(57)【要約】【課題】簡易な構成で主燃焼室内の混合気より濃い混合気を副主燃焼室内に流入させることができる内燃機関の副燃焼室。【解決手段】ピストン12の頂面12ａと、シリンダヘッド22の燃焼室天井面40との間に主燃焼室４が構成され、燃焼室天井面には、吸気弁口41と排気弁口42が主燃焼室に臨んで開口するとともに、主燃焼室から分離され点火プラグ61を内装した副燃焼室６が開口して設けられ、シリンダヘッドには吸気ポート43と排気ポート44とが互いに離れる方向に延出して形成された内燃機関１の副燃焼室において、燃焼室天井面に混合気ガイド65が、吸気弁口から主燃焼室に流入する混合気の一部を副燃焼室内に直接流入させるように入口開口部を形成して、主燃焼室に対する副燃焼室の開口６ａを一部覆って形成された内燃機関の副燃焼室。【選択図】図５
2019178627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック(21)のシリンダボア(21ａ)内に摺動自在に嵌合されたピストン(12)の頂面(12ａ)と、同頂面(12ａ)と対向するシリンダヘッド(22)の燃焼室天井面(40)との間に主燃焼室(４)が構成され、
前記燃焼室天井面(40)には、吸気弁口(41)と排気弁口(42)が前記主燃焼室(４)に臨んで開口するとともに、同主燃焼室(４)から分離され点火プラグ(61)を内装した副燃焼室(６)が開口して設けられ、
前記シリンダヘッド(22)には、前記吸気弁口(41)と前記排気弁口(42)とからそれぞれ吸気路(８)をなす吸気ポート(43)と排気路をなす排気ポート(44)とが、互いに離れる方向に延出して形成された内燃機関(１)の副燃焼室(６)において、
前記燃焼室天井面(40)に混合気ガイド(65)が、前記吸気弁口(41)から前記主燃焼室(４)に流入する混合気の一部を前記副燃焼室(６)内に直接流入させるように入口開口部(66)を形成して、前記主燃焼室(４)に対する前記副燃焼室(６)の開口(６ａ)を一部覆って形成されたことを特徴とする内燃機関の副燃焼室。
【請求項２】
前記混合気ガイド(65)は、前記シリンダヘッド(22)に一体成形されたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の副燃焼室。
【請求項３】
前記混合気ガイド(65)は、排気弁(46)側の吸気弁口(41)に面し、吸気弁(45)のバルブステム軸線(Ｂ)に対して略直交する方向(Ｘ)に配設されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の副燃焼室。
【請求項４】
前記内燃機関(１)の前記吸気路(８)にはタンブル流路(82)が形成され、前記吸気路(８)に設けられた燃料噴射器(73)は前記吸気弁(45)の傘裏(45ａ)を狙って指向するとともに、前記タンブル流路(82)の下流端(82ａ)は前記吸気弁(45)の傘裏(45ａ)を狙って指向するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の副燃焼室。
【請求項５】
前記混合気ガイド(65)には、前記入口開口部(66)より面積の小さい火炎噴射口(67)が、前記副燃焼室(６)と前記主燃焼室(４)とを連通して形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の副燃焼室。
【請求項６】
シリンダブロック(21)のシリンダボア(21ａ)内に摺動自在に嵌合されたピストン(12)の頂面(12ａ)と、同頂面(12ａ)と対向するシリンダヘッド(22)の燃焼室天井面(40)との間に主燃焼室(４)が構成され、
前記燃焼室天井面(40)には、吸気弁口(41)と排気弁口(42)が前記主燃焼室(４)に臨んで開口するとともに、同主燃焼室(４)から分離され点火プラグ(61)を内装した副燃焼室(６)が開口して設けられ、
