特許 5873638 ２サイクルエンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5873638

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】２サイクルエンジン

(51)【国際特許分類】

   F02F 3/24 20060101AFI20160216BHJP

   F02B 25/22 20060101ALI20160216BHJP

   F02F 3/00 20060101ALI20160216BHJP

   F02B 25/14 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   F02F3/24

   F02B25/22

   F02F3/00 M

   F02B25/14

【請求項の数】11

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-30767(P2011-30767)

(22)【出願日】2011年2月16日

(65)【公開番号】特開2011-169322(P2011-169322A)

(43)【公開日】2011年9月1日

【審査請求日】2013年12月13日

(31)【優先権主張番号】10 2010 008 260.0

(32)【優先日】2010年2月17日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】598052609

【氏名又は名称】アンドレアス シュティール アクチエンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100091867

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 アキラ

(74)【代理人】

【識別番号】100154612

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 秀樹

(74)【代理人】

【識別番号】100167151

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】ベルント エンゲル

【審査官】 山本 健晴

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−０００１５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−３４３３５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｆ ３／００，３／２４

Ｆ０２Ｂ ２５／１４，２５／２２

Ｆ１６Ｊ １／００−１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダ（２）のシリンダボア（６０）内に往復動可能に支持されているピストン（５，４４）によって画成されている燃焼室（３）と、該燃焼室（３）から出ている排気口（９）とを備え、前記ピストン（５，４４）が、連接棒（６）を介して、クランクケース（４）内に回転可能に支持されているクランク軸（７）を駆動し、前記連接棒（６）がピストンピン（６１）を介して前記ピストン（５，４４）と結合され、前記クランクケース（４）が前記ピストン（５，４４）の少なくとも１つの位置において少なくとも１つの掃気通路（１０，１２）を介して前記燃焼室（３）と連通し、前記掃気通路（１０，１２）が少なくとも２つの掃気窓（１１，１３）でもって前記シリンダボア（６０）に開口し、前記掃気窓（１１，１３）が前記シリンダボア（６０）の互いに対向し合っている側に配置され、前記ピストン（５，４４）が、前記排気口（９）のための１つの第１の制御面（６２）と、前記掃気窓（１１，１３）のための２つの第２の制御面（６３）とを有し、ピストンスカート（３６）に少なくとも１つの第１の凹部が設けられ、該第１の凹部が、前記排気口（９）側の周領域において前記２つの第２の制御面（６３）の間に延在し、且つ前記ピストン（５，４４）の各位置で前記ピストンスカート（３６）の一部分を介してすべての掃気窓（１１，１３）から切り離されている２サイクルエンジンにおいて、
前記第１の凹部が、前記クランクケース（４）に対し閉鎖している第１の軽量化ポケット（４５，６７）として形成されていることを特徴とする２サイクルエンジン。

【請求項2】

前記第１の凹部が、前記ピストン（５，４４）のどの位置でも、前記ピストンスカート（３６）を介して、前記シリンダボア（６０）に設けたすべての開口部から切り離されていることを特徴とする、請求項１に記載の２サイクルエンジン。

【請求項3】

前記第１の軽量化ポケット（４５）が前記第１の制御面（６２）の領域に延在していることを特徴とする、請求項１または２に記載の２サイクルエンジン。

【請求項4】

前記第１の軽量化ポケット（４５）が前記第１の制御面（６２）の周方向に測った幅（ａ）全体にわたって延在し、その際該第１の軽量化ポケット（４５）は前記２つの第２の制御面（６３）のうちの一方の第２の制御面から他方の第２の制御面まで延在していることを特徴とする、請求項３に記載の２サイクルエンジン。

【請求項5】

前記ピストン（４４）がピストンリング溝（５４）とピストン下稜（３０）とを有し、前記第１の軽量化ポケット（４５）の、ピストン長手軸線（３５）の方向に測った高さ（ｂ）が、どの位置においても、該位置における前記ピストン下稜（３０）と前記ピストンリング溝（５４）との間隔（ｃ）の少なくとも５０％であることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。

【請求項6】

前記第１の軽量化ポケット（４５）が底部（５５）を有し、該底部（５５）が前記連接棒（６）のための隆起部（５１）を有し、前記第１の軽量化ポケット（４５）のルーフ部（５３）が少なくとも１つのピストンリング溝（５４）を後方から取り囲んでいることを特徴とする、請求項２から５までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。

【請求項7】

前記軽量化ポケット（４５）の前記ルーフ部（５３）に少なくとも１つの補強リブ（５２）が配置され、前記第１の軽量化ポケット（４５）の前記ルーフ部（５３）と前記底部（５５）とが互いにほぼ平行に延在していることを特徴とする、請求項６に記載の２サイクルエンジン。

