JPH10325328A - ２サイクルエンジンの排気制御弁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気制御弁機構を簡易な構造で構成してシリ
ンダブロックの小型化を実現し、排気の円滑な流れを実
現する。 【解決手段】 排気ポート３９に連通する排気通路を、
排気ポート３９の中心軸線と交叉する方向に延在する第
１通路部４４と、排気ポート３９と第１通路部４４とを
連通する第２通路部４３と、から構成し、排気制御弁４
０を第１通路部４４内に設けて、排気制御弁４０の回転
中心を第１通路部４４の延在方向と平行としている。そ
して、排気制御弁４０が回転変位することによって、第
１通路部４４と第２通路部４３とを連通させている連通
開口４５の面積を可変とし、活性熱雰囲気燃焼による制
御や排気タイミングの制御等を行う。これにより、シリ
ンダブロックの排気ポート近傍に排気制御弁を設けるた
めの軸受部や窪み部等といった複雑な加工を施す必要は
なく、シリンダブロックを小型化できるとともに、排気
通路の内周面を平滑なものとすることができて排気を円
滑に流すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ポートに通じ
る排気通路の断面積を可変にする排気制御弁を備えた２
サイクルエンジンに関し、特に、２サイクルエンジンに
対して排気制御弁を合理的に設けるための構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンは、構造や機構が比
較的単純である等といったことから、小型にして高出力
を得ることができるエンジンとして知られており、例え
ば自動二輪車や小型船舶の原動機として広く用いられて
いる。このような２サイクルエンジンでは、その排気ポ
ート部分に弁を設け、当該弁を開閉することにより排気
を制御し、エンジンを良好な状態で運転させる技術が知
られている。

【０００３】例えば、特開平７−７１２７９号公報、特
開平７−１８０５５６号公報、特公平７−３５７２６号
公報に記載される２サイクルエンジンでは、排気ポート
の上縁付近の排気通路内壁に排気ポートを開閉する排気
制御弁を設け、エンジンの低速・低負荷運転時には、排
気制御弁で排気ポートを略全閉とすることにより、気筒
内圧力を適正に制御して燃焼室内に残留した既燃ガスの
熱エネルギーで燃焼室内の新気を活性化させて、自己着
火燃焼を行わせる活性熱雰囲気燃焼を実現し、これによ
って、エンジンの燃費の向上及び排気ガスの浄化を実現
している。

【０００４】また、例えば特開昭５６−５６９１５号公
報や特開平３−１５６１２２号公報に記載される２サイ
クルエンジンでは、排気ポートの上縁付近の排気通路内
壁に排気タイミングを変化させる排気制御弁を設け、エ
ンジンの高速運転時には排気制御弁を全開とし、排気ポ
ートが開き始める時期（排気タイミング）を進めて掃気
を促進させる一方、エンジンの低速運転時には排気制御
弁を若干閉め気味とし、排気タイミングを遅らせて新気
の吹き抜けを防止するようにしている。

【０００５】上記のような２サイクルエンジンでは、排
気制御弁を枢軸で支持して排気ポートの上縁付近に設
け、排気制御弁を回転させることにより排気ポートの開
口面積を可変にしている。さらに、排気タイミングを制
御する場合には、特に、排気制御弁はその制御縁（すな
わち、排気ポートを開閉する縁部）が排気ポート内に臨
むようにできるだけ排気ポートに接近して設けることが
要求されることから、当該排気制御弁を支持する枢軸も
排気ポートの近傍に配設することが要求される。なお、
枢軸を排気ポートから離れた位置に配設する場合には、
排気制御弁の回転半径が大きくなって、可動部の剛性が
十分に得られないばかりか当該構造部分が大型化してし
まう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の２サイクルエンジンの排気制御弁構造にあ
っては、シリンダブロックの排気ポートの近傍位置に排
気制御弁を直接支持させているため、シリンダブロック
自体に軸受部等といった複雑な加工を施さなければなら
ず、また、排気制御弁の取付作業性も悪いという問題が
あった。また、シリンダブロック自体に軸受部や排気制
御弁を納めるための窪み部を形成しなれればならないた
め、シリンダブロックの大型化を招いていた。また、こ
れら軸受部や窪み部は、排気ポートに連なる排気通路に
臨んで設けられることから、当該排気通路の内周面が凸
凹となって、排気の円滑な流れを阻害し、また、排気脈
動効果を利用して排気効率を向上させようとする場合に
は、排気が円滑に流れないことによって所期の効果が得
られないという問題があった。

