JPS6014164B2 - ロ−タリ弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の作動の改良による調査によると、エンジンシ
リンダの慣用のポベット弁をロータリ弁で置き換えるた
めに多くの試みがなされている。

このような試みの一つは米国特許第１６雛３６ｙ戦こよ
って例証される。他のさらに最近のものでは、１９７９
王７自発行の「ポピュラー・サイエンス」第７８頁以降
に十字形エンジンに関するデイビツド、スコットによる
論文にロー夕ＩＪ弁を使用したエンジンの設計が見られ
る。これらは、エンジンにロータリ弁を使用することに
関する多数の特許や文献の単なる例示に過ぎない。

ロータリ弁はエンジンシリングに使用して既存のポベッ
ト弁に勝る著しい利点を有する。

すなわちロータリ弁は高速のポベツト弁エンジンに認め
られる不都合を減少せしめ、一層迅速に作動させること
ができる。ポベット弁は弁の戻りバネが極端に高い回転
数を有するエンジンの作動に追随するのに不適当である
ため、実際、エンジンの残りの部分よりも遅れて作動す
る傾向にある。また、エンジンの最大圧縮は、上死点に
あるピストンが閉口したポベット弁を打たないように制
限されねばならない。

もしも圧縮をこのようなしベル以上に高くすることを望
むならば、ロータリ弁を使用することが望ましい。さら
に多くのロータリ弁の設計においては、燃料入口と排気
ガス出口の両方として機能する単一の気口を燃焼シリン
ダに設けることができる。

これは既存のポベット弁エンジンの排気弁の極端に高い
温度を降下させ、点火に先立って燃料混合気の圧縮時に
おける早期発火の可能性を減少せしめる。ロータリ弁は
また、それを作動するのにポベット弁よりも少ないェネ
ルギしか必要とせず、それだけエンジンのェネルギ出力
を増す。

しかしながら、ロータリ弁システムが内燃機関において
具備することを期待し得る多くの有意義な潜在的な利点
にも拘わらず、それらは主として自由な回転を許容する
に充分な程度に緩やかな場合には洩れ煩向がある反面、
燃焼室内に発生した燃焼圧力を保持するに充分な程度に
緊密な場合には動かなくなる煩向があることから商業的
な使用に到達していない。

今日まで、ロータリ弁システムを使用した内燃機関の実
用化が可能となる程度に長期間燃料気体と排気ガスの漏
洩を防止する態様において、ロータリ弁をシールする効
果的な方法は提案されていないように思われる。

本発明によれば、特にエンジン作動の圧縮および点火位
相の間燃焼室をシールするための補助シール機構を有す
るロータリ弁システムが提供される。

その結果、ロータリ弁それ自体は、燃焼室の圧力に対し
有意にシールする役目を果たさないが、比較的周囲の圧
力に近い状態で単に燃料および排気ガスに対する計量装
贋として作動するだけである。

このようにして、重要なシール機能は他の手段によって
提供されているので、ロ−タリ弁が固着する問題は解消
される。このようにして、ロータリ弁の多くの矛比点が
本発明によって設計したエンジンに利用できる。

本発明においては、燃料と排気のための導管と、かつ該
導管に間挿したロータリ弁手段を含んでいる、内燃機関
用ロータリ弁システムが提供される。本発明によれば、
導管を通る流れを妨げるための間欠シール手段が提供さ
れる。

これら間欠シール手段は、導管を横切って静止したシー
ル関係に間欠的に位置することのできるシール表面を含
んでいる。またロータリ弁手段の作動に相関する態様で
該シール表面を前述の導管との静止シール関係へ移動せ
しめ、そして導管とのシール関係から離脱するための手
段が設けられ、該ロータリ弁手段が作動するにつれ適切
な瞬間に間欠シールが形成される。

したがって、本発明に使用するロータリ弁が燃焼室への
、あるいは燃焼室からの物質の流れを阻止する位置を占
めるとき、間欠シール機構は燃焼室をシールするため、
代表的には燃焼室への入口において、導管を横切る静止
シール関係を占める。

気化した燃料を燃焼室内に噴射するためあるいは排気ガ
スの排出を許容するためにロータリ弁手段が関口位置に
あるとき、間欠シール機構はロータリ弁を介して燃焼室
と蓮適することを許容するため、導管とのシール関係か
ら離脱する。このようにして弁が燃料入口と排気ガス出
口とを交互に関口および閉鎖するとき、間欠シール手段
もまた、内燃機関の機能が指示する対応する開〇および
シール位置に往復動することができる。本発明の特別の
利点の一つは、間欠的なシール手段が燃焼室の静止シー
ルを提供するが、一方ロータリ弁はエンジンの作動中常
に回転運動を続けることができるという事実である。

動かない表面間の静止シールは、相対的に運動する表面
を含むシールと比較して、シール部品の摩耗が少ない。
また「静止シールは、さらに効果的な高圧のシールを提
供することができる。このことはより大きなシールの信
頼性とシール部品の寿命とをもたらす。代表的には、上
述したようなｏ−タリ弁システムのいくつかを線状の配
列に位置せしめ、特に以下記載するようなカム軸であり
得る共通の制御麹手段によって作動することができる。

また、このロータリ弁システムの線状配列にある複数の
ロータリ弁のすべては本発明による内燃機関の製作を単
純化し、そして複数の弁システムの適正な作動順序が恒
久的に決定されるように、単一の回転自在磯部材によっ
て形成することができる。もしも希望すれば、本発明は
、別々の入口および出口弁を持つ内燃機関にも、そして
内燃機関以外の他の高圧流体取扱い装置にも使用するこ
とができる。

