JPH0721857Y2 - ２サイクルエンジンのピストン冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ポート掃気形の２サイクルエンジンにおい
て、ピストンを内面から冷却するようにした２サイクル
エンジンのピストン冷却構造に関するものである。

（従来技術及びその課題） 従来から、ピストンの一部（ピストンピンボスの上部）
に貫通孔を形成し、この貫通孔から混合気の一部をピス
トンの内方へ導入し、ピストンの内面を冷却するように
した技術が知られている。

この種の先行技術として実開昭60−194149号がある。

（考案の目的） 本考案は、ピストンの強度と混合気のピストン内方への
導入を両立できる２サイクルエンジンのピストン冷却構
造を提供することを目的としている。

（考案の構成） （１）技術的手段 本考案は、シリンダに掃気ポートを有する２サイクルエ
ンジンにおいて、ピストン10が摺動するシリンダに排気
ポート50と掃気ポート43とをシリンダのピストン摺動面
に開口するように向け、ピストン10のスカート部32に形
成された１対の同軸のピストンピン孔30のうち、排気ポ
ート50よりも遠い側のピストンピン孔30に隣接した部分
に、スカート部32を貫通する貫通孔34を形成し、該貫通
孔34は、ピストン下降の排気行程において、掃気ポート
43がピストン上面から開口する直前に上記貫通孔34が掃
気ポート43に連通する位置に形成し、貫通孔34の周囲に
は、スカート部32の表面から窪んだ凹部36を形成し、排
気行程の途中で掃気ポート43から吹出す混合気の一部
を、前記貫通孔34からピストン10の内方に導き、ピスト
ン10の内面を混合気で冷却するように、ピストンが摺動
するシリンダに排気ポートと掃気ポートとをシリンダの
ピストン摺動面に開口するように向け、ピストンのスカ
ート部のピストンピン孔に隣接した半排気ポート側部分
に、前記掃気ポートと連通するように、スカート部を貫
通した貫通孔を形成し、排気行程の途中で掃気ポートか
ら吹出す混合気の一部を、前記貫通孔からピストンの内
方に導き、ピストンの内面を混合気で冷却するようにし
ている。

（２）作用 貫通孔がスカート部のピストンピン孔に隣接しているの
で、大きな爆発圧力が働くピストン頂部の強度が高い。

ピストンの排気行程でクランク室に発生する圧縮波で掃
気ポートから混合気を貫通孔を経てピストン内方へ導
く。

（実施例） 本考案を採用した２サイクルエンジン用のピストンを示
す第１図で、ピストン10の頂部には第１リング溝11、第
２リング溝12及びランド部13、14が形成されている。こ
の第１リング溝11、第２リング溝12の上面15、16は、ピ
ストン10がポート付きのシリンダを摺動すると、上面1
5、16をピストンリング（図示せず）が激しく打撃し、
上面15、16が疲労して遂には上面15、16が第１リング溝
11、第２リング溝12の高さＨを広げるように変形（ヘタ
リ現象）してしまう場合がある。

そこで、ピストン10の頂部20には、ニッケルとリンと炭
化ケイ素とからなる硬質被覆層22を被覆してある。この
硬質被覆層22は、ニッケル、リン、炭化ケイ素を混合し
た溶液中にピストン10の頂部20部分を浸漬して、ピスト
ン10に通電し、硬質被覆層22を被覆する。

ピストン10のスカート部32に形成された同軸心Opの１対
のピストンピン孔30のうち、第４図に示されている排気
ポート50よりも遠い側、すなわち第１図の手前側に位置
するピストンピン孔30に隣接した部分に、貫通孔34を形
成しており、該貫通孔34の周囲には凹部36が形成されて
いる。この貫通孔34は第２図（第１図とは左右対称）に
示すようにスカート部32を貫通して、詳しくは後述する
ようにピストン10の内面38に低温の未燃焼ガスを流し、
内面38を冷却するようになっている。

