(57)【要約】【課題】従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した内燃機関においても、大きな設計変更を伴うことなく、燃料の霧化が効率良く行えるグロープラグの配置構造を供する【解決手段】燃焼室(42)の吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する吸気通路(43,23p)の途中に配置された燃料噴射弁(26)により吸気下流側に向けて噴射した燃料が、吸入空気と混合して燃焼室(42)に吸入され燃焼に供される内燃機関において、燃料噴射弁(26)により噴射された燃料が直接付着する吸気通路(43,23p)の内周面の燃料付着面部(Ｓ)に、発熱部(62)を臨ませてグロープラグ(60)が設けられる内燃機関のグロープラグ配置構造。【選択図】図２
2014105676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室(42)の吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する吸気通路(43,23p)の途中に配置された燃料噴射弁(26)により吸気下流側に向けて噴射した燃料が、吸入空気と混合して前記燃焼室(42)に吸入され燃焼に供される内燃機関において、
前記燃料噴射弁(26)により噴射された燃料が直接付着する前記吸気通路(43,23p)の内周面の燃料付着面部(Ｓ)に、発熱部(62)を臨ませてグロープラグ(60)が設けられることを特徴とする内燃機関のグロープラグ配置構造。
【請求項２】
前記グロープラグ(60)は、シリンダヘッド内の前記吸気通路(43)である吸気ポート(43)内に発熱部(62)を突出させて前記シリンダヘッド(34)に取り付けられ、
前記燃料噴射弁(26)は前記吸気ポート(43)内に向けて燃料を噴射することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のグロープラグ配置構造。
【請求項３】
前記吸気ポート(43)に連続した吸気通路(43,23p)が形成されるように吸気管(23)が前記シリンダヘッド(34)に接続され、
前記吸気管(23)に前記燃料噴射弁(26)が設けられることを特徴とする請求項２記載の内燃機関のグロープラグ配置構造。
【請求項４】
前記燃料噴射弁(26)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して前記燃料付着面部(Ｓ)を形成し、
前記グロープラグ(60)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した内側湾曲内周面(43i)から前記発熱部(62)が突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造。
【請求項５】
前記燃料噴射弁(26)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して前記燃料付着面部(Ｓ)を形成し、
前記グロープラグ(60)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)の前記燃料付着面部(Ｓ)より上流側から前記発熱部(62)が突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造。
【請求項６】
前記燃料噴射弁(26)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して前記燃料付着面部(Ｓ)を形成し、
前記グロープラグ(60)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)と内側湾曲内周面(43i)の境目付近の内周面から前記発熱部(62)が突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造。
【請求項７】
４バルブ方式の内燃機関における２つの吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する２本の分岐吸気ポート(81b,81b)が１本の集合吸気ポート(81a)から分岐して構成され、
前記燃料噴射弁(26)により前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に燃料が直接噴射されて前記燃料付着面部(Ｓ)が形成され、
前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した内側湾曲内周面から前記発熱部(62)が吸気ポート内に突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように前記グロープラグ(60)が配置されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造。
【請求項８】
４バルブ方式の内燃機関における２つの吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する２本の分岐吸気ポート(81b,81b)が１本の集合吸気ポート(81a)から分岐して構成され、
前記燃料噴射弁(26)により前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に燃料が直接噴射されて前記燃料付着面部(Ｓ)が形成され、
