JPH1150849A - ２サイクルエンジンの排気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、リンク機構やカムのような格別な機
構を用いることなく、補助排気制御弁による排気の制御
効果を解消することができ、構造簡単でコストを低減で
きる２サイクルエンジンの排気制御装置を得ることにあ
る。 【解決手段】２サイクルエンジンは、主排気口5 を有す
る主排気通路8 と、補助排気口6a,6b を有する補助排気
通路9a,9b とを含むシリンダブロック1 を備えている。
主排気通路には、主排気口の上部に進退することで排気
タイミングを変える主排気制御弁14が配置されている。
補助排気通路には、主排気制御弁に連動して補助排気通
路を開閉する補助排気制御弁25a,25b が配置されてい
る。シリンダブロックは、主排気通路と補助排気通路と
を仕切る区画壁11を有し、この区画壁に補助排気通路と
主排気通路とを連通させる連通路12が形成されている。
連通路は補助排気制御弁が開作動した時に、この補助排
気制御弁によって開かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主排気通路と補助
排気通路とを有する２サイクルエンジンの排気制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータサイクル用の高回転・高出力形の
２サイクルエンジンは、排気効率を高めるため、主排気
通路の両側に補助排気通路を備えている。主排気通路お
よび補助排気通路は、シリンダブロックに形成され、夫
々シリンダの内面に開口された主排気口および補助排気
口を有している。そして、これら排気口の開口上縁の位
置は、高回転域の排気タイミングに合わせて設定されて
いる。

【０００３】主排気通路には、排気タイミングを変化さ
せる主排気制御弁が設置されている。主排気制御弁は、
主排気口の開口上縁に進出する閉じ位置と、主排気口の
開口上縁から退く開き位置とに亘って移動可能にシリン
ダブロックに支持されている。この主排気制御弁は、エ
ンジン回転数に応じて制御されるサーボモータにより上
記位置に向けて駆動されるようになっている。

【０００４】補助排気通路には、補助排気制御弁が配置
されている。補助排気制御弁は、補助排気通路を閉じる
閉じ位置と、この補助排気通路を開く開き位置とに亘っ
て移動可能にシリンダブロックに支持されている。補助
排気制御弁は、主排気制御弁に連動されており、この主
排気制御弁に追従して上記開き位置および閉じ位置に移
動される。そして、補助排気制御弁は、エンジン回転数
が増すに従い閉じ位置から開き位置に向けて回動され、
このことにより、補助排気通路の通路断面積がエンジン
回転数に応じて変化するようになっている。

【０００５】このような２サイクルエンジンによると、
エンジン回転数が低い低回転域では、主排気制御弁が閉
じ位置に移動するので、主排気口の開口高さが減じら
れ、排気タイミングが遅くなる。また、補助排気制御弁
も閉じ位置に移動され、補助排気通路が閉じられる。そ
のため、燃焼ガスは、主排気口を通じて排出される。

【０００６】エンジン回転数が所望の値を上回ると、主
排気制御弁が閉じ位置から開き位置に向けて移動し始め
る。このため、主排気口の開口高さが増して排気タイミ
ングが早くなる。それとともに、補助排気制御弁が閉じ
位置から開き位置に向けて移動し、補助排気通路の通路
断面積がエンジン回転数に応じて変化する。

【０００７】この結果、幅広い回転域において排気タイ
ミングが最適に保たれるとともに、特に高回転域では、
補助排気通路が全開となってブローダウン時により多く
の燃焼ガスが効率良く排出されることになり、その分、
出力が向上する。

【０００８】一方、補助排気制御弁は、エンジン回転数
が中回転域に達した時に、主排気制御弁に追従して開き
始める。このため、主排気制御弁と補助排気制御弁が開
き始めるタイミングに時間差があり、従来では、主排気
制御弁と補助排気制御弁とを特殊構造のリンク機構を介
して連結することで、これら排気制御弁の開きタイミン
グに時間差を与えている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２サイクル
エンジンの最適排気タイミングは、エンジン回転数に比
例して変化することが知られている。そのため、主排気
制御弁の開度は、エンジン回転数に応じて変化させるこ
とが望ましい。これに対し、補助排気制御弁が設置され
た補助排気通路は、主に高回転域での排気効率を高める
ためのものであるから、高回転域において通路断面積が
大きい程、高出力が得られる。

【００１０】そのため、補助排気制御弁は、低回転域で
は、補助排気通路を閉じて出力の向上に寄与するもの
の、エンジン回転数がある値を超えた以降は、補助排気
通路を流れる燃焼ガスを絞ることになるので、逆に出力
を低下させる原因となることがあり得る。

【００１１】よって、高出力を得るためには、低回転域
を除いて補助排気制御弁を全開状態とすることが望まし
い。しかしながら、補助排気制御弁は、主排気制御弁に
連動して駆動されるので、補助排気制御弁のみをある特
定の回転数を境に一気に全開状態とすることは、機構上
非常に困難であり、たとえ可能であるとしても、二つの
制御弁を連動させる特殊構造のリンクやカムが必要とな
る。そのため、補助排気制御弁と主排気制御弁とを連動
させる構造が複雑となり、コスト高を招く要因となると
ともに、保守点検時の作業性や作動の信頼性が低下する
といった問題がある。

【００１２】また、補助排気制御弁のみをある特定の回
転数を境に一気に全開とするには、補助排気制御弁およ
び主排気制御弁を個々にモータにより駆動することが考
えられる。

【００１３】しかしながら、この構成によると、二つの
モータを必要とするとともに、補助排気制御弁および主
排気制御弁毎に独立した駆動経路が必要となる。この結
果、補助排気制御弁および主排気制御弁の駆動系が複雑
なものとなり、コスト的な問題を解消する有効な解決策
とはなり得ない。