前記シリンダヘッド(22)には、前記吸気弁口(41)と前記排気弁口(42)とからそれぞれ吸気路(８)をなす吸気ポート(43)と排気路をなす排気ポート(44)とが、互いに離れる方向に延出して形成された内燃機関(１)の副燃焼室(６)において、
前記燃焼室天井面(40)に混合気ガイド(65)が、前記副燃焼室(６)の開口(６ａ)の一部を覆って入口開口部(66)を形成して設けられ、
前記入口開口部(66)は、前記混合気ガイド(65)の前記吸気弁口(41)を臨む一方側の位置に形成されたことを特徴とする内燃機関の副燃焼室。 
【請求項７】
前記混合気ガイド(65)の他方側の位置には、前記副燃焼室(６)と前記主燃焼室(４)とを連通し同主燃焼室(４)に臨む、火炎噴射口(67)が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の副燃焼室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易な構成で濃い混合気を副燃焼室内に流入させことができる内燃機関の副燃焼室に関する。
【背景技術】
【０００２】
主燃焼室から分離画成され点火プラグを内装した副燃焼室が設けられた内燃機関において、主燃焼室と副燃焼室とを連通させる連通路を設け、副燃焼室内を掃気するために吸気ポートと副燃焼室とを連通させる掃気通路を設けた構造が、例えば下記特許文献1に示されている。
下記特許文献1に示されるものにおいては、筒状のキャップをシリンダヘッドの燃焼室天井に取付けることで、副燃焼室を形成する構造であり、副燃焼室を形成するために、部品点数が増加してしまう。また、ピストンの頂面上に凹溝を形成して、主燃焼室に吸気を取り込んだ後、燃料噴射器からの燃料噴射を受けた濃い混合気を凹溝で案内して、連通路を介し副燃焼室内に流入させる構造であり、ピストンの形状が複雑化している。
そのため、より簡易な構成で濃い混合気を副燃焼室内に流入させる構造が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０４８３５号公報（図１〜図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑みなされたものであり、ピストンの頂面上に混合気案内用の凹溝などを形成することなく、簡易な構成で主燃焼室内の混合気より濃い混合気を副主燃焼室内に流入させることができ、副燃焼室内に配置された点火プラグの電極近傍の既燃ガスを掃気できる内燃機関の副燃焼室を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は、
シリンダブロックのシリンダボア内に摺動自在に嵌合されたピストンの頂面と、同頂面と対向するシリンダヘッドの燃焼室天井面との間に主燃焼室が構成され、前記燃焼室天井面には、前記シリンダボアの中心軸であるシリンダ軸線に関して互いに反対位置に吸気弁口と排気弁口が前記主燃焼室に臨んで開口するとともに、主燃焼室から分離され点火プラグを内装した副燃焼室が開口して設けられ、前記シリンダヘッドには、前記吸気弁口と前記排気弁口とからそれぞれ吸気路をなす吸気ポートと排気路をなす排気ポートとが、互いに離れる方向に延出して形成された内燃機関の副燃焼室において、
前記燃焼室天井面に混合気ガイドが、前記吸気弁口から前記主燃焼室に流入する混合気の一部を前記副燃焼室内に直接流入させるように入口開口部を形成して、前記主燃焼室に対する前記副燃焼室の開口を一部覆って形成されたことを特徴とする内燃機関の副燃焼室である。
【０００６】
上記構成によれば、
ピストンの頂面上に混合気案内用の凹溝などを形成することなく、簡易な構成で主燃焼室内の混合気より濃い混合気を副主燃焼室内に流入させることができる。
また、副燃焼室内に配置された点火プラグの電極近傍に新気を流しこむので、既燃ガスをしっかりと掃気でき、新気により点火プラグ周辺を冷却することができる。
【０００７】
前記構成において、
前記混合気ガイドは、前記シリンダヘッドに一体成形されてもよい。
その構成によれば、
