(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、未燃混合気の吹抜け防止と燃焼回数の制御を可能とし、アイドリング時の運転安定化を図り作業時の出力および加速性を確保したエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。【解決手段】  上記課題は、２サイクルエンジン１に開閉方式の異なる掃気路を２系統設け（掃気路１１、１２）、掃気路１１をカウンタウェイト９の回転運動による開閉方式として掃気時期を調整し、掃気路１２を電磁弁１５を利用した開閉方式として掃気量を電気的に調整できるように構成した。電磁弁１５は電磁石１７によって閉鎖可能なリード弁１６であり、アイドリング回転時ではリード弁１６が全閉とされ、過回転時ではエンジン回転数に応じてリード弁１６を閉鎖し、それ以外の回転数においてはリード弁１６を全開にする。この制御により、未燃混合気の吹抜け防止と過回転防止が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンと、掃気路が形成されたクランクケースと、前記掃気路と連通する掃気口と燃焼ガスを排出する排気口が形成されたシリンダを有する２サイクルのエンジンにおいて、
前記クランクケースに開閉方式の異なる少なくとも２系統以上の掃気路を形成したことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記掃気路のうち少なくとも１系統に電気的に制御可能な弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記掃気路のうち少なくとも１系統が、クランクシャフトに構成されたカウンタウェイトの回転を利用して開閉される掃気入口を有することを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記弁が設けられた前記掃気路の掃気入口は、前記クランクケースのクランク室内であって前記カウンタウェイトの位置によって開閉されない位置に設けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジン。
【請求項５】
前記弁が設けられた前記掃気路の掃気入口は、前記クランク室の最下部中央付近に配置されることを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記弁を設ける前記掃気路の掃気期間は、前記カウンタウェイトの回転を利用して開閉される前記掃気路の掃気期間よりも長いことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項７】
前記弁の開閉制御を行う制御装置を設け、
前記制御装置は前記エンジンの回転数に応じて前記弁の開閉制御を行うことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のエンジン。
【請求項８】
前記弁は電磁石によって閉鎖可能なリード弁であり、
前記制御装置はアイドリング回転時では前記リード弁を全閉とし、過回転時ではエンジン回転数に応じて前記リード弁を閉鎖し、それ以外の回転数においては前記リード弁を全開にすることを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
前記リード弁は、前記クランクケースに形成される掃気路中であって前記シリンダとの接合部付近に設けられることを特徴とする請求項８に記載のエンジン。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジンを用いて作業機器を駆動させることを特徴とするエンジン作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２サイクル内燃エンジンの掃気路ならびにその開閉構造に関するもので、排ガス放出量の低減ならびにアイドリング時の運転安定化、さらに作業時の出力と加速性の確保を図ったエンジン及びエンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
