JP3208717B2 - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２サイクルエンジンの
排気時期制御装置に関し、詳細には排気バルブを中速時
の排気開始時期を決定する中速用バルブと低速時の排気
開始時期を決定する低速用バルブとで構成した場合の、
該両バルブの駆動機構の簡素化に関する。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンでは、ピストンの下
降により排気口が開き始める時点で排気作用が開始され
るわけであるが、この排気開始時期（以下、排気タイミ
ングと記す）はエンジン回転速度が高くなるほど進角さ
せることが望ましい。そこで従来、排気口近傍に排気バ
ルブを設け、該バルブで排気口の上縁位置を実質的に変
化させることによって排気タイミングを制御するように
した排気時期制御装置が提案されている。

【０００３】この種の排気時期制御装置においては、排
気タイミングをできるだけ多数段階に制御できるように
構成すればそれだけエンジン回転数に応じた最適排気タ
イミングを実現できることとなる。そこで本件出願人
は、上記排気バルブを低速用バルブと中速用バルブとで
構成し、低速時には上記両バルブを前進させて排気タイ
ミングを最も遅角側に設定し、中速時には上記低速用バ
ルブを後退させて中速用バルブにより排気タイミングを
設定し、さらに高速時には上記中速用バルブも後退させ
て中速用バルブで排気タイミングを設定し、これにより
低速，中速，高速の３段階において最適の排気タイミン
グを設定できるように構成した排気時期制御装置を提案
している（特願平3-324105号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記提案に係
る排気時期制御装置では、低速用，中速用バルブをそれ
ぞれ独立の駆動アームで進退駆動するように構成してい
ることから、進退駆動機構が複雑であり、量産に対応す
るにはより簡素な構造が必要である。

【０００５】本発明は上記提案に係る排気時期制御装置
における実情に鑑みてなされたもので、より簡素な構造
により３段階に排気タイミングを設定できる２サイクル
エンジンの排気時期制御装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダボア
に開口する排気口の上縁位置を、シリンダボア半径方向
に進退可能に配置された排気バルブにより実質的に変化
させるようにした２サイクルエンジンの排気時期制御装
置において、上記排気バルブを、平板状の弁板部と円筒
状のボス部とを有し、シリンダボディ固定部により進退
可能に支持された中速用バルブと、平板状の弁板部と丸
棒状の軸部とを有し、該軸部が上記中速用バルブのボス
部により進退可能に支持された低速用バルブとで構成
し、該中速用，低速用バルブをそれぞれの前端部がシリ
ンダボア内面と面一となる中速時，低速時前進端位置と
排気通路壁面と面一となる後退端位置との間で進退可能
とし、上記低速用バルブを進退駆動する駆動機構を設
け、上記中速用バルブのボス部に保持穴を半径方向に貫
通形成し、該保持穴内に球体を配設し、上記低速用バル
ブの軸部の外周面及び上記シリンダボディ固定部の内周
面に上記球体の一部が係止可能の係止溝を形成してなる
係脱機構を設け、該係脱機構は、上記球体を、上記中速
用バルブが上記中速時前進端位置に前進するまで上記低
速用バルブの係止溝に係止させ、上記中速用バルブが中
速時前進端位置に位置した後さらに低速用バルブが低速
用前進端位置に前進するまでシリンダボディ固定部の係
止溝に係止させることを特徴としいてる。

【０００７】

【作用】本発明に係る排気時期制御装置によれば、低速
用，中速用バルブが後退端に位置した時点（高速運転
域）では、係脱機構の球体が低速用バルブの係止溝に係
止しており、これにより中速用バルブと低速用バルブと
がロックされている。この状態で進退駆動機構が低速用
バルブを前進させるとこれに伴って中速用バルブも前進
し、該中速用バルブが中速時前進端に到達すると該中速
バルブによって排気タイミングが中速時のタイミングに
設定される。また低速用バルブをさらの前進させようと
すると上記球体と低速用バルブの係止溝との係止が解除
され、該球体はシリンダボディ固定部の係止溝に係止す
る。従ってこれ以降は低速用バルブのみが低速時前進端
まで単独で前進し、該低速用バルブが低速時前進端に位
置すると該バルブによって排気タイミングが低速時のタ
イミングに設定される。

