JP3657924B2 - エンジンのリードバルブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、2サイクルエンジンの吸気通路内に配置され吸気通路を開閉するリードバルブに関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、2サイクルエンジンの吸気系では、図10の平面断面図に示すように、例えば吸気通路100を構成するキャブレターホルダ101とバルブ支持体102との間でリードバルブ103を挟持することで、吸気通路100内にリードバルブ103が配置されている。リードバルブ103は、流入口および複数の流出口107を有するホルダ104に、流出口を開閉するリード片105を片持ちばね状に支持させて構成されており、吸気動作では低い背圧によりリード片105が開状態となってキャブレター106からの混合気をエンジンへと送給し、排気動作では高い背圧により閉塞するようにされている。
【0003】
ところで、2サイクルエンジンの搭載される2輪車が、リアショックアブゾーバを車体の幅方向中央に位置させる1本ショック型である場合、そのリアショックアブゾーバと干渉しないように、キャブレター106は、図10のように左右に偏らせて配置されるので、キャブレター106から、その前方のエンジン(図示)に至る吸気通路100は、リードバルブ103の上流側(後方側)が、上から見て(平面視で)傾斜角度θで傾くことになる。
【0004】
しかし、リードバルブ103へ混合気を導入する吸気通路100が例えば図10のように傾斜していると、混合気の流れが、慣性力と重力の影響を受けて、リードバルブ103内の吸気通路において右下に集中する傾向となる。特に、吸気通路100が側面視でも下流側(前側)に向かって下方に傾斜している場合、混合気の前記右下への集中が強くなる。そのために、混合気の流れが場所的に不均一になって渦を発生させる結果、流速が低下して、エンジンレスポンスを劣化させる。また、流出口107が複数設けられている場合、各流出口107を通過する混合気の流量に不均一が生じ、その結果、流量が大きい流出口107のリード片105(図10で上方のリード片)はリフト量が大きくなって、リード片105の先端が疲労して耐久性が劣ることもあった。
【0005】
そこで、リードバルブ103を通過する混合気の流量を均一にする対策として、図11に示すように、ホルダ104内の吸気通路を、水平ガイド板108で上下に区画するようにしたものもあるが、上記したようにリードバルブ103へ至る吸気通路100が左右方向に傾いている場合には、水平ガイド板108によっても混合気の流量を均一にできない。
【0006】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、少なくとも上下方向から見て斜めに導入される吸気の流量を通路断面の全域にわたって均一化して、エンジンの性能向上および安定化を実現できるエンジンのリードバルブを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明に係るエンジンのリードバルブは、エンジンの吸気通路を開閉するリードバルブであって、流入口および流出口を有するホルダと、前記ホルダに支持されて前記流出口を開閉するリード片と、前記ホルダに取り付けられて前記ホルダ内の吸気通路を整形するガイド体とを備え、前記ガイド体に前記ホルダ内の吸気通路を水平方向に複数に区画する垂直区画板と、前記ホルダ内の吸気通路を鉛直方向に複数に区画する水平区画板とが形成され、少なくとも上下方向から見て斜めに吸気が導入されている。
【0008】
