(57)【要約】【課題】クランク軸に連動して駆動される回転弁の制御により、燃焼室内の高圧縮ガスを蓄圧用連通路から蓄圧チャンバー内に取り込み、蓄圧チャンバー内に取り込んだ上記高圧縮ガスによって燃料を混合気として噴出用連通路から燃焼室内に噴出させる２ストロークサイクル内燃機関において、蓄圧用連通路は開閉時期の制御精度を向上させ、噴出用連通路は流路抵抗の減少を図る。【解決手段】上記蓄圧チャンバーを、上記蓄圧用連通路および噴出用連通路とほぼ同一高さとなるように設けて、連通孔の切削加工を可能にし、蓄圧用連通路は、切削加工によって角丸矩形断面孔を形成して開閉時期の制御精度の向上を図り、噴出用連通路は、弁溝断面に近い両端半円付き矩形断面孔として噴出用弁溝への移行部の流路抵抗の減少を図る。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に連動して駆動される回転弁の制御により、燃焼室内の高圧縮ガスを蓄圧用連通路から蓄圧チャンバー内に取り込み、蓄圧チャンバー内に取り込んだ上記高圧縮ガスによって燃料を混合気として噴出用連通路から燃焼室内に噴出させるようにした２ストロークサイクル内燃機関において、
上記蓄圧チャンバーを、上記蓄圧用連通路および噴出用連通路とほぼ同一高さとなるように設けたことを特徴とする２ストロークサイクル内燃機関。
【請求項２】
上記回転弁のシリンダ側に近接する部分から上記蓄圧チャンバーに至る上記蓄圧用連通路を、上記回転弁の蓄圧用弁溝の開口幅とほぼ同一幅の角丸矩形断面孔に切削形成したことを特徴とする請求項１に記載の２ストロークサイクル内燃機関。
【請求項３】
上記蓄圧チャンバーから上記回転弁に至る噴出用連通路を、上記回転弁の噴出用弁溝の開口幅とほぼ同一幅の両端半円付き矩形断面孔に切削形成したことを特徴とする請求項１に記載の２ストロークサイクル内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄圧用チャンバーと燃料噴射用回転弁とを有する、いわゆるアシストガス燃料噴射方式の２ストロークサイクル内燃機関に関するものであり、特に蓄圧用連通路と噴出用連通路の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蓄圧用チャンバーと燃料噴射用回転弁とを有する２ストロークサイクル内燃機関においては、シリンダブロックに、シリンダ孔と蓄圧チャンバーとを連通する左右一対の蓄圧用連通路が設けてある。これら左右の蓄圧用連通路の間に噴出用連通路が設けてある。シリンダブロックの、蓄圧用連通路と噴出用連通路とに交差する部分に弁収納孔が設けられ、そこに回転弁がボールベアリングを介して回転自在に嵌装されている。回転弁には上記蓄圧用連通路と噴出用連通路にそれぞれ対応して、蓄圧用弁溝と噴出用弁溝が形成されている。上記蓄圧用連通路と噴出用連通路における高圧縮ガスと混合気の流れは、回転弁の回転によって、蓄圧用弁溝と噴出用弁溝との位置に応じて、それぞれ所定のタイミングで連通・遮断の制御がなされる。圧縮行程の初期に蓄圧用連通路経由で高圧縮ガスを蓄圧チャンバーに充填し、次の圧縮行程の開始前に、充填されていた高圧縮ガスによって噴出用連通路経由で混合気をシリンダへ噴出させる。
【０００３】
従来の蓄圧用連通路と噴出用連通路においては、回転弁によって分けられるそれぞれの位置に応じて、製作法および断面形状が次のようになっていた。すなわち、蓄圧用連通路全体、および噴出用連通路のシリンダ側は、鋳造により角丸矩形断面孔が形成されている。噴出用連通路の蓄圧チャンバー側は、ドリル切削加工によって円形断面孔が形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３２５３２１号公報（図２）。
【０００５】
【解決しようとする課題】
