JPH10325319A - ２サイクル内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ２サイクル内燃機関に関し、燃焼室内混合気
の吹抜けを阻止し、燃費及び排気浄化性能を高め、広い
回転と負荷範囲にわたり燃料供給を適正化し、燃焼の安
定と出力の適用範囲の拡大を図る。 【解決手段】 燃焼室１３と隣接するチャンバー２０と
の連通路に制御弁を配設する。第１連通路は、制御弁32
を挟んで燃焼室側の共通の連通路21a と、チャンバー側
の高圧縮ガス充填用分岐連通路とからなり、第２連通路
は、共通の連通路と、チャンバー側の混合気供給用分岐
連通路とからなる。第１制御弁32a は、第１連通路を制
御して、排気工程終了後所定のタイミングで第１連通路
を連通させ、圧縮工程途中で第１連通路を閉塞させ、第
２制御弁32b は、第２連通路を制御して、掃気開口15、
41閉塞時に第２連通路を連通させ、略第１制御弁が第１
連通路を連通させる時点で第２連通路を閉塞させ、第１
と第２制御弁とは、回転体の軸方向に並設した回転弁と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、燃焼室内混合
気の吹抜けを阻止して、燃費および排気浄化性能を高め
た２サイクル内燃機関に関し、さらに詳しくは、燃焼室
と該燃焼室に隣接するチャンバー部との連通路に、該連
通路を開閉自在に制御する制御弁を配設するとともに、
該連通路を介して前記燃焼室に燃料または混合気を、前
記チャンバーに高圧縮ガスを、それぞれ噴出もしくは充
填する２サイクル内燃機関において、広い回転域と負荷
範囲にわたって燃料の供給が適正に行なわれるようにし
て、燃焼の安定と機関出力の適用範囲の拡大を図った２
サイクル内燃機関に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の２サイクル内燃機関では、気化器等
により供給された燃料が吸入空気と混合され、この混合
気がクランク室内に吸入された後、掃気開口を介して燃
焼室に供給され、排気開口の開放時期が掃気開口の開放
時期よりも早く（排気開口の開口上縁が掃気開口の開口
上縁より高い）設定されているため、燃焼室内に供給さ
れた混合気が排気通路に排出され、いわゆる、吹抜けが
生じ易かった。

【０００３】この吹抜けは、排気チャンバーの排気脈動
効果により、抑制されるものの、全運転域に亘っては、
抑制は困難であり、その結果、燃費と排気浄化性能とに
影響が出ていた。

【０００４】これを解決するものとして、特開平３−１
００３１８号公報および特開平５−３０２５２１号公報
の２サイクル内燃機関があった。

【０００５】特開平３−１００３１８号公報に記載され
た２サイクル内燃機関では、クランク室に逆止弁を介し
て高圧室が接続され、該高圧室と燃焼室とは空気通路で
もって接続され、該空気通路の下端に電磁弁が介装さ
れ、該空気通路の上端には、燃焼室に向って燃料を噴射
し得る燃料噴射弁が設けられている。

【０００６】また、特開平５−３０２５２１号公報に記
載された２サイクル内燃機関では、クランクケースとシ
リンダブロックとに隣接してチャンバーが配設され、ク
ランク室とチャンバーとの間に吸気制御弁が介装される
とともに、該チャンバーとシリンダの燃焼室との間に掃
気制御弁が介装され、該チャンバー内に向って燃料を噴
射する燃料噴射弁が設けられている。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかしながら、特開平３−１
００３１８号公報記載の２サイクル内燃機関において
は、シリンダ側壁に燃焼室に臨んで燃料供給用開口を設
け、該開口に向けて垂直に直に燃料噴射弁を配設してい
るため、噴霧は反対側の排気開口側のシリンダ壁に衝突
して、そこに付着し易い。

【０００８】また、ピストンと噴霧が干渉しないよう
に、噴霧時期を早めると、排気開口に吹き抜け易くな
り、逆に噴霧時期を遅らせるために燃料供給用開口を高
い位置に配設すると、燃料噴射弁が直接高温の燃焼ガス
に曝され、噴射弁に高い耐熱性が要求される。

【０００９】また、特開平５−３０２５２１号公報記載
の２サイクル内燃機関においては、掃気制御弁から噴射
される混合気は、全ての掃気開口を介して燃焼室に供給
される構造とされているため、混合気の排気開口からの
吹抜けが避けられない。

【００１０】本出願人は、これら従来のものが有する問
題点を解決したものとして、先に特願平８−２６９３６
６号の出願をした。このものにおいては、図１４および
図１５に図示されるように、燃焼室013 の側方に燃料噴
射装置に連なるチャンバー020 が並設され、該チャンバ
ー020 と燃焼室013 との連通路021 に、該連通路021を
開閉自在に制御する制御弁が配設され、該連通路021 を
介して燃焼室013 に燃料が、チャンバー020 に高圧縮ガ
スが、それぞれ噴出もしくは充填されるようになってい
る。

