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(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】
(24)【登録日】2024-03-19
(45)【発行日】2024-03-28
(54)【発明の名称】２ストロークエンジン
(51)【国際特許分類】
F02B 19/12 20060101AFI20240321BHJP
F02B 25/16 20060101ALI20240321BHJP
F02P 13/00 20060101ALI20240321BHJP
【ＦＩ】
F02B19/12 F
F02B19/12 B
F02B25/16 B
F02B25/16 N
F02P13/00 301A
F02P13/00 301B
F02P13/00 301J
F02P13/00 302A
F02P13/00 302B
F02P13/00 302D
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020147057
(22)【出願日】2020-09-01
(65)【公開番号】P2022041700
(43)【公開日】2022-03-11
【審査請求日】2023-06-06
(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
(72)【発明者】
【氏名】衞藤 邦淑
(72)【発明者】
【氏名】山口 史郎
(72)【発明者】
【氏名】吉崎 拓男
【審査官】津田 真吾
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５２－１４８７１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４９－１３２４０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４９－７８００３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｂ １９／００
Ｆ０２Ｂ ２５／００
Ｆ０２Ｐ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
点火装置と、ピストンによって画成される燃焼室と、
該燃焼室に開口され、ピストンによって開閉される掃気ポートと、
該掃気ポートを通じて前記燃焼室とクランク室とを連通する掃気通路とを有し、
掃気行程において、前記クランク室で予圧縮された吸気が前記掃気ポートを通じて前記燃焼室に供給されて前記燃焼室内に掃気ガス流が生成され、該掃気ガス流によって前記燃焼室内の既燃ガスを排気ポートに押し出すことにより排気する２ストロークエンジンにおいて、
前記点火装置の先端部を閉じ込める隔壁と、
該隔壁によって形成され、前記燃焼室から独立し且つ前記点火装置の先端部を包囲する着火促進室と、
該隔壁に設けられ、各々が前記燃焼室に開口する第１開口と前記着火促進室に開口する第２開口とを備えて、前記燃焼室と前記着火促進室とを連通させる複数の連通孔とを有し、
前記複数の連通孔のうち少なくとも一つの連通孔が、燃焼行程で前記燃焼室から火炎を噴出する際に、火炎が掃気ガス流に乗る方向に開口されていることを特徴とする２ストロークエンジン。
【請求項2】
前記複数の連通孔のうち少なくとも一つの連通孔が、掃気行程で前記燃焼室に形成される掃気ガス流を受け入れる方向に開口されている、請求項１に記載の２ストロークエンジン。
【請求項3】
前記掃気ガス流が、前記排気ポートから離れる方向且つ上方に向けた流れである、請求項１又は２に記載の２ストロークエンジン。
【請求項4】
前記着火促進室が、前記掃気ガス流の流速が相対的に速い及び／又は流量が相対的に多い箇所に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
【請求項5】
前記掃気ポートが、主掃気ポートと、該主掃気ポートに隣接し且つ前記排気ポートから離れる側に位置する第２掃気ポートとを含む、請求項４に記載の２ストロークエンジン。
【請求項6】
前記掃気ポートが、前記排気ポートとは反対側に位置し、前記掃気ガス流を上方に差し向けるブースターポートを更に有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
【請求項7】
前記着火促進室が、前記燃焼室の中心に配置されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
【請求項8】
前記複数の連通孔の数が少なくとも２つである、請求項１～７のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
【請求項9】
前記複数の連通孔のうち、少なくとも一つの連通孔が前記点火装置の先端部の局所的なホットスポットに指向されている、請求項２～８のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
【請求項10】
前記複数の連通孔の各々の軸線が一点で交差し、該複数の連通孔から噴出する火炎が燃焼室に向けて末広がりに拡散する、請求項９に記載の２ストロークエンジン。
【請求項11】
前記エンジンのシリンダと一体成形された有底筒形状のキャップ部を有し、該キャップ部の閉塞端部で前記隔壁が構成され、
前記キャップ部の筒部に前記点火装置が螺着される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
【請求項12】
前記エンジンのシリンダとは別部材の有底筒形状のキャップ部材を有し、該キャップ部材の閉塞端部で前記隔壁が構成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の２ストロークエンジン。
【請求項13】
前記キャップ部材が前記点火装置の一部を構成している、請求項１２に記載の２ストロークエンジン。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は２ストロークエンジンに関し、より詳しくはクランク室で吸気を予圧縮し、この予圧縮した吸気を掃気通路を通じて燃焼室に供給するクランク室圧縮方式のエンジンに関する。
【背景技術】
【0002】
２ストロークエンジンは小型且つ軽量であるため作業機、例えば刈払機、チェーンソーなどの手持ち作業機の動力源として普及している。現在最も普及している２ストロークエンジンはクランク室圧縮方式のエンジンである。すなわち、クランク室圧縮方式のエンジンは、クランク室で混合気を予圧縮し、掃気行程において、予圧縮した混合気を掃気通路を通じて燃焼室に供給して燃焼室の掃気が行われる。このように、２ストロークエンジンは、混合気を使って掃気を行うため、掃気行程において混合気が排気される、いわゆる「吹き抜け」の問題を含んでいる。この「吹き抜け」問題を改善するため、掃気行程において、混合気を燃焼室に供給する前に、燃料を含まないフレッシュ空気又はリーン混合気を含む先導空気を燃焼室に供給して、既燃ガスと混合気との間に空気層を形成する層状掃気式エンジンが開発され（特許文献１）、そして層状掃気式エンジンは既に実用化されて作業機に数多く搭載されている。
