WO2005047672A1 - 角度を成す弁軸間の伝導結合機構 - Google Patents

角度を成す弁軸間の伝導結合機構 Download PDF

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WO2005047672A1
WO2005047672A1 PCT/JP2004/016863 JP2004016863W WO2005047672A1 WO 2005047672 A1 WO2005047672 A1 WO 2005047672A1 JP 2004016863 W JP2004016863 W JP 2004016863W WO 2005047672 A1 WO2005047672 A1 WO 2005047672A1
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WO
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cam
cam member
contact
valve
shaft
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Application number
PCT/JP2004/016863
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takamasa Ohtsuji
Original Assignee
Komatsu Zenoah Co.
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Publication date
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    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/04—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by mechanical control linkages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M19/00—Details, component parts, or accessories of carburettors, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M1/00 - F02M17/00
    • F02M19/12—External control gear, e.g. having dash-pots
    • F02M19/124—Connecting rods between at least two throttle valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M23/02—Apparatus for adding secondary air to fuel-air mixture with personal control, or with secondary-air valve controlled by main combustion-air throttle
    • F02M23/03—Apparatus for adding secondary air to fuel-air mixture with personal control, or with secondary-air valve controlled by main combustion-air throttle the secondary air-valve controlled by main combustion-air throttle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0206—Arrangements; Control features; Details thereof specially positioned with relation to engine or engine housing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention drives the leading air control valve shaft of a stratified scavenging two-cycle engine and an air-fuel mixture throttle valve shaft of a carburetor arranged at an angle such as an oblique state or a twisted state. It concerns the conduction coupling mechanism.
  • the leading air that has flowed into the cylinder earlier during the scavenging stroke flows out to the exhaust port together with the combustion gas, and the mixing force that flows into the cylinder after the leading air also flows.
  • the air can stay in the cylinder. This prevents the so-called blow-by phenomenon in which the air-fuel mixture flowing into the cylinder is exhausted to the atmosphere together with the combustion gas into the exhaust port, so that the exhaust gas concentration can be significantly reduced, and fuel consumption is also wasted. Can be reduced.
  • a conductive coupling mechanism is used as the mechanism.
  • a cam mechanism is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-314350 (Patent Document 1). Also, a diaphragm carburetor using a link mechanism has been proposed.
  • the diaphragm carburetor described in Patent Document 1 has a configuration as shown in FIG. That is, the throttle lever shaft 63 of the throttle valve disposed in the carburetor casing 60 carries an operation lever 66 at one end.
  • the operation lever 66 is disposed at one end 67 of the throttle valve shaft 63 so as not to rotate relatively, and is elastically urged in a valve closing direction of the throttle valve 62 via a return spring 68.
  • the operating lever 66 is connected to a carburetor control cable or the like in an unillustrated manner. The opening of the throttle valve arranged in the carburetor casing 60 can be adjusted.
  • a lever 69 is carried on the other end 67 'of the throttle valve shaft 63 so as to be relatively non-rotatable.
  • a lever 71 is carried on the end 70 of the shaft 65 of the leading air control valve.
  • the throttle valve shaft 63 and the lead air control valve shaft 65 are arranged in parallel, and the levers 69 and 71 are connected to each other via a pull rod 72.
  • One end of the pull rod 72 is rotatably engaged with the lever 71, and the other end is disposed in a vertical slit 74 provided on the lever 69 so as to extend substantially in the rotation direction 73.
  • a link mechanism as the conductive coupling portion 76 is constituted by the levers 69, 71 and the pull rod 72.
  • a transmission coupling portion 76 formed between the lead air control valve shaft 65 and the throttle valve shaft 63 is driven by the rotation of the throttle valve shaft 63, and the position of the lead air control valve and the vaporization depend on the position.
  • a connection with the metering valve 62 is provided.
  • a return spring 68 acts on the throttle valve shaft 63 in the valve closing direction of the throttle valve 62
  • a coil spring 75 acts on the shaft 65 of the leading air control valve correspondingly.
  • the coil spring 75 determines the closing position of the butterfly type throttle valve configured as a leading air control valve.
  • the home positions of the throttle valve shaft 63 and the leading air control valve shaft 65 can be determined by a return spring 68 and a coil spring 75, respectively.
  • a throttle valve shaft 63 and a shaft 65 arranged in parallel have a cam contour portion 80 and a cam contour portion 81, respectively.
  • Lever 69 'and 71' are attached.
  • the throttle valve shaft 63 moves in the valve opening direction 73 together with the throttle valve in the air squeezer in the opening direction 73 by the force of the return spring 68, the shaft 65 of the leading air control valve is turned to the lever 69 'at the time of idling and in the lower range of the idling. It is not operated until the idling path portion 77 between the free end 79 of the lever 71 and the free end 78 of the lever 71 'is overcome.
  • Patent Document 1 JP-A-2000-314350
  • the applicant of the present invention has proposed a solution in which the leading air control valve shaft and the air-fuel mixture throttle valve shaft of the carburetor are arranged in an oblique or twisted state. Being done! If the leading air control valve shaft and the mixture throttle valve shaft of the carburetor are arranged in an oblique or twisted state, the configuration of the conduction coupling mechanism for conducting coupling between the two valve shafts becomes a problem.
  • An object of the present invention is to provide a conductive coupling mechanism between angled valve shafts made to solve the problem of the configuration of the conductive coupling mechanism.
  • a link mechanism or a cam mechanism is used as a conductive coupling mechanism between the leading air control valve shaft and the throttle valve shaft of the carburetor.
  • a conduction coupling mechanism is provided for a configuration in which the leading air control valve shaft and the throttle valve shaft of the carburetor are arranged in parallel. For this reason, when increasing the amount of leading air, the problem that the structural area becomes large as described above occurs.
  • the throttle valve is used.
  • the shaft 7 (in the present application, the throttle valve shaft 63) and the throttle mechanism 14 (the throttle valve 64 in the present application) of the air pipe 15 (not shown in the present application) and the shaft 24 (in the present application, the shaft 65.) Are forces that are nearly parallel, are arranged at an angle to each other It is also suitable. (As in the original text. The terms in parentheses indicate the terms and drawing symbols used in the column ⁇ Background Art> in the present application.).
  • Patent Document 1 describes that the thrust force is also suitable for the case where the throttle valve shaft and the shaft of the throttle mechanism of the air pipe are arranged at an angle to each other as described above, In the case where the throttle valve shaft and the shaft of the throttle mechanism of the air pipe are arranged so as to form an angle with each other, a configuration and a solution capable of operating the link mechanism and the cam mechanism three-dimensionally are described. Is not disclosed, described, or even suggested. Furthermore, it is even recognized that there is a problem with three-dimensional movement.
  • the present invention does not sacrifice the field in the height direction of a stratified scavenging two-cycle engine when the leading air control valve shaft and the mixture throttle valve shaft of the carburetor form an angle.
  • the main purpose is to provide a conductive coupling mechanism that can make a stratified scavenging two-cycle engine compact.
  • the above-described object is to provide one of a leading air control valve shaft and a mixture throttle valve shaft of a carburetor in a stratified scavenging two-cycle engine, which is a basic configuration of the present invention, in which one drive shaft is driven and the other is driven A drive shaft and a driven shaft, wherein the drive shaft and the driven shaft are arranged at an angle, and the conductive coupling mechanism is integrally formed with the drive shaft and the driven shaft, respectively.
  • a first cam member and a second cam member rotatably arranged and in contact with each other; and a contact surface of the first cam member when the contact between the first cam member and the second cam member is conducted.
  • one of the first cam member and the second cam member has a cam plate force having a cam surface, and the other cam member force comes into contact with the cam surface. And a lever having a contact.
  • a contact surface of at least one of the first cam member and the second cam member with the other cam member extends parallel to a valve shaft on which the one cam member is arranged. Preferably.
  • first cam member and the second cam member is arranged along the drive shaft or the driven shaft provided with the first cam member or the second cam member, and the other second cam member. Alternatively, it may be slidably biased in the direction of the first cam member.
  • the leading coupling air control valve shaft of the stratified scavenging two-stroke engine arranged at an angle and the mixture coupling throttle valve shaft of the carburetor are driven in conjunction with each other by a conduction coupling mechanism.
  • One of the air control valve shaft and the mixture throttle valve shaft is a drive shaft, and the other valve shaft is a driven shaft.
  • the force of the pair of the first cam member and the second force member disposed on the drive shaft and the driven shaft, respectively, is changed to a part of the contact surface of the first cam member during the contact conduction between the two cam members.
