JPH06212976A - ２サイクルエンジンの排気時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】排気時期制御バルブの摺動体と摺動通路とのク
リアランスを最適値に設定可能にすると共に、クリアラ
ンスの摩耗を防止可能とし、ガタツキを抑えて排気時期
の制御を正確にする。 【構成】シリンダボア６の軸方向に平行な第１摺動面３
１ａをシリンダブロック３に設ける一方、第１摺動面に
平行に対面する第２摺動面３１ｂを備えたバルブホルダ
３６を、枠状のバルブスペーサ３５を介して第１摺動面
に取り付け、バルブスペーサの枠内空間を摺動通路３１
とし、バルブスペーサの板厚Ｔを摺動体２６の板厚より
僅かに厚くすることにより、第１摺動面と第２摺動面と
の間で摺動体を摺動自在に保持した。又シリンダブロッ
クとバルブスペーサとの間、及びバルブスペーサとバル
ブホルダとの間に、夫々ガスケット３７，３８を介装
し、同ガスケットにより第１摺動面と第２摺動面を被装
すると共に、ガスケットの材質を、摺動体の耐摩耗性を
向上させるものにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの回転数に応
じて排気時期を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関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、２サイクルエンジンにおいて
は、低速回転時に排気時期を遅くし、回転数の上昇に応
じて排気時期を早めてゆけば、全回転数域に亘って高出
力が得られることが知られている。

【０００３】排気時期を変化させる排気時期制御装置と
して一般的なものに、シリンダボアの内壁面に開口する
排気ポートの開口部近傍に排気時期制御バルブを設け、
この排気時期制御バルブをサーボモータ等のアクチュエ
ータによって駆動し、上記排気ポートの開口上縁部（上
死点側の縁部）の高さを変化させるようにしたものがあ
る。

【０００４】図８（ａ），（ｂ）は、このような排気時
期制御装置の一構造例を示す縦断面図である。

【０００５】この排気時期制御装置１００は、シリンダ
ボア１０１の内壁面に開口する排気ポート１０２の上死
点側縁部の高さを変化させる排気時期制御バルブ１０３
を備えている。上記排気時期制御バルブ１０３は、上記
シリンダボア１０１の軸方向沿いに摺動する平板状の摺
動体１０４と、この摺動体１０４に摺動一体に設けられ
て排気ポート１０２の開口部側に延びる弁体１０５とを
有している。

【０００６】上記摺動体１０４は、図８（ｂ）に示すよ
うにシリンダボア１０１が形成されたシリンダブロック
１０６と、このシリンダブロック１０６に固定されたバ
ルブホルダ１０７との間に画成された摺動通路１０８内
に保持され、シリンダボアの軸方向に沿って摺動自在と
なっている。

【０００７】上記バルブホルダ１０７内には、図示しな
いアクチュエータによって回転駆動される偏心カム１０
９が回転自在に軸支され、この偏心カム１０９の一端に
形成されたカム部１１０が摺動体１０４を駆動する（摺
動させる）構成となっている。

【０００８】図８（ａ）では、排気時期制御バルブ１０
３が最も上死点側にあり、弁体１０５が排気ポート１０
２の上死点側縁部に密着しているため、排気時期が最も
早められた高速回転向きの設定となっている。また、図
８（ｂ）では、排気時期制御バルブ１０３が最も下死点
側にあり、弁体１０５が排気ポート１０２の上死点側縁
部から下がっているため、その分だけ排気時期が遅めら
れて低速回転向きの設定となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
排気時期制御装置１００では、前記摺動体１０４と摺動
通路１０８との間のクリアランス（隙間）を最少限に設
定しないと、摺動体１０４とともに弁体１０５がガタつ
いて排気時期が狂い、出力特性が乱れるおそれがある。
また、摺動体１０４が振動してしまうため、摺動面の摩
耗が進行して上記問題点が助長される懸念がある。

