专利名称：2循环发动机及工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及2循环发动机，特别地，涉及适用于割草机、电锯、鼓风机等手持发动机工具的2循环发动机，以及使用该发动机的工具。
背景技术：
目前已知在扫气口、扫气通路或排气口的数量、形状上想办法而提高输出的2循环发动机。
例如，专利文献1所述的2循环发动机，在扫气通路内设置将扫气通路沿上下方向分割为2部分的整流板。该整流板通过利用从上方扫气开口部流出的混合气体，决定从下方扫气开口部流出的混合气体的方向，从而使从两个扫气开口部流出的混合气体在气缸内具有相同的流线而流出。
专利文献1:特开平8 — 296443号公报
发明内容
但是，在专利文献1的2循环发动机中，在扫气行程中从上下扫气开口部流出的混合气体，被整流板从气缸内壁面引导至火花塞附近。因此，无法高效地进行气缸中央部分的燃烧气体的扫气，从而在气缸内残留燃烧气体。并且，存在如果扫气行程结束，活塞继续向上死点前进，则气缸内的混合气体与燃烧气体混合的问题。其结果，存在混合气体浓度降低、气缸输出降低的问题。
本发明是鉴于上述课题提出的，其目的在于提供一种可以通过高效地进行扫气而提高输出的2循环发动机，以及具有该2循环发动
机的工具。
为了解决上述课题，本发明中的2循环发动机，其具有排气口，其设置在气缸的侧部；以及扫气口，其相对于包含前述气缸的轴线和前述排气口的气缸周方向的中心线在内的平面，对称地设置于前述气缸的侧部，其特征在于，前述扫气口构成为，从前述气缸的轴线方向观察，从前述扫气口的开口朝向前述气缸内的轴线，朝向从前述气缸的前述排气口远离的方向，同时前述扫气口在前述气缸的轴线方
向上被分割。
此外，将前述扫气口在前述气缸轴线方向进行分割的分割部，在将前述分割部由使前述扫气口的气缸周方向的中心线穿过、并沿着通过前述扫气口的扫气的流动方向、并与前述气缸的轴线平行的平面剖开的情况下，其靠近前述气缸位置处的前述分割部的气缸轴线方向的厚度，大于从前述气缸远离的位置处的前述分割部的厚度。
另外，在将前述分割部由包含前述气缸的轴线和前述扫气口的气缸周方向的中心线的平面剖开的情况下，在前述气缸轴线方向上被分割的前述扫气口的上死点侧扫气口的上死点侧的壁面向前述气缸内延长的延长线，相对于与前述气缸轴线垂直的直线向上死点方向倾斜，同时，前述延长线与垂直于前述气缸轴线的直线所成的角度，大于下述延长线与垂直于前述气缸轴线的直线所成的角度，该延长线是在前述气缸轴线方向上被分割的前述扫气口的下死点侧扫气口的上死点侧的壁面向前述气缸内延长的延长线。
前述气缸还具有第2扫气口，其相对于前述扫气口位于远离前述排气口的一侧，并与前述扫气口相邻。
另外，本发明涉及的2循环发动机是具有上述任意一种2循环
发动机的工具。
根据本发明，因为在气缸的轴线方向上观察，从扫气口的开口向气缸内的轴线朝向与扫气口正对一侧，同时，扫气口沿气缸轴线方向分割构成，所以，从扫气口流入气缸内的混合气体可以高效地进行
残留在气缸内的燃烧气体的扫气，可以实现可提高输出的2循环发动机。
图1是表示本发明的实施方式的一个例子的割草机的外观图。图2是表示本发明的实施方式的一个例子的发动机的立剖面图。
图3是以图2的m—ni线切断前述发动机的立剖面图。
图4是将图1的要部放大的放大图。
图5是以图3的V — V线切断前述发动机的平剖面图。
图6是表示前述发动机的混合气体流动的立剖面图。
图7是表示前述发动机的混合气体流动的平剖面图。
图8是表示另一实施方式涉及的发动机的混合气体流动的立剖面图。
图9是表示其它实施方式涉及的发动机的混合气体流动平面图。
图IO是表示前述发动机的变形例的立剖面图。