図面において第１図は、本発明によって製造されたエン
ジンの一部破断正面図であり、特にピストン、シリンダ
および本発明の弁ならぴにシールシステムを示す。

第２図は第１図の弁アセンブリ部の縦断面図であるが、
また第１図に図示されていないその下方部分における付
加的構造をも含んでいる。

第２ａ図は、第２図に示す構造の一部の別の作動位置に
おける詳細な断面図である。

第３図は、第１図および第２図に示すエンジンの平面図
である。

第４図は、第１図から第３図に示すエンジンの単一のピ
ストンとシリンダのための一つの弁およびシールシステ
ムの分解斜視図であり、また関係する構成部品をも示し
ている。

第５図は、前世の図面に使用される弁板ベッドの斜視図
である。

第６図は、第５図の線６−６に沿う断面図である。

第７図は、第５図の線７−７に沿う断面図である。

第８図は、第５図の線８一８に沿う断面図である。

第９図は、第５図、第７図および第８図に別の形で示し
た部品のいくつかの分解斜視図である。

図面を参照するとエンジン１０の一部が図示されている
。エンジン１０は特記した以外は完全に在来の構造のも
のであっても良い。図示した特定の具体例は、在来構造
の四組の往復勤ピストンとシリンダとのアセンブリもし
くは燃焼室１２を有する内燃機関よりなる。このピスト
ンとシリンダとのアセンプＩＪ‘ま、普通の方法でクラ
ンク軸１５へ接続することのできる往復動ピストン１３
を含む。しかしながら、本発明は、通常のピストン、シ
リンダ、およびクランク軸アセンブリに使用することが
できる一方、本発明者によって１９７３王５月１９日付
けで出願された米国特許出願第５７８８０５号に記述さ
れたものと同様のピストン、シリング、およびクランク
軸配置と組合せて使用し、該出願に記載された発明の利
点とともに本発明の利点をも達成できることを特に企図
するものである。本発明は、ディーゼル機関、２サイク
ル機関、４サイクル機関その他に採用することができる
が、図面は例示の目的で４サイクル機関について説明し
ている。おのおののピストンおよびシリングアセンブリ
は開いた頂部を有するシリングの首部２０を有し、点火
栓２２がおの寒のの首部２０１１こ横方刺こ架装されて
いる。

燃焼室のこの特別な形状は、燃焼室の首部２０の上方部
分に燃料気体が集中する傾向があるため、層状給気の利
点を与えることができる。

これは極めて希薄な燃料混合気によるエンジンの作動を
許容する。またこの特殊な形状はノッキングまたは早期
点火を抑制する頃向にあると信じられる。ピストンおよ
びシリンダアセンブリ１２は、保持器２６によって限定
され、首都２０はブロック２８によって限定され、ブロ
ック２８は該ブロックを通る流路３０を含むことができ
る。

流路３０は、燃焼室の最高燃焼温度を低下させ、ノッキ
ングの可能性を低下させ、また窒素酸化物の発生を減ら
すように冷却液の流れを許容する。おのおのの弁アセン
ブリ３５を形成するため関口３３を有するベッド３２は
、可動弁板３４がベッド３２と滑り接触することを許容
するような位置にブロック２８の頂部へ固定される。

弁板３４およびベッド３２は、第２図に示すように弁板
３４が揺動運動によってベッド３２上で糟勤して前後に
往復動することを許容するように、わん曲し、一致した
対向表面を備える。弁板３４は、開□３６を備え、該閉
口３６は、第２ａ図に示すように弁板３４の第一の揺動
位置において関口３３および首部２０と整合するように
位置し、また第２図に示すように第二の揺動位置におい
ては関口３３および首部２０と整合せず、そのため、首
部２０の閉口した頂部を横切って連続したシール表面３
８が位置するように動く。

この後記の位置は、燃焼室への、または燃焼室からの流
体の蓮通を妨害し、そしてエンジンの圧縮および燃焼位
相において燃焼室をシ−ルするように作動する。弁板３
４は、一端で揺動腕４０へボルト３９等によって接続さ
れ「池端において揺動腕４２のフオーク状部分４１によ
って腕４２に対して弁板３４に徴量の軸方向の曲げ運動
を許容するように絹動的に保持される。揺動腕４０，４
２はそれらの揺動運動に対する支点として機能する枢軸
４４に麹支される。カム鞠４６は腕４０，４２間に位置
し、腕４２，４０によってそれぞれ支持されるベアリン
グ部材５２，５４に対しそれぞれ係合一するカム４８，
５０（第４図参照）を備える。したがって、カム軸４６
が回転するとき、カム４８，５０は、アーム４０，４２
および弁板３４を、バネ等によるのではなく、カム軸の
回転位置のみによって好ましく制御される積極的作用に
より、揺動運動によって後方および前方へ往復敷させる
ように位置する。このようにして、開口３６が首部２０
と整列する第一の揺動位置はカム軸４６のある回転位置
によりもたらされ、そして第二の揺動位置は、カム軸の
他の回転位暦によってもたらされる。おのおのの弁アセ
ンブリ５６は、ピストンおよびシリンダアセンプリ１２
と同数の弁ブロック５８を含み、各ブロックには回転弁
部材６２が通過する関口６０と、そして第一の揺動位置
において関口３６と運適するための底部閉口６１とが設
けられる。