【０００７】さらに、複数気筒のエンジンの場合には、
各気筒の排気制御弁を同期して駆動するために制御弁間
を連結させるが、各気筒の排気ポート近傍に各排気制御
弁が設けられていることから、当該連結機構が複雑な構
造となってしまうという問題があった。また、各気筒か
らの排気を排気マニホルドで集合させる場合には、排気
制御弁を設けているスペースによって、排気を集合させ
ることができる位置が排気ポートから離れた位置となっ
てしまうことから、排気マニホルドがシリンダブロック
から大きく張り出してパワーユニットが大型化してしま
うという問題があった。

【０００８】本発明は上記従来の事情に鑑みなされたも
ので、排気制御弁を合理的な構造にて取り付けた２サイ
クルエンジンの排気制御弁構造を提供することを目的と
する。また、本発明は、排気制御弁の取付構造を単純化
し、製作性及び取付作業性等を向上させた２サイクルエ
ンジンの排気制御弁構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、複数の排気制御弁を一体物として構成
して上記の目的を達成し、また、排気制御弁の内部を排
気通路の一部に用いて、各気筒からの排気の集合を簡易
な構造にて実現する２サイクルエンジンの排気制御弁構
造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る２サイクル
エンジンの排気制御弁構造では、エンジンシリンダの壁
面に設けられた排気ポートに連通する排気通路に、当該
排気通路の断面積を可変にする排気制御弁を設けてい
る。そして、この排気通路を、排気ポートの中心軸線と
交叉する方向に延在する第１通路部と、排気ポートと第
１通路部とを連通する第２通路部と、から構成し、排気
制御弁を、第１通路部内に設けて、排気制御弁の回転中
心を当該第１通路部の延在方向と平行としている。すな
わち、本発明では、排気制御弁が回転変位することによ
って、第１通路部と第２通路部とを連通させている連通
開口の面積を可変とし、活性熱雰囲気燃焼による制御や
排気タイミングの制御等を行う。

【００１０】したがって、シリンダブロックの排気ポー
ト近傍位置には排気制御弁を設けるための軸受部や窪み
部等といった複雑な加工を施す必要はなく、シリンダブ
ロックを小型化できるとともに、排気制御弁の取付作業
性が向上する。排気ポートに連なる排気通路の内周面を
平滑なものとすることができ、排気を円滑に流し、排気
脈動効果の利用効率を向上させることができる。

【００１１】好適な一例として、本発明では、排気タイ
ミングを制御する２サイクルエンジンに適用され、排気
制御弁は、その回転軸線をエンジンシリンダの軸線と略
直交する方向と平行に配して設けられるとともに、排気
ポートに接近して設けられる。そして、排気制御弁が排
気ポートの上縁側から閉動作を行うことにより、エンジ
ンの排気タイミングを可変にする。したがって、上記の
作用効果を奏しつつ、更に、排気制御弁を排気ポートの
接近させて設けたことにより、排気タイミング制御を精
度よく行うことができる。

【００１２】また、好適な他の一例として、本発明で
は、排気制御弁は、円筒状の部材で構成されて断面円形
の第１通路内に回転可能に納められるとともに、第１通
路部と第２通路部との間の連通開口を開放させる切欠開
口が形成され、第１通路部分では排気が排気制御弁の内
部をその回転中心軸方向へ流れる。したがって、上記の
作用効果を奏しつつ、更に、複数気筒のエンジンの場合
には、円筒状の部材にそれぞれの切欠開口を形成するだ
けで各気筒の排気制御弁を構成することができ、これら
排気制御弁の同期駆動も当該円筒状部材を回転させるだ
けで行うことができる。また、排気制御弁が排気ポート
からの排気を外部へ導く排気経路の一部を構成している
ことから、複数気筒のエンジンの場合には、排気制御弁
（第１通路部）が排気マニホルドを構成することとな
り、あえて排気集合構造を設計しなくとも、シリンダブ
ロックから排気経路をさほど張り出させない状態で排気
集合を実現することができる。

