(57)【要約】【課題】    従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、ポートと燃焼室との間の連通を断続することができるエンジン用の連通断続手段を提供する。【解決手段】吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、該ポートに接続されるポート口と該燃焼室に接続される燃焼室口とが配設される第２部材と、内部流路を有し、該第２部材に対して第１軸を中心として回動可能な第１部材と、を備えてなり、該第１軸の周りの該第２部材に対する該第１部材の所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路を通じて該ポートと該燃焼室とが連通しかつ該第１部材が該連通回動範囲外においては該ポートと該燃焼室との連通を禁止するものである、連通断続手段である。【選択図】  図１
2006016983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、
該ポートに接続されるポート口と該燃焼室に接続される燃焼室口とが配設される第２部材と、
内部流路を有し、該第２部材に対して第１軸を中心として回動可能な第１部材と、
を備えてなり、
該第１軸の周りの該第２部材に対する該第１部材の所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路を通じて該ポートと該燃焼室とが連通しかつ該第１部材が該連通回動範囲外においては該ポートと該燃焼室との連通を禁止するものである、連通断続手段。
【請求項２】
前記第１軸を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第１面を前記第１部材が有し、
前記内部流路の両端が該第１面に存し、
前記第２部材が、前記第１面に沿った第２面を有するものであり、
前記ポート口と前記燃焼室口とが該第２面に存するものである、請求項１に記載の連通断続手段。
【請求項３】
前記第２部材が、前記第２面により前記第１部材を回動可能に支持するものである、請求項２に記載の連通断続手段。
【請求項４】
前記第１部材が、前記第１軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第１面が該直円柱の側面によって形成されるものである、請求項２又は３に記載の連通断続手段。
【請求項５】
前記第１軸を中心として前記第２部材に対する前記第１部材の回動が、同方向への回転である、請求項１乃至４のいずれか１に記載の連通断続手段。
【請求項６】
前記内部流路が直線に沿って形成されるものである、請求項１乃至５のいずれか１に記載の連通断続手段。
【請求項７】
前記第１部材及び前記第２部材の少なくともいずれかが、金属ナトリウムが封入された内部空間を有してなるものである、請求項１乃至６のいずれか１に記載の連通断続手段。
【請求項８】
前記内部流路の前記両端が、前記第１軸に対してほぼ線対称に形成されるものである、請求項１乃至７のいずれか１に記載の連通断続手段。
【請求項９】
吸気ポートと燃焼室との間の連通を断続する吸気断続手段と、排気ポートと該燃焼室との間の連通を断続する排気断続手段と、の少なくとも一方として請求項１乃至８のいずれか１に記載の前記連通断続手段を備えてなる、エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段に関し、より詳細には、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、ポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、４輪又は２輪等の自動車、船舶、汽車、飛行機等のような乗り物や、草刈り器、ポンプ、ブロア等のような機械等のようなものの動力源として広く用いられている。このエンジンには様々な形式のものが用いられているが、最も一般的なものとしては４サイクルエンジンが知られている。
４サイクルエンジンは、吸気バルブが開きピストンが降下することで燃料と空気との混合気が吸気ポートから燃焼室に導入され（吸気行程）、吸気バルブが閉じてピストンが上昇することで混合気が圧縮され（圧縮行程）、ピストンがほぼ上限に達したところで混合気に点火され混合気が燃焼膨張し（膨張行程）、最後にピストンが下限付近に達したところで排気バルブが開きピストン上昇と共に燃焼ガスが燃焼室から排気ポートへ追い出され（排気行程）排気バルブが閉じる。このようにエンジンが動作するには、燃焼室への混合気の導入や燃焼室からの燃焼ガスの排出等を行う必要があることから、吸気バルブや排気バルブが配設され、所定の時期にこれらバルブが開閉されるようになっている。
【０００３】