【請求項8】

前記ピストン（５，４４）が前記ピストンスカート（３６）内に、第２の軽量化ポケット（２７，４７）を形成する少なくとも１つの第２の凹部を有し、前記シリンダボア（６）に混合気取り込み口（８）が開口し、前記ピストン（５，４４）が前記混合気取り込み口（８）のための第３の制御面（６４）を有し、前記第２の軽量化ポケット（２７，４７）が前記第３の制御面（６４）内に配置されて、１回のピストン行程の間にもっぱら前記混合気取り込み口（８）とのみ連通していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。

【請求項9】

前記２サイクルエンジン（１）が、少なくとも１つの空気取り込み口（１５）でもって前記シリンダボア（６０）に開口している空気通路（１４）を有し、前記ピストン（５，４４）が前記空気取り込み口（１５）と前記掃気窓（１１，１３）とを連通させるためのピストンポケット（２３）を有していることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の２サイクルエンジン。

【請求項10】

前記ピストンポケット（２３）と前記ピストン底部（４３）との間に少なくとも１つの第３の軽量化ポケット（２５，４８）が配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の２サイクルエンジン。

【請求項11】

前記第３の軽量化ポケット（４８）が前記ピストン（４４）の幅（ｄ）全体にわたって延在して、前記ピストンピン（６１）の上方において前記ピストン（４４）の片側を反対側と連通させていること、前記第３の軽量化ポケット（４８）が底部（４９）を有し、該底部（４９）が前記連接棒（６）のための隆起部（５０）を有していること、前記第３の軽量化ポケット（２５）が少なくとも１つの補強リブ（４２）を有していること、前記第３の軽量化ポケット（２５，４８）が１回のピストン行程の間に部分的に前記掃気窓（１１，１３）と連通していること、前記ピストンポケット（２３）と前記ピストン底部（４３）との間に第４の軽量化ポケット（２６，４６）が配置され、該第４の軽量化ポケット（２６，４６）が１回のピストン行程の間に部分的に前記空気取り込み口（１５）と連通し、前記第３の軽量化ポケット（２５，４８）と前記第４の軽量化ポケット（２６，４６）とが前記ピストンスカート（３６）に設けた細条部（５６）を介して互いに切り離されていることを特徴とする、請求項１０に記載の２サイクルエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の上位概念に記載した種類の２サイクルエンジンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１から、空気予備蓄積掃気式に作動する２サイクルエンジンが知られている。２サイクルエンジンのピストンは、空気通路を掃気通路と連通させるためのピストンポケットを有している。ピストンポケットの上方には軽量化用の小さなキャビティが設けられている。

【0003】

たとえば手で操縦される作業機に使用される２サイクルエンジンにおいて、クランクケース内への混合気取り込み口と掃気窓と排気口とをピストンによって制御することは知られている。空気予備蓄積掃気式に作動するエンジンの場合、さらに、掃気窓と空気取り込み口との連通部がピストンポケットを介して制御される。これによりシリンダボアには多数の開口部が開口し、これらの開口部は所定固定時間の間に互いに連通し、しかも燃焼室および／またはクランクケースとも連通する。この種の２サイクルエンジンは、手で操縦される作業機に使用するためには可能な限り高い動力対重量比を有していなければならない。良好なパワーを達成するには、クランクケース内での混合気の予圧縮率が高いことが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０３１２０９２Ａ１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の課題は、高い動力対重量比を有するこの種の２サイクルエンジンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題は、請求項１の構成を備えた２サイクルエンジンによって解決される。

【0007】

２つの第２の制御面の間に位置するようにピストンスカートに凹部が設けられていることにより、ピストンが軽量になる。凹部はピストンのどの位置でも掃気窓と連通しないので、掃気窓の制御時間は変化しない。２つの第２の制御面の間に位置するようにピストンスカートに１つの凹部が設けられていることにより、機能を損なうことなく、２サイクルエンジンを軽量化できる。２サイクルエンジンは、どの掃気通路も１つの掃気窓でもって燃焼室に開口するように構成されていてよい。しかしながら、少なくとも１つの掃気通路が２つまたはそれ以上の分岐路に分割され、これらの分岐路が別個の掃気窓でもって燃焼室に開口するようにしてもよい。すなわち、１つの掃気通路が複数個の掃気窓でもって燃焼室に開口するようにしてもよい。

【0009】

他方、本発明によれば、予圧縮率を高めるため、第１の凹部が、クランクケースに対し閉鎖している第１の軽量化ポケットとして形成されている。第１の軽量化ポケットは特に第１の制御面の領域に延在している。第１の軽量化ポケットがピストンのどの位置においても掃気窓およびクランクケースに対し閉鎖していることにより、第１の軽量化ポケット排気口との連通を生じさせる第１の制御面の領域内への延在態様は、２サイクルエンジンの機能を変化させない。第１の軽量化ポケットがクランクケースに対し閉鎖していることにより、クランクケースの容積が小さくなり、これによって予圧縮率が高くなる。ピストンを可能な限り軽量化し、予圧縮率を可能な限り高くするため、本発明によれば、第１の軽量化ポケットは第１の制御面の周方向に測った幅全体にわたって延在している。特に、本発明によれば、シリンダボアには少なくとも２つの掃気窓がシリンダボアの互いに対向する側に配置され、すなわち排気口の両側に配置されている。ピストンは有利には２つの第２の制御面を有し、それぞれの第２の制御面は少なくとも１つの掃気窓の領域に配置され、その際第１の軽量化ポケットは２つの第２の制御面のうちの一方の第２の制御面から他方の第２の制御面まで延在している。この場合、第１の軽量化ポケットは、第２の制御面に対し、掃気窓に対する十分な密封に必要な間隔を維持している。このような構成により、第１の軽量化ポケットを非常に大きく形成することができる。

