３３ａ〜３３ｄが
被駆動車３５，３７の溝３５ａ、３７ａと係合及び解除
を繰返すことにより、駆動車３３の２回転に対して被駆
動車３５．３７が夫々間歇的に４回休止（停止）して反
時計方向に１回転する。これにより、各回転弁１０．２
０の弁体１３゜２３は一方向（反時計方向）に間歇的に
回転され、排、吸気通路７，８を開、閉制御し、吸気行
程時には吸気通路８が開口して排気通路７が閉塞され、
圧縮・爆発行程時には排気通路７及び吸気通路８が共に
閉塞され、排気行程時には吸気通路８が閉塞して排気通
路７が開口されるようになっており、各行程時の効率を
向上させている。

（発明の効果）以上詳述した如く本発明によれば、内燃機関の燃焼室に
臨む開口端が同心状の段差部をなして縮径する吸、排気
通路に配設され、該通路を開閉する摺動面を有する摺動
弁体と、該吸、排気通路内且つ該摺動弁体の該燃焼室側
及び反燃焼室側に夫々配設され、該摺動弁体に摺接する
シート部材と。

該燃焼室側のシート部材の開口端と該通路の段差部との
間に縮設され該摺動弁体に該シート部材を押圧する弾撥
部材とを備える内燃機関の摺動弁のシール構造において
、該燃焼室側のシート部材の該燃焼室に臨む開口端を段
差状に縮径させて該通路の縮径する開口端に嵌挿させ、
該弾撥部材を囲繞したので、前記弾撥部材が燃焼室から
の燃焼ガスに直接さらされることがなく、この結果、当
該弾撥部材の熱劣化が防止され、耐久性の良好な内燃機
関の摺動弁のシール構造を提供することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る摺動弁のシール構造を適用した内
燃エンジンの要部縦断面図、第２図は第１図の要部拡大
図、第３図は動弁機構の一実施例を示す概略構成図、第
４図は従来例を示す断面図である。１・・・内燃エンジン、６・・・燃焼室、７・・・排気
通路、８・・・吸気通路、１０，２０・・・摺動弁、１
１，１２゜２１．２２・・・シート部材、１３．２３・
・・摺動弁体、１４・・・シールスプリング（弾撥部材
）。

Claims

【特許請求の範囲】

１、内燃機関の燃焼室に臨む開口端が同心状の段差部を
なして縮径する吸、排気通路に配設され、該通路を開閉
する摺動面を有する摺動弁体と、該吸、排気通路内且つ
該摺動弁体の該燃焼室側及び反燃焼室側に夫々配設され
、該摺動弁体に摺接するシート部材と、該燃焼室側のシ
ート部材の開口端と該通路の段差部との間に縮設され該
摺動弁体に該シート部材を押圧する弾撥部材とを備える
内燃機関の摺動弁のシール構造において、該燃焼室側の
シート部材の該燃焼室に臨む開口端を段差状に縮径させ
て該通路の縮径する開口端に嵌挿させ、該弾撥部材を囲
繞したことを特徴とする内燃機関の摺動弁のシール構造
。