(57)【要約】【課題】損失をより少なくして、より高い効率で、内燃機関を機能させる。【解決手段】吸気ポートには、吸気バルブが設けられている。掃気ポートには、掃気バルブが設けられている。排気ポートには、排気バルブが設けられている。吸気バルブ、掃気バルブおよび排気バルブのそれぞれは、円筒状バルブおよび円柱状バルブとからなる。円筒状バルブは、中空の円筒状に形成されている。円筒状バルブの側面にはバルブ孔が設けられている。円柱状バルブは、円柱状に形成されている。円柱状バルブには、対向する側面を連通するバルブ孔が形成されている。【選択図】図１
2020023883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッドの吸気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第１の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、前記第１の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第１の孔がそれぞれ設けられ、前記第１の中心軸が前記吸気ポートの延伸する向きに交差するように前記吸気ポートに回転自在に設けられ、前記吸気ポートに対する所定の角度位置で前記第１の孔が前記吸気ポートに開く中空円筒状の第１の弁と、
前記第１の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第２の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第２の孔が設けられ、前記第１の弁の空洞に回転自在に挿入され、前記第１の弁に対する所定の角度位置で第２の孔が前記第１の孔と連通する円柱状の第２の弁と、
底面が円形である円柱状であって、前記シリンダヘッドの排気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第３の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、前記第３の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第３の孔がそれぞれ設けられ、前記第３の中心軸が前記排気ポートの延伸する向きに交差するように前記排気ポートに回転自在に設けられ、前記排気ポートに対する所定の角度位置で前記第３の孔が前記排気ポートに開く中空円筒状の第３の弁と、
前記第３の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第４の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第４の孔が設けられ、前記第３の弁の空洞に回転自在に挿入され、前記第３の弁に対する所定の角度位置で第４の孔が前記第３の孔と連通する円柱状の第４の弁と、
底面が円形である円柱状であって、前記シリンダヘッドの掃気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第５の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、前記第５の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第５の孔がそれぞれ設けられ、前記第５の中心軸が前記掃気ポートの延伸する向きに交差するように前記掃気ポートに回転自在に設けられ、前記掃気ポートに対する所定の角度位置で前記第５の孔が前記掃気ポートに開く中空円筒状の第５の弁と、
前記第５の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第６の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第６の孔が設けられ、前記第５の弁の空洞に回転自在に挿入され、前記第５の弁に対する所定の角度位置で第６の孔が前記第５の孔と連通する円柱状の第６の弁と
を備えるレシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第１の弁、前記第３の弁および前記第５の弁は、互いに平行に配置されている
レシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第５の弁は、前記第１の弁および前記第３の弁の間に配置されている
レシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第１の弁を回転駆動する第１の回転駆動部と、
前記第２の弁を回転駆動する第２の回転駆動部と、
前記第３の弁を回転駆動する第３の回転駆動部と、
前記第４の弁を回転駆動する第４の回転駆動部と、
前記第５の弁を回転駆動する第５の回転駆動部と、
前記第６の弁を回転駆動する第６の回転駆動部と
をさらに備えるレシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項５】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第１の弁を前記第１の中心軸に沿った方向に変位させる第１の変位部と、
前記第２の弁を前記第２の中心軸に沿った方向に変位させる第２の変位部と、
前記第３の弁を前記第３の中心軸に沿った方向に変位させる第３の変位部と、
前記第４の弁を前記第４の中心軸に沿った方向に変位させる第４の変位部と、
前記第５の弁を前記第５の中心軸に沿った方向に変位させる第５の変位部と、
前記第６の弁を前記第６の中心軸に沿った方向に変位させる第６の変位部と
をさらに備えるレシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項６】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第１の弁、前記第３の弁または前記第５の弁のいずれかに、前記第１の中心軸、前記第３の中心軸または前記第５の中心軸のいずれかに対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第７の孔がそれぞれ設けられている
レシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項７】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第２の弁、前記第４の弁または前記第６の弁のいずれかに、前記第２の中心軸、前記第４の中心軸または前記第６の中心軸のいずれか対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第８の孔が設けられている
レシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第１の弁乃至前記第６の弁は、それぞれ、直線状に配置されている複数のシリンダに対して１つ設けられている
レシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【請求項９】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸排気装置において、
前記第１の弁乃至前記第６の弁は、それぞれ、１つのシリンダに対して１つ設けられている
レシプロ式内燃機関の吸排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレシプロ式内燃機関の吸排気装置に関し、特に、任意にタイミングで吸気、排気および掃気できるようにしたレシプロ式内燃機関の吸排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なレシプロ式内燃機関の吸排気装置は、この内燃機関のシリンダヘッドの吸気ポートに設けられた１つまたは２つ以上の吸気バルブと、そのシリンダヘッドに設けられた１つまたは２つ以上の排気バルブにより構成される。吸気バルブおよび排気バルブは、その内燃機関のクランクシャフトとチェーン、タイミングベルトまたはギヤーを介して連結されたカムシャフトに取り付けられたカムとにより動作される。吸気バルブは、回転するインテークカムシャフトに設けられているインテークカムにより押圧されて吸気ポート間を往復して開閉される。排気バルブは、回転するエキゾーストカムシャフトに設けられているエキゾーストカムにより押圧されて排気ポート間を往復して開閉される。
【０００３】
４サイクル（４ストローク（４ストローク１サイクル））のレシプロ式内燃機関において、吸排気バルブは、各行程に応じ開弁、閉弁させられる。吸気行程では吸気バルブのみがインテークカムにより開かれ、各気筒の燃焼室に吸気系統から混合気または空気が吸気される。圧縮行程では吸気バルブおよび排気バルブが閉じられ、各気筒の燃焼室で混合気または空気が圧縮される。爆発行程では各気筒の燃焼室で圧縮された混合気に点火プラグにより着火されるかまたは混合気が自然発火して、爆発し燃焼ガスとなりピストンを押し下げることで、クランクシャフトに回転力が発生する。排気行程では排気バルブのみがエキゾーストカムにより開かれ、燃焼ガスが燃焼室から排気系統に排気される。
【０００４】
一般的に４サイクルのレシプロ式内燃機関では、膨張比を上げるほど熱効率は向上する。しかし、高すぎる圧縮比は、ガソリンエンジンではノッキングを発生させ、ディーゼルエンジンでも高い燃焼圧に耐えるための機械的な強度を高くしなければならない。また、ミラーサイクルでは、吸気行程においてバルブの閉じるタイミングを、通常のオットーサイクル内燃機関の場合よりも進ませる、または遅らせるように設定することで、吸気の充填効率を低くすることによって実質的な圧縮比を低く抑えて前述の課題を解消し、高い効率と安定した燃焼を同時に得ている。手法としては前述のように吸気バルブの早閉じと遅閉じがあるがそれぞれに長所および短所がある。これらは当該内燃機関の機構や負荷、回転数によっても異なってくるため一概にどちらが優れているかは言えない。単純にポンピングロスやフリクションロスだけを考慮した場合はどちらかが優れているという事もあるが、代わりに燃焼状態が劣る事もあり総合的に考える必要がある。
【０００５】
また、一般的なオットーサイクル機関におけるミラーサイクル化では既存のエンジンより作用角の広い吸気カムを用いる事での遅閉じが一般的で、これに加えて可変バルブタイミング機構による位相変化で吸気閉じのタイミングを調整している。この機構を利用することで有効圧縮比を負荷や回転数に合わせ、ある程度変化させる事ができ、ミラーサイクル化した場合のデメリットはバルブタイミングが固定されていた場合より少なくなり、利用しやすくなった。その他、可変バルブタイミング機構以外にもカム切り替え機構によるカム作用角変更を併用するケースもある。また、ミラーサイクルやアトキンソンサイクルを特に謳っていない一般的なオットーサイクル機関であっても、カム位相最遅角時の吸気閉じ時期を遅めに設定する事で一定領域においてポンピングロス低減を主目的とした遅閉じミラーサイクル運転を行なっている場合もある。ただし、最遅角時の吸気閉じ時期が遅くなるにつれ始動性が悪化するため限度がある。
【０００６】
一般的なレシプロ式内燃機関の吸気行程においては、吸気バルブ（ポペットバルブ）の傘状の部分が内燃機関の吸気ポートから燃焼室内に突出するので、吸気ポートより燃焼室に吸気される混合気または空気の流れに抵抗が生じる。すなわち、吸気バルブが存在することにより、吸気行程で、ポンピングロスが発生し、当該内燃機関の出力、燃費の向上に悪影響を及ぼす。さらに、一般的なレシプロ式内燃機関における吸排気装置では、内燃機関の高回転時に、燃焼室内の混合気と排気ガスの交換が不十分となるため、給気バルブおよび排気バルブの開弁を同時に行うオーバーラップ時間が設けられている。これにより燃焼室内に排気ガスが残留したり、吸気された混合気または空気および燃料が排気バルブを介して燃焼室から排気系統に流失したりするため内燃機関の燃焼効率が低下して出力の低下を招き、燃費の悪化を招いている。
【０００７】
また、一般的なレシプロ式内燃機関では、吸気のバルブおよび排気のバルブは、弁ばねまたは圧搾空気の反発力を利用して閉じられ、インテークカムまたはエキゾーストカムの押圧により開かれる。上述の通り、カムシャフトに設けられているカムは、クランクシャフトの回転力がチェーン、タイミングベルトまたはギヤーによって伝達されることで回転させられるが、内燃機関の出力は、トルクとそのときの回転数とにより決まるので、より高回転で内燃機関を機能させるためには、より反発力の強い弁ばねまたはより高圧な圧搾空気で吸気のバルブおよび排気のバルブを閉じる必要があり、より反発力の強い弁ばねまたはより強い圧搾空気の反発力に打ち勝って吸気のバルブおよび排気のバルブを開くために多大な当該内燃機関の出力が消費されてしまう。
【０００８】
また、上述の通り、より高回転で内燃機関を運転し、より高い出力を得る場合、吸気のバルブおよび排気のバルブの閉弁動作が弁ばねの反発力または圧搾空気により行われている点より、高速での繰り返し動作に伴い機械的、物理的限界が有ると同時に、フリクションロス、パルブジャンプ、バルブバウンス、バルブサージなどの異常動作が発生し、バルブの折損を誘発する。また、より反発力の強い弁ばねまたはより高圧の圧搾空気の反発力に反発して開弁を行うため、インテークカム、エキゾーストカムの磨耗、磨耗時の調整、信頼性にも大きな影響を及ぼす。
【０００９】
例えば、バルブ本体と、概本体に設けられてなり燃焼室と吸気又は排気通路とを連通接続するポートとから構成されたロータリーバルブを吸排気通路の各々のバルブ収納部にスリーブを介して回転可能に設けてなるロータリーバルブ装置において、上記バルブ本体およびスリーブがセラミック材にて形成された内燃機関のロータリーバルブ装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−５５３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のように、従来の一般的なレシプロ式内燃機関の吸気行程においては、吸気バルブの傘状の部分によって、燃焼室に吸気される混合気または空気の流れに抵抗が生じる。すなわち、吸気行程で、吸気バルブにより、ポンピングロスが発生し、内燃機関の出力、燃費の向上に悪影響を及ぼしている。さらに、給気バルブおよび排気バルブの開弁を同時に行うオーバーラップ時間が設けられているので、燃焼室内に排気ガスが残留したり、吸気された混合気または空気および燃料が排気バルブを介して燃焼室から排気系統に流失したりするため内燃機関の燃焼効率が低下し出力の低下を招き、また燃費の悪化を招いている。
【００１２】
また、一般的なレシプロ式内燃機関では給気バルブおよび排気バルブは、チェーン、タイミングベルトまたはギヤーによって伝達されるクランクシャフトの回転力で開かれるので、より高回転で機能させるために弁ばねの反発力や圧搾空気の反発力が強くなるほど、より多くの当該内燃機関の出力が消費される。
【００１３】
また、上述の通り、より高回転で内燃機関を機能させ、より高い出力を得る場合、給気バルブおよび排気バルブの閉弁動作が弁ばねの反発力により行われている点より、高回転での繰り返し動作に伴い機械的、物理的限界が有ると同時に、フリクションロス、パルブジャンプ、バルブバウンス、バルブサージなど異常動作が発生し、バルブの折損を誘発する。また、より高い弁ばね、圧搾空気の発生力に反発して開弁を行うため、インテークカム、エキゾーストカムの磨耗、磨耗時の調整、信頼性にも大きな影響を及ぼしている。
【００１４】
上述の様に可変バルブタイミング機構の発展によりオットーサイクルエンジンにおいてもミラーサイクル領域を作り出す事を可能となったが、これは逆にミラーサイクルエンジンをオットーサイクルで稼働させる事も可能としている。しかし高膨張比のミラーサイクルエンジンをオットーサイクルで稼働する場合、高圧縮比によるノッキングが課題となるため様々な手法で耐ノック性を高める必要がある。現在では作動角が広く制御性に優れた電動式の可変バルブタイミング機構の普及によりミラーサイクルとオットーサイクルを状況にあわせ緻密に制御する内燃機関が増えている。それらは高膨張比の内燃機関ながら過給器に頼らずとも同排気量のオットーサイクルエンジンと同等の出力を可能とし両方のサイクルを用いるという点ではミラー/オットーサイクルの可変エンジンともいえるが煩雑な機構、複雑な制御が要求されている、又各機構の各種損失も大きく最大熱効率も４０％前後とより一層の高効率化の実現が課題である。
【００１５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、損失をより少なくして、より高い効率で、内燃機関を機能させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面のレシプロ式内燃機関の吸排気装置は、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッドの吸気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第１の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第１の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第１の孔がそれぞれ設けられ、第１の中心軸が吸気ポートの延伸する向きに交差するように吸気ポートに回転自在に設けられ、吸気ポートに対する所定の角度位置で第１の孔が吸気ポートに開く中空円筒状の第１の弁と、第１の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第２の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第２の孔が設けられ、第１の弁の空洞に回転自在に挿入され、第１の弁に対する所定の角度位置で第２の孔が第１の孔と連通する円柱状の第２の弁と、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッドの排気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第３の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第３の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第３の孔がそれぞれ設けられ、第３の中心軸が排気ポートの延伸する向きに交差するように排気ポートに回転自在に設けられ、排気ポートに対する所定の角度位置で第３の孔が排気ポートに開く中空円筒状の第３の弁と、第３の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第４の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第４の孔が設けられ、第３の弁の空洞に回転自在に挿入され、第３の弁に対する所定の角度位置で第４の孔が第３の孔と連通する円柱状の第４の弁と、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッドの掃気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第５の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第５の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第５の孔がそれぞれ設けられ、第５の中心軸が掃気ポートの延伸する向きに交差するように掃気ポートに回転自在に設けられ、掃気ポートに対する所定の角度位置で第５の孔が掃気ポートに開く中空円筒状の第５の弁と、第５の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第６の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第６の孔が設けられ、第５の弁の空洞に回転自在に挿入され、第５の弁に対する所定の角度位置で第６の孔が第５の孔と連通する円柱状の第６の弁とを備える。
【００１７】
第１の弁、第３の弁および第５の弁を、互いに平行に配置することができる。
【００１８】
第５の弁を、第１の弁および第３の弁の間に配置することができる。
【００１９】
第１の弁を回転駆動する第１の回転駆動部と、第２の弁を回転駆動する第２の回転駆動部と、第３の弁を回転駆動する第３の回転駆動部と、第４の弁を回転駆動する第４の回転駆動部と、第５の弁を回転駆動する第５の回転駆動部と、第６の弁を回転駆動する第６の回転駆動部とをさらに設けることができる。
