(57)【要約】【課題】膨張行程後に効率的に副室内の空気を入れ換えることができる内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関３１は、ピストン４３の往復運動を案内するシリンダーボア４４を区画するシリンダーブロック３４と、シリンダーブロック３５に結合されシリンダーボア４４を塞ぎ、ピストン４３との間に燃焼室４７を区画するシリンダーヘッド３５と、シリンダーヘッド３５に差し込まれて、燃焼室４７から仕切られ噴孔５２で燃焼室４７に接続される副室５３にスパーク電極４９ａを臨ませる点火プラグ４９と、吸気行程で燃焼室４７に副室５３を開放する開口６４を区画する壁体を備える。【選択図】図２
2020197203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン（４３）の往復運動を案内するシリンダーボア（４４）を区画するシリンダーブロック（３４）と、
前記シリンダーブロック（３４）に結合され前記シリンダーボア（４４）を塞ぎ、前記ピストン（４３）との間に燃焼室（４７）を区画するシリンダーヘッド（３５）と、
前記シリンダーヘッド（３５）に差し込まれて、前記燃焼室（４７）から仕切られ噴孔（５２）で前記燃焼室（４７）に接続される副室（５３）にスパーク電極（４９ａ）を臨ませる点火プラグ（４９）と
を備える内燃機関（３１）において、
吸気行程で前記燃焼室（４７）に前記副室（５３）を開放する開口（６４）を区画する壁体を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、前記開口（６４）は圧縮行程で前記燃焼室（４７）に前記副室（５３）を開放することを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関において、点火時に、前記開口（６４）を通じて、前記スパーク電極（４９ａ）を収容する空間に接続され、前記噴孔（５２）を通じて、前記燃焼室（４７）に接続される空間（５４）を区画する囲い体（５５）を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関において、前記囲い体（５５）は、軸線（Ｈｘ）回りで回転自在に支持され、前記軸線（Ｈｘ）回りで前記開口（６４）からずれた位置に前記噴孔（５２）を区画する前記軸線（Ｈｘ）に同軸の円筒体（５５ａ）を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関において、前記囲い体（５５）は、前記円筒体（５５ａ）の一端を塞ぎ、燃料噴射弁（６２）を収容する空間に接続される通孔（６５）を区画する底壁（５５ｂ）を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関において、前記ピストン（４３）の往復運動に連動して吸気弁（６９）、排気弁（７２）および前記囲い体（５５）を駆動するカムチェーン（９１）を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関において、前記囲い体（５５）は前記吸気弁（６９）および前記排気弁（７２）の間に配置されることを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
ピストン（４３）の往復運動を案内するシリンダーボア（４４）を区画するシリンダーブロック（３４）と、
前記シリンダーブロック（３４）に結合され前記シリンダーボア（４４）を塞ぎ、前記ピストン（４３）との間に燃焼室（４７）を区画するシリンダーヘッド（３５）と、
前記シリンダーヘッド（３５）に差し込まれて、前記燃焼室（４７）から仕切られ噴孔（５２）で前記燃焼室（４７）に接続される副室（５３）にスパーク電極（４９ａ）を臨ませる点火プラグ（４９）と
を備える内燃機関（３１）において、
