JP2011149304A - ２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成としながらも、アイドリング時から急加速への移行を円滑に行うことができる層状掃気型２サイクルエンジンを提供する。
【解決手段】掃気通路(30,31) から燃焼室(1a)へ混合気(M) と空気(A) を導入する２サイクルエンジンであって、空気(A) を掃気通路(30,31) に供給する空気通路(23)および混合気(M) を掃気通路(30,31) に供給する混合気通路(24)の開度を調整する弁体(50,51) と、空気通路(23)における空気(A) の逆流を防止する逆止弁(41)と、逆止弁(41)の上流側における空気通路(23)に突出して空気(A) が弁体(50)から掃気通路(30,31) に達する時間を遅延させる遅延部材(60,63) とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば刈払機のような小型作業機の駆動源として用いられる層状掃気型の２サイクルエンジンに関するものである。

従来、掃気行程において先導掃気用の空気を掃気通路の先端部分に一旦導入したのち燃焼室内に供給する空気掃気型の２サイクルエンジンが知られている（特許文献１参照）。このエンジンでは、アイドリング時に、安定した回転を得るために、空気通路の弁体を全閉とし、混合気通路からの混合気のみをクランク室内に導入して、アイドリングに最適な濃度の混合気を掃気通路から燃焼室内に供給している。

特開２００４−３６０６５６号公報

しかしながら、前記のエンジンでは、アイドリング状態からスロットルバルブを一気に全開状態として急加速する操作を行うと、混合気通路だけでなく空気通路も急激に開放される。その際、混合気は混合気通路からクランク室内および掃気通路を経由して燃焼室内に入るのに対し、空気はクランク室内を経ずに掃気通路から燃焼室に入る。しかも、空気通路はアイドリング時に空になっているので、空気通路から掃気通路を経て多量の空気が急激に燃焼室内に入る。その結果、多量の空気が混合気よりも早く燃焼室内に流入するので、混合気が薄められて一瞬過薄となる。したがって、アイドリング状態から急加速への移行を開始した時点では、急加速に必要な十分な濃度の混合気が燃焼室内に供給されないこととなり、加速不良やエンジンの回転停止が発生し易い場合がある。

そこで、アイドリング時の混合気を予め濃く設定しておくことが考えられるが、そのようにすると、スロットルバルブのアイドリング開度が大きくなり、これに応じて空気用弁体も開いてしまい、多量の空気が燃焼室に入ることで燃焼が不安定となって、回転が変動する。また、リフトアップ式の始動操作機構を有する場合、アイドリング開度が大きくなる分だけ始動時のリフト量が減少するから、始動時の混合気が十分に濃くならないので、始動性が低下する。

また、スロットルバルブを中開度で運転する場合、スロットルバルブの空気通路孔に対して、その下流の空気通路の通路断面積が大きいために、空気通路の内部に空気が流動しない流路領域が生じて、スロットルバルブの空気通路孔から空気通路に流入した直後の空気に乱流が発生し易く、この乱流に起因して空気の流れが不安定となり、エンジン回転が不安定となることがある。

本発明は、簡単な構成としながらも、アイドリング時から急加速への移行を安定に行える層状掃気型２サイクルエンジンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る層状掃気型２サイクルエンジンは、掃気通路から燃焼室へ混合気と空気を導入する層状掃気型２サイクルエンジンであって、前記空気を前記掃気通路に供給する空気通路および前記混合気を前記掃気通路に供給する混合気通路の開度を調整する弁体と、前記空気通路における空気の逆流を防止する逆止弁と、前記逆止弁の上流側における前記空気通路に突出して空気が前記弁体から前記掃気通路に達する時間を遅延させる遅延部材とを備えている。

この層状掃気型２サイクルエンジンによれば、アイドリング状態から急加速する操作を行った場合、アイドリング時に空になっている空気通路内に弁体から多量の空気が流入するが、この空気は、空気通路における逆止弁の上流側の箇所に突出する遅延部材により、流動方向が変更されることによって流動速度が減速されるとともに、弁体から掃気通路までの空気通路の通路長さが長くなる。そのため、空気通路を通った空気が掃気通路内に流入するタイミングが遅れて、混合気通路からクランク室を経由して掃気通路内に混合気が流入する時点に近づくことになる。これにより、掃気通路から燃焼室に入る混合気が空気によって過剰に薄められて加速不良やエンジンの回転停止が発生するのが防止され、円滑に急加速することができる。この急加速性の向上効果を、空気空路内に遅延部材を設けるのみの簡単な構成によって達成することができる。

本発明において、前記遅延部材は前記空気通路の流れ方向つまり軸心方向にほぼ直交する面に沿って延びる立壁である。これにより、空気通路内の空気は、流れ方向にほぼ直交する面に沿って延びる立壁を乗り越えるように流動方向が変更されるので、空気の流れを効果的に減速して遅延させることができる。