主燃焼室に対して副燃焼室を画成させるために、別部材のキャップをシリンダヘッドの燃焼室天井面に取り付けることなく、混合気ガイドによって副燃焼室が画成され、部品点数を削減することができる。
【０００８】
前記構成において、
前記混合気ガイドは、排気弁側の吸気弁口に面し、吸気弁のバルブステム軸線に対して略直交する方向に配設されてもよい。
その構成によれば、
特に吸気弁の徐開時の吸気弁口から流入する濃い混合気を効率よく副燃焼室内に流入させることができる。
【０００９】
前記構成において、
前記内燃機関の前記吸気路にはタンブル流路が形成され、前記吸気路に設けられた燃料噴射器は前期吸気弁の傘裏を狙って指向するとともに、前記タンブル流路の下流端は前記吸気弁の傘裏を狙って指向するように構成されてもよい
その構成によれば、
主燃焼室内でタンブル渦流を形成するように構成された内燃機関において、タンブル流を形成するための混合気の一部が、吸気弁の傘裏から副燃焼室に導かれ易くなる。
【００１０】
前記構成において、
前記混合気ガイドには、前記入口開口部より面積の小さい火炎噴射口が、前記副燃焼室と前記主燃焼室とを連通して形成されてもよい。
その構成によれば、
副燃焼室内の既燃ガス等が火炎噴射口から掃気され、混合気を副燃焼室に導き易くなる。
【００１１】
また、本発明は、
シリンダブロックのシリンダボア内に摺動自在に嵌合されたピストンの頂面と、同頂面と対向するシリンダヘッドの燃焼室天井面との間に主燃焼室が構成され、前記燃焼室天井面には、吸気弁口と排気弁口が前記主燃焼室に臨んで開口するとともに、同主燃焼室から分離され点火プラグを内装した副燃焼室が開口して設けられ、前記シリンダヘッドには、前記吸気弁口と前記排気弁口とからそれぞれ吸気路をなす吸気ポートと排気路をなす排気ポートとが、互いに離れる方向に延出して形成された内燃機関の副燃焼室において、
前記燃焼室天井面に混合気ガイドが、前記副燃焼室の開口の一部を覆って入口開口部を形成して設けられ、前記入口開口部は、前記混合気ガイドの前記吸気弁口を臨む一方側の位置に形成されたことを特徴とする内燃機関の副燃焼室である。
【００１２】
上記構成によれば、
吸気弁口から主燃焼室に流入する混合気の一部を副燃焼室内に直接流入させることができるため、ピストンの頂面上に混合気案内用の凹溝などを形成することなく、簡易な構成で主燃焼室内の混合気より濃い混合気を副主燃焼室内に流入させることができる。
また、副燃焼室内に配置された点火プラグの電極近傍に新気を流しこむので、既燃ガスをしっかりと掃気でき、新気により点火プラグ周辺を冷却することができる。
【００１３】
前記構成において、
前記混合気ガイドの他方側の位置には、前記副燃焼室と前記主燃焼室とを連通し同主燃焼室に臨む、火炎噴射口が形成されてもよい。
その構成によれば、
副燃焼室内の既燃ガス等が火炎噴射口から掃気され、混合気を副燃焼室に導き易くなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関の副燃焼室によれば、
ピストンの頂面上に混合気案内用の凹溝などを形成することなく、簡易な構成で主燃焼室内の混合気より濃い混合気を副主燃焼室内に流入させることができる。
また、副燃焼室内に配置された点火プラグの電極近傍に新気を流しこむので、既燃ガスをしっかりと掃気でき、新気により点火プラグ周辺を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関を、図示しない車両に搭載された状態の姿勢で示す、一部断面とする右側面図である。
【図２】図１中ＩＩ−ＩＩ矢視による、シリンダヘッドの下面を示し、燃焼室天井面における吸気弁口と排気弁口と、副燃焼室および混合気ガイドの配置のコンセプトを示す模式図である。
【図３】図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視による、シリンダヘッドの立面断面を示し、吸気ポート43と副燃焼室６と混合気流れ等の関係を示す模式図である。