前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面の前記燃料付着面部(Ｓ)より上流側の内周面から前記発熱部(62)が吸気ポート内に突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように前記グロープラグ(60)が配置されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関における発熱手段であるグロープラグの配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁から噴射された燃料を温めることにより内燃機関の始動促進を図るために、ために、グロープラグを使用する技術が、特にディーゼル内燃機関について、提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、吸気弁自体を発熱させて噴射燃料の霧化を促進させる技術が、提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７６９４２号公報
【特許文献２】特開平５−２６０１３号公報
【０００４】
特許文献１に開示された内燃機関は、燃料噴射弁が直接燃焼室に燃料を噴射する直噴方式のディーゼル内燃機関であり、副燃焼室に臨む燃料噴射弁の近傍にグロープラグの発熱部を配置した構造が開示されており、グロープラグにより昇温した副燃焼室に燃料噴射弁が燃料を噴射することで、内燃機関の始動性を促進している。
【０００５】
特許文献２は、グロープラグの代わりに、吸気弁自体を発熱させるものであり、吸気通路に設けられた燃料噴射弁より噴射された燃料が吸入空気と混合して燃焼室に入る直前で、発熱した吸気弁により燃料の霧化を行おうとするものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、グロープラグを用いた例であるが、直噴方式のディーゼル内燃機関に関わるもので、グロープラグにより昇温した吸気に燃焼室内に噴射された燃料を効率良く混合するために副燃焼室を設けているが、吸気通路に設けられた燃料噴射弁から下流の吸気ポート内に噴射する従来型の内燃機関に同様の技術を採用しようとすると、副燃焼室のような対流効果が期待できないため、吸気通路中に空気溜めなどを設けるなど大きな設計変更を伴うものと考えられる。
【０００７】
これに対して、特許文献２は、燃料噴射弁が吸気通路に配設される従来型であるが、グロープラグを用いておらず、代わりに、吸気弁自体を発熱させる。
したがって、混合気を加熱して燃料の霧化を促進するのは、混合気が吸気通路から燃焼室に入る境界の吸気弁口近傍である。
【０００８】
そのため、吸気通路の内周面に、燃料噴射弁より噴射された燃料が直接吹き付けられる燃料付着面部があると、発熱する吸気弁のある吸気弁口から燃料付着面部から離れているために、燃料付着面部が加熱され難く、燃料の霧化が効率良くなされない。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した内燃機関においても、大きな設計変更を伴うことなく、燃料の霧化が効率良く行えるグロープラグの配置構造を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
燃焼室(42)の吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する吸気通路(43,23p)の途中に配置された燃料噴射弁(26)により吸気下流側に向けて噴射した燃料が、吸入空気と混合して前記燃焼室(42)に吸入され燃焼に供される内燃機関において、
前記燃料噴射弁(26)により噴射された燃料が直接付着する前記吸気通路(43,23p)の内周面の燃料付着面部(Ｓ)に、発熱部(62)を臨ませてグロープラグ(60)が設けられることを特徴とする内燃機関のグロープラグ配置構造である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載の内燃機関のグロープラグ配置構造において、
前記グロープラグ(60)は、シリンダヘッド内の前記吸気通路(43)である吸気ポート(43)内に発熱部(62)を突出させて前記シリンダヘッド(34)に取り付けられ、
前記燃料噴射弁(26)は前記吸気ポート(43)内に向けて燃料を噴射することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、
請求項２記載の内燃機関のグロープラグ配置構造において、
前記吸気ポート(43)に連続した吸気通路(43,23p)が形成されるように吸気管(23)が前記シリンダヘッド(34)に接続され、
前記吸気管(23)に前記燃料噴射弁(26)が設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、
請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造において、
前記燃料噴射弁(26)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して前記燃料付着面部(Ｓ)を形成し、
前記グロープラグ(60)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した内側湾曲内周面(43i)から前記発熱部(62)が突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、
請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造において、
前記燃料噴射弁(26)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して前記燃料付着面部(Ｓ)を形成し、
前記グロープラグ(60)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)の前記燃料付着面部(Ｓ)より上流側から前記発熱部(62)が突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、
請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造において、