前記立壁は前記弁体と前記逆止弁との中間位置よりも前記逆止弁寄りの位置に設けられていることが好ましい。前記立壁は空気流を乱して流動抵抗を増大させるので、下流の逆止弁に近づけて配置することにより、流動抵抗の増大を抑制できる。

前記空気通路における前記立壁の突出端部と対向する部位に、空気の流路の一部分を形成する凹所が形成されていることが好ましい。これにより、空気通路内の空気は立壁の突出端部を乗り越えながら流動して流動方向が変更されるが、立壁の突出端部とこれに対向する凹所との間に、流動方向を変更された空気を円滑に流動させるための流路を確保して、流動抵抗の増大を抑制できる。

空気通路の前記凹所は横断面形状がほぼ四角形であり、前記立壁の存在する部位での通路面積が前記立壁の直近の上流側の通路面積とほぼ同一の面積に設定されていることが好ましい。このような通路面積の設定により、立壁による流動抵抗の増大が抑制される。また、凹所をほぼ四角形状にすることで、所要の通路面積を有する流路の高さおよび幅を、円形の形状とする場合に比較して小さくすることができるので、凹所を空気通路周りの限られたスペースに容易に形成できる。

前記逆止弁がリードバルブである場合、前記立壁は、前記空気通路の横断面における前記リードバルブの先端部寄りに配置されていることが好ましい。これにより、立壁は、リードバルブにおける最も大きな開弁圧力が作用する先端部に空気が当たるのを阻止するような位置に配置されるので、空気通路を流動する空気によって逆止弁が開かれるタイミングが遅れるから、空気が掃気通路に達する時間をより一層遅延させることができる。

本発明において、前記弁体が円柱に径方向の通路孔が形成されたロータリー弁であり、前記遅延部材は、前記ロータリー弁の軸心と平行に延びる前縁を有し、前記空気通路の流れ方向に延びる仕切り板とすることもできる。これにより、ロータリー弁を全開したとき、仕切り板の前縁に空気が当たって流速が低下するので、やはり掃気通路に流入するタイミングが遅れて、円滑な急加速が可能となる。

また、ロータリー弁は、その空気通路孔が下流の空気通路に対し、周方向に除々に大きく開口するよう開弁するので、仕切り板がない場合、中開度までは空気通路孔の下流で空気通路が急激に拡大するから、この部分に強い乱流が発生しようとする。このとき、前記仕切り板により、中開度（中負荷）までは、空気通路孔が仕切り板により仕切られた一方側の通路領域にのみ連通するので、実質的に空気通路の急激な拡大が抑制される。その結果、ロータリー弁の空気通路孔から空気通路に流入した後の空気に強い乱流が発生して回転変動を引き起こすのを防止でき、この点からもエンジン回転の安定性が向上する。

前記仕切り板は、前記ロータリー弁の出口から、この出口と前記逆止弁との中間位置よりも下流まで延びていることが好ましい。これにより、空気通路における仕切り板により仕切られた一方または両方の通路領域に流入した空気が、通路領域内で整流されながら逆止弁の近傍まで流動するので、空気の乱流の発生を一層確実に防止することができる。

前記仕切り板と円柱状の保持部材とからなる仕切りユニットが前記空気通路にほぼ同心状に嵌合されており、前記仕切り板は、前記保持部材と一体形成されて、この保持部材の中空部を横断している構成とすることが好ましい。一般に、空気通路および混合気通路は、温度の高いシリンダから気化器への断熱を目的としたスペーサとして機能するインシュレータに設けられ、このインシュレータは、高い断熱効果を得られる素材、例えばフェノール樹脂により形成されるが、フェノール樹脂は、脆いことから、仕切り板を一体形成するのが困難である。これに対し、仕切り板と保持部材とからなる仕切りユニットを別途設けることで、仕切りユニットを成形性に優れたナイロンのような樹脂で形成することができ、この仕切りユニットを空気通路に嵌合することで、仕切り板を空気通路に容易、かつ強固に取り付けることができる。

本発明において、前記立壁と、この立壁よりも上流側に設けられた前記仕切り板とを備えていることが好ましい。これにより、立壁と仕切り板とにより急加速性の向上を図ることができるとともに、仕切り板により中開度運転時のエンジン回転の安定性の向上を図ることができる。

本発明の層状掃気型２サイクルエンジンによれば、アイドリング状態から急加速する操作を行った場合、弁体を通って空気通路内に流入する多量の空気は、空気通路に設けた遅延部材によって遅延されて掃気通路に達するので、混合気が空気によって過剰に薄められるのが防止され、円滑に急加速することができる。しかも、空気通路内に遅延部材を設けるだけであるから、構造が簡単で、製造が容易である。