【0010】

有利には、ピストンはピストンリング溝とピストン下稜とを有している。第１の軽量化ポケットの、ピストン長手軸線の方向に測った高さは、どの位置においても、該位置におけるピストン下稜とピストンリング溝との間隔の少なくとも５０％である。ピストン下稜とピストンリング溝との間隔が比較的大きいため、ピストンの高い傾動安定性が得られる。第１の軽量化ポケットの高さが比較的大きいため、クランクケースの容積は第１の軽量化ポケットによって著しく小さくなる。

【0011】

本発明によれば、第１の軽量化ポケットは連接棒の領域内へ突出している。特に、第１の軽量化ポケットは底部を有し、該底部は連接棒のための隆起部を有している。有利には、第１の軽量化ポケットはピストン底部に隣接する領域内まで延在している。さらに、本発明によれば、第１の軽量化ポケットのルーフ部は少なくとも１つのピストンリング溝を後方から取り囲んでいる。ピストン底部の十分な安定性を確保するため、本発明によれば、軽量化ポケットのルーフ部に少なくとも１つの補強リブが配置されている。第１の軽量化ポケットのルーフ部と底部とが互いにほぼ平行に延在していれば、引き抜き可能な中子を用いたダイカストでの製造を達成できる。この場合、中子の引き抜きを可能にするルーフ部と底部との間の数度の小さな開口角を設けてもよい。

【0012】

合目的には、ピストンはピストンスカート内に、第２の軽量化ポケットを形成する少なくとも１つの第２の凹部を有している。シリンダボアには混合気取り込み口が開口し、この場合ピストンは混合気取り込み口のための第３の制御面を有している。第２の軽量化ポケットは特に第３の制御面内に配置されて、１回のピストン行程の間にもっぱら混合気取り込み口とのみ連通している。第２の軽量化ポケットには、シリンダボアに集積する燃料を中間蓄積させることができる。たとえば２サイクルエンジンが手で操縦される作業機内に配置されていれば、２サイクルエンジンが揺動するときに、吸気サイクルで燃料が集積することがある。この集積燃料が衝撃的にクランクケース内へ侵入すると、作動障害になることがある。この燃料を第２の軽量化ポケットで中間蓄積することができる。これによって、揺動の際に生じる作動障害を減少または回避することができる。従って、第２の軽量化ポケットは軽量化ばかりでなく、作動障害の回避にも用いられる。

【0013】

２サイクルエンジンは、特に空気予備蓄積掃気式２サイクルエンジンである。このため、本発明によれば、２サイクルエンジンは、少なくとも１つの空気取り込み口でもってシリンダボアに開口している空気通路を有している。ピストンは特に空気取り込み口と掃気窓とを連通させるためのピストンポケットを有している。有利には、ピストンポケットとピストン底部との間に少なくとも１つの第３の軽量化ポケットが配置されている。特に大きな軽量化と、２サイクルエンジンの特に優れた予圧縮率とを達成するため、本発明によれば、第３の軽量化ポケットはピストンの幅全体にわたって延在して、ピストンピンの上方においてピストンの片側を反対側と連通させている。これによって予圧縮率を著しく向上させることができる。第３の軽量化ポケットは、クランクケースからの切り離しのために、有利には底部を有し、該底部は連接棒のための隆起部を有している。底部が連接棒の領域内まで延在していることにより、予圧縮率が著しく高くなる。前記隆起部により連接棒の運動を確保することができる。

【0014】

有利には、第３の軽量化ポケットは少なくとも１つの補強リブを有している。特に、第３の軽量化ポケットは１回のピストン行程の間に部分的に掃気窓と連通している。ピストンポケットとピストン底部との間には第４の軽量化ポケットが配置され、該第４の軽量化ポケット１回のピストン行程の間に部分的に空気取り込み口と連通する。第３の軽量化ポケットと第４の軽量化ポケットとの間には、特に細条部がピストンスカートに形成されている。これにより、掃気窓が第３および第４の軽量化ポケットを介して空気取り込み口と連通するのではなく、もっぱらピストンポケットのみを介して連通することが保証されている。これにより、これら軽量ポケットが２サイクルエンジンの制御時間を変化させないことが保証される。本発明によれば、軽量ポケットはそれぞれに付設の制御面を可能な限り完全に覆っており、その結果ピストンスカートは、ピストン行程の間に個々の機能開口部を互いに切り離す細条部によって実質的に形成される。これらのブラインドポケットにより、ピストンが軽量化されるとともに、クランクケースの容量が小さくなるので、２サイクルエンジンの予圧縮率を向上させることができる。加えて、前記ポケットはピストンから周囲への熱伝達を改善させ、これにより低いコンプレッションハイトを実現でき、よって構造空間の点および重量の点での更なる利点並びに高い予圧縮率を実現できる。

