JP2008248886A

JP2008248886A - 層状掃気２サイクルエンジン

Info

Publication number: JP2008248886A
Application number: JP2008120906A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Uenoyama; 和之上野山; Eiji Yaesawa; 栄二八重沢; Yasuhiro Hattori; 靖宏服部; Kazunori Kudo; 和憲工藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2021-01-09
Also published as: JP4738439B2

Abstract

【課題】層状掃気２サイクルエンジンにおいて、エンジンの急加速時における、空気量過剰による燃料濃度の希薄化を回避して、正常な燃焼をなさしめることにより、殊に冷態時の急加速性を向上して、加速不良やエンジン停止の発生を防止するとともに、エンジンの傾斜運転時において、混合気通路の下側に燃料が貯まるのを回避することにより、燃料過剰による燃焼不良の発生を防止する。
【解決手段】掃気通路内の負圧により空気通路を開閉する逆止弁７０は、インシュレータ３０の空気通路出口に形成された弁座３０ａに着脱して空気通路出口を開閉する弁体板７１と、シリンダを含むエンジン部材と接触する接触部材を有し、自由端部が常温時には弁座側に湾曲し温度上昇に従い反弁座側に湾曲するバイメタル板７２と、自由端部が反弁座側に湾曲したストッパー７３とを弁座側からこの順に片持ち状に重ね、その根元部をインシュレータ３０に固定してなる。
【選択図】図８

Description

本発明は、クランク室圧縮式層状掃気２サイクルエンジン、特に掃気空気を用いて先行掃気を行なうようにした空気先導式層状掃気２サイクルエンジンにおける空気及び混合気供給系の改良に関する。

従来の２サイクルエンジンにおいては、ピストンが上死点へ移動するときにクランクケース内に形成されたクランク室が負圧になることを利用して、該クランク室に混合気を吸い込み、ピストンが下死点方向に移動するときに該クランク室で圧縮された混合気が掃気ポート開口時にクランク室から燃焼室内に導入され、燃焼ガスを押し出しながら燃焼室内に充填される。この掃気行程では、掃気ポートと排気ポートとの開いている区間が広範囲でオーバーラップしているため、燃焼ガスとともに約３０％もの混合気が吹き抜けることとなり、このことが過大なＴＨＣ（全炭化水素）排出の主原因となり、燃料の浪費を招いている。

かかる混合気の吹き抜けを減少させるために、空気先導式層状掃気方式が提供されている。かかる掃気方式においては、ピストンが上死点に向かう吸気行程時にクランク室に混合気が充填され、同時に空気が掃気ポートに連なる掃気通路を通してクランク室に吸い込まれて掃気通路に充填され、次いで、ピストンが上死点から下降する燃焼、排気行程中の掃気ポート開口時に、掃気通路内の空気が燃焼室内に混合気に先立って導入されて、燃焼排ガスを掃気し、その後に続いて混合気が燃焼室内に導入される。かかる掃気方式では、混合気の吹き抜けが、従来のエンジンの３分の１程度まで大幅に低減される。

かかる空気先導式層状掃気２サイクルエンジンとして、特開平７−１３９３５８号、特開平１０−２５２５６５号、特開平９−１２５９６６号等の発明が提供されている。

特開平７−１３９３５８号の発明においては、掃気口とクランクケース内とを連通する掃気通路内に、前記掃気口に近接する位置に開口する空気通路を設け、該空気通路に、前記掃気通路の方向のみ連通する逆止弁を設け、掃気口からシリンダ内に供給される混合気の排気側への吹き抜けを防止している。

特開平１０−２５２５６５号の発明においては、掃気口とクランク室とを連通する掃気通路の掃気口に近接する部分に空気通路の終端を接続し、該空気通路に掃気通路への空気の流れを許容する逆止弁を設け、気化器に平行に設けた混合気通路と空気通路にこれらを横切る軸部を中心として、回転可能に、混合気通路の燃料量を加減する燃料制御弁と、空気通路の空気量を加減する空気制御弁を設けている。

特開平９−１２５９６６号の発明においては、気化器とクランク室とを接続する混合気通路を開閉する混合気制御弁と、エアクリーナとを接続する空気通路を開閉する空気制御弁とを備え、該混合気制御弁と空気制御弁とを連結して、混合気流量と空気流量とがほぼ一定の比率になるように制御可能となっている。