【００２０】
第１の弁を第１の中心軸に沿った方向に変位させる第１の変位部と、第２の弁を第２の中心軸に沿った方向に変位させる第２の変位部と、第３の弁を第３の中心軸に沿った方向に変位させる第３の変位部と、第４の弁を第４の中心軸に沿った方向に変位させる第４の変位部と、第５の弁を第５の中心軸に沿った方向に変位させる第５の変位部と、第６の弁を第６の中心軸に沿った方向に変位させる第６の変位部とをさらに設けることができる。
【００２１】
第１の弁、第３の弁または第５の弁のいずれかに、第１の中心軸、第３の中心軸または第５の中心軸のいずれかに対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第７の孔をそれぞれ設けることができる。
【００２２】
第２の弁、第４の弁または第６の弁のいずれかに、第２の中心軸、第４の中心軸または第６の中心軸のいずれか対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第８の孔を設けることができる。
【００２３】
第１の弁乃至第６の弁を、それぞれ、直線状に配置されている複数のシリンダに対して１つ設けることができる。
【００２４】
第１の弁乃至第６の弁を、それぞれ、１つのシリンダに対して１つ設けることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、損失をより少なくして、より高い効率で、内燃機関を機能させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】レシプロ式内燃機関１１の構成の例を示す断面図である。
【図２】吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の配置の例を示す図である。
【図３】回転駆動部の配置の例を示す図である。
【図４】円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の構成の例を示す図である。
【図５】円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の構成の他の例を示す図である。
【図６】吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の構成のさらに他の例を示す図である。
【図７】吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の配置の例を示す図である。
【図８】回転駆動部の配置の例を示す図である。
【図９】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１０】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１１】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１２】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１３】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１４】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１５】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１６】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１７】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１８】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図１９】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２０】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２１】６ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２２】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２３】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２４】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２５】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２６】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２７】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２８】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図２９】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図３０】４ストロークで機能する場合のレシプロ式内燃機関１１の動作を説明する図である。
【図３１】クランクシャフト２０１の角度位置に対して吸気バルブ４２が開く範囲を説明する図である。
【図３２】クランクシャフト２０１の角度位置に対して吸気バルブ４２が開く範囲および吸気バルブ４２の開度を説明する図である。
【図３３】クランクシャフト２０１の角度位置に対して吸気バルブ４２が開く範囲および吸気バルブ４２の開度を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２８】
本発明の一側面のレシプロ式内燃機関の吸排気装置は、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッドの吸気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第１の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第１の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第１の孔がそれぞれ設けられ、第１の中心軸が吸気ポートの延伸する向きに交差するように吸気ポートに回転自在に設けられ、吸気ポートに対する所定の角度位置で第１の孔が吸気ポートに開く中空円筒状の第１の弁（例えば、図１の円筒状バルブ５１）と、第１の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第２の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第２の孔が設けられ、第１の弁の空洞に回転自在に挿入され、第１の弁に対する所定の角度位置で第２の孔が第１の孔と連通する円柱状の第２の弁（例えば、図１の円柱状バルブ５２）と、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッドの排気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第３の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第３の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第３の孔がそれぞれ設けられ、第３の中心軸が排気ポートの延伸する向きに交差するように排気ポートに回転自在に設けられ、排気ポートに対する所定の角度位置で第３の孔が排気ポートに開く中空円筒状の第３の弁（例えば、図１の円筒状バルブ５５）と、第３の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第４の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第４の孔が設けられ、第３の弁の空洞に回転自在に挿入され、第３の弁に対する所定の角度位置で第４の孔が第３の孔と連通する円柱状の第４の弁（例えば、図１の円柱状バルブ５６）と、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッドの掃気ポートの径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第５の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第５の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状の第５の孔がそれぞれ設けられ、第５の中心軸が掃気ポートの延伸する向きに交差するように掃気ポートに回転自在に設けられ、掃気ポートに対する所定の角度位置で第５の孔が掃気ポートに開く中空円筒状の第５の弁（例えば、図１の円筒状バルブ５３）と、第５の弁の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第６の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第６の孔が設けられ、第５の弁の空洞に回転自在に挿入され、第５の弁に対する所定の角度位置で第６の孔が第５の孔と連通する円柱状の第６の弁（例えば、図１の円柱状バルブ５４）とを備える。
【００２９】
まず、本発明の一実施の形態の概要について説明する。
【００３０】
従来、シリンダとピストンが装置されたレシプロ式内燃機関において、可変バルブタイミング機構による位相変化で吸気閉じのタイミングを調整し、有効圧縮比を負荷や回転数に合わせ、ある程度変化させる事が可能となり、ミラーサイクル化した場合のデメリットはバルブタイミングが固定されていた時代より減少し、利用しやすくなった。その他、可変バルブタイミング機構以外にもカム切り替え機構によるカム作用角変更を併用し、カム位相最遅角時の吸気閉じ時期を遅めに設定することで、一定領域でポンピングロス低減を主目的とした遅閉じミラーサイクル運転を行なっている場合もある。ただし、最遅角時の吸気閉じ時期が遅くなるにつれ始動性が悪化するため、限度がある。これに対応するため中間ロック機構を設け一定以上のミラーサイクルとオットーサイクルを両立させる努力がなされているが、
１）始動性の問題
２）高膨張比のミラーサイクルエンジンをオットーサイクルで稼働するため、高圧縮比によるノッキング発生の問題
３）出力、トルクが排気量に比して低い
等の問題は解消されていない。
【００３１】
これらを改善する手段として電動式の可変バルブタイミング機構などが考案されているが、より高効率化が要求されている。また、異なった課題としては、
１）フリクションロスの軽減
２）バルブジャンプ、バルブバウンスの回避
３）バルブタイミング、バルブオーバーラップ、バルブの開閉の任意性
４）バルブ挟み角の任意性
５）吸気・排気を任意に調整（吸気量、排気量、流速、スワール、ダンブル、スキッシュ、等）
６）出力の向上、軽量化、小型化、耐久性・信頼性の向上、燃費の向上、保守の簡易化
等が挙げられる。
【００３２】
そこで、本発明において、各シリンダヘッド若しくはシリンダまたはその双方の任意の場所に吸気ポート、排気ポート、及び第３の掃気吸入・掃気排気ポートを設け、吸気ポート、排気ポート、及び第３の掃気吸入・掃気排気ポートにシリンダ内部圧力を保持出来る構造の円筒軸に、円形、角形または異型断面の貫通孔が設けられた円筒型回転式吸排気バルブを吸気ポート、排気ポート、掃気吸入・掃気排気ポートに設置する。円筒型回転式吸排気バルブである円筒（以下、メイン円筒とも称する）内部には更なる円筒（以下、サブ円筒とうも称する）を設置する。サブ円筒には円形、角形または異型断面の貫通穴を設ける。このような、多重構造式筒型回転式吸排気バルブを吸気ポート、排気ポート、掃気吸入・掃気排気ポートに設置する。シリンダヘッド若しくはシリンダまたはその双方の吸排気ポート、掃気吸入・掃気排気ポートと円筒型回転式吸排気バルブ、及び多重構造式筒型回転式吸排気バルブ、およびメイン円筒内部に設置されたサブ円筒の貫通穴が合致する事により任意の連通条件を設定する。流体がシリンダより外部に、また、外部よりシリンダ内に移動出来る構造とされる。円筒型回転式吸排気バルブ、および、多重構造式筒型回転式吸排気バルブのメイン円筒はシリンダ内のピストンの交互移動の運動に同調・調整制御される様にピストンと連結されたクランクシャフトより回転力を伝えられる構造、または電動機、磁界発生装置による反発・吸引、圧電素子による電気・機械的動作、流体等を原動力とする回転装置など物性の移動、及び回転を促す手段を持って、移動・回転すると同時に、同期・制御される構造とされる。
【００３３】
また、メイン円筒の内部に設置されたサブ円筒は吸排気の制御をおこなうため、円筒の双回転方向に対し摺動が可能と同時に、円筒軸の長手方向に対しても揺動が可能であり、その摺動、および揺動の制御は内燃機関の制御を司る電子制御装置よりの指令により、電動機、磁界発生装置による反発・吸引、圧電素子による電気・機械的動作、流体等を原動力とする回転装置、及び電磁ソレノイド等、物性の移動を促す手段を持って制御される。また、メイン円筒に設置された吸排気ポートとサブ円筒の貫通穴の位置関係により、流体の移動開始のタイミング、終了のタイミング、流速、回流、その他必要に応じた燃焼条件の設定が任意となり、バルブタイミング、バルブオーバーラップ、バルブの開閉の任意性および、出力の向上、軽量化、小型化、耐久性・信頼性の向上、燃費の向上、保守の簡易化を可能とする。
【００３４】
また、上記に定義の多重構造式筒型回転式吸排気バルブにおいては、多重構造式筒型回転式吸排気バルブの内部に設置された貫通穴を設備された円筒をメイン円筒とし、その外側に装置された中空円筒をサブとすることも可能である。その場合は内部の円筒が当該内燃機関のシリンダ内のピストンの交互移動の運動に同調・調整制御される様ピストンと連結されたクランクシャフトより回転力を伝えられる構造、乃至、電動機、磁界発生装置による反発・吸引、圧電素子による電気・機械的動作、流体等を原動力とする回転装置など物性の移動を促す手段を持って、回転すると同時に、同期・制御される構造とする。同時に、この場合のサブ円筒は吸排気の制御をおこなうため、円筒の双回転方向に対し摺動が可能とし、円筒軸の長手方向に対しても揺動が可能であり、その制御は内燃機関の制御を司る電子制御装置よりの指令により電動機、磁界発生装置による反発・吸引、圧電素子による電気・機械的動作、流体等を原動力とする回転装置、及び電磁ソレノイド等、物性の移動を促す手段を持って制御される。
【００３５】
このように、この発明は、シリンダヘッド若しくはシリンダまたはその双方に２本、ないし２本以上の円筒型回転式バルブまたは多重構造式筒型回転式バルブが装置され、シリンダヘッド若しくはシリンダまたはその双方に形成された吸排気ポートのそれぞれの開口部と対向する位置に吸排気孔が形成された円筒型回転式バルブ、ないし多重構造式筒型回転式吸排気バルブが回転自在に支持され、シリンダヘッド若しくはシリンダまたはその双方に形成された吸排気ポートと、この円筒型回転式バルブ、ないし多重構造式筒型回転式バルブの吸排気孔との連通が当該円筒型回転式バルブ、ないし多重構造式筒型回転式吸排気バルブが駆動装置により回転されることを特徴とする。
【００３６】
この発明の円筒型回転式吸排気バルブまたは多重構造式筒型回転式吸排気バルブの回転駆動装置は、内燃機関の運転状態に応じ本円筒型回転式吸排気バルブまたは多重構造式筒型回転式吸排気バルブの回転角速度を変化させる回転角速度制御手段を備え、シリンダヘッド若しくはシリンダまたはその双方に形成された吸気ポートと本円筒型回転式吸排気バルブの吸気孔および多重構造式筒型回転式吸排気バルブの吸気孔との連通開始から連通終了までの双方のタイミングを任意に且つ、連続的に制御し、またシリンダヘッド、若しくはシリンダまたはその双方に形成された排気ポートと本円筒型回転式吸排気バルブの排気孔または多重構造式筒型回転式吸排気バルブの排気孔との連通開始から連通終了までの双方のタイミングを任意に且つ、連続的に制御し、これにより内燃機関の回転数に応じ、体積効率の向上が図れ、ポンピングロスの低減、すなわち、出力の増加、燃費の向上が図れる。
【００３７】
また、本発明のメイン円筒およびサブ円筒から形成された多重構造式筒型回転式吸排気バルブにおいては、当該内燃機関の運転状態に応じ、本多重構造式筒型回転式吸排気バルブの回転角速度を変化させる回転角速度制御手段に加え、さらに、当該内燃機関の運転状況に応じメイン円筒バルブおよびサブ円筒バルブをシリンダの長手方向に任意に移動させることで、吸気時の吸気連通面積、および排気時の排気連通面積の制御をより効果的に行い、内燃機関の体積効率の向上、ポンピングロスの低減、出力の増加、燃費の向上、などを、より一層向上させることが可能である。
【００３８】
また、上記の通り、吸排気の連通面積が任意に制御できることで、従来の内燃機関の吸排気装置のように、内燃機関の燃焼室への吸入空気量が少吸入空気量である場合、吸気バルブにより大きな負圧が発生しないので、内燃機関の軽負荷時におけるポンピングロスを軽減できる。また、吸気連通時間または排気連通時間を長くした状態で吸気連通面積、または排気連通面積を最小化することで、内燃機関への燃焼室への吸入空気量が微小の場合でも、当該内燃機関の燃焼室内のスワールのコントロールが容易となり、従来の吸排気装置では困難であった内燃機関の極軽負荷時に安定した燃焼を実現できる。すなわち燃焼室内の空燃比を大きくしても安定燃焼が可能となり、燃費を向上させることが可能である。
【００３９】
本発明においては第３の独立、且つ任意に連通を実行可能とする掃気吸入・掃気排気用円筒型回転式吸排気バルブである多重構造式筒型回転式吸排気バルブが具備されており、オットーサイクル時の高膨張比のミラーサイクルを実現可能と同時に６サイクルエンジンにおいては掃気吸入・掃気排気のうちの一方の掃気排気を司る事で廃棄ガス処理装置への悪影響を回避し、高熱効率化よって著しい、燃費の向上が可能となる。
【００４０】
本発明においては、レシプロ式内燃機関のオットーサイクル時の運転状態に応じて、吸排気バルブの、連通開始のタイミング、連通終了のタイミング、連通面積、連通時間、を任意に制御できることにより当該内燃機関の出力の増加、燃費の向上が可能となる。
【００４１】
この発明に係る円筒型回転式吸排気バルブまたは多重構造式筒型回転式吸排気バルブはレシプロ式内燃機関の燃焼室の任意の位置に設置可能で流体の吸気、排気時に燃焼室内部に突起する部分が存在しない点より、シリンダヘッドの内部形状、ピストンヘッド部の形状の設定に受ける制約が極めて少なく、給排気の流体の流れを効果的に制御可能と成り、因って内燃機関の出力、燃費の向上を図る事が可能である。
【００４２】
上記の通り燃焼室内部に給排気バルブが突出しない構造により、燃焼室の天井部は従来の内燃機関の天井部と比較して、特に限定されるものではなく、平面、球形または台形などいずれの形状であっても良い。またピストンヘッドの形状も特に限定されるものではなく、シリンダヘッドの形状は、流速、スワール、ダンブル、スキッシュなどの効果または有効性などを考慮し任意に設定できる。
【００４３】
インテークカムシャフトとそれにより駆動されるインテークカムおよびエキゾーストカムシャフトとそれにより駆動されるエキゾーストカムが不要であることにより、吸排気バルブのカムシャフトを介し吸排気カムを動作させ吸排気バルブが吸排気ポートの間を往復してバルブ開閉を行うことが不要となり、当該内燃機関のエネルギーロスが低減される。
【００４４】
カムシャフト、カム、カムにより作動されるバルブ、バルブを復帰させる弁ばねなどの機械的動作部が省略できることにより、機構の簡略化、軽量化、内燃機関本体の小型化、因って省エネ化が容易となる。
【００４５】
吸排気バルブの、連通開始のタイミング、連通終了のタイミング、連通面積、連通時間、の制御を行うための複雑な機構を省略できるため、コストパーフォーマンスの向上、保守点検の簡素化が容易となる。
【００４６】
既存の技術においては混合気の酸素濃度を低下させるためEGR（Exhaust Gas Recirculation）（排気還流）を導入しNOx（窒素酸化物）の抑制効果を得る事が一般的で有るが、より効率的な手段として高圧EGRと低圧EGRの併用がなされている。特にターボチャージャーまたはスーパーチャージャーなどで過給が行われるレシプロ式内燃機関の高圧EGRに於いては、インテークマニホールド内等、過給器より後方で吸気に合流させる仕組みとなり当該内燃機関の低回転、かつ高負荷時では吸気圧力が排気圧力と同等、または吸気圧力の方が高くなり、この領域ではEGR量が十分に確保出来ず、NOxの抑制効果を十分得られない事が著名である。これに対し通常の吸排気バルブ以外にも単独で独立した、バルブを１つ、ないし複数個、同一シリンダ、ないし燃焼室に設置、すなわち第３番目のバルブを設置し、このバルブの開閉を適宜制御し排気ガスの高圧ガスのみ、すなわち排気バルブ開弁直前、直後などのタイミングで高圧排気ガスを還流させる事によりインテークマニホールド内に高圧排気ガスを導入する事が可能となり、因って、効果的に高圧EGRを実行しNOxの抑制が可能である。
