JP2001082157A - ２サイクル内燃エンジン及びこれに用いる掃気ポンプ - Google Patents

２サイクル内燃エンジン及びこれに用いる掃気ポンプ

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JP2001082157A JP2000033699A JP2000033699A JP2001082157A JP 2001082157 A JP2001082157 A JP 2001082157A JP 2000033699 A JP2000033699 A JP 2000033699A JP 2000033699 A JP2000033699 A JP 2000033699A JP 2001082157 A JP2001082157 A JP 2001082157A
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pump
internal combustion
combustion engine
piston
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Sadatomo Kuribayashi
定友 栗林
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K Seven Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２サイクル内燃エンジンにおける掃気行程を
改善して、排ガスの浄化をはかり、出力及び燃費の向上
をはかる。 【解決手段】 シリンダ２内に配置したピストン４の往
復運動をクランク軸８の回転運動に変換する２サイクル
内燃エンジンのクランクケース１４に、掃気ポンプ１６
が取り付けられている。掃気ポンプ１６は、ポンプシリ
ンダ１６Ｂと、ポンプピストン１６Ｃと、クランク軸８
に取り付けられたカム１８ａと、これと係合しポンプピ
ストン１６Ｃに取り付けられたカムフォロワ１６Ｄａ’
とを有する。ポンプシリンダ１６Ｂの吐出口１６Ｇとシ
リンダ２の吸気ポート２２とが接続され、ピストン４に
より排気ポート２４が塞がれ且つ吸気ポート２２が完全
には塞がれない状態が存在するように吸気ポート２２と
排気ポート２４との位置が設定され、ノズル１２からシ
リンダ２内に燃料が噴射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の技術分
野に属するものであり、特に、２サイクル内燃エンジン
及びこれに用いる掃気ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
構造が簡単で小型化に有利な２サイクル内燃エンジンは
オートバイその他の原動機として広く使用されている。
【０００３】しかしながら、この２サイクル内燃エンジ
ンでは、爆発行程の後半から吸気行程の前半にかけて、
シリンダキャビティを吸気ポート及び排気ポートの双方
と連通させ、燃料・空気混合気を吸気して燃焼ガスをシ
リンダ外へと排気する掃気を行なうので、燃焼前の所謂
生ガスが排出され、排ガス中の炭化水素などの濃度の低
減が困難で、出力及び燃費の向上が困難であるという問
題点があった。
【０００４】また、従来の２サイクル内燃エンジンの掃
気方式として、ピストンの運動を利用してクランクケー
ス内の気体をシリンダへと供給するものがあるが、この
場合、クランクケース内の潤滑油のミストがシリンダ内
へと吸入されるので、シリンダ内で燃焼する潤滑油の量
が多くなり、排ガス中の炭化水素その他の濃度を更に高
めることになる。
【０００５】そこで、本発明の目的は、２サイクル内燃
エンジンにおける掃気行程を改善して、排ガスの浄化を
はかり、出力及び燃費の向上をはかることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するものとして、シリンダ内にてピストンを往
復移動可能に配置し、該ピストンの往復運動をクランク
軸の回転運動に変換する２サイクル内燃エンジンであっ
て、前記クランク軸を収容するクランクケースに掃気ポ
ンプが取り付けられており、該掃気ポンプは、ポンプシ
リンダと、該ポンプシリンダ内にて往復移動可能に配置
されたポンプピストンと、前記クランク軸の回転に基づ
き前記ポンプピストンの往復運動の少なくとも一部を生
じさせるように前記クランク軸と前記ポンプピストンと
の間で駆動力を伝達するポンプ駆動力伝達部材とを有し
ており、前記ポンプシリンダの吐出口と前記シリンダの
吸気ポートとが接続されていることを特徴とする２サイ
クル内燃エンジン、が提供される。
【０００７】本発明の一態様においては、前記ポンプ駆
動力伝達部材は、前記クランク軸に取り付けられたカム
及び該カムと係合し前記ポンプピストンに取り付けられ
たカムフォロワを有するものである。
【０００８】本発明の一態様においては、前記カムは前
記カムフォロワに対して前記ポンプピストンの往復移動