これら吸気バルブや排気バルブは、通常、バルブスプリングによって閉じる方向に付勢されており（通常閉）、クランクシャフトの回転によって回転されるカムシャフトのカム山（カムの突起部分）が該付勢力に抗して直接又は間接にバルブを押すことで、バルブが開かれ（バルブがシリンダヘッド内部方向へ突き出る。）、そしてカムシャフトがさらに回転してカム山がバルブを押さなくなると該付勢力によって再びバルブは閉じられる。即ち、現在用いられている吸気バルブや排気バルブは往復運動によってポートと燃焼室との間の連通を断続するものである（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
そして、エンジンの出力を高めるためには、エンジンの回転数を高め、そして摩擦抵抗を減少させる必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５５９１１号公報（第１図、第６図）
【非特許文献１】ＧＰ企画センター編「自動車のメカはどうなっているか  エンジン系」株式会社グランプリ出版、２０００年３月１３日、ｐ．６６−９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これまでの往復運動による吸気バルブ及び排気バルブにおいては、クランクシャフトの回転運動を往復運動に変換してこれらバルブを駆動するために大きな摩擦抵抗（一例としては、カムシャフトのカム面とそれに摺動される部材（例えば、バルブステムの端部）との間に生じる摩擦）が生じる。
そして、往復運動による吸気バルブ及び排気バルブにおいては、エンジンの回転数が高まると（即ち、バルブの往復運動の速度が大きくなると）、カム山によって押されていたバルブがカム山の押圧がなくなってもバルブが閉まる位置に確実に戻らなかったり（バルブバウンス）、バルブスプリングの力が弱いとバルブがカム山に追従できず跳ねたり（バルブジャンプ）、バルブの動きとバルブスプリングが共振する（バルブサージング）などの問題が生じる。これらの問題が生じると、バルブ開閉時期が狂うため、エンジン出力や効率が低下したり、ときにはバルブとピストンとが衝突してエンジンを破損させることになる。
また、これらの問題を解消又は減少するため、強力なバルブスプリングを用いれば、バルブスプリングを押すための抵抗が大きくなるので前記の摩擦抵抗が大きくなり、結果として得られるエンジン出力が小さくなったり、バルブシートの摩耗が大きくなる。
【０００６】
そこで、本発明においては、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、ポートと燃焼室との間の連通を断続することができるエンジン用の連通断続手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の「吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段」（以下、「本手段」という。）は、吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、該ポートに接続されるポート口と該燃焼室に接続される燃焼室口とが配設される第２部材と、内部流路を有し、該第２部材に対して第１軸を中心として回動可能な第１部材と、を備えてなり、該第１軸の周りの該第２部材に対する該第１部材の所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路を通じて該ポートと該燃焼室とが連通しかつ該第１部材が該連通回動範囲外においては該ポートと該燃焼室との連通を禁止するものである、連通断続手段である。
【０００８】
本手段は、従来のエンジンに用いられていた往復運動による吸気又は排気のバルブと同様、吸気又は排気のポートと燃焼室との間の連通を断続するためのエンジン用の連通断続手段である。
本手段は、第１部材と第２部材とを備えており、第１部材は、第２部材に対して第１軸を中心として回動可能である。そして、第１部材は内部流路を有しており、内部流路は少なくとも２の開放端（第１部材の表面に存している。これらの開放端同士は内部流路によって連通する。）を有している。さらに、第２部材は、ポートに接続されるポート口と、燃焼室に接続される燃焼室口と、が配設される。
第２部材に対して第１軸の周りに第１部材が回動すると、第１軸の周りの第２部材に対する第１部材の所定の回動範囲である連通回動範囲においては内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通し（即ち、内部流路の開放端がポート口と連絡し、内部流路の他の開放端が燃焼室口と連絡することで、内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通する。）、かつ第１部材が該連通回動範囲外においてはポートと燃焼室との連通が禁止される（即ち、ポート口又は燃焼室口の一方又は両方が内部流路の開放端から外れて連絡が断たれることで、ポートと燃焼室との連通が禁止される。）。