【図４】図２中ＩＶ−ＩＶ矢視による、燃焼室天井面を左側下方から見た斜視図である。
【図５】図２中Ｖ−Ｖ矢視による、シリンダヘッドの吸気ポートと副燃焼室を通る竪断面図である
【図６】本発明の実施形態の図５と同様の配向で示す、検討例１のシリンダヘッドの吸気ポートと副燃焼室を通る竪断面図である。
【図７】本発明の実施形態の図４と同様の配向で示す、検討例２の燃焼室天井面を左側下方から見た斜視図である。
【図８】本発明の実施形態の図５と同様の配向で示す、検討例２のシリンダヘッドの吸気ポートと副燃焼室を通る竪断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１から図５に基づき、本発明の一実施形態に係る副燃焼室につき説明する。
なお、本明細書の説明および特許請求の範囲における前後左右上下等の向きは、本実施形態に係る副燃焼室を備えた内燃機関を自動二輪車等の小型車両に搭載した状態での車両の向きに従うものとする。
また、図中矢印ＦＲは車両前方を、ＬＨは車両左方を、ＲＨは車両右方を、ＵＰは車両上方を、それぞれ示す。
【００１７】
図１に、本実施形態の内燃機関１の一部断面とする右側面図であり、図示しない車両に搭載された状態の姿勢で示す、
本実施形態に係る内燃機関１は、そのクランク軸11を、搭載される車両である図示しない自動二輪車の車幅方向、すなわち左右方向に配向させて自動二輪車に搭載された、ＳＯＨＣ（シングル・オーバーヘッド・カムシャフト）式の空冷単気筒４ストロークサイクル内燃機関である。
内燃機関１は、クランクケース20の上に、シリンダ軸線Ｃをやや前傾させて、シリンダブロック21、シリンダヘッド22が順次重ねられて、ボルト(不図示)により一体に締結されている。シリンダヘッド22の上方はヘッドカバー23に覆われている。
【００１８】
内燃機関１のクランク軸11を軸支するクランクケース20は、左右２つ割りのケース構造をなし、クランクケース20内には、クランク軸11の後方に変速機３が内設されており、クランク軸11により図示しないクラッチを介して駆動されるメイン軸31と、カウンタ軸32との間に変速歯車機構30が構成されている。カウンタ軸32は内燃機関１の出力軸であり、カウンタ軸32と図示しない自動二輪車の後輪の回転軸との間に駆動チェーン（不図示）が架け渡され、クランク軸11の動力が後輪に伝達される。
すなわち、本実施形態の内燃機関１は、クランクケース20内に変速機３を備えて、所謂パワーユニットを構成している。
【００１９】
シリンダブロック21には、鋳鉄製のシリンダライナ21ａが鋳込まれており、シリンダライナ21ａの内部には、上下に貫通するシリンダボア21ｂが形成されている。シリンダボア11ｂ内には摺動可能にピストン12が嵌合されており、クランク軸11のクランクピン11ａはコンロッド13を介してピストン12と連結されている。
【００２０】
シリンダブロック21の上面には、シリンダヘッド22の下面22ａが当接されて取り付けられており、シリンダヘッド22の下面22ａには、ピストン12の頂面12ａと対向するように、シリンダヘッド22の下面22ａから凹状に窪んだ燃焼室天井面40が形成されており、ピストン12の頂面12ａとシリンダヘッド12の燃焼室天井面40との間に主燃焼室４が構成されている。
内燃機関１の主燃焼室４における燃焼エネルギーは、ピストン12の運動エネルギーへ変換され、ピストン12の上下動が、コンロッド13を介してクランク軸11を回転駆動する。
【００２１】
シリンダヘッド12の下面12ａのうち、ピストン12の頂面12ａと対向する面は、燃焼室天井面40となっている。燃焼室天井面40の周縁は、シリンダブロック21に設けられたシリンダボア21ｂの内径と略同径の円形に形成されている。
シリンダヘッド22には、シリンダボア21ｂの中心軸であるシリンダ軸線Ｃに関して、互いに反対位置に１つずつ、吸気弁口41と排気弁口42が、主燃焼室４に臨んで開口して形成されている。吸気弁口41の内径は、排気弁口42の内径よりも大きくなっている。さらに燃焼室天井面40には、吸気弁口41と排気弁口42の前後方向における略中央であって、燃焼室天井面40の右寄りに位置するように、点火プラグ61が内装された副燃焼室６が開口して設けられている。