前記燃料噴射弁(26)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して前記燃料付着面部(Ｓ)を形成し、
前記グロープラグ(60)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)と内側湾曲内周面(43i)の境目付近の内周面から前記発熱部(62)が突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、
請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造において、
４バルブ方式の内燃機関における２つの吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する２本の分岐吸気ポート(81b,81b)が１本の集合吸気ポート(81a)から分岐して構成され、
前記燃料噴射弁(26)により前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に燃料が直接噴射されて前記燃料付着面部(Ｓ)が形成され、
前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した内側湾曲内周面から前記発熱部(62)が吸気ポート内に突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように前記グロープラグ(60)が配置されることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、
請求項２または請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造において、
４バルブ方式の内燃機関における２つの吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する２本の分岐吸気ポート(81b,81b)が１本の集合吸気ポート(81a)から分岐して構成され、
前記燃料噴射弁(26)により前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に燃料が直接噴射されて前記燃料付着面部(Ｓ)が形成され、
前記集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面の前記燃料付着面部(Ｓ)より上流側の内周面から前記発熱部(62)が吸気ポート内に突出して前記燃料付着面部(Ｓ)に臨むように前記グロープラグ(60)が配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、燃焼室(42)の吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する吸気通路(43,23p)の途中に配置された燃料噴射弁(26)により吸気下流側に向けて噴射した燃料が、吸入空気と混合して燃焼室(42)に吸入され燃焼に供される内燃機関において、燃料噴射弁(26)により噴射された燃料が直接付着する吸気通路(43,23p)の内周面の燃料付着面部(Ｓ)に、発熱部(62)を臨ませてグロープラグ(60)が設けられるので、簡単な構造であり、従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した内燃機関においても、大きな設計変更をすることなしに、グロープラグ(60)の発熱部(62)の発熱による放射熱は発熱部(62)が臨む吸気通路(43,23p)の内周面の燃料付着面部(Ｓ)に直接照射されて、燃料付着面部(Ｓ)は加熱されて温度が上昇し、吹き付けられた噴射燃料の気化とともに霧化を促進して、燃料の着火性および燃焼性を向上させることができ、エミッションの発生を抑えることができる。
なお、グロープラグ(60)の発熱部(62)を燃料付着面部(Ｓ)に臨ませるとは、発熱部(62)の放射熱が燃料付着面部(Ｓ)に直接照射されるように、発熱部(62)を燃料付着面部(Ｓ)に対向させることである。
【００１９】
また、内燃機関(30)の始動時の燃料増量を抑えることができ、始動時の触媒の活性化までのエミッションの発生を極力回避することができる。
グロープラグ(60)により吸気通路(43,23p)内を加熱するので、温まった吸入空気が排気系に流入して、排気系の触媒を速やかに活性温度に上昇させることができ、冷間始動時のエミッションの低減を図ることができる。
【００２０】
さらに、フューエルカット時や気筒休止時に、グロープラグ(60)に通電して吸気通路(43,23p)内を加熱しておくことで、排気系に冷えた吸入空気が流入するのを防止し、排気ガス温度の低下を防止して、触媒の活性を促進することができ、排気ガスを効率良く浄化することができる。
【００２１】
請求項２記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、前記グロープラグ(60)は、シリンダヘッド(34)内の吸気通路(43)である吸気ポート(43)内に発熱部(62)を突出させてシリンダヘッド(34)に取り付けられ、前記燃料噴射弁(26)は吸気ポート(43)内に向けて燃料を噴射するので、吸気ポート(43)内の内周面の燃料付着面部(Ｓ)にグロープラグ(60)の発熱部(62)が臨むため、グロープラグ(60)の発熱部(62)の発熱による放射熱の照射を受けて燃料付着面部(Ｓ)が昇温し、吹き付けられた噴射燃料が気化とともに霧化して混合気として、そのまま燃焼室(42)に流入し、燃料の着火性および燃焼性を向上させることができ、内燃機関(30)の始動時に燃料の増量を抑制してエミッションの低減を図ることができる。
【００２２】
また、フューエルカット時や気筒休止時に、グロープラグ(60)により吸気ポート(43)内を加熱できるので、排気系の触媒の活性を促進して排気ガスを効率良く浄化し、エミッションの低減を図ることができる。