本発明の第１実施形態に係る層状掃気型２サイクルエンジンを示す正面断面図である。 図１の要部の一部破断面した拡大図である。 同上のエンジンにおける仕切りユニットを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は一部破断した正面図である。 同上のエンジンにおけるインシュレータを示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 同上のエンジンの吸気系のアイドリング状態を示す平面断面図である。 同上のエンジンの吸気系の中開度運転状態を示す平面断面図である。 同上のエンジンの吸気系の全開運転状態を示す平面断面図である。 本発明の第２実施形態に係る層状掃気型２サイクルエンジンにおける要部の平面断面図である。 同第２実施形態に係る層状掃気型２サイクルエンジンにおける仕切りユニットを示す平面断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る層状掃気型の２サイクルエンジンを示す正面断面図である。この２サイクルエンジンは、内部に燃焼室１ａを形成したシリンダブロック１がクランクケース２の上部に連結されて、エンジン本体Ｅが構成されている。シリンダブロック１の一側部（左側）には、吸気系を構成する気化器３とエアクリーナ４とが接続され、他側部（右側）には排気系を構成するマフラー８が接続されており、クランクケース２の下部には燃料タンク９が取り付けられている。前記シリンダブロック１の内部のシリンダボア１ｂには、その軸心Ｃの方向（この例では上下方向）に往復動するピストン１０が嵌合されている。前記クランクケース２には、軸受１１を介してクランク軸１２が支持されている。このクランク軸１２の軸心ＣＸとは偏位した位置に中空状のクランクピン１３が設けられ、このクランクピン１３と前記ピストン１０に設けた中空状のピストンピン１４との間が、コンロッド２０により連結されている。クランク軸１２にはクランクウエブ１７が設けられ、シリンダブロック１の上部には点火プラグ１８が設けられている。

前記シリンダブロック１と気化器３との間には、温度の高いシリンダブロック１からの断熱を目的として、スペーサとなるインシュレータ２２が設けられている。このインシュレータ２２内には、上部側に空気通路２３の下流部分が形成され、下部側にこの空気通路２とほぼ平行に混合気通路２４の下流部分が形成されている。前記気化器３は、空気通路２３と混合気通路２４の両方の通路面積を、単一のロータリー弁（回転弁）２８によって調節する。ロータリー弁２８は、空気用弁体５０と混合気用弁体５１とを一体形成したものであり、ロータリー弁２８を径方向に貫通する円形孔からなる空気通路孔５０ａと混合気通路孔５１ａとを有している。

気化器３のボディ４５には、掃気用空気Ａをエンジン本体Ｅに供給するための気化器空気通路４８と、混合気Ｍをエンジン本体Ｅへ供給するための気化器混合気通路４９とが、互いにほぼ平行な配置で貫通して設けられている。また、図２に示すように、ボディ４５に、両通路４８，４９に対しほぼ直交して貫通する単一のロータリー弁２８が回動自在に支持されている。このロータリー弁２８により形成された空気用弁体５０および混合気用弁体５１は、空気通路孔５０ａおよび混合気通路孔５１ａとほぼ直交する上下方向の軸心Ｃ３の回りに回動して、両通路４８，４９の開度調整を行う。前記気化器空気通路４８と空気通路孔５０ａとが空気通路２３の上流部分を形成し、前記気化器混合気通路４９と混合気通路孔５１ａとが混合気通路２４の上流部分を形成している。

さらに、前記シリンダブロック１の周壁には、その内周面に開口する排気口２９ａを有する排気通路２９が形成され、この排気通路２９からの排気（燃焼ガス）は、前記マフラー８を経て外部に排出される。

前記シリンダブロック１とクランクケース２の内部には、ピストン１０を挟んだ上方の燃焼室１ａと下方のクランク室２ａとを直接連通させる第１および第２の掃気通路３０，３１が設けられている。両掃気通路３０，３１はそれぞれ、上端の第１および第２の掃気口３０ａ，３１ａがシリンダブロック１の内周面に開口し、下端の流入口３０ｂ，３１ｂがクランクケース２の上部の内周面に開口している。第２の掃気通路３１は、第１の掃気通路３０よりも排気口２９ａ寄りに形成されている。第１の掃気通路３０の上端の第１の掃気口３０ａおよび第２の掃気通路３１の上端の第２の掃気口３１ａは、これらの上端が排気口２９ａの上端よりも低い位置に設定されている。これにより、ピストン１０が下降する掃気行程において、排気口２９ａが両掃気口３０ａ，３１ａよりも先に開いて、燃焼室１Ａ内の燃焼ガスを排気通路２９に排出し始めるようになっている。インシュレータ２２の空気通路２３は、シリンダブロック１に設けた空気導入通路４０を介して第１および第２の掃気通路３０，３１の上部に連通している。

