JP2005180191A - 二サイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダ２への掃気ポート７又はシリンダからの排気ポートにおける前記シリンダ内への開口部を、前記シリンダ内を往復動するピストン６によって開閉するように構成して成る二サイクル内燃機関において、潤滑油の消費量及び磨耗の低減を図る。
【解決手段】 前記掃気ポート７又は排気ポートにおけるシリンダ２の内壁面への開口部を、シリンダの軸線方向２ａから見て、前記ピストン６の外周面のうちそのピストンピン１２の軸線方向の左右両側における領域部分６ａ，６ｂに対応する部分に配設する一方、前記ピストンの外周面のうち前記掃気ポート又は排気ポートの開口部に対応する部分と、前記シリンダの内壁面との間に、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピン１２の軸線を挟んで左右両側における領域部分６ｃ，６ｄと前記シリンダの内壁面との間における潤滑油が押し出されるようにしたオイル溜空間１３を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、二サイクルの内燃機関に関するものである。

一般に、二サイクルの内燃機関には、従来から良く知られているように、シリンダ内における掃気を、その内側面に開口する掃気ポートからシリンダの頂部における排気ポートに向かう掃気流にて行うようにしたいわゆるユニフロー型と、シリンダ内における掃気を、その内側面に開口する掃気ポートからシリンダ内の頂部に向かったのち同じくシリンダの内側面に開口する排気ポートに向かって流れる掃気流にて行うようにしたループ又は横断流型とが存在し、前者では、シリンダの内側面に開口する掃気ポートを、ピストンが下死点近傍に来たときにおいて開くという構成であり、後者では、シリンダの内側面に開口する掃気ポート及び排気ポートの両方を、ピストンが下死点近傍に来たときにおいて開くという構成である。

従って、この種のニサイクル内燃機関においては、前記ピストンを、その頂面端から末端までの全体をその外周面に凹みのない円筒形にする一方、このピストンにおける外周面のうち頂面端の部分には、シリンダの内壁面に密接する上部ピストンリングを、末端の部分には、同じくシリンダの内壁面に密接する下部ピストンリングを各々設けるという構成にしている。

この場合、従来の二サイクル内燃機関においては、例えば、特許文献１に記載されているように、シリンダ内に対する前記掃気ポート（ユニフロー型の場合）、又は前記掃気ポート及び排気ポート（ループ又は横断流型の場合）を、シリンダの内壁面のうち、当該シリンダの軸線方向から見て、前記ピストンにおけるピストンピンを挟んで左右両側における領域部分に対応する部分に開口するという構成にしている。
実開平５−６１４４０号公報

しかし、このような構成であると、シリンダにおける内壁面のうち前記掃気ポート、又は前記掃気ポート及び排気ポートが開口する部分には、ピストンの外周面のうちピストンピンを挟んで左右両側における領域部分（この左右両側における領域部分のうち一方の領域部分を、スラスト部分と称し、このスラスト部分と反対側の他方の領域部分を、反スラスト部分と称する）が、爆発行程のときにおける爆発力及び圧縮行程における圧縮圧力による大きいスラスト力にて強く押し付けられることになる。

この場合、前記ピストンの外周面のうち前記上部ピストンリングと前記下部ピストンリングとの間の部分には、これらピストンリングにてシリンダの内壁面から掻き落とされた可成りの量の潤滑油が存在しており、この潤滑油の一部が、前記ピストンの外周面のうちピストンピンを挟んで左右両側における領域部分がシリンダ内壁面に対して大きいスラスト力にて強く押し付られることにより、前記掃気ポート又は前記掃気ポート及び排気ポート側に押し出されることになる。

つまり、従来の構成であると、シリンダの内壁面に対する潤滑油のうち前記掃気ポート又は前記掃気ポート及び排気ポート側に押し出される潤滑油が多くなるから、潤滑油の消費量が増大するばかりか、シリンダの内壁面に潤滑油不足が発生するおそれが大きいという問題があった。

