(57)【要約】【課題】ピストン弁式でありながらも比較的簡易な構成で、圧縮及び膨張時のポート開閉タイミングの個別調整を行うことのできる２サイクルエンジンを提供する。【解決手段】ストッパ２１ａに当接する第１の位置に位置するときには排気ポート３２よりも掃気ポートをピストン上死点側に開口させ、ストッパ２１ｂに当接する第２の位置に位置するときには排気ポート３２よりも掃気ポートをピストン下死点側に開口させるように、これらポートの開口位置を変化させるライナ２４を備える。そして、ピストンとライナ２４との機械連結を選択的に許容或いは解除するラチェット機構２４１を備えることで、これら第１の位置と第２の位置との間を移動させる。【選択図】図３
2007107475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ側壁に開口されたポートをピストンによって開閉するピストン弁方式の２サイクルエンジンにおいて、
第１の位置と第２の位置との間を移動可能に前記シリンダに遊嵌されるとともに、前記第１の位置に位置するときと前記第２の位置に位置するときとで前記シリンダ側壁における前記ポートの開口位置を変化させるライナを備えるとともに、
前記ピストンは、その上死点側への移動に応じて前記ライナを前記第１の位置に押圧し、その下死点側への移動に応じて前記ライナを前記第２の位置に押圧する
ことを特徴とする２サイクルエンジン。
【請求項２】
前記ライナは、前記第１の位置に位置するときには、前記第２の位置に位置するときに比して、排気ポート及び掃気ポートの少なくとも一方の開口位置がピストン上死点側に位置するように前記開口位置を変化させる
請求項１に記載の２サイクルエンジン。
【請求項３】
前記ライナは、前記第１の位置に位置するときには、排気ポートよりも掃気ポートがピストン上死点側に開口し、前記第２の位置に位置するときには前記排気ポートよりも前記掃気ポートがピストン下死点側に開口するように前記ポートの開口位置を変化させる
請求項１または２に記載の２サイクルエンジン。
【請求項４】
前記ライナは、前記シリンダ内にその軸回りを回動可能に遊嵌されてなり、前記第１及び第２の位置は、その回動範囲の一方及び他方の端部とされてなる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項５】
前記ライナは、前記シリンダの軸方向に往復直動可能に遊嵌されてなり、前記第１の位置はその往復直動範囲のピストン上死点側の端部とされ、前記第２の位置はその往復直動範囲のピストン下死点側の端部とされてなる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項６】
前記ピストンと前記ライナとは、互いに機械連結されるとともに、前記ピストンはその機械連結を通じた前記ライナへの動力の伝達により前記押圧を行う
請求項１〜５のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項７】
前記ピストンと前記ライナとは、電磁吸引力により互いに吸引されるとともに、前記ピストンはその電磁吸引力を通じた前記ライナへの動力の伝達により前記押圧を行う
請求項１〜５のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項８】
前記ライナは、前記シリンダの軸回りを回動することで前記第１の位置と前記第２の位置とを移動し、且つ前記ピストン及び前記ライナの一方には、前記ライナの回動軸を中心とする螺旋状の案内路が形成され、それらの他方には、その案内路に係合されて該案内路沿って案内される係合部が形成されてなる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項９】
前記ライナは、前記シリンダの軸方向に往復直動することで前記第１位置と前記第２の位置とを移動し、且つ前記ピストンと前記ライナとの機械連結を選択的に許容／解除するラチェット機構を更に備えてなる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項１０】
当該２サイクルエンジンは、フリーピストンエンジンとして構成されてなる
請求項１〜９のいずれか１項に記載の２サイクルエンジン。
【請求項１１】
当該２サイクルエンジンは、前記シリンダの内部に互いに対向して配設される一対の前記ピストンを有するとともに、それらピストンの対向面間に燃焼室の形成される対向ピストン式のフリーピストンエンジンとして構成されてなる
請求項１〜９のいずれか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、シリンダ側壁に開口されたポートをピストンによって開閉するピストン弁方式の２サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、圧縮比よりも膨張比を大きくしたアトキンソンサイクル運転を行うことで、内燃機関の熱効率を向上することが可能である。４サイクルエンジンでは、吸排気バルブを開閉するカムの形状を変更して、吸気バルブを遅閉じとしたり、或いは特許文献１に見られるように圧縮行程中に一時的に排気バルブを開いたりして、膨張比を維持したまま、圧縮比を実質的に低下させることで、アトキンソンサイクル運転を実現することができる。
【０００３】
一方、シリンダ側壁に開口された排気ポート及び掃気ポートをピストンによって開閉するピストン弁方式の２サイクルエンジンでは、圧縮比及び膨張比のいずれもが、ピストン上死点から排気ポートまたは掃気ポートの開口位置までのピストンストローク長によって一義に決まってしまう。そのため、ピストン弁方式の２サイクルエンジンでは、カム形状の変更だけでアトキンソンサイクル化の可能な４サイクルエンジンとは異なり、圧縮比と膨張比とを別途に設定することが難しく、アトキンソンサイクル運転の実現が困難となっている。
【０００４】
従来、特許文献２には、シリンダの形成されたハウジングの外周における掃気ポートの開口にそのピストン上死点側を部分的に閉塞するシャッター機構を設けるとともに、そのシャッター機構をピストンの動作に連動して開閉することで、ピストン弁式の２サイクルエンジンでのアトキンソンサイクル運転を可能とする技術が開示されている。より詳しくは、圧縮時には、上記シャッター機構を開いて掃気ポートが閉じてからピストン上死点までのピストンストローク長を短くし、膨張時には、上記シャッター機構を閉じてピストン上死点から掃気ポートが開くまでのピストンストローク長を長くすることで、圧縮比よりも膨張比を大きくするようにしている。
【特許文献１】特開２００３−８３０９９号公報
【特許文献２】特開平７−３２４６２６号公報
【特許文献３】特開２００３−５１９３２８号公報
【特許文献４】特表２００３−３４３２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなシャッター機構を備えるピストン弁式の２サイクルエンジンであれば、アトキンソンサイクル運転は確かに可能である。しかしながら、エンジン運転速度の変化などに応じて、シャッター機構の開閉を細密に制御しなけばならず、アクチュエータの高い応答性や高度な制御が必要となっている。
