JP2001032719A - シリンダ直噴式２サイクルエンジン - Google Patents
シリンダ直噴式２サイクルエンジンInfo
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- F02B75/00—Other engines
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- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリンダ直噴式２サイクルエンジンにおい
て、高出力化に対応して、ピストンの冷却性能の向上と
潤滑性能の向上を図ることを目的としている。 【解決手段】 クランク室６に空気とオイルの混合物を
吸入し、掃気孔１４を介してシリンダ作動室５へと移送
し、燃料インジェクター７により燃料を燃焼室４及びシ
リンダ作動室５に直接噴射する構造である。ピストン３
０を小径部３１と大径部３２とを有する段付き形状と
し、シリンダ２の内周面も上記段付きピストン３０に対
応する小径内周面３４と大径内周面３５を有する段付き
形状とし、大径内周面３５と小径部３１との間で環状の
副室３７を形成する。ピストン３０の往復動により、流
体入口４３から副室３７内に空気又は空気とオイルある
いは燃料の混合物を吸入し、流体出口４６から排出す
る。
て、高出力化に対応して、ピストンの冷却性能の向上と
潤滑性能の向上を図ることを目的としている。 【解決手段】 クランク室６に空気とオイルの混合物を
吸入し、掃気孔１４を介してシリンダ作動室５へと移送
し、燃料インジェクター７により燃料を燃焼室４及びシ
リンダ作動室５に直接噴射する構造である。ピストン３
０を小径部３１と大径部３２とを有する段付き形状と
し、シリンダ２の内周面も上記段付きピストン３０に対
応する小径内周面３４と大径内周面３５を有する段付き
形状とし、大径内周面３５と小径部３１との間で環状の
副室３７を形成する。ピストン３０の往復動により、流
体入口４３から副室３７内に空気又は空気とオイルある
いは燃料の混合物を吸入し、流体出口４６から排出す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、シリンダ直噴式
２サイクルエンジンに関する。
２サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】２サイクルエンジンとしては、周知のよ
うにクランク室予圧縮式２サイクルエンジン及びシリン
ダ直噴式２サイクルエンジンがあり、前者はピストンの
往復動により、クランク室内に空気と燃料の混合気を吸
入し、クランク室で圧縮し、掃気行程でシリンダ作動室
及び燃焼室に上記混合気を移送し、燃焼室で点火する方
式であり、後者は、ピストンの往復動により、空気とオ
イル（潤滑油）の混合物をクランク室に吸入し、掃気行
程で上記混合物をクランク室からシリンダ作動室へと移
送し、シリンダ作動室内で、燃料インジェクターにより
燃焼室及びシリンダ作動室内へ噴射された燃料と混合
し、空気と燃料とオイルとの混合気を形成し、該混合気
に点火し、燃焼させる方式である。
うにクランク室予圧縮式２サイクルエンジン及びシリン
ダ直噴式２サイクルエンジンがあり、前者はピストンの
往復動により、クランク室内に空気と燃料の混合気を吸
入し、クランク室で圧縮し、掃気行程でシリンダ作動室
及び燃焼室に上記混合気を移送し、燃焼室で点火する方
式であり、後者は、ピストンの往復動により、空気とオ
イル（潤滑油）の混合物をクランク室に吸入し、掃気行
程で上記混合物をクランク室からシリンダ作動室へと移
送し、シリンダ作動室内で、燃料インジェクターにより
燃焼室及びシリンダ作動室内へ噴射された燃料と混合
し、空気と燃料とオイルとの混合気を形成し、該混合気
に点火し、燃焼させる方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前者のクランク室予圧
縮式は、クランク室から供給される空気と燃料の混合気
により掃気するので、いわゆる混合気の吹抜け現象が生
じ、燃料の利用効率をある程度以上に上げることが困難
であり、燃費の向上も容易でない。
縮式は、クランク室から供給される空気と燃料の混合気
により掃気するので、いわゆる混合気の吹抜け現象が生
じ、燃料の利用効率をある程度以上に上げることが困難
であり、燃費の向上も容易でない。
【０００４】これに対して後者のシリンダ直噴式は、燃
料を、空気とは別に燃焼室に直角噴射するので、燃料の
利用効率が良く、出力が向上すると共に燃費も向上す
る。しかし、ピストンの裏側（クランク室側）は、クラ
ンク室に吸入された空気とオイルの混合物のみに接触す
るだけであるので、せっかくシリンダ直噴式として出力
向上を図っても、高出力化に対してピストン内部の冷却
が追いつかなくなる。すなわち、オイルは燃料に比べて
蒸発しにくいため、気化熱による効率の良い冷却が期待
できない。
料を、空気とは別に燃焼室に直角噴射するので、燃料の
利用効率が良く、出力が向上すると共に燃費も向上す
る。しかし、ピストンの裏側（クランク室側）は、クラ
ンク室に吸入された空気とオイルの混合物のみに接触す
るだけであるので、せっかくシリンダ直噴式として出力
向上を図っても、高出力化に対してピストン内部の冷却
が追いつかなくなる。すなわち、オイルは燃料に比べて
蒸発しにくいため、気化熱による効率の良い冷却が期待
できない。
【０００５】なお、ピストン及びシリンダ内周面を段付
き形状とすることにより、環状の副室を形成した２サイ
クルエンジンの従来技術文献としては、たとえば特開平
５−７９３３８号等がある。しかし、該公報に記載され
た２サイクルエンジンは、１８０°位相差を有する２つ
の気筒を備えた２サイクルエンジンに関するものであ
り、ピストンの往復動により、環状の副室に一旦空気を
吸込み、該空気を他方の気筒のシリンダ作動室の燃焼用
の空気として供給する構造である。
き形状とすることにより、環状の副室を形成した２サイ
クルエンジンの従来技術文献としては、たとえば特開平
５−７９３３８号等がある。しかし、該公報に記載され
