(57)【要約】【課題】未燃焼燃料の排出を、混合気だけで掃気する２サイクルエンジンよりも抑制すると共に、燃焼効率（出力）が、混合気だけで掃気する２サイクルエンジンに対して低下することを抑制することができる２サイクルエンジンを提供する。【解決手段】本発明による２サイクルエンジン(１)において、ピストン(６)は、クランク室(１０)に開口した連通路(２８)を有し、空気を前記連通路(２８)に流入させるための空気吸気ポート(３０)がシリンダ(２)の内面(２ａ)に設けられる。下死点から上死点に移動する前記ピストン(６)の外面(６ａ)が掃気ポート(２２)を閉鎖した後、前記連通路(２８)が前記空気吸気ポート(３０)と前記掃気ポート(２２)に連通するように、前記連通路(２８)が前記ピストン(６)の前記外面(６ａ)において開口する。【選択図】図４
2011080412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２サイクルエンジン（１）であって、
ボア（８ａ）を構成する内面（２ａ）を有するシリンダ（２）と、
前記シリンダ（２）のボア（８ａ）内を往復動するピストン（６）と、
前記シリンダ（２）の前記内面（２ａ）及び前記ピストン（６）によって仕切られるシリンダ室（８）と、
前記ピストン（６）の下側に構成されるクランク室（１０）と、
燃料と空気の混合気を前記クランク室（１０）に流入させるための混合気吸気ポート（１８）と、
前記クランク室（１０）内の混合気を掃気通路（２０）を通して前記シリンダ室（８）に流入させるために前記シリンダ（２）の前記内面（２ａ）に設けられた掃気ポート（２２）と、
前記シリンダ室（８）内の燃焼ガスを排出するために前記シリンダ（２）の前記内面（２ａ）に設けられた排気ポート（２４）と、を有し、
前記ピストン（６）は、前記クランク室（１０）に開口した連通路（２８）を有し、
更に、空気を前記連通路（２８）に流入させるために前記シリンダ（２）の前記内面（２ａ）に設けられた空気吸気ポート（３０）を有し、
下死点から上死点に移動する前記ピストン（６）の外面（６ａ）が前記掃気ポート（２２）を前記シリンダ室（８）に対して閉鎖した後、前記連通路（２８）が前記空気吸気ポート（１８）と前記掃気ポート（２２）に連通するように、前記連通路（２８）は、前記ピストン（６）の前記外面（６ａ）において開口し、それにより、前記空気吸気ポート（１８）から前記連通路（２８）に流入した空気と前記連通路（２８）内の混合気が、前記混合気よりも希薄な混合気を形成し、この希薄な混合気が前記掃気ポート（２２）を通って前記掃気通路（２０）に流入し、
上死点から下死点に移動する前記ピストン（６）の前記外面（６ａ）が前記排気ポート（２４）及び前記掃気ポート（２２）を前記シリンダ室（８）に対して開放したとき、燃焼ガスが前記希薄混合気によって掃気されることを特徴とする２サイクルエンジン。
【請求項２】
下死点から上死点に移動する前記ピストン（６）の前記外面（６ａ）が前記掃気ポート（２２）を前記シリンダ室（８）に対して閉鎖した後であり且つ前記混合気吸気ポート（１８）が前記クランク室（１０）に対して開放される前である一定期間、前記連通路（２８）が前記空気吸気ポート（１８）と前記掃気ポート（２２）に連通するように、前記連通路（２８）は、前記ピストン（６）の前記外面（６ａ）において開口す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】
前記連通路（２８）は、少なくとも前記ピストン（６）の前記外面（６ａ）によって前記空気吸気ポート（３０）との連通が開始されてから終了するまでの期間、前記掃気ポート（２２）と連通したままであ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４】
前記連通路（２８）は、前記ピストン（６）の内部に形成され、前記掃気ポート（２２）に開口する第１のポート（３４）と、前記空気吸気ポート（３０）に開口する第２のポート（３６）を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項５】
前記連通路（２８）は、前記ピストン（６）の前記外面（６ａ）に形成された溝であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項６】