【００１０】しかしながら、摺動体１０４と摺動通路１
０８は、それぞれ別工程で加工されるため、前記クリア
ランスを小さくするためには摺動体１０４と摺動通路１
０８の寸法公差を非常に小さくするか、あるいは摺動体
１０４と摺動通路１０８の仕上り寸法をそれぞれ測定
し、両者を選別して組み合せてやる必要があり、いずれ
にしても生産性が著しく低下してしまう。

【００１１】そこで、摺動体１０４か摺動通路１０８の
いずれか一方を、それに組み合せられる他方の仕上り寸
法に応じて後加工することにより、最適なクリアランス
を確保して生産性を向上させることが考えられる。

【００１２】ところが、摺動体１０４と摺動通路１０８
は、一般にダイカスト成形、またはフライス加工やエン
ドミル加工などの切削加工によって成形されるため、仕
上り寸法のバラツキが大きく、希望寸法通りに仕上げる
のが困難である。したがって、前述したように摺動体１
０４と摺動通路１０８の仕上り寸法をそれぞれ測定し、
両者を選別して組み合せるなどの方法しか無かった。

【００１３】ところで、摺動体１０４と摺動通路１０８
間のクリアランスが適正であっても、使用していくうち
に両者１０４，１０８の接触面が摩耗し、クリアランス
が大きくなってしまう懸念がある。このため、摺動体１
０４と摺動通路１０８の接触面には耐摩耗性のある材料
を使用することが望ましい。

【００１４】しかしながら、エンジン重量を軽減させる
都合上、排気時期制御バルブ１０３とシリンダブロック
１０６とバルブホルダ１０７は全てアルミニウム系の軽
量かつ軟質な材料によって形成されるのが一般的である
ため、共に軟質な材料でできた摺動体１０４と摺動通路
１０８の壁面とが擦れ合うことになり、どうしても摩耗
し易い状況となってしまう。

【００１５】そこで、従来では、摺動通路１０８の第１
摺動面１０８ａと第２摺動面１０８ｂとにメッキや表面
処理などを施して表面硬度を向上させたり、上記第１，
第２摺動面１０８ａ，１０８ｂに鋳鉄板を鋳ぐるむなど
して摺動通路１０８の耐摩耗性を向上させていたが、こ
のような耐摩耗対策を施することにより、大きなコスト
アップを余儀なくされていた。

【００１６】本発明は、以上述べた問題点を解決するた
めになされたもので、排気時期制御バルブの摺動体と、
この摺動体が摺動する摺動通路とのクリアランスを最適
値に容易に設定可能にするとともに、上記クリアランス
が摩耗により拡がることを防止可能とし、排気時期制御
バルブのガタツキを抑えて排気時期の制御を正確に行な
わせることのできる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する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る２サイクルエンジンの排気時期制御装
置は、アクチュエータの動力によりシリンダボアの軸方
向沿いに摺動し、上記シリンダボアの内壁面に開口する
排気ポートの上死点側縁部の高さを変化させる排気時期
制御バルブを備え、上記排気時期制御バルブが平板状の
摺動体を摺動一体に有し、この摺動体がシリンダボアの
軸方向に沿って延びる摺動通路内を摺動自在である２サ
イクルエンジンの排気時期制御装置において、シリンダ
ボアの軸方向に平行で排気ポートに直交する第１摺動面
をシリンダブロックに設ける一方、上記第１摺動面に平
行に対面する第２摺動面を備えたバルブホルダを、枠状
のバルブスペーサを介して第１摺動面に取り付け、上記
バルブスペーサの枠内空間を前記摺動通路とし、バルブ
スペーサの板厚を前記摺動体の板厚より僅かに厚くする
ことにより、第１摺動面と第２摺動面との間で摺動体を
摺動自在に保持したことを特徴とする。

【００１８】また、前記シリンダとバルブスペーサとの
間、およびバルブスペーサとバルブホルダとの間に、そ
れぞれガスケットを介装し、上記ガスケットによって前
記第１摺動面と第２摺動面を被装するとともに、ガスケ
ットの材質を、摺動体の耐摩耗性を向上させるものにし
たことを特徴とする。

【００１９】

【作用】このように構成した場合、前記バルブスペーサ
の板厚および枠内寸法を、摺動体の仕上り寸法に合せて
精度良く後加工することができるため、摺動体と摺動通
路との間のクリアランスを容易に最適値に設定可能とな
る。