た２サイクルエンジンは、１８０°位相差を有する２つ
の気筒を備えた２サイクルエンジンに関するものであ
り、ピストンの往復動により、環状の副室に一旦空気を
吸込み、該空気を他方の気筒のシリンダ作動室の燃焼用
の空気として供給する構造である。
【０００６】
【発明の目的】本願発明の目的は、シリンダ直噴式２サ
イクルエンジンにおいて、ピストンの冷却性能及び潤滑
性能の向上及びそれに伴い高出力化を図ることである。
イクルエンジンにおいて、ピストンの冷却性能及び潤滑
性能の向上及びそれに伴い高出力化を図ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願請求項１記載の発明は、ピストンの往復動によ
り、クランク室に空気とオイルの混合物を吸入し、クラ
ンク室から上記混合物を掃気孔を介してシリンダ作動室
へと移送し、燃料インジェクターにより燃料を燃焼室及
びシリンダ作動室に直接噴射するシリンダ直噴式２サイ
クルエンジンにおいて、ピストンを小径部と大径部とを
有する段付き形状とし、シリンダの内周面も上記段付き
ピストンに対応する小径内周面と大径内周面を有する段
付き形状とし、シリンダの大径内周面とピストンの小径
部との間で環状の副室を形成し、シリンダには副室に開
口する流体入口と流体出口を設け、ピストンの往復動に
より、流体入口から副室内に空気を吸入し、流体出口か
ら空気を排出するようにしている。これにより、エンジ
ン回転中、ピストン周囲の副室には、ピストンの往復毎
に新しい空気が入れ替わり充填され、これによりピスト
ンを直接冷却し、冷却効果が向上する。
に本願請求項１記載の発明は、ピストンの往復動によ
り、クランク室に空気とオイルの混合物を吸入し、クラ
ンク室から上記混合物を掃気孔を介してシリンダ作動室
へと移送し、燃料インジェクターにより燃料を燃焼室及
びシリンダ作動室に直接噴射するシリンダ直噴式２サイ
クルエンジンにおいて、ピストンを小径部と大径部とを
有する段付き形状とし、シリンダの内周面も上記段付き
ピストンに対応する小径内周面と大径内周面を有する段
付き形状とし、シリンダの大径内周面とピストンの小径
部との間で環状の副室を形成し、シリンダには副室に開
口する流体入口と流体出口を設け、ピストンの往復動に
より、流体入口から副室内に空気を吸入し、流体出口か
ら空気を排出するようにしている。これにより、エンジ
ン回転中、ピストン周囲の副室には、ピストンの往復毎
に新しい空気が入れ替わり充填され、これによりピスト
ンを直接冷却し、冷却効果が向上する。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のシ
リンダ直噴式２サイクルエンジンにおいて、ピストン往
復動により副室内に吸入され、副室から排出される流体
として、空気とオイルの混合物を利用する。これによ
り、冷却効果と共に、オイルによるピストンの潤滑効果
も期待できる。
リンダ直噴式２サイクルエンジンにおいて、ピストン往
復動により副室内に吸入され、副室から排出される流体
として、空気とオイルの混合物を利用する。これによ
り、冷却効果と共に、オイルによるピストンの潤滑効果
も期待できる。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載のシ
リンダ直噴式２サイクルエンジンにおいて、ピストン往
復動により副室内に吸入され、副室から排出される流体
として、空気と燃料の混合物とする。これにより、ピス
トンの冷却効果は、オイルよりも気化熱が利用できる燃
料によって向上する。
リンダ直噴式２サイクルエンジンにおいて、ピストン往
復動により副室内に吸入され、副室から排出される流体
として、空気と燃料の混合物とする。これにより、ピス
トンの冷却効果は、オイルよりも気化熱が利用できる燃
料によって向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態１】図１は本願請求項１記載の発明
を適用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面
図であり、クランクケース１には、リード弁１７を有す
る吸気口１６が形成され、シリンダ２にはシリンダ作動
室５に開口する排気孔１１及び掃気孔１４が形成され、
排気孔１１には排気管１３が接続し、掃気孔１４は掃気
通路を介してクランク室６に連通し、両孔１１，１４は
ピストン３０の昇降によりシリンダ作動室５に対して開
閉する。シリンダヘッド３には、燃焼室４内に臨む燃料
インジェクター７が取り付けられると共に、燃焼室４内
に突出する点火プラグ８が取り付けられている。９は冷
却水ジャケットであり、シリンダヘッド３、シリンダ２
及び排気管１３にそれぞれ形成されている。３９はコネ
クティングロッド、４０はクランク軸中心、４１はクラ
ンクウエブを示している。
を適用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面
図であり、クランクケース１には、リード弁１７を有す
る吸気口１６が形成され、シリンダ２にはシリンダ作動
室５に開口する排気孔１１及び掃気孔１４が形成され、
排気孔１１には排気管１３が接続し、掃気孔１４は掃気
通路を介してクランク室６に連通し、両孔１１，１４は
ピストン３０の昇降によりシリンダ作動室５に対して開
閉する。シリンダヘッド３には、燃焼室４内に臨む燃料
インジェクター７が取り付けられると共に、燃焼室４内
に突出する点火プラグ８が取り付けられている。９は冷
却水ジャケットであり、シリンダヘッド３、シリンダ２
及び排気管１３にそれぞれ形成されている。３９はコネ
クティングロッド、４０はクランク軸中心、４１はクラ
ンクウエブを示している。
【００１１】クランクケース１の吸気口１６には、上方
へと湾曲する吸気管２０及びスロットル弁２１が順次接
続し、スロットル弁２１の上側には吸気装置２２が接続
している。該吸気装置２２は、気水分離して空気のみを
通す機能を有すると共に、吸気レゾネ−タとしての機能
も有している。吸気管２１の途中には、オイル噴出ノズ
ル２５が臨んでおり、該オイル噴出ノズル２５はオイル