前記混合気吸気ポート（１８）は、前記シリンダ（２）の前記内面（２ａ）に設けられ、前記ピストン（６）の前記外面（６ａ）によって前記クランク室（１０）に対して開閉されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の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、２サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、刈払機やチェーンソー等の携帯型動力作業機の動力源として２サイクルガソリンエンジンが用いられている。この種の２サイクルエンジンは、クランク室で予圧縮した混合気を使ってシリンダ室の掃気が行われる。詳細には、ピストンの上昇行程により、吸気口からピストン下方のクランク室に混合気を吸入するとともに、該混合気をピストンの下降行程により予圧縮し、掃気口から前記予圧縮された混合気をピストン上方のシリンダ室に吹き出すことにより、燃焼ガスの排出を行うようになっている。
【０００３】
このような２サイクルエンジンの掃気工程においては、クランク室からシリンダ室内に掃気通路を通して燃料(ガソリン)と空気の混合気（新気）を送り込んで燃焼ガスを新気で掃気する際、新気が燃焼ガスと共に排出される現象（吹き抜け）が生じやすい。吹き抜けが生じると、新気に含まれる未燃焼燃料（ガソリン）が大気に放出され、燃料消費率が増大したり、大気汚染などの問題が生じる。
【０００４】
吹き抜けを防止又は軽減するために、層状掃気式の２サイクルエンジンが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。層状掃気式の２サイクルエンジンでは、排気工程の前に、掃気通路を空気で充填しておき、掃気工程の初期の段階において、燃焼ガスを空気で掃気することにより、燃焼ガスと共に排出されていた新気を空気に置き換え、未燃焼燃料が大気に放出されることを防止し又は軽減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第９８／５７０５３号
【特許文献２】国際公開第００／６５２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、層状掃気式の２サイクルエンジンにおいて、空気が燃焼室内に局所的に残って着火を妨げ、混合気だけで掃気する２サイクルエンジンよりも燃焼効率（出力）が低下することがある。
【０００７】
また、層状掃気式の２サイクルエンジンでは、十分な量の空気をシリンダ室に送り込むことによって掃気することを目的としているため、その分、混合気吸気ポートから吸入される混合気の濃度を通常の２サイクルエンジンよりも高くする必要がある。その結果、層状掃気式の２サイクルエンジンでは、気化器の調整が困難になったり、気化器の感度が、気温、気圧、温度等の気象条件、作業機の負荷変動（２サイクルエンジンを搭載する作業機が刈払機であれば草の硬さや量）及び機材の慣らし状態（起動直後であるか十分な暖機運転後であるか）に対して過敏になり、最適な運転条件の設定に支障を来していた。特に、刈払機やチェーンソーなどの作業機では、気象条件、負荷変動等の環境要因が組み合わされた様々な環境下で、エンジンの出力を最大限に発揮することが要求されている。
【０００８】
更に、空気吸入ポートと掃気ポートをピストンに設けた連通路で接続する層状掃気式の２サイクルエンジンでは、空気吸気ポートと掃気ポートを接続するピストンの溝が、ピストンの全ストロークにわたってシリンダ室及びクランク室に非接続でなければならないので、ピストン長が長くなり、その結果、エンジンが大型化していることも課題のひとつとなっている。
【０００９】
一方、混合気だけで掃気する通常の２サイクルエンジンよりも、未燃焼ガソリンの排出を抑制することも求められている。
【００１０】
