(57)【要約】  本発明は２サイクルエンジンの小型化と低公害化を促進する。  本発明に係る２サイクルエンジンは、ピストンを往復動可能に収容したシリンダと、シリンダの下部開口を密閉状態で覆った掃気ガス貯留室と、掃気ガス貯留室に設けた吸気部と、掃気ガス貯留室とシリンダを連通する掃気流路と、ピストンに連結され、掃気ガス貯留室を貫通したコンロッドと、コンロッドを直線往復動させるクランク機構と、掃気ガス貯留室においてコンロッドが貫通した挿通孔に配設され、コンロッドの直線往復動は許容するが、掃気ガス貯留室を密封するシール部とを備える。吸気部は外気を掃気ガス貯留室に吸気する構造を備えており、かつ、シリンダヘッドに燃料を噴霧する噴霧機構を設けた構造としてもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを往復動可能に収容したシリンダと、
前記シリンダの下部開口を密閉状態で覆った掃気ガス貯留室と、
前記掃気ガス貯留室に設けた吸気部と、
前記掃気ガス貯留室とシリンダを連通する掃気流路と、
前記ピストンに連結され、前記掃気ガス貯留室を貫通したコンロッドと、
前記コンロッドを直線往復動させるクランク機構と、
前記掃気ガス貯留室のコンロッドが貫通した挿通孔に配設され、コンロッドの直線往復動は許容するが、掃気ガス貯留室を密封するシール部とを備えた２サイクルエンジン。
【請求項２】
吸気部はピエゾインジェクタとピエゾインジェクタの噴霧動作を制御する制御部とを備えており、ピエゾインジェクタにより燃料を噴霧して外気に燃料を混合した混合ガスを適時に掃気ガス貯留室に吸気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】
吸気部は外気を掃気ガス貯留室に吸気する構造を備えており、かつ、シリンダヘッドに燃料を噴霧する噴霧機構を設けた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】
噴霧機構は、ピエゾインジェクタとピエゾインジェクタの噴霧動作を制御する制御部とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の記載の２サイクルエンジン。
【請求項５】
クランク機構は、前記コンロッドが延在する軸線に、そのピッチ円の中心軸を直交すると共に、コンロッドが延在する軸線と平行に固定的に配設した内周太陽歯車と、前記内周太陽歯車のピッチ円直径に対し二分の一のピッチ円直径を有し、噛合して自転及び公転可能に配設した遊星歯車と、前記内周太陽歯車のピッチ円の中心軸回りに回転自在に配設したクランク軸と、前記クランク軸の半径方向に突出して前記遊星歯車の自転軸を回転自在に支持する腕部とを有し、前記遊星歯車のピッチ円の円周上において前記コンロッドをピン係合した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６】
掃気ガス貯留室に過給装置を接続した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７】
掃気ガス貯留室を貫通したコンロッドの周囲に、掃気ガス貯留室とクランク室とを気密に隔絶するシール部材を半径方向に偏位可能に配設した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８】
シリンダの内周にシリンダライナを嵌合し、このシリンダライナの少なくとも排気ポートを左右一対で構成してその左右のポート間に補強リブを形成した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９】
請求項１の構造を有することを特長とする２サイクルディーゼルエンジン。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
２サイクルエンジン１００は、例えば、図１３に示すように、シリンダ１０１の側壁内にクランク室１０２の上部から延びる掃気流路１０３を形成すると共に、この掃気流路１０３をシリンダ１０１内の掃気ポート１０４と連通させ、吸気ポート（図示省略）からクランク室１０２内に供給された混合ガスをピストン１０５の下降により掃気流路１０３を経由して掃気ポート１０４からシリンダ１０１内へ供給するようにした構造が知られている。斯かる２サイクルエンジン１００は、芝刈り機などの小型エンジンとして利用されている。
