JPS6278413A - 内燃機関の回転弁装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の回転弁装置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 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殆
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、燃焼室中に焼けた排気弁が臨み爆
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）に衝撃音を発する等の
不具合がある。

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、円盤弁等の回転弁が研究されて
いる。

しかしながら、現在迄に提案されている回転弁において
は第５図のように球状の弁体１に貫通孔２を形成し、こ
の貫通孔２を除く周面が摺動面３となされていた。

このように構成された回転弁Ａは、吸、排気通路５の回
転弁収容部６の上、下側のシート部材７゜８に前記摺動
面３を摺接させて当該シート部材７゜８により回転可能
に保持されている。

この回転弁Ａは図示しない間歇駆動手段によって間歇的
に回転されるものであるが、この回転弁Ａが回転されて
開弁状態になると例えば吸気通路中の燃料は第６図中矢
印に示すように回転弁Ａの貫通孔２を通って燃焼室４に
流入するが燃料は貫通孔２がなす開口部分のみを流れ有
効開口面積は貫通孔２６開口部分であるために小さいも
のとなり、吸入流量が制限されて出力向上が望めなかっ
た。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、回転弁の開弁状態時に貫通孔の
みでなく回転弁の側方にこの回転弁の上流側と下流側と
をつなぐバイパス通路を形成して開弁時の有効開口面積
を大きくし燃料の吸入流量の増大を図り出力向上を図る
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明に係る内燃機関の回
転弁装置は、内燃機関の燃焼室に連通ずる吸、排気通路
に夫々各別に配設されてこれらの各通路を閉塞する摺動
面と開口する貫通孔とを有する回転弁と、各回転弁を間
歇的に転勤させる動弁機構と、吸、排気通路の回転弁の
上、下流の少なくとも一方に設けられて回転弁の摺動面
に摺接するシート部材とを備えた内燃機関の回転弁装置
において、前記回転弁の摺動面を除く周面に、当該回転
弁が回転して開弁状態になるとシート部材との間に回転
弁の上流側と下流側とを連通ずる開口部を形成する切欠
部を設けて構成しである。

（作用） そして、動弁機構の作動によって回転弁を転勤し開弁状
態になると回転弁の切欠部によりシート部材と回転弁と
の間に開口部を形成して回転弁の上流側と下流側とを結
ぶバイパス通路を形成し、燃料を回転弁の貫通孔のみな
らずバイパス通路を経て燃焼室に流入させるようにしで
ある。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図を基にして説
明する。

第１図は本発明に係る回転弁装置を適用した内燃エンジ
ンの要部を示し、内燃エンジン１０のシリンダブロック
１１にはシリンダヘッド１２，１３が載置固定してあり
、これらシリンダヘッド１２゜１３にはピストン１４の
上端面とシリンダヘッド１２の凹部１２ａとにより画成
される燃焼室１５に開口する吸気通路１６及び排気通路
１７が設けである。吸、排気通路１６．１７の燃焼室１
５側近くには回転弁収容部１８が設けてあり、この回転
弁収容部１８の上、下端部にシート装着部１９゜２０が
形成してあり、上側のシート装着部１９にはリング状の
上側のシート部材２１が装着してあり、また下側のシー
ト装着部２０には下側のシート部材２２が装着しである
。上側のシート部材２１の下面は凹球面状シート面２１
ａとなっており、下側のシート部材２２の上面は凹球面
状シート面２２ａとなっている。

そして、前記回転弁収容部１８内には前記シート部材２
１．２２に回転可能に保持されて回転弁２３が収容しで
ある。回転弁２３は球状の弁本体２４を備えており、弁
本体２４にはこれの中心を通る貫通孔２５が形成してあ
り、弁本体２４の貫通孔２５の軸線に対して直角方向の
互いに対向する部分は切欠されて平坦面状の切欠部２６
が形成してあり、また、弁本体２４の前記貫通孔２５の
軸線に対して直角方向で且つ切欠部２６と９０度位相を
ずらした部分には連結部２７が形成してあり、弁本体２
４の貫通孔２５、切欠部２６及び連結部２７を除いた周
面が摺動面２４ａとなっている。