ポンプ２６を介してオイルタンク２７に接続している。
へと湾曲する吸気管２０及びスロットル弁２１が順次接
続し、スロットル弁２１の上側には吸気装置２２が接続
している。該吸気装置２２は、気水分離して空気のみを
通す機能を有すると共に、吸気レゾネ−タとしての機能
も有している。吸気管２１の途中には、オイル噴出ノズ
ル２５が臨んでおり、該オイル噴出ノズル２５はオイル
ポンプ２６を介してオイルタンク２７に接続している。
【００１２】シリンダ２内に配置されたピストン３０
は、小径部３１と、下端部の大径部３２を有する段付き
形状に形成されており、これに対応して、シリンダ内周
面は、上記小径部３１が嵌合する小径内周面３４と、大
径部３２が嵌合する大径内周面３５を有する段付き形状
となっており、小径部３１と大径内周面３５との間で環
状の副室３７を形成している。なお、大径部３２は、基
本的には副室３７の下端部を閉塞する役目を果たす程度
の上下方向長さを有していれば足りる。小径部３１の上
端部外周面には、シリンダ作動室５をシールするピスト
ンリング１８等が嵌着され、大径部３２の外周面には副
室３７をシールするシールリング１９が嵌着されてい
る。
は、小径部３１と、下端部の大径部３２を有する段付き
形状に形成されており、これに対応して、シリンダ内周
面は、上記小径部３１が嵌合する小径内周面３４と、大
径部３２が嵌合する大径内周面３５を有する段付き形状
となっており、小径部３１と大径内周面３５との間で環
状の副室３７を形成している。なお、大径部３２は、基
本的には副室３７の下端部を閉塞する役目を果たす程度
の上下方向長さを有していれば足りる。小径部３１の上
端部外周面には、シリンダ作動室５をシールするピスト
ンリング１８等が嵌着され、大径部３２の外周面には副
室３７をシールするシールリング１９が嵌着されてい
る。
【００１３】副室３７に空気を強制的に流通させる構造
を説明する。シリンダ２の大径内周面３５の上端部に
は、環状副室３７に開口する流体入口４３と流体出口４
６が形成され、流体入口４３は吸気口１６と同じ側に配
置され、流体出口４６は排気孔１３と同じ側に配置され
ている。流体入口４３には逆止弁４５を有する副室吸入
管４４が接続し、該副室吸入管４４はスロットル弁２１
より上流側の吸気装置２２に連通している。上記逆止弁
４５はリード弁であり、副室３７から吸気装置２２側へ
の空気の流通を阻止し、吸気装置２２側から副室３７へ
は空気を流通するように構成されている。
を説明する。シリンダ２の大径内周面３５の上端部に
は、環状副室３７に開口する流体入口４３と流体出口４
６が形成され、流体入口４３は吸気口１６と同じ側に配
置され、流体出口４６は排気孔１３と同じ側に配置され
ている。流体入口４３には逆止弁４５を有する副室吸入
管４４が接続し、該副室吸入管４４はスロットル弁２１
より上流側の吸気装置２２に連通している。上記逆止弁
４５はリード弁であり、副室３７から吸気装置２２側へ
の空気の流通を阻止し、吸気装置２２側から副室３７へ
は空気を流通するように構成されている。
【００１４】流体出口４６には逆止弁４７を有する副室
吐出管４８が接続しており、該副室吐出管４８は排気孔
１１に連通している。上記逆止弁４７はリード弁であ
り、副室３７から排気孔１１側への空気の流通を阻止
し、排気孔１１側から副室３７へは空気を流通するよう
に構成されている。
吐出管４８が接続しており、該副室吐出管４８は排気孔
１１に連通している。上記逆止弁４７はリード弁であ
り、副室３７から排気孔１１側への空気の流通を阻止
し、排気孔１１側から副室３７へは空気を流通するよう
に構成されている。
【００１５】作用を説明する。図１はピストン３０が下
死点位置まで下がった状態を示しおり、ピストン３０の
下降によりクランク室６は圧縮され、クランク室６に吸
入されていた空気とオイルの混合物は、掃気孔１４を通
ってシリンダ作動室５内へ移送されると共に、シリンダ
作動室５内の燃焼ガスを排気孔１１へと排出し、シリン
ダ作動室５内に新空気とオイルを充填する。この時、副
室３７は負圧状態となっているので、吸気装置２２から
副室吸入管４４及び逆止弁４５を通り副室３７内に空気
が吸入される。副室吐出管４８側の逆止弁４７は閉じて
いる。環状の副室３７に吸入された新空気により、ピス
トン３０の外周面を直接に強制冷却し、ピストン温度の
上昇を抑制する。なお、ピストン３０の裏面側（下面
側）も、従来通りクランク室６内のオイルと空気の混合
物により冷却が行われる。
死点位置まで下がった状態を示しおり、ピストン３０の
下降によりクランク室６は圧縮され、クランク室６に吸
入されていた空気とオイルの混合物は、掃気孔１４を通
ってシリンダ作動室５内へ移送されると共に、シリンダ
作動室５内の燃焼ガスを排気孔１１へと排出し、シリン
ダ作動室５内に新空気とオイルを充填する。この時、副
室３７は負圧状態となっているので、吸気装置２２から
副室吸入管４４及び逆止弁４５を通り副室３７内に空気
が吸入される。副室吐出管４８側の逆止弁４７は閉じて
いる。環状の副室３７に吸入された新空気により、ピス
トン３０の外周面を直接に強制冷却し、ピストン温度の
上昇を抑制する。なお、ピストン３０の裏面側（下面
側）も、従来通りクランク室６内のオイルと空気の混合
物により冷却が行われる。
【００１６】図２は図１の状態からピストン３０が上死
点まで移動した状態を示しており、ピストン上昇により
クランク室６は負圧状態となっており、吸気装置２２か
らスロットル弁２１を介して吸気管２０へと吸入される
空気は、吸気管２０内でオイル噴射ノズル２５からのオ
イルと混ざり、リード弁１７を介してクランク室６内へ
と吸入される。一方、上記ピストン上昇により、副室３
７は圧縮され、副室３７内に吸入されていた空気は、副
室吐出管４８及び逆止弁４７を通って排気管１３内へと
排出される。排気管１３内に排出された空気は、排気ガ
スを冷却し、かつ、浄化する役目も果たす。この時、副
室吸入管４４内の逆止弁４５は閉じている。
点まで移動した状態を示しており、ピストン上昇により
クランク室６は負圧状態となっており、吸気装置２２か
