JP3625967B2 - ２サイクル内燃エンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーンソー等の作業姿勢が変化せしめられる可搬式動力作業機に使用するのに好適な２サイクル内燃エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、チェーンソー等の作業姿勢が変化せしめられる可搬式動力作業機においては、動力発生源として小型空冷２サイクルガソリンエンジン（以下、２サイクル内燃エンジン又は単にエンジンと略称する）が使用されることが多いが、この２サイクル内燃エンジンは一般に横幅に比して縦長（高さ）が長いので、小型チェーンソー等ではそれをほぼ水平に寝かせた姿勢で本体ケース内に配備するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した如くに横に寝かせた姿勢でチェーンソ−等の作業機の本体ケース内に配備される２サイクル内燃エンジン、特に、実開昭５６−１４０４０２号公報等にも見られるように、クランク室の底部（寝かせられた状態で見ると前側部）に吸入口が開口せしめられ、気化器からの混合気がリードバルブを介してその吸入口からクランク室に吸入されて予圧縮され、その混合気が前記クランク室に開口せしめられた掃気路を通じて燃焼室に送り込まれるようにされているものでは、例えば、作業機（チェーンソー）の前部を下方もしくは斜め下に向けて暫くの間作業を行い、その後、その前部を上方もしくは斜め上に向けると、エンジンが大きな回転変動を生じたり、急に失速してストップしてしまうことが度々生じていた。
【０００４】
これは、例えば、前記作業機の前側部を下方もしくは斜め下に向けている間、つまり、前記エンジンのクランク室に開口する吸入口が下方もしくは斜め下に向けられている間に、前記クランク室の内周面等に付着している未気化生燃料（液状の燃料）が前記吸入口部分にまとまって流れ込んでそこに溜まり、前記作業機の前部を上方もしくは斜め上に向けると、その未気化生燃料が前記クランク室の内周面をつたって前記掃気路にそのまま流入し、該掃気路から燃焼室に一気に流れ込んで、燃焼に供される混合気が過濃状態になってしまうこと、言い換えれば、作業機の姿勢変化に伴うエンジンの姿勢変化による未気化生燃料の不所望な流動が原因であることが本発明の発明者等によって解明されたが、かかる不具合を解消する効果的な手立てはこれまでなされていなかった。
【０００５】
なお、エンジンが高負荷高速回転状態にあるときには、単位時間当たりの燃料供給量が多いので、前述のように未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込んでも、多少回転変動が生じる程度でさほど大きな不具合は生じないが、エンジンがアイドリング状態にあるときには、単位時間当たりの燃料供給量が少ないので、前述のように未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込むと、混合気が極端に過濃状態となって、エンジンがストップしてしまう等の重大な問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の出願人は、前記のような問題を解消すべく、先に、特願平７−３１３３７１号に所載のように、前記クランク室の内周面における前記吸入口近傍に未気化生燃料の流速を低下させる堰、溝、くぼみ等の流動規制部を設けることを提案した。
【０００７】
ここで、前記流動規制部を設けた２サイクル内燃エンジンの一例を、その要部の断面を示す図４を参照して以下に簡単に説明する。図示例の２サイクル内燃エンジン１００は、混合気生成手段を構成する気化器３０と、クランク室２２及び該クランク室２２に開口する吸入口２５を有するクランクケース２０と、前記気化器３０からの混合気を前記吸入口２５に導く給気路４２を有する、前記クランクケース２０に取り付けられた断熱用のインシュレータ４０と、前記給気路４２を開閉すべく前記インシュレータ４０の下流側端面４０Ａに選択的に圧接せしめられる、基端部３５ａが前記下流側端面４０Ａに取付固定された舌状弾性片からなるリードバルブ３５と、を備えている。
