(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの内周壁にピストンによって開閉される排気口及び掃気口を形成し、この排気口の上部を低速時あるいは／及び低負荷時、閉方向に回動させるとともに、高速時あるいは／及び高負荷時、開方向に回動させる回転制御弁を設けてなる２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置において、前記回転制御弁の胴部表面を中央部で、シリンダ内周面と略同一となるようにし、両側部において、シリンダ内周面より離間するようにし、且つ前記回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方前記回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるように構成したことを特徴とする２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置。
【請求項２】
シリンダの内周壁にピストンによって開閉される排気口及び掃気口を形成し、この排気口の上部を低速時あるいは／及び低負荷時、閉方向に回動させるとともに、高速時あるいは／及び高負荷時、開方向に回動させる回転制御弁を設けてなる２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置において、前記回転制御弁の胴部表面または回転制御弁に設けた板状バルブの先端縁をシリンダ内周面と略同一の曲率半径を有するようにし、且つ前記回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方前記回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるように構成したことを特徴とする２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、エンジンの回転速度に対応して排気タイミングを可変できる２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルエンジンにおいて、シリンダの内周壁にピストンによって開閉される排気口及び掃気口を形成し、この排気口の上部を低速時あるいは／及び低負荷時、閉方向に回動させるとともに、高速時あるいは／及び高負荷時、開方向に回動させる回転制御弁を設けて、全回転域にわたって高い出力を得ようとするものがある。
【０００３】
その一例を示すと、特公昭６３−３０４８５号公報に開示されるように、回転制御弁に板状バルブを設けたものがあり、この板状バルブの先端縁をシリンダ内面と略同一の曲率半径にし、バルブ開放時におけるバルブ底面を排気通路の上縁と略面位置とし、高速運転時におけるバルブ開放時に排気通路内に流通抵抗を生じさせるものをなくし、排気の排出を円滑にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高速運転時におけるバルブ開放時に排気通路内に流通抵抗を生じさせるものをなくすことで、排気の排出が円滑になっているが、バルブ閉鎖時の低速時の有効排気ポートの形状が中央高形状となり、低速時あるいは／及び低負荷時の排気の排出を円滑にすることができないという問題がある。
【０００５】
この発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、低速時あるいは／及び低負荷時の排気の排出を円滑にし、安定した出力を得ることができる２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、シリンダの内周壁にピストンによって開閉される排気口及び掃気口を形成し、この排気口の上部を低速時あるいは／及び低負荷時、閉方向に回動させるとともに、高速時あるいは／及び高負荷時、開方向に回動させる回転制御弁を設けてなる２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置において、前記回転制御弁の胴部表面を中央部で、シリンダ内周面と略同一となるようにし、両側部において、シリンダ内周面より離間するようにし、且つ前記回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方前記回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるように構成したことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、シリンダの内周壁にピストンによって開閉される排気口及び掃気口を形成し、この排気口の上部を低速時あるいは／及び低負荷時、閉方向に回動させるとともに、高速時あるいは／及び高負荷時、開方向に回動させる回転制御弁を設けてなる２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置において、前記回転制御弁の胴部表面または回転制御弁に設けた板状バルブの先端縁をシリンダ内周面と略同一の曲率半径を有するようにし、且つ前記回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方前記回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるように構成したことを特徴としている。
