特許 6101106 ２ストローク内燃エンジン

(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】6101106

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】２ストローク内燃エンジン

(51)【国際特許分類】

   F02B 25/16 20060101AFI20170313BHJP

   F02B 25/22 20060101ALI20170313BHJP

   F02F 1/22 20060101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   F02B25/16 F

   F02B25/22

   F02F1/22 A

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-32886(P2013-32886)

(22)【出願日】2013年2月22日

(65)【公開番号】特開2014-163244(P2014-163244A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2015年11月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】509264132

【氏名又は名称】株式会社やまびこ

(74)【代理人】

【識別番号】100098187

【弁理士】

【氏名又は名称】平井 正司

(74)【代理人】

【識別番号】100085707

【弁理士】

【氏名又は名称】神津 堯子

(72)【発明者】

【氏名】山崎 隆広

(72)【発明者】

【氏名】山口 史郎

(72)【発明者】

【氏名】白井 健

(72)【発明者】

【氏名】野澤 勝

【審査官】 齊藤 公志郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１２１４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００４８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１７６５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５７６９０４０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７４８０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ２５／１６

Ｆ０２Ｂ ２５／２２

Ｆ０２Ｆ １／２２

Ｆ０２Ｆ ７／００

Ｆ０１Ｌ ５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダ(2)に形成されたシリンダボア(4)と、
該シリンダボア(4)に往復動可能に挿入され且つ該シリンダボアにシリンダ室(18)を画成するピストン(6)と、
該ピストン(6)の往復動を回転運動に変換するクランクシャフト(14)と、
前記クランクシャフト(14)を収容すると共に吸気系から供給される混合気を受け入れるクランク室(12)と、
前記シリンダ室(18)に開放した掃気ポート(24)であって前記ピストン(6)によって開閉される掃気ポート(24)と、
一端が前記掃気ポート(24)に連なり、他端が前記クランク室(12)に開放した掃気通路(22)と、
シリンダ室(18)の燃焼ガスを外部に排出する排気ポート(10)であってピストン(6)によって開閉される排気ポート(10)とを有する２ストローク内燃エンジンであって、
前記掃気通路(22)が、前記掃気ポート(24)から前記シリンダ室(18)に噴出するメイン掃気ガス流(A)の指向方向を規定する第１の壁面(42,44)を有し、
前記掃気ポート(24)と前記掃気通路(22)との境界部分において、前記排気ポート(10)とは反対側に位置する境界壁面(40)が、前記第１の壁面(42,44)よりも前記排気ポート(10)から遠ざかる方向に傾斜した傾斜面で構成され、
前記傾斜した境界壁面(40)が、前記排気ポート(10)から離れる方向に長さを有し、該長さによって、前記掃気通路(22)からの掃気ガスを前記排気ポート(10)から遠ざかる方向に差し向けることができ、
前記掃気ポート(24)は、前記傾斜面の境界壁面(40)に連続して前記排気ポート(10)から遠ざかる方向に延びて、前記メイン掃気ガス流(A)に付随し且つ該メイン掃気ガス流(A)よりも高速の付随掃気ガス流を生成する、前記排気ポート(10)とは反対側の部分に位置する後壁面(38)を有することを特徴とする２ストローク内燃エンジン。

【請求項2】

前記傾斜面の境界壁面(40)が、前記シリンダ室に向けて凸形状の湾曲した面で構成されている、請求項１に記載の２ストローク内燃エンジン。

【請求項3】

前記掃気ポート(24)が、前記掃気通路(22)に直接的に連続したポート本体(28)と、該ポート本体(28)から横方向に延びるポート延長通路を形成するポート延長部分(30)とで構成され、
該ポート延長部分(30)が、シリンダ周方向において、前記ポート本体(28)から前記排気ポート(10)とは反対側に延びている、請求項１又は２に記載の２ストローク内燃エンジン。

【請求項4】

前記掃気ポート(24)から前記シリンダ室(18)に噴出する掃気ガスが、前記排気ポート(10)とは反対側に指向される反転掃気式のエンジンである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の２ストローク内燃エンジン。

【請求項5】

掃気行程の初期にフレッシュエアが前記掃気ポート(24)から前記シリンダ室に噴出する層状掃気式のエンジンである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の２ストローク内燃エンジン。

【請求項6】

前記シリンダ(2)が、吸気系からフレッシュエアの供給を受けるフレッシュエアポート(26)を更に有し、
前記ピストン(6)が、前記フレッシュエアポート(26)と前記掃気ポート(24)とを連通させるピストン溝(6a)を有する、請求項５に記載の２ストローク内燃エンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般的には２ストローク内燃エンジンに関し、より詳しくは、反転掃気式のエンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