【００１４】さらに、従来の２サイクルエンジンでは、
主排気制御弁と補助排気制御弁との開きタイミングに時
間差を与えるための特殊なリンク機構を必要としてい
る。このため、リンク機構の分だけ部品点数が増大する
とともに、補助排気制御弁と主排気制御弁とを連動させ
る構造がより複雑なものとなり、コスト高や重量の増大
を招くといった問題がある。

【００１５】本発明の第１の目的は、エンジン回転数が
ある値に達した以降、補助排気制御弁による排気制御効
果をなくすことができ、主に高回転域の出力の向上が可
能となるとともに、リンク機構やカムのような格別な機
構も不要となり、構造簡単でコストの低減が可能となる
２サイクルエンジンの排気制御装置を得ることにある。

【００１６】本発明の第２の目的は、格別な機構を用い
ることなく、主排気制御弁と補助排気制御弁との開きタ
イミングに時間差を与えることができ、構造簡単でコス
トの低減が可能となる２サイクルエンジンの排気制御装
置を得ることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１に記載された２サイクルエンジンの排
気制御装置は、シリンダを有するシリンダブロックと；
上記シリンダの内面に開口された主排気口を有する主排
気通路と；上記主排気口に隣接した位置において上記シ
リンダの内面に開口された補助排気口を有するととも
に、下流端が上記主排気通路に合流された補助排気通路
と；上記主排気口の上部に進出する閉じ位置と、上記主
排気口の上部から退く開き位置とに亘って移動可能に上
記シリンダブロックに支持された主排気制御弁と；上記
補助排気通路を閉じる閉じ位置と、この補助排気通路を
開く開き位置とに亘って移動可能に上記補助排気通路に
配置された補助排気制御弁と；上記主排気制御弁と上記
補助排気制御弁とを互いに連動させる連動手段と；上記
主排気制御弁および上記補助排気制御弁を、エンジン運
転状況に応じた最適な位置に移動させる駆動手段と；を
備えている。そして、上記シリンダブロックは、主排気
通路と補助排気通路との間に介在される区画壁を有し、
この区画壁に、上記補助排気制御弁の近傍に位置して上
記補助排気通路と主排気通路とを連通させる連通路を形
成するとともに、この連通路は、上記補助排気制御弁が
開き位置に移動された時に、この補助排気制御弁によっ
て開かれることを特徴としている。

【００１８】このような構成において、エンジン回転数
が上昇すると、補助排気制御弁が主排気制御弁に連動し
て閉じ位置から開き位置に向けて移動される。この移動
により、補助排気通路が開き始めるとともに、補助排気
制御弁の移動量に応じて補助排気通路の通路断面積が変
化する。そして、補助排気制御弁が予め決められた開度
に達すると、この補助排気制御弁によって連通路が開か
れ、補助排気通路と主排気通路とが連通される。

【００１９】この連通により、排気行程時に補助排気通
路を流れる燃焼ガスが主排気通路にリークし、補助排気
制御弁が全開状態に到達していなくとも、補助排気制御
弁による排気制御効果が一気に失われる。この結果、補
助排気通路が開かれる高回転域においては、排気行程の
初期段階から多くの燃焼ガスを補助排気通路および連通
路を通じて効率良く排出することができ、その分、出力
が向上する。

【００２０】上記請求項１の構成によれば、単にシリン
ダブロックの区画壁に連通路を形成するだけの構成で、
高回転域での排気効率を高めて高出力を得ることができ
る。しかも、主排気制御弁および補助排気制御弁を個々
に開閉駆動する必要もなく、これら排気制御弁を一つの
駆動源で駆動することができる。

【００２１】このため、駆動手段を簡略化できるととも
に、主排気制御弁と補助排気制御弁とを連動させる複雑
な機構は一切不要となり、コストの低減が可能となる。
また、連通路の位置を変えることで、補助排気通路を流
れる燃焼ガスが主排気通路にリークするタイミングを任
意に設定することができ、所望のエンジン特性を容易に
得ることができる。

【００２２】上記第２の目的を達成するため、請求項６
に記載された２サイクルエンジンの排気制御装置は、シ
リンダを有するシリンダブロックと；上記シリンダの内
面に開口された主排気口を有する主排気通路と；上記主
排気口に隣接した位置において上記シリンダの内面に開
口された補助排気口を有する補助排気通路と；上記主排
気口の上部に進出する閉じ位置と、上記主排気口の上部
から退く開き位置とに亘って移動可能に上記シリンダブ
ロックに支持された主排気制御弁と；上記補助排気通路
を閉じる閉じ位置と、この補助排気通路を開く開き位置
とに亘って移動可能に上記補助排気通路に配置された補
助排気制御弁と；上記主排気制御弁と上記補助排気制御
弁とを互いに連動させる連動手段と；上記主排気制御弁
および上記補助排気制御弁を、エンジン運転状況に応じ
た最適な位置に移動させる駆動手段と；を備えている。
そして、上記補助排気制御弁は、上記閉じ位置からさら
に閉じ方向に移動された待機領域を有し、上記主排気制
御弁が閉じ位置にある状態においては、補助排気制御弁
が上記待機領域に保持されていることを特徴としてい
る。

【００２３】このような構成において、エンジン回転数
が上昇すると、主排気制御弁が閉じ位置から開き位置に
向けて移動を開始し、排気タイミングがエンジン回転数
の上昇に応じて次第に早くなる。この主排気制御弁は、
補助排気制御弁と連動されているので、主排気制御弁が
閉じ位置から開き始めると、補助排気制御弁も待機領域
から閉じ位置に向けて移動を開始する。