上記構成によれば、吸気が上下方向から見てリードバルブへと斜めに導入されると、吸気の流れは、左右方向に不均一になるとともに、重力によって上下方向にも不均一になろうとするが、導入された吸気は垂直区画板と水平区画板とにより左右および上下に分配されるので、導入された吸気がホルダ内の通路断面の一部に集中することなく、吸気の流れが通路断面の全域にわたって均一化される。これによって吸気の流れを円滑化してエンジンレスポンスを向上させることができる。また、流出口が複数設けられている場合でも、各流出口を通過する混合気の流量が均一化される結果、各流出口を開閉するリード片のリフト量も均一化されるので、流量の大きい一部のリード片のみのリフト量が大きくなってリード片の先端の疲労により耐久性が劣るのを防止できる。また、ガイド体に垂直区画板と水平区画板が形成されているから、ホルダ内に垂直区画板および水平区画板を容易に配置でき、リードバルブを容易に組み立てることができる。
【0010】
また、本発明の好ましい実施形態によれば、前記各構成において、前記水平区画板の上流端が垂直区画板の上流端よりも上流側に位置している。この構成によれば、リードバルブに導入された吸気が先ず水平区画板で上下に分配され、その後で垂直区画板により左右に分配されるので、垂直区画板で左右への分配が行われる前に重力等の影響を受けて下方に集中することがなく、リードバルブに導入される吸気の流量を通路断面の全域にわたってより均一化することができる。
さらに、本発明に係るエンジンンのリードバルブは、エンジンの吸気通路を開閉するリードバルブであって、流入口および流出口を有するホルダと、前記ホルダに支持されて前記流出口を開閉するリード片と、前記ホルダ内の吸気通路を水平方向に複数に区画する垂直区画板と、前記ホルダ内の吸気通路を鉛直方向に複数に区画する水平区画板とを備え、前記水平区画板の上流端が、前記垂直区画板の上流端よりも上流側に位置し、かつ、前記ホルダの流入口よりも上流側に突出するように設定され、少なくとも上下方向から見て斜めに吸気が導入されている。この構成によれば、リードバルブに導入された吸気が先ず水平区画板で上下に分配され、その後で垂直区画板により左右に分配されるので、垂直区画板で左右への分配が行われる前に重力等の影響を受けて下方に集中することがなく、リードバルブに導入される吸気の流量を通路断面の全域にわたってより均一化することができる。
【0011】
さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、前記各構成において、前記垂直区画板の上流端が、ホルダ内の区画された吸気通路に吸気を等量分配するように、複数の区画された吸気通路の入口の水平方向幅を互いに異ならせる位置に設定されている。この構成によれば、吸気が上下方向から見てリードバルブへと斜めに導入されることにより、リードバルブ内において吸気の流量が通路断面の左右のいずれかに集中する傾向を一層効果的に是正することができるので、リードバルブに導入される吸気の流量を通路断面の全域にわたってより均一化することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1および図2は、本発明の一実施形態であるリードバルブを装備した自動二輪車のエンジンおよびその周辺の概略構成を示す一部破断側面図および平面図である。図1において、この自動二輪車のエンジン1は2サイクルエンジンであって、その後部に位置する吸気通路2の途中に吸気通路2を開閉するリードバルブ3が配置され、2サイクルエンジン1の後方には、燃料供給装置であるキャブレター4および図2に示すエアクリーナ5が設置されている。2サイクルエンジン1の吸気動作時に、エアクリーナ5から吸入される空気はキャブレター4で燃料と混合され、その混合気Gがキャブレター4から前記リードバルブ3を介して2サイクルエンジン1に導入される。
【0013】
この自動二輪車は、リアショックアブゾーバ6が車体幅の中心線、つまりエンジン1のほぼ中心線C上に配置される型式のものであって、キャブレター4はリアショックアブゾーバ6との干渉を避けるために、車体幅の中央から左寄りに偏らせて配置されている。このため、キャブレター4からリードバルブ3の設置部に至る吸気通路2は、少なくとも上下方向から見て(平面視で)斜めに傾斜(傾斜角度θは約28°)している。また、この実施形態では、前記吸気通路2は、図1に示すように、側方(左右方向)から見て前下がり、つまり下流側へ向かって下方にも、約10〜30°傾斜している。
