JP2023019609A - ２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスに含まれる未燃焼ガスを低減させるとともに、掃気効率および燃焼効率を向上させることができる２サイクルエンジンを提供する。【解決手段】第一掃気ポート２０Ａからシリンダ６１ａの径方向に形成された第一連通路３０Ａと、クランク室６２ａに通じるとともに、第一連通路３０Ａの底面３１に開口部１１が形成された第一掃気通路１０Ａと、が形成されたシリンダブロック６０を有するエンジン１である。第一連通路３０Ａの天井面３４は、第一掃気通路１０Ａ側から第一掃気ポート２０Ａ側に向かうに連れて、シリンダヘッド６３側に傾斜しているとともに、第一連通路３０Ａの底面３１は、第一掃気通路１０Ａ側から第一掃気ポート２０Ａ側に向かうに連れて、クランク室６２ａ側に傾斜している。【選択図】図１

Description

本発明は、小型作業機械に用いられる２サイクルエンジンに関する。

チェンソー、刈払機、ブロワなどの小型作業機械に用いられる２サイクルエンジンのシリンダブロックには、クランク室に通じる吸入通路と、シリンダ上部の燃焼室に通じる排気通路と、クランク室と燃焼室とを連通させる掃気通路と、が形成されている。
２サイクルエンジンでは、吸入通路からクランク室内に流入した混合ガスを、掃気通路を通じて燃焼室内に流入させ、燃焼室内で混合ガスを燃焼させたときの膨張力によって、ピストンをシリンダ内で往復動させている（例えば、特許文献１参照）。

前記した２サイクルエンジンでは、混合ガスの燃焼後にピストンが下降すると、排気通路の排気ポートがシリンダ上部に開口し、燃焼室内の既燃ガスが排気通路に排気される（排気行程）。さらにピストンが下降すると、掃気通路の掃気ポートがシリンダ上部に開口し、クランク室内の混合ガスが掃気通路を通じて燃焼室内に流入する（掃気行程）。

特開２００９－００２３１１号公報

前記した２サイクルエンジンの掃気行程では、排気ポートと掃気ポートの両方がシリンダに開口しているため、燃焼室内の既燃ガスとともに、掃気ポートから燃焼室内に流入した未燃焼ガスも排気ポートに排気される。そして、排気ガスに含まれる未燃焼ガスが増加すると、排気ガスに含まれる炭化水素量（ＨＣ）が増加する。

本発明は、前記した問題を解決し、排気ガスに含まれる未燃焼ガスを低減させるとともに、掃気効率および燃焼効率を向上させることができる２サイクルエンジンを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、シリンダおよびクランク室が形成されたシリンダブロックと、前記シリンダ内に摺動自在に装着されたピストンと、を備えている２サイクルエンジンに適用される。前記シリンダブロックには、前記シリンダの内周面に開口した排気ポートを通じて、前記シリンダ内の燃焼室に通じる排気通路と、前記シリンダの内周面に開口した掃気ポートと、が形成されている。また、前記シリンダブロックには、前記掃気ポートから前記シリンダの径方向に形成された連通路と、前記シリンダの軸線方向に形成され、前記クランク室に通じるとともに、前記連通路の底面に開口部が形成された掃気通路と、が形成されている。前記連通路の天井面は、前記掃気通路側から前記掃気ポート側に向かうに連れて、シリンダヘッド側に傾斜しているとともに、前記連通路の底面は、前記掃気通路側から前記掃気ポート側に向かうに連れて、前記クランク室側に傾斜している。

本発明の２サイクルエンジンでは、掃気通路と掃気ポートとの間の連通路が、掃気通路側から掃気ポート側に向かうに連れて、シリンダの軸線方向に拡張している。この構成では、掃気通路内で圧縮された混合ガスが、連通路内で大きく膨張して掃気ポートから燃焼室内に噴出され、混合ガスが燃焼室内に広く拡散されるため、掃気効率および燃焼効率を向上させることができる。また、掃気流（混合ガス）が連通路内で膨張することで、混合ガスの霧化が促進され、かつ、混合ガスがシリンダの軸線方向に広がりながら燃焼室に導入される。そして、掃気流（混合ガス）が燃焼室内を万遍なく流動することで、シリンダ内の全ての領域において、新しい混合ガスへの入れ替えが充分に行われる。これにより、本発明の２サイクルエンジンでは、出力およびレスポンスが向上するとともに、排気ガスに含まれる炭化水素量（ＨＣ）を大幅に低減できる。