【０００８】
【作用】
請求項１記載の発明では、回転制御弁の胴部表面を中央部で、シリンダ内周面と略同一となるようにし、両側部において、シリンダ内周面より離間するようにし、且つ回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるようにし、低速時あるいは／及び低負荷時の掃気において排気口の両側部の排気タイミングが早いことにより、排気口の両側部から排気ガスが排出され、燃焼室に残留する排気ガス量が低下するため、掃気効率が低速時あるいは／及び低負荷時においても悪化しないで安定した出力を得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、回転制御弁の胴部表面または回転制御弁に設けた板状バルブの先端縁をシリンダ内周面と略同一の曲率半径を有するようにし、且つ回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるようにし、低速時あるいは／及び低負荷時の掃気において排気口の両側部の排気タイミングが早いことにより、排気口の両側部から排気ガスが排出され、燃焼室に残留する排気ガス量が低下するため、掃気効率が低速時あるいは／及び低負荷時においても悪化しないで安定した出力を得ることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、この発明の２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１乃至図９は２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置の第１実施例を示し、図１は２サイクルエンジンの縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は回転制御弁を作動する機構を示す断面図、図４は回転制御弁を作動する機構を示す側面図、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図、図６は図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、図７は図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を示す図、図９は図２のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【００１２】
２サイクルエンジンのシリンダブロック１はクランクケース２に載置され、シリンダブロック１とクランクケース２とでクランク室３が形成され、クランクケース２にはクランク軸４が軸受５を介して軸支されている。クランク軸４にはクランクピン６を介してコンロッド７が設けられ、このコンロッド７はシリンダブロック１のシリンダ８内に往復動可能に設けられたピストン９とピストンピン１０を介して連結されている。
【００１３】
シリンダブロック１にはシリンダヘッド１１が設けられ、このシリンダヘッド１１には点火プラグ１２が燃焼室１３に臨むように設けられている。燃焼室１３はシリンダブロック１に形成されたシリンダ８と、このシリンダ８内に往復動可能に設けられたピストン９と、シリンダヘッド１１によって形成されている。
【００１４】
シリンダブロック１には吸入口１４に連通する吸入通路１５、排気口１６に連通する排気通路１７、掃気口１８に連通する掃気通路１９及び対向掃気口２０に連通する対向掃気通路２１が形成され、吸入口１４、排気口１６、掃気口１８及び対向掃気口２０は、それぞれシリンダの内周壁に開口している。さらに、シリンダブロック１には排気通路１７の両側に補助排気通路２２が形成され、この補助排気通路２２の補助排気口２３はシリンダの内周壁に開口している。これらの吸入口１４、排気口１６、掃気口１８、対向掃気口２０及び補助排気口２３はピストン９の上下動によって開閉される。
【００１５】
２サイクルエンジンには排気タイミング制御装置が備えられ、この排気タイミング制御装置の回転制御弁２４は排気口１６に近接した排気通路１７の上部に回動可能に軸支されている。回転制御弁２４はガバナ機構２５を介してエンジン回転数に連動して開閉するように構成されている。ガバナ機構２５の回転軸２６はカバー２７とクランクケース２とで回動可能に軸支され、この回転軸２６に一体回転可能に設けられたガバナギヤ２８はクランク軸４に一体回転可能に設けられた駆動ギヤ２９に噛み合っており、クランク軸４の回転力が駆動ギヤ２９、ガバナギヤ２８を介して回転軸２６に伝達され連動して回転する。
【００１６】
回転軸２６の端部には固定カム３０と可動カム３１が設けられ、固定カム３０と可動カム３１の間にフライウエイト３２が配置されている。可動カム３１は回転軸２６に軸方向へ移動可能に設けられ、この可動カム３１とガバナギヤ２８との間には圧縮バネ３３が配置されている。この圧縮バネ３３によって可動カム３１は常に固定カム３０方向へ付勢されている。回転軸２６の回転速度に応じてフライウエイト３２が遠心力によって外方へ移動し、これにより可動カム３１が回転軸２６上を圧縮バネ３３に抗して移動するようになっている。
【００１７】
