JP3008413B2 - ２サイクルエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２サイクルエンジンに関する。

〔従来の技術〕 一般の２サイクルエンジンでは、シリンダに新気を供
給するための掃気通路およびシリンダから既燃焼ガスを
排出するための排気通路がそれぞれシリンダにおけるピ
ストンの移動域上に開口されており、往復動するピスト
ンの周面でこれら開口をタイミングよく開閉させること
によりシリンダ内のガス交換を行うようにしている。

このようなエンジンでは、上記排気通路の開口におけ
る上死点側の縁の位置が既燃焼ガスの排出開始時期を決
定し、また、この排気通路の開口断面積が既燃焼ガスの
排出流量、すなわち排気効率を決定することになる。

これら既燃焼ガスの排出開始時期および排気効率は、
それぞれシリンダブロックに排気通路を形成した際に一
義的に決定されてしまうものであるが、出力の向上を図
るための最適なものはエンジンの回転数によって異なっ
ている。

すなわち、既燃焼ガスの排出開始時期については、エ
ンジンが低回転数域の場合には遅く、エンジンが高回転
数域の場合には早いことが好ましく、一方、既燃焼ガス
の排気効率については、エンジンが低回転数域の場合に
は低く、エンジンが高回転数域の場合には高いことが好
ましい。

そこで従来では、低回転数域から高回転数域に亘る広
い回転数域での出力向上を図るため、排気通路における
シリンダ側開口周縁部に弁体を移動可能に配設し、この
弁体を排気通路に進退移動させることによって既燃焼ガ
スの排出開始時期を変化させるようにした２サイクルエ
ンジンや、シリンダに副排気通路を連通させるととも
に、この副排気通路中に弁体を配設し、この弁体で副排
気通路を開閉させることによって排気効率を変化させる
ようにした２サイクルエンジンなどが提供されている。

〔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一層の出力向上を図
るためには、これら既燃焼ガスの排出開始時期および排
気効率の両者それぞれを各回転数域に適したものにする
ことが好ましい。

しかしながら、上述した既燃焼ガスの排出開始時期を
変化させる２サイクルエンジンと、排気効率を変化させ
る２サイクルエンジンとを組み合わせた場合に、エンジ
ン、とくにシリンダの周囲に各々の弁体を作動させるた
めの駆動手段およびこれら駆動手段の動力を各々の弁体
へ伝達させる手段が配置されることになり、構造が極め
て複雑になる。

しかも、上記各々の弁体を同期して作動させなければ
ならず、各々の弁体を作動させるための駆動手段の制御
も極めて煩雑なものとなる。

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、簡単な構造によ
り、低回転数域から高回転数域に亘る広い回転数域で一
層の出力向上を図ることのできる２サイクルエンジンを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明では、シリンダに開口する主排気通路と、この
主排気通路に並設され、上記シリンダに開口する副排気
通路と、上記主排気通路のシリンダ側開口周縁部に進退
する態様で所定の摺動軸線に沿って移動可能に配設し、
その進退移動量に応じて上記シリンダからの既燃焼ガス
の排出開始時期を変化させる主弁体と、上記副排気通路
を開閉させる態様で上記摺動軸線に沿って移動可能に配
設した副弁体と、上記摺動軸線に直交する方向に沿って
延設させた駆動軸と、基端部を上記駆動軸に固着し、該
駆動軸の回転によって先端部が揺動するアーム部材と、
上記アーム部材と上記主弁体および上記副弁体との間を
それぞれ個別に連係し、上記駆動軸の回転に伴う上記ア
ーム部材の揺動により、これら主弁体および副弁体をそ
れぞれ進退移動させる連係手段とを備え、エンジンの回
転数に応じて上記駆動軸を回転させることにより、上記
主弁体および上記副弁体を同時に作動させるようにして
いる。

〔作用〕

上記構成によれば、同一の駆動手段によって主弁体と
副弁体とを作動させ、シリンダからの既燃焼ガスの排出
開始時期とこの既燃焼ガスの通過する通路の開口断面積
とを同時に変化させることができる。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳細に説
明する。

