JP4342960B2

JP4342960B2 - ２サイクルエンジン

Info

Publication number: JP4342960B2
Application number: JP2004008755A
Authority: JP
Inventors: 常由湯浅; 正典小林
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: US20050155563A1; JP2005201159A; US7096834B2

Description

本発明は、主として、刈払機のような小型作業機械の駆動源として用いられる２サイクルエンジンの改良に関するものである。

従来、この種の２サイクルエンジンとして、混合気による燃焼室内の掃気に先立って、空気による初期掃気を行って、混合気の排気ポートからの吹抜けを抑制するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このエンジンは、気化器に、空気制御バルブを内設した空気流路および混合気制御バルブを内設した混合気流路が並設され、吸気行程時に、混合気が前記混合気流路から吸気管の混合気流路およびシリンダの混合気供給流路をそれぞれ介してクランク室に流入するとともに、空気が前記空気流路から吸気管の空気流路、空気供給管および接続管をそれぞれ介してシリンダの掃気流路に流入し、掃気行程時に、混合気の燃焼室への導入に先立って掃気流路内の空気による先導掃気を行うことによって混合気の吹抜けを抑制している。
特開２０００−１３６７５５号公報

ところが、前記２サイクルエンジンでは、気化器に、空気制御バルブおよび混合気制御バルブをそれぞれ内設した空気流路および混合気流路を設けているので、気化器が複雑で高価なものになっている。また、燃焼ガスの接続管への流入を阻止するために２個のリードバルブが必要であり、部品点数が多いことから、さらなるコスト高を招いている。さらに、前記２サイクルエンジンでは、空気による先導掃気を行うことから、この後の混合気の燃焼室への導入タイミングが遅れたり、空気を吸い込み過ぎたりして、加速力不足を招き易い。

そこで、本発明の目的は、部品点数を削減して簡素化した構成としながらも、混合気の吹抜けを効果的に抑制でき、しかも加速性にも優れた２サイクルエンジンを提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明の第１構成に係る２サイクルエンジンは、燃焼室とクランク室とを連通させる掃気通路と、燃料供給装置からの混合気を前記クランク室に導入する混合気通路と、この混合気通路から分岐して前記混合気よりも薄い希薄混合気を前記掃気通路に導入する分岐通路と、この分岐通路に設けられたリードバルブとを有し、吸気行程において、前記分岐通路からの希薄混合気が前記リードバルブを経て前記掃気通路に導入されるとともに、前記混合気通路からの混合気が前記クランク室に導入され、掃気行程において、前記クランク室内の混合気が前記掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるよりも前に前記掃気通路からの希薄混合気が導入され始めるように設定されている。

この構成によれば、混合気通路と分岐通路とを備えていることから、気化器のような燃料供給装置が単一の混合気供給通路を設けるだけで済み、しかも、リードバルブは分岐通路に一つ設けるだけでよいので、構成の簡略化とコストダウンとを達成できる。また、混合気が燃焼室に導入されるよりも前に希薄混合気を燃焼室に導入するので、混合気の吹抜けを防止できるとともに、クランク室内に直接導入する混合気により軸受などを良好に潤滑できる。さらに、従来のエンジンにおける空気に代えて、掃気通路に導入した希薄混合気により先導掃気を行うので、空気により先導掃気を行う場合に比べて加速性能が良い。しかも、先導掃気に用いる希薄混合気は、空気に比較して蒸発潜熱が大きい分だけ、シリンダの上部に対する冷却効果が大きく、また、希薄混合気に含まれている燃料はシリンダの熱により霧化が促進されることから、燃焼効率の向上も図れる利点がある。さらに、クランク室内が負圧となる吸気行程でリードバルブが開放されている間は常に希薄混合気が掃気通路に導入されるので、掃気通路内に十分な量の掃気用の希薄混合気を確保することができる。

本発明の好ましい実施形態では、前記分岐通路の少なくとも下流部がシリンダに形成されている。この構成によれば、分岐通路がシリンダに設けた下流部を介して掃気通路に接続されているので、前述した従来のエンジンにおける気化器とシリンダの掃気通路とを接続するための空気供給管や接続管が不要となり、一層のコストダウンを図ることができる。

本発明の第２構成に係る２サイクルエンジンは、燃焼室とクランク室とを連通させる掃気通路と、燃料供給装置からの混合気をクランク室に導入する混合気通路と、ビストンの側面に形成された吸入室と、前記混合気通路から分岐して前記混合気よりも薄い希薄混合気を前記吸入室に導入する分岐通路とを有し、吸気行程において、前記吸入室が前記分岐通路に連通して前記分岐通路からの希薄混合気が前記吸入室を経て前記掃気通路に導入されるとともに、前記混合気通路からの混合気が前記クランク室に導入され、掃気行程において、前記クランク室内の混合気が前記掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるよりも前に前記掃気通路からの希薄混合気が導入され始めるように設定されている。

