(57)【要約】  吸気におけるタンブル流発生を促進させるとともに、生産性を向上させることが可能な内燃機関を提供する。  シリンダヘッドに燃焼室及びこの燃焼室に通じる吸気ポート２１ａが形成され、吸気ポート２１ａの燃焼室３０への開口が、吸気ポート２１ａを貫通する吸気バルブで開閉され、吸気ポート２１ａに、燃焼室内でタンブル流を発生させるための仕切り壁２１ｈが設けられ、仕切り壁２１ｈによって吸気ポート２１ａ内を流れる吸気が上下に区画された上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６に分流され、下部吸気通路３６は、その横幅ＷＬが、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に広くなるように形成されている。
2017119300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド（１４）に燃焼室（３０）及びこの燃焼室（３０）に通じる吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）が形成され、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）の前記燃焼室（３０）への開口（３３ｊ，５４ｊ）が、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）をそれぞれ貫通する吸排気バルブ（６３，７３）で開閉され、
前記吸気ポート（２１ａ）に、前記燃焼室（３０）内でタンブル流を発生させるための仕切り壁（２１ｈ）が設けられ、前記仕切り壁（２１ｈ）によって前記吸気ポート（２１ａ）内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路（３５，３６）に分流される内燃機関において、
前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、その横幅（ＷＬ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に広くなるように形成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する面における高さ（Ｈ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に低くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
吸気の流れの方向に直交する面において、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の下部（２１ｍ）は、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）から略一定距離になるように前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）に沿って形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が前記吸気通路（３５，３６）の他方の横断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃費向上、出力向上に向けて燃焼の促進を図るために、内燃機関の低中負荷領域、あるいは低中負荷領域において、燃焼室内に流入する吸気にタンブル（縦渦）を発生させて燃料と空気との混合を促す構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記提案は、一対の吸気バルブが、シリンダヘッドにクランク軸の軸方向に並ぶように設けられ、一対の吸気バルブの各軸部の先端同士が、各軸部の傘部側よりも近接するように傾けられた構造であり、タンブル発生を促進させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７４８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、一対の吸気バルブの各軸部が平行ではないため、軸部をガイドするためのバルブガイドが嵌合される一対の嵌合穴も平行ではなく、これらの嵌合穴を機械加工で形成する場合に、同時に穴あけ加工することができず、加工時間が長くなって生産性が低下する。
本発明の目的は、吸気におけるタンブル流発生を促進させるとともに、生産性を向上させることが可能な内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この明細書には、２０１６年１月６日に出願された日本国特許出願・特願２０１６−００１２５１の全ての内容が含まれる。