かかる空気先導式層状掃気２サイクルエンジンにおいては、アイドリング運転時には、空気通路側の負圧が混合気通路側よりも高い状態にあり、かかる状態からスロットル開度を増して急加速すると、燃料供給の追従遅れによる過渡的な燃料濃度の希薄化が先導空気量の急激な増加によって助長され、空気過剰で燃料濃度過薄状態となる。

このため、加速操作がなされると、空気量の増加に燃料量が追従できなくなり、燃料濃度が過薄となって正常な燃焼がなされず、加速不良やエンジン停止を引き起こす。

然るに、前記特開平７−１３９３５８号、特開平１０−２５２５６５号、特開平９−１２５９６６号等の発明にあっては、定常運転時に空気流量と混合気流量との比率制御はなされているものの、前記のような、エンジンの急加速時における空気量過剰状態に対する防止策はなされていない。

また、かかる２サイクルエンジンを刈払機に使用する場合等においては、エンジンが傾斜された状態で運転されることが多い。かかる傾斜運転時においては、混合気通路の下側になった部分に燃料が貯まり、エンジンの姿勢が変わると、この燃料が急激に吸引され、燃料過剰による燃焼不良を引き起こす。
しかしながら、前記従来技術にあっては、かかる傾斜運転時の不具合に対する防止策についてもなされてはいない。

また、かかる層状掃気２サイクルエンジンにおいては、冷態状態からの始動直後の急加速時では、前記のように空気量の増加に燃料量が追従できなくなる傾向が強く現れてエンジン停止を引き起こすことが多く、かかる不具合の発生を防止して冷態時の急加速性を向上することが望まれている。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、層状掃気２サイクルエンジンにおいて、エンジンの急加速時における、空気量過剰による燃料濃度の希薄化を回避して、正常な燃焼をなさしめることにより、殊に冷態時の急加速性を向上して加速不良やエンジン停止の発生を防止することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気ポートに連通される混合気通路と、前記掃気ポートに接続される掃気通路と、該掃気通路にエアクリーナからの掃気用空気を供給する空気通路と、前記掃気通路内の負圧により前記空気通路を開閉する逆止弁と、前記空気通路と前記混合気通路とが内部に並設されたインシュレータとを備えた空気先導式層状掃気２サイクルエンジンにおいて、前記逆止弁は、前記インシュレータの空気通路出口に形成された弁座に着脱して該空気通路出口を開閉する弁体板と、前記シリンダを含むエンジン部材と接触する接触部材を有し自由端部が常温時には前記弁座側に湾曲し温度上昇に従い反弁座側に湾曲するバイメタル板と、自由端部が前記反弁座側に湾曲したストッパーとを前記弁座側からこの順に片持ち状に重ね、その根元部を前記インシュレータに固定してなることを特徴とする。

請求項２記載の発明は請求項１に加えて、前記空気通路と前記混合気通路とを連通し、該空気通路内の負圧により前記混合気通路内の混合気を前記空気通路に送給する小通路面積の連絡通路を備える。

請求項３記載の発明は請求項１において、前記バイメタル板の接触部材を省略してなることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気ポートに連通される混合気通路と、前記掃気ポートに接続される掃気通路と、該掃気通路にエアクリーナからの掃気用空気を供給する空気通路と、前記掃気通路内の負圧により前記空気通路を開閉する逆止弁と、前記空気通路と前記混合気通路とが内部に並設されたインシュレータとを備えた空気先導式層状掃気２サイクルエンジンにおいて、前記逆止弁は、前記インシュレータの空気通路出口に形成された弁座に着脱して該空気通路出口を開閉する弁体板と、前記シリンダを含むエンジン部材と接触して自由端部が常温時には前記弁座側に湾曲し温度上昇に従い反弁座側に湾曲するとともに前記弁体板の開方向へのストッパーを兼ねたバイメタル板とを前記弁座側からこの順に片持ち状に重ね、その根元部を前記インシュレータに固定してなることを特徴とする。

以上記載のごとく請求項１ないし４記載の発明によれば、冷態状態での始動後の急加速時等には、逆止弁の弁体板は前記バイメタル板に押さえられてシリンダへの空気通路を閉じているため、掃気用空気は該空気通路からシリンダ内には供給されず、これにより該空気通路を通流する掃気用空気によって混合気が過薄になってエンジン停止を引き起こすという不具合の発生を防止できる。
また、シリンダを含むエンジン部材の温度が上昇すると、前記バイメタル板の変形によって、前記逆止弁の弁体板は通常の負荷運転時と同様に前記空気通路の開閉動作を行うことができる。

