(57)【要約】【課題】吸気効率を高め、点火性も良好として内燃機関の機関性能の向上を図ることができる４ストローク内燃機関のピストン構造を供する。【解決手段】４バルブ方式の４ストローク内燃機関のピストン構造において、ピストン頂面(41)は、吸気側共通平坦面(45c)と１対の吸気バルブリセス(43)の底面(45i)とにより、同一平面の吸気側平坦傾斜面(45)が形成され、排気側共通平坦面(46c)と１対の排気バルブリセス(44)の底面(46e)とにより、同一平面の排気側平坦傾斜面(46)が形成され、吸気側平坦傾斜面(45)と排気側平坦傾斜面(46)が、互いの交差部に稜線(47)を構成してペントルーフ状に形成され、排気側平坦傾斜面(46)が吸気バルブリセス(44)内に延出して前記稜線(47)が吸気バルブリセス(43)側に位置する内燃機関のピストン構造。【選択図】図５
2014025429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ中心軸(L)上に略位置する点火プラグ(70)の周囲に１対の吸気バルブ(53)と１対の排気バルブ(54)が燃焼室(50)に臨んでＶ字状にシリンダヘッド(33)に配設された４バルブ方式の４ストローク内燃機関のピストン構造において、
ピストン(40)のピストン頂面(41)は、
吸気バルブ(53)のカサ部(53a)および排気バルブ(54)のカサ部(54a)にそれぞれ対向して吸気バルブリセス(43)と排気バルブリセス(44)が形成され、
１対の前記吸気バルブリセス(43)の底面(45i)よりピストン頂面(41)の中心側に延長して互いに連続して形成された吸気側共通平坦面(45c)と１対の前記吸気バルブリセス(43)の底面(45i)とにより、同一平面の吸気側平坦傾斜面(45)が形成され、
１対の前記排気バルブリセス(44)の底面(46e)よりピストン頂面(41)の中心側に延長して互いに連続して形成された排気側共通平坦面(46c)と１対の前記排気バルブリセス(44)の底面(46e)とにより、同一平面の排気側平坦傾斜面(46)が形成され、
前記吸気側平坦傾斜面(45)と前記排気側平坦傾斜面(46)が、互いの交差部に稜線(47)を構成してペントルーフ状に形成され、
前記排気側平坦傾斜面(46)が前記吸気バルブリセス(44)内に延出して前記稜線(47)が吸気バルブリセス(43)側に位置することを特徴とする内燃機関のピストン構造。
【請求項２】
前記吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)の排気側に延びた排気側端部(43we)が、前記稜線(47)の外周側端部を廻り込むように前記稜線(47)を排気側に越えた位置に形成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項３】
前記吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)の湾曲した壁面の前記排気側端部(43we)における接線(T)は、ピストン頂面平面視で、ピストン頂面(41)の中央部を前記排気バルブリセス(44)の内周壁(44w)に交差することなく前記排気側平坦傾斜面(46)上を通ることを特徴とする請求項２記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項４】
前記稜線(47)は、ピストンピン(36p)を軸支するピンボス部(40e)のピン孔中心軸(C)の略直上に平行に位置することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項５】
前記燃焼室(50)に開口する吸気ポート(51)は、吸気口(51h)近傍の湾曲部からシリンダ中心軸(L)に垂直な平面に対して45度以下の角度(α)で上流側に延出することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項６】
前記内燃機関はシリンダ中心軸(L)が略鉛直に指向して小型車両に搭載され、
前記吸気ポート(51)が後方に延出することを特徴とする請求項５記載の内燃機関のピストン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４バルブ方式の４ストローク内燃機関のピストン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
４ストローク内燃機関の場合、圧縮比を高めるために、燃焼室の天井面に沿うようにピストン頂面を盛り上げた形状にし、かつピストン頂面にバルブとの干渉を避ける凹みであるバルブリセスを設けることで、ピストン上死点における燃焼室の容積を可及的に小さくすることが一般に行われている。