２ストローク内燃エンジンは、部品点数が少なく小型且つ軽量であることから、例えば刈払機、ブロア、チェーンソーなど携帯式の作業機に適用されている。この種の２ストローク内燃エンジンは、シリンダ室とクランク室とに接続された掃気通路を有する。掃気通路は掃気ポートを通じてシリンダ室に開口している。掃気ポートはピストンによって開閉される。シリンダ室は周知のようにピストンによって画成される。クランク室にはクランクシャフトが収容され、ピストンの往復動運動がクランクシャフトによって回転運動に変換される。

【0003】

特許文献１は、掃気のためにフレッシュエアを使用する２ストローク内燃エンジンを開示している。この種の２ストローク内燃エンジンは「層状掃気式エンジン」と呼ばれている。特許文献１は様々な層状掃気式エンジンを開示している。具体的には、層状掃気式エンジンは、エンジンの吸気系として混合気通路及びフレッシュエア通路を有している。混合気通路を通る混合気は、ピストンによって開閉される混合気ポートを通じてクランク室に導入される。

【0004】

層状掃気式エンジンは、掃気通路にフレッシュエアを導入する方法によって２つに大別することができる。第１のエンジンはリード弁式のエンジンである。第２のエンジンはピストン溝式のエンジンである。特許文献１はピストン溝式のエンジンを開示している。

【0005】

リード弁式のエンジンは、掃気通路に充填するフレッシュエアを制御するリード弁を備えている。リード弁の配置位置について説明すると、掃気通路の上部つまり掃気ポートの近傍位置でフレッシュエア通路が掃気通路と合流し、この合流部分にリード弁が配置されている。リード弁式のエンジンは、ピストンが上昇してクランク室の圧力が低下すると、混合気は混合気通路を通じてクランク室に流入すると共に、リード弁が開く。リード弁が開くことで、フレッシュエア通路から掃気通路にフレッシュエアが供給される。

【0006】

シリンダ室で混合気が燃焼して、この燃焼圧によってピストンが下降すると、クランク室の圧力が上昇する。そして、このピストンの下降の途中つまり下死点に達する前に、ピストンの下降に伴って排気ポートが開き、続いて掃気ポートが開く。排気ポートが開くことにより燃焼ガスが排気ポートを通じて排出される。また、これに続いて掃気ポートが開く掃気行程において掃気通路の上部に蓄積しているフレッシュエアがシリンダ室に噴出する。このフレッシュエアによってシリンダ室内に残っている燃焼ガスが排気ポートを通じて外部に追い出される。つまり、掃気ポートを通じてシリンダ室内に流入するフレッシュエアによって掃気が行われる。

【0007】

ピストン溝式のエンジンは、ピストンの外周面にフレッシュエアが通過するピストン溝を有している。上下動するピストンが所定の高さ位置に位置したときにピストン溝がフレッシュエア通路及び掃気ポートと連通し、この連通によってフレッシュエア通路からフレッシュエアがピストン溝を介して掃気通路に供給される。ピストンが上昇してクランク室の圧力が低下すると、混合気は混合気通路を通じてクランク室に流入すると共に、フレッシュエア通路と掃気通路とがピストン溝によって互いに連通して掃気通路にフレッシュエアが流入する。

【0008】

ピストン溝式のエンジンに関する他の先行例を列挙すると特許文献２〜４は、フレッシュエア通路と掃気通路とをピストン溝を通じて連通させる技術を開示している。

【0009】

２ストローク内燃エンジンの掃気方法として「反転掃気」法が周知である。その典型例であるシュニーレ式のエンジンを特許文献５が開示している。すなわち、特許文献５に開示のシュニーレ式エンジンは、シリンダボアを平面視したときに、左右に対の掃気通路を有し、各掃気通路の掃気ポートは排気ポートとは反対側に差し向けられている。

【0010】

掃気行程において、掃気ポートからシリンダ室内に噴出したガスは排気ポートから離れる方向に差し向けられ、そしてシリンダボアの排気ポートとは反対側に位置する壁面に衝突することで反転して排気ポートに差し向けられる。この反転掃気は、混合気が掃気行程でシリンダ室を素通りして排気ポートから外部に放出される、いわゆる「吹き抜け」を抑制できる等の効果がある。

【0011】

反転掃気式のエンジンの代表的な効果を例示的に列挙すると次のとおりである。
（１）シリンダ室に導入された新しい混合気がシリンダ室内に留まらないで素通りしてしまう「混合気の吹き抜け」が少ないため、掃気効率が良く、また、燃料消費率も改善できる。

【0012】

（２）排気ガスのＨＣの量を低減することができる（エミッションの改善）。
（３）複数対の掃気ポートを設けることができるため、掃気通路の総容積を拡大できる。ちなみに、特許文献５は３対の掃気ポートを備えたエンジンを開示している。