【０００８】このように本発明では、中速用バルブが中
速時前進端に到達するまでは該中速用バルブを低速用バ
ルブにロックすることにより低速用バルブで前進させ、
それ以降は上記ロックを解除することにより低速用バル
ブのみを前進させるようにしたので、進退駆動機構は低
速用バルブのみを駆動する構造で済み、該駆動機構の構
造が簡素である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図１０は本発明の一実施例による
２サイクルＶ型４気筒エンジンの排気時期制御装置を説
明するための図であり、図１〜図４は断面側面図、図５
は図１のＶ−Ｖ線断面図、図６は分解斜視図、図７は断
面平面図、図８，図９は本実施例エンジンの正面図，右
側面図、図１０は本実施例エンジンを搭載した自動二輪
車の左側面図である。

【００１０】図１０において、１は本実施例エンジンを
搭載した自動二輪車、２は該自動二輪車１の車体フレー
ムである。この車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から
後方に延びる左，右一対のメインフレーム２ａ，２ａの
後端同士をリヤアーム支持ブロック６で連結した構造の
ものであり、その前部には走行風をエンジン回りに導入
するための導風部２ｂが形成されている。

【００１１】上記ヘッドパイプ３により前フォーク４の
操向軸が左右に操向自在に軸支されており、該前フォー
ク４の下端で前輪５が軸支されている。また上記リヤア
ーム支持ブロック６によってリヤアーム７が上下に揺動
自在に枢支されており、該アーム７の後端で後輪８が軸
支されている。また上記車体フレーム２のメインフレー
ム下方部分にエンジン９が懸架支持されており、該エン
ジン９の上方には燃料タンク１０が搭載され、これの後
方にはシート１１が配設されている。上記シート１１の
周囲はサイドカバー１２で囲まれており、上記車体フレ
ーム２，エンジン９，及び前フォーク４上部はカウリン
グ１３で囲まれている。

【００１２】上記エンジン９は、水冷式２サイクルＶ型
４気筒エンジンであり、前，後ケース２０，２１からな
る２分割式クランクケース１４の前壁上側，下側に上側
シリンダボディ１５，下側シリンダボディ１６を左右一
対ずつ所定のバンク角をなすように締結し、該各シリン
ダボディ１５，１６にシリンダヘッド１７を装着した構
造のものである。なお２２，２３は上側，下側用クラン
ク軸である。

【００１３】上記各上側シリンダボディ１５の背面，各
下側シリンダボディ１６の底面にはそれぞれ上側，下側
排気管１８，１９が接続されている。上記左，右の上側
排気管１８，１８は上記メインフレーム２ａ，２ａ間か
ら上記サイドカバー１２内を通って斜め上方に延びてお
り、また上記左，右の下側排気管１９，１９は上記クラ
ンクケース１４の下方を通って上記リヤアーム７の左右
側方を斜め上方に延びている。

【００１４】上記エンジン９の正面図（図８），側面図
（図９）において、前側ケース２０の上記上側，下側シ
リンダボディ１５，１６間部分、つまりＶバンク内には
吸気口が開口しており、該各吸気口にはスロットルボデ
ィ２９，２９，３０，３０が接続されている。この左，
右のスロットルボディ２９、３０にはそれぞれ上側，下
側気筒用の吸気通路３１ａ〜３１ｄが形成されており、
該各通路にはスロットルバルブ３２ａ〜３２ｄ、及び燃
料噴射弁３３ａ〜３３ｄが配設されている。