上述した課題を解決するため、本発明は、シリンダヘッド（１４）に燃焼室（３０）及びこの燃焼室（３０）に通じる吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）が形成され、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）の前記燃焼室（３０）への開口（３３ｊ，５４ｊ）が、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）をそれぞれ貫通する吸排気バルブ（６３，７３）で開閉され、前記吸気ポート（２１ａ）に、前記燃焼室（３０）内でタンブル流を発生させるための仕切り壁（２１ｈ）が設けられ、前記仕切り壁（２１ｈ）によって前記吸気ポート（２１ａ）内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路（３５，３６）に分流される内燃機関において、前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、その横幅（ＷＬ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に広くなるように形成されていることを特徴とする。【０００６】
上記構成において、前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されていても良い。
また、上記構成において、前記吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する面における高さ（Ｈ）が、前記吸気ポート（２１ａ）の上流側から前記燃焼室（３０）に向かうにつれて次第に低くなるように形成されていても良い。【０００７】
また、上記構成において、吸気の流れの方向に直交する面において、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の下部（２１ｍ）は、前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）から略一定距離になるように前記吸気ポート（２１ａ）の内面（２１ｊ）の上部（２１ｋ）に沿って形成されていても良い。
また、上記構成において、前記上下の吸気通路（３５，３６）の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が前記吸気通路（３５，３６）の他方の横断面積よりも小さく形成されていても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の上下の吸気通路の一方は、その横幅が、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に広くなるように形成されているので、吸気通路の一方の吸気流が、吸気ポート内に配置された吸気バルブや吸気バルブをガイドするバルブガイドを避けて広がるため、吸気を燃焼室内にスムーズに流入させることができ、燃焼室内にてタンブルを発生しやすくすることができる。これにより、低負荷時においても、燃焼室内で燃料と空気とを十分に混合させて燃焼を促進させることができる。また、鋳造等で吸気ポートの内面形状を成形するだけなので、容易にシリンダヘッドを製造することができ、生産性を向上させることができる。【０００９】
また、吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されているので、吸気通路の一方を流れる吸気の吸入抵抗の増加を抑制することができる。
また、吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する面における高さが、吸気ポートの上流側から燃焼室に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、吸気通路の一方から燃焼室に放出される際に、吸気の上下の拡散を抑え、燃焼室内のタンブル流が発生しやすい方向に吸気を絞って流すことができる。【００１０】
また、吸気の流れの方向に直交する面において、吸気ポートの内面の下部は、吸気ポートの内面の上部から略一定距離になるように吸気ポートの内面の上部に沿って形成されているので、吸気ポートの形状による吸気性能を、仕切り壁が設けられていない吸気ポートと同等にすることができる。
また、上下の吸気通路の一方は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が吸気通路の他方の横断面積よりも小さく形成されているので、吸気通路の一方では、吸気の流れを絞って吸気の流速を高めつつ燃焼室内の所定の方向へ流すことができ、タンブル流の発生を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の内燃機関を示す断面図である。
【図２】図２は、シリンダヘッド本体の断面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、吸気ポートを示す模式図であり、図５（Ａ）は実施例（本実施形態）の吸気ポートを示す図、図５（Ｂ）は比較例の吸気ポートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関１０を示す断面図である。
内燃機関１０は、ピストン１１が移動可能に挿入されたシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２にヘッドガスケット１３を介して取付けられたシリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４の上部開口を塞ぐヘッドカバー１６とを備える。
【００１３】
シリンダブロック１２は、外面に複数のフィン１２ａが設けられ、内側にシリンダ穴１２ｂが開けられている。複数のフィン１２ａによって、シリンダブロック１２からの放熱が促される。シリンダ穴１２ｂにはピストン１１が嵌合されている。