【００１３】なお、本発明は、排気制御弁を有した２サ
イクルエンジンであれば、単気筒であるか多気筒である
かを問わず、いずれの場合においても適用することがで
きる。また、本発明は、排気タイミングを変更するため
の排気制御弁を備えた２サイクルエンジンや、活性熱雰
囲気燃焼を行わせるための排気制御弁を備えた２サイク
ルエンジンのみならず、例えば触媒による排気の浄化性
能を向上させるために排気温度に応じて排気制御弁で排
気ポートの開口面積を変更させる２サイクルエンジン
（特開平７−９７９１２号公報）等、排気ポート開口面
積を変更させるための排気制御弁を備えた２サイクルエ
ンジンに広く適用することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る並列３
気筒の２サイクルエンジンを図面を参照して説明する。
なお、本実施形態では、特開昭６２−５９１９４号公報
や特開平５−２４６３８５号公報に記載されるように、
乗員が船体上に跨って乗船し、船体内に収容したエンジ
ンの駆動力により船体を推進させる鞍乗り式のジェット
推進ボートに搭載した３気筒２サイクルエンジンを例に
とって説明する。図１には本実施形態に係る鞍乗り式の
ジェット推進ボートをその一部を破断して示し、図２に
はそのＡ−Ａ矢視断面の構造を示してある。

【００１５】図示のように、船体１には、その略中央部
に操舵ハンドル２が設けられ、この操舵ハンドル２の後
部に鞍型の座席部３が設けられている。すなわち、乗員
は座席部３上に跨って着座し（なお、図２に示すように
乗員はステップ部７に足を載せた状態となる。）、操舵
ハンドル２を操作することにより、当該ジェット推進ボ
ートを操縦する。船体１は強化プラスチック（ＦＲＰ）
等から形成されたロアハルパネル４とアッパーハルパネ
ル５とを上下から接合させた構造であり、内部に空間６
が形成された浮力体構造となっている。なお、アッパー
ハルパネル５の座席部３の側部にあたる部分はステップ
部７に形成され、空間６のステップ部７の下方にあたる
部分には浮力体フロート８が充填されている。

【００１６】船体１内の空間６にはエンジン９等から成
るパワーユニットが納められており、良好な操舵感を得
るための船体重心位置や船体の後端部に設けられるジェ
ット推進機１０との配置関係等から、エンジン９は座席
部３の下部に形成されている比較的狭い空間６に配設さ
れている。ジェット推進機１０は、船底に開口した取水
口１１から船体後端に開口したジェットノズル１２に至
る流路を形成して、当該流路内にインペラ１３を回転自
在に収容し、このインペラ１３をドライブシャフト１４
を介してエンジン９のアウトプットシャフト１５に接続
した構造である。なお、図１中に示す、１６はドライブ
シャフト１４を水密性をもって回転自在に支持するシー
ル部材である。したがって、エンジン９によりインペラ
１３が回転駆動されると、取水口１１から取り入れられ
た水がジェットノズル１２から勢いよく噴出され、これ
によって船体１が前方へ推進される。

【００１７】エンジン９は３つ気筒をクランクシャフト
に対して並列に配した２サイクルエンジンであり、クラ
ンクシャフトを船体１の前後方向へ延設させて、座席部
３の下部に形成される断面略逆錐形の空間６内に各気筒
のシリンダ軸線を船底中央の逆錐形の頂部に指向する態
勢で配設されている。エンジン９は、クランクケース２
３の上方にシリンダブロック２４とシリンダヘッド２５
とが順次重ねて一体に結合されており、クランクケース
２３をエンジンハンガ２６に取り付け、エンジンハンガ
２６をマウンティングブロック２７を介してロアハルパ
ネル４に形成されたボス２８に取り付けることにより、
船体１に取り付けられている。

【００１８】図２及び図３に詳示すように、エンジン９
のシリンダブロック２４に形成された３つのシリンダ孔
２９にはそれぞれピストン３０が摺動自在に嵌装されて
おり、各ピストン３０はクランクシャフト３１にコネク
ティングロッド３２を介して連結されている。したがっ
て、ピストン３０の昇降に伴ってクランクシャフト３１
が回転駆動され、この回転駆動力がアウトプットシャフ
ト１５から出力されてインペラ１３が回転駆動される。
なお、図３に示すように、本例では、３気筒エンジン９
の各気筒の行程位相角を１２０度ずつずらせてあり、例
えば、中央の気筒のピストン３０が最上位置であれば、
左側の気筒のピストン３０が最下位置から少し上まで上
昇した位置、右側の気筒のピストン３０が最下位置から
少し上まで下降した位置、といった行程位相角となる。
このように１２０度の行程位相角をもたせることによっ
て、排気チャンバを設けずとも、排気脈動効果を得るこ
とができる。