の双方向に駆動力を伝達するものである。本発明の一態
様においては、前記カムは円形状外周部を有する偏心カ
ムであり、前記カムの外周部に対して周方向に相対的に
スライド可能な内周部を有する環状部材が付されてお
り、該環状部材の外周部に形成された互いに平行な２つ
のスライド外面と前記カムフォロワに形成された互いに
平行なスライド内面とが前記クランク軸と直交する方向
に相対的にスライド可能に適合せしめられている。本発
明の一態様においては、前記環状部材は複数の部材を隣
接するものどうし互いに当接させることで形成されたも
のである。
【０００９】本発明の一態様においては、前記掃気ポン
プは吸入口を介して前記ポンプシリンダへと外気を吸入
するものである。本発明の一態様においては、前記ピス
トンにより前記シリンダの排気ポートが塞がれ且つ前記
ピストンにより前記吸気ポートが完全には塞がれない状
態が存在するように、前記吸気ポートと排気ポートとの
位置が設定されている。本発明の一態様においては、前
記シリンダ内へと燃料を噴射する燃料噴射ノズルを備え
ている。
【００１０】本発明の一態様においては、前記シリンダ
は、側面に吸気ポート及び／または排気ポートが形成さ
れており、内面には前記吸気ポート及び／または前記排
気ポートをそれぞれ囲む潤滑油溝が形成されている。
【００１１】本発明の一態様においては、前記シリンダ
のヘッドには複数の排気ポートが形成されており、これ
ら排気ポートにはそれぞれ排気弁が付されており、該排
気弁を制御して前記複数の排気ポートの開閉を行うよう
にしてなる。本発明の一態様においては、前記排気弁の
制御は前記クランク軸の回転に基づき該クランク軸の回
転と同期してなされる。
【００１２】また、本発明によれば、シリンダ内にてピ
ストンを往復移動可能に配置し該ピストンの往復運動を
クランク軸の回転運動に変換する２サイクル内燃エンジ
ンに使用される前記シリンダであって、側面に吸気ポー
ト及び／または排気ポートが形成されており、内面には
前記吸気ポート及び／または前記排気ポートをそれぞれ
囲む潤滑油溝が形成されていることを特徴とする２サイ
クル内燃エンジン用シリンダ、が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の具体的な実施の形態を説明する。
【００１４】図１は本発明による２サイクル内燃エンジ
ンの第１の実施形態を示す模式的一部断面側面図であ
り、図２及び図３はそれぞれその模式的一部断面正面図
及び部分分解斜視図である。
【００１５】図示されているように、上下方向を向いて
配置されたシリンダ２の円筒形状内周面と適合せる円筒
形状外周面を有するピストン４が、シリンダ２に対して
上下方向に往復移動可能なように配置されている。該ピ
ストン４はピストンピンにより連接棒６の上端部と回動
可能に接続されている。連接棒６の他端部はクランク軸
８のクランクピンに対して回動可能に接続されている。
シリンダ２の上部には点火プラグ１０及び燃料噴射ノズ
ル１２が接続されている。
【００１６】本実施形態においては、クランクケース１
４に掃気ポンプ１６が付設されている。この掃気ポンプ
１６はクランク軸８に取り付けられたカム１８ａ，１８
ｂと係合しており、エンジン出力の一部を直接的に用い
て、クランク軸８の回転と同期して（即ち、エンジンの
動作と同期して）駆動される。即ち、掃気ポンプ１６
は、クランクケース１４に対して固定されるケーシング
１６Ａと、該ケーシング１６Ａと一体的に形成されたポ
ンプシリンダ１６Ｂと、該ポンプシリンダ１６Ｂ内で上
記クランク軸８と直交する方向に往復移動可能に配置さ
れたポンプピストン１６Ｃと、該ポンプピストン１６Ｃ
に固定されたカムフォロワ１６Ｄａ’，１６Ｄｂ’とを
有している。
【００１７】該カムフォロワ１６Ｄａ’，１６Ｄｂ’
は、上記クランクケース１４内へと延びており、カム１
８ａ，１８ｂをそれぞれクランク軸８の半径方向に外方
から挟持した形態をなしている。該カムフォロワ１６Ｄ
ａ’，１６Ｄｂ’のカム１８ａ，１８ｂを挟持する対向
内面は互いに平行であり、その方向はポンプピストン１
６Ｃの往復移動方向に対して４５度の角度をなしてい
る。これにより、カム１８ａ，１８ｂの偏心量が小さく
ともポンプピストン１６Ｃの移動ストロークをカム偏心
量の２×２1/2 倍と大きくとることが可能である。以上
のようなカムフォロワ１６Ｄａ’，１６Ｄｂ’を採用し
たことにより、クランク軸８の回転に伴いポンプピスト
ン１６Ｃの双方向の移動が駆動される。
【００１８】ポンプシリンダ１６Ｂには、外気を吸入す
るための吸気弁付き吸入口１６Ｆと、吸入した外気をシ
リンダ２へと吐出するための排気弁付き吐出口１６Ｇと
が接続されている。吐出口１６Ｇから吐出された空気
は、パイプ２０を経て、シリンダ２の側面に形成された
吸気ポート２２へと導かれる。尚、シリンダ２の側面に
は、吸気ポート２２とほぼ対向し該吸気ポート２２より
下の位置において、排気ポート２４が形成されている。
【００１９】図４は、カムフォロワの変形例を示す斜視
