JP2005139926A - Two-cycle engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジンの技術に関する。より詳細には、クランク室と燃焼室とを連通する掃気経路の形状を精度良く、かつ簡便に形成する技術に関する。 The present invention relates to a technology of a crankcase compression scavenging type two-cycle engine. More specifically, the present invention relates to a technique for easily and accurately forming the shape of a scavenging passage that communicates a crank chamber and a combustion chamber.
従来、(1)ピストンが下死点付近に来たときに、クランク室(クランクケース内に形成され、クランク軸が収容される空間)内で予圧された混合気を掃気経路を経て燃焼室に送りこむ(掃気する)とともに、該混合気により、燃焼室に残存する燃焼ガスを排気経路を経て燃焼室の外部に排出し、(2)ピストンの上昇により燃焼室内の混合気を圧縮するとともに、吸気経路を経てクランク室に混合気を吸入し、(3)ピストンが上死点付近に来たときに、燃焼室内で圧縮された混合気に点火プラグで点火し、該混合気を爆発的に燃焼させてピストンを押し下げ、(4)ピストンの下降により排気経路を経てシリンダの外部に燃焼ガスを排出するとともに、クランク室内の混合気を予圧する、クランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジンの技術は公知となっている。 Conventionally, (1) when the piston comes near the bottom dead center, the air-fuel mixture preloaded in the crank chamber (a space formed in the crankcase and accommodating the crankshaft) is passed through the scavenging path to the combustion chamber. In addition to sending (scavenging), the air-fuel mixture causes the combustion gas remaining in the combustion chamber to be discharged to the outside of the combustion chamber via the exhaust path, and (2) the air-fuel mixture in the combustion chamber is compressed by the rise of the piston, and the intake air (3) When the piston comes near the top dead center, the mixture compressed in the combustion chamber is ignited with a spark plug, and the mixture is burned explosively. (4) A crankcase compression scavenging type two-stroke engine that discharges combustion gas to the outside of the cylinder through the exhaust path when the piston descends and preloads the air-fuel mixture in the crank chamber Technology has become known.
上記クランクケース圧縮型2サイクルエンジンにおいては、クランク室から掃気経路を経て燃焼室に送りこまれる混合気の気流(掃気流)を安定した状態に制御することが、2サイクルエンジンの燃費や出力の向上、排気ガスに含まれるHC(炭化水素)の低減を図る上で重要である。すなわち、掃気経路から燃焼室に送りこまれた掃気流が安定せず、複雑な渦流を成していると、掃気流の一部が燃焼室内で爆発的に燃焼することなく直接排気経路を経て排出されてしまい、燃費の低下、出力の低下、排気ガスに含まれるHC(炭化水素)の増加の原因となる。 In the above crankcase compression type two-cycle engine, it is possible to improve the fuel efficiency and output of the two-cycle engine by controlling the airflow (scavenging air) of the air-fuel mixture fed from the crank chamber through the scavenging path to the combustion chamber in a stable state. It is important for reducing HC (hydrocarbon) contained in the exhaust gas. That is, if the scavenging air sent from the scavenging path to the combustion chamber is not stable and forms a complicated vortex, a part of the scavenging air is discharged directly through the exhaust path without explosive combustion in the combustion chamber. As a result, the fuel consumption decreases, the output decreases, and the HC (hydrocarbon) contained in the exhaust gas increases.
掃気流を安定させる方法としては、一般的にはピストンが往復運動する空間(内部空間)と掃気経路の中途部とを区画するための隔壁をシリンダブロック内に形成することが挙げられる。これは、ピストンが往復運動する空間(内部空間)の外周面に該ピストンの往復運動する方向に延びた溝を形成しただけの構成でもピストンの外周面自体が内部空間と掃気経路との隔壁の機能を果たすため、2サイクルエンジンとしての動作を行うことが可能であるが、このような構成とした場合には、ピストンの往復運動の影響で掃気経路を通過する掃気流に渦が生じやすく、掃気流を安定させることが困難であることによる。 As a method for stabilizing the scavenging air, generally, a partition wall for partitioning a space (internal space) in which the piston reciprocates and a middle portion of the scavenging path is formed in the cylinder block. This is because the outer peripheral surface of the piston itself is the partition wall between the inner space and the scavenging path even in the configuration in which a groove extending in the reciprocating direction of the piston is formed on the outer peripheral surface of the space (internal space) where the piston reciprocates. In order to fulfill the function, it is possible to operate as a two-cycle engine. However, in such a configuration, a vortex is likely to occur in the scavenging air flowing through the scavenging path due to the reciprocating motion of the piston, This is because it is difficult to stabilize the scavenging airflow.