第１図乃至第３図は、本発明に係る２サイクルエンジ
ンの要部を概念的に示したものである。第２図に示すよ
うに、このエンジンは、シリンダブロック10に主排気通
路11と一対の副排気通路12,12とを有している。主排気
通路11は、第１図に示すように、一端がシリンダ13の内
部に開口し、そこからシリンダ13の径外方向に向けて延
在されており、その他端がシリンダブロック10の外側面
10aに開口している。副排気通路12,12は、第２図に示す
ように、上記主排気通路11の両側方に配置され、一端が
シリンダ13内に開口し、かつ他端が上記主排気通路11に
開口されており、主排気通路11とシリンダ13とを互いに
連通させている。

主排気通路11におけるシリンダ13側の開口11aおよび
副排気通路12,12におけるシリンダ13側の開口12a,12a
は、第１図に示すように、それぞれの上縁（図中の上方
であり、シリンダ13の上死点側の縁）11a′,12a′12a′
の高さがエンジンの高回転数域に適した既燃焼ガスの排
出開始時期を得るものに設定されている。また、上記主
排気通路11の開口11aは、その断面積がエンジンの低回
転数域に適した排気効率を得るものに設定されている。

一方、この２サイクルエンジンは、上記シリンダブロ
ック10における主排気通路11の上方に位置する部位に主
弁体20を備えている。この主弁体20は、断面がシリンダ
13に沿った円弧状を成しており（第２図に示す）、上記
主排気通路11におけるシリンダ13側の開口11a上縁部近
傍に形成された摺動孔14内に、該シリンダ13の軸心Ａか
らθ（15〜45゜）の角度をもった状態で主排気通路11に
向けて進退可能に嵌合収容されている。

第２図に示すように、この主弁体20は、その上端部の
幅が狭く構成されており、この狭い幅の部分に連係ピン
（連係手段）21を備えている。連係ピン21は、上端部両
側面からそれぞれ外方に向けて延在されている。この連
係ピン21には、アーム部材30が連係されている。

アーム部材30は、先端部が二股に分岐され、さらに分
岐された先端部のそれぞれに先端に向けて開口する切溝
30a,30aを有している。このアーム部材30には、これら
切溝30a,30a内に上記連係ピン21が収容され、かつその
基端が図示せぬ駆動手段に接続された駆動軸31に貫挿固
着されている。

さらに、上記主弁体20は、その下端部両側面にそれぞ
れ弧状を成す摺動凹部20a,20aを有している。これら摺
動凹部20a,20aは、図には明示していないが、各軸心が
主弁体20の延在方向に沿う態様で形成されており、それ
ぞれの内部に円柱状を成す副弁体22,22を摺動可能に配
設している。

これら副弁体22,22は、第３図に示すように、それぞ
れの先端部が上記副排気通路12,12の途中上部に形成し
た摺動孔15,15内に嵌合収容され、該副排気通路12,12に
向けて進退することが可能である。

第２図に示すように、これら副弁体22,22の上端部間
は、軸部材（連係手段）23を介して互いに連結されてい
る。軸部材23は、同図および第１図からも明らかなよう
に、上記連係ピン21よりも外方に位置する部位において
その中央部が上記アーム部材30の切溝30a,30a内に収容
されている。すなわち、第１図（ａ）に示すように、駆
動軸31の軸心から軸部材23の軸心までの距離11は、駆動
軸31の軸心から連係ピン21の軸心までの距離12よりも長
くなっている。

上記のように構成された２サイクルエンジンでは、上
述した図示していない駆動手段によって駆動軸31を回動
させると、この駆動軸31に固着されたアーム部材30が揺
動され、上記主弁体20が主排気通路11に進退移動される
とともに、上記一対の副弁体22,22が上記主弁体20に同
期してそれぞれ副排気通路12,12内に進退移動される。

その際、第１図（ｂ）に示すように、最も縮退させた
状態の主弁体20および副弁体22,22は、それぞれの摺動
孔14および15,15内に完全に没入し、主弁体20の底面20b
が主排気通路11の内壁面11bと一致し、かつ副弁体22,22
の底面22a,22aが副排気通路12の内壁面12b（第３図に示
す）と一致する。

いま、この２サイクルエンジンが運転され、その回転
数が所定の低回転数域にあるとき、第１図（ａ）および
第３図に示すように、主弁体20および副弁体22,22がそ
れぞれ主排気通路11および副排気通路12,12内に突出さ
れる。

この状態においては、突出する主弁体20によって主排
気通路11の開口上縁11a′の高さが実質上距離Ｈだけ下
降したことになる。

またこのとき、上述したように駆動軸31の軸心から軸
部材23の軸心までの距離11が駆動軸31の軸心から連係ピ
ン21の軸心までの距離12よりも長くなっているため、上
記主弁体20が距離L2突出した際に、上記副弁体22,22が
上記距離L2よりも長い距離L1だけ突出され、これら副弁
体22,22によって上記副排気通路12,12が閉塞されること
となる。

