JP2008190365A - ユニフロー式２ストローク内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造により、第１，第２ベーンから構成されるベーン機構によるスワール比の微細な制御が可能であり、スワール比の高精度な制御が可能なユニフロー式２ストローク内燃機関を提供する。
【解決手段】ユニフロー式２ストローク内燃機関は、掃気ポート13が設けられたスリーブ８と、掃気ポート13からシリンダ室14に流入する新気の流れを機関運転状態に応じて制御する気流制御装置とを備える。気流制御装置は、シリンダ室14でスワールが生成されるように新気を掃気ポート13に案内する案内通路33を形成する第１，第２ベーン31，32を備え、スワール比を制御するために第１，第２ベーン31，32の揺動位置が互いに独立して変更可能である。
【選択図】図７

Description

本発明は、シリンダの内周面に開口する掃気ポートから流入する新気の流れがシリンダ室でスワールを生成するユニフロー式２ストローク内燃機関に関し、詳細にはスワール比を制御する複数のベーンからなるベーン機構を備える気流制御装置の構造に関する。

ユニフロー式２ストローク内燃機関において、掃気ポートまたは掃気通路からシリンダ室に供給される新気の流れ、すなわち新気の流れ方向や流量を、機関運転状態に応じて制御する気流制御装置を備えるものは知られている。（例えば、特許文献１〜３参照）
特開昭６１−２５８９２４号公報 特開昭６１−２３２３２１号公報 特開平１０−１９６３７２号公報

ところで、掃気ポートから流入する新気の流れが複数のベーンを備えるベーン機構により制御されるユニフロー式内燃機関において、すべてのベーンが同じ形態で一律に案内角（ベーンが径方向に対して形成する角度である。）が変更される場合、周方向で掃気ポートを挟んで（または掃気通路を形成する）隣接する１対のベーンにおいて、一方のベーンの位置に対応する他方のベーンの位置は一対一の対応関係を有することから、ベーン機構によるスワール比の制御精度を高めるためには、各ベーンの位置を高精度に制御する必要があって、簡単な構造により、機関運転状態に応じた燃焼性向上や掃気効率向上のための高精度なスワール比の制御は困難である。
また、ベーンの案内角が変更されると、それに伴って、掃気ポートまたは掃気通路の有効通路面積も変更されるため、各掃気ポートまたは各掃気通路の有効通路面積を同一にした状態で異なるスワール比を設定することができないので、スワール比と有効通路面積との組合せによる燃焼性向上や掃気効率向上のための精緻な制御は困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜５記載の発明は、簡単な構造により、第１，第２ベーンから構成されるベーン機構によるスワール比の微細な制御が可能であり、スワール比の高精度な制御が可能なユニフロー式２ストローク内燃機関を提供することを目的とする。そして、請求項３記載の発明は、さらに、ベーン機構を駆動する駆動機構の小型化を図ることを目的とし、請求項４記載の発明は、さらに、ベーン機構を駆動する駆動機構により、シリンダ軸線方向でシリンダが大型化することを回避することを目的とし、請求項５記載の発明は、さらに、ベーンの支持構造を工夫することにより、スワール比の増加を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、往復運動するピストンが摺接する内周面に開口する掃気ポートが設けられたシリンダと、前記掃気ポートから前記シリンダにより形成されるシリンダ室に流入する新気の流れを機関運転状態に応じて制御する気流制御装置とを備えるユニフロー式２ストローク内燃機関において、
前記気流制御装置は、前記シリンダ室でスワールが生成されるように新気を前記掃気ポートに案内する案内通路を形成する第１ベーンおよび第２ベーンを備え、スワール比を制御するために前記第１ベーンおよび前記第２ベーンの揺動位置が互いに独立して変更可能であるユニフロー式２ストローク内燃機関である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のユニフロー式２ストローク内燃機関において、前記掃気ポートの有効開口面積は前記案内通路の通路面積により設定され、前記有効開口面積が前記第２ベーンの揺動位置により制御され、前記有効開口面積が前記第２ベーンによりほぼ一定に維持されている状態で、前記第１ベーンの揺動位置により前記スワール比が制御されるものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のユニフロー式２ストローク内燃機関において、前記気流制御装置は、前記第１ベーンおよび前記第２ベーンの揺動位置をそれぞれ変更する第１駆動リングおよび第２駆動リングを備え、前記第１駆動リングおよび前記第２駆動リングは、それぞれ前記シリンダの周方向に沿って配置されると共に、シリンダ軸線方向に並んで配置されるものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載のユニフロー式２ストローク内燃機関において、前記第１駆動リングおよび前記第２駆動リングは、シリンダ軸線方向で前記第１ベーンおよび前記第２ベーンを挟む位置に配置されるものである。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載のユニフロー式２ストローク内燃機関において、前記第１ベーンおよび前記第２ベーンは、その内周端部に前記シリンダに揺動可能に支持されるヒンジ部を有し、前記各内周端部は、前記シリンダの、前記掃気ポートの周方向縁部に形成された凹部に収容されるものである。