′したがって、回転弁２３はその摺動面２４ａを前記シ
ート部材２１．２２のシート面２１ａ、２２ａに摺接さ
せてシート部材２１．２２により保持されている。

回転弁２３はその連結部２７でオルダム継手２８を介し
て動弁機構３０の駆動軸２９に連結されている。また、
回転弁２３同士はオルダム継手３１により連結されてい
る。

動弁機構３０は第３図及び第４図に示すように前記駆動
軸２９を備えており、駆動軸２９にはセグメントギヤ３
２が固設してあり、このセグメントギヤ３２は、ロッカ
アーム３３のセグメントギヤ３４に噛合している。ロッ
カアーム３３は支軸３５を支点に揺動するものであり、
ロッカアーム３３のカム面３６はカム３７に外接してい
る。またロッカアーム３３のカム面３６とは反対側の当
接部３８にはリターンスプリング３９によりロッカアー
ム３３側に付勢された当接部材４０が当接している。カ
ム３７はクランクシャフトからチェーン又はギヤ列によ
って駆動されるものである。

次に作動を説明する。カム３７の回転によりこれに外接
するロッカアーム３３が揺動運動を行なう。セグメント
ギヤ３２はロッカアーム３３に設けられたセグメントギ
ヤ３４の揺動運動に対して９０度の揺動運動を行なうよ
うにしてあり、このセグメントギヤ３２の揺動により駆
動軸２９を介して回転弁２３が間歇的に揺動回転を行な
う。

この回転弁２３の揺動回転により開弁状態になると回転
弁２３の貫通孔２５が吸気通路１６に連通ずると共に回
転弁２３の切欠部２６が上、下側のシート部材２１．２
２のシート面２１ａ、２２ａに対向するようになって両
者間に開口部Ｓｌ、Ｓ２が生じ、開口部Ｓ１が回転弁収
容部１８の壁面１８ａと回転弁２３との間の空間Ｓ３を
介して開口部ｓ２に通じるバイパス通路４１が形成され
る。

したがって、吸気通路１６を流れる燃料は回転弁２３の
貫通孔２５のみならずバイパス通路４１をも第２図に矢
印で示すように流れて燃焼室１５に入る。

尚、本実施例において動弁機構３０としてカム式の動弁
機構を使用した場合について記述したがこれに限るもの
ではなくゼネバストップ機構を用いてもよい。

また本実施例においては、バイパス通路４１の形成にあ
たって回転弁収容部１８の壁面１８ａを広げることによ
り、この壁面１８ａと回転弁２３との間に空間Ｓ３を形
成したが前記壁面１８ａを広げることなく壁面１８ａに
溝を形成しその空間Ｓ３を形成してもよい。

更に、回転弁側にその開弁時に該回転弁の上、下流側を
連通ずる開口部形成用の切欠部を設けたがこの切欠部と
共に、シリンダヘッド側にも回転弁の開弁時に該回転弁
の上、下流側を連通ずる凹部を設けることにより、更に
流れ易くしてもよい。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係る内燃機関の回転弁装
置は、内燃機関の燃焼室に連通ずる吸、排気通路に夫々
各別に配設されてこれらの各通路を閉塞する摺動面と開
口する貫通孔とを有する回転弁と、各回転弁を間歇的に
転勤させる動弁機構と、吸、排気通路の回転弁の上、下
流の少なくとも一方に設けられて回転弁の摺動面に摺接
するシート部材とを備えた内燃機関の回転弁装置におい
て、前記回転弁の摺動面を除く周面に、当該回転弁が回
転して開弁状態になるとシート部材との間に回転弁の上
流側と下流側とを連通ずる開口部を形成する切欠部を設
けたことを特徴とするものである。