【0015】

次に、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】２サイクルエンジンの断面図である。

【図2】ピストンの１実施形態の斜視図である。

【図3】図２のピストンの側面図である。

【図4】図３の矢印ＩＶの方向に見た側面図である。

【図5】図３の矢印Ｖの方向に見た側面図である。

【図6】図４の矢印ＶＩ−ＶＩによる断面図である。

【図7】図６の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩによる断面図である。

【図8】ピストンの下死点におけるシリンダおよびピストンの展開図である。

【図9】ピストンの上死点におけるシリンダおよびピストンの展開図である。

【図10】空気取り込み口が開口する前のシリンダとピストの１実施形態との展開図である。

【図11】図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩの高さでの図１０のピストンの断面図である。

【図12】ピストンの１実施形態の部分断面図である。

【図13】ピストンの１実施形態の斜視図である。

【図14】ピストンの１実施形態の斜視図である。

【図15】図１３および図１４のピストンの側面図である。

【図16】図１５の矢印ＸＶＩの方向に見た側面図である。

【図17】図１５の矢印ＸＶＩＩの方向に見た側面図である。

【図18】図１６の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩによる断面図である。

【図19】図１５の線ＸＩＸ−ＸＩＸによる断面図である。

【図20】ピストンの下死点におけるシリンダおよびピストンの展開図である。

【図21】ピストンの上死点におけるシリンダおよびピストンの展開図である。

【図22】ピストンの斜視図である。

【図23】図２２のピストンの側面図である。

【図24】図２３の矢印ＸＸＩＶの方向に見た側面図である。

【図25】図２３の矢印ＸＸＶの方向に見た側面図である。

【図26】図２３の矢印ＸＸＶＩの方向に下から見た図である。

【図27】図２３の線ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩによる断面図である。

【図28】図２３の線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩによる断面図である。

【図29】図２４の線ＸＸＩＸ−ＸＸＩＸによる断面図である。

【図30】図２４の線ＸＸＸ−ＸＸＸによる断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、２サイクルエンジン１の実施形態として、空気予備蓄積掃気式単気筒２サイクルエンジンを示している。２サイクルエンジン１はシリンダ２を有し、シリンダ２内には燃焼室３が形成されている。燃焼室３は、シリンダ２のシリンダボア６０内に往復動可能に支持されているピストン５によって画成される。ピストン５は、連接棒６を介して、クランクケース４内に回転可能に支持されているクランク軸７を駆動する。ピストン５はピストンピン６１を介して連接棒６と結合されている。シリンダボア６０には、混合気取り込み口６０でもって混合気通路１６が開口している。シリンダボア６０には、さらに、少なくとも１つの空気取り込み口１５でもって空気通路１４が開口している。本実施形態では、空気通路１４は２つの枝路に分岐されている。これらの枝路はそれぞれ空気取り込み口１５でもってシリンダボア６０の反対側に開口している。図１には図示していない第２の空気取り込み口１５は図１の断面に関し左右対称に配置されている。

【0018】

図１に図示したピストン５の下死点範囲では、クランクケース４は排気口に近い２つの掃気通路１０と取り込み口に近い２つの掃気通路１２とを介して燃焼室３と連通している。排気口に近い掃気通路１０は燃焼室３の排気口９に隣接して配置されている。排気口に近い掃気通路１０は掃気窓１１でもってシリンダボア６０に開口し、取り込み口に近い掃気通路１２は掃気窓１３でもってシリンダボア６０に開口している。図１では空気取り込み口１５は概略的に示されており、掃気窓１３の下方に配置されている。空気取り込み口１５を周方向にずらして掃気窓１３の横に配置すれば、特に有利な構成が得られる。

【0019】

空気通路１４と混合気通路１６とはエアフィルタ１８と連通している。エアフィルタ１８を介して空気通路１４と混合気通路１６とは燃焼空気を吸い込む。混合気通路１６の一部分はエアフィルタ１８に配置されている気化器１７内で案内されている。気化器１７内にはチョークバルブ２０とスロットルバルブ１９とが回動可能に支持されている。空気通路１４は空気供給量を制御するためのエアバルブ２１を有している。ピストン５はシリンダ２内をシリンダ長手軸線２２の方向へ移動する。空気取り込み口１５を掃気窓１１および１３と連通させるため、ピストン５は互いに対向して配置される２つのピストンポケット２３を有している。