【特許文献１】特開２０００−１７９３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、斯かる２サイクルエンジン１００の場合、シリンダ１０１とクランク室１０２が連通しており、ピストン１０５の下降により、クランク室１０２から、エンジンオイルを含む混合ガスを押し出し、掃気ポート１０４からシリンダ１０１内へ流入させて、エンジンオイルと燃料を一緒に燃やしている。このためエンジンオイルを定期的に足すことが必要であり不経済であり、またエンジンオイルが燃えることで白煙やススが生じるので環境面でも問題がある。【０００４】
また、ピストン１０５の動きに応じて、シリンダ１０１の掃気ポート１０４と排気ポート１０６の開閉を行い、混合ガスの入れ替えを行なっている。しかし、掃気ポート１０４と排気ポート１０６が同時に開いているタイミングがあることから、掃気ガスの一部が未燃焼のまま排気ガスと共に排気ポート１０６から大気中に放出されてしまうことがある。このことも自然環境に負荷を掛けるため、自然環境保護の面から課題とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る２サイクルエンジンは、ピストンを往復動可能に収容したシリンダと、シリンダの下部開口を密閉状態で覆った掃気ガス貯留室と、掃気ガス貯留室に設けた吸気部と、掃気ガス貯留室とシリンダを連通する掃気流路と、ピストンに連結され、掃気ガス貯留室を貫通したコンロッドと、コンロッドを直線往復動させるクランク機構と、掃気ガス貯留室においてコンロッドが貫通した挿通孔に配設され、コンロッドの直線往復動は許容するが、掃気ガス貯留室を密封するシール部とを備えている。【０００６】
また、吸気部は外気を掃気ガス貯留室に吸気する構造を備えており、かつ、シリンダヘッドに燃料を噴霧する噴霧機構を設けた構造としてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
斯かる２サイクルエンジンによれば、コンロッドを直線往復動させるクランク機構と、掃気ガス貯留室においてコンロッドが貫通した挿通孔に配設され、コンロッドの直線往復動は許容するが、掃気ガス貯留室を密封するシール部とを備えているので、クランク機構に供給されたエンジンオイルが掃気ガス貯留室に流入せず、掃気流路を通って掃気ポートからシリンダ内に流入する流体にエンジンオイルが含まれない。これにより、クランク機構のエンジンオイルが減少するのを抑えることができるから経済的であり、また、燃料と一緒にエンジンオイルを燃やすことがないので、エンジンオイルに起因する白煙やススが生じることもない。【０００８】
また、吸気部が外気を掃気ガス貯留室に吸気する構造を備えており、かつ、シリンダヘッドに燃料を噴霧する噴霧機構を設けた構造としたものは、掃気ガスに燃料が含まれないから、掃気ガスの一部が排気ガスと共に排気ポートから大気中に放出される場合でも、未燃焼の燃料が大気中に放出されることがない。【０００９】
さらに、本発明の２サイクルエンジンはコンロッドが直線往復動するのでロングストローク化ないし高圧縮比化が容易であり、必要に応じて過給装置と組み合わせることにより熱効率の大幅向上が可能である。また、ロングストローク化ないし高圧縮比化が可能であることからオクタン価が高い例えばバイオマス燃料（メタノール、エタノール、メタンガスなど）の効率的燃焼を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンを図面に基づいて説明する。なお、図面には同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付している。【００１１】
この２サイクルエンジン１０Ａは、図１に示すように、シリンダ１１と、掃気ガス貯留室１２と、吸気部１３と、掃気流路１４と、コンロッド１５と、クランク機構１６と、シール部１７とを備えている。【００１２】
シリンダ１１はピストン２１を往復動可能に収容している。この実施形態では、シリンダ１１には、排気流路２２に連通した排気ポート２３と、掃気流路１４に連通した掃気ポート２４を形成している。排気ポート２３と掃気ポート２４は、それぞれシリンダ１１の内周面でピストン２１が往復動する位置に形成され、排気ポート２３はシリンダ１１内において掃気ポート２４よりも上側に開口している。また、シリンダヘッド２５には、点火プラグ２６を取り付けている。シリンダ１１の下部には掃気ガス貯留室１２を設けている。【００１３】