しかも、従来の二サイクル内燃機関においては、シリンダの内壁面のうち前記掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートが開口している部分に対して、ピストンの外周面のうちピストンピンを挟んで左右両側における領域部分が大きいスラスト力にて押し付けられることにより、前記掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートが開口する部分におけるシリンダ内壁面、及び、ピストンの各ピストンリングの磨耗が大きいという問題もあった。

本発明は、これらの問題を解消した二サイクル内燃機関を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するための本発明の請求項１は、
「シリンダへの掃気ポート又はシリンダからの排気ポートにおける前記シリンダ内への開口部を、前記シリンダ内を往復動するピストンによって開閉するように構成して成る二サイクル内燃機関において、
前記掃気ポート又は排気ポートにおけるシリンダの内壁面への開口部を、シリンダの軸線方向から見て、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピンの軸線方向の左右両側における領域部分に対応する部分に配設する一方、前記ピストンの外周面のうち前記掃気ポート又は排気ポートの開口部に対応する部分と、前記シリンダの内壁面との間に、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピンの軸線を挟んで左右両側における領域部分と前記シリンダの内壁面との間における潤滑油が押し出されるようにしたオイル溜空間を形成した。」ことを特徴としている。

また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記オイル溜空間が、前記ピストンにおける外周面のうちそのピストンピンの軸線方向の左右両側における領域部分を凹ませた形態である。」
ことを特徴としている。

前記掃気ポート又は排気ポートにおけるシリンダの内壁面への開口部を、シリンダの軸線方向から見て、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピンの軸線方向の左右両側における領域部分に対応する部分に配設することにより、前記ピストンの外周面のうちピストンピンの軸線を挟んで左右両側における領域部分は、前記シリンダの内壁面のうち前記掃気ポート又は排気ポートが開口していない部分に対して大きなスラスト力にて押圧され、前記シリンダの内壁面のうち前記掃気ポート又は排気ポートが開口する部分に対してピストンが大きなスラスト力にて押圧されることを回避できるから、前記シリンダの内壁面のうち前記掃気ポート又は排気ポートが開口する部分、及び前記ピストンにおける各ピストンリングの磨耗を大幅に低減できる。

しかも、前記した構成に加えて、前記ピストンにおける外周面のうち前記掃気ポート又は排気ポートの開口部に対応する部分と、前記シリンダの内壁面との間に、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピンの軸線を挟んで左右両側における領域部分と前記シリンダの内壁面との間における潤滑油が押し出されるようにしたオイル溜空間を形成したことにより、前記ピストンの外周面のうちピストンピンの軸線を挟んで左右両側における領域部分が、シリンダの内壁面に対して強く押し付けられたとき、この間における潤滑油は、前記オイル溜空間に向かって押し出され、このオイル溜空間内に圧力が低くなった状態で溜められることになるから、潤滑油が、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピンの軸線を挟んで左右両側における領域部分の強い押圧にて前記掃気ポート又は排気ポート側に押し出されることを確実に回避することができて、潤滑油の消費量を大幅に低減できる。

また、請求項２に記載した構成にすることにより、前記オイル溜空間を設けることが、前記ピストンの外周面に対する加工によって、至極簡単に達成できるとともに、シリンダの内壁面に対するピストンの外周面の接触面積が、前記オイル溜空間の存在によって小さくなるから、ピストンが往復動するときにおけるメカロスを低減できる利点がある。

以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１及び図２は、第１の実施の形態を示す。

この図１及び図２は、ユニフロー型の二サイクル内燃機関に適用した場合である。

この図において、符号１は、シリンダ２を備えたシリンダブロックを、符号３は、前記シリンダブロック１の上面に前記シリンダ２の頂部を塞ぐように締結したシリンダヘッドを各々示し、前記シリンダブロック１におけるシリンダ２内には、その下部におけるクランク軸４にコンロッド５を介して連動して往復動するピストン６が設けられている。