【００１１】そして、前記連通路021 は、共通の連通路
021 からなり、該連通路021 は、制御弁の制御部をはさ
んで、燃焼室013 側の連通路021aと、チャンバー020 側
の斜上方に向いた連通路021bと、該連通路021bに対し直
角に折曲され斜上方に向いた連通路021cとの３つの部分
から構成されており、該連通路021cの端部が開口042を
介してチャンバー020 と連接されている。そして、チャ
ンバー020 側の連通路021b、021c、開口042 からなる連
通路系は、制御弁の制御部を起点にして後方に広がるよ
うにして左右対称に一対形成されている（図１４参
照）。

【００１２】チャンバー020 の左右両側に配置された図
示されない２つの燃料噴射装置から噴射された燃料は、
左右両翼の前記連通路021bを通って、チャンバー020 内
の高圧縮ガスを連通路021cを介して吸引しながら、濃混
合気となって、制御弁の制御部、連通路021a、開口022
を介して燃焼室013 へと噴射される。044 は前記燃料噴
射装置の取付け孔である。

【００１３】制御弁は、一定の深さの周方向切欠き032a
をもった回転弁032 として構成され、該回転弁032 は、
掃気開口015 、041 閉塞時に連通路021 を連通させて、
チャンバー020 から燃焼室013 への燃料の供給を開始さ
せ、圧縮工程途中で連通路021 を閉塞させて、燃焼室01
3 からチャンバー020 への高圧縮ガスの充填を停止さ
せ、該連通路021 の閉塞時点より前に、チャンバー020
と燃焼室013 との圧力バランスに基づいて、チャンバー
020 から燃焼室013 への燃料の供給と、燃焼室013 から
チャンバー020 への高圧縮ガスの充填とが入れ替わるよ
うになっている。03はシリンダブロック、016 は排気通
路、017 は排気開口、022 は混合気供給用（燃料供給
用）兼高圧縮ガス取入れ用開口である。

【００１４】本出願人による前記出願のものは、前記の
ように構成されているので、掃気初期に空気のみによる
掃気が行なわれ、混合気がそのまま燃焼室013 内を通過
して排気通路016 へ排出される吹抜けが未然に阻止され
る。また、燃焼室013 に供給される燃料（濃混合気）
は、燃焼室013 内で適正な濃度の混合気となり、良好な
燃焼が得られるので、高水準の燃費と、高い排気浄化性
能が達成され得る。

【００１５】しかしながら、本出願人による前記出願の
ものは、連通路021 が共用の連通路とされていたので、
連通路021 （連通路021b）中に燃料が噴射され、これが
チャンバー020 内の高圧縮ガスに搬送されて、混合気を
形成しながら、前記のとおり、燃焼室013 へと噴射さ
れ、その後、該連通路021 内の流れが逆転して、高圧縮
ガスがチャンバー020 に充填される場合、特にエンジン
の高回転時、高負荷時等、燃料の供給量が多い時に、連
通路021 内に残った燃料が高圧縮ガスの流れでチャンバ
ー020 に押し戻され、燃焼室013 に噴霧される混合気の
空燃比を適正にコントロールすることができにくくなる
という難点があった。

【００１６】逆に、燃料の供給量が減って、チャンバー
020 に押し戻される燃料がなくなると、今度は、チャン
バー020 内に溜まった燃料が大量に燃焼室013 へと搬
送、噴射され、オーバーリッチとなって、エンジンの安
定作動の障害となるという難点があった。

【００１７】また、制御弁を構成する回転弁032 の周方
向切欠き032aの深さが一定とされていたので、燃焼室01
3 に燃料が流れる時と、チャンバー020 に高圧縮ガスが
流れる時とで、通路断面積は同じであった。

【００１８】この通路断面積は、燃料供給時、燃焼室01
3 内での燃料の霧化を良くするため、必要以上に大きく
することはできない。そこで、必要量の燃料を供給する
のに、この通路断面積で不足する場合には、燃料が供給
されている間のクランク回転角度を大きくして、すなわ
ち、燃料供給時間を長くして、燃料供給の時間面積を稼
ぐことにより、対処することができた。

【００１９】これに対して、燃焼室013 からチャンバー
020 への高圧縮ガスの充填時には、高圧縮ガスが充填さ
れている間のクランク回転角度を大きくとることができ
ず、特に高回転域では、時間面積が足りなくなり、チャ
ンバー020 への高圧縮ガスの充填量が不足することがあ
った。この結果、燃焼室013 への燃料（混合気）供給に
必要とされる空気量を広い回転域にわたって確保するこ
とができにくいという難点があった。