特に請求項４のように構成すれば、前記ストッパー７３が省略されて、構造が簡単化されるとともに部品点数が低減される。
さらに請求項３のように構成すれば、バイメタル板の接触部材を省略したので、逆止弁にシリンダからの直接の伝導熱を受けないため、バイメタル板の温度上昇が遅れ、温度によって所定の変形をするまでの時間が長くなる特性を有する。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明の参考例に係る空気先導式層状掃気２サイクルエンジンのシリンダ中心軸を含むクランク軸心に直角な断面図、図２は気化器ガスケットの正面図、図３はインシュレータの気化器ガスケット側端面図（図１のＡ−Ａ矢視図）、図４はインシュレータとシリンダとの接続部近傍の拡大断面図（図１のＺ部拡大図）、図５はインシュレータガスケットの正面図、図６はインシュレータのインシュレータガスケット側端面図（図４のＢ−Ｂ矢視図）、図７は前記連絡通路の他の参考例を示す図４対応図である。図８は本発明の第１実施例に係る前記２サイクルエンジンにおける空気通路のインシュレータ周りの要部断面図、図９は図８のＣーＣ矢視図、図１０は逆止弁部の平面形状を示す図８における平面図、図１１はインシュレータ及び逆止弁部の分解斜視図である。図１２は本発明の第２実施例を示す図８対応図である。図１３はバイメタルの温度特性線図である。

参考例を示す図１において、２はシリンダ、４はピストン、６はクランク軸、６ａは該クランク軸６を構成するクランクウェブ、５はクランクケース、３はピストン４とクランク軸６とを連結するコネクティングロッド、７はシリンダヘッド、８は点火プラグ、１１はエアクリーナ、１２は気化器である。また、２５は燃焼室、５ａはクランクケース５の内部に形成されたクランク室、１５は前記気化器１２とクランク室５ａとを接続する混合気通路である。１３ａはシリンダ２の側部に開口した排気ポートで、排気管１３に接続される。

９ａはシリンダ２の排気ポート１３ａの左右に排気ポート１３ａとほぼ直角方向の部位に２個対向するように設けられた掃気ポートである。対をなす該掃気ポート９ａの夫々は、シリンダ２に斜め方向に設けられた対をなす掃気通路１０９ｅ、各掃気通路の合流場所である対をなす掃気通路（図示省略）、クランクケース５の両側面の壁内に弧状に形成された対をなす掃気通路１０９ｄ及び対をなす掃気通路開口部１０９ｂ、１０９ｂを介して前記クランク室５ａと連通されている。

前記掃気通路開口部１０９ｂ、１０９ｂは、クランク軸６のクランクウェブ６ａによって開閉可能になるように、クランク軸心６０方向においては、該開口部１０９ｂ、１０９ｂの端面とクランクウェブ６ａの端面とが微小隙間を存して近接している。

１０はシリンダ２の側部の内部に設けられた空気供給室で、上流側が後述するインシュレータ３０内の空気通路１０ｂに接続され、下流側が対をなす空気分岐通路１０ａに接続されている。該空気分岐通路１０ａは、前記対をなす掃気通路及び対をなす掃気通路１０９ｅ、１０９ｅに連通している。
また、該空気供給室１０には、左右の空気分岐通路１０ａ、１０ａへの開口部に、該空気分岐通路１０ａ、１０ａ側に向かう流れのみを許容するリード弁式の逆止弁１６が設けられている。

３０はエンジン本体側と吸気系とを熱的に遮断するためのインシュレータであり、該インシュレータ３０はシリンダ２の側面にボルト締めされている。該インシュレータ３０内部の上側には前記空気通路１０ｂ、下側には混合気通路１５が並行して形成されている。
該混合気通路１５の上流側は、気化器１２内の混合気流量制御用の混合気制御弁１４、気体通路１０ｅ、を介してエアクリーナ１１に連通され、下流側は吸気ポート１５ａを介してシリンダ内（燃焼室２５）と連通されている。

１１０はエアクリーナ１１とインシュレータ３０を接続する気化器１２と一体の空気通路管で、該空気通路管１１０には空気通路面積を変化させる空気制御弁２０が設けられており、該空気制御弁２０は気化器１２の混合気制御弁１４と連動するようになっている。