請求項１記載の発明によれば、掃気ポートに新気を案内する第１，第２ベーンの揺動位置が互いに独立して制御されるので、ベーン機構を構成する第１ベーンおよび第２ベーンの一方のベーンの１つの揺動位置に対して他方のベーンの揺動位置を多様に変更することができるので、スワール比の微細な設定が可能になる。この結果、第１，第２ベーンの揺動位置を互いに独立して変更可能とするという簡単な構造により、ベーン機構によるスワール比の微細な制御が可能になって、ユニフロー式２ストローク内燃機関において、スワール比の高精度な制御が可能になる。
請求項２記載の事項によれば、同じ有効開口面積に対して多様なスワール比を設定することができるので、有効開口面積とスワール比との組合せによりスワール比の微細な制御が可能になって、燃焼性または掃気効率などの機関性能上で最適なスワール比の設定が可能になる。
請求項３記載の事項によれば、第１，第２駆動リングがシリンダ軸線方向に並んで配置されるので、第１，第２駆動リングからなる駆動機構が径方向で小型化される。
請求項４記載の事項によれば、第１，第２駆動リングは、第１，第２ベーンに対して、シリンダ軸線方向での端部スペースに配置されるので、第１，第２駆動リングからなる駆動機構により、シリンダ軸線方向でシリンダが大型化することが回避される。
請求項５記載の事項によれば、第１，第２ベーンの内周端部が掃気ポートの周方向縁部に設けられた凹部内に収容されるため、内周端部が掃気ポートを流れる新気の抵抗とならないので、スワール比の増加に寄与する。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用されたユニフロー式２ストローク内燃機関Ｅは、車両に搭載される多気筒内燃機関としての直列４気筒内燃機関であり、複数としての４つのシリンダ３を有するシリンダブロック１と、シリンダブロック１の下端部に結合されてシリンダブロック１の下部と共にクランク軸12が配置されるクランク室７を形成するクランクケース４と、シリンダブロック１の上端部に結合されるシリンダヘッド５と、シリンダヘッド５の上端部に結合されるヘッドカバー６とから構成される機関本体を備える。

実施形態において、上下方向は、図１に示されるように、シリンダ軸線Ｌに平行な方向（以下、「シリンダ軸線方向」という。）であるとする。また、径方向および周方向は、特に断らない限り、それぞれシリンダ軸線Ｌを中心とする径方向および周方向であるとする。そして、上および下の一方を上下方向での一方とするとき、上および下の他方は上下方向での他方である。

シリンダブロック１は、コンロッド11を介してクランク軸12に連結されるピストン10が往復運動可能に嵌合する円筒状の単一のスリーブ８を有する各シリンダ３と、各スリーブ８を囲むと共に各スリーブ８との間に掃気室９を形成する本体２とを備える。掃気室９には、掃気ポンプにより加圧された空気である新気が供給される。本体２は、シリンダ軸線Ｌに直交する平面で分割される上本体２ａと下本体２ｂとが多数のボルトにより結合されて構成される。

