JP3630897B2 - ２サイクル内燃エンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２サイクル内燃エンジンに係り、特に、作業姿勢を変化せしめて使用するチェーンソー等の可搬式動力作業機に好適な２サイクル内燃エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小型空冷２サイクル内燃エンジンは、混合気が給気口を介してクランク室に吸入されて予圧縮を受けると共に、該混合気が前記クランク室内で回転するバランスウエート等で撹乱されるので、吸入混合気中の一部の未気化生燃料が掃気路を介して、そのまま燃焼室に供給されてしまう現象が生じる場合があり、該現象は、エンジンがアイドリング状態にあるときに顕著である。
【０００３】
即ち、前記内燃エンジンが高負荷高速回転状態にあるときには、単位時間当たりの燃料量が多いので、前述のように未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込んでも、さほど大きな不具合は生じないが、エンジンがアイドリング状態にあるときには、単位時間当たりの燃料要求量が少ないので、未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込むと、混合気が過濃状態となって、エンジンがストップしてしまう等の不都合が生じる。
【０００４】
特に、小型チェーンソー等の作業姿勢が大きく変化せしめられる可搬式動力作業機に動力発生源として使用される小型空冷２サイクル内燃エンジン（以下、内燃エンジンと略称する）は、横に寝かせた姿勢で本体ケース内に配備するのが一般的であるので、作業者が手で持った状態での横幅に比して縦長（高さ）が長いことから、前記現象が顕著になると共に、時には、内燃エンジンが急に失速し、ストップしてしまう不都合が生じていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、前記の如く横に寝かせた姿勢でチェーンソー等の作業機の本体ケース内に配備される小型空冷２サイクル内燃エンジン（例えば、実開昭５６−１４０４０２号公報等参照）は、クランク室の底部（寝かせられた状態で見ると側部）に吸入口が開口せしめられ、気化器からの混合気がリードバルブを介して前記吸入口から前記クランク室に吸入されて予圧縮され、該クランク室に開口せしめられた掃気路を通じて燃焼室に送り込まれるようにされているので、作業機（チェーンソー）の前部を下方もしくは斜め下に向けて作業を暫くの間行い、その後、急にその前部を上方もしくは斜め上に向けると、エンジンが失速し、ストップしてしまうことがある。
【０００６】
これは、前記作業機の前部を下方もしくは斜め下に向けている間、つまり、前記エンジンのクランク室に開口する吸入口が下方もしくは斜め下に向けられている間に、前記クランク室の内周面等に付着している未気化生燃料が前記吸入口部に流れ込んでそこに溜まり、前記作業機の前部を急に上方もしくは斜め上に向けると、その未気化生燃料が前記クランク室の内周面をつたって前記掃気路にそのまま流入し、該掃気路から燃焼室に一気に流れ込んで、燃焼に供される混合気が過濃状態になってしまうことに起因している。
【０００７】
このような作業機の姿勢変化に伴うクランク室内での未気化生燃料の不所望な流動を防止すべく、本出願人は、既に、特願平７−３１３３７１号としてクランク室の内周面に流動規制部を設けた技術を提案している。
【０００８】
該提案の技術は、前記流動規制部を堰、溝、もしくは、窪みが一本もしくは二本を備えた線形状体として前記クランク室の吸入口近傍に設けたもので、前記エンジンの姿勢変化によって、前記吸入口部に溜まっていた未気化生燃料がクランク室に流れ込もうとしても、その流れが前記流動規制部により邪魔され、燃焼室への流入を阻止するものである。
【０００９】
しかし、前記提案の技術は、前記流動規制部である堰等がクランクシャフトと平行で、吸入口近傍に設けられているものであるので、エンジンの姿勢変更前に、前記流動規制部である堰等より掃気路側のクランク室の内面に付着等していた未気化生燃料、あるいは、エンジンの姿勢変更時に前記堰等を乗り越えた未気化生燃料の燃焼室への流入を阻止することはできなかった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、例え、作業機等の姿勢変化に伴って当該作業機等の内燃エンジン姿勢が変化しても、クランク室の内周面等に付着している未気化生燃料に不所望な流動を生じ難くし、未気化生燃料が一気に燃焼室に流れ込む不具合を無くしてエンジンの不測の停止を防止した２サイクル内燃エンジンを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る２サイクル内燃エンジンは、クランク室と該クランク室に開口する吸入口とを有するクランクケースを備え、前記クランク室の内周面における前記吸入口近傍に分流溝を設け、該分流溝から掃気路の近傍にわたって未気化生燃料の流速を低下させる流動規制面部を設けたことを特徴としている。
