(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-22
(45)【発行日】2023-10-02
(54)【発明の名称】レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構
(51)【国際特許分類】
F01L 7/02 20060101AFI20230925BHJP
F02B 75/02 20060101ALI20230925BHJP
【ＦＩ】
F01L7/02 C ZAB
F02B75/02 A
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2023540832
(86)(22)【出願日】2023-04-21
(86)【国際出願番号】 JP2023015914
【審査請求日】2023-07-06
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】518159348
【氏名又は名称】松下 富士登
(74)【代理人】
【識別番号】100129573
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 博正
(72)【発明者】
【氏名】松下 富士登
【審査官】藤村 泰智
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０２３８８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０８２０８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第５７０６７７５（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｌ ７／００ ～ ７／１８
Ｆ０２Ｂ ７５／００ ～ ７５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピストンのピストン冠面と対向する面に開口しているか、若しくはシリンダの内面に開口している第１の開口部、前記第１の開口部が開口している面に対向する面側に開口している第２の開口部、および前記第２の開口部が開口している面側に開口している第３の開口部が形成されているかまたは形成するシリンダヘッドまたは／およびシリンダブロックと、前記第１の開口部を閉じるか、または前記第１の開口部を前記第２の開口部若しくは前記第３の開口部のいずれか一方に連通させる弁と
を備えるレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項2】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記第２の開口部は、前記第１の開口部が開口している面に対向する面に開口している第１のポートに連通し、
前記第３の開口部は、前記第１の開口部が開口している面に対向する面に開口している第２のポートに連通している
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項3】
請求項２に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記第２のポートは、前記第１のポートに連通することなく、独立して形成されている
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項4】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記弁は、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第１の工程において、前記第１の開口部を閉じ、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第２の工程において、前記第１の開口部を前記第２の開口部に連通させ、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第３の工程において、前記第１の開口部を前記第３の開口部に連通させる
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項5】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記弁は、クランクシャフトの回転数に対して３分の１の回転数で、前記クランクシャフトの回転に同期して回転させられ、角度位置により、前記第１の開口部を閉じるか、または前記第１の開口部を前記第２の開口部若しくは前記第３の開口部のいずれか一方に連通させる
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項6】
請求項５に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記弁は、前記クランクシャフトの回転軸に平行の軸を中心に回転させられる
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項7】
請求項５に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部は、前記弁が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成されている
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項8】
請求項７に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記弁が回転する軸の中心と、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部は、形成されている
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項9】
請求項８に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記弁が回転する軸の中心と、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部は、形成されている
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項10】
請求項５に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記弁は、底面が円形である円柱状に形成され、
前記弁には、前記第１の開口部と前記第２の開口部とを連通させるか、または前記第１の開口部と前記第３の開口部とを連通させる流路が形成されている
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項11】
請求項１０に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記流路は、円柱状の側面の所定の２点を連通する孔である
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項12】
請求項１０に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、前記流路は、円柱状の側面に形成されている凹部である
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項13】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、排気側に設けられている
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【請求項14】
請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構において、吸気側に設けられている
レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構。
【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気または排気の弁機構に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的なレシプロ式内燃機関の吸気・排気装置は、その内燃機関のシリンダヘッドに設けられた１つまたは複数の吸気・排気バルブにより構成される。一般に、レシプロ式内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブには、ポペットバルブが採用されている。ポペットバルブは、日本産業規格において、弁体が弁座シート面から直角方向に移動する形式のバルブと定義されている。それらのバルブは、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により動作させられる。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復動して開閉させられる。排気バルブは、１つの燃焼室について、１つまたは複数設けられている。また、吸気バルブも同様に１つの燃焼室について、１つまたは複数設けられている。吸気バルブは、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復動して開閉させられる。
【0003】
また、一般的に化石燃料を燃料とする６サイクル（６ストローク（６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。空気のみが吸気された場合は内部混合方式で燃料が噴射される。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、燃料が噴射される。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。サイクル５では、吸気バルブのみがインテークカムにより開かれ、クランクシャフト回転力によりピストンが押し下げられ、各気筒の燃焼室に掃気吸気系統から空気のみが吸気され、掃気吸入工程終了後、サイクル６でクランクシャフト回転力によりピストンが押し上げられることで、掃気排気バルブより掃気排気が行われる。
【0004】
また、現在研究が進められている水素の混合ガスまたは水素と化石燃料の混合ガスを燃料とする内燃機関は4サイクルのレシプロ式内燃機関で有り、通常の化石燃料を燃焼させる４サイクルエンジンと同様に、吸気バルブより水素の混合気若しくは水素と化石燃料の混合気が吸気されるか、または空気のみが吸気されて内部混合方式で燃料が噴射され、運転される。
【0005】
水素を燃料とする4サイクル内燃機関においては高出力を得るためには、より多くの燃料をエンジンに投入する必要が有り、燃焼圧および燃焼温度が高くなり、シリンダ内部に７００℃を超えるホットポイントが発生する。水素エンジンにおいてホットポイントが発生すると、過早着火とバックファイアなどの異常燃焼が生じる。その結果、エンジンの正常運転が妨げられる。水素エンジンにおける異常燃焼は、実用化に対して、解決せねばならぬ現象である。これらの異常燃焼は、燃焼室壁温および残留ガスの温度の高い空気過剰率λ＝１付近で特に起こり易い。水素を燃料とする４サイクル内燃機関の異常燃焼の原因は、燃焼室壁、特にプラグの電極部、排気弁、燃焼室壁面に付着する燃焼生成物などのホットスポットに起因することが多い。
【0006】
その構造からバックファイアおよび過早着火に象徴される異常燃焼が起こりにくい、内部混合方式圧縮行程後期噴射運転が、高出力を得られることからも理想的な運転方法であるとされている。しかしながら、この技術を実用化するためには吐出圧10ＭＰａ以上の液体水素高圧ポンプ、高応答高圧水素噴射弁およびNOx低減策の開発が必要であり、そのハードルは極めて高いと言える。
【0007】
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】
【0008】
【文献】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】
【0009】
上記の通り、一般的な化石燃料を燃焼させる６サイクルのレシプロ式内燃機関では熱効率の向上は大幅に達成された。しかし、従来の６サイクルのレシプロ式内燃機関では、燃焼ガスの排気と掃気の排気が同一の排気ポートよりエキゾーストマニホールドを介して排気されて、三元触媒などの自動車排出ガス浄化用触媒が設けられている触媒コンバーターに送り込まれる。触媒コンバーターでは、有害な排気ガスである、一酸化炭素（ＣＯ２）、単価水素（ＨＣ）、窒素炭化物（ＮＯｘ）等が無害ガス（ＣＯ２，Ｈ２Ｏ，Ｎ２）に分解後処理されて、大気中に放出される。
【0010】
しかしながら、同一の排気ポートから掃気工程よりの掃気排気が排気されるので、排気された燃焼ガス中に、掃気工程よりの掃気排気が混入することになる。掃気排気に含まれる酸素は、触媒コンバーターの機能を著しく阻害する。酸素が含まれる排気を無害ガスに分解することが不可能であり、この点が６サイクルレシプロ式内燃機関の一般的利用の妨げとなっている。
【0011】
そこで、化石燃料を燃焼させる６サイクルのレシプロ式内燃機関においては、排気工程より排気された燃焼ガスの排気と、掃気工程より排気された掃気排気とを分けて処理することが好ましい。
【0012】
一方、水素を燃焼させるレシプロ式内燃機関において、水素と空気を予め混合したガスを吸気する予混合ガス吸気方式を採用する場合、その特性よりバックファイアおよび過早着火などの異常燃焼を回避するため理論空燃比を希薄燃焼としたとき、エンジン自体の高出力が得られない。また、水素を燃焼させるレシプロ式内燃機関において、水素と空気を予め混合したガスを吸気する予混合ガス吸気方式を採用して、混合ガスを理論空燃比に近づけると、窒素酸化物が多く発生すると同時に、燃焼室内が高温となり、異常燃焼が発生しやすくなり、正常な運転が阻害される。
【0013】
この場合、水素を燃焼させるレシプロ式内燃機関においても、６サイクルのレシプロ式内燃機関として、排気工程より排気された燃焼ガスの排気と、掃気工程より排気された掃気排気とを分けて処理することが好ましい。また、水素を燃焼させるレシプロ式内燃機関において、６サイクルのレシプロ式内燃機関として、水素と空気を予め混合したガスまたは掃気排気を吸気に戻すなど、温度の異なる気体を吸気することで、燃焼室壁、プラグの電極部、排気弁、燃焼室壁面に付着する燃焼生成物などの温度を適正に保つことができる。
【0014】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程において、２つの吸気経路から順に吸気できるようにするか、または２つの排気経路に順に排気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】
【0015】
本発明の一側面のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構は、ピストンのピストン冠面と対向する面に開口しているか、若しくはシリンダの内面に開口している第１の開口部、第１の開口部が開口している面に対向する面側に開口している第２の開口部、および第２の開口部が開口している面側に開口している第３の開口部が形成されているかまたは形成するシリンダヘッドまたは／およびシリンダブロックと、第１の開口部を閉じるか、または第１の開口部を第２の開口部若しくは第３の開口部のいずれか一方に連通させる弁とを備える。
【0016】
第２の開口部を、第１の開口部が開口している面に対向する面に開口している第１のポートに連通させ、第３の開口部を、第１の開口部が開口している面に対向する面に開口している第２のポートに連通させることができる。
【0017】
第２のポートを、第１のポートに連通することなく、独立して形成することができる。
【0018】
弁には、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第１の工程において、第１の開口部を閉じ、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第２の工程において、第１の開口部を第２の開口部に連通させ、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第３の工程において、第１の開口部を第３の開口部に連通させることができる。
【0019】
弁は、クランクシャフトの回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフトの回転に同期して回転させられ、角度位置により、第１の開口部を閉じるか、または第１の開口部を第２の開口部若しくは第３の開口部のいずれか一方に連通させるようにすることができる。
【0020】
弁は、クランクシャフトの回転軸に平行の軸を中心に回転させられるようにすることができる。
【0021】
第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部は、弁が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成することができる。
【0022】
弁が回転する軸の中心と、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部を、形成することができる。
【0023】
弁が回転する軸の中心と、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部を、形成することができる。
【0024】
弁を、底面が円形である円柱状に形成し、弁には、第１の開口部と第２の開口部とを連通させるか、または第１の開口部と第３の開口部とを連通させる流路を形成することができる。
【0025】
流路を、円柱状の側面の所定の２点を連通する孔とすることができる。
【0026】
流路を、円柱状の側面に形成されている凹部とすることができる。
【0027】
本発明の一側面のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構を、排気側に設けることができる。
【0028】
本発明の一側面のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構を、吸気側に設けることができる。
【発明の効果】
【0029】
以上のように、本発明によれば、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程において、２つの吸気経路から順に吸気できるようにするか、または２つの排気経路に順に排気できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【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】バルブ４６の形状の詳細を説明する斜視図である。
【図3】バルブ４６の形状の詳細を説明する正面図である。