掃気ガス貯留室１２はシリンダ１１の下部開口２７を覆い、下部開口２７を密閉している。掃気ガス貯留室１２には、シリンダ１１内に収容されたピストン２１の下面が露出している。掃気ガス貯留室１２には吸気部１３を設けている。この実施形態では、吸気部１３はキャブレタ３１（気化器）を備え、燃料を混合した混合ガスを掃気ガスとして吸気している。また、吸気部１３には、掃気ガス貯留室１２内の掃気ガスの圧力が所定の圧力より低くなると、バルブを開き、掃気ガス貯留室１２内に掃気ガスを吸気するリードバルブ３２を取り付け、適時に適量の混合ガスを吸気している。また、掃気流路１４は掃気ガス貯留室１２とシリンダ１１を連通しており、シリンダ１１側で上述した掃気ポート２４に開口している。【００１４】
コンロッド１５は、ピストン２１に連結され、ピストン２１の連結部３３から真下に延在し、掃気ガス貯留室１２を貫通し、掃気ガス貯留室１２の下側に配設したクランク機構１６に連結して、延在方向に直線往復動させている。クランク機構１６の具体的構成については、後で詳述する。掃気ガス貯留室１２の底部３４には、コンロッド１５を挿通させる挿通孔３５を形成しており、挿通孔３５には、コンロッド１５の直線往復動は許容するが、掃気ガス貯留室１２を密封するシール部１７を配設している。【００１５】
次に、この実施形態で用いられているクランク機構１６を説明する。【００１６】
クランク機構１６は、図２に示すように、クランクケース４１と、内周太陽歯車４２と、クランク軸４３と、遊星軸４４と、遊星歯車４５を備えている。【００１７】
クランクケース４１は、クランク機構１６の各構成部材を収容するとともに、内部にエンジンオイルを貯留し、クランク機構１６の各部材の潤滑を確保している。この実施形態では、クランクケース４１は、掃気ガス貯留室１２を貫通して延在するコンロッド１５の下端を収容している。【００１８】
内周太陽歯車４２は、図３に示すように、コンロッド１５が延在する軸線Ｌに、そのピッチ円の中心軸Ｔを直交すると共に、コンロッド１５が延在する軸線Ｌと平行になるようにクランクケース４１に固定的に配設している。【００１９】
クランク軸４３は、内周太陽歯車４２のピッチ円の中心軸回りに回転自在に配設したものであり、クランク軸４３から半径方向に突出し、遊星歯車４５の自転軸を回転自在に支持する腕部を備えている。【００２０】
この実施形態では、クランク軸４３は、その回転中心をクランク機構１６の中心線Ｔに一致させて、ベアリング４６、４７を介してクランクケース４１内に回転自在に収容している。クランク軸４３は内周太陽歯車４２の内周歯面４２ａに非接触状態であり、クランク軸４３の偏心位置に収容空間４８を設けて、遊星歯車４５の自転軸をなす遊星軸４４を収容している。すなわち、この実施形態では、この収容空間４８は、図３中、クランク軸４３から半径方向に突設した腕部４３ａに相当している。【００２１】
収容空間４８には、ベアリング４９、５０を設置して遊星軸４４を軸支している。クランク軸４３が遊星軸４４を軸支している位置は、クランク軸４３の中心（内周太陽歯車４２のピッチ円の中心）から、内周太陽歯車４２のピッチ円半径ｒ２に対して２分の１の距離を偏心させた位置である。【００２２】
遊星歯車４５は、上記のようにクランク軸４３に軸支され、内周太陽歯車４２のピッチ円直径に対し二分の一のピッチ円直径を有し、噛合して自転及び公転可能に配設している。そして、遊星歯車４５のピッチ円の円周上においてコンロッド１５をピン係合している。【００２３】
この実施形態では、図２に示すように、遊星軸４４のコンロッド１５側の側面にはカウンターバランサ５１を設けている。そして、このカウンターバランサ５１の側面において、遊星歯車４５のピッチ円４５ｃとコンロッド１５が延在する軸線Ｌとの公転に対応する位置に軸受５２を介してコンロッド１５のクランクピン５３を連結している。【００２４】
このクランク機構１６は、図３に示すように、遊星歯車４５のピッチ円４５ｃの半径r1
