JP2019528403A - ポートベルト装置 - Google Patents

Abstract

隣接する一対のシリンダを含む２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルト装置。この装置は、第１の環状導管を形成する第１の中空環状部であって、第１の環状導管が第１のポートからの周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、第１の環状導管の内壁が第２のポートを有する、第１の中空環状部と、第２の環状導管を形成する第２の中空環状部であって、第２の環状導管が第３のポートからの周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、第２の環状導管の内壁が第４のポートを有する、第２の中空環状部と、を具備する装置において、第１の中空環状部及び第２の中空環状部は、それらの各周上に配置される接合点において共に接合される。接合点における第１の環状導管の断面積は、接合点から最も遠い第１の中空環状部の周上の点における第１の環状導管の断面積よりも小さい。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、２サイクル内燃機関、特には、隣接する一対のシリンダを具備する２サイクル内燃機関において使用するためのポートベルト及びポートベルト装置に関する。本発明はまた、ポートベルト装置を含むエンジン、及びそれらのエンジンを含む車両に関する。

従来の２サイクル内燃機関（火花又は圧縮点火に係わらず）において、給気は一般的に、シリンダ壁の周りで周方向に離間する一連の入口ポート（口）を介して各シリンダ内に導入される。排気ガス（即ち、燃焼生成物）が、シリンダ壁の周りで周方向に離間していて且つ入口ポートからシリンダ壁に沿って長手方向に離間した、同様の一連の排気ポートを介してシリンダから吐出されることもまた通常である。入口ポートに（一般的には加圧された）給気を供給するために、入口ポートに隣接するシリンダの周りで伸張する、環状導管を形成する、ポートベルト（出入口帯）を使用して、給気が入口ポートを介してシリンダ壁の周囲からシリンダに流入可能なシリンダ壁の周囲の周りで、単一の入口から給気を分配することが知られている。同様に、ポートベルトは、シリンダから排気ポートを介して吐出された排気ガスを受容して更にこれらのガスを単一の出口へ導くように使用可能である。

図１Ａは、２つの実質的に同一のポートベルト２Ａと２Ｂを具備する、既知の二重式ポートベルト装置１の一例を示す。ポートベルト２Ａと２Ｂは実質的に同一であるので、以下の説明は、第１のポートベルト２Ａのみに向けられる。各ポートベルト２Ａと２Ｂにおける同等の特徴は、同じ参照番号を有しており、その際、第１のポートベルト２Ａにおける特徴は、「Ａ」で指定されており、第２のポートベルト２Ｂにおける特徴は、「Ｂ」で指定される。

ポートベルト２Ａは、中空環状部３Ａを具備しており、中空環状部３Ａの内壁５Ａは、シリンダ４Ａを囲む。中空環状部３Ａは、外半径Ｒ１を有しており、シリンダ４Ａは、半径Ｒ２を有する。入口ポート８Ａは、中空環状部３Ａの一方の側に設けられており、入口ポート８Ａを介して（例えば過給機、ターボチャージャ、クランクケース圧縮又はこれらの組み合わせからの）給気が、中空環状部３Ａ内に形成された、環状導管に流入してもよい。使用時に、給気は、流路Ｆに沿って環状導管の周りを流れる。給気はその後、環状導管から、シリンダ４Ａの内壁５Ａ ／外壁の周りで周方向に離間する、ポート（図示せず）を介してシリンダ４Ａへ通過する。

図１Ａに示されるポートベルト装置１において、シリンダ４Ａ、４Ｂの間隔は、少なくとも２Ｒ１でなければならず、そのことは、エンジンの呼吸性能と全パッケージ寸法との間の妥協を必要とする。更に、空気流をシリンダの周りで分配することは、図１の設計の様な従来のポートベルト設計に関しては困難であり、この困難は、非常に動的な入口条件では更に悪化する。これは一般的に、エンジンの呼吸を抑制可能である、追加の調整板を、シリンダの内側に具備することにより克服される。

最も一般的には、本発明の第１の形態は、一対のシリンダ間の間隔を減少することを可能にするために、少なくとも１つの「渦巻き形状」のポートベルトを有する、２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルト装置を提供しており、与えられたパッケージ寸法に対して呼吸効率の改善をもたらす。

より具体的には、本発明の第１の形態は、隣接する一対のシリンダを含む２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルト装置を提供しており、この装置が、第１の環状導管を形成する第１の中空環状部であって、前記導管は、第１ポートからの周方向距離が増すにつれて半径寸法において先細りしており、第１の環状導管の内壁が第２のポート（又は一連の周方向に離間した第２のポート）を有する、第１の中空環状部と、第２の環状導管を形成する第２の中空環状部であって、前記導管は、第３のポートからの周方向距離が増すにつれて半径寸法において先細りしており、第２の環状導管の内壁が第４のポート（又は一連の周方向に離間した第４のポート）を有する、第２の中空環状部と、を具備しており、そこでは、第１の中空環状部及び第２の中空環状部は、それらの各周上に配置された接合点において共に接合されており、接合点における第１の環状導管の断面積は、接合点から最も遠い第１の中空環状部の周上の点における第１の環状導管の断面積よりも小さい。