【００２２】
さらに、シリンダヘッド22には、吸気弁口41に連通する吸気ポート43と、排気弁口42に連通する排気ポート44が、シリンダ軸線Ｃを挟んで互いに離れる方向に延出して形成されている。吸気ポート43は、吸気弁口41から吸気ポート43の入口43ａに向かって後方向へ緩やかに湾曲されて形成されており、排気ポート44は、排気弁口42から排気ポート44の出口44ａに向かって前方に湾曲されて形成されている。
【００２３】
吸気弁口41には吸気ポート43から主燃焼室４内への吸気の流れを開閉するための吸気弁45が、排気弁口42には主燃焼室４から排気ポート44への排気の流れを開閉するための排気弁46がそれぞれ配設されている。吸気弁45および排気弁46は、コイル状弁バネ55により常に閉弁方向に付勢されている。吸気弁45および排気弁46の開閉作動をなすためのロッカアーム方式のＳＯＨＣ型の動弁装置５が、ヘッドカバー23内に設けられており、動弁装置５により、吸気弁口41および排気弁口42が所定のタイミングで開閉されるようになっている。
【００２４】
内燃機関１には、シリンダヘッド22の吸気ポート43に、吸気流れの上流に向かって吸気管70、スロットルボディ71、コネクティングチューブ72、その上流側の図示しないエアクリーナが順次接続されており、エアクリーナから取り入れられた外気が、コネクティングチューブ72、スロットルボディ71、吸気管70の順に送られ、吸気管70に挿入された燃料噴射器73から噴射された噴霧燃料が混合されて混合気となり、吸気ポート43内に供給されて主燃焼室４に送られるようになっている。
【００２５】
以上のような本実施形態の内燃機関１において、主燃焼室４でのより好ましい燃焼を得るために主燃焼室４において燃料・空気混合気のタンブル渦流Ｔ、すなわち縦回転を与えるための吸気構造が構成されている。
すなわち、本実施形態において、吸気管70から吸気ポート43へと続く吸気路８は、仕切部81によって、吸気流れ方向に沿って上下に分割され、通った吸気が主燃焼室４内でタンブル過流Ｔを発生するように構成されたタンブル流路82と、タンブル流路82を除く主流路83とに仕切られている。
【００２６】
スロットルボディ71は、スロットル弁軸76によってスロットルボディ71内に回転自在に軸支されて、吸気路８の流路面積を可変制御し、吸気路８を開閉し得るスロットル弁75を備えている。
スロットル弁75はバタフライ式のもので、スロットル弁軸76と、スロットル弁軸76に固定され共に一体的に回転する円盤状の弁体77とを有する。
【００２７】
本実施形態において、吸気路８の仕切部81によって仕切られた下側部分がタンブル流路82、上側部分が主流路83となっており、仕切部81の吸気路８の上下仕切位置、仕切部81の上流端81ａとスロットル弁75との位置関係等によって、スロットル弁75の徐開時、すなわち内燃機関１の低負荷時において、タンブル流路82により多くの吸気が流れるように設定されており、タンブル流路82を流れた吸気は、吸気弁45の排気弁46に近い側の傘裏45ａから、主燃焼室４に流入し、主燃焼室４内で、図１図示において時計回転方向のタンブル渦流Ｔを発生する。
【００２８】
なお、本発明において、内燃機関１の低負荷時やスロットル弁75の徐開時にタンブル流路82に吸気を多く導く機構は、上記の本実施形態のスロットル弁75等に限定されるものではなく、スロットル弁の構造、配置、動作の異なるものでもよく、スロットル弁の他にタンブル流路へ吸気を導く別の制御弁を加えたもの等であってもよい。
【００２９】
本実施形態の内燃機関１においては、燃焼室天井面40には、シリンダボア21ｂの中心軸であるシリンダ軸線Ｃに関して互いに反対位置に吸気弁口41と排気弁口42が主燃焼室４に臨んで開口するとともに、図１において二点鎖線で示されるように、主燃焼室４から分離され点火プラグ61を内設した副燃焼室６が開口して設けられている。