【０００３】
同じ出願人に係る先願に、４バルブ方式の４ストローク内燃機関において、ピストン頂面をペントルーフ状に盛り上げ、ピストン頂面に吸気バルブリセスと排気バルブリセスが各々対をなして形成された例がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２１３２４号公報
【０００５】
特許文献１に開示された４ストローク内燃機関は、シリンダを略上方に立てた姿勢で自動二輪車に搭載され、燃焼室のペントルーフ状の天井面の前側に開口した左右１対の吸気ポートが斜め前方に延出し、天井面の後側に開口した左右１対の排気ポートが後方に延出している。
【０００６】
この燃焼室の天井面に沿うように、ピストンの頂面は、ペントルーフ状に盛り上がっており、天井面における１対の吸気ポートの吸気口を開閉する１対の吸気バルブの干渉を避ける左右１対の吸気バルブリセスおよび１対の排気ポートの排気口を開閉する１対の排気バルブの干渉を避ける左右１対の排気バルブリセスが、ピストンの頂面に形成されている。
【０００７】
１対の吸気バルブリセスの底面が形成する吸気側平坦傾斜面と１対の排気バルブリセスの底面が形成する排気側平坦傾斜面が、燃焼室の天井面に沿うように、互いにペントルーフ状に交差している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
吸気バルブの方が、排気バルブよりもカサ部の径が大きいので、吸気バルブリセスの方が排気バルブリセスよりも大きい。
したがって、吸気側平坦傾斜面の方が排気側平坦傾斜面より割合が大きく、吸気側平坦傾斜面と排気側平坦傾斜面が交差する稜線は、排気側に偏って形成されている。
この排気側に偏った稜線により吸気側平坦傾斜面と排気側平坦傾斜面が完全に分割されている。
【０００９】
ピストンが上死点にあって、吸気バルブと排気バルブがオーバーラップして共に開弁しているときに、吸気バルブの吸気口から燃焼室に吸入される吸気の一部は、稜線により妨げられて排気側平坦傾斜面側には流入し難く、吸気の流入が吸気側平坦傾斜面側に限定されて抑制されるため、吸気効率の更なる改善が望まれていた。
【００１０】
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、吸気効率を高め、点火性も良好として内燃機関の機関性能の向上を図ることができる４ストローク内燃機関のピストン構造を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
シリンダ中心軸(L)上に略位置する点火プラグ(70)の周囲に１対の吸気バルブ(53)と１対の排気バルブ(54)が燃焼室(50)に臨んでＶ字状にシリンダヘッド(33)に配設された４バルブ方式の４ストローク内燃機関のピストン構造において、
ピストン(40)のピストン頂面(41)は、
吸気バルブ(53)のカサ部(53a)および排気バルブ(54)のカサ部(54a)にそれぞれ対向して吸気バルブリセス(43)と排気バルブリセス(44)が形成され、
１対の前記吸気バルブリセス(43)の底面(45i)よりピストン頂面(41)の中心側に延長して互いに連続して形成された吸気側共通平坦面(45c)と１対の前記吸気バルブリセス(43)の底面(45i)とにより、同一平面の吸気側平坦傾斜面(45)が形成され、
１対の前記排気バルブリセス(44)の底面(46e)よりピストン頂面(41)の中心側に延長して互いに連続して形成された排気側共通平坦面(46c)と１対の前記排気バルブリセス(44)の底面(46e)とにより、同一平面の排気側平坦傾斜面(46)が形成され、
前記吸気側平坦傾斜面(45)と前記排気側平坦傾斜面(46)が、互いの交差部に稜線(47)を構成してペントルーフ状に形成され、
前記排気側平坦傾斜面(46)が前記吸気バルブリセス(44)内に延出して前記稜線(47)が吸気バルブリセス(43)側に位置することを特徴とする内燃機関のピストン構造である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載の内燃機関のピストン構造において、
前記吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)の排気側に延びた排気側端部(43we)が、前記稜線(47)の外周側端部を廻り込むように前記稜線(47)を排気側に越えた位置に形成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、
請求項２記載の内燃機関のピストン構造において、