らスロットル弁２１を介して吸気管２０へと吸入される
空気は、吸気管２０内でオイル噴射ノズル２５からのオ
イルと混ざり、リード弁１７を介してクランク室６内へ
と吸入される。一方、上記ピストン上昇により、副室３
７は圧縮され、副室３７内に吸入されていた空気は、副
室吐出管４８及び逆止弁４７を通って排気管１３内へと
排出される。排気管１３内に排出された空気は、排気ガ
スを冷却し、かつ、浄化する役目も果たす。この時、副
室吸入管４４内の逆止弁４５は閉じている。
【００１７】図１では副室吐出管４８を排気管１３に連
通させたが、代わりに大気に連通することも、また、吸
気装置２２へと戻すようにすることもできる。
通させたが、代わりに大気に連通することも、また、吸
気装置２２へと戻すようにすることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態２】図３は請求項２記載の発明を適
用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図で
あり、副室吸入管４４と副室吐出管４８並びに吸気管２
０以外の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ符
号を付し、重複説明は省略する。副室吸入管４４は、副
室３７の流体入口４３とクランク室６とを連通してお
り、一方、副室吐出管４８は、副室３７の流体出口４６
と吸気管２０のオイル吐出口４９とを延長管４８ａを介
して連通している。上記オイル吐出口４９は、オイル噴
射ノズル２５よりやや下流側で吸気管２０内に開口して
いる。
用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図で
あり、副室吸入管４４と副室吐出管４８並びに吸気管２
０以外の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ符
号を付し、重複説明は省略する。副室吸入管４４は、副
室３７の流体入口４３とクランク室６とを連通してお
り、一方、副室吐出管４８は、副室３７の流体出口４６
と吸気管２０のオイル吐出口４９とを延長管４８ａを介
して連通している。上記オイル吐出口４９は、オイル噴
射ノズル２５よりやや下流側で吸気管２０内に開口して
いる。
【００１９】作用を説明する。図３はピストン３０が下
死点位置まで下がった状態を示しおり、ピストン下降に
より、クランク室６内の空気とオイルの混合物は、大部
分が掃気孔１４を通ってシリンダ作動室５に移送され、
一部が副室吸入管４４及び逆止弁４５を通って副室３７
に吸入され、ピストン外周面を直接冷却すると共に、ピ
ストン３０を潤滑する。なお、副室吐出管４８の逆止弁
４７は副室３７内の負圧により閉じている。
死点位置まで下がった状態を示しおり、ピストン下降に
より、クランク室６内の空気とオイルの混合物は、大部
分が掃気孔１４を通ってシリンダ作動室５に移送され、
一部が副室吸入管４４及び逆止弁４５を通って副室３７
に吸入され、ピストン外周面を直接冷却すると共に、ピ
ストン３０を潤滑する。なお、副室吐出管４８の逆止弁
４７は副室３７内の負圧により閉じている。
【００２０】そして図４に示すピストン上昇行程におい
て、副室３７内の空気とオイルとの混合物は、副室吐出
管４８、逆止弁４７、延長管４８ａ及び吐出ノズル４９
を介して吸気管２０内へ戻されると共に、吸気管２０内
で、吸気装置２２からの新空気及びオイル噴射ノズル２
５からのオイルと混合し、再びリード弁１７を介してク
ランク室６へと吸入される。この時、流体入口４３の逆
止弁４５は閉じている。
て、副室３７内の空気とオイルとの混合物は、副室吐出
管４８、逆止弁４７、延長管４８ａ及び吐出ノズル４９
を介して吸気管２０内へ戻されると共に、吸気管２０内
で、吸気装置２２からの新空気及びオイル噴射ノズル２
５からのオイルと混合し、再びリード弁１７を介してク
ランク室６へと吸入される。この時、流体入口４３の逆
止弁４５は閉じている。
【００２１】図３において、副室吐出管４８から排出さ
れた空気とオイルの混合物の一部あるいは全部を、仮想
線の管４８ｂで示すようにオイルタンク２７へと戻すよ
うにしてもよい。
れた空気とオイルの混合物の一部あるいは全部を、仮想
線の管４８ｂで示すようにオイルタンク２７へと戻すよ
うにしてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態３】図５は、請求項２記載の発明を
適用した別のシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断
面図であり、図１の実施の形態とは副室吸入管４４、副
室吐出管４８及び吸気管２０の構造が異なるだけであ
り、その他の構造は同様であるので、同じ部品には同じ
番号を付し、重複説明は省略している。
適用した別のシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断
面図であり、図１の実施の形態とは副室吸入管４４、副
室吐出管４８及び吸気管２０の構造が異なるだけであ
り、その他の構造は同様であるので、同じ部品には同じ
番号を付し、重複説明は省略している。
【００２３】また、副室吸入管４４は図３の構造と同様
であり、副室３７の流体入口４３とクランク室６（吸気
口近傍）とを連通しており、一方、副室吐出管４８は、
副室３７の流体出口４６とオイルタンク２７とを、油気
分離装置５０を介して連通している。該油気分離装置５
０にはクーラ機能も備えられている。
であり、副室３７の流体入口４３とクランク室６（吸気
口近傍）とを連通しており、一方、副室吐出管４８は、
副室３７の流体出口４６とオイルタンク２７とを、油気
分離装置５０を介して連通している。該油気分離装置５
０にはクーラ機能も備えられている。
【００２４】作用を説明する。図５に示すピストン上昇
行程において、副室３７内の空気とオイルとの混合物
は、副室吐出管４８、逆止弁４７及び延長管４８ａを介
して油気分離装置５０に供給され、該油気分離装置５０
内でオイルと空気に分離され、オイルは冷却された後、