以上のようなピストン10が摺動自在に嵌合するシリンダ
Cyの横断面を示す第３図で、41はピストン摺動面であ
る。摺動面41の周囲には第１掃気ポート42、第２掃気ポ
ート43、第３掃気ポート44が形成されている。第１掃気
ポート42、第２掃気ポート43と略対向する位置にはそれ
ぞれ第１掃気ポート42a、第２掃気ポート43aが設けられ
ている。45は冷却水ジャケットであり、46は詳しくは後
述する補助排気通路開閉用のバルブを収容するバルブ孔
である。

第３図のIV−IV断面を示す第４図で、50は主排気ポート
であり、主排気ポート50の左右側方には前記第１掃気ポ
ート42、42aが開口している。第１掃気ポート42、42aは
掃気通路47に繋がり、掃気通路47の下端部はクランクケ
ース（図示せず）のクランク室に連通している。第１掃
気ポート42、42aの上方には補助排気ポート51が形成さ
れており、この補助排気ポート51を前記バルブ孔46（第
３図）のバルブで開閉制御するようになっている。

第４図のＶ−Ｖ断面を示す第５図で、主排気ポート50は
排気通路52に繋がっている。前記第２掃気ポート44は掃
気通路53に繋がり、主排気ポート50と補助排気ポート51
は通路54で繋がっている 第３図のVI−VI断面を示す第６図で、第３掃気ポート44
の直下には補助掃気ポート60が開口し、第３掃気ポート
44及び補助掃気ポート60は掃気通路61で繋がっている。
掃気通路61の下端部は前記クランク室に連通している。
前記第３掃気ポート44の左右側方には第２掃気ポート4
3、第２掃気ポート43aが開口している。第２掃気ポート
43、43aは掃気通路62に繋がっており、掃気通路62の下
端部は同様にクランク室に繋がっている。

第１図のピストン10はピン孔30の中心線Opを、第３図の
中心線Ocに一致するようにシリンダCyに嵌合し、ピスト
ン10の貫通孔34は第２掃気ポート43（第３図、第６図）
に対向する円周方向位置に配置してある。したがって、
ピストン10がシリンダCyの摺動面41を上下に摺動する途
中で、第２掃気ポート43と貫通孔34が連通し、貫通孔34
からピストン10の内方に混合気の一部を供給するように
なっている。

次に作用を説明する。以上のピストン10をシリンダCyに
組合わせた２サイクルエンジンでは、ピストン10は第４
図の上死点Ｔと下死点Ｌの範囲でシリンダCyの摺動面41
を上下に摺動する。ピストン10が上死点Ｔから下死点Ｌ
に向かって下降する排気行程では、ピストン10が上死点
Ｔから下がるにつれて、前記クランク室の圧力が上昇
し、クランク室内の混合気がピストン10の下降によって
加圧される。

やがて、ピストン10が下降して第２掃気ポート43がピス
トン10の上面20a（第１図）から開口する直前に、ピス
トン10の貫通孔34が第６図の第２掃気ポート43に連通す
ると、ピストン10の下降に伴う圧力波がクランク室から
掃気通路62を通って第２掃気ポート43へ伝播し、この圧
力波で混合気の一部は第２掃気ポート43から貫通孔34を
通ってピストン10の内方へ噴出する。低温で未燃焼の混
合気がピストン10の内方に流込み、高温になるピストン
10の内面38（第２図）が混合気で冷却される。

貫通孔34はピンボス31（第１図）に隣接した位置に開口
しているので、貫通孔34から流込んだ混合気がピンボス
31をも冷却し、ピンボス31に嵌合するピストンピンのニ
ードルロータベアリングの過熱を防止し、該ベアリング
の寿命を伸ばす。

更に、ピストンピン孔10が下降し、第２掃気ポート43が
前記上面20aから開口すると、第２掃気ポート43から噴
出する混合気の大部分はシリンダCy内に掃気として流込
み、最後に第２掃気ポート43と貫通孔34が連通しなくな
ると、貫通孔34からの混合気噴出が停止する。