図である。この変形例では、ポンプピストン１６Ｃに取
り付けられたカムフォロワ１６Ｄａ”，１６Ｄｂ”は、
カム１８ａ，１８ｂを挟持する互いに平行な対向内面の
方向はポンプピストン１６Ｃの往復移動方向に対して９
０度の角度をなしている。これにより、カム１８ａ，１
８ｂからポンプピストン１６Ｃへと効率よく駆動力を伝
達することができる。
【００２０】以上の説明では、カム１８ａ，１８ｂとし
て、単純な円形状で、クランク軸８に対して偏心させて
取り付けたものが示されているが、本発明は、このよう
なカム形状に限定されるものでなく、クランク軸回転角
θに応じて所望のポンプピストン１６Ｃの往復移動を得
るように、例えば周面カム以外のものを採用するなど、
適宜変形することが可能である。
【００２１】更に、本発明では、カム１８ａ，１８ｂの
形状と共に、吸気ポート２２と排気ポート２４との位置
関係を所望に設定することで、所望スペックに応じた掃
気及び更には過給の形態が可能であり、このような種々
の設計変更が容易であることも、本発明の大きな特徴で
ある。
【００２２】次に、以上のようなエンジンの動作とくに
掃気ポンプ１６の動作を説明する。尚、以下の動作説明
は、図４に示されているカムフォロワ１６Ｄａ”，１６
Ｄｂ”を使用した場合のものである。
【００２３】図５〜図１０は本実施形態の動作を説明す
るための模式的断面図であり、図１１はそのタイミング
図である。図１１は、図５〜１０で示されているクラン
ク軸８の回転角θと、シリンダ２内のキャビティＣＣの
容積及びポンプシリンダ１６Ｂ内のキャビティＰＣの容
積、シリンダ２の吸入ポート２２及び吐出ポート２４の
開閉状態、並びに点火プラグ１０の点火時期、との関係
を示す。
【００２４】図１１に示されているように、クランク軸
８の回転角θが０°→９０°→１８０°→２７０°→３
６０°（＝０°）と変化すると、シリンダ２内のキャビ
ティＣＣの容積は最小値（Ｌ１）→中間値（Ｍ１）→最
大値（Ｈ１）→中間値→最小値と変化し、ポンプシリン
ダ１６Ｂ内のキャビティＰＣの容積は中間値（Ｍ２）→
最大値（Ｈ２）→中間値→最小値（Ｌ２）→中間値と変
化する。
【００２５】シリンダキャビティＣＣの容積が最小値→
中間値→最大値と変化する過程ではピストン４がシリン
ダ２内で下降し、シリンダキャビティＣＣの容積が最大
値→中間値→最小値と変化する過程ではピストン４がシ
リンダ２内で上昇する。
【００２６】ポンプキャビティＰＣの容積が最小値→中
間値→最大値と変化する過程では、カム１８ａ，１８ｂ
とカムフォロワ１６Ｄａ”，１６Ｄｂ”との係合関係に
基づき、ポンプピストン１６Ｃがポンプシリンダ１６Ｂ
内で駆動され、吸気口１６Ｆを介してポンプキャビティ
ＰＣ内への吸気がなされる。また、ポンプキャビティＰ
Ｃの容積が最大値→中間値→最小値と変化する過程で
は、カム１８ａ，１８ｂとカムフォロワ１６Ｄａ”，１
６Ｄｂ”との係合関係に基づき、ポンプピストン１６Ｃ
がポンプシリンダ１６Ｂ内で駆動され、吐出口１６Ｇを
介してポンプキャビティＰＣからパイプ２０への空気吐
出がなされる。
【００２７】また、シリンダキャビティＣＣと吸気ポー
ト２２とは、クランク軸回転角θがθ1 （９０°より少
し小さい値）〜θ4 （２７０°より少し大きい値）の範
囲で連通する。そして、シリンダキャビティＣＣと排気
ポート２４とは、クランク軸回転角θがθ2 （９０°よ
り少し大きい値）〜θ3 （２７０°より少し小さい値）
の範囲で連通する。また、点火プラグ１０による点火
は、クランク軸回転角θがθ5 （３６０°より少し小さ
い値）の時になされる。
【００２８】以上のような動作は、点火プラグ１０によ
りシリンダ２内で圧縮された燃料・空気混合気へ点火す
ることで生ずる爆発のエネルギーに基づきなされる。
【００２９】図５は、θ＝θ5 の状態を示す。シリンダ
キャビティＣＣ内の燃料・空気混合気への点火が、点火
プラグ１０を用いてなされる。これにより、θ＝３６０
°＝０°以降において最大のピストン押圧力を発生させ
るよう効率向上を図っている。
【００３０】図６はθ＝θ1 の状態を示し、図７はθ＝
θ2 の状態を示し、図８はθが約１３５°の状態を示
し、図９はθが約１８０°の状態を示し、図１０はθ＝
θ3 の状態を示す。
【００３１】図５の状態から図６の状態までは、シリン
ダキャビティＣＣは吸気ポート２２及び排気ポート２４
のいずれとも連通しておらず、爆発行程が行われ、この
間にポンプキャビティＰＣ内へと吸気がなされる。
【００３２】図６の状態から図７の状態までは、シリン
ダキャビティＣＣは吸気ポート２２と連通しているが排
気ポート２４とは連通していない。
【００３３】図７の状態から図９の状態までは、シリン
ダキャビティＣＣは吸気ポート２２及び排気ポート２４
の双方と連通しており、この間において、ポンプキャビ
ティＰＣから吸気ポート２２を経てシリンダキャビティ
ＣＣ内へと空気が供給され、燃焼ガスが排気ポート２４
を経て排出され、掃気が行われる。
【００３４】図９の状態から図１０の状態までは、依然