【０００８】
そして、前記クランク室２２の内周面２２Ａにおける前記吸入口２５近傍に未気化生燃料の流速を低下させる流動規制部としての断面矩形の２本の堰２３，２３が、所定の間隔をあけて前記クランク室２２を全幅にわたって横断するように、前記クランクケース２０に回転自在に支持されたクランクシャフト１５と平行に並設されている。
【０００９】
このような構成のエンジン１００においては、当該エンジンの姿勢変化によって、前記吸入口２５部分に溜まっていた未気化生燃料が、前記クランク室２２の内周面２２Ａを介して掃気路（図外）に流れ込もうとしても、その流れが、前記クランク室２２の内周面２２Ａにおける前記吸入口２５近傍に設けられた流動規制部としての２本の前記堰２３，２３により邪魔され、その流速が大きく低下せしめられる。
【００１０】
そのため、未気化生燃料がクランク室の内周面をつたって一気に燃焼室に流れ込むような事態が大幅に低減され、その結果、エンジンが大きな回転変動を生じたり、急に失速してストップしてしまう等の不具合が生じ難くされる。
【００１１】
しかしながら、前記のように、前記クランク室２２の内周面２２Ａにおける吸入口２５近傍に堰２３，２３等の流動規制部を設けたエンジン１００においても、場合によっては、特に、前記吸入口２５が極めて長時間継続して下方もしくは斜め下に向けられたままにされ、その後、前記吸入口２５が急速に上方もしくは斜め上に向けられた場合等には、前記吸入口２５における前記リードバルブ３５の自由端部３５ｂより下側の前記インシュレータ４０の下流側端面４０Ａとでなすコーナー段差部Ｐに、未気化生燃料が多量に溜まり、それが前記流動規制部としての堰２３，２３を乗り越えて一気に燃焼室に流れ込んでしまうことがある。つまり、前記流動規制部だけでは、未気化生燃料の流動を充分には規制できず、前記問題を完全には解消できない場合があった。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、例えば作業機の姿勢変化に伴って当該エンジンの姿勢が変化しても、クランクケースの吸入口部分に溜まっている未気化生燃料がクランク室内周面に流れ込み難くできるとともに、前記吸入口部分に未気化生燃料が溜まり難くでき、もって、未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込んでエンジンがストップしてしまう等の不具合を確実に防止できるようにされた２サイクル内燃エンジンを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る２サイクル内燃エンジンは、基本的には、シリンダブロックと、クランク室及び該クランク室に開口する吸入口を有するクランクケースと、気化器等の混合気生成手段と、該混合気生成手段からの混合気を前記吸入口に導く給気路を有する、前記クランクケースに対接端面が対接せしめられて取り付けられた断熱用のインシュレータと、を備え、前記シリンダブロックと前記クランクケースとがほぼ水平になる、横に寝かせた姿勢で使用される２サイクル内燃エンジンであって、前記インシュレータの下流側端面には、前記吸気路を開閉すべく舌状弾性片からなるリードバルブの基端部が取付固定され、前記リードバルブは、前記下流側端面に選択的に圧接せしめられている。
【００１４】
そして、前記吸入口は、前記２サイクル内燃エンジンを横に寝かせた姿勢状態で、前記クランク室の底部の上方寄りに開口し、該クランク室の底部の下方に向いた開側面を有し、
前記下流側端面は、前記横に寝かせた姿勢状態で、前記リードバルブの自由端部側の部位が前記クランク室の底部の下方に向き、かつ前記吸入口側に張り出すように、前記対接端面に対して所定角度だけ傾斜せしめられ、前記下流側端面と前記自由端部側の前記開側面とが実質的に段差を生じることなく連接せしめられていることを特徴している。
本発明の２サイクル内燃エンジンの好ましい態様では、前記下流側端面と前記開側面とのなす角度が１２０度以上とされる。
【００１５】