刈払機やチェンソー等の小型の作業機には、特許文献１に開示されるように動力源として小型のエンジン、特に２サイクルのエンジンが広く用いられている。２サイクルエンジンは、小型軽量で大きな出力を得ることができ、燃料を供給することにより長時間の作業が可能となる。ここで従来の２サイクルエンジンの掃気路ならびにその開閉構造について図６、７を用いて説明する。図６、７は従来技術の２サイクル内燃エンジンの内部構造を示す縦断面図であって、図６はピストンが上死点にある状態を示し、図７はピストンが下死点にある状態を示している。エンジン１０１はクランクケース１０２にピストン７を往復動可能なように保持するシリンダ１０３が取り付けられる。シリンダ１０３の側壁には吸気口１０４、排気口１０６、燃焼室側掃気口１０５ａ、１０５ｂが形成されており、ピストン７の上昇運動によってシリンダ燃焼室１１８内の混合気が圧縮され、それと同時に吸気口１０４が開口され次の燃焼用の混合気（以下、未燃混合気という）がクランク室１１０へと取込まれ、この時排気口１０６と燃焼室側掃気口１０５ａ、１０５ｂはピストン７の側壁によって閉口されている。上死点にて圧縮された混合気を燃焼させるとピストン７の下降運動が始まり、吸気口１０４が閉口された後に排気口１０６と燃焼室側掃気口１０５ａ、１０５ｂの開口が始まり、未燃混合気がクランク室１１０に設けられた掃気路１１２を介してシリンダ燃焼室１１８へと流入し、それに押し出される形で燃焼済みの混合気が排気口１０６から排出される。混合気の交換が行われ、図７で示す下死点を過ぎると再びピストン７は上昇運動を始め、排気口１０６と燃焼室側掃気口１０５ａ、１０５ｂが閉口された後に吸気口１０４の開口が行われ、上記の工程が繰り返される。２サイクル内燃エンジンはその構造上、排気口１０６と掃気路１１２が同時に開通している期間があるため、未燃混合気の吹抜けが生じるという問題があった。
【０００３】
２サイクル内燃エンジンにおける未燃混合気の吹抜けを防止する技術として、層状掃気法やシリンダ内燃料噴射等の他に、掃気路の開閉時期を制御し、排気口の開口時期に対して掃気路の開通時期を遅らせることでこの問題を解決しようとする技術が存在する。一つは、特許文献１に示されるような、クランク室側掃気口をクランクシャフトに構成されたカウンタウェイトによって開閉する手法であり、通常の構成では常に開いているクランク室側掃気口を一定期間のみ掃気路と開通する構造とすることで、回転運動するカウンタウェイト自身によってクランク室側掃気口の開閉が行われる。カウンタウェイトの形状を変更することで掃気路開閉時期の変更が可能となる。もう一つは、特許文献２に示されるような、燃焼室側掃気口にバルブ弁を設ける手法であり、アクチュエータによってバルブ弁の開度を制御することで、ピストン側壁によって開閉される燃焼室側掃気口の開口量が変化し、掃気路開通時期を制御可能とした手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−３１２１号公報
【特許文献２】特開平５−２２２９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２の二つの手法においては、前者にはエンジンの回転数に応じて任意に掃気量を選択できないという課題が有り、後者には機構が大型化・複雑化してしまうという欠点が存在する。加えて、特許文献２の技術ではアイドリング状態のときエンジンは間欠燃焼を起こしているため、特に未燃焼混合気の吹抜け量が多く、振動も大きく運転が安定しないという問題があり、アイドリング時の排ガス放出量を低減し運転状態を改善することが強く求められている。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、未燃混合気の吹抜け防止と燃焼回数の制御を可能とし、アイドリング時の運転安定化を図り作業時の出力および加速性を確保したエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、開閉方式の異なる複数系統の掃気路を設け、一方を電磁弁を利用した開閉方式としてエンジン回転数に応じて掃気量を調整することができるようにしたエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、開閉方式の異なる複数系統の掃気路を設け、一方をカウンタウェイトの回転運動による開閉方式として掃気時期を調整できるようにしたエンジン及びエンジン作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
【００１０】