と内周太陽歯車４２のピッチ円４２ｃの半径ｒ２との比は、ｒ１：ｒ２＝１：２の関係となっている。これにより遊星歯車４５は内周太陽歯車４２と噛合しながら公転及び自転し、１回公転する毎に２回自転するようになっている。また、クランク軸４３は、遊星軸４４の公転を受けてクランクピン５３の直線往復動と同周期で回転するようになる。このようにクランク機構１６は、コンロッド１５を水平な状態で直線往復動させ、コンロッド１５の直線往復動の幅は、内周太陽歯車４２のピッチ円直径に相当する。従って、このクランク機構１６は、２サイクルエンジン１０Ａでピストン２１を往復動させる幅に応じて、内周太陽歯車４２、遊星歯車４５等の各部材の大きさを設計している。【００２５】
このクランク機構１６によれば、コンロッド１５が直線往復動するので、上述した２サイクルエンジン１０Ａの構成において、コンロッド１５が掃気ガス貯留室１２を貫通する挿通孔３５で、コンロッド１５がほとんど振れ動かない。このため、例えばゴム製のシール材等を用いることにより、掃気ガス貯留室１２を密封するのが容易であり、上述した２サイクルエンジン１０Ａに用いるクランク機構１６として好適である。また、斯かるクランク機構１６によれば、コンロッド１５が直線往復動するので、ピストン２１のサイドスラストなどによる損失が少なく、２サイクルエンジン１０Ａのエネルギ効率を向上させることができる。【００２６】
以上、本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジン１０Ａの構造を説明した。【００２７】
この２サイクルエンジン１０Ａは、ピストン２１が上死点に到達し、燃料と空気の混合ガスが圧縮された所定のタイミングで、点火プラグ２６から火花を飛ばして混合ガスを燃焼（爆発）させる。混合ガスの燃焼（爆発）を受けてピストン２１が下降し、排気ポート２３が開くと、燃焼したガスが、排気ポート２３から排出され、シリンダ１１内が減圧される。そして、掃気ポート２４が開くと、ピストン２１の下降により、圧縮された掃気ガス貯留室１２内の掃気ガスが掃気流路１４を通って、掃気ポート２４からシリンダ１１内に流入する。そして、ピストン２１が下降し、再び上昇する間に、掃気ガスがシリンダ１１内に流入するとともに、排気ガスが排気ポート２３から追い出される。そして、ピストン２１の上昇過程で、掃気ポート２４、排気ポート２３の順に閉じられ、シリンダ１１内の気体が掃気ガスに入れ替わるとともに、掃気ガスが圧縮され、上死点に来たタイミングで、点火プラグから火花が飛ばされる。この２サイクルエンジン１０Ａは、このような一連の行程を繰り返して、ピストン２１を直線往復動させ、コンロッド１５と、クランク機構１６を介してクランク軸４３から回転動力を得ている。【００２８】
この２サイクルエンジン１０Ａによれば、掃気ガス貯留室１２は、クランク機構１６を収容したクランクケース４１とは、シール部１７により仕切られているので、クランク機構１６に供給されたエンジンオイルが掃気ガス貯留室１２に流入しない。このため、掃気流路１４を通って掃気ポート２４からシリンダ１１内に流入する流体にエンジンオイルが含まれず、クランク機構１６のエンジンオイルが減少するのを抑えることができ、経済的であり、また、燃料と一緒にエンジンオイルを燃やすことがないので、エンジンオイルに起因する白煙やススが生じることもない。このように、この２サイクルエンジン１０Ａは経済性及び環境面で優れた今までにない２サイクルエンジンとなっている。【００２９】
以上、本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンを説明したが、本発明に係る２サイクルエンジンは上述した実施形態に限定されるものではない。【００３０】
例えば、クランク機構は、上述した実施形態に係るものに限定されず、コンロッドを直線往復動させるものであればよく、上述した実施形態に係るクランク機構１６に代えて、斯かる作用を奏する公知のクランク機構を採用することができる。【００３１】
また、他の実施形態として、２サイクルエンジン１０Ｂの吸気部１３は、図４に示すように、ピエゾインジェクタ６１とピエゾインジェクタ６１の噴霧動作を制御する制御部６２とを備えた構成とすることができる。この場合、ピエゾインジェクタ６１により燃料を噴霧して外気に燃料を混合した混合ガスを適時に掃気ガス貯留室１２に吸気するとよい。ピエゾインジェクタ６１は、キャブレタ３１（図１参照）に比べて、装置構成を小型化ができ、また、燃料の噴霧量の微調整が容易であるから、２サイクルエンジン１０Ｂの小型化を図ることができ、芝刈り機などに用いる小型の２サイクルエンジン１０Ｂなどに適用するのに公的である。【００３２】
