JPH085308Y2 - 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】

【０００１】

【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、両排気通路に夫々排気通路制御機構を有する
２サイクルエンジンの排気装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、２サイクルエンジンでは主排
気通路の他に副排気通路を設け、低速回転時には副排気
通路を閉鎖し、高速回転時には副排気通路を開放して全
排気通路の断面積をエンジンの回転速度に見合った面積
にすることにより高速回転時の出力の向上を図っている
（例えば特開昭６０−２４９６１４号公報参照）。この
高速回転時の出力を十分向上させるためには、副排気通
路の断面積を大きくする必要がある。

【０００３】ところで、副排気通路を開閉するサブバル
ブは、シリンダ壁の肉厚を十分に保つためにシリンダの
副排気孔から離れた位置に設けられる。この為、低速回
転時には閉鎖している副排気通路におけるサブバルブよ
りもシリンダ寄りの部分が燃焼室の一部として機能する
ので、低速回転時の出力が低下する。従って、副排気通
路の断面積を十分に大きくできなかった。つまり、全排
気通路の断面積を大きく変化させることができないの
で、十分な出力の向上が図れなかった。

【０００４】このようなことから副排気通路を設ける他
に、主排気通路自体の断面積を変化させるために、主排
気通路の上壁にメインバルブを出没自在に設け、低速回
転時にメインバルブを主排気孔の上部に臨ませ、高速回
転時にメインバルブを主排気孔の上部から退避させる排
気装置がある。

【０００５】その排気装置を例示すると、図１１に示す
ようにシリンダ１の主排気孔２に連なる主排気通路５を
形成する上壁６に円形の孔７が主排気孔２に向けて穿設
され、孔７の上周面に半円柱状のガイドスリーブ８が添
設され、このガイドスリーブ８のガイド面８ａと孔７の
下周面との間の中空部に半円柱の弁体９が摺動自在に配
設されてなり、この弁体９を低速回転時には実線に示す
位置に突出させることにより、主排気孔２の上部が閉じ
られ、高速回転時には一点鎖線に示す位置に引っ込める
ことにより、主排気孔２が全開されるものである（先行
技術文献として実開平１−７６５１９号公報がある）。

【０００６】ところで、この排気装置は、弁体９の先端
面が主排気通路５の上壁に合致する円弧状曲面に形成さ
れて、高速回転時に弁体９が引っ込むと、主排気通路５
の上壁に納まり、先端面が通路面となるので、排気ガス
がスムースに流れ、高い出力が得られるが、低中速回転
時に弁体が突出し、シリンダ１内に接近して主排気孔２
の上部を閉じても、シリンダ１の内壁面と同等の面が形
成されず、主排気孔２の上部に凹部１１が形成されるた
め、排気ガスがこの凹部１１に入り込み、スムースに主
排気孔２から流れず、従って効率良く排気タイミングを
遅くできず、副排気通路が閉じられていても低速回転時
の出力を十分に高くすることができなかった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】そこで本考案は図１１
に示すタイプの排気装置において、高速回転時に高い出
力を維持しつつ低、中速回転時の出力を十分に高くする
ことができるようにした２サイクルエンジンの排気装置
を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本考案の２サイクルエンジンの排気装置は、シリンダ
内に連通する主排気通路と副排気通路が形成され、副排
気通路に主排気通路に対して開閉する回転式サブバルブ
が設けられた副排気通路制御機構と、主排気通路の開口
上縁に実質的に排気タインミングを変更するメインバル
ブが摺動自在に配設された主排気通路制御機構を有する
２サイクルエンジンの排気装置に於いて、前記副排気通
路制御機構の下方に駆動ロッドを設けて、該駆動ロッド
により副排気通路制御機構の回転式サブバルブを回転す
るようになし、主排気通路制御機構は副排気通路制御機
構の上方からロッドを介してロッドへ駆動力を取り出
し、該ロッドの駆動力をメインバルブ駆動軸に設けた歯
車へ伝達し、前記メインバルブ駆動軸を介してメインバ
ルブを摺動するようになして、エンジンの回転数に応じ
てサブバルブとメインバルブを連動して開閉するようし
たことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】上記のように構成された本考案の２サイクルエ
ンジンの排気装置は、低速回転時回転数に応じてサブバ
ルブが回転して副排気通路が主排気通路に対して閉じら
れると共にメインバルブが摺動前進しその先端面がシリ
ンダ内壁面に沿った位置で停止し、主排気通路の上部が
閉じられる。かくして主排気通路の開口面積が縮小し、
効率良く排気タイミングが遅れ且つ副排気通路の閉鎖に
より全排気通路の断面積が縮小するので、低速回転時の
出力が高くなる。

