JP2000034924A

JP2000034924A - ２サイクル内燃エンジン

Info

Publication number: JP2000034924A
Application number: JP10203751A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato; 滋佐藤; Masakuni Hiroshima; 正邦広嶋; Mitsujiro Mochizuka; 光次郎持塚; Kentaro Matsuo; 健太郎松尾
Original assignee: Kioritz Corp
Current assignee: Kioritz Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな構造的変更を伴うことなく、出力の増
大を図れるとともに、効果的に排ガス中の有害成分の低
減化を図ることができ、かつ、混合気中の燃料粒子の霧
化を効果的に促進できて、排ガス浄化性能及び燃費を一
層向上させることができるようにされた２サイクル内燃
エンジンを提供する。【解決手段】ピストン（４）のトップランド（４Ａ）
における排気口（１０）に対面する部位に、中央部から
外周側にかけて下方に傾斜し、平面視が概略矩形ないし
台形状で、外周縁の幅（２４Ｂ）が前記排気口（１０）
の幅（１０Ｂ）と略等しく、かつ、奥行き（２４Ｌ）が
シリンダボア（２ａ）の半径（Ｒ）より小さな傾斜面
（２４）が形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば刈払機やチ
ェーンソー等の小型作業機用として好適な、排気量が１
５〜６５ｃｃ程度の小型空冷２サイクル内燃エンジンに
係り、特に、出力特性を損なうことなく、排ガス中の有
害成分の低減化を図った小型空冷２サイクル内燃エンジ
ンに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、環境問題の高まりから、刈払機や
チェーンソー等の可搬式作業機に使用される小型空冷２
サイクルガソリンエンジンにおいても、それから排出さ
れる排ガス中の有害成分であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ、Ｐ
Ｍ（オイルの未燃焼成分の微粒子）等を低減浄化するこ
とが強く要望されて来ており、例えば、アメリカ合衆国
のカリフォルニア州における排ガス規制法案、所謂ＣＡ
ＲＢＴｉｅｒIIでは、西暦２０００年からは、排気量
が６５ｃｃ以下のＳＩ（スパークイグニッション）２サ
イクル内燃エンジンについては、ＨＣ＋ＮＯｘを５４g/
bhp-h 以下、ＣＯを４００g/bhp-h 以下、ＰＭを１．５
g/bhp-h 以下に低減することが求められている。

【０００３】このような排ガス規制に対応すべく、本発
明の出願人は、これまでにも２サイクル内燃エンジンに
ついて種々の提案を行っており、その提案の一つとし
て、特開平９−２８００５７号公報に開示されているも
のでは、排気口及び掃気口を備えたシュニューレ掃気式
の２サイクル内燃エンジンにおいて、前記排気口及び掃
気口のピストンによる開閉タイミングに着目し、この開
閉タイミングを従来のものよりクランク角度で見て短く
することを提案した。具体的には、前記排気口のピスト
ンによる開閉タイミングを、クランク角度で見て下死点
を挟んで１００°〜１２０°に設定し、前記掃気口のピ
ストンによる開閉タイミングを、クランク角度で見て下
死点を挟んで８５°〜１００°に設定した。

【０００４】前記排気口及び掃気口の開閉タイミングの
設定は、前記排気口及び掃気口の上端位置を下げるとと
もに、前記排気口の上端位置と前記掃気口の上端位置と
の離隔距離を短くすることにより達成される。ここで、
従来の同種のエンジンにおいては、前記排気口及び掃気
口の一般的な開閉タイミングは、通常、主に主力特性を
考慮して、それぞれ１３０°〜１５０°及び１００°〜
１１０°の範囲内に設定されているのに対して、それら
を前記のように設定したので、前記排気口及び掃気口
は、ピストンの下降行程では従来のものより遅く開か
れ、ピストンの上昇行程では従来のものより早く閉じら
れる。

【０００５】このため、前記排気口が開き始める排気開
始時点までで充分に爆発エネルギーが前記ピストンを下
方に押す力に変換され、そのときの排気圧力が小さくな
るため、掃気流が押し戻されることなく、掃気流の流速
が増大して掃気が効果的に行われる。掃気が効果的に行
われることから、新気（混合気）の排気口からの吹き抜
け量が低減され、排ガス中に含まれるＨＣ成分が低減さ
れるとともに、出力も改善され得、また、排気口及び掃
気口の形状、位置を変更するだけで済むのでコストアッ
プにもつながらない。

