(57)【要約】【課題】火炎ジェットの噴射量を制御する術の多様化に寄与する内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関は、点火プラグの中心軸線Ｃｐに沿って燃焼室から延びる縦孔の内壁に接する周壁部５８ａと、周壁部５８ａから連続して、縦孔から燃焼室に向かって張り出す底壁部５８ｂとを有し、周壁部５８ａと底壁部５８ｂとで点火プラグの点火点を覆って燃焼室に通じる副室を形成する副室隔壁を備える。周壁部５８ａは、中心軸線Ｃｐ回りの周方向に異なる肉厚ｔを有し、肉厚ｔの方向に周壁部５８ａを貫通して燃焼室に臨む複数の噴孔６７を有する。【選択図】図７
2019132213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグ（４３）の中心軸線（Ｃｐ）に沿って燃焼室（４１）から延びる縦孔（４４ａ）の内壁に接する周壁部（５８ａ；７５ａ）と、前記周壁部（５８ａ；７５ａ）から連続して、前記縦孔（４４ａ）から前記燃焼室（４１）に向かって張り出す底壁部（５８ｂ；７５ｂ）とを有し、前記周壁部（５８ａ；７５ａ）と前記底壁部（５８ｂ；７５ｂ）とで点火プラグ（４３）の点火点（４３ａ）を覆って前記燃焼室（４１）に通じる副室（４２）を形成する副室隔壁（５８；７５）を備える内燃機関（２４；２４ａ）において、
前記周壁部（５８ａ；７５ａ）は、前記中心軸線（Ｃｐ）回りの周方向に異なる肉厚（ｔ）を有し、前記肉厚（ｔ）の方向に前記周壁部（５８ａ；７５ａ）を貫通して前記燃焼室（４１）に臨む複数の噴孔（６７）を有する
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、前記周壁部（５８ａ；７５ａ）は、外周（７１）の軸芯（Ｃｆ）から偏心した軸芯（Ｃｓ）を有する内周（７２）を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関において、前記周壁部（５８ａ；７５ａ）では、小さい肉厚（ｔ）の領域に比べて大きい肉厚（ｔ）の領域で前記噴孔（６７）の孔径は大きいことを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関において、前記噴孔（６７）は、前記中心軸線（Ｃｐ）回りで放射状に延びることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関において、前記周壁部（５８ａ；７５ａ）には、前記点火点（４３ａ）と前記噴孔（６７）との間の空間に臨んで前記中心軸線（Ｃｐ）に指向する燃料噴射通路（４５ａ）が形成され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、
前記燃焼室（４１）内に配置されて、前記燃焼室（４１）に開口する１つの吸気ポート（２７ａ）の開閉を司る１つの吸気弁（４９）と、
前記燃焼室（４１）内に配置されて、前記燃焼室（４１）に開口する１つの排気ポート（２７ｂ）の開閉を司る１つの排気弁（５２）とを備え、
吸気弁（４９）の中心軸線と排気弁（５２）の中心軸線とを含む仮想平面（８８）に直交し、前記点火プラグ（４３）の中心軸線（Ｃｐ）を含む仮想平面（８９）内に前記燃料噴射通路（４５ａ）の中心軸線は配置される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関において、
開放端で前記燃焼室（４１）外の空間に開放される前記縦孔（４４ａ）、および、前記縦孔（４４ａ）の前記開放端で前記縦孔（４４ａ）の縁から前記中心軸線（Ｃｐ）に直交する仮想平面に沿って外側に広がる支持面（５６）を有するシリンダーヘッド（２７）を備え、
前記副室隔壁（５８；７５）は、前記周方向に複数の分割体（７６、７７；８４ａ、８４ｂ）に分割されるとともに、前記中心軸線（Ｃｐ）回りで連続し前記支持面（５６）に押し当てられるフランジ（５７）を有する
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関において、前記噴孔（６７）の孔径は前記燃焼室（４１）側に比べて前記周壁部（７５ａ）の内面側で大きいことを特徴とする内燃機関。
【請求項９】
請求項７または８に記載の内燃機関において、前記分割体（８４ａ、８４ｂ）は、前記副室隔壁（７５）の完成体の破断で生じ、再結合される破断面（８５）を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項１０】