本実施形態の副燃焼室６は、吸気弁口41と排気弁口42の間の右側（図示手前側）の燃焼室天井面40に開口している。
【００３０】
図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ矢視による、シリンダヘッド22の下面を示し、燃焼室天井面40における吸気弁口41と排気弁口42と、副燃焼室６および混合気ガイド65の配置のコンセプトを示す模式図である。
また、図３は、図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視による、シリンダヘッド22の立面断面であり、吸気ポート43と副燃焼室６と混合気流れ等の関係を示す模式図である。
【００３１】
図２に示されるように、点火プラグ61を内設した副燃焼室６は、排気弁口42に近い側の吸気弁口41の右脇に位置しており、吸気弁口41から主燃焼室４内に流入する濃い混合気の一部を混合気ガイド65で入口開口部66から副燃焼室６に取り込み、濃い混合気は点火プラグ61の電極61ａのスパークで着火され、その火炎が火炎噴射口67から主燃焼室４内に噴射され、主燃焼室４内の混合気を着火する。
【００３２】
本実施形態では、上記のように、吸気弁口41と排気弁口42の間の右側（図１図示手前側、図２図示上側）の燃焼室天井面40に副燃焼室６が開口しているが、それに加えて、ダブル点火プラグ方式に対応して、点火プラグ61を内装した副燃焼室６が吸気弁口41と排気弁口42の間の左側の燃焼室天井面40にも設けられたものであってもよい。その場合でも、上記の副燃焼室６の作用効果は同様に奏することができる。
【００３３】
図３に示されるように、スロットル弁75の徐開時で吸気工程初めの吸気は、吸気ポート43のタンブル流路82から、吸気弁45の排気弁46に近い側の傘裏45ａを通り吸気弁口41から主燃焼室４に流入しようとするが、吸気ポート43には燃料噴射器73が備えられ、吸気弁45の弁裏45ａに向けて燃料噴射Ｇをするので（図１参照）、吸気弁口41付近の混合気は、容積の大きい主燃焼室４内に広がった混合気より濃い混合気となる。
【００３４】
燃焼室天井面40には混合気ガイド65が、吸気弁口41から主燃焼室４に流入する濃い混合気の一部を副燃焼室６内に直接流入させるように入口開口部66を形成して、主燃焼室４に対する副燃焼室６の開口６ａを一部覆って形成されている。
すなわち、入口開口部66は、混合気ガイド65の吸気弁口41を臨む一方側の位置に形成されている。
また、混合気ガイド65は、入口開口部66と反対側に、副燃焼室６と主燃焼室４とを連通する火炎噴射口67を形成している。
すなわち、混合気ガイド65の他方側の位置には、副燃焼室６と主燃焼室４とを連通し主燃焼室４に臨む、火炎噴射口67が形成されている。
【００３５】
そのため、吸気弁口41付近の、主燃焼室４内の混合気より濃い混合気の一部は、混合気ガイド65で副燃焼室６の入口開口部66に取り込まれ、副燃焼室６内で濃い混合気が点火プラグ61の電極61ａに向けて吹き込まれる。しかるのち、上述のように点火プラグ61で着火され、火炎が火炎噴射口67から主燃焼室４内に噴射され、タンブル渦流Ｔをなす主燃焼室４内の混合気に着火する。
火炎噴射口67は入口開口部66より面積の小さい開口をなしているが、濃い混合気を副燃焼室６内に取り込むとき、副燃焼室６内の既燃ガス等を掃気する抜け穴ともなり、濃い混合気を取り込み易くする。
【００３６】
図４は、図２中ＩＶ−ＩＶ矢視による、燃焼室天井面40を左側下方から見た斜視図であり、図５は、図２中Ｖ−Ｖ矢視による、シリンダヘッド22の吸気ポート43と副燃焼室６を通る竪断面図である。なお、図４、図５においては、タンブル流路82の図示は省略されている。
図４、図５に示されるように、本実施形態では、吸気ポート43から主燃焼室４に流入する混合気の一部を、副燃焼室６内に直接流入させるように、混合気ガイド65が燃焼室天井面40に、副燃焼室６の開口６ａを一部覆ってシリンダヘッド22に一体に成形されている。
