JP5845272B2 - 層状掃気２ストロークエンジン - Google Patents

Description

本発明は、層状掃気２ストロークエンジンに関する。

従来、掃気ポート（燃焼室に開いた掃気通路の開口部分）側から掃気通路内に先導空気を充填し、掃気の際には先ず、混合気に先立って先導空気を掃気通路から燃焼室内に流入させ、よって混合気の吹き抜けを抑制する層状掃気２ストロークエンジンが知られている。
また、層状掃気２ストロークエンジンにおいて、掃気通路を排気ポート寄りのメイン通路と、吸気ポート寄りのサブ通路とで構成するとともに、サブ通路側の途中に流量調整部である絞りを設けることにより、燃焼室内へ流入する混合気の流入エネルギが小さくなるように制御し、これにより掃気行程時の混合気の吹き抜けを抑制することが提案されている（特許文献１）。

特開２００８−１３８６０２号公報

しかしながら、特許文献１記載の絞りは、シリンダ側に設けられており、先導空気が入り込む掃気ポートから浅い位置にあるため、十分な量の先導空気を掃気通路内に充填することができず、混合気の吹き抜けを確実に抑制できない可能性がある。

本発明の目的は、掃気通路内に絞り等の流量調整部を設けた場合でも、先導空気の充填量を十分確保でき、混合気の吹き抜けをより確実に防止できる層状掃気２ストロークエンジンを提供することにある。

第１発明に係る層状掃気２ストロークエンジンは、クランクケースと、シリンダボアが設けられたシリンダと、吸気ポートを介して前記クランクケース内に混合気を供給する吸気通路と、掃気ポートを介して前記クランクケース内の混合気を前記シリンダボア内（の燃焼室）に供給する掃気通路と、前記掃気通路内に先導空気を供給する先導空気通路と、前記シリンダボアを挟んで前記吸気通路の反対側に配置され、排気ポートを介して排気ガスを排気する排気通路とを備えた層状掃気２ストロークエンジンであって、前記掃気通路は、排気ポート寄りのメイン通路と、前記吸気ポート寄りのサブ通路とを備え、前記メイン通路およびサブ通路は、長さ方向のほぼ全域にわたる仕切部によって互いに仕切られており、前記サブ通路は、前記シリンダボアのクランクケース側の開口端に対応して設けられた混合気の入口部を有し、前記入口部が流量調整手段になっており、前記シリンダと前記クランクケースとは、それぞれ別体のものが連結されて一体とされ、前記シリンダボアの開口端は、前記クランクケース内に挿入される円筒状のスカートに形成され、前記サブ通路の前記入口部の近傍は、前記スカートの外周面の一部、前記仕切部、前記スカートの一部に対して離間した前記クランクケースの内壁、および前記内壁から前記スカート側に延出した閉塞部により区画され、前記閉塞部の辺縁と前記スカートの外周面との間に形成された所定幅の隙間により前記入口部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、サブ通路がシリンダボアの開口端の周辺から掃気ポートに至るまで長く形成されるうえ、サブ通路の入口部が流量調整手段になっているため、長い掃気通路の全長を使用して多量の先導空気を充填できる。そして、多量の先導空気は、流量調整手段で流量制御された混合気に先立って吸気ポート寄りに燃焼室内に流れ込むため、混合気の吹き抜けが確実に抑制された状態で排気ガスを掃気できる。

本発明によれば、シリンダのスカートの一部にてサブ通路の入口部側を形成しているので、クランクケースに仕切部や閉塞部を設けることにより、仕切部や閉塞部とスカートとの隙間で入口部を形成できる。そのような隙間はまた、スカートをクランクケースに挿入する際の組立上の隙間として必然的に設けられるものである。従って、そのような必然的に設けられる隙間を利用して入口部を形成できることから、構造を簡素化でき、製造コストも低減できる。

本発明の一実施形態に係る層状掃気２ストロークエンジンの全体を示す分解斜視図。 層状掃気２ストロークエンジンの正面図。 層状掃気２ストロークエンジンの断面図であり、図２のIII−III矢視図。 層状掃気２ストロークエンジンの断面図であり、図２のIV−IV矢視図。 図４の囲み円Ｖでかこまれた部分を示す拡大図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２において、本実施形態に係る層状掃気２ストロークエンジン（以下、単にエンジンと称す）１は、一対のケース体２１、２２で構成される半割タイプのクランクケース２と、クランクケース２上の平坦な取付面２３にガスケットを介して連結されるシリンダ３とを備える。