本体２に嵌合されて固定されるスリーブ８には、ピストン10が摺接する内周面８ｉに開口する複数の、この実施形態では８つの掃気ポート13が、周方向に等しい間隔をおいて、かつスリーブ８を径方向に貫通して設けられる。すべての掃気ポート13は同一形状であり、ピストン10が下死点を占めるとき、該ピストン10により閉塞されず、全開状態となる。
掃気室９内の新気が各掃気ポート13を通って流入するシリンダ室14は、シリンダ軸線方向でピストン10とシリンダヘッド５との間で、スリーブ８により形成される。

シリンダヘッド５には、シリンダ軸線方向でシリンダ室14に対向する位置の凹部により形成される燃焼室15と、燃焼室15に開口する排気ポート16と、排気ポート16を開閉する排気弁17と、燃焼室15に臨む共に燃焼室15内およびシリンダ室14内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁18と、燃焼室15に臨む点火栓19とが設けられる。
シリンダヘッド５とヘッドカバー６とで形成される動弁室20内に配置される動弁装置は、クランク軸12の動力により回転駆動されるカム軸21を備える。排気弁17は、シリンダヘッド５に回転可能に支持されるカム軸21により、クランク軸12の回転と同期して開閉駆動され、所定の開閉時期に排気ポート16を開閉する。

内燃機関Ｅは、掃気ポート13からシリンダ室14内に流入する新気の流れ、すなわちその流れ方向、流速および流量を、内燃機関Ｅの機関運転状態に応じて制御する気流制御装置を備える。気流制御装置は、１つの掃気ポート13毎に対応して設けられる複数のベーン、ここでは２つのベーンである第１ベーン31および第２ベーン32から構成されるベーン機構（以下、「ベーン機構」という。）と、スワール比を制御するために第１ベーン31および第２ベーン32の揺動位置を互いに独立して変更する駆動機構としての第１駆動リング41および第２駆動リング42と、両駆動リング41，42をそれぞれ駆動する駆動力を発生するアクチュエータとしての第１，第２電動モータ51，52と、両電動モータ51，52が発生する駆動力をそれぞれ第１，第２駆動リング41，42に伝達する伝達機構としての第１，第２ウォームギヤ61，62と、内燃機関Ｅの機関運転状態を検出する検出手段71と、該機関運転状態に応じて各電動モータ51，52を制御する制御ユニットとしての電子制御ユニット70と、を備える。
ここで、スワール比とは、各掃気ポート13からシリンダ室14に流入する新気によりシリンダ室14内で生成されるスワールの旋回速度の、クランク軸12の回転速度に対する比である。

併せて図３〜図５を参照すると、ベーン機構を構成するすべての第１，第２ベーン31，32は、シリンダ軸線方向で同じ位置にある。各ベーン31，32のシリンダ軸線方向での幅は、シリンダ軸線方向での掃気ポート13の幅Ｗ（図５参照）にほぼ等しい。そして、掃気ポート13毎に設けられる第１，第２ベーン31，32は、周方向で掃気ポート13を挟む位置に配置されて、シリンダ軸線Ｌに平行な揺動中心線を中心にしてスリーブ８に揺動可能に支持され、各掃気ポート13からシリンダ室14内に流入する新気がシリンダ室14内でスワールを生成するように、掃気室９の新気を掃気ポート13に案内する案内通路33を、シリンダ軸線方向での第１，第２駆動リング41，42の間で形成する。したがって、該案内通路33は、周方向に間隔をおいて配置される第１，第２ベーン31，32およびシリンダ軸線方向に間隔をおいて配置される第１，第２駆動リング41，42により形成される。