【0014】
前記リードバルブ3は、図3に示すように、吸気通路2の一部を形成する流入口10および流出口11を有するホルダ7と、このホルダ7に基端部が支持されて前記流出口11を開閉するリード片8と、前記ホルダ7内に取り付けられホルダ7内の吸気通路を整形するガイド体9とを備えている。リード片8は各流出口11に対応させて1つずつ設けられている。図4にリードバルブ3の分解斜視図を示す。ホルダ7はアルミニウムのような金属材料からなり、断面が左右方向Hから見て2等辺三角形に形成されて、吸気通路2の下流側へ突出しているホルダ7の傾斜した上下側部のそれぞれに、図7に示すように、均一形状とした複数(ここでは2つ)の流出口11が横並びに配置されている。ホルダ7の両側部の流出口11の周辺を含む面域の、リード片8(図3)と対向する外面は、ニトリル系樹脂などからなるゴム層12により被覆されている。
【0015】
図3に示すリード片8は例えばエポキシ樹脂からなり、その基端部が、金属のような剛体からなるストッパー23と共に、ねじ体24によりホルダ7の上下面の上辺近傍に片持ち状に締め付け固定されている。図8に示すように、ホルダ7の上下側部の各流出口11を開閉する2枚のリード片8は共に均一形状とされ、それらの基端部において一体に連結されている。図3のストッパ23は、リード片8の最大開度を設定する部材であって、ねじ体24で固定される基端部から先端側に向かってホルダ7の側面から漸次離間するように湾曲させてある。このストッパ23には、図3において矢印Vの方向から見た矢視図である図5に示すように、スリット状の通気窓25が、幅方向に複数並んで形成されている。
【0016】
図4に示すように、ガイド体9は、前記ホルダ7の内壁に嵌合可能な枠状の樹脂製部材であって、ホルダ7内の通路を水平方向に複数(ここでは2つ)に区画する垂直区画板18と、ホルダ7内の通路を鉛直方向に複数(ここでは2つ)に区画する水平区画板19とが一体に形成されている。これにより、図6に示すように、区画された分割通路2a〜2dのそれぞれが、4つの流出口11に個別に連なっている。
【0017】
図9(A)〜(C)は、前記ガイド体9の正面図、底面図および背面図を示し、図9(D)は図9(A)のIX−IX線断面図を示す。垂直区画板18の上流端18aは、図9(C)から明らかなとおり、ホルダ7内の分割通路に混合気Gを等量分配するように、複数の分割通路2a〜2dの入口の水平方向幅を互いに異ならせる位置に設定されている。すなわち、ここでは、図2に示すキャブレター4からリードバルブ3に至る吸気通路2が、少なくとも上下方向から見て左後方から前方中央側に向けて傾斜しているので、図9(c)のように、後方(上流側)から見て区画された左半部の吸気通路、すなわち分割通路2a,2bの入口の水平方向幅W1よりも、右半部の分割通路2c,2dの入口の水平方向幅W2の方が小さくなるように、垂直区画板18の上流端18aの位置が設定されている。
【0018】
図3に示すように、ガイド体9をホルダ7内に取り付けた状態で、垂直区画板18の上流端18aはホルダ7の流入口10の位置に合致し、水平区画板19の上流端19aはホルダ7の流入口10よりも上流側に突出するように設定されている。すなわち、水平区画板19の上流端19aは、図4のように垂直区画板18の上流端18aよりも上流側へ位置させてある。その上流側への突出量は、ガイド体9の通路幅W(図9(C))の1/2以下、好ましくは1/3以下とされている。
【0019】
前記リードバルブ3は、図3に示す取付構造によって吸気通路2に取り付けられる。すなわち、吸気通路2の一部を形成する吸入管26の下流端フランジ26aと、2サイクルエンジン1のクランクケース27における吸入口28の口縁28aとでホルダ7のフランジ7aを挟み、前記吸入口28の口縁28aに埋め込まれたスタッドボルト29に螺合したナット30で、前記両フランジ7a,26aを前記吸入口28の口縁28aに締め付けることによって、リードバルブ3が吸気通路2内に配置される。なお、吸入口28の口縁28aとフランジ7aとの間、および両フランジ7a,26aの間にはそれぞれ、リング状のシール部材31,32が介挿されて、リードバルブ3の取付部のシールが図られている。