前記吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)の湾曲した壁面の前記排気側端部(43we)における接線(T)は、ピストン頂面平面視で、ピストン頂面(41)の中央部を前記排気バルブリセス(44)の内周壁(44w)に交差することなく前記排気側平坦傾斜面(46)上を通ることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関のピストン構造において、
前記稜線(47)は、ピストンピン(36p)を軸支するピンボス部(40e)のピン孔中心軸(C)の略直上に平行に位置することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の内燃機関のピストン構造において、
前記燃焼室(50)に開口する吸気ポート(51)は、吸気口(51h)近傍の湾曲部からシリンダ中心軸(L)に垂直な平面に対して45度以下の角度(α)で上流側に延出することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、
請求項５記載の内燃機関のピストン構造において、
前記内燃機関はシリンダ中心軸(L)が略鉛直に指向して小型車両に搭載され、
前記吸気ポート(51)が後方に延出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の内燃機関のピストン構造によれば、シリンダ中心軸(L)上に略位置する点火プラグ(70)の周囲に１対の吸気バルブ(53)と１対の排気バルブ(54)が燃焼室に臨んでＶ字状にシリンダヘッド(33)に配設された４バルブ方式の４ストローク内燃機関のピストン構造において、ピストン(40)のピストン頂面(41)は、１対の吸気バルブリセス(43)の底面(45i)および吸気側共通平坦面(45c)により同一平面に形成された吸気側平坦傾斜面(45)と、１対の排気バルブリセス(44)の底面(46e)および排気側共通平坦面(45c)により同一平面に形成された排気側平坦傾斜面(46)とが、互いの交差部に稜線(47)を構成してペントルーフ状に形成されているので、互いにＶ字状に配設される吸気バルブ(53)と排気バルブ(54)が臨む燃焼室(50)の天井面にピストン頂面(41)が沿っており、よってピストン(40)の上死点にあるときの燃焼室(50)の容積を可及的に小さくして圧縮比を高めることができる。
【００１８】
そして、排気側平坦傾斜面(46)が吸気バルブリセス(43)内に延出して稜線(47)が吸気バルブリセス(43)側に位置するので、ピストン(40)が上死点にあるときでも、オーバーラップして共に開いた吸気バルブ(53)と排気バルブ(54)のうち吸気バルブ(53)が開閉する吸気口(51h)から吸気バルブ(53)のカサ部(53a)に沿って燃焼室(50)に吸入される吸気の一部は、稜線(47)を越えて排気側平坦傾斜面(46)側に直接流入されるため、吸気の流入が吸気側平坦傾斜面側に限定されることがなく、吸気効率を高めることができる。
ピストンが上死点にあるときに、吸気が排気側平坦傾斜面(46)側にも流入するので、吸気が吸気側に偏らず排気側にも広がって流入してピストン頂面(41)の中心を通るシリンダ中心軸(L)上に略位置する点火プラグ(70)の点火性を良好とすることができる。
【００１９】
請求項２記載の内燃機関のピストン構造によれば、吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)の排気側に延びた排気側端部(43we)が、稜線(47)の外周側端部を廻り込むように稜線(47)を排気側に越えた位置に形成されるので、ピストン(40)が上死点にあるときに、吸気バルブ(53)が開閉する吸気口(51h)から燃焼室(50)に吸入される吸気のうち吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)に案内される吸気は排気側端部(43we)から稜線(47)の外周側端部を廻り込んで排気側平坦傾斜面(46)側に流入することができ、吸気効率を更に高めることができる。
【００２０】