図５の平面断面図に示すように、前記インシュレータ２２における空気通路２３の下流側出口には、吸気行程時にクランク室２ａ（図１）の負圧を受けて空気導入通路４０が負圧になったときに、空気通路２３を閉じるリードバルブ４１が取り付けられている。また、空気導入通路４０と第１および第２の掃気通路３０，３１とは、各掃気通路３０，３１の上部の径方向外側に設けた第１および第２の空気導入口４２，４３を介して連通している。リードバルブ４１には、リードバルブ４１の開放位置を規制するストッパ４４が装着されている。図６に示すように、空気通路２３からの掃気用の空気Ａは、前記リードバルブ４１の開放によって、空気導入通路４０からそれぞれ第１および第２空気導入口４２，４３を経て第１および第２の掃気通路３０，３１内の上部に導入される。

図５に示す空気通路２３および排気通路２９はそれぞれ真直であって、シリンダ軸心Ｃ（図１）方向から見てほぼ同一線上にあり、第１および第２の掃気通路３０，３１は、空気通路２３の軸心Ｃ１または排気通路２９の軸心Ｃ２を中心にしてほぼ対称に各一対設けられている。第１および第２の掃気通路３０，３１の間は、ほぼ上下方向に延びる隔壁３２により仕切られている。第１および第２の掃気通路３０，３１のシリンダブロック内径側はそれぞれ第１および第２の掃気通路壁３５，３６により覆われている。

図１に示すインシュレータ２２の空気通路２３からの空気Ａは、ピストン１０が上昇する吸気行程時に、クランク室２ａ内の負圧を受けてリードバルブ４１が開放され、シリンダブロック１の空気導入通路４０を通って第１および第２の掃気通路３０，３１内にそれぞれ一旦導入される。一方、混合気通路２４からの混合気Ｍは、吸気行程においてピストン１０が上昇したときに、クランク室２ａ内の負圧を受けて、シリンダブロック１内の内周面に設けた混合気口３３からクランク室２ａ内に直接導入される。

吸気行程において空気通路２３から空気導入通路４０を経て第１および第２の掃気通路３０，３１の上部にそれぞれ導入されている空気Ａは、ピストン１０が下降する掃気行程において、第１および第２の掃気口３０ａ，３１ａから燃焼室１ａ内に向かって斜め上方に噴出される。続いて、クランク室２ａを経て第１および第２の掃気通路３０，３１内の下部にそれぞれ導入されている混合気Ｍが、上部の空気を押し上げながら、第１および第２の掃気口３０ａ，３１ａから燃焼室１ａ内に向かって斜め上方に噴出される。このように、掃気行程では、燃焼室１ａ内に空気Ａに続いて混合気Ｍが層状に噴出されることにより、先に燃焼室１ａ内に噴射された空気Ａによって燃焼ガスが排気通路２９に押し出されたのちに、混合気Ｍが燃焼室１ａ内に噴出されるので、混合気Ｍが排気通路２９から外部へ漏出する吹き抜けが効果的に抑制される。

また、図２に示す気化器３のボディ４５には、混合気用弁体５１の底部を軸心Ｃ３と同軸に貫通して混合気通路孔５１ａの内部に突入する燃料（ガソリン）のメインノズル５４が設けられており、このメインノズル５４の周壁の一部に燃料噴射口（図示せず）が形成されている。一方、メインノズル５４と同軸に、気化器３の上端部に上下動自在に支持されて空気用通路孔５０ａを貫通して混合気通路孔５１ａまで延びるニードル弁５８が配置されており、このニードル弁５８の下端部がメインノズル５４内に嵌入されている。ボディ４５の下部には、図示しないダイヤフラムを内蔵した燃料貯留体５９が連結されており、この燃料貯留体５９からメインノズル５４に燃料が送出される。

ロータリー弁２８は、周知のスロットルレバー（図示せず）が手動操作されたときに回動して、気化器空気通路４８および気化器混合気通路４９が大きな開度に調整され、これと同時にニードル弁５８が上昇して、メインノズル５４の燃料噴射口の開口面積が増大し、多くの燃料が気化器混合気通路４９に供給される。こうして、エンジンは、スロットルレバーの操作に応じて回転が制御される。

エンジン始動時には、気化器３の上部に設けたリフトアップレバー５７を手動で９０°回転させることにより、ニードル弁４８を上昇させ、メインノズル５４からの燃料供給量を増大させて、始動を容易にする。