【図4】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。
【図5】圧縮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。
【図6】圧縮行程のレシプロ式内燃機関１１の状態を示す図である。
【図7】圧縮行程を終了して、点火プラグ２９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。
【図8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11】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。
【図12】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。
【図13】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。
【図14】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。
【図15】レシプロ式内燃機関１０１の構成の他の例を示す断面図である。
【図16】バルブ１４６の形状の詳細を説明する斜視図である。
【図17】バルブ１４６の形状の詳細を説明する正面図である。
【図18】レシプロ式内燃機関２０１の構成のさらに他の例を示す断面図である。
【図19】レシプロ式内燃機関２０１の構成のさらに他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
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。
【0032】
本発明の一側面のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構は、ピストンのピストン冠面と対向する面に開口しているか、若しくはシリンダの内面に開口している第１の開口部（例えば、図１の開口部４１）、第１の開口部が開口している面に対向する面側に開口している第２の開口部（例えば、図１の開口部４２）、および第２の開口部が開口している面側に開口している第３の開口部（例えば、図１の開口部４３）が形成されているかまたは形成するシリンダヘッド（例えば、図１のシリンダヘッド２１）または／およびシリンダブロックと、第１の開口部を閉じるか、または第１の開口部を第２の開口部若しくは第３の開口部のいずれか一方に連通させる弁（例えば、図１のバルブ４６）とを備える。
【0033】
まず、本発明の一実施の形態の概要について説明する。
【0034】
化石燃料を燃焼させるレシプロ式6サイクル内燃機関に本発明を適用する場合、シリンダヘッドまたはシリンダブロックには燃焼ガスを排気する排気口と、掃気吸気した外気を掃気排気に分離して排気可能な排気口とが別々に設置されており、燃焼ガスは燃焼ガス排気マニホールドを介し触媒コンバーターに送り込まれ有害な排気ガス処理後大気に放出され、掃気吸気した外気はそのまま、掃気排気マニホールドを介し、大気中に放出される。
【0035】
化石燃料を燃焼させるレシプロ式6サイクル内燃機関では、交互に連通条件を設定可能な分配排気バルブとされ、例えば、排気分配バルブは、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とされる。または、例えば、化石燃料を燃焼させるレシプロ式6サイクル内燃機関の排気分配バルブは、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。
【0036】
ここで、化石燃料とは、石炭、石油、天然ガス、メタンハイドレート、シェールガスなどから製造または生成された、ガソリン、軽油、重油（燃料油）、液化石油ガスなどのガス燃料などをいう。
【0037】
化石燃料を燃焼させるレシプロ式6サイクル内燃機関において、シリンダヘッドまたはシリンダブロックに円筒型回転式バルブが装置され、シリンダヘッドまたはシリンダブロックに形成された排気ポートがこの分配排気バルブにより2つの異なった、燃焼ガス排気マニホールドと掃気排気マニホールドのそれぞれの開口部と対向する位置に排気口が形成された円筒型回転式バルブが回転自在に支持され、2つの異なったマニホールドに対し分岐バルブの排気口との連通を交互に行ない、交互に排気される。
【0038】
水素を燃料とするレシプロ式6サイクル内燃機関に本発明を適用する場合、シリンダヘッドまたはシリンダブロックには予混合ガスを吸気する吸気口と、掃気吸気用の外気空気を吸気する分離した吸気口とが別々に設置されており、予混合ガスは予混合ガスマニホールドを介し外気ガスを吸気し、掃気吸気は掃気吸気ガスマニホールドを介し外気ガス吸気する。水素を燃料とするレシプロ式6サイクル内燃機関では、交互に連通条件を設定可能な分配吸気バルブとされ、例えば、吸気分配バルブ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とされる。または、例えば、水素を燃料とするレシプロ式6サイクル内燃機関の分配吸気バルブは、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。
【0039】
水素を燃焼させるレシプロ式6サイクル内燃機関において、シリンダヘッドまたはシリンダブロックに円筒型回転式バルブが装置され、シリンダヘッドまたはシリンダブロックに形成された排気ポートがこの分配吸気バルブにより2つの異なった、予混合ガス吸気マニホールドと掃気吸気マニホールドのそれぞれの開口部と対向する位置に吸気口が形成された円筒型回転式バルブが回転自在に支持され、2つの異なったマニホールドにより、バルブの吸気との連通を交互に行ない、交互に吸気される。
【0040】
【0041】
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気または排気の弁機構の構造の例について説明する。
【0042】
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か、または水素である燃料を燃焼して動力を出力する。レシプロ式内燃機関１１は、６ストローク（６サイクル）で、燃料であるガソリンまたは水素を燃焼して動力を出力する。
【0043】
なお、以下、レシプロ式内燃機関１１のクランクシャフトの軸方向をX軸で図示し、上下の方向をＺ軸で図示し、左右の方向をＹ軸で図示する。また、以下、Ｙ軸方向のうち、図１中の左側を単に左側と称し、Ｙ軸方向のうち、図１中の右側を単に右側と称する。さらに、以下、Ｘ軸方向のうち、図１中の手前側を単に前側と称し、X軸方向のうち、図１中の奥側を単に後側と称する。さらにまた、以下、Ｚ軸方向のうち、図１中の上側を単に上側と称し、Ｚ軸方向のうち、図１中の下側を単に下側と称する。なお、左側がＹ軸の正の方向であり、後側がX軸の正の方向であり、上側がＺ軸の正の方向である。また、Ｚ軸方向を、単に上下方向とも称し、Ｘ軸およびＹ軸に平行な面に沿う方向を単に水平方向または横方向とも称する。以下の図においても同様である。
【0044】
なお、レシプロ式内燃機関１１において、クランクシャフトに対するシリンダヘッドの位置は、いずれであっても良く、直立に限らず、いわゆる、水平または傾斜、倒立など任意とすることができる。また、レシプロ式内燃機関１１は、いわゆる単気筒に限らず、並列、直列、Ｖ型または水平対向型など複数気筒とすることができる。以下、クランクシャフトに対してシリンダヘッドが上側に配置されている場合のレシプロ式内燃機関１１の１つの気筒を例に説明する。以下の例で説明するレシプロ式内燃機関１１のクランクシャフトは、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0045】
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、クランクシャフト２５、ピストンピン２６、クランクピン２７、クランクケース２８および点火プラグ２９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およびピストン２３と共に閉じた空間を形成する。シリンダヘッド２１、シリンダブロック２２およびピストン２３で閉じられた空間内では、燃料が燃焼させられる。
【0046】
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内に往復するピストン２３を支えて、水素または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（後述するピストン冠面３３）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。すなわち、シリンダヘッド２１の面のうち、ピストン２３のピストン冠面と対向する面（後述するシリンダヘッド燃焼室面３２）は、ピストン２３のピストン冠面およびシリンダ３１の内面とで燃焼室を形成する。
【0047】
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のピストン冠面で受けて、コネクティングロッド２４を介して、クランクシャフト２５に伝達する。クランクシャフト２５は、クランク機構により駆動される軸である。すなわち、クランクシャフト２５は、ピストン２３の直線状の運動を回転運動に変換する。コネクティングロッド２４は、ピストン２３とクランクシャフト２５とを接続する。コネクティングロッド２４のピストン２３側は、ピストンピン２６により、ピストン２３と接続される。ピストンピン２６は、中空の円筒状に形成されている。コネクティングロッド２４のクランクシャフト２５側は、クランクシャフト２５のクランクピン２７により、クランクシャフト２５と接続される。
【0048】
クランクケース２８は、クランクシャフト２５を回転自在に軸支する。すなわち、クランクケース２８は、シリンダブロック２２を支える共に、軸受を介して、クランクシャフト２５のクランクジャーナルを保持する。点火プラグ２９は、燃焼室で圧縮されたガソリンまたは水素と大気とが混合された混合気に点火する。すなわち、点火プラグ２９は、図示せぬ点火回路からの電圧により、シリンダヘッド２１の面のうち、ピストン２３のピストン冠面と対向する面において、放電して混合気に点火する。
【0049】
シリンダヘッド燃焼室面３２は、シリンダヘッド２１の面のうち、ピストン２３のピストン冠面と対向する面（図１中の下側の面）である。ピストン冠面３３は、ピストン２３の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３２に対向する、ピストン２３の上側の面である。すなわち、シリンダヘッド燃焼室面３２、ピストン冠面３３およびシリンダ３１の内面は、燃焼室を形成する。ピストン２３が上死点に移動したとき、シリンダヘッド燃焼室面３２、ピストン冠面３３およびシリンダ３１に囲まれる燃焼室は、所定の容積となる。
【0050】
シリンダヘッド２１には、開口部４１、開口部４２、開口部４３、ポート４４およびポート４５が形成されている。例えば、開口部４１、開口部４２、開口部４３、ポート４４およびポート４５は、シリンダヘッド２１の右側に形成されている。開口部４１は、シリンダヘッド２１のシリンダヘッド燃焼室面３２に開口している。開口部４１は、シリンダヘッド２１の面のうち、燃焼室側の面に開口しているとも言える。開口部４１は、所望の形状とされている。例えば、開口部４１は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0051】
開口部４２は、シリンダヘッド２１の上面側に開口している。すなわち、開口部４２は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面側に開口している。開口部４２は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド２１の外部側の面に開口しているとも言える。開口部４２は、所望の形状とされている。例えば、開口部４２は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0052】
開口部４３は、シリンダヘッド２１の上面側に開口している。すなわち、開口部４３は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面側に開口している。開口部４３は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド２１の外部側の面に開口しているとも言える。言い換えれば、開口部４３は、開口部４２が開口している面側に開口している。開口部４３は、所望の形状とされている。例えば、開口部４３は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0053】
ポート４４およびポート４５は、それぞれ、外部と燃焼室とを連通する経路である。ポート４４またはポート４５は、気化器または燃料噴射装置などで生成された化石燃料または水素と空気との混合気を、燃焼室に送り込む経路であるか、または空気である掃気を燃焼室に送り込む経路である。
【0054】
ポート４４は、孔である。ポート４４は、燃焼室に導入される気体を流すための孔である。ポート４４は、気化器または燃料噴射装置などで生成された化石燃料または水素と空気との混合気または燃焼のための空気を流すための孔である。ポート４４の一方の端部は、開口部４２に連通し、ポート４４の他方の端部は、シリンダヘッド２１の外部側に開口している。すなわち、開口部４２は、シリンダヘッド２１の面のうち、開口部４１が開口しているシリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面に開口しているポート４４に連通している。
【0055】
ポート４５は、孔である。ポート４５は、燃焼室に導入される気体を流すための孔である。ポート４５は、空気である掃気を流すための孔である。ポート４５の一方の端部は、開口部４３に連通し、ポート４５の他方の端部は、シリンダヘッド２１の外部側に開口している。すなわち、開口部４３は、シリンダヘッド２１の面のうち、開口部４１が開口しているシリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面に開口しているポート４５に連通している。また、ポート４５は、ポート４４に連通することなく、独立して形成されている。
【0056】
バルブ４６は、弁の一例であり、開口部４１を閉じるか、または開口部４１を開口部４２若しくは開口部４３のいずれか一方に連通させる。バルブ４６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ４６は、バルブ支持部４７の内側に回転自在に装着されている。バルブ４６は、クランクシャフト２５の回転力を伝達するチェーン、ベルト若しくはギヤまたは電動モータなどよりなる図示せぬ駆動部により、回転させられる。バルブ４６は、クランクシャフト２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト２５の回転に同期して回転させられる。例えば、バルブ４６は、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0057】
バルブ支持部４７は、シリンダヘッド２１に形成されている、円柱状の孔である。なお、バルブ支持部４７は、円柱状の穴とすることもできる。バルブ支持部４７は、開口部４１、開口部４２および開口部４３に連通している。バルブ支持部４７の内面の形状は、バルブ４６の外側面の形状に対応するように形成されている。バルブ支持部４７は、バルブ４６を回転自在に軸支する。バルブ支持部４７にバルブ４６が挿入された場合、バルブ支持部４７の内面は、バルブ４６の外側面（後述するバルブ側面６２）に密接して、バルブ支持部４７の内面とバルブ４６の外側面との間からの気体の漏れを防止する。
【0058】
バルブ支持部４７の長手方向は、クランクシャフト２５の軸方向に平行に形成されている。すなわち、バルブ支持部４７にバルブ４６が挿入されると、バルブ４６の長手方向は、クランクシャフト２５の軸方向に平行とされる。バルブ４６の長手方向は、バルブ４６の回転軸方向と同じである。すなわち、バルブ４６は、クランクシャフト２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられる。
【0059】
ここで、図２および図３を参照して、バルブ４６の形状の詳細について説明する。図２は、バルブ４６の形状の詳細を説明する斜視図である。図３は、バルブ４６の形状の詳細を説明する正面図である。図２および図３は、レシプロ式内燃機関１１が直列２気筒である場合のバルブ４６の形状の詳細を説明する図である。
【0060】
バルブ４６は、底面が円形である円柱状に形成されている。バルブ４６の外形径（円形の底面の径）は、開口部４１、開口部４２および開口部４３のシリンダヘッド燃焼室面３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して、より大きくされている。バルブ４６には、バルブ孔６１－１およびバルブ孔６１－２が形成されている。バルブ側面６２は、円柱状に形成されているバルブ４６の側面であって、バルブ支持部４７に挿入された場合、バルブ支持部４７の内面に接する面である。バルブ側面６２は、バルブ孔６１－１およびバルブ孔６１－２を除いて、平滑な曲面に形成されている。
【0061】
バルブ孔６１－１は、直列２気筒であるレシプロ式内燃機関１１の前側の気筒の開口部４１と開口部４２とを連通させるか、または開口部４１と開口部４３とを連通させる。バルブ孔６１－１は、バルブ４６の円柱状の側面の所定の２点を連通する孔である。言い換えると、バルブ孔６１－１は、バルブ４６の側面の所定の２か所をつなげるように開けられている。バルブ孔６１－１は、バルブ４６の前側に形成されている。すなわち、バルブ孔６１－１の一方の端部は、バルブ側面６２にバルブ孔開口部８１－１として開口している。また、バルブ孔６１－１の他方の端部は、バルブ側面６２にバルブ孔開口部８２－１として開口している。
【0062】
例えば、バルブ孔６１－１は、断面が四角状であって、バルブ孔開口部８１－１とバルブ孔開口部８２－１とを結ぶ方向に屈曲した形状の孔とされている。例えば、バルブ孔６１－１は、断面が四角状であって、バルブ孔開口部８１－１とバルブ孔開口部８２－１とを結ぶ方向に円の周状に屈曲した形状の孔とされている。例えば、バルブ孔開口部８２－１の位置は、バルブ孔開口部８１－１の位置からバルブ側面６２に沿って時計回りに所定の距離だけ変位した位置である。例えば、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８１－１の中央の位置から、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８２－１の中央の位置までの距離は、バルブ側面６２の周長の３分の１乃至４分の１の長さとされている。
【0063】