【０００６】
なお近年には、構造の簡易化や小型化が容易であること、熱効率が高いこと等から、特許文献３，４等に見られるようなフリーピストンエンジンが注目されている。こうしたフリーピストンエンジンでは、一般的なキネマティックピストンエンジンとは異なり、クランク機構などの機械的リンケージにピストンが連結されておらず、シリンダ内のピストンのストローク範囲が一律には固定されない構造となっている。そのため、こうしたフリーピストンエンジンに上記シャッター機構を採用してその排気ポートや掃気ポートの開閉タイミングを圧縮時と膨張時とで個別調整する場合には、ピストン動作の正確な把握が難しく、その動作に連動したシャッター機構の適正な開閉制御が特に困難となってしまう。
【０００７】
このように、ピストン弁式の２サイクルエンジンのアトキンソンサイクル化を、構造及び制御を複雑化することなく実現する手法は未だ十分に確立されていないのが現状である。もっとも、ピストン弁式の２サイクルエンジンでは、その排気・掃気・吸気ポートの開閉タイミングを圧縮時と膨張時とで異ならせるように個別調整することがそもそも困難となっている。そして、アトキンソンサイクル化を目的とする場合に限らず、圧縮時と膨張時との排気ポートや掃気ポート、吸気ポートの開閉タイミングを個別調整する場合には、その構造及び制御の複雑化は避け難いものとなっていた。
【０００８】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、ピストン弁式でありながらも比較的簡易な構成で、圧縮及び膨張時のポート開閉タイミングの個別調整を行うことのできる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】
【０００９】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、シリンダ側壁に開口されたポートをピストンによって開閉するピストン弁方式の２サイクルエンジンとして、第１の位置と第２の位置との間を移動可能に前記シリンダに遊嵌されるとともに前記第１の位置に位置するときと前記第２の位置に位置するときとで前記シリンダ側壁における前記ポートの開口位置を変化させるライナを備え、前記ピストンにより、その上死点側への移動に応じて前記ライナを前記第１の位置に押圧するとともに、その下死点側への移動に応じて前記ライナを前記第２の位置に押圧することとした。
【００１０】
２サイクルエンジンとしてのこのような構成によれば、ピストンがその上死点側への移動に応じてライナを第１の位置へと押圧し、またその下死点側への移動に応じてライナを第２の位置へと押圧してポートの開口位置を変化させているため、ポートの開口位置を変化させるための別途のアクチュエータは不要となる。また、そのような開口位置の変更はピストンの移動に自ずと同期するため、複雑な制御も不要である。したがって、上記構成によれば、ピストン弁式でありながらも比較的簡易な構成で、圧縮及び膨張時のポート開閉タイミングの個別調整を行うことができる。
【００１１】
また、上記請求項１に記載の構成において、例えば請求項２に記載の発明では、前記ライナが前記第１の位置に位置するときには、前記第２の位置に位置するときに比して、排気ポート及び掃気ポートの少なくとも一方の開口位置がピストン上死点側に位置するように前記開口位置を変化させることとした。
【００１２】
２サイクルエンジンとしてのこのような構成によれば、ピストンが上死点側へ移動する吸気／圧縮行程に排気ポートや掃気ポートのいずれか一方、または双方の開口位置が上死点側に変化される。また、ピストンが下死点側へ移動する燃焼／排気行程に排気ポート掃気ポートのいずれか一方、または双方の開口位置が下死点側に変化される。そのため、ピストンの膨張ストロークを圧縮ストロークよりも長くしての、すなわち膨張比を圧縮比よりも大きくしてのアトキンソンサイクル運転を実現することができる。
【００１３】
特に、このような構成において、例えば請求項３に記載の発明によるように、前記ライナが前記第１の位置に位置するときには前記排気ポートよりも前記掃気ポートがピストン上死点側に開口し、前記第２の位置に位置するときには前記排気ポートよりも前記掃気ポートがピストン下死点側に開口するように前記ポートの開口位置を変化させることとすれば、ピストン弁方式の２サイクルエンジンでありながらも、圧縮行程の掃気ポートの閉時期、及び膨張行程の掃気ポートの開時期の双方を、排気ポートの閉時期及び開時期よりも遅く設定することができる。そのため、掃気中の新気の吹き抜けの防止等を図って、掃気効率や内部ＥＧＲ率を適正化することができる。
【００１４】
なお、上記請求項１〜３のいずれかに記載の２サイクルエンジンにおいて、例えば請求項４に記載の発明によるように、
（Ａ１）前記シリンダ内にその軸回りを回動可能に前記ライナを遊嵌し、前記第１及び第２の位置を前記ライナの回動範囲の一方及び他方の端部とする。  
あるいは請求項５に記載の発明によるように、
（Ａ２）前記シリンダの軸方向に往復直動可能に前記ライナを遊嵌し、前記第１の位置をその往復直動範囲のピストン上死点側の端部とするとともに、前記第２の位置をその往復直動範囲のピストン下死点側の端部とする。  
等々の構成を採用することができる。
【００１５】
その場合、例えば請求項６に記載の発明によるように、
（Ｂ１）上記ピストンと上記ライナとを互いに機械連結する。  
あるいは請求項７に記載の発明によるように、
（Ｂ２）上記ピストンと上記ライナとを電磁吸引力により互いに吸引させる。  
等々の構成を採用することとすれば、上記ピストンから上記ライナへの動力の伝達を容易に実現することができる。
【００１６】
すなわち、上記（Ｂ１）の構成によれば、上記機械連結を通じて、上記ピストンの上死点側への移動に応じて上記ライナを上記第１の位置に押圧するとともに、上記ピストンの下死点側への移動に応じて上記ライナを上記第２の位置に押圧するため、動力の伝達を確実に行うことができるようになる。また、上記（Ｂ２）の構成によれば、上記電磁吸引力を通じて、上記ピストンの上死点側への移動に応じて上記ライナを上記第１の位置に押圧するとともに、上記ピストンの下死点側への移動に応じて上記ライナを上記第２の位置に押圧するため、上記ピストン及び上記ライナが互いに摺動することなく、動力の伝達を行うことができるようになる。
【００１７】
一方、上記請求項１〜３のいずれかに記載の２サイクルエンジンにおいて、例えば請求項８に記載の発明によるように、
（Ｃ１）前記ライナの回動軸を中心とする螺旋状の案内路を前記ピストン及び前記ライナの一方に形成するとともに、その案内路に係合されて該案内路沿って案内される係合部をそれらの他方に形成する。  
あるいは請求項９に記載の発明によるように、
（Ｃ２）前記ピストンと前記ライナとの機械連結を選択的に許容／解除するラチェット機構を更に備える。  
等々の構成を採用することもできる。
【００１８】
