JP2009002311A

JP2009002311A - ２サイクルエンジン

Info

Publication number: JP2009002311A
Application number: JP2007166685A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yamazaki; 敏行山崎; Etsuo Kijima; 悦男木島
Original assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Current assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2009-01-08

Abstract

【課題】未燃ガスの吹き抜けによる有害物質の排出を低減できて安定した燃焼状態が得られ、かつ低コストで容易にシリンダブロック６が製作できる２サイクルエンジン１を提供する。
【解決手段】シリンダ６ａに開口された掃気孔１８、排気孔１６及び吸気孔１７を具備する反転掃気式２サイクルエンジン１であって、前記掃気孔１８は、シリンダ軸心３０を包含し排気孔１６中心を最大距離に定義して成る第一シリンダ中心面３２よりも反排気孔１６側に配備されており、前記掃気孔１８には掃気路１９が連通し、掃気孔１８からシリンダ６ａ内周面寄りの吸気孔１７上方のシリンダ６ａ内に給気流を噴出するように構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、主に携帯型動力作業機等に用いられるピストン弁式クランク室圧縮複流反転掃気型空冷２サイクルエンジンの掃気流路形成技術に関する。

チェーンソー、ヘッジトリマ、刈払機等の携帯型動力作業機に用いられるエンジンに於いても、世界的な地球環境保護の取り組みから、排気ガス中の有害物質低減及び燃費の低減が求められている。
しかし、２サイクルエンジンの掃気行程、具体的には開口した排気孔から既燃ガスを排出する期間に重複して開口した掃気孔から、シリンダ内へ未燃ガスを供給する期間に於いて、既燃ガスと未燃ガスとがシリンダ内で完全な層を成さず、その結果排気ガス中に未燃ガスが素通りしてしまう、若しくは既燃ガスの一部がシリンダ内に残留した場合に次回の燃焼が不安定になる、といった欠点があり、これを改善するための技術（技術１）は公知である。（例えば、特許文献１参照）

前記用途のエンジンに於いては、簡単で軽量な構造にでき、質量あたりの出力が大きいことから、ピストン弁式クランク室圧縮掃気型空冷２サイクルエンジンを採用することが多い。
前記２サイクルエンジンに於いては、クランク軸回転に連動するピストン上下動の下死点を基準に、前後対称の所定の角度の期間、掃気孔開閉弁機能を持ったピストン側面による閉止が解かれることで、シリンダ胴中腹部内周面に設けられた掃気孔が開口し、ピストンの下降によりクランク室及び掃気流路内で圧縮されていた気体が、前記掃気孔からシリンダ内に噴出供給（給気）されることにより掃気を行う。
前記エンジンの掃気孔及び掃気流路形成に際しては、クランク室とシリンダブロックとを適宜分割構造とした上で、生産性が良好なダイカスト鋳造法により、鋳抜き可能な形状で製作されるのが一般的である。
然るに、金型鋳造上のアンダーカットが生じる略鋳抜き直角方向で掃気孔をシリンダ内周面に開口させ、鋳抜き方向の掃気流路と連通させる技術（技術２）は公知である。（例えば、特許文献２乃至特許文献９参照）

前記技術１の課題を解決する為には、掃気行程に於いて、既燃ガスと未燃ガスとをシリンダ内で可及的層状に流動させ、排気孔開口期間に既燃ガスのみを完全に排出して直後、排気孔を閉じる時点でシリンダ内を未燃ガスのみが占めるよう掃気することが理想とされ、その一例として４流掃気に代表される多流掃気の技術があり、前記技術では同時に前記技術２の課題も解決できるとしている。