また、他の形態に係る２サイクルエンジン１０Ｃとして、図５に示すように、吸気部１３は外気を掃気ガス貯留室１２に吸気する構造を備えており、かつ、シリンダヘッド２５に燃料を噴霧する噴霧機構６０を設けてもよい。【００３３】
すなわち、この２サイクルエンジン１０Ｃによれば、例えば、ピストン２１が上昇し、排気ポート２３が閉じた後で噴霧機構６０から燃料を噴霧するようにするとよい。この場合、掃気ガスに燃料が含まれないので、燃料が未燃焼のまま、排気ポート２３から排出される不具合を防止できる。また、シリンダ１１内に、供給する燃料も制御し易く、２サイクルエンジン１０Ｃの出力調整を応答性良く行うことができる。従って、噴霧機構６０には、斯かる燃料の噴霧量、噴霧タイミングを制御する制御部を設けるとよい。【００３４】
斯かる形態の２サイクルエンジン１０Ｃにおいても、図示するように、噴霧機構６０には、ピエゾ素子を用いたピエゾインジェクタ６１とピエゾインジェクタ６１の噴霧動作を制御する制御部６２を備えた構成とすることにより、２サイクルエンジン１０Ｃの小型化を図ることができ、かつ、シリンダ１１に供給する燃料のタイミング、供給量を細かく設定することができる。ピエゾインジェクタ６１に代えて、ソレノイド・機械式プランジャなど他型式の噴霧機構６０を採用してもよい。【００３５】
次に、本発明の２サイクルエンジンに過給装置を搭載した実施形態を図６Ａ、図６Ｂに基づき説明する。この実施形態は同図に示すようにベアリング４６から外部に延びるクランク軸４３に過給装置としてのエアコンプレッサ７０を取付けたものである。エアコンプレッサ７０はクランク軸４３の回転力で駆動される。図示例ではクランク軸４３に直結しているが、必要に応じて歯車方式、ベルト方式ないしＣＶＴ方式の変速機を組み合わせてもよい。エアコンプレッサ７０のエア出口はエアリザーバ７１に接続される。エアリザーバ７１はリリーフ弁７２を備え、内部にエアコンプレッサ７０で得られた圧縮空気を一定圧で貯留する。エアリザーバ７１は図６Ｂに示すようにエア噴射弁７３を介してキャブレタ３１の吸気口に接続される。エア噴射弁７３はピストン２１の上下動の所定のタイミングに合わせて瞬間的に開くようになっている。エア噴射弁７３が開くと燃料を混合した混合ガスが掃気ガス貯留室１２に所定の高圧で充満する。これによりピストン２１の上下動の所定のタイミングで大気圧以上の圧力の混合ガスがシリンダ１１に導入されて過給効果が得られる。本発明の２サイクルエンジンはコンロッドが直線往復動するためロングストローク化ないし高圧縮比化が容易であり、このため過給装置と組み合わせることによりオクタン価が高い例えばバイオマス燃料（メタノール、エタノール、メタンガスなど）の効率的燃焼が可能である。【００３６】
次に、クランク室と掃気ガス貯留室１２との間に配設されるシール機構の変形例を図７Ａ、図７Ｂにより説明する。図７Ａ、図７Ｂにおいて８０はシールホルダ、８１はシールスライドカップ、８２はシールスライドワッシャ、８３、８４はＯリング、８５はロッドシールリングである。シールホルダ８０は、コンロッド１５が貫通するハウジング上に、コンロッドの貫通孔を取り囲むようにボルト等で固定される。シールホルダ８０の内径部とコンロッド１５との間に隙間が形成される。シールホルダ８０の内部にシールスライドカップ８１とシールスライドワッシャ８２が上下に配設される。シールスライドカップ８１とシールスライドワッシャ８２との間にＯリング８３が収納される。【００３７】
シールスライドカップ８１、シールスライドワッシャ８２およびロッドシールリング８５は共にテフロン製（「テフロン」は米国デュポン社の登録商標）で、その内径部がコンロッド１５の外周面と摺接する。シールスライドカップ８１とシールスライドワッシャ８２はシールホルダ８０内で半径方向に独立して偏位可能とされる。ロッドシールリング８５は両側縁が斜外方に傾斜した断面形で、その周方向の一部が開いたＣ字状リングを成す。ロッドシールリング８５の外周面にＯリング８３が嵌められる。Ｏリング８３はゴム製であって、ロッドシールリング８５の外周面を適度の締め付け力で押圧する。Ｏリング８３とロッドシールリング８５は、コンロッド１５の上下動に合わせてシールスライドカップ８１とシールスライドワッシャ８２の間を僅かなストロークで上下動する。別のＯリング８４はシールホルダ８０とハウジングとの間にあってシールホルダ８０の取付面の気密性を維持する。【００３８】
