JP2001521092A - ２ストロークエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シリンダと、ピストンと、該ピストンおよびクランク軸間を連結するコネクティングロッドと、キャブレタからクランクハウジング（６）に混合燃料を供給するためのインレット（５）と、クランクハウジングおよびシリンダ壁の誘導ポート間の通路と、周辺部分と連通する前記シリンダ壁の排気ポートとを具える２ストローク内燃機関エンジンであって、前記エンジンは、互いに移動して接近または離間する２つのピストン（２，１２）を共有するシリンダ（１）を具え、前記エンジンは、シリンダ（１）の両端にクランクハウジング（６，１０）を具え、クランクハウジング（６，１０）は個々にピストンロッド（３，１３）の媒介を通してピストン（２，１２）それぞれに連結されるクランク軸（４，１１）を収容し、クランク軸（４，１１）は両ピストン（２，１２）がその上死点に向かって同時に移動すると共に両ピストン（２，１２）がその下死点に向かって同時に移動するように機械的に内部連結され、キャブレタ（３２）が第１クランクハウジング（６）に連結される２ストローク内燃機関エンジンである。本発明は、第２クランクハウジング（１０）のみが通路（７）を経て前記誘導ポート（８）に連結され、前記排気ポート（８）が前記第１クランクハウジング（６）に属するピストン（２）と協働するように配置され、パイプ（３３）が第１クランクハウジング（６）および第２クランクハウジング（１０）間に第１クランクハウジングから第２クランクハウジングまで混合燃料を供給するために延在し、第１クランクハウジング（６）およびパイプ（３３）のインレット端部間に逆止弁（３４）を設けることによる結合を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、２ストロークエンジンに関するものである。 ２ストロークエンジンは、４ストロークエンジン以上に多くの利点を有する。
明確な利点の１つは、２ストロークエンジンが４ストロークエンジンよりもはる
かに少数の可動部品を有することである。他の利点としては、ピストンがシリン
ダの上部に到達する度に燃料が燃焼すること、即ち、動作ストロークがピストン
ロッドに連結したクランク軸を経てピストンの回転ごとに生じることである。

【０００２】 ２ストロークエンジンの有する決定的な欠点は、排気ガスを換気すると同時に
、新鮮な混合燃料がシリンダに送出されるため、混合燃料の燃焼が僅かなことで
あり、その結果、排気ガスを分離した不燃混合燃料となる。

【０００３】 ２ストロークエンジンの最も一般的なタイプは、燃焼室からシリンダ壁の排気
ポートまでの距離を僅かに上回るシリンダ燃焼室から少し離れて、シリンダ壁の
シリンダ空間内に混合燃料を導入するための通路を具える。燃料を燃焼室で燃焼
したとき、ピストンは下向きに移動し、ピストンの上側面は最初に排気ポートを
通過することによって、排気ガスは前記ポートを通って排出される。それから、
ピストンの上側面は、混合燃料がシリンダ内を流通する通路を通過する。しかし
ながら、この混合燃料の流入は、排気ポートが開放されるまでの間に生じる。こ
うして、ピストンが上向きに移動するとき、ピストンは始めに閉鎖された通路を
通過し、その後、排気ポートを閉鎖するように排気ポートを通過する。混合燃料
の何割かは、一部、混合燃料がシリンダ内に噴射されるとき、また、一部、ピス
トンが上向きに移動する間、排気ポートを通って押出される。

【０００４】 この問題は、ピストンがシリンダ内で上昇するとき排気ポートがピストンで閉
鎖されることに続いて、シリンダヘッドに設けたバルブを経てシリンダ内に空気
を噴射することや、エンジンのシリンダヘッドを経て燃料を直接噴射することに
よって回避されることが既知である。しかしながら、この解決手段は、噴出ノズ
ルをコントロールするための電気手段と、燃焼空気を送出するための圧縮機とを
有するエンジンを具える必要がある。

【０００５】 本発明は、２ストロークエンジンにおいて、混合燃料を送出するための別のコ
ントロール機器または可動部品を付加することなく、高い燃焼温度を達成するた
めに生じる問題を解消する。

