(57)【要約】【課題】２ストロークエンジンにおいて、ピストンストロークをロングストローク化しても層状掃気を行えるようにする。【解決手段】クランク室２Ａに開口する吸気ポート５３と、吸気ポート５３に設けられ、クランク室２Ａ側への流体の流れを許容するリード弁５４と、クランク室２Ａに連通する上流端及びシリンダスリーブ１９に開口する掃気口５５を有し、ピストン２３が少なくとも下死点に位置するときに、掃気口５５がピストン２３の上方に形成される燃焼室２９と連通し、ピストン２３が少なくとも上死点に位置するときに、掃気口５５がピストン２３の下方でシリンダと２２連通する掃気ポート５６と、吸気ポート５３のリード弁５４よりも下流側かつ空気が流通する部分と掃気ポート５６の上流側部分（５６Ｅ）とを連通し、吸気時に掃気ポート５６に空気を供給する空気供給路５７とを備える構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２ストロークエンジンであって、
クランク室に開口する吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ、前記クランク室側への流体の流れを許容する第１一方向弁と、
前記クランク室に連通する上流端及びシリンダの側部を形成する壁に開口する下流端を有し、前記シリンダ内を上下動するピストンが少なくとも下死点に位置するときに、前記下流端が前記ピストンの上方に形成される燃焼室と連通し、前記ピストンが少なくとも上死点に位置するときに、前記下流端が前記ピストンの下方で前記シリンダと連通する掃気ポートと、
前記吸気通路における前記第１一方向弁よりも下流側かつ空気が流通する部分と前記掃気ポートの上流側部分とを連通し、吸気時に前記掃気ポートに空気を供給する空気供給路と
を備えることを特徴とする２ストロークエンジン。
【請求項２】
前記掃気ポートに設けられ、前記上流端側から前記下流端側への流体の流れを許容する第２一方向弁を更に備え、
前記空気供給路が、前記掃気ポートにおける前記第２一方向弁よりも前記下流端側に接続することを特徴とする請求項１に記載の２ストロークエンジン。
【請求項３】
前記掃気ポートが、前記シリンダの側部を形成する壁の周囲に形成された掃気チャンバと、当該掃気チャンバと前記クランク室とを連通する掃気通路とを有し、
前記第２一方向弁が前記掃気チャンバに設けられたリード弁であり、
前記空気供給路が前記掃気チャンバに接続することを特徴とする請求項２に記載の２ストロークエンジン。
【請求項４】
前記掃気ポートが、前記シリンダの周方向に離間して配置された複数の前記掃気通路を有し、
前記第２一方向弁が全ての前記掃気通路に対して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のストロークエンジン。
【請求項５】
前記掃気チャンバの上壁面が前記掃気ポートの前記下流端の上縁よりも上方に位置することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の２ストロークエンジン。
【請求項６】
前記空気供給路に設けられ、吸気時に前記掃気ポートに供給する空気量を調整する空気量調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の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、詳細にはロングストロークピストンを用いたい場合にも層状掃気を行えるようにする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２ストロークエンジンでは、シリンダ内の側部とクランク室とを連通する掃気ポートが形成され、この掃気ポートを介してクランク室からシリンダ内に燃料を含む混合気が供給される。掃気ポートの下流端の掃気口は、シリンダ内を往復動するピストンの位置に応じて開閉され、ピストンが下死点付近にあるときにシリンダ上部の燃焼室と連通し、ピストンが上死点付近にあるときにはピストンスカートによって閉じられる。
【０００３】
このような２ストロークエンジンにおいて、混合気流路とは別に掃気流路を設けることによって、層状掃気を行わせる２ストロークエンジンが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、例えば図９（Ａ）に示すように、クランク室１０２Ａに混合気を供給する混合気流路１６０と、クランク室１０２Ａからシリンダ１２２に通じる掃気流路１５６に空気を供給する空気供給路１５７との上流側に、両通路に分岐される空気流路１６１を設け、この空気流路１６１に逆止弁１５４を設けることにより層状掃気を実施している。
【０００４】
すなわちこの構成により、図９（Ｂ）に示すように、ピストン１２３が上昇すると、クランク室１０２Ａの圧力が低下して混合気が混合気流路１６０からクランク室１０２Ａに入るとともに、空気が空気供給路１５７から掃気流路１５６を通ってクランク室１０２Ａに入る。図９（Ｃ）に示すように、ピストンが下降すると、クランク室１０２Ａの圧力が上昇し、まず掃気流路１５６に溜まっていた空気がシリンダ１２２に入った後、クランク室１０２Ａに溜まっていた混合気がシリンダ１２２に供給され、シリンダ１２２内の燃焼ガスを掃気することになる。これにより、層状掃気が行われ、掃気中に未燃焼の混合気が排気ポート１３１へ流出して全炭化水素（ＴＨＣ）が増大することが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３１４３３７５号公報