【００２０】また、前記第１摺動面と第２摺動面とが、
前記ガスケットで被装されるため、摺動体が第１摺動面
と第２摺動面とに直接接触しなくなり、第１摺動面と第
２摺動面の摩耗が防止されると同時に、摺動体の耐摩耗
性が向上するため、摺動体と摺動通路との間のクリアラ
ンスが最適な状態で永く維持される。

【００２１】したがって、排気時期制御バルブがガタつ
くこと無く、正確な排気時期制御が行なわれる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２３】図１は、本発明が適用された２サイクルエ
ンジンの縦断面図である。この２サイクルエンジン１
は、例えば自動２輪車に搭載される水冷単気筒型のもの
で、クランクケース２の上部にシリンダブロック３とシ
リンダヘッド４とが順次組み付けられた構成となってい
る。

【００２４】上記シリンダブロック３内にはシリンダラ
イナ５が設けられ、このシリンダライナ５内にシリンダ
ボア６が形成されている。また、前記シリンダヘッド４
には上記シリンダボア６に整合する燃焼室７が形成さ
れ、その中央部には点火プラグ８が螺合される。なお、
シリンダボア６の周囲と燃焼室７の周囲とには冷却水が
循環するウォータジャケット９が形成されている。

【００２５】シリンダボア６にはピストン１１が摺動自
在に挿入され、このピストン１１に設けられたピストン
ピン１２と、前記クランクケース２内で回転自在に軸支
されたクランクシャフト１３のクランクピン１４とがコ
ンロッド１５によって連結されている。

【００２６】クランクケース２には吸気口１６が設けら
れており、その内部にはリードバルブ１７が設置されて
いる。この吸気口１６には図示しないキャブレタが連結
される。

【００２７】クランクケース２の内部からは複数の掃気
ポート１８がシリンダライナ５沿いに立ち上がってお
り、これらの掃気ポート１８はそれぞれシリンダボア６
の内壁面に開口している。

【００２８】シリンダボア６の内壁面には、上記掃気ポ
ート１８よりもやや高い位置で排気ポート１９が開口し
ている。この排気ポート１９の他端は外部に通じてお
り、その出口には排気マフラ２０が接続される。

【００２９】上記排気ポート１９には、本発明に係る排
気時期制御装置２１が備えられている。この排気時期制
御装置２１は、サーボモータ等のアクチュエータ２２
と、上記アクチュエータ２２の動力を伝達するケーブル
機構２３とを含んで構成されている。

【００３０】図２（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例を
示すもので、上記排気時期制御装置２１の拡大図であ
る。また、図３は図１のIII −III 線に沿う断面図、図
４は図２（ａ）のIV矢視図、図５は図２（ａ）のＶ−Ｖ
矢視図、そして図６は図２（ａ）のVI−VI線に沿って展
開した断面図である。

【００３１】排気時期制御装置２１には、排気ポート１
９の上死点側開口縁部の高さを変化させる排気時期制御
バルブ２５が組み込まれている。この排気時期制御バル
ブ２５は、図７にも示すように、平板状に構成された摺
動体２６と、この摺動体２６に一体もしくは一体的に設
けられた弁体２７とを備えている。なお、上記摺動体２
６の下縁部には、排気ガスの流れを整流する整流部材２
８が軸２９によって回動自在に枢着されている。

【００３２】上記摺動体２６は、側面視（図１、図２参
照）でシリンダボア６の軸方向に平行しており、かつ平
面視（図３参照）で排気ポート１９に直交していて、シ
リンダボア６の軸方向沿いに延びる摺動通路３１（図２
（ｂ）参照）内を自在とされている。

【００３３】一方、上記弁体２７は、摺動体２６の下縁
部から排気ポート１９の開口部に向って延びており、そ
の先端部形状はシリンダボア６の曲面に沿うＲ形状とさ
れている。図３および図４に示すように、排気ポート１
９はセンタブリッジ３２によって左右に２分割されてい
るため、これに合せて弁体２７も左右一対に設けられて
おり、その断面形状はそれぞれ左右の排気ポート１９の
通路上面形状に沿うものとされ、図２（ａ）および図４
に示すように摺動体２６が最も上方に位置した際に弁体
２７が排気ポート１９の通路上面に密着する態様となっ
ている。