【００２４】この際、上記待機領域は、補助排気制御弁
の閉じ位置よりもさらに閉じ方向側に位置されているの
で、補助排気制御弁が待機領域にある期間中は、上記補
助排気通路は依然として閉じられたままの状態にある。
そのため、主排気制御弁が開き始めても、補助排気制御
弁は補助排気通路を閉じている状態にあり、主排気制御
弁および補助排気制御弁が開き始めるタイミングに時間
差を与えることができる。

【００２５】上記請求項６の構成によれば、主排気制御
弁と補助排気制御弁とが互いに連動されているにも拘わ
らず、これら排気制御弁が開き始めるタイミングに時間
差を与えるための特殊な機構は一切不要となる。よっ
て、作動の信頼性が増すとともに、コストの低減が可能
となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、モー
タサイクル用の２サイクルエンジンに適用した図面にも
とづいて説明する。図１および図２は、２サイクルエン
ジンのシリンダブロック１を示している。このシリンダ
ブロック１は、図示しないピストンを収容するシリンダ
２と、このシリンダ２を取り囲むように配置されたウォ
ータジャケット３とを備えている。

【００２７】シリンダ２の内面には、複数の掃気口４、
主排気口５および一対の補助排気口６ａ，６ｂが開口さ
れている。これら掃気口４、主排気口５および補助排気
口６ａ，６ｂは、夫々ピストンによって開閉されるよう
になっている。掃気口４は、シリンダ２の略半周に亘る
範囲に周方向に並べて配置されており、夫々掃気通路７
を介して図示しないクランクケースのクランク室に連通
されている。

【００２８】主排気口５は、掃気口４と向かい合う位置
に配置されている。主排気口５は、シリンダ２の周方向
に延びる開口上縁５ａを有し、この開口上縁５ａは、掃
気口４よりも上死点（ＴＤＣ）側に位置されている。そ
して、主排気口５の開口上縁５ａの位置は、高回転域の
排気タイミングに合わせて設定されている。主排気口５
は、主排気通路８に連なっている。主排気通路８は、シ
リンダブロック１に形成されており、この主排気通路８
の下流端は、シリンダブロック１の外周面に開口されて
いる。

【００２９】補助排気口６ａ，６ｂは、上記主排気口５
の両側に位置するように、シリンダ２の周方向に離間し
て配置されている。補助排気口６ａ，６ｂは、掃気口４
よりもＴＤＣ側に位置されており、これら補助排気口６
ａ，６ｂの開口上縁６ｃは、主排気口５の開口上縁５ａ
と略同一高さに位置されている。補助排気口６ａ，６ｂ
は、補助排気通路９ａ，９ｂに連なっている。補助排気
通路９ａ，９ｂは、シリンダブロック１に形成され、上
記主排気通路８の両側に位置されている。

【００３０】図５に示すように、補助排気通路９ａ，９
ｂは、互いに向かい合う上面１０ａと下面１０ｂおよび
これら上面１０ａ、下面１０ｂを結ぶ一対の側面１０ｃ
とを有し、通路断面が略四角形状をなしている。これら
補助排気通路９ａ，９ｂと主排気通路８との間には、シ
リンダブロック１の区画壁１１が介在されている。区画
壁１１は、補助排気通路９ａ，９ｂの側面１０ｃを構成
しており、この区画壁１１によって補助排気通路９ａ，
９ｂと主排気通路８とが仕切られている。

【００３１】区画壁１１は、補助排気通路９ａ，９ｂの
下流端に対応した位置に、開口部１２を有している。こ
の開口部１２は、補助排気通路９ａ，９ｂの下流端を主
排気通路８に合流させるためのもので、図１に示すよう
に、主排気通路８の通路方向に延びる長孔状の開口形状
を有している。開口部１２の上流側の端部１２ａは、主
排気通路８および補助排気通路９ａ，９ｂの上流側に向
けて延長されている。この端部１２ａに臨む開口縁部１
２ｂは、主排気通路８および補助排気通路９ａ，９ｂの
高さ方向に延びているとともに、補助排気通路２５ａ，
２５ｂの上面１０ａから下面１０ｂの方向に進むに従い
排気下流側に向けて傾斜されている。

【００３２】図１、図３および図４に示すように、シリ
ンダブロック１は、弁収容室１３を備えている。弁収容
室１３は、主排気通路８の上流端部に連なっている。こ
の弁収容室１３には、主排気口５の排気タイミングを変
化させる主排気制御弁１４が配置されている。主排気制
御弁１４は、偏平な弁体１５を備えている。弁体１５
は、先細り状に尖るエッジ部１５ａを有している。この
エッジ部１５ａは、シリンダ２の内面に沿うように円弧
状に湾曲されており、上記主排気通路８の内部から主排
気口５の上部に臨んでいる。

【００３３】弁体１５は、そのエッジ部１５ａとは反対
側の端部が支持軸１６を介してシリンダブロック１に回
動可能に支持されている。そのため、主排気制御弁１４
は、支持軸１６を支点として、上記エッジ部１５ａが主
排気口５の上部に進出する閉じ位置（図３に示す）と、
上記エッジ部１５ａが主排気口５の開口上縁５ａに沿う
ように退く開き位置（図４に示す）とに亘って揺動する
ようになっている。

【００３４】図３に示すように、主排気制御弁１４が閉
じ位置に揺動されると、弁体１５のエッジ部１５ａが主
排気口５の開口上縁５ａよりも下死点（ＢＤＣ）側に移
動される。そのため、見掛け上、主排気口５の開口高さ
が減じられ、排気行程の初期の排気タイミングが遅くな
る。主排気弁１４が開き位置に揺動されると、弁体１５
のエッジ部１５ａが主排気口５の開口上縁５ａに近づく
ので、主排気口５の開口高さが次第に高くなり、排気タ
イミングが早くなる。そして、図４に示すように、エッ
ジ部１５ａが主排気口５の開口上縁５ａに沿うようにな
る全開状態では、この主排気口５の開口上縁５ａによっ
て排気タイミングが定まり、排気行程の初期から多くの
燃焼ガスが主排気通路８に排出される。

