JP2007056834A - ニサイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダ内への掃気ポート又はシリンダ内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，前記シリンダ内におけるピストンの往復動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から押し出される潤滑油を少なくして，潤滑油消費量の低減と，排気ガスの改善とを図る。
【解決手段】 前記ピストン６における外周面のうち，下部ピストンリング６ｂとピストンピン７との間で，且つ，前記掃気ポート８又は排気ポートにおける開口部に該当する領域の部分に，潤滑油ガイド溝１１を，ピストンの円周方向に延びるように設けて，この潤滑油ガイド溝のうちピストンの円周方向に延びる二つの内面縁１１ａ，１１ｂのうちいずれか一方又は両方を，前記ピストンピンの軸線方向から見てピストンの軸線に対して，前記潤滑油ガイド溝におけるピストンの軸線方向の幅寸法がピストンの円周方向に次第に広がるように傾斜する。
【選択図】 図１

Description

本発明は，ニサイクルの内燃機関に係り，特に，潤滑油消費量の低減と排気ガスの改善とを図るようにしたニサイクル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，例えば，特許文献１等に記載されているように，ピストンが往復動するシリンダ内における掃気を，その内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，例えば，特許文献２等に記載されているように，ピストンが往復動するシリンダ内における掃気を，その内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いわゆるループ又は横断流型とが存在し，前者のユニフロー型では，前記シリンダの内側面に開口する一つの又は複数個の掃気ポートを，ピストンが下死点に来たときにおいて全開に開くという構成であり，後者のループ又は横断流型では，前記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，ピストンが下死点に来たときにおいて略同時に全開に開くという構成である。
特開平４−２１９４１８号公報 特開平７−４２５０号公報

つまり，二サイクルの内燃機関においては，ユニフロー型の場合，及び，ループ又は横断流型の場合のいずれにおいても，シリンダの内側面に開口する掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートを，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という構成であることにより，前記シリンダの内面にピストンを潤滑するために供給した潤滑油の一部が，前記ピストンが往復動する度ごとに前記掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートに押し出されることになるから，潤滑油の消費量が多いばかりか，排気ガスの悪化を招来するという問題があった。

また，前記シリンダの内面における潤滑油が前記掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートに押し出されることにより，この分だけ，前記シリンダの内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ない領域の部分（具体的には，シリンダの軸線方向から見て，前記掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートをシリンダの内面のうち前記ピストンピンにおける軸線方向の領域の部分に配設したときには，前記シリンダの内面のうち前記ピストンピンを挟んで左右両側の領域の部分，又は，前記掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートをシリンダの内面のうち前記ピストンピンを挟んで左右両側の領域の部分に配設したときには，前記シリンダの内面のうち前記ピストンピンにおける軸線方向の領域の部分）における潤滑油が不足気味になるという問題もあった。

本発明は，これらの問題を解消できるようにしたニ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，
「シリンダ内への掃気ポート又はシリンダ内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，前記シリンダ内におけるピストンの往復動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，
前記ピストンにおける外周面のうち，当該ピストンの下端における下部ピストンリングと当該ピストンにおけるピストンピンとの間で，且つ，前記掃気ポート又は排気ポートにおける開口部に該当する領域の部分に，潤滑油ガイド溝を，前記開口部からピストンの円周方向に延びるように設けて，この潤滑油ガイド溝のうちピストンの円周方向に延びる二つの内面縁のうちいずれか一方又は両方を，前記ピストンピンの軸線方向から見てピストンの軸線に対して，前記潤滑油ガイド溝におけるピストンの軸線方向の幅寸法がピストンの円周方向に次第に広がるように傾斜する。」
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，前記潤滑油ガイド溝における傾斜する内面縁を，前記掃気ポート又は排気ポートにおける開口部の部分又はその付近を頂点として左右に互いに逆向きに傾斜する山形にする。」
ことを特徴としている。

更にまた，本発明の請求項３は，
「前記請求項２の記載において，前記掃気ポート又は排気ポートにおけるシリンダ内への開口部を，シリンダの軸線方向から見て，前記ピストンピンにおける軸線方向の領域の部分に配設する一方，前記潤滑油ガイド溝を，前記ピストンにおける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の部分にまで延長する。」
ことを特徴としている。

前記請求項１に記載した構成において，シリンダの内面に供給された潤滑油のうち，掃気ポート又は排気ポートの開口部の付近における潤滑油は，ピストンが往復動するときにおいて，その外周面に設けた潤滑油ガイド溝のうち傾斜する内側縁による潤滑油の掻き寄せる作用によって，前記掃気ポート又は排気ポートにおける開口部の付近の領域からピストンの円周方向に沿ってこれ以外の領域に除かれることになる。