  • the configuration is such that a part of the contact surface of the two cam members is always kept in contact.
  • leading air control valve shaft and the air-fuel mixture throttle valve shaft which are arranged at an angle, can be conductively coupled via the first force member and the second cam member.
  • the contact force between the contact surface of the first cam member and the contact surface of the second cam member always maintains a contact state, so that when the leading air control valve shaft and the air-fuel mixture throttle valve shaft rotate, It is possible to prevent the first cam member and the second cam member from interfering with each other, so that the two contact surfaces do not come into contact with each other and hinder the rotation of the valve shaft.
  • leading air control valve shaft and the air-fuel mixture throttle valve shaft can be arranged at an angle with respect to each other, it is assumed that a plurality of leading air pipes are arranged to increase the amount of leading air. Can be configured without increasing the field of the stratified scavenging two-cycle engine.
  • the use of the pair of first and second cam members ensures that the drive shaft is reliably rotated by the conductive coupling mechanism between the angled valve shafts. Is transmitted to the sub-coaxial.
  • a cam plate having a cam surface is in contact with the cam surface. And a pair of cam plates each having a cam surface.
  • a pin or a rotating roll may be attached as a contact near the end of the lever.
  • a bent portion formed by bending the tip of the lever, a bent portion formed integrally with the lever, or the like can be formed as a contact. Sliding resistance generated between the contact and the cam surface by making the contact and the cam surface a linear contact or a point contact, such as a cylindrical shape, a spherical shape, a rotating roll shape, etc. Can be reduced.
  • a cam groove may be formed on the cam plate, and the inner surface of the cam groove may be used as the cam surface.
  • the cam groove is formed in the cam plate, one of the inner peripheral surfaces of the cam groove can always be brought into contact with the contactor when the drive shaft reciprocates.
  • dust or the like enters the leading air control valve shaft or the air-fuel mixture throttle valve shaft, and even when the valve shaft is not functioning properly, the dust is disposed on the leading air control valve shaft and the air-fuel mixture throttle valve shaft, respectively.
  • the return panel force of the existing panel can be used as a resultant force, and can be applied to each valve shaft using the resultant force.
  • valve shaft can be rotated in the valve closing direction.
  • the closing force the return panel force of each panel is used as the resultant force, and both valve shafts can be turned in the valve closing direction, so that the panel force of the panels arranged on both valve shafts can be reduced.
  • the throttle operation load for opening and closing the throttle valve of the vaporizer can be reduced.
  • the shape of the contact surface of at least one of the first cam member and the second cam member that contacts the other cam member is as follows. It may be configured as a shape extending in parallel with the valve shaft on which the one cam member is arranged.
  • a first cam member is provided on a driven shaft, a cam plate having a cam surface is provided as the first cam member, and a second cam member is provided on a drive shaft, and the second cam member is provided.
  • the cam surface is constituted by a lever having a contact that comes into contact with the cam surface
  • the cam surface can be formed to extend in parallel with the sub-coaxial.
  • the first cam member or the second cam member can be configured by disposing a contact formed of a pin or the like on a lever with a pin extending parallel to the drive shaft.
  • At least one of the first cam member and the second force member is connected to the drive shaft or the driven shaft provided with the one cam member. It is possible to adopt a configuration in which the cam members are slidably disposed along the axis and one of the cam members is biased in a direction toward the other cam member.
  • At least one of the cam members is always urged in a direction approaching the other cam member, and is slidably disposed along the axis on which the one cam member is disposed. Even if the contact position between the first cam member and the second cam member changes three-dimensionally with the rotation of the shaft, the first cam member and the second cam member can be kept in the contact conduction state. For this reason, even if the first cam member and the second cam member move three-dimensionally, a part of the contact surface of the first cam member always contacts a part of the contact surface of the second cam member.
  • the rotation of the drive shaft can be transmitted coaxially.
  • one of the first cam member and the second cam member may be slid, or the first cam member and the second cam member may be moved closer to each other. It can also be slidably biased in each direction.
  • the urging means for urging the cam member in the axial direction a coil panel or the like can be used.
  • the urging means may be used as a return panel for urging the leading air control valve and the Z or mixing throttle valve in the closing direction.
  • FIG. 1 is a schematic front sectional view showing an overall view of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a transmission coupling mechanism. (Example 1)
  • FIG. 3 is a side view as viewed from the left in FIG. 2.
  • Example 1 [FIG. 4] A plan view of the conductive coupling mechanism in an operating state.
  • Example 1 [FIG. 5] A side view as viewed from the left in FIG. (Example 1)
  • FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the conductive coupling mechanism.
  • Example 2 [FIG. 7] A plan view showing an operation state in another example.
  • FIG. 8 is a plan view of a conventional diaphragm carburetor. (Conventional example)
  • FIG. 9 is a plan view seen from the left in FIG. 8. (Conventional example)
  • FIG. 10 is a plan view showing a cam mechanism in a conventional example. (Conventional example) Explanation of reference numerals
  • a rotary valve is used as a leading air control valve for leading air in a stratified scavenging two-stroke engine
  • a leading air control valve of the present invention a butterfly type is used.
  • a throttle valve such as a throttle valve It can be.
  • a description will be given of a case where a butterfly type throttle valve is used as a gas-fuel mixture throttle valve in a vaporizer, but a throttle valve such as a rotary valve can be used as a gas-fuel mixture throttle valve.
  • the configuration of the stratified scavenging two-cycle engine and the like described below is described as a typical configuration of a stratified scavenging two-cycle engine and the like, and the present invention is applied to a stratified scavenging two-cycle engine having another configuration. Can be applied.
  • the shape of the cam and the shape of the contact in the conductive coupling mechanism of the present invention are not limited to those described below, as long as they can solve the problem of the present invention. Can be adopted. For this reason, the present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications can be made.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a stratified scavenging two-cycle engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the conductive coupling mechanism.
  • FIG. 3 is a side view as viewed from the left side of FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing an operation state of the conductive coupling mechanism.
  • FIG. 5 is a side view as viewed from the left side of FIG. 6 and 7 are plan views showing operating states of the conductive coupling mechanism in another embodiment.
  • a piston 3 is slidably fitted in a cylinder 2 attached to an upper part of a crankcase 6.
  • One end of a crank 9 rotatably supported in a crankcase 7 is connected to a crankshaft 8 rotatably attached to a crankcase 6, and a piston 3 is connected via a connecting rod 4.
  • An ignition plug 5 is attached to the top of the cylinder 2.
  • An exhaust port 10 opened on the inner wall surface of the cylinder 2 is connected to a muffler 12 via an exhaust passage 11.
  • a scavenging port 16 is opened slightly below the exhaust port 10 on the inner wall surface of the cylinder 2.
  • the scavenging port 16 communicates with the crank chamber 7 via a scavenging flow path 18. Further, the scavenging port 16 communicates with a first leading air flow path 14 which communicates with a rotary valve 35 serving as a leading air control valve via a piston groove 17 provided on an outer peripheral portion of the piston 3.
  • An intake port 15 opened to the crank chamber 7 is formed at a lower portion of the inner wall surface of the cylinder 2, and the intake port 15 communicates with the carburetor 20 via the first intake passage 13 through the second intake flow. Road 31 and Communicating.
  • the first intake passage 13 and the first leading air passage 14 are respectively connected to a second intake passage 31 and a second leading air passage 32 formed in an insulator 30 for heat insulation.
  • a rotary valve 35 as a leading air control valve is provided in the insulator 30, and the rotary valve 35 rotates around a valve shaft 27 shown in FIG.
  • a third leading air passage 33 connected to the rotary valve 35 is formed in the insulator 30.
  • the second intake passage 31 formed in the insulator 30 is connected to the carburetor 20, and the carburetor 20 is connected to a fuel tank and an air cleaner 25 (not shown). Further, a third leading air passage 33 formed in the insulator 30 is also connected to the air cleaner 25.
  • the vaporizer 20 is provided with a butterfly type air-fuel mixture throttle valve 21, which can rotate around a valve shaft 22 to control the flow rate of the air-fuel mixture.
  • the opening of the notch-type air-fuel mixture throttle valve 21 is controlled by an operation lever 29 as shown in FIG.
  • the operation lever 29 is operated by a carburetor cable or the like (not shown).
  • a cam plate 28 is attached to the end of the valve shaft 27 of the rotary valve, and a cam groove 28c is formed in the cam plate 28.
