JP4373395B2

JP4373395B2 - 空気掃気型の２サイクルエンジン

Info

Publication number: JP4373395B2
Application number: JP2005501566A
Authority: JP
Inventors: 常由湯浅; 芳郎山根; 正典小林
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: JPWO2004038195A1; US20050284430A1; EP1550799A4; WO2004038195A1; AU2003268746A1; DE60313009T2; US7536982B2; DE60313009D1; EP1550799B1; EP1550799A1

Description

【技術分野】
本発明は、主として、刈払機のような小形回転機械の駆動源として用いられる空気掃気型の２サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
従来のこの種のエンジンとして、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ようにしたものがある（例えば特開平２００１−１７３４４７号公報、特開昭５８−５４２４号公報参照）。
ところが、この種の空気掃気型の２サイクルエンジンにおいては、シリンダの内部に組付けられたクランク軸の軸受の潤滑をクランク室内に吸入した混合気によって行うが、エンジンの小型化を進めると、クランク室内の混合気が軸受に向かって進入する空隙が小さくなり、潤滑しにくくなる。そのため、給油経路を確保するには構造が複雑化する。
【発明の開示】
そこで、本発明は、混合気が軸受を通り抜ける経路を設けることにより、簡単な構造で軸受を十分潤滑することができる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、本発明の第１構成に係るエンジンは、燃焼室とクランク室とをクランク軸の軸受を介して連通させる第１掃気通路と、燃焼室とクランク室とを直接連通させる第２掃気通路と、ピストンの側面に形成された吸入室と、混合気を前記吸入室に吸入させる混合気通路と、空気を前記クランク室に導入する空気通路とを有し、吸気行程において、前記混合気通路からの混合気が前記吸入室を経て前記第１掃気通路に導入されるとともに、前記空気通路からの空気がクランク室に導入され、掃気行程において、前記第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入されるよりも前にクランク室内の空気が前記第２掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるように設定されている。
このエンジンによれば、吸気行程時に第１掃気通路からクランク室に混合気が導入されるとき、また掃気行程時にクランク室内の混合気が第１掃気通路から燃焼室に導入されるとき、この混合気はクランク軸の軸受を通過する。つまり、軸受を通る混合気の経路が形成されている。これにより、混合気に含まれる燃料によりクランク軸の軸受が簡単な構造で十分に潤滑される。また、掃気行程においては、第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入されるよりも前に、吸気行程時にクランク室に導入された空気が第２掃気通路を経て燃焼室に導入される。つまり、燃焼室内に先に空気が導入されて初期掃気が行われ、この後に混合気による掃気が行われるので、混合気の吹き抜けが良好に抑制される。
本発明の第２構成に係るエンジンは、燃焼室とクランク室とを直接連通させる第１掃気通路と、燃焼室とクランク室とをクランク軸の軸受を介して連通させる第２掃気通路と、ピストンの側面に形成された吸入室と、空気を吸入室に吸入させる空気通路と、混合気をクランク室に導入する混合気通路とを有し、吸気行程において、空気通路からの空気が吸入室を経て前記第２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クランク室に導入され、掃気行程において、クランク室内の混合気が前記第１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第２掃気通路内の空気が燃焼室に導入され始めるように設定され、前記第１掃気通路のクランク室への開口が、下死点の手前でピストンにより閉塞されるように設定されている。
このエンジンは、前記第１構成のエンジンに対し、混合気と空気の経路を逆にしたものである。つまり、吸気行程時に混合気を混合気通路からクランク室内に直接導入させ、また、空気を空気通路から第２掃気通路に導入させるようにした点に特徴がある。このエンジンによれば、掃気行程において、クランク室内の混合気の一部が第２掃気通路に入るとき、この混合気はクランク軸の軸受を通過するので、クランク軸の軸受が簡単な構造で十分に潤滑される。また、掃気行程においては、第１掃気通路から混合気が燃焼室に導入されるよりも前に、吸気行程時に第２掃気通路内に導入された空気が燃焼室に導入されるので、燃焼室に先に導入された空気により混合気の吹き抜けが抑制される。さらに、ピストンが下死点付近に至ったとき、第１掃気通路が閉塞されるので、掃気行程の末期にクランク室内の混合気が燃焼室に導入されるのが阻止される。このため、混合気の吹き抜けがより良好に抑制される。
本発明の第３構成に係るエンジンは、燃焼室とクランク室とを直接連通させる第１掃気通路と、燃焼室とクランク室とをクランク軸の軸受を介して連通させる第２掃気通路と、空気を第２掃気通路に導入する空気通路と、この空気通路に設けられたリードバルブと、混合気をクランク室に導入する混合気通路とを有し、吸気行程において、空気通路からの空気がリードバルブを経て前記第２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クランク室に導入され、掃気行程において、クランク室内の混合気が前記第１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第２掃気通路内の空気が燃焼室に導入され始めるように設定され、前記第１掃気通路のクランク室への開口が、下死点の手前でピストンにより閉塞されるように設定されている。
このエンジンは、前記第２構成のエンジンに対し、ピストン側面の吸入室に代えて、空気通路にリードバルブを設けた点に特徴があり、その他の基本構成は同一である。このエンジンによれば、クランク室に導入された混合気の一部が掃気行程において第２掃気通路に入るとき、この混合気がクランク軸の軸受を通過するので、クランク軸の軸受が簡単な構造で十分に潤滑される。また、掃気行程においては、第１掃気通路から混合気が燃焼室に導入されるよりも前に、吸気行程時に第２掃気通路内に導入された空気が燃焼室に導入されるので、燃焼室に先に導入された空気により混合気の吹き抜けが抑制される。また、吸気行程でリードバルブが開放されて空気通路からの空気が第２掃気通路に導入される。つまり、前記第２構成のエンジンでは、吸気行程でシリンダがピストンの吸入室を閉鎖すると、第２掃気通路内への空気の導入ができないのに対し、この第３構成のエンジンでは、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空気が導入されるので、第２掃気通路内に十分な空気量が確保される。さらに、ピストンが下死点付近に至ったとき、第１掃気通路が閉塞されるので、掃気行程の末期にクランク室内の混合気が燃焼室に導入されるのが阻止される。このため、混合気の吹き抜けがより良好に抑制される。
