JPS6238829A - ２サイクルエンジン及びそのリ−ドバルブ - 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】

本発明は内燃機関に使用するリード（ｒｅｅｄ）バルブ
に関するものであり、また本発明は特に、樹脂材料で形
成されて化学的腐食及び／または高温の原因による悪化
からバルブを保護するための被覆をもつリードバルブに
関する。本発明のリードバルブは内燃機関の広い多様化
に使用可能であるが、本発明のバルブは、特にエンジン
が複数の、シリンダを組み込んでいる２サイクルエンジ
ンのような、内燃機関における２サイクル原理の動作の
使用に特に適用される。 種々の内燃機関、特にマルチシリンダ、２サイクルの内
燃機関において、樹脂材料で形成されたリードバルブは
、特に、直ちにバルブボートな囲むバルブシートの領域
に重なる位置に位置して接するバルブリードの端の領域
において、リードバルブが形成した樹脂領域を悪化する
傾向をもつある動作状態に支配されることに注目すべき
である。悪化の傾向は断えず存在するのではないが、関
係するエンジンの動作において悪化の傾向がもっと断定
的となる時期がある。特に、エンジンのスタート時又は
通常の安定状態が確立する前に起こるバツクファイヤー
状態は腐食の傾向を強調する状態を示すと思われている
。いずれにせよ、エンジンの動作においである時には、
一定のガスがリードバルブの端のもとで逆の流れでもれ
るようになる状態があることが知られている。これは、
通常のバルブの閉鎖中及び／またはバルブリードが完全
に閉じられていない詩に起こる可能性がある。これらの
状態はバルブポートを囲むバルブシートに面したリード
バルブ面を悪化することが知られている。 本発明の主要な目的は、上述の悪化の傾向をもつエンジ
ンに使用されたときでさえ悪化を押えるように適用され
るリードバルブを提供することにある。 前述の目的及び利点を達成する方法が、添付の図面に関
して以下に記述されることから明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

最初に第１図及び第２図に関して、エンジンのハウジン
グ構造が５で示され、この構造は並んだ関係で１対のシ
リンダをもち、シリンダライナ６及び７で規定されてい
る。ピストン８及び９はシリンダ６及び７で往復運動す
るように配置され、各ピストンはクランクシャフト１１
のクランクと連動する接続ロッド１０をもち、このよう
なエンジンの大部分の構成のうちの一般的な配置はここ
で詳細に示していないが、この技術においてはよく知ら
れている。１つのシリンダヘッド又はカバー１２は各シ
リンダに対して離れた火花点火小室１３及び１４をもっ
ている。 ２つのシリンダの各々はまた、１つの離れたクランク室
１５、マルチシリンダに共通するお互いから分離された
２つのクランク室をもつ２サイクルエンジンを提供する
。第１図に示されているように、各クランク室は一般に
１６で示される取入口のバルブ構造が提供されており、
それらはそのシリンダにリードバルブを設置するように
また、クランク室に例えば、１７で示されるエンクロー
ジャーの内部に収容されたキャブレターによって与えら
れる所望の燃料／空気の混合を導入するように働く。こ
れらのキャブレター又は他の燃料供給システムは順次、
ケース１８内に提供された共通のソースから燃料を供給
される。これらの燃料供給キャブレター及びケースの詳
細はこの技術においてよく知られているのでここでは考
慮する必要はない。 第３図に関して、取入口バルブ構造１６がもつと詳細に
示され、この概要からこの構造は先端２０に沿って連結
された２つの傾斜した側壁１９及び一対の側壁２１をも
つくさび形状のリードケージを含むことがわかるであろ
う。側壁１９の各々は、１つ又はそれ以上の、例えば４
つのバルブポート２２が提供される。各側でのバルブポ
ートはリードバルブ２３とともに与えられ、４つのリー