【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、このような層状掃気は、ピストン１２３が上死点側に位置するときに掃気口１５５がピストンの側面（スカート）によって閉じられることが前提となっている。そのため、熱効率向上のためにピストンストロークをロングストローク化する手法を採用し、図１０（Ａ）に示すようにピストン１２３が上死点側に位置するときに掃気口１５５がピストンスカートの下端よりも下方でシリンダ１２２の下部を介してクランク室１０２Ａと連通する構成となった場合、層状掃気を行うことができない。
【０００７】
すなわち、このような構成では、図１０（Ｂ）に示すように、ピストン１２３の上昇時にクランク室１０２Ａの圧力が低下すると、混合気が混合気流路１６０からクランク室１０２Ａに入るとともに、空気が空気供給路１５７から掃気流路１５６側へ流れずに掃気口１５５から直接クランク室１０２Ａに入ってしまう。そのため、図１０（Ｃ）に示すように、ピストン１２３の下降時にクランク室１０２Ａの圧力が上昇すると、まず掃気流路１５６内に溜まっていた混合気が、次いでクランク室１０２Ａの混合気がシリンダ１２２に入ることになる。したがって、シリンダ１２２内の燃焼ガスを掃気する際に、この未燃焼の混合気が排気ポート１３１から排出される虞がある。
【０００８】
ここで、ピストン１２３が上死点側に位置するときにピストンスカートによって掃気口１５５を閉じるために、ピストンスカートの長さを延長することが考えられる。ところが、このような構成にすると、ピストン１２３が下死点側に位置するときにピストンスカートが他部品（クランクシャフトのカウンタウェイトなど）と接触しやすくなるうえ、ピストン１２３の重量が増加してしまう。
【０００９】
本発明は、以上の背景を鑑み、２ストロークエンジンにおいて、ピストンストロークをロングストローク化しても層状掃気を行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、２ストロークエンジン（Ｅ）であって、クランク室（２Ａ）に開口する吸気通路（５３）と、前記吸気通路に設けられ、前記クランク室側への流体の流れを許容する第１一方向弁（５４）と、前記クランク室に連通する上流端及びシリンダ（２２）の側部を形成する壁（１９）に開口する下流端（５５）を有し、前記シリンダ内を上下動するピストン（２３）が少なくとも下死点に位置するときに、前記下流端（５５）が前記ピストンの上方に形成される燃焼室（２９）と連通し、前記ピストンが少なくとも上死点に位置するときに、前記下流端（５５）が前記ピストンの下方で前記シリンダ（２２）と連通する掃気ポート（５６）と、前記吸気通路における前記第１一方向弁よりも下流側かつ空気が流通する部分と前記掃気ポートの上流側部分（５６Ｅ）とを連通し、吸気時に前記掃気ポートに空気を供給する空気供給路（５７）とを備える構成とする。
【００１１】
この構成によれば、ピストンの下縁が掃気ポートの下流端の下縁よりも上方にある状態でピストンが上昇している吸気時に、空気供給路から掃気ポートに流入した空気が掃気ポートの下流側に流れて掃気ポート内に溜まるため、掃気時には最初に掃気ポート内の空気が、次いでクランク室内の混合気が燃焼室内に流入することになり、層状掃気を行うことができる。
【００１２】
また、上記の発明において、前記掃気ポート（５６）に設けられ、前記上流端側から前記下流端側への流体の流れを許容する第２一方向弁（５８）を更に備え、前記空気供給路（５７）が、前記掃気ポートにおける前記第２一方向弁よりも前記下流端側に接続する構成とするとよい。
【００１３】
この構成によれば、ピストンの下縁が掃気ポートの下流端の下縁よりも下方にある状態でピストンが上昇している吸気時に、掃気ポート内の流体がクランク室に流入することが第２一方向弁によって阻止される。そのため、吸気時に吸気通路からクランク室に流入する流体が乱れのない流れとなり、クランク室内の混合気を均質にすることができる。
【００１４】
また、上記の発明において、前記掃気ポート（５６）が、前記シリンダ（２２）の側部を形成する壁（１９）の周囲に形成された掃気チャンバ（５６Ｂ）と、当該掃気チャンバと前記クランク室（２Ａ）とを連通する掃気通路（５６Ａ）とを有し、前記第２一方向弁（５８）が前記掃気チャンバに設けられたリード弁であり、前記空気供給路（５７）が前記掃気チャンバ（５６Ｂ）に接続する構成とするとよい。
【００１５】
この構成によれば、掃気チャンバの存在によって掃気ポートの容積を大きくして層状掃気に用いる空気量を確保することができる。また、容積が大きな掃気チャンバに構成が簡単なリード弁を設けることで、掃気通路から掃気チャンバへの流体の流れを許容する一方向弁の設置を容易にできる。
【００１６】