としてシリンダキャビティＣＣは吸気ポート２２及び排
気ポート２４の双方と連通しており、この間において、
ポンプキャビティＰＣから吸気ポート２２を経てシリン
ダキャビティＣＣ内へと空気が供給され、シリンダキャ
ビティＣＣ内への吸気が行われる。
【００３５】図１０の状態から吸気ポート２２が閉じら
れるまでは、シリンダキャビティＣＣは排気ポート２４
とは連通せず、この間にポンプキャビティＰＣから吸気
ポート２２を経てシリンダキャビティＣＣ内へと更に空
気が圧縮供給され、シリンダキャビティＣＣ内への過給
が行われ、同時に、燃料噴射ノズル１２からシリンダキ
ャビティＣＣ内へ燃料が噴射され、燃料・空気混合気が
形成される。
【００３６】それ以後、図５に示される状態へと戻るま
での間、シリンダキャビティＣＣは吸気ポート２２及び
排気ポート２４の双方と連通せず、シリンダキャビティ
ＣＣ内の燃料・空気混合気の圧縮が行われ、ポンプキャ
ビティＰＣ内への吸気が行われる。
【００３７】掃気ポンプ１６の吐出量は、例えばポンプ
シリンダ１６Ｂがエンジンシリンダ２に対して２倍のボ
アと１／３のストロークとを有する場合には、シリンダ
２の排気量の約１．３倍とすることができ、掃気ポンプ
１６の吐出量を更に大きくすることも可能であり、上記
の掃気、吸気及び過給を行うことが十分に可能である。
特に、本発明では、掃気ポンプ１６の所要の吐出量を得
るに際し、ポンプシリンダ１６Ｂのボアを大きくするこ
とでストロークを小さくするのが好ましい。こうするこ
とにより、エンジンにおける掃気ポンプ１６の部分的突
出を最小限にすることができる。また、燃料は、排気ポ
ート２４が閉じられた状態でシリンダキャビティＣＣ内
へと噴射されるので、燃焼されない燃料が排気ポート２
４から排気されることはない。
【００３８】以上の様に、本実施形態においては、エン
ジンの動作と連動して掃気ポンプが駆動され、エンジン
の吸気ポートと排気ポートとのシリンダ方向に沿った位
置関係を適宜設定することで、掃気、吸気及び過給を実
現することができる。これにより、燃焼されない生ガス
が排気されることがなく、燃焼効率も向上し、環境汚染
の低減と低燃費との達成が可能な小型の２サイクル内燃
エンジンが提供される。
【００３９】本実施形態においては、クランクケース１
４内の潤滑油のミストがシリンダ２内へと吸入されるこ
とは殆どないので、シリンダ２内での潤滑油の燃焼を最
小限にすることができ、排ガス中の炭化水素その他の濃
度を低下させることができる。
【００４０】また、従来のクランクケース内の気体をシ
リンダへと供給する掃気方式の場合には、エンジン出力
の効率低下を防止するために、ピストンによりシリンダ
の排気ポートが塞がれ且つピストンにより吸気ポートが
完全には塞がれない状態を形成しないようにしていた。
これに対して、本発明では、図１１に示されているよう
に、シリンダキャビティＣＣの容積変化とポンプキャビ
ティＰＣの容積変化との位相差を所望に設定することが
できるので、ピストン４によりシリンダ２の排気ポート
２４が塞がれ且つピストン４により吸気ポート２２が完
全には塞がれない状態が存在するように、吸気ポート２
２と排気ポート２４との位置を設定することができ、上
記実施形態のような動作が可能になる。
【００４１】尚、本実施形態ではクランクケース１４に
１つの掃気ポンプ１６が付設されているが、クランクケ
ース１４の両側に掃気ポンプを付設し、２つの掃気ポン
プを同時に作動させて、シリンダ内２の掃気を行うこと
も可能である。即ち、図１に示されている掃気ポンプ１
６とクランクケース１４を挟んで対向する位置に同様な
追加の掃気ポンプを付設し、この追加の掃気ポンプが掃
気ポンプ１６と同期して吸入及び吐出するようにクラン
ク軸８にカム１８ａ，１８ｂと同様なカムを所定の位相
で取りつければよい。追加の掃気ポンプの吐出口から吐
出された空気は、掃気ポンプ１６の吐出口から吐出され
た空気とパイプ２０において合流せしめられ、シリンダ
２の側面に形成された吸気ポート２２へと導かれる。
【００４２】また、以上の実施形態では、点火プラグ１
０を用いてシリンダキャビティＣＣ内の燃料・空気混合
気への点火を行っているが、本発明は点火プラグ１０を
用いないディーゼルエンジンも同様に適用できる。
【００４３】図１２は、上記図１に示されるカムと図４
に示されるカムフォロワとの係合の変形例を示す部分斜
視図（ａ）及びその分解斜視図（ｂ）である。この変形
例では、円形状外周部を有する偏心カム１８ａの円形状
外周面に対して周方向に相対的にスライド可能（すなわ
ち相対回転可能）な内周部を有する例えば金属製のタイ
ヤ（環状部材）１７が適合されている。該タイヤ１７の
外周部には互いに平行に延びる１対のスライド面１７’
が形成されており、該スライド面１７’がカムフォロワ
１６Ｄａ”の互いに平行に延びる１対のスライド面１９
に対してスライド可能に適合している。クランク軸８及
びこれに取り付けられたカム１８ａが回転すると、該カ