以上の構成は、本件出願人の出願に係る特願平１１−１２２５９９号と同様である。本発明においては、先導空気供給系及び混合気供給系を改良している。

即ち４１は前記インシュレータ３０とシリンダ２との取付面に介装されたインシュレータガスケット、４２は前記インシュレータ３０と気化器１２との取付面に介装された気化器ガスケットである。
前記気化器ガスケット４２は、図２に示すように、上側に空気通路１０ｂ、下側に混合気通路１５が、前記インシュレータ３０に合わせ、並行に形成されている。そして、該空気通路１０ｂと混合気通路１５との間には、両者を連通する連絡通路４３がスリット状に形成されている。４６はボルト孔である。

また、前記インシュレータガスケット４１は、図５に示すように、上側に空気通路１０ｂ、下側に混合気通路１５が、前記インシュレータ３０のピッチに合わせ、並行に形成され、該空気通路１０ｂと混合気通路１５との間には、両者を連通する連絡通路４４がスリット状に形成されている。６１は前記逆止弁１６の設置スペース用の孔、４９はボルト孔である。
前記インシュレータガスケット４１の連絡通路４４は、図４に示すように、混合気通路１５と前記逆止弁１６のシート面４５よりも下流側の空気供給室１０とを連通するとともに、その幅つまり通路面積を、気化器ガスケット４２の連絡通路４３の幅よりも小さく形成されて、該連絡通路４４を設けることによる出力低下を最小限としている。

前記インシュレータガスケット４１及び気化器ガスケット４２に連絡通路４４及び４３を設けるのに代えて、図３に示すように、インシュレータ３０の気化器ガスケット４２との接合面に溝状の連絡通路４７を刻設し、また、図６に示すように、該インシュレータ３０のインシュレータガスケット４１との接合面に溝状の連絡通路５１を刻設することもできる。
さらに、前記連絡通路を、シリンダ２の、前記インシュレータ３０との取付面側に刻設することもでき、また、気化器１２の前記インシュレータ３０との取付面側に刻設することもできる。

かかる構成からなる空気先導式層状掃気２サイクルエンジンの運転時において、燃焼室２５内の燃焼圧力によりピストン４が下降し、排気ポート１３ａが開くと、該燃焼室２５内の燃焼ガス（排気ガス）は排気ポート１３ａを通って排気管１３へ排出され、マフラ（図示省略）を通って外気中へ放出される。
ピストン４がさらに下降すると、左右の掃気ポート９ａ、９ａが開口し、掃気通路１０９ｅ等に溜められていた空気が、燃焼室２５内に流入して燃焼ガスを排気ポート１３ａ側へ押し出す。

次いで、クランク室５ａ内に溜められていた混合気がそれぞれ対をなす掃気通路開口部１０９ｂ、掃気通路１０９ｄ、掃気通路１０９ｅを経て、掃気ポート９ａから燃焼室２５内に流入する。
ピストン４が下降して、下死点にある状態では、排気ポート１３ａ、掃気ポート９ａは開口していて、燃焼室２５内への空気及び混合気の供給は終了、あるいは終了しようとしている。そして、ピストン４が下死点から上昇すると、該ピストン４によって掃気ポート９ａが閉じてクランク室５ａ内が密閉空間となり、膨張即ち圧力の低下が始まる。

ピストン４がさらに上昇すると、排気ポート１３ａが閉じられ、燃焼室２５内の混合ガスの圧縮が始まる一方、ピストン４の上昇によるクランク室５ａの容積増大により該クランク室５ａ内の圧力はさらに低下する。ピストン４がさらに上昇するとシリンダ２側面に形成された吸気ポート１５ａが開口し、気化器１２で生成され、混合気制御弁１４で流量制御された混合気が混合気通路１５を経てクランク室５ａ内に供給される。

前記クランク室５ａ内の圧力の低下は、掃気通路開口部１０９ｂ、掃気通路１０９ｄ及び掃気通路１０９ｅを経て左右の空気分岐通路１０ａにも伝わるので、リード弁式の逆止弁１６が開弁し、該逆止弁１６を経て空気供給室１０内に供給された空気がクランク室５ａ内に流入する。

ここで、前記掃気ポート９ａからクランク室５ａに至る夫々対をなす掃気分岐通路１０９ｅ、掃気通路１０９ｄ等は、長さの長い掃気通路を構成しているため、該掃気通路に供給された空気は、先ずこのような長い掃気通路に充満した後で、クランク室５ａに流入することになる。