ちなみに上記（Ｃ１）の構成では、上記ライナは、上記シリンダの軸回りを回動することで上記第１の位置と上記第２の位置とを移動されるようになり、上記（Ｃ２）の構成では、上記ライナは、上記シリンダの軸方向に往復直動することで上記第１位置と上記第２の位置とを移動されるようになる。特に、上記（Ｃ２）の構成によれば、上記ピストンのストロークよりも小さいストロークをもって上記ライナを往復直動させるように設定することが可能となる。
【００１９】
ちなみに、上記請求項１〜９のいずれかに記載の２サイクルエンジンにおいて、当該２サイクルエンジンを、例えば請求項１０に記載の発明によるように、
（Ｄ１）フリーピストンエンジンとして構成する。  
あるいは請求項１１に記載の発明によるように、
（Ｄ２）前記シリンダの内部に互いに対向して配設される一対の前記ピストンを有するとともにそれらピストンの対向面間に燃焼室の形成される対向ピストン式のフリーピストンエンジンとして構成する。  
等々の構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の２サイクルエンジンを具体化した第１実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。本実施形態に係る２サイクルエンジンは、シリンダ内部に互いに対向して配設される一対のピストンを有し、それらピストンの対向面間に燃焼室の形成される対向ピストン式の２サイクルエンジンとして構成されている。更に本実施形態の２サイクルエンジンは、クランク機構などの機械的リンケージに上記両ピストンが連結されておらず、シリンダ内のピストンのストローク範囲が一律には固定されない構造となったフリーピストンエンジンとして構成されている。そして、そうした本実施形態の２サイクルエンジンは、その動力を用いて発電を行う発電装置に組み込まれている。
【００２１】
図１に、こうした発電装置１０の全体構造を示す。同図１に示されるように、この発電装置１０は、ハウジング１１を中心として構成されている。
ハウジング１１の中央部には、その筒状の内周面によって２サイクルエンジン２０のシリンダ２１が形成されており、その内部には、該シリンダ２１の軸方向に往復直動可能にライナ２４，２５が遊嵌されている。そしてこれらライナ２４，２５の内部には、第１のピストン２２及び第２のピストン２３が互いに対向して配設されている。
【００２２】
シリンダ２１の内部は、第１及び第２のピストン２２，２３のピストンヘッド２２ａ，２３ａによって、燃焼室２６、第１の与圧室２７、及び第２の与圧室２８の３つの空間に区画されている。このうち、燃焼室２６は第１及び第２のピストン２２，２３の対向面間に形成されており、第１及び第２の与圧室２７，２８は第１及び第２のピストン２２，２３の後背側、すなわち燃焼室２６とは反対側にそれぞれ形成されている。これら燃焼室２６、第１及び第２の与圧室２７，２８の容積は、シリンダ２１内の第１及び第２のピストン２２，２３の移動に応じて変化されるようになっている。
【００２３】
これら第１及び第２のピストン２２，２３が収容されたシリンダ２１の側壁には、掃気ポート３０、第１の吸気ポート３１ａ、第２の吸気ポート３１ｂ、及び排気ポート３２がそれぞれ開口されている。このうち、第１及び第２の吸気ポート３１ａ，３１ｂはそれぞれ吸気通路３４ａ，３４ｂを介してハウジング１１の外部に連通されるとともに、これら吸気ポート３１ａ，３１ｂを介して外部から混合気が上記第１及び第２の与圧室２７，２８にそれぞれ導入されるようになっている。また掃気ポート３０は、ハウジング１１内に形成された掃気通路３３を介して上記第１及び第２の与圧室２７，２８に連通されるとともに、この掃気ポート３０を通じて両与圧室２７，２８内の混合気が燃焼室２６内に導入されるようになっている。さらに排気ポート３２は、排気通路３５を介してハウジング１１の外部に連通されるとともに、この排気ポート３２を通じて燃焼室２６内から排気が外部へと排出されるようになっている。
【００２４】
一方、第１及び第２のピストン２２，２３にあってそのピストンヘッド２２ａ，２３ａの燃焼室２６とは反対側の端部には、シリンダ２１の軸方向に延びるプランジャシャフト２２ｂ，２３ｂがそれぞれ一体に接続されている。プランジャシャフト２２ｂ，２３ｂの反燃焼室の端部は、ハウジング１１のシリンダ２１の両側にそれぞれ形成された第１及び第２の収容室４１ａ，４１ｂの内部まで延伸されている。そしてプランジャシャフト２２ｂ，２３ｂは、これら収容室４１ａ，４１ｂ内において、第１の板ばね群４２ａ及び第２の板ばね群４２ｂにそれぞれ接続されている。これら第１及び第２の板ばね群４２ａ，４２ｂはそれぞれ、それらの一端がハウジング１１に固定された複数の板ばねによって構成されており、プランジャシャフト２２ｂ，２３ｂをシリンダ２１の往復動可能に支持している。
【００２５】
また、第１及び第２の収容室４１ａ，４１ｂにはそれぞれ、第１及び第２のリニアモータ４０ａ，４０ｂが収容されている。第１及び第２のリニアモータ４０ａ，４０ｂはそれぞれ、可動子４３及び固定子４４を備えて構成されている。このうち、可動子４３は、永久磁石及び磁性体のコアを有して構成されており、プランジャシャフト２２ｂ，２３ｂにそれぞれ一体に固定されている。また、固定子４４は、ハウジング１１に固定された状態で可動子４３の周囲に配設されており、コイルの巻き掛けられたヨークを有して構成されている。
【００２６】
以上のような発電装置１０に搭載された本実施形態のフリーピストンは、シリンダ２１の側壁に開口された掃気ポート３０、吸気ポート３１ａ，３１ｂ及び排気ポート３２を、上記第１及び第２のピストン２２，２３によって開閉するピストン弁方式の２サイクルエンジン２０として構成されている。なお掃気ポート３０及び排気ポート３２はそれぞれ、シリンダ周方向に一定の間隔をおいて複数開口されている。
【００２７】
本実施形態では、こうした２サイクルエンジン２０において、上記のようなシリンダ２１に遊嵌されたライナ２４，２５を、その変位に応じてシリンダ２１の側壁における掃気ポート３０及び排気ポート３２の開口位置を変化させるように構成している。そして第１及び第２のピストン２２，２３がその上死点側及び下死点側への移動に応じてそれらライナ２４，２５を押圧して変位させることで、圧縮時と膨張時との掃気ポート３０及び排気ポート３２の圧縮時の開閉タイミングと膨張時の開閉タイミングを異ならせるようにしている。
【００２８】
以下、こうした２サイクルエンジン２０の掃気ポート３０及び排気ポート３２の開閉タイミングの調整に係る構成について、図２〜図６を併せ参照して詳細に説明する。なお図２は、上記発電装置１０のエンジン部分の拡大断面構造を示している。
【００２９】
同図２に示されるように、シリンダ２１に内嵌された上記２つのライナ２４，２５はそれぞれ、燃焼室２６側の端部が開口した略有蓋円筒形状に形成されるとともに、それらの外周面はシリンダ２１の側壁に摺接されている。一方、それらライナ２４，２５にそれぞれ内嵌された上記第１及び第２のピストン２２，２３は、それらのピストンヘッド２２ａ，２３ａの外周面がこれらライナ２４，２５の内周面に摺接された状態で配設されている。そのため、この２サイクルエンジン２０では、第１及び第２のピストン２２，２３との摺接部分においては、ライナ２４，２５の内周面によって実質的なシリンダ側壁が構成されている。
【００３０】
