JPH0625636Y2 - ２サイクルエンジンの排気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ピストン自体が排気弁として作用する２サイ
クルエンジンの排気装置に関し、詳しくは、主排気通路
の両側に開閉調節可能な補助排気通路を設けた２サイク
ルエンジンの排気装置に関する。

〔従来の技術〕

２サイクルエンジンでは、エンジン本体の排気通路の断
面積を、低速回転時には小さくし、高速回転時には大き
くすることによって、低速回転時の新気の吹き抜けを抑
えるとともに、高速回転時の出力の向上を図る排気通路
制御弁が提案されている。

この排気通路制御弁を有する排気装置としては、主排気
通路の断面積を制御するものと、主排気通路の他に設け
た補助排気通路の断面積を制御するものがあり、さら
に、前記主排気通路および補助排気通路の双方の断面積
を制御する排気装置も提案されている。

主排気通路の断面積を制御する装置については、例え
ば、実開昭６３−１１５５３０号や実開昭６３−１２８
２３２号等に開示されている。

主排気通路の他に設けた補助排気通路の断面積を制御す
る装置については、例えば、特開昭６３−２７２９１５
号、実開昭６３−１１０６２５号、実開昭６３−１２８
２３２号、実開昭６３−１９１２３８号などに開示され
ている。

本考案は、後者の補助排気通路の断面積を制御する排気
装置の改良に関する。

従来の補助排気通路の断面積を制御する排気装置とし
て、主排気通路の両側に設けた補助排気通路にそれぞれ
にロータリー弁（開閉弁）を装着し、ラック．ピニオン
方式の伝動機構を用いて双方のロータリー弁を同時に駆
動する構造が提案されている。

また、駆動力は、エンジン回転による遠心力で動作する
遠心ガバナーから取り出されている。

〔考案が解決しようとする技術的課題〕

しかし、上記従来の２サイクルエンジンの排気装置にあ
っては、エンジン回転による遠心力を用いてロータリー
弁を開閉させる方式であるため、エンジン回転数と一義
的に対応する開度特性しか得られず、任意の回転数で任
意の通路断面積に設定することはできなかった。

例えば、最高出力回転数を越えたオーバーラン時には弁
開度を小さくした方が出力向上に有利であるが、上記遠
心ガバナーで動作させる方式では、オーバーラン時に動
作特性を反転させて弁開度を小さくすることはできなか
った。

また、アイドリング時に弁開度を大きくした方がスムー
ズな回転が得られる場合があるが、上記遠心ガバナーで
は、アイドリング時だけ開度を大きくするような制御も
できなかった。

さらに、上記従来の排気装置にあっては、ラック．ピニ
オン方式の伝動機構を使用していたので、左右の補助排
気通路のロータリー弁を逆方向に回動させるためには、
片側にアイドラギヤを設ける必要があり、伝動機構が左
右非対称になり、構造が複雑になる傾向があった。

本考案は、このような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、任意のエンジン回転数において所望の弁開度を
自由に設定することができ、しかも、従来のようなアイ
ドラギヤを必要とせず、簡単な構造の駆動装置を使用し
得る２サイクルエンジンの排気装置を提供することを目
的とする。