【００３７】
混合気ガイド65は、吸気弁45の小リフト時（小開時）に、吸気弁45の傘裏45ａから吸気弁口41の端を通って主燃焼室４に流入するタンブル流路82からの濃い混合気を、副燃焼室６に取り込むため、吸気弁口41に向けて開口する入口開口部66を形成している。
混合気ガイド65は平板状のガイド部を有し、流入した濃い混合気をガイドする吸気ガイド方向Ｘの、吸気弁45のバルブステム軸Ｂに対しての角度が、略直角αとなっている。
【００３８】
そして、混合気ガイド65は、点火プラグ61の電極61ａに向けて流入した濃い混合気をガイドするように吸気ガイド方向Ｘを指向させている。
また、混合気ガイド65は、入口開口部66と反対側に、副燃焼室６と主燃焼室４とを連通する火炎噴射口67を形成している。火炎噴射口67の噴出方向Ｙは、入口開口部66から流入した濃い混合気が吹き抜けないように、混合気ガイド65の吸気ガイド方向Ｘと鋭角βをなしている。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、燃焼室天井面40に混合気ガイド65が、吸気弁口41から主燃焼室４に流入する濃い混合気の一部を副燃焼室６内に直接流入させるように入口開口部66を形成して、主燃焼室４に対する副燃焼室６の開口６ａを一部覆って形成されている。
そのため、前述の従来技術のように、ピストンの頂面上に混合気案内用の凹溝などを形成することなく、簡易な構成で濃い混合気を副主燃焼室内に直接流入させることができる。
また、副燃焼室内に配置された点火プラグ61の電極61ａ近傍に新気を流しこむので、既燃ガスをしっかりと掃気でき、新気により点火プラグ61周辺を冷却することができる。
【００４０】
混合気ガイド65は、シリンダヘッド22に一体成形されており、前述の従来技術のように、主燃焼室４に対して副燃焼室６を画成させるために別部材のキャップをシリンダヘッド22の燃焼室天井面40に取り付ける必要が無く、混合気ガイド65によって副燃焼室６が画成され、部品点数を削減することができる。
【００４１】
また、混合気ガイド65は、排気弁46側の吸気弁口41に面し、吸気弁45のバルブステム軸線Ｂに対して直交する方向に配設されているので、特に吸気弁45の徐開時の吸気弁口41から流入する濃い混合気を効率よく副燃焼室６内に流入させることができる。
【００４２】
そして、内燃機関１の吸気路８にはタンブル流路82が形成され、燃料噴射器73は吸気弁45の傘裏45ａを狙って指向している。また、タンブル流路82の下流端82ｂも、吸気弁45の傘裏45ａを狙って指向している。
そのため、主燃焼室４内でタンブル渦流Ｔを形成するように構成された内燃機関１において、タンブル流Ｔを形成するための濃い混合気が、吸気弁45の傘裏45ａから入口開口66経由、副燃焼室６に導かれて点火プラグ61により着火し、その火炎が火炎噴射口67経由主燃焼室４に吹き込まれるので、タンブル渦流Ｔをなす主燃焼室４内の混合気に着火する。
【００４３】
以下、本発明の内燃機関の副燃焼室に関連して本発明者らが検討した内燃機関の副燃焼室の検討例１、検討例２を説明する。
図６は、本発明の実施形態の図５と同様の配向で示す、検討例１のシリンダヘッド22の吸気ポート43と副燃焼室106を通る竪断面図である。なお、図６においては、タンブル流路82の図示は省略されている。
図６において、本発明の実施形態と同様の位置、機能の部分は、本発明の実施形態の部分と同じ下２桁の１００番台の符号を付して説明を簡略化ないし省略し、検討例１独自の部分には１００番台の別途の符号を付す。
【００４４】
図６に示されるように、検討例１では、吸気弁口141の弁座147周囲にはマスキング部148が設けられ、吸気弁45の小リフト（小開）時には、吸気弁口141が開口しない状態が設定されている。併せて、マスキング部148には、吸気弁口141内と副燃焼室106内とを連通し、点火プラグ61の電極61ａを指向する溝部149が、燃焼室天井面140から刻設されている。