【００１９】シリンダブロック２４の一方の側面（図２
中の左側面）には各気筒に対応して吸気ポート３３が設
けられており、これら吸気ポート３３内にはそれぞれリ
ード弁３４が設けられている。各吸気ポート３３には吸
気マニホルド３５を介してそれぞれ気化器３６が接続さ
れており、気化器３６の上流にはエアークリーナ３７が
接続されている。なお、気化器３６には燃料タンク３８
からの燃料が供給されるようになっている。したがっ
て、操舵ハンドル２に付設されたスロットルレバー（図
示せず）を操作することにより気化器３６のスロットル
弁開度が調整され、エアークリーナ３７からの空気に気
化器３６で燃料が混合され、当該混合気がリード弁３４
及び吸気マニホルド３５を介してクランクケース２３内
に供給される。

【００２０】図４及び図５に詳示するように、シリンダ
ブロック２４の他方の側面（図２中の右側面）には各気
筒に対応して排気ポート３９が設けられており、各気筒
の排気ポート３９は、各気筒毎にシリンダブロック２４
に形成された第２排気通路部４３にそれぞれ連通してい
る。また、シリンダブロック２４の側面部は若干膨出し
た形状となっており、当該膨出部４１の内部には排気ポ
ート３９の中心軸線と交叉する方向に延在する第１排気
通路部４４が形成されている。この第１排気通路部４４
にはその側面から各第２排気通路部４３が連通してお
り、各気筒の排気ポート３９からの排気がそれぞれ第２
排気通路部４３を通して第１排気通路部４４で集合され
るようになっている。すなわち、第１排気通路部４４と
第２排気通路部４３とにより、排気マニホルド構造が形
成されている。

【００２１】ここで、第１排気通路部４４と第２排気通
路部４３との各連通部を連通開口４５と称し、後述する
ように、これら連通開口４５が排気制御弁で排気通路断
断面積を変更する際の制御対象位置となる。また、各第
２排気通路部４３は一方が排気ポート３９で他方が連通
開口４５であり、各第２排気通路部４３の形状は排気ポ
ート３９の曲面と連通開口４５の曲面とをつなぐ鞍型と
なっている。

【００２２】第１排気通路部４４は断面形状が円形の通
路であり、この第１排気通路部４４内には円筒形状の部
材で構成された排気制御弁４０が軸受４６を介して回転
自在に納められている。また、排気制御弁４０の円筒側
面部には各連通開口４５に対応する３つの切欠開口４７
が形成されており、第１排気通路部４４と第２排気通路
部４３とは連通開口４５及び切欠開口４７を通して連通
する。すなわち、第１排気通路部４４と第２排気通路部
４３で構成される排気マニホルドの一部の通路部分（集
合部）は、排気制御弁４０の内部通路によって構成され
ている。

【００２３】なお、排気制御弁４０は後述するように駆
動されてその円筒軸（第１排気通路部４４の延在方向と
平行な軸）を中心として回転し、切欠開口４７の縁部
（制御縁部）が連通開口４５を上方（すなわち、本例で
は排気ポート３９の上方）側から塞ぐことにより、連通
開口４５を全開させた状態と全閉させた状態の間でその
開口面積を変更する。すなわち、後述するシリンダ装置
によって船速に応じて揺動駆動され、船艇の運転状況に
応じた最適な排気開口率となるように排気制御弁４０が
排気通路の開口面積を制御し、低速・低負荷運転時に排
気通路（実質的には排気ポート）を略閉塞させて活性熱
雰囲気燃焼を行わせ、燃費の向上や排気の清浄化を実現
する。

