WO2007004641A1

WO2007004641A1 - ２サイクルエンジン

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Publication number: WO2007004641A1
Application number: PCT/JP2006/313298
Authority: WO
Inventors: Ken Takachi; Shuji Ogai
Original assignee: LWJ CO Ltd
Current assignee: LWJ CO Ltd
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2008-01-05
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Abstract

　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。

Description

明細書

2サイクルエンジン

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の上部力も延びる掃気流路 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 1 02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

発明が解決しょうとする課題

[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、エンジンォィルと燃料を一緒に燃やして、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、自然環境保護の面力課題とされている。

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揷通孔に配設され、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ヽる。

[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揷通孔に配設され、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、掃気流路を通つ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、。

[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ヽ。

[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口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力オクタン価が高、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 1 2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はキヤブレタ 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を挿通させる揷通孔 35を形成しており、揷通孔 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、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、内部にェ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、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、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の中心線丁に一致させて、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 4 3から半径方向に突設した腕部 43aに相当して、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、嚙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パランサ 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 rl と内周太陽歯車 42のピッチ円 42cの半径 r2との比は、 rl :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と嚙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、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を貫通する揷通孔 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ぐ 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、燃焼したガス力排気ポート 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、排気ガス力 S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、点火プラグ力も火花が飛ばされる。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、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、2サイクルエンジンとなって、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ぐ上述した実施形態に係るクランク機構 16に代えて、斯カ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。ピェゾインジェクタ 61は、キヤブレタ 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を設けてもょヽ。

[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ヽ。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ぐ 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] 斯カる形態の 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。ェアコンプレッサ 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に直結している力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。ェァリザーバ 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を介してキヤブレタ 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つている。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、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はシールスライドヮッシャ、 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とシールスライドヮッシャ 82が上下に配設される。シールスライドカップ 81とシールスライドヮッシャ 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、シールスライドヮッシャ 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とシールスライドヮッシャ 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はゴム製であつて、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とシールスライドヮッシャ 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、シールスライドヮッシャ 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、シールスライドヮッシャ 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、クランク室力ゝ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 7 C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 とシールスライドヮッシャ 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 8 6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、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の弹性的な縮径カにより、二つの開口端 86a、 86bが互いに接近し重合しょうとする。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力形成され、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はシールスライドヮッシャ 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の断面形力下側のロッドシールリング 8 6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。それ以外は下側の口ッドシールリング 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 力の圧力とクランク室力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 86 a、 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 ®¾86c, 86d、 89c、 89d力 S形成される。そして一方の平面咅 86c、 89c力 S=fン Pッド、 15の周面に接する。他方の平面部 86d、 89dはシールスライドヮッシャ 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ュ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。力ム 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、タイミングべルト 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 2 3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〖こ、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、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 1 IB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の内側にビストン 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 9 la、 9 lb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 o排気ポー卜 92も左右一対のポー卜 92a、 92bで構成され、左右のポー卜 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と気ポート 92に引っ掛力もずに両ポート 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力本発明の 2サイクルエンジンでは榭脂製のものを採用する。榭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、オイルレスでも焼付き防止が可能である。このような榭脂材料としてはテフロングラフアイトが好適であり、このテフロングラフアイトに亜鈴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はテフロン以外の榭脂材料で構成することも可能であり、このような榭脂材料としては、例えば高圧に耐え高!、摺動性能を有し耐磨耗性を有するポリイミド榭脂 (PI)、充填物を混合したポリイミド榭脂、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一テルエーテルケトン榭脂等を使用可能である。

[0053] 図 11A、図 1 IB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。このようなュ-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口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、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

10A 2サイクノレエンジン

10B 2サイクルエンジン

10C 2サイクノレエンジン

11 シリンダ

12 掃気ガス貯留室

13 吸気部

14 蹄流路

15 コンロッド、

16 クランク機構

17 シーノレ部

21 ピストン

22 排気流路

23 排気ポート愤ポートシリンダヘッド下部開口

連結部

底部

揷通孔

クランクケース噴霧機構

ピエゾインジェクタ制御部

エアコンプレッサエアリザーバ

9 ロッドシールリング止め輪

Claims

請求の範囲

[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揷通孔に配設され、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サイクルェンジン。

[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。

[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、シリンダへ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。

[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。

[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、嚙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ぉ、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サイクノレエンジン。

[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サイクノレエンジン。

[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。

[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。

[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。