JPH0674732B2 - ２サイクルエンジンのリ−ドバルブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は吸気通路を開閉制御する２サイクルエンジン
のリードバルブ装置に関する。

（従来の技術） ２サイクルエンジンには、吸気通路の開閉をリードバル
ブ装置によって制御するものがある。第６図は従来に用
いられているリードバルブ装置の一例を示すものであ
る。吸気通路１はシリンダ２に連るクランク室３に開通
され、その下流端部に、クランク室３側に面した額縁状
のバルブシート４をＶ字状に組合せて設置し、それぞれ
のバルブシート４に一端を固定したリードバルブ５の周
縁を弾接して吸気通路１を塞ぐように備える。６はリー
ドバルブ５のリフト量を制限するストッパを示す。吸気
通路１の上流にはキャブレタが接続される。シリンダ２
には排気口７、クランク室３に通じる掃気口８および上
記吸気通路１に通じる吸気口９が開口し、ピストン10に
よって開閉制御される。ピストン10の下死点側で排気口
７および掃気口８が開き、上死点側で吸気口９が開く。
図中11はクランク軸、12はクランクホイール、13はクラ
ンクピンを示す。

以上のような構成で、ピストン10が上昇するとクランク
室３が負圧になり、リードバルブ５の自由端を押し開い
て給気がクランク室３に吸入される。ピストン10の上死
点近くでは給気の一部が吸気口９を介してクランク室３
に吸入される。次いでピストン10が下降行程に移るとク
ランク室３内は正圧に変り、リードバルブ５が元に復し
て吸気通路１を塞ぎ、クランク室３内の吸気は圧縮され
る。そしてピストン10の下死点付近で掃気口８が開いて
クランク室３内の給気はシリンダ２内に押し込まれる。
引き続いてピストン10の上昇により（このときクランク
室３に次の給気が吸入される）、シリンダ２内の給気が
圧縮され、点火されて燃焼し、ピストン10を押し下げて
クランク軸11を駆動する仕事をし（このときクランク室
３内は圧縮される）、ピストン下死点付近で上記掃気通
路開動作に先立って排気口７が開いて排気される。

このようにリードバルブ装置は、ピストン10の上下運動
に応動して吸気通路１を開閉制御し、吸気効率すなわち
エンジン出力性能を大きく左右する重要な作用を有する
ので、応答性や吸入抵抗などを考慮して、大きさ、形
状、姿勢、材質などが設定されるが、リードバルブ５の
ばね定数とエンジン回転数との関係において次のような
不都合が生じる。

第４図はエンジン出力（縦軸）とエンジン回転数（横
軸）との関係を表示したもので、ばね定数の小さいリー
ドバルブを用いた場合は線Ａ（点線）のように変化し、
ばね定数の比較的大きいリードバルブを用いた場合は線
Ｂ（一点鎖線）のようになる。線Ａでの特性は、ばね定
数の小さいリードバルブがエンジンの低回転、中回転域
の比較的流速の遅い吸気流によく追随して高出力を生む
が、高回転域に至るところで固有振動数に影響されて、
急激な出力低下現象（リードバルブのジャンピング）が
現われ、その後の高回転域では一応持ち直しながらも不
安定で、総体的に出力が低くなる。逆にばね定数の高い
リードバルブでは、固有振動数が高く、中、高速回転域
において上記のような出力の谷を避けることができる
が、低、中速回転域で充分なリフト量が得られないの
で、総体的に出力が低下する傾向を線Ｂから読み取るこ
とができる。このように低回転域から高回転域まで一様
に、応答性よく、吸入抵抗の小さいリードバルブを得る
ことはむつかしい。

上記の点を解決するために、低、中速回転域ではリード
バルブのばね常数を小さく、中、高速回転域ではばね常
数を大きく作用させる考えがあり、このように図ったリ
ードバルブ装置が、従来において次のように提案されて
いる。

特公昭46-36850号公報には、第７図に示すように、リー
ドバルブ５の上に重ねたそり形ストッパ６をクランク軸
11上の遠心力発生装置14に連係したプッシュロッド15で
押圧し、エンジン回転数が速くなるにつれて次第にリー
ドバルブの振動する部分の長さを短くしてばね常数が大
きくなるようにしたリードバルブ装置が示されている。
しかし、このように終始エンジン回転数に関連してリー
ドバルブのばね常数を調整するためには、機構が複雑で
大掛りになり、出力の谷間以外の回転域では無意味な調
整が行なわれているという問題がある。