請求項７または８に記載の内燃機関において、前記分割体（７６、７７）の合わせ面（７８、７９）には、前記合わせ面（７８、７９）同士が重なった際に前記噴孔（６７）を形作る窪み溝（８６）が形成され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、点火プラグの中心軸線に沿って燃焼室から延びる縦孔の内壁に接する周壁部と、周壁部から連続して、縦孔から前記燃焼室に向かって張り出す底壁部とを有し、周壁部と底壁部とで点火プラグの点火点を覆って燃焼室に通じる副室を形成する副室隔壁を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１は、点火プラグの先端に装着されて点火プラグの点火点を覆い、シリンダーヘッドの縦孔にねじ込まれるプラグカバーを開示する。プラグカバーは点火プラグの先端に点火室を形成する。プラグカバーには、点火室と燃焼室とを相互に連通する噴孔が形成される。点火室内で混合気が点火されると、火炎ジェットが噴孔から燃焼室に噴出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７０５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼室を囲むシリンダーの内壁とプラグカバーとの距離に応じて、シリンダーの内壁に向けられる噴孔の孔径や配置密度は設定される。噴孔の孔径および配置密度に基づき燃焼室内では火炎ジェットの均質化が図られる。しかしながら、プラグカバーの材質や強度に応じて噴孔の孔径や配置密度には限界があり、火炎ジェットの噴射量を制御する術の多様化が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、火炎ジェットの噴射量を制御する術の多様化に寄与す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、点火プラグの中心軸線に沿って燃焼室から延びる縦孔の内壁に接する周壁部と、前記周壁部から連続して、前記縦孔から前記燃焼室に向かって張り出す底壁部とを有し、前記周壁部と前記底壁部とで点火プラグの点火点を覆って前記燃焼室に通じる副室を形成する副室隔壁を備える内燃機関において、前記周壁部は、前記中心軸線回りの周方向に異なる肉厚を有し、前記肉厚の方向に前記周壁部を貫通して前記燃焼室に臨む複数の噴孔を有する内燃機関が提供される。
【０００７】
第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記周壁部は、外周の軸芯から偏心した軸芯を有する内周を有する。
【０００８】
第３側面によれば、第１または第２側面の構成に加えて、前記周壁部では、小さい肉厚の領域に比べて大きい肉厚の領域で前記噴孔の孔径は大きい。
【０００９】
第４側面によれば、第１〜第３側面のいずれか１の構成に加えて、前記噴孔は、前記中心軸線回りで放射状に延びる。
【００１０】
第５側面によれば、第１〜第４側面のいずれか１の構成に加えて、前記周壁部には、前記点火点と前記噴孔との間の空間に臨んで前記中心軸線に指向する燃料噴射通路が形成される。
【００１１】
第６側面によれば、第５側面の構成に加えて、前記燃焼室内に配置されて、前記燃焼室に開口する１つの吸気ポートの開閉を司る１つの吸気弁と、前記燃焼室内に配置されて、前記燃焼室に開口する１つの排気ポートの開閉を司る１つの排気弁とを備え、吸気弁の中心軸線と排気弁の中心軸線とを含む仮想平面に直交し、前記点火プラグの中心軸線を含む仮想平面内に前記燃料噴射通路の中心軸線は配置される。
【００１２】
第７側面によれば、第１〜第６側面のいずれか１の構成に加えて、内燃機関は、開放端で前記燃焼室外の空間に開放される前記縦孔、および、前記縦孔の前記開放端で前記縦孔の縁から前記中心軸線に直交する仮想平面に沿って外側に広がる支持面を有するシリンダーヘッドを備え、前記副室隔壁は、前記周方向に複数の分割体に分割されるとともに、前記中心軸線回りで連続し前記支持面に押し当てられるフランジを有する。
【００１３】
第８側面によれば、第８側面の構成に加えて、前記噴孔の孔径は前記燃焼室側に比べて前記周壁部の内面側で大きい。
【００１４】
第９側面によれば、第７または第８側面の構成に加えて、前記分割体は、前記副室隔壁の完成体の破断で生じ、再結合される破断面を有する。
【００１５】
第１０側面によれば、第７または第８側面の構成に加えて、前記分割体の合わせ面には、前記合わせ面同士が重なった際に前記噴孔を形作る窪みが形成される。
【発明の効果】
【００１６】
第１側面によれば、副室隔壁の周壁部では肉厚の大きさに応じて噴孔の長さは調整されることができる。噴孔の長さに応じて噴孔の通気抵抗は変化することから、肉厚の設定に応じて燃焼室内で火炎ジェットの分布は制御されることができる。
【００１７】
第２側面によれば、外周および内周の偏心に応じて周壁部では簡単に周方向に異なる肉厚は実現されることができる。
【００１８】
第３側面によれば、孔径が大きいほど噴孔から多量の火炎ジェットは噴射される。火炎ジェットが多量に噴射されても周壁部の肉厚が大きければ熱負荷応力は低減される。副室隔壁の耐久性は向上する。
【００１９】
第４側面によれば、周壁部の外周は燃焼室内で中心軸線回りに広がるので、噴孔が中心軸線回りで放射状に配列されると、燃料室内の火炎ジェットは均質化されることができる。
【００２０】