本発明の一実施形態に係るエンジンは、前記第１構成のエンジンに対し、燃焼室とクランク室とを直接連通させる第３掃気通路を付加し、前記第３掃気通路は第２掃気通路よりも排気口寄りに位置し、掃気行程において、クランク室内の空気が、前記第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入される混合気導入開始時点よりも前に、前記第２掃気通路を経て燃焼室に導入され始め、かつ、前記混合気導入開始時点と同時またはこの時点よりも後に、前記第３掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるように設定したことに特徴があり、その他の基本構成は同様である。このエンジンによれば、第１構成のエンジンの場合と同様に、混合気の吹き抜けを抑制しながら、簡単な構造でクランク軸の軸受の潤滑が行える。また、クランク室内の空気が、前記第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入される混合気導入開始時点よりも前に、前記第２掃気通路から燃焼室に導入され始め、かつ、前記混合気導入開始時点と同時またはこの時点よりも後に、前記第３掃気通路から燃焼室の排気口寄り位置に導入され始めるので、混合気の吹き抜けがより良好に防止される。
本発明の好ましい実施形態では、前記第１の構成において、前記ピストンに、前記吸入室内の混合気をピストンピンとコンロッド間の小端軸受に供給する潤滑通路が形成されている。この構成によれば、前記吸入室に導入された混合気を利用して小端軸受の潤滑が行われる。
本発明の好ましい実施形態では、前記第２および第３掃気通路を設けた前記一実施形態において、前記第２掃気通路のクランク室への開口が、下死点の手前でピストンにより閉塞されるように設定されている。これによれば、ピストンが下死点に近づくにしたがってクランク室の内部圧力は高くなるので、下死点付近においてピストンで第２掃気通路を閉塞することにより、排気口寄りに開口される第３掃気通路からの空気の吹出力が強くなる。このため、混合気の吹き抜けがより良好に抑制される。
本発明の第５構成のエンジンは、クランク軸をクランクケースに支持するニードル軸受と、燃焼室とクランク室とを連通させる第１および第２掃気通路と、吸気工程で混合気を前記クランク室または第１掃気通路に導入する混合気通路と、吸気工程で空気を前記第２掃気通路またはクランク室に導入する空気通路と、前記第１または第２掃気通路と前記ニードル軸受とを接続する連通孔とを備え、掃気工程において、前記第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入され始めるよりも前に前記第２掃気通路内の空気が燃焼室に導入され始め、前記第１および第２掃気通路のうち少なくとも第２掃気通路の下端の前記クランク室への開口が前記ニードル軸受の径方向外方の近傍に配置されている。
この構成によれば、掃気工程においてクランク室内の混合気が第１または第２掃気通路から連通孔を通ってニードル軸受に入り、これを潤滑する。また、クランク軸の支持用に一般に用いられているボール軸受に比較してニードル軸受の外径が小さいので、その外径が小さい分だけ第２掃気通路を下方に直線的に長く延ばすことで容積を大きくして十分な空気量を確保することができる。これにより、掃気工程時に、十分な量の空気が第２掃気通路から燃焼室内に噴出される。しかも、第２掃気通路を長く設定しながら直線状に形成できるので、通路抵抗の増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンジンを示す正面断面図である。
図２は、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側面断面図であって、第１掃気通路部分を示している。
図３は、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側面断面図であって、第１掃気通路の部分を示している。
図４は、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側面断面図であって、第２掃気通路の部分を示している。
図５は、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６は、同エンジンのシリンダにおける排気口と第１および第２掃気通路の高さ位置関係を示す正面断面図である。
図７は、同エンジンのシリンダ部分の外観を示す側面図である。
図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
図９は、図５のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る２サイクル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、第２掃気通路の部分を示している。
図１１は、同エンジンの第２掃気通路の部分を示す側面断面図である。
図１２は、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。
図１３は、同エンジンのシリンダとクランクケースの正面断面図である。
図１４は、同エンジンのシリンダの外観を示す側面図である。
図１５は、同エンジンのピストンの正面図である。
図１６は、図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。
図１７は、図１３のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。
図１８は、本発明の第３実施形態に係る２サイクルエンジンのシリンダとピストン部分を示す正面断面図である。
図１９は、図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。
図２０Ａは、本発明の第４実施形態に係る２サイクルエンジンを示す正面断面図、図２０Ｂはその空気調整弁を示す正面図である。
図２１は、本発明の第５実施形態に係る２サイクルエンジンのシリンダとクランクケースの正面断面図である。
図２２は、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。
図２３は、図２１のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿った断面図である。
図２４は、本発明の第６実施形態に係る２サイクルエンジンのシリンダとクランクケースの正面断面図である。
図２５は、同エンジンのシリンダの正面図である。
図２６は、図２４のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った断面図である。
図２７は、シリンダとクランクケースを示す側面断面図であって、第１掃気通路の部分を示している。
図２８は、シリンダとクランクケースを示す側面図であって、第２掃気通路の部分を示している。
図２９は、本発明の第７実施形態に係る２サイクルエンジンのシリンダとクランクケースを示す正面断面図である。
図３０は、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る。
図３１は、本発明の第８実施形態に係る２サイクルエンジンのシリンダとクランクケースを示す正面断面図である。
図３２は、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る。