ム１８ａはタイヤ１７に対して面接触で回転し、タイヤ
１７はスライド外面１７’をカムフォロワ１６Ｄａ”の
スライド内面１９に対しスライドさせつつ往復移動す
る。図１２では、一方のカム１８ａとカムフォロワ１６
Ｄａ”との係合を示したが、他方のカム１８ｂとカムフ
ォロワ１６Ｄｂ”との係合も同様である。このようなカ
ムとカムフォロワとの係合関係によれば、カム１８ａと
タイヤ１７との接触及びタイヤ１７とカムフォロワ１６
Ｄａ”との接触はいずれも面接触であるので、動作時の
面圧を低減することができ、これら部材の摩耗を少なく
して長寿命化をはかることが可能である。
【００４４】図１３は、以上のような２サイクル内燃エ
ンジンのシリンダの一実施形態を示す一部切欠斜視図で
ある。本実施形態のシリンダは、上記図１〜１１に関し
説明した内燃エンジンのシリンダ２として利用すること
ができ、吸気ポート２２及び排気ポート２４を有する。
【００４５】シリンダ２の内面には、吸気ポート２２の
各開口を囲むように閉じた六角形状パターンを持つ潤滑
油溝３０が形成されている。該潤滑油溝３０は、更に、
シリンダ２内でのピストンの往復移動方向（即ち、シリ
ンダ中心軸方向）である上下方向に延びた延在溝部３１
を有する。同様に、排気ポート２４の各開口を囲むよう
に閉じた六角形状パターンを持つ潤滑油溝３２が形成さ
れており、該潤滑油溝３２は更に上下方向に延びた延在
溝部３３を有する。
【００４６】これら潤滑油溝３０，３２を設けたことの
意義は、次のとおりである。即ち、２サイクル内燃エン
ジンではピストン１往復ごとにシリンダ２内で爆発工程
が行われるため、４サイクル内燃エンジンに比べてシリ
ンダ２とピストンとの間への潤滑油供給を一層良好に行
うことが要求される。しかるに、上記実施形態で説明し
たようなシリンダ内面に吸気ポート２２や排気ポート２
４を有するエンジンでは、シリンダ２内でのピストン移
動にともない、吸気ポート２２や排気ポート２４の開口
から潤滑油が漏出しやすい。潤滑油漏出が甚だしくなる
と、シリンダ内へと供給すべき潤滑油量が多くなり、潤
滑油供給が所望量に追いつかなくなるおそれがある。ま
た、排気ポート２４から漏出する潤滑油は、大気汚染の
原因となることがあり、その漏出量をできるだけ少なく
することが望ましい。
【００４７】そこで、本発明実施形態では、シリンダ２
の内面に吸気ポート２２や排気ポート２４の開口を囲む
ように潤滑油溝３０，３２を形成することで、ピストン
移動に伴いピストンリングにより掻き取られ吸気ポート
２２や排気ポート２４の上方または下方から吸気ポート
２２や排気ポート２４の方へと押しやられる潤滑油を潤
滑油溝３０，３２内に回収することができ、これにより
吸気ポート２２や排気ポート２４からの潤滑油の漏出量
を大幅に低減することができる。
【００４８】図１４は、本発明による２サイクル内燃エ
ンジンの第２の実施形態を示す模式的断面図である。図
１４において、上記図１〜１３におけると同様の機能を
有する部分には同一の符号が付されている。
【００４９】上記の第１の実施形態は、吸気ポート及び
排気ポートがいずれもシリンダ側面に設けられている横
断掃気式のものであったが、本実施形態は、シリンダヘ
ッドに排気ポートが形成されており、該排気ポートに排
気弁が付されている頭上排気弁方式のものである。
【００５０】本実施形態では、シリンダヘッド２Ｈに２
つの排気ポート２４Ａ，２４Ｂが設けられており、これ
らの排気ポート２４Ａ，２４Ｂにはそれぞれ排気弁２５
Ａ，２５Ｂが設けられている。排気（掃気）工程では、
この排気弁２５Ａ，２５Ｂの双方が同時に開かれて排気
がなされる。この排気弁２５Ａ，２５Ｂの開閉の制御は
排気弁制御部によりなされる。排気弁制御部としては、
クランク軸８から所要の歯車列やベルトなどの回転力伝
達手段を経て回転力が伝達される回転軸と該回転軸に付
された排気弁駆動カム部材とを含んでなるものを用いる
ことができ、該駆動カム部材に当接されるカムフォロワ
部材を排気弁２５Ａ，２５Ｂと接続しておくことで弁開
閉を実現することができる。但し、排気弁制御部として
は、クランク軸８の回転と同期して作動するものであれ
ば、必ずしもクランク軸８から駆動力を得るものでなく
ともよく、例えばモータ駆動のものであってもよい。
【００５１】本実施形態では、排気弁付き排気ポートを
２つ設けているが、３つまたは４つ以上設ける事も可能
であり、これら複数の排気ポート排気弁を同時に開くよ
うにすることで、エンジンの高速回転の際にも十分な排
気（掃気）を行うことが可能となる。
【００５２】図１５及び図１６は本発明による２サイク
ル内燃エンジンの第３の実施形態を示す模式的断面図で
あり、図１７はその掃気ポンプ部を示す分解斜視図であ
る。これらの図において、上記図１〜１４におけると同
様の機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【００５３】これらの図において、クランクケース１４
に掃気ポンプ１６が付設されている。この掃気ポンプ１
６は、クランク軸８に取り付けられた円形の偏心カム１