【００４７】
また、通常の吸排気バルブ以外にも単独で独立した、吸排気バルブを１つ、ないし複数個同一シリンダおよび燃焼室に設置する事が容易に可能となり、一般的なレシプロ式内燃機関の根本的形態と異なった内燃機関の設計が可能となる。すなわち異なった概念により存在する内燃機関、４サイクルエンジン、６サイクルエンジンなどを任意、且つ連続的に接合、実行する事により内燃機関に要求される特性、出力などをその運転状況の必要に応じ対応させることが可能となる。
【００４８】
ここで、以下に説明するレシプロ式内燃機関の給排気装置は、航空機、船舶、車両、などの運搬、移動手段に搭載される内燃機関、および発電機、圧縮機など、産業用動力源として使用される内燃機関の吸排気装置である。レシプロ式内燃機関は、ガソリン、ディーゼル、ガス、水素などを単一または複合的に燃料として使用する、４サイクルエンジン、６サイクルエンジン、および４サイクル（４ストローク１サイクル）と６サイクル（6ストローク１サイクル）との各内燃機関の混種に関するものである。
【００４９】
以下、図１乃至図３２を参照して、本発明の実施の形態のレシプロ式内燃機関の吸排気装置について説明する。
【００５０】
まず、図１を参照して、一実施の形態のレシプロ式内燃機関の吸排気装置について説明する。
【００５１】
図１は、レシプロ式内燃機関１１の構成の例を示す断面図である。レシプロ式内燃機関１１は、ガソリンである燃料を燃焼して動力を出力する。例えば、レシプロ式内燃機関１１は、動作中に４ストローク（４サイクル）および６ストローク（６サイクル）を任意に切り替えて、燃料であるガソリンを燃焼して動力を出力する。
【００５２】
レシプロ式内燃機関１１は、シリンダヘッド２１、シリンダブロック２２、ピストン２３、コネクティングロッド２４および点火プラグ２５を含み構成される。シリンダヘッド２１は、シリンダブロック２２に固定され、シリンダブロック２２に形成されているシリンダ３１を、ピストン２３と共に閉じて、燃焼室を形成する。シリンダブロック２２には、円筒状の空洞であるシリンダ３１が形成されている。シリンダブロック２２は、シリンダ３１内を往復するピストン２３を支えて、ガソリンの混合気が燃焼して生じる燃焼ガスを閉じ込めて、燃焼ガスが膨張することで生じる力をピストン２３のヘッドに伝達させる。ピストン２３は、シリンダ３１を、シリンダブロック２２と共に密封する。ピストン２３は、燃焼ガスが膨張することで生じた力をピストン２３のヘッドで受けて、コネクティングロッド２４を介して、図示せぬクランクシャフトに伝達する。コネクティングロッド２４は、ピストン２３と図示せぬクランクシャフトとを接続する。点火プラグ２５は、燃焼室で圧縮されたガソリンと大気とが混合された混合気に点火する。
【００５３】
シリンダヘッド２１には、吸気ポート４１、掃気ポート４３および排気ポート４５が形成されている。吸気ポート４１、掃気ポート４３および排気ポート４５は、それぞれ、外部と燃焼室とを連通する経路である。吸気ポート４１は、気化器または燃料噴射装置などで生成された混合気または空気を、燃焼室内に送り込む。掃気ポート４３は、掃気（空気）を外部から燃焼室に吸入するか、または掃気を燃焼室から外部に排気する。例えば、掃気ポート４３は、吸気ポート４１の入り口側に接続されている。排気ポート４５は、燃焼室で燃焼された燃焼ガスを外部に排気する。
【００５４】
吸気ポート４１には、吸気バルブ４２が設けられている。吸気バルブ４２は、吸気ポート４１を閉じるか、または開く。吸気バルブ４２が開いている場合、吸気ポート４１を通じて、ガソリンと空気との混合気または空気が外部から燃焼室に流れる。吸気バルブ４２は、円柱状に形成され、吸気ポート４１に回転自在に設けられている。吸気バルブ４２の外形径は、吸気ポート４１の径より大きくされている。
【００５５】
吸気バルブ４２は、円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２とからなる。円筒状バルブ５１は、中空の円筒状に形成されている。円筒状バルブ５１は、吸気ポート４１に回転自在に装着されている。円筒状バルブ５１は、円筒状バルブ５１の長手方向に変位可能に吸気ポート４１に装着されている。円筒状バルブ５１の側面には、バルブ孔６１−１乃至６１−４が形成されている。バルブ孔６１−１乃至６１−４は、円筒状バルブ５１の側面の外側と内側の中空部分とをつなげるように開口されている。
【００５６】
円柱状バルブ５２は、円柱状に形成されている。円柱状バルブ５２は、円筒状バルブ５１の内側に回転自在に装着されている。円柱状バルブ５２は、円柱状バルブ５２の長手方向に変位可能に円筒状バルブ５１に装着されている。円柱状バルブ５２には、対向する側面を連通するバルブ孔６２が形成されている。言い換えると、バルブ孔６２は、円柱状バルブ５２の対向する側面をつなげるように開けられている。
【００５７】
吸気ポート４１と、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１乃至６１−４のいずれかと、円柱状バルブ５２のバルブ孔６２とが連通した場合、吸気ポート４１は開き、吸気ポート４１と、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１乃至６１−４のいずれもと、円柱状バルブ５２のバルブ孔６２とが連通しない場合、吸気ポート４１は閉じられる。
【００５８】
より詳細には、円筒状バルブ５１の外形は、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッド２１の吸気ポート４１の径より大きい径の円柱状に形成されている。円筒状バルブ５１の内部には、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の中心軸と同軸の円柱状の空洞が形成されている。円筒状バルブ５１には、中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状のバルブ孔６１−１乃至６１−４がそれぞれ設けられている。例えば、バルブ孔６１−１およびバルブ孔６１−２を結ぶ線と、バルブ孔６１−３およびバルブ孔６１−４を結ぶ線とが、中心軸を通り、９０度で交差する位置である、円筒状バルブ５１の側面上の位置に、同じ断面形状のバルブ孔６１−１乃至６１−４がそれぞれ設けられている。例えば、バルブ孔６１−１乃至６１−４の断面であって、円筒状バルブ５１の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、四角とされている。例えば、バルブ孔６１−１乃至６１−４の断面であって、中心線と交差する向きの断面の形状は、四角とされている。
【００５９】
円筒状バルブ５１は、中心軸が吸気ポート４１の延伸する向きに交差するように吸気ポート４１に回転自在に設けられている。円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１乃至６１−４は、円筒状バルブ５１が吸気ポート４１に対し所定の角度位置になると吸気ポート４１に開く。
【００６０】
円柱状バルブ５２の外形は、円筒状バルブ５１の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に形成されている。円柱状バルブ５２には、外形の円柱の直線状の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６２が設けられている。例えば、バルブ孔６２は、直線状に中心線と交差するように形成されている。例えば、バルブ孔６２の断面であって、円柱状バルブ５２の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、四角とされている。バルブ孔６２の断面であって、円柱状バルブ５２の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、バルブ孔６１−１乃至６１−４の断面であって、円筒状バルブ５１の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状とほぼ同じ形状とされている。円柱状バルブ５２の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状と、バルブ孔６１−１乃至６１−４の断面であって、円筒状バルブ５１の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状とは、対応する形状であるともいえる。例えば、バルブ孔６２の断面であって、中心線と交差する向きの断面の形状は、四角とされている。
【００６１】
円柱状バルブ５２は、円筒状バルブ５１の空洞に回転自在に挿入されている。円柱状バルブ５２のバルブ孔６２は、円柱状バルブ５２が円筒状バルブ５１に対し所定の角度位置になると、バルブ孔６１−１およびバルブ孔６１−２またはバルブ孔６１−３およびバルブ孔６１−４と連通する。
【００６２】
掃気ポート４３には、掃気バルブ４４が設けられている。掃気バルブ４４は、掃気ポート４３を閉じるか、または開く。掃気バルブ４４が開いている場合、掃気ポート４３を通じて、掃気が外部から燃焼室に流れるか、または掃気が燃焼室から外部に流れる。掃気バルブ４４は、円柱状に形成され、掃気ポート４３に回転自在に設けられている。掃気バルブ４４の外形径は、掃気ポート４３の径より大きくされている。
【００６３】
掃気バルブ４４は、円筒状バルブ５３および円柱状バルブ５４とからなる。円筒状バルブ５３は、中空の円筒状に形成されている。円筒状バルブ５３は、掃気ポート４３に回転自在に装着されている。円筒状バルブ５３は、円筒状バルブ５３の長手方向に変位可能に掃気ポート４３に装着されている。円筒状バルブ５３の側面には、バルブ孔６３−１乃至６３−４が形成されている。バルブ孔６３−１乃至６３−４は、円筒状バルブ５３の側面の外側と内側の中空部分とをつなげるように開口されている。
【００６４】
円柱状バルブ５４は、円柱状に形成されている。円柱状バルブ５４は、円筒状バルブ５３の内側に回転自在に装着されている。円柱状バルブ５４は、円柱状バルブ５４の長手方向に変位可能に円筒状バルブ５３に装着されている。円柱状バルブ５４には、対向する側面を連通するバルブ孔６４が形成されている。言い換えると、バルブ孔６４は、円柱状バルブ５４の対向する側面をつなげるように開けられている。
【００６５】
掃気ポート４３と、円筒状バルブ５３のバルブ孔６３−１乃至６３−４のいずれかと、円柱状バルブ５４のバルブ孔６４とが連通した場合、掃気ポート４３は開き、掃気ポート４３と、円筒状バルブ５３のバルブ孔６３−１乃至６３−４のいずれもと、円柱状バルブ５４のバルブ孔６４とが連通しない場合、掃気ポート４３は閉じられる。
【００６６】
より詳細には、円筒状バルブ５３の外形は、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッド２１の掃気ポート４３の径より大きい径の円柱状に形成されている。円筒状バルブ５３の内部には、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の中心軸と同軸の円柱状の空洞が形成されている。円筒状バルブ５３には、中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状のバルブ孔６３−１乃至６３−４がそれぞれ設けられている。例えば、バルブ孔６３−１およびバルブ孔６３−２を結ぶ線と、バルブ孔６３−３およびバルブ孔６３−４を結ぶ線とが、中心軸を通り、９０度で交差する位置である、円筒状バルブ５３の側面上の位置に、同じ断面形状のバルブ孔６３−１乃至６３−４がそれぞれ設けられている。例えば、バルブ孔６３−１乃至６３−４の断面であって、円筒状バルブ５３の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、四角とされている。例えば、バルブ孔６３−１乃至６３−４の断面であって、中心線と交差する向きの断面の形状は、四角とされている。
【００６７】
円筒状バルブ５３は、中心軸が掃気ポート４３の延伸する向きに交差するように掃気ポート４３に回転自在に設けられている。円筒状バルブ５３のバルブ孔６３−１乃至６３−４は、円筒状バルブ５３が掃気ポート４３に対し所定の角度位置になると掃気ポート４３に開く。
【００６８】
円柱状バルブ５４の外形は、円筒状バルブ５３の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に形成されている。円柱状バルブ５４には、外形の円柱の直線状の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６４が設けられている。例えば、バルブ孔６４は、直線状に中心線と交差するように形成されている。例えば、バルブ孔６４の断面であって、円柱状バルブ５４の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、四角とされている。バルブ孔６４の断面であって、円柱状バルブ５４の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、バルブ孔６３−１乃至６３−４の断面であって、円筒状バルブ５３の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状とほぼ同じ形状とされている。円柱状バルブ５４の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状と、バルブ孔６３−１乃至６３−４の断面であって、円筒状バルブ５３の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状とは、対応する形状であるともいえる。例えば、バルブ孔６４の断面であって、中心線と交差する向きの断面の形状は、四角とされている。
【００６９】
円柱状バルブ５４は、円筒状バルブ５３の空洞に回転自在に挿入されている。円柱状バルブ５４のバルブ孔６４は、円柱状バルブ５４が円筒状バルブ５３に対し所定の角度位置になると、バルブ孔６３−１およびバルブ孔６３−２またはバルブ孔６３−３およびバルブ孔６３−４と連通する。
【００７０】
排気ポート４５には、排気バルブ４６が設けられている。排気バルブ４６は、排気ポート４５を閉じるか、または開く。排気バルブ４６が開いている場合、排気ポート４５を通じて、燃焼室で燃焼された燃焼ガスが燃焼室から外部に流れる。排気バルブ４６は、円柱状に形成され、排気ポート４５に回転自在に設けられている。排気バルブ４６の外形径は、排気ポート４５の径より大きくされている。
【００７１】
排気バルブ４６は、円筒状バルブ５５および円柱状バルブ５６とからなる。円筒状バルブ５５は、中空の円筒状に形成されている。円筒状バルブ５５は、排気ポート４５に回転自在に装着されている。円筒状バルブ５５は、円筒状バルブ５５の長手方向に変位可能に排気ポート４５に装着されている。円筒状バルブ５５の側面には、バルブ孔６５−１乃至６５−４が形成されている。バルブ孔６５−１乃至６５−４は、円筒状バルブ５５の側面の外側と内側の中空部分とをつなげるように開口されている。
【００７２】
円柱状バルブ５６は、円柱状に形成されている。円柱状バルブ５６は、円筒状バルブ５５の内側に回転自在に装着されている。円柱状バルブ５６は、円柱状バルブ５６の長手方向に変位可能に円筒状バルブ５６に装着されている。円柱状バルブ５６には、対向する側面を連通するバルブ孔６６が形成されている。言い換えると、バルブ孔６６は、円柱状バルブ５６の対向する側面をつなげるように開けられている。
【００７３】
排気ポート４５と、円筒状バルブ５５のバルブ孔６５−１乃至６５−４のいずれかと、円柱状バルブ５６のバルブ孔６６とが連通した場合、排気ポート４５は開き、排気ポート４５と、円筒状バルブ５５のバルブ孔６５−１乃至６５−４のいずれもと、円柱状バルブ５６のバルブ孔６６とが連通しない場合、排気ポート４５は閉じられる。
【００７４】
より詳細には、円筒状バルブ５５の外形は、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッド２１の排気ポート４５の径より大きい径の円柱状に形成されている。円筒状バルブ５５の内部には、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の中心軸と同軸の円柱状の空洞が形成されている。円筒状バルブ５５には、中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状のバルブ孔６５−１乃至６５−４がそれぞれ設けられている。例えば、バルブ孔６５−１およびバルブ孔６５−２を結ぶ線と、バルブ孔６５−３およびバルブ孔６５−４を結ぶ線とが、中心軸を通り、９０度で交差する位置である、円筒状バルブ５５の側面上の位置に、同じ断面形状のバルブ孔６５−１乃至６５−４がそれぞれ設けられている。例えば、バルブ孔６５−１乃至６５−４の断面であって、円筒状バルブ５５の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、四角とされている。例えば、バルブ孔６５−１乃至６５−４の断面であって、中心線と交差する向きの断面の形状は、四角とされている。
【００７５】
円筒状バルブ５５は、中心軸が排気ポート４５の延伸する向きに交差するように排気ポート４５に回転自在に設けられている。円筒状バルブ５５のバルブ孔６５−１乃至６５−４は、円筒状バルブ５５が排気ポート４５に対し所定の角度位置になると排気ポート４５に開く。
【００７６】
円柱状バルブ５６の外形は、円筒状バルブ５５の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に形成されている。円柱状バルブ５６には、外形の円柱の直線状の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６６が設けられている。例えば、バルブ孔６６は、直線状に中心線と交差するように形成されている。例えば、バルブ孔６６の断面であって、円柱状バルブ５６の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、四角とされている。バルブ孔６６の断面であって、円柱状バルブ５６の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状は、バルブ孔６５−１乃至６５−４の断面であって、円筒状バルブ５５の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状とほぼ同じ形状とされている。円柱状バルブ５６の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状と、バルブ孔６５−１乃至６５−４の断面であって、円筒状バルブ５５の側面に沿った向き（中心線と平行の向き）の断面の形状とは、対応する形状であるともいえる。例えば、バルブ孔６６の断面であって、中心線と交差する向きの断面の形状は、四角とされている。
【００７７】
円柱状バルブ５６は、円筒状バルブ５５の空洞に回転自在に挿入されている。円柱状バルブ５６のバルブ孔６６は、円柱状バルブ５６が円筒状バルブ５５に対し所定の角度位置になると、バルブ孔６５−１およびバルブ孔６５−２またはバルブ孔６５−３およびバルブ孔６５−４と連通する。
【００７８】
なお、レシプロ式内燃機関１１において、燃焼室にガソリンを噴射するインジェクタ（図示せず）をシリンダヘッド２１に設けるようにしてもよい。また、レシプロ式内燃機関１１が軽油または重油などを燃料として圧縮着火させる、いわゆるディーゼル機関である場合、軽油または重油などの燃料を燃焼室に噴射するインジェクタ（図示せず）がシリンダヘッド２１に設けられ、点火プラグ２５は、設けられない。なお、ガソリン、ディーゼル燃料（軽油または重油など）、ガス、水素などを複合的に燃料として使用する場合、レシプロ式内燃機関１１において、点火プラグ２５をシリンダヘッド２１に設け、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ（図示せず）をシリンダヘッド２１に設けることができる。
【００７９】
次に、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６についてより詳細に説明する。