このような構成とされた本発明の２サイクル内燃エンジンにおいては、前記インシュレータの下流側端面が傾斜せしめられて、それと吸入口の開側面とが実質的に段差を生じることなく連接せしめられているので、当該エンジンの急速な姿勢変化があった場合、例えば、前記吸入口が極めて長時間継続して下方もしくは斜め下に向けられたままにされ、その後、前記吸入口が急速に上方もしくは斜め上に向けられた場合等においても、従来のエンジンのように前記下流側端面と前記開側面との間に段差があるものに比して、吸入口部分に未気化生燃料が溜まり難くなるとともに、リードバルブを介して吸入口に吸入された混合気の流れがスムーズになって燃料がまとまって液化し難くなる、言い換えれば吸入口を通過する混合気の流速が高められることから燃料の気化が促進されるとともに、吸入口部分に溜まっている未気化生燃料がクランク室側へ飛散せしめられて、クランク室内周面には流れ込み難くなる。
【００１６】
その結果、例えば作業機の姿勢変化に伴って当該エンジンの姿勢が変化しても、クランクケースの吸入口部分に溜まりがちな未気化生燃料がクランク室内周面に流れ込み難くできるとともに、前記吸入口部分に未気化生燃料が溜まり難くでき、よって、未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込んで、エンジンが大きな回転変動を生じたり、失速してストップしてしまう等の不具合が効果的に防止される。
【００１７】
しかも、本発明の２サイクル内燃エンジンは、従来より備えられているインシュレータの下流側端面とクランクケースの吸入口の形状を若干変えるという簡単な構成を付加するだけでよいので、コストアップにはつながらない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る２サイクル内燃エンジンの一実施形態が採用されているチェーンソー１を示している。
図のチェーンソー１は、本体ケース２を持ち、該本体ケース２の前部にはソーチェーン等からなる作業部６が脱着可能に取着され、その上部にはハンドガード兼用のブレーキハンドル３及び主ハンドル５が配設されている。
【００１９】
そして、前記本体ケース２の内部に、本実施形態の小型空冷２サイクルガソリンエンジン１０が、シリンダヘッド１２ａ部分を後に向けてほぼ水平に横に寝かせられた姿勢で、言い換えれば、シリンダブロック１２が後側に位置し、それに連結された半円筒状のクランクケース２０が前側に位置するようにして配備されている。
【００２０】
前記シリンダブロック１２内にはピストン１４が嵌挿されるとともに、このピストン１４の頂面側に燃焼室１７が画成され、該燃焼室１７に臨むように前記シリンダヘッド１２ａ部分の頂部に点火プラグ２９が取着されている。
【００２１】
前記ピストン１４の往復運動はコンロッド１９を介して、前記クランクケース２０と前記シリンダブロック１２の下部とに挟まれるようにして取着された軸受（図示省略）に軸支されたクランクシャフト１５の回転運動に変換され、該クランクシャフト１５の回転に伴って、それに取り付けられたバランスウエイト１６が前記クランクケース２０と前記シリンダブロック１２の下部とで画成されたクランク室２２内で、図１において矢印Ａで示される方向に回転するようになっている。
【００２２】
また、前記クランクケース２０における前記クランク室２２の底部（寝かせられた状態で見ると前側部）の上方寄りには、吸入口２５が開口せしめられている。
この吸入口２５には、混合気生成手段とされるダイヤフラム式気化器３０から、前記クランクケース２０にその対接端面４０Ｂがシール部材３４を介して対接せしめられて取り付けられた断熱用のインシュレータ４０に設けられた給気路４２を通じて送出される混合気が、舌状弾性片からなるリードバルブ３５を介して供給される。前記吸入口２５に供給された混合気は、該吸入口２５から前記クランク室２２内に吸入されて予圧縮され、該クランク室２２に連通せしめられた掃気路２７，２７を通じて前記燃焼室１７に送り込まれるようにされている。
【００２３】
ここで、本実施形態においては、図２及び図３を参照すればよくわかるように、前記リードバルブ３５は、前記インシュレータ４０の前記給気路４２を開閉すべく、前記インシュレータ４０における前記吸入口２５側の下流側端面（取付面）４０Ａに選択的に圧接せしめられるように、その基端部３５ａが前記下流側端面４０Ａに概略への字状に折曲されたリードストッパ３６の基端部と共にビス３７，３７で共締めされて取付固定されている。