上記隔壁を形成する方法としては、(A)ピストンと摺接するシリンダライナー(円筒状の部材)をシリンダブロックの内部空間に嵌装し、該シリンダライナーを隔壁として用いる方法、(B)掃気経路の上端部(燃焼室と掃気経路との連通部)に該当する部位を可動式とした鋳型によりシリンダブロックを鋳造成形する方法、(C)掃気経路の上端部(燃焼室との連通部)に該当する部位に中子(鋳物の中空部を作るためにメインの鋳型と別に使われる鋳型)を用いた鋳型によりシリンダブロックを鋳造成形する方法、等が考えられる。例えば、特許文献1に記載の如くである。 As the method for forming the partition wall, (A) a cylinder liner (cylindrical member) that is in sliding contact with the piston is fitted in the internal space of the cylinder block, and the cylinder liner is used as the partition wall. A method of casting a cylinder block using a mold having a movable part corresponding to the upper end (the communication part between the combustion chamber and the scavenging path), (C) applicable to the upper end part (the communication part with the combustion chamber) of the scavenging path A method of casting a cylinder block with a mold using a core (a mold that is used separately from the main mold to form a hollow portion of a casting) at a portion to be cast is conceivable. For example, as described in Patent Document 1.
しかし、上記隔壁を形成する方法には以下の問題点がある。
前記(A)の方法の場合、シリンダライナー自体が高精度の加工を要する高価な部品であり、該シリンダライナーには排気経路との連通孔(排気ポート)や掃気経路との連通孔(掃気ポート)や吸気経路との連通孔(吸気ポート)を穿設する必要がある。従って、2サイクルエンジンの製造コストを増大させる要因となる。
前記(B)の方法の場合、鋳型自身の製作費用が高価となる上に、鋳造されたシリンダブロックにおいて、鋳型の可動部周囲に該当する部位にバリが発生しやすく、該バリの除去作業が繁雑となる。特に小型の2サイクルエンジンの場合、シリンダ内径が小さいためバリの除去作業が困難であり、掃気経路の形状を精度良く仕上げ、2サイクルエンジンの性能(出力、燃費等)を安定させることが困難であった。
前記(C)の方法の場合、中子の製作費用が高価となる上に、中子の寸法精度や中子を鋳型内にセットする際の位置精度を維持することが容易でなく、掃気経路の形状を精度良く仕上げ、2サイクルエンジンの性能(出力、燃費等)を安定させることが困難であった。
However, the method for forming the partition has the following problems.
In the case of the method (A), the cylinder liner itself is an expensive part that requires high-precision processing, and the cylinder liner has a communication hole (exhaust port) with the exhaust path and a communication hole (scavenging port) with the scavenging path. ) Or a communication hole (intake port) with the intake path. Therefore, it becomes a factor which increases the manufacturing cost of a 2-cycle engine.
In the case of the method (B), the manufacturing cost of the mold itself is expensive, and in the cast cylinder block, burrs are likely to occur in the area corresponding to the periphery of the movable part of the mold. It becomes complicated. In particular, in the case of a small two-cycle engine, it is difficult to remove burrs because the inner diameter of the cylinder is small. there were.
In the case of the method (C), the manufacturing cost of the core is expensive, and it is not easy to maintain the dimensional accuracy of the core and the positional accuracy when the core is set in the mold. It was difficult to finish the shape of the two accurately and to stabilize the performance (output, fuel consumption, etc.) of the two-cycle engine.
本発明は上記の如き状況に鑑み、安価かつ精度良く掃気経路を形成し、掃気流を安定させることにより、2サイクルエンジンの出力および燃費を向上させ、排気ガス中のHC(炭化水素)の低減を可能とするものである。 In view of the above situation, the present invention forms a scavenging path with low cost and accuracy, stabilizes the scavenging air flow, improves the output and fuel consumption of the two-cycle engine, and reduces HC (hydrocarbon) in the exhaust gas. Is possible.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
すなわち、請求項1においては、クランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジンにおいて、シリンダブロックの内部にピストンが往復運動する内部空間を形成するとともに、該内部空間のシリンダ面に軸心と平行に溝を形成し、該溝に隔壁部材を設けて掃気経路を形成したものである。 That is, in claim 1, in a crankcase compression scavenging type two-cycle engine, an internal space in which the piston reciprocates is formed inside the cylinder block, and a groove is formed in the cylinder surface of the internal space in parallel with the axis. And a scavenging path is formed by providing a partition member in the groove.
請求項2においては、前記隔壁部材に単数または複数の係止部を設け、シリンダブロックとクランクケースとの接合面に形成された凹部に該係止部を係止するものである。 According to a second aspect of the present invention, the partition member is provided with one or a plurality of engaging portions, and the engaging portions are engaged with the recesses formed in the joint surface between the cylinder block and the crankcase.