【００８０】
図２は、複数のシリンダ３１に対して１つずつ配置される吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の配置の例を示す図である。図２において、シリンダ３１−１乃至３１−６は、直線状に配置されている。吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６は、それぞれ、直線状に配置されている複数のシリンダ３１であるシリンダ３１−１乃至３１−６に対して１つ設けられている。吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６は、互いに平行に配置されている。また、円筒状バルブ５１、円筒状バルブ５３および円筒状バルブ５５は、互いに平行に配置されている。円筒状バルブ５３は、円筒状バルブ５１および円筒状バルブ５５の間に配置されている。
【００８１】
図３は、複数のシリンダ３１に対して１つずつ配置される吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６を回転駆動する回転駆動部の配置の例を示す図である。回転駆動部８１−１、回転駆動部８２−１、回転駆動部８１−２、回転駆動部８２−２、回転駆動部８１−３および回転駆動部８２−３は、それぞれ、直動式の電動機若しくはエアモータまたは減速機および電動機若しくはエアモータなどからなり、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６を回転駆動する。回転駆動部８１−１、回転駆動部８２−１、回転駆動部８１−２、回転駆動部８２−２、回転駆動部８１−３および回転駆動部８２−３は、それぞれ、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の一方の端部側に設けられる。
【００８２】
回転駆動部８１−１は、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部８１−１は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、円筒状バルブ５１の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部８２−１は、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２を回転駆動する。回転駆動部８２−１は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、円柱状バルブ５２の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５２を回転駆動する。
【００８３】
回転駆動部８１−２は、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部８１−２は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、円筒状バルブ５３の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部８２−２は、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４を回転駆動する。回転駆動部８２−２は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、円柱状バルブ５４の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５４を回転駆動する。
【００８４】
回転駆動部８１−３は、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部８１−３は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、円筒状バルブ５５の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部８２−３は、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６を回転駆動する。回転駆動部８２−３は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、円柱状バルブ５６の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５６を回転駆動する。
【００８５】
変位部８３−１、変位部８４−１、変位部８３−２、変位部８４−２、変位部８３−３および変位部８４−３は、それぞれ、電動機若しくはエアモータで駆動されるカム若しくはラックアンドピニオンまたはソレノイドなどからなり、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６をそれぞれの中心軸に沿った方向に変位させる。変位部８３−１、変位部８４−１、変位部８３−２、変位部８４−２、変位部８３−３および変位部８４−３は、それぞれ、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の他方の端部側に設けられる。
【００８６】
変位部８３−１は、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部８４−１は、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２を中心軸に沿った方向に変位させる。吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１が中心軸に沿った方向に変位させられ、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６１−１乃至６１−４とバルブ孔６２とが重なる面積が変わり、これにより、吸気バルブ４２の開口の面積が変化する。
【００８７】
変位部８３−２は、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部８４−２は、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４を中心軸に沿った方向に変位させる。掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３が中心軸に沿った方向に変位させられ、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６３−１乃至６３−４とバルブ孔６４とが重なる面積が変わり、これにより、掃気バルブ４４の開口の面積が変化する。
【００８８】
変位部８３−３は、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部８４−３は、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６を中心軸に沿った方向に変位させる。排気バルブ４６の円筒状バルブ５５が中心軸に沿った方向に変位させられ、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６５−１乃至６５−４とバルブ孔６６とが重なる面積が変わり、これにより、排気バルブ４６の開口の面積が変化する。
【００８９】
軸受け８５−１、軸受け８６−１、軸受け８５−２、軸受け８６−２、軸受け８５−３および軸受け８６−３は、それぞれ、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の他方の端部側に設けられる。軸受け８５−１は、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の他方の端部を回転自在に軸支する。軸受け８６−１は、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の他方の端部を回転自在に軸支する。
【００９０】
軸受け８５−２は、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の他方の端部を回転自在に軸支する。軸受け８６−２は、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４の他方の端部を回転自在に軸支する。軸受け８５−３は、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５の他方の端部を回転自在に軸支する。軸受け８６−３は、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の他方の端部を回転自在に軸支する。
【００９１】
軸受け８７および軸受け８８は、それぞれ、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の長手方向の中間部を回転自在に軸支する。
【００９２】
図４は、複数のシリンダ３１に対して１つずつ配置される吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の構成の例を示す図である。円筒状バルブ５１には、シリンダ３１−１に対応して、回転軸に直交するようにバルブ孔６１−１−１乃至６１−１−４が形成されている。円筒状バルブ５１には、シリンダ３１−２に対応して、回転軸に直交するようにバルブ孔６１−２−１乃至６１−２−４が形成されている。同様に、円筒状バルブ５１には、シリンダ３１−３乃至３１−６のそれぞれに対応して、回転軸に直交するようにバルブ孔６１−３−１乃至６１−３−４（図示せず）、バルブ孔６１−４−１乃至６１−４−４（図示せず）、バルブ孔６１−５−１乃至６１−５−４（図示せず）およびバルブ孔６１−６−１乃至６１−６−４がそれぞれ形成されている。
【００９３】
円柱状バルブ５２には、シリンダ３１−１に対応して、バルブ孔６２−１が形成されている。バルブ孔６２−１が設けられている回転軸の長手方向の位置は、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１−１乃至６１−１−４の回転軸の長手方向の位置に対応する。円柱状バルブ５２には、シリンダ３１−２に対応して、バルブ孔６２−２が形成されている。バルブ孔６２−２が設けられている回転軸の長手方向の位置は、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−２−１乃至６１−２−４の回転軸の長手方向の位置に対応する。
【００９４】
同様に、円柱状バルブ５２には、シリンダ３１−３乃至３１−６のそれぞれに対応して、バルブ孔６２−３乃至６２−６がそれぞれ形成されている。バルブ孔６２−３乃至６２−６のそれぞれが設けられている回転軸の長手方向の位置は、それぞれ、バルブ孔６１−３−１乃至６１−３−４（図示せず）、バルブ孔６１−４−１乃至６１−４−４（図示せず）、バルブ孔６１−５−１乃至６１−５−４（図示せず）およびバルブ孔６１−６−１乃至６１−６−４のそれぞれの回転軸の長手方向の位置に対応する。
【００９５】
図５は、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の構成の他の例を示す図である。図５（Ａ）は、回転軸と直交する面における円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の断面の構成を示す図である。図５（Ｂ）は、回転軸に沿った面における円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の断面の構成を示す図である。
【００９６】
円柱状バルブ５２のバルブ孔６２−１は、円柱状バルブ５２の一方の側面から回転軸に向かうにつれて、回転軸の長さ方向に所定の向きに所定の距離だけ変位するように、円柱状バルブ５２の側面に対して斜めに形成され、円柱状バルブ５２の他方の側面から回転軸に向かうにつれて、回転軸の長さ方向に所定の向きに所定の距離だけ変位するように、円柱状バルブ５２の側面に対して斜めに形成され、回転軸の位置において、接続するように形成されている。言い換えると、円柱状バルブ５２のバルブ孔６２−１は、円柱状バルブ５２の側面に対して斜めに形成され、回転軸の位置において、回転軸に対して線対称になるように逆方向に曲がるように形成されている。
【００９７】
このようにすることで、吸引または排出される流体に方向性を持たせ、燃焼室内の対流を促し、スワール、ダンブル比、その他吸気、排気をコントロールしレシプロ式内燃機関１１の燃焼効率の向上を図ることが可能である。
【００９８】
バルブ孔６２−２乃至６２−６は、バルブ孔６２−１と同様に形成することができる。
【００９９】
図６は、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１および円柱状バルブ５２の構成のさらに他の例を示す図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｅ）および図６（Ｆ）は、回転軸と直交する面における円柱状バルブ５２の断面の構成を示す図である。図６（Ｃ）、図６（Ｄ）、図６（Ｇ）および図６（Ｈ）は、回転軸と直交する面における円筒状バルブ５１の断面の構成を示す図である。
【０１００】
図６（Ａ）に示されるように、円柱状バルブ５２には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６２−１乃至６２−４が形成されている。バルブ孔６２−１の断面形状は、バルブ孔６２−３の断面形状と同じとされている。バルブ孔６２−１とバルブ孔６２−３とは、中心軸の位置で直交している。バルブ孔６２−２の断面形状は、バルブ孔６２−４の断面形状と同じとされている。バルブ孔６２−２とバルブ孔６２−４とは、中心軸の位置で直交している。バルブ孔６２−２およびバルブ孔６２−４の断面の面積は、バルブ孔６２−１およびバルブ孔６２−３の断面の面積より大きくされている。バルブ孔６２−１とバルブ孔６２−３とは、中心軸の位置で狭角をなすように交わっている。バルブ孔６２−３とバルブ孔６２−４とは、中心軸の位置で狭角をなすように交わっている。
【０１０１】
図６（Ｂ）に示されるように、円柱状バルブ５２には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６２−１および６２−２が形成されている。バルブ孔６２−１の断面形状は、バルブ孔６２−２の断面形状と同じとされている。バルブ孔６２−１とバルブ孔６２−２とは、中心軸の位置で直交している。
【０１０２】
図６（Ｃ）に示されるように、円筒状バルブ５１には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６１−１乃至６１−４が形成されている。バルブ孔６１−１乃至６１−４は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６１−１乃至６１−４は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、互いに等距離に配置されている。
【０１０３】
図６（Ｄ）に示されるように、円筒状バルブ５１には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６１−１乃至６１−８が形成されている。バルブ孔６１−１、６１−３、６１−５および６１−７は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６１−１、６１−３、６１−５および６１−７は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、互いに等距離に配置されている。バルブ孔６１−２、６１−４、６１−６および６１−８は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６１−２、６１−４、６１−６および６１−８は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、互いに等距離に配置されている。バルブ孔６１−１、６１−３、６１−５および６１−７の断面の面積は、バルブ孔６１−２、６１−４、６１−６および６１−８の断面の面積より小さくされている。円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、バルブ孔６１−１とバルブ孔６１−２との間の距離、バルブ孔６１−３とバルブ孔６１−４との間の距離、バルブ孔６１−５とバルブ孔６１−６との間の距離およびバルブ孔６１−７とバルブ孔６１−８との間の距離は、バルブ孔６１−２とバルブ孔６１−３との間の距離、バルブ孔６１−４とバルブ孔６１−５との間の距離、バルブ孔６１−６とバルブ孔６１−７との間の距離およびバルブ孔６１−８とバルブ孔６１−１との間の距離よりも短い。
【０１０４】
図６（Ｅ）に示されるように、円柱状バルブ５２には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６２が形成されている。
【０１０５】
図６（Ｆ）に示されるように、円柱状バルブ５２には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６２−１および６２−２が形成されている。バルブ孔６２−１の断面の面積は、バルブ孔６２−２の断面の面積より小さくされている。バルブ孔６２−１とバルブ孔６２−２とは、中心軸の位置で斜交している。
【０１０６】
図６（Ｇ）に示されるように、円筒状バルブ５１には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６１−１および６１−２が形成されている。バルブ孔６１−１および６１−２は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６１−１および６１−２は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。
【０１０７】
図６（Ｈ）に示されるように、円筒状バルブ５１には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６１−１乃至６１−４が形成されている。バルブ孔６１−１および６１−３は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６１−１および６１−３は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。バルブ孔６１−２および６１−４は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６１−２および６１−４は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。バルブ孔６１−１および６１−３の断面の面積は、バルブ孔６１−２および６１−４の断面の面積より小さくされている。円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、バルブ孔６１−１とバルブ孔６１−２との間の距離およびバルブ孔６１−３とバルブ孔６１−４との間の距離は、バルブ孔６１−２とバルブ孔６１−３との間の距離およびバルブ孔６１−４とバルブ孔６１−１との間の距離よりも短い。
【０１０８】
このように、円筒状バルブ５１には、対向する1対のバルブ孔６１またはそれぞれ対向する複数対のバルブ孔６１を設けることができる。さらに、円柱状バルブ５２には、１または複数のバルブ孔６２を設けることができる。
【０１０９】
なお、例えば、円筒状バルブ５１は、クランクシャフトが１回転する毎に、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１が１対の場合は４分の１回転させられる。円筒状バルブ５１は、クランクシャフトが１回転する毎に、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１が２対の場合は８分の１回転させられる。
【０１１０】
円筒状バルブ５１のバルブ孔６１が２対の場合、円筒状バルブ５１の周長の１６分の１が、円筒状バルブ５１の回転方向の開口幅となり、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１が１対の場合、円筒状バルブ５１の周長の８分の１が、円筒状バルブ５１の回転方向の開口幅となる。
【０１１１】