【0013】

特許文献５は、混合気の吹き抜け損失を低減することを目的とした発明を開示している。この発明は、掃気通路に関し、その壁面を特定の形状にすることを提案するものである。具体的には、この発明は、掃気通路を構成する壁面において、掃気ポートに隣接する掃気通路部分の壁面に関する発明を提案している。より詳しくは、シリンダ室を平面視したときに、特許文献５の発明によれば、掃気ポートに隣接する掃気通路部分の壁面のうち排気ポートに近い側の壁面を傾斜面で構成することを提案している。この発明によれば、上記の傾斜面によって、掃気通路を通過する掃気ガスの流れ方向が、掃気ポートの近傍で排気ポートとは反対側に差し向けられる。これにより、掃気ポートからシリンダ室に噴出する掃気ガスの流れが、排気ポートから離れる方向に指向される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】ＷＯ９８／５７０５３号公報

【特許文献2】ＵＳＰ 7,082,910 B2

【特許文献3】ＵＳＰ 7,565,886 B2

【特許文献4】特開２００１−１７３４４７号公報

【特許文献5】特開昭６０−２２２５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

混合気の吹き抜け損失は２ストローク内燃エンジンの宿命とも言える重要な技術的課題である。この混合気の吹き抜け損失の改善は燃料消費率の改善やエミッション改善に直結する。特に近時の環境問題は吹き抜け損失の更なる改善を要求している。

【0016】

したがって、本発明の目的は混合気の吹き抜け損失を低減することのできる２ストローク内燃エンジンを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記の技術的課題に対して、本願発明者らは、シリンダ室に開口する掃気ポートの形状に着目し、この掃気ポートに工夫を施すことにより顕著な効果を得ることができたことから本発明を提案するものである。

【0018】

具体的には、本発明は、
シリンダ(2)に形成されたシリンダボア(4)と、
該シリンダボア(4)に往復動可能に挿入され且つ該シリンダボアにシリンダ室(18)を画成するピストン(6)と、
該ピストン(6)の往復動を回転運動に変換するクランクシャフト(14)と、
前記クランクシャフト(14)を収容すると共に吸気系から供給される混合気を受け入れるクランク室(12)と、
前記シリンダ室(18)に開放した掃気ポート(24)であって前記ピストン(6)によって開閉される掃気ポート(24)と、
一端が前記掃気ポート(24)に連なり、他端が前記クランク室(12)に開放した掃気通路(22)と、
シリンダ室(18)の燃焼ガスを外部に排出する排気ポート(10)であってピストン(6)によって開閉される排気ポート(10)とを有する２ストローク内燃エンジンであって、
前記掃気通路(22)が、前記掃気ポート(24)から前記シリンダ室(18)に噴出するメイン掃気ガス流(A)の指向方向を規定する第１の壁面(42,44)を有し、
前記掃気ポート(24)と前記掃気通路(22)との境界部分において、前記排気ポート(10)とは反対側に位置する境界壁面(40)が、前記第１の壁面(42,44)よりも前記排気ポート(10)から遠ざかる方向に傾斜した傾斜面で構成され、
前記傾斜した境界壁面(40)が、前記排気ポート(10)から離れる方向に長さを有し、該長さによって、前記掃気通路(22)からの掃気ガスを前記排気ポート(10)から遠ざかる方向に差し向けることができ、
前記掃気ポート(24)は、前記傾斜面の境界壁面(40)に連続して前記排気ポート(10)から遠ざかる方向に延びて、前記メイン掃気ガス流(A)に付随し且つ該メイン掃気ガス流(A)よりも高速の付随掃気ガス流を生成する、前記排気ポート(10)とは反対側の部分に位置する後壁面(38)を有することを特徴とする２ストローク内燃エンジンを提供することにより達成される。

【0019】

本発明のエンジンによれば、前記掃気ポートからシリンダ室に噴出する掃気ガスのうち、排気ポートから遠い部分の掃気ガスが、上記の傾斜面によって前記シリンダ室の壁面に接近した流れとなり且つその流れが比較的高速になる。そして、この比較的高速の流れによって掃気ポートから噴出するメイン掃気ガス流を排気ポートとは反対側に引き寄せることができる。この引き寄せ効果によってシリンダ室に噴出する掃気ガスの一部が排気ポートに吹き抜ける「吹き抜け損失」を低減することができる。本発明の好ましい実施形態では、上記傾斜面はシリンダ室に向けて凸形状の湾曲面で構成される。

【0020】

本発明の好ましい実施形態では、前記掃気ポートが、前記掃気通路に直接的に連続したポート本体と、該ポート本体から横方向に延びるポート延長通路を形成するポート延長部分とで構成され、該ポート延長部分が、シリンダ周方向において、前記ポート本体から前記排気ポートとは反対側に延びている。