請求項３記載の内燃機関のピストン構造によれば、吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)の排気側端部(43we)における接線(T)は、ピストン頂面平面視で、ピストン頂面(41)の中央部を排気バルブリセス(44)の内周壁(44w)に交差することなく排気側平坦傾斜面(46)上を通るので、ピストン(40)が上死点にあるときに、吸気バルブリセス(43)の内周壁(43w)に案内されて稜線(47)の外周側端部を廻り込むようにして排気側端部(43we)から接線(T)方向に排気側平坦傾斜面(46)側に流入する吸気は、排気側共通平坦面(46)に沿って排気バルブリセス(44)の内周壁(44w)に妨げられることなく円滑に流入して吸気効率を高めるとともに、ピストン頂面(41)の中央部に向かって流入するので、シリンダ中心軸(L)上に略位置する点火プラグ(70)の点火性を益々良好とすることができる。
【００２１】
請求項４記載の内燃機関のピストン構造によれば、前記稜線(47)は、ピストンピン(36p)を軸支するピンボス部(40e)のピン孔中心軸(C)の略直上に平行に位置するので、ピンボス部(40e)の上部を肉厚としてピンボス部(40e)の強度を確保しつつピン孔をピストン頂面(41)に近づけてピストン(40)を軽量化して機関性能を高めることができる。
【００２２】
請求項５記載の内燃機関のピストン構造によれば、燃焼室(50)に開口する吸気ポート(51)は、吸気口近傍の湾曲部からシリンダボアの中心軸であるシリンダ中心軸(L)に垂直な平面に対して45度以下の角度(α)で上流側に延出するので、吸気ポート(51)から燃焼室(50)に吸入される吸気は、排気側に流れる量を増加して、ピストン(40)が上死点にあるときには、特に、排気側平坦傾斜面側に直接流入される吸気の流量を多くして、吸気効率を一層高めることができる。
【００２３】
請求項６記載の内燃機関のピストン構造によれば、内燃機関(30)はシリンダ中心軸(L)が略鉛直に指向して小型車両に搭載され、吸気ポート(51)が車体後方に延出するので、吸気ポート(51)に連結されるエアクリーナ(24)をシート(18)の下方に低く配置することができ、シート(18)の高さを低く抑え、かつ車両の前後長を短く抑えて、車両の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車の側面図である。
【図２】同内燃機関全体を左側から視た概略断面図である。
【図３】シリンダヘッドの下面図である。
【図４】ピストンの斜視図である。
【図５】同ピストンの上面を示す説明図である。
【図６】同ピストンの下面図である。
【図７】同ピストンの側面図である。
【図８】図５における同ピストンのVIII−VIII線断面図である。
【図９】図５における同ピストンのIX−IX線断面図である。
【図１０】ピストンが上死点にあるときの燃焼室の周囲の状態を示す断面図である。
【図１１】ピストンが上死点にあるときのピストン頂面に対する吸気ポートおよび排気ポートの相対位置関係をピストン頂面平面視で示すピストンの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１１に基づいて説明する。
本実施の形態に係る内燃機関30を搭載したオフロード系の自動二輪車１を図１に示す。
自動二輪車１の車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から後方に延出したメインフレーム４が下方に湾曲して延び、ヘッドパイプ３から下方に延出したダウンフレーム５の下端とメインフレーム４の下端のセンタフレーム６がロアフレーム７で連結されてループ状を構成して、その中に内燃機関30が懸架されている。
【００２６】
メインフレーム４の上部からは後方にシートレール８が延びており、シートレール８とセンタフレーム６との間にリアフレーム９が架設されている。
ヘッドパイプ３に回動自在に軸支されたフロントフォーク10の下端に前輪11が軸支され、ハンドル12により操向される。
【００２７】
センタフレーム８にピボット軸13により前端を軸支されたリヤフォーク14が後方に延び、リヤフォーク14の上下に揺動自在の後端に後輪16が軸支されている。
リヤフォーク14とシートレール８の前部との間にリヤクッション15が介装されている。
内燃機関30の上方において燃料タンク17がメインフレーム４に支持され、燃料タンク17の後方にシート18がシートレール８に支持されて設けられている。
【００２８】
内燃機関30は、シリンダ（シリンダブロック32）を略上方に起立した姿勢で車体フレーム２に支持され、シリンダヘッド33から後方に若干斜め上方に延出する吸気管21がスロットルボディ22に連結され、スロットルボディ22から後方に延びる吸気連結管23がシート18の下方に配設されたエアクリーナ24に連結している。
スロットルボディ22には、スロットル弁22ｖの下流に燃料噴射弁25が設けられている（図２参照）。
シリンダヘッド33から前方に延出した排気管27は、シリンダヘッド33を右方に廻り込んで内燃機関30の右側に沿って後方に延び、シートレール７の後部に吊設されたマフラー28に連結されている。
