JPH0784848B2 - ２サイクルエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２サイクルエンジンに関する。

〔従来の技術〕

２サイクルエンジンにおいて、従来その排気ポートの形
状は、シリンダの内壁周方向に長い矩形状に形成したも
のが一般に広く採用されている。この矩形状の排気ポー
トは、排気当初において、排気ポートが全幅にわたって
開口されるため、高圧ガスが一気に吹き出されるので、
排気効率が良く出力性能が高いが、排気騒音が大きくな
る欠点がある。

そして、排気騒音を低減するためには、排気ポートの幅
を小さくすれば良いが、そうすると排気効率が低下し、
２サイクルエンジンの出力性能が低下する。

そこで、従来、出力性能を低下させないで排気騒音を低
減するために、排気ポートが全幅にわたって開口しない
で、漸次開口面積が増加し最終的に広い幅になるよう
に、排気ポートの形状を凸形形状・山形形状・凹形形状
・山の字形形状等にしたものが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述したように、排気ポートを特殊な形
状にすると、シリンダを鋳造するとき、その鋳型の製作
において排気ポート部となる中子の形状が複雑になる。
そして、複雑な形状にすると崩れ易くなり、その取り扱
いが厄介になる。

さらに、排気ポートの上辺の位置は、２サイクルエンジ
ンの排気タイミングを決める位置となり、出力特性に大
きく影響する重要な部分であるので、その中子の作製に
特に細心の注意を要する。それにもかかわらず、その形
状を複雑にすると、鋳造作業時において、その中子の取
り扱いに必要以上の細心の注意を払わなければならず、
シリンダ製造の作業効率が低下する。

このため、シリンダの製造時においては、排気ポートの
形状は、単純な形状で中子の製作が簡単な矩形形状のよ
うなものが好ましい。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、シリンダ
の排気ポートを鋳造が簡単な矩形形状のままで、排気ポ
ートを全幅にわたって開口することなく開口面積を漸次
増加させて変化するようにし、出力性能を低下させない
で排気騒音を低減できる構造の２サイクルエンジンを提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、２サイクルエンジンにおいて、シリンダ内に
摺動自在に装着されたピストンの上部に、ピストンヘッ
ドから第１リングランドに至る傾斜面が形成され、前記
傾斜面の下端は第１リングランドの上端と下端との中間
位置にあり、前記シリンダの一方の側壁に矩形形状の排
気ポートが形成され、前記傾斜面の下端が一方の側に位
置することを技術手段とする。

ここにピストンの上部とは、ピストンの一部分であっ
て、シリンダヘッドに近い部分をいう。また、第１リン
グランドとは、複数のリングランドのうちシリンダヘッ
ドに最も近いリングランドであり、その上端と下端とは
リングランドのうちシリンダヘッドに最も近い部分と遠
い部分とを意味する。

〔作用〕

本発明の２サイクルエンジンによれば、ピストン上部
に、ピストンヘッドから第１リングランドに至る傾斜面
が形成され、傾斜面の下端は第１リングランドの上端と
下端との中間位置にあるので、ピストンヘッドと第１リ
ングランドとの交わる部分が面取りされた形状になって
おり、傾斜面と第１リングランドとの稜線（交わる線）
が下方に向かって凸状となっている。そして、シリンダ
の一方の側壁に矩形形状の排気ポートが形成され、傾斜
面の下端が一方の側に位置している。従って、膨張行程
において、ピストンの傾斜面の下端がシリンダの矩形形
状の排出ポートに差し掛かると、開口面積が漸次増加す
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の２サイクルエンジンの実施例を示す
縦断面図である。エンジン本体10は、クランクケース11
と、クランクケース11の上部に組み付けられたシリンダ
ボディ12と、シリンダボディ12の上端に組み付けられた
シリンダヘッド13とで構成されている。

クランクケース11のクランク室14内には、クランク軸15
が回転可能に支持されている。クランク軸15のクランク
ピン16には、コンロッド17の一端（下端）が回動自在に
取り付けられており、コンロッド17の他端（上端）は、
ピストンピン18を介してピストン19に連結されている。
ピストン19は、シリンダボディ12のシリンダ20内に往復
摺動自在に装着されている。