图11是表示前述发动机的另一变形例的立剖面图。
图12是表示前述发动机的其它变形例的立剖面图。
具体实施例方式
下面，根据
用于实施本发明的最佳方式。图1是表示搭载了本发明的第1实施方式涉及的2循环发动机(以下简称发动机)1的割草机1001的图。如图1所示，分别在割草机1001的操作杆1002的前端和后端安装旋转刀具1003和发动机1。发动机1的输出经由插入操作杆1002内的驱动杆，供给至旋转刀具1003。操作者把持安装在操作杆1002上的手柄1004而操作割草机1001。
发动机1以图2至图6所示的方式构成。即，如图2所示，在发动机1的气缸体41上安装曲柄壳体7。在气缸体41的气缸4内，活塞2沿气缸轴线16的方向上下移动(另外，在图2中表示活塞2位于下死点的状态)。另外，气缸4在上方安装火花塞17，在下方与曲柄壳体7内的曲柄室12连接。另外，活塞2经由活塞销6和连杆5与曲柄轴8连接。曲柄轴8可旋转地支撑在曲柄壳体7上。并且，在气缸4的侧部开设排气口 9，其在前后方向(在图2中是与纸面垂直的方向)贯穿气缸体41，将燃烧气体从气缸4内排出。另外，在
6气缸体41上，相对于气缸4对称地(相对于包含气缸轴线16和将排气口 9沿气缸4的周方向2等份的中心线在内的平面对称地)形成一对扫气口 10。各扫气口 IO经由扫气通路15与曲柄室12连通。并且，扫气口 IO被分割部14上下(气缸轴线16的方向)分割，形成上死点侧扫气口 10a和下死点侧扫气口 10b。该分割部14具有图2所示的大致楔形的剖面形状，即，随着朝向气缸4侧而其厚度增大的剖面形状，前端向扫气通路15内延伸。另外，排气口9的上死点侧的边缘相对于扫气口 IO(上死点侧扫气口 10a)的上死点侧的边缘位于上死点侧。因此，当活塞2从上死点向下死点移动时，排气口9在扫气口 10之前向气缸4开放。
如图3所示，在气缸体41上设置进气口 13。进气口 13在活塞2位于上死点附近(进气过程)时打开，向曲柄室12供给混合气体。另外，在气缸体41上设置反排气口侧扫气口 10c (第2扫气口)，其设置在从排气口 9观察，与上死点侧扫气口 10a及下死点侧扫气口10b相比距离该排气口 9较远，并在气缸周方向上与该排气口 9分离的一侧(气缸周方向的反排气口侧(进气口 13侦O )，并且设置在与上死点侧扫气口 10a及下死点侧扫气口 10b相邻的位置。也就是说，扫气口 10由上死点侧扫气口 10a、下死点侧扫气口 10b、反排气口侧扫气口 10c构成。
如图4所示，扫气口 IO的上死点侧扫气口 10a和下死点侧扫气口 10b以不同的角度向气缸4内的上死点方向倾斜(朝向图的斜上方)开口。并且，上死点侧扫气口 10a的轴线相对于垂直于气缸4的轴线的平面的倾斜度，大于下死点侧扫气口 10b的轴线的倾斜度。在气缸4内，上死点侧扫气口 10a的轴线与下死点侧扫气口 10b的轴线相比，更大地向上死点侧倾斜。
另外，在图4的剖面中，上死点侧扫气口 10a的上死点侧壁面11a向气缸4内延长的延长线19与气缸轴线16的交点，优选与活塞2位于上死点和下死点的中点时活塞2的上表面所在的平面18相比，位于上死点侧，上述图4的剖面是由下述平面剖开的剖面，该平面包含将上死点侧扫气口 10a在气缸4的周方向上等分的中心线和气缸轴线16。并且，分割部下死点侧壁面14b向气缸4内延长的延长线20 与气缸轴线16的交点，优选与平面18相比位于下死点侧。
或者，也可以使延长线19与平面18的交点，相对于气缸轴线 16位于扫气口 IOa侦ij，使延长线20与平面18的交点，越过气缸轴 线16而位于相对的扫气口 10a侧或气缸4的外侧。