ドバルブが本実施例ではバルブのベース端に沿って境界
小片２４で相互関連して示されている。 第１のバルブリード２３の各々はボート２５に与えられ
、第２のバルブリード２６は第１のリードにおけるボー
ト２５の上に横たわっている。第１のリードとともに第
２のり一ド２６が２７で示すように下の端に沿って相互
関連するように、第１及び第２のリードの組み立てはネ
ジ２８とり一ドケージの傾斜した側壁１９の下の端を横
たわっている小片２９の手段でリードケージ１６の本体
に固定されている。 クランク室１５の各々は独立してシリンダの１つと連動
し、シリンダ内のピストンの上方への動きの間１例えば
シリンダ６内のピストン９、ピストンの下の圧力減少は
連動するリードバルブの組み立てから燃料／空気混合の
流れの取入口となり、それによってピストンの下のクラ
ンク室空間に混合気の充填を提供する。ピストンが下方
へ動くと、クランク室の混合気の充填は圧縮されて、圧
縮はピストンの上端が移送通路３０のポートをむきだし
にするまで続く。各移送通路はピストンの下のクランク
室空間とピストンの上の燃料室に相互関連し、ピストン
の下方のストロークによるクランク室における燃料／空
気混合の圧縮により、圧縮された燃料／空気混合は移送
通路を通って上方へ流れピストン上部の燃料室に流れ込
むであろう。 ピストンの次の上方へのストロークで、ピストンは転送
ポートを閉じてピストン上部の燃料室における混合気の
充填を圧縮し、ピストンの上死点領域で、点火がスパー
クプラグ３１によって起こり、それによって燃料室の圧
縮された充填物に点火しクランク室で次の続く充填の圧
縮を伴って下方へピストンを駆動する。 この型の動作は２サイクルエンジン及び図に示されてい
るようなマルチシリンダ、２サイクルエンジンにおいて
よく知られており、同様の移送通路３２及びスパークプ
ラグ３３が他のシリンダにも提供されている。記載した
種類の２シリンダ、２サイクルエンジンにおいて、２ピ
ストンはよく知られているように、２シリンダの動作の
種々の位相が１８０°の関係で起こるようにお互いから
１８０°でクランクシャフト１１と接続されている。 第２図によく示されているように、シリンダ６及び７の
各々はいくつかの移送通路、シリンダ６に対する３０、
シリンダ７にだいする３２が提供されるのが好ましい。 加えて、第２図から見られるように、各シリンダ６に対
して３４及びシリンダ７に対して３５で示された排気ポ
ート及び通路と共に提供されている。示された機関にお
いて、２つの排気通路は排気物を共通排気ダクト３６に
伝え、この排気ダクトは慣習上、消音装置又は排出装置
を通して排気物を伝える。排気部（３４又は３５）はシ
リンダの円周の実質的な部分を通して延びているため、
第１図及び第２図において３４ａ及び３５ａで示されて
いるように、ピストンの十分な側面の支持を与えるため
にシリンダ６内チにブリッジを与えるのが好ましい。 燃焼室からの排気物の排出は燃焼室で起こる燃焼に付随
する増加した圧力の影響のもとで起こり、排気物の実質
的な部分は排気通路（３４又は３５）を通してピストン
が排気通路に続くシリンダ壁のポートを開くや否や出て
ゆく。第１図から明らかであるように、ビストンストロ
ークの底に向かい転送ポートがピストンによって開かれ
たときに、クランク室からの圧縮燃料の流入は燃焼室か
ら排気通路に排気物を除去又は「排気する」助けとなる
であろう。 本発明で提供されるリードバルブの重要な特徴の信頼性
を考慮する前に、種々の内燃機関、特に図に示された種
類のマルチシリンダ、２サイクルエンジンにおいて、一
定の動作状態がリードバルブの端でガスの漏れを引き起
こす傾向があり、これらのリードがリードケージ１６に
提供されたバルブシートから幾らか移動したときに、バ
ルブリードとガスの接触が起こるかもしれないというこ
とがここで指摘されるこの状態は最初にエンジンのスタ
ート時に、特にエンジンが冷えている時に起きる。そし
て、多くのエンジンにおいて、この型の状態はバツクフ