また同図２に示されるように、両ライナ２４，２５の燃焼室２６側及びその反対側のシリンダ２１の側壁には、シリンダ２１の軸方向における各ライナ２４，２５の長さよりも長い間隔をおいて、２種のストッパ２１ａ，２１ｂが突設されている。これらストッパ２１ａ，２１ｂによってライナ２４，２５は、それらの燃焼室２６側の端面がストッパ２１ａと当接する位置からそれらの燃焼室２６とは反対側の端面がストッパ２１ｂと当接する位置までの範囲内で、シリンダ２１の軸方向に往復直動可能となっている。こうしたライナ２４，２５の往復直動のストロークは、２サイクルエンジン２０動作時の第１及び第２のピストン２２，２３のストロークに対して十分小さく（２０分の１〜１０分の１程度）されている。なお、以下の説明では、燃焼室２６側の端面がストッパ２１ａと当接するときの各ライナ２４，２５の位置を第１の位置と記載し、またその反対側の端面がストッパ２１ｂと当接するときの各ライナ２４，２５の位置を第２の位置と記載する。
【００３１】
各ストッパ２１ａ，２１ｂのシリンダ２１の側壁からの突き出し高さは、ライナ２４，２５の側壁の肉厚以下とされており、ピストン２２，２３のシリンダ２１の軸方向への往復直動を妨げることなく、ライナ２４，２５のシリンダ軸の方向への変位のみを規制可能となっている。なお、シリンダ２１の軸回りにおける両ライナ２４，２５の回動は、図示しない凹凸関係等により規制されている。
【００３２】
一方、両ライナ２４，２５の燃焼室２６とは反対側の端部には、プランジャシャフト２２ｂ、２３ｂが挿通される孔２４ａ，２５ａが形成されるとともに、その孔２４ａ，２５ａの内周には、凹部２４ｂ，２５ｂが形成されている。これら凹部２４ｂ、２５ｂの内部には、ばね２４１２，２５１２が圧縮状態でそれぞれ収容されており、更にその内側には、ばね２４１２，２５１２によってプランジャシャフト２２ｂ、２３ｂの外周面に向けて付勢された状態で係合ピン２４１１，２５１１が配設されている。これに対してプランジャシャフト２２ｂ、２３ｂの外周にはそれぞれ２本の溝２２ｃ，２２ｄ、２３ｃ，２３ｄが形成されている。
【００３３】
ここで係合ピン２４１１が溝２２ｃ，２２ｄのいずれかに嵌入すると、それらの係合を通じて上記第１のピストン２２とライナ２４とが機械連結されて一体となってシリンダ２１の軸方向に移動するようになる。また係合ピン２５１１が溝２３ｃ，２３ｄのいずれかに嵌入すると、それらの係合を通じて上記第２のピストン２３とライナ２５とが機械連結されて一体となってシリンダ２１の軸方向に移動可能となる。以上のように、この２サイクルエンジン２０では、選択的に連結状態を許容／解除可能なラチェット機構２４１，２５１を介して第１及び第２のピストン２２，２３とライナ２４，２５とが機械連結されている。
【００３４】
なお、ライナ２４の側壁には、吸気ポート３１ａに対応する開口２４２、排気ポート３２のそれぞれに対応する複数の開口２４３、並びに掃気通路３３の第１の与圧室２７側の開口部３３ａに対応する開口２４４がそれぞれ設けられている。同様に、ライナ２５には、吸気ポート３１ｂに対応する開口２５２、掃気ポート３０のそれぞれに対応する複数の開口２５３、並びに掃気通路３３の第２の与圧室２８側の開口部３３ｂに対応する開口２５４がそれぞれ設けられている。
【００３５】
図３（ａ）は、ライナ２４がストッパ２１ｂに当接する上記第２の位置、すなわちその往復直動範囲のピストン下死点側の端部に位置するときの状態を示している。同図に示すように、このときの排気ポート３２は、ライナ２４の開口２４３を通じてそのピストン下死点側の部分のみがライナ内周側に開口され、そのピストン上死点側の部分はライナ２４の側壁により閉塞されている。
【００３６】
なお、排気ポート３２は、そのシリンダ軸方向の長さが、開口２４３のシリンダ軸方向の長さに、ライナ２４の上記第２の位置から第１の位置までの移動距離を加えた長さ以上とされている。そのため、図３（ｂ）に示すように、ライナ２４がストッパ２１ａに当接する上記第１の位置、すなわちその往復直動範囲のピストン上死点側の端部まで移動したときには、排気ポート３２は、ライナ２４の開口２４３を通じてそのピストン上死点側の部分のみがライナ内周側に開口され、そのピストン下死点側の部分はライナ２４の側壁により閉塞されるようになる。したがって、ライナ２４が上記第２の位置から第１の位置へと移動することで、排気ポート３２の開口位置がピストン下死点側の位置からピストン上死点側の位置へと変更されることになる。
【００３７】
一方、吸気ポート３１ａに対応するライナ２４の開口２４２、及び第１の与圧室２７側における掃気通路３３の開口部３３ａに対応するライナ２４の開口２４４は、シリンダ軸方向において、シリンダ２１側壁の吸気ポート３１ａや開口部３３ａに比して十分に長尺に形成されている。そしてこれにより、吸気ポート３１ａ及び開口部３３ａは、上記第２の位置から第１の位置までの何れの位置にライナ２４が位置するときにも、開口２４２，２４４を通じたライナ２４の内周側への開口が全面的に維持されるようになっている。
【００３８】
ちなみに、ライナ２５にあっては、同ライナ２５がストッパ２１ｂに当接する上記第２の位置に位置するときの掃気ポート３０は、排気ポート３２と同様に、開口２５３を通じてそのピストン下死点側の部分のみがライナ内周側に開口され、そのピストン上死点側の部分はライナ２５の側壁により閉塞されるようになっている。またライナ２５がストッパ２１ａに当接する上記第１の位置に位置するときの掃気ポート３０は、開口２５３を通じてそのピストン上死点側の部分のみがライナ内周側に開口され、そのピストン下死点側の部分はライナ２５の側壁により閉塞されるようになっている。よって、ライナ２５が上記第２の位置から第１の位置へと移動することで、掃気ポート３０の開口位置もピストン下死点側の位置からピストン上死点側の位置へと変更されることになる（以上、図２参照）。
【００３９】
続いて、こうしたライナ２４，２５による掃気ポート３０及び排気ポート３２の開閉タイミングの変更態様を、図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｄ）を併せ参照して説明する。
【００４０】
図４（ａ）には、第１のピストン２２が下死点に位置するときの状態が示されている。同図に示されるように、このときのライナ２４は、その往復直動範囲のピストン下死点側の端部に位置されており、排気ポート３２は、ライナ２４の開口２４３を通じてそのピストン下死点側の部分のみが燃焼室２６に開口されている。またこのときのラチェット機構２４１の係合ピン２４１１は、プランジャシャフト２２ｂに形成された溝２２ｃ，２２ｄのいずれとも係合しておらず、第１のピストン２２とライナ２４とのシリンダ軸方向の相対変位は許容された状態となっている。
【００４１】
続いて第１のピストン２２が上死点側へ移動すると、図４（ｂ）に示されるように、ラチェット機構２４１の係合ピン２４１１がプランジャシャフト２２ｂに形成された溝２２ｃと係合する。これにより、第１のピストン２２は、ライナ２４と機械的に連結されることとなり、そのピストン２２の上死点側への移動に応じてライナ２４をピストン上死点側に押圧するようになる。そして以後、図４（ｃ）に示すように、第１のピストン２２とライナ２４とは、一体となってピストン上死点側へ移動するようになる。