この特定の実施態様においては、ロータリ弁ロッド部材
６２は、歯車６４で終わりそしてすべての弁ブロック５
８を貫通する単一のロッドーこよって形成されている。

歯車６４はカム軸４６の端末歯車６５と噛み合い、それ
故弁ロッド部村６２の回転もまたカム軸４６の回転によ
って制御されそれと同調する。歯形プーリ６７がカム髄
４６へその回転のために装着されており、それは回転す
るクランク軸１５によって駆動される歯形ベルト６９に
よって駆動される。弁ロッド部材６２は、第１図に示す
ように、燃料の気体をピストンおよびシリンダアセンブ
リ１２へ通過せしめるための一連の導入口６６と、ピス
トンの排気行程においてシリンダから排気ガスを排出す
るための一連の排気口６８を備える。

導入口６６と排気口６８とは、弁ブロック５８全部に対
して形成されており、そして弁ロッド部材６２があらか
じめ定められた回転位置にあるとき、弁板３４の第一の
揺動位置において底部開○６１を通じて燃焼室の首部２
０と連通するように位置する。各導入口６６および排気
口６８は弁ロッド部村６２に沿って縦方向に通じており
、弁ロッド部材内に囲まれ、両端は該弁ロッド部材の側
面を貫通している。

導入口の端部６６ａおよび排気口の端部６８ｅが第１図
に見られる。おのおのの導入口および排気口の端分６６
ｅおよび６８ｅは、弁ロッド６２に沿って縦方向に離れ
た位置を占め、その位置はまた、弁ロッド６２上で縦方
向にもそして、円周方向にも離れて位置している。開〇
６６，６８の端部の一方は、弁ロッド６２の種々のあら
かじめ定められた回転位置において関口６１と蓮適して
いる。関口６６，６８のそれぞれの織部の円周方向間隔
の程度は、第１図に見られるように約９０ｏの角度に形
成することができるが、それ以外の円周方向間隔も所望
に応じて使用することができる。関口６１から縦方向に
離れている関口６６，６８の端部は、それぞれの関口の
他方の端部が底部開口６１を経由して首部２０と蓮適す
る回転位置を弁ロッド部材６２が占めるとき、燃料入口
７０および排出マニホールド関口７２とそれぞれ蓮適す
る。

このとき導入口６６は、関係する導入マニホールド閉口
７０と蓮適する。排気口６８は、同様に関係する排気マ
ニホールド関口７２と蓮適する。この位置にある間、弁
板３４はその第一の揺動位置を占めるであろう。弁ロッ
ド６２がカム軸４６と整合して回転するとき、カム４８
および５０は、揺動腕４０および４２の各組を揺動し、
それにより弁板３４の開□３６を第一の揺動位置、すな
わち燃焼室１２の首部２０と整合する位置へ移動させ、
同時に各導入口６６は各燃焼室が該導入口を適って導入
マニホールド開□７０と蓮適する回転位置をとる。

関口３６は、弁ロッド６２が、燃焼室から排気口６８を
適って排気マニホールド開○７２への蓮通を許容する他
の回転位置へ回転する間、首部２０と整合し続ける。こ
の状態は、作動の給気および排気サイクルの間続く。エ
ンジン作動サイクルの他の部分、特に作動の圧縮および
燃焼サイクルの間、カム軸４６は腕４０，４２を動かし
、関口３６を首部２０から引き離す。同様に作動のこの
時期においては、導入口６６および排気口６８は底部関
口６１と整合した位置を占めない。また、本発明に係る
エンジンの作動サイクルが圧縮および燃焼位相にある間
、カム軸４６に架装された別のカム７４，７６は、弁ブ
ロック５８に装着された高さ調節可能な枠７８を押圧す
る。

カム７４，７６の作用は、エンジンが圧縮および燃焼位
相にある間、弁板３４へベッド３２に対する補強シール
圧を供聯合するため、その第二の揺動位置において弁板
３４に対し弁ブロック５８を押し付けることにある。カ
ム４８，５川ま、この位相にある間、腕４０，４２の揺
動を妨げるように設計される。

燃焼行程が終わった後、カム軸４６はカム７４，７６に
よる枠７８の加圧を解除するようにさらに回転し、ブロ
ック５８が第４図に示すピローブロック８１に架袋され
たバネ８５によって第２ａ図の位置へ上昇することを許
容する。ブロック５８を弁板３４との係合位置に動かす
ためにカム７４，７６によってブロック５８に与えられ
る運動量は、ェネルギ消費を最小にするため、好ましく
は合計距離で僅か０．０２５４ないし０．０７６３仇、
例えば約０．０３８１肌とするのがよい。

ブロック５８の開ロ６川ま、対応して弁ロッド６２の上
昇および降下運動の必要ないこ、ブロック５８の上昇お
よび降下運動と適応するために、第２図および第２ａ図
に示すように僅かに楕円状に形成されている。各開ロ６
０の端部は、該関口６０の織部からの低圧を洩れを阻止
するため、弁ロッド６２の周囲に位置する藤シール６３
等によって常法に従ってシールすることができる。

高さ調節可能な分離板部材あるいは枠７８は、弁ブロッ
ク５８にセットされているボルトあるいは止めネジ８川
こよって支持される。

枠７８を設ける目的は、弁ブロック５８の弁板３４に対
する位置を所望量垂直方向に調節することを許容し、そ
して個々のエンジンの必要に応じ、そしてエンジンの摩
耗に応じ調節する手段を提供することにある。

