JPH06101483A - ２サイクルエンジンの排気バルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気がバルブ隙間から流出し難くなるように
してトルクを高める。 【構成】 略鼓型のバルブ本体１７に、圧縮コイルばね
２２によって排気口１５側へ付勢された板状バルブ２１
を排気口１５に対して進退自在に設ける。この板状バル
ブ２１を、カム面を構成するストッパー面２３ａ，２４
ａに係接させた。板状バルブ２１の突出先端２１ｂが実
質的な排気口１５の上縁となり、この部分がシリンダ軸
線と略平行に移動することになる。板状バルブ２１と排
気口１５との間に略一定の微小間隙が保たれ、所定排気
時期に達するまで燃焼ガス圧がピストンに加えられて高
トルクを得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２サイクルエンジンの
排気通路に設けられて排気時期および排気通路断面積を
変える排気バルブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の２サイクルエンジンの排
気バルブ装置としては、図６に示すように略鼓型のバル
ブ本体を排気口近傍の排気通路上部に回動自在に設けた
ものがある。

【０００３】図６は従来の排気バルブ装置の概略構成を
示す断面図で、同図において、１は２サイクルエンジン
のシリンダ、２はピストン（図示せず）が嵌挿されるシ
リンダ孔、３はこのシリンダ孔２に開口された排気口、
４は排気通路、５は従来の排気バルブ装置のバルブ本体
である。

【０００４】このバルブ本体５は、全体が略鼓型に形成
されており、シリンダ１における排気口３近傍の排気通
路上部となる部分に回動自在に支持されている。また、
このバルブ本体５は、その外周面が排気通路４の上壁と
一連になるようにその一部を凹ませることによって、断
面略半円状の遮蔽部５ａが設けられている。

【０００５】このように構成された従来の排気バルブ装
置では、バルブ本体５を図６に示す略全閉状態から反時
計回りに回すと、排気口３の実質的な上縁となるバルブ
本体５の端縁５ｂが上側（不図示のシリンダヘッド側）
に移行することになって排気時期が速まると共に、排気
通路４の通路断面積が広くなる。すなわち、エンジン回
転数が低回転域のときにバルブ本体５を閉動作させるこ
とによって、排気時期が遅れて高トルクを得ることがで
きるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成された排気バルブ装置を使用したとしても、エ
ンジン回転数が低，中回転域にあるときにトルクを高め
るにも限度があった。これは、排気口３の実質的な上縁
となるバルブ本体５の端縁５ｂと、排気口３との間隔
が、バルブ本体５がある程度閉じた後は閉動作と共に次
第に拡がるからであった。

【０００７】言い換えれば、図６中ｈで示すバルブ間隙
がエンジン回転数が低，中回転域のときに図７中実線で
示すようにバルブ本体５の閉動作と共に次第に拡がって
しまい、排気が定められた排気時期より早い時期に前記
バルブ隙間ｈを通って排気通路４へ流出してしまうから
であった。すなわち、このように排気が所定排気時期よ
り早く排気通路４へ流出していたため、ピストンに加え
られる燃焼ガスの圧力が早期に減少してしまい、高トル
クが得られなくなってしまう。

【０００８】本発明は上述したような不具合を解消する
ためになされたもので、エンジン回転数が低，中回転域
にあるときでも排気時期を高精度に制御してトルクを高
めることができる２サイクルエンジンの排気バルブ装置
を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る２サイ
クルエンジンの排気バルブ装置は、排気通路上部に設け
られたバルブ本体に、ばねによって排気口側へ付勢され
た板状バルブを排気口に対して進退自在に設け、エンジ
ン本体に、前記板状バルブが係接しかつバルブ本体が排
気口を閉じる方向へ回るにしたがって板状バルブが排気
口に向けてバルブ本体から突出する形状のストッパー面
を形成したものである。

【００１０】第２の発明に係る２サイクルエンジンの排
気バルブ装置は、排気通路上部にバルブ駆動軸を回動自
在に設けると共に、このバルブ駆動軸に板状バルブを排
気口に対して進退自在に設け、エンジン本体に、前記板
状バルブが係接し、かつ板状バルブの排気口側端部が排
気通路の下部を向くようバルブ駆動軸が回るにしたがっ
て板状バルブが排気口に向けてバルブ駆動軸から突出す
る形状のカム面を形成したものである。