【００２４】上記のような構造で排気制御弁４０を設け
たことにより、排気ポート３９の近傍部分に排気制御弁
を設けるための窪み部や軸受部を設けることがなくなる
ため、これらを設けることによって生じていたシリンダ
ブロック２４の大型化を回避し、また、排気の流れの阻
害を防止することができる。すなわち、第２排気通路部
４３は、少なくとも、シリンダ孔の内周面に沿った排気
ポート３９の曲面と第１排気通路部４４の内周面に沿っ
た連通開口４５の曲面を吸収するための空間として構成
されることから、この最低限の要求を満たすように第２
排気通路部４３の長さを極力短くして、シリンダブロッ
ク２４を小型化することができるとともに、排気の流れ
を阻害することなく排気制御弁４０の制御縁部４７を排
気ポート３９の至近位置に設けることができる。さら
に、本例のように多気筒エンジンとした場合にあって
も、従来のように個々の排気制御弁を連結する必要がな
くなり、エンジン回りの構造を簡素化して、パワーユニ
ットの小型化を実現することができる。

【００２５】本例では、図４に示すように、第２排気通
路部４３内に当該排気通路４３を比較的断面積が大きい
上側通路部４３ａと比較的断面積が小さい下側通路部４
３ｂとに二分するリブ６９を設けており、排気制御弁４
０を回転変位させることにより、切欠開口４７で連通開
口４５を完全に解放して上側通路部４３ａと下側通路部
４３ｂとが開通した全開状態、切欠開口４７の制御縁部
をリブ６９まで降ろして下側通路部４３ｂだけが開通し
た中間状態、切欠開口４７の制御縁部を更に降ろして上
側通路部４３ａと下側通路部４３ｂとが閉塞された全閉
状態、が得られる。

【００２６】上記した第１排気通路部４４はその一端で
シリンダブロック２４に形成した開口４８を介して排気
チャンバ４２に接続されている。また、排気チャンバ４
２は船体後端部に設けられたサイレンサ（図示せず）に
接続されており、排気ポート３９からの排気が第２排気
通路部４３、第１排気通路部４４（排気制御弁４０の内
部通路）、排気チャンバ４２、サイレンサを介して図外
の排気口から船体１の外部へ排出されるようになってい
る。すなわち、第１排気通路部４４では排気が排気制御
弁４０の内部をその回転中心軸方向へ流れて排出され
る。なお、本例では、シリンダブロック２４への加工が
容易なように、第１排気通路部４４は膨出部４１を貫通
する筒状に形成してあるが、排気制御弁４０を底板４０
ａを有した有底な円筒管とし、この底板４０ａによって
第１排気通路部４４の他端に形成されている開口４８ａ
を閉塞している。

【００２７】また、図４に示すように、排気マニホルド
の構成部分となるシリンダブロックの膨出部４１には冷
却水を流通させるウオータジャケット５０が形成され、
シリンダブロック２４にも当該ウオータジャケット５０
に連通して冷却水を流通させるウオータジャケット５２
が形成されている。これによって、排気制御弁の軸受４
６や排気制御弁４０が極度に加熱されることが防止され
ている。また、各シリンダ孔２９の上部には５つの掃気
ポート５３が形成されており、各掃気ポート５３はシリ
ンダブロック２４を縦方向に貫く掃気通路５４を介して
クランクケース２３内に連通している。したがって、ク
ランクケース２３内に供給された混合気がピストン３０
の下降によって圧縮され、掃気通路５４及び掃気ポート
５３を介してシリンダ内の燃焼室に圧送されるといった
２サイクルエンジンにおける掃気動作が行われる。

【００２８】図５に示すように、シリンダブロック２４
の外側壁には排気制御弁の駆動アクチュエータとなるシ
リンダ装置５５が取り付けられており、このシリンダ装
置５５のピストンロッド５６はその先端で排気制御弁４
０に連結されている。図６に詳示するように、シリンダ
装置５５は、シリンダ本体５７内にダイアフラム５８を
介してピストン５９を摺動自在に収容し、このピストン
５９にシリンダ本体５７から突出するピストンロッド５
６を取り付けたものである。

【００２９】そして、シリンダ本体５７にはピストン５
９の受圧面が臨む圧力室６０に流体を供給する流入ポー
ト６１と、圧力室から流体を排出する流出ポート６２と
が形成されており、また、圧力室６０からの水圧に抗す
る方向へピストン５９を常に付勢するリターンスプリン
グ６３が設けられている。したがって、圧力室６０に或
る一定以上の水圧がかかると、ピストン５９はリターン
スプリング６３に抗して移動し、ピストンロッド５６を
突出させる一方、当該水圧が或る一定未満に減少すると
リターンスプリング６３による復帰力でピストンロッド
５６を引込める動作を行う。