本発明の一つの特徴によれば、ピストンと、掃気路が形成されたクランクケースと、掃気路と連通する掃気口と燃焼ガスを排出する排気口が形成されたシリンダを有する２サイクルのエンジンにおいて、クランクケースに開閉方式の異なる少なくとも２系統以上の掃気路を形成した。掃気路のうち少なくとも１系統には電気的に制御可能な弁を設け、その他の系統の掃気路はクランクシャフトに構成されたカウンタウェイトの回転運動を利用して開閉される掃気入口を有するように構成した。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、弁が設けられた掃気路の掃気入口は、クランク室内のカウンタウェイトの位置によって開閉されない位置（カウンタウェイト回転外周面に重ならない領域）に設けられ、例えば、クランク室の最下部中央付近に配置される。この弁を設ける掃気路の弁開口時の掃気期間は、カウンタウェイトの回転運動を利用して開閉される掃気路の掃気期間よりも長くなるように構成した。つまり、一方をカウンタウェイトの回転運動による開閉方式として掃気時期を調整したエンジン設計を可能とし、他方を電磁弁を利用した開閉方式として実際の運転時のエンジン回転数に応じて掃気量を任意に調整できるようにした。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、弁の開閉制御を行う制御装置を設け、制御装置はエンジンの回転数に応じて弁の開閉制御を行う。弁は、例えば電磁石によって閉鎖可能なリード弁であり、制御装置はアイドリング回転時ではリード弁を全閉とし、過回転時ではエンジン回転数に応じてリード弁を閉鎖し、それ以外の回転数においてはリード弁を全開にする。リード弁は掃気路中の任意の位置に配置可能であるが、製造上の容易さからクランクケースに形成された掃気路中であってシリンダとの接合部付近に配置すると良い。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、クランクケースに開閉方式の異なる少なくとも２系統以上の掃気路を形成したので、エンジンによる作業時の出力および加速性を確保しつつ燃混合気の吹抜けを低減させることができる。
請求項２の発明によれば、掃気路のうち少なくとも１系統に電気的に制御可能な弁を設けたので、エンジンの回転数に合わせて任意に掃気量を調整することができる。
請求項３の発明によれば、掃気路のうち少なくとも１系統がカウンタウェイトの回転を利用して開閉される掃気入口を有するので、カウンタウェイトの回転運動による開閉方式として掃気時期を調整することができ、他方で電磁弁を利用して掃気量を調整することができる。
請求項４の発明によれば、弁が設けられた掃気路の掃気入口は、カウンタウェイトの位置によって開閉されない位置に設けられるので、カウンタウェイトの回転運動に影響されない側の掃気路を弁によって開閉することにより、未燃混合気の吹抜けの防止と燃焼回数の制御を可能とし、排ガス放出量の低減とアイドリング時の運転安定化ならびに作業時の出力と加速性の確保を実現した２サイクルエンジンを実現できる。
請求項５の発明によれば、弁が設けられた掃気路の掃気入口は、クランク室の最下部中央付近に配置されるので、カウンタウェイトの回転位置に影響されずに常に開口させた状態の掃気通路の入口を実現できる。
請求項６の発明によれば、弁を設ける掃気路の掃気期間は、カウンタウェイトの回転を利用して開閉される掃気路の掃気期間よりも長いので、弁によって掃気量の調整度合いを多く確保することができる。
請求項７の発明によれば、制御装置はエンジンの回転数に応じて弁の開閉制御を行うのでエンジンの過回転の制限を可能とすることができる。
請求項８の発明によれば、制御装置はアイドリング回転時では弁を全閉とするので、アイドリング時の排ガス放出量を低減することができ、アイドリング運転を安定化させることができる。また、過回転時にはエンジン回転数に応じて弁を閉鎖し、それ以外の回転数においては弁を全開にするので、作業時の出力および加速性を確保できる。
請求項９の発明によれば、リード弁は、クランクケースに形成される掃気路中であってシリンダとの接合部付近に設けられるので、電磁式の弁の設置スペース確保のためのクランクケース加工を分割面から行うことができるので、機械加工箇所増加によるコスト上昇を最小に押さえることができる。
請求項１０の発明によれば、請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジンを用いて作業機器を駆動させるので、排気ガス特性に優れエンジンの過回転を防止できる軽量で使い勝手の良いエンジン作業機を実現できる。
【００１４】