さらに、吸気ポート(43)内に発熱部を突出させてグロープラグ(60)をシリンダヘッド(34)に取り付ける簡単な構造であり、部品点数も少なく、シリンダヘッド(34)の構造を殆ど変更する必要はないため、コストの低減を図ることができる。
【００２３】
請求項３記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、前記吸気ポート(43)に連続した吸気通路(43,23p)が形成されるように吸気管(23)がシリンダヘッド(34)に接続され、吸気管(23)に燃料噴射弁(26)が設けられるので、直噴方式でない吸気管に燃料噴射弁が設けられる従来型の内燃機関に適用でき、従来の燃料噴射弁付きの吸気管をそのまま使用することができる。
【００２４】
請求項４記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、前記燃料噴射弁(26)は、吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して燃料付着面部(Ｓ)を形成し、グロープラグ(60)は、吸気ポート(43)の湾曲した内側湾曲内周面(43i)から発熱部(62)が突出して燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されるので、グロープラグ(60)の発熱部(62)の発熱による放射熱は、吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)の燃料付着面部(Ｓ)に直接照射されて、燃料付着面部(Ｓ)が加熱されて吹き付けられた噴射燃料の気化とともに霧化を促進して、燃料の着火性および燃焼性を一層向上させ、エミッションの低減を図ることができる。
【００２５】
請求項５記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、燃料噴射弁(26)は、吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して燃料付着面部(Ｓ)を形成し、グロープラグ(60)は、吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)の燃料付着面部(Ｓ)より上流側から発熱部(62)が突出して燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されるので、グロープラグ(60)の発熱部(62)の発熱による放射熱は、吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)の燃料付着面部(Ｓ)に直接照射されて、燃料付着面部(Ｓ)を加熱して噴射燃料の気化とともに霧化をより促進し、燃料の着火性および燃焼性を一層向上させ、エミッションの低減を図ることができる。
【００２６】
請求項６記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、燃料噴射弁(26)は、前記吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)に燃料を直接噴射して前記燃料付着面部(Ｓ)を形成し、グロープラグ(60)は、吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)と内側湾曲内周面(43i)の境目付近の内周面から発熱部(62)が突出して燃料付着面部(Ｓ)に臨むように配置されるので、グロープラグ(60)の発熱部(62)の発熱による放射熱は、吸気ポート(43)の湾曲した外側湾曲内周面(43o)の燃料付着面部(Ｓ)に直接照射されて、燃料付着面部(Ｓ)を加熱して噴射燃料の気化とともに霧化をより促進し、燃料の着火性および燃焼性を一層向上させ、エミッションの低減を図ることができる。
【００２７】
請求項７記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、４バルブ方式の内燃機関における２つの吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する２本の分岐吸気ポート(81b,81b)が１本の集合吸気ポート(81a)から分岐して構成され、燃料噴射弁(26)により集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に燃料が直接噴射されて燃料付着面部(Ｓ)が形成され、集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した内側湾曲内周面から発熱部(62)が吸気ポート内に突出して燃料付着面部(Ｓ)に臨むようにグロープラグ(60)が配置されるので、集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に形成される燃料付着面部(Ｓ)に発熱部(62)を臨ませてグロープラグ(60)を１個設けることで、同１個のグロープラグ(60)の発熱部(62)の発熱により燃料付着面部(Ｓ)が加熱されることで、燃料の霧化が促進された混合気を２本の分岐吸気ポート(81b,81b)に流すことができ、少ない部品点数の簡単な構造で、従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した内燃機関においても、大きな設計変更をすることなしに、燃料の着火性および燃焼性を向上させ、エミッションの低減を図ることができる。
【００２８】