【００３０】図５に示すように、排気制御弁４０には外
部へ回動可能に突出するレバー６６が取り付けられ、ま
た、ピストンロッド５６の先端に取り付けたピン６４
が、レバー６６に形成した長孔６５に係合しており、こ
の連結構造によって、ピストンロッド５６の移動によっ
てレバー６６と共に排気制御弁４０がその中心軸回りに
回転するようになっている。すなわち、圧力室６０に或
る一定以上の高水圧がかかってピストンロッド５６が突
出すると、レバー６６が回転して排気制御弁４０が排気
通路の連通開口４５を１００％の開口率にする一方、当
該水圧が減少すると、ピストンロッド５６が引込んでレ
バー６６が反対方向へ回転し、遂には、排気制御弁４０
が連通開口４５を全閉にして排気通路を閉塞する。そし
て、この全開状態と全閉状態との間の水圧では、ピスト
ンロッド５６の突出量が中間となって、第２排気通路部
４３の下側通路部４３ｂだけが通じた中間状態となる。

【００３１】ここで、本実施形態では図７に示すよう
に、シリンダ装置５５の圧力室６０にはジェット推進機
１０によって加圧された水流が供給されており、インペ
ラ１３の回転数が上昇して当該水流の圧力が上昇するこ
とにより、排気制御弁４０が開方向へ駆動されて排気通
路面積を１００％の開口率にする。一方、インペラ１３
の回転数があまり高くない状態（すなわち、低速・低負
荷時運転の状態）では、圧力室６０に導かれる水流の圧
力がかなり低い状態となり、リターンスプリング６３の
付勢力によって排気制御弁４０が閉方向へ駆動され、排
気通路面積を略全閉にして活性熱雰囲気燃焼の状態にす
る。そして、これらの中間的な運転状態では、圧力室６
０に導かれる水流の圧力とリターンスプリング６３の付
勢力とのバランスによって、排気制御弁４０が上側通路
部４３ａだけを閉塞して、排気を或る程度制限した燃焼
状態にする。なお、同図中の、６７はサーモケースであ
り、６８は冷却水を船外へ排出するドレインプラグであ
る。

【００３２】また、図３に示すように、本実施形態のエ
ンジン９は分離給油方式の２サイクルエンジンであり、
そのクランクシャフト３１の先端部にオイルポンプ７０
を設け、このオイルポンプ７０をクランクシャフト３１
の回転で駆動することにより、シリンダブロック２４等
に設けられた油路７１等を介して、潤滑油タンク７２か
らエンジン９の各所に潤滑オイルを圧送給油する。な
お、油路７１は掃気通路５４からオイルシール７１ａの
内側にあるクランクシャフト３１の軸受部へ通じてお
り、エンジン内に供給された潤滑油の一部が掃気通路５
４を戻る時に油路７１内に入り込んでクランクシャフト
軸受部を潤滑する。なお、図２中における７３は潤滑油
タンク７２へ潤滑オイルを補給するためのオイルリッド
であり、図１中における７４は燃料タンク３８へ燃料を
補給するためのフューエルリッドである。また、図１乃
至図３に示す７５は各気筒毎に設けられた点火プラグで
あり、これによって燃焼室内の圧縮気を点火する。

【００３３】上記構成のジェット推進ボートは、ステッ
プ部７に足を乗せて座席部３に跨って着座した乗員が操
舵ハンドル２を操作することにより操縦される。そし
て、高速運転の状態では、排気制御弁４０は連通開口４
５を全開状態としており、吸気ポート３３からクランク
ケース２３内に供給された混合気をピストン３０の下降
に伴って掃気通路５４を介して掃気ポート５３から燃焼
室内に供給し、ピストン３０の上昇によって混合気を圧
縮して点火プラグ７５により点火燃焼させ、再びピスト
ン３０の下降によって既燃ガスを排気ポート３９から排
気するとともに掃気を行うといった通常の２サイクル行
程を繰り返し行い、インペラ１３を高速回転させる。