ピストン４が圧縮上死点近傍に達すると、点火プラグ８によって燃焼室２５内に火花放電され、圧縮された混合気に着火、燃焼が行なわれる。この燃焼により、発生する圧力でピストン４が押し下げられ、クランク軸６に回転トルクが生じる。

ピストン４が下降して排気ポート１３ａが開口すると、燃焼室２５内の燃焼ガスは排気ポート１３ａから排気管１３に流れ、次いでマフラ（図示省略）を経て外部に排出される。
一方、ピストン４の下降により、クランク室５ａ内の気体はピストン４の裏側で圧縮される。そして、ピストン４がさらに下降して側部の掃気ポート９ａが開口すると、前記のようにしてクランク室５ａ内に供給されていた混合気がそれぞれ対をなす掃気通路開口部１０９ｂ、掃気通路１０９ｄ、及び掃気通路１０９ｅを経て、掃気ポート９ａから燃焼室２５内に吹き込まれ、該燃焼室２５内の燃焼ガス（排気ガス）を排気ポート１３ａから押し出す掃気作用がなされる。

しかして、エンジンのアイドリング運転時には、空気通路１０ｂ、空気供給室１０、空気分岐通路１０ａ等の負圧が混合気通路１５側よりも大きくなっている。

然るに、本発明の参考例によれば、前記空気通路１０ｂと混合気通路１５との間を、インシュレータガスケット４１及び気化器ガスケット４２に夫々設けた小通路面積の連絡通路４３及び４４、あるいはインシュレータ３０に刻設した溝状の連絡通路４７及び５１にて連通しているため、アイドリング運転時に混合気通路１５内の混合気が小通路面積の連絡通路４３及び４４、あるいは４７及び５１を通って空気通路１０ｂ及び空気供給室１０内に供給される。

これにより、急加速時において空気通路１０b側の空気量が過剰になると、該空気通路１０ｂ側を流れる空気中に混合気が混入され、掃気ポート９ａから燃焼室２５内に供給される新気が空気過剰の状態になるのが回避されて、エンジンの急加速時における燃料濃度過薄化の発生が防止され、加速性が改善される。

また、高速運転時にはスロットル開度が大きくなって、混合気通路１５内と空気通路１０ｂ及び空気供給室１０内との圧力差が殆ど無くなるため、混合気通路１５内から前記小通路面積の連絡通路４３及び４４あるいは４７及び５１を通って空気通路１０ｂあるいは空気供給室１０内に流入する混合気も殆ど無く、従って先導空気中に混合気が含まれるのが回避され、所要の排ガス性能を保持できる。

さらに、エンジンの傾斜運転時においては、混合気通路１５内の混合気は、前記逆止弁１６よりも下流側即ち燃焼室２５側の連絡通路、つまりインシュレータガスケット４１の連絡通路４４あるいは、インシュレータ３０のインシュレータガスケット４１側の連絡通路５１を通って空気供給室１０内に流入可能となっているため、混合気通路１５の下側になった部分に燃料が貯まり、これがエンジン姿勢の変化により急激にシリンダ内に吸引されることが無くなり、燃料過剰による燃焼不良の発生が防止される。

また、前記傾斜運転時の不具合を解消するため、連絡通路４４あるいは５１を、前記逆止弁１６よりも下流側にある空気供給室１０と混合気通路１５との間に設けた場合には、該連絡通路４４あるいは５１が前記逆止弁１６よりも下流側にある掃気通路１０９ｅ等に連通されているため、これの通路面積を大きくすると、エンジン出力の低下を伴うが、前記連絡通路４３あるいは４７を、前記逆止弁１６よりも上流側にある気化器ガスケット４２あるいはインシュレータ３０の気化器ガスケット４２に設けることにより、エンジン出力の低下を伴うことなく前記連絡通路の通路面積を大きく採ることが可能となり、急加速時の加速性能を、より向上することができる。

従って、かかる実施例によれば、混合気通路１５と空気通路１０ｂ及び空気供給室１０との間に、該空気通路１０ｂ及び空気供給室１０内の負圧により前記混合気通路１５内の混合気を該空気通路側に送給し得る小通路面積の連絡通路４３、４４等を設けるという、複雑な構造の制御装置を装備することなく、きわめて簡単な装置で以って前記のような効果が得られる。

また、前記連絡通路４３あるいは４４を、インシュレータガスケット４１、あるいは気化器ガスケット４２に形成すれば、該インシュレータガスケット４１あるいは気化器ガスケット４２に、前記連絡通路４３あるいは４４の幅に相当するスリットを加工するのみ、という簡単かつ少ない加工工数で以って連絡通路を設けることができる。