なお、ここにいう第２部材に対する第１軸を中心とした第１部材の「回動」とは、正逆両方向へ交互に回動（回動角度は３６０度未満）すること、正逆両方向へ交互に回転（回転角度は３６０度以上）すること、同方向へ回転（回転角度は３６０度以上）すること、の全てを含む概念である（即ち、第１軸を中心とした回転及び回動の全てのものを含む。）。
このようにすることで本手段は、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、第２部材に対する第１軸を中心とした第１部材の回動により、ポートと燃焼室との間の連通を断続することができる。従って、本手段によれば、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いる場合に生じうる上記したような問題（例えば、回転運動を往復運動に変換するための摩擦抵抗、バルブバウンス、バルブジャンプ、バルブサージング、バルブとピストンとの衝突によるエンジン破損等）を回避することができる。
【０００９】
前記第１軸を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第１面を前記第１部材が有し、前記内部流路の両端が該第１面に存し、前記第２部材が、前記第１面に沿った第２面を有するものであり、前記ポート口と前記燃焼室口とが該第２面に存するもの（以下、「回転面本手段」という。）であってもよい。
こうすることで第１部材が有する第１面と、第２部材が有する第２面と、がうまく面すると共に（第２面は第１面に沿った形状を有している。）、第１面は第１軸を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成されるので、第２部材に対して第１軸を中心として第１部材をうまく回動可能にすることができる。そして、第１面に内部流路の両端（前記開放端の２つ）が存しかつ第２面にポート口と燃焼室口とが存するので、第１面と第２面とが互いに面し合うことで、連通回動範囲においては内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通すると共に（即ち、内部流路の両端の一端がポート口と連絡し、内部流路の両端の他端が燃焼室口と連絡することで、内部流路を通じてポートと燃焼室とが連通する。）、連通回動範囲外においては、ポート口又は燃焼室口の一方又は両方が内部流路の両端から外れて第１面によって塞がれることでポートと燃焼室との連通が禁止される。
なお、ここにいう「内部流路の両端」とは、内部流路が有する少なくとも２の開放端のうち、ポート口が連絡し得る開放端と、燃焼室口とが連絡し得る開放端と、をいう（即ち、ポート口と燃焼室口とが同時に連絡し得る２の開放端をいう。）。
【００１０】
回転面本手段の場合、前記第２部材が、前記第２面により前記第１部材を回動可能に支持するものであってもよい。
こうすることで第２部材が有する第２面により第１部材の第１面を支持し第２部材が第１部材を支持するようにすれば、第１部材を回動自在に支持するための別個の手段を設ける必要がなくなったり該別個の手段への負荷を減少（別個の手段の個数や規模を小さくすることができる。）させることができる。
【００１１】
回転面本手段の場合、前記第１部材が、前記第１軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第１面が該直円柱の側面によって形成されるものであってもよい。
直円柱形状を形成するための加工は通常容易かつ正確に行うことができるので第１部材の精度を上げかつ製造コストを減少させることができる。
【００１２】
本手段においては、前記第１軸を中心として前記第２部材に対する前記第１部材の回動が、同方向への回転であってもよい。
こうすることで第１部材を常に一定方向に回転させればよいので、第１部材を回動（回転）させる機構を簡単に構成することができる。例えば、クランクシャフトの回転を所定の減速比にて減速させる減速手段（例えば、従来のカムシャフトを駆動するのと同様、タイミングベルト（コッグドベルト）とプーリとを用いる場合、タイミングチェーンとスプロケットとを用いる場合、複数ギヤを組み合わせる場合等）を介して、第１部材を回転させてもよい。
【００１３】
前記内部流路が直線に沿って形成されるものであってもよい。
こうすることでポートと燃焼室との間で流通するガス（該ポートが吸気ポートであれば、吸気ポートから燃焼室へ流通する混合気であり、該ポートが排気ポートであれば、燃焼室から排気ポートへ流通する燃焼ガスである。）が内部空間を流通する際の抵抗を小さくできるので、本手段が配設されるエンジンの効率や出力を大きくすることができる。
【００１４】
前記第１部材及び前記第２部材の少なくともいずれかが、金属ナトリウムが封入された内部空間を有してなるものであってもよい。
