JPH0350322A - ２サイクルエンジンの排気制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本願は、２サイクルエンジンにおいて、排気ポートのシ
リンダボア内壁面に形成された開口部の上縁に制御弁を
設け、この制御弁を開閉制御することにより排気タイミ
ングを可変にした排気制御装置に関する。

［従来の技術］ このような２サイクルエンジンにおける排気制御装置は
、特開昭６３−１９２９１３号公報に開示されている。

このものによれば、シリンダブロックのシリンダボア内
壁に、ピストンによって開閉される排気ポートを開口し
、この排気ポートのシリンダボア側開口端の上縁位置を
可変制御する制御弁を設けて排気ポートの開き期間を可
変制御するものであって、エンジンの回転数に応じて回
動する作動部によって制御弁を作動制御されるようにな
っている。作動部と制御弁との連結は、作動部側に形成
されたアームの二叉状先端部を、制副弁側から突出形成
された突部へ係合することにより行われている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記例では、制御弁と作動部の接続がそれぞ
れ突出形成された部材間の係合によって行われるため、
作動部と制御弁との間隔が太き（なり、装置が大型化す
るとともに、作動部による力の作用点が制御弁のシリン
ダ摺動部から比較的遠くなるので、摺動時にこじりが生
じることが考えられる。

また、かかる排気タイミングの制御装置に加えて、さら
に回転数に応動するバルブにより、排気ポート側と連通
又は遮断して排気脈動を利用する公知の排気チャンバを
併設すると、制御弁が複数設けられることになるため、
エンジンが大型化してしまう。

そこで本願は、かかる問題を解決する排気制御装置の提
供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本願に係る２サイクルエン
ジンの排気制御装置は、シリンダボア内壁に開口形成さ
れた排気ポートの開きタイミングを可変制御するため、
エンジンの回転数に応動する作動部で制御弁を移動させ
、排気ポートの開口部上縁を開閉するようにしたものに
おいて、制御弁の作動部にジヨイント部を突出形成し、
このジヨイント部を前記制御弁に形成されたジヨイント
凹部へ嵌合することにより、作動部と制御弁とを接続さ
せたことを特徴とする。

なお、この排気制御装置に、排気ポートに臨んで開口す
る排気通路と、この排気通路に連通ずる排気脈動調節用
の排気チャンバとを設けるとともに、制御弁の移動によ
って、前記排気通路の排気ポート側開口部を、高速域の
とき閉じ、中低速域のとき開くようにすることもできる
。

［発明の作用］ 本願に係る２サイクルエンジンの排気制御装置は、制御
弁の作動部に突出形成されたジヨイント部が、制御弁に
形成されたジヨイント凹部に嵌合しているので、作動部
と制御弁の摺動部間の間隔が短（なり、エンジンの排気
ポート近傍部分がコンパクト化する。また、作動部から
の力の作用点が制御弁のシリンダ摺動部に近接し、作動
部から力が作用したときにおけるこじりが少なくなり、
制御弁はスムーズに摺動する。しかも、装置の剛性を必
要以上に大きくしなくても済むので、軽量コンパクト化
する。

さらに、制御弁の開閉移動に伴い、排気チャンバと連通
ずる排気通路の排気ポート側開口部を高速域のとき閉じ
、中低速域になると開くので、排気脈動がそれぞれのエ
ンジン回転数に応じて変化し、排気状態が高速域又は中
低速域側のいずれでも最適なように自動調整される。

［実施例］ 以下、図面により一実施例について説明する。

第１図は水冷式２サイクルエンジンの縦断面を示し、第
２図はその水平断面を、第３図はそのＸ矢示方向の外観
を、第４図は排気ポート部分の拡大縦断面をそれぞれ示
す。図中の符号ｌはシリンダブロック、２はシリンダヘ
ッド、３はクランクケース、４は燃焼室、５はシリンダ
ボア、６はピストン、７はコンロッド、８はクランク軸
、９はクランク室である。

シリンダボア５の内壁には、クランク室８に連通する掃
気ポート１０及び排気ポート１１が開口されている。掃
気ポート１０及び排気ポート１１は往復動するピストン
６の周壁によって所定のタイミングをもって開閉される
。排気ポート１１のシリンダボア５側における開口端１
２の上縁が排気ポート１１の開きタイミングを決定して
いる。

排気ポート１１の開口端１２近傍には、その中央で上下
両壁間を連結する補強壁１３が設けられている。さらに
この開口端１２に臨んで、排気制御装置１４が設けられ
る。

排気制御装置１４は排気ポート１１の開き期間を制御す
るための装置であり、制御弁１５と、この制御弁１５が
組込まれる弁ホルダ１６と、制御弁１５を作動するため
の作動部１７とより構成され、全体が予めユニット化さ
れており、ボルト１８によってシリンダブロックｌの排
気ポート１１土壁部に形成された凹部空間１９（第８図
）内へ側方より嵌合された状態で取付けられている。