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るエンジンの内部構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るエンジンのクランクケースにおける掃気路の配置を示すための模式図である。
【図３】本発明の実施例に係るエンジンのポートタイミングを示す図である。
【図４】本発明の実施例に係るエンジンの回転数と出力の関係を示す出力曲線カーブである。
【図５】本発明の実施例に係るエンジンの回転数と電磁弁の開閉制御の関係を示す図であり、（１）はエンジン回転数と出力の関係、（２）はエンジン回転数と第２掃気口開度の関係を示す図である。
【図６】従来技術における２サイクル内燃エンジンの内部構造を示す縦断面図であり、ピストン上昇時の状態を示す。
【図７】従来技術における２サイクル内燃エンジンの内部構造を示す縦断面図であり、ピストン下降時の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において図６、７で示した従来例と同一の部品には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施例に係るエンジンの内部構造を示す縦断面図である。本実施例において図６、７で示した従来例のエンジン１０１と異なる主な点は、クランクケース２に２系統の掃気路（第１掃気路１１、第２掃気路１２）を搭載した点、シリンダ３に第１掃気路１１、第２掃気路１２から燃焼室側掃気口５ａ、５ｂ側に独立した掃気路１３、１４で接続した点である。エンジン１は２サイクル式の内燃機関であって、クランクケース２にはカウンタウェイト式でその開閉が制御される第１掃気路１１と、電磁弁１５を用いて強制的に閉鎖することができる第２掃気路１２の２つの掃気路を形成した。シリンダ３側の構成として燃焼室側掃気口５ａ、５ｂの形状や開口位置は従来例と同じであるが、図１にて点線で示すように燃焼室側掃気口５ａへは第１掃気路１１から掃気路１３を経由して接続され、燃焼室側掃気口５ｂへは第２掃気路１２から掃気路１４を経由してそれぞれ接続される。掃気路１３、１４の形成方法はシリンダ３の内側に形成した溝状部分の内側に、円筒状のスリーブを挿入する方法や、その他の任意の手法によって形成することができる。
【００１８】
カウンタウェイト式の第１掃気路１１に連なるクランク室側掃気口１１ａは、カウンタウェイト９の外周面の径方向外側に面するように設け、回転するカウンタウェイト９自身によってクランク室側掃気口１１ａが実質的に開閉されるような構造とした。クランク室側掃気口１１ａの位置は、燃焼室側掃気口５ａの開口時期と閉鎖時期を考慮して配置した。図１ではクランク室１０のクランク軸位置よりもやや上方側であってシリンダ３に近い部分にクランク室側掃気口１１ａを配置した。第１掃気路１１のシリンダ側掃気出口１１ｂはシリンダ３に形成された掃気路１３に接続され、その通路は燃焼室側掃気口５ａに接続される。第１掃気路１１を用いた掃気タイミングの調整は、カウンタウェイト９の設計時にその形状（扇部の開き角度等）を調整するか、あるいはクランクケース２の設計時にクランク室側掃気口１１ａの位置を周方向に移動させることで調整でき、本実施例では、排気口６の開口時期に対してカウンタウェイト式の第１掃気路１１の開通時期を遅らせるようにクランク室側掃気口１１ａの位置を設定する。
【００１９】
本実施例ではさらに、クランクケース２内の第２掃気路１２を設け、第２掃気路１２中に電磁弁１５を設けた。電磁弁１５としては外部から電力を供給することによって通路の開操作又は／及び閉操作が制御できる弁機構であれば良く、本実施例の電磁弁１５は、電磁石１７によって強制的に閉鎖可能なリード弁１６により構成され、これらはクランクケース２のシリンダ３との接合部付近に配置される。リード弁１６は電磁石１７に吸着させるため磁性体で形成することが重要であり、例えば鉄系の薄板にて形成される。第２掃気路１２のクランク室側掃気口１２ａはクランク室の最下部の中央付近に設けられる。本実施例においてはクランクケース２は左右方向（＝クランク軸の軸方向）に２分割可能に構成され、この分割面に溝が形成されることにより第１掃気路１１と第２掃気路１２が形成される。第２掃気路１２のシリンダ側掃気出口１２ｂは、電磁弁１５に隣接して配置され、シリンダ３に形成された掃気路１４に接続される。
【００２０】