【0020】
つぎに、前記リードバルブ3の動作を説明する。2サイクルエンジン1の吸気動作時には、エンジンのクランク室内に発生する負圧により図3のリード片8が開き、キャブレター4からの混合気Gがリードバルブ3を経てクランク室内に導入される。2サイクルエンジン1の排気動作時には、エンジンのクランク室内が加圧されるので、リード片8は高い背圧を受けてホルダ7の流出口11を塞ぐ閉止状態を保つ。
【0021】
吸気動作において、図2のキャブレター4からの混合気Gは、上下方向および左右方向から見て斜めに、すなわち車幅中心より左寄りの後方から前方下方のエンジン中心(車幅中心と同一)に向かってリードバルブ3に導入される。ここで、ホルダ7内の吸気通路2は、図6に明示するように、ホルダ7内に取り付けられるガイト体9の垂直区画板18と水平区画板19とで水平方向および鉛直方向に複数の分割通路2a〜2dに区画されているので、リードバルブ3に導入される混合気Gは、慣性力と重力の影響を受けながらも、吸気通路の右下に集中することなく、その流量が通路断面の全域にわたって均一化される。その結果、図3に示す混合気Gの流量の偏りにより混合気Gの流れが円滑になって流速が大きくなるので、エンジンレスポンスが向上する。
【0022】
さらに、リードバルブ3の流出口11が水平方向と鉛直方向に並んで複数設けられているが、各流出口11を通過する混合気Gの流量が均一化されているために、各リード片8のリフト量も均一化されるので、流量の大きい一部のリード片8のみのリフト量が大きくなってリード片8の先端が疲労して耐久性が劣るのを防止できる。具体的には、従来のリードバルブを装備した自動二輪車では、約10時間のモトクロス走行でバルブ片の耐久性が低下していたのに対して、この実施形態のリードバルブ3を装備した自動二輪車では、リード片8は40時間のモトクロス走行でも耐久性の低下が見られなかった。
【0023】
また、前記垂直区画板18および水平区画板19は、ホルダ7内に取り付けられ吸気通路2を整形するガイド体9に一体に形成されているので、ホルダ7内へ垂直区画板18および水平区画板19を容易に配置でき、リードバルブ3を容易に組み立てることができる。
【0024】
また、前記垂直区画板18の上流端18aは、図6のホルダ7内の区画された吸気通路に2a〜2dキャブレター4(図3)からの混合気Gを等量分配するように、図9(c)に示す複数の区画された吸気通路2a〜2dの入口の水平方向幅W1,W2を互いに異ならせる位置に設定されているので、図6のリードバルブ3に導入される混合気Gの流量を通路断面の全域にわたってより均一化することができる。すなわち、この実施形態では、ホルダ7内の上下左右に4区画された分割通路2a〜2dのうち、右側の分割通路2c,2dの水平方向幅W2を左側の分割通路2a,2cの水平方向幅W1よりも短くして、右側の分割通路2c,2dに混合気Gが集中する傾向を是正しているので、リードバルブ3に導入される混合気Gの流量を通路断面の全域にわたってより均一化することができる。
【0025】
さらに、図4に示す水平区画板19の上流端19aは垂直区画板18の上流端18aよりも上流側へ突出させてあるので、リードバルブ3に導入された混合気Gは先ず水平区画板19で上下に分配され、その後で垂直区画板18により左右に分配されることになり、垂直区画板18で左右への分配が行われる前に重力の影響を受けて混合気Gが下方に集中することがなく、リードバルブ3に導入される混合気Gの流量を通路断面の全域にわたってより均一化することができる。
【0026】
ここでは、水平区画板19は、リードバルブ3に対して前方斜め下向きに流入する混合気Gが慣性力の影響を受けて下方に集中するのを是正する役割を担うものとしたが、キャブレター4からリードバルブ3に至る吸気通路2が上下に傾斜していない水平姿勢である場合でも、重力の影響により混合気Gの流れが下側に集中する傾向があるので、これを水平区画板19で是正することができる。