另外，可以使上死点侧扫气口 10a与垂直于气缸轴线16的直线 或平面18所成的角度，大于下死点侧扫气口 10b与垂直于气缸轴线 16的直线或平面18所成的角度。例如，使延长线19与平面18所成 的角度a、和延长线20与平面18所成的角度(3的关系为a>p。
或者，也可以使将分割部14的分割部上死点侧壁面14a向气缸 4内延长的延长线与平面18所成的角度(x，与将分割部14的分割部 下死点侧壁面14b或下死点侧扫气口 10b的下死点侧壁面lib向气缸 4内延长的延长线与平面18所成的角度卩的关系，成为a>|3。
另外，也可以使将各扫气口 10a、 10b沿气缸轴线16方向2等 分的直线向气缸4内延长的延长线，或从各扫气口 10a、 10b流入气 缸4内的混合气体的流入方向，满足上述任意一种关系。
此外，在图4的剖面中，分割部14具有随着在扫气通路15内 远离气缸4而逐渐变细的剖面形状，该图4的剖面是由下述平面剖开 气缸4的剖面，该平面包含将上死点侧扫气口 10a沿气缸4的周方向 等分的中心线和气缸轴线16。例如，分割部14具有下述的剖面形状 分割部上死点侧壁面Ha的朝向远离气缸4的方向的延长线、与分割 部下死点侧壁面Mb的延长线20，在扫气通路15内的交点21处相 交。
如图5所示，在从气缸轴线方向观察(由垂直于气缸轴线16的 平面剖开的剖面图示)的情况下，上死点侧扫气口 10a、未图示的下 死点侧扫气口 10b、及反排气口侧扫气口 10c，相对于下述平面22 对称地配置，该平面22穿过气缸轴线16，同时沿气缸4的周方向等 分排气口9。另外，各扫气口10a、 10b、 10c朝向远离排气口 9的方 向(进气口 13侦ij)开口。此外，未图示的下死点侧扫气口 10b的轴 线与上死点侧扫气口 10a的轴线一致。
8也就是说，各扫气口 10a、 10b、 10c的开口向气缸4内的轴线， 朝向远离排气口9的方向，此外，所谓"轴线"，是代表通过各扫气口 10a、 10b、 10c的气体流线的轴。即，通过各扫气口 10a、 10b、 10c 并流入气缸4的气体，沿各扫气口10a、 10b、 10c的轴线方向流动。 例如，各扫气口 10a、 10b、 10c的进气口 13侧的壁面向气缸4内的 延长线、各扫气口 10a、 10b、 10c的排气口 9侧的壁面向气缸4内的 延长线、从气缸轴线方向上观察将各扫气口 10a、 10b、 10c两等分的 直线向气缸4内的延长线、从各扫气口 10a、 10b、 10c流入气缸4内 的混合气体的流入方向的延长线等，相当于各扫气口 10a、 10b、 10c 的轴线。另外，与上死点侧扫气口 10a及下死点侧扫气口 10b的周方 向的宽度相比，反排气口侧扫气口 10c周方向的宽度较小。
下面，对于本实施方式的发动机1的1个循环的混合气及燃烧 气体的流动进行说明。气缸4内的混合气体在活塞2到达上死点附近 时，由火花塞17点火。并且，气缸4内的混合气体燃烧而成为燃烧 气体，成为高温、高压后，将活塞2从上死点向下死点推下。如果活 塞2下降，则首先排气口 9打开。如果排气口 9打开，则气缸4内的 高压燃烧气体从排气口 9流出。同时，随着活塞2的下降，曲柄室 12内的混合气体被压縮，混合气体的压力上升。
此外，如果活塞2下降，则各扫气口 IO中的上死点侧扫气口 10a 和反排气口侧扫气口 10c打开，气缸4与曲柄室12连通。并且，如 果曲柄室12内的压力高于气缸4内的压力，则混合气体流入气缸4 内。并且，如果下死点侧扫气口 10b打开，则混合气体从下死点侧扫 气口 10b流入气缸4内。