第１部材及び第２部材は、本手段が配設されるエンジンからの熱やこれら部材を流通する燃焼ガスからの熱によって加熱されるので、放熱を促進する必要がある。ここに金属ナトリウムは高温になると液体になり、内部空間が形成された第１部材又は第２部材の動きに伴って内部空間内を動き回る。この液体金属ナトリウムの動きにより、内部空間に沿った部分の熱移動が促進され（内部空間の高温部分により加熱されたナトリウムが、内部空間の低温部分によって冷却されることで、ナトリウムが熱の移動を促進する。）、これら第１部材又は第２部材の局所的な過熱を防止し放熱を促進する。
【００１５】
前記内部流路の前記両端が、前記第１軸に対してほぼ線対称に形成されるものであってもよい。
こうすることで第１軸を中心として第２部材に対し第１部材が回動すると、１８０度回動する毎に内部流路の両端が交互に同じ位置にくるので、３６０度回動しないと内部流路の両端が同じ位置にこないものに比して、第１部材の回動が１／２で足りることになる。このため第１部材の回動速度を抑えることができ、回動に伴う摩擦抵抗を減少させ、第１部材を回動可能に支持する支持手段の負荷を小さくできる。
【００１６】
このように本手段は、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、第２部材に対する第１軸を中心とした第１部材の回動により、ポートと燃焼室との間の連通を断続することができる。従って、本手段は、吸気ポートと燃焼室との間の連通を断続する吸気断続手段と、排気ポートと燃焼室との間の連通を断続する排気断続手段と、のいずれにも用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。
【００１８】
図１は、本手段を備えるエンジン（以下、「本エンジン」という。）１１の一部断面図（本エンジン１１の図示しないクランクシャフトの回転軸に対して垂直な断面を示している。なお、後述するピストン９２、コンロッド９３、点火プラグ９５等は断面を示していない。）であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図（後述するピストン９２、コンロッド９３、プーリ３３ａ等は断面を示していない。）であり、図３は第１部材３１ａ、３１ｂの断面図（後述する内部流路３２ａ、３２ｂが沿って形成される直線に対して垂直な断面を示している。第１部材３１ａについては、図２中、Ｂ−Ｂにより断面位置を示している。）である。
エンジン１１は、ガソリンを燃料とする４サイクルエンジンであり、従来のエンジンにて用いられてきた吸気バルブ、排気バルブ及びカムシャフト等が本手段によって置換された以外は従来からの４サイクルエンジンと同様の構造を有している。即ち、円筒形のシリンダ９１の内部には、ピストン９２がスライド自在に嵌入されており、図示しないクランクシャフトとピストン９２とはコンロッド９３によって連結されている。シリンダ９１の壁内には冷却水が流れるウオータージャケット９１ｗが形成されている。シリンダーヘッド９４とピストン９２の頭とにより取り囲まれて燃焼室１５が形成されている。シリンダーヘッド９４には点火プラグ９５（スパークプラグ）が取り付けられており、点火プラグ９５の一端（火花を生じる点火部分）は燃焼室１５に位置している。また、シリンダーヘッド９４は、第１部材３１ａ、３１ｂと第２部材４１ａ、４１ｂとを含んでいる。なお、これらの図においては、図示及び理解を容易にするため、冷却水の流路（ウオータージャケット）、循環油の流路、ボルトナット等は適宜省略しているが、適宜これら冷却、潤滑及び固定等は行われている。
【００１９】
そして、後述するように、本手段により、吸気タイミングに合わせてポート１３と燃焼室１５とが連通され（このポート１３と燃焼室１５との連通を「吸気連通」という。吸気タイミング以外では、この吸気連通は断たれる。）、排気タイミングに合わせて燃焼室１５とポート１７とが連通する（このポート１７と燃焼室１５との連通を「排気連通」という。排気タイミング以外では、この排気連通は断たれる。）ようにされる。なお、図中、第２部材４１ａ、４１ｂよりも先のポートは図示を省略している（実際には、第２部材４１ａ、４１ｂよりも先のポートは、従来の往復運動による吸気バルブや排気バルブを用いた４サイクルエンジンのシリンダヘッドよりも先のポートと同様の構造等を有している。）。
これにより、エンジン１１は、往復運動による吸気バルブや排気バルブを用いた従来の４サイクルエンジンと同様、吸気タイミングにおいて吸気連通により燃料（ガソリン）と空気との混合気が吸気ポート１３から燃焼室１５に導入され（吸気行程）、吸気連通が断たれた後、ピストン９２が上昇することで混合気が圧縮され（圧縮行程）、ピストン９２がほぼ上限に達したところで点火プラグ９５によって混合気に点火され混合気が燃焼膨張しピストン９２が下降する（膨張行程）。そしてピストン９２が下限付近に達したところで排気タイミングに入り排気連通によりピストン９２上昇と共に燃焼ガスが燃焼室１５から排気ポート１７へ追い出され（排気行程）その後排気連通が断たれる。このようなサイクルを繰り返すことで、エンジン１１は図示しないクランクシャフトを回転させることができる。
