JP2005139926A - 2サイクルエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジン1の上部構造体であるシリンダブロック2の内部にピストン4が往復運動する内部空間2bを形成するとともに、該内部空間のシリンダ面に軸心方向に略平行な溝21a・21bを形成し、該溝に隔壁部材22・23を設けて掃気経路11a・11bを形成した。
【選択図】図8
Description
前記(A)の方法の場合、シリンダライナー自体が高精度の加工を要する高価な部品であり、該シリンダライナーには排気経路との連通孔(排気ポート)や掃気経路との連通孔(掃気ポート)や吸気経路との連通孔(吸気ポート)を穿設する必要がある。従って、2サイクルエンジンの製造コストを増大させる要因となる。
前記(B)の方法の場合、鋳型自身の製作費用が高価となる上に、鋳造されたシリンダブロックにおいて、鋳型の可動部周囲に該当する部位にバリが発生しやすく、該バリの除去作業が繁雑となる。特に小型の2サイクルエンジンの場合、シリンダ内径が小さいためバリの除去作業が困難であり、掃気経路の形状を精度良く仕上げ、2サイクルエンジンの性能(出力、燃費等)を安定させることが困難であった。
前記(C)の方法の場合、中子の製作費用が高価となる上に、中子の寸法精度や中子を鋳型内にセットする際の位置精度を維持することが容易でなく、掃気経路の形状を精度良く仕上げ、2サイクルエンジンの性能(出力、燃費等)を安定させることが困難であった。
また、隔壁部材をシリンダブロックと別体とすることにより、隔壁部材を形成する際の寸法精度のばらつきを抑えることが容易であり、エンジンの個体間の出力特性のばらつきを抑えることが可能である。また、隔壁部材の厚さや形状を変更するだけで容易に掃気経路の形状を変更し、エンジンの出力特性等を仕様等に応じて変更または調整することが可能である。
さらに、シリンダブロックを鋳造する際に高価な可動式の鋳型や中子を用いる必要がないので、組立工数を削減し、組立時の作業性が向上することが可能であり、2サイクルエンジンを安価に製造可能である。
エンジン1はクランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジンであり、主に、シリンダブロック2、クランクケース3、ピストン4、コンロッド5、クランクシャフト6、リコイルスタータ7、フライホイール8等で構成される。
内部空間2bはピストン4が往復運動するための空間であり、上下に往復運動するピストン4の位置に応じて、ピストン4よりも上方となる部分は燃焼室2aの一部として機能し、ピストン4よりも下方となる部分はクランク室3cの一部として機能する。内部空間2bのシリンダ面(ピストン4が当接する面)には軸心(ピストンの往復方向)と平行に溝21a・21bが形成されており、該溝21a・21bにはそれぞれ隔壁部材22・23(図8および図9に図示)が設けられている。そして、本実施例においては溝21a・21bと隔壁部材22・23とで掃気経路11a・11bを形成している。隔壁部材22・23の詳細構成については後述する。
クランクケース3はケース3aとケース3bとをボルト締結により固定し、上方に開口し、クランクシャフト6を収容するクランク室3cを内部に形成した構成となっている。そして、クランクケース3の上面開口部と前記シリンダブロック2の下面開口部とを一致させてボルト締結により固定することにより、燃焼室2a、内部空間2bおよびクランク室3cを密閉可能としている。
スモールエンド部は前述の如くピストン4が回動可能に枢着される部位である。ロッド部はスモールエンド部とビッグエンド部とを繋ぐ部位である。ビッグエンド部にはコンロッドベアリング51を介してクランクシャフト6のクランクピン61が貫装され、クランクシャフト6はコンロッド5に回動可能に枢着される。
本実施例におけるクランクシャフト6は、主に一対のクランク主軸60a・60b、一本のクランクピン61、一対のクランクアーム62a・62b、一対のカウンターウェイト63a・63bを具備している。クランクシャフト6の詳細構成については後述する。
なお、本実施例のエンジン1は一気筒のエンジンであるため、クランクシャフト6の構成が上記構成となったが、本発明はエンジンの気筒数に関わらず適用可能である。
従って、クランクシャフトの構成については気筒数に応じて適宜選択する必要がある。例えば、二気筒のエンジンの場合には、クランクシャフトは少なくとも一対のクランク主軸と、二本のクランクピンと、二対のクランクアームと、二対のカウンターウェイトと、を具備している。
スタータケース70はリコイルスタータ7を構成する他の部材を収容する部材であり、クランクケース3を構成するケース3bに固定される。リコイルロープ71はその一端がロープリール72に固定され、他端には作業者が握る把手部が設けられたロープであり、ロープリール72の外周部に形成された溝に巻回される。