また、特公昭58-40649号公報、特公昭59-45806号公報に
は、第８図に示すように、第１のリードバルブ16を額縁
形にし、その上に第２のリードバルブ17を重ね、低、中
速回転域ではばね常数の小さい第２のリードバルブが作
用し、中、高速回転域では第１のリードバルブ16が加坦
してばね常数が大きくなるようにしたリードバルブ装置
が示されているが、第１のリードバルブ16はリードバル
ブであると共にバルブシートとしての機能を要求され、
精度、耐久性の点で問題があり、第２のリードバルブ17
は単独の振動が可能なので、中、高速回転域における固
有振動数による悪影響を避けることができないという問
題が残る。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように、リードバルブ装置では、リードバルブ
のばね常数が低速、中速回転域で小さく、高速回転域で
大きいことが要求され、この要求を満足しようとする従
来のいくつかの手段が、必要以上の調整を伴うか、調整
不充分であり、また精度、耐久性、コスト上問題が多い
点に鑑み、この発明は、ばね常数の小さい１枚のリード
バルブによって、必要最小限の調整によって低速から高
速までの全回転帯域において追随性よくエンジン出力性
能を高めるうにした２サイクルエンジンのリードバルブ
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この発明の２サイクルエンジンのリードバルブ装置で
は、エンジンの低、中速回転域に適応したばね常数の小
さいリードバルブを用い、その固定端寄りの表面上に、
回動変位によりリードバルブの横方向ラインに沿って離
接する棒状のアジャストカムを軸架すると共に、エンジ
ン回転数に関連して制御されるアジャストカム駆動機構
を備え、このアジャストカムを、常時はリードバルブよ
り離間して置き、エンジンの中、高速回転域の予め設定
された回転域において回動変位を与えてリードバルブに
接するようにした構成を採る。

（作用） 上記の構成により、この発明のリードバルブ装置では、
エンジンの低、中速回転域においてはアジャストカムの
離間によりリードバルブが拘束を受けることなく固有の
ばね常数により開閉動作して、この帯域でのエンジン出
力性能を高くし、中速から高速回転域の予め設定された
回転数に達すると、アジャストカムが回動変位してリー
ドバルブに接することにより、リードバルブの有効長さ
が短縮してばね常数が高くなり、バネ常数の小さいリー
ドバルブ本来の固有振動数に起因して現われる急激な出
力低下現象を防ぎ、さらに高速回転域での吸気脈動によ
く追随して出力性能を高くする。

（実施例） 以下この発明の実施例を図に就いて説明する。

第１図、第２図、第３図において、クランク室３に通じ
る吸気通路１の下流端にＶ字面によって吸気通路１を塞
ぐように形成したバルブハウジング18が介装される。バ
ルブハウジング18のＶ字両面にはそれぞれ複数個の通孔
が並列し、そのクランク室側面の通孔周りに形成された
複数個の額縁状バルブシート４のそれぞれに上流端を押
え板19およびリベット20により固定された複数個のリー
ドバルブ21のそれぞれの周縁が弾接して並列する。ピス
トンの上下運動に伴うクランク室３内の圧力変動に応じ
て、リードバルブ21が開閉し、各サイクル毎に燃料ガス
をクランク室３に供給する。

上記リードバルブ21は、材質、長さ、巾、厚さなどによ
って比較的ばね常数を小さく設定されている。

次に、各列のリードバルブ21の固定端寄りの表面上に、
その列の横方向のラインに沿って棒状のアジャストカム
22a,22bが吸気通路１側壁に回動自在に軸支される。ア
ジャストカム22a,22bは外周がリードバルブ21に接する
ように設定され、一部に軸方向に沿う切欠き23があり、
回動して切欠き23が面したときは、リードバルブ21との
間に隙間ができるようになっている。一方のアジャスト
カム22aの一端は吸気通路１側壁を貫通して外部に突出
し、回転式ソレノイド24の駆動軸25に結合して駆動され
る。両アジャストカム22a,22bの他端は、吸気通路１外
部においてレバー26a,26bとリンク27で結合されて連動
する。

上記ソレノイド24は常態では作用せず、アジャストカム
22a,22bは、図示しない復帰機構により、リードバルブ2
1に接触しない位置に置かれている（第１図）。ソレノ
イド24はエンジン回転数を検出する速度センサ28によ
り、予め設定した回転数を超えた中、高速回転域におい
て制御器29から出力する励磁電流によって作動する。こ
れによりアジャストカム22a,22bは回動変位しそ外周の
一部をリードバルブ21に接触させる（第２図）。この作
動範囲は、リードバルブ21の開閉動作が、固有振動数の
関係で、エンジン回転数に追随しにくくなる中、高速回
数域を含むように設定される。