結局、この状態においては、シリンダ13内の既燃焼ガ
スが遅い時期に、しかも主排気通路11の開口11aのみを
介して排出されることになり、低回転数域での出力が向
上する。

一方、上記の状態からエンジンの回転数が上昇し、所
定の高回転数域に至った場合には、上述した図示せぬ駆
動手段が先とは逆方向に作動され、第１図（ｂ）に示す
ように、主弁体20および副弁体22,22がそれぞれ主排気
通路11および副排気通路12,12から退行される。

この状態におけるエンジンでは、シリンダ13内の既燃
焼ガスが低回転数域の状態に比べて距離Ｈの分だけ早い
時期に、しかも主排気通路11の開口11aおよび副排気通
路12,12の開口12a,12aを介して排出されることになり、
高回転数域での出力が向上する。

なお、上記実施例では、主排気通路11に連通し、かつ
この主排気通路11の両側方に配置される一対の副排気通
路12,12を備えた２サイクルエンジンを例示している
が、副排気通路は必ずしも一対である必要はなく、また
必ずしも主排気通路に連通する必要もない。

さらに、上記実施例では、主弁体20を断面がシリンダ
13に沿った円弧状に形成するとともに、この主弁体20を
シリンダ13の軸心Ａから15〜45゜の角度を成すように配
置しているため、主弁体20の作動途中において主排気通
路11のシリンダ13側開口11aからこの主弁体20の先端部
を大きく離反させることなく、しかも弁体20を縮退させ
た際にこの主弁体20の先端部を完全に摺動孔14内に没入
させることができ、もって高回転数域での出力低下を招
来することなく中回転数域での出力向上を図ることがで
きるが、本発明ではこれらに限らない。

〔発明の効果〕

上記したように、本発明に係る２サイクルエンジンに
よれば、同一の駆動手段によって主弁体と副弁体とを作
動させ、シリンダからの既燃焼ガスの排出開始時期とこ
の既燃焼ガスの通過する通路の開口断面積とを同時に変
化させることができるため、簡単な構造によって低回転
数域から高回転数域に亘る広い回転数域で一層の出力向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る２サイクルエンジンの主排気通
路部を概念的に示した断面図であり、第１図（ａ）は低
回転数域の状態、第１図（ｂ）は高回転数域の状態をそ
れぞれ示したものである。第２図は、本発明に係る２サ
イクルエンジンに適用される主弁体および副弁体を概念
的に示した拡大斜視図、第３図は、本発明に係る２サイ
クルエンジンの副排気通路部を概念的に示した断面図で
ある。 11……主排気通路、11a……主排気通路のシリンダ側開
口、12……副排気通路、13……シリンダ、20……主弁
体、21……連係ピン、22……副弁体、23……軸部材、30
……アーム部材、31……駆動軸。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダに開口する主排気通路と、 この主排気通路に並設され、上記シリンダに開口する副
   排気通路と、 上記主排気通路のシリンダ側開口周縁部に進退する態様
   で所定の摺動軸線に沿って移動可能に配設し、その進退
   移動量に応じて上記シリンダからの既燃焼ガスの排出開
   始時期を変化させる主弁体と、 上記副排気通路を開閉させる態様で上記摺動軸線に沿っ
   て移動可能に配設した副弁体と、 上記摺動軸線に直交する方向に沿って延設させた駆動軸
   と、 基端部を上記駆動軸に固着し、該駆動軸の回転によって
   先端部が揺動するアーム部材と、 上記アーム部材と上記主弁体および上記副弁体との間を
   それぞれ個別に連係し、上記駆動軸の回転に伴う上記ア
   ーム部材の揺動により、これら主弁体および副弁体をそ
   れぞれ進退移動させる連係手段と を備え、エンジンの回転数に応じて上記駆動軸を回転さ
   せることにより、上記主弁体および上記副弁体を同時に
   作動させるようにしたことを特徴とする２サイクルエン
   ジン。
2. 【請求項２】上記連係手段は、上記駆動軸の軸心からの
   距離が互いに異なる位置において上記アーム部材と上記
   主弁体および上記副弁体とを互いに連係するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の２サイクルエンジン。