この構成によれば、混合気通路と分岐通路とを備えていることから、気化器のような燃料供給装置が単一の混合気供給通路を設けるだけで済み、しかも、分岐通路をピストンの吸入室を介して掃気通路に連通する構成としたことにより、リードバルブおよび従来のエンジンにおける空気供給管や接続管が不要となるから、構造の簡略化およびコストダウンを達成できる。また、混合気が燃焼室に導入されるよりも前に希薄混合気を燃焼室に導入するので、混合気の吹抜けを防止でき、クランク室内に直接導入する混合気により軸受などを良好に潤滑できる。さらに、従来のエンジンの空気に代えて、掃気通路に導入した希薄混合気により先導掃気を行うので、空気により先導掃気を行う場合に比べて、加速性能が良い。しかも、先導掃気に用いる希薄混合気は、空気に比較して、シリンダの上部に対する冷却効果が大きく、また、希薄混合気に含まれている燃料はシリンダの熱により霧化が促進されることから、燃焼効率も向上する。

本発明の好ましい実施形態では、前記掃気通路が２対設けられ、第２掃気通路が第１掃気通路よりも排気ポート寄りに位置しており、前記分岐通路が前記第２掃気通路に接続されている。この構成によれば、第１掃気通路から燃焼室に入る混合気が、これよりも先に第２掃気通路から燃焼室内に入って排気ポート寄りの箇所に存在する希薄混合気によりブロックされるから、混合気の排気ポートからの吹き抜けを一層効果的に防止できる。

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説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る２サイクルエンジンを切欠いた正面断面図である。同図において、このエンジンは、内部に燃焼室１ａを形成したシリンダ１がクランクケース２の上部に連結されている。シリンダ１およびクランクケース２はそれぞれ、アルミニウムのような金属製であり、鋳型により成形される。

前記シリンダ１の一側部（右側）には、吸気系を構成する気化器（燃料供給装置）３とエアクリーナ４が接続され、他側部（左側）には排気系を構成するマフラー５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６が取り付けられている。前記シリンダ１には、軸方向（この例では上下方向）に往復動するピストン７が設けられている。前記クランクケース２の内部には、クランク軸受８１を介してクランク軸８が支持されている。このクランク軸８の軸心とは変位した位置に中空状のクランクピン８２が設けられ、このクランクピン８２と前記ピストン７に設けた中空状のピストンピン７１との間が、大端部軸受８６および小端部軸受８７を介してコンロッド８３により連結されている。前記クランク軸８にはクランクウェブ８４が設けられ、シリンダ１の上部には点火プラグＰが設けられている。

前記シリンダ１と気化器３の間には、シール用のガスケット９５，９６を介してインシュレータ９が設けられている。このインシュレータ９は、高温のシリンダ１からの断熱を目的として設けられたものであり、二つ割りに形成された第１および第２半部９Ａ，９Ｂを接合して一体化した構成になっている。このインシュレータ９の内部には、第１および第２半部９Ａ，９Ｂの連結により、混合気通路１１とこの混合気通路１１から分岐した分岐通路１０Ａとが形成されている。混合気通路１１は、気化器３の単一の混合気供給通路３ａに直線的に連通されて、混合気供給通路３ａから供給される混合気ＥＭをクランクケース２のクランク室２ａ内に直接導入する。分岐通路１０Ａは、混合気通路１１の上流側から上方に向けた直交方向に分岐したのち、混合気通路１１に対し上方側において平行に延びる形状に形成されており、混合気通路１１の混合気ＥＭから、その慣性力による分離作用を利用して取り出した、混合気よりも薄い希薄混合気ＴＭを、後述の第２掃気通路１４に導入する。前記混合気ＥＭと希薄混合気ＴＭの量は、両者が燃焼室１ａ内で混ざり合って最適燃焼を起こすように、気化器３によって調整されている。

前記気化器３には、混合気供給通路３ａの通路面積を調節する単一の回転バルブ（図示せず）が設けられている。さらに、前記シリンダ１の周壁には、その内周面に開口する排気ポート１２ａを有する排気通路１２が形成され、この排気通路１２からの排気ガス（燃焼ガス）は、前記マフラー５を経て外部に排出される。

前記シリンダ１とクランクケース２の内部には、シリンダ１とクランクケース２を拡大して示した正面断面図である図２のように、燃焼室１ａとクランク室２ａとを直接連通させる第１掃気通路１３が設けられ、さらに、燃焼室１ａとクランク室２ａとをクランク軸受８１を介して連通させる第２掃気通路１４が前記第１掃気通路１３よりも排気ポート１２ａ寄りに形成されている。これら第１掃気通路１３および第２掃気通路１４の上端の第１、第２掃気ポート１３ａ，１４ａは、図２のIII −III 線に沿った断面図である図３に示すように、排気通路１２の軸心Ｃ１を中心にして対称に各一対設けられている。図２に示すように、第１，第２掃気ポート１３ａ，１４ａは、第２掃気ポート１４ａの上端が、第１掃気ポート１３ａの上端よりも高い位置で、かつ、排気ポート１２ａの上端よりも低い位置に設定されている。