弁ブロック５８、腕４０，４２等よりなる各弁アセンブ
リ３５は、一組のピローブロック部材８２，８４，８６
よりなるピローブロックアセンブリ８１によって隣接す
るアセンブリから分離されている。

ブロック部材８２，８４，８６には、弁ロッド部材６２
、カム軸４６および枢藤４４をそれぞれ収容するための
閉口８８，９０，９２が設けられる。また、ピローブロ
ック部材８２は第３図に図示するように、導入口６６あ
るいは排気口６８の一端を設けた弁ロッド部材６２の部
分と該ピローブロック部材内において運通のため導入マ
ニホールド閉口７０あるいは排気マニホールド開□７２
を備える。第３図において導入マニホールド閉口７０お
よび排気マニホールド関口７２の腕は二つのピストンお
よびシリングアセンブリ１２と、そして関係する弁アセ
ンブリ３５に役立っていることに気付くであろう。

これは二つの隣接した弁アセンブリ３５のための導入口
６６を同じ導入マニホールド開□７０と蓮通せしめるこ
とによって達成される。これに対応して二つの隣接した
弁アセンブリ３６の排気口６８は、同じ排気マニホ−ル
ド開口７２と運適する。具体的には、弁アセンブリ３５
ａの排気口６８は、ピローブロック８１ａの排気マニホ
ールド閉口７２と蓮通し、一方対応する導入口６６はピ
ローブロック８１ｂ中の導入マニホールド関口７０と運
通する。

弁アセンブリ３５ｂのための排気口６８は、ピローフロ
ツク８１ｃの排気マニホールド閉口７２と蓮通し、一方
その導入口６６はピローブロック８１ｂの導入マニホー
ルド閉口７０と蓮適する。弁アセンブリ３５ｃの排気口
６８は、ピローフロック８１ｃの排気マニホールド７２
と運通し、一方その導入口６６はピローブロック８１ｄ
の導入マニホールド閉口７０と運速する。弁アセンブリ
３５ｄの排気口６８は、ピローブロック８１ｅの排気マ
ニホールド関口７２と運通し、一方その導入口はピロー
ブロック８１ｄの導入マニホールド開□７２と運遺する
。排気および導入マニホールドシステムの他の配置も、
使用者が希望するときには勿論使用することができる。

しかしながら、図示した導入マニホールドシステムは形
状が好ましい対称的であって、そのため各シリンダアセ
ンプリ１２に対して実質的に等しい燃料気体の流れを与
えることが理解されるであろう。燃料入口７３は気化器
と導入マニホールド開口７０とを運通し、一方排気出口
７５はもし存在するならマフラへ、そして外部へ連適す
る。

８１ａ乃至８１ｅのピローフロツクの構造は、合体され
そしてボルト８７，８９によってブロック２８へ取付け
されている第４図のピローブロック８１によって図示さ
れている。

第５図乃至第９図に見られるように、補助シールシステ
ム９４が弁板ベッド３２に形成されている。

環状溝９６が弁板ベッド３２の開○３３の周囲に位置す
る。

割れた環９８は溝９６内に位置し、空間１００を形成す
る。挿入体１０４が該空間をシールするために空間１０
０をふさぐ。挿入体１０４のスカート１０６は、第８図
に見られるように該スカートを収容できる寸法の溝９６
中の深くなった部分１０５において環９８の下側と接す
る。空間１００は、割れ環９８の寸法が微小変化するこ
とを許容し、そして温度変化と運動によってそれが少し
動き、そして拡張したり収縮したりするのを許容する。

割れ環９８は、バネ部材として作用しそして空間１００
と類似した寸法の割れ空間１０９を備える波形環１０８
上に乗っている。

波型細片１１１は、溝９６の深くなった部分内にスカー
ト１０６の下にはめられる。このようにして、弁板部材
３４がベッド３２上に押圧されるとき、集中した圧力シ
ールが割れ環９８および挿入体１０４によって弁坂部材
３４の下面に対して発生するであるつ。一方これ等の部
材は波環１０８および波型細片１１１の抵抗するバネ反
駁作用に対抗して溝９６内に向かって下向きに押圧され
るであろう。部材１０４，９８の通常の最大圧縮量もし
くは公差は、カム７４，７６による弁ブロック５８の押
圧量と同様に０．０３８１仇のオーダーとすることがで
きる。第二の揺動位置において弁坂部材が静止シール関
係に係合する時、部材１０４，９８は、エンジンの圧縮
および燃焼サイクルの間、瞬間的な静止シール作用を容
易にするように望ましくは弁ベッド３２の表面と平らに
なるように下方に押圧されるであろう。弁板３４が前述
した間欠揺動運動をするとき、割れ環９８および挿入体
１０４は、循環油を拭き落とし、該潤滑油が関口３３内
に進入するのを防止するため、坂部材３４の下面をこす
るような好ましい寸法をとる。

同様にワイパ部材１１２は、第６図に示すように、横断
みそ１１１４を含み、その中に波型細片１１８のような
波形のバネ部材によって支持される浮き刃１１６が収容
されている。

流離みぞ１２０は、刃１１６によって拭き取られた潤滑
油が流路１２０，１２２を流れ「出口１２５を通って弁
板ベッドの下縁に向かって流れることを許容するように
、横断みぞ】２２と蓬適する。潤滑油は、所望によって
該部から集められ、後述の油潤滑システムの一部として
公知の方法によってオイルパンに再循環される。ワンパ
アセンブリ１１２は、このため割れ環９８と同様に、刃
１１６を通常弁ベッド３２の表面より約０．０３８１肌
上方へ突出させることにより、関口３３に対しさらに油
シール作用を提供するため弾性付勢されている。