【0021】

本発明の更なる目的、作用効果は、好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施例の２ストローク内燃エンジンの横断面図である。

【図2】図１のII−II線に沿って切断した実施例のエンジンの縦断面図である。ピストンが下死点に位置している。

【図3】図１のIII−III線に沿って切断した実施例のエンジンの縦断面図であり、ピストンが上死点に位置している。

【図4】図１のIV−IV線に沿って切断した実施例のエンジンの縦断面図である。ピストンが下死点に位置している。

【図5】上半分が従来のエンジンの掃気ポートの形状を示し、下半分が実施例のエンジンの掃気ポートを示す説明図である。

【図6】実施例のエンジンの掃気通路と、これに連なる掃気ポートのポート本体と、ポート本体から横方向に延びるポート延長部分の形状を説明するための図である。

【図7】延長部分の変形例を説明するための図であり、図６に関連した図である。

【図8】延長部分の他の変形例を説明するための図であり、図６に関連した図である。

【図9】掃気ポートに関する他の実施例を説明するための図６に対応する図である。

【図10】掃気通路と、これに連なる掃気ポートとのコーナー部分（境界部分）の傾斜を説明するための平面図である。

【図11】図９に図示のコーナー部分（境界部分）を説明するための図であり、コーナー部分を構成する傾斜面をシリンダ室に向けて凸形状の湾曲面で構成した例の平面図である。

【図12】実施例の２ストローク内燃エンジンの変形例を示す図であり、図１に関連した図である。

【図13】本発明の適用例を具体的に説明するための図である。

【図14】本発明の他の適用例を具体的に説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例】

【0023】

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

【0024】

図１〜図６は第１実施例の空冷２ストローク内燃エンジン１００を説明するための図であり、本発明をピストン溝式の２ストローク内燃エンジンに適用した例を示す。図１はエンジン１００の横断面図である。図２〜図４はエンジン１００の縦断面図である。図２〜図４を参照して、参照符号２はシリンダであり、４はシリンダボア(図２）である。シリンダボア４にはピストン６が往復動可能に挿入されている。シリンダ２は、シリンダボア４を挟んで、その一方側に位置する混合気ポート８と、他方側に位置する排気ポート１０とを有している。混合気ポート８及び排気ポート１０はピストン６によって開閉される。

【0025】

図２、図３は、図１のII(III)−II(III)線に沿って断面したエンジン１００の縦断面図であり、図２はピストン６が下死点に位置している状態を示し、図３はピストン６が上死点に位置している状態を示す。図４は、図１のIV−IV線に沿って断面したエンジン１００の縦断面図である。

【0026】

図３、図４から最も良く分かるように、クランク室１２には、エンジン出力軸であるクランクシャフト１４が配設されている。クランクシャフト１４はピストン６と連結ロッド１６を介して連結されている。ピストン６の往復動作はクランクシャフト１４によって回転運動に変換される。シリンダボア４に挿入されたピストン６はシリンダ室１８を画成する。シリンダ２の頂部にはシリンダ室１８に臨んで点火プラグ２０が取り付けられている。

【0027】

図１を参照して、シリンダ２は、平面視したときに、左右に位置する２対の掃気通路２２を有している。この左右の掃気通路２２は、シリンダ室１８を平面視したときに、夫々、混合気ポート８と排気ポート１０との間に位置している。

【0028】

図３において、破線で示すように、各掃気通路２２は、その下端がクランク室１２に開放されている。各掃気通路２２の上端は掃気ポート２４に連なっている。掃気ポート２４はシリンダ室１８に開放している。掃気ポート２４は各掃気通路２２に対して第１、第２の２つの掃気ポート２４Ａ、２４Ｂが連結されている。この２つの掃気ポート２４Ａ、２４Ｂは横並びに位置決めされている（図１、図２）。

【0029】

シリンダ２には、上述した混合気ポート８を挟んでその左右に一対のフレッシュエアポート２６が形成されている。エンジン１００の吸気系は図示を省略したがエアクリーナ、気化器、混合気通路、フレッシュエア通路を含む。気化器で生成された混合気は上記混合気通路を通じて上述した混合気ポート８に供給される。また、エアクリーナで浄化されたフレッシュエアは上記フレッシュエア通路を通じて従来と同様に上述した左右一対のフレッシュエアポート２６に供給される。

【0030】

ピストン６には、その周面に左右一対のエア溝６ａが形成されている（図１〜図３）。ピストン６の上下動によって、ピストン６のエア溝６ａはフレッシュエアポート２６と掃気ポート２４とを連通し又はこの連通を遮断する。フレッシュエアは、フレッシュエアポート２６、ピストンエア溝６ａ、掃気ポート２４を通じて掃気通路２２に供給される。