【００１５】そして右下側スロットルバルブ３２ｄのバ
ルブ軸の外方突出端部にはスロットルプーリ３４が固着
されており、該プーリ３４はスロットルケーブル３５で
回転駆動される。また下側のスロットルバルブ３２ｄと
３２ｂは下側同調機構３６ａを介して、上側のスロット
ルバルブ３２ｃと３２ａは上側同調機構３６ｂを介して
それぞれ連結されており、左下側スロットルバルブ３２
ｂと右上側スロットルバルブ３２ｃとはリンク３６ｃで
連結されている。また右上側スロットルバルブ３２ｃの
バルブ軸の外方突出端にはバルブ開度を検出するスロッ
トルセンサ３７が接続されている。これによりスロット
ルプーリ３４による回転力は、右下側スロットルバルブ
３２ｄから下側同調機構３６ａを介して左下側スロット
ルバルブ３２ｂに伝達されるとともに、該下側同調機構
３６ａ，リンク３６ｃを介して右上側スロットルバルブ
３２ｃに伝達され、さらに上側同調機構３６ｂを介して
左上側スロットルバルブ３２ａに伝達され、また右上側
スロットルバルブ３２ｃのバルブ開度が検出される。

【００１６】また上記クランクケース１４の各気筒用ク
ランク室には、該クランク室内の正圧を検出する圧力セ
ンサ５７が圧力ホース５９ａを介して接続されている。
またこの圧力ホース５９ａの途中には、上記圧力センサ
５７にクランク室内の負圧が作用するのを防止するため
のワンウェイバルブ５８が介設されている。なお、６２
はクランクケースカバーであり、内蔵する乾式クラッチ
部分に走行風を導入可能なように前側部分が開口してい
る。また６０は各気筒ごとに設けられたイグニッション
コイル、６１は排気ポート上流側に配設された水温セン
サである。

【００１７】上記クランクケース１４の左側壁には、フ
ィルタユニット４０，燃料ポンプ４１，パルセーション
ダンパ４２，サージタンク４３，及び上側圧力調整弁４
４が配設されており、右側壁には下側圧力調整弁４５が
配設されている。上記フィルタユニット４０の入側には
燃料導入ホース４６で燃料タンク３９が接続されてい
る。またフィルタユニット４０の出口は燃料供給ホース
４７で上記燃料ポンプ４１に、該燃料ポンプ４１の吐出
口は上記パルセーションダンパ４２に、該パルセーショ
ンダンパ４２の一方の出口管４２ａは上記サージタンク
４３にそれぞれ接続されている。またこのサージタンク
４３は上側燃料供給ホース４８で上記右上側の燃料噴射
弁３３ｃの入口に、該燃料噴射弁３３ｃの戻口は中継ホ
ース４９を介して左上側燃料噴射弁３３ａの入口に、該
噴射弁３３ａの戻口は上側圧力調整弁４４にそれぞれ接
続されており、該圧力調整弁４４は上側戻りホース５０
を介して上記フィルタユニット４０の上側戻口に接続さ
れている。

【００１８】上記パルセーションダンパ４２の他方の出
口管４２ｂは下側燃料供給ホース５１で上記左下側の燃
料噴射弁３３ｂの入口に接続され、該噴射弁３３ｂの戻
口は中継ホース５２により右下側の燃料噴射弁３３ｄの
入口に、該右下側の燃料噴射弁３３ｄの戻口は下側圧力
調整弁４５，下側戻りホース５１を介して上記フィルタ
ユニット４０の下側戻口にそれぞれ接続されている。

【００１９】上記上側，下側シリンダボディ１５，１６
の排気ポート部分には排気タイミングを制御する上側，
下側排気バルブ２４ａ，２４ｂが内蔵されており、左，
右気筒の排気バルブ同士はクランク軸方向に配設された
上側，下側駆動軸２５ａ，２５ｂで連結されている。ま
た上側の駆動軸２５ａの左端には駆動ケーブル２８で駆
動される排気プーリ２６が固着されている。該プーリ２
６は中継リンク２７ａ，中継アーム２７ｂ，中継リンク
２７ｃを介して下側駆動軸２５ｂに連結されており、こ
れらの中継リンク等は上側，下側シリンダボディ１５，
１６の左側面に沿うように配置されている。