特許文献１に開示された技術は、第一掃気流路及び第二掃気流路をシリンダ内周面に開放させた溝形状としてシリンダブロックが形成され、掃気期間に於いて下降したるピストン側面が第一掃気流路及び第二掃気流路の一部を成す構造である為、掃気流路内を上昇する給気流は下降するピストン側面の影響を受け、ピストン側面側（掃気流路内側）と掃気溝底側（掃気流路外側）とで速度差が生じる為、速度が遅いピストン側面側の給気流は、シリンダ内に噴出する時点で既燃ガス流に誘引され易く、排気ガス中への未燃ガスの素通りが発生する点で不利であった。
更に、排気孔側シリンダ内周面に配備されたる第一掃気流路は、反排気孔側への指向性を付与されたるものの、相対的に排気孔に近く、然るに未燃ガス流の一部が流れの強い既燃ガス流に誘引され易く、排気ガス中への未燃ガスの素通りが発生する点で不利であった。

また、特許文献２乃至特許文献７に開示された技術は、金型鋳造上アンダーカットが生じる掃気孔については、シリンダ内周面に開口させずにシリンダブロックを鋳造し、鋳抜きで形成された掃気流路とシリンダ内周面とを後加工により連通させることで掃気孔を形成するものであるが、シリンダブロックを従来と同等以下のコストで製作することが困難な点で不利であった。

また、特許文献８に開示された技術は、シリンダブロック鋳造時に掃気孔開口済みのシリンダライナを鋳込むというものであるが、これも従来と同等以下のコストで製作することが困難な点で不利であった。

また、特許文献９に開示された技術は、掃気孔及び一部の掃気流路を金型鋳造法によりシリンダブロック外側に鋳抜いて形成し、当該外側開放部位については、掃気流路を完成させる形状で形成した別体の外蓋で封止するというものであるが、確実な封止構造を採ってなお従来と同等以下のコストで製作することが困難な点で不利であった。
米国特許５８７０９８１号公報特許３３３３７０５号公報特許３５５４２０６号公報特開２００４−９８０６７号公報特開２００４−１０６１８２号公報特開２００４−１８１６２５号公報特開２００５−１８０３８９号公報特開２００５−１６３９９号公報特開２００２−４８６６号公報

本発明は係る課題を鑑みてなされたものであり、未燃ガスの吹き抜けによる有害物質の排出を低減できて安定した燃焼状態が得られ、かつ低コストで容易にシリンダブロックが製作できる２サイクルエンジンの提供を目的とする。

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。

即ち、請求項１においては、シリンダに開口された掃気孔、排気孔及び吸気孔を具備する反転掃気式２サイクルエンジンであって、前記掃気孔は、シリンダ軸心を包含し排気孔中心を最大距離に定義して成る第一シリンダ中心面よりも反排気孔側に配備されており、前記掃気孔には掃気路が連通し、掃気孔からシリンダ内周面寄りの吸気孔上方のシリンダ内に給気流を噴出するように構成したものである。

請求項２においては、シリンダ軸心と、排気孔中心とを含む第二シリンダ中心面に鏡像対称で、前記第一シリンダ中心面に近接して配備される少なくとも一対の第一掃気孔及びそれに連通する第一掃気流路を金型鋳造法によりシリンダブロック外側に鋳抜いて形成すると共に、これによって生じる外側連通端を当該断面形状を包絡する最小径で穿孔して後、プラグで封止して形成したものである。

請求項３においては、少なくとも一対の前記第一掃気孔と、前記第一掃気孔よりも反排気孔寄りに、吸気孔を挟んで配備される少なくとも一対の第二掃気孔と、を具備する反転掃気式２サイクルエンジンであって、前記第二掃気孔には、直筒状の第二掃気流路が連通されているものである。

請求項４においては、前記第二掃気孔及び前記第二掃気孔に連通する第二掃気流路は、金型鋳造法により形成されるものである。

請求項５においては、前記金型鋳造の第二掃気孔及び前記第二掃気孔に連通する第二掃気流路を、それぞれ吸気孔鋳抜き方向及びシリンダ燃焼室鋳抜き方向に金型分割したる中子を用いて形成し、金型分割上付随形成される余剰空隙に、第二掃気流路を直筒状に構成する為の挿入部材を挿入して成るシリンダブロックを具備するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１の如く構成すると、掃気行程に於ける給気流は、排気孔から隔設された掃気孔から反排気孔側に噴出される為、排気ガス中への未燃ガスの素通りが抑えられると同時に、給気流がシリンダ内周面吸気孔の斜め上方位置（燃焼室側）にて激突してシリンダ内で縦反転する給気ヘッドを形成し、既燃ガスと未燃ガスとをシリンダ内で可及的層状に流動させる。こうして、排気孔の開口期間に既燃ガスのみを排出して、その直後、排気孔を閉じる時点でシリンダ内を可燃ガスのみが占める態様で掃気することが可能となり、安定した燃焼状態が得られる。