〔課題解決のための手段〕

本考案は、主排気通路と、その両側に略対称に形成され
た一対の補助排気通路と、各補助排気通路の開度を変化
させるように略対称に配置された一対のロータリー弁と
を備えた２サイクルエンジンの排気装置において、シリ
ンダ軸芯と直交する方向に回動自在な１本の伝動軸を軸
支し、前記一対のロータリー弁のそれぞれをシリンダ軸
芯と平行な軸芯を中心に回動に支持し、前記伝動軸の軸
方向２箇所と各ロータリー弁のそれぞれに、前記伝動軸
の回動により該伝動軸に係合する各ロータリー弁に互い
に逆向きの回転駆動力を伝達する一対の回転力直交伝達
手段を設け、前記伝動軸の駆動源としてステッピングモ
ータを使用し、エンジン回転数に基づいてステッピング
モータの回転角を制御することにより、前記各補助排気
通路の開度制御を行なう構成とすることにより、任意の
エンジン回転数において所望の弁開度を自由に設定する
ことができ、従来のようなアイドラギヤを必要とせず、
駆動機構を簡単かつコンパクトに形成し得る２サイクル
エンジンの排気装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図および第２図は本考案による２サイクルエンジン
の排気装置の要部を示す模式的水平断面図であり、第１
図は補助排気通路が全開した状態を示し、第２図は補助
排気通路が全閉した状態を示し、第３図は第１図中の線
III−IIIに沿って補助排気通路制御弁を示す部分断面
図、第４図は第１図中の線IV−IVに沿った断面図であ
る。

これらの図面において、２サイクルエンジンのシリンダ
（本体）１の内部にはピストン（不図示）が摺動するシ
リンダボア２が形成され、該シリンダボア２の周りには
エンジン冷却用のウオータージャケット３が形成されて
いる。

前記シリンダ１には、掃気通路（不図示）とともに排気
通路（主排気通路）４が形成され、さらに、前記排気通
路４の両側には略対称に一対の補助排気通路５、５が形
成されている。

前記排気通路４内には揺動式の排気制御弁７が設けられ
ており、該排気制御弁７を上下に揺動させて排気通路４
の一部（上半部）を開閉することにより、排気ポート
（排気通路４への出口）６の開口面積を調節するととも
にその開口時期を調節するように構成されている。

図示の例では、前記排気制御弁７は、その後端部を軸８
（第４図）で回動自在に軸支され、後述する駆動手段で
開度調節される。

前記排気ポート６の両側には、略対称に、一対の補助排
気ポート３０、３０が形成され、各補助排気ポート３
０、３０は前記補助排気通路５、５を通して前記排気通
路（主排気通路）４の途中に接続されている。

前記排気通路４および補助排気通路５、５からの排気
は、排気孔３１から排気管（不図示）および消音器（不
図示）等を通して外部へ排出される。前記補助排気通路
５、５のそれぞれには、垂直軸を中心に回動可能に軸支
されたロータリー弁９、１０が設けられている。

各補助排気通路５、５はこれらのロータリー弁９、１０
によって同時に開閉制御される。

すなわち、各ロータリー弁９、１０の円筒部（弁本体
部）には、第３図に示すごとく、補助排気通路５、５の
断面に略合致する切欠き１１、１２が形成され、各切欠
き１１、１２が補助排気通路５、５の断面に合致した時
（第１図）に該補助排気通路５、５が連通され、各切欠
き１１、１２の背部が補助排気通路５、５の断面に合致
した時該補助排気通路５、５が遮断されるようになって
いる。

前記ロータリー弁９、１０は、第１図の開弁位置を基準
として、第３図中矢印Ａ、Ｂで示すように互いに逆方向
に回動して閉じ位置（第２図）へ駆動され、それと反対
方向に回動駆動されて第１図の開き位置へ戻される。

すなわち、一対のロータリー弁９、１０は、主排気通路
４の中心面に関して略面対称に配置されるとともに面対
称に回動するように構成されている。

そこで、前記ロータリー弁９、１０は、１本の伝動軸１
３と、回転力直交伝達手段１４、１５を介して回転力伝
達可能に連結されている。

前記回転力直交伝達手段１４、１５としては、ねじ歯
車、ウオーム歯車、傘歯車、円錐摩擦ローラなどを使用
することができ、図示の例ではねじ歯車が使用されてい
る。

したがって、ロータリー弁９の回転力直交伝達手段１４
は、前記伝動軸１３の左ねじ１６と該ロータリー弁９の
左ねじ１７で形成され、ロータリー弁１０の回転力直交
伝達手段１５は、前記伝動軸１３の右ねじ１８と該ロー
タリー弁１０の右ねじ１９で形成されている。