【0031】

空冷２ストローク内燃エンジン１００の動作は従来と同じである。膨張行程でピストン６が下降すると、排気ポート１０が開いて排気が開始される。また、ピストン６の下降に伴ってクランク室１２の圧力が上昇し、排気ポート１０に続いて掃気ポート２４が開くと、クランク室１２内の圧力によって掃気通路２２内のガスが掃気ポート２４からシリンダ室１８内に噴出して掃気が実行される。更にピストン６が下降すると、クランク室１２内の混合気が掃気通路２２、掃気ポート２４を通じてシリンダ室１８に充填される。

【0032】

次にピストン６が上昇して圧縮行程に入ると、ピストン６の上昇に伴ってクランク室１２の圧力が低下する。このクランク室１２の圧力低下を利用して、フレッシュエアが、ピストンエア溝６ａ、掃気ポート８を通じて掃気通路２２に供給され、また、混合気が混合気ポート８を通じてクランク室１２に充填される。その後、シリンダ室１８内の混合気は、上昇するピストン６によって圧縮される。ピストン６が上死点に到達した直後に点火プラグ２０が点火される。

【0033】

図５、図６は掃気ポート２４の形状を説明するための図である。図５はシリンダの横断面図である。なお、図５には、上側に従来例（比較例）が描いてあり、下側に実施例が描いてある。図６は、掃気通路２２及び掃気ポート２４を抽出して掃気ポート２４の形状を説明するための図である。

【0034】

図５、図６を参照して、掃気ポート２４は、掃気通路２２に直接的に連なるポート本体２８と、このポート本体２８から横方向つまりシリンダ室１８の周方向に延びるポート延長部分３０とで構成されている。ポート延長部分３０は排気ポート１０とは反対側に延びている。換言すれば、ポート延長部分３０はシリンダ周方向に延び且つ混合気ポート８側に延びている。

【0035】

ポート延長部分３０は、シリンダ２の４つの壁面３２、３４、３６、３８によって形成された通路形状を有している（図６）。すなわち、混合気ポート８側に延びるポート延長部分３０は、端壁面３２と、上壁面３４と、下壁面３６と、上下方向に延びる後壁面３８とで規定されたポート延長通路を構成している。

【0036】

ポート延長部分３０と掃気通路２２とが接するコーナー部分（境界部分）４０は、混合気ポート８に近づくに従って徐々にシリンダ室１８に接近する傾斜面で構成される。この傾斜面は、一つの他の好ましい態様として、平らな面であってもよいし、他の好ましい態様として、図示の例のように滑らかに湾曲した面であってもよい。

【0037】

ポート延長部分３０の通路深さ寸法Ｄ（図６）は、ポート本体２８に隣接する部分の深さＤ１と、混合気ポート８側の部分の深さＤ２とが実質的に同じである。変形例として、図７を参照して、ポート本体２８に隣接する部分の深さＤ１に比べて、混合気ポート８側の部分の深さＤ２が小さくてもよい。換言すればポート延長部分３０は、混合気ポート８に向かうに従って浅くなる通路形状を有していてもよい。

【0038】

図８は更なる変形例を示す。ポート延長部分３０の形状として、ポート本体２８に隣接する部分の高さ寸法Ｈ１に比べて、混合気ポート８側の部分の高さ寸法Ｈ２が小さくてもよい。換言すればポート延長部分３０の通路高さ寸法Ｈに関して、混合気ポート８に向かうに従って先細りの形状を有していてもよい。図８の例では、ポート延長部分３０の全長に亘って深さ寸法Ｄが同じ場合を例示してあるが、図７を参照して説明した変形例（混合気ポート８に向かうに従って浅くなる形状）に対して高さ寸法Ｈを先細りの形状を採用してもよい。

【0039】

実施例を図示する図５の下側を参照して、第１、第２の掃気ポート２４Ａ、２４Ｂは、各掃気ポート２４Ａ、２４Ｂに連なる第１、第２の掃気通路２２Ａ、２２Ｂを有しているが、この第１、第２の掃気通路２２Ａ、２２Ｂは共通の通路で構成してもよい。

【0040】

第１、第２の掃気通路２２Ａ、２２Ｂを備えた図示の実施例を説明すると、実施例のエンジン１００は反転掃気式のエンジンである。エンジン１００の第１、第２の掃気ポート２４Ａ、２４Ｂから噴出する掃気ガスが、基本的に、排気ポート１０とは反対側に向かうように設計されている（図５の矢印Ａの方向に指向）。