【００３５】図１に示すように、２サイクルエンジン
は、主排気制御弁１４を上記閉じ位置と開き位置とに亘
って揺動させる駆動手段を備えている。駆動手段は、サ
ーボモータ１８、リンク１９およびプッシュロッド２０
とを備えている。サーボモータ１８は、エンジン回転数
に応じて制御されるもので、シリンダブロック１の外部
に配置されている。リンク１９およびプッシュロッド２
０は、シリンダブロック１の弁収容室１３に収められて
いる。リンク１９は、サーボモータ１８に連動されてお
り、図１に矢印で示すように、上記弁収容室１３内にお
いて揺動するようになっている。プッシュロッド２０の
一端は、ピン２１を介してリンク１９に回動可能に連結
されている。プッシュロッド２０に他端には、連動ピン
２２が固定されている。この連動ピン２２は、上記弁体
１５に開けた長孔２３に摺動可能に嵌合されている。長
孔２３は、上記支持軸１６の近傍に配置されているとと
もに、上記プッシュロッド２０の軸線に対し略直交する
方向に延びている。

【００３６】このため、サーボモータ１８を介してリン
ク１９が揺動されると、プッシュロッド２０が軸方向に
動かされ、連動ピン２２が長孔２３に沿って移動する。
このことにより、弁体１５に支持軸１６を中心に回動さ
せようとする力が作用し、弁体１５が上記閉じ位置又は
開き位置に向けて揺動される。そして、この時の主排気
制御弁１４の作動特性は、図９に示すように、エンジン
回転数に比例して直線的に変化するようになっている。

【００３７】補助排気通路９ａ，９ｂには、夫々補助排
気制御弁２５ａ，２５ｂが配置されている。これら補助
排気制御弁２５ａ，２５ｂは、互いに同一の構成を有す
るため、一方の補助排気制御弁２５ａを代表して説明す
る。

【００３８】図１や図２に示すように、補助排気制御弁
２５ａは、円盤状のガイド部２６と、このガイド部２６
の一方の端面に連なる軸部２７と、上記ガイド部２６の
他方の端面に連なる弁本体２８とを備えている。ガイド
部２６は、シリンダブロック１の側壁１ａに開口された
装着孔３０に回動可能に嵌め込まれている。装着孔３０
は、シリンダブロック１の側壁１ａを貫通して補助排気
通路９ａ，９ｂに連なっている。

【００３９】シリンダブロック１の側壁１ａには、軸受
ホルダ３１がねじ３２を介して固定されている。軸受ホ
ルダ３１は、側壁１ａの外側方から装着孔３０に嵌合さ
れ、この装着孔３０を気密に閉塞している。軸受ホルダ
３１は、ガイド部２６の一方の端面に摺動可能に接して
おり、このガイド部２６を装着孔３０に脱落不能に保持
している。

【００４０】補助排気制御弁２５ａの軸部２７は、ガイ
ド部２６の中心部に位置されている。軸部２７は、軸受
ホルダ３１に軸受３３を介して回動可能に支持されてい
る。そのため、軸部２７は、補助排気制御弁２５ａの回
動中心となっており、この軸部２７は、上記主排気制御
弁１４の支持軸１６よりもシリンダ２の中心線Ｏ1 の方
向に偏った位置において、この支持軸１６と平行に配置
されている。軸受ホルダ３１には、カバー３４が取り付
けられている。カバー３４は、軸部２７の先端や軸受３
３を覆い隠している。

【００４１】補助排気制御弁２５ａの弁本体２８は、上
記装着孔３０を貫通して補助排気通路９ａに突出されて
いる。図５から明らかなように、弁本体２８は、平坦な
閉塞面３５と、この閉塞面３５に連なる円弧状の外周面
３６とを有するシール部３７を備えている。このシール
部３７は、扇形の断面形状を有し、このシール部３７の
上記ガイド部２６とは反対側の先端面３７ａは、上記区
画壁１１に摺動可能に接している。シール部３７の閉塞
面３５は、上記軸部２７の中心付近からガイド部２６の
径方向に沿って延びている。シール部３７の外周面３６
は、補助排気通路２５ａの下面１０ｂに摺動可能に接触
するようになっており、この下面１０ｂには、シール部
３７との接触面積を確保するため、円弧状に湾曲された
凹部３９が形成されている。

【００４２】補助排気制御弁２５ａは、上記軸部２７を
中心として、上記シール部３７の閉塞面３５と外周面３
６とで規定される角部３８が補助排気通路９ａ，９ｂの
下面１０ｂに接する閉じ位置（図６に示す）と、上記シ
ール部３７の角部３８が補助排気通路２５ａの下面１０
ｂから離脱される開き位置（図７、図８に示す）と、上
記シール部３７の外周面３６が補助排気通路２５ａの下
面１０ｂに摺動可能に接するとともに、上記角部３８が
補助排気口６ａにより近づく待機領域（図５に示す）と
に亘って回動可能となっている。

【００４３】補助排気制御弁２５ａが開き位置に回動さ
れている状態では、シール部３７の外周面３６が補助排
気通路２５ａ，２５ｂの下面１０ｂから離脱されてい
る。そして、補助排気制御弁２５ａの開度が大きくなる
に従い、シール部３７の角部３８や閉塞面３５が補助排
気通路９ａ，９ｂの下面１０ｂから遠ざかり、この補助
排気制御弁２５ａの全開時には、図８に示すように、閉
塞面３６が補助排気通路９ａ，９ｂの上面１０ａに略面
一に連続するようになっている。