したがって、動弁機構の作動によって回転弁が転勤し開
弁状態になると回転弁の切欠部によりシート部材と回転
弁の周面との間に開口部が形成されて、回転弁の上流側
と下流側とを結ぶバイパス通路が形成されるので、吸気
通路の燃料は回転弁の貫通孔のみならずバイパス通路を
通って燃焼室に入ることになり、開弁時の有効開口面積
を大きくすることができて燃料の吸入流量の増加が可能
になり出力向上を図ることができる。

また、回転弁に切欠部を設けたので、この回転弁が軽く
なって慣性重量が低減し、高速追従性が向上する。特に
、間歇運動の場合は加速度変化が激しいため、この高速
追従性の向上は有効なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転弁装置を備えた内燃機関の要
部の縦断面図、第２図は本発明の一実施例、の縦断面図
、第３図は動弁機構の斜視図、第４図は同ロッカアーム
及びリターンスプリング部分の構成説明図、第５図は従
来の内燃機関の回転弁装置の縦断面図、第６図は同作用
説明図である。 ２１．２２・・・シート部材、２３・・・回転弁、３０
・・・動弁機構。 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　　弁理士　渡　部　敏　彦 事１贋 棄２図 劣５図　　　　　　　　業６ｍ Δ 手続補正書（自発） 昭和６１年１２月２６日 昭和６０年特許願第２１６３８８号 ２、Ｒ明の名称 内燃機関の回転弁装置 ３、補正をする者 代表者　久　米　是　志 ４、代理人 （１）明細書（全文） 明細書 １、発明の名称 内燃機関の回転弁装置 ２、特許請求の範囲 ■、　内燃機関の燃焼室に連通ずる吸、排気通路公少奏
人上玉二方４ｊＭ己設されてこれらｑ別路を閉塞する摺
動面及びこれらの通　を開口する貫通Ｕ有する回転弁と
、■回転弁を間歇的に転勤させる動弁機構と、前足回転
弁の上、下流の少なくとも一方に設けられて雄回転弁の
摺動面に摺接するシート部材とを備えた内燃機関の回転
弁装置において、前記回転弁の摺動面を除く周面に、当
該回転弁だ閉弁状態になると班≧シート部材との間に雄
回転弁の上流側と下流側とを連通ずる開口部を形成する
切欠部を設けたことを特徴とする内燃機関の回転弁装置
。 ３、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回転弁装置に関するものである。 （従来技術とその問題点） 一般的な内燃機関の動弁系に使用されているボペ゛ノド
バルブ（茸弁）は、そのシール性の良好なことから、現
在殆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性能向上を
図る場合、燃焼室内に焼けた排気弁が臨み、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、弁軸及び弁傘が開口部内に存在するた
めに通気抵抗となり、吸、排気効率を損うこと、弁軸及
び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↑Ｄ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
発する等の不具合がある。 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（提案されており、特に
、球弁、円筒弁、円錐弁、円盤弁等の回転弁が研究され
ている。 しかしながら、現在名に提案されている回転弁において
は、第５図のように球状の弁体ｌに貫通孔２を形成し、
この貫通孔２を除く周面が摺動面３となされていた。 このように構成された回転弁Ａは、吸、排気通路５の回
転弁収容部６の上、下側のシート部材７．８に前記摺動
面３を摺接させて、当該シート部材７．８により回転可
能に保持されている。 この回転弁Ａは、図示しない間歇駆動手段によって間歇
的に回転されるものであるが、この回転弁Ａが回転され
て開弁状態になると、例えば吸気通路内の燃料は第６図
中矢印に示すように、回転弁Ａの貫通孔２を通って燃焼
室４に流入するが、燃料は貫通孔２がなす開口部分のみ