これにより，前記掃気ポート又は排気ポートにおける開口部の付近の領域における潤滑油は少なくなるから，当然のことながら，前記掃気ポート又は排気ポートに押し出される潤滑油も少なくなって，潤滑油の消費量を大幅に低減できるとともに，排気ガスを改善できる。

この場合において，前記請求項２に記載した構成にすることにより，掃気ポート又は排気ポートの開口部の付近における潤滑油を，山形に傾斜する内側縁による潤滑油の掻き寄せる作用によって，当該掃気ポート又は排気ポートにおける開口部の付近の領域から左右両側に振り分けるように除くことができて，前記掃気ポート又は排気ポートにおける開口部の付近の領域における潤滑油をより少なくできるから，前記した効果をより助長することができる。

また，前記請求項３に記載したように，前記掃気ポート又は排気ポートにおけるシリンダ内への開口部を，シリンダの軸線方向から見て，前記ピストンピンにおける軸線方向の領域の部分に配設すると，ピストンは，爆発行程及び圧縮行程において，前記シリンダにおける内面のうら前記ピストンピンにおける左右両側の領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）に対して強く押圧されることになる。

そこで，前記潤滑油ガイド溝を，前記ピストンにおける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の部分にまで延長するという構成にすることにより，前記シリンダ内面のうち掃気ポート又は排気ポートにおける開口部の付近の領域における潤滑油を掻き寄て，前記シリンダの内面のうち爆発行程及び圧縮行程においてピストンが強く押圧される領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）に供給することができるから，前記シリンダ内面のうち爆発行程及び圧縮行程においてピストンが強く押圧される領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）が潤滑油不足になることを同時に解消できる。

以下，本発明の実施の形態を，ユニフロー型の二サイクル内燃機関に適用した場合の図面について説明する。

図１〜図４は，第１の実施の形態を示す。

この図１〜図４において，符号１は，シリンダ２を備え，且つ，下部にクランク軸３を軸支して成るシリンダブロックを，符号４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す。

前記シリンダブロック１におけるシリンダ２内には，前記クランク軸３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。

このピストン６における外周面には，その上端に上部ピストンリング６ａが下端に下部ピストンリング６ｂが各々設けられ，且つ，このピストン６は，前記コンロッド５の上端に対して，軸線を前記クランク軸３と平行にしたピストンピン７にて連結されている。

前記シリンダブロック１には，前記シリンダ２における高さ方向の略中間の部位に，図示しない圧縮機等にて圧縮された吸気を導入するための複数個の掃気ポート８が設けられ，この各掃気ポート８のシリンダ２内への開口部は，前記ピストン５が下死点付近にまで下降動したときに，シリンダ２内に対して全開に開くように構成されている。

一方，前記シリンダヘッド４には，前記ピストン５における往復動のうち下死点付近において開く排気弁９を備えた排気ポート１０が設けられている。

また，前記掃気ポート８は，シリンダ２における軸線２ａの方向より見た図３及び図４において，前記ピストン５におけるピストンピン７の軸線７ａの方向の両端の領域の部分に配設されており，且つ，これら各掃気ポート８は，当該掃気ポート８からの掃気流がシリンダ２内においてその軸線回りに旋回するように構成されている。

そして，前記ピストン６における外周面のうち，当該ピストン６の下端における下部ピストンリング６ｂと当該ピストン６におけるピストンピン７との間で，且つ，前記掃気ポート８における開口部に該当する領域の部分に，潤滑油ガイド溝１１を，ピストンの円周方向に延びるように設ける（但し，図面は，全周にわたって延びように構成した場合を示している）。

この潤滑油ガイド溝１１においてピストン６の円周方向に延びる二つの内側縁１１ａ，１１ｂのうち上側の内側縁１１ａを，前記掃気ポート８における開口部の部分又はその付近を頂点として左右に互いに逆向きに斜め上向きに傾斜する下向きの山形に形成する。但し，本実施の形態においては，前記ピストンピン７における軸線７ａの方向より見た図１において，シリンダ２における軸線２ａ，つまり，ピストン６における軸線２ａ上の点１１ａ′又はこの付近を頂点として左右に互いに逆向きに斜め上向きに傾斜する下向きの山形に形成する。

この構成において，前記シリンダ２内におけるピストン６が往復動するとき，前記シリンダ２の内面における潤滑油を，前記ピストン６の潤滑油ガイド溝１１における上側の内側縁１１ａ及び下側の内側縁１１ｂにより前記潤滑油ガイド溝１１内に掻き寄せることになる。