  • a panel 46 is disposed on the valve shaft 27 as shown in FIG. 3, and biases the valve shaft 27 or the cam plate 28 in a direction to close the rotary valve 35.
  • a lever 23 is attached to the valve shaft 22 of the air-fuel mixture throttle valve 21, and the lever 23 is provided with a contact 24 that engages with the cam groove 28 c of the force plate 28.
  • a panel 45 is disposed on the valve shaft 22 as shown in FIG. 3, and biases the valve shaft 22 or the lever 23 in a direction to close the mixture throttle valve 21.
  • the panel 45 arranged on the valve shaft 22 can be arranged on the operation lever 29 side shown in FIG. 2 instead of being arranged on the lever 23 side.
  • the cam plate 28 and the lever 23 constitute a cam mechanism as a conductive coupling mechanism.
  • the rotary valve 35 as a leading air control valve and the mixture throttle valve 21 of the carburetor 20 can be driven in conjunction with each other, and the respective throttle amounts, that is, the opening degrees, are controlled. It is configured to: The operation of the conductive coupling mechanism will be described in detail in the following description of FIGS. 2-5.
  • the scavenging port 16 and the scavenging channel 18 are filled with the leading air purified by the air cleaner 25.
  • the crank chamber 7 is filled with a mixture of fuel and air purified by the air cleaner 25.
  • the intake port 15 is closed first, and the air-fuel mixture in the crank chamber 7 is compressed.
  • the exhaust port 10 is opened, and the combustion gas passes through the exhaust passage 11 and is discharged to the outside via the muffler 12.
  • the scavenging port 16 is opened, and the leading air flows into the cylinder chamber A from the scavenging port 16 due to the pressure of the compressed air-fuel mixture in the crank chamber 7, and the combustion gas remaining in the cylinder chamber A is discharged to the exhaust port 10.
  • the amount of the air-fuel mixture passing through the vaporizer 20 is controlled by the air-fuel mixture throttle valve 21, and the amount of the leading air is controlled by the rotary valve 35. Since the control of the throttle amount of the air-fuel mixture throttle valve 21 and the rotary valve 35, that is, the opening degree, is controlled in conjunction with the conduction coupling mechanism, the balance between the air-fuel mixture amount and the amount of leading air is always maintained and optimized. Combustion can be performed in a stable state.
  • valve shaft 27 of the leading air control valve and the valve shaft 22 of the air-fuel mixture throttle valve 21 are arranged at an angle. Accordingly, for example, by arranging a plurality of rotary valves 35 along the direction of the valve shaft 27 in FIG. 3, it is possible to increase the number of leading air pipes, and without increasing the structural area. The number of leading air pipes that can be integrally controlled by the valve shaft 27 can be increased. Thereby, the exhaust gas component can be further reduced.
  • a cam plate 28 as a cam member and a lever 23 are provided on a valve shaft 27 of a leading air control valve and a valve shaft 22 of an air-fuel mixture throttle valve 21 which are arranged at an angle, respectively. And attach I am. Further, the valve shaft 27 and the cam plate 28 and the valve shaft 22 and the lever 23 can rotate integrally, respectively. As shown in FIG. 3, the valve shaft 27 has the leading air control valve in the closing direction. A panel 46 for urging the air-fuel mixture throttle valve in the valve closing direction is disposed on the valve shaft 22.
  • the cam plate 28 attached to the valve shaft 27 of the leading air control valve has a cam groove 28c with an open end.
  • cam groove 28c On the inner surface of the cam groove 28c, bifurcated cam surfaces 28a and 28b are respectively formed.
  • the cam surface formed on the cam plate 28 may be a cam surface formed on the contour of the cam plate 28 or a cam groove 28c as shown in FIG.
  • the shape of the cam groove may be formed as a closed cam groove whose tip end is not open.
  • a lever 23 is attached to the valve shaft 22 of the air-fuel mixture throttle valve 21, and a contact 24 is provided near the end of the lever 23.
  • the contact 24 may have a configuration in which a pin or a rotating roll is attached near the end of the lever 23.
  • a bent portion formed by bending the tip of the lever, a bent portion formed integrally with the lever, or the like is formed as the contact 24.
  • the contact 24 and the cam surfaces 28a and 28b are in line contact or point contact with each other, such as a cylindrical shape, a spherical shape, a rotating roll shape, or the like.
  • the sliding resistance between the surfaces 28a and 28b can be reduced.
  • FIGS. 2 and 3 show a state in which the leading air control valve and the air-fuel mixture throttle valve 21 are arranged in the home position, and the contact 24 and the cam surface 28b are placed in a non-contact state. ing. As shown in FIG. 3, the vicinity of the distal end of the contact 24 is disposed in a state inserted into the cam groove 28c.
  • valve shaft 22 When the operation of the operation lever 29 shown in FIG. 2 causes the valve shaft 22 to rotate counterclockwise, the valve shaft 22 rotates a predetermined amount in the counterclockwise direction, and then the valve shaft 27 of the leading air control valve. Rotates interlockingly. That is, before the valve shaft 27 of the leading air control valve is interlockedly rotated by the gap formed between the contact 24 and the cam surface 28b of the cam groove 28c, the air-fuel mixture throttle valve of the vaporizer 20 is rotated.
  • the 21 valve shafts 22 can be rotated by a predetermined amount.
  • the gap formed between the contact 24 and the cam surface 28b can control the leading air to flow into the cylinder at the time of idling or starting of the engine.
  • the air-fuel mixture throttle valve 21 is opened by turning the valve shaft 22 in the counterclockwise direction in FIG. 2, and the leading air control valve is turned by rotating the valve shaft 27 in the clockwise direction. Is described as opening.
  • the operation lever 29 can be operated by a carburetor cable (not shown) or the like.
  • FIGS. 4 and 5 show the state in which the leading air control valve is rotated in the valve opening direction.
  • FIGS. 4 and 5 show a state in which the valve shaft 22 is rotated by approximately 80 degrees while the valve shaft 22 is approximately 75 degrees, and the rotation angles of the valve shaft 22 and the valve shaft 27 are approximately 75 degrees, respectively.
  • the rotation angle required to open the valve is not limited to rotation of about 80 degrees, and can be set to any angle.
  • the contact surface 24 of the lever 23 provided on the valve shaft 22 and the cam surface of the cam plate 28 provided on the valve shaft 27 The trajectory of the contact portion with 28b draws a three-dimensional trajectory.
  • the contact 24 since the length of the contact 24 is formed so as to extend in parallel with the axis of the valve shaft 22, the contact 24 always has a force S regardless of the rotation of the valve shaft 22. The state of contact with the cam surface 28b can be maintained.
  • the rotation of the cam plate 28 and the rotation of the lever 23 are arranged so as not to interfere with each other, the rotation of the valve shaft 22 is hindered by the collision between the cam plate 28 and the lever 23. Such a situation does not occur. Therefore, the rotation of the lever 23 can be smoothly and conductively coupled as the rotation of the cam plate 28.
  • the rotation of the cam plate 28 rotates the valve shaft 27, and rotates the rotary valve 35 as a leading air control valve shown in FIG. 1 so that the air cleaner 25 communicates with the scavenging port 16. it can.
  • a cam mechanism constituted by a cam plate 28, a lever 23, and a contact 24 arranges the valve shaft 27 of the leading air control valve and the valve shaft 22 of the air-fuel mixture throttle valve 21 at an angle. Even the rotor The opening of the lee valve 35 can be linked with the opening of the air-fuel mixture throttle valve 21 of the carburetor 20 to always maintain the balance between the amount of air-fuel mixture and the amount of leading air to control combustion in an optimal state. It can be carried out.
  • the states of FIGS. 2 and 3 are described as the home position state, and the states of FIGS. 3 and 4 are described as the valve open state.
  • the states of FIGS. The valve state can be set, and the states in FIGS. 4 and 5 can be set to the home position state.
  • the operating lever 29 shown in FIGS. 2 and 3 is operated to close the leading air control valve and the mixture throttle valve 21.
  • the valve shaft 22 is to be rotated back in the clockwise direction in FIG. 4, the panel 46 provided on the valve shaft 27 and the panel 45 provided on the valve shaft 22 shown in FIGS.
  • the return plate causes the force plate 28 and the lever 23 to rotate, thereby rotating the rotary valve 35 and the mixture throttle valve 21 in the valve closing direction, that is, returning to the home position state. it can.
  • the contactor 24 is pressed by the cam surface 28b of the cam plate 28 that rotates back by the panel 46, and the lever 23 is moved. It can be turned clockwise in Figure 4.