【０００６】一方、前述した如くのシュニューレ掃気式
の一般的な２サイクル内燃エンジンにおいては、前記公
報にも示されている（図３）ように、排気口（１０）を
二分割する縦断面（Ｆ）を挟んで対称的に一対の掃気口
（９、９）が設けられた所謂二流掃気式がとられてお
り、前記一対の掃気口（９、９）から吹き出される混合
気の掃気流の一部を、静止したシリンダ内壁（シリンダ
ボア）に衝突させるようになっているが、従来において
は、掃気口を更に一対追加して二対設けた、所謂四流掃
気式のものも知られている。

【０００７】従来の四流掃気式の２サイクル内燃エンジ
ンのシリンダの一例の横断面を図８に示す。図示例のシ
リンダ２’においては、排気口１０’を二分割する縦断
面Ｆ’を挟んで対称的に、前記排気口１０’側に位置す
る一対の第一掃気口９Ａ’、９Ａ’と、前記排気ポート
１０’と反対側に位置する一対の第二掃気口９Ｂ’、９
Ｂ’と、が設けられている。そして、前記第一掃気口９
Ａ’、９Ａ’から吹き出される掃気流が形成する前記排
気口１０’側の内側水平掃気角α’が１００°近辺（例
えば９４°）とされ、前記排気口１０’と反対側の外側
水平掃気角β’が１２０°近辺とされ、また、前記第二
掃気口９Ｂ’、９Ｂ’から吹き出される掃気流が形成す
る前記排気口１０側の内側水平掃気角γ’が１２０°近
辺とされるとともに、前記排気口１０’と反対側の外側
水平掃気角δ’が１５０°近辺とされており、さらに、
前記第一掃気口９Ａ’、９Ｂ’の水平断面積Ｓａ’は、
前記第二掃気口９Ｂ’、９Ｂ’の水平断面積Ｓｂより小
さく（Ｓａ＜Ｓｂ）されている。

【０００８】かかる従来の四流掃気式の２サイクル内燃
エンジンにおいては、前記第一掃気口９Ａ’、９Ａ’か
ら吹き出される掃気流が相互に衝突せしめられるととも
に、前記第二掃気口９Ｂ’、９Ｂ’から吹き出される掃
気流も相互に衝突せしめられるので、前記した二流掃気
式のもののように、掃気流の一部を静止したシリンダ内
壁（シリンダボア）に衝突させるようになっているもの
に比して、掃気流同士の相対的衝突速度が倍増し、衝突
エネルギーが四倍近くになり、各掃気口から吹き出され
るまでは完全には微粒子状になっていない混合気中の燃
料粒子の霧化が大いに促進され、混合気の着火性及び燃
焼効率が改善され、その結果、排ガス浄化性能及び燃費
の向上をもたらす。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案の２サイクル内燃エンジンにおいても、新気（混合
気）の一部が、微量とはいえ、排気口に直接抜け出るこ
とは避けられず、所謂吹き抜け量をある程度は低減でき
るものの、未だ充分ではなく、排ガス中の有害成分（特
にＨＣ成分）の低減化も、完全に満足できるものとは言
いがたく、そのままで更に前記吹き抜け量を低減せんと
すれば、エンジン出力が大幅に低下する嫌いがあった。

【００１０】また、前記した如くの従来の四流掃気式の
２サイクル内燃エンジンにおいても、混合気中の燃料粒
子の霧化促進作用が未だ充分とは言えず、さらなる改善
が要望されている。本発明は、このような問題に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは大きな構造的
変更を伴うことなく、出力の増大を図れるとともに、効
果的に排ガス中の有害成分の低減化を図ることができ、
かつ、混合気中の燃料粒子の霧化を効果的に促進でき
て、排ガス浄化性能及び燃費を一層向上させることがで
きるようにされた２サイクル内燃エンジンを提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明に係る２サイクル内燃エンジンは、基本的に
は、ピストンにより開閉される排気口及び掃気口が設け
られ、前記ピストンのトップランドにおける前記排気口
に対面する部位に、中央部から外周側にかけて下方に傾
斜し、平面視が概略矩形ないし台形状で、外周縁の幅が
前記排気口の幅と略等しく、かつ、奥行きがシリンダボ
アの半径より小さな傾斜面が形成されていることを特徴
としている。この場合、前記傾斜面の奥行きは、好まし
くは、前記シリンダボアの直径の略１／３とされる。