以下の説明（接合点において接合された、第１の中空環状部と第２の中空環状部とを有する）において、用語「二重式ポートベルト」又は「ポートベルト」は、８の字形又は２つの接合された環状部により形成されたレムニスケート（連珠）形状の構成要素を参照してもよい。第１の中空環状部及び第２の中空環状部の各々は、第１のシリンダ及び第２のシリンダを受容するように構成された中央孔を形成する。「環状の」又は「環状部」という用語は、一般的に、輪形状構造、例えば（決して限定されるわけではないが）円形輪形状、又はドーナツ形構造を参照する。例えば、幾つかの実施の形態において、第１の中空環状部及び／又は第２の中空環状部は、内側シリンダシェル（殻）及び外側シリンダシェルにより形成されてもよく、それぞれのシェルの上縁部及び下縁部は、平面又は曲線であってもよい、環状表面により接合される。中空環状部は、概略楕円形であってもよい。

中央平面は、接合点と、中央平面の一方の側に位置する第１の中空環状部と、中央平面のもう一方の側にある第２の中空環状部と、を具備する平面として定義されてもよい。第１の中空環状部及び第２の中空環状部が、共に接合されるが、第１と第２の環状導管、即ち第１の中空環状部及び第２の中空環状部、内に含まれる環状容積は、共に接合されないこともまた留意されるべきである。

本出願において使用される「ポート（口）」という用語は、ガスがある構成要素から別の構成要素へ流れることを可能にする、穴を参照してもよい。例えば、ポートは、ポートベルト装置の構成要素壁における穴であってもよいが、それらは、これだけに限定されない。例えば、本発明の幾つかの実施の形態において、本発明の範囲から逸脱することなく、導管、パイプ、チューブ又はシリンダシェル、の開口端部をポートと参照してもよい。

本出願において想定される「環状導管」は、必ずしも両端部において接合する必要はなく、環状導管は、本発明の範囲から逸脱することなく、例えば、中空環状部の円周の大部分の周りで単に伸びてもよい。

接合点を、第１の環状導管の断面積が最も小さい、第１の中空環状部の周上の点に配置することにより、第１の中空環状部の中心と第２の中空環状部の中心との間の距離は、最小化されてもよい。従って、第１の中空環状部の中心と第２の中空環状部の中心との間隔は、ポートベルト装置の最大全幅の半分未満であり、この幅は、第１の中空環状部の中心と第２の中空環状部の中心とを結ぶ線の方向において測定される。本発明のポートベルト装置を採用するエンジンにおいて、第１のシリンダ及び第２のシリンダは共に、より接近させることができるので、エンジン全体は、より効率的に収納可能である。

シリンダ間の距離を更に減少させるために、接合点における第２の環状導管の断面積が接合点から最も遠い、第２の中空環状部の周上の点における第２の環状導管の断面積よりも小さくてもよい。接合点はその場合、第１の環状導管及び第２の環状導管がそれらの最も狭い場所（即ち最小の断面積を有する）にある、第１の環状導管及び第２の環状導管の各々の領域において又はその付近に位置しており、第１の中空環状部の中心と第２の中空環状部の中心との間の距離を更に減少させる。ポートベルト装置は、上記で定義されたように、中央平面の周りで対称的であることが好ましい。

２サイクル内燃機関のシリンダは、お互いに平行であってもよい。平行な一対のシリンダを収容するために、第１の中空環状部及び第２の中空環状部は、同一平面上又は実質的に同一平面上にあることが好ましい。言い換えれば、第１の中空環状部の中心と第２の中空環状部の中心とを接続する線は、第１と第２の中空環状部の両方の軸線に垂直な平面内にあることが好ましい。構成要素の収納を更に改善するために、第１の中空環状部及び第２の中空環状部は、共通の外壁を共有することが好ましい。これとは別に、２サイクル内燃機関のシリンダは、Ｖ字形構成において配置されてもよい。この場合において、第１の環状部及び第２の環状部の平面は、該Ｖ字形構成に配置された２つのシリンダを収容するために、お互いに対して角度を成すことが好ましい。

ポートベルト装置は、お互いに隣接して配置された、エンジンの第１のシリンダと第２のシリンダとを具備してもよい。この場合において、第１の中空環状部及び第２の中空環状部の内壁は、それぞれ第１のシリンダ及び第２のシリンダの外壁により形成されていてもよい。従って、第１と第２の環状導管はそれぞれ、第１の中空環状部及び第２の中空環状部の外壁、ならびに第１と第２のシリンダの壁の外面により形成されてもよい。従って、第１の環状導管の第２のポート及び第２の環状導管の第４のポートは、各環状導管とそのそれぞれのシリンダとの間において流体連通を提供するように、シリンダの外壁における開口部であってもよいことが理解されるであろう。第１の環状導管及び第２の環状導管は、ポートベルトがシリンダと組み合わされる時にのみ形成されるので、第１の中空環状部及び第２の中空環状部が内壁を有さない、これらの実施の形態は、「シェル」実施の形態と参照されてもよい。