請求項3においては、前記隔壁部材を平面視コの字型に形成したものである。 According to a third aspect of the present invention, the partition member is formed in a U-shape in plan view.
請求項4においては、前記隔壁部材を板状の部材を屈曲して形成したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the partition member is formed by bending a plate-like member.
請求項5においては、前記シリンダブロックの内部に形成された溝と内部空間のシリンダ面との境界部分に隔壁部材を支持するための突起を設けたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, a protrusion for supporting the partition member is provided at a boundary portion between a groove formed inside the cylinder block and a cylinder surface of the internal space.
請求項6においては、前記隔壁部材の上端部に連通孔を形成したものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、隔壁部材により内部空間に形成された溝の中途部を確実に隔てて掃気経路を形成することが可能であり、クランク室から掃気経路を経て燃焼室に送りこまれる混合気の気流(掃気流)が安定する。従って、2サイクルエンジンの出力および燃費が向上し、排気ガス中のHC(炭化水素)の低減が可能である。
また、隔壁部材をシリンダブロックと別体とすることにより、隔壁部材を形成する際の寸法精度のばらつきを抑えることが容易であり、エンジンの個体間の出力特性のばらつきを抑えることが可能である。また、隔壁部材の厚さや形状を変更するだけで容易に掃気経路の形状を変更し、エンジンの出力特性等を仕様等に応じて変更または調整することが可能である。
さらに、シリンダブロックを鋳造する際に高価な可動式の鋳型や中子を用いる必要がないので、組立工数を削減し、組立時の作業性が向上することが可能であり、2サイクルエンジンを安価に製造可能である。
According to the first aspect of the present invention, the scavenging path can be formed by reliably separating the middle part of the groove formed in the internal space by the partition member, and the mixture gas fed from the crank chamber to the combustion chamber through the scavenging path can be formed. Air flow (scavenging air flow) is stabilized. Therefore, the output and fuel consumption of the two-cycle engine are improved, and HC (hydrocarbon) in the exhaust gas can be reduced.
Further, by separating the partition member from the cylinder block, it is easy to suppress variation in dimensional accuracy when forming the partition member, and it is possible to suppress variation in output characteristics among individual engines. . In addition, it is possible to easily change the shape of the scavenging path simply by changing the thickness or shape of the partition member, and to change or adjust the engine output characteristics or the like according to the specifications.
Furthermore, since it is not necessary to use an expensive movable mold or core when casting the cylinder block, it is possible to reduce the number of assembling steps and improve the workability at the time of assembly, and the two-cycle engine is inexpensive. Can be manufactured.
請求項2においては、隔壁部材をシリンダブロックに対して位置決めしてボルト等を用いることなく内部空間に形成された溝に固定することが可能であり、部品点数および組立工数の削減が可能である。
In
請求項3においては、隔壁部材を内部空間に形成された溝に対して所望の位置および姿勢で精度良く固定することが可能であり、掃気経路を精度良く形成することが可能である。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to accurately fix the partition member to the groove formed in the internal space at a desired position and posture, and it is possible to form the scavenging path with high accuracy.
請求項4においては、隔壁部材を安価に製造可能である。 According to the fourth aspect, the partition wall member can be manufactured at low cost.
請求項5においては、隔壁部材をボルト等を用いることなく内部空間に形成された溝に固定することが可能であり、部品点数および工数の削減が可能である。
In
請求項6においては、掃気ポート(掃気経路と燃焼室との連通させる孔)の形状を変更して、2サイクルエンジンの出力特性等を容易に変更および調整することが可能である。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to easily change and adjust the output characteristics of the two-cycle engine by changing the shape of the scavenging port (the hole through which the scavenging path and the combustion chamber communicate).