そこで本発明の目的は、エンジンが大型化することを抑制しつつ、未燃焼燃料の排出を抑制すると共に、幅広い環境下でエンジンの出力を最大限に発揮できる、新しい掃気方式の２サイクル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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による２サイクルエンジンは、ボアを構成する内面を有するシリンダと、前記シリンダの前記ボア内を往復動するピストンと、前記シリンダの前記内面及び前記ピストンによって仕切られるシリンダ室と、前記ピストンの下側に構成されるクランク室と、燃料と空気の混合気を前記クランク室に流入させるための混合気吸気ポートと、前記クランク室内の混合気を掃気通路を通して前記シリンダ室に流入させるために前記シリンダの前記内面に設けられた掃気ポートと、前記シリンダ室内の燃焼ガスを排出するために前記シリンダの前記内面に設けられた排気ポートと、を有し、前記ピストンは、前記クランク室に開口した連通路を有し、更に、空気を前記連通路に流入させるために前記シリンダの前記内面に設けられた空気吸気ポートを有し、下死点から上死点に移動する前記ピストンの外面が前記掃気ポートを前記シリンダ室に対して閉鎖した後、前記連通路が前記空気吸気ポートと前記掃気ポートに連通するように、前記連通路が前記ピストンの前記外面において開口し、それにより、前記空気吸気ポートから前記連通路に流入した空気と前記連通路内の混合気が、前記混合気よりも希薄な混合気を形成し、この希薄な混合気が前記掃気ポートを通って前記掃気通路に流入し、上死点から下死点に移動する前記ピストンの前記外面が前記排気ポート及び前記掃気ポートを前記シリンダ室に対して開放したとき、燃焼ガスが前記希薄混合気によって掃気されることを特徴としている。
【００１２】
このように構成されたに２サイクルエンジンでは、前記ピストンが下死点から上死点に移動する間、前記ピストンの外面が前記掃気ポートを前記シリンダ室に対して閉鎖した後、前記クランク室に開口している前記連通路が前記空気吸気ポートと前記掃気ポートに連通する。それにより、前記空気吸気ポートから前記連通路に流入した空気と前記連通路内の混合気が、前記混合気よりも希薄な混合気を形成し、この希薄な混合気が前記掃気ポートを通って前記掃気通路に流入する。次いで、前記ピストンが上死点から下死点に移動する間に前記ピストンが前記排気ポート及び前記掃気ポートを前記シリンダ室に対して開放したとき、最初、前記掃気通路内の前記希薄混合気が前記シリンダ室に流入し、燃焼ガスが前記希薄混合気によって掃気される。
【００１３】
仮に、前記希薄混合気が前記排気ポートから吹き抜けたとしても、混合気が希薄であるため、混合気だけで掃気する通常の２サイクルエンジンよりも、未燃焼燃料の排出が抑制される。
【００１４】
また、仮に、前記希薄混合気が前記シリンダ室（その結果として燃焼室）内に局所的に残ったとしても、燃料を含む希薄混合気は着火を妨げないので、燃料を含まない空気層が前記燃焼室内に局所的に残った場合とは異なり、前記燃焼室内の混合気を確実に着火し、燃焼が行われる。
【００１５】
また、前記空気吸気ポートから吸入された空気とに混合気が混合され、前記希薄混合気となって前記シリンダ室内に送り込まれるため、前記混合気吸気ポートから吸入される混合気の濃度を極端に高くする必要がなく、環境要因等の変動に対しても気化器の調整が安定して行える。
【００１６】
また、前記ピストンの前記連通路が前記クランク室に開口しているので、層状掃気式の２サイクルエンジンと比較して、ピストン長を短くすることができ、その結果、エンジンが大型化することを抑制することができる。
【００１７】
本発明の実施形態において、下死点から上死点に移動する前記ピストンの前記外面が前記掃気ポートを前記シリンダ室に対して閉鎖した後であり且つ前記混合気吸気ポートが前記クランク室に対して開放される前である一定期間、前記連通路が前記空気吸気ポートと前記掃気ポートに連通するように、前記連通路が前記ピストンの前記外面において開口するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明の実施形態において、好ましくは、前記連通路は、少なくとも前記ピストンの前記外面によって前記空気吸気ポートとの連通が開始されてから終了するまでの期間、前記掃気ポートと連通したままである。
【００１９】
このように構成した実施形態では、前記空気吸気ポートから前記連通路に流入した空気と前記連通路内の混合気とによって形成される希薄な混合気が、前記掃気ポートを通して前記掃気通路に効率的に流入させることができ、前記掃気通路へ十分な量の希薄混合気を導入できる。