また、ロープリール72はスタータケース70に回転可能に枢着されるとともに、ゼンマイバネ75の一端が固定される。ゼンマイバネ75の他端はスタータケース70に固定されており、作業者がリコイルロープ71を引くとゼンマイバネ75が巻かれ、作業者が手を離すと該ゼンマイバネ75によりリコイルロープ71が再びロープリール72に巻回される。
駆動ホイール74はクランクシャフト6のクランク主軸60bの先端部に固定され、該クランクシャフト6と一体的に回転可能に構成される。駆動ホイール74の回転軸(本実施例の場合、クランク主軸60b)の軸線と、ロープリール72の回転軸の軸線とが一直線となっており、駆動ホイール74にはロープリール72と対向する面にクラッチ機構73が設けられている。
クラッチ機構73は作業者がリコイルロープ71を引いたときにのみロープリール72と駆動ホイール74とを一体的に回転可能とするものである。
クランク主軸60aの一端にはクランクアーム62aおよびカウンターウェイト63aが固設され、クランク主軸60bの一端にはクランクアーム62bおよびカウンターウェイト63bが固設される。
カウンターウェイト63a・63bはクランクシャフト6の回転のバランスを良くするために設けられる部材である。
挿入部材10・10の突起10d・10dはそれぞれ係合孔6a・6b(図1および図2に図示)に係合する。
このとき、図4に示す如く、軸線方向(クランクシャフト6のクランク主軸60aの長手方向)から見たときのクランクアーム62aとカウンターウェイト63aと挿入部材10とを合わせた形状(クランクアーム62bとカウンターウェイト63bと挿入部材10とを合わせた形状)は略円形となる。
このように構成することにより、環状部材64の軸線方向の位置決めが容易であるとともに、環状部材64・64がクランクシャフト6から脱落することを防止することが可能である。
なお、図7に示す如く、挿入部材10・10、クランクアーム62a・62bおよびカウンターウェイト63a・63bの外周面に段差10fに代えて溝10hを形成し、該溝にバネ用の線材等の弾性材料からなる環状部材64・64またはベルトを外嵌しても略同様の効果を奏する。
すなわち、前記段差10f、クランクアーム62a・62bの段差、およびカウンターウェイト63a・63bの段差は側面視でクランクピン61に近い側が高くなっており、該段差に環状部材64を外嵌する際には係止爪10e・10e・10e・10eはクランク主軸60a・60bに近づく方向に弾性変形し、環状部材64を段差に当接するところまで外嵌すると係止爪10e・10e・10e・10eが元の形状に戻って環状部材64のクランクピン61から遠い方の端部を係止する。
従って、環状部材64は、反クランクピン側(クランクアームを挟んでクランクピンの反対側)からのみ外嵌可能な構成となっている。
また、クランクアーム62a・62bにクランクピン61を取り付けた後でも挿入部材10・10および環状部材64・64の取付作業を行うことが可能であり、作業性に優れる。例えば、エンジン1に要求される仕様(出力)に応じて挿入部材10・10をクランクシャフト6に取り付けるか否かを選択することも可能である。さらに、挿入部材を一個だけ取り付けるという選択も可能であり、エンジン1の出力等を調整することも可能である。
また、本実施例の如く、挿入部材10の突起10dをクランクピン側からクランクシャフト6に係合させている場合には、挿入部材10の軸線方向の厚さを一対のカウンターウェイト63a・63bの間隔(図1中のW)よりも小さくすることにより、クランクアーム62a・62bにクランクピン61を取り付けた後でも挿入部材10・10および環状部材64・64の取付作業を行うことが可能であり、作業性に優れる。
このように構成することにより、簡単な加工で貫通孔10g・10gを通じて潤滑油が軸受30a・30bに供給され、軸受30a・30bの耐久性が向上する。
クランクケース3に回転可能に軸支されるクランクシャフト6は、少なくとも一対のクランク主軸60a・60bと、一本のクランクピン61と、少なくとも一対のクランクアーム62a・62bと、少なくとも一対のカウンターウェイト63a・63bとを具備し、
クランクシャフト6の軸線方向から見たときのクランクアーム62a(62b)とカウンターウェイト63a(63b)とを合わせた形状は、略円形から二箇所の切り欠き部を形成した略T字型とし、
カウンターウェイト63a・63bよりも比重が小さい材質からなる挿入部材10・10を、環状部材64・64を外嵌することにより前記切り欠き部に固定したものである。
このように構成することにより、機関重量の増大を抑えつつ、安価かつ簡便にクランク室の容積を小さくし、クランク室圧縮比を大きくして出力を向上することが可能である。
また、クランク室圧縮比を大きくすることにより、クランク室3cから掃気経路11a・11bを経て燃焼室2aに供給される混合気の気流が強くなり、混合気が排出ガスに混入する量を低減し、燃費が向上するとともに排出ガスに含まれるHC(炭化水素)の量を低減させることが可能である。