以下では、図1から図3を用いて本発明の2サイクルエンジンの実施の一形態であるエンジン1の全体構成について説明する。なお、説明の便宜上、図1、図2および図3においては、隔壁部材22・23(図8に図示)を省略している。
エンジン1はクランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジンであり、主に、シリンダブロック2、クランクケース3、ピストン4、コンロッド5、クランクシャフト6、リコイルスタータ7、フライホイール8等で構成される。
Below, the whole structure of the engine 1 which is one Embodiment of the 2-cycle engine of this invention is demonstrated using FIGS. 1-3. For convenience of description, the
The engine 1 is a crankcase compression scavenging type two-cycle engine, and mainly includes a
シリンダブロック2は内部で混合気を爆発的に燃焼させ、ピストン4を往復運動させる容器としての機能と、エンジン1の上半部の構造体としての機能とを兼ねる部材である。シリンダブロック2は一般に熱伝導率が高く冷却効果に優れたアルミニウム合金や剛性に優れる鋳鉄等により鋳造される。
The
シリンダブロック2はその内部に燃焼室2a、内部空間2bが形成され、下方に開口している。燃焼室2aは圧縮された混合気を爆発的に燃焼させるための空間であり、シリンダブロック2の上部には燃焼室2a内で圧縮された混合気(霧状の燃料と空気とを混合させたもの)に点火する点火プラグ20が設けられる。
内部空間2bはピストン4が往復運動するための空間であり、上下に往復運動するピストン4の位置に応じて、ピストン4よりも上方となる部分は燃焼室2aの一部として機能し、ピストン4よりも下方となる部分はクランク室3cの一部として機能する。内部空間2bのシリンダ面(ピストン4が当接する面)には軸心(ピストンの往復方向)と平行に溝21a・21bが形成されており、該溝21a・21bにはそれぞれ隔壁部材22・23(図8および図9に図示)が設けられている。そして、本実施例においては溝21a・21bと隔壁部材22・23とで掃気経路11a・11bを形成している。隔壁部材22・23の詳細構成については後述する。
The
The
図3に示す如く、シリンダブロック2には内部空間2bと外部とを連通する吸気経路12および排気経路13が穿設される。吸気経路12にはリードバルブ(図示せず)を経てキャブレータ(図示せず)が接続される。該キャブレータは空気と燃料とを混合して霧状の混合気を生成し、該混合気を吸気経路12を経てクランク室3c(シリンダブロック2とクランクケース3とを合わせたエンジン1の筐体内部の空間のうち、ピストン4よりも下方に位置する空間)に供給する。排気経路13にはマフラ(図示せず)が接続される。燃焼室2aにて爆発的に燃焼した混合気は排気ガスとして排気経路13、マフラを経て外部に放出される。
As shown in FIG. 3, the
クランクケース3はクランクシャフト6を収容し、回転可能に軸支するエンジン1の下半部の構造体としての機能と、予圧した混合気を前記シリンダブロック2の燃焼室2aに供給する機能とを兼ねる部材である。
クランクケース3はケース3aとケース3bとをボルト締結により固定し、上方に開口し、クランクシャフト6を収容するクランク室3cを内部に形成した構成となっている。そして、クランクケース3の上面開口部と前記シリンダブロック2の下面開口部とを一致させてボルト締結により固定することにより、燃焼室2a、内部空間2bおよびクランク室3cを密閉可能としている。
The
The
ピストン4は外周面に外嵌されたピストンリング40・41を介して内部空間2bの内周面(シリンダ面)に気密的に摺接し、燃焼室2aとクランク室3cとを区画するとともに、燃焼室2a内で爆発的に燃焼した混合気の燃焼エネルギーを上下の往復運動によりクランクシャフト6の回転駆動力に変換する部材である。また、ピストン4はクランク室3c内の混合気を予圧する機能も兼ねている。ピストン4はピストンピン42およびブッシュ43を介してコンロッド5のスモールエンド部(上端部)に回動可能に枢着される。
The
コンロッド5はピストン4とクランクシャフト6とを連結し、ピストン4の上下の往復運動をクランクシャフト6の回転運動として伝達する部材である。コンロッド5は上端部から下端部にかけて順にスモールエンド部、ロッド部、ビッグエンド部を形成している。
スモールエンド部は前述の如くピストン4が回動可能に枢着される部位である。ロッド部はスモールエンド部とビッグエンド部とを繋ぐ部位である。ビッグエンド部にはコンロッドベアリング51を介してクランクシャフト6のクランクピン61が貫装され、クランクシャフト6はコンロッド5に回動可能に枢着される。
The connecting
As described above, the small end portion is a portion on which the
クランクシャフト6はピストン4の往復運動を自己の回転運動に変換し、フライホイール8を経て外部に回転駆動力を伝達する部材である。
本実施例におけるクランクシャフト6は、主に一対のクランク主軸60a・60b、一本のクランクピン61、一対のクランクアーム62a・62b、一対のカウンターウェイト63a・63bを具備している。クランクシャフト6の詳細構成については後述する。
なお、本実施例のエンジン1は一気筒のエンジンであるため、クランクシャフト6の構成が上記構成となったが、本発明はエンジンの気筒数に関わらず適用可能である。
従って、クランクシャフトの構成については気筒数に応じて適宜選択する必要がある。例えば、二気筒のエンジンの場合には、クランクシャフトは少なくとも一対のクランク主軸と、二本のクランクピンと、二対のクランクアームと、二対のカウンターウェイトと、を具備している。
The
The
Since the engine 1 of the present embodiment is a one-cylinder engine, the configuration of the
Therefore, the configuration of the crankshaft needs to be appropriately selected according to the number of cylinders. For example, in the case of a two-cylinder engine, the crankshaft includes at least a pair of crank main shafts, two crank pins, two pairs of crank arms, and two pairs of counterweights.