【００１２】前記した如くの傾斜面が形成されることに
より、前記掃気口は、前記ピストンのトップランド（頂
面）の外周端縁部により開閉されるのに対し、前記排気
口は、前記傾斜面の外周端縁部で開閉されることにな
る。そのため、前記傾斜面が無いものに比して、掃気タ
イミングを変更することを要しないで、つまり、前記排
気口からの混合気の吹き抜け量を増加させることなく、
排気タイミング（クランク角度で見た排気開始時期）が
早められるので、出力が増大する。

【００１３】本発明の好ましい態様では、前記排気口及
び前記掃気口のピストンによる開閉タイミングが、それ
ぞれクランク角度で見て下死点を挟んで１００°〜１２
０°及び８５°〜１００°に設定される。これにより、
前記排気口及び掃気口（第一掃気口及び第二掃気口）
は、ピストンの下降行程では従来のものより遅く開か
れ、ピストンの上昇行程では従来のものより早く閉じら
れる。

【００１４】このため、前記排気口が開き始める排気開
始時点までで充分に爆発エネルギーが前記ピストンを下
方に押す力に変換され、そのときの排気圧力が小さくな
るため、掃気流が押し戻されることなく、掃気流の実効
流速が増大して掃気が効果的に行われ、これによって
も、新気（混合気）の排気口からの吹き抜け量が低減さ
れ、排ガス中に含まれるＨＣ成分が低減されるととも
に、出力も改善され得、また、排気口及び掃気口の形
状、位置を変更するだけで済むので、コストアップにも
つながらない。

【００１５】他の好ましい態様では、前記排気口を二分
割する縦断面Ｆを挟んで対称的に、シュニューレ掃気式
をとる、前記排気口側に位置する一対の第一掃気口と、
前記排気ポートと反対側に位置する一対の第二掃気口
と、が設けられ、前記第一掃気口から吹き出される掃気
流が形成する前記排気口側の内側水平掃気角及び前記排
気口と反対側の外側水平掃気角が共に１１６°〜１２４
°とされ、かつ、前記第二掃気口から吹き出される掃気
流が形成する前記排気口側の内側水平掃気角が１２６°
〜１３４°とされるとともに、前記排気口と反対側の外
側水平掃気角が１４６°〜１５４°とされ、前記第一掃
気口から吹き出される掃気流同士が相互に衝突せしめら
れるとともに、前記第二掃気口から吹き出される掃気流
同士も相互に衝突せしめられるようにされる。

【００１６】このようにされることにより、一対ずつの
第一掃気口及び第二掃気口を備えた四流掃気式をとって
いるので、前記した従来の一般的な二流掃気式のものの
ように、掃気流の一部を静止したシリンダ内壁（シリン
ダボア）に衝突させるようにした場合に比して、掃気流
同士の相対的衝突速度が倍増し、衝突エネルギーが四倍
近くになり、掃気口から吹き出されるまでは完全には微
粒子状になっていない混合気中の燃料粒子の霧化が大い
に促進され、混合気の着火性及び燃焼効率が改善され、
その結果、排ガス浄化性能及び燃費の向上をもたらす。

【００１７】それに加えて、前記第二掃気口からシリン
ダ中心線までの距離、つまり、前記第二掃気口から吹き
出される掃気流（第二掃気流）同士が衝突するまでの距
離は、前記第一掃気口から吹き出される掃気流（第一掃
気流）同士が衝突するまでの距離よりも短くなるため、
及び、前記第二掃気流は吹出方向で見ると、その水平断
面幅が絞られた形状となるため、その速度は前記第一掃
気流よりも速くなる。したがって、前記第二掃気流は前
記第一掃気流よりも早く衝突し、また、その衝突エネル
ギーが前記第一掃気流より大なるため、より効果的に霧
化が促進されることになる。

