(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ壁に設けられシリンダ孔の内周面に開口する排気ポートに連なる排気通路内に、シリンダ軸線に直角に延びる回動軸により揺動駆動される弁体を設け、該弁体を、前記排気ポートの少なくとも上縁近傍において作動して該排気ポートの上縁高さもしくは開口面積を変化させる排気制御部と、前記排気通路の側部に沿って延び前記排気制御部と前記回動軸とを連結する連結アーム部とにより構成した２サイクルエンジンの排気制御装置において、
前記シリンダ孔内周面に前記排気ポートに隣接して副排気ポートを設け、
該副排気ポートと前記排気通路の側部開口とを副排気通路で連通させ、
該副排気通路の途中を横切る前記連結アーム部により前記副排気通路を開閉可能とし、
前記副排気通路の前記連結アーム部揺動部分を横切る個所における開口断面の高さを、前記副排気ポートの高さより低くし、
前記連結アーム部を、前記シリンダ孔中心線に沿って見て、前記排気通路と略平行に延出させるとともに、前記副排気通路の途中部分にて折り曲げて、該副排気通路を複数の通路部分に分断するように配置されたことを特徴とする２サイクルエンジンの排気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、２サイクルエンジンのシリンダ孔の内周面に開口する排気ポートに設けられる排気制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
シリンダ孔の内周面にピストンにより開閉される排気ポートおよび掃気ポートを形成し、クランク室内で圧縮された新気を掃気ポートからシリンダ室内に送り、既燃ガスを排気ポートから排出する２サイクルエンジンでは、ピストンの上昇行程において掃気ポートが閉じてから排気ポートが閉じるまでの間に新気の一部が排気ポートから排出される吹抜けが発生するので、この新気の吹抜けを低減させるために、排気ポートに排気制御弁を設け、これによってエンジンの低速運転時には排気ポートの上部を閉じ、高速運転時には排気ポートを全開するようにして、排気ポートの開閉タイミングを変えることが従来行われている。
【０００３】
例えば特開平３−３３４２６号公報にこのような排気制御弁が示されているが、この排気制御弁は、シリンダ壁に設けられシリンダ孔の内周面に開口する排気ポートに連なる排気通路内に、シリンダ軸線に直交して配設された回動軸によって揺動可能に支持された弁体を備え、該弁体の揺動先端に設けられ前記排気通路の上壁に設けられたスロット状キャビティに収納される制御面（流れ遮断覆い）が、前記排気ポートの上縁近傍で作動して該排気ポートの上縁高さを変化させるようになっている。
【０００４】
そして同公報の第７，８図には、前記制御面と回動軸とを両側の離間した１対のアームにより連結し、これらのアームを前記排気通路の内側面に沿わせて配設したものが示されている。
【０００５】
上記のような排気制御弁はまた、少なくとも低負荷運転時に排気ポートの開口面積を小さく絞り、燃焼室内の新気が自己着火により燃焼する所謂活性熱雰囲気燃焼を生起させ、これにより、低中負荷域で生じ易い失火による不整燃焼を克服するためにも設けられる。
【０００６】
【解決しようとする課題】
一方、２サイクルエンジンの最大出力を高くするためには、排気ポートの開口面積を大きくする必要があり、このためシリンダ孔の内周面に主排気ポートに隣接して副排気ポートを設けることが行われているが、このようなエンジンに前記のような排気制御弁を設けようとすれば、該排気制御弁を主、副両排気ポートにまたがる大きなものとするか、または主、副両排気ポートにそれぞれ同様な排気制御弁を設けなければならず、いずれにしても構造の複雑、大形化を招き、困難である。
【０００７】
従って本発明は、副排気ポートを増設しても排気制御弁の基本形状を変える必要がなく、しかも副排気ポートを主排気ポートの制御に対し所定の関係で制御できる排気制御装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
本願請求項１記載の発明は、シリンダ壁に設けられシリンダ孔の内周面に開口する排気ポートに連なる排気通路内に、シリンダ軸線に直角に延びる回動軸により揺動駆動される弁体を設け、該弁体を、前記排気ポートの少なくとも上縁近傍において作動して該排気ポートの上縁高さもしくは開口面積を変化させる排気制御部と、前記排気通路の側部に沿って延び前記排気制御部と前記回動軸とを連結する連結アーム部とにより構成した２サイクルエンジンの排気制御装置において、前記シリンダ孔内周面に前記排気ポートに隣接して副排気ポートを設け、該副排気ポートと前記排気通路の側部開口とを副排気通路で連通させ、該副排気通路の途中を横切る前記連結アーム部により前記副排気通路を開閉可能とし、前記副排気