JPH0527241U - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中央にリブを有してなる幅広の排気ポートを
備えた排気通路を有するエンジンにおいても、排気時期
制御用弁体を、きわめて容易に組み付けることができる
２サイクルエンジンの排気時期制御装置を提供するもの
である。 【構成】弁体のシリンダ内周面に臨む箇所にはシリンダ
内周面とほぼ同一曲率とされてシリンダ内周面と整合す
る制御面が設けられるとともに、弁体はリブに相対する
部分を境として左右に分割可能な構造とされ、かつ弁体
は、弁体を構成する左右の弁半体に形成された貫通孔に
回転軸が回り止めされた状態で挿入されて組み付けられ
ている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの排気時期制御装置に係わり、特に、２サイクルエンジン に用いられる排気時期制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

２サイクルエンジンにおいて、燃焼ガス充填効率を高めるための手段として、 排気通路内の反射波を利用し、掃気時燃焼室から排気通路へ吹き抜ける燃料ガス (いわゆる吹き抜けガス)を燃焼室へ押し戻す技術が知られている。

【０００３】 この技術を実際のエンジンに適用する上で留意しなければならない点は、排気 反射波を掃気ポートが閉じられた後であってしかも排気ポートが閉じられる寸前 に、排気ポートに戻すようにしなけれればならない点である。

【０００４】 ところで、自動二輪車や自動車に搭載される２サイクルエンジンの場合では、 回転速度を変えて使用することから、ある回転速度においては反射波を排気ポー ト閉塞寸前に戻すことができて、燃焼ガス充填効率を高めることができる場合で あっても、他の回転速度ではそれができなくなるという現象が生ずる。

【０００５】 このような問題に対処するものとして、本考案者等は先の実願昭６０ー９７２ ７４号に示す如く、排気通路の上部であってシリンダ内周面への開口近傍に弁体 を設け、この弁体をエンジンの回転速度に応じて揺動させることにより、排気通 路上部を開閉し、これにより、全回転域においてガス充填効率を高めて出力の向 上を図った技術を考案した。

【０００６】

【考案が解決しようとする問題点】

ところで、従来のエンジンには、出力向上を図る目的から排気ポートをシリン ダ内周面の周方向半分近く占めるよう開口を広く採ったものがあるが、このよう なエンジンにおいて、排気通路はシリンダ内周面への開口すなわち排気ポート部 分が左右方向に最も広く広がっており、そこから下流側に向かうに従って漸次狭 くなるように形成されている。このような形状の排気通路に前記排気制御用弁体 を組み付けるには、弁体形状も排気通路に合わせて排気ポート側が最も広く、下 流側に向かうに従い狭くなる形状としなければならない。また、弁体を組み付け た場合、弁体とシリンダ内周面との間にはデッドスペースが生じるが、このデッ ドスペースをできるだけ小さくするには、揺動中心を極力シリンダ内周面から遠 く離した位置すなわち排気通路のできるだけ下流側の位置に配するのが有利とな る。

【０００７】 また、前述のように排気ポートを広く採ると、ピストンリングが自身の弾性に より径方向外方へ広がって、排気ポートの上縁や下縁に当たってしまう不具合が 生じる。これを防ぐには、排気ポートの中央にシリンダ内周面とぼほ面一となる リブを設けることが有効である。しかしながら、このリブを設けると、リブの下 流側に揺動中心を有しかつ揺動先端が排気ポートに臨む前記弁体を組み付けよう とした場合に、弁体とリブとが干渉してしまい弁体を装着することが不可能とな ってしまう。

【０００８】 そこで、本考案者等は、実公昭５８ー３６８１８号公報に示すように弁体を左 右方向に２分割構造とし、それら弁半体を個々に排気通路中に挿入して、中央に リブを有する排気ポートに装着することを案出した。

【０００９】 しかしながら、上記公報で記載されている技術、すなわち、弁体を左右に２分 割構造とし、それら弁半体を個々に排気通路の所定位置に挿入し、それら弁半体 の合わせ面の一方に設けたピンを他方弁半体の合わせ面に設けた孔に挿入して、 それら弁半体に一体に設けた回転軸どうしが同一軸線上となるように位置決めし 、この状態で中央から径方向外方へずれた箇所に固定用ボルトを挿入して弁体を 一体的に組み付けるという技術をそのまま採用する場合には、弁半体の合わせ 面どうしの径を固定用ボルトを挿入できる程度に大きく設定しなければならず、 ある程度以上弁体の厚さを薄くすることができない、部品点数が多く弁体の組 み付け作業が面倒である等の課題が残されていた。