可動カム３１にはピン３４を介してレバー３５が設けられ、このレバー３５は作動軸３６に連結され、これにより可動カム３１の移動に応じてレバー３５を介して作動軸３６が回転する。この作動軸３６にはリンク３７が固定され、このリンク３７にはピン３８を介してアーム３９が連結され、このアーム３９は回転制御弁２４に固定したリンク４０にピン４１を介して連結され、これにより作動軸３６の回転力がリンク３７、アーム３９及びリンク４０を介して回転制御弁２４に伝達され、回転制御弁２４が作動軸３６の回転に連動して回転する。
【００１８】
回転制御弁２４には小径軸部２４ａが形成され、この小径軸部２４ａには凹部２４ｂが形成されている。この凹部２４ｂを有する小径軸部２４ａにより回転制御弁２４の胴部表面を、図５乃至図７に示すように、中央部２４ｃで、シリンダ内周面８ａと略同一となるようにし、両側部２４ｄにおいて、シリンダ内周面８ａより離間するようにし、且つ回転制御弁２４を閉じた時の有効排気口形状４２を、図８に示すように両側部４２ａで排気タイミングが早く、中央部４２ｂで遅くなるよう設定し、一方回転制御弁２４を開いた時、中央部４２ｂと両側部４２ａとのタイミングの差が小さくなるように構成している。
【００１９】
このように、ガバナ機構２５を介してエンジン回転数に連動して回転制御弁２４が開閉し、低速時あるいは／及び低負荷時には回転制御弁２４が閉じており、このときの有効排気口形状４２が図８のようになっている。このため、低速時あるいは／及び低負荷時には、排気効率が低下するが排気口１６の両側部が先にブローダウンされるので、燃焼ガスが残留し易い排気口１６の両側の燃焼室１３の部分で掃排気によるガス交換が確実にされ、低速での不完全燃焼を軽減して安定した出力を導き出すことが可能である。
【００２０】
このように、低速時あるいは／及び低負荷時の掃気において排気口１６の両側部の排気タイミングが早いことにより、排気口１６の両側部から排気ガスが排出され、燃焼室に残留する排気ガス量が低下するため、掃気効率が低速時あるいは／及び低負荷時においても悪化しないで安定した出力を得ることができ、また同様に中速時あるいは／及び中負荷時においても安定した出力を得ることができる。
【００２１】
特に、排気口１６に対向する対向掃気口２０を有する場合、また排気口１６及び対向掃気口２０を結ぶ線Ｌの両側に第２の掃気口１８を有する場合において、低速時あるいは／及び低負荷時に、排気口１６の両側が先にブローダウンされると、対向掃気口２０や第２の掃気口１８によって、排気口１６の両側の燃焼室１３の部分で掃排気によるガス交換が確実にされ、さらに低速で安定した出力を導き出すことが可能である。
【００２２】
また、回転制御弁２４を閉じた時の有効排気口形状４２を、両側部４２ａで排気タイミングが早く、中央部４２ｂで遅くなるよう設定し、一方回転制御弁２４を開いた時、中央部４２ｂと両側部４２ａとの排気タイミングの差を小さくして、排気タイミングに幅をつけており、これにより排気脈動の設定幅を大きくできる。従って、中速域の排気脈動に応じた排気タイミングに設定し、中速域の燃焼効率を改善し、中速域の出力の谷を無くすことが可能である。
【００２３】
また、ガバナ機構２５により回転制御弁２４を開閉する場合、加速時にはアクセルグリップやスロットル弁の開度が大きくなるが、エンジン回転数が低下して低速状態で回転制御弁２４は閉じており、ガバナ機構２５により回転制御弁２４が制御されるため排気タイミングの進角化が遅れるが、このように加速時排気タイミングの進角化が遅れても、掃気効率が低速時においても悪化しないで安定した出力を得ることができ、従来のものに比べて出力の谷ができにくく、加速途中のもたつきがなく、加速性が良くなる。
【００２４】
なお、補助通路２２は図９で示す通り、途中の通路断面積を回転制御弁２４により可変とされている。高速時あるいは／及び高負荷時、凹部２４ｅは前記通路断面積を最大にしている。このため、排気ブローダウンが排気口１６からのみでなく、補助排気口２３からなされるので、ガス交換の効率が上がり、エンジンは十分な性能を発揮する。
【００２５】
また、低速時あるいは／及び低負荷時凹部２４ｅは図９中二点鎖線で示すように、前記通路断面積を最小にする。このことにより、線Ｌの両側の第２の掃気口１８の上方、排気口１６よりのガス交換のしにくい箇所の排気のブローダウンを、吹き抜けが起きない範囲で可能とするので、燃費の悪化を起こさないで低速安定性を向上することができる。
【００２６】
図１０及び図１１は２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置の第２実施例を示し、図１０は２サイクルエンジンの横断面図、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【００２７】
この実施例の２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置が適用される２サイクルエンジンは、第１実施例の２サイクルエンジンと同様に構成されるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００２８】
この２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置は、回転制御弁５０がアクセルグリップ５１またはスロットル弁５２に連動して回転するようになっている。この回転制御弁５０には板状バルブ５３が設けられ、この板状バルブ５３の先端縁５３ａをシリンダ内周面８ａと略同一の曲率半径を有するようにし、且つ回転制御弁５０を閉じた時の有効排気口形状４２を、両側部４２ａで排気タイミングが早く、中央部４２ｂで遅くなるよう設定し、一方回転制御弁５０を開いた時、中央部４２ｂと両側部４２ａとのタイミングの差が小さくなるように構成している。