クランク室と掃気ガス貯留室１２との間に以上のようにシールスライドカップ８１、Ｏリング８３、シールスライドワッシャ８２およびロッドシールリング８５を配設することにより、内周太陽歯車４２と遊星歯車４５との間のバックラッシュ等に起因してコンロッド１５が微小角度傾斜しつつ上下動する場合、シールスライドカップ８１、Ｏリング８３、シールスライドワッシャ８２およびロッドシールリング８５がコンロッド１５の傾斜や半径方向の偏位に追従して移動するので良好なシール作用が維持される。このため、掃気ガス貯留室１２の圧力が維持されると共に、クランク室からのオイルが掃気ガス貯留室１２に侵入するのを防止する。【００３９】
クランク室と掃気ガス貯留室１２との間に配設されるシール機構の別の変形例を図７Ｃにより説明する。この変形例はＯリング８３とロッドシールリング８５の組み合わせに代えて、ロッドシールリング８６と止め輪８７を設けたものである。シールスライドカップ８１とシールスライドワッシャ８２は図７Ａ、図７Ｂと同様である。ロッドシールリング８６はテフロン製または金属製であって、図８Ａ〜図８Ｃに示す形状である。ロッドシールリング８６はその二つの開口端８６ａ、８６ｂを除く大半の部分が断面矩形を基本とし周方向の一部が開いたＣ字状リングである。ただし、ロッドシールリング８６は自然状態で開口端８６ａ、８６ｂ同士が重なっている。【００４０】
ロッドシールリング８６の外周面には平板リング状の止め輪８７が嵌合可能な浅い周方向溝８８が形成される。ロッドシールリング８６の二つの開口端８６ａ、８６ｂの断面は、互いに相補関係となる直角三角形に成形されている。すなわち、二つの開口端８６ａ、８６ｂを重ねると図７Ｃのように矩形断面となる。このような重ね合わせ構造としたのは、リングの開いた部分におけるシール性低下を防止するためである。【００４１】
ロッドシールリング８６はそれ自体の弾性復元力と止め輪８７の弾性的な縮径力により、二つの開口端８６ａ、８６ｂが互いに接近し重合しようとする。このような縮径方向の力によりロッドシールリング８６の内径面がコンロッド１５に密着する。ロッドシールリング８６によるシール機構を採用した場合、ロッドシールリング８６の面接触によりコンロッド１５の外周面に対するシール性が高い。したがって、掃気ガス貯留室１２とクランク室との間のエア漏れ防止や油切りがより確実になる。【００４２】
ロッドシールリング８６のさらに別の変形例を図７Ｄに示す。この変形例は二つの開口端８６ａ、８６ｂの断面形が図７Ｃのものと異なり、外側の開口端８６ｂの方が内側の開口端８６ａよりも断面が大きくされている。このため、外側の開口端８６ｂの角部に平面部８６ｃ、８６ｄが形成され、一方の平面部８６ｃがコンロッド１５の周面に接する。他方の平面部８６ｄはシールスライドワッシャ８２に当接する。【００４３】
クランク室と掃気ガス貯留室１２との間に配設されるシール機構のさらに別の変形例を図９Ａにより説明する。この変形例はロッドシールリングを上下二段に配設したダブルリング型である。すなわち、下側に前述したロッドシールリング８６を配設し、上側に反転タイプのロッドシールリング８９を配設する。ここで、「反転タイプ」というのは、ロッドシールリング８９の二つの開口端８９ａ、８９ｂの断面形が、下側のロッドシールリング８６の二つの開口端８６ａ、８６ｂと上下反対となっていることをいう。それ以外は下側のロッドシールリング８６と同じである。なお、上側のロッドシールリング８９のためにシールスライドカップ８１が新たに１つ追加される。図９Ａのシール機構は掃気ガス貯留室１２からの圧力とクランク室からの圧力の双方に対して良好なシール性を発揮する。すなわち、図９Ａで上側（掃気ガス貯留室１２）からの圧力が高いほどロッドシールリング８９の開口端８９ｂがその断面の傾斜面のテーパ作用で内径側に押圧される。また、下側（クランク室）からの圧力が高いほどロッドシールリング８６の開口端８６ａがその断面の傾斜面のテーパ作用で内径側に押圧される。このため、上下双方の圧力に対して良好なシール性を発揮する。【００４４】