【００４４】そのため、補助排気通路９ａ，９ｂの通路
断面積は、シール部３７の角部３８と補助排気通路９
ａ，９ｂの下面１０ｂとの間の距離によって定まり、シ
ール部３７の角部３８が補助排気通路９ａ，９ｂの下面
１０ｂを離れた時点からシール部３７の閉塞面３５が補
助排気通路９ａ，９ｂの上面１０ａに略面一に連続する
まで期間が、補助排気通路９ａ，９ｂの通路断面積が無
段階的に変化する領域となっている。

【００４５】補助排気制御弁２５ａが閉じ位置および待
機領域に回動されている状態では、シール部３７の外周
面３６が補助排気通路９ａ，９ｂの下面１０ｂに接して
いるとともに、閉塞面３５が補助排気口６ａ，６ｂの方
向を指向している。そのため、補助排気制御弁２５ａが
閉じ位置および待機領域に回動されている期間は、補助
排気通路９ａ，９ｂが完全に閉じられた全閉領域となっ
ており、補助排気通路９ａ，９ｂ内での燃焼ガスの流通
が阻止される。

【００４６】図５に示すように、上記補助排気通路９
ａ，９ｂを主排気通路８に合流させる開口部１２は、そ
の開口縁部１２ｂを含む端部１２ａが補助排気制御弁２
５ａ，２５ｂのシール部３７の回動軌跡上に位置されて
いる。この開口部１２の端部１２ａは、補助排気制御弁
２５ａ，２５ｂが閉じ位置および待機領域に回動されて
いる状態において、シール部３７の先端面３７ａと向か
い合い、このシール部３７によって閉じられている。

【００４７】補助排気制御弁２５ａ，２５ｂが閉じ位置
から開き位置に向けて予め決められた角度分だけ回動さ
れると、シール部３７の先端面３７ａが開口部１２の端
部１２ａから外れ、この端部１２ａを通じて主排気通路
８と補助排気通路９ａ，９ｂとが連通されるようになっ
ている。このため、本実施形態においては、上記開口部
１２の端部１２ａが主排気通路８と補助排気通路９ａ，
９ｂとを連通させる連通路としての機能を兼ねており、
シリンダブロック１の内部の構造の簡略化が図られてい
る。

【００４８】図１に示すように、補助排気制御弁２５
ａ，２５ｂは、連動手段を介して上記主排気制御弁１４
と連動されている。連動手段は、シール部３７の先端面
３７ａに固定された連結ピン４１と、主排気制御弁１４
の弁体１５の側面に形成されたガイド凹部４２とで構成
されている。

【００４９】連結ピン４１は、上記補助排気制御弁２５
ａ，２５ｂの軸部２７とは偏心した位置において、この
軸部２７と平行に配置されている。この連結ピン４１
は、上記シリンダブロック１の貫通孔４３を貫通して上
記ガイド凹部４２に摺動可能に嵌合されている。貫通孔
４３は、図５に示すように、補助排気制御弁２５ａ，２
５ｂの軸部２７を中心とする円弧状に湾曲された長孔に
て構成されている。

【００５０】ガイド凹部４２は、下向きに湾曲された長
孔状の開口形状を有し、このガイド凹部４２の内面に連
結ピン４１の先端部が摺動可能に接している。このた
め、主排気制御弁１４とともにガイド凹部４２が揺動さ
れると、連結ピン４１がガイド凹部４２の形状に沿って
動かされ、主排気制御弁１４に追従して補助排気制御弁
２５ａ，２５ｂが回動されるようになっている。

【００５１】図５に示すように、上記主排気制御弁１４
が閉じ位置に回動されている状態では、ガイド凹部４２
の一端部に連結ピン４１が位置され、このガイド凹部４
２の一端部によって補助排気制御弁２５ａ，２５ｂが半
時計回り方向に押圧されている。そのため、補助排気制
御弁２５ａ，２５ｂは、主排気制御弁１４が閉じ位置に
回動されている状態において、上記待機領域に保持され
ている。

【００５２】また、ガイド凹部４２は円弧状に湾曲され
ているため、主排気制御弁１４の動きが二次曲線的に変
化して補助排気制御弁２５ａ，２５ｂに伝えられるよう
になっている。具体的には、図９に示すように、主排気
制御弁１４が閉じ位置から開き位置に向けて揺動を開始
した時点では、補助排気弁２５ａ，２５ｂは、主排気弁
１４の揺動よりもゆっくりとした速度で待機領域から閉
じ位置に向けて回動される。そして、補助排気制御弁２
５ａ，２５ｂが閉じ位置を過ぎる頃から次第に回動速度
が早くなるとともに、主排気制御弁１４の開度が全開時
の略半分に達する頃から再び補助排気弁２５ａ，２５ｂ
の回動速度が遅くなり、そのまま主排気制御弁１４と同
期して全開位置まで回動されるようになっている。

【００５３】次に、上記構成の２サイクルエンジンにお
いて、主排気制御弁１４および補助排気制御弁２５ａ，
２５ｂの作動について説明する。エンジン回転数が７０
００rpm に達しないような低回転域においては、主排気
制御弁１４は閉じ位置に保持されている。そのため、図
３に示すように、弁体１５のエッジ部１５ａが主排気口
５の開口上縁５ａよりも下死点（ＢＤＣ）側に移動さ
れ、排気行程の初期の排気タイミングが遅くなる。それ
とともに、主排気制御弁１４に追従する補助排気制御弁
２５ａ，２５ｂは、図５に示すような待機領域に保持さ
れ、補助排気通路９ａ，９ｂが閉じられている。

【００５４】この結果、排気行程時において、燃焼ガス
は、主排気口５のみを通じて排出されるとともに、上記
排気タイミングの遅れに伴ってゆっくりとしたブローダ
ウンが行われる。したがって、燃焼ガスのエネルギが効
率良くピストンに伝わり、低速トルクが増大する。