制御弁１５及び作動部１７の外形を第５図に示す。制御
弁１５は、弁ホルダ１６内を図の上下方向へ摺動するス
ライド基部２０と、この−面から側方へ延出するアーム
２１と、アーム２１を介して連結される弁部２２とから
なる。弁部２２は立壁状で、シリンダボア５の内周面と
略同心円弧状をなし、その内面２３は、弁ホルダ１６に
シリンダボア５の内周壁と面一に形成された円弧状の突
部１６ａ（第４図参照）の背面と摺接し、突部１６ａ背
面側に形成されている凹部空間１６ｂ内へ嵌合可能にな
っている。

弁部２２の下部には横壁部が形成されている。

横壁部はさらに、内周側へ延出するストッパ部２４と、
外周側へ延出するシール部２５とから構成されている。

ストッパ部２４はその上面が突部１６ａ（第４図、第６
図）の下端面と当接可能になるよう弁部２２と同様の円
弧状をなしている。シール部２５は弁ホルダ１６の排気
ポート１１へ臨む端面へ着座可能となっている。弁部２
２の中間部には補強壁１３（第４図参照）を通す間隙２
６が形成されている。アーム２１はこの間隙２６を挟む
ように二叉状に形成されている。さらに、スライド基部
２０の側面には貫通孔からなるジヨイント凹部２７が開
口形成されている。

弁ホルダ１６は第２図に示すように、ガイド部２８と軸
受部２９とが一体に形成されたものであり、ガイド部２
８はその前面が弁部２２の背面と一致する円弧面に形成
され、かつ弁部２２、アーム２１及びスライド基部２０
で囲まれる部分に連＆へ開口し、かつ他端がシリンダブ
ロックｌ側に形成されている排気通路３１と通じている
。連通孔３０の排気ポート１１側の開口部は、制御弁１
５が上限位置へ上昇したとき、シール部２５によって閉
じられ、逆に制御弁１５が下降すると、ガイド部２８の
連通孔３０が開口する面からシール部２５が離れ、連通
孔３０を排気ポート１１へ開くようになっている。排気
通路３１は途中が屈曲して排気チャンバ３２（第２図、
詳細は後述）へ通じている。なお、第６図は第２図の八
−Ａ線に沿って弁ホルダ１６をシリンダブロック１と共
に示した断面図である。

第２図に示すように、ガイド部２８に形成されたガイド
溝３３には、スライド基部２０が嵌合される。軸受部２
９には、作動部１７を構成する回動軸（後述）が収容さ
れ、側壁面にはジヨイント凹部２７と対応する位置に貫
通穴３４が形成されている。

作動部１７は、一端にピニオンギヤ３５が形成された回
動軸３６と、その外周に切欠面３７によって回り止めさ
れて取付けられたジヨイント部材３８とピニオンギヤ３
５と噛み合い駆動する駆動機構３９とからなる。ジヨイ
ント部材３８には半径方向へジヨイント部４０が突出形
成され、曲面に形成された先端４’Ｏａは貫通穴３４を
貫いてジヨイント凹部２７内へ遊嵌されている。ジヨイ
ント部材３８は回動軸３６の回動と共に所定角度θ（第
４図）の範囲で回動可能であり、遊嵌して接続するスラ
イド基部２０を所定量ｈ（第６図）の範囲で上下動する
ようになっている。

なお、第４図に示すように、ジヨイント部材３８にはジ
ヨイント部４０と別にストッパー４１が突出形成され、
スライド基部２０の下限位置に相当するだけジヨイント
部材３８が回動したとき、調節ボルト４２の先端が当接
することにより、ジヨイント部材３８の回動を停止させ
るようになっている。調節ボルト４２は予め弁ホルダ１
６側へ進退調節自在に取付けられている。

駆動機構３９は、その詳細な側断面形状を第７図に示す
ように、下端部４３がクランク軸の回転に連動する公知
のガバナ機構（図示省略）と噛み合うことによってエン
ジンの回転数に応じて回動されるロッド４４と、その先
端側に形成された切欠き面で回り止めされて１：１で回
動するよう取付けられたバネホルダ４５と、これに巻回
されたコイルバネ４６と、ロッド４４周囲のバネホルダ
４５下方に設けられたスリーブ４７と、その下部外周に
形成されたラック部４８と、スリーブ４７の周囲に設け
られている割締部４９とからなる。

ラック部４８には作動部１７のピニオンギヤ３５が噛み
合うようになっている。バネホルダ４５と割締部４９の
間にはそれぞれ半径方向へ延出部４５ａ及び４９ｂを有
する連結プレート４５ｂ及び４９ｃが介装されている。