請求項８記載の内燃機関のグロープラグ配置構造によれば、４バルブ方式の内燃機関における２つの吸気弁口(43h)から外側に湾曲して延出する２本の分岐吸気ポート(81b,81b)が１本の集合吸気ポート(81a)から分岐して構成され、燃料噴射弁(26)により集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に燃料が直接噴射されて燃料付着面部(Ｓ)が形成され、集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面の燃料付着面部(Ｓ)より上流側の内周面から発熱部(62)が吸気ポート内に突出して燃料付着面部(Ｓ)に臨むようにグロープラグ(60)が配置されるので、集合吸気ポート(81a)の分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に形成される燃料付着面部(Ｓ)に発熱部(62)を臨ませてグロープラグ(60)を１個設けることで、同１個のグロープラグ(60)の発熱部(62)により燃料付着面部(Ｓ)が加熱されることで、燃料の霧化が促進された混合気を２本の分岐吸気ポート(81b,81b)に流すことができ、少ない部品点数の簡単な構造で、従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した内燃機関においても、大きな設計変更をすることなしに、燃料の着火性および燃焼性を向上させ、エミッションの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関を搭載したスクータ型自動二輪車の全体側面図である。
【図２】同内燃機関の一部を断面としたパワーユニットの部分側面図である。
【図３】同内燃機関のシリンダヘッドの上面図である。
【図４】図３におけるシリンダヘッドのIV矢視図である。
【図５】排気流速に対する吸気ポート壁面温度（燃料付着面部の温度）、吸入空気温度、触媒温度の各変化を示すグラフである。
【図６】別の実施の形態に係る内燃機関の一部を断面としたパワーユニットの部分側面図である。
【図７】別の実施の形態に係る内燃機関のシリンダヘッドの上面図である。
【図８】別の実施の形態に係る４バルブ方式の内燃機関の燃焼室およびその近傍の吸排気通路をのみを示した斜視図である。
【図９】別の実施の形態に係る４バルブ方式の内燃機関の燃焼室およびその近傍の吸排気通路をのみを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係るスクータ型自動二輪車１の側面図である。
【００３１】
車体前部１ｆと車体後部１ｒとが、低いフロア部１ｃを介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームは、概ねダウンチューブ３とメインパイプ４とからなる。
すなわち車体前部１ｆのヘッドパイプ２からダウンチューブ３が下方へ延出し、同ダウンチューブ３は下端で水平に屈曲してフロア部１ｃの下方を後方へ延び、その後端において左右一対のメインパイプ４が連結され、メインパイプ４は該連結部から斜め後方に立ち上がって所定高さで水平に屈曲して後方に延びている。
【００３２】
同メインパイプ４により燃料タンク５等が支持され、その上方にシート６が配置されている。
一方車体前部１ｆにおいては、ヘッドパイプ２に軸支されて上方にハンドル11が設けられ、下方にフロントフォーク12が延びてその下端に前輪13が軸支されている。
【００３３】
メインパイプ４の傾斜部の中央付近にブラケット15が突設され、同ブラケット15にリンク部材16を介してパワーユニット20が揺動可能に連結支持されている。
パワーユニット20は、その前部が内燃機関30であり、シリンダを略水平に近い状態にまで大きく前傾した姿勢にあって、そのクランクケース32の上端から前方に突出したハンガーブラケット18の端部が前記リンク部材16にピボット軸（枢支）19を介して連結されている。
【００３４】
クランク軸31を左右水平方向に指向して軸支するクランクケース32は、左右割りの左クランクケースと右クランクケースとを合体して構成されるもので、右クランクケースは、クランクケース部の半体をなし、左クランクケースは、前部がクランクケース部の半体をなすとともに、後方に膨出して前後に長尺のベルト式無段変速機37を収容する伝動ケース32ｄを兼ねる。
【００３５】
この伝動ケース（左クランクケース）32ｄの前後長尺の左側開放面は、伝動ケースカバーにより覆われ、内部にベルト式無段変速機37が収納され、後部の右側開放面は減速機ケースにより覆われ、内部に減速機構38が収納される。
【００３６】
すなわち、パワーユニット20は、内燃機関30から後方にかけてベルト式無段変速機37が構成され、その後部に設けられた減速機構38の出力軸である後車軸21ａに後輪21が設けられている。
この減速機構38のあるパワーユニット20の後部に立設されたブラケット39と前記メインパイプ４の後部間にリヤクッション22が介装されている。
【００３７】
パワーユニット20の上部では、内燃機関30の大きく前傾したシリンダヘッド34の上部から吸気管23が延出して後方に湾曲し、同吸気管23に接続されたスロットルボディ24がシリンダブロック33の上方に位置し、同スロットルボディ24に連結管23ｃを介して連結されるエアクリーナ25がベルト式無段変速機37の上方に配設されている。
【００３８】
なお、吸気管23には吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁26が装着されている従来型の内燃機関30である。
一方、シリンダヘッド33の下部から下方に延出した排気管27は、後方へ屈曲し右側に偏って後方に延びて触媒装置28を介して後輪21の右側のマフラー29に接続される。
【００３９】
車体前部１ｆは、フロントカバー９ａとレッグシールド９ｂにより前後から覆われフロントロアカバー９ｃにより下部を前方から左右側方にかけて覆われ、ハンドル11の中央部はハンドルカバー９ｄによって覆われる。
フロア部１ｃはサイドカバー９ｅにより覆われ、また車体後部１ｒは左右側方からボデイカバー９ｆによって覆われる。
【００４０】