シリンダヘッド１４は、アルミニウム合金ダイカスト製のシリンダヘッド本体２１と、シリンダヘッド本体２１に取付けられた動弁機構２２とを備える。
シリンダヘッド本体２１は、吸排気（吸気と排気）がそれぞれ流れる吸気ポート２１ａ及び排気ポート２１ｂと、吸気ポート２１ａ及び排気ポート２１ｂにそれぞれ開口するように開けられたバルブガイド嵌合穴２１ｃ，２１ｄと、燃焼室３０の天井を構成する燃焼室天井面２１ｅとが形成されている。
【００１４】
吸気ポート２１ａは、シリンダヘッド本体２１の一側面２１ｆに吸気の入口である吸気開口２１ｇが形成され、燃焼室３０に開口する部分に吸気の出口となる吸気バルブシート３３が埋め込まれ、吸気開口２１ｇから吸気バルブシート３３まで上に凸状に湾曲しながら延びている。吸気バルブシート３３の燃焼室３０側の開口３３ｊは、吸気ポート２１ａの出口となる。
【００１５】
また、吸気ポート２１ａは、その吸気通路を上下に仕切る仕切り壁２１ｈが吸気ポート２１ａの内面２１ｊの上部２１ｋ及び下部２１ｍに略沿うように一体に形成され、仕切り壁２１ｈの上側に上部吸気通路３５、下側に下部吸気通路３６が形成されている。
シリンダヘッド本体２１の一側面２１ｆには、吸気ポート２１ａに連通するようにスペーサー３８を介して吸気管４１が接続されている。吸気管４１の上流側には、スロットボディ、コネクティングチューブ、エアクリーナ等の吸気装置を構成する部品が接続されている。
【００１６】
スペーサー３８及び吸気管４１にも、それらの内部を上下に仕切る仕切り壁３８ａ，４１ａがそれぞれ形成され、仕切り壁３８ａ，４１ａの上側に上部吸気通路４３，４４、下側に下部吸気通路４６，４７がそれぞれ形成されている。
上記した上部吸気通路３５，４３，４４は、上部通路５１を構成し、下部吸気通路３６，４６，４７は下部通路５２を構成する。
【００１７】
吸気管４１の上流側に接続されるスロットルボディには、吸気を上部通路５１と下部通路５２とに振り分ける吸気振分け弁が設けられている。吸気振分け弁は、内燃機関１０の低負荷状態では、上部通路５１の入口を閉じ、下部通路５２の入口を開けるため、吸気は、下部通路５２を通って燃焼室３０に至る。このとき、吸気ポート２１ａの下部吸気通路３６から燃焼室３０に流入する吸気によって、燃焼室３０内にタンブルを発生させることができる。図中の燃焼室３０内に示す想像線は、タンブル流を示している。
内燃機関１０の中高負荷状態では、上部通路５１及び下部通路５２の両方の入口を開けるため、吸気は、上部通路５１及び下部通路５２を通って燃焼室３０に至る。
【００１８】
排気ポート２１ｂは、シリンダヘッド本体２１の他側面２１ｎに排気の入口である排気開口２１ｐが形成され、燃焼室３０に開口する部分に排気の出口となる排気バルブシート５４が埋め込まれ、排気開口２１ｐから排気バルブシート５４まで上に凸状に湾曲しながら延びている。排気バルブシート５４の燃焼室３０側の開口５４ｊは、排気ポート２１ｂの出口となる。
バルブガイド嵌合穴２１ｃ，２１ｄは、筒状の吸気バルブガイド５６及び排気バルブガイド５７がそれぞれ嵌合される部分である。
燃焼室天井面２１ｅは、中央が高い略ドーム状の面に形成され、燃焼室天井面２１ｅにはプラグ取付穴が開口し、プラグ取付穴に点火プラグが取付けられる。
【００１９】
動弁機構２２は、カムシャフト６０、吸気ロッカーシャフト６１、吸気ロッカーアーム６２、吸気バルブ６３、吸気バルブスプリング６４、排気ロッカーシャフト７１、排気ロッカーアーム７２、排気バルブ７３及び排気バルブスプリング７４を備える。
カムシャフト６０は、シリンダヘッド本体２１に回転可能に支持され、吸気カム６０ａ及び排気カム６０ｂが一体に形成されている。
【００２０】
吸気ロッカーシャフト６１は、カムシャフト６０の上方から一側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体２１に支持されている。吸気ロッカーアーム６２は、吸気ロッカーシャフト６１に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト６０の吸気カム６０ａに当りながら回転するローラー８１が設けられ、他端部にアジャストボルト８２がねじ結合されている。アジャストボルト８２は、ロックナット８３で回り止めされている。
【００２１】
吸気バルブ６３は、吸気バルブガイド５６にスライド可能に支持された軸部６３ａと、軸部６３ａの下端部に一体に設けられた傘部６３ｂとからなる。軸部６３ａの上端は、アジャストボルト８２に当てられて押し付けられる。傘部６３ｂは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、吸気バルブシート３３に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、吸気ポート２１ａの出口となる開口３３ｊが閉じられる。
【００２２】
吸気バルブスプリング６４は、シリンダヘッド本体２１の台座部２１ｑに載せられた下リテーナー８５と、吸気バルブ６３の軸部６３ａの先端部に取付けられた上リテーナー８６との間に挟まれるように配置されている。吸気バルブスプリング６４の弾性力によって、吸気バルブ６３の傘部６３ｂが、吸気バルブシート３３に押し付けられて密着する。図では、吸気ロッカーアーム６２のローラー８１が、吸気カム６０ａの山部に乗り上げているため、吸気ロッカーアーム６２が吸気ロッカーシャフト６１を中心に反時計回りに揺動し、吸気ロッカーアーム６２のアジャストボルト８２が吸気バルブ６３の軸部６３ａの上端を押し下げた状態にある。この結果、吸気バルブ６３の傘部６３ｂは、吸気バルブシート３３から離れ、吸気ポート２１ａが開いている。