【００１２】
そして、本発明の好ましい具体的な態様としては、前記流動規制面部が、多数の凸条を格子状に配設し、該凸条がクランクシャフトの軸線に対して所定角度傾斜した格子状に前記クランク室の全幅にわたって配設されていることを特徴としている。
【００１３】
前述の如く構成された本発明の２サイクル内燃エンジンは、該２サイクル内燃エンジンを装備した可搬式動力作業機の姿勢変化によって、機体と一体に姿勢変化してシリンダヘッドが上方になるようになると、クランク室の内周面の前記流動規制面部等に付着していた未気化生燃料が前記流動規制面部の多数の凸条を乗り越えながら、吸入口部側にゆっくりと流れるとともに、前記凸条で囲まれて形成された多数の窪みに分散されて溜まる。
【００１４】
その後、前記２サイクル内燃エンジンが反対方向（上向き）に急激に姿勢変更されると、前記吸入口部や前記多数の窪みに分散して溜まっていた未気化生燃料が掃気路側に一気に流れ込もうとするが、その流れが前記多数の凸条からなる格子状の面の各凸条により邪魔され、その流速が大きく低下せしめられ、前記未気化生燃料が前記傾斜した凸条に囲まれた窪みに分散して溜まるので、容易に再気化する。
【００１５】
また、前記内燃エンジンの反対方向への姿勢変更前に、前記流動規制面部等のクランク室の内面に付着等していた未気化生燃料も、前記エンジンの姿勢変更によって、前記と同様に、前記クランク室の内周面をつたって一気に前記燃焼室に液状のまま流れ込むような事態が避けられ、その結果、エンジンが不測にストップしてしまう等の不具合が生じ難くされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る２サイクル内燃エンジンの一実施形態が採用されている可搬式動力作業機の一例としてチェーンソー１を示している。
図１のチェーンソー１は、本体ケース２を持ち、該本体ケース２の前部（図の左側）にはソーチェーン等からなる作業部６が脱着可能に取着され、前記本体ケース２の後部には主ハンドル３が取り付けられ、前部上方にはループ状の補助ハンドル４が取り付けられている。
【００１７】
前記本体ケース２の内部に、本実施形態の小型空冷２サイクル内燃エンジン１０が、シリンダヘッド１１を後に向けて横に寝かせられた姿勢で、言い換えれば、シリンダブロック１２が後側に位置し、それに連結されたクランクケース２０が前側に位置するようにして配備されている。
【００１８】
前記シリンダブロック１２内には、ピストン１４が嵌挿されるとともに、このピストン１４の頂面側に燃焼室１７が画成され、該燃焼室１７に臨むように前記シリンダブロック１２の頂部に点火プラグ２９が取着されている。
【００１９】
前記ピストン１４の往復運動は、コンロッド１９を介して、半円筒状のクランクケース２０と前記シリンダブロック１２の下部とに挟まれるようにして取着された軸受（図示省略）に軸支されたクランクシャフト１５の回転運動に変換され、該クランクシャフト１５の回転に伴って、それに取り付けられたバランスウエイト１６が前記クランクケース２０と前記シリンダブロック１２の下部とで画成されたクランク室２２内で、図１において矢印Ａで示した方向に回転するようになっている。
【００２０】
また、前記クランクケース２０における前記クランク室２２の底部（図示の寝かせられた状態で見ると前側部）の上方寄りには、吸入口２５が開口せしめられ、ダイヤフラム式気化器３０からインシュレータに形成された給気通路３２を通じて送出される混合気が、リードバルブ３５を介して前記吸入口２５から前記クランク室２２に吸入されて予圧縮され、その混合気が前記クランク室２２に開口せしめられた上下一対の掃気路２７，２７を通じて前記燃焼室１７に送り込まれるようにされている。
【００２１】
そして、本実施形態においては、図２及び図３を参照すればよくわかるように、前記クランクケース２０側の前記クランク室２２の内周面２２ａに沿って、前記吸入口２５近傍から前記下側の掃気路２７近傍部に渡って未気化生燃料の流速を低下させる面状の流動規制面部２３を、多数の交差する凸条２３ａ，…からなる格子状に前記クランク室２２の前記クランクシャフト１５の軸線Ｏ−Ｏ方向の全幅Ｌにわたって設けている。
【００２２】
前記多数の凸条２３ａ，…は、向きを異にした二組の凸条群からなり、該二組の凸条群が交差することで格子状に形成され、かつ、前記多数の凸条２３ａ，…は前記クランクシャフト１５の軸線Ｏ−Ｏに対して所定角度傾斜した状態で設けられているので、前記流動規制面部２３の四本の凸条２３ａ，…に囲まれた部分は、それぞれ菱形の窪み２３ｂ（図４参照）になっている。なお、図２、図３おいて符号２８，２８は、前記クランクシャフト１５用軸受の装着部を示している。
【００２３】