本内燃機関30は、単気筒４ストロークの水冷式内燃機関であり、気筒に吸気弁と排気弁が１本ずつの２バルブ方式の内燃機関であって、図２に内燃機関30の部分断面図を示す。
シリンダブロック33のシリンダボア内を往復動するピストン40とクランク軸31とをコネクティングロッド41が連結してクランク機構を構成している。
【００４１】
シリンダボア内を摺動するピストン40の頂面と同頂面が対向するシリンダヘッド34の天井面42ａとの間に燃焼室42が構成される。
シリンダヘッド34における燃焼室42の天井面42ａには、吸気ポート43の吸気弁口43ｈと排気ポート44の排気弁口44ｈが１つずつ燃焼室42に臨んで上下に大きく開口されており（図４参照）、吸気ポート43は上側の吸気弁口43ｈから上方に湾曲しながら延出し、排気ポート44は下側の排気弁口44ｈから下方に湾曲しながら延出している（図２参照）。
【００４２】
吸気ポート43の上流側開口に前記吸気管23が接続され、排気ポート44の下流側開口に前記排気管27が接続される。
シリンダヘッド34に一体に嵌着された円筒状の弁ガイド45ｇ，46ｇにそれぞれ摺動可能に支持される吸気弁45および排気弁46は、シリンダヘッド34の上に設けられる動弁機構50により駆動されて、吸気ポート43の吸気弁口43ｈおよび排気ポート44の排気弁口44ｈをクランク軸31の回転に同期して開閉する。
【００４３】
なお、図４に示すように、シリンダヘッド34の燃焼室42の天井面42ａには、吸気弁口43ｈや排気弁口44ｈのほかに、点火プラグ48（図１参照）が嵌入される取付孔48ｈが左側に偏った位置に開口している。
【００４４】
図２を参照して、動弁機構50は、シリンダヘッド34に１本のカム軸51が左右方向に指向して軸支されたSOHC型内燃機関の動弁機構であり、カム軸51の斜め上下前方にロッカアームシャフト52ｉ，52ｅが支持され、上側のロッカアームシャフト52ｉに吸気ロッカアーム53ｉが揺動自在に中央を軸支され、下側のロッカアームシャフト52ｅに排気ロッカアーム53ｅが揺動自在に中央を軸支されている。
【００４５】
吸気ロッカアーム53ｉの一端のローラは、カム軸51の吸気カムロブ51ｉに接し、他端がバルブスプリング45ｓで付勢された吸気弁45のバルブステムの上端に調整ねじを介して接し、排気ロッカアーム53ｅの一端のローラは、カム軸51の排気カムロブ51ｅに接し、他端がバルブスプリング46ｓで付勢された排気弁46のバルブステムの上端に調整ねじを介して接し、カム軸51の回転により吸気ロッカアーム53ｉと排気ロッカアーム53ｅが揺動して吸気弁45と排気弁46を開閉駆動する。
【００４６】
図２を参照して、シリンダヘッド34における燃焼室42に開口した吸気弁口43ｈから上方に湾曲しながら延出した吸気ポート43は、上流側開口に接続された吸気管23の吸気管通路23ｐに連通して吸気通路を形成し、吸気管通路23ｐはさらに後方に湾曲してスロットルボディ24に至る。
【００４７】
この吸気管23が、外側湾曲部23ｏと内側湾曲部23ｉとからなるとすると、外側湾曲部23ｏに燃料噴射弁26が装着され、図２に示すように、燃料噴射弁26は吸気下流の吸気ポート43内に向けて燃料を噴射するように取り付けられる。
【００４８】
吸気ポート43も湾曲していて、該吸気ポート43が、吸気管23の外側湾曲部23ｏの内周面に連なる外側湾曲内周面43ｏと吸気管23の内側湾曲部23ｉの内周面に連なる内側湾曲内周面43ｉとからなるとすると、吸気管23の外側湾曲部23ｏに装着された燃料噴射弁26により吸気ポート43内に噴射された燃料は、吸気ポート43の内側湾曲内周面43ｉよりも外側湾曲内周面43ｏに主に付着する（図２参照）。
【００４９】
吸気ポート43の外側湾曲内周面43ｏのうち、特に、吸気弁45を摺動自在に支持する弁ガイド45ｇが吸気ポート43内に先端を突出させた部分周辺に、燃料噴射弁26により噴射された燃料が直接付着する。
この燃料噴射弁26により噴射された燃料が直接付着する外側湾曲内周面43ｏにおける燃料付着面部Ｓを、図２に散点模様で表示する。
【００５０】
一方、シリンダヘッド34における吸気ポート43の内側湾曲内周面43ｉを形成する側壁に、棒状のグロープラグ60が外側から貫通して取り付けられる。
グロープラグ60は、円筒状のプラグ本体61からメタルまたはセラミックの発熱部62が突出しており、プラグ本体61の発熱部62寄りの部分にねじ部61ｓが形成されている。
なお、グロープラグ60への通電は、PWM制御がなされて発熱温度が調節されるので、バッテリの消費やACジェネレータへの負荷を最小限に抑えることができる。
【００５１】
シリンダヘッド34の側壁に形成されたねじ孔に、発熱部62を先にしてグロープラグ60を外側から挿入してねじ部61ｓを螺着すると、先端の発熱部62は吸気ポート43の外側湾曲内周面43ｏの燃料付着面部Ｓに向けて吸気ポート43内に突出する。
グロープラグ60の発熱部62は燃料付着面部Ｓに臨み、発熱部62の発熱による放射熱は直接燃料付着面部Ｓに照射される。
【００５２】
図３と図４は、シリンダヘッド34に対するグロープラグ60の取付位置を示すもので、図３は水平近くまで前傾したシリンダヘッド34の上面図であり、図４は図３におけるシリンダヘッド34のIV矢視図である。
【００５３】
吸気ポート43の内周面の散点模様を施した部分が燃料付着面部Ｓであり、吸気弁45の弁ガイド45ｇの吸気ポート43内に突出させた部分周辺が燃料付着面部Ｓとなっている。
シリンダヘッド34の側壁に取り付けられたグロープラグ60は、発熱部62を吸気ポート43内に突出させて燃料付着面部Ｓに臨んでいる。
【００５４】
グロープラグ60の発熱部62の発熱による放射熱は、発熱部62が臨む吸気ポート43の外側湾曲内周面43ｏの燃料付着面部Ｓに直接照射して燃料付着面部Ｓを加熱するので、燃料付着面部Ｓは温度が上昇し、吹き付けられた噴射燃料が液状で付着するのを防止して気化および霧化を促すことで、噴射燃料の霧化をより一層促進して、燃料の着火性および燃焼性を向上させ、エミッションの発生を抑えることができる。