図３〜図５を参照すると、第１，第２ベーン31，32のそれぞれは、径方向での両端部、すなわち径方向でシリンダ軸線Ｌに近い端部である内周端部31ｉ，32ｉと、径方向でシリンダ軸線Ｌから遠い外周端部31ｏ，32ｏとを有する。第１ベーン31は、掃気ポート13に対して、掃気ポート13を形成するスリーブ８の、スワールの旋回方向Ｓとは反対方向の周方向縁部８ｂに、該内周端部31ｉに設けられるヒンジ部31ｈにより、内周端部31ｉにて揺動可能に支持される。また、第２ベーン32は、掃気ポート13に対して、掃気ポート13を形成するスリーブ８の、スワールの旋回方向Ｓの周方向縁部８ａに、該内周端部32ｉに設けられるヒンジ部32ｈにより、内周端部32ｉにて揺動可能に支持される。
各ヒンジ部31ｈ，32ｈは、スリーブ８に設けられる支持部としての支持ピン34が挿通される貫通孔が設けられた部分である。したがって、ヒンジ部31ｈ，32ｈは、スリーブ８に両端部で固定される支持ピン34に枢支される。支持ピン34は、スリーブ８に一体成形されて設けられた鍔部８ｃ，８ｄおよびスリーブ８に設けられる径方向溝８c1，８d1に挿入された後、第１，第２駆動リング41，42より抜け止めされた状態で保持される。

図３を参照すると、内周端部31ｉ，32ｉおよびヒンジ部31ｈ，32ｈは、縁部８ａ，８ｂに設けられた収容部としての凹部８ｅに収容される。内周端部31ｉ，32ｉおよびヒンジ部31ｈ，32ｈにおいて各ベーン31，32の揺動範囲で掃気ポート13に面する外面は、前記揺動中心線を中心軸線とする円柱面から形成され弧状部分31ｅ，32ｅを有する。この弧状部分31ｅ，32ｅが掃気ポート13に臨む揺動位置では、各ベーン31，32の内周端部31ｉ，32ｉおよびヒンジ部31ｈ，32ｈにより掃気ポート13の開口面積が変化することが殆どない。

図３〜図５を参照すると、第１ベーン31の外周端部31ｏには、上端部から上方に突出するベーン側係合部としての係合ピン35が一体成形されて設けられ、第２ベーン32の外周端部32ｏには、下端部から下方に突出するベーン側係合部としての係合ピン36が一体成形されて設けられる。

図１〜図５を参照すると、第１，第２駆動リング41，42は、それぞれ、シリンダ軸線方向に薄い板状の円環状部材であり、スリーブ８の周方向に沿って、スリーブ８の外周に、その全周に渡って該スリーブ８を囲んで配置され、互いに独立に周方向に摺動可能となるようにスリーブ８および本体２に支持される。
具体的には、第１駆動リング41は、内周部でスリーブ８の円環状の鍔部８ｃに支持され、外周部で、下本体２ｂから上方に周方向に間隔をおいて突出して一体に設けられる複数の柱状の支持部43（図２，図５参照）に支持される。第２駆動リング42は、内周部および外周部寄りの部分において、それぞれ、下本体２ｂから上方に周方向に間隔をおいて突出して一体に設けられる複数の柱状の支持部44，45（図２，図５参照）に支持される。

そして、第１，第２駆動リング41，42は互いに平行に配置され、シリンダ軸線Ｌに直交する平面上で周方向に回動する。第１，第２駆動リング41，42のシリンダ軸線方向での間隔は掃気ポート13の幅Ｗにほぼ等しい。

掃気室９内で第１，第２ベーン31，32の上方に形成されるスペース46に配置される第１駆動リング41には、第１ベーン31の係合ピン35が係合するリング側係合部としての係合溝48が設けられる。また、掃気室９内で第１，第２ベーン31，32の下方に形成されるスペース47に配置される第２駆動リング42には、第２ベーン32の係合ピン36が係合するリング側係合部としての係合溝49が設けられる。ここで、両スペース46，47は、第１，第２ベーン31，32に対して、シリンダ軸線方向での両方の端部側に形成される端部スペースである。
したがって、第１，第２駆動リング41，42は、シリンダ軸線方向に並んで配置され、そして、シリンダ軸線方向で、すべての第１ベーン31およびすべての第２ベーン32を挟む位置に配置される。このため、シリンダ軸線方向から見て、第１，第２駆動リング41，42およびすべての第１，第２ベーン31，32が重なる位置にある。