【０００６】 これにより本発明は、シリンダと、ピストンと、該ピストンおよびクランク軸
間を連結するコネクティングロッドと、キャブレタから混合燃料を供給するため
のクランクハウジングインレットと、クランクハウジングおよびシリンダ壁の誘
導ポートまたはインレットポート間の通路と、前記シリンダ壁の排気ポートとを
具え、排気ポートが周辺部分と連通する２ストローク内燃機関エンジンであって
、前記エンジンは、２つの対向して移動するピストンを共有するシリンダを具え
、シリンダの両端にクランクハウジングを設け、クランクハウジングは個々にピ
ストンロッドの媒介を通してピストンそれぞれに連結されるクランク軸を具え、
クランク軸は両ピストンがその上死点に向かって同時に移動すると共に両ピスト
ンがその下死点に向かって同時に移動するように機械的に内部連結され、キャブ
レタが第１クランクハウジングに連結される前記エンジンにおいて、第２クラン
クハウジングのみが通路を経て前記誘導ポートに連結され、前記排気ポートが前
記第１クランクハウジングに属するピストンと協働するように配置され、第１ク
ランクハウジングから第２クランクハウジングまで混合燃料を供給するために第
１クランクハウジングおよび第２クランクハウジング間にパイプが延在し、第１
クランクハウジングおよび前記パイプのインレット端部間に逆止弁を設けたこと
による結合を特徴とする。

【０００７】 次に、本発明の実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。 図１および図２に示す、２ストローク内燃機関エンジンは、シリンダ１と、ピ
ストン２と、ピストン２およびクランク軸４間を連結するコネクティングロッド
３とを具える。前記エンジンはまた、従来のキャブレタ３２からクランクハウジ
ング６に混合燃料を供給するためのインレット５を具え、前記インレットは、板
ばね３５または同様のバルブを具える。空気はインレット３６を経て送出される
。

【０００８】 シリンダ１は、互いに移動して接近または離間する２つのピストン２，１２を
共有する。クランクハウジング６に加えて、前記エンジンは、前記シリンダの他
端にさらにもう一つのクランクハウジング１０を具える。個々のクランクハウジ
ング６，１０は、クランクシャフト４，１１それぞれを収容し、これらクランク
シャフト４，１１は、ピストンロッド３，１３それぞれを経てピストン２，１２
それぞれと連結する。クランクシャフト４，１１は、両ピストン２，１２が同時
にその上死点に移動し、また、両ピストン２，１２が同時にその下死点に移動す
るように機械的に内部連結される。図１の実施例において、これらクランクシャ
フトは、個々のクランクシャフトに配したベルトホイール１５，１６と連動する
歯付きベルト１４によって内部連結される。また、前記連結は、選択的に、個々
のクランクシャフトに配したスプロケットおよびチェーンからなってもよい。

【０００９】 この構成によって、ピストンがその上死点にある時、ピストンの上側それぞれ
は、図４ａに模式的に示すように、シリンダ壁と共に燃焼室１７を画成する。 通路７は、シリンダ１の壁にある誘導ポート８およびクランクハウジング１０
間に配置されている。排気ポート９はシリンダ壁に設けられ、前記排気ポートは
周囲部分と連通する。

【００１０】 前記シリンダは、スパークプラグ穴１８を具え、このプラグ穴１８は、前記ピ
ストンがそれぞれの上死点にあるとき、両ピストンの上側面およびシリンダ壁に
よって画成された燃焼室の位置に配置される。前記スパークプラグ穴は、従来の
スパークプラグ（図示せず）を取り付けることに適する。前記エンジンは、前記
両ピストンによって画成された前記燃焼室内の燃料をさらに確実に点火できるよ
うに、互いに対向する２つのスパークプラグ穴を具えてもよい。