弁板３４の上側表面を油シールする目的で、開□３３の
周囲に設けられた環状のリングシールシステム９４と類
似した構造を有する環状リング１１９が関口３６の周囲
に設けられている。弁ブロック５８の突出部分１２１は
、第二の揺動位置において弁ブロック５８の本体部より
外側へ来た環状リング１１９の部分と係合するように位
置し、そのため連続した油シールが関口３６のまわりに
形成される。

弾性バネ部材１２４は、弁ブロック５８およびカム７４
，７６によって加えられた圧力によって弁板３４が下方
に片寄せられていないときに、第２ａ図に示すように弁
板３４を弁ベッド３２から離して持ち上げ、弁板３４の
自由機を上方に片寄せる目的で設けられている。

これは弁板３４の第１および第２の揺動位置間の揺動運
動の摩擦を減らす。バネ部材１２４は、一対のピン１２
６上に滑敷自在に支持され、バネ１２８によって上方へ
付勢されている。

バネ部材１２４はまた、その上に弁板部材が乗る一個以
上のローラ１３０を備える。ピストンおよびシリンダア
センブリ１２、および関連する弁アセンブリ３５の作動
の特定のサィクルは下記のとおりである。第２図に示す
ように、一つのピストン１３は、エンジンサイクルの点
火位相の直前のその上死点中心位置にあることが図示さ
れている。

好ましくは本システムにおける圧縮比は、最も効率的な
作動のために１の封１を越えているが、それよりも低い
圧縮比も有効に使用し得る。第２図に示すように、弁ブ
ロック５８は、カム７４，７６の作用によって弁板３４
に対して押付けられている。

また弁板３４は弁ベッド３２を押圧し、首部２０中の加
圧燃料気体に対し、静止している高圧力シールを提供す
る。特に集中的な圧力シールがシールシステム９４によ
って発生する。エンジンの運転中、弁ロッド部材６２お
よびカム軸４６は常に回転運動している。

しかしながら、サイクルが圧縮および点火位相にある間
、腕４０，４２および弁板３４が静止し、所望の静止シ
ールを形成するように、カム４８，５０を設計してある
。火花を発生するように点火栓２２が作動したとき、首
部２０において燃料気体へ点火され、ピストン１３を下
方へ駆動し、そしてクランク軸１５へ「通常の手段また
は前述の本発明者の米国出願に詳細に記述した手段によ
って、トルクを伝達する。

したがってピストン１３は下死点へ向かって進み、その
時点においてエンジンサイクルの点火位相が終了する。
典型的には、点火位相の終了前に（例えば下死点の７０
ｏ前方）、カム軸４６は、カム７４，７６による弁ブロ
ック５８の圧迫を解放するに充分なだけ回転している。

したがって弁ブロック５８は（典型的には０．０３８１
肌だけ）上昇し、弁板３４に対するその圧力を解放し、
したがって弁板３４もバネ部村１２４に助けられてほぼ
同様の距離だけ上昇する。典型的には、下死点より前で
（例えば６００前で）、カム軸４６の続いての回転は、
カム４８がベアリング部材５２を加圧することを開始せ
しめ、揺動腕４０および４２（この腕は別個の部品から
形成されたものであってもよく、あるいは一体に接続さ
れた部品であってもよい）を第２図において左方へ、そ
して第２図に点線で示し、さらに詳しくは第２ａ図に示
す第一の揺動位置へ駆動する。

前述したように、この位置において中心位にない弁板３
４の関口３６は、開口６１および首部２０の閉口した上
部と整合する。

ピストン１３は再び上死点へ向かって上方へクランク軸
１５によって推進され始められる。また、弁ロッド部材
６２中の関係する排気口６８は、関口６１およびそれに
付属する排気マニホールド開□７２と整合し、その結果
ピストン１３の上向きストロークは、関口３６、排気口
６８、および排気マニホールド開口７２を通って排気を
実施する。

ピストン１３が再び上死点へ到達したとき、弁フロック
５８内における弁ロッド部材６２の連続回転は、導入口
６６を関口６１および３６と整合させ、また導入口６６
の他端をそれに関係する導入マニホールド関口７０と整
合させる。

この期間、弁板３４および揺動腕４０，４２は、カム軸
４６が回転し続けているにもかかわらず総じて静止した
ままである。これはカム４８，５０の形状を適切化する
ことによって達成される。この結果、エンジンサイクル
の吸入位相においてピストン１３が再び上死点から下死
点へ向かって運動するとき、ピストン１３により吸引さ
れて新しい燃料が導入マニホールド閉口７０から導入口
６６および関口６１，３６を通って首部２０へ入る。

典型的には、ピストン１３が再び下死点へ到達した後（
例えば下死点の６０ｏ後方）、カム軸４６の連続した回
転は、カム５０がベアリング部材５４を加圧することを
開始させ、揺動腕４０，４２および弁板３４を再び第二
の揺動位置へ戻す。

この位置においては閉口３６は、もはや関口６１および
首都２０とは整合していない。ピストン１３が再びエン
ジン作動サイクルの圧縮位相において上昇するとき、弁
板３４を再びベッド３２とのシール係合に押し付けるた
め、カム７４，７６は再びブロック５８を押圧する。