ァイア−として指示されている。 リードバルブの端でガスの逆漏れを誘導する傾向にある
正確な状態が十分に理解されないかもしれないが、それ
にもかかわらず、ここに現わされた種類の機関における
ある動作状態はガスの接触を起こすことが見られ、バル
ブリードの下側の表面で、特にバルブポートを囲むバル
ブシートの周辺の端が重なる位置に位置する端部で燃焼
生成物となることが考えられている。これは、リードノ
くルブが、リードバルブ表面のピット又は悪化により、
結果的にバルブの効果的な動作の減少を起こして、材料
の悪化又は傷跡となる。もし、この状態が一定機関にわ
たって持続するならば、リードバルブは、リードバルブ
動作の効果において減少及びバルブリードの極限破壊の
危険を伴って、重大な損害となるであろう。 前述に従って、本発明は典型的に、エポキシ樹脂又は同
様の樹脂で補強されたグラスファイバーで形成したバル
ブリードの使用に提供され、これらのバルブリードは下
側を保護して覆うことで適用され、該覆いはゴムのよう
な特徴をもつ物質で形成されることが好ましい。 第４図に見られるように、リード２３の各々は例えば、
ブナ−Ｎゴムのゴム層で提供される。典型的な場合とし
て、このゴムは３７で示されるように前もって形づくら
れたフィルム又は層として提供され、該層は３８に示さ
れるように接着剤によってエポキシ樹脂のバルブリード
に接着されている。このゴム被覆の配置に関連して、バ
ルブリードの材料が悪化する傾向はバルブリードとり−
ドケージにおけるバルブポートな囲む金属との間の接点
で起こる傾向があるが、悪化の除去はバルブポートの囲
りのリードケージにゴム被覆を適用するのではなく、リ
ードケージの金属と接触するバルブリードの表面にゴム
を適用することによってのみ効果があるということを見
出したことに注目すべきである。 ある装置においては、バルブリードの十分な保護が第１
のバルブリードにのみゴム被覆を与え、第２のリードに
はどのような被覆もしないで達成されるであろう。しか
しながら、一定の目的のために、第２リードにゴム被覆
を適用することが望ましいこともわかった。典型的な場
合として、この被覆は接着剤の性質をもつ、３９で示さ
れるような層の合成ゴム材料の被覆を適用することによ
って確立されてもよい。この材料は液状で適用されて、
乾燥させ又は適当な場所に保存する。注意を２３及び２
６で示されるバルブリードが形成されている材料に向け
ることにする。多くの燃焼機関のために、このようなバ
ルブリードは樹脂材料で形成され、グラスファイバーを
補強するエポキシ型の樹脂が２サイクルエンジンにおけ
るこの目的のために特に効果がある。バルブリードの主
な構造のために用いられた樹脂材料は比較的高い弾性係
数をもつのが好ましい。典型的な場合、このようなエポ
キシ樹脂で補強されたグラスファイバーは約３５０６Ｆ
までの熱抵抗であり、２，０００，０００から２，７０
０，０００の大きさの弾性係数をもつ。グラスファイバ
ーの補強に好ましい、エポキシ樹脂だけでなくメラミン
、シリコン及びフェノール’ＦＭ　脂を含むバルブリー
ドの基礎材料に使用できる樹脂には約１，０００，００
０から好ましいエポキシ樹脂材料に関係した上の範囲に
及ぶ弾性係数をもつ。このような樹脂のあるものは約２
００’Ｆから約エポキシ樹脂材料の熱抵抗に至るまでの
熱抵抗をもつ。 典型的な装置において、第１のリードは第２のリードよ
りもいくらか厚く、また典型的な装置で第１のリードの
ポートはリードバルブケージの壁のポートよりも小さい
。 上に説明したように、エポキシ樹脂は上述及び図に示さ
れた２シリンダ、２サイクルエンジンのようなある種の
機関におけるバルブリードに使用されたときに、ピット
の形成又は悪化となる傾向がある。そして、本発明の主
な目的は、使用における悪化に対抗してこのようなエポ
キシ又は類似の樹脂で作られたリードの保護を提供する
ことである。この目的のために、本発明はバルブリード
の基礎樹脂材料を保護的に被覆する適用のために提供さ