以下、本エンジン１１のうち、従来のエンジンと異なる本手段について主として説明し、それ以外の説明は省略する。
【００２０】
本手段は、本エンジン１１の吸気ポート１３と燃焼室１５との間の連通を断続する吸気断続手段２１ａと、排気ポート１７と燃焼室１５との間の連通を断続する排気断続手段２１ｂと、の両方として配設されている。吸気断続手段２１ａと排気断続手段２１ｂとのいずれも基本的な構造は同様である。
本手段は、第１部材３１ａ、３１ｂ（吸気断続手段２１ａを構成するものは添字「ａ」をつけて３１ａのように示し、排気断続手段２１ｂを構成するものは添字「ｂ」をつけて３１ｂのように示す。以下同様。）と、第２部材４１ａ、４１ｂ（ここでは第２部材４１ａと第２部材４１ｂとは、点火プラグ９５の取り付け部分９４ａと共に一体的に形成されており、シリンダーヘッド９４の一部を構成している。）と、第１部材３１ａ、３１ｂの一端に回動不可能に取り付けられたプーリ３３ａ、３３ｂと、プーリ３３ａ、３３ｂとクランクシャフトに取り付けられたプーリ（いずれも図示せず。）とに架け渡されたタイミングベルト３５（コッグドベルト）とを備えてなる。
【００２１】
第１部材３１ａ、３１ｂは、第１軸（図２及び図３中、点線Ｃにて示し、図１中では点Ｃとして示す。）を軸とする直円柱形状を有しており、第１軸に直交する直線（第１部材３１ａに関しては、図２中、点線Ｄ）に沿って内部流路３２ａ、３２ｂが形成されている。内部流路３２ａ、３２ｂは、第１軸に直交する該直線（第１部材３１ａに関しては、図２中、点線Ｄ。なお、該直線は図３に示された面に垂直である。）に対する垂直断面の形状は該直線に沿ったいずれの位置においても同じであり、内部流路３２ａ、３２ｂの両端（ここでは内部流路３２ａ、３２ｂいずれも２の開放端を有する。）は開放されている（即ち、内部流路３２ａ、３２ｂそれぞれは、それぞれが形成された第１部材３１ａ、３１ｂを貫通するように設けられている。）。
第１部材３１ａ、３１ｂは、金属ナトリウムが封入された複数の内部空間３４ａ、３４ｂを有している。
なお、第１部材３１ａ、３１ｂは、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブを形成するのに用いる材料を用いて構成してもよい。
【００２２】
第２部材４１ａ、４１ｂは、細長い直方体形状をしており、第１部材３１ａ、３１ｂを嵌入する直円柱形状（第１部材３１ａ、３１ｂが形成する直円柱の直径よりもやや大きな直円柱とされる。）の内嵌穴（両端開放）を有している。なお、第１部材３１ａ、３１ｂの外面と、第２部材４１ａ、４１ｂの該内嵌穴の内面と、の間には実際にはわずかな隙間が形成されているが、図示を容易にするため該隙間の図示は省略している（実際には、該隙間には潤滑油が供給されている。）。
第１部材３１ａ、３１ｂのいずれも、両端部近傍を除き第２部材４１ａ、４１ｂの該内嵌穴に嵌入されており、第２部材４１ａ、４１ｂに対して第１軸（図２及び図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ）を中心として回動（ここでは回転）可能である。
なお、ここでは第２部材４１ａ、４１ｂの該内嵌穴の内面は、貼着されたライナシート４１ａ１、４１ｂ１によって形成されているが、これは必ずしも必須のものではない。第２部材４１ａ、４１ｂは、従来のエンジンのシリンダーヘッドを形成するのに用いる材料等を用い、またライナシート４１ａ１、４１ｂ１は、従来のバルブシートを形成するのに用いる材料等を用いて形成してもよい。
【００２３】
第１軸（図２及び図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ）の周りの第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１部材３１ａ、３１ｂの所定の回動範囲（連通回動範囲）において、第１部材３１ａ、３１ｂに形成された内部流路３２ａ、３２ｂの両端の位置に対応するように、ポート１３、１７に接続されるポート口４３ａ、４３ｂと燃焼室１５に接続される燃焼室口４５ａ、４５ｂとが第２部材４１ａ、４１ｂに形成されている。
このため第１軸の周りの第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１部材３１ａ、３１ｂの所定の回動範囲（連通回動範囲。即ち、内部流路３２ａ、３２ｂの両端のうちの一端とポート口４３ａ、４３ｂとが連通すると共に、内部流路３２ａ、３２ｂの両端のうちの他端と燃焼室口４５ａ、４５ｂとが連通する範囲）においては、内部流路３２ａ、３２ｂを通じてポート１３、１７と燃焼室１５とが連通する。具体的には、ポート口４３ａ、内部流路３２ａ及び燃焼室口４５ａを経てポート１３と燃焼室１５とが連通し、ポート口４３ｂ、内部流路３２ｂ及び燃焼室口４５ｂを経て燃焼室１５とポート１７とが連通する。