上記従来の蓄圧用連通路は、回転弁の上流側（シリンダ側）・下流側（蓄圧チャンバー側）共に、鋳型によって製作されている。蓄圧チャンバーバーへの高圧縮ガスの取り入れ時期および取り入れるガスの圧力は、上記蓄圧用弁溝の開閉時期に依存し、この開閉時期は、回転弁と連通路の境界部におけるシリンダ軸線方向の精度によって決定される。そのため連通路形状を鋳型で成形する場合は、回転弁による蓄圧用連通路の開閉時期の制御精度は鋳造精度により左右され、シリンダの製造ロット毎に取り入れる高圧縮ガス量あるいは圧力に差が生じ、これによって混合気の噴出性能に差が生じていた。
【０００６】
また、上記従来の噴出用連通路の、回転弁と蓄圧チャンバーとの間の連通路は、チャンバーの加工時に併せて、シリンダ上方側からドリルを用いた切削加工により円形断面の連通路が形成されていた。回転弁収納孔と回転弁に形成されている噴出用弁溝とによって形成される流路断面は矩形である。したがって混合気が噴出用連通路から噴出用弁溝に流入する時に流路断面が円形から矩形に変わることになり、流路抵抗となる。これによって、アシストガスによる混合気の噴出性能が低下し、不安定となる。
【０００７】
上記従来技術において、連通路の形成を鋳型に依存していたのは、連通路付近の構造が、切削工具の挿入ができない、あるいは挿入しにくい形状となっていたからである。
【０００８】
本発明名は上記従来技術の問題点を解消し、蓄圧チャンバー付近を、連通孔の切削加工を可能にする形状で構成し、蓄圧用連通路は、切削加工によって形成することによって蓄圧用連通路の開閉時期の制御精度を向上させ、噴出用連通路は、切削加工によって噴出用弁溝の流路断面に近い形状に製作して混合気の噴出性能を向上させ、安定化を図ろうとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、クランク軸に連動して駆動される回転弁の制御により、燃焼室内の高圧縮ガスを蓄圧用連通路から蓄圧チャンバー内に取り込み、蓄圧チャンバー内に取り込んだ上記高圧縮ガスによって燃料を混合気として噴出用連通路から燃焼室内に噴出させるようにした２ストロークサイクル内燃機関において、上記蓄圧チャンバーを、上記蓄圧用連通路および噴出用連通路とほぼ同一高さとなるように設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明は上記のように構成されているので、蓄圧チャンバーの蓋を取り外した状態で、蓄圧用連通路および噴出用連通路に水平方向（シリンダ軸線に直交する方向）から真っ直ぐに切削用工具を挿入することができるので、蓄圧用連通路および噴出用連通路の蓄圧チャンバー側の切削加工が可能になる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の２ストロークサイクル内燃機関において、上記回転弁のシリンダ側に近接する部分から上記蓄圧チャンバーに至る上記蓄圧用連通路を、上記回転弁の蓄圧用弁溝の開口幅とほぼ同一幅の角丸矩形断面孔に切削形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は上記のように構成されているので、回転弁のシリンダ側に近接する部分から上記蓄圧チャンバーに至る蓄圧用連通路を、切削加工によって精度良く形成することができ、蓄圧チャンバーに取り入れる高圧縮ガス量あるいは圧力が常に一定となり、従来のような製造ロット毎に、混合気の噴出性能に差が生じることがなくなる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の２ストロークサイクル内燃機関において、上記蓄圧チャンバーから上記回転弁に至る噴出用連通路を、上記回転弁の噴出用弁溝の開口幅とほぼ同一幅の両端半円付き矩形断面孔に切削形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明は上記のように構成されているので、混合気が噴出用連通路から噴出用弁溝に流入する時に流路断面がほとんど変わらないので、流路抵抗の増加がなくなり、これによって、アシストガスによる混合気の噴出性能が向上し、噴出性能が安定化する。