前記連絡通路の他の参考例を示す図７において、６３は小孔よりなる連絡通路であり、前記インシュレータ３０の、空気通路１０ｂと混合気通路１５との間を連通している。６４は前記連絡通路６３に設けられた逆止弁で、前記混合気通路１５側から空気通路１０ｂ側に向かう流れのみを許容するように構成されている。
尚、前記逆止弁６４を省略して、小孔よりなる連絡通路６３のみを設けてもよい。また、前記インシュレータ３０に代えて、気化器１２またはシリンダ２に前記のような連絡通路６３及び逆止弁６４を設けてもよい。

本発明の第１実施例を示す図８〜１１において、７０は逆止弁であり、前記インシュレータ３０に設けられた弁座３０ａに、弁座３０ａに接触する弁体板（リード弁板）７１、該弁体板７１に接触するバイメタル板７２、及び該バイメタル板７２に接触するストッパー７３を重ねて小ねじ７４により取り付けて構成されている。
前記弁体板７１は、例えば０．２ｍｍ程度の薄い平滑なステンレスバネ鋼鈑からなり、平面形状が図１１に示すように、上部にくびれを有するびん状をなし、上部に前記小ねじ７４及び後述する円形突起３０ｃが挿通される２個の取付孔７１ａを有し、下部が前記インシュレータ３０の空気通路１０ｂの出口側に形成された前記弁座３０ａに密接して該空気通路３０ｂの通路口を閉じるようになっている。

前記バイメタル板７２は、前記弁体板７１と接触する側が高熱膨張率の金属板からなり前記弁体板７１よりも厚さの厚いバイメタル材で構成されている。図１１に示すように、該バイメタル板７２の平面形状は前記弁体板７１と略同形状をなし、上部に２個の取付孔７２ａを備えている。そして、該バイメタル板７２には、一方側の横から直角に曲がって立ち上がり、さらに鈍角に曲がって折り返す接触部材７２ｂが付設されており、エンジンのシリンダ２からの熱の伝導を促進するようになっている。

さらに、前記バイメタル板７２の下部は、常温時においては図１１に２点鎖線で示すように先端が前記弁座３０ａ側に湾曲しており、該弁座３０ａに取り付けられた状態では図８に実線で示すように前記弁体板７１を挟んでこれを弁座３０ａ側に押圧しながら平滑になり、温度が上昇すると図８に２点鎖線で示すように弁座３０ａの反対側に湾曲して前記弁体板７１から離れるようになっている。
前記ストッパー７３は、前記バイメタル板７２よりもさらに厚く形成されて、図１１に示すように、平面形状がＴ字形の剛な金属板からなり、上部に２個の取付孔７３ａを有し、下部側が前記弁座３０ａの反対側に湾曲され、前記バイメタル板７２の湾曲の上限を規制するようになっている。

また、前記インシュレータ３０の、前記弁座３０ａ上部の前記弁体板７１の取付孔７１ａに対応する位置には、雌ねじ３０ｆ及び円形突起（ダウエル）３０ｃが夫々設けられていて、前記弁体板７１、バイメタル板７２、及びストッパー７３は夫々の取付孔７１ａ、７２ａ、及び７３ａの一方の孔を前記円形突起３０ｃに嵌めて位置決めされ、小ねじ７４を他方の孔を通して雌ねじ３０ｆに螺合することによってインシュレータ３０に取り付けられるようになっている。そして、前記インシュレータ３０がシリンダ２と結合されたとき、前記バイメタル板７２の接触部材７２ｂの先端は、十分な弾性力でもってシリンダ２の空気供給室１０の内壁に接触するようになっている。

即ちかかる実施例においては、前記逆止弁７０は、前記インシュレータ３０の空気通路１０ｂ出口に形成された弁座３０ａに着脱して該空気通路１０ｂ出口を開閉する弁体板７１と、前記シリンダ２を含むエンジン部材と接触して自由端部（下部）が常温時には前記弁座３０ａ側に湾曲し温度上昇に従い弁座３０ａとは反対側に湾曲するバイメタル板７２と、自由端部が前記弁座３０ａとは反対側に湾曲したストッパー７３とを前記弁座３０ａ側からこの順に片持ち状に重ね、その根元部を前記インシュレータ３０に小ねじ７４により固定した構造となっている。