前記の如き構成の２サイクル内燃エンジンを装備したチェーンソー１の作動について説明する。該チェーンソー１の前部を下方もしくは斜め下に向けて暫くの間作業を行うと、前記クランク室２２の内周面２２ａの前記流動規制面部２３の窪み２３ｂ，…等に付着していた未気化生燃料が、前記流動規制面部２３の凸条２３ａ，…を乗り越えながら前記吸入口部２５側にゆっくりと流れるとともに、前記凸条２３ａ，…で囲まれて形成された多数の窪み２３ｂ，…に分散されて流れ込んでそこに溜まる。
【００２４】
その後、チェーンソー１の前部を急激に上方もしくは斜め上に向けると、前記吸入口部２５に溜まっていた未気化生燃料が図３において白抜き矢印で示される如くに、前記下側の掃気路２７に流れ込もうとするが、その流れが前記多数の凸条２３ａ，…からなる格子状の面の流動規制面部２３の各凸条２３ａ，…により邪魔され、その流速が大きく低下せしめられ、前記未気化生燃料が前記傾斜した凸条２３ａ，…に囲まれた窪み２３ｂ，…に分散して溜まるので、容易に再気化する。
【００２５】
また、前記チェーンソー１の前部を上方もしくは斜め上に向けるエンジンの姿勢変更前に、前記流動規制面部２３等のクランク室２２の内面２２ａに付着等していた未気化生燃料も、前記エンジンの姿勢変更によって、前記と同様に、前記クランク室２２の内周面２２ａをつたって一気に前記燃焼室１７に液状のまま流れ込むような事態が避けられ、その結果、エンジンが不測にストップしてしまう等の不具合が生じ難くされる。
【００２６】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。
【００２７】
例えば、前記実施形態では、流動規制面部２３の多数の凸条２３ａ，…をクランクシャフト１５の軸線Ｏ−Ｏ方向に対して所定角度傾斜した状態で設けたものとして説明したが、前記流動規制面部２３の多数の凸条２３ａ，…の一組の凸条群は、前記クランクシャフト１５の軸心方向に平行に、他の一組の凸条群は、前記クランクシャフト１５の軸心方向と直角に設けることもできる。
【００２８】
また、図２に示した如く、未気化生燃料が一個所へ集中して流れることを防止するために、適宜の分流溝２５ａ，２５ａを吸入口部２５近傍に設けると、一層好適である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の２サイクル内燃エンジンは、クランク室の内周面における吸入口近傍から掃気路近傍に渡って多数の凸条からなる格子状の面の流動規制面部を設けたので、当該エンジンの姿勢変化によって、前記吸入口部に溜まっていた未気化生燃料がクランク室に流れ込もうとしても、その流れがクランク室の内周面における多数の凸条からなる格子状の面の各凸条により邪魔され、その流速が大きく低下せしめられるとともに、多数の凸条で囲まれて形成された多数の窪みに分散されるので、未気化生燃料がクランク室の内周面をつたって液状のまま一気に燃焼室に流れ込むような事態が避けられ、また、再気化もしやすくなり、その結果、エンジンが不測にストップしてしまう等の不具合を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２サイクル内燃エンジンの一実施形態が採用されているチェーンソー１を示す部分切欠側面図。
【図２】図１に示される２サイクル内燃エンジンのクランクケースを示す、ＩＩ−ＩＩ 矢視拡大図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ 矢視縦断面図。
【図４】図２のクランクケースの内周面に設けた流動規制面部の拡大図。
【符号の説明】
１０…小型空冷２サイクルガソリンエンジン
１５…クランクシャフト
２０…クランクケース
２２…クランク室
２２ａ…内周面
２３…流動規制面部
２３ａ…凸条
２５…吸入口
２７…掃気路
Ｏ−Ｏ…クランクシャフトの軸線

Claims (4)

1. クランク室（２２）と該クランク室（２２）に開口する吸入口（２５）とを有するクランクケース（２０）を備え、前記クランク室（２２）の内周面（２２ａ）における前記吸入口（２５）近傍に分流溝（２５ａ，２５ａ）を設け、該分流溝（２５ａ，２５ａ）から掃気路（２７）の近傍にわたって未気化生燃料の流速を低下させる流動規制面部（２３）を設けたことを特徴とする２サイクル内燃エンジン。
2. 前記流動規制面部（２３）は、多数の凸条（２３ａ，・・・）を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の２サイクル内燃エンジン。
3. 前記流動規制面部（２３）は、多数の凸条（２３ａ，・・・）を格子状に配設したものであることを特徴とする請求項１に記載の２サイクル内燃エンジン。
4. 前記流動規制面部２３の多数の凸条（２３ａ，・・・）は、クランクシャフト（１５）の軸線（Ｏ−Ｏ）に対して所定角度傾斜した格子状に前記クランク室（２２）の全幅にわたって形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の２サイクル内燃エンジン。

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