JPH077546Y2 - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - Google Patents

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９７２７４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３６
８１８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１７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２
１、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、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。