通路の前記連結アーム部揺動部分を横切る個所における開口断面の高さを、前記副排気ポートの高さより低くし、前記連結アーム部を、前記シリンダ孔中心線に沿って見て、前記排気通路と略平行に延出させるとともに、前記副排気通路の途中部分にて折り曲げて、該副排気通路を複数の通路部分に分断するように配置されたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、前記弁体の排気制御部が排気ポートの上縁より高い位置に在り該排気ポートを全開している時には、連結アーム部も上方へ揺動して、排気通路の側部に臨んでいる副排気通路を全開状態にしているが、弁体が下方へ揺動して排気制御部により排気ポートの上縁高さが変わるとともに、副排気通路が連結アーム部により遮閉されて行き、これに応じて副排気ポートからの排気ガス排出量が減じていく。従って、前記排気制御部により排気ポートの上縁高さを変えた効果が、副排気ポートによって阻害されることはない。
【００１０】
かくして、排気ポートに連なる排気通路内に排気制御弁を設け、該排気制御弁により排気ポートの上縁高さもしくは開口面積を変化させるようにした２サイクルエンジンの排気制御装置において、排気制御弁の基本形状を変えることなく、副排気ポートを設けて排気開口面積を増し、出力を増大させることができる。
【００１１】
しかも、この副排気ポートは、上記排気制御弁により、排気ポートの制御に対し所定の関係で開閉されるので、排気ポートの上縁高さもしくは開口面積の制御効果が副排気ポートにより阻害されることがない。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明による排気制御装置を備えた２サイクルエンジン１を、そのシリンダ部分を縦断して示した側面図で、２はクランクケース、３はシリンダブロック、４はシリンダヘッドである。シリンダブロック３に形成されたシリンダ孔５の内周面に掃気ポート６および排気ポート７が開口しており、シリンダ孔５内を上下に摺動するピストン８によって開閉される。９は連接棒、10はクランクピンである。
【００１３】
ピストン８の上昇行程時に吸気口11からクランクケース２内に吸入された新気が、下降行程時に圧縮され、吸気通路12，掃気ポート６を経てピストン８上方のシリンダ室に送り込まれる。そして該シリンダ室内の既燃ガスが排気ポート７から排出される。ピストン８の上昇により掃気ポート６次いで排気ポート７が閉鎖されると、以後シリンダ室内の混合ガスがピストン８により圧縮され、燃焼室13に臨む点火栓14により着火する。
【００１４】
ピストン８の上昇により掃気ポート６が閉じてから排気ポート７が閉じるまでの間に、シリンダ室に送り込まれた新気の一部が排気ポート７から排出される吹抜けが生ずるが、この吹抜けはピストン８の速度が遅い低負荷（低回転）運転時に著しいので、低負荷運転時には排気ポート７上部を閉鎖してその閉止時期を早め新気の吹抜けを少くするために、排気制御装置15が排気ポート７を形成したシリンダブロック３に設けられている。
【００１５】
排気制御装置15は、凹所16を形成したシリンダ壁部17と、凹所16内に嵌着した排気通路部材18と、シリンダ壁部17および排気通路部材18を外側から覆う蓋部材19と、凹所16と排気通路部材18との間に挿入された弁体20とから成っている。
【００１６】
図２は図１のII−II線にほぼ沿う拡大横断面図である。図３は図１のシリンダブロック部分の拡大図であるが、ピストン８を除いてシリンダ孔５の内周面を示してある。これらの図から分るように、シリンダ孔５の内周面には前記排気ポート７に隣接してその両側に副排気ポート21，21が上縁高さを排気ポート７のそれにほぼ一致させて開口している（図４参照）。ただし副排気ポート21については後で説明することとし、以下、先ず主排気ポートである排気ポート７について述べる。
【００１７】
シリンダ壁部17に形成された凹所16は、図１，３の縦断面図および図２の横断面図から分るように、シリンダ孔５の内周面とほぼ同じ曲率の円弧ａ（図２）を、シリンダ軸線Ｃに直角な軸線Ｃ1 のまわりに回転させて得られる回転面部分161 と、該回転面部分161 の両端部においてそれぞれ軸線Ｃ1 に直角な平面をなす端面部分162 ，162 とにより画成され、外方へ面して開口している。図５はかかる凹所16を形成したシリンダ壁部17を外側から見た正面図で、シリンダ壁部17は凹所16を挟んで両側に平坦な合わせ面22を有し、かつ凹所16の回転面部分161 の中央部において排気ポート７に連通している。
【００１８】