【００１８】さらに、別の好ましい態様では、クランク
室から第一掃気通路及び第二掃気通路を通じて前記第一
掃気口及び前記第二掃気口に導かれる混合気を前記ピス
トンのスカート部に接触させるべく、前記第一掃気通路
及び前記第二掃気通路の上部にシリンダボアと同径の所
定厚みを有する半壁を残して、その下部に高さ方向に沿
って切欠開口部が形成される。

【００１９】このように、第一掃気通路及び第二掃気通
路に半壁及び切欠開口部を設けたことにより、シリンダ
の剛性及び掃気流の流速が向上せしめられることに加え
て、前記第一掃気通路及び前記第二掃気通路を通って前
記第一掃気口及び前記第二掃気口からシリンダボア内に
吹き出される掃気流が、ピストンのスカート部の外周面
に直接的に接触してそこを冷却することになるので、ピ
ストンリングやピストンピン等の熱が移動して、それら
も冷却される。このため、ピストンリングの膠着及びピ
ストンの焼き付き等が生じ難くされる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図１は、本発明に係る２サイク
ル内燃エンジンの一実施形態を示している。図におい
て、エンジン１は、刈払機やチェーンソー等の可搬式作
業機の動力源として組み込まれるシュニューレ掃気式の
小型空冷２サイクルガソリンエンジンとされ、排気量は
約３０ｃｃとなっている。

【００２１】該エンジン１は、点火プラグ１５が配置さ
れた半球形の燃焼室５を有するシリンダ２と、その下側
に連結されたクランクケース３と、を備え、前記シリン
ダ２にはピストン４が嵌挿され、該ピストン４下方のク
ランク室１３には、それ自体周知の方式で、図示してい
ない気化器からの混合気が、リードバルブを備えた吸入
口１５を介して供給されるようになっている。

【００２２】前記シリンダ２には、図１に加えて図２〜
図４を参照すればよくわかるように、排気口１０が設け
られるとともに、該排気口１０を二分割する縦断面Ｆを
挟んで対称的に、シュニューレ掃気式をとる、前記排気
口１０側に位置する一対の第一掃気口９Ａ、９Ａと、前
記反排気ポート１０と反対側に位置する一対の第二掃気
口９Ｂ、９Ｂと、が設けられている。また、前記ピスト
ン４の往復運動はコンロッド１１を介してバランスウエ
イト１４を備えたクランクシャフト１２の回転運動に変
換され、その軸出力が、前記可搬式作業機の動力として
利用されるようになっている。

【００２３】ここで、前記ピストン４には、図１に加え
て図５、図６を参照すればよくわかるように、そのトッ
プランド４Ａにおける前記排気口１０に対面する部位
に、中央部から外周側にかけて下方に傾斜（前記トップ
ランド４Ａの外周端縁４ａから高さｈ分だけ下側に傾
斜）し、平面視が概略矩形で、外周縁の長さが前記排気
口１０の幅と略等しく、かつ、奥行きＬは、前記シリン
ダボア２ａの直径（２・Ｒ）の略１／３とされた傾斜面
２４が形成されている。

【００２４】また、前記シリンダ２における前記第一掃
気口９Ａ、９Ａ及び前記第二掃気口９Ｂ、９Ｂより下側
には、前記クランク室１３に吸入された混合気を、前記
掃気口９Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂに導くための第一掃気通
路３０Ａ、３０Ａ及び第二掃気通路３０Ｂ、３０Ｂが設
けられており、これらの第一掃気通路３０Ａ、３０Ａ及
び第二掃気通路３０Ｂ、３０Ｂを通じて、前記第一掃気
口９Ａ、９Ａ及び前記第二掃気口９Ｂ、９Ｂに導かれる
混合気を、前記ピストン４のスカート部４Ｂの外周面に
直接的に接触させるべく、前記第一掃気通路３０Ａ、３
０Ａ及び前記第二掃気通路３０Ｂ、３０Ｂの上部に、前
記シリンダボア２ａと同径の厚みが例えば約２ｍｍで高
さが約１０ｍｍ程度の半壁３１、３１、３２、３２を残
して、その下部に高さ方向に沿って細長い切欠開口部３
３、３３、３４、３４が形成されている。