【００１１】

【作用】本発明に係る２サイクルエンジンの排気バルブ
装置によれば、板状バルブの排気口側端部が実質的な排
気口の上縁となり、この部分がシリンダ軸線と略平行に
移動することになる。

【００１２】

【実施例】以下、第１の発明の一実施例を図１ないし図
３によって詳細に説明する。図１は第１の発明に係る排
気バルブ装置が装着された２サイクルエンジンの排気通
路部分を示す断面図、図２は図１におけるバルブ本体用
軸受部材のII−II線断面図である。

【００１３】図３は第１の発明に係る排気バルブ装置の
動作を説明するための断面図で、同図（ａ）は全開状態
を示し、同図（ｂ）は（ａ）図に示した状態から僅かに
閉動作された状態を示し、同図（ｃ）は（ｂ）図の状態
からさらに閉動作された状態を示し、同図（ｄ）は全閉
状態を示す。

【００１４】これらの図において、１１は水冷２サイク
ルエンジン（以下、単にエンジン１１という）、１２は
このエンジン１１のシリンダブロックである。このエン
ジン１１は、後述する排気バルブの構造が異なる以外は
従来のエンジンと同等に構成されている。

【００１５】１３はシリンダブロック１２に形成された
排気通路で、この排気通路１３は、シリンダ孔１４に開
口する排気口１５と、シリンダブロック１２の排気管接
続穴１２ａとを連通するように形成されている。そし
て、シリンダブロック１２における排気口１５の近傍と
なる排気通路上部には、本発明に係る排気バルブ装置１
６が装着されている。

【００１６】排気バルブ装置１６は、シリンダブロック
１２の軸孔１２ｂに嵌挿されたバルブ本体１７と、シリ
ンダブロック１２に固着され前記バルブ本体１７の両端
部を回動自在に支持する軸受部材１８，１９と、前記バ
ルブ本体１７の溝部２０内に装着された板状バルブ２１
等とから構成されている。

【００１７】前記バルブ本体１７は、全体が略鼓型に形
成されており、その外周面が排気通路１３の上壁と一連
になるように、バルブ本体１７における排気通路１３と
対応する部分を凹ませることによって、図３に示すよう
に断面略半円状の遮蔽部１７ａが設けられている。この
遮蔽部１７ａに前記溝部２０が形成されている。溝部２
０は、排気口１５側に開口するように形成されており、
内側底部に圧縮コイルばね２２が装着されている。

【００１８】前記軸受部材１８，１９は、バルブ本体１
７の軸方向端部が回動自在に嵌合する筒状ボス部２３，
２４が一体に設けられており、この筒状ボス部２３，２
４をそれぞれシリンダブロック１２の側部に嵌合固着さ
せることによってシリンダブロック１２に取付けられて
いる。

【００１９】すなわち、バルブ本体１７はこの筒状ボス
部２３，２４および前記軸孔１２ｂに回動自在に支持さ
れることになる。また、バルブ本体１７における軸受部
材１８側の端部１７ｂは、軸受部材１８を貫通して側方
に延設され、従来周知のバルブ駆動装置（図示せず）に
連結されている。

【００２０】前記板状バルブ２１は、バルブ本体１７の
長手方向（軸線方向）に長い板状に形成され、その厚み
は、上，下面が前記溝部２０の内壁面に摺接するような
寸法に設定されている。そして、この板状バルブ２１の
長手方向中央部分に実質的な弁体となる突出部２１ａが
一体に設けられている。この突出部２１ａは突出先端２
１ｂがシリンダ孔１４の内面と略同一の曲率に形成され
ている。また、突出部２１ａの幅寸法（板状バルブ２１
の長手方向に対応する寸法）は、前記突出先端２１ｂに
連なる側面が排気通路１３の左右の側壁に摺接する寸法
に設定されている。さらに、この板状バルブ２１は、前
記突出先端２１ｂとは反対側の端部を前記圧縮コイルば
ね２２に圧接させて溝部２０内に挿入されている。