これとは別に、「フル（完全）導管」実施の形態と参照してもよい、実施の形態において、第１の中空環状部及び第２の中空環状部は両方とも、第２と第４のポートが形成される、内壁を有してもよい。内壁は、第１の中空環状部及び第２の中空環状部の各々の中心に孔を形成する。これらの実施の形態において、第１の環状導管及び第２の環状導管はそれぞれ、ポートベルトがその周りに組み立てられる、シリンダの壁によってではなく、それぞれ第１の中空環状部及び第２の中空環状部の壁により形成される。これらの実施の形態において、第１の中空環状部の第２のポート（単数又は複数）は、第１のシリンダの壁に形成されたポート（より好適には、一連のポート）を介して、第１の環状導管と第１のシリンダとの間において流体連通を提供するように配置されることが好ましい。同様に、第２の中空環状部の第４のポート（単数又は複数）は、第２の環状導管と第２のシリンダとの間において流体連通を提供するように配置されることが好ましい。

ポートベルト装置がシリンダ自体を具備するか否かは、ポートベルト装置がシェル又はフル導管の実施の形態のいずれとも明らかに矛盾する場合を除いて、本発明の別の任意選択な特徴にとって重要ではない。

本発明の第１の形態によるポートベルト装置は、広義には、２つの異なる方法で使用されてもよく；即ち、吸気ポートベルト装置として、あるいは排気ポートベルト装置としてのいずれかとして使用されてもよい。これらについては、以下で順番に議論する。

吸気ポートベルト装置の目的は、内燃機関（エンジン）の過給機からの加圧給気又は過給空気であってもよい、給気を同じエンジン（機関）のシリンダに案内することである。吸気ポートベルト装置において、第１のポート及び第３のポートは、過給機からそれぞれ第１の環状導管及び第２の環状導管へのガスの流れを可能にするように構成された、入口ポートである。同じ実施の形態において、第２のポート（単数又は複数）及び第４のポート（単数又は複数）は、使用時に、第１の環状導管から第１の対応するシリンダへの、及び第２の環状導管から第２の対応するシリンダへの、ガスの流れを可能にするように配置された、シリンダ入口ポートである。従って、ガス流路は、第１の（入口）ポートから第２の（シリンダ入口）ポート（単数又は複数）までの第１の環状導管内、及び第３の（入口）ポートから第４の（シリンダ入口）ポート（単数又は複数）までの第２の環状導管内に形成される。

その入口ポートからの周方向距離が増すにつれて（即ち、ガス流路に沿ってより遠くに）、各環状導管の半径方向に先細りする断面は、使用時に、ガスがシリンダ入口ポート（単数又は複数）を介して対応するシリンダ内に導かれることを確保することを支援しており、全ての第２のポート及び第４のポートへのガスの均一な分配を確保する。

半径方向に先細りすることと同様に、第１と第２の環状導管はまた、ガス流路に沿った断面積のより大きな減少を達成するように、その入口ポートからの周方向の距離が増すにつれて、第１と第２の環状導管の深さ（即ち、シリンダの軸線に平行な寸法において）において先細りしてもよい。

更に吸気ポートベルト装置を参照すると、エンジン設計は、第１のポートと第３のポート（即ち、２つの環状導管への入口）を同じ主入口ポートから供給することにより更に単純化できる。従って、第１のポート及び第３のポートは、単一の主入口と流体連通するように構成されることが好ましい。主入口は、第１と第３のポート（即ち入口ポート）に過給機等のガス源から過給空気を供給するように構成されることが好ましい。主入口は単純に、両方の入口ポートを覆うのに十分な幅を有する、単一の導管の形態であってもよい。環状導管を通る過給空気の流路は、本出願の後半で図面を参照してより詳細に説明される。別の実施の形態において、例えば、収容上の理由から、第１と第２の環状導管は、単一の主入口よりむしろ、２つの別個の入口（即ち、第１のポート及び第３のポートの各々に関連するもの）から供給されてもよい。

上述のように単一の主入口を具備する実施の形態において、ポートベルト装置は、主入口から流れるガスを２つの別々の流れに分離するように構成された、隔壁又は分離壁を、第１の環状導管と第２の環状導管との間において具備してもよく、一方は、第１の環状導管内に流れ込み、もう一方は、第２の環状導管内に流れ込む。隔壁又は分離壁は、上記で定義された中央平面に対して平行又は実質的に平行であることが好ましい。隔壁は、第１の中空環状部及び第２の中空環状部の一方又は両方の外壁と一体であることが好ましい。隔壁の幅は、主入口からの距離が増すにつれて、大きくなることが好ましく、両側において凹形状を有することが更により好ましい。好適な実施の形態において、隔壁は、上記で定義したように、中央平面の周りで対称的である。