【００２０】上記上側，下側排気バルブ２４ａ，２４ｂ
は同一構造を有しているので、上側排気バルブ２４ａの
構造を図１〜図７に基づいて説明する。上記上側排気バ
ルブ２４ａは、排気ポート１５ａの開口１５ｂの上縁ａ
高さを実質的に変化させるためのものであり、排気ポー
ト１５ａの上側壁に形成されたスライド穴１５ｃ内に進
退自在に挿入配設されている。そしてこの排気バルブ２
４ａは、エンジン回転速度が中速時の排気タイミングを
決定する中速用バルブ６３と、低速時の排気タイミング
を決定する低速用バルブ６４と、シリンダボディ側固定
部を構成するガイドパイプ６５と、駆動機構を構成する
駆動軸２５ａと、係止片としての球体７３を上記低速用
バルブ６４又はガイドパイプ６５の何れかに選択的に係
止させる係止機構７２とで構成されている。

【００２１】上記中速用バルブ６３は、平板状の弁板部
６６と円筒状のボス部６７とで構成されている。上記弁
板部６６の先端縁６６ａはシリンダボアの内面形状に一
致する円弧状に形成されており、該先端縁６６ａがシリ
ンダボア内面と面一をなす中速時前進端位置まで前進可
能となっている。また上記ボス部６７は軸芯にガイド穴
６７ａが形成された円筒状のもので、上記軸芯は上記弁
板６６から下側に偏心している。またこのボス部６７の
後端部にはストッパリング６８が嵌着されている。

【００２２】上記ガイドパイプ６５は円筒状のもので、
上記スライド穴１５ｃと同軸でかつ大径の支持穴１５ｄ
内に嵌入され、そのフランジ部６５ａがボルト６９でシ
リンダボディ１５に固定されている。そしてこのガイド
パイプ６５内に上記中速用バルブ６３のボス部６７が摺
動可能に挿入されており、上記ストッパリング６８が上
記フランジ部６５ａの後面に当接したとき、上記先端縁
６６ａが上記シリンダボアと同一面をなすように各寸法
が設定されている。

【００２３】上記低速用バルブ６４は、平板状の弁板部
７０と丸棒状の軸部７１とで構成されている。上記弁板
部７０は上記スライド穴１５ｃ内に摺動可能に、かつ上
記中速用バルブ６３の弁板部６６の下面に摺接するよう
に挿入されている。また上記弁板部７０の先端縁７０ａ
はシリンダボアの内面形状に一致する円弧状に形成され
ており、またその下面にはストッパ片７０ｂが突設され
ている。このストッパ片７０ｂが上記スライド穴１５ｃ
と支持穴１５ｄとの間に形成されたストッパ穴１５ｅの
前底面に当接したとき、上記先端縁７０ａがシリンダボ
ア内面と面一をなすよう各寸法が設定されている。

【００２４】上記軸部７１は上記中速用バルブ６３のボ
ス部６７のガイド穴６７ａ内に摺動可能に挿入されてお
り、その後端部に植設された係止ピン７１ａが上記駆動
軸２５ａに固着されたアーム２５ｃの係止溝２５ｄに挿
入連結されている。

【００２５】上記係脱機構７２は、以下の構造になって
いる。上記中速用バルブ６３のボス部６７に一対の保持
穴６７ｂを半径方向に貫通するよう形成し、該保持穴６
７ｂ内に球体７３を半径方向に移動可能に配設する。こ
の球体７３を、上記中速用バルブ６４のボス部６７の肉
厚より若干大径に設定する。そして、上記低速用バルブ
６４の軸部７１の外周面及び上記ガイドパイプ６５の内
周面に、上記球体７３の一部が係止可能の係止溝７１
ｂ，係止溝６５ｂを形成する。

【００２６】また、上記排気ポート１５ａの左，右には
シリダボアに開口１５ｄで連通する副排気ポート１５
ｃ，１５ｃが形成されており、該副排気ポート１５ｃの
下流側開口は上記排気ポート１５ａの途中に連通してい
る。またこの各副排気ポート１５ｃ内には副排気バルブ
７５が回転可能に挿入されている。この副排気バルブ７
５の外方突出部７５ａはリンク７６を介して上記駆動軸
２５ａの駆動アーム２５ｅに連結されている。次に本実
施例装置の作用効果について説明する。エンジン回転速
度が低速域の場合は、図４に示すように、駆動軸２５ａ
が図示Ｃ１に回動して中速用，低速用バルブ６３，６４
を両方とも前進端に位置させており、そのため排気口１
５ｂの上縁ａは低速用バルブ６４の先端縁７０ａの下縁
まで実質的に低下している。その結果排気タイミングは
ピストンの上縁が上死点位置からＨ３だけ下降した時点
となっている。またこのとき、副排気バルブ７５は副排
気ポート１５ｃを全閉している。

