(57)【要約】【課題】  吸排気効率を上げ、正確に吸排気弁の開閉を可能にし、そして吸排気装置の省スペース化、軽量化、そしてコストダウンを可能にすることで内燃機関の性能を上げる。【解決手段】  一対の円錐状の回転部品１，２と３、４を設けて回転させることにより、吸排気弁の働きをする。また、ガス交換を速めるに従いガス流の表面剥離を防ぐため内部が先細末広の形状を有する排気管６および吸気管１２を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に開口した複数の排気ポートと相対位置に複数の排気管、および前記燃焼室に開口した複数の吸気ポートと相対位置に複数の吸気管を備えた内燃機関の吸排気装置において、前記排気ポートに一つないし複数の一対の円柱状のあるいは円錐状の回転部品を有する排気弁の働きをする装置と、前記吸気ポートに一つないし複数の一対の円柱状のあるいは円錐状の回転部品を有する吸気弁の働きをする装置からなる内燃機関の吸排気装置。
【請求項２】
上記排気管および上記吸気管の内部が先細末広の形状からなる請求項１記載の内燃機関の吸排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は内燃機関の吸排気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の内燃機関の吸排気装置は図７のポッペト弁がカムと弁ばねによって上下運動を行い、吸排気することが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上記で述べた従来の吸排気装置の問題点は、上記内燃機関が吸排気を行う際に図７のポッペト弁を用いると、未燃ガスや既燃ガスは前記ポッペト弁の弁がさ１５を迂回しながら流動する必要があるので吸排気抵抗が大きく、吸排気効率は低くなる。また、前記内燃機関が高回転域にあるとき、カムと弁ばねではポッペト弁の上下運動を正確にコントロールできない。さらに、ポッペト弁が上下運動するためにカムや弁ばね等多くの部品を要するので前記内燃機関が大きく、重く、そして製造コストが掛かってしまうという問題点がある。【０００４】  本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、吸排気抵抗を小さくすることで吸排気効率を上げて、全回転域において正確に開閉ができる吸排気弁とし、さらに吸排気装置の軽量化および省スペース化かつコストダウンを図り、内燃機関の性能を上げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  そして、本発明は上記目的を達成するために、排気ポートに一対の円錐状の回転部品を設けて、回転することによって排気弁の働きをする。前記同様に吸気ポートに一対の円錐状の回転部品を設けて、回転することによって吸気弁の働きをする。また、前記排気ポートの一対の円錐状の回転部品同士が線接触したときは排気弁を閉じた状態となり、線接触してないときは排気弁を開けた状態となる。前記同様に吸気ポートの一対の円錐状の回転部品同士が線接触したときは吸気弁を閉じた状態となり、線接触してないときは吸気弁を開けた状態となる。また、前記排気ポートと相対位置に排気管を設け、その内部を排気の入口端から出口側に向かって先細末広の形状にする。前記同様に前記吸気ポートと相対位置に吸気管を設け、その内部を吸気の入口側から出口端に向かって先細末広の形状にする。
【発明の効果】
【０００６】  上記課題解決手段による効果は次の通りである。すなわち、内燃機関の燃焼室で発生した既燃ガスは燃焼室から一対の円錐状の回転部品同士が線接触してないときにできる流路を通過して、上記内部が先細末広の形状を有する排気管へ流動する。そのため、排気弁によって発生する抵抗が少ないので前記既燃ガスの流動はスムーズで、なおかつ前記内部が先細末広の形状を有する排気管により前記既燃ガス流の表面剥離を防ぎ流速を速められる。ゆえに、排気効率を上げることができる。前記同様に吸気された未燃ガスは、上記内部が先細末広の形状を有する吸気管から一対の円錐状の回転部品同士が線接触してないときにできる流路を通過して、燃焼室へ流動する。そのため、前記内部が先細末広の形状を有する吸気管により前記未燃ガス流の表面剥離を防ぎ流速を速められ、なおかつ吸気弁によって発生する抵抗が少ないので前記未燃ガスの流動はスムーズである。ゆえに、吸気効率を上げることができる。また、前述の一対の円錐状の回転部品は回転軸に配置しているため、正確に弁の開閉を可能にする。さらに、吸排気弁を構成するのは一対の円錐状の回転部品と回転軸のみと簡単な構造であるため、吸排気装置の省スペース化、軽量化、そして部品数減によりコストダウンを可能にする。従って、内燃機関の性能を上げることができる。