【００５５】図９に示すようにエンジン回転数が７００
０rpm に達すると、サーボモータ１８が所定の角度回動
し、このサーボモータ１８の回転がリンク１９およびプ
ッシュロッド２０を介して主排気制御弁１４の弁体１５
に伝えられる。このため、弁体１５は支持軸１６を支点
に反時計回り方向に揺動し、エッジ部１５ａが主排気口
５の開口上縁５ａに近づいていく。この弁体１５の揺動
により、主排気口５の開口高さが次第に高くなり、エン
ジン回転数の上昇に応じて主排気口５の排気タイミング
が早くなる。

【００５６】主排気制御弁１４が閉じ位置から開き位置
に向けて揺動されると、この主排気制御弁１４は、連結
ピン４１とガイド凹部４２との嵌合により補助排気制御
弁２５ａ，２５ｂと連動されているので、補助排気制御
弁２５ａ，２５ｂが主排気制御弁１４に追従して待機領
域から閉じ位置に向けて回動を開始する。

【００５７】この際、補助排気制御弁２５ａ，２５ｂが
待機領域にある期間中は、そのシール部３７の外周面３
６が補助排気通路９ａ，９ｂの下面１０ｂに接触して、
補助排気通路９ａ，９ｂを閉じているので、補助排気口
６ａ，６ｂからの燃焼ガスの流出が阻止される。

【００５８】エンジン回転数が８２００rpm に達する
と、補助排気制御弁２５ａ，２５ｂのシール部３７の角
部３８が補助排気通路９ａ，９ｂの下面１０ｂから離れ
る。このため、補助排気通路９ａ，９ｂが開き始め、排
気行程時の燃焼ガスは、主排気通路８および補助排気通
路９ａ，９ｂを通じて排出される。そして、補助排気通
路９ａ，９ｂの通路断面積は、エンジン回転数の上昇に
伴って増大し、この通路断面積は、補助排気制御弁２５
ａ，２５ｂが全開となった時に最大となる。

【００５９】エンジン回転数が９０００rpm に達する
と、図７に示すように、補助排気制御弁２５ａ，２５ｂ
の開度が大きくなり、シール部３７の先端面３７ａが開
口部１２の端部１２ａから外れる。これにより、端部１
２ａの開口縁部１２ｂとシール部３７の閉塞面３５との
間に隙間が生じ、この隙間を通じて補助排気通路２５
ａ，２５ｂと主排気通路８とが連通される。この結果、
補助排気通路２５ａ，２５ｂを流れる燃焼ガスが主排気
通路８にリークする。

【００６０】上記隙間は、補助排気制御弁２５ａ，２５
ｂの開度に比例して大きくなる。そして、この隙間は、
補助排気通路２５ａ，２５ｂの通路断面積を規定するシ
ール部３７の角部３８よりも上流側に位置するため、図
９に示すように、エンジン回転数が略９５００rpm に達
する頃から上記隙間を通じて主排気通路８にリークする
燃焼ガスの量が多くなる。したがって、この時点から補
助排気制御弁２５ａ，２５ｂによる排気制御効果が失わ
れ、補助排気制御弁２５ａ，２５ｂが全開の時と同様の
状態に移行する。すなわち、補助排気制御弁２５ａ，２
５ｂによって通路断面積が変化される領域は、８０００
rpm から９５００rpm までの間となり、この補助排気制
御弁２５ａ，２５ｂによる排気制御特性は、図９に破線
で示すような直線となる。

【００６１】この結果、補助排気通路９ａ，９ｂは、補
助排気制御弁２５ａ，２５ｂが全開位置に達しないうち
から、その通路断面積が最大の時と同様の状態に移行す
ることになり、排気行程の初期の段階から多くの燃焼ガ
スを補助排気通路９ａ，９ｂから主排気通路８に排出す
ることができる。よって、高回転域に移行する過渡期の
排気効率を高めることができ、その分、出力が向上する
ことになる。

【００６２】エンジン回転数が１０５００rpm に達する
と、図４に示すように、主排気制御弁１４が全開とな
り、その弁体１５のエッジ部１５ａが主排気口５の開口
上縁５ａに沿うように退く。そのため、主排気口５の開
口高さが最大となり、排気タイミングが早くなる。。

【００６３】主排気制御弁１４が全開となると、これに
同期して補助排気制御弁２５ａ，２５ｂが全開となり、
図８に示すように、補助排気通路９ａ，９ｂの通路断面
積が最大となる。このため、主排気口５の排気タイミン
グが早くなることと合わせて、排気行程の初期段階から
多くの燃焼ガスを主排気通路８に効率良く排出すること
ができ、最大出力が向上する。

【００６４】このような２サイクルエンジンによれば、
補助排気通路９ａ，９ｂを主排気通路８に合流させる開
口部１２の端部１２ａを上流の補助排気制御弁２５ａ，
２５ｂに向けて延長し、この開口部１２の端部１２ａを
補助排気制御弁２５ａ，２５ｂのシール部３７によって
開閉するようにしたので、エンジン回転数が所望の値に
達した時点で補助排気制御弁２５ａ，２５ｂによる排気
制御効果をなくすことができ、高回転域への過渡期の出
力を高めることができる。

【００６５】そのため、補助排気制御弁２５ａ，２５ｂ
の開度を制御する特殊なリンク機構やカムが不要とな
り、構造を簡単化することができる。しかも、補助排気
制御弁２５ａ，２５ｂは、主排気制御弁１４に連動して
待機領域、閉じ位置および開き位置に亘って回動される
ので、これら主排気制御弁１４および補助排気制御弁２
５ａ，２５ｂを、一つのサーボモータ１８を駆動源とし
て開閉駆動することができ、主排気制御弁１４および補
助排気制御弁２５ａ，２５ｂの駆動経路を共通化するこ
とができる。