【００２０】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような難点を克服した２サイクル内燃機関の
改良に係り、その請求項１に記載された発明は、燃焼室
と該燃焼室に隣接するチャンバー部との連通路に、該連
通路を開閉自在に制御する制御弁を配設するとともに、
前記連通路を介して前記燃焼室に燃料または混合気を、
前記チャンバーに高圧縮ガスを、それぞれ噴出もしくは
充填する２サイクル内燃機関において、前記連通路は、
第１連通路と第２連通路とからなり、前記第１連通路
は、前記制御弁を挟んで、前記燃焼室側の共用連通路
と、前記チャンバー側の高圧縮ガス充填用分岐連通路と
からなり、前記第２連通路は、前記制御弁を挟んで、前
記燃焼室側の共用連通路と、前記チャンバー側の混合気
供給用分岐連通路とからなり、前記制御弁は、第１制御
弁と第２制御弁とからなり、前記第１制御弁は、前記第
１連通路を開閉自在に制御して、排気工程終了後所定の
タイミングで該第１連通路を連通させ、圧縮工程途中で
該第１連通路を閉塞させ、前記第２制御弁は、前記第２
連通路を開閉自在に制御して、掃気開口閉塞時に該第２
連通路を連通させ、略前記第１制御弁が前記第１連通路
を連通させる時点において該第２連通路を閉塞させ、前
記第１制御弁と前記第２制御弁とは、回転体の軸方向に
並設された回転弁として構成されたことを特徴とする２
サイクル内燃機関である。

【００２１】請求項１に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、制御弁を挟んでチャンバー側の
連通路は、高圧縮ガス充填用の連通路と混合気供給用の
連通路とに分岐され、それぞれの分岐連通路を流れる流
れは一方向流れとなるので、混合気供給用の連通路内に
残留する燃料を高圧縮ガスがチャンバーに押し戻すよう
なことがなくなり、燃焼室内に噴霧される混合気の空燃
比のコントロールを確実なものにすることができる。こ
れにより、高回転、高負荷まで安定した燃焼が可能にな
り、エンジン出力の適用範囲を広げることが可能にな
る。

【００２２】また、シリンダ孔に臨む開口の数を増やす
ことなく、前記のとおり、燃焼室内に噴霧される混合気
の空燃比を確実にコントロールできる構造を得ることが
できるので、製造の容易さと、信頼性の向上のメリット
をそのままに維持することができる。

【００２３】また、請求項２記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、混合気の燃焼室内への噴
射初期のみ、共用連通路端の開口の全幅から噴射できる
ので、混合気の供給量が噴射時間にわたって均一化さ
れ、適正な量の混合気が供給されるとともに、混合気の
噴霧が燃焼室の広い範囲にわたって拡散され、良好な燃
焼が得られる。

【００２４】さらに、請求項３記載のように請求項１ま
たは請求項２記載の発明を構成することにより、第１制
御弁を構成する回転弁部の通路断面積を、第２制御弁を
構成する回転弁部の通路断面積より大きくすることがで
き、第１制御弁が連通路を連通させている間のクランク
回転角度が、第２制御弁が連通路を連通させている間の
クランク回転角度より小さくても、燃焼室からチャンバ
ーへの高圧縮ガスの充填の時間面積を稼ぐことができる
ので、十分な量の高圧縮ガスがチャンバーに充填され
て、燃焼室への燃料（混合気）供給に必要とされる空気
量を広い回転域にわたって確保することができ、適正な
燃料の供給と良好な噴霧が得られて、良好な燃焼が行な
われる。

【００２５】また、前記制御弁が設けられる部位は、シ
リンダ孔に至るシリンダ壁厚が比較的薄い部位である
が、該部位に形成される連通路を必要以上に大きくする
ことなく、前記のとおり、燃焼室からチャンバーへの高
圧縮ガスの充填の時間面積を稼ぐことができるので、各
種開口や部品のレイアウト上の自由度が向上し、製造が
容易になる。

【００２６】さらにまた、請求項４記載のように請求項
１ないし請求項３記載の発明を構成することにより、特
に混合気供給用分岐連通路のレイアウトの自由度が向上
する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、先ず、図１ないし図７、図
９ないし図１３に図示される本願の請求項１ないし請求
項３に記載された発明の一実施形態（実施形態１）につ
いて説明する。図１は、本実施形態における火花点火式
２サイクル内燃機関の縦断側面図であって、シリンダブ
ロックおよび制御弁部分について、図２のＩ−Ｉ線の位
置で切断した図、図２はシリンダブロックの平面図、図
３は図１の要部の拡大図、図４は図３のIV−IV線で切断
した縦断側面図、図５は回転弁の縦断面図であって、図
６のＶ−Ｖ線で切断した図、図６は回転弁の平面図、図
７は図５のVII −VII 線で切断した断面図、図９ないし
図１２は、本火花点火式２サイクル内燃機関の各工程時
の状態を示した図、図１３は、本火花点火式２サイクル
内燃機関の運転サイクルを示した説明図である。