バルブ孔６１－２は、直列２気筒であるレシプロ式内燃機関１１の後側の気筒の開口部４１と開口部４２とを連通させるか、または開口部４１と開口部４３とを連通させる。バルブ孔６１－２は、バルブ４６の円柱状の側面の所定の２点を連通する孔である。言い換えると、バルブ孔６１－２は、バルブ４６の側面の所定の２か所をつなげるように開けられている。バルブ孔６１－２は、バルブ４６の後側に形成されている。すなわち、バルブ孔６１－２の一方の端部は、バルブ側面６２にバルブ孔開口部８１－２として開口している。また、バルブ孔６１－２の他方の端部は、バルブ側面６２にバルブ孔開口部８２－２として開口している。
【0064】
例えば、バルブ孔６１－２は、断面が四角状であって、バルブ孔開口部８１－２とバルブ孔開口部８２－２とを結ぶ方向に円の周状に屈曲した形状の孔とされている。例えば、バルブ孔６１－２は、断面が四角状であって、バルブ孔開口部８１－２とバルブ孔開口部８２－２とを結ぶ方向に円の周状に屈曲した形状の孔とされている。例えば、バルブ孔開口部８２－２の位置は、バルブ孔開口部８１－２の位置からバルブ側面６２に沿って時計回りに所定の距離だけ変位した位置である。例えば、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８１－２の中央の位置から、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８２－２の中央の位置までの距離は、バルブ側面６２の周長の３分の１乃至４分の１の長さとされている。例えば、バルブ孔６１－２は、バルブ孔６１－１と同様の形状とされている。
【0065】
例えば、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８１－２の中央の位置から、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８２－２の中央の位置までの距離は、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８１－１の中央の位置から、バルブ側面６２に沿ったバルブ孔開口部８２－１の中央の位置までの距離と同じとされている。
【0066】
バルブ孔開口部８１－１、バルブ孔開口部８２－１、バルブ孔開口部８１－２およびバルブ孔開口部８２－２のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）は、開口部４１、開口部４２または開口部４３のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）と同じとすることができる。または、バルブ孔開口部８１－１、バルブ孔開口部８２－１、バルブ孔開口部８１－２およびバルブ孔開口部８２－２のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）は、開口部４１、開口部４２または開口部４３のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）に比較して短いかまたは長くすることもできる。バルブ孔開口部８１－１、バルブ孔開口部８２－１、バルブ孔開口部８１－２およびバルブ孔開口部８２－２のバルブ側面６２に沿った長さ（開口の長さ）は、開口部４１、開口部４２または開口部４３のシリンダヘッド燃焼室面３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して短くすることができる。また、バルブ孔開口部８１－１、バルブ孔開口部８２－１、バルブ孔開口部８１－２およびバルブ孔開口部８２－２のバルブ側面６２に沿った長さ（開口の長さ）は、開口部４１、開口部４２または開口部４３のシリンダヘッド燃焼室面３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）と同じ長さにすることも、長くすることもできる。
【0067】
バルブ孔６１－２の位置は、直列２気筒であるレシプロ式内燃機関１１の前側の気筒と後側の気筒との位相差に合わせて、バルブ孔６１－１の位置とずれている。例えば、バルブ孔開口部８１－２のＸ軸回りの角度位置は、バルブ孔開口部８２－２のＸ軸回りの角度位置と同じとされている。
【0068】
以下、バルブ孔６１－１とバルブ孔６１－２とを個々に区別する必要がないとき、単に、バルブ孔６１と称する。また、バルブ孔開口部８１－１とバルブ孔開口部８１－２とを個々に区別する必要がないとき、単に、バルブ孔開口部８１と称する。さらに、バルブ孔開口部８２－１とバルブ孔開口部８２－２とを個々に区別する必要がないとき、単に、バルブ孔開口部８２と称する。
【0069】
なお、バルブ孔６１の断面は、四角状に限らず、円形、楕円形、長円形などとすることができる。さらに、バルブ孔６１は、バルブ孔開口部８１とバルブ孔開口部８２と結ぶ方向に円の周状に屈曲した形状であると説明したがこれに限らず、バルブ孔開口部８１とバルブ孔開口部８２と結ぶ方向に直線を折り曲げた形状でも良いし、クロソイド曲線など所定の曲線状とすることができる。
【0070】
図１に戻り、このように、バルブ４６は、回転軸を中心とした回転方向の角度位置により、開口部４１を閉じるか、または開口部４１を開口部４２若しくは開口部４３のいずれか一方に連通させる。
【0071】
開口部４１、開口部４２および開口部４３は、バルブ４６が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成されている。バルブ４６が回転する軸の中心と、開口部４１、開口部４２および開口部４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部４１、開口部４２および開口部４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、開口部４１、開口部４２および開口部４３は、形成されている。より詳細には、例えば、バルブ４６が回転する軸の中心と、開口部４１、開口部４２および開口部４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部４１、開口部４２および開口部４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、開口部４１、開口部４２および開口部４３は、形成されている。
【0072】
開口部４１、開口部４２、開口部４３およびバルブ４６は、吸気側の弁機構である。
【0073】
また、シリンダヘッド２１には、開口部５１、開口部５２、開口部５３、ポート５４およびポート５５が形成されている。例えば、開口部５１、開口部５２、開口部５３、ポート５４およびポート５５は、シリンダヘッド２１の左側に形成されている。開口部５１は、シリンダヘッド２１のシリンダヘッド燃焼室面３２に開口している。開口部５１は、シリンダヘッド２１の面のうち、燃焼室側の面に開口しているとも言える。開口部５１は、所望の形状とされている。例えば、開口部５１は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0074】
開口部５２は、シリンダヘッド２１の上面側に開口している。すなわち、開口部５２は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面側に開口している。開口部５１は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド２１の外部側の面に開口しているとも言える。開口部５２は、所望の形状とされている。例えば、開口部５２は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0075】
開口部５３は、シリンダヘッド２１の上面側に開口している。すなわち、開口部５３は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面側に開口している。開口部５３は、シリンダヘッド２１の面のうち、シリンダヘッド２１の外部側の面に開口しているとも言える。言い換えれば、開口部５３は、開口部５２が開口している面側に開口している。開口部５３は、所望の形状とされている。例えば、開口部５３は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0076】
ポート５４およびポート５５は、それぞれ、外部と燃焼室とを連通する経路である。ポート５４またはポート５５は、燃焼室で燃焼させられた燃焼ガスの排気または燃焼室に導入された空気である掃気を燃焼室から排出する経路である。
【0077】
ポート５４は、孔である。ポート５４は、燃焼室から排出される気体を流すための孔である。ポート５４は、燃焼室で燃焼させられた燃焼ガスを排出するための孔である。ポート５４の一方の端部は、開口部５２に連通し、ポート５４の他方の端部は、シリンダヘッド２１の外部側に開口している。すなわち、開口部５２は、シリンダヘッド２１の面のうち、開口部５１が開口しているシリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面に開口しているポート５４に連通している。
【0078】
ポート５５は、孔である。ポート５５は、燃焼室から排出される気体を流すための孔である。ポート５５は、燃焼室に導入された空気である掃気を燃焼室から排出するための孔である。ポート５５の一方の端部は、開口部５３に連通し、ポート５５の他方の端部は、シリンダヘッド２１の外部側に開口している。すなわち、開口部５３は、シリンダヘッド２１の面のうち、開口部５１が開口しているシリンダヘッド燃焼室面３２に対向する面に開口しているポート５５に連通している。また、ポート５５は、ポート５４に連通することなく、独立して形成されている。
【0079】
バルブ５６は、弁の一例であり、開口部５１を閉じるか、または開口部５１を開口部５２若しくは開口部５３のいずれか一方に連通させる。バルブ５６は、底面が円形である円柱状に形成されている。バルブ５６は、バルブ支持部５７の内側に回転自在に装着されている。バルブ５６は、クランクシャフト２５の回転力を伝達するチェーン、ベルト若しくはギヤまたは電動モータなどよりなる図示せぬ駆動部により、回転させられる。バルブ５６は、クランクシャフト２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト２５の回転に同期して回転させられる。例えば、バルブ５６は、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0080】
バルブ支持部５７は、シリンダヘッド２１に形成されている、円柱状の孔である。なお、バルブ支持部５７は、円柱状の穴とすることもできる。バルブ支持部５７は、開口部５１、開口部５２および開口部５３に連通している。バルブ支持部５７の内面の形状は、バルブ５６の外側面の形状に対応するように形成されている。バルブ支持部５７は、バルブ５６を回転自在に軸支する。バルブ支持部５７にバルブ５６が挿入された場合、バルブ支持部５７の内面は、バルブ５６の外側面（後述するバルブ側面７２）に密接して、バルブ支持部５７の内面とバルブ５６の外側面との間からの気体の漏れを防止する。
【0081】
バルブ支持部５７の長手方向は、クランクシャフト２５の軸方向に平行に形成されている。すなわち、バルブ支持部５７にバルブ５６が挿入されると、バルブ５６の長手方向は、クランクシャフト２５の軸方向に平行とされる。バルブ５６の長手方向は、バルブ５６の回転軸方向と同じである。すなわち、バルブ５６は、クランクシャフト２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられる。
【0082】
バルブ５６は、クランクシャフト２５の角度位置に対するバルブ５６におけるバルブ孔７１の角度位置が異なるほかは、バルブ４６と同様に形成される。
【0083】
バルブ５６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ５６の外形径（円形の底面の径）は、開口部５１、開口部５２および開口部５３のシリンダヘッド燃焼室面３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して、より大きくされている。バルブ５６には、バルブ孔７１が形成されている。バルブ側面７２は、円柱状に形成されているバルブ５６の側面であって、バルブ支持部５７に挿入された場合、バルブ支持部５７の内面に接する面である。バルブ側面７２は、バルブ孔７１を除いて、平滑な曲面に形成されている。
【0084】
バルブ孔７１は、開口部５１と開口部５２とを連通させるか、または開口部５１と開口部５３とを連通させる。バルブ孔７１は、バルブ５６の円柱状の側面の所定の２点を連通する孔である。言い換えると、バルブ孔７１は、バルブ５６の側面の所定の２か所をつなげるように開けられている。すなわち、バルブ孔７１の一方の端部は、バルブ側面７２にバルブ孔開口部９１として開口している。また、バルブ孔７１の他方の端部は、バルブ側面７２にバルブ孔開口部９２として開口している。
【0085】
例えば、バルブ孔７１は、断面が四角状であって、バルブ孔開口部９１とバルブ孔開口部９２とを結ぶ方向に屈曲した形状の孔とされている。例えば、バルブ孔７１は、断面が四角状であって、バルブ孔開口部９１とバルブ孔開口部９２とを結ぶ方向に円の周状に屈曲した形状の孔とされている。例えば、バルブ孔開口部９２の位置は、バルブ孔開口部９１の位置からバルブ側面７２に沿って時計回りに所定の距離だけ変位した位置である。例えば、バルブ側面７２に沿ったバルブ孔開口部９１の中央の位置から、バルブ側面７２に沿ったバルブ孔開口部９２の中央の位置までの距離は、バルブ側面７２の周長の３分の１乃至４分の１の長さとされている。
【0086】
バルブ孔開口部９１およびバルブ孔開口部９２のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）は、開口部５１、開口部５２または開口部５３のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）と同じとすることができる。または、バルブ孔開口部９１およびバルブ孔開口部９２のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）は、開口部５１、開口部５２または開口部５３のＸ軸方向の長さ（開口の長さ）に比較して短いかまたは長くすることもできる。バルブ孔開口部９１およびバルブ孔開口部９２のバルブ側面７２に沿った長さ（開口の長さ）は、開口部５１、開口部５２または開口部５３のシリンダヘッド燃焼室面３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して短くすることができる。また、バルブ孔開口部９１およびバルブ孔開口部９２のバルブ側面７２に沿った長さ（開口の長さ）は、開口部５１、開口部５２または開口部５３のシリンダヘッド燃焼室面３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）と同じ長さにすることも、長くすることもできる。
【0087】
なお、バルブ孔７１の断面は、四角状に限らず、円形、楕円形、長円形などとすることができる。さらに、バルブ孔７１は、バルブ孔開口部９１とバルブ孔開口部９２と結ぶ方向に円の周状に屈曲した形状であると説明したがこれに限らず、バルブ孔開口部９１とバルブ孔開口部９２と結ぶ方向に直線を折り曲げた形状でも良いし、クロソイド曲線など所定の曲線状とすることができる。
【0088】
このように、バルブ５６は、回転軸を中心とした回転方向の角度位置により、開口部５１を閉じるか、または開口部５１を開口部５２若しくは開口部５３のいずれか一方に連通させる。
【0089】
開口部５１、開口部５２および開口部５３は、バルブ５６が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成されている。バルブ５６が回転する軸の中心と、開口部５１、開口部５２および開口部５３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部５１、開口部５２および開口部５３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、開口部５１、開口部５２および開口部５３は、形成されている。より詳細には、例えば、バルブ５６が回転する軸の中心と、開口部５１、開口部５２および開口部５３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部５１、開口部５２および開口部５３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、開口部５１、開口部５２および開口部５３は、形成されている。
【0090】
開口部５１、開口部５２、開口部５３およびバルブ５６は、排気側の弁機構である。
【0091】
次に、図１および図４乃至図１４を参照して、６ストロークで機能するレシプロ式内燃機関１１の動作について説明する。以下の説明において、掃気排気行程を終了して、吸気行程を開始し、クランクシャフト２５の角度位置が０度、すなわちクランクシャフト２５が上死点にあるときのバルブ４６およびバルブ５６のそれぞれの角度位置を、基準位置である０度として説明する。また、以下の説明において、化石燃料の一例であるガソリンまたは水素と空気との混合気を燃焼する場合を例に説明する。さらにまた、以下の６ストロークで機能するレシプロ式内燃機関１１の動作の説明において、反時計回りとは、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合の回転方向をいう。
【0092】
図１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。吸気行程を開始するとき、クランクシャフト２５の角度位置は、０度、すなわちクランクシャフト２５は上死点にある。クランクシャフト２５が上死点にあるとき、ピストン２３は、上死点にあり、ピストン２３のストロークの上端である、最も上側に位置する。すなわち、吸気行程を開始するとき、シリンダヘッド燃焼室面３２とピストン冠面３３とが最も近接した位置になる。吸気行程を開始するとき、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間の容積は最小になる。
【0093】
吸気行程を開始し、クランクシャフト２５が上死点にあるとき、バルブ４６の角度位置は、基準位置である０度となる。この場合、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８２が開口部４１に対して開き始め、また、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８１が開口部４２に対して開き始めるので、開口部４１が開口部４２に連通し始め、ポート４４を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間への、ガソリンまたは水素と空気との混合気の吸気が開始される。
【0094】