図３３は、同エンジンのタイミングチャートである。
図３４は、本発明の第９実施形態に係る２サイクルエンジンのシリンダとクランクケースを示す正面断面図である。
図３５は、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る。
【発明を実施するための最良の形態】
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を示す。同図においては、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の一側部（右側）には、吸気系を構成する気化器３とエアクリーナ４が接続され、他側部（左側）には掃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、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、コンロッド８３により連結されている。図中、８４はクランク軸８に設けたクランクウェブである。また、Ｐはシリンダ１の上部に設けた点火プラグである。
図１に示すシリンダ１と気化器３の間にはアダプタ９が設けられ、これらシリンダ１と気化器３およびアダプタ９の内部には、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の周壁面に設けた後述する吸入室７２に混合気Ｍを導入する混合気通路１０が形成されている。この吸入室７２に導入された混合気Ｍは、後述の第１掃気通路１３を介してクランクケース２内におけるシリンダ１の下方のクランク室２ａに導入される。
また、混合気通路１０の下部側には、これと平行に空気通路１１が形成され、この空気通路１１からの空気Ａは、吸気行程時に、シリンダ１の内周面に開口する空気ポート１１ａからクランク室２ａ内に直接導入される。気化器３は、混合気通路１０と空気通路１１の両方の通路面積を単一の回転バルブによって調節する。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口１２ａを有する排気通路１２が形成され、この排気通路１２からの排気は、前記マフラー５を経て外部に排出される。
図２〜図４は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２，３は第１掃気通路１３の部分を、図４は第２掃気通路１４の部分を示している。各図は、ピストンの位置による混合気Ｍと空気Ａの動きを示しており、その詳細については後述する。図２に示すように、シリンダ１とクランクケース２の内部に、前記混合気通路１０（図１）からの混合気Ｍを導入する第１掃気通路１３が形成されている。この第１掃気通路１３は、シリンダ１の燃焼室１ａとクランク室２ａとを、クランク軸８の軸受８１を介して連通させている。すなわち、第１掃気通路１３は、前記シリンダ１の内周面に開口する第１掃気ポート１３ａと、このポート１３ａ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、軸受８１の外側面に達する上下方向の連通路１３ｂとを有している。吸気行程において、図１の混合気通路１０から吸入室７２に導入された混合気Ｍを、図２の第１掃気ポート１３ａから連通路１３ｂに導入し、この混合気Ｍをクランク軸８の軸受８１として設けたボールベアリングの内外輪間の隙間を通過させて、軸受８１とクランクウェブ８４間の隙間からクランク室２ａ内に導入させ、このとき混合気Ｍに含まれる燃料により軸受８１を潤滑する。また、掃気行程時においても、クランク室２ａ内に入った若干の混合気Ｍを軸受８１の隙間を通過させて第１掃気通路１３内に導入させ、この混合気Ｍによる軸受８１の潤滑を行う。混合気Ｍは、図３に示すように、第１掃気通路１３からピストン７上方の燃料室１ａ内に供給される。
また、この実施形態では、図２に示すクランク軸８の内部を通ってクランク室２ａと第１掃気通路１３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１掃気通路１３とを連通させる径方向に延びた第２通路８５ｂとからなる。さらに、クランクピン８２の近傍のクランク軸８に、軸心方向に延びて、コンロッド８３の大端部とクランクピン８２間の大端軸受（ニードルベアリング）８９と、左右の軸受８１とを連通させる複数の連通孔８８が周方向に離間して形成されている。このようにすれば、第１掃気通路１３を通る混合気Ｍにより、大端軸受８９の潤滑も行われる。さらに、第１掃気通路１３から給油通路８５を通って供給される混合気Ｍにより、大端部とクランク軸８間の摺動面も潤滑される。
また、前記ピストン７の吸入室７２内の混合気Ｍの一部を小端軸受９０に供給する潤滑通路７３を形成している。この潤滑通路７３は、ピストン７におけるピストンピン７１の外周に接する位置に設けた軸心方向の潤滑溝７３ａと、吸入室７２を前記潤滑溝７３ａに連通させる潤滑孔７３ｂとからなる。このようにすれば、吸気行程時に吸入室７２に導入された混合気Ｍの一部により、小端軸受９０の潤滑を行える。
図４に示すように、シリンダ１とクランクケース２に、燃焼室１ａとクランク室２ａとを直接連通させる空気用の第２掃気通路１４が形成されている。この第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の上部の内周面に開口する上下方向の連通路１４ｂとを有している。空気ポート１１ａからクランク室２ａ内に導入された空気Ａは、掃気行程で、連通路１４ｂを経て掃気ポート１４ａから燃焼室１ａ内に噴出される。
図５はシリンダ１とクランクケース２部分を拡大して示す正面断面図である。同図のように、前記第１および第２掃気通路１３，１４は、上下方向にほぼ平行に延びる一対が形成され、この第２掃気通路１４の上端に設けられる第２掃気ポート１４ａは、その上端位置が前記排気口１２ａの上端よりも低い位置に設定されている。また、第１掃気通路１３の上端に設けられる第１掃気ポート１３ａは、その上端位置が前記第２掃気ポート１４ａの上端よりも低い位置に設定されている。
図６は、前記排気口１２ａと第１および第２掃気ポート１３ａ，１４ａの高さ位置関係を示す図面である。同図のように、排気口１２ａ、第２掃気ポート１４ａ、第１掃気ポート１３ａのそれぞれの上端位置をＨ１，Ｈ２，Ｈ３としたとき、上方からＨ１，Ｈ２，Ｈ３の順に低くなるように設定される。これにより、掃気行程時に第２掃気ポート１４ａから空気Ａが、第１掃気ポート１３ａからの混合気Ｍに先立って噴出される。
図７は、シリンダ１の外観を示す側面図である。シリンダ１の外側部には、前記混合気通路１０の一部を構成する概略山形の切欠部１０ａが形成され、この切欠部１０ａ内の両側で奥内部に、前記ピストン７が上死点付近に至ったときに、その周壁に形成した吸入室７２（図２）に開口する２つの混合気導入ポート１０ｂ，１０ｂが設けられている。また、前記切欠部１０ａの下部位置には、前記空気通路１１の一部を構成する切欠部１１ｂが形成され、その奥内部にシリンダ１の内周面に開口する前記空気ポート１１ａ（図６）が形成されている。
図８は図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図、図９は図５のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図８に示すように、前記ピストン７には、その周壁の一部を内方に凹入させて一対の吸入室７２が前後対向状に形成されている。吸気行程において前記ピストン７が上死点付近に至って、前記混合気通路１０の切欠部１０ａの各ポート１０ｂが吸入室７２と対向したとき、混合気Ｍを、各ポート１０ｂから吸入室７２へと導入し、この吸入室７２から図２の第１掃気通路１３の第１掃気ポート１３ａおよび連通路１３ｂを経てクランク室２ａ内に導入する。また、前記ピストン７が下降する掃気行程では、図９のように、第２掃気ポート１４ａから噴出される空気Ａと、これより後に第１掃気ポート１３ａから噴出される混合気Ｍとにより燃焼室１ａ内を掃気する。