第１図及び第２図に示すように、ピストン19の上部（シ
リンダヘッドに近い部分）の外周面には、ピストンヘッ
ド31寄りの位置に２本のリング溝21A,21Bが形成され、
２本のリング溝21A,21Bに２本のピストンリング22A,22B
が装着されている。ピストンヘッド31とリング溝21Aと
の間の部分が第１リングランド30Aであり、リング溝21A
とリング溝21Bとの間の部分が第２リングランド30Bであ
る。ピストン19の上部には、第２図に示すように、ピス
トンヘッド31の上方部から第１リングランド30Aの中間
部に至る、一方（第２図では右方）の側に向かって下が
る傾斜面23が形成されている。この傾斜面23は、ピスト
ン19の頂部をなす球面状のピストンヘッド31の一方側
（第２図で右方側）及び第１リングランド30Aの一方側
を斜めに切断する平面状に形成されている。傾斜面23の
下端は第１リングランド30Aの上端と下端との中間位置
にあり、ピストンヘッド31と第１リングランド30Aとの
交わる部分が面取りされた形状になっており、傾斜面23
と第１リングランド30Aとの稜線（交わる線）Ａが下方
に向かって湾曲した弓形状・凸状となっている。後述す
るように、シリンダ20の一方（第４図で右方）の側壁に
矩形形状の排気ポート24Aが形成され、傾斜面23の下端
の中心は、一方（第２図・第４図で右方）の側に位置し
ている。従って、ピストン19が下降すると、傾斜面23の
下端の中心は、シリンダボディ12のシリンダ壁面に形成
された排気ポート24Aの中心に向かうことになる。すな
わち、傾斜面23は、ピストン19がシリンダ20内に組み入
れられ下降するとき、その傾斜方向が排気ポート24Aに
向かうように形成されている。

シリンダボディ12には、排気通路24と２つの掃気通路25
と吸気通路26とが形成されている。排気通路24がシリン
ダ20の内壁に開口して形成された排気ポート24Aは、シ
リンダの内周方向に長い矩形形状に形成されている。２
つの掃気通路25は、シリンダ20の内壁に形成された２つ
の掃気ポート25Aからクランクケース11側に向かって形
成され、シリンダ20内とクランク室14とを連通する。排
気ポート24Aと掃気ポート25Aとの下端は同じ高さの位置
にあるが、排気ポート24Aの上端は掃気ポート25Aの上端
よりも高い位置にある。従って、ピストン19が下降する
とき、排気ポート24Aが掃気ポート25Aよりも先に開かれ
るようになっている。排気ポート24Aと排気ポート25Aと
は、ピストン19が下死点にあるとき完全に開放され、ピ
ストン19の上昇によってピストン19の外周面によりふさ
がれ、ピストン19が上死点にあるときピストン19によっ
て完全に閉鎖される。第３図に示されるように、吸気通
路26の吸気ポート26Aは、ピストン19が上死点にあると
きに開かれるように、シリンダ20の下方位置に形成され
ている。吸気通路26には、通路中間に図示しないリード
バルブが設けられており、混合気が逆流しないようにさ
れている。

シリンダボディ12の上部には、シリンダヘッド13が連設
され、シリンダヘッド13とシリンダ20とピストン19とに
よって密閉状の燃焼室27が形成される。シリンダヘッド
13には、燃焼室27に着火部を位置させらスパークプラグ
28が取り付けられている。また、シリンダヘッド13及び
シリンダボディ12の外壁面には、複数の冷却フイン291
が形成されている。

このように構成された２サイクルエンジンは、吸入・圧
縮行程と、爆発・排気（掃気）行程の２行程動作がクラ
ンク軸15の一回転すなわちピストン19がシリンダ20内を
１往復する間に行われる。第１図は、爆発・掃気行程終
了後の、吸入・圧縮行程の開始状態を示している。

この第１図に示す状態からピストン19が上昇し、シリン
ダ室20A内で混合気の圧縮、点火が行われる。ピストン1
9の上側では、ピストン19の上昇行程において排気ポー
ト24Aと掃気ポート25Aとがピストン19によって続いて閉
鎖され、混合気は燃焼室27内に圧縮され、スパークプラ
グ28により着火する。ピストン19の下側では、ピストン
19が上死点に近づき、クランク室14の負圧が一番大きく
なった瞬間に、吸気ポート26Aが開かれ、クランク室14
の負圧によってリードバルブが開き、吸気ポート26Aを
通して混合気がクランク室14内に吸入される。