【0020】

作動の際、ピストン５の上昇行程時に、燃料空気混合気が混合気取り込み口８を介してクランクケース４内へ吸い込まれる。同時に、掃気通路１０と１２に、空気取り込み口１５とピストンポケット２３とを介して、燃料をほとんど含んでいない空気通路１４からの空気が予め蓄積される。ピストン５の下降行程時には、混合気がクランクケース４内で圧縮される。掃気通路１０と１２がピストン５によって開口されると、まず、予め蓄積されていた掃気用予備蓄積空気が燃焼室３内へ流入し、前回のエンジンサイクルから出た排ガスが排気口９を通じて掃気される。その後、新鮮な混合気がクランクケース４から掃気通路１０と１２を介して流れてくる。ピストン５の上昇行程の際に、まず掃気窓１１と１３が、次に排気口９がピストン５によって閉鎖される。ピストン５の上死点範囲で燃焼室３内の混合気が図示していない点火プラグによって点火される。その間、次のエンジンサイクル用の混合気がすでにクランクケース４内へ吸い込まれ、掃気用予備蓄積空気が掃気通路１０と１２内に予め蓄積される。燃焼室３内での混合気の燃焼によって、ピストン５がクランクケース４のほうへ加速される。排気口９が開くと、排ガスが燃焼室３から排出され、掃気窓１１と１３を介して流入する掃気用予備蓄積空気によって掃気される。

【0021】

図２は、図１に概略的に示したピストン５の斜視図である。図５が示すように、ピストン５はピストンスカート３６を有し、ピストンスカート３６はシリンダボア６０に設けた混合気取り込み口等の前記開口部を制御する。ピストン５は、ピストンピン６１を受容するために眼状のピストンピン受容穴２４を有し、ピストンピン受容穴２４はピストンポケット２３内に配置されている。ピストンスカート３６は、混合気取り込み口８側でクランクケース４の方向へ下方に延設されている。この領域には、ピストン５の内縁にクランク軸７用の繰り抜き部２８が設けられている。この繰り抜き部２８は、ピストン５の下死点範囲でピストン５がクランク軸７と衝突するのを避けるためのものである。

【0022】

図２が示すように、ピストン５はピストンポケット２３の上方に軽量化ポケット２５を有し、軽量化ポケット２５内には補強リブ４２が配置されている。ピストンポケット２３とピストンスカート３６の排気口９側領域との間には、ピストン５の外面をピストン内部およびクランクケース４と連通させている軽量化穴２９が設けられている。

【0023】

図３が示すように、ピストン５はピストンポケット２３の上方にして該ピストンポケット２３とピストンリング溝５４との間に他の軽量化ポケット２６を有している。軽量化ポケット２５と２６は細条部５６を介して互いに仕切られており、該細条部５６にピストンスカート３６が形成されているとともに、該細条部５６の領域ではピストン５がシリンダボア６０まで突出している。図３が示すように、クランクケース４側のピストン下稜３０は不規則に形成されている。ピストン下稜３０は軽量化穴２９に隣接して膨出部３２を有し、該膨出部３２においてピストン下稜３０がピストン底部４３の方向へずれており、且つ膨出部３２においてピストン下稜３０とピストン底部４３との間隔が狭くなっている。軽量化穴２９と膨出部３２との間には細条部３３が設けられ、該細条部３３にはピストンスカート３６の一部分が形成されている。

【0024】

ピストン５のピストンスカート３６は、シリンダボア６０に開口する開口部、すなわち混合気取り込み口８、排気口９、掃気窓１１と１３、空気取り入れ口１５を所定の制御時間互いに連通させ、且つクランクケース４または燃焼室３と連通させるために用いる。このため、ピストン５はピストンスカート３６に複数個の制御面（図３ないし図５および図８に図示）を有している。第１の制御面６２は排気口９の領域に配置されている。この第１の制御面６２は、排気口９の周領域に配置される、ピストン底部４３とピストン下稜３０との間の領域であり、排気口９から側方へ突出して該排気口９をピストン周方向において密封している幅狭の領域を含んでいる。密封のために必要なこの側部領域は、たとえば数ミリメートルの幅であってよい。

【0025】

第２の制御面６３は、掃気窓１１と１３が配置されている周領域にしてピストン底部４３とピストン下稜３０との間の領域に延在している。図３において、第２の制御面６３の境界部を、ピストン長手軸線に対し平行な破線によって示した。第２の制御面６３内には複数個の凹部が設けられているが、これらの凹部について以下に詳細に説明する。制御面６２と６３の間には、周方向に測って間隔ｈ（図８）が設定されている。ピストン５が図４と図５に図示した中心面３１（ピストン長手軸線３５を含んでいる）に関し鏡対称に形成されているので、それぞれ２つの第２の制御面６３と第４の制御面６４とが設けられている。ピストン５の中心面３１はシリンダの左右対称面に相当している。第４の制御面６５は、空気取り込み口１５を制御する領域に配置されている。図８が示すように、ピストンポケット２３は制御面６３と６５にわたって延在しており、従って掃気窓１１，１３を空気取り込み口１５と連通させている。２つの第４の制御面６５の間には、混合気取り込み口８を制御する第３の制御面６４が設けられている。個々の図が示すように、軽量化ポケット２５は第２の制御面６３の領域でのみ延在し、軽量化ポケット２６は制御面６５の領域でのみ延在し、軽量化穴２９は互いに間隔ｈを有する第１の制御面６２と第２の制御面６３との間の領域に配置されている。