【００２３】
排気ロッカーシャフト７１は、カムシャフト６０の上方から他側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体２１に支持されている。排気ロッカーアーム７２は、排気ロッカーシャフト７１に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト６０の排気カム６０ｂに当りながら回転するローラー８１が設けられ、他端部にアジャストボルト８２がねじ結合されている。アジャストボルト８２は、ロックナット８３で回り止めされている。
【００２４】
排気バルブ７３は、排気バルブガイド５７にスライド可能に支持された軸部７３ａと、軸部７３ａの下端部に一体に設けられた傘部７３ｂとからなる。軸部７３ａの上端は、アジャストボルト８２に当てられて押し付けられる。傘部７３ｂは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、排気バルブシート５４に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、排気ポート２１ｂの出口となる開口５４ｊが閉じられる。
【００２５】
排気バルブスプリング７４は、シリンダヘッド本体２１の台座部２１ｒに載せられた下リテーナー８５と、排気バルブ７３の軸部７３ａの先端部に取付けられた上リテーナー８６との間に挟まれるように配置されている。排気バルブスプリング７４の弾性力によって、排気バルブ７３の傘部７３ｂが、排気バルブシート５４に押し付けられて密着する。
【００２６】
図２は、シリンダヘッド本体２１の断面図であり、図１に示したシリンダヘッド本体２１の断面を示している。
吸気ポート２１ａには、その内面２１ｊの上部２１ｋに、下方に膨出する膨出部２１ｓが一体に形成され、膨出部２１ｓを貫通するようにバルブガイド嵌合穴２１ｃが開けられている。従って、膨出部２１ｓや膨出部２１ｓから下方に突出する吸気バルブガイド５６（図１参照）、吸気バルブ６３（図１参照）が、吸気ポート２１ａ内の吸気の流れの邪魔になる。
そこで、本実施形態では、吸気ポート２１ａの形状を以下のように改良することで、吸気の流れを改善している。
【００２７】
吸気ポート２１ａの上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６の両方は、内燃機関１０（図１参照）の中高負荷時に吸気が流れる通路であり、下部吸気通路３６は、内燃機関１０の低負荷時に吸気が流れ通路である。
仕切り壁２１ｈは、一点鎖線で示すように、その先端部２１ｔが燃焼室３０、詳しくは、シリンダブロック１２のシリンダ穴１２ｂの上部に指向している。下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する面における高さＨが、吸気ポート２１ａの吸気開口２１ｇから燃焼室３０に向かうにつれて次第に低くなっている。吸気開口２１ｇにおける下部吸気通路３６の高さをＨ＝Ｈ１、仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔにおける下部吸気通路３６の高さをＨ＝Ｈ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２となる。このように、吸気開口２１ｇから燃焼室３０へ下部吸気通路３６の高さＨを次第に低くすることで、下部吸気通路３６内の吸気の流れの上下幅を狭くすることができる。この結果、下部吸気通路３６から燃焼室３０に向かう吸気の流れの方向を燃焼室３０内でタンブルが発生しやすい方向に向けることができる。
【００２８】
下部吸気通路３６は、この断面では逆Ｓ字形状に湾曲している。具体的には、逆Ｓ字の吸気開口２１ｇ側の端部は、一側面２１ｆに略直交するように形成され、逆Ｓ字の燃焼室３０側の端部は、燃焼室天井面２１ｅを指向している。なお、下部吸気通路３６は、上記逆Ｓ字状に限らず、直線状又は単純な湾曲形状に形成されていても良い。
仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔは、膨出部２１ｓの最下端２１ｗよりも一側面２１ｆに近い位置に設けられている。また、吸気バルブシート３３（図１参照）を嵌合するためにシリンダヘッド本体２１に形成されたバルブシート嵌合穴２１ｘの内周面２１ｙにうち、最も一側面２１ｆ寄りの部分である内周面最外部２１ｚから内周面最外部２１ｚに沿って補助線８８を延ばしたときに、仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔは、補助線８８よりも一側面２１ｆ側に位置する。
なお、符号２１ｕは、カムシャフト６０を回転可能に支持するためにシリンダヘッド本体２１に形成されたカムシャフト支持部である。
【００２９】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