吸気行程を開始し、クランクシャフト２５が０度、すなわち上死点にあるとき、バルブ５６の角度位置は、基準位置である０度となる。この場合、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９１は、開口部５１に対して閉じられてしまい、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられている。
【0095】
図４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２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位すると、ピストン２３は、シリンダ３１内を下がり、ピストン２３のストロークの中間点に達する。シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられる空間の容積が、吸気行程を開始するときに比較して大きくなるので、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に負圧が生じることになる。
【0096】
吸気行程で、クランクシャフト２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ４６の角度位置は、基準位置から３０度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。吸気行程で、クランクシャフト２５の角度位置が９０度に変位すると、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８２が開口部４１に対して連通する面積が最大となるように開き、また、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８１が開口部４２に対して連通する面積が最大となるように開くので、開口部４１が開口部４２に連通し、また、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に負圧が生じるので、ポート４４を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に混合気が吸気される。
【0097】
吸気行程で、クランクシャフト２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ５６の角度位置は、基準位置から３０度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。吸気行程において、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられている。
【0098】
このように、吸気行程において、バルブ４６は、開口部４１を開口部４２に連通させ、バルブ５６は、開口部５１を閉じる。
【0099】
図５は、圧縮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。圧縮行程を開始するとき、クランクシャフト２５の角度位置は、吸気行程を開始した上死点から、反時計回りに１８０度変位した位置、すなわち、下死点になる。クランクシャフト２５が下死点にあるとき、ピストン２３は、下死点にあり、ピストン２３のストロークの下端である、最も下側に位置する。すなわち、圧縮行程を開始するとき、シリンダヘッド燃焼室面３２とピストン冠面３３とは最も離れる。圧縮行程を開始するとき、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられる空間の容積は最大になる。圧縮行程を開始するとき、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間には、吸気行程で吸気された混合気が充填されている。
【0100】
圧縮行程が開始され、クランクシャフト２５が下死点にある場合、バルブ４６の角度位置は、基準位置から６０度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。この場合、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられて、混合気の吸気が終了する。
【0101】
圧縮行程が開始され、クランクシャフト２５が下死点にある場合、バルブ５６の角度位置は、基準位置から６０度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。圧縮行程において、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられている。
【0102】
図６は、圧縮行程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２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位すると、ピストン２３は、シリンダ３１内を上がり、ピストン２３のストロークの中間点に達する。
【0103】
圧縮行程で、クランクシャフト２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ４６は、基準位置から９０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。圧縮行程において、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられている。
【0104】
圧縮行程で、クランクシャフト２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ５６は、基準位置から９０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。圧縮行程において、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられている。
【0105】
このように、圧縮行程において、バルブ４６は、開口部４１を閉じ、バルブ５６は、開口部５１を閉じる。圧縮行程において、バルブ４６が、開口部４１を閉じ、バルブ５６が、開口部５１を閉じていて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられる空間の容積が、圧縮行程を開始するときに比較して小さくなるので、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間で混合気が圧縮される。
【0106】
図７は、圧縮行程を終了して、点火プラグ２９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するとき、クランクシャフト２５の角度位置は、０度、すなわちクランクシャフト２５が上死点にある。圧縮行程を終了して点火する場合、クランクシャフト２５が上死点にあるとき、バルブ４６は、基準位置から１２０度反時計回りに回転し、基準位置から変位し、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられている。
【0107】
圧縮行程を終了して点火する場合、クランクシャフト２５が上死点にあるとき、バルブ５６は、基準位置から１２０度反時計回りに回転し、基準位置から変位し、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられている。
【0108】
圧縮行程を終了して、点火プラグ２９で混合気に点火するとき、クランクシャフト２５が上死点にあるので、ピストン２３は、上死点にあり、ピストン２３のストロークの上端である、最も上側に位置する。すなわち、圧縮行程を終了して、点火プラグ２９で混合気に点火するとき、シリンダヘッド燃焼室面３２とピストン冠面３３とが最も近接する。圧縮行程を終了して、点火プラグ２９で混合気に点火するとき、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間の容積は最小になる。すなわち、バルブ４６が、開口部４１を閉じ、バルブ５６が、開口部５１を閉じていて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に充填された混合気が最も圧縮されたとき、混合気に点火プラグ２９で点火される。
【0109】
点火プラグ２９で点火されると、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている混合気は燃焼し、開口部４１がバルブ４６で閉じられて、開口部５１がバルブ５６で閉じられているので、燃焼したガスが膨張して、ガスが膨張した圧力でピストン冠面３３が押し下げられる。
【0110】
図８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２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ４６は、基準位置から１５０度反時計回りに回転し、基準位置から変位し、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられている。
【0111】
燃焼膨張行程で、クランクシャフト２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位した位置にある場合、バルブ５６の角度位置は、基準位置から１５０度反時計回りに回転し、基準位置から変位し、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられている。
【0112】
燃焼膨張行程において、開口部４１がバルブ４６で閉じられて、開口部５１がバルブ５６で閉じられているので、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間で燃焼したガスの圧力でピストン冠面３３が押し下げられる。
【0113】
図９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。燃焼膨張行程を終了し、排気行程を開始するとき、クランクシャフト２５の角度位置は、上死点から、反時計回りに１８０度変位し、すなわちクランクシャフト２５が下死点となる。排気行程を開始する場合、クランクシャフト２５が下死点になるとき、バルブ４６は、基準位置から１８０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。この場合、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられている。
【0114】
排気行程を開始する場合、クランクシャフト２５が下死点になるとき、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９２が開口部５１に対して開き始め、また、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９１が開口部５２に対して開き始めるので、開口部５１が開口部５２に連通し始め、ポート５４を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間で燃焼したガスの排気が開始される。
【0115】
図１０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２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位すると、ピストン２３は、シリンダ３１内を上がり、ピストン２３のストロークの中間点に位置する。排気行程で、クランクシャフト２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位したとき、バルブ４６は、基準位置から２１０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。この場合、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられている。
【0116】
排気行程で、クランクシャフト２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ５６は、基準位置から２１０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。この場合、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９２が開口部５１に対して連通する面積が最大となるように開き、また、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９１が開口部５２に対して連通する面積が最大となるように開くので、開口部５１が開口部５２に連通し、ポート５４を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間で燃焼したガスが排気される。
【0117】
このように、排気行程において、バルブ４６は、開口部４１を閉じて、バルブ５６は、開口部５１を開口部５２に連通させる。
【0118】
図１１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するとき、クランクシャフト２５の角度位置は０度、すなわちクランクシャフト２５は上死点にある。掃気吸入行程を開始する場合、クランクシャフト２５が上死点にあるとき、ピストン２３は、上死点にあり、ピストン２３のストロークの上端である、最も上側に位置する。すなわち、吸気行程を開始するとき、シリンダヘッド燃焼室面３２とピストン冠面３３とが最も近接する。吸気行程を開始するとき、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間の容積は最小になる。
【0119】
掃気吸入行程を開始し、クランクシャフト２５が上死点にあるとき、バルブ４６の角度位置は、基準位置から２４０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。この場合、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８１が開口部４１に対して開き始め、また、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８２が開口部４３に対して開き始めるので、開口部４１が開口部４３に連通し始め、ポート４５を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間への、空気の吸入が開始される。
【0120】
掃気吸入行程を開始し、クランクシャフト２５が上死点にあるとき、バルブ５６の角度位置は、基準位置から２４０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。この場合、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９２は、開口部５１に対して閉じられ、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられる。
【0121】
排気行程を終了し、掃気吸入行程を開始するとき、ポート５４を通じた、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間で燃焼したガスの排出が終了し、ポート４５を通じた、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間への、空気の吸入が開始される。
【0122】
図１２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２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位すると、ピストン２３は、シリンダ３１内を下がり、ピストン２３のストロークの中間点に達する。シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられる空間の容積が、吸気行程を開始するときに比較して大きくなるので、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に負圧が生じることになる。
【0123】
掃気吸入行程で、クランクシャフト２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ４６の角度位置は、基準位置から２７０度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。掃気吸入行程で、クランクシャフト２５の角度位置が２７０度に変位すると、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８１が開口部４１に対して連通する面積が最大となるように開き、また、バルブ４６のバルブ孔６１のバルブ孔開口部８２が開口部４３に対して連通する面積が最大となるように開くので、開口部４１が開口部４３に連通し、ポート４５を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に掃気である空気が吸入される。
【0124】
掃気吸入行程で、クランクシャフト２５の角度位置が上死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ５６の角度位置は、基準位置から２７０度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。掃気吸入行程において、開口部５１は、バルブ５６のバルブ側面７２で閉じられている。
【0125】
このように、掃気吸入行程において、バルブ４６は、開口部４１を開口部４３に連通させ、バルブ５６は、開口部５１を閉じる。
【0126】
図１３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。掃気吸入行程を終了し、掃気排気行程を開始するとき、クランクシャフト２５の角度位置は、掃気吸入行程を開始した上死点から、反時計回りに１８０度変位した位置、すなわち、下死点になる。クランクシャフト２５が下死点にあるとき、ピストン２３は、下死点になり、ピストン２３のストロークの下端である、最も下側に位置する。すなわち、圧縮行程を開始するとき、シリンダヘッド燃焼室面３２とピストン冠面３３とが最も離れる。掃気排気行程を開始するとき、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられる空間の容積は最大になる。掃気排気行程を開始するとき、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間には、掃気吸入行程で吸入された空気が充填されている。
【0127】