【００２９】
以上のように自動二輪車１に搭載される本内燃機関30は、水冷式単気筒の４バルブ方式の４ストローク内燃機関である。
車体に搭載された姿勢の内燃機関30全体を左側から視た概略断面図を図２に示す。
【００３０】
左右割りのクランクケース31は、前側にクランク室31C、後側にミッション室31Mが形成され、前側クランク室31Cにシリンダブロック32が若干前傾した姿勢で嵌合し、シリンダブロック32の上にシリンダヘッド33が重ねられ、さらにシリンダヘッド33の上をシリンダヘッドカバー34が被せられている。
シリンダヘッド33には、吸気管21の下方に水温センサ26が検出部をウォータジャケットに臨ませて取り付けられている。
【００３１】
クランク室31C内で、左右方向に指向してクランクケース31に回転自在に軸支されたクランク軸35のクランクピン36ｃと、シリンダブロック32のシリンダボア内を往復摺動するピストン40のピストンピン36ｐとをコンロッド36が連結している。
ミッション室31M内には、メイン軸38とカウンタ軸39の間を１対の変速歯車列が動力伝達する変速機構37が配設されている。
【００３２】
シリンダボア内を往復摺動するピストン40のピストン頂面41と同ピストン頂面41が対向するシリンダヘッド33の天井面との間に燃焼室50が形成される（図２，図１０参照）。
燃焼室50は、シリンダヘッド33の天井面が三角屋根のペントルーフ状をなすペントルーフ型燃焼室であり、図３を参照して、後半の天井傾斜面50ｒに左右１対の吸気ポート51，51の各吸気口51ｈ，51ｈが環状のバルブシート51ｓ，51ｓで囲繞されて形成され、前半の天井傾斜面50ｆに左右１対の排気ポート52，52の各排気口52ｈ，52ｈが環状のバルブシート52ｓ，52ｓで囲繞されて形成されている。
【００３３】
左右の吸気ポート51，51は、燃焼室50の後半の天井傾斜面の左右吸気口51ｈ，51ｈから湾曲して後方に延出した後に合流して、前記吸気管21に連結される（図２，図３参照）。
吸気ポート51は、開口近傍の湾曲部からシリンダ中心軸Ｌに垂直な平面（例えば、シリンダボアの開口端面）に対して45度以下の角度αで後方の上流側に延出する（図２参照）。
左右の排気ポート52，52は、燃焼室50の前半の天井傾斜面の左右排気口52ｈ，52ｈから湾曲して前方に延出した後に合流して、前記排気管25に連結される（図２，図３参照）。
【００３４】
図２を参照して、燃焼室50における吸気ポート51の吸気口51ｈを開閉する吸気バルブ53がバルブガイド61によって摺動自在にガイドされており、吸気バルブ53のバルブステムの上端に被せられるバルブリフタ59を摺動自在にリフタガイド63がガイドしている。
吸気バルブ53は、バルブステムの上端に嵌着されたアッパリテーナ55ｕとシリンダヘッド33の上面に当接されたロアリテーナ55ｄとの間に介装されたバルブスプリング57により閉弁方向（上方向）に付勢されている。
【００３５】
他方、燃焼室50における排気ポート52の排気口52ｈを開閉する排気バルブ54は、バルブガイド62によって摺動自在にガイドされており、排気バルブ54のバルブステムの上端に嵌着されたアッパリテーナ56ｕとシリンダヘッド33の上面に当接されたロアリテーナ56ｄとの間に介装されたバルブスプリング58により閉弁方向（上方向）に付勢されている。
【００３６】
吸気バルブ53のバルブステムの上方延長上に左右方向に指向したカムシャフト65が、シリンダヘッド33の上面から左右対向して立設された軸受壁33ｗ，33ｗとその各上端面に重ねてボルト67で固着されるカムシャフトホルダ66，66により挟まれるようにして回転自在に軸支される。
【００３７】
カムシャフト65は、左右に吸気カムロブ65ｉ，65ｉが形成され、左右吸気カムロブ65ｉ，65ｉの間に排気カムロブ65ｅが形成されている。
左右の吸気カムロブ65ｉ，65ｉが、左右吸気バルブ53，53の上端に設けられたバルブリフタ59，59の上面に直接接している。
【００３８】
シリンダヘッド33の左右対向した軸受壁33ｗ，33ｗの前寄りにロッカアームシャフト68が架設され、同ロッカアームシャフト68に貫通されてロッカアーム69が揺動自在に軸支される。
ロッカアーム69の後方に延出する後側部の先端にはローラ69ｒが軸支され、同ローラ69ｒがカムシャフト65の排気カムロブ65ｅに接し、ロッカアーム69の前方に延出する前側部は、左右二股に分かれて各分岐部の先端が、左右排気バルブ54，54のバルブステムの上端面に接する。
【００３９】
