JPS5893930A - 内燃機関におけるエアポンプの駆動方法 - 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】 本発明は内燃機関におけるエアポンプの駆動方法に関す
る。

内燃機関、特に高速型４サイクル内燃僚関（（於て、高
出力を得る為に吸気、排気の慣性効果を利用することは
一般的に良く知られている。吸気慣性効果を１司る為に
は、吸気弁閉時期を下死点を越えて少し遅らせて設定す
れば良く、これにより高速運転域で、吸気に慣性力が生
じピストンが上昇行程に移行した時点でも吸気がさらに
吸入されることになり吸気量が増大するのである。また
、排気慣性効果を得る為には、排気弁閉時期を上死点を
越えて少し遅らせ且つ吸気弁開時期全上死点より少し早
い位置に設定（一般に弁オーバランプと称する）すれば
良く、これにより燃焼ガスは慣性力が与えられピストン
が下降行程に移行した時点でもさらに排気され、有効に
吐き出され、よって上記の吸気慣性効果と相俟って高い
性能を得ることが出来るのである。これが吸気、排気慣
性効果であり、この慣性効果によるエンジン回転数に対
するエンジン出力の特性を第１図に曲線（、ｚｌで示す
。

この曲線（α）から明らかに、高速運転域で高出力が得
られることが解る。

一方、慣性効果を得る為に上述した弁オーバラップが存
在するが、この弁オーバラップの存在によって、低速運
転域では、排気弁の下流からシリンダへの燃焼ガスの逆
流が生じたり混合気の吸気管への逆流を生じるため第１
図（ａ）に示す様に出力が低下することになる。

この低速運転域での出力低下を避ける為に、ピストンの
下死点近傍のシリンダ内壁にピストンにより開閉される
導入孔を形成し、この導入孔より新気をシリンダ内に送
る構成の内燃機関が知られている。シリンダ内への新気
の供給はピストンの下降運動によって生じたシリンダ内
の負圧による吸入により行ない優るが、圧送した方がよ
り充填出来ることは明らかであり、エアポンプにより圧
送する方式が用いられている。このエアポンプによる効
果によって得られた特性を第１図に曲線（ｂ）で示す。

第１図（Ａｌから明らかに、低速運転域で出力が向とし
ているが、その反面高速運転域ではエアポンプによる圧
送効果が少なくなる。これは回転上昇により時間面積が
小さくなり充填量が少なくなると共に、圧送圧力そのも
のが低いためである０ このように、高速運転域で圧送効果が少なくなると、回
転上昇によるエアポンプのフリクションロス或いは駆動
ロスが高くなり、燃費の悪化を招来することになる。ま
た、高速運転域では不必要なポンプ運転を行なうことに
なるためエアポンプの寿命を低下することになる。

そこで、本発明は高速運転域での出力ロスを防止するこ
とによる燃費の向上並びにエアポンプの寿命の向上を可
能としたエアポンプの駆動方法全提供することを目的と
する。

本発明によるエアポンプの駆動方法においては、ピスト
ンの下死点近傍のシリンダ内壁に形成されてピストンに
より開閉される導入孔を介して２次空気をシリンダ内に
圧送するエアポンプを、内燃機関の運転状況に応じて選
択的に駆動するようにしている。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明に係る内燃機関の要部を示す裁断正面図
である。図において、１はシリンダ、２はシリンダスリ
ーブ、３はシリンダスリーブ２の３− 内壁に沿って摺動自在なピストン、４はピストン３と図
示せぬクランクシャフトとを連結するコンロシト、５は
シリンダヘッドである。ピストン３の上死点でシリンダ
１の上方には燃焼室６が形成され、この燃焼室６には少
なくとも１組の吸、排気弁（図示せず）が備えられてい
る。また、ピストン３の下死点近傍のシリンダスリーブ
２の内壁には２次空気を導入するための導入孔７が形成
されており、当該導入孔７は上下動するピストン３によ
り開閉される。

シリンダへ・ノド５の上方には駆動軸となるカムシャフ
ト８が軸受９により回転自在に支持されており、当該カ
ムシャフト８はその一端においてチェーン１０ヲ介して
先述したクランクシャフトに連結され、当該シャフトに
よって回転駆動される。