【００１１】 図１は、第１クランクシャフト４に取り付けたフライホイール３７を示す。 本発明を構成する結合によれば、第２クランクハウジング１０が通路７を経て
前記誘導ポート８に連結され、前記排気ポート９が第１クランクハウジング６に
属するピストンと協働するように配置され、パイプ３３が第１クランクハウジン
グ６および第２クランクハウジング１０間に混合燃料を前記第１クランクハウジ
ングから前記第２クランクハウジングまで供給するために延在し、逆止弁３４が
第１クランクハウジング６およびパイプ３３のインレット端部間に設けられてい
る。

【００１２】 図４ａ乃至図４ｅには、クランクシャフトが互いに同じ方向に回転する実施例
の動作過程が示されている。図４ａは、燃料が発火したときの上死点を示す。燃
料が発火する際、両ピストンは、図４ｂの如く互いに離れる向きに移動し、これ
らピストンそれぞれが図４ｃの如くその下死点それぞれに到達するまで離間する
。第１ピストン２が移動するとき、このピストン２は、逆止弁３４を介してパイ
プ３３の混合燃料を押し出す。パイプ３３の混合燃料は、その後直ちに、第２ク
ランクハウジング１０内に圧入される。

【００１３】 誘導ポート８および排気ポート９の両者は、下死点で剥き出しになる。 それから、既知の方法で、新鮮な混合燃料がクランクハウジング１０から通路
７を介し、誘導ポート８を経てシリンダ内に流入すると同時に、排気ガスが上記
流入混合燃料によって排気ポート９から流出する。

【００１４】 それから、両ピストンは、前記クランク軸の一方または両方にあるフライホイ
ール２０，２１，３７の影響下で図４ｄの如く互いに向かって移動し、図４ｅの
如く上死点に再び到達するまで接近し、こうした過程が連続的に繰り返される。
なお、図４ｂ〜図４ｅには、説明を明確にするため、参照符号または記号を省略
する。

【００１５】 こうしたエンジン設計によれば、ＣＯおよびＨＣの放出を極度に低く抑えるこ
とができる。こうした放出低下が達成される理由は完全に理解されるものではな
いが、互いに作用し合う幾つかの要因による結果であることが考えられる。要因
の１つとしては、前記第１クランクハウジングが１回転ごとに混合燃料を前記パ
イプ内に押し出すと同時に、第１ピストンがその上死点に向かって移動するとき
、逆止弁３４がパイプ３３における低圧力の発生を抑える。このことは、第２ピ
ストンがその上死点に向かって移動するとき、パイプ３３が、逆止弁が存在しな
い場合に比べて、さらに高い圧力の混合燃料を供給することを意味する。このさ
らに高い圧力によれば、第２ピストンがその下死点に向かって移動して誘導ポー
ト８および排気ポート９の両方が第２ピストンと共に協働して開放されるため、
シリンダをさらに効果的に浄化または洗浄できる。

【００１６】 他の資する要因は、キャブレタ３６で生じる混合燃料が第１クランクハウジン
グを経て流通することに加えて、パイプ３３を経て流通するため、第２クランク
ハウジングは、さらに高い均質な燃料／空気の混合燃料を受容できる。

【００１７】 本発明の好適な一実施例によれば、空気供給通路３９は、パイプ３３の長さに
沿って延在し、パイプ３３の混合燃料に大気圧の空気を送出するために機能する
。空気供給通路３９は、適宜、空気圧を調整するためのバルブ４０を具える。空
気圧は、１．０５〜１．５ｂａｒの数値であることが好ましい。

【００１８】 さらなる実施例によれば、前記エンジンは、エンジンによって駆動して前記圧
縮空気を発生させる機能を有するインペラまたは圧縮機３８を具える。圧縮機３
８は、エンジンのフライホイールに隣接して取り付けることに適している。前記
圧縮機から延在するアウトレット通路４１は、バルブ４０のインレット通路４２
に連結されている。

【００１９】 圧縮空気が混合ガスを収容するパイプ３３に送出されるとき、上記放出は著し
く減少する。この理由は上記説明と同じであると考えられ、すなわち、シリンダ
の浄化および洗浄が改善される。