【００１０】エンジンの回転速度が上昇するとその回転
数に応じてサブバルブが逆回転して副排気通路が主排気
通路に対して開かれると共に、メインバルブが摺動後退
し始め、主排気孔の開口面積が大きくなっていく。この
ようにして適当量副排気通路と主排気通路が開かれるこ
とにより、全排気通路の断面積と排気タイミングは中速
回転時に見合ったものとなり、高い出力が得られる。

【００１１】さらに回転速度が上昇し、高速回転に入る
と、副排気通路が主排気通路に対して完全に開かれ、ま
たメインバルブが摺動後退して主排気孔の上部が完全に
開かれて主排気通路が全開する。かくして全排気通路の
断面積は高速回転時に見合ったものとなり、排気タイミ
ングも高速回転時に見合った早いものとなり、高い出力
が得られる。

【００１２】

【実施例】本考案の２サイクルエンジンの排気装置の一
実施例を図によって説明すると、図１及び図２に示すシ
リンダ１に図３に示すように２つの主排気孔２，２が形
成され、この２つの主排気孔２，２が高速回転時に高出
力が得られる排気タイミングの位置にあり、夫々図１に
示す主排気通路５に連なっている。２つの主排気孔２の
側方において図４に示すようにシリンダ１に２つの副排
気孔１２，１２が形成され、この２つの副排気孔１２，
１２が図１に示すように主排気孔２，２と略同じレベル
位置にあり、夫々図４に示す副排気通路１３，１３に連
なっていて、この副排気通路１３，１３は夫々主排気通
路５に連通されている。

【００１３】副排気通路１３，１３の途中には主排気通
路５に対して開閉する回転式サブバルブ１４，１４が設
けられた副排気通路制御機構を有する。この副排気通路
制御機構について説明すると、回転式サブバルブ１４，
１４が図５に示すようにシリンダ１の軸中心線ｌと平行
な姿勢で図４に示すようにシリンダ１から離れた所でシ
リンダ１の壁１５のバルブ支持穴１６（図５）内に回転
自在に支持され、各サブバルブ１４，１４の下側軸部に
は図５に示すようにピニオン１７，１７が設けられ、一
方のサブバルブ１４のピニオン１７は図６に示すように
シリンダ１の排気側の壁１５に水平に挿入支持された駆
動ロッド１８のラック歯１９に噛合され、他方のサブバ
ルブ１４（図４，５）のピニオン１７は反転ギヤ２０を
介して駆動ロッド１８のラック歯１９に噛合されてい
る。駆動ロッド１８はロッド長さ方向に移動可能となっ
ていて、基端部は軸受装置２１を介して壁外に延出し、
その延出端に連結部２２が設けられている。連結部２２
は図示せぬガバナ等のように回転数に応じて駆動する駆
動装置に連繋され、それにより回転数が増大するに従い
図６の状態から矢印×方向へと移動し、高速回転時に一
点鎖線の状態になる。