また、上記の発明において、前記掃気ポート（５６）が、前記シリンダ（２２）の周方向に離間して配置された複数の前記掃気通路（５６Ａ）を有し、前記第２一方向弁（５８）が全ての前記掃気通路に対して設けられている構成とするとよい。
【００１７】
この構成によれば、掃気通路が１本の場合に比べて掃気時に燃焼室に流入する流体の速度を低くして、層を乱すことなく燃焼室内で層状掃気を行うことができる。
【００１８】
また、上記の発明において、前記掃気チャンバ（５６Ｂ）の上壁面（５６Ｃ）が前記掃気ポート（５６）の前記下流端（５５）の上縁（５５Ａ）よりも上方に位置する構成とするとよい。
【００１９】
この構成によれば、掃気通路を通過した流体は、掃気チャンバの上壁面に衝突して上方への速度成分を小さくした後に燃焼室内に流入する。そのため、層を乱すことなく燃焼室内で層状掃気を行うことができる。
【００２０】
また、上記の発明において、前記空気供給路（５７）に設けられ、吸気時に前記掃気ポート（５６）に供給する空気量を調整する空気量調整手段（５９）を更に備える構成とするとよい。
【００２１】
この構成によれば、吸気時に空気供給路を通って掃気ポートに供給される空気量を制御弁によって所望に調整することができるため、吸気時に流体が掃気ポートを通ってその下流端や上流端からクランク室に流入することを抑制でき、クランク室内の混合気を均質にすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の構成によれば、２ストロークエンジンにおいて、ピストンストロークをロングストローク化しても層状掃気を可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係るエンジンの縦断面図
【図２】図１中のII−II断面図
【図３】図１中のIII−III断面図
【図４】掃気ポート周辺の展開図
【図５】実施形態に係るエンジンの概略構成及び作用を説明する図
【図６】実施形態に係るエンジンの概略構成及び作用を説明する図
【図７】実施形態に係るエンジンの概略構成及び作用を説明する図
【図８】変形実施形態に係るエンジンの概略構成及び作用を説明する図
【図９】従来の２ストロークエンジンによる層状掃気の説明図
【図１０】従来の層状掃気構造による問題点の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明を単気筒のユニフロー２ストロークエンジン（以下、エンジンＥという）に適用した実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、エンジンＥの機関本体１は、内部にクランク室２Ａを画成するクランクケース２と、クランクケース２の上部に接合されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に接合されたシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上部に接合され、シリンダヘッド４との間に上部動弁室６を画成するヘッドカバー５とを有する。
【００２６】
クランクケース２は、図２に示すように、上下に延びる面（シリンダ軸線Ａを通る面）で左右に分割された一対のクランクケース半体によって構成される。左右のクランクケース半体は、ボルトによって互いに締結され、両半体間にクランク室２Ａを形成する。クランクケース２の左右の側壁２Ｂ、２Ｃには、軸受７を介してクランクシャフト８が回転可能に支持される。
【００２７】
クランクシャフト８は、クランクケース２の側壁２Ｂ、２Ｃに支持される一対のジャーナル８Ａと、両ジャーナル８Ａ間に設けられた一対のウェブ８Ｂと、両ウェブ８Ｂによってジャーナル８Ａから偏心した位置に支持されたクランクピン８Ｃとを有する。
【００２８】
右側壁２Ｃの外面側にはエンドプレート１１が締結される。エンドプレート１１は、周縁部において右側壁２Ｃの外面に締結され、右側壁２Ｃとの間に下部動弁室１２を形成する。クランクシャフト８の左端部８Ｄは、クランクケース２の左側壁２Ｂを貫通して左方に延出する。クランクシャフト８の右端部８Ｅは、クランクケース２の右側壁２Ｃ及びエンドプレート１１を貫通して右方へと延出する。クランクシャフト８の左端部８Ｄが左側壁２Ｂを貫通する部分、及び右端部８Ｅがエンドプレート１１を貫通する部分には、クランク室２Ａの気密性を確保するためのシール部材１３がそれぞれ設けられる。
【００２９】
クランクケース２の上部には、上下に延び、上端がクランクケース２の上端面に開口すると共に、下端がクランク室２Ａに向けて開口する断面円形の第１スリーブ受容孔１６が形成される。
【００３０】
シリンダブロック３は、上下に延在し、下端面においてクランクケース２の上端面に接合される。シリンダブロック３には、上端面から下端面に上下に貫通する第２スリーブ受容孔１８が形成される。第２スリーブ受容孔１８は、上部が下部に対して段違いに拡径された円形断面の段付き孔であり、上部及び下部の境界部に上方を向く環状の肩面１８Ａを有する。第２スリーブ受容孔１８は、シリンダブロック３の第１スリーブ受容孔１６と同軸に対向し、互いに連通する。第１スリーブ受容孔１６及び第２スリーブ受容孔１８の下部の内径は等しく、連続した孔を形成する。
【００３１】