  • the cam plate 28 can be rotated counterclockwise in FIG. 4 by the contact surface 24 pressing the cam surface 28a.
  • the opening degree of the air-fuel mixture throttle valve 21 of the carburetor 20 can maintain an appropriate opening degree according to the opening degree of the leading air control valve. Therefore, appropriate fuel can be supplied to the cylinder. Thus, it is possible to prevent damage to the engine caused by overheating or overspeed of the engine.
  • the mixture throttle valve 21 of the carburetor 20 can be used. Can be maintained at an appropriate opening in accordance with the opening of the leading air control valve.
  • valve shaft 22 and the valve shaft 27 can be forcibly driven in conjunction with each other, and even when the valve shafts 22 and 27 do not operate normally.
  • the engine An abnormal state can be avoided.
  • the spring force can be used as a combined force of the return panel forces of the springs 45 and 46 without increasing the return panel force of the panels 45 and 46 disposed on the valve shafts 22 and 27. Therefore, the valve shaft 22 and the valve shaft 27 can be forcibly and interlocked without increasing the operation force of the operation lever 29 shown in FIG. 2, and the valve shafts 22 and 27 do not operate normally. In some cases, an abnormal state of the engine can be avoided.
  • FIGS. 6 and 7 are plan views of the conductive coupling mechanism according to the second embodiment.
  • FIG. 6 shows a home position in which the leading air control valve and the air-fuel mixture throttle valve 21 are closed
  • FIG. 7 shows a valve open state of the leading air control valve and the air-fuel mixture throttle valve 21.
  • FIG. 6 can be set to the valve closed state
  • FIG. 7 can be set to the home position state.
  • the panel 46 ' has two functions as a tension panel and a twist panel.
  • the projection 40 such as a hemispherical shape formed on the surface of the lever 23 on the cam plate 28 side comes into contact with the cam plate 28.
  • the shape of the projection 40 can be a shape other than a hemispherical shape, such as a force cylinder shape.
  • the protrusion 40 is not limited to a hemispherical shape or a semi-cylindrical shape, and can reduce the sliding resistance between the lever 23 and the cam plate 28, such as point contact and line contact, between them. Any shape, material, or the like can be used by appropriately combining those shapes and materials. Further, the projection 40 can be formed on the cam plate 28 side without being formed on the lever 23 side. Wear.
  • the projecting amount of the valve shaft 27 can be reduced as compared with the first embodiment, so that the configuration area of the engine can be further reduced.
  • the present invention provides a conduction coupling mechanism capable of interlockingly driving a leading air control valve shaft of a stratified scavenging two-cycle engine and an air-fuel mixture throttle valve shaft of a carburetor arranged at an angle.
  • the technical idea of the present invention can be applied to an apparatus or the like to which the technical idea of the present invention can be applied.

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Abstract

　角度をなして配設されている先導空気制御弁軸(27)と混合気絞り弁軸(22)とにそれぞれ、カム板(28)とレバー(23)とを取り付ける。先導空気制御弁軸(27)には、先導空気制御弁を閉弁方向に付勢するバネ(46)が配され、混合気絞り弁軸(22)には、混合気絞り弁を閉弁方向に付勢するバネ(45)が配されている。レバー(23)に設けた接触子(24)の長さを混合気絞り弁軸(22)の軸線と平行に延設し、接触子(24)とカム板(28)に形成したカム面とが常に接触する長さに接触子(24)の長さを形成する。角度を成して配された先導空気制御弁軸と気化器の混合気絞り弁軸とが伝導結合され、しかも層状掃気２サイクルエンジンの高さ方向の場積を犠牲にすることなく、層状掃気２サイクルエンジンをコンパクトにできる。

Description

明 細 書
角度を成す弁軸間の伝導結合機構
技術分野
[0001] 本発明は、斜交状態又はねじれ状態等の角度を成して配された層状掃気 2サイク ルエンジンの先導空気制御弁軸と気化器の混合気絞り弁軸とを、連動駆動する伝導 結合機構に関するものである。
背景技術
[0002] 従来から、層状掃気 2サイクルエンジンの先導空気制御弁軸と気化器の混合気絞り 弁軸とを連動駆動することによって、常に混合気の量と先導空気量とのバランスを保 持して、最適な状態での燃焼制御を行っている。
[0003] 層状掃気 2サイクルエンジンは、掃気行程でシリンダ内へ先に流入した先導空気を 燃焼ガスと一緒に排気ポートへ流出させており、し力も、先導空気の後からシリンダ内 へ流入する混合気は、シリンダ内に滞留させることができるようになつている。これに よって、シリンダへ流入した混合気が燃焼ガスと一緒に排気口力 大気中へ排出さ れるという、所謂吹抜け現象が防止され、排気ガス濃度を大幅に低減することができ 、燃費の浪費も少なくすることができる。