そして、第１軸の周りの第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１部材３１ａ、３１ｂの所定の回動範囲（連通回動範囲）外（即ち、内部流路３２ａ、３２ｂの両端のうちの一端とポート口４３ａ、４３ｂとの連通と、内部流路３２ａ、３２ｂの両端のうちの他端と燃焼室口４５ａ、４５ｂとの連通と、の少なくとも一方の連通（無論、両方の連通でもよい）が断たれる範囲）においては、ポート１３、１７と燃焼室１５との連通が禁止される。ここではポート口４３ａ、４３ｂと燃焼室口４５ａ、４５ｂとの両方が内部流路３２ａ、３２ｂの両端から外れ、第１部材３１ａ、３１ｂが形成する前記直円柱の側面によって塞がれることでポート１３、１７と燃焼室１５との連通が禁止される。
なお、図１においては、ポート１３と燃焼室１５とは連通し、ポート１７と燃焼室１５との連通は禁止された状態を示している。また、第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１部材３１ａ、３１ｂの第１軸方向への変位は図示しないベアリングが制限しており、第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１部材３１ａ、３１ｂの第１軸方向への位置が保たれるようになっている。
【００２４】
このように第１軸（図２及び図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ）の周りの第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１部材３１ａ、３１ｂの回動により、ポート１３、１７と燃焼室１５との連通を自由に許容したり禁止することができる。このため第１軸の周りの第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１部材３１ａ、３１ｂの回動によって、従来から用いられてきた往復運動による吸気バルブや排気バルブと同様、吸気タイミングに合わせてポート１３と燃焼室１５とを連通させ（吸気連通）、排気タイミングに合わせて燃焼室１５とポート１７とを連通させることができる（排気連通）。
この吸気タイミングに合わせて吸気連通させるように第１部材３１ａを回動させ、排気タイミングに合わせて排気連通させるように第１部材３１ｂを回動させるには様々な方法が考えられるが、従来の往復運動による吸気バルブや排気バルブを駆動するためのカムシャフトを回転させる方法を用いてもよい。即ち、本エンジン１１の図示しないクランクシャフトの回転に伴って第１部材３１ａ、３１ｂを回転させる方法であり、例えば、タイミングベルト（コッグドベルト）とプーリとを用いる場合、タイミングチェーンとスプロケットとを用いる場合、複数ギヤを組み合わせる場合等を例示することができる。ここでは以下説明するように、タイミングベルト（コッグドベルト）とプーリとを用いている。
【００２５】
第１部材３１ａ、３１ｂの一端に回動不可能に取り付けられたプーリ３３ａ、３３ｂは、いずれもタイミングベルト３５（コッグドベルト）によってクランクシャフトの回転に伴って回転されるようになっており（タイミングベルト３５は、クランクシャフトに取り付けられたプーリ（いずれも図示せず。）とプーリ３３ａ、３３ｂとに架け渡されており、このためクランクシャフトが回転するとプーリ３３ａ、３３ｂが回転される。）、これによりクランクシャフトの回転に伴って第１部材３１ａ、３１ｂが回転される。なお、ここではクランクシャフトの回転軸と、クランクシャフトに取り付けられた図示しないプーリの回転軸と、プーリ３３ａ、３３ｂの回転軸と、第１部材３１ａ、３１ｂの回転軸（ここでは第１軸（図２及び図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ））と、は互いに略平行になるように配置されている。
【００２６】
そして、図示しないクランクシャフトに取り付けられた図示しないプーリの歯数（該プーリの外周に設けられた、タイミングベルト３５の内周に設けられた歯とかみ合う歯の数）と、プーリ３３ａ、３３ｂの歯数（これらプーリ３３ａ、３３ｂの外周に設けられた、タイミングベルト３５の内周に設けられた歯とかみ合う歯の数）と、の比によって、クランクシャフトの回転数の１／４の回転数によってプーリ３３ａ、３３ｂは回転される。このプーリ３３ａ、３３ｂの回転に伴って、第１部材３１ａ、３１ｂも、クランクシャフトの回転数の１／４の回転数によって回転される。