シリンダ側掃気出口１２ｂはリード弁１６の可動空間としても機能する。そのためシリンダ側掃気出口１２ｂの内径は、それよりもクランク室側掃気口１２ａに近い方の通路系よりも広くなった段差状となっており、段差部にリード弁１６の外周縁付近が接触するようにリード弁１６が配置される。リード弁１６は、エンジン非稼働時は図１のような状態であって開放しており、クランク室１０からシリンダ燃焼室１８への混合気の流入を可能としている。尚、リード弁１６は段差部分からシリンダ３側に開いている形状としているため、シリンダ燃焼室１８側から吹き返しがあるときはリード弁１６が吹き返しの圧力で閉じることにより、吹き返しがクランク室１０にまで到達することを効果的に防止できる。また、ピストン７が下降（上死点側から下死点側に移動）するときは、クランク室１０側の圧力が高くなるため混合気が第１掃気路１１及び第２掃気路１２を介してシリンダ燃焼室１８側に流入するが、その際に混合気の流れ（掃気）によりリード弁１６がより開く方向に移動する。以上がリード弁１６を電気的に制御しない状態での動作であるが、電磁石１７に通電することにより磁力を発生させてリード弁１６を電磁石１７側に引き寄せることによってリード弁１６を閉じた状態に保つことができる。本実施例ではリード弁１６を任意のタイミングで強制的に閉鎖することにより第２掃気路１２からシリンダ燃焼室１８側への未燃混合気の流れを遮断し、シリンダ燃焼室１８側への掃気量の制限をするように構成した。
【００２１】
電磁弁１５はシリンダ側掃気出口１２ｂ近傍に配置、即ち、シリンダ３との接合部付近に設けられる。電磁弁１５をシリンダ３側に設けても良いが、熱的に厳しいのでクランクケース２側の方が好ましい。また、電磁弁１５をシリンダ３との接合部付近に配置したのは、電磁弁１５を収容するためのスペース用の窪みを機械加工しやすいためである。尚、図１では図示していないが、電磁石１７へ通電するためのリード線がエンジン１の外部から電磁石１７にまで接続される。電磁石１７へのリード線を介した通電は、図示しない電磁弁用の制御装置により制御され、制御装置はエンジン１の回転数に応じてリード弁１６の開閉制御を行う。
【００２２】
次に図２を用いて第１掃気路１１及び第２掃気路１２のクランクケース２における開口位置を説明する。図２は本実施例に係るエンジンのクランクケースにおける掃気路の配置を示すための模式図である。クランク室１０の内部にはカウンタウェイト９とそれに接続されるクランクピン９ａ（図１参照）が配置される。クランクピン９ａはコンロッド１９のリング部を貫通するように配置される。ここで、クランク室側掃気口１１ａはカウンタウェイト９の円弧状の外周面（回転時の移動軌跡面）と対向する位置に対向するように設けられる。図２においてクランク室側掃気口１１ａの軸方向位置（前後位置）がカウンタウェイト９の軸方向幅（前後方向幅）の範囲内に位置していることが理解できるであろう。一方、第２掃気路１２のクランク室側掃気口１２ａはクランクピン９ａの運動範囲の外周側からずれる位置に配置して、カウンタウェイト９によってクランク室側掃気口１２ａが開閉されないように構成した。このため第２掃気路１２の掃気期間は、第１掃気路１１の掃気期間よりも長くできる。
【００２３】
図３は本発明の実施例に係るエンジンのポートタイミングを示す図である。本実施例においては第１掃気路１１と第２掃気路１２の両方を用いて掃気が行われる。ピストン７が上死点から下死点方向に移動すると、ピストン７の下降により回転角Ａにて吸気口４が閉鎖される。その後さらにピストン７が下降すると回転角Ｂにて排気口６が開く。排気口６が開いた後に回転角Ｃにて燃焼室側掃気口５ａ、５ｂの両方が開く。この際、第２掃気路１２側から開放された電磁弁１５を介して混合気がシリンダ燃焼室１８に流れるが、第１掃気路１１が回転角Ｄまで到達しないと第１掃気路１１のクランク室側掃気口１１ａが開かないため、回転角ＣからＤまでの間は燃焼室側掃気口５ａ側から混合気はシリンダ燃焼室１８内に流れない。回転角Ｄになるとカウンタウェイト９の回転位置によってクランク室側掃気口１１ａが開くため、燃焼室側掃気口５ａ側からも混合気がシリンダ燃焼室１８に流れることになる。尚、回転角Ｄの位置は、カウンタウェイト９とクランク室側掃気口１１ａの相対位置関係によって定まるため、図３の矢印３２の範囲はクランクケース２の設計時に任意に設定することができる。
【００２４】
