JP3657924B2 - エンジンのリードバルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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