【００３４】一方、本実施形態では活性熱雰囲気燃焼を
行わせることから、インペラ１３の回転速度が低速とな
る低負荷運転の状態では、排気制御弁４０が連通開口４
５を全閉状態とし、エンジン９に活性熱雰囲気燃焼で運
転を維持させ、低速・低負荷運転における燃費の向上及
び排気の浄化を実現する。また、このような高速運転状
態と低速運転状態との間の或る運転状態では、排気制御
弁４０が連通開口４５を上側通路部４３ａの部分だけで
閉状態とし、エンジン９からの排気を或る程度制限し
て、当該運転状態における燃費の向上及び排気の浄化を
実現する。

【００３５】このようなエンジン９の運転状態におい
て、排気ポート３９から排出される排気は、円滑な内周
面で連続する第２排気通路部４３及び第１排気通路部４
４を通して外部へ排出されるため、排気の流れが円滑と
なって、排気チャンバ４２による所期の排気脈動効果を
得ることができる。

【００３６】ここで、本発明では、排気脈動効果を得る
ための排気チャンバは必須ではないが、排気脈動効果を
得るための排気チャンバと、排気を流すための経路と排
気脈動を得るための経路とを分離した排気系構造として
もよい。すなわち、図５中に仮想線で示すように、底板
４０ａを廃止して排気制御弁４０の他端開口に排気脈動
効果を得るための排気チャンバ１４２を接続するととも
に、排気を流すための経路中に設けられていた排気チャ
ンバ４２を廃止し、排気チャンバ１４２で得られる排気
脈動効果によって、排気開口４８からの排気効率を向上
させるようにしてもよい。そして、本発明の構造によれ
ば第２排気通路部４３を極力短くすることができるた
め、このような排気チャンバ１４２内に設けられる排気
触媒を排気ポート３９に接近させて配置することがで
き、高温な排気を触媒に接触させて排気浄化効率を向上
させることができるとともに、触媒反応熱による排気ガ
ス温度の変化がもたらす排気チャンバ適合のズレ、か
つ、触媒本体によるチャンバ反射波の減衰を最少におさ
える事ができ、高出力が得られる。

【００３７】図８には、本発明を単気筒の２サイクルエ
ンジンに適用し、また、排気制御弁４０を排気ポート３
９に極力接近させて配置した他の一実施形態を示してあ
る。なお、上記した実施形態と同一な機能部分には同一
符号を付して、重複する説明は割愛する。本例では、排
気制御弁４０を、単純な円筒形状ではなく、切欠開口部
４７を形成する部分がシリンダ孔２９の内周面に沿った
コマ型の形状にした有底４０ａな円筒形状としている。

【００３８】そして、切欠開口４７が排気ポート３９に
接するように、排気制御弁４０は排気ポート３９に接近
して中心軸回りに回転自在に配置されている。すなわ
ち、排気制御弁４０が回転することによって、切欠開口
４７の制御縁がなぞる連通開口４５の一部（同図に示す
断面位置の部分）が排気ポート３９に接しており、排気
ポート３９と連通開口４５との間に形成される第２排気
通路部４３は当該接触部分では長さを有しない鞍型の形
状となっている。なお、同図に示す断面位置では表れて
いないが、上記した実施形態と同様に、この排気制御弁
４０にも回転駆動させるためのレバーが取り付けられて
おり、当該レバーにはシリンダ機構５５と同様なアクチ
ュエータが連結されている。

【００３９】本例のように、排気制御弁４０を配置する
ことにより、排気ポート３９を直接的に上縁側から閉じ
て、排気ポート３９が開口する上縁位置をピストン行程
の下方側へ変更することができる。したがって、２サイ
クルエンジンの運転状況に応じて排気制御弁４０を回転
変位させることにより、排気タイミングを変更すること
ができ、エンジンを効率よく運転させることができる。

【００４０】なお、上記した各実施形態では、シリンダ
ブロック２４の膨出部４１に排気制御弁を納めるように
したが、この膨出部４１はシリンダブロック２４とは別
体の部品として形成して、シリンダブロック２４に取り
付けるようにしてもよい。また、上記した各実施形態で
は円筒形状の排気制御弁４０を示したが、排気制御弁は
円筒形状でなくとも円筒の一部を成すような湾曲した板
体であってもよい。また、排気制御弁４０の切欠開口４
７の形状或いは連通開口４５の形状は、排気制御弁４０
の回転角度に対して変化する形状にすることもでき、こ
のようにすることによって、容易に排気通路面積を非線
形に変化させることができる。