本発明の実施形態に係るエンジンの吸入・圧縮行程を吸入通路側から見た断面図である。 本発明の実施形態に係るエンジンの吸入・圧縮行程を示した側断面図である。 本発明の実施形態に係るエンジンの掃気行程を吸入通路側から見た断面図である。 本発明の実施形態に係るエンジンの掃気行程を示した側断面図である。 本発明の実施形態に係るエンジンの掃気行程を示した図４のV－V断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のエンジン１は、図１に示すように、チェンソー、刈払機、ブロワなどの小型作業機械に用いられる２サイクルエンジンである。
本実施形態のエンジン１における各種の動力機構は、公知の２サイクルエンジンと同様の構成であるため、本発明を構成する特徴的な構成以外は詳細な説明を省略している。

エンジン１は、図２に示すように、シリンダ６１ａおよびクランク室６２ａが形成されたシリンダブロック６０と、シリンダ６１ａ内に摺動自在に装着されたピストン５０と、クランク室６２ａ内に収容されたクランクシャフト９０と、を備えている。
また、エンジン１は、クランク室６２ａに通じる吸入通路７０と、燃焼室４０に通じる排気通路８０と、クランク室６２ａと燃焼室４０とを連通させる第一掃気通路１０Ａおよび第二掃気通路１０Ｂ（図５参照）と、を備えている。

前記したエンジン１では、シリンダ６１ａ内でピストン５０が上昇すると、クランク室６２ａ内が負圧となり、気化器（図示せず）で生成された燃料と空気の混合ガスが吸入通路７０を通じてクランク室６２ａ内に充填される。
ピストン５０が上死点に達すると、前回の掃気行程でシリンダ６１ａ内に流入していた混合ガスが燃焼室４０内で圧縮される。そして、点火プラグ４１によって混合ガスに着火されると、その膨張力によってピストン５０が押し下げられる。

ピストン５０が下降すると、図４に示すように、排気通路８０が燃焼室４０に通じた状態となり、既燃ガスが排気通路８０に排気される。また、図３に示すように、ピストン５０が下降することで、クランク室６２ａに充填された混合ガスが圧縮される。
ピストン５０が下死点に達すると、図５に示すように、第一掃気通路１０Ａおよび第二掃気通路１０Ｂが燃焼室４０に通じた状態となり、混合ガスが第一掃気通路１０Ａおよび第二掃気通路１０Ｂを通じて燃焼室４０内に流入する。
図３に示すように、下死点に達したピストン５０は、クランクシャフト９０の回転力によって再び上昇し、吸入・圧縮行程が繰り返される。

シリンダブロック６０は、図１に示すように、シリンダヘッド６３、シリンダ６１ａおよびクランク室６２ａ上部が形成された上部ブロック６１と、クランク室６２ａ下部が形成された下部ケース６２とに分割されている。上部ブロック６１と下部ケース６２とは、上下に組み付けられている。

クランクシャフト９０には、下部ケース６２に回転自在に軸支されるクランクジャーナル９１と、クランクジャーナル９１に形成されたクランクウェブ９２と、が形成されている。
下部ケース６２の側壁部６２ｂに形成された挿通孔６２ｃの内周面には、ベアリング６２ｄが内嵌されている。
クランクジャーナル９１は、ベアリング６２ｄに挿通されており、その先端部は下部ケース６２の外部に突出している。
クランクウェブ９２は、コンロッド５１を介してピストン５０に連結されており、ピストン５０の往復動に連動して、クランクウェブ９２がクランクジャーナル９１の軸回りに回転するように構成されている。

