JPS6047810A - ４サイクルエンジンのバルブ構造 - 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】 本発明は４サイクルエンジンのバルブ構造特にシリンダ
本体をセラミックで形成した４サイクルエンジンのバル
ブ構造に関する。

近年内燃機関の熱効率を大幅に向上させるものとしてシ
リンダ本体或は少なくとも高温の燃焼ガスにさらされる
部分をセラミックで形成した所謂セラミックエンジンが
注目されている。

セラミックはＨ熱性、耐摩耗性に際だって優れており、
この為高温の燃焼ガスでさらされる部分、あるいは高温
となる部分をセラミックで形成した場合には、従来の様
に冷却をする必要がなくなり内燃機関の熱効率を大幅に
向」−させ得るという利点かある。

ところで４サイクルエンジンには燃焼用空気を吸入する
為の吸気弁び燃焼ガスをυ［気する為のｊＪＦ気弁があ
り、燃焼行程に合わせて両弁を開閉している。現在の４
サイクルエンジンでム」傘型の吸気弁体、排気弁体をカ
ムで直接或は間接に強１１ｒｌｌ的に開き、強力なスプ
リングで復帰させ閉じている。従って、高速回転させた
場合には、弁体及び弁体を受ける弁座には苛酷な衝撃力
が発生する。この為、弁体、弁座にばこの衝撃力に削え
得る高品質の材おｌ、高精度の加工か要求される。

＋）′Ｉｊ記したセラミックは曲熱性、１ｉｉ−１摩耗
性に際だった特性を有する一方９ｈ　Ｍに対して極めて
瞳いという性質を有する。従って、現在の４サイクルエ
ンジンの弁構造をもつセラミックエンジンを製作すると
した場合、弁体、弁座の材質にはセラミックは使用でき
ず、従来と略同様な材質で製作せざるを得す弁関係につ
いては充分な耐熱性を確保できないという不具合があり
、弁関係の改善がセラミックエンジン実用化にあたって
の一課題となっている。

本発明は斯かる実情に鑑み、円滑に旧何ら可１１撃ノＪ
を発生することなく開閉作動をし得る弁構造を折伏し、
セラミックエンジンの実用化に寄与することを目的とす
るものである。

以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は本実施例のｉ要因を示すものであり図中１は軸
受２によって回転自在に支承されたクランク軸であって
、該クランクｌ１ｌｌｌｌｌとピストン３とは連結ロッ
ド４を介して連結されているピストン３はシリンダ５内
を上下動しクランク軸１を回転させるが、該ピストン３
及びシリンダ５は少なくともその外表面をセラミックで
成形しである。

又、６はクランクへラドカバーであり、ｍＪ記ピストン
３及びシリンダ５と同（、Ｉセラミックで成形し、燃焼
室の一部を成形するり頭内錐状の凹部７を設け、該凹部
の周囲に開口する吸気口８．１）１気口９及び点火栓取
伺孔１ｏを所要位置に設ける（第２図参照）。１ＴｉＩ
記凹部７には凹部と契合する碗型状でセラミックで成形
したブ「体１１を嵌合する。胎弁体１１は第３図で示さ
れる（工に所要中心角度αを有する弁孔１２を穿設して
あり、該弁体１１を回転さることにより弁孔１２と１１
１１記吸気口８、ｔｅｌ気口９、取付孔１０とが順吹一
致する打になっている。

弁体１１の中心軸線に合致させ設けた回転１１ｔｈ１３
をヘッドカバー６に貫通させて延出せしめ、所要位置を
軸受１４によって支承する。回転軸１４の先＜、：＋ｉ
には傘歯車１５を嵌着し、該重両ＪＪ１１５を中間傘歯
車１６と端金せしめる。中間傘歯車１６は軸受１７によ
って回転自在に支承された中間軸１８の端に嵌着してあ
り、中間ｆｆＩＩＩ＋１８の他端には被動タイミンクギ
ア１９を嵌着する。

１１１記クランク軸１のＦｆＩ要位面位置駆動タイミン
グギア２０を取付けてあって、該駆動タイミンクギア２
０とｍｌ記被動タイミングギア１９とをタイミングベル
ト２１で連結し、クランク軸１の回転が中間軸１８に伝
達される様にする。ここで、クランク軸１と回転軸じと
の減速比は２：１となる様に傘歯車１５と中間傘歯車１
６、被動タイミングギア１９と駆動タイミングギア２ｏ
との減速比を決定し、クランク軸１の２回転に対し回転
軸１３か１回転する様にする。