例えば、円筒状バルブ５１の回転方向の開口幅の設定にあたり、円筒状バルブ５１の早開き角または遅閉じ角をクランクシャフトの角の各２０度と設定した場合バルブ開口角はクランクシャフト角の２００度となり、円筒状バルブ５１のバルブ孔が２対の場合のバルブ開口角は２７．５度となる。
【０１１２】
なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｅ）および図６（Ｆ）に示される円柱状バルブ５２と、図６（Ｃ）、図６（Ｄ）、図６（Ｇ）および図６（Ｈ）に示される円筒状バルブ５１とを任意に組み合わせて、吸気バルブ４２とすることができる。
【０１１３】
なお、図４乃至図６に示される吸気バルブ４２と同様に、掃気バルブ４４または排気バルブ４６を構成することができ、その説明は省略する。
【０１１４】
図７は、１つのシリンダ３１に対して１つずつ配置される吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の配置の例を示す図である。図７において、シリンダ３１−１乃至３１−６は、直線状に配置されている。吸気バルブ４２−１乃至４２−６、掃気バルブ４４−１乃至４４−６および排気バルブ４６−１乃至４６−６は、それぞれ、直線状に配置されている複数のシリンダ３１であるシリンダ３１−１乃至３１−６に対して１つずつ設けられている。すなわち、吸気バルブ４２−１、掃気バルブ４４−１および排気バルブ４６−１は、シリンダ３１−１に対して設けられている。吸気バルブ４２−２、掃気バルブ４４−２および排気バルブ４６−２は、シリンダ３１−２に対して設けられている。吸気バルブ４２−３、掃気バルブ４４−３および排気バルブ４６−３は、シリンダ３１−３に対して設けられている。吸気バルブ４２−４、掃気バルブ４４−４および排気バルブ４６−４は、シリンダ３１−４に対して設けられている。吸気バルブ４２−５、掃気バルブ４４−５および排気バルブ４６−５は、シリンダ３１−５に対して設けられている。吸気バルブ４２−６、掃気バルブ４４−６および排気バルブ４６−６は、シリンダ３１−６に対して設けられている。
【０１１５】
図８は、１つのシリンダ３１に対して１つずつ配置される吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６を回転駆動する回転駆動部の配置の例を示す図である。回転駆動部１０１−１−１、回転駆動部１０２−１−１、回転駆動部１０１−１−２、回転駆動部１０２−１−２、回転駆動部１０１−１−３および回転駆動部１０２−１−３は、それぞれ、直動式の電動機若しくはエアモータまたは減速機および電動機若しくはエアモータなどからなり、吸気バルブ４２−１、掃気バルブ４４−１および排気バルブ４６−１を回転駆動する。回転駆動部１０１−１−１、回転駆動部１０２−１−１、回転駆動部１０１−１−２、回転駆動部１０２−１−２、回転駆動部１０１−１−３および回転駆動部１０２−１−３は、それぞれ、吸気バルブ４２−１、掃気バルブ４４−１および排気バルブ４６−１の一方の端部側に設けられる。
【０１１６】
回転駆動部１０１−２−１、回転駆動部１０２−２−１、回転駆動部１０１−２−２、回転駆動部１０２−２−２、回転駆動部１０１−２−３および回転駆動部１０２−２−３は、それぞれ、直動式の電動機若しくはエアモータまたは減速機および電動機若しくはエアモータなどからなり、吸気バルブ４２−２、掃気バルブ４４−２および排気バルブ４６−２を回転駆動する。回転駆動部１０１−２−１、回転駆動部１０２−２−１、回転駆動部１０１−２−２、回転駆動部１０２−２−２、回転駆動部１０１−２−３および回転駆動部１０２−２−３は、それぞれ、吸気バルブ４２−２、掃気バルブ４４−２および排気バルブ４６−２の一方の端部側に設けられる。
【０１１７】
同様に、回転駆動部１０１−３−１乃至１０１−６−１、回転駆動部１０２−３−１乃至１０２−６−１、回転駆動部１０１−３−２乃至１０１−６−２、回転駆動部１０２−３−２乃至１０２−６−２、回転駆動部１０１−３−３乃至１０１−６−３および回転駆動部１０２−３−３乃至１０２−６−３は、それぞれ、直動式の電動機若しくはエアモータまたは減速機および電動機若しくはエアモータなどからなり、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれ、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれおよび排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれを回転駆動する。回転駆動部１０１−３−１乃至１０１−６−１、回転駆動部１０２−３−１乃至１０２−６−１、回転駆動部１０１−３−２乃至１０１−６−２、回転駆動部１０２−３−２乃至１０２−６−２、回転駆動部１０１−３−３乃至１０１−６−３および回転駆動部１０２−３−３乃至１０２−６−３は、それぞれ、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれ、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれおよび排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの一方の端部側に設けられる。
【０１１８】
回転駆動部１０１−１−１は、吸気バルブ４２−１の円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部１０１−１−１は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、吸気バルブ４２−１の円筒状バルブ５１の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部１０２−１−１は、吸気バルブ４２−１の円柱状バルブ５２を回転駆動する。回転駆動部１０２−１−１は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、吸気バルブ４２−１の円柱状バルブ５２の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５２を回転駆動する。
【０１１９】
回転駆動部１０１−１−２は、掃気バルブ４４−１の円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部１０１−１−２は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、掃気バルブ４４−１の円筒状バルブ５３の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部１０２−１−２は、掃気バルブ４４−１の円柱状バルブ５４を回転駆動する。回転駆動部１０２−１−２は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、掃気バルブ４４−１の円柱状バルブ５４の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５４を回転駆動する。
【０１２０】
回転駆動部１０１−１−３は、排気バルブ４６−１の円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部１０１−１−３は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、排気バルブ４６−１の円筒状バルブ５５の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部１０２−１−３は、排気バルブ４６−１の円柱状バルブ５６を回転駆動する。回転駆動部１０２−１−３は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、排気バルブ４６−１の円柱状バルブ５６の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５６を回転駆動する。
【０１２１】
回転駆動部１０１−２−１は、吸気バルブ４２−２の円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部１０１−２−１は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、吸気バルブ４２−２の円筒状バルブ５１の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部１０２−２−１は、吸気バルブ４２−２の円柱状バルブ５２を回転駆動する。回転駆動部１０２−２−１は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、吸気バルブ４２−２の円柱状バルブ５２の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５２を回転駆動する。
【０１２２】
回転駆動部１０１−２−２は、掃気バルブ４４−２の円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部１０１−２−２は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、掃気バルブ４４−２の円筒状バルブ５３の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部１０２−２−２は、掃気バルブ４４−２の円柱状バルブ５４を回転駆動する。回転駆動部１０２−２−２は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、掃気バルブ４４−２の円柱状バルブ５４の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５４を回転駆動する。
【０１２３】
回転駆動部１０１−２−３は、排気バルブ４６−２の円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部１０１−２−３は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、排気バルブ４６−２の円筒状バルブ５５の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部１０２−２−３は、排気バルブ４６−２の円柱状バルブ５６を回転駆動する。回転駆動部１０２−２−３は、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、排気バルブ４６−２の円柱状バルブ５６の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５６を回転駆動する。
【０１２４】
同様に、回転駆動部１０１−３−１乃至１０１−６−１は、それぞれ、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部１０１−３−１乃至１０１−６−１は、それぞれ、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円筒状バルブ５１の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５１を回転駆動する。回転駆動部１０２−３−１乃至１０２−６−１は、それぞれ、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円柱状バルブ５２を回転駆動する。回転駆動部１０２−３−１乃至１０２−６−１は、それぞれ、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円柱状バルブ５２の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５２を回転駆動する。
【０１２５】
回転駆動部１０１−３−２乃至１０１−３−２は、それぞれ、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部１０１−３−２乃至１０１−３−２は、それぞれ、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５３の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５３を回転駆動する。回転駆動部１０２−３−２乃至１０２−６−２は、それぞれ、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円柱状バルブ５４を回転駆動する。回転駆動部１０２−３−２乃至１０２−６−２は、それぞれ、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円柱状バルブ５４の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５４を回転駆動する。
【０１２６】
回転駆動部１０１−３−３乃至１０１−６−３は、それぞれ、排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部１０１−３−３乃至１０１−６−３は、それぞれ、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの円筒状バルブ５５の角度位置が所定の位置になるように、円筒状バルブ５５を回転駆動する。回転駆動部１０２−３−３乃至１０２−６−３は、それぞれ、排気バルブ４６−３乃至４６−３のそれぞれの円柱状バルブ５６を回転駆動する。回転駆動部１０２−３−３乃至１０２−６−３は、それぞれ、後述するクランクシャフトの角度位置に応じて、排気バルブ４６−３乃至４６−３のそれぞれの円柱状バルブ５６の角度位置が所定の位置になるように、円柱状バルブ５６を回転駆動する。
【０１２７】
変位部１０３−１−１、変位部１０４−１−１、変位部１０３−１−２、変位部１０４−１−２、変位部１０３−１−３および変位部１０４−１−３は、それぞれ、電動機若しくはエアモータで駆動されるカム若しくはラックアンドピニオンまたはソレノイドなどからなり、吸気バルブ４２−１、掃気バルブ４４−１および排気バルブ４６−１をそれぞれの中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０３−１−１、変位部１０４−１−１、変位部１０３−１−２、変位部１０４−１−２、変位部１０３−１−３および変位部１０４−１−３は、それぞれ、吸気バルブ４２−１、掃気バルブ４４−１および排気バルブ４６−１の他方の端部側に設けられる。
【０１２８】
変位部１０３−２−１、変位部１０４−２−１、変位部１０３−２−２、変位部１０４−２−２、変位部１０３−２−３および変位部１０４−２−３は、それぞれ、電動機若しくはエアモータで駆動されるカム若しくはラックアンドピニオンまたはソレノイドなどからなり、吸気バルブ４２−２、掃気バルブ４４−２および排気バルブ４６−２をそれぞれの中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０３−２−１、変位部１０４−２−１、変位部１０３−２−２、変位部１０４−２−２、変位部１０３−２−３および変位部１０４−２−３は、それぞれ、吸気バルブ４２−２、掃気バルブ４４−２および排気バルブ４６−２の他方の端部側に設けられる。
【０１２９】
同様に、変位部１０３−３−１乃至１０３−６−１、変位部１０４−３−１乃至１０４−６−１、変位部１０３−３−２乃至１０３−６−２、変位部１０４−３−２乃至１０４−６−２、変位部１０３−３−３乃至１０３−６−３および変位部１０４−３−３乃至１０４−６−３は、それぞれ、電動機若しくはエアモータで駆動されるカム若しくはラックアンドピニオンまたはソレノイドなどからなり、吸気バルブ４２−３乃至４２−６、掃気バルブ４４−３乃至４４−６および排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれをそれぞれの中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０３−３−１乃至１０３−６−１、変位部１０４−３−１乃至１０４−６−１、変位部１０３−３−２乃至１０３−６−２、変位部１０４−３−２乃至１０４−６−２、変位部１０３−３−３乃至１０３−６−３および変位部１０４−３−３乃至１０４−６−３は、それぞれ、吸気バルブ４２−３乃至４２−６、掃気バルブ４４−３乃至４４−６および排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの他方の端部側に設けられる。
【０１３０】
変位部１０３−１−１は、吸気バルブ４２−１の円筒状バルブ５１を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−１−１は、吸気バルブ４２−１の円柱状バルブ５２を中心軸に沿った方向に変位させる。吸気バルブ４２−１の円筒状バルブ５１が中心軸に沿った方向に変位させられ、吸気バルブ４２−１の円柱状バルブ５２が中心軸に沿った方向に変位させられると、吸気バルブ４２−１の円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１乃至６１−４と吸気バルブ４２−１の円柱状バルブ５２のバルブ孔６２とが重なる面積が変わり、これにより、吸気バルブ４２−１の開口の面積が変化する。
【０１３１】
変位部１０３−１−２は、掃気バルブ４４−１の円筒状バルブ５３を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−１−２は、掃気バルブ４４−１の円柱状バルブ５４を中心軸に沿った方向に変位させる。掃気バルブ４４−１の円筒状バルブ５３が中心軸に沿った方向に変位させられ、掃気バルブ４４−１の円柱状バルブ５４が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６３−１乃至６３−４とバルブ孔６４とが重なる面積が変わり、これにより、掃気バルブ４４−１の開口の面積が変化する。
【０１３２】
変位部１０３−１−３は、排気バルブ４６−１の円筒状バルブ５５を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−１−３は、排気バルブ４６−１の円柱状バルブ５６を中心軸に沿った方向に変位させる。排気バルブ４６−１の円筒状バルブ５５が中心軸に沿った方向に変位させられ、排気バルブ４６−１の円柱状バルブ５６が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６５−１乃至６５−４とバルブ孔６６とが重なる面積が変わり、これにより、排気バルブ４６−１の開口の面積が変化する。
【０１３３】
変位部１０３−２−１は、吸気バルブ４２−２の円筒状バルブ５１を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−２−１は、吸気バルブ４２−２の円柱状バルブ５２を中心軸に沿った方向に変位させる。吸気バルブ４２−２の円筒状バルブ５１が中心軸に沿った方向に変位させられ、吸気バルブ４２−２の円柱状バルブ５２が中心軸に沿った方向に変位させられると、吸気バルブ４２−２の円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１乃至６１−４と吸気バルブ４２−２の円柱状バルブ５２のバルブ孔６２とが重なる面積が変わり、これにより、吸気バルブ４２−２の開口の面積が変化する。
【０１３４】
変位部１０３−２−２は、掃気バルブ４４−２の円筒状バルブ５３を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−２−２は、掃気バルブ４４−２の円柱状バルブ５４を中心軸に沿った方向に変位させる。掃気バルブ４４−２の円筒状バルブ５３が中心軸に沿った方向に変位させられ、掃気バルブ４４−２の円柱状バルブ５４が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６３−１乃至６３−４とバルブ孔６４とが重なる面積が変わり、これにより、掃気バルブ４４−２の開口の面積が変化する。
【０１３５】
変位部１０３−２−３は、排気バルブ４６−２の円筒状バルブ５５を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−２−３は、排気バルブ４６−２の円柱状バルブ５６を中心軸に沿った方向に変位させる。排気バルブ４６−２の円筒状バルブ５５が中心軸に沿った方向に変位させられ、排気バルブ４６−２の円柱状バルブ５６が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６５−１乃至６５−４とバルブ孔６６とが重なる面積が変わり、これにより、排気バルブ４６−２の開口の面積が変化する。