【００２８】これらの図において、火花点火式２サイク
ル内燃機関１は、図示されない自動二輪車に搭載される
もので、該火花点火式２サイクル内燃機関１では、クラ
ンクケース２の上方にシリンダブロック３およびシリン
ダヘッド４が順次重ねられて、相互に一体に結合されて
いる。

【００２９】また、シリンダブロック３に形成されたシ
リンダ孔５にピストン６が上下に摺動自在に嵌装され、
該ピストン６とクランク軸８とは連接棒７によって相互
に連結されており、ピストン６の昇降に伴なってクラン
ク軸８が回転駆動されるようになっている。

【００３０】さらに、車体後方から前方に指向した吸気
通路10がクランクケース２の吸気通路10に接続され、該
吸気通路10にはスロットル弁（図示されず）とリード弁
12とが直列に介装され、スロットル弁は図示されない連
結手段を介してスロットルグリップ（図示されず）に連
結されており、スロットルグリップを一方向へ捩ると、
スロットル弁の開度が増大するようになっている。

【００３１】さらにまた、クランクケース２およびシリ
ンダブロック３には、シリンダ孔５の上部とクランク室
９とを連通する左右２本ずつ、合計４本の図示されない
空気供給用掃気通路と、後述する混合気供給用（燃料供
給用）兼高圧縮ガス取入れ用開口22下方に開口する後方
の空気供給用掃気通路40との、全部で５本の空気供給用
掃気通路が形成され、それらのシリンダ孔５側の端部
は、開口15、41とされて、該シリンダ孔５に開口してい
る。空気供給用掃気通路40は、リード弁12の後流側のク
ランクケース２の吸気通路10に直接連なっている。

【００３２】排気通路16のシリンダ孔５側排気開口17
は、これら空気供給用掃気通路の開口15、41より高い位
置にまで延びて、後述する混合気供給用（燃料供給用）
兼高圧縮ガス取入れ用開口22と対抗する位置に配置され
ている。18は排気通路16の排気開口17上縁近くに設けら
れた、排気断面積ならびに排気タイミングを可変とする
排気制御弁である。シリンダ孔５の上方の略半球形状の
燃焼室13は、排気開口17寄りにオフセットされ、該燃焼
室13に点火栓19が配設されている。

【００３３】車体後方寄りに位置して、燃焼室13側方の
シリンダブロック３には、チャンバー20が並設されてい
る。そして、該チャンバー20と燃焼室13（シリンダ孔５
の上方部分）とを連通する連通路21の途中の弁収納孔23
には、回転弁（制御弁）32が回転自在に嵌装され、該回
転弁32は、図示されない伝動機構により、クランク軸８
と反対方向 (図１で時計方向) に同一回転速度で回転駆
動されるようになっている。

【００３４】前記連通路21には、燃焼室13からチャンバ
ー20に高圧縮ガスが、また、チャンバー20から燃焼室13
に混合気もしくは高圧縮ガスが流れる。そして、該連通
路21における高圧縮ガスと混合気の流れは、回転弁32に
より、それぞれ所定のタイミングで連通・遮断制御され
る。

【００３５】前記連通路21の燃焼室13との連通部位であ
る混合気供給用（燃料供給用）兼高圧縮ガス取入れ用開
口22は、充分な量の高圧縮ガスのチャンバー20への取り
込みを容易にするため、また、燃料の霧化をよくするた
めに、その縦方向長さが大きくされ、通路断面積が通路
途中のそれよりかなり大きくされて、燃焼室13に向けて
大きく広がった形状とされている（図１および図３参
照）。

【００３６】前記連通路21は、本実施形態においては、
図２および図３に図示されるように、回転弁32の制御部
をはさんで、燃焼室13側の連通路21ａと、チャンバー20
側の斜上方に向いた連通路21ｂと、該連通路21ｂの中途
において該連通路21ｂに対し直角に折曲され、斜上方に
向いた連通路21ｃとの３つの部分から構成されており、
該連通路21ｃの端部が開口42を介してチャンバー20と連
接されている。

【００３７】チャンバー20側のこれら連通路21ｂ、連通
路21ｃ、開口42からなる連通路系は、回転弁32の制御部
を起点にして後方に広がるようにして分岐されて、図２
において上下対称に一対形成されている。そして、上方
の連通路系（混合気供給用分岐連通路）の連通路21ｂの
後端は、図示されない燃料噴射装置の取付け孔44に連な
り、下方の連通路系（高圧縮ガス充填用分岐連通路）の
連通路21ｂの後端は、盲栓45により閉鎖されている。