つぎに、第１実施形態の要旨とする構成について説明する。インシュレータ２２の空気通路２３におけるリードバルブ４１に上流側の箇所に、空気通路２３に突出する立壁６０が設けられている。この立壁６０は、空気通路２３内を流動する空気Ａが両掃気通路３０，３１に達する時間を遅延させる遅延部材として作用するもので、リードバルブ４１の上流側の近傍箇所で、かつ空気通路２３の横断面におけるリードバルブ４１の先端部４１ａ寄りの箇所に配置されて、空気通路２３内の空気Ａの流れ方向とほぼ直交する面、つまり空気通路１４の軸心Ｃ１に対してほぼ直交する面に沿って、後述するように、空気通路２３の通路高さのほぼ１／２の高さまで延びている。空気通路２３における立壁６０の突出端部に対向する部位に、空気Ａの流路の一部分を形成する凹所６１が形成されており、この凹所６１の詳細については後述する。

前記空気通路２３における立壁６０の上流側箇所には、空気通路２３に連通する気化器空気通路４８の通路径よりも僅かに大きな内径を有する円筒状の保持部材６４が、嵌合され、保持部材６４の中空部が、気化器空気通路４８よりも僅かに大きな通路面積を持つ空気通路２３となる。この保持部材６４の中空部に仕切り板６３が設けられており、仕切り板６３は、短冊状であって、その短冊状の幅方向（図２の上下方向）がロータリー弁２８の軸心Ｃ３と平行に延び、かつ短冊状の長さ方向が空気通路２３内の空気Ａの流れ方向に延びている。保持部材６４と仕切り板６３とは仕切りユニット６２として一体形成されている。仕切り板６３によって狭くなる通路面積分だけ保持部材６４の内径が気化器空気通路４８よりも大きくなっており、これにより、空気通路２３の通路面積を、仕切り板６３のない従来の場合と同一にしている。

図３（ａ）〜（ｄ）は前記仕切りユニット６２の斜視図、平面図、左側面図および一部破断した正面図をそれぞれを示す。図３（ｃ）において、仕切りユニット６２は、円筒状の保持部材６４の中空部がねじれのない平坦な仕切り板６３により、対称な半円形状を有する同一通路面積（横断面積）の二つの通路領域２３ａ，２３ｂに区分されている。仕切り板６３は、保持部材６４の全長にわたって延びる本体６３ａに、この本体６３ａよりも僅かに小さな幅（図３の上下方向の寸法）を有し、本体６３ａから上流側に延びて、気化器空気通路４８（図２）に嵌入できる幅を有する仕切り突片６３ｂが一体に形成されている。また、保持部材６４の上流端部の外面には、仕切り板６３と直交する径方向で対向する２箇所に、位置決め突起６９が一体形成されている。この仕切りユニット６２はナイロンを素材とした一体成形品である。

図４（ａ）〜（ｃ）は前記インシュレータ２２の正面断面図、左側面図および右側面図をそれぞれ示す。図４（ａ）に示すように、このインシュレータ２２には、二点鎖線で示す仕切りユニット６２の円筒状の保持部材６４の厚み分と、仕切り板６３の横断面積相当分とだけ、既存のインシュレータの空気通路に対して通路の径を拡大した通路拡張部７０が形成されている。この通路拡張部７０にほぼ同心状に、仕切りユニット６２の保持部材６４が嵌合されることにより、保持部材６４の中空部と仕切りユニット６２によって、既存の空気通路と同一通路面積を有する空気通路２３が形成されている。

通路拡張部７０の空気の流れ方向の下流端（図４（ａ）の右端）における上半部に、円筒状の保持部材６４の内径と同一の内径を有する半円形状の段部７１が設けられている。この段部７１は、通路拡張部７０に嵌入される仕切りユニット６２の保持部材６４の下流端面６４ａに当接して、保持部材６４の上流端面６４ｂがインシュレータ２２における気化器３との合わせ面２２ａと面一となるように、保持部材６４を位置決めしている。

また、インシュレータ２２における通路拡張部７０から空気Ａの流れ方向の下流側は、前記段部７１に連なる通路の下半部が、段部７１と同一内径で立壁６０まで延びている。これにより、前記通路下半部に、仕切りユニット６２の保持部材６４の中空部からなる空気通路２３と同一径の空気流路が設けられており、この空気流路におけるリードバルブ４１の近傍箇所に、前記立壁６０が一体形成されている。この立壁６０は、前述のように、リードバルブ４１の先端部４１ａ寄りの配置で、空気通路２３の空気Ａの流れ方向つまり軸心Ｃ４に対してほぼ直交する面に沿って延びている。