カムシャフト６はその他端がクラッチ手段１１によって
エアポンプ１２のロータ軸１３に結合されることで当該
ポンプ１２ｉ駆動する。エアポンプ１２はシリンダ１及
びシリンダへノド５に形成された案内路１４並びにシリ
ンダスリーブ２に形成された導入孔４− ７を介してシリンダスリーブ２内に２次空気を圧送する
ためのものである。

クラッチ手段１１は内燃機関の運転状況、例えばエンジ
ンの回転数或いは負荷等に応じて選択的に作動してカム
シャフト８とエアポンプ１２のロータ軸１３との結合を
なすものであり、その−例の具体的構成について第３図
をも参照して説明する。

第３図はクラッチ手段１１の一例の組立前の各部を示す
斜視図であり、カムシャフト８の他端には駆動部材とし
てのギヤ１５が螺合固定される。ギヤ１５はエアポンプ
１２方向に突出したテーパ部１６を備え、又各歯のテー
バ部１６側の端面が喫状に形成されている。他方、エア
ポンプ１２のロータ軸１３には被駆動部材としてのシン
クロハブ１７が取付けられる。シンクロハブ１７ハ外周
に数条のスプラインを有しかつカムシャフト８側の端面
には複数の凹部１８が形成されている。このシンクロハ
ブ１７には円周方向に形成されたガイド溝１９を外周に
有するシンクロスリーブ２０が軸方向に摺動自在に嵌合
する。

すなわち、シンクロスリーブ２０は内周にスプラインを
有し、このスプラインにてシンクロハブ１７のスプライ
ンに噛合することで軸方向において摺動自在となり、又
そのスプラインのカムシャフト８側の端面が深秋に形成
されている。ギヤ１５とシンクロハブ１７との間には、
外周に複数の歯を有するブロッキングリング２１が設け
られる。ブロッキングリング２１はギヤ１５のテーパ部
１６に係合可能なテーパ状内周を有し、又エアポンプ１
２側にはシンクロハブ１７の凹部１８（Ｃ嵌合可能でか
つ四部１８の幅より小なる幅を有する凸部２２が設けら
れている。ブロッキングリング２１の各歯のエアポンプ
１２側の端面は深秋に形成されている。シンクロハブ１
７トプロンキングリング２１との間にはシンクロスプリ
ング２３が介在する。

かかる構成のクラッチ手段１１は、後述する作動手段２
４により作動せしめられることによってカムシャフト８
に固定されたギヤ１５とポンプロータ軸１３に取付けら
れたシンクロハブ１７とをそれぞれの１回転数を略同期
させつつ結合せしめる。すなわち、シンクロハブ１７上
に滑合しているシンクロスリーブ２０ハ作動手段２４に
よってカムシャフト８方向（第２図の左方向）Ｋ摺動せ
しめられることによりシンクロスプリング２３ヲ介して
ブロッキングリング２１を押圧しつつ内周スプラインが
ブロッキングリング２１の歯部と噛合する。ブロッキン
グリング２１はジンクロスリーグ２０による抑圧によっ
てテーパ状内周にてギヤ１５のテーパ部１６と接触し、
その摩擦抵抗によりシンクロスリーブ２０．シンクロハ
ブ１７及びエアポンプ１２０回転数を上げる同調作用を
なす。そしてギヤ１５とシンクロハブ１７の回転数が略
同期した時点でシンクロスリーブ２０の内周スプライン
がギヤ１５と噛合し、カムシャフト８とポンプロータ軸
１３との連結がなされるのである。

クラッチ手段１１を作動せしめる為の作動手段２４は、
筐体２５にＯリング２６ヲ介して固定されたシフトシャ
フトホルダー２７によりオイルシール２８ヲ介して回転
自在に保持されたシフトシャフト２９と、このシフトシ
ャフト２９の一端ネジ部にカバーワッシャ３０．スプリ
ングワッシャ３１及び取付ナツト３２によって固定され
たレバー３３と、シフトシャフト７− ２９の他端に固定されたシフトアーム３４と、このシフ
トアーム３４にシフトシャフト２９の軸から離れて固定
されかつその自由端が先述したシンクロスリーブ２０の
ガイド溝１９に係合したシフトピン３５とから構成され
ており、その平面図が第４図に示されている。第４図に
おいて、レバー３３はクラッチ手段１１ヲ作動せしめる
作動（ＯＮ）位置と非作動（０ＦＦ）位置とをとる構成
となっており、レバー３３のＯＦＩ”位置からＯＮ位置
に移動する過程において、シフトピン３５がシフトシャ
フト２９の軸を中心に回動しシンクロスリーブ２０を第
２図の左方向に摺動させることでクラッチ手段１１を作
動せしめる。レバー３３は駆動手段３６（第４図示）に
より例えば工／ジン回転数或いは負荷等（（基づいて、
第１図において、例えば慣性効果（ａｌがポンプ給気（
ｂ）より優る点で駆動される。