したがって、カムシャフト65が回転すると、左右の吸気カムロブ65ｉ，65ｉの回転が左右の吸気バルブ53，53を摺動して燃焼室50の吸気口51ｈ，51ｈを開閉し、中央の排気カムロブ65ｅの回転がローラ69ｒを介してロッカアーム69を揺動し、前側分岐部の先端が排気バルブ54，54を摺動して燃焼室50の排気口52ｈ，52ｈを開閉する。
【００４０】
カムシャフト65は、クランク軸35との間にカムチェーン（図示せず）が架渡されて、クランク軸35の半分の回転数で回転するので、内燃機関30のクランク軸35の回転に同期して吸気バルブ53と排気バルブ54の弁開閉がなされる。
【００４１】
そして、シリンダヘッド33の上面における排気バルブ54，54の左右のバルブガイド62，62間に、点火プラグ差し込み孔72と同軸小径の電極孔73が燃焼室50の天井面の中央に向けて幾らか前傾して穿設されており、同点火プラグ差し込み孔72に円筒状の点火プラグチューブ71の下部が嵌入されている。
この点火プラグチューブ71内に点火プラグ70が挿入されて、点火プラグ70の先端の電極部70ａが電極孔73に螺合されて先端を燃焼室50に臨ませる（図２参照）。
【００４２】
本４バルブ方式の動弁機構において、吸気バルブ53と排気バルブ54のバルブ挟み角は、約20度と狭く、よって、燃焼室50のペントルーフ状の天井面の前後の天井傾斜面50ｆ，50ｒのなす角度は、バルブ挟み角の補角で約160度と広角度である。
【００４３】
吸気バルブ53と排気バルブ54では、吸気バルブ53のカサ部の方が排気バルブ54のカサ部よりも外径が大きいので、図３に示すように、燃焼室50の後半の吸気側天井傾斜面50ｒの左右吸気口51ｈ，51ｈが、前半の排気側天井傾斜面50ｆの左右排気口52ｈ，52ｈより大きく開口しており、そのため吸気側天井傾斜面50ｒの方が排気側天井傾斜面50ｆより面積が大きく、吸気側天井傾斜面50ｒと排気側天井傾斜面50ｆが交差する山稜は排気側すなわち前側に偏っている（図１０参照）。
【００４４】
この燃焼室50の天井面にピストン頂面41を対向させるピストン40の構造を、図４ないし図９に基づき説明する。
ピストン40の円板状をしたピストン頂部40ａの外周部から下方に扁平円筒状をなすピストン周壁40ｂが若干延出し、同ピストン周壁部40ｂの互いに対向する前後円弧状部分から前後対をなすピストンスカート部40ｃ，40ｃがさらに下方に延出して形成され、ピストンスカート部40ｃ，40ｃの左右端部どうしを互いに平行なリブ40ｄ，40ｄが連結している。
【００４５】
そして、ピストン頂部40ａの裏面から下方に突出される左右１対のピンボス部40ｅ，40ｅが、左右のリブ40ｄ，40ｄの対向する中央から左右側方に同軸に延出して形成されている。
左右１対のピンボス部40ｅ，40ｅ間に架設されるピストンピン36ｐが、コンロッド36の小端を貫通して軸支する。
ピストン40のピストン周壁部40ｂの外周面には、ピストンリングが嵌合するピストンリング溝40bvが形成されている。
【００４６】
ピストン頂部40ａの表面であるピストン頂面41には、吸気バルブ53のカサ部53ａおよび排気バルブ54のカサ部54ａとの干渉を避ける円形の凹みである吸気バルブリセス43と排気バルブリセス44が吸気バルブ53のカサ部53ａと排気バルブ54のカサ部54ａに対向する位置に左右１対ずつ形成されている。
【００４７】
それぞれ左右１対の吸気バルブリセス43，43と排気バルブリセス44，44によりピストン頂面41は、前後左右に扇形状をした陸部42ｆ，42ｂ，42ｌ，42ｒが形成されている。
吸気バルブリセス43の円弧状の内周壁43ｗが陸部42ｆ，42ｌ，42ｒの縁に形成され、排気バルブリセス44の円弧状の内周壁44ｗが陸部42ｂ，42ｌ，42ｒの縁に形成されている。
【００４８】
吸気バルブリセス43の底面（吸気バルブリセス底面）45ｉは、吸気バルブ53のカサ部53ａの底面と平行であり、排気バルブリセス44の底面（排気バルブリセス底面）46ｅは、排気バルブ54のカサ部54ａの底面と平行である。
すなわち、吸気バルブリセス底面45ｉは、燃焼室50の吸気側天井傾斜面50ｒと平行であり、排気バルブリセス底面46ｅは、燃焼室50の排気側天井傾斜面50ｆと平行であり、よって、吸気バルブリセス底面45ｉと排気バルブリセス底面46ｅは、互いにバルブ挟み角の補角で約160度をなす傾斜面を構成している。
【００４９】
図５を参照して、左右１対の吸気バルブリセス底面45ｉ，45ｉ（図５において散点部分）よりピストン頂面41の中心側に延長して互いを連続する吸気側共通平坦面45ｃ（図５において格子ハッチ部分）が形成され、この吸気側共通平坦面45ｃと１対の吸気バルブリセス底面45ｉ，45ｉとにより同一平面の吸気側平坦傾斜面45が形成されている。