さらに、インシュレータ２２には、立壁６０の突出端部６０ａと対向する通路上半部における段部７１から下流端までの箇所に、前記凹所６１が形成されている。この凹所６１は、図４（ｃ）に横平行線で示すように、横断面形状がほぼ四角形状に形成されて、立壁６０が存在する部位での通路面積Ｓ１が、縦平行線により図示した、立壁６０の直近の上流側の通路面積、つまり段部７１の内周面およびその上流側の保持部材６４の中空部により形成された空気通路２３の面積Ｓ２とほぼ同一に設定されている。

図４（ｂ）に示すように、インシュレータ２２の上流端部における通路拡張部７０の水平な径方向に相対向する２箇所に、一対の凹部７２が形成されており、この凹部７２に、図３の仕切りユニット６２の一対の位置決め突起６９が嵌まり込む。図４（ａ）に示すように、凹部７２は、仕切りユニット６２の保持部材６４が通路拡張部７０に嵌合されたときに、位置決め突起６９を介して保持部材６４を回り止めする。

こうして仕切りユニット６２が取り付けられたインシュレータ２２に、図５に示す気化器３およびエアクリーナ４が取り付けられる。すなわち、インシュレータ２２に嵌合された仕切りユニット６２の仕切り突片６３ｂを気化器空気通路４８に進入させ、合わせ面２２ａを気化器３の下流端面に重ね合わせ、さらに気化器３の上流端面にエアクリーナ４を重ね合わせた状態で、エアクリーナ４および気化器３の各々の挿通孔７３，７４に挿通したボルト７８を、インシュレータ２２の一対のねじ孔７９にねじ込むことにより、インシュレータ２２に気化器３およびエアクリーナ４を固定して、吸気系アッセンブリを形成する。このとき、仕切りユニット６２は、保持部材６４の上流端面６４ｂが気化器３の下流端面に当接して、インシュレータ２２からの抜け止めがなされる。

また、インシュレータ２２は、その下端部に設けた突片８０がシリンダブロック１内に進入して、空気導入通路４０の上流側の一部分を形成しており、この状態で、図４（ｂ）に示す四つの取付孔８１に挿通したボルト（図示せず）をシリンダブロック１のねじ孔（図示せず）にねじ込むことにより、シリンダブロック１に固着される。

前記インシュレータ２２は、高い断熱効果が得られる素材、例えばフェノール樹脂などにより形成されるが、フェノール樹脂は硬くて脆いことから、図２に示す薄い仕切り板６３を一体形成するのが困難である。これに対し、前記２サイクルエンジンでは、加工が容易で堅牢な素材であるナイロンにより、仕切り板６３および保持部材６４からなる仕切りユニット６２を型成形している。この仕切りユニット６２をインシュレータ２２の通路拡張部７０に嵌合することで、仕切り板６３を保持部材６４の中空部からなる空気通路２３内に容易、かつ強固に取り付けることができる。また、この実施形態では、既存のエンジンに対して、インシュレータに通路拡張部７０、立壁６０および凹所６１を設ける改造を施し、一体成形した別部材の仕切りユニット６２をインシュレータ２２に嵌合するだけの簡単な構成としながらも、以下に説明するような急加速性の向上と中開度運転時の回転の安定性とを共に達成できる。

アイドリング時には、図１の混合気用弁体５１が所要開度に開かれてアイドリングに最適な濃度の混合気Ｍが混合気通路２４から掃気通路３０，３１を通って燃焼室１ａ内に供給される一方で、図５に示すように、空気用弁体５０は空気通路２３を全閉状態に保持し、空気通路２３を通って流入する空気量の変動によるエンジン回転の変動を抑制する。これにより、安定した回転のアイドリングを行うことができる。

このアイドリング状態から急加速する操作を行うと、図７に示すように、空気用弁体５０が空気通路２３を全開して、アイドリング時に空になっている空気通路２３内に空気用弁体５０の空気通路孔５０ａから多量の空気Ａが流入するが、この空気Ａは、図２に示すように、空気通路２３の軸心Ｃ１にほぼ直交する面に沿って延びた立壁６０を乗り越えるように流動方向が上方へ変更されることによって流動速度が減速されるとともに、立壁６０の存在によって空気用弁体５０から掃気通路３０，３１までの流路が長くなる。これにより、空気通路２３を通った空気Ａが掃気通路３０，３１内に流入するタイミングが遅れて、混合気通路２４からクランク室２ａを経由して掃気通路３０，３１内に混合気Ｍが流入する時点に近づく。

その結果、掃気通路３０，３１から燃焼室１ａに入る混合気Ｍが空気Ａによって過剰に薄められて加速不良やエンジンの回転停止が発生する可能性が低くなり、円滑に急加速することができる。また、立壁６０は空気流を乱して流動抵抗を増大させるが、立壁６０をロータリー弁２８とリードバルブ４１との中間位置よりも下流のリードバルブ４１に近づけて配置しているので、流動抵抗の増大が極力抑制される。