【００６６】したがって、上記構造の簡略化と合わせ
て、２サイクルエンジンのコストの低減が可能となると
ともに、作動の信頼性や保守点検時の整備性が向上する
といった利点がある。

【００６７】また、開口部１２の開口縁部１２ｂの傾斜
角度や開口部１２の端部１２ａの位置を変えることで、
補助排気通路９ａ，９ｂを流れる燃焼ガスが主排気通路
８にリークするタイミングを任意に設定することができ
る。このため、２サイクルエンジンの用途に応じたエン
ジン特性を容易に得ることができる。

【００６８】さらに、上記構成の２サイクルエンジンに
よると、主排気制御弁１４と補助排気制御弁２５ａ，２
５ｂとは、連結ピン４１とガイド凹部４２とを介して互
いに連動されているので、主排気制御弁１４が閉じ位置
から開き位置に向けて揺動されると、補助排気制御弁２
５ａ，２５ｂも待機領域から閉じ位置に向けて回動を始
める。

【００６９】この際、上記待機領域は、閉じ位置よりも
さらに閉じ方向側に回動された位置にあるので、補助排
気制御弁２５ａ，２５ｂが待機領域にある期間中は、そ
のシール部３７の外周面３６が補助排気通路９ａ，９ｂ
の下面１０ｂに接しており、補助排気通路９ａ，９ｂは
閉じられたままの状態に保たれている。

【００７０】そのため、主排気制御弁１４が開き始めて
も、補助排気制御弁２５ａ，２５ｂは補助排気通路９
ａ，９ｂを閉じており、主排気制御弁１４および補助排
気制御弁２５ａ，２５ｂが開き始めるタイミングに時間
差を与えることができる。

【００７１】したがって、主排気制御弁１４と補助排気
制御弁２５ａ，２５ｂとが互いに連動されているにも拘
わらず、これら排気制御弁１４，２５ａ，２５ｂが開き
始めるタイミングに時間差を与えるための特殊な機構は
一切不要となる。よって、作動の信頼性が増すととも
に、この点でも２サイクルエンジンのコストの低減に寄
与することになる。

【００７２】加えて、補助排気制御弁２５ａ，２５ｂを
回動式としたことに伴い、補助排気制御弁２５ａ，２５
ｂが全開となっても、補助排気通路９ａ，９ｂの下面１
０ｂには、シール部３７の外周面３６が接する円弧状の
凹部３９が残るに止どまり、通路断面形状が大幅に変化
することはない。

【００７３】すなわち、補助排気制御弁を補助排気通路
と交差する方向にスライドするスライド式とした場合、
主排気制御弁および補助排気制御弁が開き始めるタイミ
ングに時間差を与えるには、補助排気通路の下面に補助
排気制御弁が取り出し可能に嵌合される凹部を形成する
必要がある。この凹部は、補助排気制御弁がスライド式
であることを考えると、スライド方向に沿って深いもの
となる。

【００７４】そのため、補助排気制御弁が全開となった
時に、補助排気通路の下面に深い凹部が残ることにな
り、通路断面形状が大幅に変化したり、燃焼ガスが凹部
に流れ込んで、ガスの流れが乱されるといった問題が生
じることになる。

【００７５】しかるに、上記構成の２サイクルエンジン
によれば、凹部３９は、シール部３７の外周面３６に沿
うような浅い円弧状のものでしかないため、この凹部３
９によって燃焼ガスの流れが乱されることはなく、排気
効率を良好に維持することができる。

【００７６】なお、上記実施の形態においては、主排気
制御弁によって補助排気制御弁を駆動するようにした
が、本発明はこれに限らず、補助排気制御弁をサーボモ
ータのような駆動手段に連動させ、この補助排気制御弁
によって主排気制御弁を駆動するようにしても良い。

【００７７】また、上記主排気制御弁および補助排気制
御弁が回動するエンジン回転数は、上記実施の形態に特
定されるものではなく、エンジンの用途に応じて適宜変
更が可能である。さらに、本発明に係る２サイクルエン
ジンは、モータサイクル用に特定されるものではなく、
その他の車両を始めとして種々の分野に実施可能であ
る。

【００７８】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、エ
ンジン回転数が所望の値に達した時点で補助排気制御弁
による排気制御効果をなくして、補助排気通路を全開状
態に移行させることができ、高回転域への過渡期の出力
を高めることができる。そのため、補助排気制御弁の開
度を制御する特殊なリンク機構やカムが不要となり、構
造を簡単化することができる。しかも、補助排気制御弁
と主排気制御弁とは互いに連動して駆動されるので、こ
れら主排気制御弁および補助排気制御弁を、一つの駆動
源によって駆動することができ、主排気制御弁および補
助排気制御弁の駆動経路を共通化することができる。し
たがって、上記構造の簡略化と合わせて、コストの低減
が可能となるとともに、作動の信頼性や保守点検時の整
備性が向上するといった利点がある。

【００７９】請求項６に記載された発明によれば、主排
気制御弁と補助排気制御弁とが互いに連動されているに
も拘わらず、これら制御弁が開き始めるタイミングに時
間差を与えるための特殊な機構が一切不要となる。その
ため、作動の信頼性が増すとともに、コストの低減が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る２サイクルエンジン
において、そのシリンダブロックの断面図。

