(57)【要約】【課題】吸気ポートを渦巻き構造として吸気に旋回流を付与することで燃焼室にスワール流を生成させる吸気装置において、吸気ポートでの旋回流の強化を図る。【解決手段】吸気弁７の弁軸７ｂはガイド筒８にスライド自在に嵌まっており、ガイド筒８の先端部は、吸気ポート（ヘリカルポート）４の渦巻き室４ｃに突出した露出部８ａになっている。そして、ガイド筒８の露出部８ａに、吸気の旋回流をガイドする螺旋溝９が形成されている。螺旋溝９に代えて螺旋突条を採用することも可能である。吸気は渦巻き室４ａの外周と螺旋溝９との両方で旋回がガイドされるため、吸気は旋回流となって燃焼室６に流出する。結果として、スワール流１１を強化できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
終端が燃焼室に開口した吸気ポートとこれを開閉する吸気弁とを備えており、前記吸気ポートは、吸気を前記吸気弁の軸心回りに旋回させるヘリカルポートになっており、かつ、吸気弁の弁軸及びこれがスライド自在に嵌まっているガイド筒が前記吸気ポートに部分的に露出しているか、又は、前記弁軸のみが吸気ポートに部分的に露出している構成であって、
前記吸気ポートに露出している弁軸とガイド筒とのうちいずれか一方又は両方に、吸気が弁軸の軸心回りに旋回することを促進する旋回ガイド手段を設けている、
内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関において、シリンダヘッドに設けている吸気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、燃料の微細化を促進したり燃料と空気との混合性を高めたりするため、吸気に燃焼室の軸心回りのスワール流を付与することは広く行われており、そのための手段として、吸気ポートのうち吸気弁の弁軸が嵌まっている部分を弁軸の軸心回りにねじれた渦巻き室と成すこと（すなわち、吸気ポートをヘリカルポートに形成すること）が行われている。
【０００３】
その例として特許文献１には、ヘリカルポートから吐出される吸気が吸気弁における傘部の上面に沿って流れるように設定することで、スワール流の強化を図ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、吸気ポートには、これを横切る姿勢で吸気弁の弁軸の一部が露出しており、また、弁軸をガイドするガイド筒の端部が吸気ポートに露出している場合もある。ヘリカルポートでは吸気の流れ抵抗が大きいため流量が低下する傾向があるが、これら弁軸及びガイド筒も吸気の流れに対して抵抗になるため、流量低下が促進されるのみならず、旋回流の形成にとってもマイナス要因になっている。
【０００６】
特に、ガイド筒は弁軸よりも大径であるため、これが吸気ポートに露出していると吸気の流れに対する抵抗は一層大きくなって、流量低下と旋回流生成機能低下とが顕著に現れると云える。
【０００７】
本願発明はかかる現状に鑑み成されたものであり、弁軸やガイド筒を有効利用してスワール流の生成促進を図らんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、終端が燃焼室に開口した吸気ポートとこれを開閉する吸気弁とを備えており、前記吸気ポートは、吸気を前記吸気弁の軸心回りに旋回させるヘリカルポートになっており、かつ、吸気弁の弁軸及びこれがスライド自在に嵌まっているガイド筒が前記吸気ポートに部分的に露出しているか、又は、前記弁軸のみが吸気ポートに部分的に露出している、という基本構成である。
【０００９】
そして、上記基本構成において、前記吸気ポートに露出している弁軸とガイド筒とのうちいずれか一方又は両方に、吸気が弁軸の軸心回りに旋回することを促進する旋回ガイド手段を設けている。
【発明の効果】
【００１０】
ヘリカルポートではポートの渦巻き形状（螺旋形状）によって吸気に旋回流が付与されるが、吸気は直線性を持っているため、主として吸気ポートの外周面のガイド作用で旋回流となる。
【００１１】
しかるに本願発明では、吸気は弁軸又はガイド筒によって吸気ポートの内周側においても旋回流が付与されるため、吸気は吸気ポートの外周と内周との両方からガイドされて強い旋回流となって燃焼室に流入する。その結果、燃焼室に強いスワール流を形成して、燃焼性を向上でき、延いては、燃費の向上や排気ガスの改善に貢献できる。加えて、吸気が強い旋回流となることで吸気による吸気弁の冷却性を向上できるため、吸気弁の熱負荷低減や充填効率のアップに貢献できる。
【００１２】
しかも、旋回ガイド手段は弁軸又はガイド筒に設けるものであるため、構造が簡単でコスト面において優れていると共に、既存の吸吸気ポートにも簡単に適用できて汎用性が高い。また、旋回ガイド手段をガイド筒に設けると、ガイド筒を吸気ポートに露出させることで弁軸のガイド機能を高めつつ、旋回流の向上にも貢献できる利点がある。
【００１３】
更に、本願発明では、吸気の流れをスムース化できることにより、吸気ポートでの吸気の流速を速めて流量も増大できる。従って、充填効率を向上させて出力アップに貢献できると共に、吸気弁が高速で開閉しても吸気を応答性よく供給できるのであり、このためドライバビリティの向上にも貢献できると云える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態を示す図で、（Ａ）は全体の大まかな平断面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。