次いで、ピストン19が下降し、ピストン19の上側では、
燃焼ガスが膨張してピストン19を下へ押し上げ、クラン
ク軸15を回転させる出力となる。ピストン19の下降行程
の終了前に、ピストン19により閉鎖されていた排気ポー
ト24A及び掃気ポート25Aが次に述べるようにして開かれ
る。先ず第３図に示すように、ピストン19の傾斜面23の
下端周縁が排気ポート24の上辺に差し掛り、矩形状の排
気ポート24Aの上辺が傾斜面23の周縁に倣って弓形形状
に開口される。次いで、この弓形形状の開口面積は、ピ
ストン19の下降に伴って漸次増加され、最終的に全開さ
れる。このようにして、ピストン19の下降に伴って、排
気ポート24Aの開口面積が漸次増加され最終的に全開さ
れる。従って、排気ポート24Aが段階的にかつ連続して
漸次大きく開かれるので、高圧の燃焼ガスを一度に吹き
出させることなく、徐々に排出することができ、排気騒
音が低減する。

また、第４図に示すように、排気当初において開口面積
が小さくても、排気ガスは矢印100で示すようにピスト
ンヘッド31の傾斜面23に沿って、さらにシリンダ内壁面
に沿って排気ポート24Aに集中して吹き出されるので、
滑らかな排気が行える。したがって、排気効率が良く、
２サイクルエンジンの出力性能を低下させない。

排気ポート24Aの開口に続いて、掃気ポート25A,25Aが開
かれる。そうすると、ピストン19の下降によってクラン
ク室14内で圧縮された混合気がクランク室14とシリンダ
20とを結ぶ掃気通路25を通して掃気ポート25Aからシリ
ンダ20内に吹き込まれる。掃気ポート25Aから吹き込ま
れる混合気は、第５図の矢印101に示すように、排気ポ
ート24Aと反対側の斜め上方に吹きこまれ、シリンダ内
に充満される。このとき、シリンダ内に残る残留ガスが
第５図矢印102で示すように、排気ポート24Aから排出さ
れ、掃気が行われる。

その後、ピストン19は、再び慣性力によって上昇し、吸
入・圧縮行程が行われる。

以上の実施例によれば、排気ポート24Aの形状が簡単な
矩形形状のままで、排気当初の排気ポート24Aの開口を
全幅にわたって一度に大きく開くことなく、漸次開口面
積を増加させて燃焼した排気ガスを排気できる。

このように、排気ポートが単純な形状でシリンダボディ
の鋳造による製造が行えるので、シリンダボディ鋳型、
特に排気ポート部の中子の作製が簡単に行え、取り扱い
が容易になる。従って、シリンダ鋳造作業の効率を低下
させることなく、排気騒音を低減させることができる。

〔発明の効果〕

本発明の２サイクルエンジンの構成によれば、排気ポー
トの形状を矩形形状にしたままで、排気ポートの面積が
段階的かつ連続的に増加する段階的開口が行えるので、
排気ガスが一度に排出されず、排気騒音が低減する。ま
た、燃焼ガスは傾斜面に沿って排気ポートから吹き出さ
れるので、排気当初において排気ポートの開口面積が小
さいときでも滑らかな流れで排気が行え排気効率が向上
し、エンジンの出力性能を低下させるようなことはな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２サイクルエンジンの実施例を示す縦
断面図、第２図はそのピストン形状を示すもので第２図
（ａ）は平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のII−II
線矢視図、第２図（ｃ）は排気ポート側から見た側面
図、第３図はピストンと排気ポートとの関係を説明する
断面図、第４図は同じく排気状態を説明する断面図、第
５図は同じく掃気状態を説明する断面図である。 11……クランクケース 12……シリンダボディ 13……シリンダヘッド 15……クランク軸 17……コンロッド 19……ピストン 20……シリンダ 23……傾斜面 24A……排気ポート 24A……掃気ポート 26A……吸気ポート 28……燃焼室 30A……第１リングランド 31……ピストンヘッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内に摺動自在に装着されたピスト
   ンの上部に、ピストンヘッドから第１リングランドに至
   る傾斜面が形成され、前記傾斜面の下端は第１リングラ
   ンドの上端と下端との中間位置にあり、前記シリンダの
   一方の側壁に矩形形状の排気ポートが形成され、前記傾
   斜面の下端が一方の側に位置する２サイクルエンジン。