尚、図中２２は点火栓である。

次に上記構成の弁機構に於ける開閉作動の一例を第４図
を併用して説明する。

ピストン３の」二死点（第１図の状態）よりクランク角
度〔以下同様〕１ｏ°前より、弁孔１２と吸気口８とか
合致し始め弁孔１２と吸気口８の連通状態は一次下死点
（１８０”　）を過き゛る３ｏ″迄維持され、吸気が行
われる（吸気行程）。１８ｏ。

を過ざ゛るとビス）・ン３が−にＡし々ｒ＋め、１＝Ｉ
Ａ後３０゜を過き゛た時点で弁孔１２は吸気口８．１ノ
Ｆ気１コ９、点火栓２２のいずれにも連通しない状態と
なり、クランク内は気密状態となり二次上死点化圧縮が
行われる（圧縮行程）。

点火栓２２はピストン３の二次上死点（３６０°）で略
弁孔１２の中心と合致する位置に設けられており、二枚
上死点近傍で点火される。シリンダ内の空気−燃料混合
気体が爆発燃焼する（爆発行程〕。この爆発燃焼によっ
て炉焼プｊスが膨張しピストン３を押下ぼる（膨張行程
）迄シリンダ内の気密状態は維持される。

ピストン３の二次下死点（５４０°）に至る３０゛前に
弁孔１２と排気口９とが連通し始め、Ｉ！ｌ！通状態は
一次上死点Ｃ７２０°即ち０”）を過きる１０゜迄続き
排気が行われる（排気行程〕。

而して、」二記各行程の連続によって内ゾだ機関が％Ｖ
動する。

上記した本発明の構成、作動によって明らかな打に、本
発明では弁体１１と弁座（ヘッドカバ−６に該当する）
とか当接、離反する不連続接触状態がなく、当接離反に
よる衝撃力の発生はない。

即ち、弁体１１とへラドカバー６との関係は弁体１１の
回転による摺接であって、その動きは極めて滑らかであ
る。従って、弁体及び４を座の材質に晩い材質であるセ
ラミック等を採用できる。

又、従来の様にカム等により強力なスプリングに抗して
弁を開閉させることがないので、弁開閉に費される動力
が軽減され、機械効率の向上に寄与する。

尚、ヘッドカバー６、弁体１１の形状は上記実施例に限
定されるものではない。例えば弁体１１の他の一例とし
て第５図、第６図に示したものが挙げられる。弁体１１
は中実の切頭円ｔｌｔ形をその周面側より所要部分を削
除したものである。

更に、弁体１１を回転させる駆動方法も種々考えられる
ことは勿論である。

更に又、本発明はセラミックエンジン以外の内燃機関に
も実施し得ることも言うまでもない。

以」：述ノ＼た如く本発明によれば、セラミックエンジ
ンの実用化に寄与すると共に内Ｐ４Ｍ関の機械効率を向
上させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の概要を示す断面図、第２図は第１図
中のシリンダヘッドカバーの下面図、第３図は回りＸＩ
弁体の斜視図、第４図は作動説明図、第５図は他の弁体
の斜視図、第６図は第５図のＡ−Ａ矢視図である。 １はクランク軸、５はシリンダ、６はシリンダヘッドカ
バー、８は唆気口、９はｔＪｊ気［ｌ、１１は弁体、１
２は弁孔、２２は点火栓を示す。 特　許　出　ａｌ′ｉ　人 第４ （弁体回転角）（９０°ｌ　（１８０°）タウング同ｉ
閂ｏ’　１８０６　３６ｏ０図 （２７０°１　Ｆ３６０°）（９０°）第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）　シリンダのヘッドカバーに弁体を回転自在に契合
   せしめ、ヘッドカバーの所要位置に吸気口、１ノＦ気口
   を穿設すると共に点火栓を設け、Ｉ＋ｊＪ記弁体にシリ
   ンダ本体に連通ずる弁孔を設は弁体の回転によって吸気
   口、点火栓、排気口が順吹弁孔と合致する様にし、旧ク
   ランク軸に対し２．１に減速して弁体を回転する様構成
   したことを特ｉ１ｔとする４サイクルエンジンのバルブ
   構造。