【0003】
２ストロークエンジンは、燃焼室に既燃ガスが残留するという問題を有している。この残留する既燃ガスの量はサイクル毎に一定ではない。このことに起因して、２ストロークエンジンは、既燃ガスの量が多いサイクルでは混合気の着火性が悪化するという根本的な問題を含んでいる。この問題に由来する典型例が低負荷運転時の不整燃焼である。不整燃焼が発生すると、排気ガス中の未燃成分の濃度が増加するためエミッション問題を引き起こす。
【0004】
４ストロークエンジンに限らず、２ストロークエンジンにおいても電子制御の開発、特に空燃比を最適化する技術開発が行われている。
【0005】
特許文献２は、空燃比が相対的にリーンな混合気であっても着火の確実性を担保できる２ストロークエンジンを提案している。この２ストロークエンジンは、シリンダヘッドに形成された副室を備えている。気化器は相対的にリーンな混合気を生成する主通路と、リッチな混合気を生成する第２通路を有している。気化器内の主通路で生成された相対的にリーンな混合気は、吸気として、主混合気供給通路を通じてクランク室に供給され、クランク室で予圧縮される。すなわち、クランク室で予圧縮された混合気は副室には供給されない。その代わりに、気化器内の第２通路で生成されたリッチな混合気が追加の混合気供給通路を通じて副室に供給される。副室と燃焼室とはトーチノズルで連通されている。副室には点火プラグが装着されている。副室内のリッチな混合気は、点火プラグの点火によって着火して副室内で燃焼し、そして、火炎がトーチノズルを通じて燃焼室に噴出される。
【0006】
特許文献３は、具体的には水冷式２気筒の２ストロークディーゼルエンジンを開示している。この２ストロークエンジンはディーゼルエンジンであることから点火プラグは備えていない。特許文献３のエンジンは、シリンダヘッドに形成された扁平な円筒形状の副室を備え、副室には燃料噴射ノズルから燃料が供給される。
【0007】
特許文献３のディーゼルエンジンにおいて、吸気として、空気がクランク室に供給される。この空気はクランク室で予圧縮され、予圧縮された空気が掃気通路を通じて燃焼室に供給される。副室と燃焼室とは連通孔を通じて連通している。燃焼室の空気は連通孔を通じて副室に導入され、副室内にスワールが形成される。
【0008】
具体的に説明すると、連通孔は、燃焼室に開口する第１開口と、副室に開口する第２開口とを有する通路で構成され、そして連通孔は円筒形状の副室の側壁面に沿った方向に指向されている。すなわち、連通孔は、第１、第２の開口が互いにオフセットした斜めに延びる通路形状を有し、この連通孔によって、円筒状の副室の平面視円形の側壁に沿った気流つまりスワールが生成される。副室内において、燃料噴射ノズルから吐出された燃料がスワールによって混合され、そしてピストン上昇に伴う副室内の上昇した圧縮熱によって混合気が着火して燃焼し、燃焼ガスが連通孔を通じて副室から燃焼室に吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】US２０１１／００７９２０６A1
【文献】JP特開S４９(1974)―７８００３号公報
【文献】JP特開２０００－２４８９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
クランク室圧縮方式の２ストロークエンジンにおいて、今現在に至るまで、副室を備えたエンジンは実用化されていない。
【0011】
本発明は、各サイクルでの着火の不確実性を防止できる２ストローク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】
【0012】
上記の技術的課題は、本発明にあっては、
点火装置と、
ピストンによって画成される燃焼室と、
該燃焼室に開口され、ピストンによって開閉される掃気ポートと、
該掃気ポートを通じて前記燃焼室とクランク室とを連通する掃気通路とを有し、
掃気行程において、前記クランク室で予圧縮された吸気が前記掃気ポートを通じて前記燃焼室に供給されて前記燃焼室内に掃気ガス流が生成され、該掃気ガス流によって前記燃焼室内の既燃ガスを排気ポートに押し出すことにより排気する２ストロークエンジンにおいて、
前記点火装置の先端部を閉じ込める隔壁と、
該隔壁によって形成され、前記燃焼室から独立し且つ前記点火装置の先端部を包囲する着火促進室と、
該隔壁に設けられ、各々が前記燃焼室に開口する第１開口と前記着火促進室に開口する第２開口とを備えて、前記燃焼室と前記着火促進室とを連通させる複数の連通孔とを有し、
前記複数の連通孔のうち少なくとも一つの連通孔が、燃焼行程で前記燃焼室から火炎を噴出する際に、火炎が掃気ガス流に乗る方向に開口されていることを特徴とする２ストロークエンジンを提供することによって達成される。
点火装置と、
ピストンによって画成される燃焼室と、
該燃焼室に開口され、ピストンによって開閉される掃気ポートと、
該掃気ポートを通じて前記燃焼室とクランク室とを連通する掃気通路とを有し、
掃気行程において、前記クランク室で予圧縮された吸気が前記掃気ポートを通じて前記燃焼室に供給されて前記燃焼室内に掃気ガス流が生成され、該掃気ガス流によって前記燃焼室内の既燃ガスを排気ポートに押し出すことにより排気する２ストロークエンジンにおいて、
前記点火装置の先端部を閉じ込める隔壁と、
該隔壁によって形成され、前記燃焼室から独立し且つ前記点火装置の先端部を包囲する着火促進室と、
該隔壁に設けられ、各々が前記燃焼室に開口する第１開口と前記着火促進室に開口する第２開口とを備えて、前記燃焼室と前記着火促進室とを連通させる複数の連通孔とを有し、
前記複数の連通孔のうち少なくとも一つの連通孔が、燃焼行程で前記燃焼室から火炎を噴出する際に、火炎が掃気ガス流に乗る方向に開口されていることを特徴とする２ストロークエンジンを提供することによって達成される。
【0013】
本発明の作用効果および他の目的は、以下の本発明の実施例及び変形例を含む詳細な説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明に従うクランク室圧縮方式のエンジンの全体構成の一例を説明するための図であり、通常掃気方式のエンジンを示す。
【図2】本発明に従うクランク室圧縮方式のエンジンの全体構成の一例を説明するための図であり、層状掃気方式のエンジンを示す。
【図3】実施例の一例の２ストロークエンジンの全体構成を説明するための図である。