[0004] 先導空気と混合気とをシリンダ内に流入させるタイミング、流入量等を制御するうえ で、気化器における絞り弁の開度に対して最適な先導空気制御弁の開度を得る制 御機構として、伝導結合機構が用いられている。先導空気制御弁軸と気化器の混合 気絞り弁軸とが平行状態に配された両弁軸間においての伝導結合として、例えば、 特開 2000-314350号公報 (特許文献 1)により、カム機構やリンク機構を用いたダイ ャフラム気化器が提案されて 、る。
[0005] 特許文献 1に記載されたダイヤフラム気化器は、図 8に示すような構成を備えている 。即ち、気化器ケーシング 60内に配した絞り弁の絞り弁軸 63には、一端に操作レバ 一 66を担持している。操作レバー 66は絞り弁軸 63の一端 67に相対回転不能に配 置され、復帰ばね 68を介して絞り弁 62の閉弁方向に弾性付勢されている。また、操 作レバー 66は図示せぬ態様で気化器制御ケーブルまたはこれに類似したものと接 続されており、気化器ケーシング 60内に配した絞り弁の開度を調整することができる
[0006] 絞り弁軸 63の他端 67'には図 9で示すようにレバー 69が相対回転不能に担持され ている。同様に、先導空気制御弁の軸 65の端部 70にはレバー 71が担持されている 。絞り弁軸 63と先導空気制御弁の軸 65とが平行に配されるとともに、レバー 69、 71 は引張り棒 72を介して互いに結合されている。引張り棒 72の一端は、回動可能にレ バー 71に係合し、他端は、ほぼ回転方向 73に延びるようにレバー 69に設けた縦スリ ット 74内に配されている。これによつて、レバー 69、 71と引張り棒 72とにより伝導結 合部 76としてのリンク機構を構成して 、る。
[0007] 先導空気制御弁の軸 65と絞り弁軸 63の間に形成されている伝動結合部 76は絞り 弁軸 63の回動によって駆動され、その際位置に依存した先導空気制御弁と気化器 の絞り弁 62との結合が与えられている。図 8に示すように、絞り弁軸 63には復帰ばね 68が絞り弁 62の閉弁方向に作用し、先導空気制御弁の軸 65には対応的にコイル ばね 75が作用する。コイルばね 75は、先導空気制御弁として構成されたバタフライ 形の絞り弁の閉弁位置を決定している。図 9に示しているように、絞り弁軸 63と先導 空気制御弁の軸 65とのホームポジションはそれぞれ復帰ばね 68とコイルばね 75と によって決定することができる。
[0008] 伝導結合部 76としてのカム機構を構成したものとしては、図 10に示すように、平行 に配された絞り弁軸 63と軸 65にそれぞれカム輪郭部 80とカム輪郭部 81を有したレ バー 69'と 71 'とが取り付けられている。絞り弁軸 63が気ィ匕器内の絞り弁とともに開 弁方向 73へ復帰ばね 68の力に杭して移動すると、アイドリング時およびアイドリング 下部範囲では、先導空気制御弁の軸 65はレバー 69'の自由端 79とレバー 71 'の自 由端 78の間のアイドリング経路部 77が克服されるまで操作されない構成となってい る。
[0009] 自由端 79のカム輪郭部 80が自由端 78のカム輪郭部 81に接触したときには、すで に吸込み管路部分 61内の絞り弁 62は部分負荷位置にある。この時点で絞り弁 62が さらに開弁すると、先導空気制御弁の軸 65は開弁方向 73へ連行され、その際の調 整距離はレバー 69'および 71 'の縦エッジのカム輪郭部 80と 81により決定すること ができる。
特許文献 1：特開 2000-314350号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 層状掃気 2サイクルエンジンにおいて、排気ガス成分を更に低減させるためには、 先導空気量を増やす必要がある。このため、先導空気管路径を大きくすれば、先導 空気量を増やすことは可能となるが、先導空気管路径を大きくすることによって構造 容積が大きくなつてしまうという問題が生じる。
[0011] また、先導空気管路数を増やすことにより、先導空気管路径を大きくした場合と同 等以上の管路面積とすることも可能ではある。しかし、気化器の混合気絞り弁軸と先 導空気制御弁軸とが平行状態となって 、る場合では、先導空気管路数を増やすと、 先導空気管路径を大きくした場合と同様に構造面積が大きくなつてしまうという問題 がある。
[0012] この問題を解決するため、先導空気制御弁軸と気化器の混合気絞り弁軸とを斜交 状態又はねじれ状態等の角度を成す配置構成にする解決策が、本願出願人により 提案されて!ヽる。先導空気制御弁軸と気化器の混合気絞り弁軸とを斜交状態又はね じれ状態に配した場合、両弁軸間を伝導結合させる伝導結合機構の構成が問題とな る。本願発明は同伝導結合機構の構成の問題を解決すれためになされた角度を成 す弁軸間の伝導結合機構を提供することにある。
[0013] 特許文献 1に記載された発明では、先導空気制御弁軸と気化器の絞り弁軸との伝 導結合機構としてリンク機構又はカム機構を用いているが、リンク機構及びカム機構 は、先導空気制御弁軸と気化器の絞り弁軸とが平行状態に配されているものについ ての伝導結合機構となっている。このため、先導空気量を増やす場合には、上述し たように構造面積が大きくなつてしまうという問題が発生する。
[0014] 尚、特許文献 1の 4頁段落 0018において、「図 3 (本願では、図 8。）ないし図 5 (本 願では、図 10。）が示すように、図示した実施形態では絞り弁軸 7 (本願では、絞り弁 軸 63。）と空気管 15 (本願では、図示せず。）の絞り機構 14 (本願では、絞り弁 64。 ) の軸 24 (本願では、軸 65。）とはほぼ平行である力 互いに角度を成すように配置し ても合目的である。」（原文通り。 ( )内は本願におけるく背景技術 >欄で使用した 用語と図面符号を示している。 )旨記載されている。
[0015] しかし、特許文献 1に記載された絞り弁軸と空気管の絞り機構の軸とを互いに角度 を成すように配置した場合、両弁軸間を伝導連結する伝導結合機構の作動は、特許 文献 1に記載されたリンク機構やカム機構のような二次元的な作動を行うことはなぐ 三次元的な作動を行うことになる。このため、特許文献 1に記載されたリンク機構や力 ム機構を角度を成して配した絞り弁軸 63と軸 65との間に配したとしても、リンク機構 やカム機構は正常に作動することができず、角度を成した絞り弁軸 63と軸 65間での 伝導結合を行うことができな 、。
[0016] し力も、特許文献 1では、上述したように絞り弁軸と空気管の絞り機構の軸とを互い に角度を成すように配置しても合目的である旨記載してはいるが、絞り弁軸と空気管 の絞り機構の軸とを互 、に角度を成すように配置した場合にぉ ヽて、リンク機構及び カム機構が三次元的に作動させることができる構成や解決策については、何ら開示 も記載も示唆すらもされていない。更にまた、三次元的な動きについて問題があるこ との認識すらされて ヽな 、。
[0017] 本発明は、先導空気制御弁軸と気化器の混合気絞り弁軸とが角度を成し場合にお いて、層状掃気 2サイクルエンジンの高さ方向の場積を犠牲にすることなぐ層状掃 気 2サイクルエンジンをコンパクトに構成することができる伝導結合機構を提供するこ とを主な目的としている。
課題を解決するための手段
[0018] 上記課題は、本発明の基本構成である、層状掃気 2サイクルエンジンにおける先導 空気制御弁軸及び気化器の混合気絞り弁軸の一方の弁軸を駆動軸、他方の弁軸を 従動軸となし、両弁軸を連動駆動する伝導結合機構において、前記駆動軸と従動軸 とを角度を成して配し、前記伝導結合機構が、前記駆動軸及び従動軸とそれぞれ一 体的に回転可能に配され、互いに接触伝導する一対の第 1カム部材及び第 2カム部 材を備え、前記第 1カム部材と第 2カム部材との接触伝導時に、第 1カム部材の接触 面の一部と第 2カム部材の接触面の一部が常に接触状態を維持されてなることを特 徴とする角度を成す弁軸間の伝導結合機構により効果的に解決される。 [0019] また、本発明における好ま 、態様によれば、前記第 1カム部材及び第 2カム部材 の一方のカム部材力 カム面を有するカム板力 なり、他方のカム部材力 前記カム 面に接触する接触子を有するレバーからなる。更に、本発明において、前記第 1カム 部材又は第 2カム部材の少なくとも一方のカム部材力 他方のカム部材との接触面を 、該一方のカム部材を配した弁軸に対して平行に延設していることが好ましい。更に また、前記第 1カム部材又は第 2カム部材の少なくとも一方のカム部材が、同第 1カム 部材又は第 2カム部材を配した前記駆動軸又は従動軸に沿い、かつ他方の第 2カム 部材又は第 1カム部材方向に向力つて摺動自在に付勢されるようにしてもょ 、。 発明の効果
[0020] 本発明では、角度を成して配された層状掃気 2サイクルエンジンの先導空気制御 弁軸と気化器の混合気絞り弁軸とを連動駆動する伝導結合機構にお!ヽて、先導空 気制御弁軸及び混合気絞り弁軸の一方の弁軸を駆動軸、他方の弁軸を従動軸とし ている。し力も、駆動軸及び従動軸にそれぞれ配した一対の第 1カム部材及び第 2力 ム部材の構成を、両カム部材間での接触伝導時に、第 1カム部材の接触面の一部と 第 2カム部材の接触面の一部が常に接触状態を維持される構成としている。
[0021] これにより、角度を成して配された先導空気制御弁軸と混合気絞り弁軸間を第 1力 ム部材及び第 2カム部材を介して伝導結合させることができる。し力も、第 1カム部材 の接触面の一部と第 2カム部材の接触面の一部が常に接触状態を維持するので、先 導空気制御弁軸と混合気絞り弁軸の回動時に、第 1カム部材と第 2カム部材とが干 渉して、前記両接触面同士が非接触状態となり、弁軸の回転が阻害されるのを防止 することができる。