【００３４】弁体２７の上面には、シリンダボア６の曲
面に平行するフランジ３３が一体成型されており、この
フランジ３３は図２（ｂ）に示すようにシリンダブロッ
ク３に設けられた凹部３４に出入りする。ここで、フラ
ンジ３３の高さは摺動体２６の昇降ストロークと同じか
それ以上とされ、図２（ｂ）のように摺動体２６が最も
下方に位置した際にフランジ３３が凹部３４から抜け切
らないようにされている。

【００３５】シリンダブロック３には、シリンダボア６
の軸方向に平行で排気ポート１９に直交する第１摺動面
３１ａが設けられており、この第１摺動面３１ａに、枠
状のバルブスペーサ３５を介してバルブホルダ３６が取
り付けられている。このバルブホルダ３６には、上記第
１摺動面３１ａに平行に対面する第２摺動面３１ｂが設
けられており、第１摺動面３１ａと第２摺動面３１ｂと
の間、すなわち上記バルブスペーサ３５の枠内空間が前
記摺動通路３１となっている。

【００３６】シリンダブロック３とバルブスペーサ３５
との間、およびバルブスペーサ３５とバルブホルダ３６
との間には、それぞれ気密を保つガスケット３７，３８
が介装されていて、前記第１摺動面３１ａが上記ガスケ
ット３７に、前記第２摺動面３１ｂが上記ガスケット３
８に被装される構成となっている。なお、排気ポート１
９は、バルブスペーサ３５とバルブホルダ３６、ならび
にガスケット３７，３８を貫通して外部に通じるように
なっている。また、バルブホルダ３６にはプーリカバー
３９とキャップ４０とが順に固定されている。

【００３７】バルブスペーサ３５の板厚Ｔは、摺動体２
６の板厚より僅かに厚く（例えば板厚の差が０．０５mm
以内となるように）される。また、バルブスペーサ３５
の枠内寸法Ｗ（図３参照）は、摺動体２６の幅より僅か
に大きくされ、これらによって摺動体２６が第１摺動面
３１ａと第２摺動面３１ｂとの間で摺動自在に保持され
る。

【００３８】このため、摺動体２６が摺動通路３１内で
スムーズに、かつガタつくことなく摺動可能なクリアラ
ンスが設定される。

【００３９】一方、ガスケット３７，３８の材質には、
摺動体２６の耐摩耗性を向上させるものが適用される。
すなわち、例えば摺動体２６の材質がアルミニウム系の
ものである場合には、ガスケット３７，３８の材質にア
ルミニウム系より硬度の高い鉄系の材料を用い、摺動体
２６の材質が鋳鉄などの鉄系材料である場合には、ガス
ケット３７，３８の材質を鉄系材料より硬度の低い銅や
アルミニウム系の材料とすることにより、摺動体２６と
ガスケット３７，３８間の硬度を異ならせ、摺動体２６
の耐摩耗性を向上させる。

【００４０】摺動体２６が摺動通路３１内を摺動する
と、摺動体２６とともに弁体２７がシリンダ軸方向に沿
って移動し、これにより排気ポート１９開口部の上死点
側縁部の高さが変化して２サイクルエンジン１の排気時
期が変更される。ちなみに、図２（ａ）は排気時期が最
も早められた高速回転状態を示し、図２（ｂ）は排気時
期が最も遅められた低速回転状態を示している。

【００４１】このように摺動する排気時期制御バルブ２
５は、前記アクチュエータ２２の動力によって駆動され
る。本実施例では、アクチュエータ２２の動力が偏心カ
ム４２によって排気時期制御バルブ２５の昇降ストロー
クに変更されるようになっている。

【００４２】前記バルブホルダ３６内には、上記偏心カ
ム４２の回転軸４３が回転自在に軸支されている。上記
回転軸４３の一端には円形のカム部４４が回転軸４３の
軸心に対し偏心して形成されており、他端にはプーリ４
５がナット４６等によって回転一体に固定されている。