【００２１】すなわち、このようにバルブ本体１７に板
状バルブ２１を装着させることによって、板状バルブ２
１が排気口１５に対して進退自在に設けられると共に、
板状バルブ２１とバルブ本体１７との間に板状バルブ２
１を排気口１５側へ付勢する圧縮コイルばね２２が介装
されることになる。板状バルブ２１が排気口１５側に移
動すると、前記突出部２１ａがその両面を排気通路１３
に摺接させつつ排気通路１３内に臨むようになる。

【００２２】また、板状バルブ２１は、前記筒状ボス部
２３，２４の内周面に形成されたストッパー面２３ａ，
２４ａにその端部２１ｃが係接しており、圧縮コイルば
ね２２の弾発力によって排気口１５側へ移動されること
が規制されている。このストッパー面２３ａ，２４ａ
は、図２に示すように、下方に向けて（シリンダ軸線と
略平行に）延在する平坦面によって形成されている。す
なわち、筒状ボス部２３，２４内に位置するバルブ本体
１７を閉方向に（図２において時計回りに）回すにした
がって板状バルブ２１がバルブ本体１７から突出し、前
記端部２１ｃの係接端が次第に下方にずれるように構成
されている。

【００２３】ここで、上述したように構成された排気バ
ルブ装置の動作を図３（ａ）〜（ｄ）を用いて詳細に説
明する。エンジン回転数が高回転域にあるときは、図３
（ａ）に示すようにバルブ本体１７が全開位置に保持さ
れて排気時期が最も早く、かつ排気通路断面積が最も広
くなって高速運転に適した状態となる。このときには、
板状バルブ２１は溝部２０内に全体が収容されている。

【００２４】そして、エンジン回転数が中速回転域の所
定回転数にまで低下すると、同図（ｂ）に示すようにバ
ルブ本体１７が閉動作されて排気時期制御が行われるよ
うになる。このようにバルブ本体１７が閉動作される
と、前記ストッパー面２３ａ，２４ａに対する板状バル
ブ２１の端部２１ｃの位置が変わり、突出部２１ａがバ
ルブ本体１７から排気口１５側へ突出するようになる。
すなわち、この状態では突出部２１ａの突出先端２１ｂ
が実質的な排気口１５の上縁となるから、排気時期が全
開状態に較べて遅れると共に、排気通路１３の通路断面
積が狭くなる。

【００２５】前記突出部２１ａの突出寸法は、図３
（ｂ）の状態からさらにバルブ本体１７が閉動作されて
同図（ｃ）の状態になるとさらに大きくなり、同図
（ｄ）に示す全閉状態になって最大になる。バルブ本体
１７が同図（ｄ）の全閉位置に回ることによって排気時
期が最も遅くなる。また、突出部２１ａの突出先端２１
ｂの描く軌跡は、図２に示したストッパー面２３ａ，２
４ａに沿うようにシリンダ軸線と略平行になる。

【００２６】したがって、上述したように構成された排
気バルブ装置１６では、実質的な排気口１５の上縁とな
る突出部２１ａの突出先端２１ｂがシリンダ軸線に沿う
ように移動することによって排気時期が制御されること
になる。このため、突出部２１ａと排気口１５との間に
は、前記図７中に破線で示すように、略一定の微小間隙
が保たれるようになる。

【００２７】次に、第２の発明に係る２サイクルエンジ
ンの排気バルブ装置を図４および図５によって詳細に説
明する。図４は第２の発明に係る排気バルブ装置が装着
された２サイクルエンジンの排気通路部分を示す断面
図、図５は図４におけるV−V線断面図である。これらの
図において前記図１ないし図３で説明したものと同一も
しくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明
は省略する。

【００２８】図４および図５において、３１は第２の発
明に係る排気バルブ装置である。この排気バルブ装置３
１は、シリンダブロック１２に固着された蓋部材３２，
３３と、軸線がシリンダ軸線と直交し排気通路１３を横
切るように配置されたバルブ駆動軸３４と、このバルブ
駆動軸３４に貫通支持された板状バルブ３５，３６等と
から構成され、バルブ駆動軸３４の突出端部３４ａが従
来周知のバルブ駆動装置（図示せず）に連結されてい
る。