在这里，说明从扫气口 10流入气缸4内的混合气体的流动。如 图5所示，反排气口侧扫气口 10c设置在反排气口侦ij(进气口 13侧)， 轴线朝向与排气口 9相对的一侧，同时朝向上死点侧。因此，如图中 粗箭头所示，从在活塞2下降之前打开的反口侧排气扫气口 10c流入 的混合气体，沿气缸4的反排气口侧的侧面流动，同时，如图6中粗 箭头所示，向上死点方向即气缸4内的火花塞附近的上部区域流动， 将燃烧气体向排气口 9推出。另一方面，如图5、图6所示，上死点侧扫气口 10a相对于反排 气口侧扫气口 10c，在气缸4的周方向上位于靠近排气口 9侧，上死 点侧扫气口 10a的轴线远离排气口 9，并朝向上死点侧。因此，如图 中粗箭头所示，从上死点侧扫气口 10a流入气缸4内的混合气体，相 对于从反排气口侧扫气口 10c流入的混合气体，靠近排气口 9且靠近 下死点，也就是说，相对于从扫气口 10c流入的混合气体，经过其内 侧而流向上死点方向。并且，将相对于反排气口侧扫气口 10c的扫气 区域位于内侧的燃烧气体向排气口 9推出。
因此，从反排气口侧扫气口 10c流入的混合气体、和从上死点 侧扫气口 10a流入的混合气体，因为分别向气缸4内不同的区域流动， 将残留在该区域内的燃烧气体向排气口 9推出，所以可以高效地进行 气缸4内的扫气。
另外，如图5所示，在气缸轴线方向上观察，因为与上死点侧 扫气口 10a相比，反排气口侧扫气口 10c较小，所以从反排气口侧扫 气口 10c流入的混合气体的流速，高于从上死点侧排气口 10a流入的 混合气体。因此，可以更加高效地清除残留在气缸4内的上部区域中 的燃烧气体。
此外，如果活塞2下降，则下死点侧扫气口 10b开口。沿气缸 轴线方向观察的情况下的下死点侧扫气口 10b的轴线，与上死点侧扫 气口 10a同样地，朝向排气口9所对的一侧。因此，从下死点侧扫气 口 10b流入的混合气体，与从上死点侧扫气口 10a流入的混合气体同 样地，相对于反排气口侧扫气口 10c，在排气口 9侧沿气缸4的侧面 流入气缸4内。
如上所述，在上死点侧扫气口 10a和下死点侧扫气口 10b之间 设置分割部14。因此，下死点侧扫气口 10b的轴线与上死点侧扫气 口 10a的轴线不同。即，沿气缸轴线方向观察的情况下的下死点侧扫 气口 10b的轴线与上死点侧扫气口 10a的轴线相比，在气缸4内偏向 下死点侧。因此，如图6、图7的粗箭头所示，从下死点侧扫气口 10b 流入的混合气体，相对于从上死点侧扫气口 10a流入的混合气体，进 一步经过其内侧而流向上死点，从而将气缸4内的中央附近的燃烧气体向排气口 9推出。
因此，从下死点侧扫气口 10b流入的混合气体，可以将气缸4 内的中央附近的、残留在不同于从反排气口侧扫气口 10c及上死点侧 扫气口 10a流入的混合气体扫气的区域中的燃烧气体，向排气口 9 推出。因此，可以更加高效地进行气缸4内的扫气。
此外，如上所述，将分割部14的分割部上死点侧壁面14a向远 离气缸4的方向延长的延长线或面、和分割部下死点侧壁面14b的延 长线或面，以在扫气通路15内具有交点21或交线的方式形成。因此， 因为可以减小从曲柄室12流入气缸4内的混合气体在扫气通路内的 流路阻力，所以可以高效地进行扫气。
并且，如果活塞2从下死点向上死点上升，则按照下死点侧扫 气口 10b、上死点侧扫气口 10a、反排气口侧扫气口 10c、排气口 9 的顺序，利用活塞2使其关闭。同时，因为曲柄室12内的压力降低， 同时供气口 13打开，所以作为燃料的混合气体进入曲柄室12内，再 继续循环。
如上所述，在本实施方式的2循环发动机1中，因为上死点侧 扫气口 10a、下死点侧扫气口 10b、反排气口侧扫气口 10c的朝向气 缸4内的轴线各不相同，所以从各上死点侧扫气口 10a、下死点侧扫 气口 10b、反排气口侧扫气口 10c流入气缸4内的混合气体流向气缸 4内的不同方向。因此，它们将残留在气缸4内的不同位置的燃烧气 体向排气口 9推出。因此，可以高效地清除气缸4内的全部残留燃烧 气体，因为气缸4内的混合气体浓度升高，从而进一步提高2循环发 动机1的输出。