また、両端部が半円形であるから、混合気の生成が均一化する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る内燃機関１を搭載した自動二輪車２の側面図である。この自動二輪車２の車体フレーム３は、フロントフォーク４を回動可能に支承するヘッドパイプ５と、同ヘッドパイプ５から後下がりに伸びるメインフレーム６と、同メインフレーム６の後部に連接されて後上がりに伸びる左右一対のリヤフレーム７とを備えている。
【００１６】
フロントフォーク４の下端には前輪８が軸支され、フロントフォーク４の上部には走行ハンドル９が連結され、前輪８の上方を覆うフロントフェンダ１０が、フロントフォーク４に支持されている。
【００１７】
リヤフレーム７の両側面にピボットプレート１１が固着されている。同ピボットプレート１１に装着されたピボット１２によって、リヤフォーク１３と一体となった内燃機関１がシリンダ軸線を若干前上がりにして揺動可能に懸架されている。リヤフォーク１３とリヤフレーム７との間にはリヤクッション１４が設けてある。リヤフォーク１３の後端には後輪１５が軸支されている。内燃機関１の出力はプーリとチェーンを介して後輪１５に伝達される。
【００１８】
内燃機関１の前方には燃料タンク、内燃機関１の上方にはに収納ボックス、収納ボックスの上方に乗車用シート１６が配置されている。車体フレーム３には、合成樹脂製の複数の部材を連ねた車体カバー１７が取付けられ、内燃機関やその他の機器類を覆っている。車両後部にリヤフェンダ１８が設けてある。
【００１９】
図２は上記内燃機関１の縦断面図である。この内燃機関は、図１に見られるように、シリンダ軸線が、車両の前方より幾分か前上がりの方向を指すように車両に搭載されている。
【００２０】
この内燃機関１では、クランクケース２１の上方にシリンダブロック２２およびシリンダヘッド２３が順次配置されて、相互に一体に結合されている。  また、シリンダブロック２２に形成されたシリンダ孔２４にピストン２５がシリンダ孔２４の中心線方向に摺動自在に嵌装され、同ピストン２５とクランク軸２６とは連接棒２７によって相互に連結されており、ピストン２５の往復運動に伴なってクランク室２８内のクランク軸２６が回転駆動されるようになっている。クランク軸２６に近接してバランスウエイト３０を備えたバランサ軸２９が設けてある。バランサ軸２９は、後述するように、クランク軸２６によって歯車で駆動される。
【００２１】
エアクリーナとスロットル弁（図示なし）とに連なる吸気通路３１がクランクケース２１の吸気通路３２に接続されている。吸気通路３１にはリード弁３４が装着されている。クランクケース２１およびシリンダブロック２２には、シリンダ孔２４とクランク室２８とを連通する左右の空気供給用掃気通路（図示なし）と、シリンダ孔２４と吸気通路３２のリード弁３４の後流側とを連通する１本の空気供給用掃気通路３５が形成されている。
【００２２】
シリンダブロック２２には排気通路３６が設けてある。排気通路３６のシリンダ孔２４に開口する排気開口３７の近くには、同排気開口３７の上縁位置を変化させて排気タイミング変化を可能にし、かつ排気通路３６の断面積をも可変にする排気制御弁３８が設けてある。
【００２３】
シリンダ孔２４の上方に略半球形状の燃焼室３９がある。同燃焼室３９には点火栓４０が設けてある。シリンダブロック２２には、蓄圧チャンバー４１、回転弁４２、および燃料噴射装置４５からなるアシストガス燃料噴射機構が設けてある。
【００２４】