【実施例】
【０００７】  以下、本発明の実施の形態として一実施例を図１〜図５に基づいて説明する。【０００８】  図１および図２において、この内燃機関７はシリンダー８の上部に排気ポート５と相対位置に吸気ポート９を有する。また、前記排気ポート５と前記吸気ポート９の中間位置に点火プラグ１０を有する。【０００９】  上記排気ポート５に図３のような双曲線断面を有する一対の円錐状の線膨張係数が低い材質で作られた回転部品１、２を納め、そして前記排気ポート５の相対位置に内部が排気の入口端から出口側に向かって先細末広の形状を有する排気管６を設ける。前記同様に上記吸気ポート９に図３のような双曲線断面を有する一対の円錐状の線膨張係数が低い材質で作られた回転部品３、４を納めて、そして前記吸気ポート９の相対位置に内部が吸気の入口側から出口端に向かって先細末広の形状を有する吸気管１２を設ける。また、前記部品１と前記部品３は同回転軸上に配置されている。前記同様に前記部品２と前記部品４は同回転軸上に配置されている。【００１０】  図４において、上記排気ポート５と上記排気管６との間に納められている上記部品１、２は潤滑油１１を介して回転する構成になっている。前記同様に図５において、上記吸気ポート９と上記吸気管１２との間に納められている上記部品３、４は潤滑油１１を介して回転する構成になっている。また、吸排気弁の働きをする一対の回転部品を上記円錐状にした理由は同径の一対の円柱状の回転部品に置き換えたときより省スペース化と軽量化を図れるためである。【００１１】  ここで上記構成の動作を説明する。上記排気ポート５と上記排気管６との間に納められている上記部品１は時計回りで上記部品２は反時計回りでクランクシャフトから２：１のギヤ比つまり９０°間隔のサイクルで回転しており、排気行程へ突入しようとする図２および図４においては、前記部品１，２が９０°回転する間に非線接触領域を通過する。つまり、前記部品１，２が９０°回転する間に排気弁を開け、そして閉めることになる。このときの上記吸気ポート９と上記吸気管１２との間に納められている上記部品３は前記部品１と同回転軸上のため同じく時計回りで上記部品４は前記部品２と同回転軸上のため同じく反時計回りに回転しており、線接触領域にあるので吸気弁が閉じていることになる。次の吸気行程、圧縮行程、そして膨張行程へと突入するが、前述同様に９０°間隔のサイクルで前記双方の一対の回転部品を回転させることで各行程を完了する。
【産業上の利用可能性】
【００１２】  上述したように本発明のロータリ式吸排気装置は吸排気効率を上げることができる。また、正確に弁の開閉を可能にできる。さらに、吸排気装置の省スペース化、軽量化、そしてコストダウンを可能にできる。従って、内燃機関の性能を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すロータリ式吸排気装置を上方から見た概観図
【図２】図１における排気側であるＡ−Ａ線断面
【図３】円錐状の回転部品の正面図、平面図そして右側面図
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線断面
【図５】図４における吸気側の同断面図
【図６】斜線の部分は吸排気弁が最大に開いたときを示す図
【図７】従来使用しているポペット弁を示す図
【符号の説明】
１    排気側の円錐状の回転部品
３    吸気側の円錐状の回転部品
５    排気ポート
６    内部が先細末広形状の排気管
９    排気ポートと相対位置にある吸気ポート
１０  点火プラグ
１１  潤滑油
１２  内部が先細末広形状の吸気管
１３  円錐状の回転部品を回転させるための回転軸
１４  ガスシールのためのつば
１５  ポペット弁の弁がさ
１６  下死点にあるときのピストン
【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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