【図２】図１（Ｂ）のII-II 視断面図で、（Ａ）は閉弁状態の断面図、（Ｂ）は開弁状態の断面図である。
【図３】第２実施形態の縦断面図である。
【図４】第３実施形態の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。本実施形態においては、従来と同様に、シリンブロック１の上面にシリンダヘッド２が固定されており、シリンダヘッド２には、クランク軸線３を挟んだ両側に２個ずつの吸気ポート４と排気ポート５とが形成されている。
【００１６】
吸気ポート４の始端４ａはシリンダヘッド２の一側面２ａに開口しており、吸気ポート４の終端４ｂは燃焼室（シリンダボア）６に向けて開口している。シリンダヘッド２には、吸気ポート４の終端４ｂを開閉する吸気弁７が配置されている。吸気弁７は傘部７ａと弁軸７ｂとを有しており、弁軸７ｂはガイド筒８にスライド自在に嵌まっている。本実施形態では、ガイド筒８は弁軸７ｂのガイド機能を高めるためその先端部が吸気ポート４に露出しており、かつ、弁軸７ｂもガイド筒８より先端側において吸気ポート４に部分的に露出している。
【００１７】
吸気ポート４はヘリカルポートであり、終端側の部位は、吸気を弁軸７ｂの軸心回りに旋回させる渦巻き室４ｃになっている。渦巻き室４ｃは、平面視で弁軸７ｂの軸心回りに反時計回りにねじれた螺旋状になっており、従って、吸気ポート４の終端４ｂに向けて高さが低くなっている。
【００１８】
そして、ガイド筒８のうち吸気ポート４の渦巻き室４ｃに突出した露出部８ａに、請求項に記載した旋回ガイド手段の一例として、渦巻き室４ｃと同じ方向に巻いた螺旋溝９を形成している。螺旋溝９は多条方式になっている。なお、図１（Ａ）に示す符号１０は点火プラグ又は燃料噴射ノズルである。
【００１９】
以上の構成において、吸気弁７が開くと吸気は反時計回りに旋回しつつ吸気ポート４から燃焼室６に流入し、吸気が燃焼室６の内周に沿って流れることで、燃焼室６にはスワール流１１が生成される。
【００２０】
そして、吸気は直進性を持っているため、基本的には渦巻き室４ｃの外周面のガイド作用で旋回して行くが、本実施形態では、吸気はガイド筒８の螺旋溝９によっても旋回がガイドされるため、強い旋回流を生成することできる。その結果、スワール流１１を強化することができる。
【００２１】
更に述べると、図１（Ｂ）に示すように、吸気は渦巻き室４ｃの外周に押されて内側にも向かうものであり、この内側に向かう流れを螺旋溝９で整流することで、強い旋回流を生成することができる。また、渦巻き室４ｃの流路面積を絞っていると、吸気はガイド筒８にも強く当たるため、螺旋溝９の旋回ガイド機能は一層向上する。
【００２２】
(2).他の実施形態
図３に示す第２実施形態では、旋回ガイド手段として、ガイド筒８の露出部８ａにねじ山状の螺旋突条１２を複数条（例えば２条）設けている。このように螺旋突条１２を設けると、吸気の接触面積が格段に大きくなるため、旋回ガイド機能を大幅に向上できる利点がある。
【００２３】
また、実施形態では、螺旋突条１２の上面１２ａをテーパ面として、弁軸７ｂの軸心と上面１１ａとが成す角θを鈍角にすることで、螺旋突条１１の上面においても吸気を下向きにガイドしている。このため、旋回流の助長機能が一層向上している。なお、螺旋突条１２にしても螺旋溝９にしても多条方式を採用すると、ピッチを狭めつつリード角を大きくできるため、ガイド機能を向上できる利点がある。
【００２４】
図では螺旋突条１２の上面を弁軸７ｂの軸心に対して鈍角としているが、螺旋突条１２の下面も下向きに傾斜させてよいのであり、この場合は、吸気のガイド機能は一層高くなる。
【００２５】
上記の両実施形態は旋回ガイド手段をガイド筒８に設けた場合であったが、図４に示す第３実施形態では、吸気弁７の弁軸７ｂに螺旋突条１３を設けている。この実施形態では、弁軸７ｂに嵌着した筒体１４に螺旋突条１３を設けているが、螺旋突条１３を弁軸７ｂに一体に設ける（例えば溶接する）ことも可能である。
【００２６】
この図４の構成を採用すると、吸気弁７と一緒に螺旋突条１３も下降するため、吸気ポート４の終端部近傍で吸気に強い旋回流を付与することが可能になる。このため、スワール流１０の強化に一層効果的であると云える。図４では螺旋突条１３を１条に描いているが、２条等の複数条方式としてもよい。
【００２７】
本願発明は、上記の弁軸７ｂの他にも様々に具体化できる。例えば、螺旋溝や螺旋突条のような旋回ガイド手段は、ガイド筒８又は弁軸７ｂを全周に設けずに、吸気が強く当たる箇所に部分的に設けることも可能である。また、螺旋溝の深さや螺旋突条の高さを周方向に沿って変化させることも可能である。旋回ガイド手段としては、弁軸に螺旋状の溝を形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本願発明は、内燃機関の吸気装置に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００２９】
２  シリンダヘッド
４  吸気ポート（ヘリカルポート）
６  燃焼室（シリンダボア）
７  吸気弁
７ｂ  弁軸
８  ガイド筒
８ａ  ガイド筒の露出部
９  旋回ガイド手段の一例としての螺旋溝
１１  スワール流
１２，１３  旋回ガイド手段の一例としての螺旋突条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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