【００５５】
内燃機関(30)の始動時に、吸気ポート43の内周面に付着した燃料が霧化されないがために、空燃比がリーンになるのを、従来、噴射燃料の必要以上の増量により防止していたが、吸気ポート43の内周面に噴射燃料が液状で付着するのを回避して気化および霧化を促すことができるために、内燃機関30の始動時の燃料増量を抑えることができることで、エミッションの発生を可及的に抑えることができる。
【００５６】
また、グロープラグ60により吸気通路内を加熱するので、排気系の触媒装置28の触媒を速やかに活性温度に上昇させることができ、冷間始動時のエミッションの低減を図ることができる。
さらに、フューエルカット時や気筒休止時に、グロープラグ60に通電して吸気ポート43内を加熱しておくことで、排気系に冷えた吸入空気が流入するのを防止して、触媒の活性を促進することができる。
【００５７】
吸気ポート43内に発熱部62を突出させてグロープラグ60をシリンダヘッド34に取り付ける簡単な構造であり、部品点数も少なく、従来型の燃料噴射弁26を吸気管23に配置した内燃機関においても、シリンダヘッド34の構造を殆ど変える必要はないため、大きな設計変更をすることなく、コストの低減を図ることができる。
【００５８】
本実施の形態に係るグロープラグ60の配置構造おける排気流速に対する吸気ポート壁面温度（燃料付着面部Ｓの温度）、吸入空気温度、触媒温度の各変化を測定した結果を、図５に示す。
測定時、外気温度は25℃であり、内燃機関30が始動する前に、グロープラグ60は発熱部62が800℃に発熱し、触媒装置28の温度が400℃となっている。
【００５９】
なお、グロープラグ60の発熱部42を吸気ポート43内に位置させた本実施の形態における本実施例を、実線の折れ線で示すとともに、比較のため、グロープラグの発熱部を燃焼室内に位置させた場合の比較例を、破線の折れ線で示している。
【００６０】
排気流速が0.1〜２m/s辺りは、始動前のクランキング時が想定される。
本実施例の場合、グロープラグ60の発熱部42を吸気ポート壁面の燃料付着面部Ｓに臨ませて吸気ポート43内に位置させているので、発熱部42の発熱が燃料付着面部Ｓに直接照射されて吸気ポート壁面温度は、当初約110℃あり、クランキングによる排気流速が２m/s辺りでも100℃の壁面温度を有する。
【００６１】
このように、吸気ポート壁面温度が高いので、クランキング時、吸入空気温度も54℃から30℃に低下する程度で、比較的高い温度を維持することができる。
したがって、内燃機関30がクランキングから始動に入ると、燃料噴射弁26から噴射されて吹き付けられた燃料が100℃の壁面温度により液状で付着するのが防止され、気化および霧化が促されるため、比較的高い温度の吸入空気内で噴射燃料の霧化がより一層促進されて、燃料の着火性および燃焼性を向上させることができる。
【００６２】
このように、内燃機関30の始動時に、噴射燃料の霧化が促進されるので、始動時の燃料増量を抑えることができ、エミッションの発生を極力抑えることができる。
内燃機関30の始動後は、排気流速が大きくなるにしたがい吸気ポート壁面温度は、低下するが、15m/sの排気流速でも、60℃を有し、吸入空気温度も27℃で略一定で、噴射燃料の霧化がなお促される。
【００６３】
これに対して、グロープラグの発熱部を燃焼室内に位置させた比較例では、吸気ポート壁面温度は、クランキングの初めで54℃しかなく、その後、低下していくので、クランキング中、吸入空気温度も低めで、燃料付着面部Ｓに吹き付けられて付着した燃料が液状で残る可能性があり、噴射燃料の霧化が抑制される。
そのため、内燃機関30の始動時に、燃料の増量が抑制されず、エミッションの発生を抑えることが難しい。
なお、吸入空気温度は、排気流速が大きくなると、比較例は本実施例と変わりない。
【００６４】
図５には、排気系の触媒装置28の排気流速に対する触媒温度の変化を下段のグラフに示している。
触媒温度は、クランキングの初めに400℃であったものが、排気流速が大きくなるにしたがい徐々に低下するが、排気流速が15m/sにおいて、触媒温度は、吸気ポート43にグロープラグ60を配置する本実施例では253℃に抑えられており、燃焼室42にグロープラグ60を配置する比較例の269℃より低い温度ではあるが、その差は極めて小さく、吸気ポート43内を加熱しても燃焼室42内を加熱するのと同じ程度に、触媒温度の低下を抑制することができる。
【００６５】
したがって、フューエルカット時や気筒休止時に、グロープラグ60により吸気ポート43内を加熱しておくことで、燃焼室42内を加熱するのと同程度に触媒温度の低下を抑制することができ、フューエルカット解除や気筒稼動したときに、触媒を速やかに活性化してエミッションの発生を防止することができる。
【００６６】
また、冷間始動時には、吸気ポート43内を加熱することで、燃焼室42内を加熱するのと同じように、排気系に冷えた吸入空気が流入するのを防止して触媒の活性化を促進して、冷間始動時のエミッションの発生を可及的に抑えることができる。
【００６７】
次に、グロープラグ60がシリンダヘッド34における吸気ポート43の外側湾曲内周面43ｏを形成する側壁に取り付けられた実施の形態について、図６に示し説明する。
なお、部材の符号は前記実施の形態と同じものを用いる。
図６に示すように、グロープラグ60は、発熱部62が吸気ポート43の外側湾曲内周面43ｏにおける燃料付着面部Ｓより上流側の内周面から吸気ポート43内に突出して燃料付着面部Ｓに臨むように取り付けられている。
【００６８】
したがって、グロープラグ60の発熱部62の発熱による放射熱は、概ね燃料付着面部Ｓに直接照射可能であり、よって燃料付着面部Ｓは加熱されて温度が上昇し、吹き付けられた噴射燃料が液状で付着するのを防止して気化および霧化を促すことで、噴射燃料の霧化をより一層促進して、燃料の着火性および燃焼性を向上させ、エミッションの発生を抑えることができる。