【図２】シリンダブロックを補助排気通路を含む平面で
切断した断面図。

【図３】主排気制御弁が閉じ位置に揺動された状態を示
す断面図。

【図４】主排気制御弁が全開位置に揺動された状態を示
す断面図。

【図５】補助排気制御弁が待機領域に回動された状態を
示す断面図。

【図６】補助排気制御弁が閉じ位置に回動された状態を
示す断面図。

【図７】補助排気制御弁が開き位置に回動され、開口部
の端部を通じて補助排気通路が主排気通路に連通された
状態を示す断面図。

【図８】補助排気制御弁が全開位置に回動された状態を
示す断面図。

【図９】主排気制御弁および補助排気制御弁の作動特性
を示す図。

【符号の説明】

１…シリンダブロック ２…シリンダ ５…主排気口 ６ａ，６ｂ…補助排気口 ８…主排気通路 ９ａ，９ｂ…補助排気通路 １１…区画壁 １２ａ…連通路（開口部の端部） １４…主排気制御弁 １８，１９，２０…駆動手段（サーボモータ、リンク、
プッシュロッド） ２５ａ，２５ｂ…補助排気制御弁 ４１，４２…連動手段（連結ピン、ガイド凹部）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダを有するシリンダブロックと；
   上記シリンダの内面に開口された主排気口を有する主排
   気通路と；上記主排気口に隣接した位置において上記シ
   リンダの内面に開口された補助排気口を有するととも
   に、下流端が上記主排気通路に合流された補助排気通路
   と；上記主排気口の上部に進出する閉じ位置と、上記主
   排気口の上部から退く開き位置とに亘って移動可能に上
   記シリンダブロックに支持された主排気制御弁と；上記
   補助排気通路を閉じる閉じ位置と、この補助排気通路を
   開く開き位置とに亘って移動可能に上記補助排気通路に
   配置された補助排気制御弁と；上記主排気制御弁と上記
   補助排気制御弁とを互いに連動させる連動手段と；上記
   主排気制御弁および上記補助排気制御弁を、エンジン運
   転状況に応じた最適な位置に移動させる駆動手段と；を
   備えている２サイクルエンジンの排気制御装置におい
   て、 上記シリンダブロックは、主排気通路と補助排気通路と
   の間に介在される区画壁を有し、この区画壁に、上記補
   助排気制御弁の近傍に位置して上記補助排気通路と主排
   気通路とを連通させる連通路を形成するとともに、この
   連通路は、上記補助排気制御弁が開き位置に移動された
   時に、この補助排気制御弁によって開かれることを特徴
   とする２サイクルエンジンの排気制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、上記補助排気
   制御弁は、上記閉じ位置と開き位置とに亘って回動可能
   に上記シリンダブロックに支持されていることを特徴と
   する２サイクルエンジンの排気制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２の記載において、上記補助排気
   制御弁は、上記閉じ位置に回動された時に上記補助排気
   口の方向を指向する平坦な閉塞面と、この閉塞面の下流
   側に向けて突出するとともに、上記補助排気通路の内面
   に摺動可能に接する円弧状に湾曲された外周面と、上記
   区画壁に摺動可能に接する端面と、を有するシール部を
   含み、このシール部の端面によって上記連通路が開閉さ
   れることを特徴とする２サイクルエンジンの排気制御装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３の記載において、上記区画壁
   は、上記補助排気通路の下流端に対応した位置に、この
   補助排気通路を上記主排気通路に合流させる開口部を有
   し、この開口部の上記補助排気制御弁側の端部が上記連
   通路を兼ねていることを特徴とする２サイクルエンジン
   の排気制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２の記載において、上記主排気制
   御弁は、上記閉じ位置と開き位置とに亘って揺動可能に
   上記シリンダブロックに支持され、この主排気制御弁が
   上記駆動手段によって駆動されるとともに、上記連動手
   段は、上記補助排気制御弁に固定された連結ピンと、上
   記主排気制御弁に形成され、上記連結ピンが摺動可能に
   嵌合された長孔状のガイド凹部とで構成され、このガイ
   ド凹部は、上記主排気制御弁の動きを二次曲線的に変化
   させて上記補助排気制御弁に伝えるように円弧状に湾曲
   されていることを特徴とする２サイクルエンジンの排気
   制御装置。
6. 【請求項６】 シリンダを有するシリンダブロックと；
   上記シリンダの内面に開口された主排気口を有する主排
   気通路と；上記主排気口に隣接した位置において上記シ
   リンダの内面に開口された補助排気口を有する補助排気
   通路と；上記主排気口の上部に進出する閉じ位置と、上
   記主排気口の上部から退く開き位置とに亘って移動可能
   に上記シリンダブロックに支持された主排気制御弁と；
   上記補助排気通路を閉じる閉じ位置と、この補助排気通
   路を開く開き位置とに亘って移動可能に上記補助排気通
   路に配置された補助排気制御弁と；上記主排気制御弁と
   上記補助排気制御弁とを互いに連動させる連動手段と；
   上記主排気制御弁および上記補助排気制御弁を、エンジ
   ン運転状況に応じた最適な位置に移動させる駆動手段
   と；を備えている２サイクルエンジンの排気制御装置に
   おいて、 上記補助排気制御弁は、上記閉じ位置からさらに閉じ方
   向に移動された待機領域を有し、上記主排気制御弁が閉
   じ位置にある状態においては、補助排気制御弁が上記待
   機領域に保持されていることを特徴とする２サイクルエ
   ンジンの排気制御装置。
7. 【請求項７】 請求項６の記載において、上記補助排気
   制御弁は、上記開き位置と待機領域とに亘って回動可能
   に上記シリンダブロックに支持され、この補助排気制御
   弁は、上記補助排気口の方向を指向する平坦な閉塞面
   と、この閉塞面の下流側に向けて突出する円弧状に湾曲
   された外周面と、を有するシール部を含み、上記補助排
   気制御弁が閉じ位置および待機領域に移動されている時
   に、上記シール部の外周面が上記補助排気通路の内面に
   摺動可能に接していることを特徴とする２サイクルエン
   ジンの排気制御装置。