【００２０】
また、本発明の実施形態において、前記連通路は、前記ピストンの内部に形成され、前記掃気ポートに開口する第１のポートと、前記空気吸気ポートに開口する第２のポートを有していてもよいし、前記連通路は、前記ピストンの外面に形成された溝であってもよい。
【００２１】
また、本発明の実施形態において、好ましくは、前記混合気吸気ポートは、前記シリンダの前記内面に設けられ、前記ピストンの前記外面によって前記クランク室に対して開閉される。
【００２２】
このように構成された実施形態では、上述した掃気方式の２サイクルエンジンの構造を簡単にすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明による新しい掃気方式の２サイクルエンジンにより、エンジンが大型化することを抑制しつつ、未燃焼燃料の排出を、混合気だけで掃気する通常の２サイクルエンジンよりも抑制すると共に、幅広い環境下でエンジンの出力を最大限に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ピストンが下死点にあるときの本発明による２サイクルエンジンの断面図である。
【図２】ピストンを省略した図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】ピストンが図１に示す位置よりも上にあるときの図３の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】ピストンが図４に示す位置よりも上にあるときの図１と同様の断面図である。
【図６】ピストンが上死点にあるときの図１と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明による２サイクルエンジンの実施形態を説明する。図１は、ピストンが下死点にあるときの本発明による２サイクルエンジンの断面図である。図２は、ピストンを省略した図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。また、図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明の実施形態である２サイクルエンジン１は、ガソリンエンジンであり、ボア８ａを構成する内面２ａを有するシリンダ２と、内面４ａを有し且つ前記シリンダ２に連結されたクランクケース４と、前記シリンダ２の前記ボア８ａ内を往復動するピストン６を有している。
【００２７】
また、２サイクルエンジン１は、前記シリンダ２の前記内面２ａ及び前記ピストン６によって仕切られるシリンダ室８と、前記クランクケース４の前記内面４ａ及び前記ピストン６によって仕切られるクランク室１０を有している。前記クランク室１０は、前記ピストン６の下側に構成されている。前記ピストン６は、ピン１２及びコネクティングロッド１３を介してクランクシャフト１４に連結され、上死点（図６参照）と下死点（図１参照）の間を往復動する。前記ピストン６が往復動するとき、前記シリンダ室８の容積及び前記クランク室１０の容積は増減する。
【００２８】
前記シリンダ２の内面２ａはまた、前記ボア８ａの上に燃焼室８ｂを構成し、点火プラグ１５が、燃焼室８ｂ内に配置されている。
【００２９】
図１〜図３に示すように、２サイクルエンジン１は、燃料と空気の混合気を前記クランク室１０に流入させるための混合気吸気ポート１８と、前記クランク室１０内の混合気を掃気通路２０を通して前記シリンダ室８に流入させるために前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられた掃気ポート２２と、前記シリンダ室２内の燃焼ガスを排出するために前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられた排気ポート２４とを有している。
【００３０】
前記混合気吸気ポート１８から、気化器（図示せず）に向かって混合気通路１８ａが延びている。本実施形態では、前記混合気吸気ポート１８は、前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられ、前記ピストン６の外面６ａによって前記クランク室１０に対して開閉される。前記混合気吸気ポート１８は、前記ピストン６が少なくとも上死点に位置するとき（図６参照）、前記シリンダ室８に開口する。