【００４２】
その後、第１のピストン２２がライナ２４と一体となって更にピストン上死点側へ移動すると、やがてライナ２４が上記第１の位置に到達する。これにより、ライナ２４はストッパ２１ａに当接してそれ以上のピストン上死点側への移動が規制されるようになる。
【００４３】
この状態で第１のピストン２２が更にピストン上死点側に移動すると、図４（ｄ）に示されるように、ラチェット機構２４１の係合ピン２４１１がプランジャシャフト２２ｂの溝２２ｃから離脱し、ライナ２４をその位置に残したまま、第１のピストン２２のみが更にピストン上死点側に移動するようになる。なお、ライナ２４が上記第１の位置に到達した時点では、排気ポート３２に対応するライナ２４の開口２４３は、未だ第１のピストン２２のピストンヘッド２２ａによって閉塞されていない状態となっている。
【００４４】
その後、係合ピン２４１１は、プランジャシャフト２２ｂのよりピストン下死点側に設けられたもう一つの溝２２ｄに一旦は係合されることになる。ただし、このときのライナ２４は、そのピストン上死点側への変位がストッパ２１ａによって既に規制された状態にあるため、係合ピン２４１１はそのまま直に溝２２ｄから離脱する。
【００４５】
こうして吸気／圧縮行程中には、排気ポート３２が閉じられて燃焼室２６内の混合気の圧縮が開始される以前に、第１のピストン２２の押圧により、ライナ２４が上記第２の位置から第１の位置へと移動され、排気ポート３２の開口位置がピストン下死点側の位置からピストン上死点側の位置へと変更される。ちなみに、このときの第２のピストン２３側では、掃気ポート３０が閉じられる以前に、第２のピストン２３の押圧でライナ２５が上記第２の位置から第１の位置へと移動され、掃気ポート３０の開口位置がピストン下死点側の位置からピストン上死点側の位置へと変更されている。
【００４６】
一方、図５（ａ）には、第１のピストン２２が上死点に位置するときの状態が示されている。同図５（ａ）に示されるように、第１のピストン２２が上死点に位置するときには、上述した吸気／圧縮行程中の移動により、ライナ２４は、ストッパ２１ａと当接する上記第１の位置に位置されており、排気ポート３２は、ライナ２４の開口２４３を通じてそのピストン上死点側の部分のみが燃焼室２６に開口した状態とされている。またこのときのラチェット機構２４１の係合ピン２４１１は、プランジャシャフト２２ｂに形成された溝２２ｃ，２２ｄのいずれとも係合しておらず、第１のピストン２２とライナ２４とのシリンダ軸方向の相対変位は許容された状態となっている。ちなみにこのときの排気ポート３２に対応するライナ２４の開口２４３は、第１のピストン２２のピストンヘッド２２ａによって閉塞されている。
【００４７】
続いて第１のピストン２２がピストン下死点側に移動して、図５（ｂ）に示されるように、プランジャシャフト２２ｂの溝２２ｄと係合すると、第１のピストン２２は、ライナ２４と機械的に連結されることとなり、その移動に応じてライナ２４をピストン下死点側に押圧するようになる。そして以後、図５（ｃ）に示すように、第１のピストン２２とライナ２４とは、一体となってピストン下死点側へ移動するようになる。
【００４８】
更に、第１のピストン２２がライナ２４と一体となってピストン下死点側へ移動すると、やがてライナ２４が上記第２の位置に到達し、ストッパ２１ｂとの当接により、ライナ２４のそれ以上のピストン下死点側への移動が規制されるようになる。この状態で第１のピストン２２が更にピストン下死点側に移動すると、図５（ｄ）に示されるように、ラチェット機構２４１の係合ピン２４１１がプランジャシャフト２２ｂの溝２２ｄから離脱し、ライナ２４をその位置に残したまま、第１のピストン２２のみが更にピストン下死点側に移動するようになる。なお、ライナ２４が上記第２の位置に到達した時点では、排気ポート３２に対応するライナ２４の開口２４３は、未だ第１のピストン２２のピストンヘッド２２ａによって閉塞されたままの状態となっている。
【００４９】
その後、係合ピン２４１１は、プランジャシャフト２２ｂのよりピストン上死点側に設けられたもう一つの溝２２ｃに一旦係合されることになる。ただし、このときのライナ２４は、そのピストン下死点側への変位がストッパ２１ｂによって既に規制された状態にあるため、係合ピン２４１１はそのまま直に溝２２ｃから離脱する。
【００５０】
こうして燃焼／排気行程中には、排気ポート３２が開かれて燃焼室２６内の排気が開始される以前に、第１のピストン２２の押圧により、ライナ２４が上記第１の位置から第２の位置へと移動され、排気ポート３２の開口位置がピストン上死点側の位置からピストン下死点側の位置へと変更される。ちなみに、このときの第２のピストン２３側では、掃気ポート３０が開かれる以前に、第２のピストン２３の押圧でライナ２５が上記第１の位置から第２の位置へと移動され、掃気ポート３０の開口位置がピストン上死点側の位置からピストン下死点側の位置へと変更されている。
【００５１】
こうした２サイクルエンジン２０の排気ポート３２及び掃気ポート３０の開閉タイミングは、図６に示す通りとなる。同図６に示すように、この２サイクルエンジン２０では、圧縮時には、よりピストン上死点側の位置へと排気ポート３２及び掃気ポート３０の開口位置が変更されてそれらの閉じタイミングが遅らされる。また排気時には、よりピストン下死点側の位置へと排気ポート３２及び掃気ポート３０の開口位置が変更されてそれらの開きタイミングが遅らされる。そのため、第１及び第２のピストン２２，２３の膨張ストロークＬｅを圧縮ストロークＬｃよりも長くした、すなわち膨張比を圧縮比よりも大きくしてのアトキンソンサイクル運転を実現することができる。
【００５２】
以上説明したように、この第１実施形態の２サイクルエンジンによれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
・第１及び第２のピストン２２，２３がその上死点側及び下死点側の移動に応じて、シリンダ２１にその軸方向に往復直動可能に遊嵌されたライナ２４，２５を押圧してその位置を変位させることで、掃気ポート３０及び排気ポート３２の開口位置を変更している。そのため、掃気ポート３０及び排気ポート３２の開口位置が、自ずと第１及び第２のピストン２２，２３の動きに連動して変更されるようになる。したがって、別途のアクチュエータを用意したり、ピストンの高速動作に連動した複雑な制御を行ったりせずとも、ピストン弁式の２サイクルエンジンにおいてその圧縮及び膨張時のポート開閉タイミングを個別に調整し、そのアトキンソンサイクル運転を実現することができる。
【００５３】
こうした第１実施形態の２サイクルエンジン２０は、以下のように変更して実施することもできる。
上記実施形態での第１及び第２のピストン２２，２３の押圧によるライナ２４，２５の駆動は、上述したラチェット機構２４１，２５１による機械連結を通じたピストン２２，２３からライナ２４，２５への動力伝達以外の手段を用いて行うようにすることもできる。例えば電磁吸引力を介してピストン２２，２３からライナ２４，２５へと動力伝達をして、ライナ２４，２５を駆動するようにすることもできる。
【００５４】