オイルタンク２７へと戻され、空気は排出される。この
時流体入口４３の逆止弁４５は閉じている。
行程において、副室３７内の空気とオイルとの混合物
は、副室吐出管４８、逆止弁４７及び延長管４８ａを介
して油気分離装置５０に供給され、該油気分離装置５０
内でオイルと空気に分離され、オイルは冷却された後、
オイルタンク２７へと戻され、空気は排出される。この
時流体入口４３の逆止弁４５は閉じている。
【００２５】図示しないが、下降行程においては、図３
の場合と同様にピストン下降により、クランク室６内の
空気とオイルの混合物は、大部分が掃気孔１４を通って
シリンダ作動室５に移送され、一部が副室吸入管４４及
び逆止弁４５を通って副室３７に吸入され、ピストン外
周面を冷却すると共に、ピストン３０を潤滑する。この
時、副室吐出管４８の逆止弁４７は副室３７内の負圧に
より閉じている。
の場合と同様にピストン下降により、クランク室６内の
空気とオイルの混合物は、大部分が掃気孔１４を通って
シリンダ作動室５に移送され、一部が副室吸入管４４及
び逆止弁４５を通って副室３７に吸入され、ピストン外
周面を冷却すると共に、ピストン３０を潤滑する。この
時、副室吐出管４８の逆止弁４７は副室３７内の負圧に
より閉じている。
【００２６】
【発明の実施の形態４】図６及び図７は、請求項３記載
の発明を適用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンで
あり、副室３７は燃料と空気の混合物を吸入するように
構成されている。副室吸入管４４及び副室吐出管４８以
外の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ符号を
付し、重複説明は省略する。
の発明を適用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンで
あり、副室３７は燃料と空気の混合物を吸入するように
構成されている。副室吸入管４４及び副室吐出管４８以
外の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ符号を
付し、重複説明は省略する。
【００２７】副室３７の流体入口４３に接続する副室吸
入管４４は、空気と燃料の供給装置５２に接続してお
り、流体出口４６に接続する副室吐出管４８は、気液分
離装置５４及びクーラ５５を介して燃料タンク５６に接
続している。燃料と空気の供給装置５２には、燃料タン
ク５６と吸気装置２２がそれぞれ接続している。
入管４４は、空気と燃料の供給装置５２に接続してお
り、流体出口４６に接続する副室吐出管４８は、気液分
離装置５４及びクーラ５５を介して燃料タンク５６に接
続している。燃料と空気の供給装置５２には、燃料タン
ク５６と吸気装置２２がそれぞれ接続している。
【００２８】作用を説明する。図６はピストン３０が下
死点位置まで下がった状態を示しおり、副室３７内には
空気と燃料の供給装置５２から新空気と燃料の混合物が
吸入される。副室吐出管４８側の逆止弁４７は閉じてい
る。副室３７に吸入される燃料は燃焼には用いないの
で、量的には少量で十分である。上記空気と燃料の混合
物により、ピストン外周面を冷却すると共にピストン３
０を潤滑する。この場合、燃料はオイルと比べて気化し
易いので、燃料の気化熱を利用してピストン３０を冷却
することができ、冷却効果はオイルの場合に比べて大き
い。
死点位置まで下がった状態を示しおり、副室３７内には
空気と燃料の供給装置５２から新空気と燃料の混合物が
吸入される。副室吐出管４８側の逆止弁４７は閉じてい
る。副室３７に吸入される燃料は燃焼には用いないの
で、量的には少量で十分である。上記空気と燃料の混合
物により、ピストン外周面を冷却すると共にピストン３
０を潤滑する。この場合、燃料はオイルと比べて気化し
易いので、燃料の気化熱を利用してピストン３０を冷却
することができ、冷却効果はオイルの場合に比べて大き
い。
【００２９】図７に示すピストン上昇行程では、副室３
７が圧縮されることにより、副室３７内の空気と燃料は
副室吐出管４８及び逆止弁４７を介して気液分離装置５
４へと排出され、分離された燃料はクーラ５５で冷却さ
れた後、燃料タンク５６へと戻される。副室吸入管４４
の逆止弁４５は閉じている。
７が圧縮されることにより、副室３７内の空気と燃料は
副室吐出管４８及び逆止弁４７を介して気液分離装置５
４へと排出され、分離された燃料はクーラ５５で冷却さ
れた後、燃料タンク５６へと戻される。副室吸入管４４
の逆止弁４５は閉じている。
【００３０】
【その他の実施の形態】（１）副室３７に、空気とオイ
ルと燃料の三者の混合物を吸入するように構成すること
もできる。すなわち、上記三者の混合物をピストン上昇
行程において吸気管２０からクランク室６に吸入し、ピ
ストン下降行程においてクランク室６から副室吸入管４
４及び逆止弁４５を介して副室３７内に吸入する。
ルと燃料の三者の混合物を吸入するように構成すること
もできる。すなわち、上記三者の混合物をピストン上昇
行程において吸気管２０からクランク室６に吸入し、ピ
ストン下降行程においてクランク室６から副室吸入管４
４及び逆止弁４５を介して副室３７内に吸入する。
【００３１】（２）副室吸入管４４と副室吐出管４８に
配置する逆止弁４５，４７としては、リード弁の他に、
ボール弁等各種逆止弁を用いることも可能である。
配置する逆止弁４５，４７としては、リード弁の他に、
ボール弁等各種逆止弁を用いることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本願請求項１記載の
発明は、ピストン及びシリンダ内周面をそれぞれ段付き
形状として、ピストンの小径部とシリンダの大径内周面
との間で環状の副室を形成し、ピストンの下降行程にお
いて流体入口から副室に空気を吸入し、ピストン外周面
を直接に強制冷却し、ピストン上昇行程において流体出
口から排出するようにしているので、高出力化に対応し
たピストン冷却効果を得ることができる。
発明は、ピストン及びシリンダ内周面をそれぞれ段付き
形状として、ピストンの小径部とシリンダの大径内周面