[0022] し力も、角度を成して先導空気制御弁軸と混合気絞り弁軸とを配することができるの で、先導空気量を増大させるために、先導空気管路を複数配したとしても層状掃気 2 サイクルエンジンの場積を増大させずに構成することができる。特に、弁軸間が近接 している場合であっても、一対の第 1カム部材及び第 2カム部材を用いたことにより、 角度を成す弁軸間の伝導結合機構によって確実に駆動軸の回転を従同軸に伝導さ せることがでさるよう〖こなる。
[0023] 第 1カム部材及び第 2カム部材としては、カム面を有するカム板と、同カム面に接触 する接触子を有するレバーとにより構成することも、それぞれカム面を有するカム板 同士で構成することもできる。
[0024] 接触子を用いる場合には、接触子としてピンや回転ロールをレバーの端部近傍に 取り付けた構成とすることができる。あるいは、レバーの先端部を折り曲げて形成した 屈曲部や、レバーと一体的に形成した屈折部等を接触子として形成することもできる 。接触子の形状を円筒形状、球形、回転ロール形状等のように、接触子とカム面とが 線接触、点接触する構成とすることにより、接触子とカム面との間で生じる摺動抵抗を 低減させることができる。
[0025] カム板に形成するカム面としては、カム板の外周輪郭部に形成したカム面以外にも 、カム板にカム溝を形成し同カム溝の内面をカム面として使用することもできる。カム 板にカム溝を形成した場合には、駆動軸の往復回動時に常にカム溝の内周面の一 方と接触子とを接触させることができるようになる。これによつて、先導空気制御弁軸 又は混合気絞り弁軸にゴミ等が入り、弁軸が正常に機能していないときでも、先導空 気弁軸及び混合気絞り弁軸にそれぞれ配されているパネの戻りパネ力を合力として 利用し、同合力を用いてそれぞれの弁軸に作用させることができる。
[0026] このため、カム板にカム溝を形成した場合では、一方の弁軸が正常に機能していな V、ときでも、他方の弁軸に作用して!/、る戻り力によって両方の弁軸を閉弁方向に回 動させることができるようになる。し力も、それぞれのパネの戻りパネ力を合力として利 用し、両弁軸を閉弁方向に回動させることができるので、両弁軸に配したパネのパネ 力を小さくすることが可能となり、気化器の絞り弁の開閉を操作するスロットル操作荷 重を低減させることができる。
[0027] 更に、一方の弁軸が作動不良を起こしたときにおいて、パネの戻りパネ力を合力し ても両方の弁軸を閉弁状態に戻すことができない場合でも、例えば、先導空気制御 弁の弁軸に作動不良が発生して、先導空気制御弁が開いた状態で弁軸が停止した 場合にも、先導空気制御弁の開度に対応した開度に、混合気絞り弁の開度が維持さ れるので、先導空気量に応じた適正な燃料をシリンダに供給することができる。
[0028] 角度を成す弁軸間の伝導結合機構の構成としては、第 1カム部材又は第 2カム部 材の少なくとも一方のカム部材における他方のカム部材と接触する接触面の形状を、 該一方のカム部材を配した弁軸に対して平行に延設した形状として構成することもで きる。
[0029] これにより、第 1カム部材と第 2カム部材との間での動きが 3次元的に動いたとしても 、常に第 1カム部材の接触面の一部と第 2カム部材の接触面の一部とを接触させて おくことができ、駆動軸の回動を従同軸に確実に伝導することができる。
[0030] 即ち、例えば、従動軸に第 1カム部材を配し、同第 1カム部材としてカム面を有する カム板により構成し、駆動軸に第 2カム部材を配し、同第 2カム部材として前記カム面 に接触する接触子を有するレバーにより構成したとすると、前記カム面を従同軸に対 して平行に延設した形状とすることもできる。あるいは、例えばピン等で形成した接触 子を、駆動軸に対して平行に延設したピンをレバーに配設することで、第 1カム部材 又は第 2カム部材を構成することができる。
[0031] 更に、角度を成す弁軸間の伝導結合機構の構成としては、第 1カム部材又は第 2力 ム部材の少なくとも一方のカム部材を、該一方のカム部材を配した駆動軸又は従動 軸に沿って摺動自在に配し、かつ一方のカム部材を他方のカム部材方向に向力う方 向に付勢した構成とすることができる。
[0032] これにより、常に少なくとも一方のカム部材が他方のカム部材に近接する方向に付 勢され、しかも一方のカム部材を配した軸に沿って摺動自在に配されているので、駆 動軸の回動にともなって、第 1カム部材と第 2カム部材の接触位置が 3次元的に変動 しても、第 1カム部材と第 2カム部材とを接触伝導状態としておくことができる。このた め、第 1カム部材と第 2カム部材とが 3次元的に動いたとしても、常に第 1カム部材の 接触面の一部と第 2カム部材の接触面の一部とを接触させておくことができ、駆動軸 の回動を従同軸に伝導することができる。
[0033] 軸方向に摺動させるカム部材としては、第 1カム部材又は第 2カム部材の一方の力 ム部材を摺動させることも、あるいは第 1カム部材と第 2カム部材とを互いに接近する 方向にそれぞれ摺動自在に付勢しておくこともできる。カム部材を軸方向に付勢する 付勢手段としては、コイルパネ等を用いることができる。しかも、同付勢手段として用 V、たコイルパネ等を先導空気制御弁及び Z又は混合絞り弁を閉方向に付勢する戻 りパネとして兼用させることもできる。 図面の簡単な説明
[図 1]本発明の全体図を示す概略正面断面図である。（実施例） [図 2]伝道結合機構の平面図である。（実施例 1)
[図 3]図 2における左方向から見た側面図である。（実施例 1) 圆 4]伝導結合機構の作動状態における平面図である。（実施例 1) [図 5]図 4における左方向から見た側面図である。（実施例 1)
[図 6]伝導結合機構の他の実施例を示す平面図である。（実施例 2) [図 7]他の実施例における作動状態を示す平面図である。（実施例 2) [図 8]従来例のダイヤフラム気化器の平面図である。（従来例）
[図 9]図 8の左方向から見た平面図である。（従来例）
[図 10]従来例におけるカム機構を示す平面図である。（従来例） 符号の説明
1 層状掃気 2サイクルェンジ:
2 シリンダ
3 ピストン
6 クランクケース
7 クランク室
8 クランクシャフト
10 排気ポート
15 吸気ポート
16 ¾r気ポート
20 気化器
20a 気化器本体
21 混合気絞り弁
22 弁軸
23 レノ一
24、 24' 接触子
27 弁軸 28 カム板
28a, 28b カム面
35 ロータリーノ レブ
40 突起
45、 45' ノ^ネ
46、 46' ノ^ネ
60 気化器ケーシング
62 絞り弁
63 絞り弁軸
64 絞り弁
65 軸
66 操作レバー
68 復帰ばね
69、 69' レノ一
71、 71 ' レノ一
72 引張り棒
74 縦スリット
75 =3ィノレばね
76 伝導結合部
77 アイドリング経路部
80、 81 カム輪郭部
82 ダイヤフラム気化器
A シリンダ室
発明を実施するための最良の形態
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的 に説明する。本発明の伝導結合機構について、層状掃気 2サイクルエンジンにおけ る先導空気の先導空気制御弁としてロータリーバルブを用いた例について以下で説 明するが、本発明の先導空気制御弁としてはバタフライ型の絞り弁等の絞り弁を用い ることができるものである。また、気化器における混合気絞り弁としてはバタフライ型の 絞り弁を用いたものについて説明を行うが、混合気絞り弁としてはロータリーバルブ 等の絞り弁を用いることができるものである。
[0037] 以下で説明する層状掃気 2サイクルエンジン等の構成は、層状掃気 2サイクルェン ジン等の代表的な構成として説明するものであって、他の構成を有する層状掃気 2サ イタルエンジンに本発明の伝導結合機構を適用することができるものである。
[0038] 本発明の伝導結合機構におけるカム形状及び接触子の形状は、以下で説明する 形状、配置関係以外にも本発明の課題を解決することができる形状、配置関係であ れば、それらの形状、配置関係を採用することができるものである。このため、本発明 は、以下に説明する実施例に限定されるものではなぐ多様な変更が可能である。
[0039] 図 1は、本発明の実施形態に係わる層状掃気 2サイクルエンジンの正面断面図で ある。図 2は、伝導結合機構を示す平面図である。図 3は、図 2の左側から見た側面 図である。図 4は、伝導結合機構の作動状態を示す平面図である。図 5は、図 4の左 側から見た側面図である。図 6、 7は、他の実施例における伝導結合機構の作動状 態を示す平面図である。
実施例 1
[0040] 図 1に示すように層状掃気 2サイクルエンジン 1としては、クランクケース 6の上部に 取着されたシリンダ 2にはピストン 3が摺動自在に嵌装されている。クランクケース 6に 回転自在に取着されたクランクシャフ 8には、クランク室 7内で回転自在に支承された クランク 9の一端が結合されるとともに、コネクテイングロッド 4を介してピストン 3が結合 されている。また、シリンダ 2の頂部には点火栓 5が取着されている。