インシュレータ９の分岐通路１０Ａに導入された希薄混合気ＴＭは、ピストン７が上昇する吸気行程時に、クランク室２ａの負圧を受けて、後述する導入通路１６（図３）から第２掃気通路１４内に一旦導入される。混合気通路１１からの混合気ＥＭは、吸気行程においてシリンダ１の内周面に設けた混合気ポート１１ａがピストン７の上昇に伴い開口したときに、クランク室２ａ内の負圧を受けて、前記混合気ポート１１ａからクランク室２ａに直接導入される。

図３に示すように、シリンダ１の内部には、インシュレータ９の分岐通路１０Ａを第２掃気通路１４に連通させる導入通路１６が形成されており、この導入通路１６が分岐通路１０Ａの下流部を形成している。この導入通路１６は、第１掃気通路１３の径方向外側を通る配置でシリンダ１内に形成することにより、従来のエンジンに設けられていた空気供給管および接続管などの部品を用いることなく、分岐通路１０Ａを第２掃気通路１４に接続している。前記インシュレータ９の第１半部９Ａには前記シリンダ１内に進出して前記導入通路１６の壁面の一部を形成する突起９１が一体形成されている。シリンダ１には、シリンダ１部分の側面図ある図４に示すように、導入通路１６を形成するための凹所１００が、排気ポート１２ａと対向する方向、つまり分岐通路１０Ａと平行な方向に鋳抜きすることにより、シリンダ１の型成形と同時に形成されている。この凹所１００は単純な形状の鋳型を用いて容易に形成できる。この凹所１００内に図３の突起９１が進出して、導入通路１６の上流部１６ａが形成されている。

導入通路１６の下流部１６ｂは、図４に示すように前記凹所１００の奥部により形成され、図３に示すように第１掃気通路１３の径方向外側を通って第２掃気通路１４に達している。つまり、凹所１００は、導入通路１６の長さ方向（流れ方向）の全体にわたって、導入通路１６の内面の一部を形成している。

インシュレータ９には、これのシリンダ１への取付方向から見た正面図である図８に示すように、分岐通路１０Ａと、下流側へ向かって上下幅および横幅が小さくなっている混合気通路１１とに加え、隅部４箇所にシリンダ１（図１）への取付用孔９２と、後述するリードバルブの取付用孔９３とが形成されている。

前記インシュレータ９における分岐通路１０Ａの下流側出口には、図２に示すように、これに連らなる導入通路１６の圧力が所定値以下に低下したときに、分岐通路１０Ａを閉じるリードバルブ１５が取り付けられている。このリードバルブ１５は、前記インシュレータ９の取付孔９３（図８）に自身の取付孔（図示せず）を位置合わせし、ねじ体１１０により、インシュレータ９に取り付けられる。

図３のV −V 線線に沿った断面図である図５に示すように、第１掃気通路１３は、シリンダ１の内周面に開口する第１掃気ポート１３ａと、この第１掃気ポート１３ａからシリンダ１の下端を越えてクランクケース２の上部に達する上下方向の連通路１３ｂと、前記上部の内周面に開口する流入ポート１３ｃとを有している。図２の混合気通路１１から混合気ポート１１ａを介してクランク室２ａ内に導入されている混合気ＥＭは、図５に示すピストン７が下降する掃気行程時に、連通路１３ｂを介して第１掃気ポート１３ａから燃焼室１ａ内に噴出される。

図３のVI−VI線に沿った断面図である図６に示すように、第２掃気通路１４は、シリンダ１の内周面に開口する第２掃気ポート１４ａと、この第２掃気ポート１４ａからシリンダ１の下端を越えてクランクケース２の中間高さにある、クランク軸受８１の外側面に達する上下方向の連通路１４ｂとを有している。連通路１４ｂの下端は、軸受８１の内外輪間の隙間、およびクランクウェブ８４とクランク軸受８１間の隙間を通って、クランク室２ａに連通している。図３に示す分岐通路１０Ａから第２掃気通路１４内に導入されている希薄混合気ＴＭを、図３のVI−VI線に沿った断面図である図７に示すように、ピストン７が下降する掃気行程において、連通路１４ｂを介して第２掃気ポート１４ａから燃焼室１ａ内に噴出する。

図４から明らかなように、シリンダ１の外側部に開口する前記凹所１００の下方位置には、混合気通路１１の下流部が形成され、その出口が、シリンダ１の内周面に開口する混合気ポート１１ａとなっている。このシリンダ１の外側部は、平坦面からなる取付座Ｓとなっており、この取付座Ｓとほぼ同形状の外形を有する図８のインシュレータ９の一端面が、ガスケット９５（図３）を介して圧接されて組付けられるようになっている。この組付にあたっては、インシュレータ９側の取付孔９２に挿通したねじ体（図示せず）を図４のシリンダ１側のねじ孔１０ｄに螺合して締結する。

次に、以上の構成としたエンジンの作用について説明する。
吸気・圧縮行程において、ピストン７が図１に示す下死点から上昇を開始すると、この上昇するピストン７により第１および第２掃気ポート１３ａ，１４ａが閉じられた時点からクランク室２ａの内部が負圧状態に移行し、このクランク室２ａにクランク軸受８１を介して連通している第２掃気通路１４も負圧となるので、この第２掃気通路１４に連らなる図３の導入通路１６が負圧になって、インシュレータ９の分岐通路１０Ａの出口に取り付けたリードバルブ１５が開放される。