【0041】

図５の下側を参照して、シリンダ２を平面視したときに、第１掃気通路２２Ａの少なくとも排気ポート１０側に位置する第１の側壁４２は、排気ポート１０とは反対側に向けて傾斜した傾斜面で構成されている。好ましくは、この第１の側壁４２と対抗する第２の側壁４４つまり混合気ポート８側の側壁も排気ポート１０とは反対側に向けて傾斜した傾斜面で構成されるのが好ましい。この第１掃気通路２２Ａに通じる第１掃気ポート２４Ａは、排気ポート１０側に位置する第１の側壁４２が、排気ポート１０とは反対側に向けて傾斜した傾斜面で構成されている。この構成により、シリンダ室１８に噴出する掃気ガス流の指向方向が規定されている。

【0042】

第２掃気通路２２Ｂについても同様の構成であり、また、これに通じる第２掃気ポート２４Ｂについても上記の第１掃気ポート２４Ａと同様の構成であることから、これらの側壁に関して、前述した第１掃気通路２２Ａ、第１掃気ポート２４Ａの側壁４２、４４で使用した参照符号を付すことによりその説明を省略する。

【0043】

図５、図６を参照して、ポート延長部分３０の端壁面３２は、第１、第２の掃気通路２２Ａ、２２Ｂの側壁４２、４４と同様に混合気ポート８に向けて傾斜した傾斜面で構成されている。変形例として、ポート延長部分３０の端壁面３２の傾斜角度を第１、第２の掃気通路２２Ａ、２２Ｂの側壁４２、４４よりも大きくしてもよい。つまり、ポート延長部分３０の端壁面３２を混合気ポート８側に向けて大きく傾斜した傾斜面で構成してもよい。

【0044】

実施例のエンジン１００の掃気ポート２４は、前述したように、掃気通路２２に直接的に通じるポート本体２８と、このポート本体２８から横方向に延びるポート延長部分３０を有し、このポート延長部分３０が排気ポート１０とは反対側つまり混合気ポート８側に延びている。

【0045】

これら掃気ポート２４及び掃気通路２２には、前述したように、フレッシュエアがピストン６の周面に形成された溝６ａつまりピストンエア溝を通じて供給される。したがって、掃気行程では、掃気通路２２に蓄えられているフレッシュエアが掃気ガスとして先ずシリンダ室１８に噴出し、この先導フレッシュエアでシリンダ室１８の初期の掃気が行われ、続いてクランク室１２内の混合気で掃気が行われる。

【0046】

前述したように、掃気ポート２４はポート本体２８とポート延長部分３０とで構成されている。ポート本体２８からシリンダ室１８に噴出するメイン掃気ガスの流れは従来と同様に排気ポート１０とは反対側に差し向けられる。この状態を図５の下側において矢印Ａで図示してある。

【0047】

ポート本体２８は掃気通路２２に直接的に連通している。これに対して、ポート延長部分３０は、このポート延長部分３０を規定する壁３２、３４、３６、３８で規定される（図６）。このことから、ポート延長部分３０は相対的に小さな通路断面を有していることになる。したがって、このポート延長部分３０を通じてシリンダ室１８に噴出する付随掃気ガスの流れＢは、ポート本体２８から噴出するメイン掃気ガス流Ａに比べて相対的に高速になる。

【0048】

ポート延長部分３０から流出する相対的に高速の付随掃気ガス流Ｂはコアンダ効果によってメイン掃気ガス流Ａを引き寄せる（図５）。ポート延長部分３０は排気ポート１０とは反対側に位置していることから、コアンダ効果によって、掃気行程の初期には、掃気ポート２４からシリンダ室１８に噴出するフレッシュエアが設計通り排気ポート１０とは反対側に向かうことになる。これによりフレッシュエアによる掃気が一層効果的になる。

【0049】

また、フレッシュエアによる掃気に続いて、クランク室１２内の混合気が掃気通路２２、掃気ポート２４を通じてシリンダ室１８に流入する。このときも、メイン掃気ガス流Ａは、付随掃気ガス流Ｂによるコアンダ効果によって排気ポート１０とは反対側に引き寄せられることになる。これにより、メイン掃気ガス流Ａの一部（混合気）が排気ポート１０に流れ込む「吹き抜け損失」を低減することができる。

【0050】

下死点からピストン６が上昇するとクランク室１２の内部圧力が低下する。ピストン６が上昇する過程で、前述したように、フレッシュエアが、ピストンエア溝６ａ、掃気ポート２４を通じて掃気通路２２に供給される。掃気ポート２４が、掃気通路２２に直接的に連通したポート本体２８から横方向に延びるポート延長部分３０を備えているため、ピストンエア溝６ａから掃気ポート２４を通じてフレッシュエアを掃気通路２２に円滑に充填させることができる。