掃気排気行程が開始され、クランクシャフト２５が下死点にある場合、バルブ４６の角度位置は、基準位置から３００度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。この場合、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられて、掃気吸入行程の空気の吸入が終了する。
【0128】
掃気排気行程が開始され、クランクシャフト２５が下死点にある場合、バルブ５６の角度位置は、基準位置から３００度反時計回りに回転し、基準位置から変位した位置になる。この場合、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９１が開口部５１に対して開き始め、また、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９２が開口部５３に対して開き始めるので、開口部５１が開口部５３に連通し始め、ポート５５を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に充填されている空気の排気が開始される。
【0129】
図１４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２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位すると、ピストン２３は、シリンダ３１内を上がり、ピストン２３のストロークの中間点に位置する。掃気排気行程で、クランクシャフト２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位したとき、バルブ４６は、基準位置から３３０度反時計回りに回転し、基準位置から変位する。この場合、開口部４１は、バルブ４６のバルブ側面６２で閉じられている。
【0130】
掃気排気行程で、クランクシャフト２５の角度位置が下死点から、反時計回りに９０度変位すると、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９１が開口部５１に対して連通する面積が最大となるように開き、また、バルブ５６のバルブ孔７１のバルブ孔開口部９２が開口部５３に対して連通する面積が最大となるように開くので、開口部５１が開口部５３に連通し、ポート５５を通じて、シリンダ３１の内面、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３で閉じられている空間に充填されている空気が排気される。すなわち、開口部５３から、掃気が排気される。
【0131】
このように、掃気排気行程において、バルブ４６は、開口部４１を閉じて、バルブ５６は、開口部５１を開口部５３に連通させる。
【0132】
【0133】
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。
【0134】
シリンダブロック２２には、ピストン２３のピストン冠面３３と対向する面であるシリンダヘッド燃焼室面３２に開口している開口部４１、開口部４１が開口している面に対向する面側に開口している開口部４２、および開口部４２が開口している面側に開口している開口部４３が形成されている。バルブ４６は、開口部４１を閉じるか、または開口部４１を開口部４２若しくは開口部４３のいずれか一方に連通させる。
【0135】
また、シリンダブロック２２には、ピストン２３のピストン冠面３３と対向する面であるシリンダヘッド燃焼室面３２に開口している開口部５１、開口部５１が開口している面に対向する面側に開口している開口部５２、および開口部５２が開口している面側に開口している開口部５３が形成されている。バルブ５６は、開口部５１を閉じるか、または開口部５１を開口部５２若しくは開口部５３のいずれか一方に連通させる。
【0136】
なお、バルブ４６が回転して、開口部４１、開口部４２および開口部４３を開閉し、バルブ５６が回転して、開口部５１、開口部５２および開口部５３を開閉すると説明したが、これに限らず、バルブ４６がＸ軸方向に変位して、開口部４１、開口部４２および開口部４３を開閉し、バルブ５６がＸ軸方向に変位して、開口部５１、開口部５２および開口部５３を開閉するようにしてもよい。この場合、例えば、バルブ４６およびバルブ５６のＸ軸方向に、開口部４１または開口部５１を閉じる部位と、開口部４１と開口部４２とを連通させるか、または開口部５１と開口部５２とを連通させる孔と、開口部４１と開口部４３とを連通させるか、または開口部５１と開口部５３とを連通させる孔とを順に並べるように形成することができる。
【0137】
また、バルブ４６が、開口部４１、開口部４２および開口部４３を開閉し、バルブ５６が、開口部５１、開口部５２および開口部５３を開閉すると説明したが、これに限らず、開口部４１を開閉するポペットバルブ、開口部４２を開閉するポペットバルブおよび開口部４３を開閉するポペットバルブ並びに開口部５１を開閉するポペットバルブ、開口部５２を開閉するポペットバルブおよび開口部５３を開閉するポペットバルブを設けるようにしてもよい。
【0138】
次に、図１５を参照して、一実施の形態のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構の構造の他の例について説明する。
【0139】
図１５は、レシプロ式内燃機関１０１の構成の他の例を示す断面図である。レシプロ式内燃機関１０１は、ガソリンである燃料を燃焼して動力を出力するか、または水素である燃料を燃焼して動力を出力する。レシプロ式内燃機関１０１は、６ストローク（６サイクル）で、燃料であるガソリンまたは水素を燃焼して動力を出力する。
【0140】
なお、レシプロ式内燃機関１０１において、クランクシャフトに対するシリンダヘッドの位置は、いずれであっても良く、直立に限らず、いわゆる、水平または傾斜、倒立など任意とすることができる。また、レシプロ式内燃機関１０１は、いわゆる単気筒に限らず、並列、直列、Ｖ型または水平対向型など複数気筒とすることができる。以下、クランクシャフトに対してシリンダヘッドが上側に配置されている場合のレシプロ式内燃機関１０１の１つの気筒を例に説明する。以下の例で説明するレシプロ式内燃機関１０１のクランクシャフトは、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0141】
レシプロ式内燃機関１０１は、シリンダヘッド１２１、シリンダブロック１２２、ピストン１２３、コネクティングロッド１２４、クランクシャフト１２５、ピストンピン１２６、クランクピン１２７、クランクケース１２８および点火プラグ１２９を含み構成される。シリンダブロック１２２、ピストン１２３、コネクティングロッド１２４、クランクシャフト１２５、ピストンピン１２６、クランクピン１２７、クランクケース１２８および点火プラグ１２９は、それぞれ、レシプロ式内燃機関１１のシリンダブロック２２、ピストン２３、コネクティングロッド２４、クランクシャフト２５、ピストンピン２６、クランクピン２７、クランクケース２８および点火プラグ２９のそれぞれと同様なので、その説明は省略する。
【0142】
シリンダヘッド１２１は、シリンダブロック１２２に固定され、シリンダブロック１２２およびピストン１２３と共に閉じた空間を形成する。シリンダヘッド１２１、シリンダブロック１２２およびピストン１２３で閉じられた空間内では、燃料が燃焼させられる。
【0143】
シリンダブロック１２２には、円筒状の空洞であるシリンダ１３１が形成されている。シリンダヘッド燃焼室面１３２は、シリンダヘッド１２１の面のうち、ピストン１２３のピストン冠面と対向する面（図１中の下側の面）である。ピストン冠面１３３は、ピストン１２３の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面１３２に対向する、ピストン１２３の上側の面である。
【0144】
シリンダ１３１、シリンダヘッド燃焼室面１３２およびピストン冠面１３３は、それぞれ、レシプロ式内燃機関１１のシリンダ３１、シリンダヘッド燃焼室面３２およびピストン冠面３３と同様なので、その詳細の説明は省略する。
【0145】
シリンダヘッド１２１には、開口部１４１、開口部１４２、開口部１４３、ポート１４４およびポート１４５が形成されている。また、シリンダヘッド１２１には、開口部１５１、開口部１５２、開口部１５３、ポート１５４およびポート１５５が形成されている。
【0146】
開口部１４１、開口部１４２、開口部１４３、ポート１４４、ポート１４５、開口部１５１、開口部１５２、開口部１５３、ポート１５４およびポート１５５は、それぞれ、レシプロ式内燃機関１１のシリンダヘッド２１に形成されている開口部４１、開口部４２、開口部４３、ポート４４、ポート４５、開口部５１、開口部５２、開口部５３、ポート５４およびポート５５のそれぞれと同様なので、その詳細の説明は省略する。
【0147】
バルブ１４６は、弁の一例であり、開口部１４１を閉じるか、または開口部１４１を開口部１４２若しくは開口部１４３のいずれか一方に連通させる。バルブ１４６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ１４６は、バルブ支持部１４７の内側に回転自在に装着されている。バルブ１４６は、クランクシャフト１２５の回転力を伝達するチェーン、ベルト若しくはギヤまたは電動モータなどよりなる図示せぬ駆動部により、回転させられる。バルブ１４６は、クランクシャフト１２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト１２５の回転に同期して回転させられる。例えば、バルブ１４６は、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0148】
バルブ支持部１４７は、シリンダヘッド１２１に形成されている、円柱状の孔である。なお、バルブ支持部１４７は、円柱状の穴とすることもできる。バルブ支持部１４７は、開口部１４１、開口部１４２および開口部１４３に連通している。バルブ支持部１４７の内面の形状は、バルブ１４６の外側面の形状に対応するように形成されている。バルブ支持部１４７は、バルブ１４６を回転自在に軸支する。バルブ支持部１４７にバルブ１４６が挿入された場合、バルブ支持部１４７の内面は、バルブ１４６の外側面（後述するバルブ側面１６２）に密接して、バルブ支持部１４７の内面とバルブ１４６の外側面との間からの気体の漏れを防止する。
【0149】
バルブ支持部１４７の長手方向は、クランクシャフト１２５の軸方向に平行に形成されている。すなわち、バルブ支持部１４７にバルブ１４６が挿入されると、バルブ１４６の長手方向は、クランクシャフト１２５の軸方向に平行とされる。バルブ１４６の長手方向は、バルブ１４６の回転軸方向と同じである。すなわち、バルブ１４６は、クランクシャフト１２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられる。
【0150】
ここで、図１６および図１７を参照して、バルブ１４６の形状の詳細について説明する。図１６は、バルブ１４６の形状の詳細を説明する斜視図である。図１７は、バルブ１４６の形状の詳細を説明する正面図である。図１６および図１７は、レシプロ式内燃機関１０１が直列２気筒である場合のバルブ１４６の形状の詳細を説明する図である。
【0151】
バルブ１４６は、底面が円形である円柱状に形成されている。バルブ１４６の外形径（円形の底面の径）は、開口部１４１、開口部１４２および開口部１４３のシリンダヘッド燃焼室面１３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して、より大きくされている。バルブ１４６には、バルブ切り欠き部１６１－１およびバルブ切り欠き部１６１－２が形成されている。バルブ側面１６２は、円柱状に形成されているバルブ１４６の側面であって、バルブ支持部１４７に挿入された場合、バルブ支持部１４７の内面に接する面である。バルブ側面１６２は、バルブ切り欠き部１６１－１およびバルブ切り欠き部１６１－２を除いて、平滑な曲面に形成されている。
【0152】
バルブ切り欠き部１６１－１は、直列２気筒であるレシプロ式内燃機関１０１の前側の気筒の開口部１４１と開口部１４２とを連通させるか、または開口部１４１と開口部１４３とを連通させる。バルブ切り欠き部１６１－１は、円柱状の側面に形成されている凹部である。バルブ切り欠き部１６１－１は、バルブ１４６の前側に形成されている。
【0153】
例えば、バルブ切り欠き部１６１－１は、円柱状の側面上の点である端点が同じ弦と円弧とで囲まれた部分である弓形を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。例えば、バルブ切り欠き部１６１－１は、円柱状の側面上の点を結ぶ円弧と円弧の端点を結び交差する２本の直線とで囲まれた部分を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。例えば、バルブ切り欠き部１６１－１は、円柱状の側面上の点を結ぶ円弧と円弧の端点を結ぶ曲線とで囲まれた部分を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。
【0154】
例えば、バルブ切り欠き部１６１－１の側面上の円弧の長さは、所定の長さとされている。例えば、バルブ切り欠き部１６１－１の側面上の一方の端部の位置は、バルブ切り欠き部１６１－１の側面上の他方の端部の位置までは、バルブ側面１６２に沿って時計回りに所定の距離だけ変位した位置である。例えば、バルブ側面１６２に沿ったバルブ切り欠き部１６１－１の側面上の一方の端部の位置から、バルブ側面１６２に沿ったバルブ切り欠き部１６１－１の側面上の他方の端部の位置までの距離は、バルブ側面１６２の周長の３分の１乃至４分の１の長さとされている。
【0155】
バルブ切り欠き部１６１－２は、直列２気筒であるレシプロ式内燃機関１０１の後側の気筒の開口部１４１と開口部１４２とを連通させるか、または開口部１４１と開口部１４３とを連通させる。バルブ切り欠き部１６１－２は、円柱状の側面に形成されている凹部である。バルブ切り欠き部１６１－２は、バルブ１４６の後側に形成されている。
【0156】
例えば、バルブ切り欠き部１６１－２は、円柱状の側面上の点である端点が同じ弦と円弧とで囲まれた部分である弓形を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。例えば、バルブ切り欠き部１６１－２は、円柱状の側面上の点を結ぶ円弧と円弧の端点を結び交差する２本の直線とで囲まれた部分を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。例えば、バルブ切り欠き部１６１－２は、円柱状の側面上の点を結ぶ円弧と円弧の端点を結ぶ曲線とで囲まれた部分を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。
【0157】
例えば、バルブ切り欠き部１６１－２の側面上の円弧の長さは、所定の長さとされている。例えば、バルブ切り欠き部１６１－２の側面上の一方の端部の位置は、バルブ切り欠き部１６１－２の側面上の他方の端部の位置までは、バルブ側面１６２に沿って時計回りに所定の距離だけ変位した位置である。例えば、バルブ側面１６２に沿ったバルブ切り欠き部１６１－２の側面上の一方の端部の位置から、バルブ側面１６２に沿ったバルブ切り欠き部１６１－２の側面上の他方の端部の位置までの距離は、バルブ側面１６２の周長の３分の１乃至４分の１の長さとされている。
【0158】
バルブ切り欠き部１６１－２の位置は、直列２気筒であるレシプロ式内燃機関１０１の前側の気筒と後側の気筒との位相差に合わせて、バルブ切り欠き部１６１－１の位置とずれている。例えば、バルブ切り欠き部１６１－２のＸ軸回りの角度位置は、バルブ切り欠き部１６１－１のＸ軸回りの角度位置に対して、９０度反時計回りに変位した位置とされる。
【0159】
以下、バルブ切り欠き部１６１－１とバルブ切り欠き部１６１－２とを個々に区別する必要がないとき、単に、バルブ切り欠き部１６１と称する。
【0160】
図１５に戻り、このように、バルブ１４６は、回転軸を中心とした回転方向の角度位置により、開口部１４１を閉じるか、または開口部１４１を開口部１４２若しくは開口部１４３のいずれか一方に連通させる。
【0161】
バルブ１５６は、弁の一例であり、開口部１５１を閉じるか、または開口部１５１を開口部１５２若しくは開口部１５３のいずれか一方に連通させる。バルブ１５６は、底面が円形である円柱状に形成されている。バルブ１５６は、バルブ支持部１５７の内側に回転自在に装着されている。バルブ１５６は、クランクシャフト１２５の回転力を伝達するチェーン、ベルト若しくはギヤまたは電動モータなどよりなる図示せぬ駆動部により、回転させられる。バルブ１５６は、クランクシャフト１２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト１２５の回転に同期して回転させられる。例えば、バルブ１５６は、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0162】
バルブ支持部１５７は、シリンダヘッド１２１に形成されている、円柱状の孔である。なお、バルブ支持部１５７は、円柱状の穴とすることもできる。バルブ支持部１５７は、開口部１５１、開口部１５２および開口部１５３に連通している。バルブ支持部１５７の内面の形状は、バルブ１５６の外側面の形状に対応するように形成されている。バルブ支持部１５７は、バルブ１５６を回転自在に軸支する。バルブ支持部１５７にバルブ１５６が挿入された場合、バルブ支持部１５７の内面は、バルブ１５６の外側面（後述するバルブ側面１７２）に密接して、バルブ支持部１５７の内面とバルブ１５６の外側面との間からの気体の漏れを防止する。
【0163】
バルブ支持部１５７の長手方向は、クランクシャフト１２５の軸方向に平行に形成されている。すなわち、バルブ支持部１５７にバルブ１５６が挿入されると、バルブ１５６の長手方向は、クランクシャフト１２５の軸方向に平行とされる。バルブ１５６の長手方向は、バルブ１５６の回転軸方向と同じである。すなわち、バルブ１５６は、クランクシャフト１２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられる。
【0164】
バルブ１５６は、クランクシャフト１２５の角度位置に対するバルブ１５６におけるバルブ切り欠き部１７１の角度位置が異なるほかは、バルブ１４６と同様に形成される。
【0165】
バルブ１５６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ１５６の外形径（円形の底面の径）は、開口部１５１、開口部１５２および開口部１５３のシリンダヘッド燃焼室面１３２のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して、より大きくされている。バルブ１５６には、バルブ切り欠き部１７１が形成されている。バルブ側面１７２は、円柱状に形成されているバルブ１５６の側面であって、バルブ支持部１５７に挿入された場合、バルブ支持部１５７の内面に接する面である。バルブ側面１７２は、バルブ切り欠き部１７１を除いて、平滑な曲面に形成されている。
