(57)【要約】【課題】シリンダ２を備えたシリンダブロック１に、クランク軸の回転に連動して往復動するピストン４が略下死点に来たときシリンダ内に開口して吸気を導入する掃気ポート５を設けて成る２サイクル内燃機関において、排気ガスの吸気側の逆流を、総ての運転域において阻止して掃気効率のアップを図る。【解決手段】前記掃気ポート５への吸気通路６に、前記クランク軸に同期して一回転当たり一回転するロータリ弁１０を設け、このロータリ弁に、前記ピストンが略下死点に来たとき及びピストンが略上死点に来たときにおいて吸気通路を掃気ポートに連通するようにした連通路１１を設けて、この連通路内に、逆止弁１２を、前記ピストンが略下死点に来たときにおいて吸気通路から掃気ポートの方向に向くように設ける。【選択図】                        図１
2004316526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダを備えたシリンダブロックに、クランク軸の回転に連動して往復動するピストンが略下死点に来たときシリンダ内に開口して吸気を導入する掃気ポートを設けて成る２サイクル内燃機関において、
前記掃気ポートへの吸気通路に、前記クランク軸に同期して一回転当たり一回転するロータリ弁を設け、このロータリ弁に、前記ピストンが略下死点に来たとき及びピストンが略上死点に来たときにおいて吸気通路を掃気ポートに連通するようにした連通路を設けて、この連通路内に、逆止弁を、前記ピストンが略下死点に来たときにおいて吸気通路から掃気ポートの方向に向くように設けたことを特徴とする２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、シリンダに掃気ポートを備えて成る２サイクルの内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、２サイクル内燃機関は、そのシリンダに、当該シリンダ内を往復動するピストンが略下死点に来たとき開くようにした掃気ポートを設け、この掃気ポートからシリンダ内の吸気を導入する一方、シリンダ内における排気ガスを排気ポートから押し出すように構成していることは周知の通りである。
【０００３】
この構成によると、ピストンの下降動に際して、掃気ポートが開いたときにおいて、シリンダ内における排気ガスが掃気ポート側へ逆流するという現象が発生することにより、掃気効率が低下するのであり、しかも、ピストンが上死点に来たときにおいても、前記掃気ポートをピストンにて閉じて、前記掃気ポートからの吸気がシリンダの下部におけるクランクケース内に流入するのを阻止するように構成しているために、前記ピストンの長さが増大し、ひいては、このピストンが往復するシリンダにおける軸線方向の長さが長くなるから、内燃機関の大型化及び重量のアップを招来するのであった。
【０００４】
そこで、先行技術としての特許文献１には、前記掃気ポートがシリンダに対して開口する部分に、ピストンが下死点にあるとき前記掃気ポートをシリンダ内に連通する一方、ピストンが上死点にあるとき前記掃気ポートのシリンダ内への連通を遮断するように構成した弁機構を設けることが記載されている。
【０００５】
このように、掃気ポートに対して弁機構を設けることにより、排気ガスの掃気ポート側の逆流を阻止することができるとともに、ピストンの高さ寸法を低くでき、ひいては、シリンダの長さを短くできるから、内燃機関の小型・軽量化を図ることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２６０５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記先行技術における弁機構は、シリンダのうちこれに掃気ポートが開口する部分に、シリンダの周囲を囲うようにリング状に形成したシャッタを設けて、このシャッタを、ピストンの往復動に連動して励磁作動する電磁コイルにてシリンダの円周方向に回転することによって、前記掃気ポートの開閉を行うように構成しているから、以下に述べるように、
▲１▼．弁機構の構造が複雑で、耐久性が低いばかりか、弁機構を開閉するために大きな動力を必要するから、動力損失が大きい。
▲２▼．排気ガスの掃気ポートを介しての逆流は、シリンダ内における圧力と吸気側（掃気ポートの上流側）の圧力との間に、シリンダ内における圧力が吸気側の圧力よりも高くなるという圧力差ができた状態において発生するものであるが、ピストンの往復動中において前記した圧力差ができる時期は、内燃機関における負荷及び回転数に応じて、ピストンの往復動における位相に対して進み又は遅れるように変動することになる。