【００４３】上記プーリ４５には図５に示すように前記
ケーブル機構２３のケーブル４７が巻回されており、前
記アクチュエータ２２の動力が上記ケーブル４７を介し
てプーリ４５に伝えられ、偏心カム４２が回転駆動され
る。

【００４４】排気時期制御バルブ２５の摺動体２６に
は、カム室４８が凹設されており、このカム室４８に偏
心カム４２のカム部４４が偏心回転自在に、但しガタ無
く嵌入される。このため、アクチュエータ２２の動力に
よって偏心カム４２が回転駆動されると、カム部４４が
カム室４８内で偏心回転し、カム部４４の偏心量の倍の
ストロークで排気時期制御バルブ２５が摺動する。

【００４５】そして、２サイクルエンジン１のエンジン
回転数が上昇するに従い、排気時期制御バルブ２５が図
２（ｂ）の位置から図２（ａ）の位置に動かされ、排気
時期が早められるように制御される。

【００４６】なお、前記整流部材２８は、その一端が前
述したように軸２９によって摺動体２６の下縁部に枢着
され、他端が軸５０，５１によって排気ポート１９の壁
面に係着されている。このため、図２（ｂ）に示す低速
回転状態においては、排気ポート１９内に大きく突出す
る排気時期制御バルブ２５の下流側に上記整流部材２８
が滑らかに続く形となり、排気時期制御バルブ２５の下
流部に大きな段差ができなくなるので、排気ガスの流れ
に乱れがなくなり、排気効率が向上する。

【００４７】以上のように構成された排気時期制御装置
２１では、従来一体とされていたバルブスペーサ３５と
バルブホルダ３６とが別体化されたため、バルブスペー
サ３５の板厚Ｔおよび枠内寸法Ｗを、摺動体２６の仕上
り寸法に合せて精度良く後加工することが可能となる。
ちなみに、バルブスペーサ３５の板厚Ｔと枠内寸法Ｗ
は、それぞれ平面切削加工等とブローチ加工等とによっ
て容易に希望値に設定することができる。

【００４８】このため、摺動体２６と摺動通路３１との
間のクリアランスを容易に最適値に、すなわち摺動体２
６がスムーズかつガタつくことなく摺動できる寸法にす
ることができる。

【００４９】また、摺動通路３１を構成する第１摺動面
３１ａと第２摺動面３１ｂとが、それぞれガスケット３
７，３８によって被装されるため、摺動体２６が第１摺
動面３１ａと第２摺動面３１ｂとに直接接触することが
ない。したがって、第１摺動面３１ａと第２摺動面３１
ｂの摩耗が回避される。

【００５０】さらに、ガスケット３７，３８の材質が摺
動体２６の耐摩耗性を向上させるものであるため、摺動
体２６も摩耗しにくく、前述したように第１摺動面３１
ａと第２摺動面３１ｂとが摩耗しないことと相俟って、
摺動体２６と摺動通路３１との間のクリアランスが最適
な状態で永く維持される。

【００５１】このように摺動体２６と摺動通路３１との
間のクリアランスが適正に保たれるため、排気時期制御
バルブ２５がガタつくこと無く、正確な排気時期制御が
行なわれる。

【００５２】なお、２サイクルエンジン１が中古品にな
っても、ガスケット３７，３８を新品にするか、バルブ
スペーサ３５を研削すれば、摺動体２６と摺動通路３１
との間のクリアランスを新品時の状態に容易に戻せるの
で、オーバーホールに掛かるコストを非常に易くことが
できる。