【００２４】
前記インシュレータ４０には、図３に示される如くに、連結取付用ボルト類が挿通ないし螺入されるボルト穴あるいはねじ穴４３，４３、４４，４４及びリード取り付けビス用ねじ穴４７，４７が軸線方向に沿って形成され、前記クランクケース２０に対接せしめられて取り付けられる対接端面４０Ａに、前記クランクケース２２との間を気密的に封止するためのリング状の凸条４６が設けられ、また、前記クランクケース２２への取り付けに供される円柱状の位置決め用凸部４９，４９、前記リードバルブ３５の取り付け位置決めに供される細長凸部４８，４８や、前記気化器３０への脈圧取り出し孔５０が配設されている。
【００２５】
そして、本実施形態においては、前記に加え、前記インシュレータ４０の下流側端面４０Ａは、図２を参照すればよくわかるように、前記対接端面４０Ｂに対して前記リードバルブ３５の自由端部３５ｂ側の部位が前記吸入口２５側に張り出すように所定角度αだけ傾斜せしめられ、この下流側端面４０Ａと前記吸入口２５における前記リードバルブ３５の自由端部３５ｂ側に位置する開側面２５Ａとが実質的に段差を生じることなく連接せしめられている。この場合、前記傾斜せしめられた下流側端面４０Ａの下端面４０ａと前記クランクケース２０における前記吸入口２５の延長面２２Ａとは密着しており、また、前記下流側端面４０Ａと前記開側面２５Ａとのなす角度βは約１２０度とされている。
【００２６】
また、前記クランク室２２の内周面２２Ａにおける前記吸入口２５近傍には、前述した図４に示されるものと同様な、未気化生燃料の流速を低下させる流動規制部としての断面矩形の２本の堰２３，２３が所定の間隔をあけて前記クランク室２２を全幅にわたって横断するように、前記クランクシャフト１５と平行に並設されている。
【００２７】
このような構成とされた本実施形態の２サイクル内燃エンジン１０においては、前記インシュレータ４０の下流側端面４０Ａが傾斜せしめられて、それと吸入口２５の開側面２５Ａとが実質的に段差を生じることなく連接せしめられているので、当該エンジン１０の急速な姿勢変化があった場合、例えば、前記吸入口２５が極めて長時間継続して下方もしくは斜め下に向けられたままにされ、その後、前記吸入口２５が急速に上方もしくは斜め上に向けられた場合等においても、従来のエンジンのように前記下流側端面４０Ａと前記開側面２５Ａとの間に段差があるものに比して、吸入口２５部分に未気化生燃料が溜まり難くなるとともに、リードバルブ３５を介して吸入口２５に吸入された混合気の流れがスムーズになって燃料がまとまって液化し難くなる、言い換えれば吸入口２５を通過する混合気の流速が高められることから燃料の気化が促進されるとともに、吸入口２５部分に溜まっている未気化生燃料がクランク室２２側へ飛散せしめられて、クランク室２２内周面２２Ａに沿っては流れ込み難くなる。
【００２８】
また、前記吸入口２５部分にたまたま溜まってしまった未気化生燃料が、クランク室２２の内周面２２Ａに沿って掃気路２７に流れ込もうとしても、その流れが、前記クランク室２２の内周面２２Ａにおける吸入口２５近傍に設けられた流動規制部としての２本の堰２３，２３により邪魔され、その流速が大きく低下せしめられる。
【００２９】
その結果、例えばチェーンソー１の姿勢変化に伴って当該エンジン１０の姿勢が変化しても、クランクケース２０の吸入口２５部分にたまたま溜まった未気化生燃料が、クランク室２２の内周面２２Ａに沿って流れ込み難くできるとともに、前記吸入口２５部分に未気化生燃料がまとまって溜まり難くでき、よって、未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込んで、エンジン１０が大きな回転変動を生じたり、失速してストップしてしまう等の不具合が効果的に防止される。
【００３０】
しかも、本実施形態の２サイクル内燃エンジン１０は、従来より備えられているインシュレータ４０の下流側端面４０Ａとクランクケース２０の吸入口２５の形状を若干変えるという簡単な構成を付加するだけでよいので、コストアップにはつながらない。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
