JPS62271925A - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 本発明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適用される排気時期制御装置に関
するものである。

「従来の技術」 一般に、車両等に用いられるエンジンは、低速走行時（
低回転域）におけろ動力特性に重点をおいた低回転型と
、高速走行時（高回転域）における動力特性に重点をお
いた高回転型とに大略２分されており、前者は、エンジ
ン出力のピークが低回転域において得られるように、ま
た、後者は、エンジン出力のピークが高回転域において
得られるようになっているが、前者の場合には、高回転
域での出力が頭打ちとなり、また、後者の場合には、低
回転域での出力が前者に比して低くなってしまうといっ
た特性をも合わせ持っている。

そこで、高回転域での高い出力を維持しつつ、低回転域
での出力を高めることにより、低速走行時（低回転時）
から高速走行時（高回転時）に至る広い回転域で出力特
性を向上させることが検討されており、その具体的な解
決手段の一例として、低回転時と高回転時とで、エンジ
ンの排気時期を変化させることが挙げられている。

ところで、２サイクルエンジンにおいては、その排気操
作が、ピストンの下死点側への移動によって排気ポート
が開放されることによる、排気通路とシリンダ内部との
連通によって行なわれることから、前述したように排気
時期を変化させるためには、排気通路のシリンダ内への
開口部である排気ポートの上縁（以降、ピストンの上死
点側を上とし、下死点側を下とする　）の位置を、ピス
トンの移動方向に変化させろ必要がある。

そして、前述したような２サイクルエンジンの排気ボー
ト上縁の位置変更を行なうために、従来では、例えば、
米国特許第４３９１２３４号に示される技術が既に提案
されている。

この技術は、第１図に示すように、２サイクルエンジン
１のシリンダ２の内面に開口した排気ポート３に連続す
る排気通路４の上部壁に、前記排気ポート３の近傍から
下流側へ向けて凹部５を形成し、該凹部５の下流側の端
部に、前記シリンダ２および排気通路４の中心線とほぼ
直交するように、回動自在な駆動軸６を設け、該駆動軸
６に、該駆動軸６によって揺動させられることにより、
前記凹部５に収納され、また、該凹部５から排気通路４
内に突出させられる板状の弁体７を一体に設けた構成を
有し、弁体７を凹部５から突出させた状態において、該
弁体７の揺動端部に、よって前記排気ポート３の上部を
閉塞することにより、第１図に示すように、ピストン８
の下陶に伴うシリンダ２内部と排気通路４との連通時期
、すなわち排気時期を、排気ポート３の上縁３ａと弁体
７の揺動端部の下端縁７ａとの距離分遅延させ、また、
弁体７を凹部５内に収納して排気ポート３の上部を開放
することにより、前述した排気時期を早めるようにした
ものである。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、前述した従来の技術における次のような問題
点を解決せんとするものである。

すなわち、前述した従来の技術にあっては、板状の弁体
７を揺動さ仕て、その揺動端部によって排気ポート３の
上部を開閉することにより、排気時期の変更を行なうよ
うにしているが、このような弁体７の揺動に際して、前
記弁体７の揺動端部が円弧状の移動軌跡を描き、かつ、
弁体７を排気通路４内に突出させた状態において、燃焼
ガスの漏洩を防止するために、該弁体７の揺動端部を極
カンリンダ２の内面に接近させる必要があることから、
該弁体７を収納する凹部５の内面とシリンダ２の内面と
の間のシリンダ壁がエツジ状に薄肉化されてしまい、こ
れによって熟はけが低下してしまうといった問題点であ
る。