凹所16内に嵌着される排気通路部材18は、凹所16とほぼ相似の外形形状を有している。すなわち、前記回転面部分161 に沿う回転面部分181 と、前記端面部分162 ，162 にそれぞれ沿う端面部分182 ，182 と、凹所16の開口面に沿いシリンダ壁部17の前記合わせ面22と同一面をなす端面18ａ（図３）とを有している。この排気通路部材18はシリンダ壁部17にボルト24を介して固定された蓋部材19に図示してないボルトを介して固定され、従ってシリンダ壁部17に関して固定されて凹所16内に収納されている。そして内部に排気ポート７に連通する排気通路25が形成されている。蓋部材19にはこの排気通路25に連接する排気通路25ａが形成されており、排気ポート７はこれらの排気通路25，25ａを通じて外部の図示してない排気管に接続される。
【００１９】
排気通路25に対応する部位には、凹所16の回転面部分161 と排気通路部材18の回転面部分181 との間に所定間隔の隙間26が設けられており、この隙間26は排気ポート７の下縁７ｂを僅かに越えた位置まで延びている（図３）。さらに上述した以外の部位には、凹所16の各端面部分162 と排気通路部材18の各端面部分182 との間にもそれぞれ所定間隔の隙間27が設けられている（図２）。
【００２０】
シリンダ壁部17と蓋部材19の合わせ面にはそれぞれ、前記回転軸線Ｃ1 に沿って両側から向かい合う各１対の軸受ボス部分28ａ，28ｂが形成されており、シリンダ壁部17，排気通路部材18および蓋部材19を組立てた時これらの軸受ボス部分28ａ，28ｂにより１対の軸受ボス28が形成される（図２）。そしてこれらの軸受ボス28にそれぞれ弁体駆動軸（回動軸）29が回動自在に軸支される。
【００２１】
図６は弁体20の拡大上面図、図７はその拡大側面図である。これらの図から一層よく分るように、弁体20は例えばステンレス鋼板等の板金加工品から成る薄肉の殻状部材で、１対の連結アーム部30と、これらの連結アーム部30の先端どうしを連結する排気制御部31とを備えている。連結アーム部30の基端部には偏平部を有する係合穴32が設けられ、連結アーム部30はこの係合穴32を前記弁体駆動軸29の同様な形状に面取りされた部分に係合させて、前記凹所16および排気通路部材18の端面部分162 ，182 間に形成された隙間27に挿入されている。従って連結アーム部30は該隙間27内において弁体駆動軸29と一体的に揺動する。
【００２２】
排気制御部31は排気ポート７の全幅より幅広に形成されるとともに、凹所16の回転面部分161 について前述した回転面と同じ形状の回転面に形成されており、連結アーム部30が弁体駆動軸29と一体的に回転軸線Ｃ1 のまわりに揺動すると、これに応じて排気制御部31は回転面部分161 ，181 間の隙間26に自由に出入りできる。従って排気制御部31を隙間26内に完全に収納して排気ポート７を全開にしたり（図１，３はこの状態を示す）、排気制御部31を排気ポート７の上縁７ａから突出させて排気ポート７の上部を閉じたり（図２はこの状態を示す）して、運転状態に応じて排気タイミングを調整することができる。
【００２３】
弁体駆動軸29は、軸受ボス部分28ａ，28ｂ間に締め付けられて軸受ボス28内に嵌着固定されたボール軸受33を介して、該軸受ボス28に強固に取付けられ、弁体20の連結アーム部30はこの弁体駆動軸29に、前記ボール軸受33のインナーレスとの間にカラー34を介しナット35で締付けて強固に固定されている。従って弁体20は弁体駆動軸29により正確に位置決めされ、隙間26，27が比較的狭くても該隙間内でこれと干渉することなく円滑に揺動することができる。
【００２４】
なお隙間26は排気ポート７の下縁７ｂを越えた位置まで延びているので、排気制御部31をこの位置まで下降させて排気ポート７をほぼ全閉にすることもできる。これは例えばサイクルの或る時期に排気による熱の流出を阻止して、シリンダ室内の混合気の自然発火を促し、点火栓14による点火と相まって良好な燃焼状態を維持させようとする場合等に有利に適用できる。
【００２５】
一方の弁体駆動軸29はシリンダブロック３から外側へ突出しており、突出端部に設けられた駆動レバー36に駆動ケーブル37の端部が固結されている。駆動ケーブル37の他端は例えばエンジンの運転状態に応動するサーボモータの出力部に連結されており、弁体20の排気制御部31による排気ポート７の開閉動作は該サーボモータにより駆動ケーブル37，駆動レバー36，弁体駆動軸29を介して制御される。
【００２６】
副排気ポート21には前記排気制御部31のような排気制御面は設けられていないが、該副排気ポート21は副排気通路38を介して排気通路25に連通している。図２および図３から分るように、副排気通路38はシリンダ孔５の外側をほぼ周方向に延び、副排気ポート21を排気通路部材18の排気通路25にその側壁部において連通させている。すなわち副排気通路38は、副排気ポート21に連接してシリンダ壁部17内を延び、前記凹所16の端面部分162 と排気通路部材18の端面部分182 との間の隙間27に開口39ａを通じて臨む通路部分38ａと、排気通路部材18内に設けられ端面部分182 において開口39ａに向かい合う開口39ｂと排気通路25側壁部の開口40とを連接する通路部分38ｂとから成っている。