前記伝動軸１３は、カップリング２０を介して、ステッ
ピングモータ２１に駆動連結されている。

このステッピングモータ２１は正逆いずれにも回動で
き、その変位角（パルス数に応じた回転角）はエンジン
回転数２２に基づいて制御ユニット２３によって制御さ
れる。

前記ステッピングモータ２１が回動すると、これに同期
して（図示の例ではカップリング２０を介して直結され
ている）、前記伝動軸１３が同方向に同じ角度だけ回動
される。

伝動軸１３が矢印Ｃ方向（第３図）に回動すると、その
回動角に対応する分、ロータリー弁９、１０が矢印Ａ、
Ｂ方向（第３図）の閉弁方向に駆動され、一方、伝動軸
１３が反対の方向に回動すると、同様に各ロータリー弁
９、１０も反対の方向に駆動される。

こうして、制御ユニット２３によりエンジン回転数に基
づいてステッピングモータ２１の変位角を制御すること
により、各ロータリー弁９、１０の開度を任意に制御す
ることができる。

すなわち、制御プログラムを適宜設定することにより、
エンジン回転数に対するロータリー弁９、１０の開度特
性を自由に設定することができる。

前記エンジン回転数の検出は、例えば、磁石式あるいは
光電式等のピックアップ等を用いて回転数に応じたパル
ス信号を出力させ、タイマ等による設定時間内の前記パ
ルス信号の数をカウントする方法で行なうことができ
る。

第５図は、エンジン回転数に対するロータリー弁９、１
０の開度特性、すなわち、補助排気通路５、５の断面積
変化を例示するグラフである。

なお、前記主排気通路４内の排気制御弁７は、図示の例
では、前記ロータリー弁９、１０の開度に連動して、開
度制御されるように構成されている。

すなわち、第３図および第４図に示すごとく、排気制御
弁７の両側にピン２４、２４が植設され、これらのピン
２４、２４は各ロータリー弁９、１０の周面に形成され
たカム溝２５、２６に係合しており、したがって、両ロ
ータリー弁９、１０の回動に応じて前記ピン２４、２４
を上下駆動することにより、排気制御弁７が前記軸８
（第４図）を中心に回動するように構成されている。

第４図中の排気制御弁７は、実線で上昇位置が示され、
二点鎖線で下降位置が示されている。

こうして、図示の実施例では、２個のロータリー弁９、
１０および１個の排気制御弁７によって排気ポート６、
３０、３０の合計断面積（合計の通路断面積）を、エン
ジン回転数に基づいて制御できるように構成されてい
る。

なお、前記排気制御弁７を除去し、前記ロータリー弁
９、１０のみとし、補助排気通路５、５の断面積のみを
制御するように構成することもできる。

前記補助排気通路５、５の断面積制御、すなわち、前記
ロータリー弁９、１０の開度制御は、例えば第５図に示
すごとく、アイドリング時に充分に開いてエンジン回転
の円滑化を図り、中低速域では閉じて新気の吹き抜け防
止を図り、高速域では充分に開いて出力向上の支援を図
り、最高出力を越えたオーバーラン時には少し閉じて開
度を２分の１程度まで減らして出力向上を図るといった
態様で実施することができる。

第６図は、上記のような補助排気通路５、５の断面積制
御を行なった場合の出力向上を模式的に示すグラフであ
る。

第６図に示すごとく、前述のような補助排気通路５、５
の制御を行なうことにより、制御を行わない場合と比
べ、特に、オーバーラン時の出力を斜線で示す分だけ向
上させることができた。