第５側面によれば、周方向に周壁部の肉厚が異なることから、周壁部の内周で囲まれる点火空間は点火プラグの中心軸線から偏倚し、噴射燃料の旋回流化が図られることで、点火空間内で空気の撹拌が促進され、着火性や燃焼効率は高められることができる。
【００２１】
第６側面によれば、燃料噴射通路に接続される燃料噴射弁は吸気弁と排気弁との間で吸気弁の中心軸線と排気弁の中心軸線とを含む仮想平面に直交する仮想平面に沿って傾斜することができ、吸気弁および排気弁に干渉せずに燃料噴射弁の配置スペースは十分に確保されることができる。
【００２２】
第７側面によれば、副室隔壁は周方向に複数の分割体に分割されるので、周壁部の内面の加工条件が緩和され、点火空間の形状の自由度は広がるとともに、副室隔壁はフランジでシリンダーヘッドに位置決めされるので、周壁部が縦孔にねじ込まれてシリンダーヘッドに固定される場合と違って、周壁部の薄型化は実現され、個々の分割体の形状の制約は緩和されることができる。
【００２３】
第７側面によれば、燃焼室に向かって噴孔の孔径は縮小するので、噴孔から火炎ジェットの噴射力は高められることができる。前述のように副室隔壁が周方向に複数の分割体に分割されることで、いわゆる逆孔となる周壁部の内面からの加工は実現されることができる。
【００２４】
第９側面によれば、分割体の合わせ面は破断面で形成され、複雑な立体形状の破断面で分割体同士は接合されることから、合わせ面で火炎ジェットの漏れが防止されるとともに、生産性と性能とは高められることができる。
【００２５】
第１０側面によれば、合わせ面が重なるだけで噴孔が確立されるので、ドリルなどによる穴開け作業が省略されるとともに、こうした分割体は鍛造加工で成型されることができるので、生産性は向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車の構造を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の主要部拡大側面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】図２の４−４線に沿った拡大断面図である。
【図５】図３の主要部拡大断面図である。
【図６】図５の６−６線に沿った拡大断面図である。
【図７】図５の７−７線に沿った拡大断面図である。
【図８】一具体例に係る副室隔壁の製造方法を概略的に示す概念図である。
【図９】他の実施形態に係る副室隔壁の構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図１０】図７に対応し、噴孔の孔径を概略的に示す副室隔壁の拡大断面図である。
【図１１】一具体例に係る副室隔壁の製造方法を概略的に示す概念図である。
【図１２】鍛造加工で成形される分割体の合わせ面を概略的に示す分割体の拡大平面図である。
【図１３】図４に対応し、他の実施形態に係る内燃機関の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一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。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車（鞍乗り型車両の一具体例）の全体構成を概略的に示す。自動二輪車１１の車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１３と、ヘッドパイプ１３から後方に後ろ下がりに延びる左右１対のメインフレーム１４と、個々のメインフレーム１４の後端に個別に結合されてメインフレーム１４の後端から下方に延び、クロスパイプ（図示されず）で相互に接続される左右１対のピボットフレーム１５と、メインフレーム１４よりも下方でヘッドパイプ１３から下方に延びるダウンフレーム１６とを備える。ダウンフレーム１６は、車幅方向の左右中央位置でヘッドパイプ１３から下方に延びる１つの上フレーム１６ａと、上フレーム１６ａの下端から左右に分岐し、個々に対応のピボットフレーム１５の下端に連結される左右１対の下パイプフレーム１６ｂとで構成される。ダウンフレーム１６の上フレーム１６ａは、ヘッドパイプ１３から後方に遠ざかるにつれてメインフレーム１４から下方に遠ざかる。
【００２９】
ヘッドパイプ１３には、車軸１７回りで回転自在に前輪ＷＦを支持するフロントフォーク１８が操向可能に支持される。フロントフォーク１８にはヘッドパイプ１３の上側でハンドルバー１９が結合される。ピボットフレーム１５には、車軸２１回りで回転自在に後輪ＷＲを支持するスイングアーム２２が支軸２３回りで揺動自在に支持される。支軸２３は車幅方向に水平に延びる。
【００３０】