ピストン７が下死点Ｅを越えて再び上昇を始めると、回転角Ｆにて燃焼室側掃気口５ａ、５ｂが閉じて、その後回転角Ｇにて排気口６が閉じる。ピストン７が上死点に向かって更に上昇すると、回転角Ｈにてピストン７のスカート部が吸気口４を開口させ、その後点火プラグ２０により未燃混合気が点火される。このように本実施例では、第１掃気路１１の掃気期間（掃気通路が導通を開始してクランク室１０からシリンダ燃焼室１８まで未燃混合気が流れはじめて、その流れが遮断されるまでの期間。この期間はクランクの回転角度で示すことができる）＝回転角Ｆ−回転角Ｄであり、第２掃気路１２の掃気期間＝回転角Ｆ−回転角Ｃ（但し解放時）となり、第２掃気路１２側の方が掃気期間が長いが、第２掃気路１２は電磁弁１５によって開閉可能であるので、任意のタイミングでリード弁１６を開閉することにより掃気期間を調整することができる。
【００２５】
エンジン１を用いて図示しない作業機器を駆動させて刈り払い、枝切り、耕耘等の作業を行う場合には、通常は電磁弁１５に通電しないことによりリード弁１６が開放状態（又は混合気の圧力変化により開閉可能）に保つようにする。しかしながら、アイドリング時や、エンジンが過回転した場合、又は何らかの理由によりエンジンの回転数を落としたいときは、２系統ある掃気路のうち一方側の第２掃気路１２を閉鎖して掃気量を制限する。この掃気量の制限は、電磁弁１５の電磁石１７に通電するだけで良く、この結果、第２掃気路１２を介してシリンダ燃焼室１８への混合気の流入がストップし、第１掃気路１１による掃気だけになる。この状態は、図３の矢印３１のごとく、本来ならシリンダ燃焼室１８への掃気が開始するタイミングが回転角Ｃのところを、回転角Ｄまで遅らせたことと同じ効果がある。このように電磁弁１５を用いて掃気口全体としてみた開口時期を回転角（開口角）Ｃから回転角（開口角）Ｄに遅延させるため、未燃焼混合気の吹抜け量を低減させて有害な排ガス放出量を低減させることができる。
【００２６】
本実施例においては、電気的に制御可能な弁（電磁弁１５）として電磁石１７を採用してリード弁１６を駆動するように構成したが、電磁弁１５の構成はこれだけに限定されずに、バルブ弁をアクチュエータを用いて制御する方式や、ソレノイド等を用いて通路を閉鎖する方式など、その他の任意の電気的に開閉制御が可能な弁機構を用いても良い。本実施例の電磁石１７とリード弁１６を用いる方式は、他の弁機構と比較して、構造が単純であり全体を小型化することが可能となる。尚、カウンタウェイト式の第１掃気路１１および第２掃気路１２は、燃焼室側掃気口５ａならびに燃焼室側掃気口５ｂに至るまでの掃気路１３、１４が独立するように構成したが、掃気路１３、１４の途中で一体化させるように構成しても良い。
【００２７】
図４は本発明の実施例に係るエンジンの回転数と出力の関係を示す出力曲線カーブである。本構成によれば、カウンタウェイト式の第１掃気路１１の効果によって、未燃混合気の吹抜けを定常的に低減することが可能であり、加えてアイドリング回転の際に、第２掃気路１２のリード弁１６を全閉として掃気量を減少させることにより、間欠燃焼を防止することで未燃混合気の量を低減し振動等の運転状態を安定化させることができる。また、作業等に使用されるエンジン回転数においてはリード弁１６を全開とすることで掃気量を増加させ、燃焼に必要な量の混合気を供給することでエンジンの出力と加速性を確保する。さらにエンジン過回転時（回転数Ｎ２以上）においては、回転数の上昇に応じてリード弁１６を閉鎖させることでエンジン回転数、出力ならびに未燃混合気排出量を低下させることが可能である。またこの際の制御によって過回転領域における出力変化の傾向を図６、７で示した従来例の出力４１から本実施例の出力４２のように調整することができ、これによって最大出力時の回転数すなわち出力曲線カーブにおける原点から最も離れた点の回転数および排ガス放出量の値が調整可能となるため、触媒等に過度に頼らずに排ガス規制に対応することが可能となる。
【００２８】
図５は、本発明の実施例に係るエンジンの回転数と電磁弁の開閉制御の関係を示す図である。（１）及び（２）ともに横軸はエンジン回転数（ｍｉｎ−１）であり、（１）の縦軸はエンジン１の出力（単位ｋｗ）であり、（２）の縦軸は第２掃気路１２の掃気口開度である。本実施例においてはエンジン出力５１はアイドリング５１ａ（約２，５００ｍｉｎ−１）から徐々に上昇し、約９，０００ｍｉｎ−１において最大出力５１ｂになる。最大出力５１ｂを越えてエンジンが回転すると徐々にエンジン出力５１は低下するが、過回転を防止するために９，２００ｍｉｎ−１を越えたら電磁弁１５を制御することにより掃気量を絞ることによりエンジンの回転数を落とす制御をする。それでも回転数が低下しない場合は、約１０，０００ｍｉｎ−１において点火プラグ２０へ供給される高圧電流をカットする失火制御５１ｃを併用する。この失火制御の方法は公知であるのでここでの制御は省略する。