【００２７】このとき、低速用バルブ６４はそのストッ
パ片７０ｂがストッパ穴１５ｅの前底面に当接してお
り、また中速用バルブ６３はそのストッパリング６８が
ガイドパイプ６５のフランジ部６５ａに当接しており、
これによりそれぞれの位置が規制されている。また球体
７３はガイドパイプ６５の係止溝６５ｂに係止し、かつ
低速用バルブ６４の軸部７１の表面を転動可能になって
いる。これにより中速用バルブ６３は後退方向にも固定
されており、一方、低速用バルブ６４は後退方向には移
動可能となっている。

【００２８】エンジン回転速度が高くなるに伴って駆動
軸２５ａは図示反時計方向に回動し、中速度域になる
と、図３に示すように、Ｃ２に回動する。このとき上述
のように中速用バルブ６３は球体７３によりガイドパイ
プ６５側にロックされていることから低速用バルブ６４
のみが後退する。これにより排気口１５ｂの上縁ａの高
さは実質的に中速用バルブ６３の先端縁６６ａの高さと
なり、排気タイミングはピストンがＨ２だけ下降した時
点となる（図３参照）。また副排気バルブ７５は反時計
方向に回転して副排気ポート１５ｃを１／２程度開いて
いる。なお、このとき低速用バルブ６４のストッパ片７
０ｂは中速用バルブ６３のボス部６７の先端面に当接し
ている。また球体７３は低速用バルブ６４の係止溝７１
ｂがガイドパイプ６５の係止溝６５ｂに軸方向で一致す
るまでガイドパイプ６５側に係止している。

【００２９】エンジン回転速度がさらに高くなると駆動
軸２５ａはさらに図示反時計方向に回動する。このとき
中速用バルブ６３は低速用バルブ６４のストッパ片７０
ｂで押されて低速用バルブ６４と共に後退する。また球
体７３はガイドパイプ６５の係止溝６５ｂの図示左縁に
乗り上げることから低速用バルブ６４側の係止溝７１ｂ
に係止する（図２参照）。そしてエンジン回転速度が高
速域になると、駆動軸２５ａは図１に示すＣ１まで回動
し、これにより中速用，低速用バルブ６３，６４の両方
が後退端に移動する。そのため中速用，低速用バルブ６
３，６４の前部は排気ポート１５ａの天壁面と面一にな
り、また排気口１５ｂの上縁ａは実際の高さとなり、排
気タイミングはピストンがＨ１だけ下降した時点となる
（図１参照）。また副排気バルブ７５は副排気ポート１
５ｃを全開している。

【００３０】一方、エンジン回転が上記高速状態から低
下する場合、上記各バルブは上記と逆に前進する。まず
高速域から中速域にかけては、図１に示すように、中速
用バルブ６３は球体７３によって低速用バルブ６４に確
実にロックされており、低速用バルブ６４の前進に伴っ
て中速用バルブ６３も前進する。また副排気バルブ７５
は副排気ポート１５ｃを閉じはじめる。

【００３１】また中速域から低速域にかけては、図４に
示すように、球体７３はガイドパイプ６５側の係止溝６
５ｂに係止しており、低速用バルブ６４に対してはこれ
の軸部７１の表面を転動する。そのため駆動軸２５ａの
時計方向の回動に伴って低速用バルブ６４のみが前進す
る。また副排気バルブ７５は副排気ポート１５ｃをさら
に閉じ、低速用バルブ６４が前進端に位置したとき副排
気ポート１５ｃを全閉する。