図１，図２を参照すると、第１ウォームギヤ61は、電動モータ51により回転駆動される駆動部としてのウォーム61ａと、ウォーム61に噛合して該ウォーム61ａにより駆動されてシリンダ軸線Ｌを回動中心線として第１駆動リング41と一体に回動する被動部としてのウォームホイール61ｂとにより構成される。ウォーム61ａは、電動モータ51の回転軸に連結される駆動軸53に一体成形されて設けられる。ウォームホイール61ｂは、ウォーム61ａとの噛合部61ｃが周方向での一部に設けられる第１駆動リング41により構成される。そして、第１駆動リング41は、電動モータ51により駆動されて回動することにより、すべての第１ベーン31の揺動位置を一律に変更する。

同様に、第２ウォームギヤ62は、電動モータ52により回転駆動される駆動部としてのウォーム62ａと、ウォーム62ａに噛合して該ウォーム62ａにより駆動されてシリンダ軸線Ｌを回動中心線として第２駆動リング42と一体に回動する被動部としてのウォームホイール62ｂとにより構成される。ウォーム62ａは、電動モータ52の回転軸に連結される駆動軸54に一体成形されて設けられる。ウォームホイール62ｂは、ウォーム62ａとの噛合部62ｃが周方向での一部に設けられる第２駆動リング42により構成される。そして、第２駆動リング42は、電動モータ52により駆動されて回動することにより、すべての第２ベーン32の揺動位置を一律に変更する。

図２を参照すると、検出手段71は、内燃機関Ｅの機関回転速度を検出する回転速度検出手段71ａと、燃料噴射量または掃気ポンプに吸入される空気の吸気量に基づいて内燃機関Ｅの機関負荷を検出する負荷検出手段71ｂとを備え、各検出手段71ａ，71ｂの信号は電子制御ユニット70に入力される。
電子制御ユニット70は、各検出手段71ａ，71ｂにより検出された機関回転速度または機関負荷に基づいてスワール比を制御すべく、機関回転速度および機関負荷をパラメータとしてそれぞれ予め設定された第１，第２ベーン31，32の揺動位置を第１，第２ベーン31，32が占めるように、第１，第２ベーン31，32を制御する。

図６〜８を参照して、気流制御装置の動作について説明する。
図６には、第１，第２ベーン31，32の位置を互いに独立して変更することによりスワール比が制御されるときの、第１，第２ベーン31，32の一形態が示される。第１，第２ベーン31，32はほぼ平行となる揺動位置を占めており、第１，第２ベーン31，32の案内角θ１，θ２が比較的大きく設定されているので、シリンダ室14内には、スワール比が比較的大きいスワールが生成される。このときの、掃気ポート13の有効開口面積（以下、「有効開口面積」という。）は、第１，第２ベーン31，32の通路面積Ａの最小面積により定まる。

ここで、掃気ポート13の有効開口面積とは、掃気ポート13から流入する新気の流量を規定する開口面積であり、第１，第２ベーン31，32の揺動位置に依存して、掃気ポート13の開口面積、案内通路33の最小の通路面積Ａ、または掃気ポート13と第１，第２ベーン31，32の一方との協働により定まる。例えば、通路面積Ａが掃気ポート13の幾何学的形状により定まる開口面積よりも小さいとき、該有効開口面積は通路面積Ａであり、通路面積Ａが前記開口面積よりの大きいとき、有効開口面積は前記開口面積、または掃気ポート13と第１，第２ベーン31，32の一方との協働により定まる通路面積である。

そして、前述の状態から、第２ベーン32が、第２駆動リング42により駆動されて、その案内角θ２が小さくなる二点鎖線で示される位置まで揺動すると、スワール比が小さくなるように制御され、同時に通路面積Ａにより設定される有効開口面積が大きくなるように変更される。さらに、この状態から、第１ベーン31が、第１駆動リング41（図１，図２参照）により駆動されて、案内角θ１が小さくなる三点鎖線で示される位置まで揺動すると、スワール比が一層小さくなり、有効開口面積が大きくなる。
このように、第１，第２ベーン31，32の揺動位置または案内角θ１，θ２が互いに独立に変更されることにより、すべてのベーンの揺動位置または案内角が一律に変更される場合に比べて、スワール比の微細な制御が可能になり、スワール比の制御精度が高められる。