【図6】本発明に含まれる着火促進室を形成するキャップ要素として、キャップ部をシリンダと一体成形した変形例を説明するための図である。
【図7】本発明に含まれる着火促進室を形成するキャップ要素の閉塞端部で構成される隔壁の配置に関する変形例を示し、隔壁は燃焼室の頂面と面一に配置されている。
【図8】本発明に含まれる着火促進室を形成するキャップ要素の閉塞端部で構成される隔壁の配置に関する他の変形例を示し、隔壁は燃焼室の頂面の凹所に配置されている。
【図9】本発明に含まれる着火促進室を形成するキャップ要素の閉塞端部で構成される隔壁の複数の連通孔の通路形状に関する変形例を示し、複数の連通孔は互いに平行に延びている。
【図11】キャップ要素の閉塞端部で構成される隔壁の肉厚及び連通孔の通路形状の変形例を示し、隔壁の肉厚が筒部に比べて厚く且つ複数の連通孔の軸線がスパークプラグの中心電極で交差する交差角度が４５°である。
【図12】キャップ要素の閉塞端部で構成される隔壁の肉厚及び連通孔の通路形状の変形例を示し、隔壁の肉厚が筒部に比べて厚く且つ複数の連通孔の軸線がスパークプラグの中心電極で交差する交差角度が１２０°である。
【図13】連通孔の通路形状の変形例を示し、複数の連通孔の軸線が閉塞端部の内面で交差している。
【図14】キャップ要素の閉塞端部の外形形状の変形例を示し、閉塞端部の外形形状が角張った円筒形状である。
【図15】キャップ要素の閉塞端部の外形形状の他の変形例を示し、閉塞端部の外形形状が円形ドーム形状である。
【図16】着火促進室の配置位置に関する変形例に関するエンジン上部の断面図であり、着火促進室が燃焼室の中心に位置している。
【図18】着火促進室の配置位置に関する他の変形例の図であり、吸気ポートと排気ポートと燃焼室の中心を通る第１中心線を挟む左右の一側にオフセットして着火促進室が位置している。
【図20】燃焼室の頂面に関する変形例であるエンジン上部の断面図であり、燃焼室の頂面において、排気ポート側に位置する部分が燃焼室に向けて凸形状を有している。
【図21】複数の連通孔がスワールを生成する通路形状である変形例を説明するための図であり、燃焼室の頂面の概略説明図である。
【図22】複数の連通孔の着火促進室側の第２開口が面取りされている変形例を説明するための図であり、燃焼室の頂面の概略説明図である。
【図23】連通孔の数が５つである変形例を説明するための図であり、燃焼室の頂面の概略説明図である。
【図26】本発明のエンジンは、左右に位置する掃気ポートの形状及びその指向方向が左右非対称であってもよいことを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】
【0015】
以下に、添付の図面に基づいて本発明を説明する。図１、図２は、本発明に従うクランク室圧縮方式の典型的な２ストロークエンジンの一例の概略構成図である。このエンジンは、作業機、典型的には手持ち作業機の動力源として用いられる。手持ち作業機を具体的に例示すれば、チェーンソー、刈払機、トリマー、ブロワーなどを挙げることができる。
【0016】
図１、図２において、参照符号２は空冷単気筒の２ストロークエンジンを示す。２ストロークエンジン２はピストン４によって画成される燃焼室６を有し、燃焼室６には掃気ポート８が開口している。掃気ポート８は掃気通路１０を通じてクランク室１２に連通している。掃気ポート８はピストン４によって開閉される。図中、参照符号“Ｏ(c)”はクランクシャフト（図示せず）の中心軸線を示す。
【0017】
図中、参照符号１４はエアクリーナを示す。エアクリーナ１４で浄化された空気は気化器１６に供給される。気化器１６内の通路１６aにはスロットルバルブ１８が配設され、スロットルバルブ１８によってエンジン出力が制御される。スロットルバルブ１８としてバタフライバルブが図示されているが、バタフライバルブに代えてロータリバルブであってもよい。気化器１６には、燃料源２０の燃料が吐出部２２を通じて気化器内通路１６aに供給され、これにより気化器内通路１６aで混合気が生成される。変形例として、燃料吐出部２２に代えて燃料噴射ノズルであってもよい。また、エンジン２に対する燃料供給に関し、混合気供給通路３２に燃料噴射ノズルを設けて混合気供給通路３２に直接的に燃料を供給してもよいし、吸気通路である混合気供給通路３２を混合気が通過しないようにして、クランク室１２に燃料噴射ノズルを設けてクランク室１２に直接的に燃料を供給してもよい。掃気通路１０に燃料噴射ノズルを設けて掃気通路１０に直接的に燃料を供給してもよい。燃焼室６に燃料噴射ノズルを設けて燃焼室６に直接的に燃料を供給するようにしてもよく、この場合に、燃料ノズルを掃気ポート８に向けて燃料を噴射させて、混合気が、後に説明する掃気流Ｓfに乗るようにしてもよい。
【0018】
図中、参照符号２４は排気マフラーを示す。排気マフラー２４は排気ポート２８に通じており、排気ポート２８はピストン４によって開閉される。
【0019】
図１、図２において、参照符号３０は点火装置を示す。図示の点火装置３０は中心電極と、これに対向した接地電極とを含む周知のスパークプラグである。スパークプラグには点火タイミング毎に高電圧が供給され、これによりスパークプラグが電気的に火花を発生することにより混合気を着火させる。スパークプラグは点火装置３０の一例であり、本発明はこれに限定されない。点火装置３０は、例えばJP特開2009-224345号公報に開示のプラズマジェット点火プラグであってもよい。
【0020】
一般論として、２ストロークエンジンは、既知のように、ピストン４の下死点付近で排気行程と掃気行程が行われ、ピストン４の上昇に伴い、圧縮行程に移行する。その後、ピストン４の上死点付近で燃焼行程が行われた後に、膨張行程が行われる。このように、２ストロークエンジンはピストン４の動きと各行程とが明確に区分されてはいない。一方、４ストロークエンジンは、圧縮行程、燃焼行程、排気行程、吸気行程がピストンの上昇、下降の各動作によって明確に区分される。なお、２ストロークエンジンの圧縮比は、一般的に、４ストロークエンジンよりも低い。
【0021】
図１は、通常掃気方式のエンジン２を示す。通常掃気方式のエンジン２は、吸気としてクランク室１２に混合気が供給され、そして、クランク室１２で予圧縮した混合気である吸気が掃気通路１０、掃気ポート８を通じて燃焼室６に供給される。この場合に、吸気として、燃料が混合される前の空気が掃気通路１０、掃気ポート８、または燃焼室６に供給されることも考えられる。図２は、いわゆる層状掃気方式のエンジン２を示している。図１に図示の通常掃気方式のエンジン２と、図２に図示の層状掃気方式のエンジン２とを識別するために、通常掃気方式のエンジン２（図１）には参照符号（n）を付記し、層状掃気式のエンジン２（図２）には、参照符号(s)を付記してある。この２種類の２ストロークエンジンを総称するときには参照符号２を使用する。
【0022】