【００２９】前記蓋部材３２，３３は排気通路１３の側
壁の一部を構成するようにシリンダブロック１２に取付
けられている。なお、本実施例で使用するエンジン１１
は、排気通路１３の上流側が隔壁１３ａによって２つに
仕切られている。そして、この蓋部材３２，３３におけ
る排気口１５の近傍の排気通路上部となる部分にバルブ
駆動軸３４が配設されている。

【００３０】前記バルブ駆動軸３４は、排気通路１３に
臨む部分に板状バルブ３５，３６が嵌入する貫通穴３４
ｂが形成されている一方、両端部が前記蓋部材３２，３
３に回動自在に支持されている。

【００３１】板状バルブ３５，３６は、排気の流れ方向
に略沿う細長い板状に形成され、長手方向一端部となる
排気口側端部３５ａ，３６ａがシリンダ内面と略同一の
曲率に形成されている。そして、これらの板状バルブ３
５，３６は、前記排気口側端部３５ａ，３６ａに連なる
両側面を、前記隔壁１３ａによって２つに仕切られた排
気通路上流部の左右両側面に摺接させるようにしてバル
ブ駆動軸３４に支持されている。さらに、板状バルブ３
５，３６とバルブ駆動軸３４との連結構造は、前記貫通
穴３４ｂに板状バルブ３５，３６の長手方向略中央部を
嵌入させ、バルブ駆動軸３４に板状バルブ３５，３６が
その長手方向に摺動自在に支持される構造になってい
る。また、これらの板状バルブ３５，３６における排気
口１５とは反対側の端部は、連結ロッド３７を介して互
いに連結されると共に、この連結ロッド３７および連結
ロッド３７の両端部に枢着された摺動子３８を介して前
記蓋部材３２，３３に連結されている。

【００３２】前記摺動子３８と蓋部材３２，３３との連
結構造は、蓋部材３２，３３に凹設されたカム溝３９，
４０に各摺動子３８を嵌入させる構造になっている。カ
ム溝３９，４０の側壁（カム面）は、図５に示すよう
に、板状バルブ３５，３６の排気口側端部３５ａ，３６
ａが排気通路１３の下部を向くようバルブ駆動軸３４が
回るにしたがって板状バルブ３５，３６が排気口１５に
向けて突出するように傾斜している。図５において二点
鎖線Ａは摺動子３８がカム溝３９，４０の最上部に移動
したときの板状バルブ３５，３６の位置を示す。

【００３３】このように構成された排気バルブ装置で
は、図５に示す全開状態からバルブ駆動軸３４を同図中
矢印Ｂで示すように反時計回りに回すことによって排気
時期が遅れるようになる。すなわち、バルブ駆動軸３４
が図５の状態から矢印Ｂ方向に回ると、板状バルブ３
５，３６は傾斜すると共に、摺動子３８がカム溝３９，
４０に沿って移動して矢印Ｃで示すように排気口１５に
向かって僅かに移動することになる。このため、板状バ
ルブ３５，３６の排気口側端部３５ａ，３６ａが実質的
な排気口１５の上縁となり、排気時期が全開状態の場合
に較べて遅れることになる。

【００３４】前記板状バルブ３５，３６の移動寸法（そ
の長手方向に沿ってシリンダ孔１４側へ移動する寸法）
は、バルブ駆動軸３４の回動角度、言い換えれば板状バ
ルブ３５，３６の傾斜角度が大きくなるにしたがって次
第に大きくなり、図５中に二点鎖線Ａで示す位置に達し
たときに最大となる。すなわち、このような構成として
も板状バルブ３５，３６の排気口側端部３５ａ，３６ａ
の移動軌跡はシリンダ軸線と略平行になる。