この場合，前記潤滑油ガイド溝１１における上側の内側縁１１ａを，前記ピストンピン７における軸線７ａの方向より見た図１において，前記掃気ポート８における開口部の部分又はその付近，本実施の形態においては，シリンダ２における軸線２ａ，つまり，ピストン６における軸線２ａ上の点１１ａ′又はこの付近を頂点として左右に互いに逆向きに斜め上向きに傾斜する下向きの山形に形成したことより，前記潤滑油ガイド溝１１内に掻き寄せられる潤滑油は，前記ピストン６が矢印Ａ１で示すように上昇動するとき，前記下向きの山形に傾斜する上側の内側縁１１ａによって，図１に点線矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように，前記各掃気ポート８における開口部の付近の領域からこれ以外の領域に移行されることになる。

これにより，シリンダ２の内面のうち前記各掃気ポート８の開口部の付近における潤滑油を，前記したように下向き山形に傾斜する内側縁１１ａによる潤滑油の掻き寄せる作用によって，前記各掃気ポート８における開口部の付近の領域から左右両側に振り分けるように除くことができるから，前記各掃気ポート８における開口部の付近の領域における潤滑油を少なくすることができる。

ところで，前記ピストン６は，爆発行程及び圧縮行程において，前記シリンダ２における内面のうち前記ピストンピン７における左右両側の領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）に対して強く押圧されることになる。

前記第１の実施の形態においては，前記潤滑油ガイド溝１１を，ピストン６の全周にわたって設けるというように，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７における左右両側の領域の部分にまで延びるように構成していることにより，前記潤滑油ガイド溝１１内に掻き寄せた潤滑油を，前記シリンダ２の内面のうち前記ピストン６が爆発行程及び圧縮行程において強く押圧される領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）に供給できて，この領域の部分における潤滑に利用することができる。

特に，前記潤滑油ガイド溝１１を，ピストン６の全周にわたって設けるという構成にした場合には，この潤滑油ガイド溝１１における上側の内側縁１１ａのうち前記ピストンピン７を挟んで左右両側における領域の部分を，図２に示すように，上向きに凹ませた形態に構成することにより，この凹ませた部分に，点線矢印Ｂ１，Ｂ２の方向に流れる潤滑油を集めることができるから，前記シリンダ２の内面のうち前記ピストン６が爆発行程及び圧縮行程において強く押圧される領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）における潤滑を促進することができる。

次に，図５及び図６は，第２の実施の形態を示す。

この第２の実施の形態は，前記潤滑油ガイド溝１１においてピストン６の円周方向に延びる二つの内側縁１１ａ，１１ｂのうち下側の内側縁１１ｂを，前記ピストンピン７における軸線７ａの方向より見た図５において，前記掃気ポート８における開口部の部分又はその付近，本実施の形態においては，シリンダ２における軸線２ａ，つまり，ピストン６における軸線２ａ上の点１１ｂ′又はこの付近を頂点として左右に互いに逆向きに斜め下向きに傾斜する上向きの山形に形成したものであり，その他の構成は，前記第１の実施の形態と同様である。

この第２の実施の形態によると，ピストン６が往復動するときにおいてその外周面における潤滑油ガイド溝１１内に掻き寄せた潤滑油を，前記ピストン６が，図５に矢印Ａ２で示すように上昇動するときにおいて，前記上向きの山形に傾斜する下側の内側縁１１ｂによって，図５に点線矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように，前記各掃気ポート８における開口部の付近の領域からこれに以外の領域に移行することができるから，前記シリンダ２の内面のうち前記各掃気ポート８の開口部の付近における潤滑油を少なくすることができる。

一方，前記潤滑油ガイド溝１１は，これをピストン６の全周にわたって設けるというように，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７における左右両側の領域の部分にまで延びていることにより，前記潤滑油ガイド溝１１内に掻き寄せた潤滑油を，前記シリンダ２の内面のうち前記ピストン６が爆発行程及び圧縮行程において強く押圧される領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）に供給できる。

この第２の実施の形態においても，前記第１の実施の形態と同様に，前記潤滑油ガイド溝１１を，ピストン６の全周にわたって設けて，この潤滑油ガイド溝１１における下側の内側縁１１ｂのうち前記ピストンピン７を挟んで左右両側における領域の部分を，図６に示すように，下向きに凹ませた形態に構成することにより，この凹ませた部分に，点線矢印Ｂ１，Ｂ２の方向に流れる潤滑油を集めることができるから，前記シリンダ２の内面のうち前記ピストン６が爆発行程及び圧縮行程において強く押圧される領域の部分（スラスト部及び反スラスト部）における潤滑を促進することができる。