【００３１】
前記排気ポート２４から、排気口（図示せず）に向かって排気通路２４ａが延びている。前記排気ポート２４は、前記ピストン６の外面６ａによって前記シリンダ室８に対して開閉される。前記排気ポート２４は、前記ピストン６が少なくとも下死点に位置するとき（図１参照）、前記シリンダ室８に開口する。図３に示すように、前記排気ポート２４は、前記混合気吸気ポートに対して約１８０度ずれた位置に設けられている。
【００３２】
図３に示すように、前記掃気ポート２２は、前記混合気吸気ポート１８に対して両方向に約９０度ずれた位置において２つずつ設けられている。前記掃気ポート２２の各々から延びる前記掃気通路２０は、前記シリンダ２の内部を通って、前記クランク室１０に開口するポート２６で終端している。前記掃気ポート２２は、前記ピストン６の外面６ａによって前記シリンダ室８に対して開閉される。前記掃気ポート２２は、前記ピストン６が少なくとも下死点に位置するとき（図１参照）、前記シリンダ室８に開口する。
【００３３】
本実施形態では、前記排気ポート２４と前記掃気ポート２２は、略矩形の形状を有し、それらの上端面位置は、ほぼ同じである。また、前記混合気吸気ポート１８は、前記排気ポート２４及び前記掃気ポート２２よりも下方に位置している。
【００３４】
また、２サイクルエンジン１は、空気を、前記ピストン６の連通路２８（後で詳細に説明する）に流入させるために前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられた空気吸気ポート３０を有している。図３に示すように、前記空気供給ポート３０は、前記混合気吸気ポート１８の両側に１つずつ設けられている。前記空気吸気ポート３０の各々から、空気供給部（図示せず）に向かって空気通路３０ａが延びている。前記空気吸気ポート３０は、前記ピストン６の外面６ａによって前記連通路２８に対して開閉される。前記空気供給ポート３０は、前記混合気吸気ポート１８よりも上方に配置され、前記排気ポート２４及び前記掃気ポート２２よりも下方に位置している。
【００３５】
前記ピストン６に枢動可能に連結されている前記ピン１２は、前記排気ポート２４と前記混合気吸気ポート１８を結ぶ線に対してほぼ垂直方向に延びている。前記ピストン６は、前記クランク室１０に対する開口３２を備えた前記連通路２８を有している。前記連通路２８は、前記空気吸気ポート３０に対応して、２つ設けられている。前記連通路２８の各々は、前記空気吸気ポート３０と前記掃気ポート２２に連通するように、前記ピストン６の外面６ａにおいて開口している。本実施形態では、前記連通路２８は、前記ピストン６の内部に形成され、前記掃気ポート２２に開口する第１のポート３４と、前記空気吸気ポート３０に開口する第２のポート３６を有している。
【００３６】
前記連通路２８は、前記空気吸気ポート３０及び前記第２のポート３６から流入した空気が、前記連通路２８内を流動しながら前記第１のポート３４及び前記掃気ポート２２に差し向けられるように構成されている。前記第１のポート３４は、前記ピン１２と重なっている部分において、前記ピストン６の前記外面６ａから凹み、それにより、２つの前記掃気ポート２２と連通している。
【００３７】
前記第１のポート３４は、前記第２のポート３６よりも上方に配置されている。前記第２のポート３６の上下方向の開口長さは、前記空気吸気ポート３０の上下方向の開口長さとほぼ等しいことが好ましい。前記第２のポート３６と前記空気吸気ポート３０が互いに整合しているとき、前記第１のポート３４は、前記掃気ポート２２に整合している。また、前記第１のポート３４の上下方向の開口長さは、前記第２のポート３６の上下方向の開口長さよりも大きい。前記第１のポート３４の上下方向長さは、少なくとも前記ピストン６が下死点から上死点に移動する間の前記空気吸気ポート３０と前記連通路２８の第２のポート３６との連通が開始されてから閉鎖されるまでの期間、前記連通路２８の第１のポート３４と前記掃気ポート２２が連通したままになるように決められることが好ましい。
【００３８】
次に、本発明による２サイクルエンジンの動作を説明する。
【００３９】