図１を参照して、通常掃気方式のエンジン２(n)に組み込まれる気化器１６は、生成した混合気が混合気供給通路３２を通じてクランク室１２に供給される。他方、図２の層状掃気式のエンジン２(s)に組み込まれる気化器１６は、２つの通路１６a、１６bを有し、第１の気化器内通路１６aで混合気が生成され、この混合気は混合気供給通路３２を通じてクランク室１２に供給される。第２の気化器内通路１６bは空気が通過し、この空気は先導空気通路３４を通じて掃気通路１０の上端部に供給される。
【0023】
図１、図２を参照して、エンジン２は、点火装置３０の先端部３０aを閉じ込める隔壁４０を有している。隔壁４０は、燃焼室６から独立した着火促進室４２を形成し、着火促進室４２は、点火装置３０の先端部３０aを包囲する内部空間４２aを有している。この内部空間４２aは、限定的な極力小さな容積を備えているのが好ましい。具体的には、点火装置３０の先端部３０aと干渉しない範囲で先端部３０aに接近した位置に隔壁４０を配置するのがよい。
【0024】
隔壁４０には、少なくとも２つの連通孔４４が形成されている。各連通孔４４は着火促進室４２と燃焼室６とに開口し、各連通孔４４によって着火促進室４２と燃焼室６とが連通されている。
【0025】
掃気ポート８の数は任意である。図１には一つの掃気ポート８が図示され、図２には２つの掃気ポート８(1)、８(2)が図示されている。図２に図示の第１の掃気ポート８(1)は主掃気ポートを示す。主掃気ポート８(1)に隣接する第２の掃気ポート８(2)は排気ポート２８から離れる側に位置している。主掃気ポート８(1)、第２掃気ポート８(2)を総称して掃気ポート８と呼ぶと、図１、図２を参照して、掃気ポート８は、排気ポート２８から離れる方向且つ上方に指向されている。このことから掃気ポート８から掃気ガスが吐出されると、矢印で示す掃気ガス流Ｓfが燃焼室６に生成される。この掃気ガス流Ｓfは、一般的に排気ポート２８から離れる方向且つ上方に向かい、そして、燃焼室６の上部で流れ方向を変えて、排気ポート２８に向けて下降するように、掃気ポート８の指向方向及び燃焼室６の形状が設計される。
【0026】
一般的に、エンジン２は起動時では冷えているが、始動し始めるとエンジン２自体が徐々に暖まる。２ストロークエンジンは、その構成から掃気行程においても未燃ガスが燃焼室６内に残留するため、エンジン２が４ストロークエンジンよりも暖まりやすい傾向にある。このため、混合気を含む掃気ガスは、掃気通路１０内を通ることで暖められる。また、混合気を含む掃気ガスが掃気ポート８から燃焼室６へと吐出されることで、燃焼室６を通過する過程でも、混合気を含む掃気ガス流Ｓfが暖められることになる。これにより、混合気を含む掃気ガスが掃気通路１０を通過する場合は、掃気通路１０内で混合気を暖めることができ、さらに混合気を含む掃気ガスが燃焼室６を通過する場合は、燃焼室６内でも混合気を暖めることができる。
【0027】
なお、燃焼室６に燃料噴射ノズルを設けて燃焼室６に直接的に燃料を供給する場合は、クランク室に吸気として空気が供給され、そしてクランク室で予圧縮された空気が掃気通路１０を通じて燃焼室６に吐出されるが、この掃気通路１０を通る空気は暖められた状態にあり、したがって、この暖められた空気を含む掃気ガスが掃気ポート８から燃焼室６へ吐出される。この掃気ポート８から吐出された空気流つまり掃気ガス流Ｓfに向けて、燃焼室６に設けた燃料噴射ノズルで燃焼を噴射すると、混合気を含む掃気ガス流Ｓfが燃焼室６内で暖められる。換言すれば、副室に燃料噴射ノズルで燃料を供給する場合に比べて、燃焼室に燃料を供給する方が混合気を暖める効果は大きい。
【0028】
着火促進室４２は、好ましくは、掃気ガス流Ｓfの流速が相対的に速い箇所及び/又は掃気ガスの流量が相対的に多い箇所に配置される。また、着火促進室４２を形成する隔壁４０の複数の連通孔４４のうち、掃気ガス流Ｓfの上流側に位置する連通孔４４(u)は、好ましくは、掃気ガス流Ｓfを受け入れる方向に指向されている。これにより、掃気行程ないし圧縮行程において、燃焼室６内の掃気ガス流Ｓfに乗って混合気が着火促進室４２に流入し易くなる。
【0029】
４ストロークエンジンは、上述したように、圧縮行程、燃焼行程、排気行程、吸気行程がピストンの上下動との関連で明確に区分される。一般論として、点火装置は点火を伴う燃焼行程で加熱状態となるが、４ストロークエンジンにあっては、点火装置の先端部及び局所的なホットスポットの熱が吸気行程で燃焼室に拡散される。
【0030】
本発明に従うエンジンは２ストロークエンジンである。実施例の一例として２ストロークエンジン２は、上述したように、ピストン４の下死点付近で行われる掃気行程の後に、これに続く圧縮行程が行われる。掃気行程と圧縮行程は連続的であることから、２ストロークエンジン２においては、点火装置３０の先端部３０aの熱が保持される環境にある。本発明によれば、点火装置３０の先端部３０aを隔壁４０によって閉じ込めるため、点火装置３０の先端部３０aの熱を閉じ込めて、点火装置３０の先端部３０aの熱で着火促進室４２内の掃気ガスに含まれる混合気を加熱することができる。
【0031】
一般的に、点火装置３０による点火は次のメカニズムによって発生する。点火装置３０を放電させると、中心電極１０２と接地電極１０４との間に存在する混合気にエネルギーが与えられる。このエネルギーによって、混合気中の燃料成分が温度上昇し、化学反応を開始して着火する。このため、隔壁４０によって閉じ込めた点火装置３０の先端部３０ａの熱を利用して混合気を加熱することで、着火に至る温度上昇を助長することができる。その結果、各サイクルでの着火の確実性を高めることができる。なお、上述したように、掃気通路１０を通過する前に燃料を供給して、掃気行程より早い段階で混合気を形成させることで、掃気通路１０と燃焼室６において、より混合気の温度を上昇させることが可能である。
【0032】
着火促進室４２で混合気が着火すると、着火促進室４２の容積が上述したように限定的であることから、連通孔４４を通じて火炎が直ちに燃焼室６に噴出する。隔壁４０には複数の連通孔４４が形成されているため、この複数の連通孔４４から複数の方向に噴出する火炎によって燃焼室６内の火炎の伝播速度を速めることができる。圧縮行程、これに続く燃焼行程においても、掃気ガス流Ｓfの流れは持続しているため、火炎は掃気ガス流Ｓfに乗ってさらに火炎伝播速度を速めることができる。
【0033】
燃焼行程において、火炎の伝播速度を速めることはノッキング発生を低下させる効果があり、また、２ストロークエンジンはサイクルが短いために従来であれば完全燃焼できずにいた未燃ガスを燃焼させることができるため、燃焼を安定化させる効果がある。これにより、エンジンの出力を高めつつエミッション特性を改善することができる。
【0034】
＜実施例＞