【００１０】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、中央にリブを有してなる幅広の排 気ポートを備えた排気通路を有するエンジンにおいても、同排気通路に合わせて シリンダ内周面側が最も幅広となされかつリブの下流側に揺動中心を持つ排気時 期制御用弁体を、きわめて容易に組み付けることができ、しかも弁体の軸支持部 付近の肉厚を薄く設定できる２サイクルエンジンの排気時期制御装置を提供する ことを目的とする。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】

前述した目的を達成するため、本考案にかかる排気時期制御装置では、シリン ダ内周面に開口する排気ポートの左右方向中央にリブを有する排気通路の上部を 、シリンダ中心線に直交する回転軸を中心として揺動自在に配設された弁体によ り開閉して、シリンダ内部に摺動自在に嵌挿されたピストンによるシリンダ内部 と排気通路との連通時期を変化させる排気時期制御装置であって、前記弁体のシ リンダ内周面に臨む箇所にはシリンダ内周面とほぼ同一曲率とされて同シリンダ 内周面と整合する制御面が設けられるとともに、同弁体は前記リブに相対する部 分を境として左右に分割可能な構造とされ、かつ該弁体は、同弁体を構成する左 右の弁半体に形成された貫通孔に前記回転軸が回り止めされた状態で挿入されて 組み付けられていることを特徴としている。

【００１２】

【作用】

弁体を排気通路上部に組み付けるに際し、２つに分割した弁半体をそれぞれリ ブの一方側と他方側にそれぞれ別々に挿入して組み付けることができ、排気通路 の中央にリブが配置されているにも拘わらず、弁体の組み付けが可能となる。

【００１３】 また、左右の弁半体どうしを個々に排気通路に間にリブを挟むように挿入し、 それら弁半体の貫通孔に、共通する回転軸を挿入するだけで左右の弁半体を一体 的に組み付けることができ、弁体自体の組付作業の簡素化が図れる。

【００１４】 さらに、上記のように、共通する回転軸を弁半体の貫通孔に挿入することによ り左右の弁半体の一体的な組み付けを行うものであり、偏心位置にボルトを挿通 して固定する等の他の弁体固定手段に比べて、軸支持回りの弁体の肉厚を薄くで きる利点がある。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について図１〜図７を参照して説明する。図１は本考 案に係わる排気時期制御装置を備えた２サイクルエンジンの縦断面図を示し、図 において符号１はシリンダ、２はシリンダヘッド、３はシリンダ内に摺動自在に 嵌挿されたピストン、４は掃気通路、５は排気通路である。排気通路５のシリン ダ内周面への開口 （排気ポート)５a は、高出力が得られるように、左右両端が シリンダ内周面の周方向ほぼ半分近くまで延びて設けられている。排気通路５に は、ポート５a 近傍であって左右方向中央に上面から下面に達するリブ６が下流 側所定箇所まで延びて設けられている。このリプ６は排気通路５のシリンダ内周 面への開口近傍を補強するとともに、ピストンリングが径方向外方へ広がって排 気ポート５a の上縁や下縁に突き当たるのを防止する機能を果たす。

【００１６】 排気通路５の上部であって排気ポート５a の若干下流側には凹所７が形成され ている。この凹所７の上部には該凹所７に連続し、かつシリンダ１の長さ方向に 対して傾斜して延びるガイド孔８、８が、平面視した場合図２に示すようにリブ ６の両側にシリンダ２の内周面に沿って周方向に延びるように形成されている。 また、シリンダヘッド２には、前記ガイド孔８、８に連続するガイド孔９が形成 されている。ガイド孔９は、シリンダ側のガイド孔８、８に連続するよう二股に 分かれた下側小径部９a と、その上部中央に設けられた唯一つの上側大径部９b とから成っている（図４参照）。上側大径部９b 内には、シリンダヘッド２に螺 子止めされるカバー１０に一体に設けられたガイド筒１１が同軸上に嵌装される 。

【００１７】 前記凹所７内には、シリンダ１の内周面とほぼ同一の曲率とされて同シリンダ 内周面と整合する制御面１２を有する板状の第１の弁体１３が、シリンダ中心線 に直交する軸線を中心として揺動自在に配設され、また、前記ガイド孔８、９に は、シリンダ１の内周面とほぼ同一曲率とされて前記第１の弁体１３と同様シリ ンダ内周面と整合する制御面１４を有する第２の弁体１５が、移動自在に嵌装さ れている（図７参照）。