前記シリンダブロック１には、前記シリンダ２内に圧縮された吸気を導入するための複数個の掃気ポート７が設けられ、この各掃気ポート７のシリンダ２内への開口部は、前記ピストン６がその下死点付近まで下降動したときにおいて開くように構成されている。

また、前記シリンダヘッド３には、前記ピストン６が上昇動するときにおいて開く排気弁８を備えた排気ポート９が設けられている。

更にまた、前記ピストン６における外周面のうち頂面端の部分には、前記シリンダ２の内壁面に密接する少なくとも一本の上部ピストンリング１０を、末端の部分には、同じく前記シリンダ２の内壁面に密接する少なくとも一本の下部ピストンリング１１を各々備えている。

この場合、前記ピストン６における下部ピストンリング１１は、ピストン６が上死点にまで上昇動したときにおいて、前記各掃気ポート７よりも下側に位置することにより、各掃気ポート７がシリンダ２の下部のクランク室に連通することをこの下部ピストンリング１１にて阻止するように構成している。

そして、前記各掃気ポート７の前記シリンダ２内への開口部を、前記シリンダ２における軸線２ａの方向から見た図２において、当該シリンダ２における内壁面のうち、前記ピストン６の外周面のうち当該ピストン６におけるピストンピン１２（このピストンピン１２は、シリンダ２における軸線２ａの方向から見て、前記クランク軸４と平行）の軸線方向の左右両側における領域部分６ａ，６ｂに対応する部分、つまり、前記ピストン６における外周面のうち前記ピストンピン１２の軸線を挟んで左右両側における領域部分６ｃ，６ｄ（スラスト部分及び反スラスト部分）に対応しない部分に配設する。

この場合において、前記各掃気ポート７のシリンダ２内への開口部は、当該各掃気ポート７からの掃気流がシリンダ２内において旋回するように接線方向に向いている。

一方、前記ピストン６における外周面のうち、前記上部ピストンリング１０と前記下部ピストンリング１１との間で、且つ、前記ピストンピン１２の軸線方向の左右両側における領域部分６ａ，６ｂを、部分的に凹ませることによって、この部分に、前記シリンダ２の内壁面との間に、前記ピストン６の外周面のうち前記ピストンピン１２の軸線を挟んで左右両側における領域部分６ｃ，６ｄとシリンダ２の内壁面との間における潤滑油が押し出されるようにしたオイル溜空間１３、当該オイル溜空間１３内に前記各掃気ポート７の一部がのぞむように形成する。

この構成において、前記ピストン６の外周面のうちピストンピン１２の軸線を挟んで左右両側における領域部分６ｃ，６ｄ（スラスト部分及び反スラスト部分）は、前記シリンダ２の内壁面のうち前記掃気ポート７が開口していない部分に対して大きなスラスト力にて押圧されることにより、前記シリンダ２の内壁面のうち前記掃気ポート７が開口する部分に対してピストン２が大きなスラスト力にて押圧されることを確実に回避できる。

また、前記ピストン６の外周面のうちピストンピン１２の軸線を挟んで左右両側における領域部分６ｃ，６ｄ（スラスト部分及び反スラスト部分）が、シリンダ２の内壁面に対して強く押し付けられたとき、この間における潤滑油は、前記オイル溜空間１３に向かって押し出され、このオイル溜空間１３内に圧力が低くなった状態で溜められることにより、潤滑油が、前記ピストン６の外周面のうちピストンピン１２の軸線を挟んで左右両側における領域部分６ｃ，６ｄ（スラスト部分及び反スラスト部分）の強い押圧にて前記掃気ポート７に押し出されることを確実に回避できる。