吸気ポートベルト装置において、第２のポート及び第４のポートはそれぞれ、第１の環状導管と第１のシリンダとの間、及び第２の環状導管と第２のシリンダとの間において流体連通を提供する。シリンダ内へのガスの改善された且つより均一な流れのために、第１の中空環状部及び第２の中空環状部の各々は、給気がシリンダ内にそれを通り流れ込む、複数の第２ ／第４のポート（以下ではシリンダ入口ポートと呼ぶ）を具備することが好ましい。これらのシリンダ入口ポートは、シリンダ入口ポートのそれぞれの環状導管の内壁の周りで均等に周方向に分布することが好ましい。各シリンダ入口ポートの側壁は、ポートに隣接する環状部の内壁の表面に対して斜めに、即ち換言すれば、その点において環状チャンバ内のガス流路の方向に対して、斜めに配向されることが好ましい。この様にして、ガスが環状導管に沿って流れる際に、ガスは、ある角度においてシリンダ入口ポートを介してシリンダ内に向けられて、それによりガスをシリンダの周りで旋回させるので、従って燃料とガス（それは、過給空気であることが好ましい）の混合を改善することを可能にする。好適な実施の形態において、角度は、正しい旋回を達成するように選択される。もし角度が大き過ぎると、その場合、良好な燃焼を促進するには、シリンダ内の空気の動きが不十分になる。もし角度が小さ過ぎると、その場合、空気の動きが過剰になってもよく、燃料噴霧の過度の崩壊と、制限された流れの効果による過剰な圧送損失の発生と、を引き起こしてもよい。従って、角度は、シリンダ入口ポートの側壁と、シリンダの外壁であってもよい環状導管の内壁との間において２０度以上であることが好ましい。更に、この角度はまた、９０度以下である。

第１の環状導管及び第２の環状導管の最も狭い点は、ガス流路の端部に位置しており、従ってガスは、最も狭い点の地点に最後に到達する。従って、大部分のガスが先行する出口ポートを介してシリンダに既に流入してしまっているので、より少ないガスが、流路のこの地点に達する。従って、断面積の減少の結果として、ガス質量流量が減少する。断面積の減少は、一定の流速及び一定のガス圧力を達成することを支援する（周面摩擦により、一定の流速及び一定のガス圧力において僅かな減少が存在してもよいけれども）。この点における質量流量を補うために、第１の中空環状部は、ポートベルト装置の主入口から、最小の断面積を有する、第１の環状導管の一部における又はその近傍における第１の環状導管の領域にガスを向けるように配置された、補助入口ポートを具備してもよい。この様にして、第１の環状導管の最も狭い部分は、直接的に、即ち第１の環状導管の残りの部分を介する以外に、主入口ポートと流体連通する。これにより、より多量のガスが入射することを可能にし、それに対応してガス流路の遠端部に位置する、１つ又は複数のシリンダ入口ポートを介して流れることを可能にする。対応する補助入口がまた、第２の中空環状部に設けられてもよい。好適な実施の形態において、第１の中空環状部及び第２の中空環状部の各々において複数の補助入口が存在する。これらの補助入口は、補助導管を介して環状導管に流入する空気が、空気流の方向に対して９０度以下の角度及び２０度以上の角度においてそうなるように、対応する環状導管に斜めに合流するように成形されることが好ましい。角度が小さいほど、２つの急速に流れるガスの流れが合流する時に生じる、乱流のリスクが減少する。補助入口は、上述のように、中央平面の周りで対称的に配置されることが好ましい。

上述したように、ポートベルト装置はまた、排気ポートベルト装置として使用されてもよく、排気ポートベルト装置において、ベルトは、シリンダから排気出口に排気ガスを案内するように使用される。これらの実施の形態において、第１と第２と第３と第４のポートは、上述の吸気ポートベルト装置におけるそれらの機能と反対の機能を有する。具体的には、第２のポート及び第４のポートは、それぞれ、第１及び第２のシリンダと第１及び第２の環状導管との間において流体連通を提供する、シリンダ排気ポートである。同じ実施の形態において、第１のポート及び第３のポートは、出口ポートを形成し、出口ポートはそれぞれ、排気ガスを第１の環状導管及び第２の環状導管から排気出口に運ぶように構成される。従って、ガス流路は、第２の（シリンダ排気）ポートから第１の（出口）ポートへの第１の環状導管内において、及び第４の（シリンダ排気）ポートから第３の（出口）ポートへの第２の環状導管内において形成される。出口ポート（即ち第１と第３のポート）に向かって、即ち流路に沿ってより遠くなると、第１の環状導管及び第２の環状導管の幅が拡がる形状は、シリンダを出るガスが導管に沿って流れるのに十分な容積が、環状導管において存在することを確保する。吸気ポートベルト装置と同様に、排気ポートベルト装置においても、第１と第２の環状導管が、それぞれ第１と第３のポートからの周方向距離が増すにつれて、対応する中空環状部の平面に対して実質的に垂直な方向（即ちエンジンシリンダ軸線と平行に）において先細りすることがまた好ましい。