吸入通路７０は、図２に示すように、上部ブロック６１の側部（図２における右側部）に形成されており、一端はシリンダ６１ａの下部に開口し、他端は図示しない燃料供給通路に接続されている。
吸入通路７０のシリンダ６１ａ側の開口部７１は、図４に示すように、ピストン５０が下死点に位置したときには、ピストン５０の側面によって閉塞され、図２に示すように、ピストン５０が上死点に位置したときには、シリンダ６１ａの下部に開口してクランク室６２ａ内に通じる。

排気通路８０は、上部ブロック６１の側部（図２の左側部）において、吸入通路７０の反対側となる位置に形成されている。排気通路８０の一端には、シリンダ６１ａの内周面に開口した排気ポート８１が形成され、他端は図示しないマフラ（消音装置）に接続されている。
排気ポート８１は、図４に示すように、ピストン５０が下死点に位置したときには、燃焼室４０に通じた状態となり、図２に示すように、ピストン５０が上死点に位置したときには、ピストン５０の側面によって閉塞される。

第一掃気通路１０Ａおよび第二掃気通路１０Ｂは、図５に示すように、上部ブロック６１においてシリンダ６１ａの側方（図５における上下側方）となる位置に、シリンダ６１ａの軸線方向に沿って形成されている（図１参照）。

シリンダ６１ａの中心位置Ｐ１よりも排気ポート８１側には、第一掃気通路１０Ａおよび第二掃気通路１０Ｂがシリンダ６１ａを挟んで、図５において上下に一対形成されている。
本実施形態では、図５において上側に第一掃気通路１０Ａが形成され、下側に第二掃気通路１０Ｂが形成されている。
また、シリンダ６１ａの中心位置Ｐ１よりも吸入通路７０側には、二つの第二掃気通路１０Ｂ，１０Ｂがシリンダ６１ａを挟んで、図５において上下に一対形成されている。

第一掃気通路１０Ａは、図１に示すように、下端部がクランク室６２ａに通じている。また、第一掃気通路１０Ａの上端部には、後記する第一連通路３０Ａの底面３１に開口した開口部１１が形成されている。
なお、図１および図３では、第一掃気通路１０Ａ、第一連通路３０Ａおよび第一掃気ポート２０Ａの構成を分かり易く説明するために、シリンダブロック６０の中心位置の断面に第一掃気通路１０Ａ、第一連通路３０Ａおよび第一掃気ポート２０Ａを図示している。

第二掃気通路１０Ｂは、図１に示すように、第一掃気通路１０Ａと同様に、下端部がクランク室６２ａ（図１参照）に通じるとともに、上端部には後記する第二連通路３０Ｂの底面３１に開口した開口部１１が形成されている。
なお、図１および図３では、第二掃気通路１０Ｂ、第二連通路３０Ｂおよび第二掃気ポート２０Ｂの構成を分かり易く説明するために、シリンダブロック６０の中心位置の断面に第二掃気通路１０Ｂ、第二連通路３０Ｂおよび第二掃気ポート２０Ｂを図示している。

図１に示すように、第一掃気通路１０Ａにおいて、シリンダ６１ａの径方向の外側の内面は、シリンダ６１ａの軸線方向に沿って直線状に形成されている。また、第一掃気通路１０Ａにおいて、第一連通路３０Ａ側（開口部１１側）の部位１２におけるシリンダ６１ａ側の内面は、クランク室６２ａ側の部位１３におけるシリンダ６１ａ側の内面よりもシリンダ６１ａの径方向の外側に配置されている。つまり、第一掃気通路１０Ａにおいて、第一連通路３０Ａ側の部位１２におけるシリンダ６１ａ側の内面には、クランク室６２ａ側の部位１３におけるシリンダ６１ａ側の内面よりもシリンダ６１ａの径方向の外側に突出している突出部が形成されている。
これにより、第一掃気通路１０Ａにおいて、第一連通路３０Ａ側（開口部１１側）の部位１２のシリンダ６１ａの径方向における断面積が、クランク室６２ａ側の部位１３のシリンダ６１ａの径方向における断面積よりも小さく形成されている。