下面，根据图8说明本发明的其它实施方式。如图8所示，在 本实施方式中，与上述实施方式(参照图7)相比，使各扫气口 110 的轴线在气缸轴线方向上进一步向上死点侧倾斜(向图的斜上方倾 斜)。并且，不同点在于，与该倾斜相对应，分割部114及扫气通路 115的形状也改变，其它结构与上述实施方式相同。
与前述实施方式相同地，下死点侧扫气口 110b的轴线与上死点 侧扫气口 110a的轴线倾斜不同，上死点侧扫气口 110a的轴线相对于
11垂直于气缸4的轴线的平面的倾斜，大于下死点侧扫气口 110b的轴
线的倾斜，上死点侧扫气口 110a的轴线在气缸4内更加朝向上侧(上 死点侧)。因此，从上死点侧扫气口 IIO和下死点侧扫气口 110b流 入气缸4内的混合气体分别向气缸4内不同的方向流入。因此，将残 留在气缸4内的不同位置的燃烧气体向排气口 9推出。因此，可以高 效地对气缸4的全部残留燃烧气体进行扫气，因气缸4内的混合气体 的浓度升高而进一步提高发动机1的输出。
在上述2个实施方式中，沿气缸轴线方向观察的扫气口 10、 110 的上死点侧扫气口 10a、 110a和下死点侧扫气口 10b、 110b向气缸4 的轴线朝向同一方向。但是，沿气缸轴线方向观察的上死点侧扫气口 10a、 110a的轴线和上死点侧扫气口 10b、 110b的轴线也可以朝向不 同的方向。
例如，如图9所示，沿气缸轴线方向观察，虽然上死点侧扫气 口及上死点侧扫气口的轴线均朝向远离排气口 9的方向，但下死点侧 扫气口210b的轴线，与上死点侧扫气口 10a的轴线相比，其偏向排 气口 9侧。因为这样构成，所以图9粗箭头所示的从下死点侧扫气口 210b流入气缸4内的混合气体的流动，相对于图5所示的流动，进 一步向气缸4内的内侧流入。因此，与从气缸轴线方向观察，上下扫 气口朝向同一方向开口的情况相比，可以更高效地将气缸4内的残留 燃烧气体从排气口推出。其结果是，可以使气缸4内的混合气体浓度 升高，进一步提高2循环发动机1的输出。
此外，在上述各实施方式中，均在各扫气口 10、 110处分别仅 设置1个分割部14、 114，但也可以设置多个分割部。在这种情况下， 优选构成为，使各上死点侧壁面及下死点侧壁面的延长方向朝向适当 的方向，使混合气体从分割形成的扫气口的各开口流入气缸4内的不 同位置。其结果，可以高效地对气缸4内的残留燃烧气体进行扫气， 提高气缸4内的混合气体浓度，进一步提高2循环发动机1的输出。
另外，在上述各实施方式中，反排气口侧扫气口 10c并未在气 缸轴线方向上上下分割，但也可以在反排气口侧扫气口 10c设置分割 部。通过这样构成，可以使从反排气口侧扫气口 10c流入的混合气体进一步朝向其它方向。其结果，可以更高效地对残留在气缸4内的燃 烧气体进行扫气，提高气缸4内的混合气体浓度，进一步提高发动机 1的输出。
此外，上述各实施方式均具有反排气口侧扫气口 10c，但也可以 省略反排气口侧扫气口 10c。在这种情况下，优选按照图8所示的实 施方式设定各扫气口轴线。也就是说，例如，上死点侧扫气口 110a 的轴线方向设定为，使从上死点侧扫气口 110a流入的混合气体一直 到达气缸4内的火花塞附近。并且，下死点侧扫气口 110b的轴线设 定为，使从下死点侧扫气口 110b流入的混合气体在从上死点侧扫气 口 110a流入的混合气体的内侧流动。此外，根据情况不同，如图9 所示，也可以构成为，使沿气缸轴线方向观察的各扫气口 110a、 110b 的轴线方向不同。通过按照这种方式使轴线方向不同，可以在没有反 排气口侧扫气口 10c的情况下也高效地进行扫气。