このとき、図１の気化器３の混合気供給通路３ａから供給される混合気ＥＭは、燃料が霧化されずに粒のままで多く含まれていることから、大きな慣性力が発生して混合気通路１１に向け直進していき、混合気通路１１の混合気ポート１１ａを閉じているピストン７の外側面に衝突して、混合気ポート１１ａの近傍箇所に滞留する。一方、分岐通路１０Ａには、上述のリードバルブ１５の開放によって負圧状態の導入通路１６から吸引力が作用するので、混合気供給通路３ａ内の混合気ＥＭから燃料が僅かに含まれただけの希薄混合気ＴＭが吸引される。すなわち、分岐通路１０Ａは、混合気ＥＭ中から，これよりも薄い希薄混合気ＴＭを分離して吸い上げるように作用する。特に、この実施形態では、分岐通路１０Ａを混合気通路１１の上方に配設しているので、混合気ＥＭ中の燃料粒の重力を利用して希薄混合気ＴＭを効果的に分離して分岐通路１０Ａに導くことができる。ただし、混合気ＥＭは慣性力で直進するので、分岐通路と混合気通路とを水平方向に並設しても、混合気ＥＭ中から希薄混合気ＴＭを分離して分岐通路に導くことができる。

前記分岐通路１０Ａに吸い上げられた希薄混合気ＴＭは、導入通路１６を通って一旦第２掃気通路１４に導入される。このように、ピストン７が上昇する吸気行程において図２のクランク室２ａの負圧を受けてリードバルブ１５が開放しているときは、第２掃気通路１４内に常に希薄混合気ＴＭが導入される。このため、第２掃気通路１４の上部（下流部）に十分な量の吹き抜け防止用の希薄混合気ＴＭが貯留される。

前記吸気・圧縮行程においてピストン７が上死点付近に至って混合気ポート１１ａが開口したときに、混合気通路１１の混合気ＥＭが混合気ポート１１ａから負圧状態のクランク室２ａ内へと直接導入される。この導入された混合気ＥＭにより、クランク軸受８１、大端部軸受８６、小端部軸受８７などが効果的に潤滑される。また、クランク室２ａ内に導入された混合気ＥＭの一部は第１，第２掃気通路１３，１４の下端部分に流入する。

続いて、燃焼室１ａ内での爆発に続いてピストン７が下降を開始すると、爆発・掃気行程に入り、リードバルブ１５が閉じられ、かつ下降するピストン７により混合気ポート１１ａが閉じられ、希薄混合気ＴＭおよび混合気ＥＭの第２掃気通路１４およびクランク室２ａへの導入が遮断される。続いて、ピストン７の下降に伴い第１掃気通路１３および第２掃気通路１４の第１、第２掃気ポート１３ａ，１４ａが開口したときに、図３に示すように、第２掃気ポート１４ａから希薄混合気ＴＭが燃焼室１ａ内に導入され、第１掃気ポート１３ａから混合気ＥＭが燃焼室１ａ内に導入される。このとき、まず、上位の第２掃気ポート１４ａから希薄混合気ＴＭが導入され始め、少し遅れて下位の第１掃気ポート１３ａから混合気ＥＭが導入され始めるようになっており、しかも、希薄混合気ＴＭの方が混合気ＥＭよりも排気ポート１２ａ寄りの位置で燃焼室１ａに導入されるので、先に導入された希薄混合気ＴＭにより混合気ＥＭがブロックされて、排気ポート１２ａからの前記混合気ＥＭの吹き抜けを防止できる。第２掃気ポート１４ａからは、希薄混合気ＴＭに続いて、混合気ＥＭが燃焼室１ａ内に導入される。

図７に示す第２掃気通路１４からの希薄混合気ＴＭが燃焼室１ａ内に導入される際には、クランク室２ａ内の混合気ＥＭの一部がクランク軸受８１の内外輪間の間隙を通って第２掃気通路１４に入るので、この際に、混合気ＥＭに含まれている多くの燃料によってクランク軸受８１が潤滑されることから、一層良好な潤滑を行える。

この２サイクルエンジンでは、図１に示す混合気通路１１とこの混合気通路１１から分岐して希薄混合気ＴＭを第２掃気通路１４に導入する分岐通路１０Ａとを備えていることから、気化器３が単一の混合気供給通路３ａを有するだけの簡素化した構成となる。さらに、リードバルブ１５は分岐通路１０Ａに一つ設けるだけでよい。また、分岐通路１０Ａはシリンダ１に設けた導入通路１６を通じて第２掃気通路１４に接続されているので、従来のエンジンにおいて気化器と掃気通路とを接続するために設けられている空気供給管や接続管が不要となる。これらにより、コストダウンを達成することができる。