特に、前述したエツジ部が、排気ポート３の上部といっ
た温度上昇の最も高い部分に形成されることから、その
対策が必要とされている。

一方、このような問題点を解消すための一手段として、
前記弁体７を薄肉化して、凹部５を浅くすることにより
、前述したエツジ部を小さくすることが考えられるが、
この手段によると、排気時期の変更量すなわち弁体７の
突出量が予め設定されていることから、弁体７を排気通
路４内に設定全突出させた際に、弁体７の揺動端部が凹
部５から完全に離間し、該凹部７と弁体７の上部との間
に形成される空間部が、前記シリンダ２の内部すなわち
燃焼室に連通させられて、いわゆるデッドスペースが形
成されてしまい、この結果、弁体７によって設定された
正規の排気時期に至る前に、燃焼ガスの一部が前記空間
部に流れ込み、排気時期の制御精度が低下してしまうお
それがあり、有効な解決手段とはなりえていない。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前述した従来の問題点を有効に解消し得る２
サイクルエンジンの排気時期制御装置を提供せんとする
もので、特に、２サイクルエンジンのシリンダに形成さ
れた排気通路の上部壁に、該排気通路のシリンダ内への
開口である排気ボートの近傍から、排気通路の下流側へ
向かって凹部を形成し、該凹部に、前記シリンダの中心
線とほぼ直交する回動軸を設け、該回動軸に、該回動軸
によって揺動させられる弁体を設け、該弁体を揺動させ
ることにより、その揺動端部によって前記排気ボートの
上部を開閉して、前記排気通路とシリンダの内部との連
通時期を変化させるようにした排気時期制御装置であっ
て、前記弁体は、前記凹部のシリンダの内部側の壁面に
摺接させられるシール面が形成された基部と、前記シー
ル面の下方から弁体の揺動半径方向外方へ向かって突出
する突片を備え、かつ、前記基部の下面に一体に取り付
けられた制御部とから構成されていることを特徴とする
。

「作用　」 本発明に係わる２サイクルエンジンの排気時期制御装置
は、弁体が排気通路内に突出させられた状態において、
弁体の基部に設けたシール面と凹部の内面とを重畳させ
ることにより、弁体の上面と凹部との間に形成される空
間部とシリンダの内部との連通を遮断し、また、前記シ
ール面の下方から弁体の揺動半径方向外方に向けて突設
した突片により、シリンダ内と排気通路との連通時期を
制御して、前記シール面の弁体の揺動中心側への位置変
更を可能にし、これによって、前記凹部内面とシリンダ
の内面とを離間させて、排気ボート上方のシリンダ壁の
肉厚を大きくするしのであり、さらに、前記基部と制御
部との削加工を可能として、それぞれの加工精度を高め
るとともに、製作性を高めるものである。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第２図ないし第４図に堰づき
説明する。

第２図および第３図中、符号ＩＯは、一実施例が適用さ
れた２サイクルエンノンを示す乙ので、シリンダブロッ
クｌｌａと、該シリンダブロックｌｌａの」二部に取り
付けられたシリンダヘッドＩｌｂとによって構成された
シリンダ１１．　Ｍ記シリンダブロックＩｌａ内に摺動
自在に嵌装されたピストン１２、該ピストン１２と前記
シリンダブロックｌｌａおよびシリンダヘッドｌｌｂと
によって形成される燃焼室１３、前記シリンダブロック
ｌ１ｇに形成された膜数の掃気通路１４および単一の排
気通路１５、これらの燃焼室１３への開口である掃気ボ
ート１６および排気ポート１７とを備え、前記排気通路
１５の上部壁で前記排気ポート１７の近傍に、本実施例
に係わる排気時期制御装置１８が設けられている。

該排気時期制御装置１８は、前記排気通路１５の上部壁
に、前記排気ポート１７の近傍から下流側へ向かって凹
部Ｌ９を形成し、該凹部１９に、前記シリンダ１【の中
心線とほぼ直交する回動軸２０を設け、該回動軸２０に
、該回動軸２Ｇによって揺動させられる弁体２１を設け
、該弁体２１を、前記四部１９の燃焼室１３側の壁面１
９ａに摺接させられるシール面２２ａが形成された基部
２２と、前記シール面２２ａの下方から弁体２１の揺動
半径方向外方へ向かって突出する突片２３ａを備え、か
つ、前記基部２２の下面に一体に取り付けられた制御部
２３とによって形成した概略構成となっている。

次いで、これらの詳細について説明すれば、前記四部１
９は、本実施例では、第３図に示すように、前記シリン
ダ１１の周方向に沿いかつ燃焼室１３の内面から半径方
向に所定距離離間して形成された第１の四部１９ｂと、
該第１の凹部１９ｂから排気通路１５の長さ方向に沿っ
て形成された第２の凹部１９ｃとによって構成されてい
る。また、前記第１の凹部１９ｂは、前記排気ポート１
７の幅よりし若干大きく形成されているとともに、前記
燃焼室１３側の壁面１９ａは、第１図に示すように、前
記回動軸２０の軸心線を中心として湾曲されていて、前
述したように、第１の凹部１９ｂが燃焼室１３の内面に
ｔＯって形成されていることと相まって、３次元的な曲
面となされている。そして、前記壁面１９ａと燃焼室１
３の内面との距離は、両者間のシリンダ壁における熱ひ
け性を考慮して設定される。