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、図２のように、吸気行程においてシリンダ１内のピストン７が上死点付近に達したとき、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に設けた混合気通路１０の各混合気導入ポート１０ｂと連通する。また、この吸気行程時には、ピストン７の上動によりクランク室２ａ内が負圧となるので、前記各ポート１０ｂから吸入室７２に導かれた混合気Ｍが、第１掃気ポート１３ａから第１掃気通路１３内に導入され、その一部が連通路１３ｂおよびクランク軸８の軸受８１を経てクランク室２ａ内に導入される。これによって、軸受８１を通過する混合気Ｍに含まれた燃料により、簡単な構成で軸受８１が十分に潤滑される。
また、吸気行程時には、図２のように、空気通路１１からの空気Ａがシリンダ１の内周面に開口する空気ポート１１ａから、クランク室２ａ内に導入される。
次に、前記ピストン７が下降して下死点付近に達する掃気行程時には、図３および図４にそれぞれ示すように、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から混合気Ｍと空気Ａが燃焼室１ａ内に噴出される。このとき、図６に示すように、排気口１２ａ、第２掃気ポート１４ａ、第１掃気ポート１３ａのそれぞれの上端位置Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は順に低くなるように設定されているので、掃気行程時には、図９の矢印で示すように、先ず空気Ａが第２掃気ポート１４ａから噴出され、この後、混合気Ｍが遅れて第１掃気ポート１３ａから噴出される。また，空気Ａは混合気Ｍよりも排気口１２ａに近い位置に噴出される。このため、燃焼室１ａに先に導入された空気Ａにより混合気Ｍの吹き抜けが抑制される。この掃気行程時にも、図２に示すクランク室２ａに若干入った混合気Ｍが軸受８１を通って第１掃気通路１３内に戻る際に軸受８１が潤滑される。
次に、本発明の第２実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、上述した第１実施形態のエンジンに対し、混合気と空気の経路が逆になっている。すなわち、吸気行程時に混合気Ｍを混合気通路からクランク室内に直接導入させ、また、空気Ａを空気通路から第２掃気通路に導入させるように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１０〜図１２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１０，１１は第２掃気通路２２の部分を、図１２は第１掃気通路２１の部分を示している。各図は、ピストンの位置による混合気Ｍと空気Ａの移動を示しており、その詳細については後述する。
このエンジンは、図１２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２１が設けられ、また、図１０に示すように、燃焼室１ａとクランク室２ａとをクランク軸８の軸受８１を介して連通させる第２掃気通路２２が設けられている。図１３に示すように、これら第１，第２掃気通路２１，２２に設けられる第１および第２掃気ポート２１ａ，２２ａは、前述したエンジンの場合と同様に、第２掃気ポート２２ａの上端が第１掃気ポート２１ａの上端よりも高位に、排気口１２ａよりも下位に設定されている。
図１２に示す第１掃気通路２１は、シリンダ１の内周面に開口する第１掃気ポート２１ａ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２１ｂと、前記上部の内周面に開口する流入ポート２１ｃとを有している。クランク室２ａ内に導入されている混合気Ｍは、掃気行程時に連通路２１ｂを介して掃気ポート２１ａから燃焼室１ａ内に噴出される。混合気Ｍは、吸気行程時に、図１の混合気通路１０に連通し、シリンダ１の内周面に開口する図１３の混合気ポート２０から、矢印で示すように、クランク室２ａへと直接導入される。
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１２の流入ポート２１ｃを閉塞して第１掃気通路２１を遮断し、クランク室２ａ内の混合気Ｍが第１掃気通路２１から燃焼室１ａ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Ｍが燃焼室１ａ内に導入されるのが阻止されるので、吹き抜けが一層効果的に抑制される。
また、図１０に示すように、前記第２掃気通路２２は、前記シリンダ１の内周面に開口する第２掃気ポート２２ａと、このポート２２ａ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、軸受８１の外側面に達する上下方向の連通路２２ｂとを有している。空気通路１１（図１３）から第２掃気通路２２内に導入されている空気Ａを図１１に示すように、掃気行程において、連通路２２ｂを介して掃気ポート２２ａから燃焼室１ａ内に噴出する。
図１４はシリンダ部分の外観を示す側面図である。同図のように、シリンダ１の外側部には、前記空気通路１１の一部を構成する概略山形状の切欠部１１ｂが形成され、この切欠部１１ｂ内の両側で奥内部に、前記ピストン７が上死点付近に至ったときに、その周壁に形成した吸入室７２Ａ（図１０）に開口する２つの空気導入ポート１１ｃ，１１ｃが設けられている。また、この切欠部１１ｂの下部位置には、前記混合気通路１０に連通し、シリンダ１の内周面に開口する混合気ポート２０が形成されている。
図１５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、これからピストン７の周囲方向に延びる細長い溝７２ｂからなる概略Ｌ形状の吸入室７２Ａが形成されている。
図１６は図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図、図１７は図１３のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。図１６のように、前記ピストン７が上死点付近に至ったときに、前記吸入室７２Ａの溝７２ｂの一部を切欠部１１ｂの各ポート１１ｃと対向させて、切欠部１１ｂに導入された空気Ａを、矢印で示すように、各ポート１１ｃから吸入室７２の窪み７２ａを経て第２掃気通路２２の第２掃気ポート２２ａへと導き、これから第２掃気通路２２の内部へと導入する。また、前記ピストン７が下降する掃気行程では、図１７のように、第２掃気ポート２２ａから噴出される空気Ａと、これより後に第１掃気ポート２１ａから噴出される混合気Ｍにより燃焼室１ａ内を掃気する。