を流れ、有効開口面積は貫通孔２の開口部分であるため
に小さいものとなり、吸入量が制限されて出力向上が望
めなかった。 （発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、回転弁が開弁状態になった時に
、貫通孔のみでなく回転弁の側方に、この回転弁の上流
側と下流側とをつなぐバイパス通路を形成して、開弁時
の有効開口面積を大きくし、燃料の吸入量の増大を図り
出力向上を図ることにある。 （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明に係る内燃機関の回
転弁装置は、内燃機関の燃焼室に連通ずる吸、排気通路
の少なくとも一方に配設されてこれらの通路を閉塞する
摺動面及びこれら通路を開口する貫通孔を有する回転弁
と、該回転弁を間歇的に転動させる動弁機構と、前記回
転弁の上、下流の少なくとも一方に設けられて該回転弁
の摺動面に摺接するシート部材とを備えた内燃機関の回
転弁装置において、前記回転弁の摺動面を除く周面に、
当該回転弁が開弁状態になると前記シート部材との間に
該回転弁の上流側と下流側とを連通ずる開口部を形成す
る切欠部を設けて構成しである。 （作用） そして、動弁機構の作動によって回転弁が開す状態にな
ると、燃料が回転弁の貫通孔のみならず、シート部材と
回転弁との間の開口部を介して燃焼室に流入する。 （実施例） 以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図を基にして説
明する。 第１図は本発明に係る回転弁装置を適用した内燃機関の
要部を示し、同図中１０は内燃機関で、そのシリンダブ
ロック１１には、シリンダへ・ノド１２．１３が載置固
定してあり、これらシリンダヘッド１２．１３には、吸
気通路１６及び排気通路１７が設けてあり、これら吸、
排気通路１６．１７は、ピストン１４の上端面と前記シ
リンダヘッド１２の凹部１２ａとにより画成される燃焼
室１５に開口している。前記吸、排気通路１６．１７の
燃焼室１５側近くには回転弁収容部１８が設けである。 この回転弁収容部１８の上、下端部にシート装着部１９
．２０が形成してあり、上側のシート装着部１９にはリ
ング状の上側のシート部材２１が、また、下側のシート
装着部２０には下側のシート部材２２がそれぞれ装着し
である。前記上側のシート部材２１の下面は凹球面状シ
ート面２１ａとなっている。また、前記下側のシート部
材２２の上面は凹球面状シート面２２ａとなっている。 前記回転弁収容部１８内には回転弁２３が、前記シート
部材２１．２２に回転可能に保持して収容しである。該
回転弁２３は球状の弁本体２４を備えており、該弁本体
２４には、その中心を通る貫通孔２５が形成しである。 該弁本体２４の貫通孔２５の軸線に対して直角方向の互
いに対向する部分には、平坦面状の切欠部２６が形成し
である。 前記弁本体２４の前記貫通孔２５の軸線に対して直角方
向で且つ前記切欠部２６と９０度位相をずらした部分に
は、連結部２７が形成しである。前記弁本体２４の貫通
孔２５、切欠部２６及び連結部２７を除いた周面が摺動
面２４ａとなっている。 前記回転弁２３は、その摺動面２４ａを前記シート部材
２１，２２０シ一ト面２１ａ、２２ａに摺接させて、こ
れらシート部材２１．２２により保持されている。前記
回転弁２３は、その連結部２７がオルダム継手２８を介
して動弁機構３０の駆動軸２９に連結されている。また
、前記両回軸弁２３同士は、第２のオルダム継手３１に
より互いに連結されている。前記動弁機構３０は、第３
図及び第４図に示すように前記駆動軸２９を備えており
、該駆動軸２９にはセグメントギヤ３２が固設してあり
、このセグメントギヤ３２は、ロッカアーム３３のセグ
メントギヤ３４に噛合している。該ロッカアーム３３は
支軸３５を支点に揺動するものであり、該ロッカアーム
３３のカム面３６はカム３７に外接している。前記ロッ
カアーム３３のカム面３６とは反対側の当接部３８には
、当接部材４０が当接しており、該当接部材４ｏはリタ
ーンスプリング３９により前記ロッカアーム３３側に付
勢されている。前記カム３７には、クランクシャフトか
らチェーン又はギヤ列を介して動力伝達されるものであ