【００２５】さらに、下面側が開口している前記シリン
ダ２の下部外周には、環状の横リブ４１が設けられると
ともに、複数本（図示例では四本）の縦リブ４２が、所
定角度間隔（図示例では９０°間隔）をもって、前記シ
リンダ２の冷却フィン２２と同程度の突出高さで突設さ
れている（図１乃至図４参照）。そして、該エンジン１
においても、前記ピストン４の往復運動に同期して、そ
の上下動にともない、よく知られている通常の態様で、
２サイクル内燃エンジンとしての圧縮、燃焼、吸入、掃
気、膨張、排気の各工程が行われる。

【００２６】ここで、本実施形態においては、図４に示
される如くに、前記第一掃気口９Ａ、９Ａから吹き出さ
れる掃気流（第一掃気流）が形成する前記排気口１０側
の内側水平掃気角α、及び前記排気口１０と反対側の外
側水平掃気角βが、共に１２０°とされ、かつ、前記第
二掃気口９Ｂ、９Ｂから吹き出される掃気流（第二掃気
流）が形成する前記排気口１０側の内側水平掃気角γが
１３０°とされるとともに、前記排気口と反対１０側の
外側水平掃気角δが、１５０°とされていて、前記第一
掃気口９Ａ、９Ａから吹き出される第一掃気流同士が、
シリンダ内壁（前記シリンダボア２ａ）に衝突する以前
に、相互に衝突せしめられるとともに、前記第二掃気口
９Ｂ、９Ｂから吹き出される第二掃気流同士も、前記シ
リンダ内壁（前記シリンダボア２ａ）に衝突する以前
に、相互に衝突せしめられるようになっている。

【００２７】また、前記第一掃気口９Ａ、９Ａの水平断
面積Ｓａは前記第二掃気口９Ｂ、９Ｂの水平断面積Ｓｂ
より大きく（Ｓａ＞Ｓｂ）されている。具体的には、従
来は、前記第一掃気口９Ａ、９Ａの水平断面積Ｓａに対
する第二掃気口９Ｂ、９Ｂの水平断面積Ｓｂの比は、例
えば、０．６対１に設定されていたものが、本実施形態
では、例えば、１．２対１に設定されている。さらに、
前記排気口１０及び前記各掃気口９Ａ、９Ａ、９Ｂ、９
Ｂのピストン４による開閉タイミングは、それぞれクラ
ンク角度で見て、下死点（ＢＤＣ）を挟んで１１０°及
び９４°とされている。

【００２８】前記排気口１０及び前記各掃気口９Ａ、９
Ａ、９Ｂ、９Ｂの開閉タイミングの設定は、前記排気口
１０及び前記各掃気口９Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂの上端位
置を従来の一般的位置より下げるとともに、前記排気口
１０の上端位置と前記各掃気口９Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂ
の上端位置との、上下方向の離隔距離を、従来の一般的
寸法より短くすることにより達成される。このような構
成とされた本実施形態の２サイクル内燃エンジン１にお
いては、一対づつの第一掃気口９Ａ、９Ａ及び第二掃気
口９Ｂ、９Ｂを備えた四流掃気式をとっているので、前
記した従来の一般的な二流掃気式のもののように、掃気
流の一部を静止したシリンダ内壁（シリンダボア）に衝
突させるようにした場合に比して、掃気流同士の相対的
衝突速度が倍増し、衝突エネルギーが四倍近くになり、
第一及び第二掃気口９Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂから吹き出
されるまでは完全には微粒子状になっていない、混合気
中の燃料粒子の霧化が大いに促進され、混合気の着火性
及び燃焼効率が改善され、その結果、排ガス浄化性能及
び燃費の向上をもたらす。

【００２９】それに加えて、前記第二掃気口９Ｂ、９Ｂ
からシリンダ中心線Ｃ（図４）までの距離、つまり、前
記第二掃気口９Ｂ、９Ｂから吹き出される掃気流（第二
掃気流）同士が衝突するまでの距離は、前記第一掃気口
９Ａ、９Ａから吹き出される掃気流（第一掃気流）同士
が衝突するまでの距離よりも短くなるため、及び、前記
第二掃気流は吹出方向に見るとその水平断面幅が絞られ
た形状となるため、その速度は前記第一掃気流よりも速
くなる。したがって、前記第二掃気流は前記第一掃気流
よりも早く衝突し、また、その衝突エネルギーが前記第
一掃気流より大なるため、より効果的に霧化が促進され
ることになる。