【0051】

実施例では、前述したように、ポート延長部分３０と掃気通路２２とが接するコーナー部分４０（境界部分）が、混合気ポート８に近づくに従って徐々にシリンダ室１８に接近する傾斜面で構成されている。これにより、掃気通路２２からポート延長部分３０に掃気ガスが円滑に流れ込むことになる。また、ポート延長部分３０に流れ込む掃気ガスの流れ方向を、ポート延長通路を構成するポート延長部分３０の長さ方向つまり混合気ポート８側に指向させることができる。

【0052】

上記傾斜面で構成されるコーナー部分４０は、図６から最も良く分かるように、湾曲面で構成するのが好ましい。これにより、掃気通路２２からポート延長部分３０に掃気ガスが一層円滑に流れ込むことになる。

【0053】

これにより、掃気通路２２からポート延長部分３０に流入した掃気ガスは、その流れ方向がポート延長部分３０の長さ方向つまり混合気ポート８側に差し向けられる。そして、この指向性を付与された掃気ガスがポート延長部分３０からシリンダ室１８に噴出することになる。したがって、メイン掃気ガス流Ａに付随してポート延長部分３０から噴出する高速の付随掃気ガス流Ｂは、その流れ方向がシリンダ室１８の壁面に近づく傾向になる。そして、シリンダ室１８の壁面に接近する方向に向かう高速掃気ガス流Ｂによって、ポート本体２８から噴出する掃気ガス流Ａはシリンダ室１８の壁面に近づく方向に偏向されることになる（図５）。このことは、上述した「吹き抜け損失」の低減効果を更に高める効果が期待できることを意味する。

【0054】

図５を参照して、図５の上側には従来例（比較例）のエンジン２００が描いてある。実施例のエンジン１００と同じ要素には同じ参照符号を付して従来例のエンジン２００を説明する。図５の上側（比較例）と下側（実施例）とを対比すると直ぐに分かるように、従来のエンジン２００において第１、第２の掃気通路２２Ａ、２２Ｂに夫々連通する第１、第２の掃気ポート２４Ａ、２４Ｂは、実施例のエンジン１００のポート本体２８に対応する。

【0055】

実施例のエンジン１００の効果を確認するために実験したところ、図５の上側に描いてある従来例との比較で、実施例のエンジン１００は、約４％の燃料消費量低減効果があり、約１７％の排気ガス中のＨＣの低減効果があった。

【0056】

図９は、掃気ポート２４の形状に関する他の実施例を示す。図９は上述した図６に対応した図である。図９を参照して、掃気ポート２４は、掃気通路２２に連なるポート本体２８で構成されている。掃気通路２２と掃気ポート２４との境界部分において、掃気ポート２４の排気ポート１０とは反対側の部分と、これに連なる掃気通路２２の排気ポート１０とは反対側の壁面との境界部分に上述したコーナー部分４０が形成されている。換言すれば掃気ポート２４は、シリンダ室１８に接近するに従って混合気ポート８側に拡がる形状を有している。そして、この混合気ポート８側に拡がる形状を備えた掃気ポート２４に対して、掃気通路２２の壁面のうち混合気ポート８側の壁面と掃気ポート２４の壁面との境界部分に上述した傾斜したコーナー部分４０が形成されている。このコーナー部分４０は図示のようにシリンダ室１８に向けて凸形状の湾曲した面で構成するのが好ましい。

【0057】

図１０は、傾斜面で構成されるコーナー部分４０（境界部分）を説明するための平面図である。図１１は、コーナー部分４０の傾斜面を湾曲面で構成した例の平面図である。図１０を参照して、掃気通路２２の排気ポート１０とは反対側に位置する壁面４４のシリンダ室１８に向けた延び方向に対して、コーナー部分４０は排気ポート１０から離れる方向に傾斜している。すなわち、掃気通路２２の深部つまりシリンダ室１８から遠い部分の壁面４４の傾斜よりも更にコーナー部分４０は傾斜している。このコーナー部分４０の更なる傾斜の角度をθで図示してある。ここに、掃気通路２２の排気ポート１０とは反対側に位置する壁面４４のシリンダ室１８に向けた延び方向は実質的に、掃気通路２２と掃気ポート２４とで規定される掃気ガス流の基本的な噴出方向を規定している。この掃気ガス流の噴出方向は、図１〜図９を参照した実施例においてはメイン掃気ガス流Ａの指向方向に相当する。

【0058】

勿論、コーナー部分４０に連なる掃気ポート２４の後壁面３８はコーナー部分４０の傾斜面に連続している。つまり掃気ポート２４は、コーナー部分４０に連続して排気ポート１０から離れる方向に延びる後壁面３８を有している。したがって、掃気通路２２と掃気ポート２４との境界部分の傾斜面で構成されるコーナー部分４０に連続する掃気ポート２４は、その排気ポート１０とは反対側に拡大した形状を有している。