次に，図７は，第３の実施の形態を示す。

この第３の実施の形態は，前記潤滑油ガイド溝１１においてピストン６の円周方向に延びる二つの内側縁１１ａ，１１ｂのうち上側の内側縁１１ａを，前記ピストンピン７における軸線７ａの方向より見た図７において，前記掃気ポート８における開口部の部分又はその付近，本実施の形態においては，シリンダ２における軸線２ａ，つまり，ピストン６における軸線２ａ上の点１１ａ′又はこの付近を頂点として左右に互いに逆向きに斜め上向きに傾斜する下向きの山形に形成する一方，二つの内側縁１１ａ，１１ｂのうち下側の内側縁１１ｂを，前記ピストンピン７における軸線７ａの方向より見た図７において，前記掃気ポート８における開口部の部分又はその付近，本実施の形態においては，シリンダ２における軸線２ａ，つまり，ピストン６における軸線２ａ上の点１１ｂ′又はこの付近を頂点として左右に互いに逆向きに斜め下向きに傾斜する上向きの山形に形成したものであり，その他の構成は，前記第１及び２の実施の形態と同様である。

この第３の実施の形態によると，ピストン６の往復動に際して前記潤滑油ガイド溝１１内に掻き寄せた潤滑油を，ピストン６の矢印Ａ１で示す下降動のとき，及びピストン６の矢印Ａ２で示す上昇動のときの両方において，前記各掃気ポート８における開口部の付近の領域からこれに以外の領域に移行することができるから，前記シリンダ２の内面のうち前記各掃気ポート８の開口部の付近における潤滑油をより少なくすることができる。

この第３の実施の形態においても，前記第１及び第２の実施の形態と同様に，前記潤滑油ガイド溝１１をピストン６における外周面のうち前記ピストンピン７における左右両側の領域の部分にまで延びるように構成すること，及び，前記潤滑油ガイド溝１１における二つの内側縁１１ａ，１１ｂのうち前記ピストンピン７を挟んで左右両側における領域の部分を凹ませた形態に構成することを適用できることはいうまでもない。

また，前記各実施の形態は，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ったが，本発明はこれに限らず，例えば，特許文献２等に記載されているように，シリンダ内に，掃気ポートと排気ポートを開口して，これらの開口部を，ピストンの往復動にて開閉するようにしたループ又は横断流型の二サイクル内燃機関に対しても適用することができる。

要するに，本発明は，前記ピストン６における外周面のうち，当該ピストン６の下端における下部ピストンリング６ｂと当該ピストン６におけるピストンピン７のとの間で，且つ，前記掃気ポート８における開口部に該当する領域の部分に，潤滑油ガイド溝１１を，ピストン６の円周方向に延びるように設けて，この潤滑油ガイド溝１１のうちピストン６の円周方向に延びる二つの内面縁１１ａ，１１ｂのうちいずれか一方又は両方を，前記ピストンピン７における軸線７ａの方向から見てピストン６の軸線２ａに対して傾斜することにより，潤滑油の消費量を大幅に低減できるとともに，排気ガスを改善できるという課題を達成することができる。

第１の実施の形態を示す縦断正面図である。 図１のII−II視断面図である。 図１のIII −III 視断面図である。 図１のIV−IV視断面図である。 第２の実施の形態を示す縦断正面図である。 図５のVI−VI視断面図である。 第３の実施の形態を示す縦断正面図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
２ シリンダ
２ａ シリンダ（ピストン）の軸線
３ クランク軸
４ シリンダヘッド
５ コンロッド
６ ピストン
７ ピストンピン
７ａ ピストンピンの軸線
８ 掃気ポート
１１ 潤滑油ガイド溝
１１ａ，１１ｂ 潤滑油ガイド溝の内側縁
１１ａ′，１１ｂ′ 頂点

Claims (3)

1. シリンダ内への掃気ポート又はシリンダ内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，前記シリンダ内におけるピストンの往復動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，
   前記ピストンにおける外周面のうち，当該ピストンの下端における下部ピストンリングと当該ピストンにおけるピストンピンとの間で，且つ，前記掃気ポート又は排気ポートにおける開口部に該当する領域の部分に，潤滑油ガイド溝を，前記開口部からピストンの円周方向に延びるように設けて，この潤滑油ガイド溝のうちピストンの円周方向に延びる二つの内面縁のうちいずれか一方又は両方を，前記ピストンピンの軸線方向から見てピストンの軸線に対して，前記潤滑油ガイド溝におけるピストンの軸線方向の幅寸法がピストンの円周方向に次第に広がるように傾斜する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，前記潤滑油ガイド溝における傾斜する内面縁を，前記掃気ポート又は排気ポートにおける開口部の部分又はその付近を頂点として左右に互いに逆向きに傾斜する山形にすることを特徴とする二サイクル内燃機関。
3. 前記請求項２の記載において，前記掃気ポート又は排気ポートにおけるシリンダ内への開口部を，シリンダの軸線方向から見て，前記ピストンピンにおける軸線方向の領域の部分に配設する一方，前記潤滑油ガイド溝を，前記ピストンにおける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の部分にまで延長することを特徴とする二サイクル内燃機関。

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