【００１８】 前記第１の弁体１３は、左右方向中央すなわち前記リブに相対する部分を境と して２分割される構造となっている。そして、第１の弁体１３を構成する各弁半 体１３Ａ、１３Ｂには制御面１２が形成された側と反対側に、支持筒１６が一体 に形成されている。該支持筒１６は凹所７を貫通して設けられた回動軸１７に連 結されている。なお、支持筒１６、および該支持筒１６に嵌挿される回転軸１７ の外形部分は、ともに回り止めが行えるように断面方形状に形成されている。回 動軸１７はシリンダ１の中心線に直交する方向へ延びて配置され、かつ、リブ６ よりも下流側に位置するように配されている。そして、この回動軸１７が回動さ せられることによって、前記第１の弁体１３は凹所７内に収納された状態、ある いは排気ポート５a の上部所定位置に突出させられた状態のいずれかに択一的に 位置されるようになっている。

【００１９】 そして、前記回動軸１７のシリンダ１の外方へ突出する端部には、該回動軸１ ７を回動させるための駆動機構１８が連設されている(図３参照)。駆動機構１８ は、回動軸１７の一端であってシリンダ１の外部に突出する部分に取り付けられ たワイヤーガイド１９と、該ワイヤーガイド１９にワイヤー２０を介して接続さ れたモータ(図示せず)と、該モータをエンジンの回転速度に応じて正・逆回転操 作する制御器(図示せず)とから成っている。

【００２０】 一方、前記第２の弁体１５は、シリンダ１のガイド孔８、８に嵌挿される二股 に分かれた作用部２１、２１と、それらの上部中央に唯１つ設けられた有底円筒 状の基部２２とから構成されている。基部２２は、前記ガイド筒１１内に移動自 在に嵌挿されている。また、基部２２とカバー１０との間にはコイルスプリング ２３が介装されており、これにより、第２の弁体１５は第１の弁体１３側へ向け て常時弾発されている。

【００２１】 したがって、第２の弁体１５は、第１の弁体１３の揺動先端上部に常時当接さ せられて、該第１の弁体１３の揺動に追従してガイド孔８、９内を摺動させられ るようになっており、第１の弁体１３が排気ポート５a 上部を閉塞する位置へ揺 動させられた際には、第１の弁体１３の上端と前記排気ポートの上縁５b との間 に侵入して、両者間の隙間を埋めるとともに、その制御面１４により第１の弁体 １３の制御面１２と協動して、前記排気ポート５a の上部にシリンダ１の内周面 とほぼ連続した面を形成するように成っている。

【００２２】 ここで、第１、第２の弁体１３、１５の組み付け方法について説明すると、ま ず第１の弁体１３を構成する弁半体１３Ａ、１３Ｂを排気通路５の下流側開口か ら通路内部に挿入し、リブ６を間にはさむようリブ６両側凹所７内に嵌装する。 次いで、回動軸１７をシリンダ１の側方から差し込み、両弁半体の支持筒１６に 挿通させる。

【００２３】 次に、シリンダ１にシリンダヘッド２を螺子止めし、連続するガイド孔８、９ 内に第２の弁体１５を挿入する。次いで、第２の弁体１５との間にコイルスプリ ング２３を介装させてカバー１０をシリンダヘッド２に螺子止めする。一方、回 動軸１７のシリンダ１から突出する端部に駆動機構１８をセットする。

【００２４】 以上のようにして、弁体１３、１５および駆動機構１８を組み付ける。上述の 組み付けにおいて、弁体１３は、全体形状がシリンダ内周面と整合する揺動先端 側を幅広とされ、しかも排気通路５のリブ６よりも下流側に揺動中心が位置する ようになっているが、弁体自体が左右に２分割可能な構造となっていることから 、排気通路５の排気ポート５a 近傍へセットが可能となっている。

【００２５】 なお、図２中３１は冷却水入口を示し、ここへ導かれた冷却水は、シリンダ内 周面および排気通路５を囲むように形成された水通路３２を通ることによってシ リンダ内周面および排気通路５を適宜に冷却し、その後、上部の冷却水出口３３ に集められ、そこからラジエータ(図示せず)へ送られるように成っている。

【００２６】 しかして、このように構成された排気時期制御装置は、エンジンの運転状態に 基づいて操作されることにより、エンジンの出力特性を全回転域において高める ことができる。

【００２７】 すなわち、エンジンが低回転で運転されている場合には、駆動機構１８により 回動軸１７を所定方向へ回転させて第１の弁体１３を揺動させ、図１中実線で示 すように弁体１３を排気ポート５a 中に突出させる。このような弁体１３の移動 に伴い、第２の弁体１５もコイルスプリング２３の作用により第１の弁体１３に 接触した状態のまま下方へ移動する。この状態において、第１、第２の弁体の制 御面１２、１４が、シリンダ１の内周面とほぼ同一面上に位置させられて、排気 ポート５a の上部が閉塞され、この結果、排気ポート５a の上縁が見掛け上第１ の弁体１３の下縁までの距離〓 分下げられる。したがって、排気ポート５a の 上縁が見掛け上距離〓 下げられた分、ピストン３の移動により開閉される排気 ポート５a は、遅く開かれかつ早く閉じられる。