前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの間で車体フレーム１２に内燃機関２４は搭載される。内燃機関２４は、左右のピボットフレーム１５の間であって左右の下パイプフレーム１６ｂで挟まれる空間に配置されてピボットフレーム１５および下パイプフレーム１６ｂに連結されるクランクケース２５と、クランクケース２５に結合されて、クランクケース２５から上方に延びて、前傾するシリンダー軸線Ｃを有するシリンダーブロック２６と、シリンダーブロック２６に結合されるシリンダーヘッド２７と、シリンダーヘッド２７に結合されるヘッドカバー２８とを備える。クランクケース２５には、後輪ＷＲの車軸２１に平行に延びる回転軸線Ｓ回りで回転するクランクシャフトが支持される。クランクシャフトの回転運動は伝動装置（図示されず）を経て後輪ＷＲに伝達される。クランクシャフトの一端にはＡＧＣ（直流発電機）といった補機が連結されケースカバー２５ａで覆われる。ここでは、内燃機関２４は例えば単気筒内燃機関に構成される。以下、一般的な内燃機関と共通する構造については詳細な説明を割愛することがある。
【００３１】
シリンダーヘッド２７の一側面には、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、後述されるように燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２９と、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、後述されるように、生成するポンプ圧に応じて燃料噴射弁２９に燃料を供給する燃料ポンプ３１とが取り付けられる。燃料噴射弁２９には、燃料ポンプ３１の吐出管３１ａから延びて燃料噴射弁２９および燃料ポンプ３１を繋ぎ、燃料ポンプ３１から燃料噴射弁２９に燃料を導入する燃料配管３２が結合される。
【００３２】
内燃機関２４の上方でメインフレーム１４には燃料タンク３４が支持される。燃料タンク３４内には、燃料タンク３４から燃料を吐出する一次燃料ポンプ３５が配置される。燃料ポンプ３１の吸入管３１ｂには、一次燃料ポンプ３５から延びて一次燃料ポンプ３５および燃料ポンプ３１を繋ぎ、一次燃料ポンプ３５のポンプ圧に基づき一次燃料ポンプ３５から燃料ポンプ３１に燃料を供給する一次燃料管３６が結合される。燃料タンク３４の後方で車体フレーム１２には乗員シート３７が搭載される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート３７を跨ぐ。
【００３３】
図２に示されるように、シリンダーブロック２６はシリンダー軸線Ｃに沿ってピストン３８の線形往復運動を案内する。ピストン３８には、クランクケース２５内でクランクシャフトのクランクに連結されるコネクティングロッド３９が接続される。コネクティングロッド３９はピストン３８の線形往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。
【００３４】
図３に示されるように、シリンダーヘッド２７には、ピストン３８およびシリンダーヘッド２７の間に形成される燃焼室４１の頂上位置で燃焼室４１に通じ、燃料噴射弁２９の噴射口が臨む副室４２が設けられる。シリンダーヘッド２７には、第１点火プラグ４３を受け入れて、シリンダー軸線Ｃ上に第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐを配置する挿入孔４４と、燃料噴射弁２９を受け入れて、シリンダー軸線Ｃから第１傾斜角αで倒れる軸線上に燃料噴射弁２９の中心軸線を配置する差し込み孔４５と、第２点火プラグ４６を受け入れて、シリンダー軸線Ｃから第１傾斜角αよりも大きい第２傾斜角βで倒れる軸線上に第２点火プラグ４６の中心軸線を配置するねじ込み孔４７とが形成される。第１点火プラグ４３の電極（点火点）４３ａは副室４２内の空間に臨む。第２点火プラグ４６の電極は燃焼室４１内の空間に臨む。燃料噴射弁２９は、第１点火プラグ４３の中心軸線に対して傾斜する姿勢で保持され、副室４２に噴射口を臨ませ、燃焼室４１に向けて副室４２内で燃料を噴射する。ここでは、こうして燃料噴射通路４５ａに対して燃料噴射弁２９を寝かせることで燃料噴射弁２９の上端と燃料ポンプ３１との間に隙間は確保されることができる。
【００３５】
図４に示されるように、内燃機関２４は、シリンダーヘッド２７に形成されて、シリンダーヘッド２７の後壁面に連結される吸気管４８に連通して燃焼室４１で開口する吸気ポート２７ａの開閉を司る１対の吸気弁４９と、同様にシリンダーヘッド２７に形成されて、シリンダーヘッド２７の前壁面に連結される排気管５１に連通して燃焼室４１で開口する排気ポート２７ｂの開閉を司る１対の排気弁５２とを備える。図２に示されるように、吸気弁４９には、側面視でシリンダー軸線Ｃよりも後方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行な軸心を有する吸気用カムシャフト５３ａが接続される。言い換えると、吸気用カムシャフト５３ａは、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行でシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体後方に配置される。