れ、そしてこれはさらに以下に説明されるように、種々
の方法において及び種々の材料とともに達成されてもよ
い。 第１に、本発明の重要な目的は主バルブポートを囲むバ
ルブ構造と接触するバルブリードの下側の保護的な被覆
を提供することにある。悪化の傾向は、バルブボートを
直接囲むバルブ構造の表面とバルブリードの端部分のか
み合う範囲に集中していることがわかっている。好まし
い実施例として、保護の被覆はゴム材料で形成され、望
ましくは化学的腐食に高抵抗をもつ合成ゴム及び十分な
熱及び摩擦（ｗｅａｒ）抵抗をもち、この目的のために
１つの好ましい材料はブナ−Ｎゴム、すなわちブタジェ
ンスチレン共重合体として形成した合成ゴムである。ブ
ナ−Ｎゴムを用いる好ましい実施例として、ゴムは望ま
しくはシート状を形成し、接着性の被覆を介入する手段
によってエポキシ又は他の基礎樹脂材料の表面に粘着し
て接着される。 ゴムの被覆のために、ウレタンゴム、シリコンゴム、ネ
オプレンゴム、及びヴイトン（Ｖｉ　ｔｏｎ）の名のち
とに有用な材料としてフッ化エラストマーを含む他の合
成ゴムに似た樹脂材料を用いることもまた、可能である
。 前もって形づくられたシート又はフィルムが用いられる
ところで、接着剤又は結合の媒体は、バルブリードのエ
ポキシ又は他の基礎材料の表面に前もって形づくられた
シート又はフィルムを接着して固定するために、前もっ
て形づくられたシート又はフィルムとバルブリードの表
面とのｕＯに使用される。接着剤又は結合の媒体は望ま
しい結合を提供するのに乾いた又は固めた被覆層として
適用されてもよい。 これらの種々の材料は被覆として第１のリードに適用さ
れ、適当な位置に乾かし又は固められて、そしてこれは
該材料の特徴にもとすいて、別個の結合又は接着媒体の
介入で又は介入なしでなされる。 上述のように、２６で示されている第２のバルブリード
は合成ゴム材料、例えば、上述の種類の材料を保護被覆
することで提供され、そしてもし第２のリードが被覆さ
れるならば、その被覆は下表面、すなわち、第１のリー
ドにおけるバルブボートを囲んで、このようなポートは
第３図に２５で示しているが、第１のリードの表面にか
ぶせて　ｎ いる表面にだけ適用されることが予期される。第２のバ
ルブリードを被覆するゴムの使用は、第１のリードの被
覆がリードの構成に使用される樹脂材料の悪化及び損傷
を妨げるために重要であるところでさえ、必ずしも必要
とされないかもしれない。 第１のリードの下表面は、特にパックファイア−ガスの
燃焼及び接触によるために、機関の動作において最も損
傷されやすい面である。第１のバルブリードは、明らか
に、バルブポートを囲む領域と接触するもっと広い表面
領域をもつために第２のバルブリード以上に損傷を受け
る傾向がある。加えて、第１のリードは、第２のリード
以上に大きくて厚く、第２のリード以上に据えつけにお
いて不規則又は不正確に依存している。それ故、第１の
リードの下表面上を被覆するゴムを提供することは特別
に重要であり、これは第１のリードの基礎エポキシ樹脂
材料のために保護を与える観点からだけでなく、第１の
リードの閉鎖にもｔ　υ とすくクッション動作を与える観点からも非常に望まし
い。 ゴムの弾力性又はクッション動作はしっかりした閉鎖シ
ールを提供するだけでなく、バルブリードの悪化に寄与
する振動源も除去する。ボートを囲むバルブ本体の表面
を被覆するゴムの適用がバルブの動作にクッションを提
供するかもしれないが、バルブ本体自体の被覆は本発明
に従って期待された目的のすべてを供給するもの〒なく
、特にバルブリードの表面の傾向が温度上昇及びバツク
ファイア−ガスと接触するためにピットを生じ又は悪化
する。バルブリード自体を被覆するゴムを適用すること
によって、両目的はかなえられ、すなわち、バルブリー
ドは保護されて振動は減少する。 被覆するゴムの適用はバルブポートの周りの表面に対し
てバルブリードの密閉の改良であり、またこれはバルブ
が閉じられたときにバルブリードのもとで漏れを減少す