【００２８】 このように、エンジンが低回転のときには、ピストン３の上下動周期が長いの に対応して排気ポート５a を遅く開かせかつ遅く閉じせ、これにより、排気ポー ト５a が閉じられる寸前に排気反射波を排気ポート５a に戻し、燃焼ガス充填効 率を高めている。

【００２９】 一方、エンジンが高回転域に至った場合には、第１の弁体１３を前述とは逆向 きに移動させて図１中２点鎖線で示すように凹所７内に収納する。このとき、第 ２の弁体１５は第１の弁体１３により上方へ押圧されて、スプリング２３の付勢 力に抗して上方へ移動させられる。すなわちこの場合にあっては、ピストン３の 上下動周期が短くなるのに対応して、排気ポート５a を前述した場合に比べて早 く開かせかつ遅く閉じらせる。したがって、この場合においても、排気ポート５ a が閉じられる寸前に排気反射波を排気ポート５a に戻し、前述と同様、反射波 の有効利用によって燃焼ガスの充填効率を高めている。

【００３０】 このように、エンジンの排気時期を第１、第２の弁体１３、１５によって燃焼 ガス充填効率が高まるよう制御し、全回転域における出力特性の向上を図ってい る。

【００３１】 なお、上記弁体１３の制御方法は、２位置制御等のステップ式制御に限られる ことなく、連続する比例制御とすることもできる。

【００３２】 また、上記実施例においては、第１の弁体１３と第２の弁体１５双方を備えて いるが、第２の弁体１５は第１の弁体１３の補助的な働きを為すものであり、本 考案において必ずしも必要ではない。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案にかかる排気時期弁体装置によれば、弁体を左右に 分割可能な構造としているから、中央にリブを有してなる幅広の排気ポートを備 えた排気通路の上部への弁体組み付けが可能となる。また、上述のように排気ポ ートの左右方向中央にリブを配置しているから、ピストンリングが広がって排気 ポートの上縁や下縁に当たってたたき音が発生することがない。

【００３４】 また、左右の弁半体どうしを個々に排気通路に間にリブを挟むように挿入し、 それら弁半体の貫通孔に、共通する回転軸を挿入するだけで左右の弁半体を一体 的に組み付けることができ、弁体自体の組付作業の簡素化が図れる。

【００３５】 さらに、上記のように、共通する回転軸を弁半体の貫通孔に挿入することによ り左右の弁半体の一体的な組み付けを行うものであり、偏心位置にボルトを挿通 して固定する等の他の弁体固定手段に比べて、軸支持回りの弁体の肉厚を薄くで きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の２サイクルエンジンの縦断
面図である。

【図２】シリンダの平面図である。

【図３】図１のＡーＡ線に沿う断面図である。

【図４】シリンダヘッドの底面図である。

【図５】図２のＢーＢ線に沿う断面図である。

【図６】シリンダヘッドのカバーを外した状態を図１中
矢印Ｃ方向から見た図である。

【図７】第１、第２の弁体の斜視図である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ シリンダヘッド ４ 掃気通路 ５ 排気通路 ５a (排気ポート)開口 ６ リブ ７ 凹所 ８ ガイド孔 ９ ガイド孔 １２ 制御面 １３ 第１の弁体 １３Ａ 弁半体 １３Ｂ 弁半体 １４ 制御面 １５ 第２の弁体 １７ 回動軸 １８ 駆動機構

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ内周面に開口する排気ポートの左右方向中央に
   リブを有する排気通路の上部を、シリンダ中心線に直交
   する回転軸を中心として揺動自在に配設された弁体によ
   り開閉して、シリンダ内部に摺動自在に嵌挿されたピス
   トンによるシリンダ内部と排気通路との連通時期を変化
   させる排気時期制御装置であって、前記弁体のシリンダ
   内周面に臨む箇所にはシリンダ内周面とほぼ同一曲率と
   されて同シリンダ内周面と整合する制御面が設けられる
   とともに、同弁体は前記リブに相対する部分を境として
   左右に分割可能な構造とされ、かつ該弁体は、同弁体を
   構成する左右の弁半体に形成された貫通孔に前記回転軸
   が回り止めされた状態で挿入されて組み付けられている
   ことを特徴とする２サイクルエンジンの排気時期制御装
   置。