以下、本発明の好ましい実施例の一例及び変形例を説明するが、これら実施例及び変形例に含まれる要素において、上述した要素と同じ要素には同じ参照符号を使って説明する。図３ないし図５は、実施例の２ストロークエンジン１００を示す。図３は全体概要を説明するための図である。図４は、エンジン本体の上端部の断面図である。図５は、燃焼室を下方から見た燃焼室の頂面の概略説明図である。
以下、本発明の好ましい実施例の一例及び変形例を説明するが、これら実施例及び変形例に含まれる要素において、上述した要素と同じ要素には同じ参照符号を使って説明する。図３ないし図５は、実施例の２ストロークエンジン１００を示す。図３は全体概要を説明するための図である。図４は、エンジン本体の上端部の断面図である。図５は、燃焼室を下方から見た燃焼室の頂面の概略説明図である。
【0035】
図３、図４を参照して、実施例の２ストロークエンジン１００において、点火装置３０としてスパークプラグ３０(s)が採用されている。図４において、スパークプラグ３０(s)はその先端部３０aに、周知のように、中心電極１０２と、中心電極１０２の前方に隣接して位置する接地電極１０４とを有し、中心電極１０２と接地電極１０４との間にギャップが形成されている。
【0036】
図３において、参照符号１１０は吸気ポートを示す。吸気ポート１１０はピストン４によって開閉される。変形例として、吸気ポート１１０をリードバルブによって開閉させてもよい。吸気ポート１１０は、平面視したときに、断面円形の燃焼室６を挟んで排気ポート２８と直径方向に対向して配置されている。
【0037】
図５を参照して、吸気ポート１１０は、平面視したときに、燃焼室６の中心Ｏ(f)を通る第１中心線ＣL(1)上において、排気ポート２８と対向して配置されている。エンジン１００は、第１中心線ＣL(1)を挟んで、その両側に主掃気ポート８(1)と第２掃気ポート８(2)とを有している。主掃気ポート８(1)及び第２掃気ポート８(2)から吐出される掃気ガス、つまりクランク室１２で予圧縮された混合気は、前述したように排気ポート２８とは反対側つまり吸気ポート１１０側且つ上方に向けて流れる掃気ガス流Ｓfを生成する。
【0038】
上述した掃気ポート８に関し、実施例の２ストロークエンジン１００は、任意であるが、第３の掃気ポート８(3)を含んでいてもよい（図５）。第３の掃気ポート８(3)は排気ポート２８とは反対側の第１中心線ＣL(1)上に配置され、そして、上方に指向される。この種の掃気ポート８(3)は周知であり、「ブースターポート」と呼ばれている。
【0039】
図５において、参照符号ＣL(2)は上記第１中心線ＣL(1)と直交する第２中心線を示す。第２中心線ＣL(2)は燃焼室６の中心Ｏ(f)を通る。燃焼室６の頂面６aは第１、第２の中心線ＣL(1)、ＣL(2)で４つの頂面領域Ａr(1)～Ａr(4)に区分けすることができる。第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)は吸気ポート１１０側に位置している。第３、第４の頂面領域Ａr(3)、Ａr(4)は排気ポート２８側に位置している。
【0040】
図５を参照して、前述した隔壁４０は、燃焼室６の中心Ｏ(f)から吸気ポート１１０側にオフセットした位置に配置されている。より詳しくは、隔壁４０は、第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)の境界に配置されている。図４から最も良く分かるように、隔壁４０は、燃焼室６を形成するシリンダ１１２とは別部材のキャップ部材１１４で構成されている。
【0041】
キャップ部材１１４は、樹脂または金属で作られる。好ましくは、耐熱性樹脂または耐熱性金属で作られるとよい。キャップ部材１１４は有底筒体の形状を有し、筒部１１４(t)の外周面に第１のネジ部１１４(1)が形成され、内周面に第２のネジ部１１４(2)が形成されている。
【0042】
キャップ部材１１４は第１ネジ部１１４(1)を使ってシリンダ１１２に螺着され、また、キャップ部材１１４には、第２ネジ部１１４(2)を使ってスパークプラグ３０(s)が螺着される。変形例として、キャップ部材１１４は、第１ネジ部１１４(1)を有していなくてもよく、シリンダ１１２にキャップ部材１１４を嵌め込み、圧入もしくは、シリンダ１１２とキャップ部材１１４との間の隙間に接着剤を入れて固着してもよい。また、ボルトを用いてシリンダ１１２とキャップ部材１１４とを固定してもよい。この他にも、シリンダ１１２を金型成型するときに、キャップ部材１１４をインサート成形してもよい。上記は例であって、キャップ部材１１４をシリンダ１１２に固定する方法は特に問わない。
【0043】
ピストン４の頂面４aは平らである。ピストン４によって形成される燃焼室６には、キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aが突出した状態で配置され、この閉塞端部１１４aは実質的に上述した隔壁４０を構成している。閉塞端部１１４aのスパークプラグ３０(s)側の内面１１４(in)は山形の凹面に形作られている。内面１１４(in)を凹形状にすることで、スパークプラグ３０(s)の接地電極１０４との干渉を回避しつつ閉塞端部１１４aをスパークプラグ３０(s)の先端部に接近した位置に位置決めすることで、着火促進室４２の容積を可能な限り小さくすることができる。
【0044】
キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aは、上述したように、隔壁４０を構成して着火促進室４２を形成する。図５を参照して、閉塞端部１１４aには、閉塞端部１１４aの中心周りに４つの連通孔４４が形成されている。第１連通孔４４(u)は、第１中心線ＣL(1)上であって且つ吸気ポート１１０側、つまり掃気ガス流Ｓfが合流して束になって集まる箇所つまり掃気ガス流Ｓfの上流側に配置されている。第２連通孔４４(d)は、第１中心線ＣL(1)上であって且つ排気ポート２８側、つまり掃気ガス流Ｓfの下流側に配置されている。第３、第４連通孔４４(3)、４４(4)は、第２中心線ＣL(2)と平行且つ閉塞端部１１４aの中心を通る線上において、閉塞端部１１４aの中心を挟んで互いに対向する位置に配置されている。
【0045】
上記の４つの連通孔４４は、図４を参照して、スパークプラグ３０(s)の中心電極１０２、つまり局所的なホットスポットに向けて傾斜した通路形状を有している。各連通孔４４は、燃焼室６側の第１開口４４aと、着火促進室４２側の第２開口４４bを備えた真っ直ぐに且つ傾斜して伸びる通路形状を有している。
【0046】
燃焼室６に突出して位置する閉塞端部１１４aは、シリンダ１１２の中に奥まって位置している場合に比べて、掃気ガス流Ｓfを直接的に受ける。燃焼室６に突出する閉塞端部１１４aに形成された第１連通孔４４(u)の第１開口４４aは、図５から分かるように、掃気ガス流Ｓfを受け入れるように指向されている。
【0047】