吸気ポート２１ａにおける内面２１ｊの膨出部２１ｓの横幅をＷ１、上部吸気通路３５の横幅をＷ２、下部吸気通路３６の横幅をＷ３とすると、上部吸気通路３５の横幅Ｗ２は膨出部２１ｓの横幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。また、下部吸気通路３６の横幅Ｗ３は、上部吸気通路３５の横幅Ｗ２よりも小さく、膨出部２１ｓの横幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２）。上記した横幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、シリンダヘッド本体２１のシリンダブロック１２側との合わせ面２５ａに沿った幅である。
このように、上部吸気通路３５の横幅Ｗ２及び下部吸気通路３６の横幅Ｗ３を、膨出部２１ｓの横幅Ｗ１よりも大きくすることで、膨出部２１ｓを避けて燃焼室３０（図２参照）に吸気を流入しやすくすることができる。
【００３０】
図２及び図３において、上部吸気通路３５の通路断面積、即ち上部吸気通路３５の吸気の流れに直交する横断面積は、吸気開口２１ｇから燃焼室に向かうにつれて同一又は次第に大きく形成されている。同様に、下部吸気通路３６の通路断面積、即ち下部吸気通路３６の吸気の流れに直交する横断面積は、吸気開口２１ｇから燃焼室に向かうにつれて同一又は次第に大きく形成されている。更に、上部吸気通路３５の横断面積よりも下部吸気通路３６の横断面積が小さい。
【００３１】
図３において、仕切り壁２１ｈは、横幅Ｗ３の中央が両端より凹んだ上面２５ｃと、略平坦な下面２５ｄとを有し、横幅Ｗ３の中央が薄く、両端が厚く形成されている。また、下部吸気通路３６は、仕切り壁２１ｈの略平坦な下面２５ｄと、両端に対して中央が凹んだ略円弧状に形成された内面２１ｊの下部２１ｍと、下面２５ｄ及び下部２１ｍのそれぞれの両端を繋ぐ一対の湾曲面２５ｅ，２５ｅとから形成されている。
【００３２】
上記したように、下部吸気通路３６の下面２５ｄを略平坦とすることで、例えば、下部吸気通路３６の下面を上面２５ｃと同様に湾曲させた形状にするのに比べて、下部吸気通路３６から燃焼室３０に流出する吸気の流れが上方に拡散しにくく、まとまった流れとすることができ、強いタンブルの発生を促すことができる。
なお、符号２１ｖは内燃機関１０のクランクシャフト（不図示）とカムシャフト６０とに渡されたカムチェーン（不図示）を通すためにシリンダヘッド本体２１に形成されたカムチェーン挿通穴である。
【００３３】
図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、吸気ポート２１ａを下から見た図である。なお、この図には吸気バルブ６３を重ねて描いている。
図中の符号９０は吸気ポート２１ａの各部の横幅の中央を通る吸気ポート中心線、９１は下部吸気通路３６の出口側（吸気バルブシート３３（図１参照）側）の最大横幅の部分を通って吸気ポート中心線９０に平行に引いた補助線である。
下部吸気通路３６は、吸気開口２１ｇから燃焼室３０側（吸気バルブ６３の傘部６３ｂ側）に向かうにつれて次第に横幅ＷＬが大きくなっている。また、上部吸気通路３５も、吸気開口２１ｇから燃焼室３０側に向かうにつれて次第に横幅ＷＵが大きくなっている。
【００３４】
なお、下部吸気通路３６の横幅ＷＬ、上部吸気通路３５の横幅ＷＵは、図３に示した断面では、ＷＬ＝Ｗ３、ＷＵ＝Ｗ２となる。
上記したように、下部吸気通路３６の横幅ＷＬ、上部吸気通路３５の横幅ＷＵをそれぞれ大きくすることで吸気ポート２１ａ内での吸気の流れを次第に広げ、膨出部２１ｓの影響を受けにくくして、吸気をスムーズに燃焼室３０内に流入させることができる。
【００３５】
図５は、吸気ポート２１ａ，１０１を示す模式図である。
図５（Ａ）は実施例（本実施形態）の吸気ポート２１ａを示す図、図５（Ｂ）は比較例の吸気ポート１０１を示す図である。
図５（Ａ）に示すように、吸気ポート２１ａの内面２１ｊの下部２１ｍに対して、仕切り壁２１ｈの先端部２１ｔ側を下げることで、下部吸気通路３６の高さを、吸気開口２１ｇ（図２参照）側から燃焼室３０側へ向かうにつれて次第に低くしている。図中のθは、仕切り壁２１ｈの下面２５ｄの水平からの傾斜角度である。
【００３６】
図５（Ｂ）に示すように、比較例の吸気ポート１０１は、その内面１０２の上部１０３と下部１０４とに沿うように延びる仕切り壁１０６が形成され、仕切り壁１０６の上方に上部吸気通路１０７が形成され、仕切り壁１０６の下方に下部吸気通路１０８が形成されている。
下部吸気通路１０８は、仕切り壁１０６に対して、吸気ポート１０１の内面１０２の下部１０４の燃焼室１１０側を上げることで、下部吸気通路１０８の高さを、吸気ポート１０１の上流側から燃焼室１１０側へ向かうにつれて次第に低くしている。図中のαは吸気ポート１０１における内面１０２の下部１０４の水平からの傾斜角度である。
【００３７】
このように、吸気ポート１０１では、その内面１０２の下部１０４を上部１０３に対して形状変更しているので、燃焼室１１０に流入する吸気の基本的な流れが変わってしまうため、内燃機関の性能に影響を及ぼすことになる。
これに対して、図５（Ａ）に示した本実施形態の下部吸気通路３６の形状は、内燃機関１０（図１参照）の性能を維持しながら、タンブルの発生を促進させるものである。
【００３８】