【００３５】したがって、上述した第２の発明に係る排
気バルブ装置３１では、実質的な排気口１５の上縁とな
る板状バルブ３５，３６の排気口側端部３５ａ，３６ａ
がシリンダ軸線に略沿うように移動することによって排
気時期が制御されることになる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る２
サイクルエンジンの排気バルブ装置は、排気通路上部に
設けられたバルブ本体に、ばねによって排気口側へ付勢
された板状バルブを排気口に対して進退自在に設け、エ
ンジン本体に、前記板状バルブが係接しかつバルブ本体
が排気口を閉じる方向へ回るにしたがって板状バルブが
排気口に向けてバルブ本体から突出する形状のストッパ
ー面を形成したものであり、第２の発明に係る２サイク
ルエンジンの排気バルブ装置は、排気通路上部にバルブ
駆動軸を回動自在に設けると共に、このバルブ駆動軸に
板状バルブを排気口に対して進退自在に設け、エンジン
本体に、前記板状バルブが係接し、かつ板状バルブの排
気口側端部が排気通路の下部を向くようバルブ駆動軸が
回るにしたがって板状バルブが排気口に向けてバルブ駆
動軸から突出する形状のカム面を形成したものであるた
め、板状バルブの排気口側端部が実質的な排気口の上縁
となり、この部分がシリンダ軸線と略平行に移動するこ
とになる。

【００３７】したがって、板状バルブと排気口との間に
略一定の微小間隙が保たれるようになるから、排気時期
制御を行うに当たって排気が板状バルブと排気口との間
から流出するのを可及的少なく抑えることができる。こ
のため、排気時期を高精度に制御でき、エンジン回転数
が低，中回転域にあるときでも定められた排気時期に達
するまで燃焼ガスの圧力がピストンに加えられるように
なって高トルクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る排気バルブ装置が装着された
２サイクルエンジンの排気通路部分を示す断面図であ
る。

【図２】図１におけるバルブ本体用軸受部材のII−II線
断面図である。

【図３】第１の発明に係る排気バルブ装置の動作を説明
するための断面図である。

【図４】第２の発明に係る排気バルブ装置が装着された
２サイクルエンジンの排気通路部分を示す断面図であ
る。

【図５】図４におけるV−V線断面図である。

【図６】従来の排気バルブ装置の概略構成を示す断面図
である。

【図７】排気時期とバルブ隙間ｈとの関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１２ シリンダブロック １３ 排気通路 １５ 排気口 １６ 排気バルブ装置 １７ バルブ本体 １８ 軸受部材 １９ 軸受部材 ２１ 板状バルブ ２２ 圧縮コイルばね ２３ａ ストッパー面 ２４ａ ストッパー面 ３１ 排気バルブ装置 ３４ バルブ駆動軸 ３５ 板状バルブ ３６ 板状バルブ ３８ 摺接子 ３９ カム溝 ４０ カム溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気口近傍の排気通路上部に、略鼓型の
   バルブ本体がシリンダ軸線と直交する軸線を中心に回動
   自在に設けられた２サイクルエンジンの排気バルブ装置
   において、前記バルブ本体に、排気口側端部がシリンダ
   内面と略同一の曲率に形成された板状バルブを排気口に
   対して進退自在に設けると共に、この板状バルブとバル
   ブ本体との間に板状バルブを排気口側へ付勢するばねを
   介装し、エンジン本体に前記板状バルブが係接するスト
   ッパー面を形成してなり、このストッパー面を、前記バ
   ルブ本体が排気口を閉じる方向へ回るにしたがって板状
   バルブが排気口に向けてバルブ本体から突出する形状に
   形成したことを特徴とする２サイクルエンジンの排気バ
   ルブ装置。
2. 【請求項２】 排気口近傍の排気通路上部に軸線がシリ
   ンダ軸線と直交するバルブ駆動軸を回動自在に設け、こ
   のバルブ駆動軸に、排気口側端部がシリンダ内面と略同
   一の曲率に形成された板状バルブを排気口に対して進退
   自在に設け、エンジン本体に前記板状バルブが係接する
   カム面を形成してなり、このカム面を、前記板状バルブ
   の排気口側端部が排気通路の下部を向くようバルブ駆動
   軸が回るにしたがって板状バルブが排気口に向けてバル
   ブ駆動軸から突出する形状に形成したことを特徴とする
   ２サイクルエンジンの排気バルブ装置。