排気弁５２には、側面視でシリンダー軸線Ｃよりも前方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行な軸心を有する排気用カムシャフト５３ｂが接続される。言い換えると、排気用カムシャフト５３ｂは、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体前方に配置される。吸気用カムシャフト５３ａおよび排気用カムシャフト５３ｂには、クランクシャフトから吸気用カムシャフト５３ａおよび排気用カムシャフト５３ｂに動力を伝達する動弁系５４が接続される。動弁系５４は、吸気用カムシャフト５３ａに固定されるスプロケット５４ａ、および、排気用カムシャフト５３ｂに固定されるスプロケット５４ｂに巻き掛けられるカムチェーン５４ｃを備える。
【００３６】
図３に示されるように、吸気用カムシャフト５３ａは、シリンダーヘッド２７の一側面から他側面に向かってクランクシャフトの回転軸線Ｓに平行に延びる回転軸線Ｘを有する。燃料ポンプ３１は、シリンダーヘッド２７の一側面で、吸気用カムシャフト５３ａの延長線上に配置されて吸気用カムシャフト５３ａに連結される。動弁系５４のスプロケット５４ａおよびカムチェーン５４ｃはシリンダーヘッド２７の他側面に配置される。燃料ポンプ３１は、吸入管３１ｂおよび吐出管３１ａにそれぞれ配置される開閉弁と、吸入管３１ｂおよび吐出管３１ａに通じる圧力室５５ａの容積を変化させるプランジャー５５ｂと、吸気用カムシャフト５３ａに同軸に連結されて、プランジャー５５ｂの往復動を生み出すカム部材５５ｃとを備え、吸気用カムシャフト５３ａから駆動力を受けて高圧の燃料を吐出する往復動式の燃料ポンプで構成される。
【００３７】
図５に示されるように、挿入孔４４は、燃焼室４１の壁面で開口する燃焼室４１側の副室孔部（縦孔）４４ａ、および、副室孔部４４ａよりも大径であって副室孔部４４ａに環状の段差（支持面）５６で接続されるプラグ孔部４４ｂを有する。副室孔部４４ａは、第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐに沿って燃焼室４１から延びて、段差５６で仕切られる開放端で燃焼室４１外の空間に開放される。段差５６は、副室孔部４４ａの開放端で副室孔部４４ａの縁から第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐに直交する仮想平面に沿って外側に広がる。ここでは、段差５６は円形の開放端を囲む環状に形成される。副室孔部４４ａには、第１点火プラグ４３の点火点４３ａを覆って第１点火プラグ４３の先端との間に燃焼室４１に通じる副室４２を形成し、段差５６上に重なるフランジ５７を有する副室隔壁５８が挿入される。副室隔壁５８は例えばステンレス鋼材から形成される。フランジ５７上に環状の第１シール部材５９が重なる。第１シール部材５９は軸方向の金属シールである。
【００３８】
プラグ孔部４４ｂには、フランジ５７に向かって先端で第１シール部材５９を押し付け、第１点火プラグ４３を保持しつつ第１点火プラグ４３の先端を副室４２に対して位置決めする点火プラグホルダー６１が挿入される。シリンダーヘッド２７には挿入孔４４および差し込み孔４５は個別に形成されることから、燃料噴射弁２９は点火プラグホルダー６１から独立してシリンダーヘッド２７に取り付けられる。
【００３９】
点火プラグホルダー６１は、第１点火プラグ４３に同軸に円筒形状に形成され、先端で副室隔壁５８のフランジ５７との間に第１シール部材５９を挟む円筒部６１ａと、円筒部６１ａの上端に接続されて第１点火プラグ４３に同軸に円筒形状に形成され、外周にねじ溝を有するねじ部６１ｂとを有する。点火プラグホルダー６１は銅系の材質から成形される。第１シール部材５９は副室隔壁５８と点火プラグホルダー６１の間に挟まれて外気から副室４２の空間を遮断する。第１点火プラグ４３は点火プラグホルダー６１にねじ込まれる。点火プラグホルダー６１のねじ溝６２は第１点火プラグ４３のねじ溝６３に軸方向に重なる位置に配置される。
【００４０】
円筒部６１ａの外周には、点火プラグホルダー６１およびプラグ孔部４４ｂの内壁の間に挟まれる環状の第２シール部材６４が装着される。第２シール部材６４は径方向の樹脂製シールである。第２シール部材６４は、燃焼室４１側の挿入孔４４内の空間と外気側の挿入孔４４内の空間とを相互に遮断する。
【００４１】
副室隔壁５８は、シリンダー軸線（基準軸線）Ｃに沿って燃焼室４１から延びる副室孔部４４ａに挿入されて、シリンダー軸線Ｃ回りで副室孔部４４ａの内壁に接する周壁部５８ａと、周壁部５８ａから連続して、副室孔部４４ａから燃焼室４１に向かって張り出す底壁部５８ｂとを有し、周壁部５８ａと底壁部５８ｂとで、燃焼室４１に通じる副室４２を形成する。第１点火プラグ４３は周壁部５８ａの上方に配置される。底壁部５８ｂは燃焼室４１に向かってドーム形状に膨らむ。したがって、底壁部５８ｂの肉厚は中央（シリンダー軸線Ｃ）に近づくほど増加する。