との間で環状の副室を形成し、ピストンの下降行程にお
いて流体入口から副室に空気を吸入し、ピストン外周面
を直接に強制冷却し、ピストン上昇行程において流体出
口から排出するようにしているので、高出力化に対応し
たピストン冷却効果を得ることができる。
【００３３】請求項２記載の発明のように、空気とオイ
ルの混合物を副室に吸入するようにすると、空気による
冷却効果だけでなく、オイルによる冷却効果及び潤滑効
果を得ることができ、エンジンの出力が向上する。
ルの混合物を副室に吸入するようにすると、空気による
冷却効果だけでなく、オイルによる冷却効果及び潤滑効
果を得ることができ、エンジンの出力が向上する。
【００３４】請求項３記載の発明のように、空気と燃料
との混合物を副室に吸入するようにすると、シリンダ直
噴式においても燃料の気化熱を利用してピストンを強制
冷却でき、冷却効果が一層向上する。
との混合物を副室に吸入するようにすると、シリンダ直
噴式においても燃料の気化熱を利用してピストンを強制
冷却でき、冷却効果が一層向上する。
【図１】 本願請求項１記載の発明を適用したシリンダ
直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図２】 上死点状態で示す図１と同じシリンダ直噴式
２サイクルエンジンの縦断面図である。
２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図３】 本願請求項２記載の発明を適用したシリンダ
直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図４】 上死点状態で示す図３と同じシリンダ直噴式
２サイクルエンジンの縦断面図である。
２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図５】 本願請求項２記載の発明を適用した別のシリ
ンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
ンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図６】 本願請求項３記載の発明を適用したシリンダ
直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
直噴式２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図７】 上死点状態で示す図６と同じシリンダ直噴式
２サイクルエンジンの縦断面図である。
２サイクルエンジンの縦断面図である。
１ クランクケース ２ シリンダ ３ シリンダヘッド ４ 燃焼室 ５ シリンダ作動室 ６ クランク室 ７ 燃料インジェクター ８ 点火プラグ １１ 排気孔 １３ 排気管 １４ 掃気孔 １６ 吸気口 ２０ 吸気管 ２２ 吸気装置 ２５ オイル噴射ノズル ２６ オイルポンプ ２７ オイルタンク ３０ ピストン ３１ 小径部 ３２ 大径部 ３４ 小径内周面 ３５ 大径内周面 ３７ 環状の副室 ４３ 流体入口 ４４ 副室吸入管 ４５ 逆止弁 ４６ 流体出口 ４７ 逆止弁 ４８ 副室吐出管
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月１２日（２０００．４．１
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願請求項１記載の発明は、ピストンの往復動によ
り、クランク室に空気とオイルの混合物を吸入し、クラ
ンク室から上記混合物を掃気孔を介してシリンダ作動室
へと移送し、燃料インジェクターにより燃料を燃焼室及
びシリンダ作動室に直接噴射するシリンダ直噴式２サイ
クルエンジンにおいて、ピストンを小径部と大径部とを
有する段付き形状とし、シリンダの内周面も上記段付き
ピストンに対応する小径内周面と大径内周面を有する段
付き形状とし、シリンダの大径内周面とピストンの小径
部との間で環状の副室を形成し、シリンダには副室に開
口する流体入口と流体出口を設け、ピストンの往復動に
より、流体入口から副室内に空気とオイルの混合物を吸
入し、流体出口から排出するようにしていることを特徴
としている。これにより、エンジン回転中、ピストン周
囲の副室には、ピストンの往復毎に新しい空気とオイル
が入れ替わり充填され、これによりピストンを直接冷却
し、冷却効果が向上すると共に、オイルによるピストン
の潤滑効果も期待できる。
に本願請求項１記載の発明は、ピストンの往復動によ
り、クランク室に空気とオイルの混合物を吸入し、クラ
ンク室から上記混合物を掃気孔を介してシリンダ作動室
へと移送し、燃料インジェクターにより燃料を燃焼室及
びシリンダ作動室に直接噴射するシリンダ直噴式２サイ
クルエンジンにおいて、ピストンを小径部と大径部とを
有する段付き形状とし、シリンダの内周面も上記段付き
ピストンに対応する小径内周面と大径内周面を有する段
付き形状とし、シリンダの大径内周面とピストンの小径
部との間で環状の副室を形成し、シリンダには副室に開
口する流体入口と流体出口を設け、ピストンの往復動に
より、流体入口から副室内に空気とオイルの混合物を吸
入し、流体出口から排出するようにしていることを特徴
としている。これにより、エンジン回転中、ピストン周
囲の副室には、ピストンの往復毎に新しい空気とオイル
が入れ替わり充填され、これによりピストンを直接冷却
し、冷却効果が向上すると共に、オイルによるピストン
の潤滑効果も期待できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【発明の実施の形態１】図１及び図2は、空気のみを副
室に供給してピストン冷却に利用した構造を示している
が、本願発明を説明する前提として、まず、図１及び図
2に基づいて、シリンダ直噴式２サイクルエンジンの基
本的な構造及び空気のみをピストン冷却に利用した場合
の構造及び作用を説明する。クランクケース１には、リ
ード弁１７を有する吸気口１６が形成され、シリンダ２
にはシリンダ作動室５に開口する排気孔１１及び掃気孔