【００３２】
例えば、前記実施形態では、前記インシュレータ４０の下流側端面４０Ａと前記吸入口２５の開側面２５Ａとのなす角度βは約１２０度とされているが、前記角度βは、それが鈍角であるほど、混合気の流れがスムーズになるとともに、未気化生燃料が溜まり難くなるので、なるべく大きな角度とすることが望ましい。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の２サイクル内燃エンジンは、インシュレータの下流側端面が傾斜せしめられて、それと吸入口の開側面とが実質的に段差を生じることなく連接せしめられているので、当該エンジンの急速な姿勢変化があった場合等においても、従来のエンジンのように前記下流側端面と前記開側面との間に段差があるものに比して、吸入口部分に未気化生燃料が溜まり難くなるとともに、リードバルブを介して吸入口に吸入された混合気の流れがスムーズになって燃料がまとまって液化し難くなるので、クランクケースの吸入口部分に溜まって未気化生燃料がクランク室内周面に流れ込み難くできるとともに、前記吸入口部分に未気化生燃料が溜まり難くでき、よって、未気化生燃料がまとまって一気に燃焼室に流れ込んで、エンジンが大きな回転変動を生じたり、失速してストップしてしまう等の不具合を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２サイクル内燃エンジンの一実施形態が採用されているチェーンソーを示す部分切欠側面図。
【図２】図１に示される２サイクル内燃エンジンの吸入口周辺を拡大して示す部分断面図。
【図３】図１に示される２サイクル内燃エンジンに使用されているインシュレータの下流側端面を示す図。
【図４】従来の２サイクル内燃エンジンの吸入口周辺を拡大して示す部分断面図。
【符号の説明】
１０…小型空冷２サイクルガソリンエンジン
２０…クランクケース
２２…クランク室
２５…吸入口
２５Ａ…開側面
３０…気化器（混合気生成手段）
３５…リードバルブ
３５ａ…基端部
３５ｂ…自由端部
４０…インシュレータ
４０Ａ…下流側端面
４０Ｂ…対接端面
４２…給気路
α…下流側端面の張り出し角度
β…下流側端面と開側面とのなす角度

Claims (2)

1. シリンダブロック（１２）と、クランク室（２２）及び該クランク室（２２）に開口する吸入口（２５）を有するクランクケース（２０）と、気化器等の混合気生成手段（３０）と、該混合気生成手段（３０）からの混合気を前記吸入口（２５）に導く給気路（４２）を有する、前記クランクケース（２０）に対接端面（４０Ｂ）が対接せしめられて取り付けられた断熱用のインシュレータ（４０）と、を備え、前記シリンダブロック（１２）と前記クランクケース（２０）とがほぼ水平になる、横に寝かせた姿勢で使用される２サイクル内燃エンジン（１０）であって、
   前記インシュレータ（４０）の下流側端面（４０Ａ）には、前記吸気路（４２）を開閉すべく舌状弾性片からなるリードバルブ（３５）の基端部（３５ａ）が取付固定され、前記リードバルブ（３５）は、前記下流側端面（４０Ａ）に選択的に圧接せしめられ、
   前記吸入口（２５）は、前記２サイクル内燃エンジン（１０）を横に寝かせた姿勢状態で、前記クランク室（２２）の底部の上方寄りに開口し、該クランク室（２２）の底部の下方に向いた開側面（２５Ａ）を有し、
   前記下流側端面（４０Ａ）は、前記横に寝かせた姿勢状態で、前記リードバルブ（３５）の自由端部（３５ｂ）側の部位が前記クランク室（２２）の底部の下方に向き、かつ前記吸入口（２５）側に張り出すように、前記対接端面（４０Ｂ）に対して所定角度（α）だけ傾斜せしめられ、前記下流側端面（４０Ａ）と前記自由端部（３５ｂ）側の前記開側面（２５Ａ）とが実質的に段差を生じることなく連接せしめられていることを特徴とする２サイクル内燃エンジン。
2. 前記下流側端面（４０Ａ）と前記開側面（２５Ａ）とのなす角度（β）が１２０度以上であることを特徴とする請求項１に記載の２サイクル内燃エンジン。

Images