【０００８】
これに対して、前記先行技術における弁機構は、ピストンにおける往復動に連動して開閉作動するものであることにより、この弁機構によって掃気ポートをシリンダに連通する時期は、ピストンの往復動における常に一定に位相に固定されているから、排気ガスの吸気ポート側への逆流を、内燃機関における総ての運転域において完全に阻止することができない。
【０００９】
換言すると、先行技術は、ピストンの高さを低くして内燃機関の小型・軽量化を図ることができるものの、掃気効率の向上を、総ての運転域に充分に達成することがないという問題があった。
【００１０】
本発明は、これらの問題を解消した２サイクル内燃機関を提供することを技術的課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「シリンダを備えたシリンダブロックに、クランク軸の回転に連動して往復動するピストンが略下死点に来たときシリンダ内に開口して吸気を導入する掃気ポートを設けて成る２サイクル内燃機関において、
前記掃気ポートへの吸気通路に、前記クランク軸に同期して一回転当たり一回転するロータリ弁を設け、このロータリ弁に、前記ピストンが略下死点に来たとき及びピストンが略上死点に来たときにおいて吸気通路を掃気ポートに連通するようにした連通路を設けて、この連通路内に、逆止弁を、前記ピストンが略下死点に来たときにおいて吸気通路から掃気ポートの方向に向くように設けた。」
ことを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用・効果】
この構成において、ピストンが略下死点に来たとき、掃気ポートがシリンダ内に開口することに加えて、ロータリ弁における連通路が吸気通路を前記掃気ポートに連通する状態にあり、しかも、前記ロータリ弁における連通路内に設けた逆止弁が吸気通路から掃気ポートへの方向を向いているから、前記シリンダ内における圧力が吸気通路内における圧力よりも高い状態において、前記シリンダ内の排気ガスが吸気側に逆流することを前記逆止弁にて確実に阻止することができる一方、前記シリンダ内における圧力が吸気通路内における圧力よりも低くなったときにおいて、前記吸気通路内における吸気を、前記逆止弁及び掃気ポートを経てシリンダ内に導入することができて、シリンダ内の掃気ができる。
【００１３】
つまり、前記ロータリ弁における連通路内に設けた逆止弁は、ピストンが略下死点に来たときには、吸気通路から掃気ポートへの方向を向いているから、シリンダ内における圧力が吸気側における圧力よりも高くなるという圧力差の生じる時期が、内燃機関における負荷及び回転数等によって進み又は遅れるように変動しても、シリンダから吸気側への排気ガスの逆流を前記逆止弁によって確実に阻止することができる。
【００１４】
次に、前記ピストンが略上死点に来ると、前記ロータリ弁は１８０度回転して、その連通路内に設けた逆止弁が、前記とは逆向き、つまり、掃気ポートから吸気通路への方向に向くことになって、前記吸気通路から掃気ポートへの吸気の流れを阻止する状態になるから、前記掃気ポートのシリンダ内への開口部をピストンにて塞ぐように構成する必要がなく、前記先行技術の場合と同様に、ピストンの高さを低くできて、ひいては、シリンダの長さを短くでき、内燃機関の小型・軽量化を図ることができる。
【００１５】
従って、本発明によると、２サイクルの内燃機関において、ピストンの高さを低くできて小型・軽量化できるものでありながら、排気ガスの吸気側への逆流を、総ての運転域において確実に阻止することができるから、掃気効率を総ての運転域において向上できて、出力のアップを図ることができる。しかも、ロータリー弁に逆止弁を設けた構成であるから、構造が簡単で、耐久性が高く、且つ、動力損失を大幅に低減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、ユニフロー型の２サイクル内燃機関に適用した場合を示す図１及び図２の図面について説明する。
【００１７】
この図において、符号１は、シリンダ２を有するシリンダブロックを、符号３は、前記シリンダブロック１の上面に前記シリンダ２の頂部を塞ぐように締結したシリンダヘッドを各々示し、前記シリンダ２内には、図示しないクランク軸の回転に連動して往復動するピストン４を備えている。
【００１８】
前記シリンダブロック１には、前記シリンダ２内への掃気ポート５が、前記ピストン４が略下死点に来たとき当該掃気ポート５が全開するような部位に設けられているとともに、内燃機関にて駆動されるブロワー等の圧縮機（図示せず）又は前記シリンダ２の下部におけるクランクケース等において圧縮した吸気を前記掃気ポート５に供給する吸気通路６が設けられている。