また、第２掃気通路１４には、従来のエンジンの空気に代えて、希薄混合気ＴＭを導入して、この希薄混合気ＴＭにより先導掃気を行っているので、空気により先導掃気を行う場合のような加速不足を招くことがない。しかも、先導掃気に用いる希薄混合気ＴＭは、空気に比較して、蒸発潜熱が大きいので、シリンダ１の上部に対する大きな冷却効果を得ることができるとともに、希薄混合気ＴＭに含まれている燃料はシリンダ１の熱により霧化が促進されるので、燃焼効率が向上する。

なお、前記実施形態では、希薄混合気ＴＭを第２掃気通路１４に導入する構成としたが、希薄混合気ＴＭを第１，第２掃気通路１３，１４の両方に導入する構成としてもよい。その場合、クランク室２ａに直接導入された混合気ＥＭは、第１，第２掃気通路１３，１４のそれぞれの下部（上流部）に流入し、第１，第２掃気通路１３，１４からはそれぞれ、希薄混合気ＴＭが噴出されたのちに混合気ＥＭが噴出され、層状掃気を行うことになる。また、前記実施形態において、第１掃気通路１３または第２掃気通路１４を割愛して、１対の掃気通路のみを設けるだけでもよい。この場合においても、希薄混合気ＴＭが掃気通路の上部に流入し、クランク室２ａに直接導入された混合気ＥＭが掃気通路の下部に流入するから、燃焼室内に２つの混合気ＴＭ，ＥＭを二層に分けて供給する層状掃気を行うことができる。

また、前記実施形態では、第２掃気通路１４の下端を、クランク軸受８１の外側面まで延ばして、クランク軸受８１の内外輪間の隙間およびクランクウェブ８４とクランク軸受８１間の隙間を通って、クランク室２ａに連通する構成としたが、第２掃気通路１４の下端はクランク室２ａ内における軸受８１よりも上方位置に連通する構成としてもよい。

図９はインシュレータ９の変形例を示し、（ａ）は、分岐通路１０Ｂの導入口に、混合気ＥＭを衝突させて粒状の燃料が分岐通路１０Ｂに流入するのを阻止するための傾斜障壁面１０ｂを設けている。（ｂ）は、前記第１実施形態と同形状の分岐通路１０Ａの導入口に、混合気ＥＭ中の粒状の燃料が分岐通路１０Ａに流入するのを阻止するための網部材３０を設けている。（ｃ）は、分岐通路１０Ｃにおける混合気通路１１からの分岐流路１０ｃを混合気ＥＭの流動方向（左方向）とは反対方向（右方向）に向け傾斜した形状として、やはり混合気ＥＭ中の粒状の燃料が分岐通路１０Ａに流入するのを阻止するようにしている。

次に、本発明の第２実施形態にかかる２サイクルエンジンについて説明する。
このエンジンでは、上述した第１実施形態において用いた図３のシリンダ１内に進出して導入通路１６の壁面の一部を形成する突起９１がインシュレータ９の第１半部９Ａに一体形成されているのに加えて、図１０に示すように、導入通路１６の壁面の一部を形成する蓋体１７をシリンダ１に取り付けている。その他の基本構成は第１実施形態と同様である。

シリンダ１には、リードバルブ１５を介して分岐通路１０Ａに連通する第１の凹所１００Ａに加えて、第１および第２掃気通路１３，１４のシリンダ１の径方向外方に位置する第２の凹所１００Ｂが形成されており、この第２の凹所１００Ｂが前記蓋体１７により閉塞されて、導入通路１６の下流部１６ｂを形成している。分岐通路１０Ａからの希薄混合気ＴＭは、リードバルブ１５の開放によって、導入通路１６および希薄混合気導出口１６ｃを経て、第２掃気通路１４内に導入される。導入通路１６の上流部１６ａと下流部１６ｂとは、シリンダ１に形成した連通孔１０ａにより連通している。こうして、第１および第２の凹所１００Ａ，１００Ｂは、導入通路１６の長さ方向（流れ方向）の全体にわたって、導入通路１６の内面の一部を形成している。吸気行程および掃気行程のそれぞれにおける希薄混合気ＴＭおよび混合気ＥＭの流れは、第１実施形態の場合と同様であるので、その説明は省略する。

シリンダ１の外側部に開口して導入通路１６の一部である上流部１６ａを形成するための第１の凹所１００Ａは、横幅が、導入通路１６の上，下流部１６ａ，１６ｂの全体を形成する図４の第１実施形態の凹所１００よりも小さくなっている。蓋体１７は、ガスケット（図示せず）を介して、ねじ体（図示せず）によりシリンダ１の前後両面に固定されている。この第２実施形態では、第１実施形態に比べ、第１の凹所１００Ａを小さくすることができるので、シリンダ１の前後面から蓋体１７を外した状態を示す側面図である図１１のように、シリンダ１の空冷用の冷却フィン２０の数を多くすることができて、シリンダ１の冷却効率を向上させることができる。

シリンダ１に形成された第２の凹所１００Ｂ内には、前記連通孔１０ａに加えて、第２掃気通路１４に連通する前記希薄混合気導出口１６ｃが形成され、これら連通孔１０ａと空気導出口１６ｃ間が導入通路１６の下流部１６ｂとなっている。したがって、希薄混合気ＴＭは連通孔１０ａから導入通路下流部１６ｂおよび空気導出口１６ｃを経て第２掃気通路１４に導入される。