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、図１０に示すように、吸気行程においてシリンダ１内のピストン７が上死点付近に至ったとき、混合気Ｍがシリンダ１の内周面に開口する混合気ポート２０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Ｍ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８の軸受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、ピストン７の周壁に設けた一対の吸入室７２Ａがシリンダ１に設けた空気通路１１の各空気導入ポート１１ｃと連通する。これにより、クランク室１ａの負圧を受けて、切欠部１１ｂに導入された空気Ａが、第２掃気ポート２２ａから第２掃気通路２２およびクランク室２ａの内部へと導入される。
つづいて、掃気行程では、図１７に示すように、第１および第２掃気通路２１，２２の第１，第２掃気ポート２１ａ，２２ａから混合気Ｍと空気Ａが燃焼室１ａ内に噴出される。先ず、第２掃気ポート２２ａから空気Ａが噴出され、この後、第１掃気ポート２１ａから混合気Ｍが遅れて噴出されて、燃焼室１ａに先に導入された空気Ａにより、混合気Ｍの排気口１２ａからの吹き抜けが抑制される。ここで、図１１に示す第２掃気通路２２から空気Ａが燃焼室１ａ内に噴出する際に、クランク室２ａ内の混合気Ｍの一部が軸受８１の内外輪の間の隙間を通って第２掃気通路２２に入る。その際に、混合気Ｍに含まれた燃料によって、軸受８１が潤滑される。
次に、本発明の第３実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、上述した第２実施形態において、ピストン側面の吸入室７２Ａに代えて、空気通路の圧力が所定値以下に低下したときに空気通路を閉じるリードバルブを設けたことに特徴があり、その他の基本構成は第２実施形態と同様である。
図１８は、第３実施形態に係るエンジンのシリンダとピストンを示す正面断面図、図１９は図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。図１８に示すように、ピストン７には吸入室が設けられていない。図１９に示すように、シリンダ１における空気用の切欠部１１ｂ（図１８）の両側に２つの空気導入ポート１１ｄ，１１ｄが、また第２掃気通路２２の外側壁に２つの空気排出ポート１１ｅ，１１ｅが、それぞれ設けられ、隣接する空気導入・排出ポート１１ｄ，１１ｅ同士が、それぞれ連結パイプ３０により連結されている。また、前記切欠部１１ｂの外側部には、気化器３側に連通する空気通路１１を有するアダプタ３１が取り付けられ、このアダプタ３１の内部で前記切欠部１１ｂとの対向側に、空気通路１１の圧力が所定値以下に低下したときに空気通路１１を閉じるリードバルブ３２が取り付けられている。
この第３実施形態によれば、吸気行程において図１０のシリンダ１やクランク室２ａの内部が負圧状態のときに、図１８のリードバルブ３２が開放されて、空気通路１１からの空気Ａが切欠部１１ｂ、連結パイプ３０（図１９）、第２掃気通路２２を経てクランク室２ａ（図１０）に導入される。したがって、第２実施形態のエンジンでは、図１０のピストン７の吸入室７２Ａが第２掃気通路２２の掃気ポート２２ａから離間したときには、第２掃気通路２２内に空気が導入されないのに対し、この第３実施形態のエンジンでは、吸気行程においてクランク室２ａの負圧を受けて図１８のリードバルブ３２が開放しているときは、第２掃気通路２２内に常に空気Ａが導入される。このため、第２掃気通路２２内に吹き抜け防止用の十分な空気量が確保される。また、ピストン７に図１０の吸入室７２Ａが不要なので、空気導入用の通路構成が簡素化され、かつ、ピストン７が軽量化される。
さらに、本発明の第４実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、上述した第２実施形態において、さらに空気通路の圧力が所定値以下に低下したときに空気通路を閉じる空気調整弁を設けたことに特徴があり、その他の基本構成は第２実施形態と同様である。
図２０Ａは、この第４実施形態に係るエンジンの一部を切欠いた正面図である。同図に示すエンジンでは、シリンダ１の外側に、気化器３に連通する混合気通路１０を有するアダプタ４０が取り付けられ、このアダプタ４０の混合気通路１０の上部側に、内端がシリンダ１に設けた空気通路１１を形成する切欠部１１ｂに連通し、外端がエアフィルタ４５を介して大気に開放する空気導入路４１が形成されている。この空気導入路４１の内部には、空気調整弁４４が設けられている。
前記空気調整弁４４は、花びら形の弁体４２とコイル状のばね４３からなり、クランク室１ａの負圧を受ける前記空気通路１１の圧力が所定値を越えているときには、ばね４３のばね力により弁体４２をストッパ４７に押しつけて、図２０Ｂに示すように、弁体４２の外周部を開放して開弁し、図２０Ａのエアフィルタ４５からの空気Ａを空気導入路４１、空気通路１１、吸入室７２Ａ、第２掃気通路２２へと導入する。一方、図２０Ａの空気通路１１の圧力が所定値以下となったときには、弁体４２の右側から作用する大気圧により、ばね４３の押圧力に抗して弁体４２が弁座４８に押し付けられて閉弁し、前記第２掃気通路２２への空気Ａの導入を停止させる。
一般的にアイドリングなどの高ブースト時には、クランク室２ａ内の混合気量が少なくなるため、この状態で燃焼室１ａに多量の空気を導入することは望ましくないのに対し、この第４のエンジンによれば、高ブースト時つまり前記空気通路１１の圧力が所定値以下に低下したときには、空気調整弁４４により空気通路１１が閉じられて、前記第２掃気通路２２への空気Ａの導入が停止される。このため、アイドリングのような高ブースト時における燃焼室１ａ内での混合気の希釈化が防止されて、エンジン回転の安定化が図れる。
さらに、本発明の第５実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、第１実施形態のエンジンに対し、燃焼室とクランク室との間に噴出位置が異なる２つの第２，第３掃気通路を設けたことに特徴があり、その他の基本構成は第１実施形態と同様である。
図２１は、シリンダとクランクケースを拡大して示す正面断面図、図２２は図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿った断面図、図２３は図２１のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿った断面図である。図２１に示すエンジンでは、シリンダ１に、燃焼室１ａとクランク室２ａとをクランク軸８の軸受８１を介して連通させる第１掃気通路１３と、燃焼室１ａとクランク室２ａとを直接連通させる２つの第２および第３掃気通路１４，１５が形成されている。
これら第１〜第３掃気通路１３〜１５は、上下方向にほぼ平行に延びており、図２２，２３に示すように、各一対が形成されている。図２１に示す第２掃気通路１４の上端に設けられる第２掃気ポート１４ａは、その上端が排気通路１２の排気口１２ａの上端よりも低い位置に設定され、また、第１掃気通路１３の上端に設けられる第１掃気ポート１３ａは、その上端位置が前記第２掃気ポート１４ａの上端よりも低い位置に設定されている。さらに、第３掃気通路１５の上端に設けられる第３掃気ポート１５ａは、その上端位置が前記第２掃気ポート１４ａの上端よりも低くて、第１掃気ポート１３ａの上端と同等の高さまたはやや低い位置に設定されている。
図２２のように、混合気通路１０からの混合気Ｍは、ピストン７に形成した吸入室７２から第１掃気ポート１３ａを経て第１掃気通路１３内に導入される。また、図２３のように、第１〜第３掃気通路１３〜１５の第１〜第３掃気ポート１３ａ〜１５ａは、混合気通路１０側から排気通路１２の排気口１２ａ側にかけて順に形成され、前記第３掃気通路１５の第３掃気ポート１５ａは排気口１２ａの近くに開口されている。さらに、この第３掃気ポート１５ａは、排気口１２ａの近くに、排気口１２の通路中心線と直交する方向に空気Ａを噴出するように開口されており、また、第１，第２掃気ポート１３ａ，１４ａは、排気口１２ａとは反対側の燃焼室１ａ内に向かって混合気Ｍと空気Ａをそれぞれ噴出するように開口されている。