【0059】

図１１を参照して、コーナー部分４０（境界部分）の傾斜面をシリンダ室１８に向けて凸形状の湾曲面で構成した場合にも、コーナー部分４０に連なる掃気ポート２４の後壁面３８は、コーナー部分４０の湾曲した傾斜面に連続しており且つ排気ポート１０から離れる方向に延びている。

【0060】

図１０、図１１を参照して「傾斜面」を説明したが、この説明は、図１〜図９を参照して説明した実施例つまり掃気ポート２４をポート本体２８とポート延長部分３０とで構成した実施例においても同じである。

【0061】

この図９の他の実施例においても、掃気ポート２４から噴出する掃気ガスのうち混合気ポート８に近い側（排気ポート１０とは反対側）の付随掃気ガスの流れＢは、排気ポート１０に近い側のメイン掃気ガスの流れＡに比べて比較的高速である。したがって、メイン掃気ガス流Ａに付随し且つ混合気ポート８に近い側の比較的高速の付随掃気ガス流Ｂに基づくコアンダ効果によって、排気ポート１０に近い側のメイン掃気ガス流Ａはシリンダ室１８の壁面に近づく方向に偏向される。これにより、上述した「吹き抜け損失」の低減効果を高めることができる。

【0062】

図１２は、第１実施例の変形例のエンジン１２０を示す。このエンジン１２０では、排気ポート１０の近くに位置する第１の掃気ポート２４Ａは上述したポート本体２８とポート延長部分３０とで構成されているが、混合気ポート８の近くに位置する第２の掃気ポート２４Ｂは従来と同様に第２掃気通路２２Ｂに直接的に連通するポート形状を有している。この変形例のエンジン１２０にあっても、前述した第１実施例のエンジン１００と同様の作用効果を奏することができる。勿論、図９に図示の他の実施例の掃気ポート２４と従来の掃気ポートとの組み合わせであってもよい。

【0063】

以上、層状掃気且つ反転掃気式の空冷エンジン１００を例に本発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されない。実施例では、片側に２つの掃気ポート２４Ａ、２４Ｂを備えているが、掃気ポート２４の数は限定されない。片側に一つの掃気ポート２４を備えたエンジンであってもよいし、片側に３つの掃気ポート２４を備えたエンジンであってもよい（特許文献５参照）。

【0064】

また、掃気ポート２４の配置に関し、シリンダボア４を平面視したときに、左右対称に掃気ポート２４を配置してもよいし、非対象に配置してもよい。

【0065】

図１３に示すように、クランク室１２内の混合気だけで掃気する形式のエンジン（フレッシュエアを使用しない掃気方式のエンジン）にも本発明を効果的に適用できる。また、図１４に示すように、吸気系のフレッシュエア通路５０と掃気通路２２との間にリード弁５２を介装した形式のエンジンにも本発明を適用できる。

【0066】

実施例のエンジン１００では、混合気ポート８と排気ポート１０とが、シリンダ室１８を挟んで直径方向に互いに対抗した位置に配置されている。２ストローク内燃エンジンは、混合気ポート８と排気ポート１０とが同じ側に位置しているエンジンもある。このエンジンに対しても本発明を効果的に適用できる。

【0067】

また、実施例のエンジン１００では、排気ポート１０がシリンダ室１８の一側に配置され、シリンダ室１８の他側にフレッシュエアポート２６が配置されている。２ストローク内燃エンジンは、フレッシュエアポート２６を排気ポート１０と同じ側に配置したエンジンが知られている。このエンジンに対しても本発明を効果的に適用できる。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は広く２ストローク内燃エンジンに適用できる。本発明は、典型的には、作業機、特に刈払機、ブロア、チェーンソーなど携帯式の作業機に効果的に適用できる。

【符号の説明】

【0069】

１００ 実施例の空冷２ストローク内燃エンジン
２ シリンダ
４ シリンダボア
６ ピストン
６ａ エア溝（ピストン溝）
８ 混合気ポート
１０ 排気ポート
１２ クランク室
１４ クランクシャフト
１８ シリンダ室
２２ 掃気通路
２４ 掃気ポート
２４ａ 掃気ポートの排気ポートとは反対側の延長部分の後壁面
２６ フレッシュエアポート
２８ 掃気ポートのポート本体
３０ 掃気ポートのポート延長部分
３２ 端壁面（ポート延長部分）
３４ 上壁面（ポート延長部分）
３６ 下壁面（ポート延長部分）
３８ 後壁面（ポート延長部分）
４０ コーナー部分（延長部分と掃気通路との境界）
Ａ メイン掃気ガス流
Ｂ 付随掃気ガス流

【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】