ＥＦｉ記回動軸２０は、シリンダ１１の上部壁に回動自
在に支持される円柱部２４ａおよび該円柱部２４ａの一
端から長さ方向に延設された非真円形状の取り付は部２
４ｂを備えた第１の軸横成体２４と、該第１の軸溝成体
２４の取り件部２４ｂが嵌合させられる非真円形状の貫
通孔２５ａが形成されているとともに、前記排気通路１
５の上部壁に回動自在に支持される第２の軸横成体２５
とから構成されている。

該第２の軸横成体２５は、前記取り付は部２４ｂの一端
部にナツト２６によって係止されたストッパ２７へ当接
させられることにより、第１の軸横成体２４からの離脱
が阻止されているとともに、前記ストッパ２７に当接さ
せられた状態において、前記第１の軸横成体２４の円柱
部２４ａと取り付は部２４ｂとの境界部分に形成された
段部２４ｃとの間に、前記取り付は部２４ｂを所定長さ
露出させ得るように、その長さが設定されている。

また、前記第１の軸横成体２４のシリンダ１１の外部に
突出する部分には、第３図に示すように、小径部２４ｄ
が形成されており、該小径部２４ｄには、前記シリンダ
１１に固定されるストッパ２８が相対回動自在に被嵌さ
せられているとともに、一端部に向けて一体回動可能な
操作レバー２９、カラー３０ｈ（順次被嵌され、これら
のストッパ２８、操作レバー２９およびカラー３０が、
小径部２４ｄの端部に螺着されだナツト３１によって係
止されている。

したがって、このような構成により、前記第１の軸横成
体２４および第２の軸横成体２５が、シリンダ１１に対
して位置決めされているとともに、該シリンダ１１から
の離脱が阻止されている。

さらに、前記第１の軸横成体２４の円柱部２４ａおよび
第２の軸横成体２５の外部に突出する部分とシリンダ１
１の外壁面との間には、これらを気密に閉塞するソール
部材３２・３′Ａが介装されている。

前記弁体２１は、本実施例では、第３図および第４図に
示すように、前記回動輪２０の長さ方向に２分割されて
おり、第３図に示すように、前記排気ボート１７から排
気通路１５の下流側に向かって設けられた補強用のリブ
３４をはさむように配設されるようになっている。

そして、これらの弁体２１を構成する前Ａｄ基部２２は
、第２図および第３図に示すように、その一端部に、前
記第１の軸横成体２４の取り付は部２４ｂの断面形状と
同様の非真円状の貫通孔３５が形成されており、これら
の貫通孔３５［１に取り付は部２４ｂが嵌合させられる
ことによって、各弁体２１が回動軸２０に一体的に取り
付けられるとともに、該回動軸２０の回動に伴い、所定
角度の範囲内で往復回動させられるようになっている。

この回動角度は、各弁体２１が凹部１９内に収納された
状態を基準として、前記シール而２２ａと凹部【９の壁
面１９ａとの重畳量が設定距離に至るまでの角度である
。

また、前記基部２２は、第３図に示すように、シリンダ
１１の中心線方向からみて、前記凹部【９とほぼ同様の
形状となるように形成されて、該凹部１９内に収納され
得ろようになされており、下面（排気通路１５内に露出
する而）に、前記制御部２３を取り付けるための切欠２
２ｂが形成されているとともに、前記第１の凹部１９ｂ
に収納される部分の燃焼室１３側の端部が前記シール而
２２ａとなされ、該し一ル面２２ａは、前記第１の凹部
１９ｂの壁面１９ａと同様に３次元的な曲面に形成され
ている。

そして、両弁体２１は、その貫通孔３５内に第１の軸横
成体２４の取り付は部２４ｂが貫挿されるとともに、該
第１の軸横成体２４の段部２４ｃと第２の軸横成体２５
の内方端部とによってはさみこまれることにより、回動
軸２０に取り付けられて、シリンダ１１や排気通路１５
、排気ボート１７および凹部１９に対して（Ｉ″ＬＬ置
決れるようになっている。また、このように、両弁体２
１を回動軸２０に取り付けた状態において、第２図に示
すように、それぞれのシール而２２ａが前記第１の凹部
１９ｂの壁面１９ａに摺接さ什られる。

１ｉｉｊ記制御部２３は、第３図および第４図に示すよ
うに、シリンダＵの中心線方向からみた形状が、前記基
部２２とほぼ同等となるように形成されており、該基部
２２の切欠２２ｂ内に嵌合させられることによって、該
基部２２に位置合わせさ紅、かつ、両片をｎ通する複数
のリベット３６によって一体化されている。そして、該
制御部２３は、基部２２とともに１１１１記凹部１９内
に収納された状態において、下面が、排気通路１５の内
面に連続してその一部を構成ずろようになっている。