【００３８】また、上下方の連通路系の連通路21ｂの各
先端は、２本の加工孔46の先端部の回転弁32下方に形成
される各空間46a をそれぞれ含み、図４に図示されるよ
うに、回転弁32の収納孔23にそれぞれ独立して開口され
ており、回転弁32の後述する２種類の周方向切欠き43a
、43b のいずれか一方と連通路21ａとを介して、それ
ぞれ燃焼室13に臨む開口22に連通されている。なお、図
４において、47は回転弁32の両端の軸受部への給油通路
である。

【００３９】図５ないし図７には、回転弁32の構造が図
示されている。回転弁32の素材をなす回転体（回転弁本
体）43の外周には、所定幅、所定長の深さの異なる２種
類の周方向切欠き43a 、43b が、深い方の切欠き43a は
回転弁32の回転方向後方に、浅い方の切欠き43b は回転
弁32の回転方向前方に、それぞれ位置するようにして、
軸方向に並んで形成されている。

【００４０】ここで、深い方の切欠き43a により形成さ
れる回転弁32の回転弁部が第１制御弁（高圧縮ガス充填
制御弁）32a を、また、浅い方の切欠き43b により形成
される回転弁32の回転弁部が第２制御弁（混合気噴射制
御弁）32b を、それぞれ構成している。

【００４１】両切欠き43a 、43b は、回転体43の周方向
にわずかの距離重なるようにして形成され、また、浅い
方の切欠き43b の回転方向前方の周方向所定幅ａが、深
い方の切欠き43a の軸方向幅ｂにまたがって延長して形
成されている。

【００４２】この所定幅ａは、最大でも、回転弁32が回
転して、浅い方の切欠き43b の前縁が連通路21ａにかか
るまでには、該所定幅ａからなる浅い切欠きが、後述す
る第１連通路（高圧縮ガスが流れる）を構成する一部を
なす連通路21ｂと隔絶される程の短い長さである。

【００４３】第１、第２制御弁32a 、32b の通路断面積
は、前記のとおり、各切欠き43a 、43b の深さが異なる
ので、第１制御弁32a の通路断面積の方が、第２制御弁
32bの通路断面積より大きい。第２制御弁32b の回転方
向先端部は、混合気の噴霧が円滑になされるように、段
差をなくして形成されている（図７参照）。

【００４４】本実施形態において、連通路21、回転弁32
は、前記のように構成されているので、図示されない燃
料噴射装置から噴射された燃料は、図２において上方の
連通路系の連通路21ｂ内に噴射され、開口42、連通路21
ｃを介して流入するチャンバー20内の高圧縮ガスにより
搬送されながら連通路21ｂ内を流れ、濃混合気となっ
て、第２制御弁32b の制御部、連通路21ａ、開口22を介
して燃焼室13へと供給される。

【００４５】他方、高圧縮ガスは、開口22から取り入れ
られ、連通路21ａ、第１制御弁32aの制御部、図２にお
いて下方の連通路系の連通路21ｂ、連通路21ｃ、開口42
を介してチャンバー20へと供給される。

【００４６】前記のようにして高圧縮ガスをチャンバー
20へと運ぶ連通路21ａ、図２において下方の連通路系
（高圧縮ガス充填用分岐連通路）の一部をなす連通路21
ｂ、同連通路21ｃは、第１連通路を構成しており、ま
た、濃混合気もしくは高圧縮ガスを燃焼室13へと運ぶ、
図２において上方の連通路系（混合気供給用分岐連通
路）の一部をなす連通路21ｃ、同連通路21ｂ、連通路21
ａは、第２連通路を構成している。

【００４７】したがって、これら第１連通路、第２連通
路は、回転弁（制御弁）32より燃焼室13側寄りの連通路
21ａを共通にしており、それぞれ高圧縮ガスもしくは濃
混合気が流れる専用の連通路であり、しかも、それぞれ
の流体は、一方向にのみ流れる。

【００４８】第１制御弁32a 、第２制御弁32b の開閉、
すなわち、各第１連通路、第２連通路の連通・遮断のタ
イミングは、次のようになされる。図１３をも参照し
て、第２制御弁32b は、掃気開口15、41の閉塞時に第２
連通路（図２において上方の連通路系の連通路21ｃ、連
通路21ｂ、連通路21ａ）を連通させ、チャンバー20から
燃焼室13内に混合気を供給、噴射せしめる。そして、排
気工程の終了後所定のタイミングをおいて該第２連通路
を閉塞させ、前記混合気の供給、噴射を停止させる。

【００４９】また、第１制御弁32a は、排気開口17の閉
塞による排気工程の終了後前記第２制御弁32b による燃
焼室13への混合気の供給、噴射の停止直前に、第１連通
路（連通路21ａ、図２において下方の連通路系の連通路
21ｂ、連通路21ｃ）を連通させ、燃焼室13からチャンバ
ー20に高圧縮ガスを供給、充填せしめる。そして、圧縮
工程途中所定のタイミングにて該第１連通路を閉塞さ
せ、前記高圧縮ガスの供給、充填を停止させる。