なお、貫通孔34の周囲の凹部36が第２掃気ポート43と連
通している間は、極小量の混合気が貫通孔34に流込む。

（考案の効果） 以上説明したように本考案による２サイクルエンジンの
ピストン冷却構造では、 （１）ピストン10が下降する排気行程の途中で、ピスト
ン10の貫通孔34とシリンダCyの第２掃気ポート43を連通
し、ピストン10の下降に伴う圧力波で未燃焼の混合気を
掃気ポート（第２掃気ポート）43から貫通孔34を通って
ピストン10の内方へ噴出するようにしたので、低温で未
燃焼の混合気をピストン10の内方へ送込むことができ、
高温になるピストン10の内面38（第２図）を混合気で冷
却できる。

詳しく説明すると、ピストンの10のスカート部32に貫通
孔34を設けたもので、ピストン10が下死点より上昇し始
めるとクランク室は負圧となり、吸気は吸い込まれ、ク
ランク室内の圧力は上死点付近でマイナスからプラスに
変化する。その後、ピストン下降の排気行程において、
掃気ポート43がピストン上面から開口する直前に貫通孔
34が掃気ポート43に連通して、下降に伴う圧力波でピス
トン内に吸気が入り、ピストン頂壁裏面を冷却するの
で、クランク室の燃料混合気を有効に利用して，ピスト
ン頂壁内面を効果的に冷却できる。

（２）貫通孔34はピンボス31（第１図）に隣接した位置
に開口しているので、貫通孔34から流込んだ混合気がピ
ンボス31をも冷却することができ、ピンボス31に嵌合す
るピストンピンのニードルロータベアリングの過熱を防
止でき、該ベアリングの寿命を延長できる。

更に、ピストン10のピンボス31とピストン頂部20を繋ぐ
部分、すなわちピンボス31の直上に貫通孔がないので、
爆発圧力を受けるピストン頂部20を強固に支持でき、ピ
ストン頂部20の強度が向上する。

（３）貫通孔34の回りに凹部36があるため、この凹部36
を通じて吸気が吸気が貫通孔34と掃気ポート43が通じる
以前にもつながり、より多くピストン10内へ吸気を導く
ことができ、冷却効果が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を採用したピストンの正面図、第２図は
第１図の縦断面図、第３図は本考案を採用したシリンダ
を示す横断面図、第４図は第３図のIV−IV断面図、第５
図は第４図のＶ−Ｖ断面図、第６図は第３図のVI−VI断
面図である。10…ピストン、20…ピストン頂部、31…ピ
ンボス、34…貫通孔、38…内面、Cy…シリンダ、41…摺
動面、43…第２掃気ポート、50…主排気ポート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダに掃気ポートを有する２サイクル
   エンジンにおいて、ピストン（10）が摺動するシリンダ
   に排気ポート（50）と掃気ポート（43）をシリンダのピ
   ストン摺動面に開口するように向け、ピストン（10）の
   スカート部（32）に形成された１対の同軸のピストンピ
   ン孔（30）のうち、排気ポート（50）よりも遠い側のピ
   ストンピン孔（30）に隣接した部分に、スカート部（3
   2）を貫通する貫通孔（34）を形成し、該貫通孔（34）
   は、ピストン下降の排気行程において、掃気ポート（4
   3）がピストン上面から開口する直前に上記貫通孔（3
   4）が掃気ポート（43）に連通する位置に形成し、貫通
   孔（34）の周囲には、スカート部（32）の表面から窪ん
   だ凹部（36）を形成し、排気行程の途中で掃気ポート
   （43）から吹出す混合気の一部を、前記貫通孔（34）か
   らピストン（10）の内方に導き、ピストン（10）の内面
   を混合気で冷却するようにしたことを特徴とする２サイ
   クルエンジンのピストン冷却構造。