第１及び第２スリーブ受容孔１６、１８には、円筒状のシリンダスリーブ１９が圧入される。シリンダスリーブ１９は、外周部に径方向外方に突出する環状の凸部２１を有する。凸部２１が肩面１８Ａに当接することによって、シリンダスリーブ１９の第１及び第２スリーブ受容孔１６、１８に対する位置が定まる。シリンダスリーブ１９の下端は、第１スリーブ受容孔１６の下端（クランク室２Ａと接続する部分）よりも上方に位置している。これにより、シリンダスリーブ１９の内孔が形成するシリンダ２２の下方では、シリンダ２２と接続するクランク室２Ａの上部が、第１スリーブ受容孔１６の露出した内周面１６Ａによって円柱形状に形成されている。シリンダスリーブ１９の上端はシリンダブロック３の上端面と面一となる位置に配置され、シリンダブロック３に接合されるシリンダヘッド４の下端面に当接する。これにより、シリンダスリーブ１９は、肩面１８Ａとシリンダヘッド４の下面との間に挟持され、シリンダ軸線Ａ方向において位置が定まる。
【００３２】
シリンダ２２には、往復動可能にピストン２３が受容される。ピストン２３は、クランクシャフト８と平行に延びるピストンピン２３Ａを有する。ピストンピン２３Ａには、軸受２４を介してコンロッド２６の小端部が回動可能に支持される。コンロッド２６の大端部は、軸受２５を介してクランクピン８Ｃに回動可能に支持される。ピストン２３とクランクシャフト８とがコンロッド２６によって連結されることによって、ピストン２３の往復動がクランクシャフト８の回転運動に変換される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、シリンダヘッド４の下端面におけるシリンダスリーブ１９に対応する位置には、半球状の燃焼室凹部２８が形成されている。燃焼室凹部２８は、ピストン２３の頂面との間に燃焼室２９を形成し、シリンダ２２の上端部となる。
【００３４】
シリンダヘッド４には、点火プラグ３０が燃焼室２９に臨むように設けられている。また、シリンダヘッド４には、排気ポート３１が燃焼室２９の頂部に開口するように形成されると共に、排気ポート３１を開閉するポペット型の排気弁３２が設けられている。排気弁３２は、そのステムエンドが上部動弁室６に配置され、バルブスプリング３３によって閉方向に付勢されている。排気弁３２は、動弁機構３４によって、クランクシャフト８の回転に同期して開閉駆動される。
【００３５】
図２に示すように、動弁機構３４は、クランクシャフト８の回転に応じて回転するカムシャフト４１と、カムシャフト４１によって進退駆動されるプッシュロッド４２と、プッシュロッド４２によって駆動され、排気弁３２を開方向に押すロッカアーム４３とを有する。カムシャフト４１は、下部動弁室１２にクランクシャフト８と平行に配置されている。カムシャフト４１は、一端がクランクケース２の右側壁２Ｃに回転可能に支持されると共に、他端がエンドプレート１１に回転可能に支持される。クランクシャフト８は、下部動弁室１２に位置する部分にクランクギヤ４５を有し、カムシャフト４１はクランクギヤ４５に噛み合うカムギヤ４６を有する。クランクギヤ４５とカムギヤ４６のギヤ比は１：１である。カムシャフト４１には、板カムであるカム４７が設けられている。
【００３６】
プッシュロッド４２は、両端が開口した管状のロッドケース５１に進退可能に収容されている。ロッドケース５１は、上下に延在し、下端がクランクケース２の右側壁２Ｃに接合されて下部動弁室１２に連通すると共に、上端がシリンダブロック３に接合されて上部動弁室６に連通する。プッシュロッド４２は、下端においてカムシャフト４１のカム４７に当接し、カムシャフト４１の回転に応じて進退する。プッシュロッド４２の下端にローラを設け、ローラにおいてカム４７に転接するようにしてもよい。
【００３７】
ロッカアーム４３は、シリンダヘッド４に支持されたロッカシャフト５２に回動可能に支持される。ロッカシャフト５２は、シリンダ軸線Ａ及びクランクシャフト８の軸線と直交する方向に延在する。ロッカアーム４３は、一端にプッシュロッド４２の上端に当接する受け部４３Ａを有し、他端に排気弁３２のステムエンドに当接するスクリュアジャスタ４３Ｂを有する。
【００３８】
以上の構成の動弁機構３４によって、クランクシャフト８が１回転する毎に、所定のタイミングで排気弁３２が１回開かれる。
【００３９】
図１に示すように、クランクケース２の前側壁２Ｄには、クランク室２Ａに連通する吸気通路である吸気ポート５３が形成されている。吸気ポート５３は、斜め上方からクランクシャフト８側に向けて傾斜して形成されている。吸気ポート５３の上流端近傍には、吸気ポート５３側からクランク室２Ａ側への流体の流れを許容する一方で、クランク室２Ａ側から吸気ポート５３側への流体の流れを阻止するリード弁５４が設けられている。リード弁５４は、通常は閉弁しており、ピストン２３の上昇によってクランク室２Ａ内の圧力が低下すると開弁する。
【００４０】
シリンダスリーブ１９の第１スリーブ受容孔１６及び第２スリーブ受容孔１８内に対応する部分には、径方向に貫通する掃気口５５が形成されている。掃気口５５は、シリンダ２２の周方向に互いに離間するように複数形成され、それぞれがシリンダ軸線Ａに対して傾斜した縦長形状とされている。掃気口５５の高さ寸法は、ピストン２３の外周面の高さ寸法よりも小さく設定されている。クランクケース２の上部における第１スリーブ受容孔１６の周囲からシリンダブロック３の下部における第２スリーブ受容孔１８の周囲にかけて、クランク室２Ａと掃気口５５とを連通する掃気ポート５６が形成されている。