【０１３６】
同様に、変位部１０３−３−１乃至１０３−６−１のそれぞれは、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円筒状バルブ５１を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−３−１乃至１０４−６−１のそれぞれは、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円柱状バルブ５２を中心軸に沿った方向に変位させる。吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円筒状バルブ５１が中心軸に沿った方向に変位させられ、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円柱状バルブ５２が中心軸に沿った方向に変位させられると、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１乃至６１−４と吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの円柱状バルブ５２のバルブ孔６２とが重なる面積が変わり、これにより、吸気バルブ４２−３乃至４２−６のそれぞれの開口の面積が変化する。
【０１３７】
変位部１０３−３−２乃至１０３−６−２のそれぞれは、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５３を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−３−２乃至１０４−６−２のそれぞれは、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円柱状バルブ５４を中心軸に沿った方向に変位させる。掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５３が中心軸に沿った方向に変位させられ、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの円柱状バルブ５４が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６３−１乃至６３−４とバルブ孔６４とが重なる面積が変わり、これにより、掃気バルブ４４−３乃至４４−６のそれぞれの開口の面積が変化する。
【０１３８】
変位部１０３−３−３乃至１０３−６−３のそれぞれは、排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの円筒状バルブ５５を中心軸に沿った方向に変位させる。変位部１０４−３−３乃至１０４−６−３のそれぞれは、排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの円柱状バルブ５６を中心軸に沿った方向に変位させる。排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの円筒状バルブ５５が中心軸に沿った方向に変位させられ、排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの円柱状バルブ５６が中心軸に沿った方向に変位させられると、バルブ孔６５−１乃至６５−４とバルブ孔６６とが重なる面積が変わり、これにより、排気バルブ４６−３乃至４６−６のそれぞれの開口の面積が変化する。
【０１３９】
このようにすることで、気筒毎に、吸気、排気および掃気の吸入または排出の量やタイミングを変更することができ、例えば、気筒毎に、４ストロークまたは６ストロークのいずれかで機能させることができる。
【０１４０】
また、レシプロ式内燃機関１１が要求された負荷に応じ効率的な運転を可能とするため、高負荷時にはレシプロ式内燃機関１１の全ての気筒を運転し、低負荷時には運転する気筒数を任意かつ、連続的に減少させて、燃費の向上を図る。
【０１４１】
なお、回転駆動部８１−１乃至８２−３または回転駆動部１０１−１−１乃至１０２−６−３には、吸気バルブ４２若しくは吸気バルブ４２−１乃至４２−６のそれぞれの円筒状バルブ５１若しくは円柱状バルブ５２、掃気バルブ４４若しくは掃気バルブ４４−１乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５３若しくは円柱状バルブ５４または排気バルブ４６若しくは掃気バルブ４４−１乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５５または円柱状バルブ５６のそれぞれの角度位置を検出するための、エンコーダ（ロータリエンコーダ）やレゾルバなどの角度位置センサを設けることができる。また、変位部８３−１乃至８４−３または変位部１０３−１−１乃至１０４−６−３には、吸気バルブ４２若しくは吸気バルブ４２−１乃至４２−６のそれぞれの円筒状バルブ５１若しくは円柱状バルブ５２、掃気バルブ４４若しくは掃気バルブ４４−１乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５３若しくは円柱状バルブ５４または排気バルブ４６若しくは掃気バルブ４４−１乃至４４−６のそれぞれの円筒状バルブ５５または円柱状バルブ５６のそれぞれについて、それぞれの中心軸に沿った方向の位置を検出するための、光学式変位センサ、リニア近接センサ、超音波変位センサまたは磁気検出方式若しくはリミットスイッチなどの接触式変位センサなどの位置センサを設けることができる。
【０１４２】
なお、回転駆動部８１−１乃至８２−３、変位部８３−１乃至８４−３、回転駆動部１０１−１−１乃至１０２−６−３および変位部１０３−１−１乃至１０４−６−３は、ECU（engine control unit）（図示せず）により制御される。回転駆動部８１−１乃至８２−３、変位部８３−１乃至８４−３、回転駆動部１０１−１−１乃至１０２−６−３および変位部１０３−１−１乃至１０４−６−３は、ECUからの制御信号または駆動信号により、レシプロ式内燃機関１１の運転中に継続して、任意に作動させられる。
【０１４３】
なお、回転駆動部８１−１乃至８２−３、変位部８３−１乃至８４−３、回転駆動部１０１−１−１乃至１０２−６−３および変位部１０３−１−１乃至１０４−６−３は、ECUから出力される内燃機関の運転状態に応じた駆動信号により駆動される電動モータ、反発または吸引する磁界発生装置、電気・機械的動作を行う圧電素子、流体等を原動力とする回転装置など物性の移動を促す手段またはレシプロ式内燃機関１１のクランクシャフトの回転力をカム、リンク、油圧ベーンまたはプーリーなどを用いて伝達する回転力伝達機構であっても良い。
【０１４４】
ECUには、レシプロ式内燃機関１１の必要箇所に取り付けられた各種センサ、アクセルの開度、アクセルの開閉速度、内燃期間の爆発室に吸入される空気の量、流速、温度、エンジンの回転数など、運転状態の解析に必要なデータが入力信号として入力される。ECUは、この入力信号および記憶部に記憶されている各種パラメータ、マップなどのデータに基づき吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の開閉タイミング、連通面積などを設定し、回転駆動部８１−１乃至８２−３、変位部８３−１乃至８４−３、回転駆動部１０１−１−１乃至１０２−６−３および変位部１０３−１−１乃至１０４−６−３に対し、各種パラメータ、マップなどのデータに基づき吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６のそれぞれの開閉タイミング、連通面積などの設定内容を指令し制御する。ECUは、具体的には上記入出力を行うＩ／Ｏ（Input/Output）ポート、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６の駆動を制御する処理部と上記パラメータ、マップのデータを記憶する記憶部などにより構成されている。なお、レシプロ式内燃機関１１の給排気装置の動作方法等に関するプログラムを外部より取り入れ、専用のハードウエアにより実現されるものであっても良い。また、処理部は、メモリーおよびＣＰＵ（central processing unit）により構成され、レシプロ式内燃機関１１の給排気装置の動作方法などに基づくプログラムをメモリーに取り込み実行することによりレシプロ式内燃機関１１の給排気装置の動作方法などを実現させるものであっても良い。さらに記憶部に使用される記憶媒体の種類、組み合わせの構成は限定されるものでは無い。
【０１４５】
次に、図９乃至図２１を参照して、６ストロークで機能する場合の、レシプロ式内燃機関１１の動作について説明する。
【０１４６】
なお、図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１において、円筒状バルブ５１には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６１−１乃至６１−４が形成されている。バルブ孔６１−１乃至６１−４は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６１−１および６１−３は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。バルブ孔６１−２および６１−４は、円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。円筒状バルブ５１の外周上であり、回転軸と直交する面上において、バルブ孔６１−１とバルブ孔６１−２との間の距離およびバルブ孔６１−３とバルブ孔６１−４との間の距離は、バルブ孔６１−２とバルブ孔６１−３との間の距離およびバルブ孔６１−４とバルブ孔６１−１との間の距離よりも短い。
【０１４７】
図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１において、円柱状バルブ５２には、外形の円柱の直線状の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６２が設けられている。
【０１４８】
また、図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１において、円筒状バルブ５３には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６３−１乃至６３−４が形成されている。バルブ孔６３−１および６３−３は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６３−１および６３−３は、円筒状バルブ５３の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。バルブ孔６３−２および６３−４は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６３−２および６３−４は、円筒状バルブ５３の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。バルブ孔６３−１および６３−３の断面の面積は、バルブ孔６３−２および６３−４の断面の面積より大きくされている。円筒状バルブ５３の外周上であり、回転軸と直交する面上において、バルブ孔６３−１とバルブ孔６３−２との間の距離およびバルブ孔６３−３とバルブ孔６３−４との間の距離は、バルブ孔６３−２とバルブ孔６３−３との間の距離およびバルブ孔６３−４とバルブ孔６３−１との間の距離よりも短い。
【０１４９】
図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１において、円柱状バルブ５４には、外形の円柱の直線状の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６４が設けられている。
【０１５０】
さらに、図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１において、円筒状バルブ５５には、回転軸と直交する面に、バルブ孔６５−１および６５−２が形成されている。バルブ孔６５−１および６５−２は、同様の断面形状からなる。バルブ孔６５−１および６５−２は、円筒状バルブ５５の外周上であり、回転軸と直交する面上において、対向して配置されている。
【０１５１】
図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１において、円柱状バルブ５６には、外形の円柱の直線状の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６６が設けられている。
【０１５２】
以下、レシプロ式内燃機関１１が６ストロークで機能する場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の回転が停止させられ、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４の回転が停止させられ、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５の回転が停止させられ、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１が回転させられ、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３が回転させられ、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６が回転させられるときを例に説明する。
【０１５３】
この場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、バルブ孔６２の開口が吸気ポート４１に対して開く位置とされる。掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４の角度位置は、バルブ孔６４の開口が掃気ポート４３に対して開く位置とされる。また、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５の角度位置は、バルブ孔６５−１および６５−２が排気ポート４５に対して開く位置とされる。
【０１５４】
図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１において、レシプロ式内燃機関１１が６ストロークで機能する場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３および排気バルブ４６の円柱状バルブ５６は、クランクシャフト２０１の６回転に対して、1回転させられる。なお、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１および掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３は、時計回りに回転させられ、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６は、反時計回りに回転させられる。また、クランクシャフト２０１は、反時計回りに回転させられる。
【０１５５】
図９は、掃気排気行程を終了して、吸気行程を開始するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。吸気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して０度とされる。この場合、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−２および６１−４が吸気ポート４１に対して開き始め、ガソリンと空気との混合気または空気の吸気が開始される。
【０１５６】
吸気行程を開始し、クランクシャフト２０１が０度、すなわち上死点にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して３０度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１５７】
吸気行程を開始し、クランクシャフト２０１が０度、すなわち上死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して９０度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１５８】
図１０は、吸気行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。吸気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して１５度とされる。この場合、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−２および６１−４が吸気ポート４１に対して連通面積が最大となるように開き、ガソリンと空気との混合気または空気が吸気される。
【０１５９】
吸気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して４５度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１６０】
吸気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１０５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１６１】
図１１は、圧縮行程を開始し、ミラーサイクルの実行を開始するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して３０度とされる。この場合、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−２および６１−４が吸気ポート４１を閉じて、ガソリンと空気との混合気または空気の吸気が終了する。
【０１６２】
圧縮行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して６０度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３のバルブ孔６３−４および６３−２で開かれ始める。
【０１６３】
圧縮行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１２０度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１６４】
図１２は、圧縮行程で、ミラーサイクルを実行するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−１４０度にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して３６．６度とされる。この場合、吸気ポート４１は、円筒状バルブ５１で閉じられる。
【０１６５】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−１４０度にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して６６．６度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３のバルブ孔６３−４および６３−２で開かれる。
【０１６６】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−１４０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１２６．６度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１６７】
図１３は、圧縮行程で、ミラーサイクルが終了するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して４５度とされる。この場合、吸気ポート４１は、円筒状バルブ５１で閉じられる。
【０１６８】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して７５度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられ始める。
【０１６９】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１３５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１７０】