前記燃焼室（４７）と前記副室（５３）とを連通させる開口（６４）の開口面積を変化させる壁体を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの往復運動を案内するシリンダーボアを区画するシリンダーブロックと、シリンダーブロックに結合されシリンダーボアを塞ぎ、ピストンとの間に燃焼室を区画するシリンダーヘッドと、シリンダーヘッドに差し込まれて、燃焼室から仕切られ噴孔で燃焼室に接続される副室にスパーク電極を臨ませる点火プラグとを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、燃焼室から仕切られ、噴孔で燃焼室に接続される副室を有する内燃機関を開示する。シリンダーヘッドには、副室にスパーク電極を臨ませる点火プラグが差し込まれる。点火プラグのスパーク電極で火花が生じると、副室から燃焼室に向かって噴孔経由で火炎ジェットが噴き出す。火炎ジェットが燃焼室内に広がることから、燃焼室内で効率的に燃焼は実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３７８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
膨張行程で点火プラグのスパーク電極に火花が生じると、副室内で混合気は燃焼し、副室内は排ガスで満たされる。続く排気行程では、燃焼室から排ガスは排出されるものの、副室内に排ガスは残存する。続く吸気行程で燃焼室内に新しい空気（新気）が導入される。続く圧縮行程で新気は噴孔から副室内に押し込まれる。しかしながら、噴孔の開口面積は小さいことから、副室内の空気は十分に入れ換えられず、失火の発生が懸念される。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、膨張行程後に効率的に副室内の空気を入れ換えることができる内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１側面によれば、ピストンの往復運動を案内するシリンダーボアを区画するシリンダーブロックと、前記シリンダーブロックに結合され前記シリンダーボアを塞ぎ、前記ピストンとの間に燃焼室を区画するシリンダーヘッドと、前記シリンダーヘッドに差し込まれて、前記燃焼室から仕切られ噴孔で前記燃焼室に接続される副室にスパーク電極を臨ませる点火プラグとを備える内燃機関において、吸気行程で前記燃焼室に前記副室を開放する開口を区画する壁体を備える。
【０００７】
第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記開口は圧縮行程で前記燃焼室に前記副室を開放する。
【０００８】
第３側面によれば、第２側面の構成に加えて、内燃機関は、点火時に、前記開口を通じて、前記スパーク電極を収容する空間に接続され、前記噴孔を通じて、前記燃焼室に接続される空間を区画する囲い体を備える。
【０００９】
第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、前記囲い体は、軸線回りで回転自在に支持され、前記軸線回りで前記開口からずれた位置に前記噴孔を区画する前記軸線に同軸の円筒体を備える。
【００１０】
第５側面によれば、第４側面の構成に加えて、前記囲い体は、前記円筒体の一端を塞ぎ、燃料噴射弁を収容する空間に接続される通孔を区画する底壁を有する。
【００１１】
第６側面によれば、第５側面の構成に加えて、内燃機関は、前記ピストンの往復運動に連動して吸気弁、排気弁および前記囲い体を駆動するカムチェーンを備える。
【００１２】
第７側面によれば、第６側面の構成に加えて、前記囲い体は前記吸気弁および前記排気弁の間に配置される。
【００１３】
本発明の第８側面によれば、ピストンの往復運動を案内するシリンダーボアを区画するシリンダーブロックと、前記シリンダーブロックに結合され前記シリンダーボアを塞ぎ、前記ピストンとの間に燃焼室を区画するシリンダーヘッドと、前記シリンダーヘッドに差し込まれて、前記燃焼室から仕切られ噴孔で前記燃焼室に接続される副室にスパーク電極を臨ませる点火プラグとを備える内燃機関において、前記燃焼室と前記副室とを連通させる開口の開口面積を変化させる壁体を備える。
【発明の効果】
【００１４】
第１側面によれば、点火プラグのスパーク電極で火花が生じると、副室から燃焼室に向かって噴孔経由で火炎ジェットが噴き出す。火炎ジェットが燃焼室内に広がることから、燃焼室内で効率的に燃焼は実現される。吸気行程では壁体は噴孔に代えて開口で燃焼室に副室を開放する。副室内の排ガスは開口から燃焼室に排出される。こうして燃焼行程後に副室内の空気は効率的に入れ換えられることができる。失火の発生は防止されることができる。