リコイルスタータ7はエンジン1を手動で始動させるための部材である。リコイルスタータ7は主にスタータケース70、リコイルロープ71、ロープリール72、クラッチ機構73、駆動ホイール74、ゼンマイバネ75等を具備している。
スタータケース70はリコイルスタータ7を構成する他の部材を収容する部材であり、クランクケース3を構成するケース3bに固定される。リコイルロープ71はその一端がロープリール72に固定され、他端には作業者が握る把手部が設けられたロープであり、ロープリール72の外周部に形成された溝に巻回される。
また、ロープリール72はスタータケース70に回転可能に枢着されるとともに、ゼンマイバネ75の一端が固定される。ゼンマイバネ75の他端はスタータケース70に固定されており、作業者がリコイルロープ71を引くとゼンマイバネ75が巻かれ、作業者が手を離すと該ゼンマイバネ75によりリコイルロープ71が再びロープリール72に巻回される。
駆動ホイール74はクランクシャフト6のクランク主軸60bの先端部に固定され、該クランクシャフト6と一体的に回転可能に構成される。駆動ホイール74の回転軸(本実施例の場合、クランク主軸60b)の軸線と、ロープリール72の回転軸の軸線とが一直線となっており、駆動ホイール74にはロープリール72と対向する面にクラッチ機構73が設けられている。
クラッチ機構73は作業者がリコイルロープ71を引いたときにのみロープリール72と駆動ホイール74とを一体的に回転可能とするものである。
The recoil starter 7 is a member for starting the engine 1 manually. The recoil starter 7 mainly includes a
The
The
The
The
フライホイール8はクランクシャフト6のクランク主軸60aの先端部に固定された略円盤形状の部材であり、クランクシャフト6と一体的に回転して、該クランクシャフト6の回転を滑らかにするための部材である。
The flywheel 8 is a substantially disk-shaped member fixed to the distal end portion of the crank
以下では、図1から図7を用いてクランクシャフト6および挿入部材10・10の詳細構成について説明する。
Below, the detailed structure of the
前述の如く、クランクシャフト6は、主に一対のクランク主軸60a・60b、一本のクランクピン61、一対のクランクアーム62a・62b、一対のカウンターウェイト63a・63bを具備している。
As described above, the
クランク主軸60a・60bはクランクシャフト6の回転の中心軸となる部材であり、それぞれ軸受30a・30bを介してクランクケース3に回転可能に軸支される。なお、クランク主軸60a・60bはその軸線が互いに一直線となるように構成されている。
クランク主軸60aの一端にはクランクアーム62aおよびカウンターウェイト63aが固設され、クランク主軸60bの一端にはクランクアーム62bおよびカウンターウェイト63bが固設される。
The crank
A
クランクアーム62a・62bはクランク主軸60a・60bからオフセットした位置でクランクピン61を支持するための部材である。クランクピン61はクランクシャフト6をコンロッド5に回動可能に枢着するための部材であり、クランクピン61の両端はそれぞれクランクアーム62a・62bの先端部に嵌設される。
カウンターウェイト63a・63bはクランクシャフト6の回転のバランスを良くするために設けられる部材である。
The crank
The
図4に示す如く、軸線方向(クランクシャフト6のクランク主軸60aの長手方向)から見たときのクランクアーム62aとカウンターウェイト63aとを合わせた形状(クランクアーム62bとカウンターウェイト63bとを合わせた形状)は、略円形から二箇所の切り欠き部を形成した略T字型である。
As shown in FIG. 4, the shape of the
図5に示す如く、挿入部材10は主に左胴体部10a、右胴体部10b、連結部10c等を具備しており、カウンターウェイト63aやその他クランクシャフト6の構成部材よりも比重が小さい材質からなる。
As shown in FIG. 5, the
左胴体部10aおよび右胴体部10bは、それぞれ前記クランクアーム62aとカウンターウェイト63aとを合わせた形状におけるクランクアーム62aの左右二箇所(両側)の切り欠き部(より厳密には、該切り欠き部を形成することにより生じた空間)に配置され、該空間を充填するための部材である。連結部10cは左胴体部10aと右胴体部10bとを連結する板状の部材であり、その略中心部には突起10dが形成されている。
The
クランクシャフト6のクランクアーム62aの根元部(すなわち、クランクアーム62aとクランク主軸60aとの接合部)には係合孔6aが形成され、クランクシャフト6のクランクアーム62bの根元部(すなわち、クランクアーム62bとクランク主軸60bとの接合部)には係合孔6bが形成されている。
挿入部材10・10の突起10d・10dはそれぞれ係合孔6a・6b(図1および図2に図示)に係合する。
An
The
このように構成することにより、挿入部材10・10をクランクシャフト6に固定する際の位置決めが容易であり作業性に優れる。また、挿入部材10・10はクランクシャフト6に固定されてクランクシャフト6と一体的に高速回転するが、挿入部材10・10に回転による遠心力が働いた場合でも、クランクシャフト6に対して相対的に位置がずれるのを防止することが可能である。
By comprising in this way, positioning at the time of fixing