なお、図１０に２点鎖線で示すように、第１掃気通路１３と導入通路１６を連通する別の導出口１０ｃｃを設けた場合には、前記第２掃気通路１４のみならず、第１掃気通路１３にも希薄混合気ＴＭを吸入させることができる。これにより、図１０の第１掃気通路１３からの希薄混合気ＴＭの噴出の初期に第２掃気通路１４から希薄混合気ＴＭを噴出させることができるので、その後に第１掃気通１３および第２掃気通路１４から噴出される混合気ＥＭの吹き抜けを一層効果的に抑制することができる。

この第２実施形態では、導入通路１６を、第１実施形態のように、シリンダ１の鋳抜き形成による凹所１００Ａおよびインシュレータ９の突起９１に加えて、シリンダ１の第２の凹所１１０Ｂおよびシリンダ１に取り付ける蓋体１７によって形成したので、導入通路１６における、特に第１掃気通路１３のシリンダ１の径方向外側に位置する下流部１６ｂを形成するための第２の凹所１１０を、単純な形状の鋳型によって形成できるから、型コストを低く抑えることができる。

図１２は、本発明の第３実施形態に係る２サイクルエンジンを切欠いた正面断面図を示す。同図において、このエンジンでは、上述した第１実施形態に対して、吸気行程において前記ピストン７が上死点付近に至ったときに、前記ピストン７の側面すなわち外周面に凹設した後述する吸入室７２を介して、分岐通路１０Ａが第２掃気通路１４の第２掃気ポート１４ａに連通する構成とすることにより、第１実施形態で設けたリードバルブ１５を削減した点が異なるだけで、その他の基本構成は第１実施形態と同様である。

図１３〜図１５は、２サイクルエンジンのシリンダとクランクケースを拡大して示す側面断面図であって、図１３，１４は第２掃気通路１４の部分を、図１５は第１掃気通路１３の部分を示している。各図は、ピストン７の位置による混合気ＥＭと希薄混合気ＴＭの移動を示している。

このエンジンは、図１５に示すように、シリンダ１とクランクケース２の内部に、燃焼室１ａとクランク室２ａとを直接連通させる第１掃気通路１３が設けられ、また、図１３に示すように、燃焼室１ａとクランク室２ａとをクランク軸受８１を介して連通させる第２掃気通路１４が設けられている。

図１５に示す第１掃気通路１３は、シリンダ１の内周面に開口する第１掃気ポート１３ａと、このポート２１ａからシリンダ１の下端を越えてクランクケース２の上部に達する上下方向の連通路１３ｂと、前記クランクケース２の上部の内周面に開口する流入ポート１３ｃとを有している。混合気通路１１内の混合気ＥＭはピストン７が上昇する図１３の吸気行程時に、シリンダ１の内周面に開口する混合気ポート１１ａからクランク室２ａへと直接導入される。このクランク室２ａ内に導入された混合気ＥＭは、ピストン７が下降する図１５の掃気行程時に前記連通路１３ｂを介して第１掃気ポート１３ａから燃焼室１ａ内に噴出される。

ピストン７は、下死点付近にまで下降したときに、その周壁によって、図１５の流入ポート１３ｃを閉塞して第１掃気通路１３を遮断し、クランク室２ａ内の混合気ＥＭが第１掃気通路１３から燃焼室１ａ内に入るのを阻止する。これにより、掃気行程の末期にクランク室２ａ内の混合気ＥＭが燃焼室１ａ内に導入するのが阻止されるので、混合気ＥＭの吹き抜けが抑制される。

また、図１３に示すように、前記第２掃気通路１４は、前記シリンダ１の内周面に開口する第２掃気ポート１４ａと、このポート１４ａからシリンダ１の下端を越えてクランクケース２の中間高さにある、クランク軸受８１の外側面に達する上下方向の連通路１４ｂとを有している。分岐通路１０Ａから後述する経路を介して第２掃気通路１４内に導入されている希薄混合気ＴＭは、図１４に示すように、掃気行程において、連通路１４ｂを介して第２掃気ポート１４ａから燃焼室１ａ内に噴出される。

図１６は図１２の要部の拡大図、図１７はシリンダ１部分の外観を示す側面図である。図１７のように、シリンダ１の外側部には、前記分岐通路１０Ａの下流側の一部を構成する概略山形状の切欠部１０１が形成され、この切欠部１０１内の両側で奥内部に、図１６のピストン７が上死点付近に至ったときに、このピストン１の側面すなわち外周面に形成した吸入室７２に連通する２つの希薄混合気導入ポート１８，１８が設けられている。また、この切欠部１０１の下部位置には、混合気通路１１に連通し、かつシリンダ１の内周面に開口する混合気ポート１１ａが形成されている。

図１８はピストン７を示す正面図である。同図のように、ピストン７の周壁下部側に、矩形状の窪み７２ａと、この窪み７２ａからピストン７の周方向に延びる細長い溝７２ｂからなる概略Ｌ形状の吸入室７２が形成されている。