第一掃気ポート２０Ａおよび第二掃気ポート２０Ｂは、シリンダ６１ａの内周面に開口した矩形断面の開口部である（図４参照）。
シリンダ６１ａの中心位置Ｐ１よりも排気ポート８１側で、排気ポート８１の両側（図５における上下両側）となる位置には、シリンダ６１ａを挟んで対向している第一掃気ポート２０Ａおよび第二掃気ポート２０Ｂが形成されている。
本実施形態では、図５において上側に第一掃気ポート２０Ａが形成され、下側に第二掃気ポート２０Ｂが形成されている。
また、シリンダ６１ａの中心位置Ｐ１よりも吸入通路７０側で、排気ポート８１の両側となる位置には、シリンダ６１ａを挟んで対向している二つの第二掃気ポート２０Ｂ，２０Ｂが形成されている。

第一掃気ポート２０Ａおよび第二掃気ポート２０Ｂは、図４に示すように、排気ポート８１と略同じ高さでシリンダ６１ａの内周面に開口している。
したがって、ピストン５０が下死点に位置したときには、第一掃気ポート２０Ａおよび第二掃気ポート２０Ｂがシリンダ６１ａの上部に開口して燃焼室４０に通じる。
また、図２に示すように、ピストン５０が上死点に位置したときには、第一掃気ポート２０Ａおよび第二掃気ポート２０Ｂはピストン５０の側面によって閉塞される。

第一連通路３０Ａおよび第二連通路３０Ｂは、図５に示すように、シリンダ６１ａの径方向に形成された通路である。
シリンダ６１ａの中心位置Ｐ１よりも排気ポート８１側には、第一連通路３０Ａおよび第二連通路３０Ｂがシリンダ６１ａを挟んで、図５において上下対称となる位置に形成されている。本実施形態では、図５において上側に第一連通路３０Ａが形成され、下側に第二連通路３０Ｂが形成されている。
また、シリンダ６１ａの中心位置Ｐ１よりも吸入通路７０側には、二つの第二連通路３０Ｂ，３０Ｂがシリンダ６１ａを挟んで、図５において上下一対に形成されている。

第一連通路３０Ａの底面３１には、第一掃気通路１０Ａの開口部１１が開口している。第一連通路３０Ａは、開口部１１と第一掃気ポート２０Ａとを連通する通路である。開口部１１と第一掃気ポート２０Ａとの間には、第一連通路３０Ａの底面３１によって棚形状の部位が形成されており、混合ガスの下部のガイド面として機能している（図１参照）。

第二連通路３０Ｂの底面３１には、第二掃気通路１０Ｂの開口部１１が開口している。第二連通路３０Ｂは、開口部１１と第二掃気ポート２０Ｂとを連通する通路である。開口部１１と第二掃気ポート２０Ｂとの間には、第二連通路３０Ｂの底面３１によって棚形状の部位が形成されており、混合ガスの下部のガイド面として機能している（図１参照）。

第一連通路３０Ａおよび第二連通路３０Ｂは、底面３１に形成された開口部１１から燃焼室４０（シリンダ６１ａ）内において排気ポート８１の反対側（吸入通路７０側）となる反排気ポート側に向けて形成されている。
第一掃気通路１０Ａの開口部１１から第一連通路３０Ａ内に流入した混合ガスは、第一連通路３０Ａによって反排気ポート側に向けて案内され、第一掃気ポート２０Ａから燃焼室４０内の反排気ポート側に向けて噴出される。
第二掃気通路１０Ｂの開口部１１から第二連通路３０Ｂ内に流入した混合ガスは、第二連通路３０Ｂによって反排気ポート側に向けて案内され、第二掃気ポート２０Ｂから燃焼室４０内の反排気ポート側に向けて噴出される。

第一連通路３０Ａは、図４に示すように、底面３１、両側面３２，３３、天井面３４が形成された矩形断面となっている。
第一連通路３０Ａを形成する両側面３２，３３のうち、反排気ポート側の側面３３は、図５に示すように、上部ブロック６１においてシリンダ６１ａの径方向の外側から第一掃気ポート２０Ａに向かうに従って、排気ポート８１側の側面３２から離れるように傾斜している。つまり、第一連通路３０Ａの反排気ポート側の側面３３は、燃焼室４０（シリンダ６１ａ）内の反排気ポート側に向かうように形成されている。
そして、第一連通路３０Ａにおいてシリンダ６１ａの周方向の開口幅は、開口部１１から第一掃気ポート２０Ａに向かうに連れて拡大している。