前記ピストン６が、図１に示す下死点にあるとき、後で詳細に説明するように、燃焼ガスが前記排気ポート２４から排出されると共に混合気によって掃気され、前記シリンダ室８が混合気で充填される。次いで、前記ピストン６が下死点から上昇すると、前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられた前記排気ポート２４及び前記掃気ポート２２が前記ピストン６の外面６ａによって前記シリンダ室８に対して閉鎖される。また、前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられた前記混合気吸気ポート１８及び前記空気吸気ポート３０も前記ピストン６の前記外面６ａによって前記クランク室１０に対して閉鎖されている。従って、前記ピストン６の上昇により、前記クランク室１０、前記掃気通路２０及び前記連通路２８の内部の圧力が低下する。また、前記シリンダ室８内では、混合気が圧縮される圧縮工程が開始される。
【００４０】
その後、前記ピストン６が図４に示す位置まで上昇すると、前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられた前記空気吸気ポート３０と前記ピストン６の前記外面６ａに設けられた前記連通路２８の前記第２ポート３６が次第に重なり、前記空気吸気ポート３０と前記第２ポート３６とが連通する。前記連通路２８の内部の圧力が低下しているため、空気が前記空気吸気ポート３０から前記連通路２８に流入し、それにより、前記連通路２８に流入した空気と前記連通路２８内の混合気が、互いに混ざり合い、前記連通路２８内の混合気が薄められ（以下、薄められた混合気を「希薄混合気」といい、本来の混合気を「通常の混合気」という。）、前記通常の混合気よりも希薄な希薄混合気が形成される。また、前記空気吸気ポート３０と前記第２ポート３６との重なりと同時に、前記シリンダ２の前記内面２ａに設けられた前記掃気ポート２２と前記ピストン６の外面６ａに設けられた前記連通路２８の前記第１ポート３４が次第に重なり、前記掃気ポート２２と前記第１ポート３４が連通する。それにより、希薄混合気が、前記連通路２８から前記掃気ポート２２を通って前記掃気通路２０に流入する。なお、前記シリンダ２の外面２ａに設けられた前記排気ポート２４及び前記混合気吸気ポート１８は前記ピストン６の前記外面６ａによって閉鎖されたままである。
【００４１】
次いで、前記ピストン６が図５に示す位置まで上昇すると、前記シリンダ２の内面２ａに設けられた前記空気吸気ポート３０が前記ピストン６の外面６ａによって前記連通路２８の第２ポート３６に対して閉鎖される。その後、前記掃気ポート２２が前記ピストン６の前記外面６ａによって前記第１ポート３４に対して閉鎖される。この時点で、前記掃気通路２０の少なくとも上部に、希薄混合気が存在している。
【００４２】
かくして、少なくとも、下死点から上死点に移動する前記ピストン６の前記外面６ａによって前記空気吸気ポート３０と前記第２ポート３６との連通が開始されてから閉鎖するまでの期間、前記連通路２８が前記掃気ポート２２に連通したままである。
【００４３】
また、図５に示す位置において、前記シリンダ２の内面２ａに設けられた前記混合気吸気ポート１８が前記ピストン６の外面６ａによって前記クランク室１０に対して開放される。それにより、混合気吸気工程が開始され、混合気が前記クランク室１０に流入する。
【００４４】
また、前記ピストン６が下死点から上死点に移動する間の一定期間、前記ピストン６の外面６ａが前記排気ポート２４及び前記掃気ポート２２を前記クランク室１０に対して閉鎖し且つ前記混合気吸気ポート１８が前記クランク室に開放されることにより、混合気が前記混合気吸気ポート１８から前記クランク室１０に吸込まれる。
【００４５】
前記ピストン６が、図６に示す上死点まで上昇すると、前記シリンダ室８における圧縮工程及び前記クランク室１０における混合気吸気工程が終了する。前記燃焼室８ｂ内の混合気が前記プラグ１５によって点火され、混合気が燃焼し、燃焼ガスが膨張する。なお、図６において、前記空気吸気ポート３０が前記クランク室１０に開口しているが、混合気吸気工程が終了しているため、即ち、クランク室１０内の圧力が高まっているため、空気は前記クランク室１０に流入しない。このように構成すれば、前記２サイクルエンジン１の寸法を小さくできる。