請求項２の如く構成すると、第一掃気流路とクランク室とを連通する通路（第一掃気通路）はピストン側面とシリンダブロック外側とを隔てることができる。即ち、シリンダブロック内に独立した通路として形成できるので、給気流は下降するピストン側面の影響を受けず、従って乱流を生じ難い。

請求項３の如く構成すると、掃気行程に於いて、第一掃気孔に比べ排気孔からより隔設した複数対の第二掃気孔から、反排気孔側シリンダ内周面寄りの吸気口の斜め上方位置（燃焼室側）に、直筒状第二掃気流路の整流作用を受け、指向噴出する複数の第二給気流が第一掃気孔から噴出する第一給気流を誘導しつつシリンダ内で上方向へ縦反転する掃気ヘッドを形成し、既燃ガスは反対側の排気孔より排出される。こうして既燃ガスと未燃ガスとをシリンダ内で可及的層状に流動させることができるので、排気孔開口期間に既燃ガスのみを排出した直後に、排気孔を閉じる時点でシリンダ内を未燃ガスのみが占める様態で掃気することが可能となり、排気ガス中への未燃ガスの素通りを抑えられると同時に、安定した燃焼状態が得られる。

請求項４の如く構成すると、前記直筒状第二掃気流路を金型鋳造法により鋳抜いて形成することで、シリンダブロックの製作が容易になり、経済的に請求項３記載の発明に因る効果を得られる。

請求項５の如く構成すると、前記直筒状第二掃気流路を金型鋳造法により鋳抜いて形成する上で、金型を一般的な直交分割構造とすることができるので、シリンダブロックの制作が容易になり、より経済的に請求項３記載の発明に因るのと同等の効果を得られる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、以下において、図１における左方向を前とし、右方向を後とし、前後方向を決定する。また、かかる前後方向と水平方向に直交する方向を、左右方向と規定する。

まず、本発明の一実施例に係る２サイクルエンジン１の全体構成について図１及び図３に基づいて説明する。

図１に示すように、２サイクルエンジン１のクランク軸２の一側（後側）にフライホイール３を配置し、他側（前側）にリコイルスタータを配置し、前記フライホイール３に遠心クラッチ４などの動力切断手段を介して動力伝達軸と連結し、前記動力伝達軸の他端に、本実施例では回転刃が取り付けられて、刈払機を構成している。この刈払機は２サイクルエンジン１後方の動力伝達軸を覆う支持パイプ、又は、支持パイプより延設したハンドルを作業者が握って作業するようにしている。

図１に示すように、前記２サイクルエンジン１の駆動部はシリンダカバー５内に配置され、内部にシリンダ６ａをもつシリンダブロック６と、前記シリンダ６ａに形成された燃焼室１４と、前記シリンダ６ａ内で上下摺動可能に配置されたピストン７と、前記ピストン７の下方に配置されたクランク軸２と、前記ピストン７とクランク軸２とを連結するコンロッド８などで構成されている。シリンダ６ａ外周には冷却フィン６ｂ・６ｂ・・・が設けられており、シリンダ６ａの表面積を大きくすることで冷却を促進させる構成となっている。クランク軸２はクランクケース９内に、ピストン７の上下摺動方向と直交する方向に軸線を向けて回動可能に軸止される。シリンダ６ａの下方にクランク室１５が形成されている。シリンダカバー５の一側面には冷却風排出口５ａ・５ａ・・・としてスリットが開口されている。前記シリンダ６ａ内の一側には排気孔１６が、他側には図３に示すように、前記排気孔１６より低い位置にピストン７の往復運動により開口されクランク室１５内に混合気を供給する吸気孔１７がそれぞれ設けられている。図３に示すように、排気孔１６の上端より低い位置に掃気孔１８・１８が設けられている。前記掃気孔１８・１８とクランク室１５とは掃気路１９・１９で接続されている。