この第５のエンジンによれば、前記第１掃気通路１３内の混合気Ｍが、その第１掃気ポート１３ａから燃焼室１ａに導入される前に、前記クランク室２ａ内の空気Ａが第２掃気通路１４の第２掃気ポート１４ａから燃焼室１ａに噴出され始め、かつ、前記混合気Ｍの噴出開始時点と同時またはこの時点よりも後に、前記第３掃気通路１５の第３掃気ポート１５ａから空気Ａが燃焼室１ａに噴出され始めるので、第２および第３掃気ポート１４ａ，１５ａからの空気Ａにより、混合気Ｍの吹き抜けが効果的に防止される。特に、前記第３掃気通路１５の第３掃気ポート１５ａは、排気口１２ａの近くに開口され、この第３掃気ポート１５ａからの空気Ａは、排気口１２ａの近くにこれと直交する方向に噴出されて、混合気Ｍの排出口１ａへの流れを遮断するので、吹き抜けが一層効果的に防止される。
また、図２１の実施形態では、シリンダ１の下部側に、第２掃気通路１４の空気ポート１４ｂと、第３掃気通路１５の空気流入ポート１５ｂとが形成されている。前記第２掃気通路１４の空気流入ポート１４ｂは、ピストン７が下死点付近に至ったときにピストン７によって閉じられる。他方、ピストン７の下部側には、ピストン７が下死点付近に至ったときに、第３掃気通路１５の空気流入ポート１５ｂを開放する切欠き溝７ｂを形成している。
この構成によれば、ピストン７が下死点付近に至ったとき、前記空気流入ポート１４ｂ、つまり第２掃気通路１４が閉じられ、一方、前記各切欠き溝７ｂにより、第３掃気通路１５は閉じられることなく、クランク室２ａと燃焼室１ａの内部は連通状態に保持される。つまり、ピストン７が下死点に近づくにしたがってクランク室２ａの内部圧力は高くなるので、下死点付近においてピストン７で第２掃気通路１４を閉塞することにより、排気口１２ａ寄りに開口された第３掃気通路１５の第３掃気ポート１５ａからの空気の噴出力が強くなる。このため、燃焼室１ａ内に入った混合気Ｍの量が多くなったタイミングで、混合気Ｍの排気口１２ａへの流出が阻止されるので、混合気Ｍの吹き抜けがより良好に抑制される。
また、図２１の実施形態では、前述した図２の場合と同様に、前記ピストン７にその吸入室７２からピストンピン７１に向かって延びる潤滑通路７３を形成し、吸入室７２に導入された混合気Ｍ内の燃料によりピストンピン７１の小端軸受９０を潤滑するように構成している。
さらに、本発明の第６実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、第３実施形態のエンジンにおいて、混合気通路に第１リードバルブを、空気通路に第２リードバルブを設けたことに特徴があり、その他の基本構成は第３実施形態と同様である。
図２４はエンジンのシリンダとクランクケースを示す正面断面図、図２５はシリンダの正面図である。同図に示すエンジンでは、シリンダ１の外側面に２つの第１および第２切欠き部１ｄ，１ｅが形成され、その外側に、前記各切欠き部１ｄ，１ｅとともに混合気通路１０および空気通路１１の一部を形成する第１，第２通路６１，６２を有するアダプタ６０が取り付けられている。このアダプタ６０の上流側（右側）には気化器３が取り付けられる。
このアダプタ６０とシリンダ１との間で、混合気通路１０を形成する第１切欠き部１ｄと第１通路６１との間には、吸気行程時に開放する第１リードバルブ６３が、また、空気通路１１を形成する第２切欠き部１ｅと第２通路６２との間には、吸気行程時に開放する第２リードバルブ６４が設けられている。
また、図２５に示すように、前記シリンダ１の第１切欠き部１ｄを形成する両側壁には２つの混合気導入ポートａ，ａが、第２切欠き部１ｅを形成する両側壁には２つの空気導入ポートｂ，ｂがそれぞれ対向状に形成されている。
図２６は図２４のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った断面図である。同図のように、両第１掃気通路２１の外側壁にそれぞれ混合気排出ポートｃ，ｃが形成され、これら各ポートｃと前記各混合気導入ポートａがそれぞれ第１連結パイプ６５で連結されている。また、第２掃気通路２２の外側壁にそれぞれ空気排出ポートｄ，ｄが形成され、これら各ポートｄと前記各空気導入ポートｂがそれぞれ第２連結パイプ６６で連結されている。
図２７および図２８はシリンダとクランクケースを示す側面断面図であって、図２７は第１掃気通路２１の部分を、図２８は第２掃気通路２２の部分を示している。図２４の混合気通路１０から第１リードバルブ６３を介して導かれる混合気Ｍは、図２７の第１連結パイプ６５およびシリンダ１の混合気排出ポートｃを経て第１掃気通路２１に導入される。また、図２４の空気通路１１から第２リードバルブ６４を介して導かれる空気Ａは、図２８の第２連結パイプ６６およびシリンダ１の空気排出ポートｄを経て第２掃気通路２２に導入される。
この構成によれば、図２４のクランク室２ａ内が負圧となる吸気行程において、混合気通路１０に設ける第１リードバルブ６３が開かれて、アダプタ６０の第１通路６１からの混合気Ｍが第１切欠き部１ｄに導入され、これから、図２７の第１連結パイプ６５を介して第１掃気通路２１に導入される。この第１掃気通路２１に導入された混合気Ｍの一部は、流入ポート２１ｅからクランク室２ａ内に入る。図２８に示す第２掃気通路２２は、軸受８１の内外輪の隙間を介して、クランク室２ａに連通している。したがって、掃気工程でピストン７が下降したとき、クランク室２ａ内の混合気Ｍが軸受８１を通って第２掃気通路２２に入る際に、軸受８１を潤滑する。また、この吸気工程において、図２４の空気通路１１に設けた第２リードバルブ６４も開かれて、アダプタ６０の第２通路６２からの空気Ａが第２切欠き部１ｅに導入され、これから図２８の第２連結パイプ６６を介して第２掃気通路２２に導入される。
したがって、図２４の混合気Ｍと空気Ａの主たる必要分のみを第１および第２掃気通路２１，２２のそれぞれに入れておくことができる。このため、掃気工程の終わりに過濃混合気が燃焼室１ａ内に入って排気口１２ａから吹き抜けるのを防止できる。また、掃気工程では、先ず、図２８の第２掃気通路２２に導入された空気Ａが燃焼室１ａに噴出され、これに遅れて図２７の第１掃気通路２１から混合気Ｍが噴出される。このとき、混合気Ｍは、第１掃気通路２１内の濃度の濃いものから燃焼室１ａに入り、その後、濃度の薄いクランク室２ａ内の混合気Ｍが第１掃気通路２１を経て燃焼室１ａ内に入るので、この点からも濃い混合気の吹き抜けが防止され、充填効率が向上する。
さらに、本発明の第７実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、第３実施形態において、クランク軸８を支持する主軸受として、ニードル軸受５１を用いたことに特徴があり、その他の基本構成は第３実施形態と同様である。
図２９はエンジンのシリンダとクランクケースを示す正面断面図、図３０はシリンダとクランクケースを示す側面断面図である。第１ないし第６実施形態ではクランク軸８をボール軸受からなる軸受８１（図２等）で支持したのに対し、この第７実施形態では、図３０に示すクランク軸８をニードル軸受５１で回転自在に支持し、さらに、スラストワッシャ５２でクランク軸８のスラスト荷重を負担しており、このニードル軸受５１がボール軸受に比較して外径が小さい分だけ、図２９に示すように、第１および第２掃気通路２３，２４が下方に向け直線的に長く延出されている。