【0026】

図４ないし図８が示すように、混合気取り込み口８の領域には、第３の制御面６４内に他の軽量化ポケット２７が配置されている（図では破線で示した）。軽量化ポケット２７はピストン５の軽量化のために用いるばかりでなく、作動時に混合気取り込み口８から来る混合気を中間蓄積するためにも用いる。パワーソー、刈払い機、研磨切断機等の手で操縦される作業機に２サイクルエンジン１を使用する場合、作動時に混合気通路１６内に燃料が蓄積することがある。燃料の蓄積は、たとえば混合気通路内の圧力変動および／または最適でない流動速度、よって最適でない混合気調製から生じるものである。この燃料を軽量化ポケット２７に中間蓄積させることができる。これにより、クランクケース４内に混合気が波のように供給されることによって生じるアイドリング時の作動障害を回避することができる。空気通路１４と混合気通路１６とが作動時に互いに完全に分離されていない２サイクルエンジン１の場合、軽量化ポケット２６にも混合気を中間蓄積させることができる。特に図８が示すように、すべての軽量化ポケット２５，２６，２７と軽量化穴２９とはそれぞれピストンスカート３６の一部分によって取り囲まれており、従って互いに密封されている。ピストンポケット２３もピストンスカート３６の対応する部分によって取り囲まれている。

【0027】

図６と図７は、軽量化ポケット２５，２６，２７と軽量化穴２６との構成を詳細に示したものである。軽量化穴２９はそれぞれほぼ漏斗状の凹部３７を有し、凹部３７はピストン長手軸線３５の方向に延在し、スリット３８を介してピストン内部空間５７と結合されている。ピストン長手軸線３５は作動時にシリンダ長手軸線２２と一致する。軽量化ポケット２５と２６は、それぞれ壁の一部分のみをピストン内部空間５７から切り離すような深さに形成されている。ピストン５の内側輪郭３４は、ピストン５の高さ方向にピストン長手軸線３５に対しほぼ平行に直線状に延在している。これを達成するため、軽量化ポケット２６の深さはその下にある領域でのピストンポケット２３の深さにほぼ相当している。

【0028】

軽量化ポケット２５は第１の深さｅを有し、この第１の深さｅはその下にある領域でのピストンポケット２３の深さにほぼ相当している。軽量化ポケット２５は眼状のピストンピン穴２４の上方に凹部４１を有し、凹部４１は深さｆを有している。深さｆは、深さｅのたとえばほぼ２倍の大きさである。凹部４１の中央には補強リブ４２が配置され、補強リブ４２は図３にも図示したが、ピストン長手軸線３５に対しほぼ平行に延在している。凹部４１は、ピストンピン穴２４をピストン底部４３に対し支持させる支持部分４０まで突出している。支持部分４０はピストンスカート３６に対し間隔ｇを有し、間隔ｇはピストン壁の厚さ分だけ凹部４１の軽量化ポケット２５の深さｆよりも大きい。これによって直線状の内側輪郭３４が生じるので、ピストン５を、ピストン長手軸線３５の方向に引き抜き可能な中子を用いてダイカスト方式で製造することができる。軽量化ポケット２５，２６および軽量化穴２９も、中心面３１に対し垂直に引き抜かれる中子を用いて、または、この方向に脱型可能な型半部分を用いて、成形できるように配置されている。軽量化ポケット２７だけは他の中子を用いて、または、その後の切削加工方式で製造しなればならない。ピストンおよびエンジンの他の構成では、他の脱型方向が有利である。

【0029】

図８はピストン５を下死点で示したものである。この位置では、排気口９と掃気窓１１，１３は燃焼室３に対し開口している。空気取り込み口１５は軽量化ポケット２６と連通している。混合気取り込み口８は閉じており、または、軽量化ポケット２７と連通している。ピストン５の上昇行程時に、まず掃気窓１１，１３も軽量化ポケット２５と連通する。ピストの下降行程時には、まず掃気窓１１，１３が、続いて空気取り込み口１５がピストンポケット２３に対し開口し、その結果空気通路１４からの掃気用予備蓄積空気を掃気通路１０，１２内に予め蓄積させることができる。上死点の範囲では、混合気取り込み口８もクランクケース４に対し開口する。この位置は図９に図示されている。図示の構成では、下死点に到達する前に軽量化ポケット２７は混合気取り込み口８を介してクランクケース４と連通している。