エンジンの設計を単純化するために、排気ポートベルト装置は、第１と第３のポートと流体連通する、排気出口を更に具備してもよい。排気出口は、第１と第３のポートの両方を覆うのに十分な幅を有する、導管の形態であってもよい。

排気ポートベルト装置において、第２のポート及び第４のポートはそれぞれ、第１の環状導管と第１のシリンダとの間、及び第２の環状導管と第２のシリンダとの間、において流体連通を提供する。シリンダからそれらのそれぞれの導管内へのガスの流れを改善するために、各中空環状部は、それぞれの環状導管の内壁の周りで周方向に均等に分配されてもよい、複数の第２ ／第４のポート（即ちシリンダ排気ポート）を具備することが好ましい。各シリンダの排気ポートの側壁は、シリンダ排気ポートを囲む内壁の表面に対して斜めに、即ち換言すれば、その地点におけるガス流路の方向に対して斜めに向けられることが好ましい。従って、角度は、シリンダ排気ポートの側壁と、シリンダの外壁であってもよい環状導管の内壁との間において２０度以上であることが好ましい。更に、この角度はまた、９０度以下である。この様にして、排気ガスがシリンダから外へ強制排出される（ピストンの運動により、又は掃気によりのいずれか）と、排気ガスは、所望の流路の方向において、即ち出口ポートに向かって、環状導管内へ及びその周りへ向けられる。

本発明の形態による吸気ポートベルトは、高級プラスチック、プラスチックマトリックス複合材料、又は金属により製造されてもよい。排気ポートベルトは、金属製又は金属マトリックス複合材料製であってもよい。

本発明の第２の形態は、２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルトを提供しており、このポートベルトが、環状導管を形成する中空環状部を有しており、環状導管は、第１のポートからの周方向距離が増すにつれて、中空環状部の平面に対して実質的に垂直な方向において（即ち、中空環状部が取り囲むシリンダの長手方向の軸線に平行に）先細りしており、中空環状部の内壁は第２のポートを有する。

本発明の第２の形態によるポートベルトは、本発明の第１の形態を参照して上述した、任意選択の特徴のいずれかを具備してもよい。特に、本エンジンの第１の形態に類似した、二重式ポートベルト装置は、接合点における第１のベルトの環状導管の断面積が、接合点から最も遠い、第１のポートベルトの中空環状部の周上の点における第１のポートベルトの環状導管の断面積よりも小さくなるように、第１のポートベルトと第２のポートベルトとを、共に本発明の第２の形態に従って、第１のポートベルトと第２のポートベルトの各周上に位置する接合点において、共に接合することにより提供されてもよいことが留意されるべきである。

本発明の第３の形態は、２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルトを提供しており、このポートベルトは、入口ポート及び出口ポートを有する、環状導管を形成する中空環状部を有しており、入口ポート及び出口ポートは、環状導管の大部分の周りで周方向にガス流路を形成しており、そこでは、第１の中空環状部の壁は、入口ポートより出口ポートにより近い、その周における点において環状導管内にガスを向けるように構成された、補助入口を更に具備する。

本発明の第２の形態と同様に、本発明の第３の形態によるポートベルトは、本発明の第１の形態を参照して説明した任意選択の特徴のいずれかを具備してもよい。二重式ポートベルト装置はまた、本発明の第１の形態においてと同様に、本発明の第３の形態の２つのポートベルトをそれらの各周上における接合点において共に接合することにより提供されてもよい。

本発明の第４の形態は、隣接する一対のシリンダを含む、２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルト装置を提供しており、この装置は、
第１の環状導管を形成する第１の中空環状部であって、第１の環状導管は、第１ポートからの周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、第１の環状導管の内壁は第２のポートを有する、第１の中空環状部と、
第２の環状導管を形成する第２の中空環状部であって、第２の環状導管は、第３のポートから周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、第２の環状導管の内壁は第４のポートを有する、第２の中空環状部と、を具備しており、そこでは、第１の中空環状部及び第２の中空環状部は、それらの各周上に配置される接合点において共に接合される。

本発明の第５の形態は、第１のシリンダ及び第２のシリンダと、本発明の第１と第２と第３と第４の形態のいずれかの二重式ポートベルト装置と、を具備する２サイクル内燃機関を提供する。その様な内燃機関は、各々が本発明の第１、第２、第３又は第４の形態による関連する二重式ポートベルト装置を有する、複数対のシリンダを具備してもよい。

その様な２サイクル内燃機関は、発電機、オンロード（路上用）及びオフロード（非路上用）の車輪付き又は無限軌道式車両、水陸両用車両、軽飛行機及びヘリコプター等の多数の大型機械において使用されてもよい。従って、本発明の第６の形態は、本発明の第５の形態の２サイクル内燃機関を含む、車両を提供する。