図１に示すように、前記クランク軸２の一端にはフライホイール３が結合され、前記フライホイール３には前記クランク軸２の反対側に遠心クラッチ４が結合され、前記遠心クラッチ４を覆うようにクラッチドラム１０が配置されている。ここで、遠心クラッチ４はフライホイールに固定される本体と、前記本体に枢支される遠心体４ａと、前記遠心体４ａと本体との間に介装して、前記遠心体４ａを中心側に引っ張るバネ４ｂより構成されている。前記遠心体４ａは本体の外周部分に適宜間隔をあけて複数配設される。そして前記クラッチドラム１０には、クラッチドラム１０の回転軸と同軸上で回動可能に駆動軸１１が結合され、前記駆動軸１１の回動基部にはベアリング１２が配設されてファンカバー１３に回転自在に支持されている。なお駆動軸１１は、回転基部のみ表示し、中途部は省略している。

次に掃気孔１８・１８、掃気路１９・１９について図３乃至図６に基づいて説明する。

掃気孔１８・１８とは、クランク室１５内で圧縮された混合気をシリンダ６ａ内に噴出するためにシリンダ６ａに設けられた開口部である
掃気路１９・１９とは、前記混合気をクランク室１５からシリンダ６ａ内に導くために前記掃気孔１８・１８とクランク室１５とを接続する管状部材である。前記流路の向きにより、前記混合気の掃気孔１８・１８からの噴出方向が決定される。

掃気孔１８・１８は反転掃気式をとり、図３に示すように、第一掃気孔１８ａ・１８ａと第二掃気孔１８ｂ・１８ｂとで構成されている。前記掃気孔１８・１８は複数対設けられるものであってもよい。
図４に示すように、掃気路１９・１９は、第一掃気流路１９ａ・１９ａと、第二掃気流路１９ｂ・１９ｂと、第一掃気通路１９ｃ・１９ｃと、で構成されている。
第一掃気孔１８ａ・１８ａには第一掃気流路１９ａ・１９ａが、第二掃気孔１８ｂ・１８ｂには第二掃気流路１９ｂ・１９ｂが、それぞれ連通されている。

図４に示すように、掃気孔１８・１８は、シリンダ軸心３０を包含し排気孔１６の中心を最大距離に定義して成る第一シリンダ中心面３２よりも反排気孔１６側のシリンダ６ａ内周面に配備されている。反排気孔１６側とは、第一シリンダ中心面３２で区切られた領域のうち排気孔１６を含まない方のことをいう。言い換えれば、掃気孔１８・１８は、シリンダ軸心３０と排気孔１６の中心を通る面（第二シリンダ中心面３３）に対して、シリンダ軸心３０を通る直角な第一シリンダ中心面３２よりも反排気孔１６側のシリンダ６ａ内周面に開口して配置されている。

図４に示すように、第一掃気孔１８ａ・１８ａは、シリンダ軸心３０と排気孔１６中心とを含む第二シリンダ中心面３３に鏡像対称で、前記第一シリンダ中心面３２に近接して配備されている。

図４に示すように、第二掃気孔１８ｂ・１８ｂは、前記第一掃気孔１８ａ・１８ａよりも反排気孔１６寄りに前記吸気孔１７を挟んで配備されている。つまり、図４における左右の掃気孔１８・１８（第一掃気孔１８ａ・１８ａと第二掃気孔１８ｂ・１８ｂ）はシリンダ軸心３０または第二シリンダ中心面３３を対称軸として対称に配置されて、第一掃気孔１８ａ・１８ａは第二掃気孔１８ｂ・１８ｂよりも第一シリンダ中心面３２側に配置されている。