【００４２】
副室隔壁５８の周壁部５８ａは、上端でフランジ５７を支持する第１外径Ｄ１の第１筒部６５ａと、第１筒部６５ａの下端から連続して、燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６５ｂと、縮径部６５ｂの下端から連続して第１外径Ｄ１よりも小さい第２外径Ｄ２の第２筒部６５ｃとを有する。副室孔部４４ａは副室隔壁５８の縮径部６５ｂに対応して燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６６を有する。副室隔壁５８の縮径部６５ｂおよび副室孔部４４ａの縮径部６６は相互に接触し合ってラビリンス構造を形成する。第１筒部６５ａ、縮径部６５ｂおよび第２筒部６５ｃは満遍なく副室孔部４４ａの内壁に接する。
【００４３】
第２筒部６５ｃで周壁部５８ａの肉厚（壁厚）は底壁部５８ｂに向かうにつれて増加する。ここでは、第２筒部６５ｃは、底壁部５８ｂに向かうにつれて先細るテーバー形状の空間を形成する。周壁部５８ａの下端で周壁部５８ａには、肉厚（壁の厚み）の方向に周壁部５８ａを貫通し、燃焼室４１に副室４２を接続する複数の噴孔６７が形成される。図６に示されるように、副室隔壁５８の外周には、フランジ５７から連続して周方向の特定位置で径方向に外側に突出する位置決め突起６８が形成される。副室孔部４４ａには、周方向の特定位置で段差５６から窪んで軸方向に位置決め突起６８を受け入れる凹部６９が形成される。位置決め突起６８が凹部６９に嵌まることで、中心軸線Ｃｐ回りで副室隔壁５８の角位置は位置決めされることができる。
【００４４】
図７に示されるように、副室隔壁５８の周壁部５８ａは、第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐ回りの周方向に異なる肉厚ｔを有する。ここでは、周壁部５８ａは、第１軸芯Ｃｆに中心を有する第１径長さＲ１の円形輪郭断面の外周７１と、第２軸芯Ｃｓに中心を有する第１径長さＲ１よりも小さい第２径長さＲ２の円形輪郭断面の内周７２とを有し、第２軸芯Ｃｓは第１軸芯Ｃｆから偏心する。こうした偏心に基づき周壁部５８ａの肉厚ｔは連続的に変化する。噴孔６７は第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐ回りで放射状に延びる。噴孔６７は、中心軸線Ｃｐ回りで等間隔（等しい角度間隔）に配列される。ここでは、個々の噴孔６７の中心軸線は第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐに交差する。周壁部５８ａでは、小さい肉厚の領域に比べて大きい肉厚の領域で噴孔６７の孔径は大きい。
【００４５】
図５に示されるように、シリンダーブロック２７には、差し込み孔４５の前端から延びて、燃料噴射弁２９よりも小径の燃料噴射通路４５ａが形成される。燃料噴射通路４５ａの中心軸線は燃料噴射弁２９の軸線Ｑの第１傾斜角αよりも小さい傾斜角でシリンダー軸線Ｃに交差する。こうして燃料噴射通路４５ａに対して燃料噴射弁２９が傾斜することで、図３に示されるように、燃料噴射弁２９の上端と燃料ポンプ３１との間に隙間は確保されることができる。周壁部５８ａは、燃料噴射通路４５ａの一部として、第１点火プラグ４３の点火点４３ａと噴孔６７との間の空間に開口する通路７３を有する。図７に示されるように、通路７３は第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐに指向する。燃料噴射通路４５ａは、燃料噴射弁２９の噴射口から通路７３の開口に通じる。燃料噴射弁２９は副室４２内の底壁部５８ｂに向かって燃料を噴射する。燃料の噴射域は噴孔６７から外れるように形成される。
【００４６】
次に本実施形態に係る内燃機関の動作を説明する。慣性力でピストン３８が下降する際に吸気弁４９が開くと、吸気ポート２７ａから空気が燃焼室４１に導入される。ピストン３８が上昇すると、燃焼室４１の容積は縮小し、空気は圧縮される。燃料噴射弁２９から副室４２に向かって燃料は噴射される。噴射された燃料は燃料噴射通路４５ａ（通路７３を含む）から副室４２に導入される。副室４２内で混合気は生成される。燃料噴射弁２９には燃料ポンプ３１から高圧の燃料が供給される。
【００４７】
副室４２内で第１点火プラグ４３が混合気に着火する。副室４２内で混合気は燃焼する。気体は膨張する。その結果、副室４２の噴孔６７から燃焼室４１内に火炎ジェットが噴出する。こうして燃焼室４１全体で燃焼が実現される。燃焼に応じて燃焼室４１内の空気は膨張し、ピストン３８を押し下げる。慣性力でピストン３８が上昇する際に排気弁５２が開くと、排気ポート２７ｂから燃焼後の気体は排出される。こうした一連の動作が繰り返され内燃機関２４では動力は生成される。
【００４８】