８と係合しており、上記の実施形態と同様にして駆動さ
れる。掃気ポンプ１６は、クランクケース１４に対して
固定される部材１６０、該部材１６０に取り付けられた
ポンプシリンダ１６１、上記部材１６０に取り付けられ
た摺動ガイド部材１６２、該摺動ガイド部材１６２によ
りガイドされて上記クランク軸８と直交する方向に往復
移動可能なように配置されたポンプピストンロッド１６
３、該ピストンロッド１６３の一方の端部（クランク軸
８に近い側の端部）に連なって形成されたカムフォロワ
１６４、及び該カムフォロワ１６４と係合する環状部材
１６５を有する。該環状部材１６５は、図２４に示され
ているように２つの部材１６５ａ，１６５ｂからなって
いる。これら２つの部材１６５ａ，１６５ｂは、互いに
当接して適合されることで所要形状とされている。そし
て、カムフォロワ１６４には互いに平行に上下方向に延
びて対向配置された１対の凸スライドガイド（スライド
内面）１６４−１，１６４−２が形成されており、これ
に対応して、環状部材１６５には互いに平行に上下方向
に延びた１対の凹スライドガイド（スライド外面）１６
５−１，１６５−２が形成されている。凸スライドガイ
ド１６４−１，１６４−２は、それぞれ対応する凹スラ
イドガイド１６５−１，１６５−２に適合されている。
偏心カム１８の外周面は、環状部材１６５の中央に形成
された円形開口の内周面と適合している。図１６に示さ
れているように、環状部材１６５（２つの部材１６５
ａ，１６５ｂ）は、クランク軸８の側面とクランクケー
ス１４の内面とにより、クランク軸８の方向に関して両
側から位置の規制を受けることで、環状部材１６５の２
つの部材１６５ａ，１６５ｂどうしが分離することはな
い。
【００５４】上記実施形態と同様に、ピストンロッド１
６３の先端（カムフォロワ１６４から遠い側の端部）に
はポンプピストン１６６が接続されており、該ピストン
１６６はシリンダ１６１内で水平方向（ピストンロッド
１６３の移動方向と同一の方向）に往復移動可能なよう
に配置されている。尚、図１７に示されているように、
シリンダ１６１の内周面と適合するピストン１６６の外
周面にはピストンリング１６６’が付されている。
【００５５】従って、クランク軸８が図１７に矢印で示
されている向きに回転すると、偏心カム１８と環状部材
１６５との係合関係、該環状部材１６５とカムフォロワ
１６４との係合関係及びピストンロッド１６３と摺動ガ
イド部材１６２との係合関係に基づき、環状部材１６５
はカムフォロワ１６４に対して上下方向に所定のストロ
ークで往復移動せしめられ、該カムフォロワ１６４及び
ピストンロッド１６３は摺動ガイド部材１６２及びクラ
ンクケース１４に対して水平方向に往復移動せしめられ
る。これにより、シリンダ１６１内でピストン１６６が
水平方向に往復移動し、ポンプキャビティＰＣの容積が
周期的に変化し、ポンプ作用がなされる。
【００５６】ポンプシリンダ１６１には、外気を吸入す
るための吸気弁付き吸入口１６７と、吸入した外気をシ
リンダ２へと吐出するための排気弁付き吐出口１６８と
が接続されている。吐出口１６８から吐出された空気
は、上記実施形態と同様に、パイプ２０を経て、シリン
ダ２の側面に形成された吸気ポート２２へと導かれる。
【００５７】本実施形態は、上記図１４に示されている
実施形態と同様に、シリンダヘッドに２つの排気ポート
２４Ａ，２４Ｂが形成されており、これらの該排気ポー
トにそれぞれスプリングで閉位置へと付勢された排気弁
２５Ａ，２５Ｂが付されている頭上排気弁方式のもので
ある。即ち、排気（掃気）工程では、排気弁２５Ａ，２
５Ｂのうちの一方のみが開かれて排気がなされ、他方は
閉じたままである。この排気弁２５Ａ，２５Ｂの開閉の
制御は、クランク軸８の回転に同期してなされる。即
ち、図１６に示されているように、クランク軸８と平行
で該クランク軸から回転力伝達を受ける回転軸１７０に
取り付けられたカム１７２，１７３によりプッシュロッ
ド１７４，１７５を駆動し、ロッカーアーム１７７の一
端を適宜のタイミングで押し、これによりロッカーアー
ム１７７の他端で上記排気弁２５Ａ（２５Ｂ）をその閉
位置への付勢力に抗して移動させることで、排気弁の開
閉が制御される。
【００５８】図１６において、燃料噴射ノズル１２へは
燃料タンク１８０から不図示の燃料供給系を介して燃料
が供給される。また、図１５に示されているように、排
気ポート２４Ａ，２４Ｂから吐出される排気は、排気浄
化器１８２Ａ，１８２Ｂを経て大気中へと排出される。
【００５９】本実施形態では、環状部材１６５を２つの
部材１６５ａ，１６５ｂどうしを互いに当接させること
で構成しているので、組立て及び分解の際の操作性が良
好である。
【００６０】図１８は、以上の第３の実施形態の掃気ポ
ンプ部の変形例を示す部分分解斜視図である。図１８に
おいて図１７におけると同様の機能を有する部材には同
一の符号が付されている。この例は、環状部材１６５の
構成のみが図１７に示されるものと異なる。即ち、この