図１に示すように、第一掃気通路１９ｃ・１９ｃの一側はクランク室１５と連通されている。図４に示すように、第一掃気通路１９ｃ・１９ｃの他側は第一掃気流路１９ａ・１９ａと連通されている。
図４に示すように、第一掃気流路１９ａ・１９ａの一側は第一掃気孔１８ａ・１８ａと、他側は第一掃気通路１９ｃ・１９ｃと、それぞれ連通されている。
第二掃気流路１９ｂ・１９ｂの一側はクランク室１５と連通されている。図４に示すように、第二掃気流路１９ｂ・１９ｂの他側は第二掃気孔１８ｂ・１８ｂと連通されている。
図２、図４及び図５に示すように、第一掃気流路１９ａ・１９ａ、第二掃気流路１９ｂ・１９ｂは、シリンダ６ａ内周面寄りの吸気孔１７上方に向かって第一掃気孔１８ａ・１８ａ、第二掃気孔１８ｂ・１８ｂとそれぞれ連通されている。そして、第一掃気流路１９ａ・１９ａと第二掃気流路１９ｂ・１９ｂの中心延長線は、シリンダ軸心３０と吸気孔１７中心の上方との間のシリンダ６ａ内周面寄りで交差するように形成している。この交差する部位（領域）を衝突部３７としている。つまり、対になった掃気孔１８・１８からの給気流が、第二シリンダ中心面３３の吸気孔１７斜め上方位置の衝突部３７で激突するように構成されている。
なお、第一掃気流路１９ａ・１９ａ、第二掃気流路１９ｂ・１９ｂに僅かな上反角を付与して第一掃気孔１８ａ・１８ａ、第二掃気孔１８ｂ・１８ｂとそれぞれ連通させてもよい。

図６に示すように、第二掃気流路１９ｂ・１９ｂは、直筒状に構成されている。形状は、円筒状に限定されるものではなく、流路断面が多角形等であってもよい。

次に、前記２サイクルエンジン１の作動状態について図２、図３及び図５に基づいて説明する。

前記ピストン７が上昇過程では、ピストン７によって掃気孔１８・１８、排気孔１６が閉じられ、燃焼室１４内の混合気の圧縮が始まる。そして、前記ピストン７の上昇により、前記クランク室１５内の圧力が低下していく。そして、シリンダ６ａの内壁に設けられた吸気孔１７が開口し、気化器（図示せず）で生成された混合気がクランク室１５内に供給される（吸気行程）。そして、点火プラグ２５により前記燃焼室１４内の圧縮された混合気が点火されて、燃焼が行われる。前記燃焼により発生する燃焼ガスの圧力でピストン７が押し下げられて、下降過程に移行する。

ピストン７の下降過程では、所定のクランク軸２の回転角度に於いて、通気孔開閉機能を持ったピストン７側面による閉止が解かれることで、排気孔１６が開き、前記燃焼ガスの排出（排気行程）が開始される。更にピストン７の下降により、図２に示すように、掃気孔１８が開き、前記クランク室１５内で圧縮された気体が掃気路１９を経て前記掃気孔１８から給気流として前記燃焼室内１４に流入して、この気体の押し出し作用で排気が促進される（掃気行程）。つまり、第一掃気孔１８ａ・１８ａより第一給気流が、第二掃気孔１８ｂ・１８ｂより第二給気流が、それぞれ流入してくる。ここで言う気体とは、燃焼供給手段が気化式のエンジンにあっては燃料混合気のことを、シリンダ内燃料噴射式のエンジンにあっては空気のことを指す。そして、排気行程と掃気行程とが同時に行われ、ピストン７が最下点に到達すると上昇過程に移行する。この掃気行程はピストン７が下死点通過後、上昇し、ピストン７側面により掃気孔１８が閉止される所定のクランク軸２の回転角度まで続く。