かかる構成からなる逆止弁７０を備えた層状掃気２サイクルエンジンにおいて、エンジンが冷態状態にあるときには、前記バイメタル板７２は初期押圧力によって前記弁体板７１を押さえて空気通路１０ｂを閉じている。かかる状態にてエンジンを始動した後、直ちに急加速操作をして混合気制御弁１４を急激に開くと、これに連動される空気制御弁２０も急激に大きく開き、該空気制御弁２０は多量の掃気用空気を通流し得る状態となる。

然るにかかる実施例によれば、シリンダ２の温度が低い冷態状態では、前記のように前記逆止弁７０の弁体板７１は前記バイメタル板７２に押さえられて空気通路１０ｂを閉じているため、前記冷態状態での始動後の急加速時には掃気用空気は該空気通路１０ｂからシリンダ２内には供給されず、層状掃気を行わないエンジンと同様に作動する。これにより該空気通路１０ｂを通流する掃気用空気によって混合気が過薄になってエンジン停止を引き起こすという不具合の発生が防止される。
また、シリンダ２の温度が上昇すると、前記バイメタル板７２の変形によって、前記逆止弁７０の弁体板７１は通常の負荷運転時と同様に前記空気通路１０ｂの開閉動作を行うことができる。

図１３は、前記バイメタル板７２における温度−空気通路の開度特性の１例を示す説明図である。この例では温度が７０℃になるとバイメタル板７２は平面状となって前記弁体板７１への初期押圧力を失い、さらに温度が上昇すると弁座３０ａの反対側に湾曲して（図８の２点鎖線参照）前記弁体板７１の開きを許容し、その後、温度上昇に比例して弁体板７１の許容開度を大きくし、バイメタル板７２が前記ストッパー７３に当接したところで最大開度となって係止される。
図１３における上下の破線はバイメタル板７２の自由状態での反りを開度として示しており、かかる自由状態の変形分の下側が前記インシュレータ３０の弁座３０ａにより、また上側は前記ストッパー７３によって開度０％及び１００％の状態に拘束されることとなる。

従って、かかる実施例によれば、エンジン冷態状態からの始動時には、前記逆止弁７０によって空気通路１０ｂが閉じることにより、前記掃気用空気のシリンダ２内への供給が遮断され、層状掃気を行わないエンジンと同様に作動せしめることができ、これによりエンジンの加速時に過渡的に生ずる掃気用空気による空気過剰現象を防止して、高い加速性を確保することができる。

第２実施例を示す図１２においては、インシュレータ３０の弁座３０ａと接触する弁体板７１と該弁体板７１に接触するバイメタル板７２´との２つの部材を重ね合わせ、前記第２実施例におけるストッパー７３を除去して逆止弁７５を構成している。
かかる実施例においては、前記弁体板７１は前記第１実施例と同一の部材であり、バイメタル板７２´は前記第２実施例におけるバイメタル板７２よりも厚さを増して剛性を大きくしてストッパーの機能を持たせたものであり、エンジンの使用中における最高温度の近傍で、第２実施例におけるストッパー７３と同様の湾曲が生ずるようになっている。

即ちかかる実施例においては、前記逆止弁７５は、前記インシュレータ３０の空気通路１０ｂ出口に形成された弁座３０ａに着脱して該空気通路１０ｂ出口を開閉する弁体板７１と、前記シリンダ２を含むエンジン部材と接触して自由端部（下部）が常温時には前記弁座３０ａ側に湾曲し温度上昇に従い弁座３０ａとは反対側に湾曲するとともに前記弁体板の開方向へのストッパーを兼ねたバイメタル板７２´とを前記弁座３０ａ側からこの順に片持ち状に重ね、その根元部を前記インシュレータ３０に小ねじ７４により固定した構造となっている。

従って、かかる実施例によれば、前記参考例及び第１実施例におけるストッパー７３が省略されて、構造が簡単化されるとともに部品点数が低減される。
その他の構成は前記第２実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

また、図示を省略したが、前記第２、３実施例において、逆止弁７０及び７５におけるバイメタル板７２及び７２´の接触部材７２ｂを除去して該バイメタル板７２及び７２´の平面形状を前記弁体板７１と同一に構成することもできる。
この場合は、逆止弁７０及び７５にシリンダ２からの直接の伝導熱を受けないため、バイメタル板７２及び７２´の温度上昇が遅れ、温度によって所定の変形をするまでの時間が長くなる特性を有する。
その他の構成は前記参考例及び第１実施例と同様である。

