JPH0721871Y2 - 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） 本考案は主排気通路と副排気通路を備え、副排気通路を
主排気通路に対して開閉する回転式のサブバルブを設
け、主排気通路には該通路の断面積を変更しうるメイン
バルブを設けた２サイクルエンジンの排気装置に関す
る。

（従来技術） 従来のこの種の排気装置において、メインバルブとして
次のような構造の物がある。

第12図のものは、主排気通路２の上壁に支軸64を介して
揺動自在にメインバルブ60を備え、該メインバルブ60に
設けたカムピン61を副排気通路開閉用のサブバルブのカ
ム溝に係合しており、サブバルブの回転と同時にカム機
構によりメインバルブ60を揺動させ、主排気通路２の排
気断面積及び排気タイミングを変えるようにしている
（特開昭63−173817の第２図〜第４図）。

第13図のものは、回転式のメインバルブ65を主排気通路
２の上壁に横置きに備え、副排気通路開閉用のサブバル
ブを回転させる駆動ロッド66の下側ラック歯66aにメイ
ンバルブ65のギヤ68を噛み合わせている（特開昭64−15
425）。

第14図のものは、主排気通路２の上壁に傾斜状のバルブ
孔69を形成し、メインバルブ70をスライド自在にバルブ
孔69に嵌合して、メインバルブ70の側面のラック歯71を
サブバルブ75のピニオン76に噛み合わせている（特開昭
63−173817の第８図）。

ところが上記各構造には次のような現象が生じることが
ある。

第12図の揺動式メインバルブ60では、メインバルブ60の
全体が常時排気ガスにさらされており、またメインバル
ブ60はシリンダの近くに設置されてその位置は変化しな
いことから、常にシリンダの爆発熱の影響を大きく受け
ている。したがってメインバルブ全開時におけるメイン
バルブ60とこれを収納する凹部62との間にはどうしても
一定のがたが必要になる。即ちメインバルブ全開時にお
いて凹部62とメインバルブ60の間に比較的余裕のある隙
間ｄが存在する。

このような隙間ｄが存在していると、高速時にメインバ
ルブ60が収納されている場合（第12図の状態）におい
て、排気ガスが隙間ｄに流入し、主排気通路２内の排気
と互いに干渉し合って排気の流れを乱し、出力低下の原
因になる。

第13図の回転式のメインバルブ65では、メインバルブ65
のギヤ68が常に主排気通路２に露出すると共に、駆動ロ
ッド66との噛み合い部分近傍に余裕のある隙間ｄができ
ており、排気ガスが隙間ｄに流入し、排気の流れを乱
し、出力低下の原因になる。

また回転式メインバルブでは、その切欠きの深さに限界
があるので、排気タイミングの可変ストロークが大きく
取れない。

第14図のスライド式の場合においては、駆動ロッド66の
シリンダ側に配置されたサブバルブ75のピニオン76は、
メインバルブ70のラック歯71と噛み合わせるために下方
へ長く延ばされている。このためピニオン76とメインバ
ルブ70のラック歯71の噛合部が主排気通路２に露出し、
排気ガスがギヤ噛み合い部分まで侵入して、排気ガスの
流れを乱し、出力低下の原因になる。

（考案の目的） 本考案の目的は、高回転の出力を維持しつつ、低、中速
回転時における排気ガスの乱れを少くし、低、中速回転
時の出力も向上させることである。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本考案は、シリンダ内に連通
する主排気通路と副排気通路を形成し、副排気通路を主
排気通路に対して開閉する回転式サブバルブを設け、主
排気通路の上壁に、シリンダ側に向いて下方傾斜状に開
口するバルブ孔を形成し、該バルブ孔にスライド自在に
メインバルブを嵌合し、両バルブを駆動するための駆動
ロッドを回転数に応じてロッド長さ方向に移動するよう
に備え、該駆動ロッドのシリンダ側に第１ラック歯を、
反対側に第２ラック歯を形成し、第１ラック歯にサブバ
ルブのピニオンを噛み合わせ、第２ラック歯にアイドル
ギヤを噛み合わせ、メインバルブの側面にラック歯を形
成して前記アイドルギヤに噛み合せ、回転数増加時の駆
動ロッドの移動により、メインバルブは主排気通路の断
面積を増加させるように開くと同時にサブバルブも開く
ようにし、かつメインバルブ開時にメインバルブのラッ
ク歯が主排気通路に露出しないようにしている。

（実施例） 第１図〜第10図は本考案を適用した２サイクルエンジン
であり、水平断面図を示す第４図において、シリンダ１
の壁1aにはシリンダ１内に連通する主排気通路２と、該
主排気通路２の両側の副排気通路３が形成され、該副排
気通路３の一端はシリンダ１内に開口し、他端は主排気
通路２の途中部分にサブバルブ６を介して開閉自在に接
続している。各サブバルブ６はシリンダ中心線O1と平行
な姿勢でシリンダ壁1aのバルブ支持穴6a内に回転自在に
支持されている。サブバルブ６はシリンダ壁1aの肉厚を
充分に保つためにシリンダ１から離れた所に設置されて
いる。