図6に示す如く、挿入部材10・10をクランクシャフト6に(より厳密には、右胴体部10aおよび右胴体部10bを前記切り欠き部に)配置した状態でリング状の部材である環状部材64・64を外嵌することにより、挿入部材10・10をクランクシャフト6に固定する。
このとき、図4に示す如く、軸線方向(クランクシャフト6のクランク主軸60aの長手方向)から見たときのクランクアーム62aとカウンターウェイト63aと挿入部材10とを合わせた形状(クランクアーム62bとカウンターウェイト63bと挿入部材10とを合わせた形状)は略円形となる。
As shown in FIG. 6, an annular member that is a ring-shaped member in a state in which the
At this time, as shown in FIG. 4, the shape of the
図4、図5および図6に示す如く、挿入部材10・10の外周面(より厳密には、環状部材64・64と当接する部位)には段差10fが形成され、該段差に環状部材64・64が係止される。同様に、クランクアーム62a・62bおよびカウンターウェイト63a・63bの外周面(より厳密には、環状部材64・64と当接する部位)にも段差が形成され、該段差に環状部材64・64が係止される。
このように構成することにより、環状部材64の軸線方向の位置決めが容易であるとともに、環状部材64・64がクランクシャフト6から脱落することを防止することが可能である。
なお、図7に示す如く、挿入部材10・10、クランクアーム62a・62bおよびカウンターウェイト63a・63bの外周面に段差10fに代えて溝10hを形成し、該溝にバネ用の線材等の弾性材料からなる環状部材64・64またはベルトを外嵌しても略同様の効果を奏する。
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, a
With this configuration, the
As shown in FIG. 7, a
本実施例の挿入部材10の段差10fと軸方向反対側には複数の係止爪10e・10e・10e・10eが外周に沿って形成されている。該係止爪10e・10e・10e・10eは、挿入部材10に外嵌された環状部材64が挿入部材10から脱落するのを防止するためのものである。
すなわち、前記段差10f、クランクアーム62a・62bの段差、およびカウンターウェイト63a・63bの段差は側面視でクランクピン61に近い側が高くなっており、該段差に環状部材64を外嵌する際には係止爪10e・10e・10e・10eはクランク主軸60a・60bに近づく方向に弾性変形し、環状部材64を段差に当接するところまで外嵌すると係止爪10e・10e・10e・10eが元の形状に戻って環状部材64のクランクピン61から遠い方の端部を係止する。
従って、環状部材64は、反クランクピン側(クランクアームを挟んでクランクピンの反対側)からのみ外嵌可能な構成となっている。
A plurality of locking
That is, the
Accordingly, the
このように構成することにより、ボルト等の部品点数を増加させることなくワンタッチで環状部材64の軸線方向の位置決めおよび固定が可能であるとともに、環状部材64・64がクランクシャフト6から脱落することを防止することが可能である。なお、係止爪の形状および個数は限定されず、環状部材64を係止可能であれば良い。
また、クランクアーム62a・62bにクランクピン61を取り付けた後でも挿入部材10・10および環状部材64・64の取付作業を行うことが可能であり、作業性に優れる。例えば、エンジン1に要求される仕様(出力)に応じて挿入部材10・10をクランクシャフト6に取り付けるか否かを選択することも可能である。さらに、挿入部材を一個だけ取り付けるという選択も可能であり、エンジン1の出力等を調整することも可能である。
また、本実施例の如く、挿入部材10の突起10dをクランクピン側からクランクシャフト6に係合させている場合には、挿入部材10の軸線方向の厚さを一対のカウンターウェイト63a・63bの間隔(図1中のW)よりも小さくすることにより、クランクアーム62a・62bにクランクピン61を取り付けた後でも挿入部材10・10および環状部材64・64の取付作業を行うことが可能であり、作業性に優れる。
With this configuration, the
Further, even after the
Further, when the
本実施例の挿入部材10の場合、連結部10cを鉄板等で構成し、該連結部10cを金型にインサートして残りの部位をアルミダイキャストで成型した場合と、挿入部材10を全てアルミダイキャストで一体的に成型した場合とを比較すると、どちらも強度的に十分であったことから、挿入部材10は各部位毎に形成して組み立てても良いが、部品点数の削減、組立工数の削減の観点から見て一体的に形成することが好ましい。
In the case of the
さらに、本実施例の挿入部材10の左胴体部10aおよび右胴体部10bには、クランクシャフト6の軸線方向に貫通する貫通孔10g・10gが形成されている。一方、クランクシャフト6を軸支する軸受30a・30bがクランクケース3に嵌装されている部位において、クランクケース3に凹部3dが形成されている。
このように構成することにより、簡単な加工で貫通孔10g・10gを通じて潤滑油が軸受30a・30bに供給され、軸受30a・30bの耐久性が向上する。
Further, through
With this configuration, the lubricating oil is supplied to the
以上の如く、本発明の2サイクルエンジンの実施の一形態であるエンジン1は、クランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジンであって、
クランクケース3に回転可能に軸支されるクランクシャフト6は、少なくとも一対のクランク主軸60a・60bと、一本のクランクピン61と、少なくとも一対のクランクアーム62a・62bと、少なくとも一対のカウンターウェイト63a・63bとを具備し、