また、立壁６０は、図１に示すリードバルブ４１の近傍箇所で、かつ空気通路２３の横断面におけるリードバルブ４１の先端部４１ａ寄りに配置されていることから、リードバルブ４１における最も大きな開弁圧力が作用する先端部４１ａに空気Ａが直接当たるのを阻止するので、流動する空気Ａによってリードバルブ４１が開かれるタイミングが遅れるから、これによっても空気通路２３を流動する空気Ａが掃気通路３０，３１に達する時間を一層遅延させることができる。

さらに、図３（ａ）に示す仕切り板６３の本体６３ａおよび仕切り突片６３ｂは、図２の空気通路２３の流れ方向に延び、かつ、各々の前縁がロータリー弁２８の軸心Ｃ３と平行に延びているので、ロータリー弁２８を全開したとき、仕切り板６３の仕切り突片６３ｂの前縁に空気Ａが当たって流速が低下する。これによっても、空気Ａが掃気通路３０，３１に流入するタイミングが遅れる。

さらに、立壁４１の存在する部位での通路面積がほぼ四角形状の凹所６１によって立壁６０の直近の上流側の空気空路２３の通路面積とほぼ同一に設定されているから、立壁６０の部位での通路面積の減少による流動抵抗の増大が抑制される。その結果、立壁６０と凹所６１とによって空気Ａの流動方向を変更して減速しているにもかかわらず、所要量の空気Ａを掃気通路３０，３１から燃焼室１ａに円滑に供給して安定した回転を行わせることができる。また、このように通路面積を設定することによって、立壁６０による流動抵抗の増大が抑制されるが、その際、図４（ｃ）に示すように、凹所６１をほぼ四角形状とすることにより、所要の通路面積を有する流路の高さおよび幅を、円形の形状とする場合に比較して小さくすることができるので、凹所６１を空気通路２３周りの限られたスペースに容易に設けることができる。

スロットルをアイドリング状態から除々に開いていく場合、図６に示すように、空気用弁体５０の空気通路孔５０ａが、その下流側の空気通路２３に対し、周方向に除々に大きく開口して連通していく。したがって、仕切り板６３がない場合、弁体５０の中開度までは空気通路孔５０ａの下流で空気通路２３が急激に拡大するから、この部分に強い乱流が発生しようとする。このとき、仕切り板６３により、中開度（中負荷）までは、空気通路孔５０ａが仕切り板６３により仕切られた一方の通路領域２３ａにのみ連通するので、実質的に空気通路２３の急激な拡大が抑制される。その結果、ロータリー弁２８の空気通路孔５０ａから空気通路２３の一方の通路領域２３ａに流入した後の空気Ａに強い乱流が発生して回転変動を引き起こすのを防止でき、回転の安定性が向上する。

弁体５０が中開度になったとき、空気用弁体５０の空気通路孔５０ａの出口面積が、仕切り板８３で仕切られた空気通路２３の一方の通路領域２３ａの開口面積とほぼ同じになるから、空気通路２３の一方の通路領域２３ａにおける空気Ａが殆ど流れない部分または流動分布の大きな不均一が生じない。その結果、空気通路２３の一方の通路領域２３ａに流入した空気Ａは、十分整流されて乱流が発生しない。

空気用弁体５０の全開状態では、図７に示すように、空気通路孔５０ａの出口開口の全体が、その下流側の空気通路２３に連通し、空気通路孔５０ａの出口と空気通路２３の間で急激な通路面積の拡大が生じないので、空気Ａが仕切り板６３で仕切られた一方の通路領域２３ａと他方の通路領域２３ｂの両方に円滑に流れて、空気通路２３内で強い乱流を発生させない。

上述した急加速性の効果を得るためには、図４（ａ）に示すように、立壁６０の高さｈが、空気通路２３の通路高さ（円形通路の場合、通路直径）Ｈの０．３〜０．５倍に設定するのが好ましい。また、上述した中開度以下の回転の安定性の向上を得るためには、仕切り板６３を長くして、仕切り板６３の上流端縁６３ｃを空気用弁体５０の空気通路孔５０ａ出口に合致させるように近接し、かつ下流端縁６３ｄを、空気通路孔５０ａの出口、つまりインシュレータ２２内の空気通路２３の入口とリードバルブ４１との距離Ｌの中点Ｐよりもリードバルブ４１寄りに配置することが好ましい。