【００４６】
前記ピストン６が、図１に示す下死点まで下降する間、前記排気ポート２４が徐々に前記シリンダ室８に対して開放され、排気工程が開始される。燃焼ガス（排気ガス）は、前記排気ポート２４から排出される。また、前記空気吸気ポート３０及び前記混合気吸気ポート１８が前記ピストン６の外面６ａによって前記クランク室１０に対して閉鎖され、前記クランク室１０内の圧力が高まる。次いで、前記掃気ポート２２が前記ピストン６の外面６ａによって前記シリンダ室８に対して開放される。かくして、掃気工程が開始される。
【００４７】
前記掃気通路２０の少なくとも上部に、希薄混合気が存在しているので、前記掃気ポート２２が前記シリンダ室８に対して開放されると、最初に希薄混合気が前記シリンダ室８に流入し、その後、通常の混合気が前記シリンダ室８に流入する。
【００４８】
仮に、希薄混合気が前記排気ポート２４から吹き抜けたとしても、混合気が希薄であるため、未燃焼燃料（燃料）の排出量を、通常の混合気が前記排気ポート２４から吹き抜ける場合よりも軽減することができる。
【００４９】
また、希薄混合気が前記シリンダ室８、従って、燃焼室８ｂ内に局所的に残ったとしても、燃料を含む希薄混合気は着火を妨げないので、燃料を含まない空気層が燃焼室８ｂ内に局所的に残った場合とは異なり、前記燃焼室８ｂ内の混合気を確実に着火し、燃焼が行われる。
【００５０】
本発明と、層状掃気式の２サイクルエンジンとを比較してみると、層状掃気式の２サイクルエンジンでは、未燃焼燃料を排出させないことを最優先に設定されているため、掃気のために前記シリンダ室８内に導入された空気層が、前記燃焼室８ｂ内にまで局所的に残って着火を妨げる場合がある。また、層状掃気式の２サイクルエンジンでは、十分な量の空気を前記シリンダ室８に送り込むことによって掃気することを目的としているため、その分、前記混合気吸気ポート１８から吸入される混合気の濃度を高くする必要があり、気化器の調整が困難になったり、環境要因等の変動に対する気化器感度が過敏になって気化器の調整が困難となる場合がある。
【００５１】
これに対して、本発明による２サイクルエンジンでは、上述したように、希薄混合気が吹き抜けた場合であっても、未燃焼燃料の排出量を少なくすることができ、希薄混合気が前記燃焼室８ｂ内に局所的に残った場合であっても、前記燃焼室８ｂ内の混合気の着火を妨げずに安定した出力と加速性が得られる。また、環境要因の変動に対する気化器の適正範囲を広く確保できるため、様々な環境条件下で２サイクルエンジンの出力を最大限に発揮できる。
【００５２】
また、前記ピストン６の前記連通路２８が前記クランク室１０に開口しているので、ピストンの全ストロークにわたってシリンダ室及びクランク室に非接続であるピストンの溝を有する層状掃気式の２サイクルエンジンと比較して、ピストン長を短くすることができ、その結果、エンジンが大型化することを抑制することができる。
【００５３】
互いに同じ排気量（４０．２ｃｃ）を有する本発明による２サイクルエンジンと通常の混合気で掃気する２サイクルエンジン（以下、「従来の２サイクルエンジン」という。）との比較実験を行った。１時間１馬力当たりの総炭化水素（ｇ）について、スロットル全開条件で回転数を８０００ｒｐｍから１００００ｒｐｍまで変化させた場合、従来の２サイクルエンジンでは、４５ｇから３４ｇまでなだらかに変化したのに対し、本発明による２サイクルエンジンでは、３４ｇから２４ｇまでなだらかに変化した。従って、本発明による２サイクルエンジンは、従来の２サイクルエンジンよりも、総炭化水素を約２５％低減させることができた。即ち、未燃焼燃料の量を低減させることができた。
【００５４】
また、出力（馬力）について、スロットル全開条件で回転数を８０００ｒｐｍから１００００ｒｐｍまで変化させた場合、従来の２サイクルエンジンでは、１．７馬力から１．９馬力までなだらかに変化したのに対し、本発明による２サイクルエンジンでは、１．７馬力から１．９馬力までなだらかに変化した。従って、本発明による２サイクルエンジンは、従来の２サイクルエンジンに対して、同等の出力を発揮することができた。
【００５５】