前述の如く、本実施例のエンジン1における掃気経路11a・11bは、ピストン4が往復運動する内部空間2bのシリンダ面(ピストン4が当接する面)に形成された溝21a・21bと隔壁部材22・23とで形成される。
溝21a・21bの長手方向はピストン4の運動方向(上下方向)と略一致し、溝21a・21bの下端部はシリンダブロック2の下端面まで達し、溝21a・21bの上端部はピストン4が下死点付近に位置するときにピストン4の上面より上方となる位置まで達している。
隔壁部材22・23は、溝21a・21bの上端部と下端部をシリンダブロック2の内部空間2bと連通させ、溝21a・21bの中途部と内部空間2bとを隔てて掃気経路11a・11bを形成する隔壁となる部材である。
側壁部22bおよび側壁部22cは隔壁部22aの左右端部から延設される略長方形の板状の部材であり、溝21aに隔壁部材22を設けたときに溝21aの壁面と当接して隔壁部材22を支持する。そして、隔壁部22aと側壁部22bと側壁部22cを合わせた形状は、平面視略コの字型の樋状となっている。
第一に、隔壁部材22により内部空間2bに形成された溝21aの中途部を確実に隔てて掃気経路11aを形成することが可能であり、クランク室3cから掃気経路11aを経て燃焼室2aに送りこまれる混合気の気流(掃気流)が安定する。従って、2サイクルエンジンの出力および燃費が向上し、排気ガス中のHC(炭化水素)の低減が可能である。
第二に、隔壁部材22をシリンダブロック2と別体とすることにより、隔壁部材22を形成する際の寸法精度のばらつきを抑えることが容易であり、エンジン1の個体間の出力特性のばらつきを抑えることが可能である。また、隔壁部材22の厚さや形状を変更するだけで容易に掃気経路11aの形状を変更し、エンジンの出力特性等を仕様等に応じて変更または調整することが可能である。
第三に、シリンダブロック2を鋳造する際に高価な可動式の鋳型や中子を用いる必要がないので、組立工数を削減し、組立時の作業性が向上することが可能であり、2サイクルエンジンを安価に製造可能である。
第四に、側壁部22b・22cにより、隔壁部材22を溝21aに対して所望の位置および姿勢で精度良く固定することが可能であり、掃気経路11aを精度良く形成することが可能である。
このように構成することにより、隔壁部材22を安価に製造可能である。
このように構成することにより、隔壁部材22をシリンダブロック2に対して位置決めしてボルト等を用いることなく溝21aに固定することが可能であり、部品点数および組立工数の削減が可能である。
このように構成することにより、掃気ポート(掃気経路と燃焼室との連通させる孔)の形状を変更して、2サイクルエンジンの出力特性等を容易に変更および調整することが可能である。
なお、連通孔22fは図12に示す如き切り欠き(あるいはスリット)でも、図13の別実施例の如き丸孔でも良い。また孔の形状および個数についても限定されず、所望の2サイクルエンジンの出力特性等に応じて適宜選択可能である。
このように構成することにより、隔壁部材22の隔壁部22aは突起24に当接して支持されるので、内部空間2b側に倒れ込むことがなく、隔壁部材22の姿勢を確実に保持することが可能である。
2 シリンダブロック
2b 内部空間
3 クランクケース
4 ピストン
21a・21b 溝
22・23 隔壁部材
Claims (6)
- クランクケース圧縮掃気型の2サイクルエンジンにおいて、
シリンダブロックの内部にピストンが往復運動する内部空間を形成するとともに、該内部空間のシリンダ面に軸心と平行に溝を形成し、該溝に隔壁部材を設けて掃気経路を形成したことを特徴とする2サイクルエンジン。 - 前記隔壁部材に単数または複数の係止部を設け、シリンダブロックとクランクケースとの接合面に形成された凹部に該係止部を係止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。
- 前記隔壁部材を平面視コの字型に形成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の2サイクルエンジン。
- 前記隔壁部材を板状の部材を屈曲して形成したことを特徴とする請求項3に記載の2サイクルエンジン。
- 前記シリンダブロックの内部に形成された溝と内部空間のシリンダ面との境界部分に隔壁部材を支持するための突起を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の2サイクルエンジン。
- 前記隔壁部材の上端部に連通孔を形成したことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の2サイクルエンジン。
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