【００５０】ここで、図１３から明らかなとおり、第１
連通路が連通されて、燃焼室13からチャンバー20に高圧
縮ガスが充填されている間は短く、この間のクランク回
転角度は小さいのに対して、第２連通路が連通されて、
チャンバー20から燃焼室13に混合気が供給されている間
は長く、この間のクランク回転角度は大きい。

【００５１】しかしながら、前記のとおり、第１制御弁
32a の通路断面積の方が、第２制御弁32b の通路断面積
より大きいので、第１制御弁32a を介した第１連通路の
連通状態において、該第１連通路を流れる高圧縮ガスの
量は、第２制御弁32b を介した第２連通路の連通状態に
おいて、該第２連通路を流れる混合気の量に見合った量
となり、容積流量に相当する時間面積でみると、燃焼室
13への混合気の供給の時間面積と、チャンバー20への高
圧縮ガスの充填の時間面積とを、略バランスさせること
ができる。これにより、燃焼室13への燃料（混合気）供
給に必要とされる空気量を広い回転域にわたって確保す
ることができ、適正な燃料の供給と良好な噴霧が得られ
て、良好な燃焼が行なわれる。

【００５２】また、第２制御弁32b を構成する回転弁部
の切欠き43b の回転方向先端部は、前記のとおり、段差
をなくして先細に形成されているが、当該部分の周方向
所定幅ａが、第１制御弁32a を構成する回転弁部の切欠
き43a の軸方向幅ｂにまたがって延長して形成されてい
るので、混合気の燃焼室13内への噴射初期、共通連通路
21ａ端の開口22の全幅から噴射できることになり、十分
な混合気の噴射量が確保できて、混合気の供給量が噴射
時間にわたって略均一化され、適正な量の混合気が供給
されるとともに、混合気の噴霧が燃焼室13の広い範囲に
わたって拡散されて、良好な燃焼が得られる。

【００５３】図示の火花点火式２サイクル内燃機関１
は、前記のように構成されているので、次のように作動
する。図示されないスタータモータにより、クランク軸
８が図１にて反時計方向に回転駆動されると、図１３に
図示されるように、上死点（ＴＤＣ）前90°の時点にて
排気開口17がピストン６により閉塞されて圧縮工程に入
る。

【００５４】そして、上死点（ＴＤＣ）前略75°の時点
にて、第２制御弁32b が第２連通路（図２において上方
の連通路系の連通路21ｃ、連通路21ｂ、連通路21ａ）を
閉塞して、チャンバー20から燃焼室13内への混合気の供
給、噴射が停止される。

【００５５】また、その直前に、第１制御弁32a は、第
１連通路（連通路21ａ、図２において下方の連通路系の
連通路21ｂ、連通路21ｃ）を連通させ、燃焼室13からチ
ャンバー20に高圧縮ガスが供給、充填される。そして、
圧縮工程途中所定のタイミングにて開口22がピストン６
により閉塞され、略同時に第１連通路が第１制御弁32a
により閉塞されて、前記高圧縮ガスのチャンバー20への
供給、充填が停止される。

【００５６】さらに燃焼室13が圧縮され、上死点前所定
のタイミングにて点火栓19が点火され、また、ピストン
６の上昇によりクランク室９は膨張を続けて、吸気が続
行される（図９）。

【００５７】そして、上死点（ＴＤＣ）に達した以後、
燃焼室13内の混合気が燃焼して膨張するとともに、ピス
トン６の下降によりクランク室９は圧縮され、クランク
室９内の空気は圧縮される（図１０）。さらに、上死点
（ＴＤＣ）から90°経過した時点 (排気制御弁18の上下
位置で変動する) で、排気開口17が開放され、燃焼ガス
が排気通路16より排出される。

【００５８】さらにまた、上死点（ＴＤＣ）から約122
°経過した時点で、ピストン６の下降により掃気開口1
5、41が開口され、クランク室９内の圧縮された空気
(燃料を含んでいない) が空気供給用掃気通路を介して
掃気開口15、41より燃焼室13内に流入し、燃焼室13内の
既燃焼ガスが排気開口17の方に向って押し出され、空気
のみによる掃気が行なわれ、それと同時に燃料噴射装置
（図示されず）から燃料が連通路21ｂに向けて噴出され
る（図１１）。

【００５９】次に、下死点（ＢＤＣ）から約58°経過し
た時点で掃気開口15、41がピストン６の上昇により閉塞
され、掃気開口15、41からの空気の流入による掃気が停
止されるとともに、ほぼこの時点から、第２制御弁32b
が第２連通路を連通させ、混合気が開口22から燃焼室13
内に噴射され、残留既燃ガスを掃気し、同時に、ピスト
ン６の上昇によるクランク室９の膨張でもって、吸気通
路10よりリード弁12を介してクランク室９内に空気が吸
入される。なお、前記残留既燃ガスの掃気に際し、混合
気の吹抜けはほとんどない（図１２）。