同様に、左右１対の排気バルブリセス底面46ｅ，46ｅ（図５において散点部分）よりピストン頂面41の中心側に延長して互いを連続する排気側共通平坦面46ｃ（図５において格子ハッチ部分）が形成され、この排気側共通平坦面46ｃと１対の排気バルブリセス底面46ｅ，46ｅとにより同一平面の排気側平坦傾斜面46が形成されている。
【００５０】
吸気側平坦傾斜面45と排気側平坦傾斜面46は、互いに約160度の角度をなして交差し、互いの交差部に稜線を構成してペントルーフ状に形成されている。
図５を参照して、吸気バルブ53のカサ部53ａに対向する吸気バルブリセス底面45ｉの方が、排気バルブ54のカサ部54ａに対向する排気バルブリセス底面46ｅより面積が大きいが、排気側平坦傾斜面46の特に排気側共通平坦面46ｃが吸気バルブリセス43，43内に延出しており、よって稜線47が吸気バルブリセス43，43内に入り込んだ位置にある。
【００５１】
面積の大きい方の吸気バルブリセス底面45ｉの排気側の一部が排気側共通平坦面46ｃとなって、稜線47はピストン頂面41の前後方向の略中央位置となっており、ピストンピン36ｐを軸支するピンボス40ｅ，40ｅのピン孔中心軸Ｃの略直上に平行に位置し（図９参照）、側面視ではシリンダ中心軸Ｌ上に稜線47がある（図１０参照）。
したがって、吸気バルブリセス43の内周壁43ｗの排気側（前側）に延びた排気側端部43weは、稜線(47)の外周側端部を廻り込むようにして稜線47を排気側（前側）に越えた位置にある（図５参照）。
【００５２】
そして、吸気バルブリセス43の内周壁43ｗの排気側端部43weに至る湾曲した壁面の排気側端部43weにおける接線Ｔは、図５に示すピストン頂面平面視で、ピストン頂面41の前側陸部42ｆに交差することなく排気側平坦傾斜面46上を通る。
なお、稜線47の左右方向中央すなわちピストン頂面41の略中心に前記点火プラグ70の先端の電極部70ａが臨む中心凹部48が形成されている。
【００５３】
本実施の形態に係る４バルブ方式の４ストローク内燃機関30に用いられたピストン40は、以上のような構造をしている。
このピストン40が上死点にあるときの燃焼室50の周囲の状態を、図１０に断面図で示す。
【００５４】
また、ピストン40が上死点にあるときのピストン頂面41に対する吸気ポート51および排気ポート52の相対位置関係を、ピストン頂面平面視で図１１に示す。
なお、図１１では、ピストン頂面41に対して吸気ポート51および排気ポート52は、２点鎖線で示している。
【００５５】
ピストン40のピストン頂面41は、１対の吸気バルブリセス底面45ｉ，45ｉおよび吸気側共通平坦面45ｃにより同一平面に形成された吸気側平坦傾斜面45と、１対の排気バルブリセス底面46ｅ，46ｅおよび排気側共通平坦面45ｃにより同一平面に形成された排気側平坦傾斜面46とが、互いの交差部に稜線4)を構成してペントルーフ状に形成されている。
【００５６】
ピストン(40)が上死点にあるとき、吸気バルブ53と排気バルブ54は、共に開弁したオーバーラップ状態にあり、図１０に示すように、吸気バルブ53と排気バルブ54は、リフトして吸気口51ｈと排気口52ｈを開き、上死点にあるピストン40のピストン頂面41に形成された吸気バルブリセス43と排気バルブリセス44に、吸気バルブ53のカサ部53ａと排気バルブ54のカサ部54ａがそれぞれ臨んでいる。
【００５７】
互いにＶ字状に配設される吸気バルブ53と排気バルブ54が臨む燃焼室50のペントルーフ状の天井面50ｒ，50ｆにピストン頂面41がペントルーフ状をなして沿っており、よってピストン40の上死点にあるときの燃焼室50の容積を可及的に小さくして圧縮比を高めることができる。
なお、吸気バルブ53と排気バルブ54のバルブ挟み角が約20度と小さく、よって燃焼室50のペントルーフ状の前後の天井傾斜面50ｆ，50ｒのなす角度は約160度と広角度であるので、Ｓ／Ｖ比は小さく、熱効率が良い。
【００５８】
図５および図１１に示すように、排気側平坦傾斜面46が吸気バルブリセス43内に延出して稜線47が吸気バルブリセス43側に位置するので、ピストン40が上死点にあるとき、図１０および図１１に示すように、吸気ポート51の吸気口51ｈ，51ｈ（図１１で２点鎖線で示す）は、稜線47を前側の排気側平坦傾斜面46にはみ出しており、よって吸気口51ｈから吸気バルブ53のカサ部53ａに沿って燃焼室50に吸入される吸気の排気側の一部は、図１０および図１１で排気側に向いた破線矢印で示すように、稜線47を越えて排気側平坦傾斜面46側に直接流入されるため、吸気効率を高めることができる。