環状部材１６５は、２つの部材１６５ｃ，１６５ｄのう
ちの一方１６５ｄに水平方向に関して互いに異なる位置
に形成された２つの上向きの小突起１９２，１９３内に
他方の部材１６ｃの対応位置に形成された２つの小孔１
９４（１つのみ図に現れている）を下側から単に適合さ
せたものである。この変形例も上記図１７のものと同様
な機能を有する。
【００６１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の２サイクル
内燃エンジン及び掃気ポンプによれば、エンジンの動作
と連動して掃気ポンプが駆動され、クランクケース内の
潤滑油のミストがシリンダ内へと吸入されることはない
のでシリンダ内での潤滑油の燃焼を最小限にして、掃気
及び吸気更には過給を実現することができ、生ガスが排
気されることがなく、燃焼効率も向上し、環境汚染の低
減、出力向上及び低燃費を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態を示す模式的一部断面側面図である。
【図２】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態の模式的一部断面正面図である。
【図３】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態の部分分解斜視図である。
【図４】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態で使用したカムフォロワの変形例を示す斜視図
である。
【図５】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態の動作を説明するための模式的断面図である。
【図６】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態の動作を説明するための模式的断面図である。
【図７】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態の動作を説明するための模式的断面図である。
【図８】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態の動作を説明するための模式的断面図である。
【図９】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１の
実施形態の動作を説明するための模式的断面図である。
【図１０】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１
の実施形態の動作を説明するための模式的断面図であ
る。
【図１１】本発明による２サイクル内燃エンジンの第１
の実施形態の動作を説明するためのタイミング図であ
る。
【図１２】本発明による２サイクル内燃エンジンのカム
とカムフォロワとの係合の変形例を示す部分斜視図及び
その分解斜視図である。
【図１３】本発明による２サイクル内燃エンジンのシリ
ンダの一実施形態を示す一部切欠斜視図である。
【図１４】本発明による２サイクル内燃エンジンの第２
の実施形態を示す模式的断面図である。
【図１５】本発明による２サイクル内燃エンジンの第３
の実施形態を示す模式的断面図である。
【図１６】本発明による２サイクル内燃エンジンの第３
の実施形態を示す模式的断面図である。
【図１７】本発明による２サイクル内燃エンジンの第３
の実施形態の掃気ポンプ部を示す分解斜視図である。
【図１８】本発明による２サイクル内燃エンジンの第３
の実施形態の掃気ポンプ部の変形例を示す分解斜視図で
ある。
【符号の説明】
２ シリンダ ２Ｈ シリンダヘッド ４ ピストン ６ 連接棒 ８ クランク軸 １０ 点火プラグ １２ 燃料噴射ノズル １４ クランクケース １６ 掃気ポンプ １６Ａ ポンプケーシング １６Ｂ ポンプシリンダ １６Ｃ ポンプピストン １６Ｄａ’，１６Ｄｂ’ カムフォロワ １６Ｄａ”，１６Ｄｂ” カムフォロワ １６Ｆ 吸入口 １６Ｇ 吐出口 １７ タイヤ １７’ スライド外面 １８ａ，１８ｂ カム １９ スライド内面 ２０ パイプ ２２ 吸気ポート ２４ 排気ポート ２４Ａ，２４Ｂ 排気ポート ２５Ａ，２５Ｂ 排気弁 ＣＣ シリンダキャビティ ＰＣ ポンプキャビティ θ クランク軸回転角 ３０ 潤滑油溝 ３１ 延在溝部 ３２ 潤滑油溝 ３３ 延在溝部 １６０ 固定部材 １６１ ポンプシリンダ １６２ 摺動ガイド部材 １６３ ポンプピストンロッド １６４ カムフォロワ １６４−１，１６４−２ 凸スライドガイド １６５ 環状部材 １６５−１，１６５−２ 凹スライドガイド １６６ ポンプピストン １６６’ ピストンリング １６７ 吸気弁付き吸入口 １６８ 排気弁付き吐出口 １７０ 回転軸 １７２，１７３ カム １７４，１７５ プッシュロッド １７７ ロッカーアーム １８０ 燃料タンク １８２Ａ，１８２Ｂ 排気浄化器 １９２，１９３ 小突起 １９４ 小孔