【００６０】本実施形態における火花点火式２サイクル
内燃機関１は、前記のように構成され、前記のように作
動するので、さらに次のような効果を奏することができ
る。本火花点火式２サイクル内燃機関１では、掃気初期
に空気のみによる掃気が行なわれるので、混合気がその
まま燃焼室13内を通過して排気通路16へ排出される吹抜
けが未然に阻止され、燃費の向上と未燃ガスによる大気
汚染の防止が達成され得る。

【００６１】また、チャンバー20に充填された空気と燃
料噴射装置より噴射された燃料とにより第２連通路（連
通路21ｂ、連通路21ａ）内において生成される混合気
は、濃い混合気であり、これが、空気供給用掃気通路を
通過した燃料を含まない空気によって充分に掃気された
燃焼室13内に流入するので、該燃焼室13内で適正な濃度
の混合気となり、良好な燃焼が得られて、高水準の燃費
と、高い排気浄化性能が達成され得る。

【００６２】また、前記回転弁（制御弁）32が設けられ
る部位は、シリンダ孔５に至るシリンダ壁厚が比較的薄
い部位であるが、該部位において、シリンダ孔５に臨む
開口の数を増やすことなく、前記のとおり、燃焼室13に
噴霧される混合気の空燃比を確実にコントロールできる
構造を得ることができ、また、連通路21を必要以上に大
きくすることなく、前記のとおり、燃焼室13からチャン
バー20への高圧縮ガスの充填の時間面積を稼ぐことがで
きるので、２サイクル内燃機関１の製造の容易さと信頼
性の向上のメリットをそのままに維持することができる
とともに、各種開口や部品のレイアウト上の自由度を向
上させることができる。

【００６３】さらに、回転弁32を挟んでチャンバー20側
の連通路は、高圧縮ガス充填用の連通路（図２において
下方の連通路21ｂ、連通路21ｃ）と混合気供給用の連通
路（図２において上方の連通路21ｂ、連通路21ｃ）とに
分岐され、それぞれの分岐連通路を流れる流れは一方向
流れとなるので、混合気供給用の連通路内に残留する燃
料を高圧縮ガスがチャンバー20に押し戻すようなことが
なくなり、燃焼室13内に噴霧される混合気の空燃比のコ
ントロールを確実なものにすることができ、これによ
り、高回転、高負荷まで安定した燃焼が可能になり、機
関出力の適用範囲を広げることが可能になる。

【００６４】次に、図８に図示される本願の請求項４に
記載された発明の一実施形態（実施形態２）について説
明する。図８は、本実施形態における火花点火式２サイ
クル内燃機関の要部の縦断側面図であって、図３と同様
の図である。

【００６５】図８において、回転弁（制御弁）32を挟ん
で燃焼室13側の共通の連通路21a と対する側にあるチャ
ンバー20側の高圧縮ガス充填用分岐連通路21d と、同混
合気供給用分岐連通路（実施形態１におけると同様に、
図２において上方の連通路21ｂ、連通路21ｃからなる）
とは、該制御弁32を挟んで略反対側の上方の位置と下方
の位置とに、それぞれ配置されており、本実施形態の場
合、前者の高圧縮ガス充填用分岐連通路21d が、上方の
シリンダヘッド４側の位置に配置されている。

【００６６】そして、回転弁32の素材をなす回転体（回
転弁本体）43の外周に形成される深さの異なる２種類の
周方向切欠き43a 、43b のうち、深い方の切欠き43a
は、第１制御弁32a による高圧縮ガスの充填と停止のタ
イミングが実施形態１と同じになるように、その形成位
置が、回転弁32の回転方向前方にずらされている。この
形成位置は、幾何学的に決定される。その他の構成は、
実施形態１におけると同様であるので、詳細な説明を省
略する。

【００６７】本実施形態は、前記のように構成されてい
るので、特に混合気供給用分岐連通路のレイアウトの自
由度が向上し、例えば、連通路21ｂ、連通路21ｃ、開口
42の位置をチャンバー20の略中央付近にもってくること
が容易になる。そして、この結果、燃料噴射装置を略中
央に配置して、回転弁32の軸線に対し略直交する方向か
ら燃料を噴射するように取り付けることができるように
なるので、車両の左右方向（図２において上下方向）の
幅を節約することができ、本火花点火式２サイクル内燃
機関を小型化することができる。

【００６８】また、従来例（図１４参照）のように、チ
ャンバー20の左右両側に２本の燃料噴射装置を装備し
て、出力の増強を図ることも容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１ないし請求項３に記載された発
明の一実施形態（実施形態１）における火花点火式２サ
イクル内燃機関の縦断側面図であって、シリンダブロッ
クおよび制御弁部分について、図２のＩ−Ｉ線の位置で
切断した図である。