本発明によれば、エンジンの急加速時における、空気量過剰による燃料濃度の希薄化を回避して、正常な燃焼をなさしめることにより、殊に冷態時の急加速性を向上して加速不良やエンジン停止の発生を防止する層状掃気２サイクルエンジンを提供出来る。

図１は本発明の参考例に係る空気先導式層状掃気２サイクルエンジンのシリンダ中心軸を含むクランク軸心に直角な断面図である。気化器ガスケットの正面図である。インシュレータの気化器ガスケット側端面図（図１のＡ−Ａ矢視図）である。インシュレータとシリンダとの接続部近傍の拡大断面図（図１のＺ部拡大図）である。インシュレータガスケットの正面図である。インシュレータのインシュレータガスケット側端面図（図４のＢ−Ｂ矢視図）である。前記連絡通路の第２参考例を示す図４対応図である。本発明の第１実施例に係る前記２サイクルエンジンにおける空気通路のインシュレータ周りの要部断面図である。図８のＣーＣ矢視図である。逆止弁部の平面形状を示す図８における平面図である。インシュレータ及び逆止弁部の分解斜視図である。本発明の第２実施例を示す図８対応図である。バイメタルの温度特性線図である。

符号の説明

２シリンダ
４ピストン
５クランクケース
５ａクランク室
６クランク軸
７シリンダヘッド
８点火プラグ
９ａ掃気ポート
１０空気供給室
１０ａ空気分岐通路
１０ｂ空気通路
１１エアクリーナ
１２気化器
１３ａ排気ポート
１４混合気制御弁
１５混合気通路
１５ａ吸気ポート
１６逆止弁
２０空気制御弁
２５燃焼室
３０インシュレータ
３０ａ弁座
４１インシュレータガスケット
４２気化器ガスケット
４３、４４、４７、５１、６３連絡通路
６４逆止弁
７０、７５逆止弁
７１弁体板
７２、７２´ バイメタル板
７３ストッパー
７４小ねじ
１０９ｂ掃気通路開口部
１０９ｄ、１０９ｅ掃気通路

Claims

シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気ポートに連通される混合気通路と、前記掃気ポートに接続される掃気通路と、該掃気通路にエアクリーナからの掃気用空気を供給する空気通路と、前記掃気通路内の負圧により前記空気通路を開閉する逆止弁と、前記空気通路と前記混合気通路とが内部に並設されたインシュレータとを備えた空気先導式層状掃気２サイクルエンジンにおいて、
前記逆止弁は、前記インシュレータの空気通路出口に形成された弁座に着脱して該空気通路出口を開閉する弁体板と、前記シリンダを含むエンジン部材と接触する接触部材を有し自由端部が常温時には前記弁座側に湾曲し温度上昇に従い反弁座側に湾曲するバイメタル板と、自由端部が前記反弁座側に湾曲したストッパーとを前記弁座側からこの順に片持ち状に重ね、その根元部を前記インシュレータに固定してなることを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。
前記空気通路と前記混合気通路とを連通し、該空気通路内の負圧により前記混合気通路内の混合気を前記空気通路に送給する小通路面積の連絡通路を備えたことを特徴とする請求項１載の層状掃気２サイクルエンジン。
前記バイメタル板の接触部材を省略してなることを特徴とする請求項１記載の層状掃気２サイクルエンジン。
シリンダ側部に排気ポートと掃気ポートとが設けられ、ピストンの上昇時に開口してクランク室内に混合気を供給する吸気ポートに連通される混合気通路と、前記掃気ポートに接続される掃気通路と、該掃気通路にエアクリーナからの掃気用空気を供給する空気通路と、前記掃気通路内の負圧により前記空気通路を開閉する逆止弁と、前記空気通路と前記混合気通路とが内部に並設されたインシュレータとを備えた空気先導式層状掃気２サイクルエンジンにおいて、前記逆止弁は、前記インシュレータの空気通路出口に形成された弁座に着脱して該空気通路出口を開閉する弁体板と、前記シリンダを含むエンジン部材と接触して自由端部が常温時には前記弁座側に湾曲し温度上昇に従い反弁座側に湾曲するとともに前記弁体板の開方向へのストッパーを兼ねたバイメタル板とを前記弁座側からこの順に片持ち状に重ね、その根元部を前記インシュレータに固定してなることを特徴とする層状掃気２サイクルエンジン。