１４が形成され、排気孔１１には排気管１３が接続し、
掃気孔１４は掃気通路を介してクランク室６に連通し、
両孔１１，１４はピストン３０の昇降によりシリンダ作
動室５に対して開閉する。シリンダヘッド３には、燃焼
室４内に臨む燃料インジェクター７が取り付けられると
共に、燃焼室４内に突出する点火プラグ８が取り付けら
れている。９は冷却水ジャケットであり、シリンダヘッ
ド３、シリンダ２及び排気管１３にそれぞれ形成されて
いる。３９はコネクティングロッド、４０はクランク軸
中心、４１はクランクウエブを示している。
室に供給してピストン冷却に利用した構造を示している
が、本願発明を説明する前提として、まず、図１及び図
2に基づいて、シリンダ直噴式２サイクルエンジンの基
本的な構造及び空気のみをピストン冷却に利用した場合
の構造及び作用を説明する。クランクケース１には、リ
ード弁１７を有する吸気口１６が形成され、シリンダ２
にはシリンダ作動室５に開口する排気孔１１及び掃気孔
１４が形成され、排気孔１１には排気管１３が接続し、
掃気孔１４は掃気通路を介してクランク室６に連通し、
両孔１１，１４はピストン３０の昇降によりシリンダ作
動室５に対して開閉する。シリンダヘッド３には、燃焼
室４内に臨む燃料インジェクター７が取り付けられると
共に、燃焼室４内に突出する点火プラグ８が取り付けら
れている。９は冷却水ジャケットであり、シリンダヘッ
ド３、シリンダ２及び排気管１３にそれぞれ形成されて
いる。３９はコネクティングロッド、４０はクランク軸
中心、４１はクランクウエブを示している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】図３は、前記図１及び図２のようなシリン
ダ直噴式２サイクルエンジンを基本として、本願発明を
適用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図
であり、副室吸入管４４と副室吐出管４８並びに吸気管
２０以外の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ
符号を付し、重複説明は省略する。副室吸入管４４は、
副室３７の流体入口４３とクランク室６とを連通してお
り、一方、副室吐出管４８は、副室３７の流体出口４６
と吸気管２０のオイル吐出口４９とを延長管４８ａを介
して連通している。上記オイル吐出口４９は、オイル噴
射ノズル２５よりやや下流側で吸気管２０内に開口して
いる。
ダ直噴式２サイクルエンジンを基本として、本願発明を
適用したシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図
であり、副室吸入管４４と副室吐出管４８並びに吸気管
２０以外の構造は図１と同様であり、同じ部品には同じ
符号を付し、重複説明は省略する。副室吸入管４４は、
副室３７の流体入口４３とクランク室６とを連通してお
り、一方、副室吐出管４８は、副室３７の流体出口４６
と吸気管２０のオイル吐出口４９とを延長管４８ａを介
して連通している。上記オイル吐出口４９は、オイル噴
射ノズル２５よりやや下流側で吸気管２０内に開口して
いる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【発明の実施の形態２】図５は、本願発明を適用した別
のシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図であ
り、図１とは副室吸入管４４、副室吐出管４８及び吸気
管２０の構造が異なり、その他の構造は同様であるの
で、同じ部品には同じ番号を付し、重複説明は省略して
いる。
のシリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面図であ
り、図１とは副室吸入管４４、副室吐出管４８及び吸気
管２０の構造が異なり、その他の構造は同様であるの
で、同じ部品には同じ番号を付し、重複説明は省略して
いる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】
【参考例】図６及び図７は参考例であり、副室３７は燃
料と空気の混合物を吸入するように構成されている。副
室吸入管４４及び副室吐出管４８以外の構造は図１と同
様であり、同じ部品には同じ符号を付し、重複説明は省
略する。
料と空気の混合物を吸入するように構成されている。副
室吸入管４４及び副室吐出管４８以外の構造は図１と同
様であり、同じ部品には同じ符号を付し、重複説明は省
略する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】以上説明したように本願発明は、ピストン
及びシリンダ内周面をそれぞれ段付き形状として、ピス
トンの小径部とシリンダの大径内周面との間で環状の副
室を形成し、ピストンの下降行程において流体入口から
副室に空気とオイルの混合物を吸入し、ピストン外周面
を直接に強制冷却し、ピストン上昇行程において流体出
口から排出するようにしているので、高出力化に対応し
たピストン冷却効果を得ることができると共に、オイル
による冷却効果及び潤滑効果も得ることができ、エンジ
ンの出力が向上する。
及びシリンダ内周面をそれぞれ段付き形状として、ピス
トンの小径部とシリンダの大径内周面との間で環状の副
室を形成し、ピストンの下降行程において流体入口から
副室に空気とオイルの混合物を吸入し、ピストン外周面
を直接に強制冷却し、ピストン上昇行程において流体出
口から排出するようにしているので、高出力化に対応し
たピストン冷却効果を得ることができると共に、オイル
による冷却効果及び潤滑効果も得ることができ、エンジ
ンの出力が向上する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 シリンダ直噴式２サイクルエンジンの縦断面
図である。
図である。
【図２】 上死点状態で示す図１と同じシリンダ直噴式
２サイクルエンジンの縦断面図である。
２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図３】 本願発明を適用したシリンダ直噴式２サイク