図７（ａ）には、そうした電磁吸引力を介したライナ駆動機構の一例が示されている。同図の例では、ライナ２４端部のプランジャシャフト２２１ｂの挿通される孔２４１ａの内周に磁石ＭＧを固定するようにしている。一方、プランジャシャフト２２１ｂは、上記溝２２ｃ，２２ｄに対応する部分２２１ｃ，２２１ｄが強磁性体にて形成され、それ以外の部分は非磁性体にて形成するようにしている。このように構成した場合、ライナ２４端部の孔２４１ａ内にプランジャシャフト２２１ｂの強磁性体にて形成された部分２２１ｃ，２２１ｄが位置するときにのみ、プランジャシャフト２２１ｂとライナ２４端部の磁石ＭＧとの間に強力な電磁吸引力が作用するようになる。そして、その電磁吸引力を通じた動力伝達により、ピストン２２１の上死点側、下死点側への移動に応じてライナ２４を上記第１の位置、第２の位置へと押圧することができる。
【００５５】
また、図７（ｂ）に示すように、プランジャシャフト２２２ｂの全体を強磁性体で形成するとともに、その上記溝２２ｃ，２２ｄに対応する部分のみを拡径して上記ライナ２４端部の磁石ＭＧに近接可能とし、それ以外の部分を縮径して磁石ＭＧから離間させるようにすることでも、同様の作用効果を得ることができる。更に図７（ｃ）に示すように、ライナ２４の側壁の一部を磁石ＭＧにて構成し、ピストンヘッド２２３ａの一部２２３ｃ，２２３ｄのみを強磁性体にて、それ以外の部分を非磁性体にて構成することでも、同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる２サイクルエンジンの第２実施形態について、図８〜図１１を参照して、先の第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、これら図８〜図１１において、先の図１〜図６に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００５７】
本実施形態の２サイクルエンジンも、基本的には図１〜図６に示した先の第１実施形態に準じた構成となっている。ただし、この実施形態では、図８及び図９に主に示すように、ライナ２４’の回動軸を中心とする螺旋状の案内溝２９１，２９２をピストン２９のプランジャシャフト２９ｂに形成するとともに、これら案内溝２９１，２９２に係合されて同案内溝２９１，２９２に沿って案内される係合ピン２４１３をライナ２４’に形成している。これにより、ライナ２４’がシリンダ２１の軸回りを回動することで、同ライナ２４’が第１の回動位置（第１の位置）と第２の回動位置（第２の位置）とを移動するようにしている。そしてそうしたライナ２４’の回動移動を通じて、排気ポート３２及び掃気ポート３０の開口位置を変更するように構成されている。なお、本実施形態では、第１の回動位置と第２の回動位置との間のライナ２４’の回動角は、４５°とされている。
【００５８】
図８（ａ）には、ライナ２４’が上記第２の回動位置に位置するときの状態が示されている。同図８（ａ）に示されるように、ライナ２４’は、燃焼室２６側の端部が開口した略有蓋円筒形状に形成されており、それらの外周面はシリンダ２１の側壁に摺接されるとともに、そのライナ２４’の内周面に、第１のピストン２９のピストンヘッド２９ａの外周面が摺接されている。すなわち、ピストンヘッド２９ａとの摺接部分にあっては、ライナ２４’の内周面が実質的なシリンダ側壁となっている。
【００５９】
また、ライナ２４’の燃焼室２６側及びその反対側のシリンダ２１の側壁には、ライナ２４’のシリンダ軸方向の両端面に近接して、ストッパ２１ａ，２１ｂがそれぞれ突設されている。そしてそれらストッパ２１ａ，２１ｂによって、ライナ２４’のシリンダ軸方向の移動が規制されている。一方、シリンダ軸回りにおいてライナ２４’は、自在に回動可能な状態で配設されている。なお、各ストッパ２１ａ，２１ｂのシリンダ２１の側壁からの突き出し高さは、ライナ２４’の側壁の肉厚以下とされており、第１のピストン２９のシリンダ２１の軸方向への往復直動を妨げることなく、ライナ２４’のシリンダ軸方向への変位のみを規制可能となっている。
【００６０】
なお、ライナ２４’の反燃焼室側の端部には、プランジャシャフト２９ｂが挿通される孔２４ｃが形成されるとともに、その孔２４ｃの内周面には凹部２４１ｂが形成されている。この凹部２４１ｂの内部には、圧縮状態で配設されたばね２４１４と、そのばね２４１４によってプランジャシャフト２９ｂの外周面に向けて付勢された係合ピン２４１３とが収容されている。
【００６１】
こうしたライナ２４’の側壁には、吸気ポート３１ａに対応する開口２４２ａと掃気通路３３の第１の与圧室２７側の開口部３３ａに対応する開口２４４ａとがそれぞれ形成されている。また、ライナ２４’の側壁には、シリンダ周方向に一定の間隔で複数設けられた排気ポート３２のそれぞれに対応して、各２つの開口２４３ａ，２４３ｂが形成されている。
【００６２】
各排気ポート３２に対応する２つの開口２４３ａ，２４３ｂのうち、開口２４３ａは、もう一つの開口２４３ｂよりもピストン下死点側に形成されている。また両開口２４３ａ，２４３ｂの形成位置は、ライナ２４’側壁のシリンダ周方向において、上記第２の回動位置から第１の回動位置までのライナ２４’の回動角（ここでは４５°）分ずらされている。
【００６３】
ここで同図８（ａ）に示すように、ライナ２４’が第２の回動位置に位置するときには、これら２つの開口のうち、よりピストン下死点側に形成された開口２４３ａのみが排気ポート３２に対向する。そしてこのときの排気ポート３２は、開口２４３ａを通じてそのピストン下死点側の部分のみがライナ内周側に開口され、そのピストン上死点側の部分はライナ２４’の側壁により閉塞されている。
【００６４】
図８（ｂ）には、ライナ２４’が上記第１の回動位置に位置するときの状態が示されている。同図８（ｂ）に示すように、このときには、上記２つの開口のうち、よりピストン上死点側に形成された開口２４３ｂのみが排気ポート３２に対向する。そしてこのときの排気ポート３２は、その開口２４３ｂを通じてそのピストン上死点側の部分のみがライナ内周側に開口され、そのピストン下死点側の部分はライナ２４’の側壁により閉塞されるようになる。したがって、ライナ２４’が第１の回動位置に位置するときには、第２の回動位置に位置するときに比して、燃焼室２６に対する排気ポート３２の開口位置はピストン上死点側に位置されるようになる。
【００６５】
なお、吸気ポート３１ａに対応するライナ２４’の開口２４２ａ、及び第１の与圧室２７側における掃気通路３３の開口部３３ａに対応するライナ２４’の開口２４４ａは、シリンダ周方向において、シリンダ２１側壁の吸気ポート３１ａや開口部３３ａに比して十分に長尺に形成されている。そしてこれにより、吸気ポート３１ａ及び開口部３３ａは、上記第２の回動位置から第１の回動位置までの何れの位置にライナ２４’が位置するときにも、開口２４２ａ，２４４ａを通じたライナ２４’の内周側への開口が全面的に維持されるようになっている。
【００６６】
さてこうした第１の回動位置と第２の回動位置との間でのライナ２４’の回動は、プランジャシャフト２９ｂの外周に形成された案内溝に係合されつつその案内溝に沿って上述した係合ピン２４１３が案内されることで行われるようになっている。図９は、そうした案内溝の形成されたプランジャシャフト２９ｂの部分斜視構造を示している。