【００４１】また、上記した実施形態では、排気制御弁
４０を水圧によって動作するシリンダ機構５５により駆
動するようにしたが、エンジンの回転数、エンジン負
荷、スロットル開度等に応じて動作するサーボモータや
ソレノイド等の種々なアクチュエータで駆動するように
してもよい。また、上記した実施形態では鞍乗り式小型
船舶を示したが、本発明は自動二輪車等の車両に搭載さ
れる２サイクルエンジンに広く適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
排気通路を、排気ポートの中心軸線と交叉する方向に延
在する第１通路部と、排気ポートと第１通路部とを連通
する第２通路部と、から構成し、排気制御弁を、第１通
路部内に回転自在に設けて、排気制御弁が回転変位する
ことによって、第１通路部と第２通路部とを連通させて
いる連通開口の面積を可変とし、活性熱雰囲気燃焼によ
る制御や排気タイミングの制御等を行うようにしたた
め、シリンダブロックの排気ポート近傍位置に排気制御
弁を納めるための窪み部や排気制御弁を支持するための
軸受部を設ける必要がなくなり、シリンダブロックの小
型化、排気通路の内周面の円滑化による排気の円滑な流
れを実現することができ、排気脈動効果を利用した排気
効率の向上も実現することができる。

【００４３】さらに、複数気筒のエンジンの場合にあっ
ても、各気筒の排気制御弁を一体部品として構成するこ
とができることから、各排気制御弁を連結させるための
特別な機構が不要となり、また、この排気制御弁（第１
排気通路部）を利用して排気を集合化することができる
ことから、排気ポートの近傍位置で排気を集合させるこ
とができて排気マニホルド構造をシリンダブロックから
あまり張り出さずに構成することができ、総じて、エン
ジン回りの構造の簡素化によりパワーユニットを小型化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るジェット推進ボート
を一部破断して示す側面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジン
を示す縦断面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジン
の要部を示す縦断面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジン
を横断面して示す平面図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る排気制御弁の駆動機
構を示す断面図である。

【図７】本発明の一実施形態に係る冷却水の供給系路を
説明する図である。

【図８】本発明の他の一実施形態に係る２サイクルエン
ジンを横断面して示す平面図である。

【符号の説明】

９・・・２サイクルエンジン、 ２４・・・シリンダブ
ロック、３９・・・排気ポート、 ４０・・・排気制御
弁、 ４１・・・膨出部、４３・・・第２排気通路部、
４４・・・第１排気通路部、４５・・・連通開口、
４７・・・切欠開口、 ５５・・・シリンダ機構、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンシリンダの壁面に設けられた排
   気ポートに連通する排気通路に対して、当該排気通路の
   断面積を可変にする排気制御弁を備えた２サイクルエン
   ジンの排気制御弁構造であって、 前記排気通路は、前記排気ポートの中心軸線と交叉する
   方向に延在する第１通路部と、前記排気ポートと前記第
   １通路部とを連通する第２通路部と、から成り、 前記排気制御弁は、前記第１通路部の延在方向と平行な
   軸を回転中心として当該第１通路部内に設けられ、当該
   第１通路部と前記第２通路部とを連通させている連通開
   口の面積を当該排気制御弁が回転変位することにより可
   変とすることを特徴とする２サイクルエンジンの排気制
   御弁構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の２サイクルエンジンの
   排気制御弁構造において、 前記排気制御弁は、その回転軸線をエンジンシリンダの
   軸線と略直交する方向と平行に配して設けられるととも
   に、前記排気ポートに接近して設けられ、 当該排気制御弁が当該排気ポートの上縁側から閉動作を
   行うことにより、エンジンの排気タイミングを可変にす
   ることを特徴とする２サイクルエンジンの排気制御弁構
   造。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の２サイク
   ルエンジンの排気制御弁構造において、 前記排気制御弁は、前記連通開口を開放させる切欠開口
   が形成された円筒状の部材で構成されて、断面円形の第
   １通路内に回転可能に納められており、 当該第１通路部分では、当該切欠開口を通して流入した
   排気が当該排気制御弁の内部をその回転中心軸方向へ流
   れることを特徴とする２サイクルエンジンの排気制御弁
   構造。