【0030】

図１０と図１１にはピストン５’の実施形態が図示されている。図１０では、ピストンは空気取り込み口１５を開口させる位置で示してある。前記の図に対応する構成要素には同一の符号が付してある。ピストン５’はピストンスカート３６’を有している。シリンダ２には、掃気窓１１’を備えた２つの掃気通路１０’しか開口していない。掃気窓１１’は、ピストン５’の更なる上昇行程時にピストンポケット２３を介して空気通路１４と連通する。ピストン５’は、軽量化穴２９の代わりに軽量化穴３９を有している。軽量化穴３９は図１１に詳細に図示されている。軽量化穴３９も同様に凹部３７’によって形成され、凹部３７’にはスリット３８’が接続している。しかし、軽量化穴３９は細条部３３によってピストン下稜３０から切り離されておらず、ピストン５’の外周に対し間隔を有する細条部３３’を介してピストン下稜３０から切り離されている。本実施形態では、細条部３３’は中心面３１に対しほぼ平行に延在している。第１の制御面６２の領域にあるピストン下稜３０によって、シリンダボア６０でのピストン５’の十分な案内が得られる。細条部３３’は機械的な補強のためにのみ用いる。

【0031】

図１２はピストンの１実施形態の部分図であり、この実施形態では、凹部３７に、クランクケース４に対し開口している軽量化ポケット３９の代わりに、クランクケース４に対し閉じられている軽量化ポケット６７が設けられている。他の構成は、図６から図１１までに図示したピストンの構成に対応している。

【0032】

図１３ないし図１９はピストン４４の１実施形態を示している。前記の図に対応する構成要素には同一の符号が付してある。ピストン４４は第１の軽量化ポケット４５を有し、第１の軽量化ポケット４５は２サイクルエンジン１の排気口９の領域に延在している。この場合、軽量化ポケット４５は第２の制御面６３と制御面６２の間の領域とを介して制御面６３まで延在している。図１７が示すように、第２の制御面６２は、周方向に測った幅ａを有し、幅ａは同様に周方向に測った軽量化ポケット４５の幅ｉよりも小さい。

【0033】

軽量化ポケット４５の構成を特に図１８に詳細に示した。軽量化ポケット４５は底部５５を有し、底部５５は連接棒６のための隆起部５１を有している。隆起部５１はピストンピン６１の縦中心面５８のまわりに円弧状に延在している。軽量化ポケット４５は、ピストン底部４３の方向に、ピストン長手軸線３５に対し傾斜して延在するルーフ（屋根）部５３を有している。この場合、ピストン底部４３の中心方向でのルーフ部５３とピストン底部４３との間隔は狭くなっている。ルーフ部５３はピストンリング溝５４を後方から取り囲んで、アンダーカットを形成している。対応的に底部５５はルーフ部５３に対し傾斜し、これに対し平行に延在し、その結果軽量化ポケット４５を、ルー部５３および底部５５に対し平行に引き抜き可能な中子を用いて成形可能である。ルーフ部５３に隣接して２つの補強リブ５２が設けられ（図１７をも参照）、これらの補強リブ５２はピストン長手軸線３５に対し平行に延在している。

【0034】

図１４が示すように、ピストン４４はピストンポケット２３とピストン底部４３との間に軽量化ポケット４８を有し、軽量化ポケット４８はピストンピン穴２４側に底部４９を有している。底部４９は連接棒６のための隆起部５０を有し、隆起部５０は、図１８が示すように、隆起部５１に接続し、同様にピストン底部６１の縦中心面５８のまわりに円弧状に延在している。

【0035】

軽量化ポケット４８は、図１７に示したピストン４４の全幅ｄにわたって延在し、互いに対向し合っているピトン面を互いに結合させている。これにより、ピストン４４を著しく軽量化することができる。軽量化ポケット４８がクランクケース４に対し閉鎖されていることにより、クランクケース４の容積が小さくなる。これにより、拡大された予圧縮部が生じる。軽量化ポケット４８がピストン４４の全幅ｄにわたって延在していることは、図１９にも示されている。図１９が示すように、軽量化ポケット４５と４８は、ピストン長手軸線３５に対し平行に且つ中心面３１に対し垂直に延在している、ほぼ平坦に形成された壁５９によって結合されている。ピストン４４の良好な案内を保証するため、壁５９はピストンスカート３６の領域でのみ幾分拡幅されて実施されている。

【0036】

図１３ないし図１５および図１８が示すように、軽量化ポケット４８は、平坦に且つピストン底部４３に対し平行に延在するルーフ部６６を有している。

【0037】

図１４ないし図１６が示すように、軽量化ポケット４８に隣接して、それぞれピストンポケット２３の情報にして第４の制御面６５（図２０）の領域に軽量化ポケット４６が配置されている。軽量化ポケット４６は細条部５６を介して軽量化ポケット４８から仕切られている。軽量化ポケット４６の伊田には、第３の制御面４６の領域に軽量化ポケット４７が配置されている。軽量化ポケット４７は、図２０に示したように、ピストン４４の下死点の範囲で混合気取り込み口８と連通する。本実施形態では、軽量化ポケット４７の下稜はほぼピストンポケット２３の上稜の高さに配置されている。これにより、混合気取り込み口８は軽量化ポケット４７またはクランクケース４のいずれかと連通するが、両者と同時に連通しない。すべての軽量化ポケットの間にしてピストンポケット２３の外周には、それぞれ細条部が配置され、該細条部においてピストンスカート３６はシリンダボア６０付近まで突出し、従ってピストンに設けた個々のポケットと凹部とを互いに分離させている。