第一連通路３０Ａの天井面３４は、図１に示すように、開口部１１から第一掃気ポート２０Ａに向かうに連れて、シリンダヘッド６３側（図１における上側）に傾斜している。
第一連通路３０Ａの底面３１は、開口部１１から第一掃気ポート２０Ａに向かうに連れて、クランク室６２ａ側（図１における下側）に傾斜している。
このように、第一連通路３０Ａの高さ（シリンダ６１ａの軸線方向の幅）は、シリンダ６１ａの径方向の外側から第一掃気ポート２０Ａに向かうに連れて大きくなっている。
なお、第一連通路３０Ａの底面３１のクランク室６２ａ側への傾斜角度は、第一連通路３０Ａの天井面３４のシリンダヘッド６３側への傾斜角度に対して７０から１００％の範囲に設定することが好ましい。

また、第一掃気ポート２０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最大高さ（最大幅）は、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小高さ（最小幅）の２倍以上であることが好ましい。
さらに、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小高さと、第一掃気ポート２０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最大高さとの比は、１：２から１：４の範囲に設定することがより好ましい。

また、第一掃気ポート２０Ａの開口面積は、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小断面積の４倍以上であることが好ましい。
さらに、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小断面積と、第一掃気ポート２０Ａの開口面積との比が１：４から１：８の範囲であることがより好ましい。

第一連通路３０Ａの底面３１と第一掃気通路１０Ａのシリンダ６１ａの径方向における内側の壁面（第一掃気通路１０Ａの第一連通路３０Ａ側の部位１２の壁面）とは、円弧状の湾曲面３５を介して連続している。また、第一連通路３０Ａの天井面３４と第一掃気通路１０Ａの内面とは、円弧状の湾曲面３６を介して連続している。

本実施形態の第一連通路３０Ａは、開口部１１から第一掃気ポート２０Ａに向かうに連れて、断面積が大きくなるダイバージェント形状に形成されている。
第一連通路３０Ａにおけるシリンダ６１ａの軸線方向の断面積は、第一掃気通路１０Ａの第一連通路３０Ａ側（開口部１１側）の部位１２におけるシリンダ６１ａの径方向の断面積よりも大きく形成されている。

第二連通路３０Ｂは、図４に示すように、第一連通路３０Ａと同様に、底面３１、両側面３２，３３、天井面３４が形成された矩形断面となっている。
図５に示すように、第二連通路３０Ｂの反排気ポート側の側面３３も燃焼室４０内の反排気ポート側に向かうように形成されている。
また、図１に示すように、第二連通路３０Ｂの天井面３４も開口部１１から第二掃気ポート２０Ｂに向かうに連れて、シリンダヘッド６３側（図１における上側）に傾斜している。

第二連通路３０Ｂは、開口部１１から第二掃気ポート２０Ｂに向かうに連れて、断面積が大きく形成されており、シリンダ６１ａの軸線方向の断面積は、第二掃気通路１０Ｂの開口部１１におけるシリンダ６１ａの径方向の断面積よりも大きく形成されている。

本実施形態のエンジン１では、図３に示すように、ピストン５０が下死点に達すると、第一掃気ポート２０Ａおよび第二掃気ポート２０Ｂが燃焼室４０に通じた状態となる。
これにより、クランク室６２ａ内に充填されていた混合ガスは、第一掃気通路１０Ａ、第一連通路３０Ａおよび第一掃気ポート２０Ａを通じて燃焼室４０内に流入する。
また、クランク室６２ａ内に充填されていた混合ガスは、第二掃気通路１０Ｂ、第二連通路３０Ｂおよび第二掃気ポート２０Ｂを通じて燃焼室４０内に流入する。

