JPS6380013A - ２サイクルエンジンのリ−ドバルブ装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、２サイクルエンジンのリードバルブ装置に
係り、特にリードバルブのばね定数を運転状態に応じて
可変とするよう改良を加えた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） 従来、２サイクルエンジンの吸気通路には、逆止弁とし
ての機能を有するリードバルブが設けられており、この
リードバルブは構造簡易にして混合気の機外漏出が極め
て少ない点でりＴまれで多く採用されている。

第６図は、従来から使用されているリードバルブ装置の
概略であり、図中、符号１は吸気通路を示す。吸気通路
１はシリンダ２に通るクランク室３に間通され、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の一側端に固設するリードバルブ５が対向するよう
配置されている。リードバルブ５の一側には、図示の如
く、重ねてストッパ６が固設されており、このストッパ
６によってリードバルブ５のリフト伍は制限されるよう
になっている。

上記吸気通路１の上流には、気化器（図示せず）が設け
られて混合気が送られる一方、混合気を受は入れるシリ
ンダ２には、排気ロア、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、これら開口ピストン１０の
往復動によって開閉制御される。すなわちピストン１０
の下死点位置で排気ロアおよび掃気口８が開ぎ、その上
死点位置で吸気口９が開口する。なお、符号１１はクラ
ンク軸を、符号１２はクランクホイールを、符号１３は
クランクピンをそれぞれ示す。

以上の構成において、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の自由端春押し開
いて混合気がクランク室３に吸入される。ピストン１０
の上死点近くでは、混合気の一部が吸気口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が元の位置に復して吸気通路１を塞ぎ、クランク
室３内の混合気は圧縮される。ピストン１０が下死点付
近に至ると、ｎ気口８が開き、これによってクランク室
内の混合気はシリンダ２内に押し込まれる。引き続き、
ピストン１０の上昇により（このときクランク室３に次
の混合給気が吸入される）シリンダ２内の混合給気が圧
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＠１１を駆動する仕事をしくこのときクランク
室３内は圧縮される）、ピストン下死点付近で上記１１
気工程に先立って排気ロアが開いて排気される。

ところで、リードバルブ装置は、ピストン１０の往復動
に応じて吸気通路１を開閉制御する関係上、混合給気の
吸入量の過不足いかんによっては吸気効率つまりエンジ
ン出力に重要な影響を与える因子を有しているので、応
答性や吸入抵抗等を考慮して、大きさ、形状、材質等が
適正に設定されているものの、リードバルブのばね定数
とエンジン回転数との関係においては次のような不具合
が生じている。

第７図は、エンジン出力（縦軸）とエンジン回転数（横
軸）との関係を示すもので、ばね定数の小さいリードバ
ルブを用いた場合は特性Ａ（点線）のように変化し、ま
たはね定数の比較的大きいリードバルブを用いた場合は
特性Ｂ（−点鎖線）のようになる。この図からも容易に
理解されるように、特性Ａ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
混合吸気流によく追随して高出力を生むが、高回転域に
入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。その反面、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ｍが得られないので、総体的に
出力が低下する傾向が特性Ｂから読みとれる。

そこで、係る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定数を小さく、また中・高回転域で
はばね定数を大きくする技術が、例えば特公昭４６−３
６８５０号公報や特公昭５８−４０６４９号公報に開示
されている。これら先行技術によれば、上記の問題点は
解決されているものの、ばね定数を調整する機構が複雑
で大町りとなったり、またリードバルブのシール精度な
らびに耐久性に一抹の不安を抱える等種々なる不具合を
有している。

（発明が解決しようとする問題点） この種のリードバルブ装置においては、リードバルブの
はね定数が低・中速回転域で小さく、中・高速回転域で
大きいことが要求されるが、この要求を満足する従来の
いくつかの手段は調整が複雑で困難であったり、また精
度、耐久性、コスト上の問題が多かった。

この発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、
ばね定数の小さい１枚のリードバルブを用いることによ
り、低速から高速までの全回転数域において追随性よく
エンジン出力を高めるようにした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ナイクルエンジンのリードバルブ装置では
、リードバルブ表面上に離接自在のストッパを一対の主
軸に設けるとともに、一対の主軸が互いに回転同期する
よう歯車板を具備してなり、上記ストッパを常時はリー
ドバルブより離間しておき、エンジンの中・高速回転域
に入ると、主軸に回転力を与えてストッパをリードバル
ブに当接する構成を採用する。