図１Ａは、既知の二重式ポートベルト装置の概略図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態による二重式ポートベルト装置の平面図を示す概略図であり、吸気ポートベルト装置を示す。 図１Ｃは、本発明の実施の形態による二重式ポートベルト装置の平面図を示す概略図であり、排気ポートベルト装置を示す。 図２Ａは、二重式ポートベルト装置が吸気二重式ポートベルト装置として使用される、本発明の実施の形態による二重式ポートベルト装置の囲まれた容積を示す斜視図である。 図２Ｂは、二重式ポートベルト装置が排気二重式ポートベルト装置として使用される、本発明の実施の形態による二重式ポートベルト装置の外観図を示す斜視図である。

本発明の実施の形態は、ここで、図面を参照して説明される。

本発明の更なる任意選択の特徴は、以下の説明において記述される。

図１Ｂ及び１Ｃは、本発明の第１の形態の一実施の形態によるポートベルト装置２０を通る断面図である。これら２つの装置は、図１Ｂが吸気ポートベルト装置を示しており、図１Ｃが排気ポートベルト装置を示すという点において異なる。構造的には、これらは、同じであり、２つの間の唯一の相違は、環状部２２Ａ、２２Ｂを通るガスの流れの方向が逆であることである。装置の構造的特徴の説明は、ここでは繰り返されず、図１Ｂ及び１Ｃにおける同一の参照番号は、同じ特徴を参照する。

装置２０は、内壁２５Ａ、２５Ｂにより形成された、中央開口部２４Ａ、２４Ｂを各々が有する、２つの実質的に同一の（即ち鏡像）中空環状部２２Ａ、２２Ｂを具備する。２つの中空環状部２２Ａ、２２Ｂは、本実施の形態において環状部がそれに沿ってお互いに隣接する、線である接合点Ｊにおいて接合する。隔壁２６は、環状導管を分離する。ポートベルト装置２０は、中央平面Ｍの周りで対称である。中空環状部２２Ａ、２２Ｂの両方は、隔壁２６により分離される、環状導管を形成しており、各々（中空環状部２２Ａ、２２Ｂ）は、主入口２９から供給される、入口２８Ａ、２８Ｂを有しており、主入口２９は、両方の入口２８Ａ、２８Ｂを覆うのに十分な幅を有する導管の形態である。吸気ポートベルトとして使用される実施の形態において、環状部２２Ａに関する流路Ｆｉｎにより示されるように（図１Ｂのみ）、過給空気は、環状導管の周りで主入口２９から流れる。環状部２２Ｂ内の流路は、環状部２２Ａについて示されたものの鏡像（中央線Ｍの周りで）であろう。排気ポートベルト装置として使用される実施の形態において、即ち図１Ｃにおいて、排気ガスは、内壁２５Ａ、２５Ｂ内のシリンダポート（図示せず）を介して、シリンダから環状導管内へ流れ、出口２８Ａ、２８Ｂを介して外へ流れる（出口２８Ａ、２８Ｂは、図１Ｂにおいて入口として作用する）。図１Ｃにおいて、流路は、Ｆｏｕｔで表示される。

環状導管は、流路Ｆｉｎ沿って先細りする。例えば、右側の中空環状部２２Ｂにおいて、ＷＡ＞ ＷＢ＞ ＷＣである。その結果、環状導管の断面積もまた減少する。従って、２つの中空環状部２２Ａ、２２Ｂは、２つの中空環状部２２Ａ、２２Ｂが最も狭い領域３０Ａ、３０Ｂの近くで接合されることが分かる。そうすることにより、使用時に、２つのシリンダの中心の間隔は、図１Ａに示される従来技術のポートベルト装置１における間隔よりも小さい。間隔２Ｒ１'は、ポートベルト装置２０の全幅Ｗの半分未満である。

図２Ａ及び２Ｂは、本発明によるポートベルト装置２０の斜視図を示す。留意されるように、図２Ａ及び２Ｂに示されるポートベルト装置２０は、上述のような「シェル」実施の形態の一例であり、中空環状部２２Ａ、２２Ｂは、内壁を有さない。具体的には、２Ａは、ポートベルト装置２０の内部包囲容積、即ち中空環状部２２Ａ、２２Ｂにより形成される、環状導管の形状を示す。図２Ｂは、ポートベルト装置２０の外観図を示す。図１Ｂを参照して説明される特徴は、簡潔にするために、ここでは再度説明しないが、しかし斜視図は、幾つかの追加の特徴を強調する。第１に、過給空気が周方向に均等に分配された状態でシリンダに流入することを確保するように、過給空気が先ず流路Ｆｉｎの周りを一周して流れる必要なしに、過給空気をこの領域３０に供給するために、主入口２９を環状導管の最も狭い領域３０Ａ、３０Ｂに接続する、補助入口３２Ａ〜Ｄが存在する。図２Ａはまた、環状導管が、半径方向と同様に、高さ方向Ｈにおいても先細りすることを示す。環状導管の最も広い点が、段差３１Ａ、３１Ｂにおいて、最も狭い点３０Ａ、３０Ｂと流体連通するが、しかし入口２８Ａ、２８Ｂは、分岐して導管を回って両方向に流れる（補助入口３２Ａ〜Ｄを介して流入するガスを除いては）よりはむしろ、ガスが流路Ｆｉｎに沿って流れることを確保するように形作られることも分かる。