クランクシャフト6の軸線方向から見たときのクランクアーム62a(62b)とカウンターウェイト63a(63b)とを合わせた形状は、略円形から二箇所の切り欠き部を形成した略T字型とし、
カウンターウェイト63a・63bよりも比重が小さい材質からなる挿入部材10・10を、環状部材64・64を外嵌することにより前記切り欠き部に固定したものである。
このように構成することにより、機関重量の増大を抑えつつ、安価かつ簡便にクランク室の容積を小さくし、クランク室圧縮比を大きくして出力を向上することが可能である。
また、クランク室圧縮比を大きくすることにより、クランク室3cから掃気経路11a・11bを経て燃焼室2aに供給される混合気の気流が強くなり、混合気が排出ガスに混入する量を低減し、燃費が向上するとともに排出ガスに含まれるHC(炭化水素)の量を低減させることが可能である。
As described above, the engine 1 which is an embodiment of the two-cycle engine of the present invention is a crankcase compression scavenging type two-cycle engine,
The
The shape of the
The
With this configuration, it is possible to reduce the volume of the crank chamber and reduce the volume of the crank chamber and increase the crank chamber compression ratio and improve the output while suppressing an increase in the engine weight.
Further, by increasing the crank chamber compression ratio, the air flow of the air-fuel mixture supplied from the
以下では、図8から図13を用いて掃気経路11a・11bの詳細構成について説明する。なお、本実施例では掃気経路が二箇所形成されているが、一箇所でも、三箇所以上でも良く、限定されない。
前述の如く、本実施例のエンジン1における掃気経路11a・11bは、ピストン4が往復運動する内部空間2bのシリンダ面(ピストン4が当接する面)に形成された溝21a・21bと隔壁部材22・23とで形成される。
溝21a・21bの長手方向はピストン4の運動方向(上下方向)と略一致し、溝21a・21bの下端部はシリンダブロック2の下端面まで達し、溝21a・21bの上端部はピストン4が下死点付近に位置するときにピストン4の上面より上方となる位置まで達している。
隔壁部材22・23は、溝21a・21bの上端部と下端部をシリンダブロック2の内部空間2bと連通させ、溝21a・21bの中途部と内部空間2bとを隔てて掃気経路11a・11bを形成する隔壁となる部材である。
Hereinafter, the detailed configuration of the scavenging
As described above, the scavenging
The longitudinal direction of the
The
以下では、隔壁部材22・23の詳細構成について説明する。なお、本実施例の隔壁部材22・23は左右対称に構成されていることから隔壁部材22の詳細構成についてのみ説明し、隔壁部材23については説明を省略する。
Below, the detailed structure of the
図11および図12に示す如く、隔壁部材22は平面視略コの字型の部材であり、主に隔壁部22a、側壁部22b、側壁部22c、係止部22d、係止部22e、連通孔22f等で構成される。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
隔壁部22aは溝21aに隔壁部材22を設けたときに溝21aの中途部と内部空間2bとを隔てる略長方形の部材である。
側壁部22bおよび側壁部22cは隔壁部22aの左右端部から延設される略長方形の板状の部材であり、溝21aに隔壁部材22を設けたときに溝21aの壁面と当接して隔壁部材22を支持する。そして、隔壁部22aと側壁部22bと側壁部22cを合わせた形状は、平面視略コの字型の樋状となっている。
The
The
このように構成することは、以下の利点がある。
第一に、隔壁部材22により内部空間2bに形成された溝21aの中途部を確実に隔てて掃気経路11aを形成することが可能であり、クランク室3cから掃気経路11aを経て燃焼室2aに送りこまれる混合気の気流(掃気流)が安定する。従って、2サイクルエンジンの出力および燃費が向上し、排気ガス中のHC(炭化水素)の低減が可能である。
第二に、隔壁部材22をシリンダブロック2と別体とすることにより、隔壁部材22を形成する際の寸法精度のばらつきを抑えることが容易であり、エンジン1の個体間の出力特性のばらつきを抑えることが可能である。また、隔壁部材22の厚さや形状を変更するだけで容易に掃気経路11aの形状を変更し、エンジンの出力特性等を仕様等に応じて変更または調整することが可能である。
第三に、シリンダブロック2を鋳造する際に高価な可動式の鋳型や中子を用いる必要がないので、組立工数を削減し、組立時の作業性が向上することが可能であり、2サイクルエンジンを安価に製造可能である。
第四に、側壁部22b・22cにより、隔壁部材22を溝21aに対して所望の位置および姿勢で精度良く固定することが可能であり、掃気経路11aを精度良く形成することが可能である。
This configuration has the following advantages.