図１４は、圧縮行程を終了して、点火プラグ２５で混合気に点火するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程を終了して点火して、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して６０度とされる。この場合、吸気ポート４１は、円筒状バルブ５１で閉じられている。
【０１７１】
圧縮行程を終了して点火して、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して９０度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１７２】
圧縮行程を終了して点火して、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１５０度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１７３】
図１５は、燃焼膨張行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。燃焼膨張行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して７５度とされる。この場合、吸気ポート４１は、円筒状バルブ５１で閉じられている。
【０１７４】
燃焼膨張行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して１０５度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１７５】
燃焼膨張行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１６５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１７６】
図１６は、燃焼膨張行程を終了し、排気行程を開始するレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して９０度とされる。この場合、吸気ポート４１は、円筒状バルブ５１で閉じられている。
【０１７７】
排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して１２０度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１７８】
排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して０度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６のバルブ孔６５−１および６５−２で開かれ始める。
【０１７９】
図１７は、排気行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して１０５度とされる。この場合、吸気ポート４１は、円筒状バルブ５１で閉じられている。
【０１８０】
排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して１３５度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１８１】
排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６のバルブ孔６５−１および６５−２で最大の連通面積で開かれる。
【０１８２】
図１８は、排気行程を終了し、掃気吸入行程を開始するレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。掃気吸入行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して１２０度とされる。この場合、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１および６１−３が吸気ポート４１に対して開き始め、掃気（空気）の吸入が開始される。
【０１８３】
掃気吸入行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して１５０度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１８４】
掃気吸入行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して３０度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６のバルブ孔６５−１および６５−２で閉じられ始める。
【０１８５】
図１９は、掃気吸入行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。掃気吸入行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して１３５度とされる。この場合、円筒状バルブ５１のバルブ孔６１−１および６１−３が吸気ポート４１に対して開き、掃気が吸入される。
【０１８６】
掃気吸入行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して１６５度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円筒状バルブ５３で閉じられている。
【０１８７】
掃気吸入行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して４５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１８８】
図２０は、掃気吸入行程を終了し、掃気排気行程を開始するレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。掃気排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して１５０度とされる。この場合、吸気ポート４１が閉じられ始め、掃気の吸入が終了する。
【０１８９】
掃気排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して０度とされる。この場合、円筒状バルブ５３のバルブ孔６３−１および６３−３が掃気ポート４３に対して開き始め、掃気の排気が開始される。
【０１９０】
掃気排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して６０度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１９１】
図２１は、掃気排気行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。掃気排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、吸気ポート４１に対して１５０度とされる。この場合、吸気ポート４１が円筒状バルブ５１で閉じられる。
【０１９２】
掃気排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、掃気ポート４３に対して１５度とされる。この場合、円筒状バルブ５３のバルブ孔６３−１および６３−３が掃気ポート４３に対して開き、掃気が排気される。
【０１９３】
掃気排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して７５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０１９４】
掃気排気行程が終了すると、図９に示される吸気行程が開始され、図９乃至図２１に示される行程が繰り返される。
【０１９５】
このように、レシプロ式内燃機関１１を６ストロークで機能させることができる。
【０１９６】
次に、図２２乃至図３０を参照して、４ストロークで機能する場合の、レシプロ式内燃機関１１の動作について説明する。
【０１９７】
なお、図２２乃至図３０に例を示すレシプロ式内燃機関１１の構成は、図９乃至図２１に例を示すレシプロ式内燃機関１１と同様である。すなわち、図２２乃至図３０に例を示す円筒状バルブ５１、円柱状バルブ５２、円筒状バルブ５３、円柱状バルブ５４、円筒状バルブ５５および円柱状バルブ５６のそれぞれは、図９乃至図２１に例を示す円筒状バルブ５１、円柱状バルブ５２、円筒状バルブ５３、円柱状バルブ５４、円筒状バルブ５５および円柱状バルブ５６のそれぞれと同様に構成される。
【０１９８】
以下、レシプロ式内燃機関１１が４ストロークで機能する場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の回転が停止させられ、掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の回転が停止させられ、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５の回転が停止させられ、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２が回転させられ、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４が回転させられ、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６が回転させられるときを例に説明する。
【０１９９】
この場合、吸気バルブ４２の円筒状バルブ５１の角度位置は、バルブ孔６１−１および６５−４が吸気ポート４１に対して開く位置とされる。掃気バルブ４４の円筒状バルブ５３の角度位置は、バルブ孔６３−２および６３−４が掃気ポート４３に対して開く位置とされる。また、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５の角度位置は、バルブ孔６５−１および６５−２が排気ポート４５に対して開く位置とされる。
【０２００】
レシプロ式内燃機関１１が４ストロークで機能する場合、レシプロ式内燃機関１１が４ストロークで機能する場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４および排気バルブ４６の円柱状バルブ５６は、クランクシャフト２０１の４回転に対して、1回転させられる。なお、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４および排気バルブ４６の円柱状バルブ５６は、時計回りに回転させられる。また、クランクシャフト２０１は、反時計回りに回転させられる。
【０２０１】
図２２は、掃気排気行程を終了して、吸気行程を開始するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。吸気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して０度とされる。この場合、円柱状バルブ５２のバルブ孔６２が吸気ポート４１に対して開き始め、ガソリンと空気との混合気または空気の吸気が開始される。
【０２０２】
吸気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して１３５度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円柱状バルブ５４で閉じられている。
【０２０３】
吸気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して４５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０２０４】
図２３は、吸気行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。吸気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して２２．５度とされる。この場合、円柱状バルブ５２のバルブ孔６２が吸気ポート４１に対して開き、ガソリンと空気との混合気または空気が吸気される。
【０２０５】
吸気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して１５７．５度とされる。この場合、掃気ポート４３は、円柱状バルブ５４で閉じられている。
【０２０６】
吸気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して６７．５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０２０７】
図２４は、圧縮行程を開始し、ミラーサイクルの実行を開始するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して４５度とされる。この場合、円柱状バルブ５２のバルブ孔６２が吸気ポート４１を閉じて、ガソリンと空気との混合気または空気の吸気が終了する。
【０２０８】
圧縮行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して０度とされる。この場合、円柱状バルブ５４のバルブ孔６４は、掃気ポート４３を開く。
【０２０９】
圧縮行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して９０度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０２１０】
図２５は、圧縮行程で、ミラーサイクルを実行するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が１４０度にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して５５度とされる。この場合、円柱状バルブ５２が吸気ポート４１を閉じている。
【０２１１】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が１４０度にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して１０度とされる。この場合、円柱状バルブ５４のバルブ孔６４は、掃気ポート４３を開いている。
【０２１２】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が１４０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１００度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０２１３】
図２６は、圧縮行程で、ミラーサイクルが終了するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して６７．５度とされる。この場合、円柱状バルブ５２が吸気ポート４１を閉じている。
【０２１４】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して２２．５度とされる。この場合、円柱状バルブ５４のバルブ孔６４は、掃気ポート４３を開いている。
【０２１５】
圧縮行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１１２．５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０２１６】
図２７は、圧縮行程を終了して、点火プラグ２５で混合気に点火するときのレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。圧縮行程を終了して点火して、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して９０度とされる。この場合、円柱状バルブ５２が吸気ポート４１を閉じている。
【０２１７】
圧縮行程を終了して点火して、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して４５度とされる。この場合、円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３を閉じる。
【０２１８】
圧縮行程を終了して点火して、クランクシャフト２０１の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２０１が上死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１３５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０２１９】
図２８は、燃焼膨張行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。燃焼膨張行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して１１２．５度とされる。この場合、円柱状バルブ５２が吸気ポート４１を閉じている。
【０２２０】
燃焼膨張行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して６５．７度とされる。この場合、円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３を閉じる。
【０２２１】
燃焼膨張行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して１５７．５度とされる。この場合、排気ポート４５は、円柱状バルブ５６で閉じられている。
【０２２２】
図２９は、燃焼膨張行程を終了し、排気行程を開始するレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して１３５度とされる。この場合、円柱状バルブ５２が吸気ポート４１を閉じている。
【０２２３】
排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して９０度とされる。この場合、円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３を閉じる。
【０２２４】
排気行程を開始し、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度、すなわちクランクシャフト２０１が下死点にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して０度とされる。この場合、円柱状バルブ５６のバルブ孔６６は、排気ポート４５を開き始める。
【０２２５】
図３０は、排気行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、吸気バルブ４２の円柱状バルブ５２の角度位置は、吸気ポート４１に対して１５７．５度とされる。この場合、円柱状バルブ５２のバルブ孔６２が吸気ポート４１を開き始める。
【０２２６】
排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、掃気バルブ４４の円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３に対して１１２．５度とされる。この場合、円柱状バルブ５４は、掃気ポート４３を閉じる。
【０２２７】
排気行程で、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度にある場合、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６の角度位置は、排気ポート４５に対して２２．５度とされる。この場合、円柱状バルブ５６のバルブ孔６６は、排気ポート４５を開いている。
【０２２８】
排気行程が終了すると、図２２に示される吸気行程が開始され、図２２乃至図３０に示される行程が繰り返される。
【０２２９】
このように、レシプロ式内燃機関１１を４ストロークで機能させることができる。
【０２３０】
クランクシャフト２０１の角度位置が−１８０度でピストン２３が下死点の位置でこの排気バルブ４６の連通が開始され、クランクシャフト２０１の角度位置が−９０度で排気バルブ４６の連通面積が最大となる。クランクシャフト２０１の角度位置が０度となった時点で排気バルブ４６の連通が終了する。すなわち、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６を等角速度で回転させた場合のレシプロ式内燃機関１１の排気行程では排気連通時間はクランクシャフトの−１８０度乃至０度で、クランクシャフトが１８０度移動するに必要な時間となる。