一方、前記制御部２３に設けられた前記突片２３ａは、
制御部２３が前記基部２２に取り付けられた状態におい
て、前述したように基部２２のシール面２２ａから突出
するように形成されており、上面３７が、燃焼室１３の
中心線上の１点を頂点とした円錐面の一部を構成するよ
うな湾曲面となされている。また、該上面３７は、弁体
２１が凹部１９内に収納された状態において、第２図に
示すように、前記燃焼室１３の内面と第１の凹部１９ｂ
の壁面１９ａとの間のシリンダ壁の下面に、はぼ全面に
亙って接触するようになされている。

一方、前記回動軸２０には、操作レバー２９を介してア
クチュエータ（図示路）が連設されており、該アクチュ
エータは、エンジンｌＯの回転数に基づいて作動させら
れるもので、例えば、エンジン１Ｇのクランク軸によっ
て作動させられるガバナであり、あるいは、電気的に作
動させられるサーボモータであって、前記回動軸２０を
往復回動さ仕ることにより、弁体２１を所定角度の範囲
内で浮動させるようになっている。

しかして、エンジンｌＯの始動に伴い、燃焼ガスが排気
ボート１７および排気通路１５を経て外部＼継続して排
出され、この排出される燃焼ガスによって、特に、排気
ボート１７の上方のシリンダ壁が、他の部分に比較して
高い温度に加熱される現象がみられるが、本実施例の排
気時期制御装置１８が適用されたエンジン１０にあって
は、弁体２１のシール面２２ａが制御部２３の端部から
離間されている分、該弁体２１を収納する凹部１９の壁
面１９ａが燃焼室１３の内面から離間させられているか
ら、前述した排気ボート１７の上方のシリンダ壁の肉厚
が大きく形成されることになり、燃焼ガスによって与え
られる熱かシリンダ１１の他の部分に速やかに伝達され
て、過加熱が防止される。したがってエンジン１０の熱
に対する耐久性能が向上する。また、前記突片２３ａは
、排気通路１５の下流側へ向かって漸次厚くなるように
形成されているから、温度の低い部分に向けて熱の伝達
が良好に行なわれて、弁体２１自体の過度の温度上昇が
抑制される。

そして、エンジンＩＯが低回転域で運転されている場合
には、回動軸２０がアクチュエータによって回動させら
れるとともに、第２図に鎖線で示すように、該回動軸２
０によって弁体２１が揺動させられて凹部１９から排気
通路１５内に突出させられることにより、該弁体２Ｌの
揺動端部によって排気ボート１７の上部が閉塞されて、
ピストン１２の下降に伴う排気ボート１７の開口時期、
すなわち排気時期が、制御部２３の突片２３ａと排気ボ
ート１７の上縁１７ａとの距離分遅延させられる。

このような、排気時期の遅延操作に際して、突出状態に
ある弁体２１のシール面２２ａと凹部１９の壁面１９ａ
との重畳部分において、燃焼室１３と凹部１９との連通
が遮断され、これによって、制御部２３による前述した
排気時期の遅延操作が確実に行なわれろとともに、低回
転域におけろ排気が適性に行なわれて、低回転域におけ
る出力特性の向上がなされる。しかも、前記弁体２１を
形成するに際して、基部２２および制御部２３師に別体
に製作して一体化するものであるから、前記シール面２
２ａや、突片３７の燃焼室１３側の端部の加工精度が十
分に得られ、この点からし、前述したシール性能が高め
られ、あるいは、排気時期の設定が確実に行なわれて、
高精度の排気時期制御が実施される。

ところで、前述したように弁体２１が突出させられた場
合、該弁体２１と排気通路１５の内面および突片２３ａ
の上面３７との間に燃焼室１３の内部に連通した空間部
が形成されるが、その容積が前記燃焼室１３のそれに比
して極めて小さく、前述した排気時期の制御に与える影
響は軽微なものである。

さらに、エンジンｌＯが高回転域に至った場合には、そ
の情報に基づき作動させられるアクチュエータによって
、第２図に実線で示すように、弁体２１が凹部１９内に
収納されることにより、排気ボート１７の上部が開放さ
れて排気時期が早められ、高回転域におけろ排気が適切
に行なわれるとともに、高回転域における出力特性の向
上が図られる。