【００６７】
同図９に示すように、プランジャシャフト２９ｂの外周には、２つの案内溝２９１，２９２が形成されている。これら案内溝２９１，２９２の溝幅は、上記係合ピン２４１３の径よりも若干大きく形成されている。
【００６８】
図１０は、そうした案内溝２９１，２９２の形成されたプランジャシャフト２９ｂの外周面の展開構造を示している。なお同図には、第１のピストン２９が下死点ＢＤＣから上死点ＴＤＣに移動するときのプランジャシャフト２９ｂの外周での係合ピン２４１３の移動軌跡が実線で、上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣに移動するときの同移動軌跡が破線でそれぞれ併せ示されている。
【００６９】
さてピストンが下死点ＢＤＣに位置するときには、ライナ２４’は上記第２の回動位置に位置されている。このときの係合ピン２４１３は、案内溝２９２の燃焼室側の端部に係合されている。ここで第１のピストン２９がプランジャシャフト２９ｂと共に上死点ＴＤＣ側に移動を開始すると、上述のようにライナ２４’のシリンダ軸方向への変位が規制されていることから、係合ピン２４１３の係合位置は、案内溝２９２に沿って反燃焼室側に移動するようになる。
【００７０】
図１０に示すように、案内溝２９２は、その燃焼室側の端部から反燃焼室側に向けて一定の距離だけシリンダ軸方向に延伸された後、第２の回動位置から第１の回動位置へのライナ２４’の回動方向側に屈折され、ライナ２４’の回転軸を中心とする螺旋状に延伸されている。そして案内溝２９２は、第２の回動位置と第１の回動位置との間のライナ２４’の回動角θ（＝４５°）分、プランジャシャフト２９ｂの外周面を螺旋状に延伸された後、再び反燃焼室側に向けてシリンダ軸方向に延伸されている。
【００７１】
そのため、第１のピストン２９が上死点ＴＤＣ側に移動して、係合ピン２４１３が案内溝２９２の螺旋状の部分に沿って案内されることで、ライナ２４’は、プランジャシャフト２９ｂに対して、第２の回動位置から第１の回動位置側に向けて相対回動されることとなる。このとき、シリンダ２１内での第１のピストン２９の回動は、板ばね群４２ａを通じたハウジング１１との連結を通じて規制されていることから（図１参照）、ライナ２４’はシリンダ２１の軸回りを第１の回動位置に向けて回動されるようになる。
【００７２】
なお同図に示される位置Ｃ１は、ライナ２４’が第１の回動位置に位置した状態において、第１のピストン２９により排気ポート３２が閉じられるときの係合ピン２４１３のシリンダ軸方向における位置を示している。このように本実施形態では、排気ポート３２が閉じられて燃焼室内の混合気の圧縮が開始される前にライナ２４’が第２の回動位置へと回動されて、同排気ポート３２の開口位置がよりピストン上死点側の位置に変更されるようになっている。
【００７３】
再び反燃焼室側に向けてシリンダ軸方向に一定の距離だけ延伸された案内溝２９２は、除々に溝深さが浅くされ、その先で途切れている。そのため、第１のピストン２９が更に上死点ＴＤＣ側に移動すると、係合ピン２４１３は、案内溝２９２から離脱してプランジャシャフト２９ｂの外周面に乗り上げてしまうようになる。ただし、そうした案内溝２９２の反燃焼室側の端部の延長線上には、もう一つの案内溝２９１が形成されているため、第１のピストン２９が上死点ＴＤＣに達する迄には、係合ピン２４１３は、案内溝２９１に係合されるようになる。そのため、第１のピストン２９が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣに移動する際には、この案内溝２９１に沿って係合ピン２４１３が案内されるようになる。
【００７４】
この案内溝２９１は、その反燃焼室側の端部から燃焼室側に向けて一定の距離だけシリンダ軸方向に延伸された後、第１の回動位置から第２の回動位置へのライナ２４’の回動方向側に屈折され、ライナ２４’の回転軸を中心とする螺旋状に延伸されている。そして案内溝２９１は、第１の回動位置と第２の回動位置との間のライナ２４’の回動角θ（＝４５°）分、プランジャシャフト２９ｂの外周面を螺旋状に延伸された後、再び燃焼室側に向けてシリンダ軸方向に延伸されている。第１の回動位置と第２の回動位置との間のライナ２４’の回動角θ（＝４５°）分、プランジャシャフト２９ｂの外周面を螺旋状に延伸された後、再び燃焼室側に向けてシリンダ軸方向に延伸されている。その後、案内溝２９１は、燃焼室側に向けてシリンダ軸方向に一定の距離だけ延伸された後、除々に溝深さが浅くされ、その先で途切れている。
【００７５】
そのため、第１のピストン２９が上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣへと移動する燃焼／排気行程には、ライナ２４’が第１の回動位置から第２の回動位置へと回動されて、排気ポート３２の開口位置がピストン下死点側に変更される。そしてその後、係合ピン２４１３は、案内溝２９１から離脱してプランジャシャフト２９ｂの外周面に一旦乗り上げるとともに、第１のピストン２９が下死点ＢＤＣに達する前には、もう一つの案内溝２９２に係合されるようになる。
【００７６】
なお、同図に示される位置Ｃ２は、ライナ２４’が第２の回動位置に位置した状態において、第１のピストン２９により排気ポート３２が開かれるときの係合ピン２４１３のシリンダ軸方向における位置を示している。このように本実施形態では、排気ポート３２が開かれて燃焼室内の排気が開始される前にライナ２４’が第２の回動位置へと回動されて、同排気ポート３２の開口位置がよりピストン下死点側の位置に変更されるようになっている。
【００７７】
なお、２サイクルエンジンの第２のピストン側にも、上記ライナ２４’と同様の態様でライナを配設すれば、排気ポート３２と同様に、圧縮時及び膨張時の掃気ポートの開閉タイミングの個別調整を行うことができる。
【００７８】
以上説明した第２実施形態に係る２サイクルエンジンによれば、以下のような優れた効果を奏することができる。
・第１のピストン２９がその上死点側及び下死点側の移動に応じて、シリンダ２１にその軸周りを回動可能に遊嵌されたライナ２４’を押圧してその位置を変位させることで、排気ポート３２の開口位置を変更している。そのため、排気ポート３２の開口位置が、自ずと第１のピストン２９の動きに連動して変更されるようになる。したがって、別途のアクチュエータを用意したり、ピストンの高速動作に連動した複雑な制御を行ったりせずとも、ピストン弁式の２サイクルエンジンにおいてその圧縮及び膨張時のポート開閉タイミングを個別に調整し、そのアトキンソンサイクル運転を実現することができる。
【００７９】
ちなみに、こうした本実施形態にあっては、案内溝２９１，２９２が上記案内路に、係合ピン２４１３が上記係合部にそれぞれ対応する構成となっている。
なお、以上説明した第２実施形態の２サイクルエンジンは、例えば以下の形態で適宜変更して実施することができる。
【００８０】