図１９は図１６のXIX ―XIX 線に沿った断面図、図２０は図１３のXX―XX線に沿った断面図である。図１９のように、ピストン７には、その周壁の一部を内方に凹入させた一対の前記吸入室７２が前後対向状に形成されている。このピストン７が上死点付近に至ったときに、前記吸入室７２の溝７２ｂの一部を切欠部１０１の各混合気流入ポート１８と対向させて、分岐通路１０Ａから切欠部１０１に導入された希薄混合気ＴＭを、矢印で示すように、各混合気流入ポート１８から吸入室７２の溝７２ｂおよび窪み７２ａを経て第２掃気通路１４の第２掃気ポート１４ａへと導き、これから第２掃気通路１４の内部へと導入する。

上述のように、分岐通路１０Ａは、ピストン７が図１６に示す上死点付近に至ったときのみ混合気流入ポート１８および吸入室７２を介して第２掃気通路１４に連通する構成になっているので、第１実施形態で設けたリードバルブ１５が不要となる。また、前記ピストン７が下降する掃気行程では、図２０のように、第２掃気ポート１４ａから噴出される希薄混合気ＴＭにより燃焼室１ａ内の先導掃気を行い、これより後に第１掃気ポート１３ａから噴出される混合気ＥＭにより燃焼室１ａ内をさらに掃気する。

次に、以上の構成としたエンジンの作用について説明する。
先ず、吸気行程において、図１２のピストン７が下死点から上昇を開始してシリンダ１の混合気ポート１１ｃが開口したときに、混合気通路１１の混合気ＥＭが混合気ポート１１ａからクランク室２ａ内へと直接導入される。この導入された混合気ＥＭにより、前述した第１実施形態の場合と同様に、クランク軸受８１やクランクピン８２が簡単な構成で良好に潤滑される。

また、吸気行程では、クランク室１ａの負圧を受けて、分岐通路１０Ａに希薄混合気ＴＭが導入される。さらに、図１３に示すように、ピストン７が上死点付近に至ったときに、ピストン７の周壁に設けた一対の吸入室７２がシリンダ１の混合気吸入ポート１８と連通する。これにより、図１９に示すように、分岐通路１０Ａ内の希薄混合気ＴＭが、混合気吸入ポート１８を通って第２掃気ポート１４ａから第２掃気通路１４およびクランク室２ａの内部へと導入される。このように、希薄混合気ＴＭは、上述の混合気ＥＭがクランク室２ａ内に導入されている状態において第２掃気通路１４内に導入されるから、分岐通路１０Ａには、クランク室２ａ内の負圧による吸引力の作用により、混合気通路１１内を流動中であって強い慣性力が生じている混合気ＥＭ中から希薄混合気ＴＭが慣性力によって分離して導入されるので、第１実施形態の場合よりも一層希薄な希薄混合気ＴＭを混合気ＥＭから分離することができる。

続いて、図１４に示す掃気行程では、上死点から下降するピストン７によって混合気ポート１１が閉じられていき、第１および第２掃気通路１３，１４の第１，第２掃気ポート１３ａ，１４ａが開口されたときに、図２０に示すように、その第１，第２掃気ポート１３ａ，１４ａから混合気ＥＭと希薄混合気ＴＭが燃焼室１ａ内に噴出される。このとき、先ず、上位の第２掃気ポート１４ａから希薄混合気ＴＭが噴出され、この後、下位の第１掃気ポート１３ａから混合気ＥＭが遅れて噴出されて、燃焼室１ａに先に導入された希薄混合気ＴＭにより、混合気ＥＭの排気口１２ａからの吹抜けが抑制される。また、希薄混合気ＴＭは混合気ＥＭよりも排気口１２ａに近い位置に噴出されるので、これによっても混合気ＥＭの排気口１２ａからの吹き抜けが一層抑制される。ここで、図１４に示す第２掃気通路１４から希薄混合気ＴＭが燃焼室１ａ内に噴出する際に、クランク室２ａ内の混合気ＥＭの一部がクランク軸受８１の内外輪の間の隙間を通って第２掃気通路１４に入るので、混合気ＥＭに含まれた燃料によって、クランク軸受８１が良好に潤滑される。

また、この実施形態では、図１３に示すように、クランク軸８の内部を通ってクランク室２ａと第２掃気通路１４とを連通させる給油通路８５が形成されている。この給油通路８５は、軸心方向に延びてクランク室２ａに開口する第１通路８５ａと、この第１通路８５ａと第２掃気通路１４とを連通させる径方向に延びた第２通路８５ｂとからなる。このようにすれば、クランク室２ａから給油通路８５に入る一部の混合気ＥＭにより、大端部軸受８６の潤滑が良好に行われる。