【0166】
バルブ切り欠き部１７１は、開口部１５１と開口部１５２とを連通させるか、または開口部１５１と開口部１５３とを連通させる。バルブ切り欠き部１７１は、円柱状の側面に形成されている凹部である。
【0167】
例えば、バルブ切り欠き部１７１は、円柱状の側面上の点である端点が同じ弦と円弧とで囲まれた部分である弓形を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。例えば、バルブ切り欠き部１７１は、円柱状の側面上の点を結ぶ円弧と円弧の端点を結び交差する２本の直線とで囲まれた部分を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。例えば、バルブ切り欠き部１７１は、円柱状の側面上の点を結ぶ円弧と円弧の端点を結ぶ曲線とで囲まれた部分を底とし、高さ方向がＸ軸方向に沿う柱状に切りかかれている。
【0168】
例えば、バルブ切り欠き部１７１の側面上の円弧の長さは、所定の長さとされている。例えば、バルブ切り欠き部１７１の側面上の一方の端部の位置は、バルブ切り欠き部１７１の側面上の他方の端部の位置までは、バルブ側面１７２に沿って時計回りに所定の距離だけ変位した位置である。例えば、バルブ側面１７２に沿ったバルブ切り欠き部１７１の側面上の一方の端部の位置から、バルブ側面１７２に沿ったバルブ切り欠き部１７１の側面上の他方の端部の位置までの距離は、バルブ側面１７２の周長の３分の１乃至４分の１の長さとされている。
【0169】
このように、バルブ１５６は、回転軸を中心とした回転方向の角度位置により、開口部１５１を閉じるか、または開口部１５１を開口部１５２若しくは開口部１５３のいずれか一方に連通させる。
【0170】
開口部１５１、開口部１５２、開口部１５３およびバルブ１５６は、排気側の弁機構である。
【0171】
次に、図１８を参照して、一実施の形態のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構の構造のさらの他の例について説明する。弁機構はシリンダブロックに設けることができる。
【0172】
図１８は、レシプロ式内燃機関２０１の構成のさらに他の例を示す断面図である。レシプロ式内燃機関２０１は、ガソリンである燃料を燃焼して動力を出力するか、または水素である燃料を燃焼して動力を出力する。レシプロ式内燃機関２０１は、６ストローク（６サイクル）で、燃料であるガソリンまたは水素を燃焼して動力を出力する。
【0173】
なお、レシプロ式内燃機関２０１において、クランクシャフトに対するシリンダヘッドの位置は、いずれであっても良く、直立に限らず、いわゆる、水平または傾斜、倒立など任意とすることができる。また、レシプロ式内燃機関２０１は、いわゆる単気筒に限らず、並列、直列、Ｖ型または水平対向型など複数気筒とすることができる。以下、クランクシャフトに対してシリンダヘッドが上側に配置されている場合のレシプロ式内燃機関２０１の１つの気筒を例に説明する。以下の例で説明するレシプロ式内燃機関２０１のクランクシャフトは、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0174】
レシプロ式内燃機関２０１は、シリンダヘッド２２１、シリンダブロック２２２、ピストン２２３、コネクティングロッド２２４、クランクシャフト２２５、ピストンピン２２６、クランクピン２２７、クランクケース２２８および点火プラグ２２９を含み構成される。コネクティングロッド２２４、クランクシャフト２２５、ピストンピン２２６、クランクピン２２７、クランクケース２２８および点火プラグ２２９は、それぞれ、レシプロ式内燃機関１１のコネクティングロッド２４、クランクシャフト２５、ピストンピン２６、クランクピン２７、クランクケース２８および点火プラグ２９のそれぞれと同様なので、その説明は省略する。
【0175】
シリンダヘッド２２１は、シリンダブロック２２２に固定され、シリンダブロック２２２およびピストン２２３と共に閉じた空間を形成する。シリンダヘッド２２１、シリンダブロック２２２およびピストン２２３で閉じられた空間内では、燃料が燃焼させられる。
【0176】
シリンダブロック２２２には、円筒状の空洞であるシリンダ２３１が形成されている。シリンダブロック２２２は、シリンダ２３１内に往復するピストン２２３を支えて、水素または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２２３のヘッド（後述するピストン冠面２３３）に伝達させる。ピストン２２３は、シリンダ２３１を、シリンダブロック２２２と共に密封する。すなわち、シリンダヘッド２２１の面のうち、ピストン２２３のピストン冠面と対向する面（後述するシリンダヘッド燃焼室面２３２）は、ピストン２２３のピストン冠面およびシリンダ２３１の内面とで燃焼室を形成する。
【0177】
ピストン２２３は、燃焼ガスが膨張することで生じた力をピストン２２３のピストン冠面で受けて、コネクティングロッド２２４を介して、クランクシャフト２２５に伝達する。
【0178】
シリンダヘッド燃焼室面２３２は、シリンダヘッド２２１の面のうち、ピストン２２３のピストン冠面と対向する面（図１８中の下側の面）である。ピストン冠面２３３は、ピストン２２３の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面２３２に対向する、ピストン２２３の上側の面である。すなわち、シリンダヘッド燃焼室面２３２、ピストン冠面２３３およびシリンダ２３１の内面は、燃焼室を形成する。ピストン２２３が上死点に移動したとき、シリンダヘッド燃焼室面２３２、ピストン冠面２３３およびシリンダ２３１に囲まれる燃焼室は、所定の容積となる。
【0179】
シリンダブロック２２２には、開口部２４１、開口部２４２、開口部２４３、ポート２４４およびポート２４５が形成されている。例えば、開口部２４１、開口部２４２、開口部２４３、ポート２４４およびポート２４５は、シリンダブロック２２２の右側に形成されている。開口部２４１は、シリンダブロック２２２のシリンダ２３１の内面に開口している。開口部２４１は、シリンダブロック２２２の面のうち、燃焼室側の面に開口しているとも言える。開口部２４１は、所望の形状とされている。例えば、開口部２４１は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0180】
開口部２４２は、シリンダブロック２２２の外面側に開口している。すなわち、開口部２４２は、シリンダブロック２２２の面のうち、シリンダ２３１の内面に対向する面側に開口している。開口部２４２は、シリンダブロック２２２の面のうち、シリンダブロック２２２の外部側の面に開口しているとも言える。開口部２４２は、所望の形状とされている。例えば、開口部２４２は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0181】
開口部２４３は、シリンダブロック２２２の外面側に開口している。すなわち、開口部２４３は、シリンダブロック２２２の面のうち、シリンダ２３１の内面に対向する面側に開口している。開口部２４３は、シリンダブロック２２２の面のうち、シリンダブロック２２２の外部側の面に開口しているとも言える。言い換えれば、開口部２４３は、開口部２４２２が開口している面側に開口している。開口部２４３は、所望の形状とされている。例えば、開口部２４３は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0182】
ポート２４４およびポート２４５は、それぞれ、外部と燃焼室とを連通する経路である。ポート２４４またはポート２４５は、気化器または燃料噴射装置などで生成された化石燃料または水素と空気との混合気を、燃焼室に送り込む経路であるか、または空気である掃気を燃焼室に送り込む経路である。言い換えると、ポート２４４またはポート２４５は、化石燃料または水素と空気との混合気を、シリンダヘッド燃焼室面２３２、ピストン冠面２３３およびシリンダ２３１の内面で閉じられている空間に送り込む経路であるか、または空気である掃気を、シリンダヘッド燃焼室面２３２、ピストン冠面２３３およびシリンダ２３１の内面で閉じられている空間に送り込む経路である。
【0183】
ポート２４４は、孔である。ポート２４４は、燃焼室（シリンダヘッド燃焼室面２３２、ピストン冠面２３３およびシリンダ２３１の内面で閉じられている空間）に導入される気体を流すための孔である。ポート２４４は、気化器または燃料噴射装置などで生成された化石燃料または水素と空気との混合気または燃焼のための空気を流すための孔である。ポート２４４の一方の端部は、開口部２４２に連通し、ポート２４４の他方の端部は、シリンダブロック２２２の外部側に開口している。すなわち、開口部２４２は、シリンダブロック２２２の面のうち、開口部２４１が開口しているシリンダ２３１の内面に対向する面に開口しているポート２４４に連通している。
【0184】
ポート２４５は、孔である。ポート２４５は、燃焼室（シリンダヘッド燃焼室面２３２、ピストン冠面２３３およびシリンダ２３１の内面で閉じられている空間）に導入される気体を流すための孔である。ポート２４５は、空気である掃気を流すための孔である。ポート２４５の一方の端部は、開口部２４３に連通し、ポート２４５の他方の端部は、シリンダブロック２２２の外部側に開口している。すなわち、開口部２４３は、シリンダブロック２２２の面のうち、開口部２４１が開口しているシリンダ２３１の内面に対向する面に開口しているポート２４５に連通している。また、ポート２４５は、ポート２４４に連通することなく、独立して形成されている。
【0185】
バルブ２４６は、弁の一例であり、開口部２４１を閉じるか、または開口部２４１を開口部２４２若しくは開口部２４３のいずれか一方に連通させる。バルブ２４６は、底面が円形である円柱状に形成されている。バルブ２４６は、バルブ支持部２４７の内側に回転自在に装着されている。バルブ２４６は、クランクシャフト２２５の回転力を伝達するチェーン、ベルト若しくはギヤまたは電動モータなどよりなる図示せぬ駆動部により、回転させられる。バルブ２４６は、クランクシャフト２２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト２２５の回転に同期して回転させられる。例えば、バルブ２４６は、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0186】
バルブ支持部２４７は、シリンダブロック２２２に形成されている、円柱状の孔である。なお、バルブ支持部２４７は、円柱状の穴とすることもできる。バルブ支持部２４７は、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３に連通している。バルブ支持部２４７の内面の形状は、バルブ２４６の外側面の形状に対応するように形成されている。バルブ支持部２４７は、バルブ２４６を回転自在に軸支する。バルブ支持部２４７にバルブ２４６が挿入された場合、バルブ支持部２４７の内面は、バルブ２４６の外側面（後述するバルブ側面２６２）に密接して、バルブ支持部２４７の内面とバルブ２４６の外側面との間からの気体の漏れを防止する。
【0187】
バルブ支持部２４７の長手方向は、クランクシャフト２２５の軸方向に平行に形成されている。すなわち、バルブ支持部２４７にバルブ２４６が挿入されると、バルブ２４６の長手方向は、クランクシャフト２２５の軸方向に平行とされる。バルブ２４６の長手方向は、バルブ２４６の回転軸方向と同じである。すなわち、バルブ２４６は、クランクシャフト２２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられる。
【0188】
バルブ２４６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ２４６の外形径（円形の底面の径）は、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３のシリンダ２３１の内面のＺ軸方向の長さ（開口の長さ）に比較して、より大きくされている。バルブ２４６には、バルブ孔２６１が形成されている。バルブ側面２６２は、円柱状に形成されているバルブ２４６の側面であって、バルブ支持部２４７に挿入された場合、バルブ支持部２４７の内面に接する面である。バルブ側面２６２は、バルブ孔２６１を除いて、平滑な曲面に形成されている。
【0189】
バルブ孔２６１は、開口部２４１と開口部２４２とを連通させるか、または開口部２４１と開口部２４３とを連通させる。バルブ孔２６１は、バルブ２４６の円柱状の側面の所定の２点を連通する孔である。言い換えると、バルブ孔２６１は、バルブ２４６の側面の所定の２か所をつなげるように開けられている。すなわち、バルブ孔２６１の一方の端部は、バルブ側面２６２にバルブ孔開口部２８１として開口している。また、バルブ孔２６１の他方の端部は、バルブ側面２６２にバルブ孔開口部２８２として開口している。
【0190】
バルブ２４６は、バルブ４６と同様の形状に形成されるので、詳細な説明は省略する。
【0191】
このように、バルブ２４６は、回転軸を中心とした回転方向の角度位置により、開口部２４１を閉じるか、または開口部２４１を開口部２４２若しくは開口部２４３のいずれか一方に連通させる。
【0192】
開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３は、バルブ２４６が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成されている。バルブ２４６が回転する軸の中心と、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３は、形成されている。より詳細には、例えば、バルブ２４６が回転する軸の中心と、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３は、形成されている。
【0193】
開口部２４１、開口部２４２、開口部２４３およびバルブ２４６は、吸気側の弁機構である。
【0194】
また、シリンダヘッド２２１には、開口部２５１、開口部２５２、開口部２５３、ポート２５４およびポート２５５が形成されている。開口部２５１、開口部２５２、開口部２５３、ポート２５４およびポート２５５は、それぞれ、レシプロ式内燃機関１１の開口部５１、開口部５２、開口部５３、ポート５４およびポート５５のそれぞれと同様なので、その説明は省略する。
【0195】
バルブ２５６は、弁の一例であり、開口部２５１を閉じるか、または開口部２５１を開口部２５２若しくは開口部２５３のいずれか一方に連通させる。バルブ２５６は、底面が円形である円柱状に形成されている。バルブ２５６は、バルブ支持部２５７の内側に回転自在に装着されている。バルブ支持部２５７は、シリンダヘッド２２１に形成されている、円柱状の孔である。バルブ支持部２５７は、開口部２５１、開口部２５２および開口部２５３に連通している。バルブ支持部２５７の内面の形状は、バルブ２５６の外側面の形状に対応するように形成されている。
【0196】
バルブ２５６には、バルブ孔２７１が形成されている。バルブ孔２７１は、開口部２５１と開口部２５２とを連通させるか、または開口部２５１と開口部２５３とを連通させる。バルブ側面２７２は、円柱状に形成されているバルブ２５６の側面であって、バルブ支持部２５７に挿入された場合、バルブ支持部２５７の内面に接する面である。
【0197】
バルブ孔２７１の一方の端部は、バルブ側面２７２にバルブ孔開口部２９１として開口している。また、バルブ孔２７１の他方の端部は、バルブ側面２７２にバルブ孔開口部２９２として開口している。
【0198】
バルブ２５６およびバルブ支持部２５７は、それぞれ、レシプロ式内燃機関１１のバルブ５６およびバルブ支持部５７のそれぞれと同様なので、詳細な説明は省略する。
【0199】
開口部２５１、開口部２５２、開口部２５３およびバルブ２５６は、排気側の弁機構である。
【0200】
なお、バルブ２４６およびバルブ２５６は、それぞれ、バルブ１４６およびバルブ１５６のそれぞれと、同様の形状とすることができる。
【0201】
このように、シリンダブロック２２２には、シリンダ２３１の内面に開口している開口部２４１、開口部２４１が開口している面に対向する面側に開口している開口部２４２、および開口部２４２が開口している面側に開口している開口部２４３が形成されている。バルブ２４６は、開口部２４１を閉じるか、または開口部２４１を開口部２４２若しくは開口部２４３のいずれか一方に連通させる。
【0202】
なお、開口部２４１、開口部２４２、開口部２４３およびバルブ２４６を、排気側の弁機構とし、開口部２５１、開口部２５２、開口部２５３およびバルブ２５６を、吸気側の弁機構とすることもできる。
【0203】
なお、バルブ２４６が回転して、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３を開閉し、バルブ２５６が回転して、開口部２５１、開口部２５２および開口部２５３を開閉すると説明したが、これに限らず、バルブ２４６がＸ軸方向に変位して、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３を開閉し、バルブ２５６がＸ軸方向に変位して、開口部２５１、開口部２５２および開口部２５３を開閉するようにしてもよい。この場合、例えば、バルブ２４６およびバルブ２５６のＸ軸方向に、開口部２４１または開口部２５１を閉じる部位と、開口部２４１と開口部２４２とを連通させるか、または開口部２５１と開口部２５２とを連通させる孔と、開口部２４１と開口部２４３とを連通させるか、または開口部２５１と開口部２５３とを連通させる孔とを順に並べるように形成することができる。
【0204】
また、バルブ２４６が、開口部２４１、開口部２４２および開口部２４３を開閉し、バルブ２５６が、開口部２５１、開口部２５２および開口部２５３を開閉すると説明したが、これに限らず、開口部２４１を開閉するポペットバルブ、開口部２４２を開閉するポペットバルブおよび開口部２４３を開閉するポペットバルブ並びに開口部２４１を開閉するポペットバルブ、開口部２４２を開閉するポペットバルブおよび開口部２４３を開閉するポペットバルブを設けるようにしてもよい。
【0205】
さらに、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に開口させて、バルブをシリンダヘッドとシリンダブロックとで回転可能に軸支することができる。
【0206】
図１９を参照して、一実施の形態のレシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構の構造のさらに他の例について説明する。
【0207】
図１９は、レシプロ式内燃機関３０１の構成のさらに他の例を示す断面図である。レシプロ式内燃機関３０１は、ガソリンである燃料を燃焼して動力を出力するか、または水素である燃料を燃焼して動力を出力する。レシプロ式内燃機関３０１は、６ストローク（６サイクル）で、燃料であるガソリンまたは水素を燃焼して動力を出力する。