【００１５】
第２側面によれば、圧縮行程では壁体は噴孔に代えて開口で燃焼室に副室を開放する。開口から副室内に新鮮な空気は流入することができる。その結果、失火の発生はさらに防止されることができる。
【００１６】
第３側面によれば、点火時にスパーク電極を収容する空間は開口を通じて噴孔に接続されることができる。着火にあたって開口は利用されることができる。噴孔から良好に火炎ジェットは噴き出すことができる。
【００１７】
第４側面によれば、１つの部材で噴孔および開口は提供されることができる。
【００１８】
第５側面によれば、底壁は点火時に副室から燃料噴射弁を隔てることができる。副室内の燃焼に対して燃料噴射弁の暴露は回避されることができる。燃料噴射弁に対してデポジットの付着は防止されることができる。燃料噴射弁の孔詰まりは防止されることができる。
【００１９】
第６側面によれば、囲い体の駆動にあたって既存のカムチェーンが利用されることから、囲い体に固有の駆動機構は削減されることができる。したがって、内燃機関の大型化は回避されることができ、製造コストは低減されることができる。
【００２０】
第７側面によれば、囲い体の配置にあたって吸気弁および排気弁の間の空間が有効に利用されることができる。したがって、内燃機関の大型化は回避されることができる。
【００２１】
第８側面によれば、点火プラグのスパーク電極で火花が生じると、副室から燃焼室に向かって噴孔経由で火炎ジェットが噴き出す。火炎ジェットが燃焼室内に広がることから、燃焼室内で効率的に燃焼は実現される。壁体は行程に応じて燃焼室と副室との間で開口の開口面積を変化させることができる。例えば吸気行程で壁体は開口面積を増大させることができる。その結果、副室内の排ガスは良好に燃焼室に排出されることができる。こうして燃焼行程後に副室内の空気は効率的に入れ換えられることができる。失火の発生は防止されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る自動二輪車の全体構成を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った切断面であってクランクシャフトの回転軸線およびシリンダー軸線を含む切断面で観察される拡大断面図である。
【図３】囲い体の拡大図である。
【図４】シリンダー軸線および吸気弁の軸心および排気弁の軸心を含む切断面で観察される拡大断面図である。
【図５】動力伝達機構の構成を概略的に示す内燃機関の拡大側面図である。
【図６】内燃機関の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図２の部分拡大図に相当し、開口経由で燃焼室に接続される副室を概略的に示す断面図である。
【図８】図２の部分拡大図に相当し、燃料噴射弁接続される副室を概略的に示す断面図である。
【図９】クランクシャフトの回転軸線に直交する切断面で観察される断面図であって、噴孔経由で燃焼室に接続される副室を概略的に示す拡大断面図である。
【図１０】図５に対応し、他の具体例に係る動力伝達機構の構成を概略的に示す内燃機関の拡大側面図である。
【図１１】図９に対応し、クランクシャフトの回転軸線に直交する切断面で観察される断面図であって、噴孔経由で燃焼室に接続される副室を概略的に示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態に係る鞍乗り型車両である自動二輪車の全体像を概略的に示す。自動二輪車１１は、車体フレーム１２と、車体フレーム１２に装着された車体カバー１３とを備える。車体カバー１３は、前方から車体フレーム１２を覆うフロントカウル１４と、燃料タンク１５の外面から前方に連続し、燃料タンク１５の後方の乗員シート１６に接続されるタンクカバー１７とを有する。燃料タンク１５に燃料は貯留される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート１６を跨ぐ。
【００２５】
車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１８と、ヘッドパイプ１８から後ろ下がりに延びて、後下端にピボットフレーム１９を有する左右１対のメインフレーム２１と、メインフレーム２１の下方の位置でヘッドパイプ１８から下方に延び、メインフレーム２１に一体化されるダウンフレーム２２と、メインフレーム２１の湾曲域２１ａから後上がりに延びトラス構造を構成する左右のシートフレーム２３とを有する。シートフレーム２３に乗員シート１６は支持される。