図３は、上記内燃機関１における、クランク軸２６とバランサ軸２９を含む断面、回転弁４２と燃料噴射装置４５を含みシリンダ孔２４を横断する断面、およびバランサ軸２９と回転弁４２との間の駆動系の断面、を一平面上に展開して、内燃機関の吸気ポート側から見た図である。
【００２５】
クランクケース２１は、左右のクランクケース２１Ａ、２１Ｂからなっている。クランク軸２６は左右のクランクケース２１Ａ、２１Ｂにそれぞれボールベアリング５１、５２を介して回転可能に支持されている。クランク軸２６の右端には交流発電機５３が設けてある。交流発電機５３は右クランクケースカバー５４に覆われている。クランク軸２６の左端には後輪１５を駆動するための後輪駆動プーリ５６が設けてある（図には可動半体のみ示してある。）。クランク軸の中央より右側にバランサ駆動ギヤ５７が固定されている。
【００２６】
バランサ軸２９はクランクケース２１Ａ、２１Ｂにそれぞれボールベアリング５８、５９を介して回転可能に支持されている。バランサ軸２９にはバランスウエイト３０が一体的に設けてある。バランサ軸２９の中央より右側にバランサ従動ギヤ６０が固定され、上記クランク軸２６のバランサ駆動ギヤ５７に噛合っている。これによって、クランク軸２６が１回転すると、バランサ駆動ギヤ５７とバランサ従動ギヤ６０を介して、バランサ軸２９はクランク軸２６とは反対の方向に１回転する。
【００２７】
シリンダブロック２２にはシリンダ孔２４と蓄圧チャンバー４１とを連通する左右一対の蓄圧用連通路４６が設けてある。これら左右の蓄圧用連通路４６の間に噴出用連通路４７が設けてある。シリンダブロック２２の、蓄圧用連通路４６と噴出用連通路４７とに交差する部分に弁収納孔４８が設けられ、そこに回転弁４２がボールベアリング４３、４４を介して回転自在に嵌装されている。回転弁４２には上記蓄圧用連通路４６と噴出用連通路４７にそれぞれ対応して、蓄圧用弁溝４９と噴出用弁溝５０が形成されている。
【００２８】
上記両連通路４６、４７における高圧縮ガスと混合気の流れは、回転弁４２の回転によって、蓄圧用弁溝４９と噴出用弁溝５０との位置に応じて、それぞれ所定のタイミングで連通・遮断の制御がなされる。蓄圧用弁溝４９は、排気開口３７がピストンの移動によって閉じる時点の近くで蓄圧用連通路４６を連通させ、かつ、圧縮行程の途中で同蓄圧用連通路４６を閉じ、この間、燃焼室３９内の高圧縮ガスを蓄圧チャンバー４１に充填する。他方、噴出用弁溝５０は、シリンダ壁の掃気開口がピストンの移動によって閉じる時点の近くで噴出用連通路４７を連通させ、かつ、圧縮行程の途中で蓄圧用連通路４６が閉じる前に同噴出用連通路４７を閉じ、この間、蓄圧チャンバー４１から燃焼室３９内に混合気を噴射させる。蓄圧チャンバー４１への高圧縮ガスの充填時期と、燃焼室３９への混合気の供給時期とは、重なり合う時期がある。
【００２９】
バランサ軸２９の右端に、回転弁駆動プーリ６１が固定され、回転弁４２の右端に、回転弁従動プーリ６２が固定されている。これらは歯付きプーリである。両プーリに歯付きベルト６３が掛け回されている。バランサ軸２９が１回転すると、回転弁４２は同方向に１回転する。クランク軸２６が１回転すると、バランサ駆動ギヤ５７、バランサ従動ギヤ６０、回転弁駆動プーリ６１、歯付きベルト６３、および回転弁従動プーリ６２を介して、回転弁４２がクランク軸２６とは反対の方向に１回転する。回転弁駆動プーリ６１と回転弁従動プーリ６２との間に、ベルト弛み防止機構６４が設けてある。これは、支持ボルト６５と調節ボルト６６とによって固定されたアーム６７と、その先端のローラ６８からなり、ローラ６８が歯付きベルト６３を抑えて弛みを防止する。回転弁駆動プーリ６１、回転弁従動プーリ６２、歯付きベルト６３、およびベルト弛み防止機構６４は、ベース部材７１と蓋部材７２とに囲まれて密閉されている。
【００３０】