【００４１】
掃気口５５は掃気ポート５６の下流端をなし、ピストン２３の往復動によって開閉される。具体的には、ピストン２３が掃気口５５と対応する位置にあるときには、掃気ポート５６はピストン２３の外周部によって閉じられ、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも上方（上死点側）にあるときには、掃気ポート５６がシリンダ２２のピストン２３よりも下側部分と連通するように開かれ、ピストン２３の上縁が掃気口５５の上縁５５Ａよりも下方（下死点側）にあるときには、掃気ポート５６がシリンダ２２のピストン２３よりも上側部分（燃焼室２９）と連通するように開かれる。なお、図１及び図２では、上死点にあるピストン２３を実線で示し、下死点にあるピストン２３を想像線で示している。
【００４２】
図３に示すように、掃気口５５は、本実施形態ではシリンダ２２の周方向に等間隔に１４個形成されている。掃気ポート５６は、掃気口５５に対応する高さにおいて、シリンダ２２の側部を形成するシリンダスリーブ１９の周囲に形成された掃気チャンバ５６Ｂと、シリンダ２２の周方向に離間して配置され、掃気チャンバ５６Ｂとクランク室２Ａとを連通する複数（図示例では４本）の掃気通路５６Ａとを有している。
【００４３】
図１及び図２に示すように、掃気チャンバ５６Ｂの上壁面５６Ｃは、シリンダ軸線Ａを中心とした径方向において径方向外側から径方向内側に進むにつれて一旦上方に進んだ後に下方に進む上向き凸の半円弧状とされている。一方、掃気チャンバ５６Ｂの下壁面５６Ｄは、シリンダ軸線Ａを中心とした径方向において径方向外側から径方向内側に進むにつれて下方に進むように傾斜している。この掃気チャンバ５６Ｂの傾斜した下壁面５６Ｄに掃気通路５６Ａが開口している。
【００４４】
図４は、シリンダ軸線Ａを中心とした周方向を展開して示す掃気ポート５６周辺の展開図である。図３及び図４に示すように、各掃気ポート５６の上流側部分をなす掃気通路５６Ａは、それぞれクランク室２Ａに連通する下端（上流端）からシリンダスリーブ１９の径方向外方をシリンダ軸線Ａと平行に上方に延び、掃気チャンバ５６Ｂの下壁面５６Ｄに到っている。
【００４５】
掃気ポート５６の下流側部分を主になす掃気チャンバ５６Ｂは、シリンダスリーブ１９の径方向外方を周方向に延在し、環状をなしている。掃気チャンバ５６Ｂは、掃気口５５の上縁５５Ａよりも上方に位置する上壁面５６Ｃを有し、掃気口５５の下縁５５Ｂよりも下方に位置する下壁面５６Ｄを有している。掃気チャンバ５６Ｂの下壁面５６Ｄは、吸気ポート５３の開口の上方では、他の部分に比べて下方に位置するように凹陥しており、ここに開口する掃気通路５６Ａの長さは他の掃気通路５６Ａの長さよりも短くなっている（掃気通路５６Ａの上端の位置が低くなっている）。つまり、掃気チャンバ５６Ｂのなかでも下方に凹陥したこの凹陥部５６Ｅは、掃気ポート５６の上流側の部分となっている。
【００４６】
掃気チャンバ５６Ｂの凹陥部５６Ｅでは、掃気チャンバ５６Ｂの側壁面となるクランクケース２の内面において、吸気時に掃気ポート５６に空気を供給する空気供給路５７の下流端が開口している。空気供給路５７の上流端は、図１に示すように、吸気ポート５３におけるリード弁５４よりも下流側の部分に連通している。
【００４７】
図３及び図４に併せて示すように、掃気チャンバ５６Ｂ内には、掃気通路５６Ａ側から掃気チャンバ５６Ｂ側への流体の流れを許容する一方で、掃気チャンバ５６Ｂ側から掃気通路５６Ａ側への流体の流れを阻止するリード弁５８が、全ての掃気通路５６Ａに対してその開口を塞ぐように掃気チャンバ５６Ｂの下壁面５６Ｄに取り付けられている。リード弁５８は、シリンダ軸線Ａ側の径方向内側において掃気チャンバ５６Ｂの下壁面５６Ｄに固定され、図１及び図２に破線で示したように、径方向外側が上方に撓むことによって掃気通路５６Ａの開口を開放する。掃気チャンバ５６Ｂの凹陥部５６Ｅ（掃気ポート５６の上流側部分）に開口する空気供給路５７の下流端は、掃気ポート５６におけるリード弁５８よりも下流側に接続している。
【００４８】
図１に示すように、シリンダスリーブ１９の掃気チャンバ５６Ｂに突入した下端部の外周部には環状の油路形成部材６０が接合されている。油路形成部材６０の内周面は、シリンダスリーブ１９の外周面と周方向にわたって面接触する。シリンダスリーブ１９の外周面であって、油路形成部材６０の内周面に対向する部分には、周方向に環状に延在する環状溝（番号省略）が形成されている。環状溝は、油路形成部材６０によって覆われ、環状の通路を形成する。油路形成部材６０には、径方向に貫通し、環状溝に連通する油入口孔（番号省略）が形成されている。シリンダスリーブ１９には、径方向に貫通し、環状溝と連通する油供給孔（番号省略）が形成されている。油供給孔は、シリンダスリーブ１９の周方向において複数形成されている。
【００４９】