・上記実施形態では、案内溝２９１，２９２が第１のピストン２９側に、係合ピン２４１３がライナ２４’側に設けられる構成としていたが、案内溝２９１，２９２をライナ２４’側に、係合ピン２４１３を第１のピストン２９側に設けるようにしても、第１のピストン２９の移動に応じたライナ２４’の回動を同様に行うことができる。
【００８１】
・ライナ２４’の回動軸を中心とする螺旋状に延伸された凸状の案内レールを案内溝２９１，２９２の代わりに形成するとともに、その案内レールに係合されて該案内レールに沿って案内される凹部等を上記係合ピン２４１３の代わりに設けるようにしても、第１のピストン２９の移動に応じたライナ２４’の回動を同様に行うことができる。
【００８２】
・第１のピストン２９とライナ２４’とを電磁吸引力により互いに吸引させるとともに、その電磁吸引力を通じた動力の伝達により、ピストン２９がライナ２４’を押圧して回動させるようにすることもできる。例えば図１１（ａ）に示すように、ライナの端部に形成されたプランジャシャフト挿通用の孔２４ｃの内周に、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に位置されるように磁石ＭＧ０を配設する。またこの孔２４ｃに挿通されるプランジャシャフト２９１ｂの外周には、図１１（ｂ）に示すように、同様にＮ極とＳ極とが周方向に交互に位置されるように磁石ＭＧ１と、この磁石ＭＧ１とはＮ極及びＳ極の位相のずれた磁石ＭＧ２とを配設する。このように構成した場合、ピストンが移動して、上記孔２４ｃ内に位置する部分の磁石が磁石ＭＧ１と磁石ＭＧ２との間で切り替わることで、ライナが回動されるようになる。
【００８３】
（他の実施形態）
その他、上記各実施形態（その変形例も含む）に共通して変更可能な要素としては、以下のようなものがある。
【００８４】
・上記各実施形態では、シリンダに遊嵌されたライナの変位を通じた排気／掃気ポートの開閉タイミング調整によりアトキンソンサイクル運転を実現する場合を説明したが、同様の構成を用いて、別の目的で各ポートの開閉タイミング調整を行うこともできる。すなわち、上記各実施形態及びその変形例のピストンの押圧でライナを変位させてポートの開口位置を変更する構成を用いれば、ここで例示した以外にも任意の態様で排気、掃気ポートの開閉タイミング調整を行うことができる。例えば、ピストンの移動に応じたライナの移動を通じては、図１２に示すように排気ポート及び掃気ポートの開閉タイミング調整を行うこともできる。同図の例では、燃焼／排気行程に排気ポートを早開き、掃気ポートを遅開きとするとともに、吸気／圧縮行程に排気ポートを早閉じ、掃気ポートを遅閉じとするようにしている。そしてこれにより、排気ポートが閉じた後に掃気ポートを閉じることで燃焼室内からの新気の吹き抜けを抑制し、掃気効率を、ひいては内部ＥＧＲ率を適宜に調整することで、掃気・排気効率を向上するようにしている。こうした態様での開閉タイミングの調整は、上死点側へのピストンの移動に応じて位置される第１の位置では排気ポートよりも掃気ポートがピストン上死点側に開口し、下死点側へのピストンの移動に応じて位置される第２の位置では排気ポートよりも掃気ポートがピストン下死点側に開口するようにライナを構成することで実現することができる。
【００８５】
・上記各実施形態及びその変形例のピストンの押圧でライナを変位させてポートの開口位置を変更する構成を用いて、排気及び掃気ポートに加えて、或いはそれ単独で吸気ポートの開閉タイミングを調整することもできる。
【００８６】
・本発明は、上記実施形態で例示した対向ピストン型、フリーピストン方式の２サイクルエンジン２０に限らず、シリンダ側壁に開口されたポートをピストンによって開閉するピストン弁方式の２サイクルエンジンであれば、上記実施形態に準じた態様で、任意に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る２サイクルエンジンの第１実施形態について、その適用される発電装置の側面断面図。
【図２】同実施形態で採用される２サイクルエンジンの拡大断面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態の２サイクルエンジンの第１のピストン周辺部の拡大断面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、同実施形態の２サイクルエンジンにおける吸気／圧縮行程のピストン及びライナの動作態様を側面方向から示す一部断面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、同実施形態の２サイクルエンジンにおける燃焼／排気行程のピストン及びライナの動作態様を側面方向から示す一部断面図。
【図６】同実施形態の２サイクルエンジンにおける排気及び掃気ポートの開閉タイミングに示すタイミングチャート。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、同実施形態の変形例について、そのピストンおよびライナの側面構造を示す断面図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態で採用されるライナの回動位置の別に、該ライナの開口と各通路との対向態様をそれぞれ側面方向から示す一部断面図。
【図９】同実施形態のプランジャシャフトの部分斜視図。
【図１０】同実施形態のプランジャシャフト外周面の平面展開図。
【図１１】同実施形態の変形例について、（ｂ）はプランジャシャフトの部分側面図。（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線に沿ったプランジャシャフト及びその周辺の断面図。
【図１２】本発明の適用された２サイクルエンジンでの排気及び掃気ポートの開閉タイミングの調整態様の別の設定例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００８８】
１０…発電装置、１１…ハウジング、２０…２サイクルエンジン、２１…シリンダ、２１ａ，２１ｂ…ストッパ、２２，２３，２９，２２１…ピストン、２２ａ，２３ａ，２９ａ，２２３ａ…ピストンヘッド、２２ｂ，２３ｂ，２９ｂ，２２１ｂ，２２２ｂ，２９１ｂ…プランジャシャフト、２２ｃ，２２ｄ，２３ｃ，２３ｄ…溝、２４，２４’，２５…ライナ、２４ａ，２４ｃ，２５ａ，２４１ａ…孔、２４ｂ，２５ｂ，２４１ｂ…凹部、２６…燃焼室、２７，２８…与圧室、３０…掃気ポート、３１ａ，３１ｂ…吸気ポート、３２…排気ポート、３３…掃気通路、３３ａ，３３ｂ…開口部、３４ａ，３４ｂ…吸気通路、３５…排気通路、４０ａ，４０ｂ…リニアモータ、４１ａ，４１ｂ…収容室、４２ａ，４２ｂ…板ばね群、４３…可動子、４４…固定子、２４１，２５１…ラチェット機構、２４２，２４２ａ，２４３，２４３ａ，２４３ｂ，２４４，２４４ａ，２５２，２５３，２５４…開口、２９１，２９２…案内溝（案内路）、２４１１，２４１３，２５１１…係合ピン（係合部）、２４１２，２４１４，２５１２…ばね。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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