以上の構成により、このリードバルブ装置では、エンジ
ンの低、中速回転域の場合、リードバルブ21は拘束を受
けないで固有の小さいばね常数で作用するので、吸気流
速の小さいこの帯域での吸気作用によく追随し、充分な
リフト量があって、第４図図表の線Ａで示すような出力
特性を得る。エンジン回転数が上がりＣ回転数に達する
と、アジャストカム22a,22bが回動変位してリードバル
ブ21に接することにより、この時点でリードバルブ21は
自由長が短くなり、ばね常数が大きくなる。従ってその
後の中、高速回転域では線Ｂに沿う出力特性に変わる。
こうして小さいばね常数のリードバルブに表われる中、
高速回転域での出力の谷間が解消されることは勿論、低
速から高速までの出力が向上する。

上記速度センサ28は、遠心スイッチ、アクセルスイッチ
などが利用できる。ソレノイドは、直線進退式のものと
レバーとを組合せてもよく、またソレノイドに代えて、
反転するスプリング機構などによって機械式にアジャス
トカム22a,22bを動作させることが考えられる。

第５図は他の実施例を示すＶ型２サイクルエンジンの側
面図で、前バンクシリンダ30、後バンクシリンダ31にそ
れぞれリードバルブ装置32,33が装備され、それぞれア
ジャストカム34a,34bおよび35a,35bを備える。アジャス
トカム34a,34bは前記のものと同様にレバー36a,36bとリ
ンク37で連動され、アジャストカム35a,35bがレバー38
a,38bおよびリンク39で連動されると共に、レバー36bと
38aとをリンク40で連結する。１つのアジャストカム34a
にソレノイド24を接続し、この駆動により、前部のアジ
ャストカム34a,34b,35a,35bがリードバルブに接する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る２サイクルエンジンのリ
ードバルブ装置は、ばね常数の小さいリードバルブを用
い、ばね常数を大きくする必要のある中、高速回転域に
おいて、棒状の回転式アジャストカムにより、固定端寄
りのリードバルブ表面を横方向に圧接して自由長を短く
するようにしたもので、低速から高速まで、勝れたエン
ジンの出力特性が得られる。しかもアジャストカムは回
転式で、設定されたエンジン回転数において動作するだ
けでよく、小さな駆動力で済み、またその設定回転数の
調整セッティングが容易である。さらにアジャストカム
が回転式であるから、外部の駆動機構に接続する場合
に、吸気通路の気密を保持するためのシールが容易で耐
久性よく、Ｖ型リードバルブ装置や、多気筒エンジンの
複数個並列するリードバルブに対して付設した複数個の
アジャストカムを無理なく同時に駆動できるなどの効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の２サイクルエンジンのリードバルブ
装置を示す縦断側面図、第２図は同上エンジンの高速回
転域における状態を示す縦断側面図、第３図は同アジャ
ストカム駆動機構の一例を示す斜視図、第４図はリード
バルブ装置を用いた２サイクルエンジンの回転数と出力
との関係を示す図表、第５図はこの発明の他の実施例を
示すＶ型エンジンの側面図、第６図は一般的なリードバ
ルブ装置を用いた２サイクルエンジンの一例を示す縦断
側面図、第７図は従来のばね常数調整機構を示すリード
バルブ装置の縦断側面図、第８図は同じく従来例を示す
リードバルブ装置の縦断側面図である。 １……吸気通路、４……バルブシート、21……リードバ
ルブ、22a,22b,34a,34b,35a,35b……アジャストカム、2
3……切欠き、24……ソレノイド（アジャストカム駆動
機構）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク室に通じる吸気通路を横切ってク
   ランク室側に面した額縁状のバルブシートを設け、この
   バルブシートに一端を固定したリードバルブの周縁を弾
   接して吸気通路を塞ぐようにした２サイクルエンジンの
   リードバルブ装置において、エンジンの低、中速回転域
   に適応したばね常数の小さいリードバルブを用い、その
   固定端寄りの表面上に、回動変位によりリードバルブの
   横方向ラインに沿って離接する棒状のアジャストカムを
   軸架すると共に、エンジン回転数に関連して制御される
   アジャストカム駆動機構を備え、このアジャストカム
   を、常時はリードバルブより離間して置き、エンジンの
   中、高速回転域の予め設定された回転域において回動変
   位を与えてリードバルブに接するようにしたことを特徴
   とする２サイクルエンジンのリードバルブ装置。