シリンダブロック３には、第１油路６４が形成されている。第１油路６４は、シリンダブロック３の側面に開口する一端と、シリンダブロック３の下端面に開口する他端とを有する。クランクケース２には、掃気ポート５６からシリンダブロック３の下端面であって、第１油路６４が開口する部分に延びる通路６５が形成されている。第１油路６４のシリンダブロック３の下端面における開口端には、第２油路を形成する第２油路管６６の一端が接続されている。第２油路管６６は、通路６５内を延びて掃気ポート５６内に突入し、他端が油路形成部材６０の油入口孔に接続されている。これにより、図示しないオイルポンプによって圧送されたオイルは、第１油路６４、第２油路管６６、油入口孔、環状溝、及び油供給孔を順に通過してシリンダスリーブ１９の内壁に供給される。
【００５０】
クランクケース２の後側壁２Ｅには、燃料噴射弁６８が取り付けられている。燃料噴射弁６８の先端は、クランク室２Ａに配置され、クランクシャフト８側を向いており、所定のタイミングでクランク室２Ａに燃料を噴射する。これにより、クランク室２Ａ内で混合気が生成される。つまり、吸気ポート５３には新気（混合気になる前の空気）が流通するだけである。そのため、リード弁５４よりも下流側の部分に上流端が連通した空気供給路５７は、吸気ポート５３における空気が流通する部分に連通しており、これより吸気ポート５３から掃気ポート５６に空気を供給することができる。作用の詳細については後述する。
【００５１】
以下、このように構成されたエンジンＥによる２サイクル動作について概略を説明する。エンジンＥは、始動後、次のように動作する。図１を参照すると、まず、ピストン２３の上昇行程では、これに伴うクランク室２Ａの減圧によってリード弁５４が開弁し、新気が吸気ポート５３からクランク室２Ａに流入する。クランク室２Ａに流入した新気には、燃料噴射弁６８から燃料が噴射され、混合気が生成される。同時に、燃焼室２９内の混合気はピストン２３によって圧縮され、ピストン２３が上死点近傍にあるときに点火プラグ３０が火花点火を行い、燃料が燃焼する。
【００５２】
その後、ピストン２３が下降行程に移ると、リード弁５４が閉じられ、クランク室２Ａ内の混合気が圧縮される。ピストン２３の下降が進み、ピストン２３が掃気ポート５６を開放する前に、動弁機構３４に駆動された排気弁３２が排気ポート３１を開く。次いで、ピストン２３が掃気口５５を開くと、クランク室２Ａにおいて圧縮された混合気が掃気ポート５６を通ってシリンダ２２内（燃焼室２９内）に流入する。燃焼室２９内の既燃焼ガス（排気ガス）は押し出されるように排気ポート３１から排出される。
【００５３】
ピストン２３が再び上昇行程に移ると、ピストン２３が掃気ポート５６を閉じた後、カム４７によって駆動された排気弁３２が排気ポート３１を閉じ、ピストン２３の上昇に伴ってシリンダ２２（燃焼室２９）内の混合気が圧縮される。同時に、クランク室２Ａ内が減圧され、リード弁５４が開弁し吸気ポート５３からから新気が吸入される。
【００５４】
このようにして、エンジンＥは２サイクル動作を行う。掃気ポート５６からシリンダ２２を経由して排気ポート３１へと流れる掃排気の流れは、曲がりの少ないユニフローとなる。
【００５５】
次に、空気供給路５７を有する本実施形態に係るエンジンＥによる層状掃気の作用効果を詳細に説明する。図５は、実施形態に係るエンジンＥの概略構成及び作用を説明する図であり、（Ａ）は特許請求の範囲の請求項１に対応する特徴的部分を抜き出して示したエンジンＥの概略構成図を、（Ｂ）〜（Ｅ）は２サイクル動作の各時点における流体の流れを説明する図である。
【００５６】
まず（Ａ）に示すように、実施形態に係るエンジンＥは、クランク室２Ａを混合気で満たすべくクランク室２Ａに開口する吸気ポート５３と、吸気ポート５３に設けられ、クランク室２Ａ側への流体の流れを許容するリード弁５４と、クランク室２Ａに連通する上流端及びシリンダ２２の側部を形成するシリンダスリーブ１９に開口する下流端の掃気口５５を有し、シリンダ２２内を上下動するピストン２３が少なくとも下死点に位置するときに、掃気口５５がピストン２３の上方に形成される燃焼室２９と連通し、ピストン２３が少なくとも上死点に位置するときに、掃気口５５がピストン２３の下方でシリンダ２２と連通する掃気ポート５６と、吸気ポート５３におけるリード弁５４よりも下流側かつ空気が流通する部分と掃気ポート５６の上流側部分とを連通する空気供給路５７とを備えている。
【００５７】
そのため、（Ｂ）に示すように、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも下方にある状態でピストン２３が上昇しているときには、クランク室２Ａの減圧によってリード弁５４が開弁して吸気が行われ、空気が吸気ポート５３を通ってクランク室２Ａに流入するとともに空気供給路５７及び掃気ポート５６を通ってもクランク室２Ａに流入する。この時点では、掃気ポート５６の下流側部分である掃気チャンバ５６Ｂ内には混合気が溜まっている。
【００５８】
その後（Ｃ）に示すように、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも上方にある状態でピストン２３が上昇している吸気時には、掃気口５５で負圧になるため、空気供給路５７から掃気ポート５６に流入した空気が、その下流側の掃気チャンバ５６Ｂに流れ、掃気口５５からシリンダ２２に流入する。