図７，図８を参照すると、第１，第２ベーン31，32の一形態として、第１，第２ベーン31，32または第２ベーン32の揺動位置により形成される案内通路33の通路面積Ａにより、掃気ポート13の有効開口面積が設定される形態が示される。
そして、図７に実線で示されている第１，第２ベーン31，32がほぼ平行になる揺動位置に対して、第１ベーン31のみが、第１駆動リング41（図１，図２参照）により駆動されて案内角θ１が大きくなるように揺動して、二点鎖線で示される揺動位置を占めるとき、有効開口面積がほぼ同じ状態に維持された状態で、揺動前に比べてスワール比が増加する。

また、図８に示されるように、第１，第２ベーン31，32が図７に示される揺動位置に比べて、案内角θ１，θ２が小さい揺動位置を占めている形態では、掃気ポート13と第２ベーン32との協働により定まる通路面積により設定される有効開口面積がより大きくなる。そして、第１，第２ベーン31，32の案内角θ１，θ２が小さくなることから、スワール比は図７に比べて小さくなる。この場合にも、第１ベーン31のみが案内角θ１が大きくなるように駆動されて、二点鎖線で示される位置を占めるとき、有効開口面積がほぼ同じ状態に維持された状態で、第１ベーン31が実線で示される揺動位置にあるときに比べて、スワール比が増加する。

このように、有効開口面積が第２ベーン32の位置により制御されるようにでき、有効開口面積が第２ベーン31，32によりほぼ一定に維持されている状態で、有効開口面積を変更することなく、第１ベーン31の位置によりスワール比を制御することができる。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ユニフロー式２ストローク内燃機関Ｅの気流制御装置は、シリンダ室14でスワールが生成されるように新気を掃気ポート13に案内する案内通路33を形成する第１，第２ベーン31，32を備え、スワール比を制御するために第１，第２ベーン31，32の揺動位置が互いに独立して変更可能であることにより、掃気ポート13に新気を案内する第１，第２ベーン31，32の揺動位置が互いに独立して制御されるので、ベーン機構を構成する第１，第２ベーン31，32の一方のベーンの１つの揺動位置に対して他方のベーンの揺動位置を多様に変更することができるので、スワール比の微細な設定が可能になる。この結果、第１，第２ベーン31，32の揺動位置を互いに独立して変更可能とするという簡単な構造により、ベーン機構によるスワール比の微細な制御が可能になって、ユニフロー式２ストローク内燃機関Ｅにおいて、スワール比の高精度な制御が可能になる。

掃気ポート13の有効開口面積は案内通路33の通路面積Ａにより設定され、有効開口面積が第２ベーン32の揺動位置または案内角θ２により制御され、有効開口面積が第２ベーン32によりほぼ一定に維持されている状態で、第１ベーン31の揺動位置によりスワール比が制御されることにより、同じ有効開口面積に対して多様なスワール比を設定することができるので、有効開口面積とスワール比との組合せによりスワール比の微細な制御が可能になって、燃焼性または掃気効率などの機関性能上で最適なスワール比の設定が可能になる。

気流制御装置は、第１，第２ベーン31，32の位置をそれぞれ変更する第１，第２駆動リング41，42を備え、第１，第２駆動リング41，42は、それぞれスリーブ８の周方向に沿って配置されると共に、シリンダ軸線方向に並んで配置されることにより、第１，第２駆動リング41，42がシリンダ軸線方向に並んで配置されるので、第１，第２駆動リング41，42からなる駆動機構が径方向で小型化される。

第１，第２駆動リング41，42は、シリンダ軸線方向で第１，第２ベーン31，32を挟む位置に配置されることにより、第１，第２駆動リング41，42は、第１，第２ベーン31，32に対して、シリンダ軸線方向でのスペース46，47に配置されるので、第１，第２駆動リング41，42からなる駆動機構により、シリンダ軸線方向でシリンダ３またはスリーブ８が大型化することが回避される。