上記の構成を有しているため、燃焼室６に開口する第１連通孔４４(u)は、掃気ガス流Ｓfを受け入れて着火促進室４２の内部のガス交換を促進することができる。特に、第２連通孔４４(d)が第１連通孔４４(u)と対となって、第１中心線ＣL(1)上の排気ポート２８側つまり掃気ガス流Ｓfの下流側に位置しているため、掃気ガス流Ｓfが合流して束になって集まる箇所に位置する第１連通孔４４(u)から入った掃気ガスによって、着火促進室４２の中に残留するガスを下流側の第２連通孔４４(d)を通じて燃焼室６に容易に押し出すことができる。
【0048】
着火促進室４２に受け入れられた掃気ガス流Ｓfに含まれる混合気は、スパークプラグ３０(s)の先端部３０aの熱によって加熱される。これにより混合気を加熱することで、燃料成分が着火に至る温度上昇を助長でき、混合気の着火性を高めることができる。
【0049】
スパークプラグ３０(s)の点火によって着火すると、着火促進室４２の容積が小さいことから火炎が４つの連通孔４４を通じて燃焼室６に噴出する。この４つの連通孔４４は、着火促進室４２から末広がりに延びる傾斜した通路形状を有していることから、燃焼室６の上部において四方に拡散した状態で連通孔４４から火炎が噴出される。その結果、燃焼行程において燃焼室６内の火炎の伝播速度を速めることができる。また、連通孔４４の通路形状は、燃焼室６に近づくほど直径が大きくなる末広がりの形状であってもよい。
【0050】
掃気ガス流Ｓfは圧縮行程、これに続く燃焼行程でも維持される。このことから掃気ガス流Ｓfの下流側に位置する第２連通孔４４(d)から噴出する火炎を掃気ガス流Ｓfに乗せることで火炎の伝播速度を増速させる。その結果、第２連通孔４４(d)から噴出する火炎によって燃焼室６内の火炎の伝播速度を増速させることができる。また、第３、第４連通孔４４(3)、４４(4)から噴出する火炎は、掃気ガス流Ｓfの流れに沿わない方向に噴出される。このため、シリンダ内の掃気ガス流Ｓfと、火炎の勢いにより、シリンダ内の流動がさらに乱れ、燃焼をより活性化することができる。
【0051】
図４から良く分かるように、燃焼室６の頂面６aは円錐状の形状を有している。そして、スパークプラグ３０(s)を含むキャップ部材１１４は、燃焼室６の中心Ｏ(f)からオフセットした位置に配置され、排気ポート２８から離れる側にオフセットされている。図５を参照して、発明者らが検証した結果、左右の主掃気ポート８(1)の排気ポート２８側の接線で区分される吸気ポート１１０側の頂面領域Ａr(5)に連通孔４４を配置することで、着火促進室４２内を速やかにガス交換できることが確認できた。また、掃気ガス流Ｓfは、吸気ポート１１０側の第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)において、その燃焼室頂面６aに強く当たることが確認できた。更に、上述した配置は着火促進室４２の良好なガス交換だけでなく、燃焼行程における燃焼室６内の火炎の伝播速度を速める効果を確認できた。この効果は、圧縮行程、これに続く燃焼行程でも依然として存在する掃気ガス流Ｓfの流れに乗せて、火炎を４つの連通孔４４を通じて燃焼室６に噴出させることができるためである。そして、連通孔４４から噴出される火炎によって、掃気ガス流Ｓfの速度を増速させることができると共に燃焼室６内の火炎伝播速度を増速させることができる。このことから、特に頂面領域Ａr(5)に全ての領域が含まれる第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)に着火促進室４２を配置するのが好ましい。この第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)には燃焼室６の中心Ｏ(f)が含まれる。このことから燃焼室６の中心Ｏ(f)に着火促進室４２を配置してもよい。
【0052】
上記実施例に含まれる主要な要素の変形例を図６以降の図面に基づいて説明する。以下の説明において、上記実施例に含まれる要素と同じ要素には同じ参照符号を付して説明する。
【0053】
上記の実施例では、シリンダ１１２とは別部材のキャップ部材１１４によって着火促進室４２が形成されている（図４）。図６は、キャップ部材１１４をシリンダ１１２と一体成形した変形例を説明するための図である。図６において、シリンダ１１２は、有底筒状のキャップ部２００を有し、筒部２００(t)の内周面には第２ネジ部１１４(2)が形成されている。第２ネジ部１１４(2)に点火装置３０を螺着させることにより、前述した着火促進室４２が形成される。キャップ部２００の閉塞端部２００aは上述した隔壁４０を実質的に構成し、この閉塞端部２００aは燃焼室６に向けて突出して位置している。この変形例から分かるように、本発明に含まれる着火促進室４２を構成する隔壁４０は、シリンダ１１２とは別体のキャップ部材１１４で構成してもよいし、シリンダ１１２と一体成形したキャップ部２００で構成してもよい。キャップ部２００とキャップ部材１１４は、着火促進室４２を構成する要素である点で実質的に同じ機能を有していることから、キャップ部２００とキャップ部材１１４とを総称するときには「キャップ要素」と呼ぶ。
【0054】
スパークプラグ３０(s)は後付けでキャップ部材１１４に装着してもよい。変形例として、スパークプラグ３０(s)をシリンダ１１２に組み付ける前に、スパークプラグ３０(s)にキャップ部材１１４を組み付けて、キャップ部材１１４をスパークプラグ３０(s)の一部を構成する部材とした後に、キャップ部材１１４を含むスパークプラグ３０(s)をシリンダ１１２に組み付けるようにしてもよい。
【0055】
図７、図８は、キャップ部材１１４を例示して、キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aで構成される上記の隔壁４０の配置に関する変形例を示す。図７を参照して、キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aは燃焼室６の頂面６aと面一であってもよい。すなわち、着火促進室４２を構成する隔壁４０は、燃焼室６の頂面６aと面一に配置してもよい。
【0056】
図８を参照して、キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aは燃焼室６の頂面６aから奥まって位置していてもよい。すなわち、着火促進室４２を構成する隔壁４０は、燃焼室６の頂面６aの凹所に配置してもよい。
【0057】
図７、図８を参照して、シリンダ１１２とは別部材のキャップ部材１１４を例に閉塞端部１１４aの配置に関する変形例を説明したが、キャップ部材１１４の代わりに、シリンダ１１２と一体成形したキャップ部２００であってもよい。
【0058】