る。 次に作動を説明する。カム３７の回転により、これに外
接する口・７カアーム３３が揺動運動を行なう。セグメ
ントギヤ３２はロッカアーム３３に設けられたセグメン
トギヤ３４の揺動運動に対して９０度の揺動運動を行な
うようにしてあり、このセグメントギヤ３２の揺動によ
り、駆動軸２９を介して回転弁２３が間歇的に揺動回転
を行なう。 この回転弁２３の揺動回転により開弁状態になると、回
転弁２３の貫通孔２５が吸気通路１６に連通ずると共に
、回転弁２３の切欠部２６が上、下側のシート部材２１
．２２のシート面２１ａ、２２ａに対向するようになっ
て、両者間に開口部Ｓ１．、Ｓ２が生じ、開口部Ｓ１が
回転弁収容部１８の壁面１８ａと回転弁２３との間の空
間Ｓ３を介して開口部Ｓ２に通じることによってバイパ
ス通路４１が形成される。 したがって、吸気通路１６を流れる燃料は、回転弁２３
の貫通孔２５のみならず、第２図に矢印で示すようにバ
イパス通路４１をも流れて燃焼室１５に入る。 尚、本実施例において動弁機構３０としてカム式の動弁
機構を使用した場合について記述したが、これに限るも
のではなく、ゼネバストップ機構を用いてもよい。 また、本実施例においては、バイパス通路４１の形成に
あたって、回転弁収容部１８の壁面１８ａを広げること
により、この壁面１８ａと回転弁２３との間に空間Ｓ−
１を形成したが、前記壁面１８ａを広げることなく壁面
１８ａに溝を形成することにより空間Ｓ３を形成しても
よい。 更に、回転弁側にその開弁時に該回転弁の上、下流側を
連通ずる開口部形成用の切欠部を設けたが、この切欠部
と共に、シリンダヘッド側にも回転弁の開弁時に該回転
弁の上、下流側を連通ずる凹部を設けることにより、更
に、燃料を流れ易くしてもよい。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係る内燃機関の回転弁装
置は、回転弁の摺動面を除く円面に、当該回転弁が回転
して開弁状態になるとシート部材との間に回転弁の上流
側と下流側とを連通ずる開口部を形成する切欠部を設け
たことを特徴とするものである。 したがって、動弁機構の作動によって回転弁開弁、状態
になると、回転弁の切欠部によりシート部材と回転弁の
円面との間に開口部が形成されて、回転弁の上流側と下
流側とを結ぶバイパス通路が形成されるので、吸気通路
の燃料は回転弁の貫通孔のみならず、バイパス通路を通
って燃焼室に入ることになり、開弁時の有効開口面積を
大きくすることができて、燃料の吸入流量の増加が可能
になり、出力向上を図ることができる。 また、回転弁に切欠部を設けたので、この回転弁が軽く
なって慣性重量が低減し、高速追従性が向上する。特に
、間歇運動の場合は加速度変化が激しいため、この高速
追従性の向上は有効なものとなる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明に係る回転弁装置を備えた内燃機関の要
部の縦断面図、第２図は本発明の一実施例の縦断面図、
第３図は動弁機構の斜視図、第４図は同ロッカアーム及
びリターンスプリング部分の構成説明図、第５図は従来
の内燃機関の回転弁装置の縦断面図、第６図は同作用説
明図である。 １０・・・内燃機関、１５・・・燃焼室、１６・・・吸
気通路、１７・・・排気通路、２１．２２・・・シート
部材、２３・・・回転弁、２４ａ・・・摺動面、２６・
・・切欠部、３０・・・動弁機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関の燃焼室に連通する吸、排気通路に夫々各
   別に配設されてこれらの各通路を閉塞する摺動面と開口
   する貫通孔とを有する回転弁と、各回転弁を間歇的に転
   動させる動弁機構と、吸、排気通路の回転弁の上、下流
   の少なくとも一方に設けられて回転弁の摺動面に摺接す
   るシート部材とを備えた内燃機関の回転弁装置において
   、前記回転弁の摺動面を除く周面に、当該回転弁が回転
   して開弁状態になるとシート部材との間に回転弁の上流
   側と下流側とを連通する開口部を形成する切欠部を設け
   たことを特徴とする内燃機関の回転弁装置。