すなわち、前後各１対の第１および第２掃気通路２３，２４の上端の第１および第２掃気ポート２３ａ，２４ａは、第３実施形態（図１８）とほぼ同一の位置に配設されているが、下端の流入口（開口）２３ｂ，２４ｂはニードル軸受５１の径方向外方の近傍位置、つまり直上位置において、ニードル軸受５１の外周に沿った円弧形状に形成されている。また、第１および第２掃気通路２３，２４には、図３０に示すように、流入ポート２３ｂ，２４ｂの近傍箇所からニードル軸受５１に空気を導く小さな連通孔２３ｃ，２４ｃが形成されている。
この第７実施形態の構成によれば、吸気工程において、図２９のクランク室２ａが負圧状態のときに、空気通路１１に設けられたリードバルブ３２が開放されて、空気通路１１からの空気Ａが、切欠部１１ａ、空気導入ポート１１ｄ、連結パイプ３０（図３０）、空気排出ポート１１ｅ（図３０）および第２掃気通路２４を経てクランク室２ａ内におけるニードル軸受５１の径方向外方の近傍箇所、つまりクランク軸８の近傍箇所に、空気流入ポート２４ｂから導入される。このとき、第３実施形態（図１８）と同様に、吸気工程においてクランク室２ａの負圧を受けてリードバルブ３２が開放している間は第２掃気通路２４内に常に空気Ａが導入され続けるとともに、第２掃気通路２４が長く延びて大きな容積を有しているので、第２掃気通路２４内に吹き抜け防止用の十分な空気量が確保される。一方、混合気Ｍは、吸気工程時に、混合気通路１０を通り、シリンダ１の内周面に開口する図３０の混合気ポート２０から、矢印で示すように、クランク室２ａへと直接導入される。この導入された混合気Ｍにより、クランクピン８１が良好に潤滑される。
つづいて、掃気工程では、第２掃気通路２４内に収容されている十分な量の空気Ａが第２掃気ポート２４ａから燃焼室１ａ内に噴出され始め、ついで、ニードル軸受５１の径方向外方の近傍つまりクランク室２ａの中央部に存在している濃度の薄い混合気Ｍが流入ポート２３ａから第１掃気通路２３を通って第１掃気ポート２３ａから燃焼室１ａ内に先に噴出され、掃気工程の末期に、クランクウェブ８４の回転による遠心力によってクランク室の内壁近傍に追いやられている濃度の高い混合気Ｍが遅れて燃焼室１ａ内に導かれる。これらにより、混合気Ｍの吹き抜けが一層効果的に抑制される。このとき、クランク室２ａ内の混合気Ｍの一部は、流入ポート２３ｂ，２４ｂから第１および第２掃気通路２３，２４および連通孔２３ｃ，２４ｃを通ってニードル軸受５１に入り、これを潤滑する。
この実施形態では、第１および第２掃気通路２３，２４を下方に延長しながらも直線状通路に形成できるので、大きなボール軸受を迂回するよう通路を湾曲させて下方へ延長する場合に比べて、通路抵抗および出力ロスが低減し、製作も容易であり、さらに、ニードル軸受５１はボール軸受よりも軽量であることから、エンジン本体の軽量化を図ることができる。
つぎに、図３１および図３２に示す第８実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、図３０の第７実施形態において、クランクウェブ８４をバルブとして利用して、このクランクウェブ８４によって空気および混合気による掃気の開閉タイミングを制御することに特徴があり、その他の基本構成は第７実施形態と同様である。
この第８実施形態のエンジンが第７実施形態と相違するのは、図３２に示すように、第１および第２掃気通路２３，２４の下端を第７実施形態（図３０）のものよりもさらに中央寄りに延出させて、上記流入ポート２３ｂ，２４ｂをクランクウェブ８４の外側面８４ａに可及的に近接させるとともに、この流入ポート２３ｂ，２４ｂを、図３１に示すように、ニードル軸受５１の外周に沿った円弧形状であって、いずれも第７実施形態（図１９）のものよりも長い形状に形成した構成のみである。空気Ａの流入ポート２４ａは混合気Ｍの流入ポート２３ａよりも長い形状を有している。したがって、このエンジンでは、クランクウェブ８４が回転に伴って流入ポート２３ｂ，２４ｂを開閉するバルブとして機能し、流入ポート２３ｂ，２４ｂがクランクウェブ８４の回転に対応して所要のタイミングで開閉される円弧形状に形成されている。また、第１および第２掃気通路２３，２４の第１および第２掃気ポート２３ａ，２４ａの上端位置は同一高さに設定されている。
この第８実施形態のエンジンの作用について、図３３のタイミングチャートを参照しながら説明する。吸気工程において、クランク角度が３６０°（０°）となって図３１のピストン７が上死点（ＴＤＣ）に達したときには、図３３（ａ），（ｃ）に示すように、図３１のリードバルブ３２が開放され、且つ第２掃気通路２４の流入ポート２４ｂが部分的にクランクウェブ８４により開口されているので、シリンダ１やクランク室２ａの内部が負圧状態となるのに伴って空気通路１１からの空気Ａが空気導入ポート１１ｄから、図３２の連結パイプ３０、空気排出ポート１１ｅおよび第２掃気通路２４を経てニードル軸受５１の径方向外方の近傍箇所、つまりクランク軸８の近傍箇所の流入ポート２４ｂから、クランク室２ａ内に導入される。このとき、第３実施形態（図１８）と同様に、吸気工程でクランク室２ａ内の負圧を受けてリードバルブ３２（図３１）が開放している間は第２掃気通路２４内に常に空気Ａが導入され続けるとともに、第２掃気通路２４が長く延びて大きな容積を有しているので、第２掃気通路２４内に吹き抜け防止用の十分な空気量が確保される。
また、上記吸気工程では、図３３（ａ），（ｃ）に示すように、図３２の混合気ポート２０が開放され、且つ第１掃気通路２３の流入ポート２３ｂがクランクウェブ８４により開口されているので、クランク室２ａが負圧状態となるのに伴って、図３１の混合気通路１０からの混合気Ｍが、シリンダ１の内周面に開口する図３２の混合気ポート２０から、矢印で示すように、クランク室２ａへと直接導入される。この導入された混合気Ｍにより、クランクピン８１が良好に潤滑される。
つづいて、掃気工程では、図３３（ｅ）に示すように、クランク角がほぼ１００°となった時点で図３１の排気口１２ａが開かれ始め、このとき、図３３（ｃ）に示すように、第２掃気通路２４の空気Ａの流入ポート２４ａが開かれているが、同図（ｂ）に示すように、第１掃気通路２３の混合気Ｍの流入ポート２３ｂがクランクウェブ８４で閉じられており、さらに、第１および第１掃気ポート２３ａ，２４ａはクランク角がぼぼ１３０°程度になるまで共に閉じられいる。したがって、クランク角が１００°〜１３０°の期間は、第２掃気通路２４内の空気Ａが下降するピストン７の圧力を受けて圧縮され、第２掃気ポート２４ａが開かれた時点で、第２掃気通路２４内の圧縮された空気Ａのみが燃焼室１ａ内に高速噴出されて、燃焼室１ａ内が迅速に掃気される。このとき、第２掃気通路２４内には十分な量の空気Ａが蓄えられているので、この先導空気Ａ流に混合気Ｍが巻き込まれて吹き抜けるのが効果的に抑制される。
つぎに、ピストン７が下死点（ＢＤＣ）付近まで下降したときには、同図（ｂ）に示すように、混合気Ｍの流入ポート２３ｂが開かれ、下死点（ＢＤＣ）を過ぎた時点で、同図（ｃ）に示すように、空気Ａの流入ポート２４ｂが閉じられる。したがって、掃気がほぼ終了した燃焼室１ａ内には、クランク室２ａ内の混合気Ｍが、ピストン７の圧力を受けて、流入ポート２３ｂから第１掃気通路２３を通って第１掃気ポート２３ａから燃焼室１ａ内に高速噴出され、燃焼室１ａ内への混合気Ｍの充填効率が向上する。