上記の実施例では、４つの連通孔４４がスパークプラグ３０(s)の中心電極１０２から放射状に延びる傾斜した軸線上に形成されている（図４）。図９は、複数の連通孔４４が互いに平行である変形例を説明するための図である。キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aに形成された複数の連通孔４４は、その軸線が互いに平行である。図１０は、現在普及しているスパークプラグ３０(s)を示す。図１０の参照符号３０(th)は、スパークプラグ３０(s)のネジ部を示し、このネジ部３０(th)を使ってスパークプラグ３０(s)がエンジンに組み付けられる。スパークプラグ３０(s)は中心電極１０２の周囲にリング状の凹所１０６を有し、この凹所１０６は「ガスポケット」と呼ばれている。ガスポケット１０６には高温のガスが保持され、局所的なホットスポットを形成する。図９を参照して説明した複数の互いに平行に延びる連通孔４４は、その軸線がガスポケット１０６に向けて延びる配置にするのが好ましい。これにより、着火促進室４２に導入される掃気ガスを局所的なホットスポットであるガスポケット１０６に差し向けることができる。
【0059】
図９は、また、閉塞端部１１４aの内面１１４(in)を平らな面で構成してもよいことを例示している。図９は、例示的にキャップ部材１１４を図示したものであり、シリンダ１１２と一体成形したキャップ部２００であってもよい。
【0060】
上記の実施例に含まれるキャップ部材１１４及び図６を参照して説明したキャップ部２００は、筒部１１４(t)、２００(t)と閉塞端部１１４a、２００aが同じ肉厚を有している。図１１、図１２は、シリンダ１１２と一体成形のキャップ部２００を例示的に描いてあるが、別体のキャップ部材１１４を含むキャップ要素は筒部１１４(t)、２００(t)に比べて閉塞端部１１４a、２００aの肉厚が相対的に厚くてもよいことを示している。閉塞端部１１４a、２００aを肉厚に形成することで、当該部分の蓄熱性を高めることができる。
【0061】
また、複数の連通孔４４は典型的には局所的なホットスポットを形成するスパークプラグ３０(s)の中心電極１０２に向けられているが、図１１に図示の変形例では、各連通孔４４の軸線が交わる交差角度θ１が９０°であり、図１２に図示の変形例では、交差角度θ２が１２０°である。図９を参照して先に説明した変形例では、交差角度はゼロ度である。このように交差角度θの具体的な数値は設計事項であり、本発明を適用したエンジンのスペックに対応して最適な値を設定すればよい。
【0062】
上記の実施例では、複数の連通孔４４の軸線がスパークプラグ３０(s)の中心電極１０２で交差している（図４）。図１３に図示の変形例では、複数の連通孔４４の軸線が閉塞端部２００aの内面２００(in)で交差している。つまり、別体のキャップ部材１１４を含むキャップ要素に配置された複数の連通孔４４の軸線は、着火促進室４２内で交差させてもよいし、閉塞端部１１４ａ、２００ａの内面１１４(in)、２００(in)で交差させてもよい。また、複数の連通孔４４の軸線の交差角度αは任意であり、交差角度αは本発明を適用したエンジンのスペックに対応して最適な値を設定すればよい。
【0063】
キャップ部材１１４、キャップ部２００の閉塞端部１１４a、２００aつまり有底筒状のキャップ要素の閉塞端部の外形形状に関し、実施例や上記の変形例では、閉塞端部１１４a、２００aは円筒の外周端部を湾曲させた形状を有している(図４、図６など)。図１４は、シリンダ１１２と一体成形のキャップ部２００の変形例を図示しているが、キャップ部２００の閉塞端部２００aは、角張った円筒形状を有していてもよい。このことは、シリンダ１１２とは別体のキャップ部材１１４でも同じである。図１５は、キャップ部材１１４、キャップ部２００の閉塞端部１１４a、２００aの形状に関する他の変形例を示す。図１５に図示のように、キャップ部２００の閉塞端部２００aは円形ドーム形状であってもよい。このことは、シリンダ１１２とは別体のキャップ部材１１４でも同じである。
【0064】
図５を参照して前述したように、着火促進室４２の配置位置に関し、頂面領域Ａr(5)、好ましくは燃焼室６の中心Ｏ(f)を含む第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)に着火促進室４２を配置するのがよい。図１６に図示の変形例では、着火促進室４２が燃焼室６の中心Ｏ(f)に配置されている。図１７は、図１６に図示の燃焼室６の内部から燃焼室６の頂面６aを見た図である。図１７から分かるように、着火促進室４２が燃焼室６の中心Ｏ(f)に位置し、そして、４つの連通孔４４は、燃焼室６の中心Ｏ(f)を挟んで第１、第２の中心線ＣL(1)、ＣL(2)上に各々配置されている。図１６に図示の変形例では、シリンダ１１２とは別体のキャップ部材１１４で着火促進室４２が形成されているが、シリンダ１１２と一体成形のキャップ部２００で着火促進室４２を形成してもよい。また、図１６は、ピストン４の頂面４aに関する変形例を表している。実施例では、ピストン４の頂面４aは平らな面で構成されているが（図４）、図１６に図示のピストン４の頂面４aは、上方に向けて凸の球面形状を有する。
【0065】
着火促進室４２の配置位置に関し、図１８、図１９に示すように、主掃気ポート８(1)の排気ポート２８側の接線で囲まれ且つ排気ポート２８とは反対側の第５頂面領域Ａr(5)において、第１中心線ＣL(1)からオフセットした位置に着火促進室４２を設けてもよい。図１８は、第１中心線ＣL(1)から一方側にオフセットし且つ第２中心線ＣL(2)上に着火促進室４２を配置した変形例を示す。図１９は、第１中心線ＣL(1)から他方側にオフセットし且つ第２中心線ＣL(2)上に着火促進室４２を配置した変形例を示す。
【0066】
図２０は、燃焼室６の頂面６aに関する変形例を示す図である。前述した実施例では、燃焼室６の頂面６aは円錐状の形状を有し、第２の中心線ＣL(2)を挟んで、第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)と、第３、第４の頂面領域Ａr(3)、Ａr(4)とは対称である（図４）。図２０に図示のように、燃焼室６の頂面６aは、第１、第２の頂面領域Ａr(1)、Ａr(2)と、第３、第４の頂面領域Ａr(3)、Ａr(4)とが非対称であり、排気ポート２８側に位置する第３、第４の頂面領域Ａr(3)、Ａr(4)は凸部３００によって燃焼室６に向けて凸の形状を有している。
【0067】
図２１ないし図２６は、複数の連通孔４４の通路形状に関する変形例を示す。前述した実施例は４つの連通孔４４を含み、４つの連通孔４４の軸線はスパークプラグ３０(s)の中心電極１０２で交差している（図４、図５）。図２１は、例示的に４つの連通孔４４が着火促進室４２の内部にスワールを生成する通路形状を有している。スワールの方向は右方向でも左方向でもよい。このスワールを生成する連通孔４４によって、着火促進室４２にスワールを発生させることができ、また連通孔４４を通じて噴出する火炎によって燃焼行程の燃焼室６にスワールを発生させることができる。これにより、燃焼室６の全域に亘って火炎の伝播を均一化することができる。