[0041] シリンダ 2の内壁面に開口する排気ポート 10は、排気流路 11を介してマフラ 12に 接続されている。シリンダ 2の内壁面の、排気ポート 10よりやや下方には掃気ポート 1 6が開口している。掃気ポート 16は、クランク室 7と掃気流路 18により連通している。 また、掃気ポート 16は、ピストン 3の外周部に設けたピストン溝 17を介して先導空気 制御弁としてのロータリーバルブ 35に連通した第 1先導空気流路 14と連通している。
[0042] シリンダ 2の内壁面の下部にはクランク室 7に開口した吸気ポート 15が形成され、同 吸気ポート 15は、第 1吸気流路 13を介して気化器 20に連通した第 2吸気流路 31と 連通している。
[0043] 第 1吸気流路 13及び第 1先導空気流路 14は、断熱を目的とするインシユレータ 30 に形成した第 2吸気流路 31及び第 2先導空気流路 32とそれぞれ接続している。また 、インシユレータ 30には先導空気制御弁としてのロータリーバルブ 35を配設されてお り、ロータリーバルブ 35は、図 2に示す弁軸 27を中心に回動する。更に、インシユレ ータ 30にはロータリーバルブ 35に接続した第 3先導空気流路 33が形成されている。
[0044] インシユレータ 30に形成した第 2吸気流路 31は、気化器 20に接続し、気化器 20は 図示せぬ燃料タンク及びエアクリーナ 25に接続している。また、インシユレータ 30に 形成した第 3先導空気流路 33もエアクリーナ 25に接続している。
[0045] 気化器 20にはバタフライ型の混合気絞り弁 21が設けられており、弁軸 22を中心に 回動して混合気の流量を制御することができる。ノタフライ型の混合気絞り弁 21の開 度は、図 2に示すように操作レバー 29により制御される。操作レバー 29は、図示せぬ 気化器ケーブル等により操作される。また、図 2に示すように、ロータリーバルブの弁 軸 27の端部には、カム板 28が取り付けられ、カム板 28にはカム溝 28cが形成されて いる。また、弁軸 27には、図 3に示すようにパネ 46が配され、ロータリーバルブ 35を 閉弁させる方向に弁軸 27又はカム板 28を付勢して 、る。
[0046] 混合気絞り弁 21の弁軸 22にはレバー 23が取り付けられ、同レバー 23には前記力 ム板 28のカム溝 28cと係合する接触子 24が配設されている。また、弁軸 22には、図 3に示すようにパネ 45が配され、混合気絞り弁 21を閉弁させる方向に弁軸 22又はレ バー 23を付勢している。弁軸 22に配したパネ 45は、レバー 23側に配する代わりに、 図 2に示す操作レバー 29側に配することもできる。カム板 28とレバー 23とにより伝導 結合機構としてのカム機構を構成して ヽる。
[0047] 上述のカム機構により、先導空気制御弁としてのロータリーバルブ 35と気化器 20の 混合気絞り弁 21とを連動駆動させることができ、それぞれの絞り量、即ち、開度が制 御されるように構成されている。尚、伝導結合機構の作動については、以下における 図 2— 5の説明において詳細に説明する。
[0048] 次に、層状掃気 2サイクルエンジン 1の作動について説明する。図 1に示すピストン 3の上死点位置において、シリンダ室 Aで圧縮されている混合気が点火栓 5により着 火されると、混合気は爆発してピストン 3を下方に押し下げる。
[0049] この時点では掃気ポート 16及び掃気流路 18にはエアクリーナ 25により浄ィ匕された 先導空気が充満している。また、クランク室 7には気化器 20において、燃料と、エアク リーナ 25により浄化された空気とが混合された混合気が充満している。
[0050] ピストン 3が下降すると先ず吸気ポート 15が閉じ、クランク室 7内の混合気は圧縮さ れる。ピストン 3の下降にともなって次に、排気ポート 10が開き、燃焼ガスは排気流路 11を通り、マフラ 12を介して外部に排出される。続いて掃気ポート 16が開き、圧縮さ れたクランク室 7内の混合気の圧力によって、掃気ポート 16から先導空気がシリンダ 室 Aに流入し、シリンダ室 Aに残っていた燃焼ガスを排気ポート 10から排出する。
[0051] 先導空気のシリンダ室 Aへの流入に続いて、クランク室 7内の混合気はシリンダ室 A に流入する力 混合気がシリンダ室 Aに流入するときにはピストン 3は上昇して排気ポ ート 10を閉じた状態となっている。これによつて、混合気が外部にそのまま排出され ること、即ち、所謂吹き抜け現象が防止され、排気ガスに含まれる炭化水素 HCの量 を少なくすることができ、また燃料の浪費も少なくなる。
[0052] 気化器 20を通過する混合気の量は混合気絞り弁 21によって制御され、先導空気 の量は、ロータリーバルブ 35により制御される。混合気絞り弁 21とロータリーバルブ 3 5の絞り量、即ち、開度の制御は伝導結合機構によって連動して制御されるため、常 に混合気の量と先導空気量とのバランスを保ち、最適な状態での燃焼を行うことがで きる。
[0053] 次に、図 2— 5を用いて伝導結合機構の作動について説明する。図 3、 5に示すよう に、先導空気制御弁の弁軸 27と混合気絞り弁 21の弁軸 22とは、角度をなして配設 されている。これによつて、例えば、ロータリーバルブ 35を図 3の弁軸 27方向に沿つ て複数配設することで、先導空気管路数を増やすことが可能となり、しかも、構造面 積を増やすことなく弁軸 27で一体的に開閉制御することのできる先導空気管路数を 増やすことができるようになる。これによつて、排気ガス成分を更に低減させることが できる。
[0054] 図 2に示すように、角度をなして配設されている先導空気制御弁の弁軸 27と混合 気絞り弁 21の弁軸 22にそれぞれ、カム部材としてのカム板 28とレバー 23とを取り付 けている。また、弁軸 27とカム板 28及び弁軸 22とレバー 23とは、それぞれ一体的に 回転することができ、図 3に示すように、弁軸 27には、先導空気制御弁を閉弁方向に 付勢するパネ 46が配され、弁軸 22には、混合気絞り弁を閉弁方向に付勢するパネ 4 5が配されている。
[0055] 先導空気制御弁の弁軸 27に取り付けたカム板 28は、先端部が開放したカム溝 28 cが形成されている。カム溝 28cの内面には、 2叉状のカム面 28a、 28bがそれぞれ形 成されている。カム板 28に形成するカム面としては、カム板 28の輪郭部に形成した カム面や、図 2に示すようなカム溝 28cとすることができる。また、カム溝の形状として は、先端部が開放して ヽない閉じたカム溝として形成することもできる。
[0056] 混合気絞り弁 21の弁軸 22にはレバー 23が取り付けられ、レバー 23の端部近傍に は接触子 24が配設されている。接触子 24としては、ピンや回転ロールをレバー 23の 端部近傍に取り付けた構成とすることができる。また、レバーの先端部を折り曲げて 形成した屈曲部や、レバーと一体的に形成した屈折部等を接触子 24として形成する ことちでさる。
[0057] 接触子 24の形状を円筒形状、球形、回転ロール形状等のように、接触子 24とカム 面 28a、 28bとが線接触、点接触することにより、接触子 24が係合するカム面 28a、 2 8bとの摺動抵抗を低減させることができる。
[0058] 図 2、 3は、先導空気制御弁及び混合気絞り弁 21がホームポジション状態に配置さ れている状態を示しており、接触子 24とカム面 28bとが非接触状態に置かれている。 図 3に示すように接触子 24の先端部近傍がカム溝 28c内に挿入された状態に配され ている。
[0059] 図 2に示す操作レバー 29の作動によって弁軸 22が反時計回り方向に回動すると、 弁軸 22が反時計回り方向に所定量回動してから先導空気制御弁の弁軸 27が連動 回動する。即ち、接触子 24とカム溝 28cのカム面 28bとの間に形成された間隙によつ て、先導空気制御弁の弁軸 27を連動回動させる前に、気化器 20の混合気絞り弁 21 の弁軸 22を所定量回動させることができる。この接触子 24とカム面 28bとの間に形 成された間隙によって、エンジンのアイドリング時や始動時に先導空気がシリンダ内 に流入するのを制御することができる。 [0060] 尚、ここでは図 2における弁軸 22の反時計回り方向の回動により、混合気絞り弁 21 が開弁され、弁軸 27が時計回り方向に回動することにより先導空気制御弁が開弁す るものとして説明している。また、操作レバー 29は、図示せぬ気化器ケーブル等によ り操作することがでさる。
[0061] 図 2、 3の状態力も混合気絞り弁 21の弁軸 22が回動すると、レバー 23に配した接 触子 24とカム面 28bとの接触によりカム板 28がパネ 46に抗して回動し、弁軸 27を介 して先導空気制御弁を開弁方向に回動させる。先導空気制御弁を開弁方向に回動 させた状態を、図 4、 5に示している。図 4、 5では、弁軸 22が約 75度で弁軸 27が約 8 0度回動した状態を示しているが、弁軸 22及び弁軸 27の回動角度は、それぞれ約 7 5度や約 80度回動することに限定されるものではなぐ開弁させるのに必要な回動角 度は、任意の角度に設定することができるものである。
[0062] 図 5に示すように、弁軸 22が約 75度回動すると、レバー 23に設けた接触子 24の約 中間部位において、カム面 28bとの接触を行っている。また、このとき、弁軸 27に設 けたカム板 28のカム溝 28cは下向きに開口した状態となり、図 2におけるカム溝 28c が右横向きに開口した状態力 約 80度時計方向に回動していることが分力る。