First, the scavenging
Secondly, by separating the
Third, since it is not necessary to use an expensive movable mold or core when casting the
Fourthly, the
隔壁部材22は鋳造、削り出し、板材の曲げ加工等の方法により形成することが可能であるが、前記側壁部22bと側壁部22cとが略平行、または開放端に向かって開いている場合には、板状の部材(鉄板等)を絞り成型により屈曲して形成することが可能である。
このように構成することにより、隔壁部材22を安価に製造可能である。
The
By comprising in this way, the
係止部22dおよび係止部22eは、それぞれ側壁部22bおよび側壁部22cの下端部を90度折り曲げて形成されるか、または溶接固定等により水平状に設けられる。係止部22dおよび係止部22eはシリンダブロック2の下端面(すなわち、クランクケース3との接合面)に溝21a・21bに連続して形成された凹部2c・2cに係合することにより、隔壁部材22を係止する。
このように構成することにより、隔壁部材22をシリンダブロック2に対して位置決めしてボルト等を用いることなく溝21aに固定することが可能であり、部品点数および組立工数の削減が可能である。
The locking
With this configuration, the
連通孔22fは隔壁部材22の隔壁部22aの上端部に設けられる孔であり、溝21aの上端部と内部空間2bとを連通させる掃気ポートとしての機能を果たす。
このように構成することにより、掃気ポート(掃気経路と燃焼室との連通させる孔)の形状を変更して、2サイクルエンジンの出力特性等を容易に変更および調整することが可能である。
なお、連通孔22fは図12に示す如き切り欠き(あるいはスリット)でも、図13の別実施例の如き丸孔でも良い。また孔の形状および個数についても限定されず、所望の2サイクルエンジンの出力特性等に応じて適宜選択可能である。
The
With this configuration, it is possible to easily change and adjust the output characteristics and the like of the two-cycle engine by changing the shape of the scavenging port (the hole communicating with the scavenging path and the combustion chamber).
The
本実施例の場合、溝21aと内部空間2bのシリンダ面との境界部分に隔壁部材22を支持するための突起24が設けられている。
このように構成することにより、隔壁部材22の隔壁部22aは突起24に当接して支持されるので、内部空間2b側に倒れ込むことがなく、隔壁部材22の姿勢を確実に保持することが可能である。
In the case of the present embodiment, a protrusion 24 for supporting the
By configuring in this way, the
なお、本実施例の隔壁部材22・23は平面視略コの字型であったがこれに限定されず、所望の出力特性等に応じて平面視半円型や平面視瓦型等、別の形状としても良い。
In addition, although the
1 エンジン
2 シリンダブロック
2b 内部空間
3 クランクケース
4 ピストン
21a・21b 溝
22・23 隔壁部材
1
Claims (6)
シリンダブロックの内部にピストンが往復運動する内部空間を形成するとともに、該内部空間のシリンダ面に軸心と平行に溝を形成し、該溝に隔壁部材を設けて掃気経路を形成したことを特徴とする2サイクルエンジン。 In a crankcase compression scavenging type two-cycle engine,
An internal space in which the piston reciprocates is formed inside the cylinder block, a groove is formed in the cylinder surface of the internal space in parallel with the axis, and a partition member is provided in the groove to form a scavenging path. 2-cycle engine.
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