この実施形態では、上述のようにクランク室２ａ内の混合気Ｍの流入ポート２３ｂおよび空気Ａの流入ポート２４ｂをクランクウェブ８４で開閉して、後者２４ｂを先に開口するようにしていることから、第１および第２掃気ポート２３ａ，２４ａを、これらの上端位置を同一高さに設定して、ビストン７の下降時に同一タイミングで開口するようにしている。この掃気方式は、混合気および空気の掃気ポートの上端位置の高さに若干の差を設けたピストンバルブ方式よりも効果的である。すなわち、ピストンバルブ方式では、空気の掃気ポートが開かれるときのクランクケース内の圧力が、その後に混合気の掃気ポートが開かれるときのクランクケース内の圧力より低いために、空気による燃焼室内の迅速な掃気と混合気の吹き抜け抑制が効果的に行えないからである。
さらに、図３４および図３５に示す第９実施形態に係る２サイクルエンジンについて説明する。このエンジンは、図３４に示すクランクケース２を二つ割り構造とすることによって第２掃気通路２４を第７実施形態（図２９）よりもさらに長く下方に向け延出させたことに特徴があり、その他の基本構成は第７実施形態と同様である。
図３４に明示するように、クランクケース２を二つ割り構造のケース上半体２Ａとケース下半体２Ｂとを連結してなり、第２掃気通路２４を、シリンダ１およびクランクケース２の両半体２Ａ，２Ｂにそれぞれ形成した通路部分を連通して構成することにより、第２掃気通路２４の下端部がニードル軸受５１の下側に回り込むように形成されて、第２掃気通路２４の流入ポート２４ｂがニードル軸受５１の径方向の下方近傍位置に開口されており、一方、第１掃気通路２３の下端の流入ポート２３ｂが第７実施形態（図２９）よりも上方位置に開口されている。その他の構成は第７実施形態と同一である。
この第９実施形態の構成によれば、図３５に示す第２掃気通路２４がニードル軸受５１の径方向の下方近傍位置まで延びているので、エンジンの回転数を上げた場合にも、吸気工程時に第２掃気通路２４内に吹き抜け防止用の十分な空気量が確保される。一方、混合気Ｍは、吸気工程時に、シリンダ１の内周面に開口する混合気ポート２０から、矢印で示すように、クランク室２ａへと直接導入される。この導入された混合気Ｍにより、クランクピン８１が良好に潤滑される。
つづいて、掃気工程では、クランクウェブ８４によって第２掃気通路２４の流入ポート２４ｂが開かれたときに、クラク室２ａ内の混合気Ｍの一部が連通孔２４ｃからニードル軸受５１に入って、これを潤滑する。
なお、前記第７〜第９実施形態では、第３実施形態を基本構成とした場合を例示しているが、この実施形態のクランク軸８をニードル軸受５１で支持して少くとも第２掃気通路２３，２４を下方へ延長する主要構成は、前記第１および第２実施形態、並びに第４ないし第６実施形態から、軸受を介して第１または第２掃気通路をクランク室に連通させる構造を除いたエンジンにもそれぞれ適用することができる。前記主要構成を第１実施形態に適用した場合、吸気工程で、混合気がクランク室ではなく第２掃気通路に導入され、空気がクランク室に導入される。その他に、本発明には含まれないが、混合気Ｍの掃気に先立って空気Ａによる初期掃気を行うタイプ以外の、燃焼室に導いた混合気のみによる掃気を行う一般的な２サイクルエンジンにも、前記主要構成を適用できる。この一般的な２サイクルエンジンに適用する場合には、クランク室内の中央部の濃度の薄い混合気を燃焼室内に先に噴出させたのちに、クランク室の内壁付近に追いやられている濃度の高い混合気を遅れて燃焼室内に導入させることができるから、混合気の吹き抜けが抑制される。

Claims

燃焼室とクランク室とをクランク軸の軸受を介して連通させる第１掃気通路と、燃焼室とクランク室とを直接連通させる第２掃気通路と、ピストンの側面に形成された吸入室と、混合気Ｍを前記吸入室に吸入させる混合気通路と、空気を前記クランク室に導入する空気通路とを有し、
吸気行程において、前記混合気通路からの混合気が前記吸入室を経て前記第１掃気通路に導入されるとともに、前記空気通路からの空気がクランク室に導入され、
掃気行程において、前記第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入されるよりも前にクランク室内の空気が前記第２掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるように設定されている２サイクルエンジン。
燃焼室とクランク室とを直接連通させる第１掃気通路と、燃焼室とクランク室とをクランク軸の軸受を介して連通させる第２掃気通路と、ピストンの側面に形成された吸入室と、空気を吸入室に吸入させる空気通路と、混合気をクランク室に導入する混合気通路とを有し、
吸気行程において、空気通路からの空気が吸入室を経て前記第２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クランク室に導入され、
掃気行程において、クランク室内の混合気が前記第１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第２掃気通路内の空気が燃焼室に導入され始めるように設定され、
前記第１掃気通路のクランク室への開口が、下死点の手前でピストンにより閉塞されるように設定されている２サイクルエンジン。
燃焼室とクランク室とを直接連通させる第１掃気通路と、燃焼室とクランク室とをクランク軸の軸受を介して連通させる第２掃気通路と、空気を第２掃気通路に導入する空気通路と、この空気通路に設けられたリードバルブと、混合気をクランク室に導入する混合気通路とを有し、
吸気行程において、空気通路からの空気がリードバルブを経て前記第２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クランク室に導入され、
掃気行程において、クランク室内の混合気が前記第１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第２掃気通路内の空気が燃焼室に導入され始めるように設定され、
前記第１掃気通路のクランク室への開口が、下死点の手前でピストンにより閉塞されるように設定されている２サイクルエンジン。
請求項１において、さらに、燃焼室とクランク室とを直接連通させる第３掃気通路を備え、
前記第３掃気通路は第２掃気通路よりも排気口寄りに位置し、
掃気行程において、クランク室内の空気が、前記第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入される混合気導入開始時点よりも前に、前記第２掃気通路を経て燃焼室に導入され始め、かつ、前記混合気導入開始時点と同時またはこの時点よりも後に、前記第３掃気通路を経て燃焼室に導入され始めるように設定されている２サイクルエンジン。
請求項１において、前記ピストンに、前記吸入室内の混合気をピストンピンとコンロッド間の小端軸受に供給する潤滑通路が形成されている２サイクルエンジン。
請求項４において、前記第２掃気通路のクランク室への開口が、下死点の手前でピストンにより閉塞されるように設定されている２サイクルエンジン。
クランク軸をクランクケースに支持するニードル軸受と、燃焼室とクランク室とを連通させる第１および第２掃気通路と、吸気工程で混合気を前記クランク室または第１掃気通路に導入する混合気通路と、吸気工程で空気を前記第２掃気通路またはクランク室に導入する空気通路と、前記第１または第２掃気通路と前記ニードル軸受とを接続する連通孔とを備え、
掃気工程において、前記第１掃気通路内の混合気が燃焼室に導入され始めるよりも前に前記第２掃気通路内の空気が燃焼室に導入され始め、
前記第１および第２掃気通路のうち少なくとも第２掃気通路の下端の前記クランク室への開口が前記ニードル軸受の径方向外方の近傍に配置されている２サイクルエンジン。