以上の図１、図３及び図４に示したように、シリンダヘッド１４に燃焼室３０及びこの燃焼室３０に通じる吸排気ポート２１ａ，２１ｂが形成され、吸排気ポート２１ａ，２１ｂの燃焼室３０への開口３３ｊ，５４ｊが、吸排気ポート２１ａ，２１ｂをそれぞれ貫通する吸排気バルブ６３，７３で開閉され、吸気ポート２１ａに、燃焼室３０内でタンブル流を発生させるための仕切り壁２１ｈが設けられ、仕切り壁２１ｈによって吸気ポート２１ａ内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路としての上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６に分流される内燃機関１０において、上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６の一方である下部吸気通路３６は、その横幅ＷＬが、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて次第に広くなるように形成されている。
【００３９】
この構成によれば、下部吸気通路３６の吸気流が、吸気ポート２１ａ内に配置された吸気バルブ６３や吸気バルブ６３をガイドする吸気バルブガイド５６を避けて広がるため、吸気を燃焼室３０内にスムーズに流入させることができ、燃焼室３０内にてタンブルを発生しやすくすることができる。これにより、内燃機関１０の低負荷時においても、燃焼室３０内で燃料と空気とを十分に混合させて燃焼を促進させることができる。また、鋳造等で吸気ポート２１ａの内面形状を上記形状に成形するだけなので、容易にシリンダヘッド本体２１を製造することができ、生産性を向上させることができる。
【００４０】
また、図２〜図４に示したように、下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて同一もしくは次第に大きくなるように形成されているので、下部吸気通路３６を流れる吸気の吸入抵抗の増加を抑制することができる。
また、図２に示したように、下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する面における高さＨが、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて次第に低くなるように形成されているので、下部吸気通路３６から燃焼室３０に放出される際に、吸気の上下の拡散を抑え、燃焼室３０内のタンブル流が発生しやすい方向に吸気を絞って流すことができる。
【００４１】
また、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように、吸気の流れの方向に直交する面において、吸気ポート２１ａの内面２１ｊの下部２１ｍは、吸気ポート２１ａの内面２１ｊの上部２１ｋから略一定距離になるように吸気ポート２１ａの内面２１ｊの上部２１ｋに沿って形成されているので、吸気ポート２１ａの形状による吸気性能を、仕切り壁２１ｈが設けられていない吸気ポートと同等にすることができる。
また、図２〜図４に示したように、下部吸気通路３６は、吸気の流れの方向に直交する横断面積が上部吸気通路３５の横断面積よりも小さく形成されているので、下部吸気通路３６においては、内燃機関の低負荷時でも、吸気の流れを絞って吸気の流速を高めつつ燃焼室内の所定の方向へ流すことができ、タンブル流の発生を促すことができる。
【００４２】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図２及び図４に示したように、下部吸気通路３６において、横断面積を上部吸気通路３５より小さくし、吸気ポート２１ａの上流側から燃焼室３０に向かうにつれて、横幅ＷＬを広く、高さＨを低くなるように形成したが、これに限らず、上部吸気通路３５において、横断面積を下部吸気通路３６より小さくし、上記形状となるように形成して、上部吸気通路３５でタンブルを発生させるようにしても良い。
【００４３】
また、図２に示したように、仕切り壁２１ｈをシリンダヘッド本体２１に一体に形成したが、これに限らず、仕切り壁２１ｈをシリンダヘッド本体２１と別体に形成しても良い。この場合、例えば、吸気管４１やスロットルボディ等に仕切り壁を形成し、この仕切り壁の一部を吸気ポート２１ａ内に挿入して、吸気ポート２１ａ内を上部吸気通路３５と下部吸気通路３６とに仕切っても良い。
本発明の内燃機関１０は、例えば、自動二輪車、自動二輪車以外の鞍乗り型車両、自動車に搭載される内燃機関、車両以外の産業機械に搭載される内燃機関にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  内燃機関
１４  シリンダヘッド
２１ａ  吸気ポート
２１ｂ  排気ポート
２１ｈ  仕切り壁
２１ｊ  吸気ポートの内面
２１ｋ  吸気ポートの内面の上部
２１ｍ  吸気ポートの内面の下部
３０  燃焼室
３３ｊ  吸気ポートの燃焼室への開口
３５  上部吸気通路（吸気通路）
３６  下部吸気通路（吸気通路）
５４ｊ  排気ポートの燃焼室への開口
６３  吸気バルブ
７３  排気バルブ
Ｈ  下部吸気通路の高さ（吸気通路の高さ）
ＷＬ  下部吸気通路の横幅（吸気通路の横幅）
【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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【国際調査報告】
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