前記掃気行程に於ける給気流は、排気孔１６から隔設された第一掃気孔１８ａ・１８ａ、第二掃気孔１８ｂ・１８ｂから反排気孔１６側に噴出される為、排気ガス中への未燃ガスの素通りが抑えられると同時に、給気流がシリンダ６ａ内周面吸気孔１７の斜め上方位置の衝突部３７（燃焼室１４側）にて激突してシリンダ６ａ内で縦反転する給気ヘッドを形成し（図２、図３及び図５参照）、既燃ガスと未燃ガスとをシリンダ６ａ内で可及的層状に流動させる。こうして、排気孔１６の開口期間に既燃ガスのみを排出して、その直後、排気孔１６を閉じる時点でシリンダ６ａ内を可燃ガスのみが占める態様で掃気することが可能となり、安定した燃焼状態が得られる。

前記第一掃気孔１８ａ・１８ａ及びそれに連通する第一掃気流路１９ａ・１９ａは、図４に示すように、前記シリンダ軸心３０と排気孔中心とを含む第二シリンダ中心面３３に鏡像対称で、前記第一シリンダ中心面３２に近接して配備されるよう、金型鋳造法によりシリンダブロック６外側に鋳抜いて形成される。
図４に示すように、これによって生じる外側連通端３４・３４は、当該断面形状を包絡する最小径で穿孔３５・３５を形成した後、円形断面のプラグ３６・３６（盲栓）を圧入して封止する。
これによって、図１に示すように第一掃気通路１９ｃ・１９ｃはピストン７側面とシリンダブロック６外側とを隔てることができる。即ち、シリンダブロック６内に独立した通路として形成できるので、給気流は下降するピストン７側面の影響を受けず、従って乱流を生じ難い。
また、第一掃気孔１８ａ・１８ａ及びそれに連通する第一掃気流路１９ａ・１９ａを、金型鋳造法によりシリンダブロック６外側に鋳抜いて形成できるので、制作が容易であり、更に、第一掃気流路１９ａ・１９ａの外側連通端３４・３４は当該断面形状を包絡する最小径で穿穴３５・３５した後、円形断面のプラグ３６・３６を圧入する封止構造が採れるので、シリンダブロック６の制作が容易かつ経済的で、封止効果も得やすい。

前記掃気行程に於いて、第一掃気孔１８ａ・１８ａに比べ排気孔１６からより隔設した複数対の第二掃気孔１８ｂ・１８ｂから、反排気孔１６側シリンダ６ａ内周面寄りの吸気口１７の斜め上方位置の衝突部３７（燃焼室１４側）に、直筒状第二掃気流路１９ｂ・１９ｂの整流作用を受け、指向噴出する複数の第二給気流が第一給気流を誘導しつつシリンダ６ａ内で上方向へ縦反転する掃気ヘッドを形成し、既燃ガスは反対側の排気孔１６より排出される。こうして既燃ガスと未燃ガスとをシリンダ６ａ内で可及的層状に流動させることができるので、排気孔１６開口期間に既燃ガスのみを排出した直後に、排気孔１６を閉じる時点でシリンダ６ａ内を未燃ガスのみが占める様態で掃気することが可能となり、排気ガス中への未燃ガスの素通りを抑えられると同時に、安定した燃焼状態が得られる。

前記第二掃気孔１８ｂ・１８ｂ及びそれに連通する第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを、金型鋳造法により形成してもよい。
前記直筒状第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを金型鋳造法により鋳抜いて形成することで、シリンダブロック６の制作が容易になり、経済的に請求項３記載の発明に因る効果を得られる。

前金型鋳造の第二掃気孔１８ｂ・１８ｂ及び前記第二掃気孔１８ｂ・１８ｂに連通する直筒状第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを、それぞれ吸気孔鋳抜き方向及びシリンダ燃焼室鋳抜き方向に金型分割した中子を用いて形成してもよい。
つまり、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、金型の割面と平行な部分等は中子を用いて製作するが、第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを直筒状に構成する為、その上部は金型分割上、余剰空隙３９が付随形成される。この余剰空隙３９に挿入部材３８を挿入して第二掃気流路１９ｂ・１９ｂの上部を形成する。前記挿入部材３８は、余剰空隙３９とシリンダブロック吸気側に取り付けられる気化器の昇温防止体とに挟持固定されるが、この挿入部材３８は当該気化器昇温防止体に一体形成されても良い。
これによって、前記直筒状第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを金型鋳造法により鋳抜いて形成する上で、金型を一般的な直交分割構造とすることができるので、シリンダブロック６の制作が容易になり、より経済的に請求項３記載の発明に因るのと同等の効果を得られる。