【００３０】また、前記第一掃気口９Ａ、９Ａの水平断
面積Ｓａと、前記第二掃気口９Ｂ、９Ｂの水平断面積Ｓ
ｂと、は、前記した図８に示される従来のものとは逆
に、前記第一掃気口の前記水平断面積Ｓａは、前記第二
掃気口の前記水平断面積Ｓｂより大きくされている（そ
の比が１．２対１に設定されている）ので、いち早く衝
突して霧化がより促進されている、ガス状の比重の軽い
第二掃気流を、総エネルギーが前記第二掃気流より大き
な前記第一掃気流が、前記排気口１０から遠い（離れ
る）方向へと、あたかも大きな河の流れが小さな川の流
れを押し動かすように押しやり、他に行き場のない前記
第二掃気流を、前記シリンダボア２ａに沿って上昇させ
る。

【００３１】そして、この上昇する第二掃気流につられ
て第一掃気流もより多く上昇するため、前記排気口１０
から直接的に吹き抜ける混合気の吹き抜け量が少なくな
り、排ガス中の未燃焼成分であるＨＣ成分が一層効果的
に低減される。前記第一掃気流及び前記第二掃気流を合
わせた掃気流は、それぞれ衝突後に前記シリンダボア２
ａの頂部まで上昇して反転し、燃焼排ガスを前記排気口
１０から排出するに至るループを形成する。そのため、
充填効率が改善されて出力が向上し、単位出力当たり
の、排ガス中に含まれるＨＣ成分値が顕著に小さくな
る。

【００３２】また、前記排気口１０及び前記掃気口９
Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂの前記ピストン４による開閉タイ
ミングが、それぞれクランク角度で見て下死点を挟んで
１１０°及び９４°に設定されているので、前記排気口
１０及び前記掃気口（第一掃気口９Ａ、９Ａ及び第二掃
気口９Ｂ、９Ｂ）は、前記ピストン４の下降行程では従
来のものより遅く開かれ、前記ピストン４の上昇行程で
は従来のものより早く閉じられる。

【００３３】このため、前記排気口１０が開き始める排
気開始時点までで充分に爆発エネルギーが前記ピストン
４を下方に押す力に変換され、そのときの排気圧力が小
さくなるため、掃気流が押し戻されることなく、掃気流
の実効流速が増大して掃気が効果的に行われ、これによ
っても、新気（混合気）の前記排気口１０からの吹き抜
け量が低減され、排ガス中に含まれるＨＣ成分が一層低
減されるとともに、出力も改善され得、また、排気口及
び掃気口の形状、位置を変更するだけで済むので、コス
トアップにもつながらない。

【００３４】さらに、前記クランク室１３から、前記第
一掃気通路３０Ａ、３０Ａ及び前記第二掃気通路３０
Ｂ、３０Ｂを通じて前記第一掃気口９Ａ、９Ａ及び前記
第二掃気口９Ｂ、９Ｂに導かれる混合気を前記ピストン
４の前記スカート部４Ｂの外周面に直接的に接触させる
べく、前記第一掃気通路３０Ａ、３０Ａ及び前記第二掃
気通路３０Ｂ、３０Ｂの上部に、前記シリンダボア２ａ
と同径の所定厚みを有する前記半壁３１、３１、３２、
３２を残して、その下部に高さ方向に沿って前記切欠開
口部３３、３３、３４、３４が形成されているので、前
記シリンダ２の剛性及び前記第一掃気流及び前記第二掃
気流の流速が向上せしめられることに加えて、前記第一
掃気通路３０Ａ、３０Ａ及び第二掃気通路３０Ｂ、３０
Ｂを通って、前記第一掃気口９Ａ、９Ａ及び前記第二掃
気口９Ｂ、９Ｂから、前記シリンダボア２ａ内に吹き出
される前記第一掃気流及び前記第二掃気流が、前記ピス
トン４の前記スカート部４Ｂに直接接触してそこを冷却
することになるので、ピストンリング１６、コンロッド
小端軸受１８やピストンピン１７（図６参照）の熱が移
動してそれらも効果的に冷却される。このため、前記ピ
ストンリング１６の膠着及び前記ピストン４の焼き付き
等が生じ難くされる。