本発明は、上記の例示的な実施の形態と共に説明されてきたが、この開示が与えられた時に、多くの同等の修正例及び変形例が、当業者には明らかであろう。従って、上記の本発明の例示的な実施の形態は、例示的であり、限定的ではないと考えられる。記載された実施の形態に対する様々な変更は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく実施されてもよい。

Claims (30)

1. 隣接する一対のシリンダを含む２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルト装置であって、この装置が、
   第１の環状導管を形成する第１の中空環状部であって、前記第１の環状導管は、第１のポートからの周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、前記第１の環状導管の内壁が第２のポートを有する、第１の中空環状部と、
   第２の環状導管を形成する第２の中空環状部であって、前記第２の環状導管は、第３のポートからの周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、前記第２の環状導管の内壁が第４のポートを有する、第２の中空環状部と、を具備する、装置において、
   前記第１の中空環状部及び前記第２の中空環状部は、それらの各周上に位置する接合点において共に接合されており、
   前記接合点における前記第１の環状導管の断面積は、前記接合点から最も遠い、第１の中空環状部の周上の点における前記第１の環状導管の断面積よりも小さい、ことを特徴とするポートベルト装置。
2. 前記接合点における前記第２の環状導管の断面積が、前記接合点から最も遠い、前記第２の中空環状部の周上の点における前記第２の環状導管の断面積よりも小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のポートベルト装置。
3. 中央平面は、前記接合点と、前記中央平面の一方の側に位置する、前記第１の中空環状部と、前記中央平面の反対側に位置する前記第２の中空環状部と、を具備する平面として形成されており、前記ポートベルト装置は、前記中央平面の周りで対称的又は実質的に対称的である、ことを特徴とする請求項２に記載のポートベルト装置。
4. 前記第１の中空環状部及び前記第２の中空環状部が同一平面上又は実質的に同一平面上にある、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
5. 前記第１の中空環状部を通過する第１のシリンダと、
   前記第２の中空環状部を通過する第２のシリンダと、を更に具備する、ポートベルト装置において、
   前記第１の環状導管は、前記第１の中空環状部の外壁の内面と前記第１のシリンダの外壁とにより形成されており、前記第２の環状導管は、第２の中空環状部の外壁の内面と前記第２のシリンダの外壁とにより形成される、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
6. 前記第２のポートは、前記第１の環状導管を形成する、前記第１のシリンダの前記外壁の一部に配置されており、前記第４のポートは、前記第２の環状導管を形成する、前記第２のシリンダの前記外壁の一部に配置される、ことを特徴とする請求項５に記載のポートベルト装置。
7. 前記第２のポートは、前記第１の中空環状部の内壁に配置されており、前記第４のポートは、前記第２の中空環状部の内壁に配置される、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
8. 前記第２のポートは、前記第１のシリンダの外壁内の穴を介して、前記第１の環状導管と前記第１のシリンダとの間において流体連通を提供するように配置されており、前記第４のポートは、前記第２のシリンダの外壁内の穴を介して、前記第２の環状導管と前記第２のシリンダとの間において流体連通を提供するように配置される、ことを特徴とする請求項７に記載のポートベルト装置。
9. 前記第１の中空環状部及び前記第２の中空環状部は、共通の外壁を共有する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
10. 前記第１のポート及び前記第３のポートは、前記第１の環状導管及び前記第２の環状導管のための入口ポートであり、
    前記第２のポート及び前記第４のポートは、そこを通りガスが前記環状導管から前記シリンダ内に流れることができる、シリンダ入口ポートであり、第１のガス流路は、前記第１の環状導管において、前記第１のポートと前記第２のポートとの間において形成されており、第２のガス流路は、前記第２の環状導管において、前記第３のポートと前記第４のポートとの間において形成される、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
11. 前記第１のポートは、給気を前記第１の環状導管に供給するように構成されており、前記第３のポートは、過給機から前記第２の環状導管へガスを供給するように構成される、ことを特徴とする請求項１０に記載のポートベルト装置。
12. 前記第１のポート及び前記第３のポートは、ガス源からガスを供給するように構成される、単一の主入口と流体連通する、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のポートベルト装置。
13. 前記主入口から流れるガスを、前記第１の環状導管に向かう第１の流れと前記第２の環状導管に向かう第２の流れとに分離するように構成された、隔壁又は分離壁を更に具備する、ことを特徴とする請求項１２に記載のポートベルト装置。
14. 前記隔壁又は前記分離壁は、前記主入口からの距離が増すにつれて幅が増大する、ことを特徴とする請求項１３に記載のポートベルト装置。
15. 前記第１の中空環状部は、各々が前記第１の環状導管と前記第１のシリンダとの間において流体連通を提供する、周方向に分配された複数のシリンダ入口ポートを具備しており、前記第２の中空環状部は、各々が前記第２の環状導管と前記第２のシリンダとの間において流体連通を提供する、周方向に分配された複数のシリンダ入口ポートを具備する、ことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