【０２３１】
クランクシャフト２０１の角度位置が０度でピストン２３が上死点の位置で、吸気バルブ４２の連通が開始され、クランクシャフト２０１の角度位置が９０度で吸気バルブ４２の連通面積が最大となり、クランクシャフト２０１の角度位置が１８０度となるとピストン２３は下死点となり、この位置で吸気バルブ４２の連通が終了する位置となり、レシプロ式内燃機関１１の吸気行程が終了し、かつ、レシプロ式内燃機関１１の圧縮行程が開始する位置となる。すなわち、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６を等角速度で回転させた場合のレシプロ式内燃機関１１の吸気行程では、吸気連通時間はクランクシャフトの０度なし１８０度まで、つまりクランクシャフトが１８０度移動するのに必要な時間となる。
【０２３２】
図９乃至図２１を参照して説明した６ストロークで機能する場合の、レシプロ式内燃機関１１の動作と、図２２乃至図３０を参照して説明した４ストロークで機能する場合の、レシプロ式内燃機関１１の動作とを、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６がピストン２３に干渉することがないので、動作中に切り換えることができる。レシプロ式内燃機関１１において、６ストロークの介入および４ストロークへの復帰は任意的、選択的、かつ連続的に行われる。
【０２３３】
クランクシャフト２０１の角度位置に対して排気バルブ４６が開くタイミングを任意に調整することができる。
【０２３４】
既存の技術として公知されているミラーサイクルでは電動連続可変バルブタイミング機構等で吸気バルブの遅閉する事でミラーサイクルが実行されているが、吸気バルブを兼用している点より一定角度以上の吸気バルブの遅閉は物理的に不可能である。本発明に於いては掃気バルブ４４が、掃気吸気または掃気排気を任意に行う事で、より効果的に拡張比、圧縮比を制御する事が可能となる。
【０２３５】
ミラーサイクルの実行を吸気バルブ４２の遅閉での実行では無く、専用の掃気バルブ４４で行う事でより多くの空気を吸気バルブ４２より吸い込み、吸気した空気を掃気バルブ４４より排気できるので６ストローク内燃機関の概念である掃気吸入・掃気排気によるシリンダ内の冷却と近似効果を得られ、よって高圧縮比でのノッキングを回避し高い出力、大きなトルクを引き出し、熱効率の最大化が図れる。
【０２３６】
なお、レシプロ式内燃機関１１を、ディーゼル（軽油または重油）、ガソリン、水素、液化ガスなどを燃料とするマルチフューエル内燃機関とし、理論サイクルの圧縮比を任意、かつ連続的に制御しヘッセルマンサイクル等のマルチフューエル内燃機関を効率的に実現させることもできる。
【０２３７】
図３１は、クランクシャフト２０１の角度位置に対して排気バルブ４６が開く範囲を説明する図である。図３１中の上下方向は、クランクシャフト２０１の角度位置に対応する。図３１中の左右方向は、排気ポート４５、バルブ孔６５−１および６５−２並びにバルブ孔６６による物理的な開口の幅の方向を示している。図３１の数字は、クランクシャフト２０１の角度位置を示す。図３１において、上下方向に重ねて表されている３つ長円は、それぞれ、バルブ孔６５−１および６５−２並びにバルブ孔６６を模式的に示す図である。
【０２３８】
図３１において、斜線で示す範囲が、排気バルブ４６が開くタイミングを示す。
【０２３９】
排気バルブ４６において、円筒状バルブ５５と円柱状バルブ５６との相対的な角度位置を変えることにより、排気バルブ４６が開くタイミングを変えることができる。
【０２４０】
ここで、クランクシャフト２０１の角度位置が０度とは、ピストン２３が上死点に位置する位置を示し、クランクシャフト２０１の角度位置が−１８０度とは、ピストン２３が下死点に位置する位置を示す。
【０２４１】
例えば、図３１中の左側の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度（ピストン２３が上死点に到達からクランクシャフト２０１の角度位置で２０度遅い）から−１７０度（ピストン２３が下死点に到達からクランクシャフト２０１の角度位置で１０度遅い）の範囲、１０度（ピストン２３が上死点に到達からクランクシャフト２０１の角度位置で１０度遅い）から−１７０度の範囲、０度から−１７０度の範囲または−１０度（ピストン２３が上死点に到達よりクランクシャフト２０１の角度位置で１０度早い）から−１７０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２４２】
例えば、図３１中の中央の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１８０度の範囲、１０度から−１８０度の範囲、０度から−１８０度の範囲または−１０度から−１８０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２４３】
また、例えば、図３１中の右側の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１９０度（ピストン２３が下死点に到達するよりクランクシャフト２０１の角度位置で１０度早い）の範囲、１０度から−１９０度の範囲、０度から−１９０度の範囲または−１０度から−１９０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２４４】
このように、クランクシャフト２０１の角度位置に対して排気バルブ４６が開くタイミングを任意に調整することができる。
【０２４５】
なお、排気バルブ４６と同様に、クランクシャフト２０１の角度位置に対して掃気バルブ４４または吸気バルブ４２が開くタイミングを任意に調整することができる。
【０２４６】
さらに、クランクシャフト２０１の角度位置に対して排気バルブ４６が開くタイミングを任意に調整しつつ、排気バルブ４６の開度を調整することができる。
【０２４７】
図３２および図３３は、クランクシャフト２０１の角度位置に対して排気バルブ４６が開く範囲および排気バルブ４６の開度を説明する図である。図３２および図３３中の上下方向は、クランクシャフト２０１の角度位置に対応する。図３２および図３３中の左右方向は、排気ポート４５、バルブ孔６５−１および６５−２並びにバルブ孔６６による物理的な開口の幅の方向を示している。図３２および図３３の数字は、クランクシャフト２０１の角度位置を示す。図３２および図３３において、上下方向に重ねて表されている４つ長円は、それぞれ、排気ポート４５、バルブ孔６５−１および６５−２並びにバルブ孔６６を模式的に示す図である。
【０２４８】
図３２および図３３において、上下方向に重ねて表されている４つ長円のうち、３つの長円から右方向にずれている長円は、円筒状バルブ５５または円柱状バルブ５６が中心軸に沿った方向に変位させられたことにより、バルブ孔６５−１および６５−２またはバルブ孔６６の開口する位置が変位させられたことを示している。
【０２４９】
図３２および図３３において、斜線で示す範囲が、排気バルブ４６が開くタイミングおよび排気バルブ４６の開口の幅を示す。
【０２５０】
排気バルブ４６において、円筒状バルブ５５と円柱状バルブ５６との相対的な角度位置を変えることにより、排気バルブ４６が開くタイミングを変えることができる。また、変位部８３−３が、排気バルブ４６の円筒状バルブ５５を中心軸に沿った方向に変位させ、変位部８４−３が、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６を中心軸に沿った方向に変位させるので、排気ポート４５に対してバルブ孔６５−１および６５−２またはバルブ孔６６が開口の幅の方向にずれて、排気バルブ４６の開口の幅を任意に変えることができる。
【０２５１】
図３２は、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して５／８とした場合の例を示す図である。例えば、この場合、変位部８４−３は、排気バルブ４６の円柱状バルブ５２を中心軸に沿った方向にバルブ孔６６の幅の５／８の距離だけ変位させる。
【０２５２】
例えば、図３２中の左側の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１７０度の範囲、１０度から−１７０度の範囲、０度から−１７０度の範囲または−１０度から−１７０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して５／８にして、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２５３】
例えば、図３２中の中央の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１８０度の範囲、１０度から−１８０度の範囲、０度から−１８０度の範囲または−１０度から−１８０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して５／８にして、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２５４】
また、例えば、図３２中の右側の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１９０度の範囲、１０度から−１９０度の範囲、０度から−１９０度の範囲または−１０度から−１９０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して５／８にして、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２５５】
図３３は、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して３／４とした場合の例を示す図である。例えば、この場合、変位部８４−３は、排気バルブ４６の円柱状バルブ５６を中心軸に沿った方向にバルブ孔６６の幅の３／４の距離だけ変位させる。
【０２５６】
例えば、図３３中の左側の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１７０度の範囲、１０度から−１７０度の範囲、０度から−１７０度の範囲または−１０度から−１７０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して３／４にして、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２５７】
例えば、図３３中の中央の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１８０度の範囲、１０度から−１８０度の範囲、０度から−１８０度の範囲または−１０度から−１８０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して３／４にして、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２５８】
また、例えば、図３３中の右側の縦に並ぶ４組の３つ長円で示されるように、クランクシャフト２０１の角度位置が２０度から−１９０度の範囲、１０度から−１９０度の範囲、０度から−１９０度の範囲または−１０度から−１９０度の範囲のいずれかで、排気バルブ４６の開口の幅を全開に対して３／４にして、排気バルブ４６を開かせることができる。
【０２５９】
このように、クランクシャフト２０１の角度位置に対して排気バルブ４６が開くタイミングを任意に調整しつつ、排気バルブ４６の開度を任意に調整することができる。すなわち、排気バルブ４６の早開き、早閉じ、遅開きまたは遅閉じが任意に、且つ連続的に制御される。
【０２６０】
なお、排気バルブ４６と同様に、クランクシャフト２０１の角度位置に対して掃気バルブ４４または吸気バルブ４２が開くタイミングを任意に調整しつつ、掃気バルブ４４または吸気バルブ４２の開度を任意に調整することができる。
【０２６１】
このようにすることで、連続的に連通時間を短縮、延長させる等の制御でき、これにより、レシプロ式内燃機関１１の高回転時における体積効率を向上させることができる。また、吸気バルブ４２の連通時間を長く、排気バルブ４６の連通時間を短くすることができ、これによりレシプロ式内燃機関１１の出力、燃費の向上を図る事ができる。
【０２６２】
なお、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６を設けると説明したが、これに限らず、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４または排気バルブ４６のいずれかと同じ構造のバルブをさらに設けることができる。
【０２６３】
また、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６をシリンダヘッド２１に設けると説明したが、これに限らず、シリンダブロック２２に設けるようにしてもよい。
【０２６４】
なお、吸気バルブ４２、掃気バルブ４４および排気バルブ４６は、等速で回転させるようにしても、回転角速度を変化させるようにしてもよい。
【０２６５】
このように、レシプロ式内燃機関１１の吸排気装置は、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッド２１の吸気ポート４１の径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第１の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第１の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状のバルブ孔６１−１および６１−３がそれぞれ設けられ、第１の中心軸が吸気ポート４１の延伸する向きに交差するように吸気ポート４１に回転自在に設けられ、吸気ポート４１に対する所定の角度位置でバルブ孔６１−１および６１−３が吸気ポート４１に開く中空円筒状の円筒状バルブ５１と、円筒状バルブ５１の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第２の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６２が設けられ、円筒状バルブ５１の空洞に回転自在に挿入され、円筒状バルブ５１に対する所定の角度位置でバルブ孔６２がバルブ孔６１−１および６１−３と連通する円柱状の円柱状バルブ５２と、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッド２１の排気ポート４５の径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第３の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第３の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状のバルブ孔６５−１および６５−３がそれぞれ設けられ、第３の中心軸が排気ポート４５の延伸する向きに交差するように排気ポート４５に回転自在に設けられ、排気ポート４５に対する所定の角度位置でバルブ孔６５−１および６５−３が排気ポート４５に開く中空円筒状の円筒状バルブ５５と、円筒状バルブ５５の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第４の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６６が設けられ、円筒状バルブ５５の空洞に回転自在に挿入され、円筒状バルブ５５に対する所定の角度位置でバルブ孔６６がバルブ孔６５−１および６５−３と連通する円柱状の円柱状バルブ５６と、底面が円形である円柱状であって、シリンダヘッド２１の掃気ポート４３の径より大きい径の円柱状に外形が形成され、底面が円形の円柱状の空洞であって、外形の円柱の直線状の第５の中心軸と同軸の円柱状の空洞が内部に形成され、第５の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状のバルブ孔６３−１および６３−３がそれぞれ設けられ、第５の中心軸が掃気ポート４３の延伸する向きに交差するように掃気ポート４３に回転自在に設けられ、掃気ポート４３に対する所定の角度位置でバルブ孔６３−１および６３−３が掃気ポート４３に開く中空円筒状の円筒状バルブ５３と、円筒状バルブ５３の空洞の径に対応する径の円形の底面の円柱状に外形が形成され、外形の円柱の直線状の第６の中心軸に対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通しているバルブ孔６４が設けられ、円筒状バルブ５３の空洞に回転自在に挿入され、円筒状バルブ５３に対する所定の角度位置でバルブ孔６４がバルブ孔６３−１および６３−３と連通する円柱状の円柱状バルブ５４とを備える。
【０２６６】
円筒状バルブ５１、円筒状バルブ５５および円筒状バルブ５３を、互いに平行に配置することができる。
【０２６７】
円筒状バルブ５３を、円筒状バルブ５１および円筒状バルブ５５の間に配置することができる。
【０２６８】
円筒状バルブ５１を回転駆動する回転駆動部８１−１と、円柱状バルブ５２を回転駆動する回転駆動部８２−１と、円筒状バルブ５５を回転駆動する回転駆動部８１−２と、円柱状バルブ５６を回転駆動する回転駆動部８２−２と、円筒状バルブ５３を回転駆動する回転駆動部８１−３と、円柱状バルブ５４を回転駆動する回転駆動部８２−３とをさらに設けることができる。
【０２６９】
円筒状バルブ５１を第１の中心軸に沿った方向に変位させる変位部８３−１と、円柱状バルブ５２を第２の中心軸に沿った方向に変位させる変位部８４−１と、円筒状バルブ５５を第３の中心軸に沿った方向に変位させる変位部８３−２と、円柱状バルブ５６を第４の中心軸に沿った方向に変位させる変位部８４−２と、円筒状バルブ５３を第５の中心軸に沿った方向に変位させる変位部８３−３と、円柱状バルブ５４を第６の中心軸に沿った方向に変位させる変位部８４−３とをさらに設けることができる。
【０２７０】
円筒状バルブ５１、円筒状バルブ５５または円筒状バルブ５３のいずれかに、第１の中心軸、第３の中心軸または第５の中心軸のいずれかに対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ断面形状のバルブ孔６１−２および６１−４、バルブ孔６３−２および６３−４またはバルブ孔６５−２および６５−４のいずれかをそれぞれ設けることができる。
【０２７１】
円柱状バルブ５２、円柱状バルブ５６または円柱状バルブ５４のいずれかに、第２の中心軸、第４の中心軸または第６の中心軸のいずれか対して線対称となる側面上の２つの位置に同じ形状で開口して開口を連通している第８の孔（例えば、バルブ孔６２−２）を設けることができる。
【０２７２】
円筒状バルブ５１乃至円柱状バルブ５４を、それぞれ、直線状に配置されている複数のシリンダ３１に対して１つ設けることができる。
【０２７３】
円筒状バルブ５１乃至円柱状バルブ５４を、それぞれ、１つのシリンダ３１に対して１つ設けることができる。
【０２７４】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０２７５】
１１  レシプロ式内燃機関，  ２１  シリンダヘッド，  ２２  シリンダブロック，  ２３  ピストン，  ２４  コネクティングロッド，  ２５  点火プラグ，  ３１および３１−１乃至３１−６  シリンダ，  ４１  吸気ポート，  ４２および４２−１乃至４２−６  吸気バルブ，  ４３  掃気ポート，  ４４および４４−１乃至４４−６  掃気バルブ，  ４５  排気ポート，  ４６および４６−１乃至４６−６  排気バルブ，  ５１，５３および５５  円筒状バルブ，  ５２，５４および５６  円柱状バルブ，  ６１−１乃至６１−８，６１−１−１乃至６１−６−４，６２，６２−１乃至６２−６，６３−１乃至６３−４，６４，６５−１乃至６５−４および６６  バルブ孔，  ８１−１乃至８１−３，８２−１乃至８２−３および１０１−１−１乃至１０２−６−３  回転駆動部，  ８３−１乃至８３−３，８４−１乃至８４−３および１０３−１−１乃至１０４−６−３  変位部，  ２０１  クランクシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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