上記ベース部材７１は、シリンダブロック側では、前端の穴７９を、Ｏリング７４を介してシリンダブロックのボス部７３に装着し、クランクケース側では、シール材７５を介して右クランクケースカバー５４の側面にあてがい、図示していないボルトによって右クランクケースカバー５４に固定してある。ベルト弛み防止機構６４のアーム６７を固定する支持ボルト６５、調節ボルト６６は、右クランクケースカバー５４から上記ベース部材７１を貫通して突出する突出部５４ａ、５４ｂに螺着されている。  回転弁駆動機構やベルト弛み防止機構を取付けた後で、蓋部材７２をベース部材７１との間にシール材７６を介して取付ける。蓋部材７２は、シリンダブロック側では、ベース部材７１にネジ止めされ、右クランクケースカバー５４側では、ベース部材７１と共に右クランクケースカバー５４にネジ止めされている。
【００３１】
図４は、回転弁４２と燃料噴射装置４５を含みシリンダ孔２４を横断するシリンダブロック２２の横断面図である。図において８７は蓄圧チャンバー４１の後部を覆う蓋、８８は同蓋をシリンダブロック２２に取付ける取付ボルトである。燃料噴射装置４５は上記の蓋８７に取付けてある。燃料噴射装置４５の後方には燃料供給装置８９が取付けてある。
【００３２】
図５は図４のＶ−Ｖ断面図（蓄圧用連通路４６の縦断面図）である。図において、４６ａはシリンダ孔２４に臨む蓄圧用連通路４６の開口である。蓄圧用連通路４６は回転弁収納孔４８と交差して形成されている。蓄圧用連通路４６はその製作過程から２部分に分けられる。図示の４６Ａは蓄圧用連通路４６のシリンダ孔２４側部分であり、シリンダブロック２２の製作過程において鋳型で形成される部分である。４６Ｂは蓄圧用連通路４６の蓄圧チャンバー４１側部分であり、蓄圧チャンバーの蓋８７を取り除いて、蓄圧チャンバー４１内から切削加工によって形成される部分である。
【００３３】
図６は図４のＶＩ−ＶＩ断面図（噴出用連通路４７の縦断面図）である。図において、４７ａはシリンダ孔２４に臨む噴出用連通路４７の開口である。噴出用連通路４７は回転弁収納孔４８と交差して形成されている。噴出用連通路４７はその製作過程から２部分に分けられる。図示の４７Ａは噴出用連通路４７のシリンダ孔２４側部分であり、シリンダブロック２２の製作過程において鋳型で形成される部分である。４７Ｂは噴出用連通路４７の蓄圧チャンバー４１側部分であり、蓄圧チャンバーの蓋８７を取り除いて、蓄圧チャンバー４１内から切削加工によって形成される部分である。
【００３４】
図７は、蓄圧チャンバーの蓋８７を取り除いて、シリンダブロック２２を後方から見た図である。蓄圧用連通路４６の蓄圧チャンバー側部分４６Ｂ、および噴出用連通路４７の蓄圧チャンバー側部分４７Ｂは、図７の状態で蓄圧チャンバー４１の中からエンドミル等の機械加工工具を挿入して切削加工される。蓄圧用連通路４６の蓄圧チャンバー側部分４６Ｂは、図８に拡大図示されている「角丸矩形」断面の形状に形成される。噴出用連通路４７の蓄圧チャンバー側部分４７Ｂは、図９に拡大図示されている「両端半円付き矩形」断面の形状に形成される。
【００３５】
上記実施形態では、蓄圧チャンバー４１を、上記蓄圧用連通路４６および噴出用連通路４７とほぼ同一高さとなるように設けてあるので、蓄圧チャンバーの蓋８７を取り除いて、シリンダブロック２２の後方から切削工具を挿入して連通路の切削加工を実施することができる。
【００３６】
蓄圧用連通路蓄圧チャンバー側部分４６Ｂを、上記のように角丸矩形断面に形成することによって、弁溝と弁収納孔とによって形成される通路とほぼ同じ断面の蓄圧用連通孔を正確に形成することができるので、蓄圧チャンバー４１に取り入れる高圧縮ガス量あるいは圧力が常に一定となり、従来のような製造ロット毎に、混合気の噴出性能に差が生じることがなくなる。
【００３７】