【0208】
なお、レシプロ式内燃機関３０１において、クランクシャフトに対するシリンダヘッドの位置は、いずれであっても良く、直立に限らず、いわゆる、水平または傾斜、倒立など任意とすることができる。また、レシプロ式内燃機関３０１は、いわゆる単気筒に限らず、並列、直列、Ｖ型または水平対向型など複数気筒とすることができる。以下、クランクシャフトに対してシリンダヘッドが上側に配置されている場合のレシプロ式内燃機関３０１の１つの気筒を例に説明する。以下の例で説明するレシプロ式内燃機関３０１のクランクシャフトは、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0209】
レシプロ式内燃機関３０１は、シリンダヘッド３２１、シリンダブロック３２２、ピストン３２３、コネクティングロッド３２４、クランクシャフト３２５、ピストンピン３２６、クランクピン３２７、クランクケース３２８および点火プラグ３２９を含み構成される。シリンダヘッド３２１は、シリンダブロック３２２に固定され、シリンダブロック３２２およびピストン３２３と共に閉じた空間を形成する。シリンダヘッド３２１、シリンダブロック３２２およびピストン３２３で閉じられた空間内では、燃料が燃焼させられる。
【0210】
シリンダブロック３２２には、円筒状の空洞であるシリンダ３３１が形成されている。シリンダブロック３２２は、シリンダ３３１内に往復するピストン３２３を支えて、水素または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３２３のヘッド（後述するピストン冠面３３３）に伝達させる。ピストン３２３は、シリンダ３３１を、シリンダブロック３２２と共に密封する。すなわち、シリンダヘッド３２１の面のうち、ピストン３２３のピストン冠面と対向する面（後述するシリンダヘッド燃焼室面３３２）は、ピストン３２３のピストン冠面およびシリンダ３３１の内面とで燃焼室を形成する。
【0211】
レシプロ式内燃機関３０１において、後述する開口部３４１、開口部３４２、開口部３５１および開口部３５２は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間に設けられている。また、レシプロ式内燃機関３０１において、バルブ３４６およびバルブ３５６は、それぞれ、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２とにより形成されているバルブ支持部３４７およびバルブ支持部３５７のそれぞれにより回転自在に軸支されている。すなわち、レシプロ式内燃機関３０１において、バルブ３４６およびバルブ３５６は、それぞれ、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間に回転自在に軸支されている。
【0212】
ピストン３２３、コネクティングロッド３２４、クランクシャフト３２５、ピストンピン３２６、クランクピン３２７、クランクケース３２８および点火プラグ３２９は、それぞれ、レシプロ式内燃機関１１のピストン２３、コネクティングロッド２４、クランクシャフト２５、ピストンピン２６、クランクピン２７、クランクケース２８および点火プラグ２９と同様なので、その説明は省略する。
【0213】
シリンダヘッド燃焼室面３３２は、シリンダヘッド３２１の面のうち、ピストン３２３のピストン冠面と対向する面（図１９中の下側の面）である。ピストン冠面３３３は、ピストン３２３の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３３２に対向する、ピストン３２３の上側の面である。すなわち、シリンダヘッド燃焼室面３３２、ピストン冠面３３３およびシリンダ３３１の内面は、燃焼室を形成する。ピストン３２３が上死点に移動したとき、シリンダヘッド燃焼室面３３２、ピストン冠面３３３およびシリンダ３３１に囲まれる燃焼室は、所定の容積となる。
【0214】
開口部３４１は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間に設けられている。開口部３４１は、シリンダヘッド３２１のシリンダヘッド燃焼室面３３２とシリンダ３３１の内面との間に開口している。開口部３４１は、燃焼室側に開口しているとも言える。開口部３４１は、所望の形状とされている。例えば、開口部３４１は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0215】
また、開口部３４２は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間に設けられている。開口部３４２は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間の外面側に開口している。すなわち、開口部３４２は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の面のうち、シリンダヘッド３２１のシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に対向する面側に開口している。開口部３４２は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の外部側の面に開口しているとも言える。開口部３４２は、所望の形状とされている。例えば、開口部３４２は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0216】
シリンダヘッド３２１には、開口部３４３およびポート３４５が形成されている。例えば、開口部３４３およびポート３４５は、シリンダヘッド３２１の右側に形成されている。
【0217】
開口部３４３は、シリンダヘッド３２１の上面側に開口している。すなわち、開口部３４３は、シリンダヘッド３２１の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３３２に対向する面側に開口している。開口部３４３は、シリンダヘッド３２１の面のうち、シリンダヘッド３２１の外部側の面に開口しているとも言える。言い換えれば、開口部３４３は、開口部３４２が開口している面側に開口している。開口部３４３は、所望の形状とされている。例えば、開口部３４３は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0218】
ポート３４４およびポート３４５は、それぞれ、外部と燃焼室とを連通する経路である。ポート３４４またはポート３４５は、気化器または燃料噴射装置などで生成された化石燃料または水素と空気との混合気を、燃焼室に送り込む経路であるか、または空気である掃気を燃焼室に送り込む経路である。
【0219】
ポート３４４は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２とにより形成されている。例えば、開口部３４１、開口部３４２およびポート３４４は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の右側に形成されている。
【0220】
ポート３４４は、孔である。例えば、ポート３４４は、シリンダヘッド３２１に形成されている半円柱状の孔とシリンダブロック３２２に形成されている半円柱状の孔とが合わされることで、円柱状の孔とされている。
【0221】
ポート３４４は、燃焼室に導入される気体を流すための孔である。ポート３４４は、気化器または燃料噴射装置などで生成された化石燃料または水素と空気との混合気または燃焼のための空気を流すための孔である。ポート３４４の一方の端部は、開口部３４２に連通し、ポート３４４の他方の端部は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の外部側に開口している。すなわち、開口部３４２は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の面のうち、開口部３４１が開口しているシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に対向する面に開口しているポート３４４に連通している。
【0222】
ポート３４５は、孔である。ポート３４５は、シリンダヘッド３２１に形成されている。ポート３４５は、燃焼室に導入される気体を流すための孔である。ポート３４５は、空気である掃気を流すための孔である。ポート３４５の一方の端部は、開口部３４３に連通し、ポート３４５の他方の端部は、シリンダヘッド３２１の外部側に開口している。ポート３４５は、ポート３４４に連通することなく、独立して形成されている。
【0223】
バルブ３４６は、弁の一例であり、開口部３４１を閉じるか、または開口部３４１を開口部３４２若しくは開口部３４３のいずれか一方に連通させる。バルブ３４６は、底面が円形である円柱状に形成されている。バルブ３４６は、バルブ支持部３４７の内側に回転自在に装着されている。バルブ３４６は、クランクシャフト３２５の回転力を伝達するチェーン、ベルト若しくはギヤまたは電動モータなどよりなる図示せぬ駆動部により、回転させられる。バルブ３４６は、クランクシャフト３２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト３２５の回転に同期して回転させられる。例えば、バルブ３４６は、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0224】
バルブ支持部３４７は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２とにより形成されている、円柱状の孔である。例えば、バルブ支持部３４７は、シリンダヘッド３２１に形成されている半円柱状の孔とシリンダブロック３２２に形成されている半円柱状の孔とが合わされることで、円柱状の孔とされている。なお、バルブ支持部３４７は、円柱状の穴とすることもできる。バルブ支持部３４７は、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３に連通している。バルブ支持部３４７の内面の形状は、バルブ３４６の外側面の形状に対応するように形成されている。バルブ支持部３４７は、バルブ３４６を回転自在に軸支する。バルブ支持部３４７にバルブ３４６が挿入された場合、バルブ支持部３４７の内面は、バルブ３４６の外側面（後述するバルブ側面３６２）に密接して、バルブ支持部３４７の内面とバルブ３４６の外側面との間からの気体の漏れを防止する。
【0225】
バルブ支持部３４７の長手方向は、クランクシャフト３２５の軸方向に平行に形成されている。すなわち、バルブ支持部３４７にバルブ３４６が挿入されると、バルブ３４６の長手方向は、クランクシャフト３２５の軸方向に平行とされる。バルブ３４６の長手方向は、バルブ３４６の回転軸方向と同じである。すなわち、バルブ３４６は、クランクシャフト３２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられる。
【0226】
バルブ３４６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ３４６の外形径（円形の底面の径）は、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３のシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して、より大きくされている。バルブ３４６には、バルブ孔３６１が形成されている。バルブ側面３６２は、円柱状に形成されているバルブ３４６の側面であって、バルブ支持部３４７に挿入された場合、バルブ支持部３４７の内面に接する面である。バルブ側面３６２は、バルブ孔３６１を除いて、平滑な曲面に形成されている。
【0227】
バルブ孔３６１は、開口部３４１と開口部３４２とを連通させるか、または開口部３４１と開口部３４３とを連通させる。バルブ孔３６１は、バルブ３４６の円柱状の側面の所定の２点を連通する孔である。言い換えると、バルブ孔３６１は、バルブ３４６の側面の所定の２か所をつなげるように開けられている。すなわち、バルブ孔３６１の一方の端部は、バルブ側面３６２にバルブ孔開口部３８１として開口している。また、バルブ孔３６１の他方の端部は、バルブ側面３６２にバルブ孔開口部３８２として開口している。
【0228】
バルブ３４６は、バルブ４６と同様の形状に形成されるので、詳細な説明は省略する。
【0229】
このように、バルブ３４６は、回転軸を中心とした回転方向の角度位置により、開口部３４１を閉じるか、または開口部３４１を開口部３４２若しくは開口部３４３のいずれか一方に連通させる。
【0230】
開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３は、バルブ３４６が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成されている。バルブ３４６が回転する軸の中心と、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３は、形成されている。より詳細には、例えば、バルブ３４６が回転する軸の中心と、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３は、形成されている。
【0231】
開口部３４１、開口部３４２、開口部３４３およびバルブ３４６は、吸気側の弁機構である。
【0232】
開口部３５１は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間に設けられている。開口部３５１は、シリンダヘッド３２１のシリンダヘッド燃焼室面３３２とシリンダ３３１の内面との間に開口している。開口部３５１は、燃焼室側に開口しているとも言える。開口部３５１は、所望の形状とされている。例えば、開口部３５１は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0233】
また、開口部３５２は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間に設けられている。開口部３５２は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２との間の外面側に開口している。すなわち、開口部３５２は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の面のうち、シリンダヘッド３２１のシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に対向する面側に開口している。開口部３５２は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の外部側の面に開口しているとも言える。開口部３５２は、所望の形状とされている。例えば、開口部３５２は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0234】
シリンダヘッド３２１には、開口部３５３およびポート３５５が形成されている。例えば、開口部３５３およびポート３５５は、シリンダヘッド３２１の左側に形成されている。
【0235】
開口部３５３は、シリンダヘッド３２１の上面側に開口している。すなわち、開口部３５３は、シリンダヘッド３２１の面のうち、シリンダヘッド燃焼室面３３２に対向する面側に開口している。開口部３５３は、シリンダヘッド３２１の面のうち、シリンダヘッド３２１の外部側の面に開口しているとも言える。言い換えれば、開口部３５３は、開口部３５２が開口している面側に開口している。開口部３５３は、所望の形状とされている。例えば、開口部３５３は、円形、楕円形、長円形または四角形などとされている。
【0236】
ポート３５４およびポート３５５は、それぞれ、外部と燃焼室とを連通する経路である。ポート３５４またはポート３５５は、燃焼室で燃焼させられた燃焼ガスの排気または燃焼室に導入された空気である掃気を燃焼室から排出する経路である。
【0237】
ポート３５４は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２とにより形成されている。例えば、開口部３５１、開口部３５２およびポート３５４は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の左側に形成されている。
【0238】
ポート３５４は、孔である。例えば、ポート３５４は、シリンダヘッド３２１に形成されている半円柱状の孔とシリンダブロック３２２に形成されている半円柱状の孔とが合わされることで、円柱状の孔とされている。
【0239】
ポート３５４は、燃焼室から排出される気体を流すための孔である。ポート３５４は、燃焼室で燃焼させられた燃焼ガスを排出するための孔である。ポート３５４の一方の端部は、開口部３５２に連通し、ポート３５４の他方の端部は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の外部側に開口している。すなわち、開口部３５２は、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２の面のうち、開口部３５１が開口しているシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に対向する面に開口しているポート３５４に連通している。
【0240】
ポート３５５は、孔である。ポート３５５は、シリンダヘッド３２１に形成されている。ポート３５５は、燃焼室から排出される気体を流すための孔である。ポート３５５は、燃焼室に導入された空気である掃気を燃焼室から排出するための孔である。ポート３５５の一方の端部は、開口部３５３に連通し、ポート３５５の他方の端部は、シリンダヘッド３２１の外部側に開口している。ポート３５５は、ポート３５４に連通することなく、独立して形成されている。
【0241】
バルブ３５６は、弁の一例であり、開口部３５１を閉じるか、または開口部３５１を開口部３５２若しくは開口部３５３のいずれか一方に連通させる。バルブ３５６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ３５６は、バルブ支持部３５７の内側に回転自在に装着されている。バルブ３５６は、クランクシャフト３２５の回転力を伝達するチェーン、ベルト若しくはギヤまたは電動モータなどよりなる図示せぬ駆動部により、回転させられる。バルブ３５６は、クランクシャフト３２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト３２５の回転に同期して回転させられる。例えば、バルブ３５６は、Ｘ軸方向を前側から後側に見る場合、反時計回りに回転する。
【0242】