【００３５】また、下面側が開口している前記シリンダ
２は、特に下部の構造強度が不足する傾向にあるが、前
記シリンダ２の下部外周に環状の前記横リブ４１が設け
られるとともに、複数本の前記縦リブ４２が所定角度間
隔をもって突設されていることにより前記シリンダ２の
変形が効果的に防止されて真円度が保たれ、前記ピスト
ン４や前記クランクシャフト１２等の摩擦損失が低減さ
れるので、出力が向上する。

【００３６】前記に加え、前記ピストン４の前記トップ
ランド４Ａにおける前記排気口１０に対面する部位に、
中央部から外周側にかけて下方に傾斜し、平面視が概略
矩形で、外周縁の幅２４Ｂが前記排気口１０の幅１０Ｂ
と略等しく、かつ、奥行き２４Ｌは、前記シリンダボア
２ａの直径（２・Ｒ）の略１／３とされた前記傾斜面２
４を形成したことにより、前記第一及び第二掃気口９
Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂは、前記ピストン４のトップラン
ド（頂面）４Ａの外周端縁部４ａにより開閉されるのに
対し、前記排気口１０は、前記傾斜面２４の外周端縁部
２４ａで開閉されることになる。

【００３７】そのため、前記傾斜面２４が無いものに比
して、掃気タイミングを変更することを要しないで、つ
まり、前記排気口１０からの混合気の吹き抜け量を増加
させることなく、排気タイミング（クランク角度で見た
排気開始時期）が早められるので、出力が増大する。

【００３８】前述した如くの効果を確認すべく、本実施
形態のエンジン１（本発明品）と、前記した図８に示さ
れる如くの、前記第一掃気口９Ａ’、９Ａ’から吹き出
される掃気流が形成する前記排気口１０’側の内側水平
掃気角α’が１００°近辺（例えば９４°）とされ、前
記排気口１０’と反対側の外側水平掃気角β’が１２０
°近辺とされ、また、前記第二掃気口９Ｂ’、９Ｂ’か
ら吹き出される掃気流が形成する前記排気口１０’側の
内側水平掃気角γ’が１２０°近辺とされるとともに、
前記排気口１０’と反対側の外側水平掃気角δ’が１５
０°近辺とされていて、前記第一掃気口９Ａ’、９Ｂ’
の水平断面積Ｓａ’は、前記第二掃気口の水平断面積Ｓ
ｂ’より小さく（Ｓａ’＜Ｓｂ’）されている従来のエ
ンジン（比較品）と、を用意して、同一条件で比較実験
を行った。その実験結果を図７に示す。

【００３９】この図７を参照すれば、本発明品では比較
品に比して排ガス中のＨＣ成分が大幅に低減（約５７％
減少）されることが理解されよう。以上、本発明の一実
施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された
発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の
変更ができるものである。例えば、前記した実施形態で
は四流掃気式の２サイクル内燃エンジンに本発明を適用
した例を説明したが、本発明は、四流掃気式のみなら
ず、従来の一般的な二流掃気式の２サイクル内燃エンジ
ンにも同様に適用できる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る２サイクル内燃エンジンによれば、大きな構造
的変更を伴うことなく、出力の増大を図れるとともに、
効果的に排ガス中の有害成分の低減化を図ることがで
き、かつ、混合気中の燃料粒子の霧化を効果的に促進で
きて、排ガス浄化性能及び燃費を一層向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２サイクル内燃エンジンの一実施
形態を示すクランクシャフトに沿った横方向中央縦断面
図。