シール機構のさらに別の変形例を図９Ｂにより説明する。この変形例は、図７Ｄと同様に、ロッドシールリング８６、８９の外側の開口端８６ｂ、８９ａの方が内側の開口端８６ａ、８９ｂよりも断面が大きくされている。このため、外側の開口端８６ｂ、８９ａの角部に平面部８６ｃ、８６ｄ、８９ｃ、８９ｄが形成される。そして一方の平面部８６ｃ、８９ｃがコンロッド１５の周面に接する。他方の平面部８６ｄ、８９ｄはシールスライドワッシャ８２またはシールスライドカップ８１に当接する。【００４５】
図７Ｃ〜図９Ｂのシール機構の特徴を列挙すると以下の通りである。
１．弾性を有する矩形断面のＣ字状リング本体と、前記リング本体の両端部にあって断面が直角三角形で互いに相補関係を成す二つの開口端とを有するロッドシールリングをロッドの外周面に摺動自在に装着してなるシール機構。
２．前記ロッドシールリングをロッドの外周面に複数段で摺動自在に装着してなるシール機構。
３．前記ロッドシールリングの外周面に止め輪を嵌合してなるシール機構。
４．前記ロッドシールリングをロッドの外周面に二段で摺動自在に装着してなるシール機構であって、二段のロッドシールリングの一方の開口端が他方の開口端と当接する傾斜面がロッドの半径方向外方に臨んで互いに開く方向に延在するシール機構。
５．弾性を有する矩形断面のＣ字状リング本体と、前記リング本体の両端部の二つの開口端であって一方の開口端が他方の開口端よりも内径側に位置しその断面が直角三角形を成し、他方の開口端の断面が前記直角三角形と相補関係を成し二つの平面部を有するようにした前記二つの開口端とを有するロッドシールリングをロッドの外周面に摺動自在に装着してなるシール機構。【００４６】
次に、本発明の他の実施形態に係る２サイクルエンジンについて図１０Ａ、図１０Ｂに基づき説明する。この実施形態はいわゆるユニフロータイプと呼ばれるもので、シリンダ１１の下部の一部または周方向複数箇所に排気ポート２３を設け、シリンダ１１の上部すなわちシリンダヘッド２５に掃気ポート２９を設けたものである。掃気ポート２９と掃気ガス貯留室１２との間は連結パイプ５６で連結する。【００４７】
掃気ポート２９はバルブ３０によって開閉する。バルブ３０はばねの力で常時閉じる方向に附勢される。このバルブ３０のステム３０ａ先端にカム３７の周面が当接する。カム３７の回転力は、図１０Ｂに示すように、クランク軸４３から第１プーリ３８、タイミングベルト３９、第２プーリ４０、カム軸５５を経由して伝達される。その他は図５と同様である。【００４８】
このように掃気ポート２９をシリンダヘッド２５に設けることにより、シリンダ１１内の排気流れが上から下への一方向となり、掃気効率が格段に向上する。また、排気ポート２３はシリンダ１１の下部全周複数箇所に形成可能であるから、排気流路２２の排気抵抗を極限まで低減することが可能である。さらに、掃気ポート２９から吹き込む燃料と空気の混合ガスの流れは、掃気ポート２９やバルブ３０の形状を変更することによって、掃気効率が高い例えばスパイラル流などに最適化することができる。【００４９】
次に、図１１Ａ、図１１Ｂによりシリンダライナ９０について説明する。このシリンダライナ９０は図１のシリンダ１１内周面に嵌合されるもので、シリンダライナ９０の内側にピストン２１が挿入される。シリンダライナ９０には掃気ポート９１と排気ポート９２が形成される。掃気ポート９１は図１１Ａに示すようにシリンダライナの周方向４等分位置の３つの位置を占める。各掃気ポート９１は左右一対のポート９１ａ、９１ｂで構成され、左右のポート９１ａ、９１ｂ間に縦方向に延びる補強リブ９３が形成される。【００５０】
シリンダライナの周方向４等分位置の残りひとつの位置に排気ポート９２が位置する。排気ポート９２も左右一対のポート９２ａ、９２ｂで構成され、左右のポート９２ａ、９２ｂ間に縦方向に延びる補強リブ９４が形成される。このように補強リブ９３、９４を左右のポート間に形成することにより掃気ポート９１と排気ポート９２の強度が高まる。特に排気ポート９２は高温の排ガスに晒されるため補強リブ９４が重要な役割を果たす。【００５１】
また、縦方向に延びる補強リブ９３、９４はピストン２１に装着されたピストンリング２８（図１、図４、図５参照）がピストン２１の上下動ストローク時に掃気ポート９１と排気ポート９２に引っ掛からずに両ポート９１、９２を円滑に通過できるようにする。【００５２】