また、本発明による２サイクルエンジンと層状掃気式の２サイクルエンジンのそれぞれを搭載した刈払機にて、加速試験を行った。回転数を３０００ｒｐｍ（アイドリング）から１００００ｒｐｍ（高速回転）まで急加速（スロットルを一気に握る）したとき、本発明による２サイクルエンジンでは、気化器のバルブの開閉に従ってスムーズに加速したのに対し、層状掃気式の２サイクルエンジンでは、鈍い加速を示した。これは、層状掃気式の２サイクルエンジンでは、急激に変化する回転数のいずれかのタイミングで燃焼室内に空気層が局所的に残って着火を妨げたか、又は混合気量が不足したり潤滑効果が低下したりして、燃焼が不安定になったためと考えられる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５７】
本発明による２サイクルエンジンの掃気方式は、反転掃気式であることが好ましいが、その他の方式であってもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、前記連通路２８が前記ビストン６の内部に形成されていたが、前記連通路２８は、前記ピストン６の外面６ａに形成された溝等の凹部であってもよい。
【００５９】
また、上述した実施形態では、前記混合気吸気ポート１８を前記シリンダ２の前記内面２ａに設け、前記ピストン６の前記外面６ａによって前記クランク室１０に対して開閉したが、前記混合気吸気ポート１８を前記クランクケース４の前記内面４ａに設け、図示しないバルブによって前記クランク室１０に対して開閉してもよい。
【００６０】
また、上述した実施形態では、前記混合気吸気ポート１８が前記クランク室１０に対して開放された後まで、前記連通路２８が前記空気吸気ポート３０と前記掃気ポート２２に連通しているが、ピストン長が長くなることが許容されれば、前記混合気吸気ポート１８が前記クランク室１０に対して開放される前の一定期間、前記連通路２８が前記空気吸気ポート３０と前記掃気ポート２２に連通するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  ２サイクルエンジン
２  シリンダ
２ａ  内面
６  ピストン
６ａ  外面
８  シリンダ室
８ａ    ボア
１０  クランク室
１８  混合気吸気ポート
２０  掃気通路
２２  掃気ポート
２４  排気ポート
２８  連通路
３０  空気吸気ポート
３４  第１のポート
３６  第２のポート
【図１】
2011080412.tif 000003
【図２】
2011080412.tif 000004
【図３】
2011080412.tif 000005
【図４】
2011080412.tif 000006
【図５】
2011080412.tif 000007
【図６】
2011080412.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
更に、空気吸入ポートと掃気ポートをピストンに設けた連通路で接続する層状掃気式の２サイクルエンジンでは、空気吸気ポートと掃気ポートを接続するピストンの連通路が、ピストンの全ストロークにわたってシリンダ室及びクランク室に非接続でなければならないので、ピストン長が長くなり、その結果、エンジンが大型化していることも課題のひとつとなっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、前記空気吸気ポートから吸入された空気と混合気が混合され、前記希薄混合気となって前記シリンダ室内に送り込まれるため、前記混合気吸気ポートから吸入される混合気の濃度を極端に高くする必要がなく、環境要因等の変動に対しても気化器の調整が安定して行える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
また、前記ピストン６の前記連通路２８が前記クランク室１０に開口しているので、ピストンの全ストロークにわたってシリンダ室及びクランク室に非接続であるピストンの連通路を有する層状掃気式の２サイクルエンジンと比較して、ピストン長を短くすることができ、その結果、エンジンが大型化することを抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
また、上述した実施形態では、前記連通路２８が前記ピストン６の内部に形成されていたが、前記連通路２８は、前記ピストン６の外面６ａに形成された溝等の凹部であってもよい。