クランクケース２の内部には、図示略のクランクシャフトが配置され、シリンダ３のシリンダボア３１内には、図示略のピストンが摺動自在に配置される。ピストンおよびクランクシャフトは、コネクティングロッドにて連結される。クランクシャフトは、各ケース体２１，２２の筒状のベアリング保持部２４に保持されるベアリングにより、その両端が回転自在に支持される。

シリンダ３の側方には、クランクケース２内に混合気を供給する吸気通路４（図２、図３）と、一対の掃気通路５（図２、図３）内に先導空気を供給する先導空気通路６とが設けられ、シリンダボア３１を挟んだ吸気通路４の反対側には排気通路７が設けられている。

吸気通路４は、図２、図３に示すように、ピストンの上下動（図中の上下の意）によって開閉する吸気ポート４Ａを備え、ピストンの上昇時に開き、負圧となるクランクケース２内に混合気が吸引される。一方、ピストンの外周には、ピストンの上昇に伴って先導空気通路６および掃気通路５を連通させる一対の凹部が設けられており、先導空気通路６からの先導空気が凹部を通って掃気通路５内に掃気ポート５Ａ側から充填される。

ピストンが下降して掃気ポート５Ａが開くと、クランクケース２内に供給された混合気が掃気通路５を通ってシリンダボア３１内の燃焼室内に供給される。この際、予め掃気通路５内の掃気ポート５Ａ側に充填されていた先導空気が最初に燃焼室に入り込み、この先導空気が図示略の排気ポート側に回り込んで吹き抜け側に流れるため、排気ポートから排気ガスと共に混合気が吹き抜けるのを抑制できる。

図１〜図３において、掃気通路５は、シリンダ３の径方向に対向して２箇所に設けられており、吸気通路４や排気通路７に対して略９０°ずれた位置に設けられている。また、掃気通路５は、クランクケース２とシリンダ３とに跨って設けられ、クランクケース２の取付面２３およびシリンダ３の当接面３２での対応した開口部分を介して連続している。

ここで、シリンダ３の側方には、内外を連通する開口部３３が設けられている。そして、シリンダ３内において、掃気通路５は開口部３３の内部空間によって形成されており、このような開口部３３は、外部側から嵌め込まれるカバー８によって塞がれる。

カバー８の内面（掃気通路５に臨む面）には、シリンダ３の内方に向けて突出したヒレ状のカバー側仕切部８１が設けられている。本実施形態での掃気通路５は、カバー側仕切部８１により、排気ポート寄りに設けられて通路面積が大きいメイン通路５１と、吸気ポート４Ａ寄りに設けられて通路面積が小さいサブ通路５２とに分かれている。ピストンの凹部がカバー側仕切部８１によって仕切られた各通路５１，５２のうち、サブ通路５２の方に対して開口することから、凹部を通して入り込む先導空気は、カバー側仕切部８１によってメイン通路５１側への充填が抑制され、吸気ポート４Ａ寄りのサブ通路５２に多く充填される。そして、通路面積が小さいことで絞られたサブ通路５２側からは、流量が制御された混合気が流入する。

このようなカバー側仕切部８１は、シリンダ３においては、開口部３３から当接面３２まで設けられたシリンダ側仕切部３４と連続しており、クランクケース２においては、取付面２３から保持部２４の上方位置まで設けられたクランクケース側仕切部２５と連続している。この結果、掃気通路５は、その長さ方向のほぼ全域にわたって仕切部２５，３４，８１にて各通路５１，５２に仕切られている。

クランクケース２内での掃気通路５は、具体的には、取付面２３に対して保持部２４側に一段窪んだ混合気吸込部２６内に存在し、その掃気通路５を仕切るように前記クランクケース側仕切部２５が設けられている。従って、クランクケース２内の混合気は、混合気吸込部２６を介して掃気通路５内に入り込む。また、クランクケース２の内部は、各ケース体２１，２２の半円開口２７が合わさることで形成される挿入孔２８を介してシリンダ３の内部と連通しており、挿入孔２８にはシリンダボア３１の開口端３５を形成する円筒状のスカート３６が挿入される。

クランクケース２の混合気吸込部２６内において、特にサブ通路５２の端部に設けられた入口部５５の近傍は、スカート３６の外周面の一部、クランクケース側仕切部２５、スカート３６の一部に対して離間した混合気吸込部２６の内壁２９、および混合気吸込部２６の内壁２９からスカート３６に向けて延出した閉塞部９によって区画されている。

閉塞部９は、クランクケース側仕切部２５に対しても連続しており、図１に示すように、閉塞部９およびクランクケース側仕切部２５によってＬ字形状の辺縁が形成されている。そして、このような辺縁、および内壁２９と隣り合う内壁５４がスカート３６に対して所定の隙間を空けて近接している。