主排気通路２には主排気通路２の排気断面積を変更する
１対のメインバルブ７が配置されている。

第５図において、シリンダ１の排気側の壁1a内には駆動
ロッド挿入孔13が形成され、該挿入孔13内にはシリンダ
中心線O1と略直交する方向に延びる駆動ロッド12がロッ
ド長さ方向移動自在に配置されている。駆動ロッド12の
基端部（第５図右端部）は軸受装置16を介して壁外に延
び出し、外端部に連結部17を有している。該連結部17は
図示しないがガバナ等のように回転数に応じて駆動する
駆動装置に連動連結されており、それにより回転数が増
大するに従い第９図の状態から矢印A1方向へと移動し、
高速回転時には第５図の状態になる。

駆動ロッド12のシリンダ側の面には左右１対の第１ラッ
ク歯14が形成され、シリンダ側と反対側の面の先端部側
（第５図左側）には第２ラック歯15が形成されている。
各サブバルブ６は駆動ロッド12よりもシリンダ側に配置
されると共にそれぞれ上部に駆動ピニオン10を一体に有
し、一方の側（第５図左側）の駆動ピニオン10は直接駆
動ロッド12の第１ラック歯14に噛み合い、他方側（連結
部17側）の駆動ピニオン10は反転ギヤ18を介して第１ラ
ック歯14に噛み合っている。

メインバルブ駆動用のアイドルギヤ20は駆動ラック12に
対してシリンダ側とは反対側の位置に、かつ主排気通路
２の片側のみに１個配置されており、サブバルブ６と平
行な姿勢でギヤ支持穴20a内に回転自在に収納され、駆
動ロッド12の第２ラック歯15に噛み合っている。

第１図において、アイドルギヤ20の上部軸部はカラー36
を介してギヤ支持穴20aに支持されている。

主排気通路２の途中の上壁には、シリンダ１側に向いて
開口する下方傾斜状の１対のバルブ孔21が形成されてお
り、各バルブ孔21内に各メインバルブ５がスライド自在
に嵌合している。

第２図において左右１対のバルブ孔21は、それぞれ断面
形状が横長の長円形に形成されており、各メインバルブ
５の断面形状はバルブ孔21に対応する長円形に形成さ
れ、かつバルブ孔21とメインバルブ外周面との間の嵌合
寸法精度は排気ガスを通過させない程度に精密に加工さ
れている。

各バルブ孔21は第３図に示すようにシリンダ側とは反対
側の端部（第３図右側）が１つのガイド凹部25に連通し
ており、該凹部25内において、左右のメインバルブ５は
連結ピン28により連結され、一体的に移動するようにな
っている。メインバルブ５のシリンダ側の先端部はシリ
ンダの内周面形状に対応した円弧状に形成されており、
一方のメインバルブ５の側面にはメインバルブ長さ方向
に並ぶラック歯30が形成されている。

上記メインバルブ５のラック歯30は第１図のようにシリ
ンダ中心線と平行に歯が刻まれており、前記アイドルギ
ヤ20に噛み合っている。ラック歯30は少くともメインバ
ルブ全開時付近において、主排気通路２に露出しないよ
うな位置に形成されており、メインバルブ全開時には長
円形状の先端部分がバルブ孔21の開口部全周に嵌合して
排気ガスの侵入を阻止するようになっている（第２図参
照）。

第６図において、サブバルブ６の上部軸部はカラー35を
介して支持穴6aに支持されている。

作動を説明する。低速回転時には第９図のように駆動ロ
ッド12は孔13内に押し込まれており、第７図のようにメ
インバルブ５は排気通路２内へと前下方に突出し、その
先端部はシリンダ１の内周面に略沿う状態になってい
る。これにより主排気通路２の上側部分を閉塞し、排気
通路断面積を小さくすると共に、排気タイミングを遅く
している。一方サブバルブ６は第８図及び第10図のよう
に副排気通路３を閉じている。従って排気通路全体とし
てみると、排気断面積は低速時に見合った小さいものと
なり、また排気タイミングも低速時に見合った遅いもの
となる。

エンジンの回転速度が上昇すると、ガバナの作動により
第９図の駆動ロッド12はA1方向へと移動する。これによ
り第７図のメインバルブ５はアイドルギヤ20を介して開
方向へ移動し、主排気通路２からバルブ孔21内へ退き始
める。また第８図のサブバルブ６も開方向へと回転し、
副排気通路３を開き始める。このように適当量開かれた
副排気通路３と、同じく適当量開かれた主排気通路２と
から排気されるので、全排気断面積は中速回転時に見合
った大きさとなり、排気タイミングも中速時に見合って
早くなる。