本実施形態に係る内燃機関２４では、副室隔壁５８の周壁部５８ａに、第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐ回りの周方向に異なる肉厚ｔを有する。そうして副室隔壁５８の周壁部５８ａには、肉厚ｔの方向に周壁部５８ａを貫通して燃焼室４１に臨む複数の噴孔６７が形成される。副室隔壁５８の周壁部５８ａでは肉厚ｔの大きさに応じて噴孔６７の長さは調整される。噴孔６７の長さに応じて噴孔６７の通気抵抗は変化することから、肉厚ｔの設定に応じて燃焼室４１内で火炎ジェットの分布は制御されることができる。
【００４９】
本実施形態では、副室隔壁５８の周壁部５８ａは、外周７１の第１軸芯Ｃｆから偏心した第２軸芯Ｃｓを有する内周７２を有する。外周７１および内周７２の偏心に応じて周壁部５８ａでは簡単に周方向に異なる肉厚ｔは実現される。特に、周壁部５８ａは、第１軸芯Ｃｆに中心を有する第１径長さＲ１の円形断面形状の外周７１と、第２軸芯Ｃｓに中心を有する第１径長さＲ１よりも小さい第２径長さＲ２の円形断面形状の内周７２とを有し、第２軸芯Ｃｓは第１軸芯Ｃｆから偏心することから、偏心に基づき周壁部５８ａの肉厚ｔは連続的に変化する。
【００５０】
周壁部５８ａでは、小さい肉厚の領域に比べて大きい肉厚の領域で噴孔６７の孔径は大きい。孔径が大きいほど噴孔６７から多量の火炎ジェットは噴射される。火炎ジェットが多量に噴射されても周壁部５８ａの肉厚が大きければ熱負荷応力は低減される。その結果、副室隔壁５８の耐久性は向上する。
【００５１】
噴孔６７は、第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐ回りで放射状に延びる。周壁部５８ａの外周７１は燃焼室４１内で第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐ回りに広がるので、噴孔６７が第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐ回りで放射状に配列されると、燃料室４１内の火炎ジェットは均質化されることができる。
【００５２】
本実施形態では、副室隔壁５８の周壁部５８ａに、第１点火プラグ４３の点火点４３ａと噴孔６７との間の空間に臨んで第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐに指向する燃料噴射通路４５ａの通路７３が形成される。副室隔壁５８では周方向に周壁部５８ａの肉厚ｔが異なることから、周壁部５８ａの内周で囲まれる点火空間は第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐから偏倚し、噴射燃料の旋回流化が図られることで、点火空間内で空気の撹拌が促進され、着火性や燃焼効率は高められることができる。
【００５３】
次に本実施形態に係る副室隔壁５８の製造方法を簡単に説明する。副室隔壁５８はステンレス鋼材から形成されることができる。副室隔壁５８の外周７１が例えば切削加工で削り出され、続いて副室隔壁５８の内周７２が例えばドリル加工で削り出される。図８に示されるように、切削加工に応じてフランジ５７、第１筒部６５ａの外面７４ａ、縮径部６５ｂおよび第２筒部６５ｃの外面７４ｂが削り出される。その後、第１ドリルＤｒで縮径部６５ｂまで均一径の空間が穿たれる。こうして第１筒部６５ａは形成される。続いて、テーパー形状の第２ドリルで残りの空間が穿たれる。こうして第２筒部６５ｃは形成される。第１ドリルＤｒおよび第２ドリルの軸心Ｃｄが外周７１の軸芯Ｃｆから偏心すれば、軸芯Ｃｆから偏心した軸芯Ｃｓを有する内周７２は簡単に削り出されることができる。
【００５４】
その他、予め内周７２の軸芯Ｃｓに同心の外周面が形成された素材が用意されて、素材の外周が軸芯Ｃｓから偏心する軸芯Ｃｆ回りで削られて外周７１が成形されてもよい。素材は例えば鍛造加工に基づき成型されればよい。素材では軸芯Ｃｓ回りで周方向に肉厚が一定に維持されるので、鍛造加工にあたって素材の設計の複雑化は回避されることができる。
【００５５】
図９は他の実施形態に係る副室隔壁７５を概略的に示す。副室隔壁７５は前述の副室隔壁５８と同様に周壁部７５ａおよび底壁部７５ｂを有する。周壁部７５ａは、前述の周壁部５８ａと同様に、上端でフランジ５７を支持する第１外径Ｄ１の第１筒部６５ａと、第１筒部６５ａの下端から連続して、燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６５ｂと、縮径部６５ｂの下端から連続して第１外径Ｄ１よりも小さい第２外径Ｄ２の第２筒部６５ｃとを有する。以下、前述の副室隔壁５８と同様な構成には同一の参照符号が付され重複する説明は割愛される。
【００５６】