【００２９】
図５（１）の下側には電磁弁１５の開閉状況を示している。電磁弁１５はアイドリング回転数よりもやや高い３，０００ｍｉｎ−１までは全閉状態、即ち電磁石１７に電力を供給してリード弁１６を強制的に閉鎖状態に保つ。この制御によって掃気量を適切に保つことができるのでアイドリング中に失火することを防止でき、毎回燃焼によるアイドリング安定化と排ガス放出量の低減を図ることができる。エンジン回転数が３，０００から９、２００ｍｉｎ−１までは、電磁弁１５は開状態、即ち電磁石１７に電力を供給せずにリード弁１６を全開状態にして作業時の出力・加速性を確保した。但し、全開状態といってもシリンダ燃焼室１８とクランク室１０との間の圧力差によってリード弁１６を開閉可能として吹き抜けを防止するように構成しても良い。エンジン回転数が９、２００ｍｉｎ−１を越えると電磁弁１５を段階的に閉鎖するように制御する。
【００３０】
本実施例の電磁弁１５は、弁の開閉量を半開や１／４開というようなアナログ的な制御ではなく、クランク軸８の複数回転中のうち何回転分を閉鎖するかによって開度を制御する。その開度の状況を示すのが図５（２）であり、９，２００〜９，５００ｍｉｎ−１ではエンジンの４回転あたり１回転分だけ電磁弁１５を閉鎖することにより開度７５％とする。９，５００〜９，７５０ｍｉｎ−１ではエンジンの４回転あたり２回転分だけ電磁弁１５を閉鎖することにより閉鎖率５０％とする。９，７５０〜１０，０００ｍｉｎ−１ではエンジンの４回転あたり４回転分だけ、つまり電磁弁１５を全閉して開度０％とする。このように電磁弁１５を制御することによりエンジン１の過回転の防止と、失火制御を行うことによる排ガス放出量の低減を図ることができる。尚、第２掃気路１２は１００％〜０％までの開閉制御を行われるものの、第１掃気路１１のクランク室側掃気口１１ａの開口は固定であるので、掃気口の全閉鎖によるエンジン１の失火を防止でき、エンジン１が止まることがなく、安定してエンジン回転数と出力を調整することができる。
【００３１】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施例においては電磁弁は開又は閉状態のいずれかの制御だけであるが、開口量を可変に制御できる任意の電気的制御弁を用いて第２掃気路１２による掃気量を調整するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１  エンジン                            ２  クランクケース
３  シリンダ                            ４  吸気口
５ａ  燃焼室側掃気口                    ５ｂ  燃焼室側掃気口
６  排気口                              ７  ピストン
８  クランク軸                          ９  カウンタウェイト
９ａ  クランクピン                      １０  クランク室
１１  第１掃気路                        １１ａ  クランク室側掃気口
１１ｂ  シリンダ側掃気出口              １２  第２掃気路
１２ａ  クランク室側掃気口              １２ｂ  シリンダ側掃気出口
１３  掃気路                            １４  掃気路
１５  電磁弁                            １６  リード弁
１７  電磁石                            １８  シリンダ燃焼室
１９  コンロッド                        ２０  点火プラグ
５１  エンジン出力                      １０１  エンジン
１０２  クランクケース                  １０３  シリンダ
１０４  吸気口                          １０５ａ  燃焼室側掃気口
１０６  排気口                          １１０  クランク室
１１２  掃気路                          １１８  シリンダ燃焼室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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