【００２６】
ヘッドパイプ１８には操向自在にフロントフォーク２４が支持される。フロントフォーク２４には車軸２５回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク２４の上端には操向ハンドル２６が結合される。運転者は自動二輪車１１の運転にあたって操向ハンドル２６の左右端のグリップを握る。
【００２７】
車両の後方で車体フレーム１２にはピボット２７回りで上下に揺動自在にスイングアーム２８が連結される。スイングアーム２８の後端に車軸２９回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間で車体フレーム１２には後輪ＷＲに伝達される駆動力を生成する内燃機関３１が搭載される。内燃機関３１はダウンフレーム２２およびメインフレーム２１に連結されて支持される。内燃機関３１の動力は伝動装置を経て後輪ＷＲに伝達される。
【００２８】
内燃機関３１の機関本体は、後壁の上端および下端にメインフレーム２１に連結されるエンジンハンガーを有し、回転軸線Ｒｘ回りでクランクシャフトを回転させ動力を出力するクランクケース３３と、クランクケース３３の前部に上方から結合されて、回転軸線Ｒｘに直交する鉛直面内に位置して水平面に対して起立するシリンダー軸線Ｃを有するシリンダーブロック３４と、シリンダーブロック３４の上端に結合されて、前壁にダウンフレーム２２に連結されるエンジンハンガーを有し、動弁機構を支持するシリンダーヘッド３５と、シリンダーヘッド３５の上端に結合されて、シリンダーヘッド３５上の動弁機構を覆うヘッドカバー３６とを備える。
【００２９】
シリンダーヘッド３５には、エアクリーナー３７で浄化される空気に燃料を噴霧して混合気を生成し、シリンダーヘッド３５で覆われる燃焼室に混合気を供給する吸気装置３８と、燃焼室から排出される燃焼後の排ガスを触媒３９で浄化し、排ガスの温度を降下させながら車体後方に排出する排気装置４１とが接続される。排気装置４１は、クランクケース３３の下方をくぐって後輪ＷＲの側方に沿って延び、クランクケース３３の下方で触媒３９を支持する排気管４２を備える。
【００３０】
図２に示されるように、シリンダーブロック３４は、ピストン４３の線形往復運動を案内するシリンダーボア４４を区画する。ピストン４３にはコネクティングロッド４５でクランクシャフト４６が連結される。コネクティングロッド４５の働きでピストン４３の線形往復運動はクランクシャフト４６の回転運動に変換される。
【００３１】
シリンダーボア４４はシリンダーヘッド３５で塞がれる。シリンダーヘッド３５とピストン４３との間には燃焼室４７が区画される。シリンダーヘッド３５には、燃焼室４７の頂上面（中央位置）で開口する縦孔４８が形成される。縦孔４８には外側から点火プラグ４９が差し込まれる。縦孔４８には、仕切り５１で燃焼室４７から仕切られて、仕切り５１に形成される噴孔５２で燃焼室４７に接続される副室５３が区画される。点火プラグ４９は副室５３に臨むスパーク電極４９ａを有する。
【００３２】
シリンダーヘッド３５には縦孔４８に交差して縦孔４８を横切って内空間５４を囲む囲い体５５が組み込まれる。囲い体５５は、例えば縦孔４８の軸心Ｌｘに交差する軸線Ｈｘ回りで回転自在に支持され軸線Ｈｘに同軸の円筒体５５ａと、円筒体５５ａの一端を塞ぐ底壁５５ｂとを備える。円筒体５５ａと底壁５５ｂとは絞り加工に応じて一体に成形されることができる。底壁５５ｂの外面は例えば軸線Ｈｘに同軸の半球面に形作られる。
【００３３】
円筒体５５ａの他端には中実の駆動軸５６が連結される。駆動軸５６は円筒体５５ａに差し込まれる。駆動軸５６の先端は例えば縦孔４８に外側から接する位置に合わせられる。こうして円筒体５５ａの内側では底壁５５ｂと駆動軸５６の先端との間に内空間５４は区画される。
【００３４】
シリンダーヘッド３５には軸線Ｈｘに同軸に縦孔４８に開口する横孔５７が形成される。横孔５７に駆動軸５６は収容される。横孔５７の外端には、軸線Ｈｘ回りで回転自在に駆動軸５６を支持する軸受５８が組み込まれる。横孔５７から突出する駆動軸５８には軸線Ｈｘに同軸に歯車５９が固定される。