ルエンジンの縦断面図である。
ルエンジンの縦断面図である。
【図４】 上死点状態で示す図３と同じシリンダ直噴式
２サイクルエンジンの縦断面図である。
２サイクルエンジンの縦断面図である。
【図５】 本願発明を適用した別のシリンダ直噴式２サ
イクルエンジンの縦断面図である。
イクルエンジンの縦断面図である。
【図６】 参考例を示すシリンダ直噴式２サイクルエン
ジンの縦断面図である。
ジンの縦断面図である。
【図７】 上死点状態で示す図６と同じシリンダ直噴式
２サイクルエンジンの縦断面図である。
２サイクルエンジンの縦断面図である。
【符号の説明】 １ クランクケース ２ シリンダ ３ シリンダヘッド ４ 燃焼室 ５ シリンダ作動室 ６ クランク室 ７ 燃料インジェクター ８ 点火プラグ １１ 排気孔 １３ 排気管 １４ 掃気孔 １６ 吸気口 ２０ 吸気管 ２２ 吸気装置 ２５ オイル噴射ノズル ２６ オイルポンプ ２７ オイルタンク ３０ ピストン ３１ 小径部 ３２ 大径部 ３４ 小径内周面 ３５ 大径内周面 ３７ 環状の副室 ４３ 流体入口 ４４ 副室吸入管 ４５ 逆止弁 ４６ 流体出口 ４７ 逆止弁 ４８ 副室吐出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｓ 3/16 3/16 3/28 3/28 Ｚ Ｆターム(参考） 3G013 AA12 BA04 BB12 BB14 BC03 BC04 BD03 BD47 CA01 CA06 CA17 DA11 DA18 3G023 AA13 AC04 AD03 AD10 AF02 3G024 AA22 AA31 AA33 AA42 BA23 CA05 CA10 CA15 DA01 DA12 DA16 FA07
Claims (3)
- 【請求項１】 ピストンの往復動により、クランク室に
空気とオイルの混合物を吸入し、クランク室から上記混
合物を掃気孔を介してシリンダ作動室へと移送し、燃料
インジェクターにより燃料を燃焼室及びシリンダ作動室
に直接噴射するシリンダ直噴式２サイクルエンジンにお
いて、ピストンを小径部と大径部とを有する段付き形状
とし、シリンダの内周面も上記段付きピストンに対応す
る小径内周面と大径内周面を有する段付き形状とし、シ
リンダの大径内周面とピストンの小径部との間で環状の
副室を形成し、シリンダには副室に開口する流体入口と
流体出口を設け、ピストンの往復動により、流体入口か
ら副室内に空気を吸入し、流体出口から空気を排出する
ようにしていることを特徴とするシリンダ直噴式２サイ
クルエンジン。 - 【請求項２】 請求項１記載のシリンダ直噴式２サイク
ルエンジンにおいて、ピストン往復動により副室内に吸
入され、副室から排出される流体は、空気とオイルの混
合物であることを特徴とするシリンダ直噴式２サイクル
エンジン。 - 【請求項３】 請求項１記載のシリンダ直噴式２サイク
ルエンジンにおいて、ピストン往復動により副室内に吸
入され、副室から排出される流体は、空気と燃料の混合
物であることを特徴とするシリンダ直噴式２サイクルエ
ンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20755099A JP3144782B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | シリンダ直噴式２サイクルエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20755099A JP3144782B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | シリンダ直噴式２サイクルエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001032719A true JP2001032719A (ja) | 2001-02-06 |
| JP3144782B2 JP3144782B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=16541599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20755099A Expired - Fee Related JP3144782B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | シリンダ直噴式２サイクルエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144782B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540192A (ja) * | 2006-06-23 | 2009-11-19 | チャン，チョン−シュン | 吸気口とスロットルとの間の変流量を制御するための方法及び装置 |
| CN102808685A (zh) * | 2011-06-01 | 2012-12-05 | 安德烈亚斯.斯蒂尔两合公司 | 二冲程发动机 |
| GB2515254A (en) * | 2013-04-05 | 2014-12-24 | Osp Engines Ltd | Opposed stepped piston engine power cylinder lubrication system |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP20755099A patent/JP3144782B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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|---|---|
| JP3144782B2 (ja) | 2001-03-12 |
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