る。漏れの減少はバルブ表面がピットを生ずる傾向を減
少させる。 本発明に従う有用な合成ゴムの化合物に関連して、この
型の化合物、例えばブナ−Ｎゴムは２２５’Ｆから２５
０下の温度抵抗をもっている。いくらか低く又は高い温
度抵抗をもつ合成ゴム、例えば、約２００’Ｆから４０
０６Ｆ又は５００下の温度抵抗をもつゴムも使用できる
。これらの温度の値はリードの本体を形成している樹脂
材料の温度抵抗、エポキシ樹脂が典型的であり、３５０
″Ｆの温度抵抗をもっているが、それ以下、又はそれ以
上であってもよいことに注意すべきである。バルブリー
ド下側を被覆するゴムの使用は、ゴムの温度抵抗がバル
ブリードの本体に使用されるエポキシ樹脂よりも低くと
も、該リードの悪化又はピットを妨げるのに効果がある
。この改良は、ゴムの化合物がバルブシートに対しても
っと的確にそして効果的な密閉を与え、該リードの端の
下で起こる漏れの傾向を減少することによって明らかで
ある。 本発明のリードを被覆したゴムは、リードバルブの組み
立てが第１及び第２のリードの両方を含むのではなく、
各バルブボートにわたって１つのリードだけに使用され
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２シリンダ、２サイクルエンジン
の断面図であり、リードバルブを含む取り入れシステム
が各シリンダに対してクランク室内に燃料／空気の混合
を分離して伝えるように配置されて示された図、 第２図は第１図の切断ライン２−２で示された交差断面
図、 第３図は、第１図及び第２図に示されたシリンダの取り
入れチャンネルにおいて適用された、リードバルブケー
ジに関連するリードバルブの組み立てを遠近法で拡大し
た図、 第４図は本発明に従って提供された被覆バルブリードの
詳細を示す断片的に拡大された図である。 ６．７・・・・・・・・・シリンダライナ８．９・・・
・・・・・・ピストン １０・・・・・・・・・接続ロード １１・・・・・・・・・クランクシャフト１３．１４・
・・・・・・・・火花点火小室１５・・・・・・・・・
クランク室 １６・・・・・・・・・リードケージ １７・・・・・・・・・エンクロージャー１９・・・・
・・・・・側壁 ２１・・・・・・・・・端壁 ２２・・・・・・・・・バルブポート ２３・・・・・・・・・第１のバルブリード２６・・・
・・・・・・第２のバルブリード３０．３２・・・・・
・・・・移送通路３７．３９・・・・旧・・層 ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリンダとシリンダ内で作動するピストンとを具備
   し、該ピストンの下の圧縮室と、該圧縮室に混合気を供
   給するポートを有するバルブシートを含む混合気吸入シ
   ステムとを有し、該シリンダが、排気ポートと該圧縮室
   から該ピストンの上方の空間に圧縮された混合気を供給
   する移送通路とを有し、そして更に、該バルブシートの
   ポートに重なる位置に位置し、該ピストンの上方ストロ
   ーク中に該ポートを有するシートから離れるように湾曲
   するようになっているリードバルブを具備し、該リード
   バルブが、比較的硬い樹脂材料の層と比較的柔軟な温度
   −抵抗の合成ゴム材料の層とを具備し、該樹脂及びゴム
   層は相互に接着的に結合されており、該リードバルブは
   、該ゴム層が該バルブシートの方に存在するように設置
   されていることを特徴とする２サイクルエンジン。 ２、ポートを有するバルブシートに重なる位置に位置す
   るようになっており、マルチ層構造で該バルブシートに
   接触するようになっているブナ−Ｎゴムの層と、エポキ
   シ、フェノール、メラミン、シリコン樹脂材料で補強さ
   れたガラスから成るグループから選択された樹脂材料の
   重ねられている層とを具備し、該層は相互に接着的に結
   合されていることを特徴とするリードバルブ。 ３、ポートを有するバルブシートに重なる位置に位置す