連結プレート４５ｂ及び４９ｃはそれぞれ別体であり、
バネホルダ４５及び割締部４９とも別体に構成されてい
る。両者の延出部４５ａ及び４９ｂにはコイルバネ４６
の一方側の端部４６ａが係止されている。また、連結プ
レート４９ｃの延出部４９ｂと反対側の端部は屈曲して
割締部４９の外周に沿っており、その端部に内側へ向け
て形成された爪部４９ｄが割締部４９の側面に形成され
た凹部４９ｅと係合している。ゆえに、割締部４９はネ
ジ４９ａで止めることにより、スリーブ４７と一体化す
る。バネホルダ４５の回動がコイルバネ４６を介して、
連結プレート４５ｂ、４９ｃ及び割締部４９からスリー
ブ４７並びにこれに形成されたラック部４８へ■ 伝達されるようになっている。

第２図及び第３図に示すように、シリンダブロック１の
排気ポート形成面へ取付けられている排気制御装置１４
の外方側には、間隔をもってカバー５０がボルト５１で
取付けられ、さらにシリンダブロック１の左右両側にも
カバー５２並びに５３が取り付けられている。これらの
カバー５０．５２及び５３で囲まれた空間が所定容量の
排気チャンバ３２として利用されている。また、駆動機
構３９の上方にもカバー５４がボルト５５で取付けられ
る。ゆえに、これらのカバー５０及び５４を開けると、
排気制御装置１４の着脱や調節ボルト４２並びに駆動機
構３９における割締部４９などの調節作業を迅速にでき
るので、メンテナンスが容易になる。

さらに、第８図に示すように、排気ポート１１の周囲に
は冷却水通路５６が形成されている。第８図は、第３図
と同様の方向から排気ポート周囲の冷却水通路５６を示
す図であり、排気制御装置１４の周囲を上部５６ａ、側
部５６ｂ及び下部５６ｃが連続して囲んでいる。図中の
符号５７ａ１５７ｂ及び５７ｃは連通路であり、上下方
向の連絡通路５８ａ及び５８ｂやシリンダ側の冷却水通
路５９（第２図）と通じている。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、高速状態では
、第４図に示すように、排気制御装置１４の制御弁１５
は上限位置にあり、ストッパ部２４及びシール部２５の
下面は排気ポート１１の上面（弁ホルダ１６の下面）と
面一状態をなし、ストッパ部２４上面が突部１６ａ下端
面に当接し、かつ弁部２２の内面２３は突部１６ａの背
面に重なっている。この状態では弁部２２が排気ポート
１１の開口部１２の上縁部を閉じない（弁部２２が排気
ポート１１内へ突出しない）ので、排気タイミングが速
くなり、高速域に適した状態になる。

このとき、第６図に実線で示すように、シール部２５が
排気ポート１１へ臨む弁ホルダ１６の連通孔３０が開口
する面を閉じ、排気ポート１１と排気チャンバ３２との
連通が遮断される。このため排気チャンバ３２が働かず
、排気脈動は高速側に調整され、高速域に量的な排気状
態になる。

一方、中速状態に転すると、第７図において、ロッド４
４がガバナ機構４３によって所定量回動じ、バネホルダ
４５を１：１で回動させる。すると、この回動はコイル
バネ４６を介して、連結プレート４５ｂの延出部４５ａ
及び連結プレート４９ｃの延出部４９ｂへ伝達され、割
締部４９からさらにこれと一体状態のスリーブ４７へ伝
達されるので、スリーブ４７の下部外周に形成されてい
るラック部４８が回動し、これと噛み合うピニオンギヤ
３５も回動し、同時に回動軸３６及びジヨイント部材３
８が一体回動する。このためジヨイント部材３８から突
出するジヨイント部４０の先端４０ａがスライド基部２
０のジヨイント凹部２７に遊嵌しているので、ジヨイン
ト部４０の回動量に対応する量だけスライド基部２０が
下方へ移動する。その結果、スライド基部２０の下方移
動量（最大ｈ）に応じて排気ポート１１の開口端１２側
の高さが変化して排気タイミングが遅（なリ、中速域に
適したものになる。しかもこのとき、第６図に仮想線で
示すように、シール部２５が排気ポート１１へ臨む弁ホ
ルダ１６の連通孔３０が開口する面から離れ、排気ポー
ト１１と排気チャンバ３２が連通孔３０、排気通路３１
を介して連通ずる。このため排気脈動が中速側へ自動調
節され、結局、中速域で最も効率のよい排気状態になる
。ゆえに、一つの制御弁１５を排気タイミングと排気脈
動の両方の調整に利用でき、排気制御装置１４と排気チ
ャンバ３２をで同時にかつ簡潔な構造で組み込むことが
できる。