なお、溝部149は、シリンダヘッド22鋳造時に鋳造形成されたものでもよい。
【００４５】
したがって、吸気弁45の小リフト（小開）時には、吸気ポート43からは溝部149を介して副燃焼室106内の点火プラグ61の電極61ａを指向する吸気流れのみが先ず通じることになり、既燃ガスをパージするとともに、燃料噴射器73の燃料噴射を受けた濃い混合気を、点火プラグ61の電極61ａ近傍に集中させることができる。
追って、主燃焼室４内には混合気がタンブル渦流Ｔをなすように流入し、副燃焼室106内の着火によって、火炎が主燃焼室４内の混合気を着火する。
【００４６】
図７は、本発明の実施形態の図４と同様の配向で示す、検討例２の燃焼室天井面240を左側下方から見た斜視図であり、図８は、本発明の実施形態の図５と同様の配向で示す、検討例２のシリンダヘッド22の吸気ポート43と副燃焼室206を通る竪断面図である。なお、図７、図８においては、タンブル流路82の図示は省略されている。
図７、図８において、本発明の実施形態と同様の位置、機能の部分は、本発明の実施形態の部分と同じ下２桁の２００番台の符号を付して説明を簡略化ないし省略し、検討例２独自の部分には２００番台の別途の符号を付す。
【００４７】
図７、図８に示されるように、検討例２では、吸気弁口241の弁座247周囲にはマスキング部248が設けられ、吸気弁45の小リフト（小開）時には、吸気弁口241が開口しない状態が設定されている。併せて、マスキング部248には、吸気弁口241内と副燃焼室206内とを連通し、点火プラグ61の電極61ａを指向する通孔部250が設けられている。
【００４８】
したがって、吸気弁45の小リフト（小開）時には、吸気ポート43からは通孔部250を介して副燃焼室206内の点火プラグ61の電極61ａを指向する濃い混合気流れのみが先ず通じることになり、既燃ガスをパージするとともに、燃料噴射器73の燃料噴射を受けた濃い混合気を、点火プラグ61の電極61ａ近傍に集中させることができる。
追って、主燃焼室４内には混合気がタンブル渦流Ｔをなすように流入し、副燃焼室206内の着火によって、火炎が主燃焼室４内の混合気を着火する。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態等について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲でその他種々の変更が可能である。例えば、本発明のパワーユニット、内燃機関は、自動二輪車に限定されず他種の鞍乗型車両にも幅広く適用されるものであってもよい。
なお、説明の便宜上、装置の左右配置は図示の実施形態に沿って説明したが、それに限定されず、左右配置が逆であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…内燃機関、４…主燃焼室、６…副燃焼室、８…吸気路、11…クランク軸、12…ピストン、12ａ…頂面、20…クランクケース、21…シリンダブロック、21ｂ…シリンダボア、22…シリンダヘッド、22ａ…下面、40…燃焼室天井面、41…吸気弁口、42…排気弁口、43…吸気ポート、44…排気ポート、45…吸気弁、45ａ…傘裏、46…排気弁、61…点火プラグ、61ａ…電極、65…混合気ガイド、66…入口開口部、67…火炎噴射口、70…吸気管、71…スロットルボディ、72…コネクティングチューブ、73…燃料噴射器、75…スロットル弁、81…仕切部、82…タンブル流路、82ｂ…下流端、83…主流路、Ｃ…シリンダ軸線、Ｔ…タンブル過流、Ｂ…（吸気弁45の）バルブステム軸線、Ｘ…（混合気ガイド65の）吸気ガイド方向、Ｙ…（火炎噴射口67の）噴射方向、Ｇ…燃料噴射
【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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