【００１４】前記主排気通路５の上壁に図１及び図２に
示すように一対の横向き長円形の孔２３，２３が主排気
孔２，２に向けて斜上方から穿設され、この孔２３，２
３の上半部に、先端面２４がシリンダ１の内壁面に沿う
円弧状曲面になされ且つフラットな下面の先端部にカム
２５が穿設されたメインバルブ２６，２６が摺動自在に
配設された主排気通路制御機構を有する。この主排気通
路制御機構について説明すると、前記孔２３，２３の下
半部に夫々前半部中央にスリット２７を有するバルブホ
ルダー２８，２８が配設固定され、このバルブホルダー
２８，２８のスリット２７内に、夫々後端に前記メイン
バルブ２６，２６のカム２５と係合する突起２９を設
け、前半部下面３０を主排気孔２，２の近くの上壁に沿
わせて前記孔２３，２３を塞ぐ形状になしたキャップバ
ルブ３１，３１が配されて、その中間が軸３２，３２に
て回転可能に支持されている。前記メインバルブ２６，
２６の後端には水平ピン３３が取付けられ、このピン３
３が回動アーム３４の先端のスリット３５に係合してい
る。この主排気通路制御機構は前記副排気通路制御機構
に連繋されている。即ち、回動アーム３４の駆動軸３６
の一側に、図２及び図７に示すように歯車３７が固着さ
れ、該歯車３７にメインバルブ２６，２６と平行シリン
ダ壁に摺動可能に配したロッド３８の一端部下面に刻設
した第１ラック歯３９が噛合されている。ロッド３８の
他端部側面には第２ラック歯４０が刻設され、この第２
ラック歯４０が図２及び図５に示す前記一方のサブバル
ブ１４の上端に設けられた第２ピニオン４１に噛合され
ている。

【００１５】このように構成された実施例の２サイクル
エンジンの排気装置は、エンジンの低速回転時には副排
気通路制御機構が動作して副排気通路１３，１３が閉じ
られると共に主排気通路制御機構が動作して主排気孔
２，２の上部が閉じられる。即ち、エンジンの低速回転
時には図示せぬガバナ等の回転数に応じて駆動する駆動
装置により図６に示すように連結部を介して駆動ロッド
１８が押し込まれ、該駆動ロッド１８のラック歯１９に
噛合している一方のピニオン１７及び反転ギヤ２０を介
して他方のピニオン１７が回転して、図８に示すように
サブバルブ１４，１４が回転し、副排気通路１３，１３
が主排気通路５に対して閉じられる。と同時に一方のサ
ブバルブ１４の上端に設けられた図２及び図５に示す第
２ピニオン４１に噛合している第２ラック歯４０を介し
てロッド３８が摺動し、該ロッド３８の一端部下面の第
１ラック歯３９が歯車３７を介して駆動軸３６を回転す
る結果、駆動軸３６上の回動アーム３４が回転し、ピン
３３を介して後端が回動アーム３４のスリット３５に係
合されたメインバルブ２６，２６が図９に示すように摺
動前進し、カム２５によりキャップバルブ３１，３１が
下方に回転して、メインバルブ２６，２６の先端面２４
の円弧状曲面がシリンダ１の内壁面に沿った位置で停止
し、主排気孔２，２の上部が閉じられる。かくして主排
気孔２，２の開口面積が縮小し、効率良く排気タイミン
グが遅れ、且つ副排気通路１３，１３の閉鎖により全排
気通路の断面積が縮小するので、図１０のグラフに示す
ように低速回転時の出力が高くなる。

【００１６】エンジンの回転速度が上昇すると、回転数
に応じて駆動ロッド１８が逆に外側に引き出され、該駆
動ロッド１８のラック歯１９に噛合している一方のピニ
オン１７及び反転ギヤ２０を介して他方のピニオン１７
が逆回転して、サブバルブ１４，１４が逆回転し、副排
気通路１３，１３が主排気通路５に対して開き始める。
と同時に一方のサブバルブ１４の上端に設けられた第２
ピニオン４１に噛合している第２ラック歯４０を介して
ロッド３８が逆に摺動し、該ロッド３８の一端部下面の
第１ラック歯３９が歯車３７を介して駆動軸３６を逆回
転する結果、駆動軸３６上の回動アーム３４が逆回転
し、ピン３３を介して後端が回動アーム３４のスリット
３５に係合されたメインバルブ２６，２６が摺動後退し
始め、主排気孔２，２の開口面積が大きくなっていく。
このようにして適当量副排気通路１３，１３と主排気通
路５が開かれることにより、全排気通路断面積と排気タ
イミングは中速回転時に見合ったものとなり、図１０の
グラフに示すように高い出力が得られる。