この２サイクルエンジンでは、第１実施形態と同様に、図１２に示す混合気通路１１とこの混合気通路１１から分岐して希薄混合気ＴＭを第２掃気通路１４に導入する分岐通路１０Ａとを備えていることから、気化器３が単一の混合気供給通路３ａを設けるだけの簡単な構成となる。また、分岐通路１０Ａはシリンダ１に設けた切欠部１０１およびピストン７の吸入室７２を通じて第２掃気通路１４に接続されるので、既存の空気供給管や接続管が不要となるのに加えて、第１実施形態に設けたリードバルブ１５（図１）も不要となり、一層の構造の簡略化とコストダウンを図ることができる。また、第１実施形態と同様に、従来のエンジンのように空気により先導掃気を行う場合と比べて、加速性能が向上するとともに、シリンダ１の上部に対する大きな冷却効果およびシリンダ１の熱により希薄混合気ＴＭが霧化されることによる燃焼効率の向上が得られる。

なお、図１８に２点鎖線７２Ａで示すように、ピストン７に設ける吸入室を、第１，第２掃気ポート１３ａ，１４ａを共に包含できる大きな形状とすれば、希薄混合気ＴＭを第１，第２掃気通路１３，１４の両方に導入することができる。その場合、クランク室２ａに直接導入される混合気ＥＭは、第１，第２掃気通路１３，１４のそれぞれの下部に流入し、第１，第２掃気ポート１３ａ，１４ａからは、希薄混合気ＴＭが噴出されたのちに混合気ＥＭが噴出され、層状掃気を行うことになる。また、この実施形態においても、第１掃気通路１３または第２掃気通路１４を割愛して、１対の掃気通路のみを設ける構成としてもよい。この場合においても、希薄混合気ＴＭが掃気通路の上部に流入し、クランク室２ａ内に直接導入される混合気ＥＭが掃気通路の下部に流入して、層状掃気を行うことになる。

本発明の第１実施形態に係る２サイクルエンジンを切欠いた正面断面図である。同エンジンのシリンダとクランクケースを拡大して示す正面断面図である。図２のIII −III 線に沿った断面図である。同エンジンのシリンダ部分を示す側面図である。図３のV −V 線に沿った断面図であって、第１掃気通路を示す。図３のVI−VI線に沿った断面図あって、吸気行程時の第２掃気通路を示す。図３のVI−VI線に沿った断面図あって、掃気行程時の第２掃気通路を示す。同エンジンにおけるインシュレータをシリンダへの取付方向から見た正面図である。（ａ）〜（ｃ）はいずれも同エンジンにおけるインシュレータの変形例を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る２サイクルエンジンの要部を示し、図３に対応した断面図である。同エンジンにおける蓋体を取り外した状態のシリンダの外観を示す側面図である。本発明の第３実施形態に係る２サイクルエンジンを切欠いた正面断面図である。同エンジンのシリンダとクランクケースを示す側面断面図であって、吸気行程時の第２掃気通路の部分を示している。同エンジンのシリンダとクランクケースを示す側面断面図であって、掃気行程時の第２掃気通路の部分を示している。同エンジンの第１掃気通路の部分を示す側面断面図である。同エンジンのシリンダとクランクケースを拡大して示す正面断面図である。同エンジンのシリンダの外観を示す側面図である。同エンジンにおけるピストンの正面図である。図１６のXIX −XIX 線に沿った断面図である。図１６のXX−XX線に沿った断面図である。

符号の説明

１シリンダ
１ａ燃焼室
２ａクランク室
３気化器（燃料供給装置）
７ピストン
１０Ａ〜１０Ｃ分岐通路
１１混合気通路
１２排気ポート
１３第１掃気通路（掃気通路）
１４第２掃気通路（掃気通路）
１５リードバルブ
１６導入通路（分岐通路の下流部）
７２吸入室
ＥＭ混合気
ＴＭ希薄混合気

Claims

燃焼室とクランク室とを連通させる掃気通路と、燃料供給装置からの混合気を前記クランク室に導入する混合気通路と、この混合気通路から分岐して前記混合気よりも薄い希薄混合気を前記掃気通路に導入する分岐通路と、この分岐通路に設けられたリードバルブとを有し、
吸気行程において、前記分岐通路からの希薄混合気が前記リードバルブを経て前記掃気通路に導入されるとともに、前記混合気通路からの混合気が前記クランク室に導入され、
掃気行程において、前記クランク室内の混合気が前記掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるよりも前に前記掃気通路からの希薄混合気が導入され始めるように設定された２サイクルエンジン。
請求項１において、前記分岐通路の少なくとも下流部がシリンダに形成されている２サイクルエンジン。
燃焼室とクランク室とを連通させる掃気通路と、燃料供給装置からの混合気をクランク室に導入する混合気通路と、ビストンの側面に形成された吸入室と、前記混合気通路から分岐して前記混合気よりも薄い希薄混合気を前記吸入室に導入する分岐通路とを有し、
吸気行程において、前記吸入室が前記分岐通路に連通して前記分岐通路からの希薄混合気が前記吸入室を経て前記掃気通路に導入されるとともに、前記混合気通路からの混合気が前記クランク室に導入され、
掃気行程において、前記クランク室内の混合気が前記掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるよりも前に前記掃気通路からの希薄混合気が導入され始めるように設定された２サイクルエンジン。
請求項１，２または３において、前記掃気通路は２対設けられ、第２掃気通路が第１掃気通路よりも排気ポート寄りに位置しており、前記分岐通路が前記第２掃気通路に接続されている２サイクルエンジン。