なお、ロッド４４（バネホルダ４５）の回動量が太き（
なり過ぎると、バネホルダ４５とスリーブ４７を互いに
別体の連結プレート４５ｂ並びに４９ｃ及びコイルバネ
４６を介して連結しているので、コイルバネ４６が弾性
変形して、ラック部４８側の回動停止を可能にする。ゆ
えに、コイルバネ４６等の存在によってラック部４８側
の回動量を所定量に維持するためのオーバーストローク
防止機構を構成できる。

また、割線部４９において、予めネジ４９ａを緩めた状
態でラック部４８とピニオンギヤ３５を所定位置で噛み
合わせて、その後ネジ４９ａを締めることにより、スリ
ーブ４７と一体化することができる。ゆえに、割線部４
９でラック部４８とピニオンギヤ３５との噛み合い初期
位置調節機構を構成できる。

そのうえ、作動部１７のジヨイント部４０を直接スライ
ド基部２０のジヨイント凹部２７へ係合したので、スラ
イド基部２０と回動軸３６間の距離ｄ（第４図）が小さ
くなり、排気制御装置１４全体がコンパクトになる。こ
のため、第４図及び第８図等に示すように、最も熱的条
件の厳しい排気ポート１１の開口部周辺に冷却水通路５
６を配設することが容易にできるようになり、エンジン
全体の冷却性能向上に貢献する。

さらに、ジヨイント部４０側からの力の作用部がより弁
部２２に近くなる。このため、摺動時における弁部２２
のこじりが少なくなるので、弁部２２の作動がスムーズ
になる。しかも、制御弁１５を構成する各部材も強度的
に有利となり、装置の剛性を必要以上に太き（しな（で
も済むので、装置全体の軽量小型化に貢献する。。

［発明の効果］ 請求項１の発明によれば、作動部に突出形成したジヨイ
ント部を制御弁に形成したジヨイント凹部へ嵌合したの
で、作動部と制御弁との距離をより近接させることがで
き、排気ポート近傍部分をコンパクトにできる。このた
め、作動部からの力の作用点が制御弁の摺動部により近
接するので、制御弁が摺動するときこじりが生じにくく
なり、摺動がスムーズになる。

さらに、水冷式エンジンの場合には、冷却水通路をより
排気ポートのシリンダボア側開口端部へ近接して形成す
ることが可能になり、エンジンの冷却性能を向上させる
ことができる。

請求項２の発明によれば、制御弁の移動に伴って、排気
チャンバと連通ずる排気通路の排気ポート側開口部を高
速側で閉じ、中低速側で開けるようにしたので、エンジ
ンの全回転域で良好な出力を維持し易くなるとともに、
一つの排気制御装置で排気タイミングと排気脈動の両方
の調整を自動的に行うことができるので、エンジンを小
型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は実施例を示し、第１図は本願の排気
制御装置を適用した２サイクルエンジンの縦断面側面図
、第２図はその水平断面図、第３図は第１図のＸ矢示力
、向外観図、第４図は第３図のＡ−Ａ線拡大断面図、第
５図は排気制御装置の斜視図、第６図は要部の拡大断面
図、第７図は駆動機構の断面図、第８図は排気ポート周
囲の冷却水通路を示す断面図である。 （符号の説明） １・・・シリンダブロック、５・・・シリンダボア、１
１・・・排気ポート、１４・・・排気制御装置、１５・
・・制御弁、１６・・・弁ホルダ、１７・・・作動部、
２０・・・スライド基部、２２・・・弁部、２４・・・
ストッパ部、２５・・・シールド部、２７・・・ジヨイ
ント凹部、３０・・・連通孔、３１・・・排気通路、３
２・・・排気チャンバ、３５・・・ピニオンギヤ、３６
・・・回動軸、３８・・・ジヨイント部材、４ｏ・・・
ジヨイント部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダボア内壁に開口形成された排気ポートの
   開きタイミングを可変制御するため、エンジンの回転数
   に応動する作動部で制御弁を移動させ、排気ポートの開
   口部上縁を開閉するようにしたものにおいて、前記作動
   部にジョイント部を突出形成し、このジョイント部を前
   記制御弁に形成されたジョイント凹部へ嵌合することに
   より、作動部と制御弁とを接続させたことを特徴とする
   ２サイクルエンジンの排気制御装置。
2. （２）排気ポートに臨んで開口する排気通路と、この排
   気通路に連通する排気脈動調節用の排気チャンバとを設
   けるとともに、制御弁の移動によって、前記排気通路の
   排気ポート側開口部を、高速域のとき閉じ、中低速域の
   とき開くようにしたことを特徴とする請求項１に記載し
   た２サイクルエンジンの排気制御装置。