バルブ支持部３５７は、シリンダヘッド３２１とシリンダブロック３２２とにより形成されている、円柱状の孔である。例えば、バルブ支持部３５７は、シリンダヘッド３２１に形成されている半円柱状の孔とシリンダブロック３２２に形成されている半円柱状の孔とが合わされることで、円柱状の孔とされている。なお、バルブ支持部３５７は、円柱状の穴とすることもできる。バルブ支持部３５７は、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３に連通している。バルブ支持部３５７の内面の形状は、バルブ３５６の外側面の形状に対応するように形成されている。バルブ支持部３５７は、バルブ３５６を回転自在に軸支する。バルブ支持部３５７にバルブ３５６が挿入された場合、バルブ支持部３５７の内面は、バルブ３５６の外側面（後述するバルブ側面３７２）に密接して、バルブ支持部３５７の内面とバルブ３５６の外側面との間からの気体の漏れを防止する。
【0243】
バルブ支持部３５７の長手方向は、クランクシャフト３２５の軸方向に平行に形成されている。すなわち、バルブ支持部３５７にバルブ３５６が挿入されると、バルブ３５６の長手方向は、クランクシャフト３２５の軸方向に平行とされる。バルブ３５６の長手方向は、バルブ３５６の回転軸方向と同じである。すなわち、バルブ３５６は、クランクシャフト３２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられる。
【0244】
バルブ３５６は、クランクシャフト３２５の角度位置に対するバルブ３５６におけるバルブ孔３７１の角度位置が異なるほかは、バルブ３４６と同様に形成される。
【0245】
バルブ３５６は、底面（前側または後側の面）が円形である円柱状に形成されている。バルブ３５６の外形径（円形の底面の径）は、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３のシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１のＹ軸方向およびＺ軸方向の間の傾きに沿った長さ（開口の長さ）に比較して、より大きくされている。バルブ３５６には、バルブ孔３７１が形成されている。バルブ側面３７２は、円柱状に形成されているバルブ３５６の側面であって、バルブ支持部３５７に挿入された場合、バルブ支持部３５７の内面に接する面である。バルブ側面３７２は、バルブ孔３７１を除いて、平滑な曲面に形成されている。
【0246】
バルブ孔３７１は、開口部３５１と開口部３５２とを連通させるか、または開口部３５１と開口部３５３とを連通させる。バルブ孔３７１は、バルブ３５６の円柱状の側面の所定の２点を連通する孔である。言い換えると、バルブ孔３７１は、バルブ３５６の側面の所定の２か所をつなげるように開けられている。すなわち、バルブ孔３７１の一方の端部は、バルブ側面３７２にバルブ孔開口部３９１として開口している。また、バルブ孔３７１の他方の端部は、バルブ側面３７２にバルブ孔開口部３９２として開口している。
【0247】
このように、バルブ３５６は、回転軸を中心とした回転方向の角度位置により、開口部３５１を閉じるか、または開口部３５１を開口部３５２若しくは開口部３５３のいずれか一方に連通させる。
【0248】
開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３は、バルブ３５６が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成されている。バルブ３５６が回転する軸の中心と、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３は、形成されている。より詳細には、例えば、バルブ３５６が回転する軸の中心と、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３は、形成されている。
【0249】
開口部３５１、開口部３５２、開口部３５３およびバルブ３５６は、排気側の弁機構である。
【0250】
なお、バルブ３４６およびバルブ３５６は、それぞれ、バルブ１４６およびバルブ１５６のそれぞれと、同様の形状とすることができる。
【0251】
このように、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２は、ピストン３２３のピストン冠面３３３と対向する面であるシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に開口している開口部３４１、開口部３４１が開口している面に対向する面側に開口している開口部３４２、および開口部３４２が開口している面側に開口している開口部３４３を形成する。バルブ３４６は、開口部３４１を閉じるか、または開口部３４１を開口部３４２若しくは開口部３４３のいずれか一方に連通させる。
【0252】
シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２は、ピストン３２３のピストン冠面３３３と対向する面であるシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に開口している開口部３５１、開口部３５１が開口している面に対向する面側に開口している開口部３５２、および開口部３５２が開口している面側に開口している開口部３５３を形成する。バルブ３５６は、開口部３５１を閉じるか、または開口部３５１を開口部３５２若しくは開口部３５３のいずれか一方に連通させる。
【0253】
なお、開口部３４１、開口部３４２およびポート３４４並びに開口部３５１、開口部３５２およびポート３５４がシリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２により形成されていると説明したが、これに限らず、開口部３４１、開口部３４３およびポート３４５並びに開口部３５１、開口部３５３およびポート３５５がシリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２により形成されるようにしてもよい。
【0254】
また、バルブ３４６が回転して、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３を開閉し、バルブ３５６が回転して、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３を開閉すると説明したが、これに限らず、なお、バルブ３４６がＸ軸方向に変位して、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３を開閉し、バルブ３５６がＸ軸方向に変位して、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３を開閉するようにしてもよい。この場合、例えば、バルブ３４６およびバルブ３５６のＸ軸方向に、開口部３４１または開口部３５１を閉じる部位と、開口部３４１と開口部３４２とを連通させるか、または開口部３５１と開口部３５２とを連通させる孔と、開口部３４１と開口部３４３とを連通させるか、または開口部３５１と開口部３５３とを連通させる孔とを順に並べるように形成することができる。
【0255】
なお、バルブ３４６が、開口部３４１、開口部３４２および開口部３４３を開閉し、バルブ３５６が、開口部３５１、開口部３５２および開口部３５３を開閉すると説明したが、これに限らず、開口部３４１を開閉するポペットバルブ、開口部３４２を開閉するポペットバルブおよび開口部３４３を開閉するポペットバルブ並びに開口部３４１を開閉するポペットバルブ、開口部３４２を開閉するポペットバルブおよび開口部３４３を開閉するポペットバルブを設けるようにしてもよい。
【0256】
また、レシプロ式内燃機関１１、レシプロ式内燃機関１０１、レシプロ式内燃機関２０１またはレシプロ式内燃機関３０１は、混合気を吸気すると説明したが、これに限らず、燃焼室に直接燃料を噴射するようにしてもよい。
【0257】
なお、レシプロ式内燃機関１１、レシプロ式内燃機関１０１、レシプロ式内燃機関２０１またはレシプロ式内燃機関３０１は、ガソリンである燃料を燃焼して動力を出力するか、または水素である燃料を燃焼して動力を出力すると説明したが、これに限らず、軽油、重油（燃料油）または液化石油ガスなどのガス燃料を用いるようにしてもよい。この場合、レシプロ式内燃機関１１、レシプロ式内燃機関１０１、レシプロ式内燃機関２０１またはレシプロ式内燃機関３０１は、燃焼室に直接燃料を噴射して圧力着火とすることができる。
【0258】
さらに、レシプロ式内燃機関１１、レシプロ式内燃機関１０１、レシプロ式内燃機関２０１またはレシプロ式内燃機関３０１は、生物由来のアルコール燃料やバイオディーゼル燃料または合成燃料を燃焼して動力を出力することができる。
【0259】
このように、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程において、２つの吸気経路から順に吸気できる。または、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程において、２つの排気経路に順に排気できる。
【0260】
例えば、開口部５２から排気された排気を触媒コンバーターに送り込み、開口部５３から排気された掃気を開口部４２に戻すことにより、触媒コンバーターの機能を阻害することなく、排気を処理することができる。例えば、開口部５２から排気された排気を触媒コンバーターに送り込み、開口部５３から排気された掃気の一部を開口部４２に戻し、開口部５３から排気された掃気の一部を開口部４３に戻すことにより、触媒コンバーターの機能を阻害することなく、排気を処理することができる。さらに、例えば、開口部５２から排気された排気の一部を触媒コンバーターに送り込み、開口部５２から排気された排気の残りと開口部５３から排気された掃気の一部とを開口部４２に戻し、開口部５３から排気された掃気の一部を開口部４３に戻すことにより、触媒コンバーターの機能を阻害することなく、排気を処理することができる。
【0261】
例えば、吸気工程において、開口部４２から混合気を吸気して、開口部４３から掃気として空気を吸気することで、吸気工程において、燃焼室内の温度を適切に保つことが容易になり、より容易に、異常燃焼を抑止することができる。これにより、水素と空気を予め混合したガスを吸気する予混合ガス吸気方式を採用するレシプロ式内燃機関をより安定して動作させることができる。
【0262】
このように、シリンダヘッド２１には、ピストン２３のピストン冠面３３と対向する面であるシリンダヘッド燃焼室面３２に開口している開口部４１、開口部４１が開口している面に対向する面側に開口している開口部４２、および開口部４２が開口している面側に開口している開口部４３が形成されている。バルブ４６は、開口部４１を閉じるか、または開口部４１を開口部４２若しくは開口部４３のいずれか一方に連通させる。
【0263】
また、シリンダブロック２２２には、シリンダ２３１の内面に開口している開口部２４１、開口部２４１が開口している面に対向する面側に開口している開口部２４２、および開口部２４２が開口している面側に開口している開口部２４３が形成されている。バルブ２４６は、開口部２４１を閉じるか、または開口部２４１を開口部２４２若しくは開口部２４３のいずれか一方に連通させる。
【0264】
さらに、シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２は、ピストン３２３のピストン冠面３３３と対向する面であるシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に開口している開口部３４１、開口部３４１が開口している面に対向する面側に開口している開口部３４２、および開口部３４２が開口している面側に開口している開口部３４３を形成する。バルブ３４６は、開口部３４１を閉じるか、または開口部３４１を開口部３４２若しくは開口部３４３のいずれか一方に連通させる。
【0265】
シリンダヘッド３２１およびシリンダブロック３２２は、ピストン３２３のピストン冠面３３３と対向する面であるシリンダヘッド燃焼室面３３２およびシリンダ３３１の内面に開口している開口部３５１、開口部３５１が開口している面に対向する面側に開口している開口部３５２、および開口部３５２が開口している面側に開口している開口部３５３を形成する。バルブ３５６は、開口部３５１を閉じるか、または開口部３５１を開口部３５２若しくは開口部３５３のいずれか一方に連通させる。
【0266】
開口部４２を、開口部４１が開口している面に対向する面に開口しているポート４４に連通させ、開口部４３を、開口部４１が開口している面に対向する面に開口しているポート４５に連通させることができる。
【0267】
ポート４５を、ポート４４に連通することなく、独立して形成することができる。
【0268】
バルブ４６には、レシプロ式内燃機関１１の動作周期のおける工程のうちの第１の工程である圧縮工程において、開口部４１を閉じ、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第２の工程である吸気工程において、開口部４１と開口部４２とを連通させ、レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程のうちの第３の工程である掃気吸入工程において、開口部４１と開口部４３とを連通させることができる。
【0269】
バルブ４６は、クランクシャフト２５の回転数に対して３分の１の回転数で、クランクシャフト２５の回転に同期して回転させられ、角度位置により、開口部４１を閉じるか、または開口部４１を開口部４２若しくは開口部４３のいずれか一方に連通させるようにすることができる。
【0270】
バルブ４６は、クランクシャフト２５の回転軸に平行の軸を中心に回転させられるようにすることができる。
【0271】
開口部４１、開口部４２および開口部４３は、バルブ４６が回転する軸の中心に対して放射状の位置に形成することができる。
【0272】
バルブ４６が回転する軸の中心と、開口部４１、開口部４２および開口部４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部４１、開口部４２および開口部４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、所定の角度となるように、開口部４１、開口部４２および開口部４３を、形成することができる。
【0273】
バルブ４６が回転する軸の中心と、開口部４１、開口部４２および開口部４３のそれぞれの開口の中心とを結ぶ仮想的な線のうち、開口部４１、開口部４２および開口部４３のうちの隣接するものの仮想的な線が挟む角度が、それぞれ、１２０度となるように、開口部４１、開口部４２および開口部４３を、形成することができる。
【0274】
バルブ４６を、底面が円形である円柱状に形成し、バルブ４６には、開口部４１と開口部４２とを連通させるか、または開口部４１と開口部４３とを連通させる流路であるバルブ孔６１を形成することができる。
【0275】
流路を、円柱状の側面の所定の２点を連通する孔であるバルブ孔６１とすることができる。
【0276】
流路を、円柱状の側面に形成されている凹部であるバルブ切り欠き部１６１とすることができる。
【0277】
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】
【0278】
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 クランクシャフト， ２６ ピストンピン， ２７ クランクピン， ２８ クランクケース， ２９ 点火プラグ， ３１ シリンダ， ３２ シリンダヘッド燃焼室面， ３３ ピストン冠面， ４１乃至４３ 開口部， ４４および４５ ポート， ４６ バルブ， ４７ バルブ支持部， ６１，６１－１および６１－２ バルブ孔， ６２ バルブ側面， ８１，８１－１および８１－２並びに８２，８２－１および８２－２ バルブ孔開口部， ５１乃至５３ 開口部， ５４および５５ ポート， ５６ バルブ， ５７ バルブ支持部， ７１ バルブ孔， ７２ バルブ側面， ９１および９２ バルブ孔開口部， １０１ レシプロ式内燃機関， １２１ シリンダヘッド， １２２ シリンダブロック， １２３ ピストン， １２４ コネクティングロッド， １２５ クランクシャフト， １２６ ピストンピン， １２７ クランクピン， １２８ クランクケース， １２９ 点火プラグ， １３１ シリンダ， １３２ シリンダヘッド燃焼室面， １３３ ピストン冠面， １４１乃至１４３ 開口部， １４４および１４５ ポート， １４６ バルブ， １４７ バルブ支持部， １６１，１６１－１および１６１－２ バルブ切り欠き部， １６２ バルブ側面， １５１乃至１５３ 開口部， １５４および１５５ ポート， １５６ バルブ， １５７ バルブ支持部， １７１ バルブ切り欠き部， １７２ バルブ側面， ２０１ レシプロ式内燃機関， ２２１ シリンダヘッド， ２２２ シリンダブロック， ２２３ ピストン， ２２４ コネクティングロッド， ２２５ クランクシャフト， ２２６ ピストンピン， ２２７ クランクピン， ２２８ クランクケース， ２２９ 点火プラグ， ２３１ シリンダ， ２３２ シリンダヘッド燃焼室面， ２３３ ピストン冠面， ２４１乃至２４３ 開口部， ２４４および２４５ ポート， ２４６ バルブ， ２４７ バルブ支持部， ２６１ バルブ孔， ２６２ バルブ側面， ２８１および２８２ バルブ孔開口部， ２５１乃至２５３ 開口部， ２５４および２５５ ポート， ２５６ バルブ， ２５７ バルブ支持部， ２７１ バルブ孔， ２７２ バルブ側面， ２９１および２９２ バルブ孔開口部， ３０１ レシプロ式内燃機関， ３２１ シリンダヘッド， ３２２ シリンダブロック， ３２３ ピストン， ３２４ コネクティングロッド， ３２５ クランクシャフト， ３２６ ピストンピン， ３２７ クランクピン， ３２８ クランクケース， ３２９ 点火プラグ， ３３１ シリンダ， ３３２ シリンダヘッド燃焼室面， ３３３ ピストン冠面， ３４１乃至３４３ 開口部， ３４４および３４５ ポート， ３４６ バルブ， ３４７ バルブ支持部， ３６１ バルブ孔， ３６２ バルブ側面， ３８１および３８２ バルブ孔開口部， ３５１乃至３５３ 開口部， ３５４および３５５ ポート， ３５６ バルブ， ３５７ バルブ支持部， ３７１ バルブ孔， ３７２ バルブ側面， ３９１および３９２ バルブ孔開口部
【要約】
レシプロ式内燃機関の動作周期のおける工程において、２つの吸気経路から順に吸気できるようにするか、または２つの排気経路に順に排気できるようにする。レシプロ式内燃機関の吸気または排気の弁機構は、ピストンのピストン冠面と対向する面に開口しているか、若しくはシリンダの内面に開口している第１の開口部、第１の開口部が開口している面に対向する面側に開口している第２の開口部、および第２の開口部が開口している面側に開口している第３の開口部が形成されているかまたは形成するシリンダヘッドまたは／およびシリンダブロックと、第１の開口部を閉じるか、または第１の開口部を第２の開口部若しくは第３の開口部のいずれか一方に連通させる弁とを備える。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】