【００３５】
横孔５７の延長線上で縦孔４８の内壁面には囲い体５５の底壁５５ｂを受け止める窪み６１が形成される。窪み６１には、シリンダーヘッド３５に差し込まれる燃料噴射弁６２の先端に接続される通路６３が開口する。
【００３６】
円筒体５５ａには、内空間５４の混合気に着火されると外側に向かって火炎ジェットを噴き出す複数の噴孔５２と、噴孔５２の開口面積よりも大きい開口面積を有して、内空間５４を縦孔４８内の空間に開放する開口６４とが区画される。図３に示されるように、噴孔５２は軸線Ｈｘ回りに開口６４からずれた位置に配置される。ここでは、噴口孔５２は回転方向ＤＲに開口６４の下流に位置する。底壁５５ｂには軸線Ｈｘ回りの特定の回転位置で通路６３に内空間５４を接続する通孔６５が区画される。通孔６５は軸線Ｈｘ回りに噴孔５２および開口６４に跨がる角位置の範囲に広がる。
【００３７】
図４に示されるように、燃焼室４７には、シリンダーヘッド３５に形成されて、吸気装置３８の気路に接続される吸気路６６と、シリンダーヘッド３５に形成されて、排気管４２に接続される排気路６７とが開口する。シリンダーヘッド３５には、カムシャフト６８の回転に応じて吸気路６６を開閉する吸気弁６９と、カムシャフト７１の回転に応じて排気路６７を開閉する排気弁７２とが支持される。カムシャフト６８、７１は、それぞれ、回転軸線Ｒｘに平行な軸心回りで回転する。
【００３８】
吸気弁６９は、燃焼室４７に臨んで吸気路６６の開口を開閉するバルブヘッド６９ａと、下端でバルブヘッド６９ａに結合されて、上端でロッカーアーム７３に連結されるバルブステム６９ｂとを備える。バルブステム６９ｂは軸方向に変位自在にシリンダーヘッド３５に支持される。バルブステム６９ｂの上端にはコッターの働きでリテーナー７４が取り付けられる。シリンダーヘッド３５とリテーナー７４との間には圧縮状態で弦巻ばね７５が挟まれる。弦巻ばね７５は閉じ位置にバルブヘッド６９ａを保持する弾性力を発揮する。
【００３９】
ロッカーアーム７３の先端にはカムシャフト６８のカム６８ａを受け止めるスリッパー７３ａが形成される。カムシャフト６８の回転時、カム６８ａはスリッパー７３ａ上をスライドする。カム６８ａはバルブステム６９ｂの上端にロッカーアーム７３の先端を押し付ける。カムシャフト６８の回転に応じてロッカーアーム７３はロッカーアームシャフト７６の軸心回りで揺動する。ロッカーアーム７３はカムシャフト６８の回転に応じて吸気弁６９の開閉動作を引き起こす。
【００４０】
排気弁７２は、燃焼室４７に臨んで排気路６７の開口を開閉するバルブヘッド７２ａと、下端でバルブヘッド７２ａに結合されて、上端でロッカーアーム７７に連結されるバルブステム７２ｂとを備える。バルブステム７２ｂは軸方向に変位自在にシリンダーヘッド３５に支持される。バルブステム７２ｂの上端にはコッターの働きでリテーナー７８が取り付けられる。シリンダーヘッド３５とリテーナー７８との間には圧縮状態で弦巻ばね７９が挟まれる。弦巻ばね７９は閉じ位置にバルブヘッド７２ａを保持する弾性力を発揮する。
【００４１】
ロッカーアーム７７の先端にはカムシャフト７１のカム７１ａを受け止めるスリッパー７７ａが形成される。カムシャフト７１の回転時、カム７１ａはスリッパー７７ａ上をスライドする。カム７１ａはバルブステム７２ｂの上端にロッカーアーム７７の先端を押し付ける。カムシャフト７１の回転に応じてロッカーアーム７７はロッカーアームシャフト８１の軸心回りで揺動する。ロッカーアーム７７はカムシャフト７１の回転に応じて排気弁７２の開閉動作を引き起こす。カムシャフト６８、７１の回転に応じて開閉する吸気弁６９および排気弁７２の働きで燃焼室４７に混合気が導入され燃焼後の排ガスは燃焼室４７から排気される。囲い体５５は吸気弁６９および排気弁７２の間に配置される。
【００４２】