本実施形態のエンジン１では、第一連通路３０Ａの天井面３４は、第一掃気通路１０Ａ側から第一掃気ポート２０Ａ側に向かうに連れて、シリンダヘッド６３側に傾斜している。また、第一連通路３０Ａの底面３１は、第一掃気通路１０Ａ側から第一掃気ポート２０Ａ側に向かうに連れて、クランク室６２ａ側に傾斜している。

この構成では、第一掃気通路１０Ａ内で圧縮された混合ガスが、第一連通路３０Ａ内で大きく膨張して第一掃気ポート２０Ａから燃焼室４０内に噴出され、混合ガスが燃焼室４０内でシリンダ６１ａの軸線方向に対して拡散する。また、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における幅が一定の大きさに形成されたものに比べて、混合ガスが膨張する際に混合ガスの霧化が促進されて燃焼室４０内で混合ガスの成分の均質性が高まるため、混合ガスの燃焼が安定する。

第一連通路３０Ａの底面３１のクランク室６２ａ側への傾斜角度を、第一連通路３０Ａの天井面３４のシリンダヘッド６３側への傾斜角度に対して７０から１００％の範囲に設定し、第一連通路３０Ａを僅かに燃焼室４０に向けて延ばすことで、混合ガスを燃焼室４０に効果的に流入させることができる。なお、第一連通路３０Ａの底面３１のクランク室６２ａ側への傾斜角度が、第一連通路３０Ａの天井面３４のシリンダヘッド６３側への傾斜角度に対して９０％であることが特に好ましい。

第一連通路３０Ａにおいてシリンダ６１ａの周方向の開口幅は、図５に示すように、第一掃気通路１０Ａの開口部１１側から第一掃気ポート２０Ａ側に向かうに従って拡大されている。

本実施形態のエンジン１では、図３に示すように、第一連通路３０Ａが第一掃気通路１０Ａ側から第一掃気ポート２０Ａ側に向かうに連れて、シリンダ６１ａの軸線方向および周方向に拡張している。つまり、第一連通路３０Ａは、開口部１１から第一掃気ポート２０Ａに向かうに従って、断面積が大きくなるダイバージェント形状に形成されている。
この構成では、第一連通路３０Ａの断面積がシリンダ６１ａの軸線方向に加えて、シリンダ６１ａの周方向へも拡張するため、第一掃気通路１０Ａ内で圧縮された混合ガスが第一連通路３０Ａ内で大きく膨張して第一掃気ポート２０Ａから燃焼室４０内に噴出され、混合ガスが燃焼室４０内に広く拡散されるため、掃気効率および燃焼効率を向上させることができる。

また、図１に示すように、第一掃気ポート２０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最大高さ（最大幅）は、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小高さ（最小幅）の２倍以上であることが好ましい。
さらに、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小高さと、第一掃気ポート２０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最大高さとの比は、１：２から１：４の範囲に設定することがより好ましい。
このように、第一掃気ポート２０Ａの最大高さと第一連通路３０Ａの最小高さとを設定することで、掃気効率および燃焼効率を効果的に向上させることができる。

また、第一掃気ポート２０Ａの開口面積は、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小断面積の４倍以上であることが好ましい。
さらに、第一連通路３０Ａのシリンダ６１ａの軸線方向における最小断面積と、第一掃気ポート２０Ａの開口面積との比が１：４から１：８の範囲であることがより好ましい。
このように、第一連通路３０Ａの最小断面積と、第一掃気ポート２０Ａの開口面積とを設定することで、掃気効率および燃焼効率を効果的に向上させることができる。

本実施形態のエンジン１では、第一掃気通路１０Ａの第一連通路３０Ａ側の部位１２におけるシリンダ６１ａ側の内面は、第一掃気通路１０Ａのクランク室６２ａ側の部位におけるシリンダ６１ａ側の内面よりもシリンダ６１ａの径方向の外側に配置されている。このような構成とすることで、混合ガスのガイド面である第一連通路３０Ａの底面３１および天井面３４の長さを充分に長く設定でき、混合ガスの指向性と霧化促進効果が高まる。そして、第一掃気通路１０Ａの第一連通路３０Ａ側の部位１２におけるシリンダ６１ａの径方向の断面積が、第一掃気通路１０Ａのクランク室６２ａ側の部位１３におけるシリンダ６１ａの径方向の断面積よりも小さく形成されている。