副室隔壁７５は、第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐ回りで周方向に複数の分割体７６、７７に分割される。分割体７６、７７の合わせ面７８、７９は例えば外周７１の軸芯Ｃｆを含む仮想平面内に配置されればよい。このとき、副室隔壁５８の完成体では段差５６に押し当てられるフランジ５７は軸芯Ｃｆ回りで周方向に連続する。こうして副室隔壁７５は周方向に複数の分割体７６、７７に分割されるので、周壁部７５ａの内面の加工条件が緩和され、点火空間の形状の自由度は広がるとともに、副室隔壁７５はフランジ５７でシリンダーヘッド２７に位置決めされるので、周壁部７５ａが縦孔４４ａにねじ込まれてシリンダーヘッド２７に固定される場合と違って、周壁部７５ａの薄型化は実現され、個々の分割体７６、７７の形状の制約は緩和される。
【００５７】
図１０に示されるように、本実施形態に係る副室隔壁７５では噴孔６７の孔径は燃焼室４１側に比べて周壁部７５ａの内面側で大きい。このように燃焼室４１に向かって噴孔６７の孔径は縮小するので、噴孔６７から火炎ジェットの噴射力は高められる。前述のように副室隔壁７５が周方向に複数の分割体７６、７７に分割されることで、いわゆる逆孔となる周壁部７５ａの内面からの加工は実現されることができる。
【００５８】
次に本実施形態に係る副室隔壁７５の製造方法を説明する。ここでは、例えばいわゆるかち割りコンロッドの製造方法が採用される。具体的には、製造にあたって前述の副室隔壁５８のように副室隔壁の成形体８１は用意される。成形体８１では噴孔６７は形成されていなくてもよい。図１１に示されるように、成形体８１の外周にはかち割り線８２が刻まれる。かち割り線８２は外周７１の軸芯Ｃｆを含む仮想平面内で描かれればよい。続いて成形体８１の内部空間にかち割り用の楔型８３が挿入される。挿入方向に楔型８３に荷重が加えられると、楔型８３は成形体８１の内部空間よりも大きい形状を有することから、成形体８１はかち割り線８２に沿って２つに分断される。こうして個々の分割体８４ａ、８４ｂでは、完成体の破断で生じる破断面８５が合わせ面として形成される。破断面８５が重ねられて再結合されると、分割体８４ａ、８４ｂは再び完成体に仕上げられる。こうして副室隔壁７５は製造される。分割体８４ａ、８４ｂの合わせ面は破断面８５で形成され、複雑な立体形状の破断面８５で分割体８４ａ、８４ｂ同士は接合されることから、合わせ面で火炎ジェットの漏れが防止されるとともに、生産性と性能とは高められることができる。
【００５９】
副室隔壁７５の製造にあたって個々の分割体７６、７７ごとに鍛造加工が用いられてもよい。このとき、図１２に示されるように、分割体７６の合わせ面７８、７９には、合わせ面７８、７９同士が重なった際に噴孔６７を形作る窪み溝８６が形成されてもよい。合わせ面７８、７９が重なるだけで噴孔６７が確立されるので、ドリルなどによる穴開け作業が省略されるとともに、こうした分割体７６、７７は鍛造加工で成型されることができるので、生産性は向上する。鍛造加工では、金型の形状に倣って縮径部６５ｂまで空間を有する第１筒部６５ａが形成され、テーパー形状の第２ドリルで残りの空間が穿たれてもよい。
【００６０】
その他、図１３に示されるように、いずれの実施形態に係る副室隔壁５８、７５も気筒ごとに１つの吸気弁４９と１つの排気弁５２とを備える内燃機関２４ａに適用されることができる。このとき、通路７３を含む燃料噴射通路４５ａの中心軸線８７は、吸気弁４９の中心軸線と排気弁５２の中心軸線とを含む仮想平面８８に直交し、第１点火プラグ４３の中心軸線Ｃｐを含む仮想平面８９内に配置される。燃料噴射通路４５ａに接続される燃料噴射弁２９は吸気弁４９と排気弁５２との間で吸気弁４９の中心軸線と排気弁５２の中心軸線とを含む仮想平面８８に直交する仮想平面８９に沿って傾斜することができ、吸気弁４９および排気弁５２に干渉せずに燃料噴射弁２９の配置スペースは十分に確保されることができる。
【符号の説明】
【００６１】
２４…内燃機関、２４ａ…内燃機関、２７…シリンダーヘッド、２７ａ…吸気ポート、２７ｂ…排気ポート、４１…燃焼室、４２…副室、４３…点火プラグ（第１点火プラグ）、４３ａ…点火点、４４ａ…副室孔部（縦孔）、４５ａ…燃料噴射通路、４９…吸気弁、５２…排気弁、５６…支持面（段差）、５７…フランジ、５８…副室隔壁、５８ａ…周壁部、５８ｂ…底壁部、６７…噴孔、７１…外周、７２…内周、７５…副室隔壁、７５ａ…周壁部、７５ｂ…底壁部、７６…分割体、７７…分割体、７８…合わせ面、７９…合わせ面、８４ａ…分割体、８４ｂ…分割体、８５…破断面、８６…窪み溝、８８…（吸気弁の中心軸線および排気弁の中心軸線を結ぶ）仮想平面、８９…（仮想平面に直交する）仮想平面、Ｃｆ…（外周の）第１軸芯、Ｃｐ…（点火プラグの）中心軸線、Ｃｓ…（内周の）第２軸芯、ｔ…（周壁部の）肉厚。
【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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【図１２】
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【図１３】
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