【００５９】
ピストン２３が上死点近傍にあるときに点火プラグ３０が火花点火を行い、ピストン２３が下降行程に移ると、リード弁５４が閉じられ、クランク室２Ａ内の混合気の圧縮が始まる。（Ｄ）に示すように、ピストン２３の上縁が掃気口５５の上縁５５Ａよりも下方にある状態（掃気ポート５６が燃焼室２９と連通した状態）でピストン２３が下降しているときには、最初に掃気ポート５６内の空気が、クランク室２Ａの混合気によって押されて掃気口５５から燃焼室２９内に流入し、次いでクランク室２Ａ内の混合気が燃焼室２９内に流入する。燃焼室２９内の既燃焼ガス（排気ガス）は押し出されるように排気ポート３１から排出される。
【００６０】
これにより燃焼室２９内で層状掃気が行われ、ピストン２３が再び上昇行程に移って、（Ｅ）に示すように、排気ポート３１が閉じられたときに、全ての既燃焼ガスが排出され、上層の空気が排気ポート３１から排出されることがあっても、下層の混合気が排気ポート３１から排出されることはない。したがって、掃気中における未燃焼混合気の流出による全炭化水素（ＴＨＣ）の増大が防止される。
【００６１】
図６は、実施形態に係るエンジンＥの概略構成及び作用を説明する図であり、（Ａ）は図５の構成に更に特許請求の範囲の請求項２、請求項３及び請求項５に対応する特徴的部分を追加して示したエンジンＥの概略構成図を、（Ｂ）及び（Ｃ）は２サイクル動作の各時点における流体の流れを説明する図である。なお、図５の（Ｄ）及び（Ｅ）に対応する作用は同様であるため、対応する図は省略している。
【００６２】
まず（Ａ）に示すように、実施形態に係るエンジンＥは、上記構成に加え、掃気ポート５６に設けられ、上流端側の掃気通路５６Ａから下流端側の掃気チャンバ５６Ｂへの流体の流れを許容するリード弁５８を更に備え、空気供給路５７が、掃気ポート５６におけるリード弁５８よりも下流端側に接続している。
【００６３】
そのため、（Ｂ）に示すように、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも下方にある状態でピストン２３が上昇している吸気時に、掃気ポート５６の掃気チャンバ５６Ｂ内の流体は、掃気通路５６Ａを通ってクランク室２Ａに流入することがない。つまり、クランク室２Ａに流入する流体は、吸気ポート５３から流入する空気だけになる。これにより、吸気時に吸引される流体（空気）が斜め上方からクランクシャフト８側に向けた乱れのない流れとなり、燃料噴射弁６８からクランク室２Ａに噴射される燃料が空気と混合しやすくなり、均質な混合気が生成される。
【００６４】
なお、（Ｃ）に示すように、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも上方にある状態でピストン２３が上昇している吸気時には、空気供給路５７から掃気ポート５６の下流側部分である掃気チャンバ５６Ｂに空気が流入する。そのため、ピストン２３の下降時に掃気口５５が燃焼室２９に連通したときには、最初に掃気ポート５６に溜まっていた空気が燃焼室２９内に流入して層状掃気が行われる点は、図５を参照して説明した通りである。
【００６５】
本実施形態のエンジンＥでは、掃気ポート５６が、シリンダ２２の側部を形成するシリンダスリーブ１９の周囲に形成された掃気チャンバ５６Ｂと、掃気チャンバ５６Ｂとクランク室２Ａとを連通する掃気通路５６Ａとを有し、掃気通路５６Ａから掃気チャンバ５６Ｂへの流体の流れを許容する一方向弁が、掃気チャンバ５６Ｂに設けられたリード弁５８とされ、空気供給路５７が掃気チャンバ５６Ｂに接続している。
【００６６】
そのため、掃気チャンバ５６Ｂの存在によって掃気ポート５６の容積を大きくして層状掃気に用いる空気量を確保しやすくなっている。また、容積が大きな掃気チャンバ５６Ｂに構成が簡単なリード弁５８を設けることで、掃気通路５６Ａから掃気チャンバ５６Ｂへの流体の流れを許容する一方、掃気チャンバ５６Ｂから掃気通路５６Ａへの流体の流れを阻止する一方向弁を容易に設置することができる。燃焼室２９内に流入して層状掃気が行われる点は、図５を参照して説明した通りである。
【００６７】
また、（Ａ）に示すように、掃気チャンバ５６Ｂの上壁面５６Ｃが、掃気口５５の上縁５５Ａよりも上方に位置している。そのため、掃気通路５６Ａを通過した流体は、掃気チャンバ５６Ｂの上壁面５６Ｃに衝突して上方への速度成分を小さくした後に燃焼室２９内に流入する。そのため、燃焼室２９内では層が乱されるすことなく層状掃気が行われる。
【００６８】
図７は、実施形態に係るエンジンＥの概略構成及び作用を説明する図であり、（Ａ）は図６の構成に更に特許請求の範囲の請求項４に対応する特徴的部分を追加して示したエンジンＥの概略構成図を、（Ｂ）〜（Ｅ）は２サイクル動作の各時点における流体の流れを説明する図である。
【００６９】
まず（Ａ）に示すように、実施形態に係るエンジンＥは、上記構成に加え、掃気ポート５６が、シリンダ２２の周方向に離間して配置された複数の掃気通路５６Ａを有し、リード弁５８が全ての掃気通路５６Ａに対して設けられている。
【００７０】