揺動腕４０，４２および弁板３４は、前に説明したよう
に、このシール位相にある間静止し続ける。ピストン１
３は上死点へ向かって上昇し続け、譲位層で燃料の最大
圧縮が達成される。次に適切な時期に点火桧２２が燃料
混合気に点火する。典型的には、弁ロッド部材６２は完
全なヱンジンサィクル毎に一回転する。

本発明は、エンジンの過熱点の可能性を減らし、また点
火栓２２によって指示される適正な点火時点前の燃料の
早期点火部位をなくす。

このため、このエンジンは低オクタン価の燃料で、かつ
一層高い圧縮比で、在来のエンジンに見られるほど大き
な早期点火の危険ないこ運転できる。各弁システム３５
ａ，ｂ，ｃおよびｄは上述の態様に従って作動するが、
それぞれの導入口６６および排出口６８の弁ロッド部材
６２上の位置は、この具体例ではそれぞれの弁システム
３５の作動サイクルが直前の弁システム３５の作動サイ
クルよりも弁ロッド部村６２の９０ｏ回転に相当するよ
うに離れている。弁ロッド部材６２はＲの方向に回転す
る。それぞれの弁ブロック５８に対し、それに付属する
導入および排気口６６，６８は、好ましくは第１図に見
られるように、同一の弁ブロックのための導入および排
出関口の端部６６ｅ，６８ｅの対（例えば第１図におい
て弁ロッド６２上の前方へ面する最右側の関口端６８ｅ
とその左側の関口端６６ｅ）が弁ロッド６２上で同じ円
周位置を占めるように配設される。

また同じ関口の端部６６ｅ，６８ｅの残った対（例えば
第１図において弁ロッド６２上で下方へ面する最右側の
関口端６８ｅとその左側の開□端６６ｅ）は、望ましく
は最初に述べた関口端の他の対から約９０ｏだけ弁ロッ
ド６２の周囲で円周方向にずらされている。作動の一特
定モードにおいて、カム軸４６および弁ロッド部材６２
が回転位置にあり、それ故弁システム３５ａが丁度圧縮
位相を開始しようとしているとき、弁システム３５ｃは
同時に吸気位相を開始し、そして弁システム３５ｄは同
時に排気位相を開始し、そして弁システム３５ｄは同時
に点火位相を開始しようとしている。弁ロッド部材６２
の導入口６７および排気口６８、それにカム４８，５０
，７４および７６は、第１図に示すように正しくこのよ
うな結果を達成するように配位される。

第３図は、第１図の位置を過ぎ弁ロッド部材６２が２７
０ｏ回転し、例えば弁システム３５ａが吸気位相にある
エンジンを示している。それぞれの弁アセンブリ３５は
下記のようにして潤滑することができる。

軸４４は中空であってもよく、かつオイルパンからの導
管１３５のようなポンプ送りされる潤滑油源に接続され
ている。代わって導管１３５はピローブロックを通過し
てもよい。一つもしくはそれ以上の関口１３６が各組の
カム４８，５０，７４，７６の上に位置し、それによっ
て潤滑油がカム軸上に自由に滴下し、カムおよびベアリ
ング部材５２，５４の間のベアリング表面、および枠７
８と対向するカム７４，７６のベアリング表面を潤滑す
る。

ブロック５８ならびに弁板３４の間の表面を潤滑するた
め、潤滑油はカムからブロック５８、さらに弁板３４へ
向かって流れる。同時に潤滑油は、関口６０内で回転し
ている弁ロッド部材６２を潤滑するため、ブロック５８
に設けられたくぼみ１３７から流路１３８内に流れ込む
ことができる。

掻き落とし刃１３９が流路１３８の端部に設けられてお
り、そこで潤滑油は関口６１内に流れ込まないように、
弁ロッド６２へ移される。

第二の掻き落とし刃１４１は、潤滑油が閉口６１内に流
れ込まないように回転弁ロッド６２から過剰の潤滑油を
除去する。その中に掻き落とし刃１４１が設けられてい
る溝は、過剰の潤滑油がブロック５８の側面から流れ落
ちるように外側へ関口させることができる。掻き落とし
刃１３９，１４１は、その構造を前に記述したワンパア
センブリ１１２と類似とすることができる。潤滑油は弁
板３４の上部から開口１４４，１４６を通って弁板３４
の下面に到達する。

関口１４４を通過する油は、細片１４８上に集められる
。該細片１４８はベッド３２へ取り付けられる。したが
って弁板３４がベッド３２上において前後に揺動すると
き、細片１４８によって保留された潤滑油と開口１４６
を通過した潤滑油は、ワイパアセンブリ１１２およびシ
ールシステム９４によって妨げられている場所を除き、
プレート３４とベッド３２の接合部に沿ってそれを潤滑
するように拡散する。ワィパアセンブリ１１２のみぞ１
１４内に集められた潤滑油は、ベッド３２の底部に設け
られた開口１２５へと通過し、そこから油は関口１４０
ならびに導管１４２により、オイルパンへ再循環するた
めブロック２８を通って集められる。

したがってこの潤滑システムは基本的には、それぞれの
弁アセンブリ３５に対する重力供孫溝システムとするこ
とができる。必要または望ましい区域に対し、例えばピ
ローブロック８１の回転部材４６および６２等を潤滑す
るため、他の慣用潤滑手段を設けることができる。