また噴出用連通路４７の蓄圧チャンバー側部分４７Ｂを、両端半円付き矩形断面に形成することによって、噴出用連通路の蓄圧チャンバー側４７Ｂから弁溝５０に以降する流路の流路断面がほとんど変わらないので、流路抵抗の増加がなくなり、これによって、アシストガスによる混合気の噴出性能が向上し、噴出性能が安定化する。両端が半円形となっているので、連通路内で均一な混合気を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車の側面図である。
【図２】上記内燃機関の縦断面図である。
【図３】上記内燃機関における、クランク軸とバランサ軸を含む断面、回転弁と燃料噴射装置を含みシリンダ孔を横断する断面、およびバランサ軸と回転弁との間の駆動系の断面、を一平面上に展開して、内燃機関の吸気ポート側から見た図である。
【図４】回転弁と燃料噴射装置を含みシリンダ孔を横断するシリンダブロックの横断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図（蓄圧用連通路の縦断面図）である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面図（噴出用連通路の縦断面図）である。
【図７】蓄圧チャンバーの蓋を取り除いて、シリンダブロックを後方から見た図である。
【図８】蓄圧用連通路蓄圧チャンバー側部分の「角丸矩形」断面形状の拡大図である。
【図９】噴出用連通路蓄圧チャンバー側部分の「両端半円付き矩形」断面形状の拡大図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…自動二輪車、３…車体フレーム、４…フロントフォーク、５…ヘッドパイプ、６…メインフレーム、７…リヤフレーム、８…前輪、９…走行ハンドル、１０…フロントフェンダ、１１…ピボットプレート、１２…ピボット、１３…リヤフォーク、１４…リヤクッション、１５…後輪、１６…乗車用シート、１７…車体カバー、１８…リヤフェンダ、２１…クランクケース、２１Ａ…左クランクケース、２１Ｂ…右クランクケース、２２…シリンダブロック、２３…シリンダヘッド、２４…シリンダ孔、２５…ピストン、２６…クランク軸、２７…連接棒、２８…クランク室、２９…バランサ軸、３０…バランスウエイト、３１…吸気通路、３２…吸気通路、３４…リード弁、３５…空気供給用掃気通路、３６…排気通路、３７…排気開口、３８…排気制御弁、３９…燃焼室、４０…点火栓、４１…蓄圧チャンバー、４２…回転弁、４３…ボールベアリング、４４…ボールベアリング、４５…燃料噴射装置、４６…蓄圧用連通路、４７…噴出用連通路、４８…弁収納孔、４９…蓄圧用弁溝、５０…噴出用弁溝、５１…ボールベアリング、５２…ボールベアリング、５３…交流発電機、５４…右クランクケースカバー、５４ａ…突出部、５４ｂ…突出部、５６…後輪駆動プーリ、５７…バランサ駆動ギヤ、５８…ボールベアリング、５９…ボールベアリング、６０…バランサ従動ギヤ、６１…回転弁駆動プーリ、６２…回転弁従動プーリ、６３…歯付きベルト、６４…ベルト弛み防止機構、６５…支持ボルト、６６…調節ボルト、６７…アーム、６８…ローラ、７１…ベース部材、７２…蓋部材、７３…ボス部、７４…Ｏリング、７５…シール材、７６…シール材、７９…シリンダブロックのボス部が嵌め込まれる孔、８７…蓄圧チャンバーの蓋、８８…蓄圧チャンバーの蓋の取付ボルト、８９…燃料供給装置。
【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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【図８】
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【図９】
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