また、グロープラグ60に通電して吸気ポート43内を加熱しておくことで、排気系に冷えた吸入空気が流入するのを防止して、触媒の活性を促進することができる。
【００６９】
さらに、図７に示すように、グロープラグ60が発熱部62を吸気ポート43の外側湾曲内周面43ｏと内側湾曲内周面43ｉの境目付近の内周面から吸気ポート43内に突出して燃料付着面部Ｓに臨むように、グロープラグ60を取り付けてもよい。
グロープラグ60の発熱部62が燃料付着面部Ｓに臨むので、前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
以上の実施の形態では、１気筒に吸気弁と排気弁が１本ずつの２バルブ方式の内燃機関について開示したが、１気筒に吸気弁と排気弁が２本ずつの４バルブ方式の内燃機関あるいは吸気弁を３本とした５バルブ方式の内燃機関においても、各吸気ポート内に発熱部をそれぞれ突出させて各吸気ポートの燃料付着面部Ｓに臨ませてグロープラグをそれぞれ配置するようにすればよい。
【００７１】
また、従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した４バルブ方式の内燃機関の場合の別の実施の形態について図８に示し説明する。
図８は、同内燃機関の燃焼室およびその近傍の吸排気通路をのみを示した斜視図である。
燃焼室80から２本の分岐吸気ポート81ｂ，81ｂと２本の分岐排気ポート82ｂ，82ｂが延出して互いに離れる方向に湾曲して、２本の分岐吸気ポート81ｂ，81ｂは１本の集合吸気ポート81ａになり、２本の分岐排気ポート82ｂ，82ｂは１本の集合排気ポート82ａになる。
【００７２】
図示されないが、集合吸気ポート81ａに連続する吸気管に燃料噴射弁26が装着されており、同燃料噴射弁26により噴射された燃料が、集合吸気ポート81ａの分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に直接吹き付けられて燃料付着面部Ｓ（図８の散点模様を施した部分）が形成されている。
集合吸気ポート81ａの分岐部の湾曲した内側湾曲内周面から発熱部62が吸気ポート内に突出して、上記燃料付着面部Ｓに臨むようにグロープラグ60を配置する。
【００７３】
グロープラグ60の発熱部62の発熱による放射熱は、集合吸気ポート81ａの分岐部の湾曲した燃料付着面部Ｓに直接照射されて燃料付着面部Ｓが加熱されるので、燃料付着面部Ｓは温度が上昇し、吹き付けられた噴射燃料が液状で付着するのを防止して気化および霧化を促すことで、噴射燃料の霧化が促進された混合気を２本の分岐吸気ポート81ｂ，81ｂに流して燃焼室80に供給することができ、燃料の着火性および燃焼性を向上させることができる。
【００７４】
このように、従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した４バルブ方式の内燃機関で集合吸気ポート81ａの分岐部の湾曲した外側湾曲内周面に燃料付着面部Ｓが形成される場合には、集合吸気ポート81ａの分岐部にグロープラグ60を１個設ける少ない部品点数の簡単な構造で、大きな設計変更をすることなしに、燃料の着火性および燃焼性を向上させることができる。
【００７５】
また、図９に示すように、４バルブ方式の内燃機関において、集合吸気ポート81ａの分岐部の湾曲した外側湾曲内周面の燃料付着面部Ｓより上流側の内周面から発熱部62が吸気ポート内に突出して可及的に燃料付着面部Ｓに臨むように１個のグロープラグ60を配設してもよい。
この１個のグロープラグ60の発熱部62により燃料付着面部Ｓが加熱されることで、燃料の霧化が促進された混合気を２本の分岐吸気ポート81ｂ，81ｂに流すことができ、少ない部品点数の簡単な構造で、従来型の燃料噴射弁を吸気通路に配置した４バルブ方式の内燃機関においても、大きな設計変更をすることなしに、燃料の着火性および燃焼性を向上させ、エミッションの低減を図ることができる。
【００７６】
以上、本発明のグロープラグの配置構造を前記実施の形態によって説明したが、その態様に限定されるものではないことは勿論であり、本発明は、各請求項の発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含む。
【符号の説明】
【００７７】
１…スクータ型自動二輪車、２…ヘッドパイプ、３…同ダウンチューブ、４…メインパイプ、13…前輪、18…ハンガーブラケット、19…ピボット軸、
20…パワーユニット、21…後輪、22…リヤクッション、23…吸気管、24…スロットルボディ、25…エアクリーナ、26…燃料噴射弁、27…排気管、28…触媒装置、29…マフラー、
30…内燃機関、31…クランク軸、32…クランクケース、33…シリンダブロック、34…シリンダヘッド、35…シリンダヘッドカバー、37…ベルト式無段変速機、38…減速機構、
40…ピストン、41…コネクティングロッド、42…燃焼室、43…吸気ポート、44…排気ポート、45…吸気弁、46…排気弁、47…、48…点火プラグ、49…、
50…動弁機構、51…カム軸、52ｉ，52ｅ…ロッカアームシャフト、53ｉ…吸気ロッカアーム、53ｅ…排気ロッカアーム、54…、55…、56…、57…、58…、59…、
60…グロープラグ、61…プラグ本体、62…発熱部、
80…燃焼室、81ａ…集合吸気ポート、81ｂ…分岐吸気ポート、82ａ…集合排気ポート、…、82ｂ…分岐排気ポート。
【図１】
2014105676.tif 000003
【図２】
2014105676.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014105676.tif 000007
【図６】
2014105676.tif 000008
【図７】
2014105676.tif 000009
【図８】
2014105676.tif 000010
【図９】
2014105676.tif 000011