図３は、第２の実施の形態を示す。

この第２の実施の形態は、前記オイル溜空間１３を、ピストン６における軸線方向に延びる二本の縦溝１３ａ，１３ｂと、この両縦溝１３ａ，１３ｂの上端間を連通するように上部ピストンリング１０の下側に沿って延びる上部横溝１３ｃと、前記両縦溝１３ａ，１３ｂの下端間を連通するように下部ピストンリング１１の上側に沿って延びる下部横溝１３ｄとで構成したものであり、このように構成しても、前記と同じ効果を得ることができる。

なお、前記した実施の形態は、前記ピストンにおける外周面の一部を凹ませるか、或いは、ピストンにおける外周面の一部に溝を設けることによって、オイル溜空間を形成する場合であったが、本発明は、これに限らず、その他の手段によって、ピストンの外周面とシリンダの内壁面との間にオイル溜空間を形成するようにしても良いことはいうまでもない。

また、前記ピストン６の外周面のうちそのピストンピン１２の軸線方向の左右両側における領域部分６ａ，６ｂを、シンリダ２における軸線２ａの方向から見て、θ１＝１２０〜１５０度に設定する一方、前記ピストン６の外周面のうちそのピストンピン１２を挟んで左右両側における領域部分６ｃ，６ｄを、シンリダ２における軸線２ａの方向から見て、θ２＝６０〜３０度に設定することが好ましい。

本発明は、前記したユニフロー型の二サイクル内燃機関に限らず、シリンダの頂部における排気弁付き排気ポートを廃止し、シリンダに対して、掃気ポートと排気ポートとを対向するように設けて成るループ又は横断流型の二サイクル内燃機関についても同様に適用することができる。

但し、この横断流型二サイクル内燃機関の場合には、シリンダの内壁面のうち、シリンダの軸線方向から見て、ピストンにおけるピストンピンの軸線方向の一端に対応する部分に、前記掃気ポートを、ピストンにおけるピストンピンの軸線方向の他端に対応する部分に、前記排気ポートを各々配設する一方、前記ピストンにおける外周面のうち、ピストンピンの軸線方向の一端に対応する部分と、ピストンピンの軸線方向の他端に対応する部分との両方に、前記したオイル溜空間を形成するという構成にする。

第１の実施の形態を示す縦断正面図である。 図１のII−II視拡大断面図である。 第２の実施の形態を示す縦断正面図である。 図３のIV−IV視拡大断面図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
２ シリンダ
２ａ シリンダの軸線
３ シリンダヘッド
４ クランク軸
６ ピストン
６ａ，６ｂ ピストンの外周面のうちピストンピンの軸線方向の左右両側の領域部分
６ｃ，６ｄ ピストンの外周面のうちピストンピンの軸線を挟んで左右両側の領域部分 ７ 掃気ポート
８ 排気弁
９ 排気ポート
１０，１１ ピストンリング
１２ ピストンピン
１３ オイル溜空間

Claims (2)

1. シリンダへの掃気ポート又はシリンダからの排気ポートにおける前記シリンダ内への開口部を、前記シリンダ内を往復動するピストンによって開閉するように構成して成る二サイクル内燃機関において、
   前記掃気ポート又は排気ポートにおけるシリンダの内壁面への開口部を、シリンダの軸線方向から見て、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピンの軸線方向の左右両側における領域部分に対応する部分に配設する一方、前記ピストンの外周面のうち前記掃気ポート又は排気ポートの開口部に対応する部分と、前記シリンダの内壁面との間に、前記ピストンの外周面のうちそのピストンピンの軸線を挟んで左右両側における領域部分と前記シリンダの内壁面との間における潤滑油が押し出されるようにしたオイル溜空間を形成したことを特徴とする二サイクル内燃機関。
2. 前記請求項１の記載において、前記オイル溜空間が、前記ピストンにおける外周面のうちそのピストンピンの軸線方向の左右両側における領域部分を凹ませた形態であることを特徴とする二サイクル内燃機関。

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