【００５９】
また、図１１に示すように、吸気バルブリセス43の内周壁43wの排気側に延びた排気側端部43weが、稜線47の外周側端部を廻り込むようにして稜線47を排気側に越えた位置に形成されるので、ピストン40が上死点にあるときに、吸気バルブ53が開閉する吸気口51ｈから燃焼室50に吸入される吸気のうち吸気バルブリセス43の内周壁43wに案内される吸気は、図１１で内周壁43wに沿う破線矢印で示すように、稜線47の外周側端部を廻り込んで排気側端部43weから排気側平坦傾斜面46側に流入することができ、吸気効率を更に高めることができる。
【００６０】
さらに、吸気バルブリセス43の内周壁43wの排気側端部(43we)における接線Ｔは、ピストン頂面平面視で、ピストン頂面41の中央部を排気バルブリセス44の内周壁44ｗに交差することなく、すなわち前側陸部42ｆに交差することなく排気側平坦傾斜面46上を通るので、ピストン40が上死点にあるときに、稜線47の外周側端部を廻り込むようにして排気側端部43weから接線Ｔ方向に排気側平坦傾斜面(46)側に流入する吸気は、排気側共通平坦面46に沿って前側陸部42ｆ（排気バルブリセス44の内周壁44ｗ）に妨げられることなく円滑に流入して吸気効率を高めるとともに、ピストン頂面41の中央部に向かって流入するので、シリンダ中心軸Ｌ上に略位置する点火プラグ70の点火性を益々良好とすることができる。
【００６１】
ピストン頂面41の稜線47は、ピストンピン36pを軸支するピンボス部40ｅのピン孔中心軸Ｃの略直上に平行に位置するので、ピンボス部40ｅの上部を肉厚としてピンボス部40ｅの強度を確保しつつピン孔をピストン頂面41に近づけてピストン40を軽量化して機関性能を高めることができる。
【００６２】
燃焼室50に開口する吸気ポート51は、吸気口51ｈ近傍の湾曲部からシリンダボアの中心軸であるシリンダ中心軸Ｌに垂直な平面に対して45度以下の角度αで上流側に延出するので、吸気ポート51から燃焼室50に吸入される吸気は、排気側に流れる量を増加して、ピストン40が上死点にあるときには、特に、排気側平坦傾斜面46側に直接流入される吸気の流量を多くして、吸気効率を一層高めることができる。
【００６３】
内燃機関(30)はシリンダ中心軸Ｌが略鉛直に指向して小型車両に搭載され、吸気ポート51が車体後方に延出するので、吸気ポート51に連結されるエアクリーナ24をシート18の下方に低く配置することができ、シート18の高さを低く抑え、かつ車両の前後長を短く抑えて、車両の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…ヘッドパイプ、４…メインフレーム、５…ダウンフレーム、６…センタフレーム、７…ロアフレーム、８…シートレール、９…リアフレーム、10…フロントフォーク、11…前輪、12…ハンドル、13…ピボット軸、14…リヤフォーク、15…リヤクッション、16…後輪、17…燃料タンク、18…シート、19…、
20…、21…吸気管、22…スロットルボディ、23…吸気連結管、24…エアクリーナ、25…燃料噴射弁、26…水温センサ、27…排気管、28…マフラー、29…、
30…内燃機関、31…クランクケース、32…シリンダブロック、33…シリンダヘッド、34…シリンダヘッドカバー、35…クランク軸、36…コンロッド、36ｃ…クランクピン、36ｐ…ピストンピン、37…変速機構、38…メイン軸、39…カウンタ軸、
40…ピストン、40ａ…ピストン頂部、40ｂ…ピストン周壁部、2ｖ…ピストンリング溝、40ｃ…ピストンスカート部、40ｄ…リブ、40ｅ…ピンボス部、
41…ピストン頂面、42ｆ，42ｂ，42ｌ，42ｒ…陸部、43…吸気バルブリセス、44…排気バルブリセス、
45…吸気側平坦傾斜面、45ｉ…吸気バルブリセス底面、45ｃ…吸気側共通平坦面、
46…排気側平坦傾斜面、46ｉ…排気バルブリセス底面、46ｃ…排気側共通平坦面、
47…稜線、48…中心凹部、
50…燃焼室、51…吸気ポート、52…排気ポート、53…吸気バルブ、54…排気バルブ、57，58…バルブスプリング、59…バルブリフタ、
61，62…バルブガイド、63…リフタガイド、64…、65…カムシャフト、66…カムシャフトホルダ、67…ボルト、68…ロッカアームシャフト、69…ロッカアーム、
70…点火プラグ、71…点火プラグチューブ、72…点火プラグ差し込み孔、73…電極孔。
【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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