ここで、ピストンリング２８は通常は鋼製であるが、本発明の２サイクルエンジンでは樹脂製のものを採用する。樹脂製のピストンリング２８は自己潤滑性があり、燃料に潤滑油を混入しないオイルレスでも焼付き防止が可能である。このような樹脂材料としてはテフロングラファイトが好適であり、このテフロングラファイトに亜鉛粒子を充填物として混練することにより耐焼付き性がさらに向上する。ピストンリング２８はテフロン以外の樹脂材料で構成することも可能であり、このような樹脂材料としては、例えば高圧に耐え高い摺動性能を有し耐磨耗性を有するポリイミド樹脂（ＰＩ）、充填物を混合したポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、充填物を混合したポリエーテルエーテルケトン樹脂等を使用可能である。【００５３】
図１１Ａ、図１１Ｂのシリンダライナ９０は、図１０Ａ、図１０Ｂのようにシリンダヘッド２５に掃気ポート２９を有するタイプには適用できない。このようなユニフロータイプの２サイクルエンジンには、シリンダライナ９０の掃気ポート９１を廃止して排気ポート９２のみとする。【００５４】
次に、本発明の実施形態に係る２サイクルディーゼルエンジンを図１２に示す。この２サイクルディーゼルエンジンは図１０Ａから点火プラグ２６を除いたものであり、その他は図５ないし図１０Ａと同様である。この２サイクルディーゼルエンジンは本発明のロングストロークの特長を利用し、掃気ポート２９からシリンダ１１内に吸い込んだ空気を高圧縮し、噴霧機構６０から噴射した燃料としての軽油を自己着火させる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンを示す縦断正面図。
【図２】クランク機構の構造を示す縦断側面図。
【図３】クランク機構の概略図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る２サイクルエンジンを示す縦断正面図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る２サイクルエンジンを示す縦断正面図。
【図６Ａ】本発明の他の実施形態に係る２サイクルエンジンを示す縦断正面図。
【図６Ｂ】図６Ａの２サイクルエンジンの縦断側面図。
【図７Ａ】掃気ガス貯留室のシール構造の断面図。
【図７Ｂ】掃気ガス貯留室のシール構造の拡大断面図。
【図７Ｃ】掃気ガス貯留室のシール構造の変形例の拡大断面図。
【図７Ｄ】掃気ガス貯留室のシール構造の変形例の拡大断面図。
【図８Ａ】ロッドシールリングの斜視図
【図８Ｂ】ロッドシールリングの重ね合わせた開口端の平面図。
【図８Ｃ】ロッドシールリングの重ね合わせた開口端の側面図。
【図９Ａ】掃気ガス貯留室のシール構造の別の変形例の拡大断面図。
【図９Ｂ】掃気ガス貯留室のシール構造の別の変形例の拡大断面図。
【図１０Ａ】本発明の他の実施形態に係る２サイクルエンジンを示す縦断正面図。
【図１０Ｂ】図１１Ａの２サイクルエンジンの縦断側面図。
【図１１Ａ】シリンダライナの横断面図。
【図１１Ｂ】シリンダライナの縦断面図。
【図１２】本発明の実施形態に係る２サイクルディーゼルエンジンを示す縦断正面図。
【図１３】従来の２サイクルエンジンを示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１０Ａ ２サイクルエンジン
１０Ｂ ２サイクルエンジン
１０Ｃ ２サイクルエンジン
１１   シリンダ
１２   掃気ガス貯留室
１３   吸気部
１４   掃気流路
１５   コンロッド
１６   クランク機構
１７   シール部
２１   ピストン
２２   排気流路
２３   排気ポート
２４   掃気ポート
２５   シリンダヘッド
２７   下部開口
３３   連結部
３４   底部
３５   挿通孔
４１   クランクケース
６０   噴霧機構
６１   ピエゾインジェクタ
６２   制御部
７０   エアコンプレッサ
７１   エアリザーバ
８６、８９   ロッドシールリング
８７   止め輪
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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