【0068】
図２２は、各連通孔４４の着火促進室４２側の第２開口４４bに面取り４６を施しても良いことを説明するための図である。連通孔４４の着火促進室４２側の第２開口４４bに面取り４６を施さない場合、第２開口４４bのエッジ部分が過熱され、その箇所で異常燃焼が生じることがある。しかし、連通孔４４の第２開口４４bに面取り４６を施すことで、過熱部位がなくなるため、異常燃焼を回避することができる。また、連通孔４４の第２開口４４bに面取り４６を施すことで、燃焼室６から着火促進室４２への流路抵抗が少なくなり、混合気を含む掃気ガス流Ｓfを着火促進室４２へと流入し易くすることができる。さらに、燃焼行程で、連通孔４４を通じて着火促進室４２から燃焼室６に噴出する火炎の噴流を、より強くすることができる。図２２は、各連通孔４４の着火促進室４２側の第２開口４４bに面取り４６を施すことで、燃焼室６側の第１開口４４aと開口径を異なるようにしたが、各連通孔４４における燃焼室６側の第１開口４４aと着火促進室４２側の第２開口４４bのそれぞれの開口径を任意に変更させてもよい。換言すれば、各連通孔４４の開口は、同一形状及び/または同一径でなくてもよく、各連通孔４４の開口形状及び開口径は、適用したエンジンのスペックに対応して最適な形状及び径を設定すればよい。
【0069】
図２３ないし図２５は、複数の連通孔４４の数は任意であり、その配置も、本発明を適用したエンジンのスペックに基づいて任意であることを説明するための図である。図２３ないし図２５に図示の変形例では、連通孔４４が５つであるが例示に過ぎず、連通孔４４の数は設計事項である。また、図２３ないし図２５に図示の変形例では、着火促進室４２はキャップ部材１１４で形成されているが、シリンダ１１２と一体成形したキャップ部２００で形成してもよい。
【0070】
図２３において、５つの連通孔４４は、一つがキャップ部材１１４の閉塞端部１１４aの中心に配置され、その周りに４つの連通孔４４が等間隔に配置されている。図示の例では、掃気ガス流Ｓf(図２)が合流して束になって集まる箇所に配置された連通孔４４(u)を有している。なお、図２３に図示の５つの連通孔４４は、各連通孔４４の軸線がスパークプラグ３０(s)の中心電極１０２で交差する通路形状を有している。
【0071】
図２４に図示の５つの連通孔４４は、キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aの中心の周りに５つの連通孔４４が等間隔に配置されている。そして、一つの連通孔４４(u)が掃気ガス流Ｓf(図２)が合流して束になって集まる箇所に配置されている。
【0072】
図２５に図示の５つの連通孔４４は、キャップ部材１１４の閉塞端部１１４aの中心の周りに５つの連通孔４４が等間隔に配置されている点で図２４に図示の変形例と同じであるが、一つの連通孔４４(d)が掃気ガス流Ｓf(図２)の下流側に配置されている。また、他の４つの連通孔４４はそれぞれ二対の掃気ポート８へと指向しており、掃気ガス流Ｓfを受け入れるように配置されている。
【0073】
図２４と図２５に図示の５つの連通孔４４は、図示していないが、複数の連通孔４４の夫々の連通孔４４の開口径を異ならせることで、スワールを生成する通路形態を構成してもよい。この場合、各連通孔４４の軸線がスパークプラグ３０(s)の中心電極１０２で交差する通路形状でもよい。スワールを生成する連通孔４４によって、着火促進室４２にスワールを発生させることができ、また連通孔４４を通じて噴出する火炎によって燃焼行程の燃焼室６にスワールを発生させることができる。これにより、燃焼室６の全域に亘って火炎の伝播を均一化することができる。
【0074】
前述した実施例では、第１中心線ＣL(1)を挟んで左右の側に位置する掃気ポート８が左右対称の形状を有している。図２６を参照すると直ぐに理解できるように、掃気ポート８の通路形状及びその指向方向が左右非対称であってもよい。この左右非対称の掃気ポートに適合させるように連通孔４４の配置及び通路形状が最適化される。
【0075】
以上、本発明の実施例及びこれに含まれる要素の様々な変形例を説明したが、これらは任意に組み合わせが可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【0076】
２ 本発明に従う２ストロークエンジン
２(n) 図１の通常掃気方式のエンジン本体
２(s) 図２の層状掃気方式のエンジン本体
４ ピストン
６ 燃焼室
８ 掃気ポート
８(1) 主掃気ポート
８(2) 第２掃気ポート
８(3) ブースターポート
Ｓf 掃気ガス流
１０ 掃気通路
１２ クランク室
２８ 排気ポート
３０ 点火装置
３０a 点火装置の先端部
３０(s) スパークプラグ
４０ 着火促進室を形成する隔壁
４２ 着火促進室
４４ 隔壁の連通孔
１００ 実施例の２ストロークエンジン
１０２ プラグの中心電極（局所的なホットスポットを形成する）
１０６ ガスポケット（局所的なホットスポットを形成する）
１１０ 吸気ポート
１１２ シリンダ
１１４ キャップ部材
１１４(t) キャップ部材の筒部
１１４(1) 第１ネジ部（キャップ部材をシリンダに装着）
１１４(2) 第２ネジ部（スパークプラグが装着される）
１１４a キャップ部材の閉塞端部（隔壁を構成する）
２００ シリンダと一体成形されるキャップ部
２００(t) キャップ部の筒部
２００a キャップ部の閉塞端部（隔壁を構成する）
２(n) 図１の通常掃気方式のエンジン本体
２(s) 図２の層状掃気方式のエンジン本体
４ ピストン
６ 燃焼室
８ 掃気ポート
８(1) 主掃気ポート
８(2) 第２掃気ポート
８(3) ブースターポート
Ｓf 掃気ガス流
１０ 掃気通路
１２ クランク室
２８ 排気ポート
３０ 点火装置
３０a 点火装置の先端部
３０(s) スパークプラグ
４０ 着火促進室を形成する隔壁
４２ 着火促進室
４４ 隔壁の連通孔
１００ 実施例の２ストロークエンジン
１０２ プラグの中心電極（局所的なホットスポットを形成する）
１０６ ガスポケット（局所的なホットスポットを形成する）
１１０ 吸気ポート
１１２ シリンダ
１１４ キャップ部材
１１４(t) キャップ部材の筒部
１１４(1) 第１ネジ部（キャップ部材をシリンダに装着）
１１４(2) 第２ネジ部（スパークプラグが装着される）
１１４a キャップ部材の閉塞端部（隔壁を構成する）
２００ シリンダと一体成形されるキャップ部
２００(t) キャップ部の筒部
２００a キャップ部の閉塞端部（隔壁を構成する）
【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】