上述の袋鷹は、特に四個のシリンダを有する４サイクル
エンジンと組合せて使用するために示した弁システムに
ついて説明しているが、任意のシリング数や所望の点火
順序を有するエンジン、または４サイクルのピストンと
シリンダを有するエンジン以外の他の型式のエンジンに
使用する場合にも容易に適合させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面において第１図は、本発明装置の一部破断正面図で
あり、特にピストン、シリンダおよび本発明の弁および
シールシステムを示す。 第２図は第１図の升アセンブリ部の縦断面図であるが、
また第１図に図示されていないその下方部分における付
加的構造をも含んでいる。第２ａ図は、第２図に示す構
造の一部の別の作動位置における詳細な断面図である。
第３図は、第１図および第２図に示す装置の平面図であ
る。第４図は、第１図から第３図に示す装置の単一のピ
ストンとシリンダのための一つの弁およびシールシステ
ムの分解斜視図であり、また関係する構成部品をも示し
ている。第５図は、前出の図面に使用される弁板ベッド
の斜視図である。第６図は、第５図の線６一６に沿う断
面図である。第７図は、第５図の線７一７に沿う断面図
である。第８図は、第５図の線８−８に沿う断面図であ
る。第９図は、第５図、第７図および第８図に示した部
品の分解斜視図である。１２はピストンおよびシリンダ
アセンブリ、１３は往復敷ピストン、１５はクランク軸
、２川ま首都、２２は点火栓、３２はベッド、３４は可
動弁板「 ３５は弁アセンブリ、４０は揺動腕、４４は
枢軸、４６はカム軸、４８，５０はカム、５８は弁ブロ
ック、６２はロータリ弁ロッド部材、６６は導入口、６
８は排気口、７川ま導入マニホールド、７２は排気マニ
ホールドである。 ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．２ｏ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．Ｓ ＦＩＧ．６ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ．８ ＦＩＧ．９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼室で終わっている流れ導管と、該導管に間挿さ
   れかつ弁ハウジングブロツク中に装着されたロータリ弁
   とを含んでいる内燃機関のロータリ弁装置において、回
   転自在なカム軸手段と、該カム軸手段の回転に応答する
   態様で該ロータリ弁を回転するための手段と、該導管を
   横切って間欠的に位置することができる静止シール表面
   を含んでいる該流れ導管を通る流れを妨げるための間欠
   的に閉塞しシールする手段と、そして該静止シール表面
   を該流れ導管との静止した閉塞およびシール関係および
   該流れ導管との非閉塞および非シール関係へ運動させる
   ための該カム軸によって作動される第一の手段とを備え
   、前記閉塞およびシール手段は前記静止シール表面によ
   る間欠的な閉塞およびシールが該ロータリ弁手段の作動
   に相関して該ロータリ弁が閉塞位置にあるとき該流れ導
   管をシールし、そして該ロータリ弁が開放位置にあると
   き該閉塞およびシール関係から開放するように作動し、
   そして該静止シール表面が該閉塞およびシール関係に位
   置するとき前記静止シール表面を該流れ導管とのすぐれ
   た閉塞およびシール関係へ圧接するように該ロータリ弁
   ハウジングブロツクを介して間欠的に圧力を加えるため
   該カム軸手段によって作動される第二の手段を具備して
   いることを特徴とするロータリ弁装置。 ２ 前記カム軸手段は複数のロータリ弁手段へ接続され
   ている特許請求の範囲第１項のロータリ弁装置。 ３ 前記弁ハウジングブロツクは同じ内燃機関の他の弁
   ハウジングブロツクから独立して運動することができ、
   各弁ハウジングブロツクは前記閉塞およびシール手段の
   シール表面の反対側に隣接して位置しており、そして、
   各弁ハウジングブロツクには前記静止シール表面が前記
   閉塞およびシール関係にないとき関係する流れ導管と整
   合して該導管を通る流体の流れを許容するための開口手
   段が設けられており、前記カム軸手段によって作動され
   る前記第二の手段は、燃焼室をよくシールするため、前
   記の閉塞およびシール関係にあるとき、前記弁ハウジン
   グブロツクを前記静止シール表面に対して個別に圧接す
   るように作動する特許請求の範囲第２項のロータリ弁装
   置。 ４ 前記間欠閉塞およびシール手段は弁板ベツド上に位
   置する弁板手段によって形成されており、該弁板手段は
   、前記静止シールの間前記弁ハウジングブロツクによっ
   て弁板ベツドに対して圧接されるようになっており、前
   記流れ導管は前記弁板ベツドの開口を通って延びている
   特許請求の範囲第３項のロータリ弁装置。 ５ 前記ロータリ弁装置のロータリ弁のすべてが単一の
   回転自在ロツド部材によって形成されている特許請求の
   範囲第４項に記載のロータリ弁装置。 ６ 前記カム軸手段によって作動される第二の手段は、
   前記弁ハウジングブロツクによる前記弁板手段の間欠的
   圧接運動のため前記弁ハウジングブロツクを非圧接時弁
   板手段から間隔を置いて保持する付勢手段を備えている
   特許請求の範囲第４項のロータリ弁装置。 ７ 前記弁ハウジング手段の非圧接時の弁板手段との前
   記間隔は、合計距離で０．０２５４ないし０．０７６３