【００２７】
隙間27には弁体20の連結アーム部30が揺動自在に収容されており、開口39ａと開口39ｂとの間を通過するので、連結アーム部30の揺動位置に応じて副排気通路38は連結アーム部30により開閉される。図３は、弁体20の排気制御部31が隙間26内に完全に引込められ、排気ポート７を全開している時の状態を示したものであるが、この時連結アーム部30は開口39ａより上方に在ってこれを全く遮閉していないので、副排気ポート21も排気ポート７と同様に全開状態となり、排気開口面積を大きくして出力向上に寄与する。
【００２８】
図２には、弁体20が図３の状態から同図において時計方向に揺動し、排気ポート７の上縁高さを排気制御部31により変えた時の状態が示されているが、この時には連結アーム部30が開口39ａを弁体20の揺動角度に応じて部分的にあるいは前面的に遮蔽し、従って副排気ポート21からの排気ガス量が排気制御部31による排気ポート７の制御に応じて制御される。
【００２９】
前述したように弁体20はボール軸受33等により強固に支承された弁体駆動軸29により正確に位置決めされているので、隙間27と連結アーム部30のクリアランスを小さくでき、従って連結アーム部30により副排気通路38を確実に開閉することができる。
【００３０】
図３に示すように、連結アーム部30によって直接開閉される開口39ａは、その高さｈ1 を副排気ポート21の高さｈ2 より低くしてある。これにより副排気ポート21の制御に必要な連結アーム部30の揺動角度が小さくなるので、排気制御部31により排気ポート７の上縁高さや開口面積の調整を行う時、より迅速に副排気ポート21の調整を行って、排気制御部31による排気ポート７の制御効果が副排気ポート21により阻害されるのを有効に防ぐことができる。
【００３１】
さらに、連結アーム部30の形状を適当に選択して、排気ポート７の制御に対する副排気ポート21の制御特性を自由に決定することもできる。
【００３２】
なお、上記実施例においては、連結アーム部30がシリンダ壁部17と排気通路部材18との間に形成された隙間27内を揺動し、該隙間27を横切って形成された副排気通路38を開閉するようになっているが、連結アーム部を主排気ポートに連なる主排気通路の側壁面に沿わせて該主排気通路内に配設し、副排気ポートに連なる副排気通路を上記側壁面の連結アーム部が揺動する部分に開口させてもよいことは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、排気ポートに連なる排気通路内に排気制御弁を設け、該排気制御弁により排気ポートの上縁高さもしくは開口面積を変化させるようにした２サイクルエンジンの排気制御装置において、副排気ポートを設けて排気開口面積を増し出力を増大させることができるとともに、排気制御弁の基本形状を変えることなく該排気制御弁により副排気ポートを開閉制御して、排気ポートの上縁高さもしくは開口面積の制御効果が副排気ポートにより阻害されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気制御装置を備えた２サイクルエンジンを、そのシリンダ部分を縦断して示した側面図である。
【図２】図１のII−II線にほぼ沿う横断面図である。
【図３】図１のシリンダブロック部分をピストンを除去して示した拡大縦断面図である。
【図４】シリンダ孔内周面における排気ポートと副排気ポートの配列関係を示す正面図である。
【図５】シリンダ壁部の外側正面図である。
【図６】弁体の拡大上面図である。
【図７】弁体の拡大側面図である。
【符号の説明】
１…エンジン、２…クランクケース、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…シリンダ孔、６…掃気ポート、７…排気ポート、８…ピストン、９…連接棒、10…クランクピン、11…吸気口、12…吸気通路、13…燃焼室、14…点火栓、15…排気制御装置、16…凹所、17…シリンダ壁部、18…排気通路部材、19…蓋部材、20…弁体、21…副排気ポート、22…合わせ面、23…外端部、24…ボルト、25…排気通路、26，27…隙間、28…軸受ボス、29…便体駆動軸、30…連結アーム部、31…排気制御部、32…係合穴、33…ボール軸受、34…カラー、35…ナット、36…駆動レバー、37…駆動ケーブル、38…副排気通路、39，40…開口。
【図１】
0003659357.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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