[0063] このように、弁軸 22と弁軸 27とが角度を成しているので、弁軸 22に設けたレバー 2 3の接触子 24と弁軸 27に設けたカム板 28のカム面 28bとの接触部の軌跡は、 3次元 的な軌跡を描くことになる。本願の第 1実施例では、接触子 24の長さを弁軸 22の軸 線と平行に延設して形成しているので、弁軸 22の回動に係わらず、常に接触子 24 力 Sカム面 28bに接触した状態を維持することができる。
[0064] また、カム板 28の回動とレバー 23の回動とによって両者が干渉しない配置関係と なっているので、弁軸 22の回動がカム板 28とレバー 23との衝突によって阻害される ような事態が発生しない。このため、レバー 23の回動を円滑にカム板 28の回動として 伝導結合することができる。また、カム板 28の回動により、弁軸 27が回動し、図 1に示 す先導空気制御弁としてのロータリーバルブ 35を回転させてエアクリーナ 25と掃気 ポート 16とを連通状態にすることができる。
[0065] カム板 28、レバー 23及び接触子 24により構成されたカム機構により、先導空気制 御弁の弁軸 27と混合気絞り弁 21の弁軸 22とが角度を成して配されていても、ロータ リーバルブ 35の開度を気化器 20の混合気絞り弁 21の開度と連動させることができ、 常に混合気の量と先導空気量とのバランスを保持して、最適な状態での燃焼制御を 行うことができる。
[0066] 尚、この実施例 1の説明では、図 2、 3の状態をホームポジション状態とし、図 3、 4の 状態を開弁状態として説明しているが、図 2、 3の状態を開弁状態とし、図 4、 5の状 態をホームポジション状態とすることができるものである。
[0067] 図 4、 5に示す先導空気制御弁及び混合気絞り弁 21の全開状態から、図 2、 3で示 す操作レバー 29を操作して先導空気制御弁及び混合気絞り弁 21を閉弁方向、即ち 、弁軸 22を図 4の時計回り方向に戻し回動させようとしたときには、図 3、 5で示してい る弁軸 27に設けたパネ 46と弁軸 22に設けたパネ 45のそれぞれの戻り力によって力 ム板 28及びレバー 23が回動し、ロータリーバルブ 35及び混合気絞り弁 21を閉弁方 向への回動、即ち、ホームポジション状態への復帰を行わせることができる。
[0068] このとき、例えば、弁軸 22にゴミ等が入って正常に作動しない場合でも、パネ 46に よって戻り回動するカム板 28のカム面 28bで接触子 24が押圧され、レバー 23を図 4 の時計回り方向に回動させることができる。逆に、弁軸 27にゴミ等が入って正常に作 動しないときには、接触子 24によるカム面 28aの押圧により、カム板 28を図 4の反時 計回りに回動させることができる。
[0069] 仮に、例えば、弁軸 27にゴミ等が入って正常に作動せず、し力も接触子 24による力 ム面 28aへの押圧によってもカム板 28が回動しないとき、即ち、先導空気制御弁が 開いた状態で弁軸 27が停止した場合でも、気化器 20の混合気絞り弁 21の開度が 先導空気制御弁の開度に応じた適正な開度を維持することができる。このため、適正 な燃料をシリンダに供給することができる。これにより、エンジンが過熱したり、過回転 状態となったりすることにより生じるエンジンへのダメージを防ぐことができる。
[0070] また、同様に弁軸 22にゴミ等が入って正常に作動せず、し力もカム面 28bの押圧に よってもレバー 23が回動しないときでも、気化器 20の混合気絞り弁 21の開度を先導 空気制御弁の開度に応じた適正な開度に維持しておくことができる。
[0071] これにより、弁軸 22の開弁方向及び閉弁方向において、弁軸 22と弁軸 27とを強制 的に連動駆動することができ、弁軸 22、 27が正常に作動しないときでも、エンジンの 異常状態を回避することができる。し力も、弁軸 22、 27に配設したパネ 45、 46の戻り パネ力を強くしなくても、両バネ 45、 46のそれぞれの戻りパネ力を合力したものとし て利用することができる。このため、図 2に示す操作レバー 29の操作力を増大させな くても、弁軸 22と弁軸 27とを強制的に連動駆動することができ、弁軸 22、 27が正常 に作動しないときにおいても、エンジンの異常状態を回避することができる。
実施例 2
[0072] 図 6、 7は、第 2実施例における伝導結合機構の平面図を示している。図 6は、先導 空気制御弁及び混合気絞り弁 21が閉弁状態となっているホームポジションを示し、 図 7は、先導空気制御弁及び混合気絞り弁 21の開弁状態を示している。
尚、図 6を閉弁状態とし、図 7をホームポジション状態とすることもできる。
[0073] 第 2実施例では、カム板 28をレバー 23に近接する方向にパネ 46，で付勢している 例を用いて説明を行うが、レバー 23をカム板 28に向力 方向に付勢する構成とする ことも、レバー 23及びカム板 28を相互に接近する方向にそれぞれ付勢しておく構成 とすることちでさる。
[0074] 第 2実施例では、カム板 28をレバー 23に向力つて付勢した構成及びカム板 28とレ バー 23との接触部に突起 40を形成した構成を除いて、他の構成は第 1実施例と同 様の構成を備えている。このため、第 1実施例で用いた部材符号と同じ部材符号を 用いることでその部材の説明を省略する。また、第 2実施例における作用効果も第 1 実施例のものが奏することのできる作用効果と同様の作用効果を奏することができる ので、第 2実施例特有の作用効果を除いてその説明を省略する。
[0075] 図 6、 7は、パネ 46'が引張りパネと捻りパネとしての 2つの機能を奏している。弁軸 27に取り付けたカム板 28がパネ 46'によってレバー 23側に付勢されると、レバー 23 のカム板 28側表面に形成した半球形状等の突起 40とカム板 28とが当接する。突起 40の形状としては、半球形状以外にも、力まぼこ形等の形状とすることもできる。
[0076] また、突起 40としては、半球形状やかまぼこ形に限定されるものではなぐレバー 2 3及びカム板 28とを点接触、線接触等の両者間の摺動抵抗を少なくすることのできる 形状、材質等のものであれば、それらの形状、材質を適宜組み合わせて用いることが できる。更に、突起 40は、レバー 23側に形成せずにカム板 28側に形成することがで きる。
[0077] 操作レバー 29の操作により弁軸 22が回動して、図 7に示す状態まで回動すると、力 ム板 28は突起 40による押圧力で図 6の左方向に摺動し、パネ 46'を引張り状態とす る。また、接触子 24によるカム板 28の回動により、パネ 46'は捻り力を蓄えておくこと ができる。このため、カム板 28とレバー 23とは常に、突起 40を介して接触させておく ことができる。
[0078] 第 2実施例においては、第 1実施例のものに比べて弁軸 27の突出量を少なくする ことができるので、エンジンの構成面積をより小さくすることができる。
産業上の利用可能性
[0079] 本発明は、角度を成して配された層状掃気 2サイクルエンジンの先導空気制御弁 軸と気化器の混合気絞り弁軸とを連動駆動することのできる伝導結合機構を提供す るものであるが、本発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本発 明の技術思想を適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 層状掃気 2サイクルエンジンにおける先導空気制御弁軸及び気化器の混合気絞り 弁軸の一方の弁軸を駆動軸、他方の弁軸を従動軸となし、両弁軸を連動駆動する伝 導結合機構において、
前記駆動軸と従動軸とを角度を成して配し、
前記伝導結合機構が、前記駆動軸及び従動軸とそれぞれ一体的に回転可能に配 され、互いに接触伝導する一対の第 1カム部材及び第 2カム部材を備え、
前記第 1カム部材と第 2カム部材との接触伝導時に、第 1カム部材の接触面の一部 と第 2カム部材の接触面の一部が、常に接触状態を維持されてなることを特徴とする 角度を成す弁軸間の伝導結合機構。
[2] 前記第 1カム部材及び第 2カム部材の一方のカム部材が、カム面を有するカム板か らなり、他方のカム部材が、前記カム面に接触する接触子を有するレバーからなるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載の角度を成す弁軸間の伝導結合機構。
[3] 前記第 1カム部材又は第 2カム部材の少なくとも一方のカム部材力 他方のカム部 材との接触面を、該一方のカム部材を配した弁軸に対して平行に延設してなることを 特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項記載の角度を成す弁軸間の伝導結合機構
[4] 前記第 1カム部材又は第 2カム部材の少なくとも一方のカム部材が、同第 1カム部 材又は第 2カム部材を配した前記駆動軸又は従動軸に沿い、かつ他方の第 2カム部 材又は第 1カム部材方向に向力つて摺動自在に付勢されてなることを特徴とする請 求の範囲第 1項又は第 2項記載の角度を成す弁軸間の伝導結合機構。
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