この構成により、空気供給路５７が接続する掃気チャンバ５６Ｂと掃気通路５６Ａとは互いに連通しているが、（Ｂ）に示すように、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも下方にある状態でピストン２３が上昇している吸気時に、空気が空気供給路５７から掃気チャンバ５６Ｂ、掃気通路５６Ａを順に通ってクランク室２Ａに流入することがリード弁５８によって阻止される。
【００７１】
その後（Ｃ）に示すように、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも上方にある状態でピストン２３が上昇しているときには、掃気口５５で負圧になるため、空気供給路５７から掃気チャンバ５６Ｂに流入した空気が、掃気口５５を通ってシリンダ２２に流入する。
【００７２】
ピストン２３が上死点近傍にあるときに点火プラグ３０が火花点火を行い、ピストン２３が下降行程に移ると、吸気ポート５３のリード弁５４が閉じられ、クランク室２Ａ内の混合気の圧縮が始まる。（Ｄ）に示すように、ピストン２３の上縁が掃気口５５の上縁５５Ａよりも下方にある状態でピストン２３が下降しているときには、最初に掃気チャンバ５６Ｂ内の空気が全ての掃気通路５６Ａを介してクランク室２Ａ内の混合気によって押されて掃気口５５から燃焼室２９内に流入し、次いでクランク室２Ａ内の混合気が全ての掃気通路５６Ａを通って燃焼室２９内に流入する。燃焼室２９内の既燃焼ガス（排気ガス）は押し出されるように排気ポート３１から排出される。
【００７３】
これにより、掃気通路５６Ａが１本の場合に比べて掃気時に燃焼室２９に流入する流体の速度が低くなり、層を乱すことなく燃焼室２９内で層状掃気が行われる。ピストン２３が再び上昇行程に移って、（Ｅ）に示すように、排気ポート３１が閉じられたときに、全ての既燃焼ガスが排出され、上層の空気が排気ポート３１から排出されることがあっても、下層の混合気が排気ポート３１から排出されることはない。
【００７４】
このようして実施形態に係るエンジンＥは、２ストロークエンジンにおいて、ピストンストロークがロングストローク化されても層状掃気を行うことができる。
【００７５】
図８は、図１〜図４に示したエンジンＥが備えていない構成を備えた、変形実施形態に係るエンジンＥの概略構成及び作用を説明する図であり、（Ａ）は図５〜図７の構成に更に特許請求の範囲の請求項６に対応する特徴的部分を追加して示したエンジンＥの概略構成図を、（Ｃ）は２サイクル動作のある時点における流体の流れを説明する図である。なお、図５や図７の（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に対応する作用は同様であるため、対応する図は省略している。
【００７６】
まず（Ａ）に示すように、変形実施形態に係るエンジンＥは、上記構成に加え、空気供給路５７に設けられ、吸気時に掃気ポート５６に供給する空気量を調整する空気量調整手段としての制御弁５９を更に備えている。
【００７７】
この構成によれば、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも下方にある状態でピストン２３が上昇している吸気時や、（Ｃ）に示すように、ピストン２３の下縁が掃気口５５の下縁５５Ｂよりも上方にある状態でピストン２３が上昇している吸気時に、空気供給路５７を通って掃気ポート５６に供給される空気量を制御弁５９によって所望に調整することができる。そのため、吸気時に流体が掃気ポート５６を通って掃気口５５や掃気通路５６Ａの上流端からクランク室２Ａに流入することを抑制でき、クランク室２Ａ内の混合気を均質にすることができる。
【００７８】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として排気弁３２がシリンダヘッド４に設けられたユニフロー型２ストロークエンジンに本発明を適用したが、排気弁３２が設けられずに排気ポート３１がシリンダスリーブ１９に開口する２ストロークエンジンに本発明を適用してもよい。また、例えば掃気口５５や掃気ポート５６の数や形状は、適宜変更することができる。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００７９】
２Ａ    クランク室
１９    シリンダスリーブ（壁）
２２    シリンダ
２３    ピストン
２９    燃焼室
５３    吸気ポート（吸気通路）
５４    リード弁（第１一方向弁）
５５    掃気口（下流端）
５５Ａ  上縁
５６    掃気ポート
５６Ａ  掃気通路
５６Ｂ  掃気チャンバ
５６Ｃ  上壁面
５６Ｅ  凹陥部（上流側部分）
５７    空気供給路
５８    リード弁（第２一方向弁）
５９    制御弁（空気量調整手段）
Ｅ      エンジン（２ストロークエンジン）
【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】
2015169195.tif 000008
【図７】
2015169195.tif 000009
【図８】
2015169195.tif 000010
【図９】
2015169195.tif 000011
【図１０】
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