【００２０】 好適な一実施例によれば、少なくとも１つの誘導ポート８は、第１クランクシ
ャフト６に属する第１ピストン２がその下死点またはその下死点に接近している
ときに十分に開放されるように配置される。

【００２１】 他の好適な実施例によれば、少なくとも１つの排気ポート９は、第２クランク
シャフト１０に属する第２ピストン１２がその下死点またはその下死点に接近し
ているときに十分に開放されるように配置される。 クランク軸は内部連結されるため、さらなる実施例によれば、フライホイール
３７がクランク軸４の１つに単独で取り付けられていてもよい。

【００２２】 他の実施例において、前記クランク軸の１つは駆動軸を形成してもよい。 図５には、両クランク軸間の連結に関する他の実施例を示す。この実施例は、
クランク軸と個々に協働する２つの歯付きベルト２２，２３と、出力ドライブギ
ア２６に固定されたベルトホイール２４，２５とを具える。両クランク軸は、こ
の実施例において、互いに同じ方向に回転する。

【００２３】 図６は、クランク軸の連結に関する他の実施例を示す。図６の実施例において
、両クランク軸は、歯付きホイール２７，２８と、歯付きホイール２９，３０と
、歯付きホイール２８，２９間に延在する共通軸３１とによってそれぞれ機械的
に連結されている。歯付きホイールは傾斜しており、クランク軸は、この実施例
の場合、互いに対向する方向に回転する。

【００２４】 設計上、個々のクランク軸に配した歯付きホイールを設け、また、前記歯がす
ぐに互いに噛合する位置に配することが考えられる。この場合、両クランク軸は
また、対向する向きに回転する。

【００２５】 図３ａ〜図３ｅは、図４ａ〜図４ｅに示す過程に対応する過程を示し、唯一、
両クランク軸が互いに対向する方向に回転する点が異なる。なお、これらの図で
は、説明を単純化するため、参照符号または参照記号を省略する。

【００２６】 本発明エンジンの場合、誘導ポートおよび排気ポート間の距離は、従来の２ス
トロークエンジンと比較して非常に長く、また、従来の２ストロークエンジンで
使用される圧力よりも高い圧力で均質な混合燃料をシリンダに送出する。 この結果、不燃混合燃料と、ＣＯおよびＨＣの放出が非常に低くなり、または
、こうした放出を完全に取り除ける。

【００２７】 このことは、この分野の技術者が、順次、誘導ポートおよび排気ポートの設計
、ピストンの上側面の形状、スパークプラグの位置、圧縮空気に対する任意の増
加などに関して標準的な共通化を行うことによって、本質的に、２ストロークエ
ンジンが完全燃焼を達成できることを意味する。

【００２８】 加えて、本発明２ストロークエンジンの構造は、２つのシリンダを具える従来
の２ストロークエンジンの構造よりも単純である。さらに、前記エンジンは、両
ピストンが互いに接近したり離間する移動によって、バランスがとられる。

【００２９】 両方のクランクハウジングは、２ストロークオイルを含有する混合燃料がキャ
ブレタから第１クランクハウジング６を経て流通され、そして、そこから前記パ
イプを経て第２クランクハウジング１０に流通され、それから、シリンダ内に流
通されることによって潤滑される。

【００３０】 上述したところは、図面を参照して、本発明の好適な実施例を示したに過ぎず
、この分野の技術者によれば、請求の範囲において、種々の変更を加えることが
できる。 このため、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、請求の範囲
を逸脱することのない範囲で、様々な変更が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によって構成されたエンジンの縦断面図である。