なお、前記実施例において示した各構成部材の語形状や
寸法等は一例であって、適用するエンジンの種類や設計
要求等に基づき種々変更可能である。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わる２サイクルエンジ
ンの排気時期制御装置は、シリンダ内に摺動自在に嵌装
されたピストンによって開閉される排気ポートに連続し
て形成された排気通路の上部壁に、前記排気ポートの近
傍から排気通路の下流側へ向かって凹部を形成し、該凹
部に、前記シリンダの中心線とほぼ直交する回動輪を設
け、該回動軸に、該回動軸によって揺動させられる弁体
を設け、該弁体を揺動させることにより、その揺動端部
によって前記排気ポートの上部を閉塞して、前記排気通
路とシリンダの内部との連通時期を変化させるようにし
た排気時期制御装置であって、前記弁体は、前記四部の
シリンダの内部側の壁面に摺接させられるシール面が形
成された基部と、前記シール面の下方から弁体の揺動半
径方向外方へ向かって突出する突片を備え、かつ、前記
基部の下面に一体に取り付けられた制御部とから構成さ
れていることを特徴とするもので、次のような優れた効
果を奏する。

■排気時期を設定する突片と、燃焼室と凹部との連通を
遮断するシール面とを離間させることにより、特に、加
熱熱量の大きい箇所である、四部と燃焼室内面との間に
位置するシリンダ壁の厚みを極力太き（して、該シリン
ダ壁の熱ひけを良好にし、もって、熱に対する耐久性を
大幅に向上さけろことができる。

■突片をシール面から突出して設けることにより、該突
片を燃焼室の内面の延長線上に極力接近させて、排気ポ
ートの開閉を精度よく行なうとともに、前記シール面に
よって、凹部と燃焼室との連通遮断を確実なものとし、
前記■の効果を維持しつつ排気時期の制御を確実に行な
うことができる。

■基部と制御部とを別部材とすることにより、燃焼室と
凹部との密封性能を左右するシール面の加工、および、
排気時期の設定に大きく影響する突片の縁部の加工を容
易にするとともに、高精度の加工を可能にして、前記■
の効果をより一層高めることができる。

■谷溝成部材を低回転域側に設定した場合において、燃
焼室と連通させられる排気ポートの上部に発生する空間
部、いわゆる、デッドスペースの容積を極力小さくして
、該デッドスペースが排気時期の制御操作に与える影響
を軽微なしのとすることができ、前記効果と相まって、
排気時期の制御精度を大幅に高め゛ろことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気時期制御装置を備えた２サイクルエンノン
の一従来例を示す縦断面図、第２図ないし第４図は本発
明の一実施例を示すしので、第２図は要部の縦断面図、
第３図は第２図のｌｌｌ−［線にｔｆ）う矢視断面図、
第４図（Ａ）は弁体の分解斜視図、第４図（［３）は外
観斜視図である。 １０・・・・・・２サイクルエンジン、１１・・・山シ
リンダ、１１ａ・・・・・・シリンダブロック、１１ｂ
　　・・・・・シリンダヘッド、１２・・・・・・ピス
トン、１５・・・・・・排気通路、　　　　　１７・・
・・・・排気ポート、１７ａ　・・・・・上縁、 １８・・・・・・排気時期制御装置、　１９・・・・・
・凹部、１９ａ・・・・・・壁面、　　　　　　１９ｂ
・・・・・・第１の凹部、１９ｃ・・・・・第２の凹部
、　　　２０・・・・・回動軸、２１・・・・・・弁体
、　　　　　　　２２・・・・・・基部、２２ａ・・・
・・・シール面、　　　　　２２ｂ・・・・・・切欠、
２３・・・・・・制御部、　　　　　　２３ａ・・・・
・・突片、３６・・・・・・リベット、　　　　　　３
７・・・・・・上面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２サイクルエンジンのシリンダ内に摺動自在に嵌装され
   たピストンによって開閉される排気ポートに連続して形
   成された排気通路の上部壁に、前記排気ポートの近傍か
   ら排気通路の下流側へ向かって凹部を形成し、該凹部に
   、前記シリンダの中心線とほぼ直交する回動軸を設け、
   該回動軸に、該回動軸によって揺動させられる弁体を設
   け、該弁体を揺動させることにより、その揺動端部によ
   って前記排気ポートの上部を閉塞して、前記排気通路と
   シリンダの内部との連通時期を変化させるようにした排
   気時期制御装置であって、前記弁体は、前記凹部のシリ
   ンダの内部側の壁面に摺接させられるシール面が形成さ
   れた基部と、前記シール面の下方から弁体の揺動半径方
   向外方へ向かって突出する突片を備え、かつ、前記基部
   の下面に一体に取り付けられた制御部とから構成されて
   いることを特徴とする２サイクルエンジンの排気時期制
   御装置。