【図２】図１の実施形態において、シリンダブロックの
平面図である。

【図３】図１の要部の拡大図である。

【図４】図３のIV−IV線で切断した縦断側面図である。

【図５】図１の実施形態において、回転弁の縦断面図で
あって、図６のＶ−Ｖ線で切断した図である。

【図６】同回転弁の平面図である。

【図７】図５のVII −VII 線で切断した断面図である。

【図８】本願の請求項４に記載された発明の一実施形態
（実施形態２）における火花点火式２サイクル内燃機関
の要部の縦断側面図であって、図３と同様の図である。

【図９】図１の実施形態において、火花点火式２サイク
ル内燃機関の運転状態を示した図である。

【図１０】図１の実施形態において、火花点火式２サイ
クル内燃機関の他の運転状態を示した図である。

【図１１】図１の実施形態において、火花点火式２サイ
クル内燃機関のさらに他の運転状態を示した説明図であ
る。

【図１２】図１の実施形態において、火花点火式２サイ
クル内燃機関のさらに他の運転状態を示した説明図であ
る。

【図１３】図１の実施形態において、火花点火式２サイ
クル内燃機関の運転サイクルを示した説明図である。

【図１４】従来例を示す図であって、図２と同様の図で
ある。

【図１５】従来例を示す図であって、図３と同様の図で
ある。

【符号の説明】

１…火花点火式２サイクル内燃機関、２…クランクケー
ス、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…
シリンダ孔、６…ピストン、７…連接棒、８…クランク
軸、９…クランク室、10…吸気通路、12…リード弁、13
…燃焼室、15…掃気開口、16…排気通路、17…排気開
口、18…排気制御弁、19…点火栓、20…チャンバー、2
1、21a 、21b 、21c …連通路、21d …高圧縮ガス充填
用分岐連通路、22…混合気供給用（燃料供給用）兼高圧
縮ガス取入れ用開口、23…弁収納孔、32…回転弁（制御
弁）、32a …第１制御弁（高圧縮ガス充填制御弁）、32
b …第２制御弁（混合気噴射制御弁）、40…空気供給用
掃気通路、41…掃気開口、42…開口、43…回転体（回転
弁本体）、43a …周方向切欠き、43b …周方向切欠き、
44…取付け孔、45…盲栓、46…加工孔、46a …空間、47
…給油通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 25/16 Ｆ０２Ｂ 25/16 Ｒ 25/20 25/20 Ｚ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室と該燃焼室に隣接するチャンバー
   部との連通路に、該連通路を開閉自在に制御する制御弁
   を配設するとともに、前記連通路を介して前記燃焼室に
   燃料または混合気を、前記チャンバーに高圧縮ガスを、
   それぞれ噴出もしくは充填する２サイクル内燃機関にお
   いて、 前記連通路は、第１連通路と第２連通路とからなり、 前記第１連通路は、前記制御弁を挟んで、前記燃焼室側
   の共通の連通路と、前記チャンバー側の高圧縮ガス充填
   用分岐連通路とからなり、 前記第２連通路は、前記制御弁を挟んで、前記燃焼室側
   の共通の連通路と、前記チャンバー側の混合気供給用分
   岐連通路とからなり、 前記制御弁は、第１制御弁と第２制御弁とからなり、 前記第１制御弁は、前記第１連通路を開閉自在に制御し
   て、排気工程終了後所定のタイミングで該第１連通路を
   連通させ、圧縮工程途中で該第１連通路を閉塞させ、 前記第２制御弁は、前記第２連通路を開閉自在に制御し
   て、掃気開口閉塞時に該第２連通路を連通させ、略前記
   第１制御弁が前記第１連通路を連通させる時点において
   該第２連通路を閉塞させ、 前記第１制御弁と前記第２制御弁とは、回転体の軸方向
   に並設された回転弁として構成されたことを特徴とする
   ２サイクル内燃機関。
2. 【請求項２】 前記第２制御弁を構成する回転弁部の周
   方向切欠きの回転方向前方の周方向所定幅ａが、前記第
   １制御弁を構成する回転弁部の周方向切欠きの軸方向幅
   ｂにまたがって延長して形成されたことを特徴とする請
   求項１記載の２サイクル内燃機関。
3. 【請求項３】 前記第１制御弁を構成する回転弁部の周
   方向切欠きの深さが、前記第２制御弁を構成する回転弁
   部の周方向切欠きの深さより深くされたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の２サイクル内燃機関。
4. 【請求項４】 前記チャンバー側の高圧縮ガス充填用分
   岐連通路と混合気供給用分岐連通路とは、前記制御弁を
   挟んで略反対側に配置されたことを特徴とする請求項１
   ないし請求項３記載の２サイクル内燃機関。