16. シリンダ入口ポートの側壁は、そのシリンダ入口ポートを囲む前記第１の中空環状部又は第２の中空環状部の内壁、又は、その点におけるガス流路の方向、のいずれかの表面に対して斜めに配向される、ことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
17. 前記第１の中空環状部は、ガスを前記主入口から前記最小の断面積を有する、前記第１の環状導管の領域に対して又はその近くに向けるように構成される、補助入口ポートを更に具備する、ことを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
18. 前記第１のポート及び前記第３のポートは、前記第１の環状導管及び前記第２の環状導管からの出口ポートであり、前記第２のポート及び前記第４のポートは、シリンダ排気ポートであり、第１のガス流路は、第１の環状導管において、前記第２のポートと前記第１のポートとの間において形成されており、第２のガス流路は、前記第２の環状導管において、前記第４のポートと前記第３のポートとの間において形成される、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
19. 前記第１のポート及び前記第３のポートと流体連通する、排気出口を更に具備する、ことを特徴とする請求項１８に記載のポートベルト装置。
20. 前記第１の中空環状部は、各々が前記第１の環状導管と前記第１のシリンダとの間において流体連通を提供する、周方向に分配された複数のシリンダ排気ポートを具備しており、前記第２の中空環状部は、各々が前記第２の環状導管と前記第２のシリンダとの間において流体連通を提供する、周方向に分配された複数のシリンダ排気ポートを具備する、ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載のポートベルト装置。
21. シリンダの排気ポートの側壁は、そのシリンダ排気ポートを囲む前記第１の中空環状部又は第２の中空環状部の内壁、又は、その点におけるガス流路の方向、のいずれかの表面に対して斜めに配向される、ことを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
22. 前記第１の環状導管及び前記第２の環状導管は、前記第１のポートと前記第３のポートからそれぞれ周方向距離が増すにつれて、前記第１の中空環状部及び前記第２の中空環状部それぞれの平面に対して実質的に垂直な方向において先細りする、ことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載のポートベルト装置。
23. ２サイクル内燃機関に使用するためのポートベルトであって、このポートベルトが、環状導管を形成する中空環状部を有しており、前記環状導管は、第１のポートからの周方向距離が増すにつれて、前記中空環状部の平面に対して実質的に垂直な方向において先細りしており、前記中空環状部の内壁は第２のポートを有する、ことを特徴とするポートベルト。
24. 請求項２３に記載の第１のポートベルトと、請求項２３に記載の第２のポートベルトと、を具備するポートベルト装置であって、
    前記第１のポートベルト及び前記第２のポートベルトは、それらの各周上に配置される、接合点において共に接合されるので、前記接合点における前記第１のポートベルトの前記環状導管の断面積は、前記接合点から最も遠い、前記第１のポートベルトの前記中空環状部の周上の点における前記第１のポートベルトの前記環状導管の断面積よりも小さい、ことを特徴とするポートベルト装置。
25. ２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルトであって、
    前記ポートベルトは、入口ポート及び出口ポートを有する、環状導管を形成する中空環状部を有しており、前記入口ポート及び前記出口ポートが、前記環状導管の大部分の周りで周方向にガス流路を形成する、ポートベルトにおいて、
    前記第１の中空環状部の壁は、前記入口ポートより前記出口ポートにより近いその周における点において前記環状導管内にガスを向けるように構成された、補助入口を更に具備する、ことを特徴とするポートベルト。
26. 請求項２５に記載の第１のポートベルトと、請求項２５に記載の第２のポートベルトと、を具備しており、
    前記第１のポートベルト及び前記第２のポートベルトは、それらの各周において配置される接合点において共に接合される、ことを特徴とするポートベルト装置。
27. 隣接する一対のシリンダを含む、２サイクル内燃機関における使用のためのポートベルト装置であって、この装置は、
    第１の環状導管を形成する第１の中空環状部であって、前記第１の環状導管は、第１ポートからの周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、前記第１の環状導管の内壁は第２のポートを有する、第１の中空環状部と、
    第２の環状導管を形成する第２の中空環状部であって、前記第２の環状導管は、第３のポートからの周方向距離が増すにつれて半径方向において先細りしており、前記第２の環状導管の内壁は第４のポートを有する、第２の中空環状部と、を具備する装置において、
    前記第１の中空環状部及び前記第２の中空環状部は、それらの各周上に配置される接合点において共に接合される、ことを特徴とするポートベルト装置。
28. 第１のシリンダ及び第２のシリンダと、
    請求項１〜２２、２４、２６及び２７のいずれか一項に記載の二重式ポートベルト装置と、を具備することを特徴とする２サイクル内燃機関。
29. 請求項２８に記載の２サイクル内燃機関を含む、ことを特徴とする車両。
30. 実質的に本明細書に記載されているような、図１Ｂ、１Ｃ、２Ａ及び２Ｂを参照して且つそれらに示されるような、ポートベルト装置。

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