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダ内にてピストンを往復移動可能
    に配置し、該ピストンの往復運動をクランク軸の回転運
    動に変換する２サイクル内燃エンジンであって、 前記クランク軸を収容するクランクケースに掃気ポンプ
    が取り付けられており、該掃気ポンプは、ポンプシリン
    ダと、該ポンプシリンダ内にて往復移動可能に配置され
    たポンプピストンと、前記クランク軸の回転に基づき前
    記ポンプピストンの往復運動の少なくとも一部を生じさ
    せるように前記クランク軸と前記ポンプピストンとの間
    で駆動力を伝達するポンプ駆動力伝達部材とを有してお
    り、前記ポンプシリンダの吐出口と前記シリンダの吸気
    ポートとが接続されていることを特徴とする２サイクル
    内燃エンジン。
  2. 【請求項２】 前記ポンプ駆動力伝達部材は、前記クラ
    ンク軸に取り付けられたカム及び該カムと係合し前記ポ
    ンプピストンに取り付けられたカムフォロワを有するも
    のであ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。
  3. 【請求項３】 前記カムは前記カムフォロワに対して前
    記ポンプピストンの往復移動の双方向に駆動力を伝達す
    るものであることを特徴とする、請求項１〜２のいずれ
    かに記載の２サイクル内燃エンジン。
  4. 【請求項４】 前記カムは円形状外周部を有する偏心カ
    ムであり、前記カムの外周部に対して周方向に相対的に
    スライド可能な内周部を有する環状部材が付されてお
    り、該環状部材の外周部に形成された互いに平行な２つ
    のスライド外面と前記カムフォロワに形成された互いに
    平行なスライド内面とが前記クランク軸と直交する方向
    に相対的にスライド可能に適合せしめられていることを
    特徴とする、請求項３に記載の２サイクル内燃エンジ
    ン。
  5. 【請求項５】 前記環状部材は複数の部材を隣接するも
    のどうし互いに当接させることで形成されたものである
    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。
  6. 【請求項６】 前記掃気ポンプは吸入口を介して前記ポ
    ンプシリンダへと外気を吸入するものであることを特徴
    とする、請求項１〜５のいずれかに記載の２サイクル内
    燃エンジン。
  7. 【請求項７】 前記ピストンにより前記シリンダの排気
    ポートが塞がれ且つ前記ピストンにより前記吸気ポート
    が完全には塞がれない状態が存在するように、前記吸気
    ポートと排気ポートとの位置が設定されていることを特
    徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の２サイクル
    内燃エンジン。
  8. 【請求項８】 前記シリンダ内へと燃料を噴射する燃料
    噴射ノズルを備えていることを特徴とする、請求項１〜
    ７のいずれかに記載の２サイクル内燃エンジン。
  9. 【請求項９】 前記シリンダは、側面に吸気ポート及び
    ／または排気ポートが形成されており、内面には前記吸
    気ポート及び／または前記排気ポートをそれぞれ囲む潤
    滑油溝が形成されていることを特徴とする、請求項１〜
    ８のいずれかに記載の２サイクル内燃エンジン。
  10. 【請求項１０】 前記シリンダのヘッドには複数の排気
    ポートが形成されており、これら排気ポートにはそれぞ
    れ排気弁が付されており、該排気弁を制御して前記複数
    の排気ポートの開閉を行うようにしてなることを特徴と
    する、請求項１〜９のいずれかに記載の２サイクル内燃
    エンジン。
  11. 【請求項１１】 前記排気弁の制御は前記クランク軸の
    回転に基づき該クランク軸の回転と同期してなされるこ
    とを特徴とする、請求項１０に記載の２サイクル内燃エ
    ンジン。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかの２サイク
    ル内燃エンジンに使用されている掃気ポンプ。
  13. 【請求項１３】 シリンダ内にてピストンを往復移動可
    能に配置し該ピストンの往復運動をクランク軸の回転運
    動に変換する２サイクル内燃エンジンに使用される前記
    シリンダであって、 側面に吸気ポート及び／または排気ポートが形成されて
    おり、内面には前記吸気ポート及び／または前記排気ポ
    ートをそれぞれ囲む潤滑油溝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用シリンダ。
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