【００２９】
このように、アクセルグリップ５１またはスロットル弁５２に連動して回転制御弁５０が開閉し、低速時あるいは／及び低負荷時には回転制御弁５０が閉じており、このときの板状バルブ５３によって形成される有効排気口形状４２が図８のようになる。このため、低速時あるいは／及び低負荷時には、排気効率が低下するが排気口１６の両側部が先にブローダウンされるので、燃焼ガスが残留し易い排気口１６の両側の燃焼室１３の部分で掃排気によるガス交換が確実にされ、低速での不完全燃焼を軽減して安定した出力を導き出すことが可能である。
【００３０】
図１２は２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置の第３実施例を示し、図１２は２サイクルエンジンの縦断面図である。
【００３１】
この実施例の２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置が適用される２サイクルエンジンは、第１実施例の２サイクルエンジンと同様に構成されるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３２】
この２サイクルエンジンの排気タイミング制御装置では、回転制御弁６０の胴部表面６０ａをシリンダ内周面８ａと略同一の曲率半径を有するようにし、且つ回転制御弁６０を閉じた時の有効排気口形状４２を、両側部４２ａで排気タイミングが早く、中央部４２ｂで遅くなるよう設定し、一方回転制御弁６０を開いた時、中央部４２ｂと両側部４２ａとのタイミングの差が小さくなるように構成している。
【００３３】
このように、回転制御弁６０が開閉し、低速時あるいは／及び低負荷時には回転制御弁６０が閉じており、このときの回転制御弁６０の胴部表面６０ａによって形成される有効排気口形状４２が図８のようになる。このため、低速時あるいは／及び低負荷時には、排気効率が低下するが排気口１６の両側部が先にブローダウンされるので、燃焼ガスが残留し易い排気口１６の両側の燃焼室１３の部分で掃排気によるガス交換が確実にされ、低速での不完全燃焼を軽減して安定した出力を導き出すことが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
前記のように、請求項１記載の発明は、回転制御弁の胴部表面を中央部で、シリンダ内周面と略同一となるようにし、両側部において、シリンダ内周面より離間するようにし、且つ回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるようにしたから、低速時あるいは／及び低負荷時の掃気において排気口の両側部の排気タイミングが早いことにより、排気口の両側部から排気ガスが排出され、燃焼室に残留する排気ガス量が低下するため、掃気効率が低速時あるいは／及び低負荷時においても悪化しないで安定した出力を得ることができる。
【００３５】
請求項２記載の発明では、回転制御弁の胴部表面または回転制御弁に設けた板状バルブの先端縁をシリンダ内周面と略同一の曲率半径を有するようにし、且つ回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を、両側部で排気タイミングが早く、中央部で遅くなるよう設定し、一方回転制御弁を開いた時、中央部と両側部とのタイミングの差が小さくなるようにしたから、低速時あるいは／及び低負荷時の掃気において排気口の両側部の排気タイミングが早いことにより、排気口の両側部から排気ガスが排出され、燃焼室に残留する排気ガス量が低下するため、掃気効率が低速時あるいは／及び低負荷時においても悪化しないで安定した出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】回転制御弁を作動する機構を示す断面図である。
【図４】回転制御弁を作動する機構を示す側面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】回転制御弁を閉じた時の有効排気口形状を示す図である。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】２サイクルエンジンの横断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【図１２】２サイクルエンジンの縦断面図である。
【符号の説明】
８  シリンダ
８ａ  シリンダ内周面
９  ピストン
１６  排気口
１８  掃気口
２４  回転制御弁
２４ｃ  中央部
２４ｄ  両側部
４２  有効排気口形状
４２ａ  両側部
４２ｂ  中央部
【図１】
0003593665.tif 000002
【図２】
0003593665.tif 000003
【図３】
0003593665.tif 000004
【図４】
0003593665.tif 000005
【図５】
0003593665.tif 000006
【図６】
0003593665.tif 000007
【図７】
0003593665.tif 000008
【図８】
0003593665.tif 000009
【図９】
0003593665.tif 000010
【図１０】
0003593665.tif 000011
【図１１】
0003593665.tif 000012
【図１２】
0003593665.tif 000013