（作用） 上記構成を採用することにより、この発明によるリード
バルブ装置では、エンジンの低・中途回転域において、
ストッパの離間によりリードバルブが拘束されることな
くばね定数の小さいまま開閉動作して、この領域でのエ
ンジン出力を高くする。また、エンジンの中・高速回転
域において、主軸に回転力が与えられ、これに応動する
ストッパはリードバルブに当接する。こうしてストッパ
の当接位置から自由端までのリードバルブの有効長が短
くなる結果、そのばね定数は高くなり、ばね定数の小さ
いリードバルブ本来の固有振動に起因して生起する急激
な出力低下現象を防ぎ、加えて高速回転域での吸気干渉
を防止する。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を、図面を参照して説明する
。

第１図および第２図は、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を示し、吸気通路には横断的に
配設されたバルブハウジング２０゜２０がＶ字状面をも
って介装されている。このバルブハウジング２０．２０
のＶ字状面には、複数個の通口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ
が並列的に開設され、これら通口２１ａ、２１ｂ、２Ｉ
Ｃの間にバルブシート４が額縁状に形成されている。

バルブシート４はＶ字状面に対向配置され、これら両側
端にリードバルブ２２ａ、２２ｂ、２２Ｃがストッパ２
３と重ねられてビス２４ａ、２４ｂ、２４Ｃによって固
設されている。また、バルブハウジング２０．２０の両
層縁には、リードバルブ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに離接
して主軸２５゜２５がそれぞれに渡荷されており、これ
ら主軸２５．２５の一端は軸受２６．２６に軸支され、
他端は歯車板２７，２７、軸シール２８を介装してモー
タ２９に結合されている。

上記主軸２５．２５の間には、第２図に示されているよ
うに、歯車板２７．２７が介装され、これら歯車板２７
．２７は主軸２５．２５を介してモータ２９から与えら
れ回転力によって矢印の方向に噛合移動し、この噛合移
動によって主軸２５゜２５は互いに回転同期するように
なっている。したがって、モータ２９から回転力が与え
られると、主軸２５．２５は互いに連動関係に入り、そ
の回転力が両主軸に連続的に良好に伝わる。一方、主軸
２５．２５には、ストッパ３０．３０が設けられており
、上記ストッパ３０．３０は、例えば第３図に示される
ように、ビス３１によって固設されるか、あるいは一体
内に結合しても良い。

ストッパ３０．３０は、主軸２５．２５に回転力が与え
られた場合、歯車板２７．２７のバックラッシュ、ある
いは組立誤差等を考慮して第３図の破線の如く移動する
可撓性部材３０ａ、例えば樹脂、ばね鋼等で形成するか
、あるいは第４図に示されるようにゴム等の軟質材３２
で被覆すると一段と好都合である。これは、ストッパ３
０．３０が剛体であると、上述したバックラッシュ等の
原因によってリードバルブのばね定数を強制的に可変に
する支点としての機能を果さなくなることを考慮したも
のである。つまり、ストッパ３０゜３０を可撓性部材で
形成するか、あるいは軟質材３２で被覆しておけば、仮
に一方のストッパがリードバルブのばね定数を強制的に
可変にする支点としての機能を果しても、他のストッパ
がリードバルブのばね定数を変える支点としての機能を
果していない場合、モータから与えられる回転力が支点
として機能するストッパ圧接力をさらに一段と高める間
に、残りのストッパにも伝わり、ついには双方のストッ
パはリードバルブの支点としての機能を果すことを期待
したものである。

このように構成しても、いまだストッパがリードバルブ
のばね定数を変える支点として機能しない場合は、第５
図に示されるように、主軸２５とストッパ３０との間に
ダンパ３３を介装すれば、不必要な回転力を主軸２５に
与えることなく、ストッパ３０は円滑に動作する。