【図２】図１に示される２サイクル内燃エンジンのシリ
ンダの、クランクシャフトに沿った横方向中央拡大縦断
面図。

【図３】図１に示される２サイクル内燃エンジンのシリ
ンダの、クランクシャフトに直交する縦方向中央拡大縦
断面図。

【図４】図２のIV−IV矢視断面図。

【図５】図１に示される２サイクル内燃エンジンのピス
トンを示す斜視図。

【図６】図１に示される２サイクル内燃エンジンの排気
口及びピストンの一部を示す部分拡大縦断面図。

【図７】図１に示される２サイクル内燃エンジン（本発
明品）と、図８に示されるエンジン（比較品）と、のＨ
Ｃ成分の低減効果についての比較実験結果を示すグラ
フ。

【図８】従来の四流掃気式の２サイクル内燃エンジンの
一例を示す水平断面図。

【符号の説明】

１２サイクル内燃エンジン２シリンダ２ａシリンダボア４ピストン４Ａトップランド４Ｂスカート部９Ａ第一掃気口９Ｂ第二掃気口１０排気口１０Ｂ排気口の幅１３クランク室２４傾斜面２４Ｂ傾斜面の幅２４Ｌ傾斜面の奥行き３０Ａ第一掃気通路３０Ｂ第二掃気通路３１、３１半壁３２、３２半壁３３、３４切欠開口部 α 第一内側水平掃気角 β 第一外側水平掃気角 γ 第二内側水平掃気角 δ 第二外側水平掃気角Ｆ排気口を二分割する縦断面Ｒシリンダボアの半径Ｌ傾斜面の奥行き

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者持塚光次郎東京都青梅市末広町一丁目７番地２株式会社共立内 (72)発明者松尾健太郎東京都青梅市末広町一丁目７番地２株式会社共立内Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA04 AA07 AB01 AC01 AD01 AD02 AF02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストン（４）により開閉される排気口
（１０）及び掃気口（９Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂ）が設け
られた２サイクル内燃エンジンにおいて、前記ピストン
（４）のトップランド（４Ａ）における前記排気口（１
０）に対面する部位に、中央部から外周側にかけて下方
に傾斜し、平面視が概略矩形ないし台形状で、外周縁の
幅（２４Ｂ）が前記排気口（１０）の幅（１０Ｂ）と略
等しく、かつ、奥行き（２４Ｌ）がシリンダボア（２
ａ）の半径（Ｒ）より小さな傾斜面（２４）が形成され
ていることを特徴とする２サイクル内燃エンジン。
【請求項２】前記傾斜面（２４）の奥行き（２４Ｌ）
は、前記シリンダボア（２ａ）の直径（２・Ｒ）の略１
／３とされていることを特徴とする請求項１に記載の２
サイクル内燃エンジン。
【請求項３】前記排気口（１０）及び前記掃気口（９
Ａ、９Ａ、９Ｂ、９Ｂ）の前記ピストン（４）による開
閉タイミングが、それぞれクランク角度で見て下死点を
挟んで１００°〜１２０°及び８５°〜１００°に設定
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の２
サイクル内燃エンジン。
【請求項４】前記排気口（１０）を二分割する縦断面
（Ｆ）を挟んで対称的に、シュニューレ掃気式をとる、
前記排気口（１０）側に位置する一対の第一掃気口（９
Ａ、９Ａ）と、前記排気ポート（１０）と反対側に位置
する一対の第二掃気口（９Ｂ、９Ｂ）と、が設けられ、
前記第一掃気口（９Ａ、９Ａ）から吹き出される掃気流
が形成する前記排気口（１０）側の内側水平掃気角
（α）及び前記排気口（１０）と反対側の外側水平掃気
角（β）が共に１１６°〜１２４°とされ、かつ、前記
第二掃気口（９Ｂ、９Ｂ）から吹き出される掃気流が形
成する前記排気口（１０）側の内側水平掃気角（γ）が
１２６°〜１３４°とされるとともに、前記排気口（１
０）と反対側の外側水平掃気角（δ）が１４６°〜１５
４°とされていることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか一項に記載の２サイクル内燃エンジン。
【請求項５】クランク室（１３）から第一掃気通路
（３０Ａ、３０Ａ）及び第二掃気通路（３０Ｂ、３０
Ｂ）を通じて前記第一掃気口（９Ａ、９Ａ）及び前記第
二掃気口（９Ｂ、９Ｂ）に導かれる混合気を前記ピスト
ン（４）のスカート部（４Ｂ）に接触させるべく、前記
第一掃気通路（３０Ａ、３０Ａ）及び前記第二掃気通路
（３０Ｂ、３０Ｂ）の上部にシリンダボア（２ａ）と同
径の所定厚みを有する半壁（３１、３１、３２、３２）
を残して、その下部に高さ方向に沿って切欠開口部（３
３、３３、３４、３４）が形成されていることを特徴と
する請求項４に記載の２サイクル内燃エンジン。