シンクロハブ１７はトルク変動を緩衝する手段を介して
エアポンプ１２のロータ軸１３に結合されている。すな
わち、第５図に示す様に、シンクロハブ１７の内周には
例えば２個の凸部３７が形成されてお８− リ、更に外周に例えば２個の凸部３８を有するジヨイン
ト３９がポンプロータ軸１３に嵌合固着しており、シン
クロハブ１７とジヨイント３９とは回転方向において各
凸部間に位置する様に設けられた弾性部材としてのダン
パーラバー４０ヲ介して嵌合しており、シンクロハブ１
７に伝達された回転駆動力がダンパーラバー　４０−ｑ
介してジヨイント３９に伝達されるのである。従って、
クラッチ手段１１によるカムシャフト８とポンプロータ
軸１３との連結時の変動荷重がダンパーラバー４０にて
吸収されるため急激なトルク変動からエアポンプ１２を
保護し得る。また、ジヨイント３９にはシンクロハブ１
７の内周に遊嵌するフランジ４１が設けられており、こ
のフランジ４１がシンクロハブ１７の内周に遊嵌するこ
とによりダンパーラバー４０を自在継手の機能を維持し
つつほぼ密閉出来るため、オイル等によるダンパーラバ
ー４０の劣化を防止して長期間安定した性能を維持する
ことが出来る。

なお、クラッチ手段１１としては、上記実施例の構成の
ものに限定されることなく、例えば、２輪車ミッション
に使用されているドッグ式、４輪車クーラー用ポンプに
使用されている電磁式、その他パウダークラッチ、自動
変速機用の流体継手、一般的に回転数をパラメーターと
した場合の遠心クラッチ等種々のクラッチを用い帰る。

以上詳述した如く、本発明においては、エアポンプによ
る空気圧送の効果がなくなる運転域ではエアポンプの駆
動を停止する構成となっており、これによりポンプ駆動
による出力ロスの増加全防止出来るので燃費が向上する
と共に、不必要々ポンプ運転を行なわないのでポンプの
寿命も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジン回転数に対するエンジン出力の特性を
示す図であり、（α）は慣性効果による特性、（ｂ）は
ポンプ給気による特性、第２図は本発明に係る内燃機関
の要部を示す裁断正面図、第３図は第２図におけるフラ
ンチ手段の一例の組立前の各部を示す斜視図、第４図は
第２図における作動手段を示す平面図、第５図はシンク
ロハブとポンプロータ軸との結合部を示す組立前の斜視
図である。 主要部分の符号の説明 １・・・シリンダ　　　　　３・・・ピストン６・・・
燃焼室　　　　　　７・・・導入孔８・・・カムシャフ
ト　　　１１・・・クラッチ手段１２・・・エアポンプ
　　　　１３・・・ロータ軸１５・・・ギヤ　　　　　
　　１７・・・シンクロハブ２０・・・ジンクロスリー
フ２１・・・プロンキンクリング２３・・・シンクロス
プリング　２４・・・作動手段２９・・・シフトシャフ
ト　　３３・・・レバー３５・・・シフトピン　　　　
３９・・・ジヨイント４０・・・ダンパーラバー 出願人　　本田技研工業株式会社 代理士　　弁理士　藤　村　元　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ピストンの上死点でシリンダの上方に形成される燃焼室
   に少なくとも１組の吸、排気弁を備えかつ前記ピストン
   の下死点近傍の前記シリンダの内壁に形成されて前記ピ
   ストンにより開閉される導入孔を有し、前記導入孔を介
   して前記シリンダ内にエアポンプによって２次空気全圧
   送する内燃機関において、前記内燃機関の運転状況に応
   じて選択的に前記エアポンプを駆動するようにしたこと
   を特徴とするエアポンプの駆動方法。