以上のように、シリンダ６ａに開口された掃気孔１８、排気孔１６及び吸気孔１７を具備する反転掃気式２サイクルエンジン１であって、前記掃気孔１８は、シリンダ軸心３０を包含し排気孔１６中心を最大距離に定義して成る第一シリンダ中心面３２よりも反排気孔１６側に配備されており、前記掃気孔１８には掃気路１９が連通し、掃気孔１８からシリンダ６ａ内周面寄りの吸気孔１７上方のシリンダ６ａ内に給気流を噴出するように構成すると、前記掃気行程に於ける給気流は、排気孔１６から隔設された第一掃気孔１８ａ・１８ａ、第二掃気孔１８ｂ・１８ｂから反排気孔１６側に噴出される為、排気ガス中への未燃ガスの素通りが抑えられると同時に、給気流がシリンダ６ａ内周面吸気孔１７の斜め上方位置の衝突部３７（燃焼室１４側）にて激突してシリンダ６ａ内で縦反転する給気ヘッドを形成し（図２、図３及び図５参照）、既燃ガスと未燃ガスとをシリンダ６ａ内で可及的層状に流動させる。こうして、排気孔１６の開口期間に既燃ガスのみを排出して、その直後、排気孔１６を閉じる時点でシリンダ６ａ内を可燃ガスのみが占める態様で掃気することが可能となり、安定した燃焼状態が得られる。

また、前記２サイクルエンジン１に、シリンダ軸心３０と、排気孔１６中心とを含む第二シリンダ中心面３３に鏡像対称で、前記第一シリンダ中心面３２に近接して配備される少なくとも一対の第一掃気孔１８ａ・１８ａ及びそれに連通する第一掃気流路１９ａ・１９ａを金型鋳造法によりシリンダブロック６外側に鋳抜いて形成すると共に、これによって生じる外側連通端３４・３４を当該断面形状を包絡する最小径で穿孔３５・３５して後、プラグ３６・３６で封止して形成すると、第一掃気通路１９ｃ・１９ｃはピストン７側面とシリンダブロック６外側とを隔てることができる。即ち、シリンダブロック６内に独立した通路として形成できるので、給気流は下降するピストン７側面の影響を受けず、従って乱流を生じ難い。

また、少なくとも一対の前記第一掃気孔１８ａ・１８ａと、前記第一掃気孔１８ａ・１８ａよりも反排気孔１６寄りに、吸気孔１７を挟んで配備される少なくとも一対の第二掃気孔１８ｂ・１８ｂと、を具備する反転掃気式２サイクルエンジン１であって、前記第二掃気孔１８ｂ・１８ｂには、直筒状の第二掃気流路１９ｂ・１９ｂが連通されるように構成すると、前記掃気行程に於いて、第一掃気孔１８ａ・１８ａに比べ排気孔１６からより隔設した複数対の第二掃気孔１８ｂ・１８ｂから、反排気孔１６側シリンダ６ａ内周面寄りの吸気口１７の斜め上方位置の衝突部３７（燃焼室１４側）に、直筒状第二掃気流路１９ｂ・１９ｂの整流作用を受け、指向噴出する複数の第二給気流が第一給気流を誘導しつつシリンダ６ａ内で上方向へ縦反転する掃気ヘッドを形成し、既燃ガスは反対側の排気孔１６より排出される。こうして既燃ガスと未燃ガスとをシリンダ６ａ内で可及的層状に流動させることができるので、排気孔１６開口期間に既燃ガスのみを排出した直後に、排気孔１６を閉じる時点でシリンダ６ａ内を未燃ガスのみが占める様態で掃気することが可能となり、排気ガス中への未燃ガスの素通りを抑えられると同時に、安定した燃焼状態が得られる。

また、前記第二掃気孔１８ｂ・１８ｂ及び前記第二掃気孔１８ｂ・１８ｂに連通する第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを、金型鋳造法により形成すると、シリンダブロック６の制作が容易になり、経済的に請求項３記載の発明に因る効果を得られる。