図８は、本発明の第２実施形態の要部の平面断面図を示し、大型の２サイクルエンジンに好適に適用できる。すなわち、供給する空気Ａの流動量が多い場合、仕切りユニット８１を、二つの互いに平行な仕切り板８２，８３が円筒状の保持部材８４の中空部に一体形成された構成とする。これにより、実線で示すように、空気用弁体５０の空気通路孔５０ａの開口面積が小さい低開度の場合には、空気通路孔５０ａの出口に最も近い第１仕切り板８２で仕切られた第１流路領域２３ｃのみに空気Ａを流動させる。二点鎖線で示すように、空気用弁体５０が中開度の場合、空気通路孔５０ａの出口の端縁が第２仕切り板８３に対向するので、空気Ａが、第１流路領域２３ｃに加えて、第１仕切り板８２と第２仕切り板８３との間の第２流路領域２３ｄにも流入する。これにより、空気Ａの流動量の多い大型の２サイクルエンジンにおいて、中開度以下での運転時に、空気通路２３内での空気Ａの乱流発生を防止して、回転の安定性を向上させることができる。

図９は、本発明の第３実施形態に用いる仕切りユニット８８を示す。この仕切りユニット８８は、仕切り板８９の前縁８９ｃがロータリー弁２８の軸心Ｃ３と平行に延びる形状を有し、前縁８９ｃから後縁８９ｄまでの全長またはその一部分にわたって、仕切り板８９の軸心回り、すなわち保持部材６４の軸心回りにねじられた形状になっている。この仕切りユニット８８は、第１実施形態の場合と同様に、中開度以下で仕切り板８９によって空気Ａを整流して乱流発生を防止することができるうえに、アイドリング時から急加速する場合には、ねじられた形状の仕切り板８９に沿って空気Ａが流れることにより、空気Ａの流速をさらに減速させて、急加速性を向上させることができる。図８の第２実施形態における第１および第２仕切り板８２，８３にも、同様なねじりを付加することができる。

本発明は、以上の実施形態で示した内容に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１ａ 燃焼室
２３ 空気通路
２４ 混合気通路
２８ ロータリー弁
３０，３１ 掃気通路
４１ リードバルブ（逆止弁）
５０ 空気用弁体
５１ 混合気用弁体
６０ 立壁（遅延部材）
６０ａ 立壁の突出端部
６１ 凹所
６２，８１，８８ 仕切りユニット
６３，８２，８３，８９ 仕切り板（遅延部材）
６４ 保持部材
Ａ 空気
Ｍ 混合気

Claims (10)

1. 掃気通路から燃焼室へ混合気と空気を導入する層状掃気型の２サイクルエンジンであって、
   前記空気を前記掃気通路に供給する空気通路および前記混合気を前記掃気通路に供給する混合気通路の開度を調整する弁体と、
   前記空気通路における空気の逆流を防止する逆止弁と、
   前記逆止弁の上流側における前記空気通路に突出して空気が前記弁体から前記掃気通路に達する時間を遅延させる遅延部材とを備えた２サイクルエンジン。
2. 請求項１において、前記遅延部材は前記空気通路の流れ方向にほぼ直交する面に沿って延びる立壁である２サイクルエンジン。
3. 請求項２において、前記立壁は前記弁体と前記逆止弁との中間位置よりも前記逆止弁寄りの位置に設けられている２サイクルエンジン。
4. 請求項２または３において、前記空気通路における前記立壁の突出端部と対向する部位に、空気の流路の一部分を形成する凹所が形成されている２サイクルエンジン。
5. 請求項４において、前記凹所は横断面形状がほぼ四角形であり、前記立壁の存在する部位での通路面積が前記立壁の直近の上流側の通路面積とほぼ同一に設定されている２サイクルエンジン。
6. 請求項２から５のいずれか一項において、前記逆止弁はリードバルブであり、前記立壁は、前記空気通路の横断面における前記リードバルブの先端部寄りに配置されている２サイクルエンジン。
7. 請求項１において、前記弁体は円柱に径方向の通路孔が形成されたロータリー弁であり、前記遅延部材は、前記ロータリー弁の軸心と平行に延びる前縁を有し、前記空気通路の流れ方向に延びる仕切り板である２サイクルエンジン。
8. 請求項７において、前記仕切り板は、前記ロータリー弁の出口から、この出口と前記逆止弁との中間位置よりも下流まで延びている２サイクルエンジン。
9. 請求項７または８において、前記仕切り板と円柱状の保持部材とからなる仕切りユニットが前記空気通路にほぼ同心状に嵌合されており、前記仕切り板は、前記保持部材と一体形成されて、この保持部材の中空部を横断している２サイクルエンジン。
10. 請求項２から６のいずれか一項に記載の前記立壁と、この立壁よりも上流側に設けられた請求項７から９のいずれか一項に記載の前記仕切り板とを備えた２サイクルエンジン。

Images