【００５３】ところで、図８（ａ），（ｂ）に示す従来
の排気時期制御装置１００の場合でも、シリンダブロッ
ク１０６とバルブホルダ１０７との間にガスケットを介
装すれば、第１摺動面１０８ａの摩耗を回避させたり、
摺動体１０４の耐摩耗性を向上させることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る２サ
イクルエンジンの排気時期制御装置は、シリンダボアの
軸方向に平行で排気ポートに直交する第１摺動面をシリ
ンダブロックに設ける一方、上記第１摺動面に平行に対
面する第２摺動面を備えたバルブホルダを、枠状のバル
ブスペーサを介して第１摺動面に取り付け、上記バルブ
スペーサの枠内空間を前記摺動通路とし、バルブスペー
サの板厚を前記摺動体の板厚より僅かに厚くすることに
より、第１摺動面と第２摺動面との間で摺動体を摺動自
在に保持したことを特徴とするものである。

【００５５】したがって、上記バルブスペーサの板厚お
よび枠内寸法を、摺動体の仕上り寸法に合せて精度良く
後加工することができるようになり、摺動体と摺動通路
との間のクリアランスを容易に最適値に設定可能とな
る。

【００５６】また、前記シリンダブロックとバルブスペ
ーサとの間、およびバルブスペーサとバルブホルダとの
間に、それぞれガスケットを介装し、上記ガスケットに
よって第１摺動面と第２摺動面を被装するとともに、ガ
スケットの材質を、摺動体の耐摩耗性を向上させるもの
にしたことを特徴とするため、摺動体が第１摺動面と第
２摺動面とに直接接触しなくなり、第１摺動面と第２摺
動面の摩耗が防止されると同時に、摺動体の耐摩耗性が
向上するため、摺動体と摺動通路との間のクリアランス
が最適な状態で永く維持されるしたがって、排気時期制
御バルブのガタツキが回避され、正確な排気時期制御を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された２サイクルエンジンの縦断
面図。

【図２】本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は排気
時期制御装置の高速状態を示す図、（ｂ）は排気時期制
御装置の低速状態を示す図。

【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図。

【図４】図２（ａ）のIV矢視図。

【図５】図２（ａ）のＶ−Ｖ矢視図。

【図６】図２（ａ）のVI−VI線に沿って展開した断面
図。

【図７】排気時期制御バルブの斜視図。

【図８】従来の技術を示す図で、（ａ）は排気時期制御
装置の高速状態を示す図、（ｂ）は排気時期制御装置の
低速状態を示す図。

【符号の説明】

１ ２サイクルエンジン ３ シリンダブロック ６ シリンダボア １９ 排気ポート ２１ 排気時期制御装置 ２２ アクチュエータ ２３ ケーブル機構 ２５ 排気時期制御バルブ ２６ 摺動体 ２７ 弁体 ２８ 整流部材 ３１ 摺動通路 ３１ａ 第１摺動面 ３１ｂ 第２摺動面 ３５ バルブスペーサ ３６ バルブホルダ ３７，３８ ガスケット ４２ 偏心カム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータの動力によりシリンダボ
   アの軸方向沿いに摺動し、上記シリンダボアの内壁面に
   開口する排気ポートの上死点側縁部の高さを変化させる
   排気時期制御バルブを備え、上記排気時期制御バルブが
   平板状の摺動体を摺動一体に有し、この摺動体がシリン
   ダボアの軸方向に沿って延びる摺動通路内を摺動自在で
   ある２サイクルエンジンの排気時期制御装置において、
   シリンダボアの軸方向に平行で排気ポートに直交する第
   １摺動面をシリンダブロックに設ける一方、上記第１摺
   動面に平行に対面する第２摺動面を備えたバルブホルダ
   を、枠状のバルブスペーサを介して第１摺動面に取り付
   け、上記バルブスペーサの枠内空間を前記摺動通路と
   し、バルブスペーサの板厚を前記摺動体の板厚より僅か
   に厚くすることにより、第１摺動面と第２摺動面との間
   で摺動体を摺動自在に保持したことを特徴とする２サイ
   クルエンジンの排気時期制御装置。
2. 【請求項２】 前記シリンダとバルブスペーサとの間、
   およびバルブスペーサとバルブホルダとの間に、それぞ
   れガスケットを介装し、上記ガスケットによって前記第
   １摺動面と第２摺動面を被装するとともに、ガスケット
   の材質を、摺動体の耐摩耗性を向上させるものにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の２サイクルエンジンの排
   気時期制御装置。