【0027】
なお、前記実施形態では、図7のホルダ7の上下側部にそれぞれ2つの流出口11を横並びに開口させたリードバルブ3を例示して説明したが、これに限らず、例えばホルダ7の上下側部にそれぞれ3つの流出口11を横並びに開口させたものや、ホルダ7の上下側部にそれぞれ1つの流出口11を開口させたものに適用することもできる。ホルダ7の上下側部にそれぞれ3つの流出口11を横並びに開口させたものの場合、流出口11の数に対応させて、図6の垂直区画板18を2枚設け、ホルダ7内の吸気通路を水平方向に3つに区画することで、混合気Gの流量を通路断面の全域にわたってより均一化することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように、本発明のエンジンのリードバルブによれば、斜めに導入される吸気の流量がリードバルブ内の通路断面の一部に偏るのを防止して均一化することができ、これによって吸気の流れを円滑化してエンジンレスポンスを向上させることができる。また、流出口が複数設けられている場合でも、各流出口を通過する混合気の流量が均一化される結果、各流出口を開閉するリード片のリフト量も均一化されるので、一部のリード片のみのリフト量が大きくなってリード片の先端が疲労して耐久性が劣るのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るリードバルブを装備した自動二輪車のエンジンおよびその周辺の概略構成を示す一部破断側面図である。
【図2】同自動二輪車のエンジンおよびその周辺の概略構成を示す平面図である。
【図3】前記リードバルブの取付状態を示す縦断面図である。
【図4】同リードバルブの分解斜視図である。
【図5】同リードバルブを図3の矢印V方向から見た正面図である。
【図6】同リードバルブの背面図である。
【図7】同リードバルブのホルダを示す側面図である。
【図8】同リードバルブのリード片を示す正面図である。
【図9】(A)〜(C)は同リードバルブのガイド体を示す正面図、底面図および背面図、(D)は(A)のIX−IX矢視断面図である。
【図10】従来例の平面断面図である。
【図11】他の従来例の斜視図である。
【符号の説明】
1…2サイクルエンジン
2…吸気通路
2a〜2d…分割通路
3…リードバルブ
7…ホルダ
8…リード片
9…ガイド体
10…流入口
11…流出口
18…垂直区画板
18a…上流端
19…水平区画板
19a…上流端
W1,W2…水平方向幅
Claims (4)
- エンジンの吸気通路を開閉するリードバルブであって、
流入口および流出口を有するホルダと、前記ホルダに支持されて前記流出口を開閉するリード片と、前記ホルダに取り付けられて前記ホルダ内の吸気通路を整形するガイド体とを備え、
前記ガイド体に前記ホルダ内の吸気通路を水平方向に複数に区画する垂直区画板と、前記ホルダ内の吸気通路を鉛直方向に複数に区画する水平区画板とが形成され、
少なくとも上下方向から見て斜めに吸気が導入されているエンジンのリードバルブ。 - 請求項1において、前記水平区画板の上流端が垂直区画板の上流端よりも上流側に位置しているエンジンのリードバルブ。
- エンジンの吸気通路を開閉するリードバルブであって、
流入口および流出口を有するホルダと、前記ホルダに支持されて前記流出口を開閉するリード片と、前記ホルダ内の吸気通路を水平方向に複数に区画する垂直区画板と、前記ホルダ内の吸気通路を鉛直方向に複数に区画する水平区画板とを備え、
前記水平区画板の上流端が、前記垂直区画板の上流端よりも上流側に位置し、かつ、前記ホルダの流入口よりも上流側に突出するように設定され、
少なくとも上下方向から見て斜めに吸気が導入されるエンジンのリードバルブ。 - 請求項1,2または3において、前記垂直区画板の上流端が、ホルダ内の区画された吸気通路に吸気を等量分配するように、複数の区画された吸気通路の入口の水平方向幅を互いに異ならせる位置に設定されているエンジンのリードバルブ。
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