図５に示されるように、内燃機関３１には、クランクシャフト４６からカムシャフト６８、７１および駆動軸５６に動力を伝達する動力伝達機構８３が組み込まれる。動力伝達機構８３は、クランクシャフト４６に相対回転不能に固定される駆動歯車８４と、クランクシャフト４６の回転軸線Ｒｘに平行な軸線８５回りに回転自在にクランクケース３３に支持され、駆動歯車８４に噛み合う被動歯車８６と、被動歯車８６に同軸に結合されて、被動歯車８６に同期して回転する駆動スプロケット８７と、個々のカムシャフト６８、７１に個別に同軸に相対回転不能に固定される被動スプロケット８８、８９と、駆動スプロケット８７および被動スプロケット８８、８９に巻き掛けられるカムチェーン９１とを備える。クランクシャフト４６の回転は駆動歯車８４から被動歯車８６に伝達される。被動歯車８６の回転は駆動スプロケット８７の回転を引き起こす。駆動スプロケット８７の回転に応じてカムチェーン９１は軌道に沿って循環しカムシャフト６８、７１を回転駆動する。カムチェーン９１には、カムチェーン９１の張力を維持するテンショナー機構９２が作用する。
【００４３】
シリンダーヘッド３５には、カムシャフト６８、７１の軸心に平行な軸線回りで回転自在に中間歯車９３ａ、９３ｂが支持される。中間歯車９３ａ、９３ｂは相互に噛み合う。中間歯車９３ａは、被動スプロケット８８に同軸に相対回転不能に固定される伝達歯車９４に噛み合い、中間歯車９３ｂは、駆動軸５６に固定される歯車５９に噛み合う。こうしてカムチェーン９１は、ピストン４３の線形往復運動に連動して吸気弁６９、排気弁７２および囲い体５５を駆動する。
【００４４】
次に内燃機関３１の動作を説明する。図６に示されるように、吸気行程ではクランクシャフト４６の慣性力に応じてピストン４３は上死点から下降していく。燃焼室４７の容積は増大する。このとき、吸気弁６９は開く。したがって、吸気路６６から燃焼室４７に新たな空気（新気）は導入される。図７に示されるように、クランクシャフト４６の角位置に応じて、開口６４は下向きに燃焼室４７に向かって開口する。開口６４は燃焼室４７に囲い体５５内の内空間５４を開放する。内空間５４内の排ガスは開口６４から燃焼室４７に排出される。
【００４５】
圧縮行程ではクランクシャフト４６の慣性力に応じてピストン４３は下死点から上昇していく。吸気弁６９および排気弁７２は閉じたまま、燃焼室４７の容積は減少していく。燃焼室４７内で空気は圧縮される。このとき、開口６４は吸気行程から継続して下向きに燃焼室４７に向かって開口する。開口６４から囲い体５５の内空間５４に空気は押し込まれる。
【００４６】
図８に示されるように、クランクシャフト４６の回転に応じて囲い体５５は軸線Ｈｘ回りに回転する。クランクシャフト４６の特定の角位置に応じて燃料噴射弁６２の通路６３に通孔６５は接続される。軸線Ｈｘ回りで開口６４の位置はずれる。囲い体５５の円筒体５５ａは燃焼室４７から内空間５４を隔てる。このとき、燃焼噴射弁６２から囲い体５５内の内空間５４に向かって燃料は噴射される。内空間５４内で混合気は生成される。
【００４７】
さらにクランクシャフト４６の回転に応じて囲い体５５が軸線Ｈｘ回りで回転すると、通孔６５は燃料噴射弁６２の通路６３から外れる。通路６３は内空間５４から囲い体５５の底壁５５ｂで隔てられる。その後に、開口６４は上向きに開口する。図２に示されるように、開口６４は、点火プラグ４９のスパーク電極４９ａを収容する空間に内空間５４を接続する。縦孔４８内に副室５３は区画される。スパーク電極４９ａで火花が生じると、副室５３内の混合気は着火される。続いてピストン４３が上死点に到達すると、囲い体５５の回転に応じて噴孔５２は下向きに開口する。噴孔５２は燃焼室４７に内空間５４を接続する。副室５３から燃焼室４７に向かって噴孔５２経由で火炎ジェットが噴き出す。火炎ジェットが燃焼室４７内に広がることから、燃焼室４７内で効率的に燃焼は実現される。
【００４８】
ここでは、図９に示されるように、囲い体５５は軸線Ｈｘ回りに第１方向ＤＲ１に回転することから、噴孔５２は燃焼室４７に向き合いながら吸気弁６９側から排気弁７２側に移動する。火炎ジェットは排気弁７２側に吹き込まれる。燃焼室４７内でタンブル流が形成されていれば、火炎ジェットはタンブル流に乗って勢いを増すことができる。その結果、高温領域の拡大は早められることができる。燃焼速度は高められることができる。
【００４９】
膨張行程では燃焼室４７内で燃焼が発生すると、燃焼室４７の容積は増大する。クランクシャフト４６から動力は取り出される。火炎ジェットの働きで燃焼室４７内の空気は効率的に膨張する。火炎ジェットの噴出後、軸線Ｈｘ回りで噴孔５２は移動する。囲い体５５の内空間５４は燃焼室４７から隔てられる。その後、囲い体５５の回転はクランクシャフト４６の回転に同期することから、開口４６は下向きに開口して燃焼室４７に囲い体５５の内空間５４を開放する。
【００５０】