以上説明した実施例によれば、主排気通路４と、その両
側に略対称に形成された一対の補助排気通路５、５と、
各補助排気通路５、５の開度を変化させるように略対称
に配置された一対のロータリー弁９、１０とを備えた２
サイクルエンジンの排気通路断面積制御装置において、
１本の伝動軸１３と前記各ロータリー弁９、１０とを回
転力直交伝達手段１４、１５で連結し、エンジン回転数
に基づいて角度制御されるステッピングモータ２１で前
記伝動軸１３を駆動することにより、前記補助排気通路
５、５の開度制御を行なう構成としたので、前記ステッ
ピングモータ２１の変位角をプログラム制御することに
より、任意のエンジン回転数において任意の排気通路断
面積を自由に設定することが可能になった。

また、逆ピッチの一対のねじ歯車対等の回転力直交伝達
手段１４、１５を用いるので、従来のラック．ピニオン
式の駆動力伝達機構におけるアイドラギヤを必要とせ
ず、各ロータリー弁９、１０の駆動機構を左右対称で簡
単かつコンパクトな構造にすることができる２サイクル
エンジンの排気通路断面積制御装置が得られた。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本考案によれば、主排
気通路と、その両側に略対称に形成された一対の補助排
気通路と、各補助排気通路の開度を変化させるように略
対称に配置された一対のロータリー弁とを備えた２サイ
クルエンジンの排気装置において、シリンダ軸芯と直交
する方向に回動自在な１本の伝動軸を軸支し、前記一対
のロータリー弁のそれぞれをシリンダ軸芯と平行な軸芯
を中心に回動に支持し、前記伝動軸の軸方向２箇所と各
ロータリー弁のそれぞれに、前記伝動軸の回動により該
伝動軸に係合する各ロータリー弁に互いに逆向きの回転
駆動力を伝達する一対の回転力直交伝達手段を設け、前
記伝動軸の駆動源としてステッピングモータを使用し、
エンジン回転数に基づいてステッピングモータの回転角
を制御することにより、前記各補助排気通路の開度制御
を行なう構成としたので、任意のエンジン回転数におい
て所望の弁開度を自由に設定することができ、従来のよ
うなアイドラギヤを必要とせず、駆動機構を簡単かつコ
ンパクトに形成し得る２サイクルエンジンの排気装置が
提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による２サイクルエンジンの排気装置の
補助排気通路が開いた状態を示す模式的水平断面図、第
２図は第１図の排気装置の補助排気通路が閉じた状態を
示す模式的水平断面図、第３図は第１図中の線III−III
から見た部分立面図、第４図は第１図中の線IV−IVに沿
った部分縦断面図、第５図は本考案による排気装置の補
助排気通路の開度制御の状態を例示するグラフ、第６図
は第５図の制御を行なった時のエンジン出力特性を例示
するグラフである。 １……シリンダ、４……主排気通路、５、５……補助排
気通路、７……排気制御弁、９、１０……ロータリー弁
（補助排気通路制御弁）、１１、１２……切欠き、１３
……伝動軸、１４、１５……回転力直交伝達手段、２１
……駆動手段（ステッピングモータ）、２３……制御ユ
ニット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主排気通路と、その両側に略対称に形成さ
   れた一対の補助排気通路と、各補助排気通路の開度を変
   化させるように略対称に配置された一対のロータリー弁
   とを備えた２サイクルエンジンの排気装置において、シ
   リンダ軸芯と直交する方向に回動自在な１本の伝動軸を
   軸支し、前記一対のロータリー弁のそれぞれをシリンダ
   軸芯と平行な軸芯を中心に回動に支持し、前記伝動軸の
   軸方向２箇所と各ロータリー弁のそれぞれに、前記伝動
   軸の回動により該伝動軸に係合する各ロータリー弁に互
   いに逆向きの回転駆動力を伝達する一対の回転力直交伝
   達手段を設け、前記伝動軸の駆動源としてステッピング
   モータを使用し、エンジン回転数に基づいてステッピン
   グモータの回転角を制御することにより、前記各補助排
   気通路の開度制御を行なうことを特徴とする２サイクル
   エンジンの排気装置。