さらに回転速度が上昇すると、第５図のように駆動ロッ
ド12は矢印Ａ方向に略最大ストロークまで移動する。こ
れにより第１図のようにメインバルブ５は排気通路２の
上壁面と略同一面まで退いて全開状態となり、またサブ
バルブ６も第４図のように全開する。このように全開し
たメインバルブ５とサブバルブ６を通って排気ガスは排
出されるので、全排気通路断面積が高速時に見合った大
きさになり、排気タイミングも高速時に見合ってさらに
早くなる。

メインバルブ全開時において、バルブ孔21の開口部内周
面は、断面形状長円形のメインバルブ５の先端部でシー
ルされているから、アイドルギヤ20との噛合部等に排気
ガスは殆んど侵入せず、排気ガス同志の干渉による出力
低下は防止される。

またメインバルブ５は、駆動ロッド12のシリンダ側とは
反対側のアイドルギヤ20に噛み合って、全開時にはシリ
ンダから遠く離れた状態にあるので、シリンダ内の熱の
影響が少く、従ってバルブ孔21とメインバルブ５の嵌合
寸法を精密に仕上げてあっても、熱膨張等によりメイン
バルブ５の動作に影響を与えることはない。

（別の実施例） （１）第11図のように１対（又は１個）のレゾネータ37
を備え、サブバルブ６により低速時に副排気通路３を閉
じると共にレゾネータ室37を主排気通路２に対して開く
ようにした２サイクルエンジンに適用することもでき
る。

（２）またメインバルブ５を左右に分割せずに、１つに
した構造でもよい。

（３）アイドルギヤ20を例えば第５図の左右に１対設
け、メインバルブ５のラック歯30を両側に形成して、左
右両側のアイドルギヤによりメインバルブを駆動するよ
うにしてもよい。

（考案の効果） 以上説明したように本考案は： （１）メインバルブ５はバルブ孔21に嵌合するスライド
式とし、駆動ロッド12のシリンダ側と反対側の面の第２
ラック歯15にアイドルギヤ20を噛み合わせ、該アイドル
ギヤ20にメインバルブ５の側面のラック歯30を噛み合わ
せてメインバルブ５を駆動するようにしているので、全
開時においてメインバルブ５はシリンダ１から遠く離れ
て位置することにより、シリンダの熱の影響が少くな
り、メインバルブ５とバルブ孔21との嵌合寸法精度を向
上させ、がたをつくることなく仕上げることができる。

しかもサブバルブ６に直接メインバルブ５を係合せず、
駆動ロッド12からアイドルギヤ20を介してメインバルブ
５を駆動するようにしていることにより、第12図の従来
例のようにギヤ噛み合い部が主排気通路に露出すること
はなくなる。

従って全開時に従来のようなメインバルブ周囲の隙間が
生じることはなく、高速回転時の出力を一層向上させる
ことができる。

（２）メインバルブ５をスライド式にしているので、主
排気通路２の断面積の変化ストロークの自由度が大きく
なり、排気タイミングの設定自由度が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用した２サイクルエンジンのメイン
バルブ全開時の縦断面図（第４図のＩ−Ｉ断面図）、第
２図は第１図のII矢視図、第３図は第１図のIII−III断
面図、第４図は第１図のIV−IV断面図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ断面部分図、第６図は第４図のVI−VI断面部分
図、第７図はメインバルブ閉時の縦断面図、第８図はサ
ブバルブ閉時の第７図のVIII−VIII断面図、第９図はサ
ブバルブ閉時の第５図と同じ部分の断面図、第10図は第
８図のＸ−Ｘ断面図、第11図は別の実施例の水平断面
図、第12図〜第14図はそれぞれ従来例の縦断面図であ
る。１…シリンダ、２…主排気通路、３…副排気通路、
５…メインバルブ、６…サブバルブ、10…ピニオン、12
…駆動ロッド、14、15…第１、第２ラック歯、20…アイ
ドルギヤ、21…バルブ孔、30…ラック歯

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内に連通する主排気通路と副排気
   通路を形成し、副排気通路を主排気通路に対して開閉す
   る回転式サブバルブを設け、主排気通路の上壁に、シリ
   ンダ側に向いて下方傾斜状に開口するバルブ孔を形成
   し、該バルブ孔にスライド自在にメインバルブを嵌合
   し、両バルブを駆動するための駆動ロッドを回転数に応
   じてロッド長さ方向に移動するように備え、該駆動ロッ
   ドのシリンダ側に第１ラック歯を、反対側に第２ラック
   歯を形成し、第１ラック歯にサブバルブのピニオンを噛
   み合わせ、第２ラック歯にアイドルギヤを噛み合わせ、
   メインバルブの側面にラック歯を形成して前記アイドル
   ギヤに噛み合せ、回転数増加時の駆動ロッドの移動によ
   り、メインバルブは主排気通路の断面積を増加させるよ
   うに開くと同時にサブバルブも開くようにし、かつメイ
   ンバルブ開時にメインバルブのラック歯が主排気通路に
   露出しないようにしたとを特徴とする２サイクルエンジ
   ンの排気装置。