   ｃｍである特許請求の範囲第６項のロータリ弁装置。 ８ 前記弁板ベツドの開口はその周囲に位置する環状シ
   ール手段を備えている特許請求の範囲第７項のロータリ
   弁装置。 ９ 前記環状シール手段は、前記流れ導管の周囲に位置
   する環状溝と、該構内に位置しリング部材のたわみを容
   易にする切れ目が設けられているリング部材と、シール
   を容易にするため該切れ目をふさいで該溝内に位置する
   挿入部材と、そしてリング部材と挿入部材とを該溝から
   僅かに上方へ向かって突出させそしてシール位置におい
   て前記の弁板手段によって溝内に弾性的に押戻すことが
   できるように作動する弾性付勢手段からなる特許請求の
   範囲第８項のロータリ弁装置。 １０ ロータリ弁を形成する単一の回転自在ロツド部材
   が各弁ハウジングブロツク中の開口を通過し、弁ハウジ
   ングブロツクの開口は形状が僅かに楕円形であり、これ
   によって該弁ハウジングブロツクによる静止シール表面
   への圧接を許容するように該弁ハウジングブロツクが前
   記単一回転ロツド部材に関して運動できるようになって
   いる特許請求の範囲第９項のロータリ弁装置。 １１ 室内における燃焼によって動力を得るためのピス
   トンを収容する燃焼室と連通する燃料流動導管を含んで
   いる内燃機関のロータリ弁装置であって、燃焼室への燃
   焼し得る物質の流れを制御し、そして該室から排出され
   る排気ガスの流れを制御するために弁ハウジングブロツ
   ク中に装着され、かつ該流れ導管中に間挿されたロータ
   リ弁と、回転自在なカム軸と、カム軸の回転に応答する
   態様で該ロータリ弁を回転するための駆動手段と、該カ
   ム軸のまわりに位置し該回転するカム軸に応答して往復
   揺動運動する揺動腕手段とを備え、該揺動腕手段は該カ
   ム軸から隔てられた遠方部分を備え、該遠方部分は弁板
   手段を支持し、該弁板手段は開口を備えかつ前記流れ導
   管を横切って位置しており、そのため該カム軸の回転時
   に該揺動腕手段と弁板手段とが前後に揺動する時、該弁
   板手段は該開口が流れ導管と整合しない位置にある前記
   流れ導管をシールする第一の揺動位置をとることができ
   、そして前記弁板の開口は第二の揺動位置において前記
   流れ導管と整合して流れを許容する位置をとり、該カム
   軸は該カム軸の回転サイクルのあらかじめ決められた期
   間だけ前記のシール位置に第一の揺動位置にある該弁板
   を静止し続けさせるように形成されており、前記のカム
   軸の回転に応答する態様でロータリ弁を回転するための
   前記の駆動手段は、弁板手段がその第二の流れを許容す
   る位置にあるとき該ロータリ弁を開位置へ回転させるよ
   うになっていることを特徴とするロータリ弁装置。 １２ 前記シールを容易にするため弁板が第一の位置を
   占める間、前記弁ハウジングブロツクを弁板に対して圧
   接するために前記カム軸に装着された付加的カム手段を
   有し、該カム手段は第一および第二の揺動位置の間にお
   ける弁板の揺動運動の間該ハウジングブロツクを圧接か
   ら開放するようになっている特許請求の範囲第１１項の
   ロータリ弁装置。 １３ 前記弁板手段は弁板ベツドと隣り合って位置し、
   そして前記シールの間弁板ベツドに対して圧接され、前
   記流れ導管は該弁板ベツドの開口を通って延長している
   特許請求の範囲第１２項のロータリ弁装置。 １４ 前記の弁板揺動運動を容易にするため、前記ロー
   タリ弁ハウジングブロツクは非圧接時弁板から間隔を置
   いて保持されるように付勢されている特許請求の範囲第
   １３項のロータリ弁装置。 １５ 前記カム軸と対面する前記ロータリ弁ハウジング
   ブロツクの表面は別の板状部材を備え、さらに該板状部
   材の高さの可変調節を許容するための高さ調節手段を有
   する特許請求の範囲第１３項のロータリ弁装置。 １６ 前記弁板手段は一端において前記揺動腕手段によ
   って剛直に保持され、そして他端において該揺動腕手段
   によって滑動自在に保持され、それによて該弁板手段は
   前記付加的カム手段によって推し進められる前記ロータ
   リ弁ハウジングブロツクにより前記シール関係に自在に
   変位することができるようになっている特許請求の範囲
   第１５項のロータリ弁装置。 １７ 弾性的に付勢して支持する手段が弁板手段の滑動
   保持端に隣接して設けられ、該弁板手段を前記弁板ベツ
   ドから離して弾性的に付勢している特許請求の範囲第１
   ６項のロータリ弁装置。 １８ 前記弁板手段の開口は該弁板手段の中心からはず
   れた位置を占めている特許請求の範囲第１７項のロータ
   リ弁装置。 １９ 前記揺動腕手段は正常な作動位置において前記カ
   ム軸上方に位置する枢軸に連結されており、該枢軸は管
   状の潤滑油流れ導管とさらに前記ロータリ弁ハウジング
   ブロツクに隣接する前記カム軸上に重力供給によって潤
   滑油を付与するための開口を備え、それによって重力に
   より落下する潤滑油が前記ロータリ弁ハウジングブロツ
   クと前記揺動腕とに係合する前記カム軸の表面を潤滑し
   、さらに落下する油が前記弁板を潤滑し、そしてさらに
   前記ロータリ弁を潤滑するため少量の油が前記ロータリ
   弁ハウジングブロツクを通過することを許容するように
   該ロータリ弁ハウジングブロツクの上部に位置する開口
   手段と、潤滑油の再循環のために前記弁板の下側に位置
   する補集手段とを有する特許請求の範囲第１８項のロー
   タリ弁装置。