これにより、クランク室６２ａから第一掃気通路１０Ａに流入した混合ガスは、第一掃気通路１０Ａ内で圧縮された後に、第一連通路３０Ａ内で膨張しながらシリンダ６１ａ内に流入する。このように、一旦圧縮された混合ガスが膨張することで混合ガスの霧化が促進され、かつ、シリンダ６１ａの軸線方向の指向性を備えるため、シリンダ６１ａ内を万遍なく掃気できる。これにより、シリンダ６１ａ内の全域に混合ガスが万遍なく導入されるため、前回の燃焼サイクルでの既燃焼ガスを一掃して排出し、今回の燃焼サイクルに必要な混合ガスへと無駄なく置き換わることになる。したがって、エンジン１が有する出力やレスポンスを大幅に向上させ、未燃焼ガスの排出を低減できる。

また、第一掃気通路１０Ａの第一連通路３０Ａ側の部位１２におけるシリンダ６１ａの径方向の断面積は、第一連通路３０Ａにおけるシリンダ６１ａの軸線方向の断面積よりも小さく形成されている。
これにより、第一掃気通路１０Ａから開口部１１を通じて第一連通路３０Ａ内に流入した混合ガスは、第一掃気通路１０Ａ内で一旦圧縮された後に、第一連通路３０Ａ内で膨張する。

また、本実施形態のエンジン１では、第一掃気通路１０Ａの内面と第一連通路３０Ａの底面３１とが、円弧状の湾曲面３５を介して連続している。また、第一連通路３０Ａの天井面３４と第一掃気通路１０Ａの内面とが、円弧状の湾曲面３６を介して連続している。
これにより、混合ガスは、第一掃気通路１０Ａから第一連通路３０Ａ内に流入するときに、湾曲面３５，３６に沿ってスムーズに流れる。

本実施形態のエンジン１では、図５に示すように、第一連通路３０Ａおよび第二連通路３０Ｂの反排気ポート側の側面３３が、燃焼室４０内の反排気ポート側に向かうように形成されている。また、本実施形態のエンジン１のシリンダブロック６０には、複数の掃気ポート２０Ａ，２０Ｂが形成され、各掃気ポート２０Ａ，２０Ｂのうち、排気ポート８１側に配置された第一掃気ポート２０Ａから第一連通路３０Ａが形成されている。
これにより、第一掃気ポート２０Ａおよび第二掃気ポート２０Ｂから燃焼室４０内に流入する混合ガスが反排気ポート側に指向されるため、排気ポート８１に排気される未燃焼の混合ガスの量を大幅に低減できる。

以上のように、本実施形態のエンジン１では、排気ガスに含まれる炭化水素量（ＨＣ）を大幅に低減させることができる。
なお、本実施形態のエンジン１は、第一連通路３０Ａが形成されていない従来のエンジンと比較して、排気ガスに含まれる炭化水素を約３０％低減することが確認された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態のエンジン１では、図５に示すように、四つの連通路のうち、一つの連通路が第一連通路３０Ａの形状に形成されているが、その数は限定されるものではない。例えば、四つの連通路の全てを第一連通路３０Ａの形状に形成してもよい。
なお、隣り合うかまたは対面する掃気ポートのうち一つの掃気ポートに本発明の構成を適用するのが好ましい。このようにすると、近い位置に配置された各掃気ポートからの混合ガスがそれぞれ異なる指向性と異なる速度でシリンダ６１ａ内に流入するため、各混合ガスの衝突を回避することができ、かつ、各混合ガスの指向性が維持される。これにより、エンジン１の掃気効率および燃焼効率を効果的に向上させることができる。

本実施形態のエンジン１では、四つの掃気ポートが形成されているが、その数は限定されるものではない。例えば、二つの掃気ポートを排気ポート８１の両側にそれぞれ一つずつ形成してもよい。