第１，第２ベーン31，32は、その内周端部31ｉ，32ｉにスリーブ８に揺動可能に支持されるヒンジ部31ｈ，32ｈを有し、各内周端部31ｉ，32ｉは、スリーブ８の、掃気ポート13の周方向縁部８ａ，８ｂに形成された凹部８ｅに収容されることにより、第１，第２ベーン31，32の内周端部31ｉ，32ｉおよびヒンジ部31ｈ，32ｈが掃気ポート13の周方向縁部８ａ，８ｂに設けられた凹部８ｅ内に収容される。このため、内周端部31ｉ，32ｉが掃気ポート13を流れる新気の抵抗とならないので、スワール比の増加に寄与する。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
係合溝48または係合溝49は、図３に三点鎖線で示されるように、半径方向に対して傾斜していてもよく、これにより、係合ピン35が係合溝48を移動するとき、または係合ピン36が係合溝49を移動するときの摩擦力が減少するので、各ベーン31，32の駆動力を小さくすることができて、電動モータ51，52を小型化できる。
各ベーン31，32に一体に形成されたピンが、周方向縁部８ａ，８ｂに設けられた孔から構成される支持部に揺動可能に支持されてもよい。
内燃機関は、単気筒内燃機関であってもよく、また圧縮点火式機関であってもよい。
内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。

本発明が適用されたユニフロー式２ストローク内燃機関の断面図であり、概略、シリンダ軸線を含み、クランク軸の回転中心線に直交する平面での断面図である。 図１の内燃機関の要部断面図であり、一部分が図１のＩＩａ線断面図であり、残りの部分が図１のＩＩｂ線断面図である。 図２の要部拡大図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図３のＶ−Ｖ線断面図である。 図１の内燃機関の気流制御装置のベーンの１つの動作を説明する図であり、図３と同様の図である。 図１の内燃機関の気流制御装置のベーンの別の動作を説明する、図６に対応する図である。 図１の内燃機関の気流制御装置のベーンのさらに別の動作を説明する、図６に対応する図である。

符号の説明

１…シリンダブロック、３…シリンダ、８…スリーブ、13…掃気ポート、14…シリンダ室、31，32…ベーン、33…案内通路、41，42…駆動リング、46，47…スペース、51，52…電動モータ、61，62…ウォームギヤ、
Ｌ…シリンダ軸線、Ａ…通路面積。

Claims (5)

1. 往復運動するピストンが摺接する内周面に開口する掃気ポートが設けられたシリンダと、前記掃気ポートから前記シリンダにより形成されるシリンダ室に流入する新気の流れを機関運転状態に応じて制御する気流制御装置とを備えるユニフロー式２ストローク内燃機関において、
   前記気流制御装置は、前記シリンダ室でスワールが生成されるように新気を前記掃気ポートに案内する案内通路を形成する第１ベーンおよび第２ベーンを備え、スワール比を制御するために前記第１ベーンおよび前記第２ベーンの揺動位置が互いに独立して変更可能であることを特徴とするユニフロー式２ストローク内燃機関。
2. 前記掃気ポートの有効開口面積は前記案内通路の通路面積により設定され、前記有効開口面積が前記第２ベーンの揺動位置により制御され、前記有効開口面積が前記第２ベーンによりほぼ一定に維持されている状態で、前記第１ベーンの揺動位置により前記スワール比が制御されることを特徴とする請求項１記載のユニフロー式２ストローク内燃機関。
3. 前記気流制御装置は、前記第１ベーンおよび前記第２ベーンの揺動位置をそれぞれ変更する第１駆動リングおよび第２駆動リングを備え、前記第１駆動リングおよび前記第２駆動リングは、それぞれ前記シリンダの周方向に沿って配置されると共に、シリンダ軸線方向に並んで配置されることを特徴とする請求項１または２記載のユニフロー式２ストローク内燃機関。
4. 前記第１駆動リングおよび前記第２駆動リングは、シリンダ軸線方向で前記第１ベーンおよび前記第２ベーンを挟む位置に配置されることを特徴とする請求項３記載のユニフロー式２ストローク内燃機関。
5. 前記第１ベーンおよび前記第２ベーンは、その内周端部に前記シリンダに揺動可能に支持されるヒンジ部を有し、前記各内周端部は、前記シリンダの、前記掃気ポートの周方向縁部に形成された凹部に収容されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のユニフロー式２ストローク内燃機関。

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