【0038】

図２０が示すように、軽量化ポケット４５は排気口９とだけ連通している。軽量化ポケット４８は、１回のピストン工程の間に掃気窓１１と１３とだけ連通する。軽量化ポケット４６は混合気取り込み口１５とだけ連通し、軽量化ポケット４７は取り込み口８とだけ連通する。個々の図が示すように、ピストンスカート３６は凹部を備えたほぼその全面にわたって個々の開口部に対し覆われている。また、ピストンスカート３６は、個々の機能開口部を互いに切り離している細条部を格子状に配置することによってのみ形成される。

【0039】

図２１が示すように、軽量化ポケット４５は、制御面６３とピストンリング溝５４とピストン下稜３０との間のほぼ全領域にわたって延在している。軽量化ポケット４５は、隣接している制御面、ピストンリング溝５４およびピストン下稜３０に対し、もっぱら幅狭の密封細条部だけで仕切られている。軽量化ポケット４５はどの位置においてもピストン長手軸線３５に対し平行に測った高さｂを有し、この高さｂはこの位置でのピストン下稜３０とピストンリング溝５４との間の間隔ｃの少なくとも５０％である。

【0040】

図２２ないし図３０はピストン７０を示している。前記の図に対応する構成要素には同一の符号が付してある。ピストン７０は２つのピストンポケット７１を有している。眼状のピストンピン穴２４は各ピストン側でピストンポケット７１に配置されている。ピストンポケット７１の上方には、すなわちピストンポケット７１とピストン底部４３との間には、それぞれ軽量化ポケット７２が配置されている。軽量化ポケット７２は制御面６３を越えて制御面６２と６３との間に形成されている領域内へ延在して、排気口９を制御する制御面６２まで達している。図２３には、ピストン７０の上死点での掃気窓１１と１２の位置が図示されている。ピストンポケット７１は、周方向において、制御面６３内に配置されている掃気窓１１と１２の領域から突出して、制御面６５へ達している（図２４）。

【0041】

図２４が示すように、各制御面６４には、それぞれのピストンポケット７１の上方に軽量化ポケット７３が配置されている。混合気取り込み口８を制御する制御面６４には、軽量化ポケット７５が配置されている。図２５が示すように、排気口９を制御する制御面６２には、軽量化ポケット７４が配置されている。軽量化ポケット７２，７３，７４，７５とピストンポケット７１とはピストンスカートのほぼ全体にわたって延在し、その結果ピストンスカートは、軽量化ポケット７２，７３，７４，７５とピストンポケット７とを互いに仕切っている幅狭の細条部だけで形成されている。

【0042】

図２６ないし図２９が示すように、ピストン７０はその下面に連接棒６用の凹部７６を有している。凹部７６の輪郭と幅は、連接棒の輪郭にほぼ対応している。凹部７６は製造公差の範囲内で連接棒６を可能な限り密に取り囲んでいる。これによりクランクケース４の小さな容積が達成され、よってクランクケース４内での混合気の高い予圧縮率が達成される。

【0043】

軽量化ポケット７２，７３，７４，７５とピストンポケット７１とは、中心面３１に対し平行に引き抜き可能な中子を用いてピストン７０をダイカスト方式で製造可能であるように形成されている。このため、軽量化ポケット７２，７３，７４，７５とピストンポケット７１とは、図２７、図２９、図３０に図示した矢印７８の方向にアンダーカットが生じないように形成されている。図２９と図３０が示すように、軽量化ポケット７３と７４はそれぞれ眼状のピストンピン穴２４の上方領域まで延在し、幅狭の細条部７７だけで互いに切り離されている。従って、軽量化ポケット７３と７４の最大深さｋは、ピストン７０の半径にほぼ相当している。この深さｋは細条部７７の幅ｌのほぼ半分だけピストンの半径よりも小さい。細条部７７が中央に配置されていなければ、軽量化ポケット７３と７４の深さｋは異なっていてよい。

【符号の説明】

【0044】

１ ２サイクルエンジン
２ シリンダ
３ 燃焼室
４ クランクケース
５，４４ ピストン
６ 連接棒
７ クランク軸
９ 排気口
１０，１２ 掃気通路
１１，１３ 掃気窓
２５，４８ 第３の軽量化ポケット
２６，４６ 第４の軽量化ポケット
２７，４７ 第２の軽量化ポケット（第２の凹部）
２９ 軽量化穴（第１の凹部）
３６ ピストンスカート
４５，６７ 第１の軽量化ポケット（第１の凹部）
６０ シリンダボア
６１ ピストンピン
６２ 第１の制御面
６３ 第２の制御面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】