１ エンジン
１０Ａ 第一掃気通路
１０Ｂ 第二掃気通路
１１ 開口部
２０Ａ 第一掃気ポート
２０Ｂ 第二掃気ポート
３０Ａ 第一連通路
３０Ｂ 第二連通路
３１ 底面
３２ 側面
３３ 側面
３４ 天井面
３５ 湾曲面
３６ 湾曲面
４０ 燃焼室
４１ 点火プラグ
５０ ピストン
５１ コンロッド
６０ シリンダブロック
６１ａ シリンダ
６２ａ クランク室
６３ シリンダヘッド
７０ 吸入通路
７１ 開口部
８０ 排気通路
８１ 排気ポート
９０ クランクシャフト
９１ クランクジャーナル
９２ クランクウェブ

Claims (12)

1. シリンダおよびクランク室が形成されたシリンダブロックと、
   前記シリンダ内に摺動自在に装着されたピストンと、を備え、
   前記シリンダブロックには、
   前記シリンダの内周面に開口した排気ポートを通じて、前記シリンダ内の燃焼室に通じる排気通路と、
   前記シリンダの内周面に開口した掃気ポートと、
   前記掃気ポートから前記シリンダの径方向に形成された連通路と、
   前記シリンダの軸線方向に形成され、前記クランク室に通じるとともに、前記連通路の底面に開口部が形成された掃気通路と、が形成された２サイクルエンジンであって、
   前記連通路の天井面は、前記掃気通路側から前記掃気ポート側に向かうに連れて、シリンダヘッド側に傾斜しているとともに、
   前記連通路の底面は、前記掃気通路側から前記掃気ポート側に向かうに連れて、前記クランク室側に傾斜していることを特徴とする２サイクルエンジン。
2. 請求項１に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記掃気ポートの前記シリンダの軸線方向における最大幅は、
   前記連通路の前記シリンダの軸線方向における最小幅の２倍以上であることを特徴とする２サイクルエンジン。
3. 請求項１に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記連通路の前記シリンダの軸線方向における最小幅と、前記掃気ポートの前記シリンダの軸線方向における最大幅との比が、１：２から１：４の範囲に設定されていることを特徴とする２サイクルエンジン。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記掃気ポートの開口面積は、
   前記連通路の前記シリンダの軸線方向における最小断面積の４倍以上であることを特徴とする２サイクルエンジン。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記連通路の前記シリンダの軸線方向における最小断面積と、前記掃気ポートの開口面積との比が、１：４から１：８の範囲であることを特徴とする２サイクルエンジン。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記連通路の底面の前記クランク室側への傾斜角度は、前記連通路の天井面の前記シリンダヘッド側への傾斜角度に対して７０から１００％の範囲に設定されていることを特徴とする２サイクルエンジン。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記掃気通路の前記連通路側の部位の前記シリンダの径方向における断面積が、
   前記掃気通路の前記クランク室側の部位の前記シリンダの径方向における断面積よりも小さく形成されるとともに、
   前記連通路の前記シリンダの軸線方向における断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする２サイクルエンジン。
8. 請求項７に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記掃気通路の前記連通路側の部位における前記シリンダ側の内面は、
   前記掃気通路の前記クランク室側の部位における前記シリンダ側の内面よりも前記シリンダの径方向の外側に配置されていることを特徴とする２サイクルエンジン。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
   前記掃気通路の内面と前記連通路の底面とが、円弧状の湾曲面を介して連続していることを特徴とする２サイクルエンジン。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
    前記連通路を形成する反排気ポート側の側面が、前記燃焼室内の反排気ポート側に向かうように形成されていることを特徴とする２サイクルエンジン。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
    前記連通路において前記シリンダの周方向の開口幅は、前記掃気通路の開口部側から前記掃気ポート側に向かうに従って拡大されていることを特徴とする２サイクルエンジン。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の２サイクルエンジンであって、
    前記シリンダブロックには、
    複数の前記掃気ポートが形成されるとともに、
    少なくとも一つの前記連通路が形成されており、
    前記連通路は、前記各掃気ポートのうち、前記排気ポート側に配置された前記掃気ポートから形成されていることを特徴とする２サイクルエンジン。

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