【００３２】このように本実施例では、中速用バルブ６
３と低速用バルブ６４を設け、低速域では両バルブを共
に前進させて排気タイミングを決定し、中速域では低速
用バルブ６４のみを後退させて中速用バルブ６３で排気
タイミングを決定し、さらに高速域では両バルブを後退
させて排気口１５ｂの実際の上縁ａ高さによって排気タ
イミングを決定するようにしたので、排気タイミングを
低速，中速，高速の３段階に切換ることができる。

【００３３】また低速用バルブ６４を進退駆動するとと
もに、該低速用バルブ６４と中速用バルブブ６３とを係
脱させる係脱機構７２を設けたので、低速用バルブ６４
を進退駆動するだけで上記３段階切換を実現でき、進退
駆動機構の構造が簡素である。

【００３４】なお、上記実施例では、係止片が球体であ
る場合を説明したが、この係止片は低速用バルブの移動
によって低速用バルブとシリンダボディ固定部との何れ
か一方に選択的に係止可能であれは良く、例えば棒体の
両端にカム面を形成したものでもよい。また、副排バル
ブ７５と主排気バルブとの連動態様については、各種の
態様が考えられ、例えば副排気ポートを低速域のみで全
閉し、中，高速域では全開するようにしても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明に係る２サイクルエ
ンジンの排気時期制御装置によれば、排気バルブを中速
用バルブと低速用バルブとで構成し、両バルブを係脱さ
せる係脱機構を設けたので、低速用バルブを進退駆動す
るだけで中速用バルブをも共に進退させ、あるいは低速
用バルブのみを進退させることができ、進退駆動機構の
構造を簡素化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による２サイクルエンジンの
排気時期制御装置の高速時の排気タイミングを示す断面
側面図である。

【図２】上記実施例装置の中速時の排気タイミングを示
す断面側面図である。

【図３】上記実施例装置の中速時の排気タイミングを示
す断面側面図である。

【図４】上記実施例装置の低速時の排気タイミングを示
す断面側面図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】上記実施例装置の分解斜視図である。

【図７】上記実施例装置の断面平面図である。

【図８】上記実施例エンジンの正面図である。

【図９】上記実施例エンジンの側面図である。

【図１０】上記実施例エンジンを搭載した自動二輪車の
左側面図である。

【符号の説明】

９ ２サイクルエンジン １５ｂ 排気口 ２４ａ，２４ｂ 排気時期制御装置 ２５ａ 駆動軸（駆動機構） ６３ 中速用バルブ ６４ 低速用バルブ ６５ ガイドパイプ（シリンダボディ固定部） ７２ 係脱機構 ７３ 球体（係止片） ａ 上縁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボアに開口する排気口の上縁位
   置を、シリンダボア半径方向に進退可能に配置された排
   気バルブにより実質的に変化させるようにした２サイク
   ルエンジンの排気時期制御装置において、上記排気バル
   ブを、平板状の弁板部と円筒状のボス部とを有し、シリ
   ンダボディ固定部により進退可能に支持された中速用バ
   ルブと、平板状の弁板部と丸棒状の軸部とを有し、該軸
   部が上記中速用バルブのボス部により進退可能に支持さ
   れた低速用バルブとで構成し、該中速用，低速用バルブ
   をそれぞれの前端部がシリンダボア内面と面一となる中
   速時，低速時前進端位置と排気通路壁面と面一となる後
   退端位置との間で進退可能とし、上記低速用バルブを進
   退駆動する駆動機構を設け、上記中速用バルブのボス部
   に保持穴を半径方向に貫通形成し、該保持穴内に球体を
   配設し、上記低速用バルブの軸部の外周面及び上記シリ
   ンダボディ固定部の内周面に上記球体の一部が係止可能
   の係止溝を形成してなる係脱機構を設け、該係脱機構
   は、上記球体を、上記中速用バルブが上記中速時前進端
   位置に前進するまで上記低速用バルブの係止溝に係止さ
   せ、上記中速用バルブが中速時前進端位置に位置した後
   さらに低速用バルブが低速用前進端位置に前進するまで
   シリンダボディ固定部の係止溝に係止させることを特徴
   とする２サイクルエンジンの排気時期制御装置。