【図２】 図１を９０°回転した縦断面模式図である。

【図３】 ａ〜ｅは、エンジンのクランク軸が反対方向に回転する動作過程を示
す。

【図４】 ａ〜ｅは、エンジンのクランク軸が同じ方向に回転する動作過程を示
す。

【図５】 図１に示す部分に対応し、クランク軸間を掛け替え連結した場合の模
式断面図を示す。

【図６】 図１に示す部分に対応し、クランク軸間を他の方法で掛け替え連結し
た場合の模式断面図を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 ハウジング（１０）のみが通路（７）を経て前記誘導ポ ート（８）に連結され、前記排気ポート（８）が前記第 １クランクハウジング（６）に属するピストン（２）と 協働するように配置され、パイプ（３３）が第１クラン クハウジング（６）および第２クランクハウジング（１ ０）間に第１クランクハウジングから第２クランクハウ ジングまで混合燃料を供給するために延在し、第１クラ ンクハウジング（６）およびパイプ（３３）のインレッ ト端部間に逆止弁（３４）を設けることによる結合を特 徴とする。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、ピストンと、該ピストンおよびクランク軸間を結合
   するコネクティングロッドと、キャブレタからクランクハウジング（６）に混合
   燃料を供給するためのインレット（５）と、クランクハウジングおよびシリンダ
   壁の誘導ポート間の通路と、周辺部分と連通する前記シリンダ壁に配した排気ポ
   ートとを具える２ストローク内燃機関エンジンであって、 前記エンジンは、互いに移動して接近または離間する２つのピストン（２，１
   ２）を共有するシリンダ（１）を具え、前記エンジンは、シリンダ（１）の両端
   にクランクハウジング（６，１０）を具え、クランクハウジング（６，１０）は
   個々にピストンロッド（３，１３）の媒介を通してピストン（２，１２）それぞ
   れに連結されるクランク軸（４，１１）を収容し、クランク軸（４，１１）は、
   両ピストン（２，１２）がその上死点に向かって同時に移動すると共に両ピスト
   ン（２，１２）がその下死点に向かって同時に移動するように機械的に内部連結
   され、キャブレタ（３２）が第１クランクハウジング（６）に連結される２スト
   ローク内燃機関エンジンにおいて、 第２クランクハウジング（１０）のみが通路（７）を経て前記誘導ポート（８
   ）に連結され、前記排気ポート（９）が前記第１クランクハウジング（６）に属
   するピストン（２）と協働するように配置され、パイプ（３３）が第１クランク
   ハウジング（６）および第２クランクハウジング（１０）間に前記第１クランク
   ハウジングから前記第２クランクハウジングまで混合燃料を供給するために延在
   し、第１クランクハウジング（６）およびパイプ（３３）のインレット端部間に
   逆止弁（３４）を設けたことによる結合を特徴とする２ストローク内燃機関エン
   ジン。
2. 【請求項２】 空気供給通路（３９）は、パイプ（３３）の長さに沿って延在し
   、大気圧より高い圧力で前記チューブの混合燃料に空気を供給するために機能す
   ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関エンジン。
3. 【請求項３】 前記圧縮空気は、約１．０５から１．５ｂａｒまでの圧力を有す
   ることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関エンジン。
4. 【請求項４】 前記圧縮空気を発生させるための圧縮機（３８）またはインペラ
   であって、前記圧縮機は内燃機関エンジンによって駆動されることを特徴とする
   請求項２または３に記載の内燃機関エンジン。
5. 【請求項５】 少なくとも１つの前記誘導ポート（８）は、前記第２クランクハ
   ウジング（１０）に属する前記第２ピストン（１２）がその下死点でまたはその
   下死点に接近しているときに十分に開放されるように配置されることを特徴とす
   る請求項１乃至４の何れか一項に記載の内燃機関エンジン。
6. 【請求項６】 少なくとも１つの前記排気ポート（９）は、前記第１クランクハ
   ウジング（４）に属する前記第１ピストン（２）がその下死点でまたはその下死
   点に接近しているときに十分に開放されるように配置されることを特徴とする請
   求項１乃至５の何れか一項に記載の内燃機関エンジン。
7. 【請求項７】 前記クランク軸（４，１１）は、歯付きベルト（１４）またはチ
   ェーンによって機械的に内部連結されていることを特徴とする請求項１乃至６の
   何れか一項に記載の内燃機関エンジン。
8. 【請求項８】 前記クランク軸（４，１１）は、歯付きホイール（２７〜３０）
   および可動軸（３１）によって機械的に連結されていることを特徴とする請求項
   １乃至６の何れか一項に記載の内燃機関エンジン。