【００１９】
この場合において、前記ピストン４における高さ寸法Ｈは、当該ピストン４が図２に示すように略上死点に来たときにおいて、このピストン４にて前記掃気ポート５のシリンダ２内への開口部を塞ぐことがないように、換言すると、前記掃気ポート５がシリンダ２内のうち前記ピストン４より下側の部分に開口するように、低い寸法に構成している。
【００２０】
一方、前記シリンダヘッド３には、シリンダ２からの排気ポート７が設けられ、この排気ポート７には、前記ピストン４における下死点前から下死点後までの適宜クランク角度の区間において開くようにした排気弁８が設けられ、更にまた、前記シリンダヘッド３には、シリンダ２内に対する燃料噴射弁９が設けられている。
【００２１】
前記シリンダブロック１における掃気ポート５と吸気通路６との間の部位には、前記クランク軸に連動して、当該クランク軸の一回転当たり一回転するロータリ弁１０を設ける。
【００２２】
そして、このロータリ弁１０には、前記ピストン４が略下死点に来たとき及びピストン４が略上死点に来たときにおいて、前記吸気通路６と掃気ポート５との相互間を連通するようにした連通路１１を設けて、この連通路１１内に、逆止弁１２を、前記ピストン４が略下死点に来たときにおいて、吸気通路から掃気ポートの方向に向くようにして設ける。
【００２３】
この構成において、ピストン４が略下死点に来たとき、図１に示すように、掃気ポート５がシリンダ２内に開口することに加えて、ロータリ弁１０における連通路１１が吸気通路６を前記掃気ポート５に連通する状態にあり、しかも、前記ロータリ弁１０における連通路１１内に設けた逆止弁１２が吸気通路６から掃気ポート５への方向を向いているから、前記シリンダ２内における圧力が吸気通路６内における圧力よりも高い状態において、前記シリンダ２内の排気ガスが吸気側に逆流することを前記逆止弁１２にて確実に阻止することができる一方、前記シリンダ２内における圧力が吸気通路６内における圧力よりも低くなったときにおいて、前記吸気通路６内における吸気を、前記逆止弁１２及び掃気ポート５を経てシリンダ２内に、当該シリンダ２内における排気ガスを排気ポート７から押し出すようにして、導入することができて、シリンダ２を掃気する。
【００２４】
次いで、前記ピストン４が略上死点に来ると、図２に示すように、前記ロータリ弁１０は１８０度回転して、その連通路１１内に設けた逆止弁１２が、前記とは逆向き、つまり、掃気ポート５から吸気通路６への方向に向くことになるから、前記吸気通路６から掃気ポート５への吸気の流れを阻止する状態になるから、前記ピストン４が略上死点にあるとき当該ピストン４によって前記掃気ポート５のシリンダ２内への開口部を塞ぐことがないように構成した場合において、吸気がシリンダ２内のうちピストン４より下側の部分に流入することを確実に阻止できるのである。
【００２５】
なお、実施の形態は、シリンダ２における頂部に、排気弁８付き排気ポート７を設けてユニフロー型の２サイクル内燃機関に適用した場合を示したが、本発明は、このユニフロー型の２サイクル内燃機関に限らず、シリンダ２のうち前記掃気ポート５と反対側の部位に、ピストン４にて開閉される排気ポートを設けて成る横断掃気型の２サイクル内燃機関又はループ掃気型の２サイクル内燃機関に対しても同様に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断正面図で掃気行程を示す図である。
【図２】圧縮行程を示す図である。
【符号の説明】
１                          シリンダブロック
２                          シリンダ
３                          シリンダヘッド
４                          ピストン
５                          掃気ポート
６                          吸気通路
７                          排気ポート
８                          排気弁
１０                        ロータリ弁
１１                        連通路
１２                        逆止弁
【図１】
2004316526.tif 000003
【図２】
2004316526.tif 000004