また、前記金型鋳造の第二掃気孔１８ｂ・１８ｂ及び前記第二掃気孔１８ｂ・１８ｂに連通する第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを、それぞれ吸気孔１７鋳抜き方向及びシリンダ燃焼室１４鋳抜き方向に金型分割したる中子を用いて形成し、金型分割上付随形成される余剰空隙に、第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを直筒状に構成する為の挿入部材３８を挿入してシリンダブロック６を形成すると、前記直筒状第二掃気流路１９ｂ・１９ｂを金型鋳造法により鋳抜いて形成する上で、金型を一般的な直交分割構造とすることができるので、シリンダブロック６の制作が容易になり、より経済的に請求項３記載の発明に因るのと同等の効果を得られる。

ところで、前記掃気行程に於いては、既燃ガスと給気気体とをシリンダ内で可及的層状に流動させ、排気孔開口期間に既燃ガスのみを完全に排出して直後、排気孔が閉じられる時点ではシリンダ内が給気気体のみで満たされていることが理想的であり、請求項１乃至請求項５記載の発明の実施品のエンジンにあっては、極めて理想的な掃気作用が得られる。

本発明の一実施例に係る２サイクルエンジンの全体的な構成を示した縦断正面図。同２サイクルエンジン縦断面を示した斜視図。同２サイクルエンジンのシリンダブロック内周面展開図。図３中の破断線におけるシリンダブロック下方視断面図。本発明の一実施例に係る２サイクルエンジンの縦断正面図。本発明の一実施例に係るにシリンダブロックに設けられた直筒状副掃気流路の形状を示す部分断面図。請求項５記載の発明の一実施形態を示すシリンダブロックの部分断面図。

符号の説明

１２サイクルエンジン
５シリンダケース
６シリンダブロック
６ａシリンダ
７ピストン
１４燃焼室
１５クランク室
１６排気孔
１７吸気孔
１８掃気孔
１９掃気路
３６プラグ
３８挿入部材

Claims

シリンダに開口された掃気孔、排気孔及び吸気孔
を具備する反転掃気式２サイクルエンジンであって、
前記掃気孔は、シリンダ軸心を包含し排気孔中心を最大距離に定義して成る第一シリンダ中心面よりも反排気孔側に配備されており、
前記掃気孔には掃気路が連通し、掃気孔からシリンダ内周面寄りの吸気孔上方のシリンダ内に給気流を噴出するように構成した
ことを特徴とする２サイクルエンジン。
シリンダ軸心と、排気孔中心とを含む第二シリンダ中心面に鏡像対称で、前記第一シリンダ中心面に近接して配備される少なくとも一対の第一掃気孔及びそれに連通する第一掃気流路を金型鋳造法によりシリンダブロック外側に鋳抜いて形成すると共に、これによって生じる外側連通端を当該断面形状を包絡する最小径で穿孔して後、プラグで封止して形成したことを特徴とする請求項１記載の２サイクルエンジン。
少なくとも一対の前記第一掃気孔と、
前記第一掃気孔よりも反排気孔寄りに、吸気孔を挟んで配備される少なくとも一対の第二掃気孔と、
を具備する反転掃気式２サイクルエンジンであって、
前記第二掃気孔には、直筒状の第二掃気流路が連通されている
ことを特徴とする請求項２記載の２サイクルエンジン。
前記第二掃気孔及び前記第二掃気孔に連通する第二掃気流路は、金型鋳造法により形成される
ことを特徴とする請求項３記載の２サイクルエンジン。
前記金型鋳造の第二掃気孔及び前記第二掃気孔に連通する第二掃気流路を、それぞれ吸気孔鋳抜き方向及びシリンダ燃焼室鋳抜き方向に金型分割したる中子を用いて形成し、金型分割上付随形成される余剰空隙に、第二掃気流路を直筒状に構成する為の挿入部材を挿入して成るシリンダブロックを具備することを特徴とする請求項３記載の２サイクルエンジン。