另外，在上述各实施方式中，分割部14、 114的气缸轴线方向 的剖面形状形成为大致三角形状的楔形，但分割部14、 114不限于剖 面形状为楔形。如果可以不增大通过扫气通路15、 115的混合气体的 流路阻力，而改变流入气缸4内的混合气体的流入方向，则也可以选 择其它形状。例如图10所示，可以使分割部314的剖面形状为三角 形。在这种情况下，因为分割部314的上死点侧壁面、下死点侧壁面 分别为大致平面状，所以存在可以容易地形成分割部314的优点。另 外，也可以如图11所示使分割部414的剖面形状为翼形。在这种情 况下，具有可以不干扰在扫气通路15内流动的混合气体的流动而将 混合气体导入气缸4内的进一步的优点。此外，如图12所示，也可 以使分割部514的剖面形状为大致L字状。
此外，本发明涉及的2循环发动机不限于用于割草机，也可以 应用于链锯、鼓风机等其它手持发动机工具或车辆等各种领域。
本申请基于在2008年8月12日申请的日本国专利申请第 2008-208273号而要求优先权，在这里引用其内容。
1权利要求
1.一种2循环发动机，其具有排气口，其设置在气缸的侧部；以及扫气口，其相对于包含前述气缸的轴线和前述排气口的气缸周方向的中心线在内的平面，对称地设置于前述气缸的侧部，其特征在于，前述扫气口构成为，从前述气缸的轴线方向观察，从前述扫气口的开口朝向前述气缸内的轴线，朝向从前述气缸的前述排气口远离的方向，同时前述扫气口在前述气缸的轴线方向上被分割。
2. 如权利要求1所述的2循环发动机，其特征在于， 将前述扫气口在前述气缸轴线方向进行分割的分割部，在将前述分割部由使前述扫气口的气缸周方向的中心线穿过、并沿着通过前 述扫气口的扫气的流动方向、并与前述气缸的轴线平行的平面剖开的 情况下，其靠近前述气缸位置处的前述分割部的气缸轴线方向的厚度， 大于从前述气缸远离的位置处的前述分割部的厚度。
3. 如权利要求1所述的2循环发动机，其特征在于， 在将前述分割部由包含前述气缸的轴线和前述扫气口的气缸周方向的中心线的平面剖开的情况下，在前述气缸轴线方向上被分割的前述扫气口的上死点侧扫气口 的上死点侧的壁面向前述气缸内延长的延长线，相对于与前述气缸轴 线垂直的直线向上死点方向倾斜，同时，前述延长线与垂直于前述气 缸轴线的直线所成的角度，大于下述延长线与垂直于前述气缸轴线的 直线所成的角度，该延长线是在前述气缸轴线方向上被分割的前述扫 气口的下死点侧扫气口的上死点侧的壁面向前述气缸内延长的延长 线。
4. 如权利要求1所述的2循环发动机，其特征在于，前述气缸还具有第2扫气口，其相对于前述扫气口位于远离前述排气口的一侧，并与前述扫气口相邻。
5. —种工具，其特征在于，具有如权利要求1至4中的任意一项所述的2循环发动机。
全文摘要
本发明提供一种2循环发动机(1)，其可以通过高效进行扫气而提高输出。其具有排气口(9)，其设置在气缸(4)的侧部；以及扫气口(10)，其使气缸(4)的轴线(16)穿过，同时，相对于通过排气口(9)的气缸周方向的中心的平面，对称地设置于气缸(4)的侧部，扫气口(10)构成为，从气缸(4)的轴线方向观察，扫气口(10)的开口的向气缸(4)内的轴线朝向远离气缸(4)的排气口(9)的方向，同时沿气缸(4)的轴线方向，被分割部(14)分割。
文档编号F02B25/00GK101649770SQ20091016137
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者上村淳一, 大津新喜, 安富俊德 申请人:日立工机株式会社