   るようになっており、エポキシ樹脂材料で補強されたガ
   ラスの層と、ブナ−Ｎゴム、ウレタンゴム、シリコンゴ
   ム、ネオプレンゴムから成るグループから選択されたゴ
   ム材料の層とを具備し、該層は該バルブシートの方に存
   在するようにしたゴム層と共に、相互に接着的に結合さ
   れていることを特徴とするリードバルブ。 ４、流動通路におけるポートバルブシートを重なる位置
   に位置するようになっており、該流動通路における流れ
   の方向に従ってバルブポートを開放又は閉鎖するように
   なっていて、マルチ層構造であり、該バルブシートと接
   触するようになっているゴム材料の層及び樹脂材料の重
   なる位置に位置する層を具備し、該ゴム層は弾力性があ
   り樹脂層よりも大きく貢献度を有し、樹脂層はゴム層よ
   りもずっと堅く該流動通路における流れの方向に従つて
   バルブポートの開放及び閉鎖を与えることを特徴とする
   リードバルブ。 ５、前記ゴム層はブナ−Ｎゴムの前もって形成されたフ
   ィルムを具備しており、該前もって形成されたフィルム
   は接着性材料の介在する層によって樹脂層に結合されて
   いる特許請求の範囲第４項記載のリードバルブ。 ６、前記ゴム層は樹脂層に接着的に結合されたシリコン
   ゴムを具備する特許請求の範囲第４項記載のリードバル
   ブ。 ７、複数のシリンダ、各シリンダで作動する１つのピス
   トンを具備し、各ピストンの下に圧縮室、混合気を該圧
   縮室に供給するために１つのポートを有するバルブシー
   トを含む各シリンダのための混合気取入口を有し、排気
   ダクトと該排気ダクトと伝達する排気ポートを有する各
   シリンダとを有し、また圧縮室からそのピストンの上部
   空間に圧縮された混合気を供給する各シリンダの移送通
   路を具備し、リードバルブは各シリンダのためにバルブ
   シートのポートに重なる位置に位置し、そのシリンダで
   のピストンの上方ストローク中にポートを有するシート
   から離れるように湾曲するようになっており、各リード
   バルブは比較的硬い樹脂材料の層及び比較的柔軟なゴム
   材料の層を具備し、該樹脂及びゴム層は相互に接着的に
   結合されており、該リードバルブは、該ゴム層が該バル
   ブシートの方に存在するように設置されていることを特
   徴とする２サイクルエンジン。 ８、複数のシリンダと、各シリンダで作動する１つのピ
   ストンと、ピストンの下に圧縮室を有するエンジンの各
   シリンダと、混合気をその圧縮室に供給する各シリンダ
   に対するポートを有するバルブシートを含む混合気取入
   口システムとを具備し、該シリンダは排気ガスを共通の
   排気ダクトへ供給する排気ポートを有し、圧縮された混
   合気を圧縮室からピストン上部の空間へ供給する各シリ
   ンダの移送通路及び各シリンダに対してバルブシートの
   ポートに重なる位置に位置し、ピストンの上方ストロー
   ク中にポートを有するシートから離れるように湾曲する
   ようになっているリードバルブを具備し、該リードバル
   ブはエポキシ樹脂材料の層とブナ−Ｎ樹脂材料の層を具
   備し、該エポキシ及びゴム層は相互に接着的に結合され
   ており、各リードバルブは、該ゴム層がそのバルブシー
   トの方に存在するように設置されていることを特徴とす
   るマルチシリンダ、２サイクルエンジン。 ９、ポートを有するバルブシートに重なる位置に位置す
   るようになっている１つのポートを有する第１のリード
   と、該第１のリードにおけるポートに重なる位置に位置
   する第２のリードとを具備し、少なくとも該リードの１
   つがマルチ層の構造であり、ブナ−Ｎゴム層及び下に横
   たわっているバルブポートの方に存在する側で該ゴム層
   と相互に接着的に結合されたエポキシ樹脂材料の層とを
   具備することを特徴とするリードバルブアセンブリ。