さらに、従来のエンジンにて用いられてきた吸気バルブ及び排気バルブが吸気及び排気のタイミングに合わせて開閉されるように、吸気及び排気のタイミングに合わせてポート１３、１７と燃焼室１５とが連通するよう、第１部材３１ａ、３１ｂは回転される。具体的には、吸気タイミングに合わせて、ポート口４３ａ、内部流路３２ａ及び燃焼室口４５ａを経てポート１３と燃焼室１５とが連通するようにされ（吸気タイミング以外では、この連通は断たれる。）、排気タイミングに合わせて、ポート口４３ｂ、内部流路３２ｂ及び燃焼室口４５ｂを経て燃焼室１５とポート１７とが連通する（排気タイミング以外では、この連通は断たれる。）ようにされる。また、吸気時間及び排気時間を十分とることができるよう、内部流路３２ａ、３２ｂの両端のうちの一端とポート口４３ａ、４３ｂとの連通と、内部流路３２ａ、３２ｂの両端のうちの他端と燃焼室口４５ａ、４５ｂとの連通と、の両連通が所定時間継続するよう、内部流路３２ａ、３２ｂの両端、ポート口４３ａ、４３ｂ、燃焼室口４５ａ、４５ｂの形状が決まられている。図１に示した内部流路３２ａ、３２ｂ、ポート口４３ａ、４３ｂ、燃焼室口４５ａ、４５ｂそれぞれの形状、そして第１部材３１ａと第１部材３１ｂとの回動角度は適宜変更されてよいことは言うまでもない。
【００２７】
以上説明したように、本手段（装置）は、本エンジン１１の吸気ポート１３と燃焼室１５との間の連通を断続する吸気断続手段２１ａ（吸気断続装置）と、排気ポート１７と燃焼室１５との間の連通を断続する排気断続手段２１ｂ（吸気断続装置）と、の両方として配設されている。
吸気断続手段２１ａたる本手段は、吸気のポート１３と燃焼室１５との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、該ポート１３に接続されるポート口４３ａと燃焼室１５に接続される燃焼室口４５ａとが配設される第２部材４１ａと、内部流路３２ａを有し、該第２部材４１ａに対して第１軸（図２及び図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ）を中心として回動可能な第１部材３１ａと、を備えてなり、該第１軸の周りの該第２部材４１ａに対する該第１部材３１ａの所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路３２ａを通じて該ポート１３と燃焼室１５とが連通しかつ該第１部材３１ａが該連通回動範囲外においては該ポート１３と燃焼室１５との連通を禁止するものである、連通断続手段である。
そして、吸気断続手段２１ａたる本手段は、前記第１軸（図２及び図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ）を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第１面（ここでは第１部材３１ａが形成する直円柱形状の側面）を前記第１部材３１ａが有し、前記内部流路３２ａの両端が該第１面（第１部材３１ａが形成する直円柱形状の側面）に存し、前記第２部材４１ａが、前記第１面（第１部材３１ａが形成する直円柱形状の側面）に沿った第２面（第２部材４１ａが有する、第１部材３１ａが内嵌される前記内嵌穴の内面）を有するものであり、前記ポート口４３ａと前記燃焼室口４５ａとが該第２面（第１部材３１ａが内嵌される前記内嵌穴の内面）に存する。
【００２８】
そして、吸気断続手段２１ａたる本手段においては、前記第２部材４１ａが、前記第２面（第１部材３１ａが内嵌される前記内嵌穴の内面）により前記第１部材３１ａを回動可能に支持する。
前述のように、吸気断続手段２１ａたる本手段においては、前記第１部材３１ａが、前記第１軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第１面が該直円柱の側面によって形成されるものである。
さらに、吸気断続手段２１ａたる本手段においては、前記第１軸を中心として前記第２部材４１ａに対する前記第１部材３１ａの回動が、同方向への回転である。
また、前記内部流路３２ａが直線（第１軸に直交する直線（図２中、点線Ｄ））に沿って形成されるものである。
加えて、前記第１部材３１ａが、金属ナトリウムが封入された内部空間３４ａを有している。
そして、前記内部流路３２ａの前記両端が、前記第１軸に対してほぼ線対称に形成されている。
【００２９】
同様に排気断続手段２１ｂたる本手段は、排気のポート１７と燃焼室１５との間の連通を断続するエンジン用の連通断続手段であって、該ポート１７に接続されるポート口４３ｂと燃焼室１５に接続される燃焼室口４５ｂとが配設される第２部材４１ｂと、内部流路３２ｂを有し、該第２部材４１ｂに対して第１軸（図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ）を中心として回動可能な第１部材３１ｂと、を備えてなり、該第１軸の周りの該第２部材４１ｂに対する該第１部材３１ｂの所定の回動範囲である連通回動範囲において該内部流路３２ｂを通じて該ポート１７と燃焼室１５とが連通しかつ該第１部材３１ｂが該連通回動範囲外においては該ポート１７と燃焼室１５との連通を禁止するものである、連通断続手段である。