しかして、上記構成を有する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・中速回転域時、
モータ２９は動作せず、このためストッパ３０はリード
バルブ２２ａ、２２ｂ、２２Ｃに当接しない位置に置か
れている。モータ２９はエンジン回転数を検出する速瓜
センサまたはスロットル弁開度を検出する開度センサ（
いずれも図示せず）の信号によって予め設定された値を
超えた中・高速回転域において動作する。こうしてモー
タ２９が動作すると、回転力は歯車板２７゜２７を通し
て主軸２５に伝えられ、主軸２５の回転に応動してスト
ッパ３０はリードバルブ２２ａ。

２２ｂ、２２ｃに当接し、ついにはリードバルブ２２ａ
、２２ｂ、２２ｃのばね定数を変える支点として機能す
る。ストッパ３０の動作範囲は、リードバルブ２２　ａ
、　２２　ｂ、　２２　Ｃノ開Ｆ’ＪＩ動作カ、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
速回転域を含むよう設定されている。

本発明に係る２サイクルエンジンのリードバルブ装置は
、エンジンの低・中速回転域において、リードバルブ２
２ａ、２２ｂ、２２ｃは拘束を受けることがなく、小さ
なばね定数でもリフトはを充分にとることができ、第７
図の特性Ａで示す出力を得る。次に、エンジン回転数が
上りＣ回転数に達すると、主軸２５とともにストッパ３
０も回転してリードバルブ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに当
接することにより、この時点でリードバルブ２２ａ、２
２ｂ、２２Ｃは自由長が短くなり、ばね定数が大きくな
る。したがって、その後の中・高速回転域では特性Ｂの
出力に変る。こうして、小さいばね定数であっても、エ
ンジンの回転途中で強制的にばね定数を変える手段を講
じれば、低回転域から高回転域まで連続して高出力を得
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ばね
定数の小さいリードバルブを用い、ばね定数の大きくす
る必要のある中・高速回転域において、歯車板を用いて
モータの回転力を主軸を通じてストッパをリードバルブ
に圧接して自由長を短くしたので、１枚のばね定数の小
さいリードバルブでも、低速から高速まで、−段と高い
出力が得られる。また、モータの回転力を主軸を通して
ストッパに伝える機構は、歯車板によって行なわれるか
ら、リンク機構のように各節点で失われる機械的損失も
少なく、動力伝達は確実になされる。さらに、主軸は可
撓性部材で形成され、また主軸とストッパとはダンパが
介装されているので、リードバルブへの圧接力も高く、
小さな動力で済む等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２サイクルエンジンのリードバル
ブ装置の一実施例を示す概略図で、上半部はリードバル
ブ、ストッパ等を切り欠いた図、第２図は第１図のＩＩ
−ＩＩ矢視方向から見た図、第３図は本発明に係るスト
ッパの作動を示す図、第４図はストッパの他の実施例を
示す図、第５図は主軸とストッパの接続関係を示す図、
第６図は従来の２サイクルエンジンの実施例を示す全体
概略図、第７図は２サイクルエンジンの回転数と出力と
の関係を示すグラフである。 １・・・吸気通路、４・・・バルブシート、２２ａ。 ２２ｂ、２２Ｇ・・・リードバルブ、２５・・・主軸、
２７・・・歯車板、３０・・・ストッパ。 第　１　図 茶３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クランク室に連通する吸気通路に、横断的に配設す
   るバルブシートの両側端に対向するようリードバルブを
   固設し、吸気通路を開閉する２サイクルエンジンのリー
   ドバルブ装置において、上記リードバルブ表面上に離接
   自在のストッパを一対の主軸に設けるとともに、一対の
   主軸が互いに回転同期するよう歯車板を具備してなり、
   上記ストッパを常時はリードバルブより離間しておき、
   エンジンの中・高速回転域に入ると、主軸に回転力を与
   えてストッパをリードバルブに当接させるようにしたこ
   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
   。 ２、ストッパは、可撓性部材で形成するか、または軟質
   材を被覆する特許請求の範囲第１項に記載の２サイクル
   エンジンのリードバルブ装置。 ３、主軸とストッパとの間には、ダンパを介装する特許
   請求の範囲第１項に記載の２サイクルエンジンのリード
   バルブ装置。