排気行程ではピストン４３は下死点から上死点に上昇していく。燃焼室４７の容積は縮小する。このとき、排気弁７２は開く。したがって、燃焼室４７内の排ガスは排気路６７から排出される。吸気行程への移行に先立って、内空間５４は、開口６４経由で、スパーク電極４９ａを収容する空間に接続され、噴孔５２を通じて燃焼室４７に接続される。排気路６７から排ガスは流出することから、内空間５４内に向かって圧力は作用しない。内空間５４内に排ガスは残存する。
【００５１】
本実施形態に係る内燃機関３１は、吸気行程で燃焼室４７に少なくとも部分的に副室５３を開放する開口６４を区画する円筒体５５ａ（壁体）を備える。吸気行程では円筒体５５ａは噴孔５２に代えて開口６４で燃焼室４７に副室５３を開放する。副室５３内の排ガスは開口６４から燃焼室４７に排出される。こうして膨張行程後に副室５３内の空気は効率的に入れ換えられることができる。失火の発生は防止されることができる。しかも、開口６４は圧縮行程で燃焼室４７に副室５３を開放する。圧縮行程では円筒体５５ａは噴孔５２に代えて開口６４で燃焼室４７に副室５３を開放する。開口６４から副室５４内に新鮮な空気は流入する。その結果、失火の発生はさらに防止されることができる。
【００５２】
本実施形態では、囲い体５５は、点火時に、開口６４を通じて、スパーク電極４９ａを収容する空間に接続され、噴孔５２を通じて、燃焼室４７に接続される内空間５４を区画する。点火時にスパーク電極４９ａを収容する空間は開口６４を通じて噴孔５２に接続される。着火にあたって開口６４は利用される。噴孔５２から良好に火炎ジェットは噴き出すことができる。
【００５３】
囲い体５５は、軸線Ｈｘ回りで回転自在に支持され、軸線Ｈｘ回りで開口６４からずれた位置に噴孔５２を区画する軸線Ｈｘに同軸の円筒体５５ａを備える。したがって、１つの部材で噴孔５２および開口６４は提供されることができる。
【００５４】
囲い体５５は、円筒体５５ａの一端を塞ぎ、燃料噴射弁６２を収容する空間に接続される通孔６５を区画する底壁５５ｂを有する。底壁５５ｂは点火時に副室５３から燃料噴射弁６２を隔てる。副室６４内の燃焼に対して燃料噴射弁６２の暴露は回避される。燃料噴射弁６２に対してデポジットの付着は防止されることができる。燃料噴射弁６２の孔詰まりは防止されることができる。
【００５５】
囲い体５５は、カムチェーン９１の働きで、吸気弁６９および排気弁７２とともにピストン４３の線形往復運動に連動して駆動される。囲い体５５の駆動にあたって既存のカムチェーン９１が利用されることから、囲い体５５に固有の駆動機構は削減されることができる。したがって、内燃機関３１の大型化は回避されることができ、製造コストは低減されることができる。
【００５６】
本実施形態に係る内燃機関３１では囲い体５５は吸気弁６９および排気弁７２の間に配置される。囲い体５５の配置にあたって吸気弁６９および排気弁７２の間の空間が有効に利用される。したがって、内燃機関３１の大型化は回避されることができる。
【００５７】
図１０に示されるように、カムシャフト６８に固定される伝達歯車９４および駆動軸５６の歯車５９の間には中間歯車９３ａ、９３ｂに代えて１つの中間歯車９５が介在してもよい。このとき、図１１に示されるように、囲い体５５は軸線Ｈｘ回りに第１方向ＤＲ１に反対向きの第２方向ＤＲ２に回転する。したがって、噴孔５２は燃焼室４７に向き合いながら排気弁７２側から吸気弁６９側に移動する。火炎ジェットは吸気弁６９側に吹き込まれる。燃焼室４７内では吸気弁６９側では排気弁７２側よりも空気の温度が低いことから、火炎ジェットが吸気弁６９側に導かれることで初期燃焼は早められることができる。燃焼速度は高められることができる。
【符号の説明】
【００５８】
３１…内燃機関、３４…シリンダーブロック、３５…シリンダーヘッド、４３…ピストン、４４…シリンダーボア、４７…燃焼室、４９…点火プラグ、４９ａ…スパーク電極、５２…噴孔、５３…副室、５４…内空間、５５…囲い体、５５ａ…円筒体、５５ｂ…底壁、６２…燃料噴射弁、６４…開口、６９…吸気弁、７２…排気弁、９１…カムチェーン、Ｈｘ…軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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