そして、排気断続手段２１ｂたる本手段は、前記第１軸（図３中、点線Ｃ。図１中では点Ｃ）を中心とした回転面の少なくとも一部によって形成される第１面（ここでは第１部材３１ｂが形成する直円柱形状の側面）を前記第１部材３１ｂが有し、前記内部流路３２ｂの両端が該第１面（第１部材３１ｂが形成する直円柱形状の側面）に存し、前記第２部材４１ｂが、前記第１面（第１部材３１ｂが形成する直円柱形状の側面）に沿った第２面（第２部材４１ｂが有する、第１部材３１ｂが内嵌される前記内嵌穴の内面）を有するものであり、前記ポート口４３ｂと前記燃焼室口４５ｂとが該第２面（第１部材３１ｂが内嵌される前記内嵌穴の内面）に存する。
【００３０】
そして、排気断続手段２１ｂたる本手段においては、前記第２部材４１ｂが、前記第２面（第１部材３１ｂが内嵌される前記内嵌穴の内面）により前記第１部材３１ｂを回動可能に支持する。
前述のように、排気断続手段２１ｂたる本手段においては、前記第１部材３１ｂが、前記第１軸を軸とする直円柱形状を有し、前記第１面が該直円柱の側面によって形成されるものである。
さらに、排気断続手段２１ｂたる本手段においては、前記第１軸を中心として前記第２部材４１ｂに対する前記第１部材３１ｂの回動が、同方向への回転である。
また、前記内部流路３２ｂが直線（第１軸に直交する直線）に沿って形成されるものである。
加えて、前記第１部材３１ｂが、金属ナトリウムが封入された内部空間３４ｂを有している。
そして、前記内部流路３２ｂの前記両端が、前記第１軸に対してほぼ線対称に形成されている。
【００３１】
このように本手段たる吸気断続手段２１ａ（吸気断続装置）及び排気断続手段２１ｂをエンジンに用いることで、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いることなく、第２部材４１ａ、４１ｂに対する第１軸を中心とした第１部材３１ａ、３１ｂの回動により、ポート１３、１７と燃焼室１５との間の連通を断続することができる。従って、本手段によれば、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような往復運動を用いる場合に生じうる問題（例えば、回転運動を往復運動に変換するための摩擦抵抗、バルブバウンス、バルブジャンプ、バルブサージング、バルブとピストンとの衝突によるエンジン破損等）を回避することができる。また、従来のエンジンに用いられていた吸気又は排気のバルブのような流通する吸気又は排気の抵抗になるものを本手段は用いないので、本手段は、吸気及び排気を円滑に行わしめ、これらの効率を向上させることができる。そして、従来のエンジンに用いられていた往復運動による吸気又は排気のバルブを駆動する複雑な構成（例えば、カムシャフト、ロッカーアーム、バルブスプリング等）を要しないので、本手段を用いることでエンジンの耐久性や信頼性を著しく向上させることができると共に、エンジンの軽量化、簡素化、騒音低減、コスト削減、燃費向上、出力向上、エンジンの高回転化に資することができる。また、往復運動による吸気又は排気のバルブを用いる場合にバルブクリアランスの狂いにより生じる騒音や出力低下についても、本手段は解決することができる。加えて、吸気及び排気が流通する流路断面積（流通する方向に対して垂直な断面における面積）も、従来の往復運動による吸気又は排気のバルブを用いる場合に比して、容易に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本手段を備えるエンジンの一部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１部材の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１                本エンジン
１３                （吸気）ポート
１５                燃焼室
１７                （排気）ポート
２１ａ              吸気断続手段
２１ｂ              排気断続手段
３１ａ、３１ｂ      第１部材
３２ａ、３２ｂ      内部流路
３３ａ、３３ｂ      プーリ
３４ａ、３４ｂ      内部空間
３５                タイミングベルト
４１ａ、４１ｂ      第２部材
４１ａ１、４１ｂ１  ライナシート
４３ａ、４３ｂ      ポート口
４５ａ、４５ｂ      燃焼室口
９１                シリンダ
９１ｗ              ウオータージャケット
９２                ピストン
９３                コンロッド
９４                シリンダーヘッド
９４ａ              （点火プラグの）取り付け部分
９５                点火プラグ
【図１】
2006016983.tif 000003
【図２】
2006016983.tif 000004
【図３】
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