【００１７】さらに回転速度が上昇し、高速回転に入る
と、副排気通路１３，１３が図４に示すように主排気通
路５に対して完全に開かれ、またメインバルブ２６，２
６が最大限摺動後退して図１及び図２に示すように孔２
３，２３内に収められ、メインバルブ２６，２６の先端
部下面のカム２５がキャップバルブ３１，３１の後端の
突起２９に係合してキャップバルブ３１，３１を軸３
２，３２を中心に上方に回転せしめる結果、孔２３，２
３はキャップ３１，３１の前半部下面３０にて塞がれて
主排気孔２，２の近くの上壁には余分な空間が生ぜず、
主排気孔２，２の上部は完全に開かれて、主排気通路５
が全開する。かくして全排気通路の断面積は高速回転時
に見合ったものとなり、排気タイミングも高速回転時に
見合った早いものとなり、且つ排気ガスがスムースに流
れ、図１０のグラフに示すように高い出力が得られる。

【００１８】

【考案の効果】以上の通り本考案の２サイクルエンジン
の排気装置によれば、エンジンの低速回転時、副排気通
路のサブバルブを閉じ、主排気孔の上部をメインバルブ
により塞ぐことができるので、全排気通路の断面積を縮
小し、効率良く排気タイミングを遅らせて、低速回転時
の出力を高くできる。またエンジンの中速回転時には、
副排気通路のサブバルブを回転数に応じた量だけ開き、
主排気孔の上部をメインバルブの摺動後退により適当量
開くことができるので、全排気通路の断面積は中速回転
時に見合ったものとなり、排気タイミングも中速回転時
に見合ったものとなって、高い出力が得られる。さらに
エンジンの高速回転時には、副排気通路のサブバルブが
全開し、主排気孔の上部はメインバルブが回転数に応じ
た量だけ開かれていき、最終的には全開するもので、全
排気通路の断面積は高速回転時に見合ったものとなり、
排気タイミングも高速回転時に見合った早いものとな
り、高い出力が得られる。その上、本考案の２サイクル
エンジンの排気装置は、メインバルブ全体を駆動軸を介
して後方から前後に摺動させるので、メインバルブの開
閉の動きがスムースである。しかも本考案の２サイクル
エンジンの排気装置は、メインバルブ駆動軸に設けた歯
車が、シリンダ本体の外側に設けているため、歯車の大
きさを、比較的自由に設定でき、またメインバルブの駆
動系に歯車伝達部を設けているため、摺動量を変化させ
易く、さらに歯車比を変化させることにより、メインバ
ルブの動きを少なく或いは大きくすることが容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の２サイクルエンジンの排気装置の高速
回転時における主排気通路の状態を示す縦断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。

【図３】主排気孔を示す図である。

【図４】本考案の２サイクルエンジンの排気装置の高速
回転時における副排気通路の状態を示す横断面図であ
る。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面矢視図である。

【図６】図１のＣ−Ｃ線断面矢視図である。

【図７】図２のＤ−Ｄ線矢視側面図である。

【図８】本考案の２サイクルエンジンの排気装置の低速
回転時における副排気通路の状態を示す横断面図であ
る。

【図９】本考案の２サイクルエンジンの排気装置の低速
回転時における主排気通路の状態を示す縦断面図であ
る。

【図１０】本考案の２サイクルエンジンの排気装置によ
るエンジンの出力曲線を示すグラフである。

【図１１】従来の２サイクルエンジンの排気装置の一例
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ 主排気孔 ５ 主排気通路 １２ 副排気孔 １３ 副排気通路 １４ 回転式サブバルブ ２６ メインバルブ

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
   気通路が形成され、副排気通路に主排気通路に対して開
   閉する回転式サブバルブが設けられた副排気通路制御機
   構と、主排気通路の開口上縁に実質的に排気タイミング
   を変更するメインバルブが摺動自在に配設された主排気
   通路制御機構を有する２サイクルエンジンの排気装置に
   於いて、前記副排気通路制御機構の下方に駆動ロッドを
   設けて、該駆動ロッドにより副排気通路制御機構の回転
   式サブバルブを回転するようになし、主排気通路制御機
   構は副排気通路制御機構の上方からロッドを介してロッ
   ドへ駆動力を取り出し、該ロッドの駆動力をメインバル
   ブ駆動軸に設けた歯車へ伝達し、前記メインバルブ駆動
   軸を介してメインバルブを摺動するようになして、エン
   ジンの回転数に応じてサブバルブとメインバルブを連動
   して開閉するようにしたことを特徴とする２サイクルエ
   ンジンの排気装置。