図５には、閉塞部９およびスカート３６部分の拡大図が示されている。閉塞部９の位置とシリンダボア３１の開口端３５の位置は、おおよそ対応している。すなわち、本実施形態では、閉塞部９で塞がれたサブ通路５２の他、メイン通路５１についても、シリンダボア３１の開口端３５から掃気ポート５Ａに至るまで形成されているのである。

閉塞部９の先端縁およびスカート３６の外周面との隙間により、隙間幅Ｗの入口部５５が形成されている。隙間幅Ｗを有した入口部５５は、クランクケース側仕切部２５とスカート３６との対向部分や、内壁５４とスカート３６との対向部分にまで連続して形成されている。隙間幅Ｗの大きさは、エンジンサイズによっても異なる。

以上の本実施形態によれば、メイン通路５１およびサブ通路５２は、シリンダボア３１のクランクケース２に向いている開口端３５から掃気ポート５Ａに至るまで長く形成されており、従来に比してサブ通路５２内へ充填される先導空気の量を多く確保できる。

また、サブ通路５２の入口部５５およびその周辺は特に、閉塞部９によって狭められ、入口部５５を除いて閉塞されているため、入口部５５が絞り機能を有することになる。つまり、閉塞部９によって狭められた入口部５５は、本発明の流量調整手段である。従って、サブ通路５２の入口部５５により混合気の流量を最適に調整できるうえ、混合気を燃焼室の吸気ポート４Ａに近い側から流入させることができ、排気ガスを多量の先導空気とともに確実に掃気できて、混合気の吹き抜けをより確実に抑制できる。

なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、閉塞部９とスカート３６との間に形成される幅狭の入口部５５が本発明の流量調整手段になっていたが、クランクケース２側に筒状のサブ通路５２を設けるなど、スカート３６の一部を用いることなしにサブ通路５２を形成する場合には、閉塞部９に所定の大きさの孔や切欠からなる開口を設け、この開口を絞りとして機能させて本発明の流量調整手段とすることができる。

前記実施形態では、ピストンの凹部を介して先導空気通路６と掃気通路５とを連通させる構造であったが、シリンダボアを迂回するようにシリンダの外周部分に先導空気通路を設けることで、この先導空気通路を掃気通路に対して直接的に連通させてもよい。

本発明は、刈払機、チェーンソウ、エンジンブロワ、ヘッジトリマなどの携帯型作業に搭載される層状掃気２ストロークエンジンに利用できる。

１…層状掃気２ストロークエンジン、２…クランクケース、３…シリンダ、４Ａ…吸気ポート、５…掃気通路、５Ａ…掃気ポート、９…閉塞部、２５…仕切部であるクランクケース側仕切部、３１…シリンダボア、３４…仕切部であるシリンダ側仕切部、３５…開口端、３６…スカート、５１…メイン通路、５２…サブ通路、５５…入口部、８１…仕切部であるカバー側仕切部、Ｗ…隙間幅。

Claims (1)

1. クランクケースと、
   シリンダボアが設けられたシリンダと、
   吸気ポートを介して前記クランクケース内に混合気を供給する吸気通路と、
   掃気ポートを介して前記クランクケース内の混合気を前記シリンダボア内に供給する掃気通路と、
   前記掃気通路内に先導空気を供給する先導空気通路と、
   前記シリンダボアを挟んで前記吸気通路の反対側に配置され、排気ポートを介して排気ガスを排気する排気通路とを備えた層状掃気２ストロークエンジンであって、
   前記掃気通路は、排気ポート寄りのメイン通路と、前記吸気ポート寄りのサブ通路とを備え、
   前記メイン通路およびサブ通路は、長さ方向のほぼ全域にわたる仕切部によって互いに仕切られており、
   前記サブ通路は、前記シリンダボアのクランクケース側の開口端に対応して設けられた混合気の入口部を有し、
   前記入口部が流量調整手段になっており、
   前記シリンダと前記クランクケースとは、それぞれ別体のものが連結されて一体とされ、
   前記シリンダボアの開口端は、前記クランクケース内に挿入される円筒状のスカートに形成され、
   前記サブ通路の前記入口部の近傍は、前記スカートの外周面の一部、前記仕切部、前記スカートの一部に対して離間した前記クランクケースの内壁、および前記内壁から前記スカート側に延出した閉塞部により区画され、
   前記閉塞部の辺縁と前記スカートの外周面との間に形成された所定幅の隙間により前記入口部が形成されている
   ことを特徴とする層状掃気２ストロークエンジン。

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