(57)【要約】【課題】  燃費の悪化を抑えることができ、冷却損失を低減できる副室式内燃機関を提供する。【解決手段】  副室式内燃機関１００は、主燃焼室６３と、副燃焼室１６１と、連通路１６２ａ〜１６２ｄとを備える。副燃焼室１６１は、主燃焼室６３に隣接する。連通路１６２ａ〜１６２ｄは、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄを、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に短い形状にする。火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄは、副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ噴射される火炎である。【選択図】      図７
2007247420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼室と、
前記主燃焼室に隣接する副燃焼室と、
前記副燃焼室から前記主燃焼室へ噴射される火炎である第１噴射火炎を、シリンダ軸に垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸に平行な方向に短い形状にする扁平火炎形成部と、
を備えた、
副室式内燃機関。
【請求項２】
前記扁平火炎形成部は、さらに、前記副燃焼室から前記第１噴射火炎と反対側へ噴射される火炎である第２噴射火炎を、シリンダ軸に垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸に平行な方向に短い形状にする、
請求項１に記載の副室式内燃機関。
【請求項３】
前記扁平火炎形成部は、さらに、シリンダ軸に平行な方向から見た場合に吸気側から排気側へ向かう方向と略垂直な方向へ前記副燃焼室から噴射される火炎である第３噴射火炎を、シリンダ軸に垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸に平行な方向に長い形状及び長さが等しい形状のいずれかにする、
請求項１又は２に記載の副室式内燃機関。
【請求項４】
前記主燃焼室は、シリンダ軸を中心軸とする略円筒部分及び傾斜ルーフ部を含むペントルーフ形状であり、
前記第１噴射火炎は、前記副燃焼室から前記略円筒部分に向かう方向へ噴射される、
請求項１に記載の副室式内燃機関。
【請求項５】
前記扁平火炎形成部は、
前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通し、前記副燃焼室から前記主燃焼室の周面に向かう方向へ延びており、シリンダ軸に垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸に平行な方向に長い断面形状をしている１つの連通路である第１連通路を有する、
請求項１に記載の副室式内燃機関。
【請求項６】
前記第１連通路は、前記主燃焼室の側の開口である主室側第１開口部を有し、
前記主室側第１開口部は、シリンダ軸に沿って延びている、
請求項５に記載の副室式内燃機関。
【請求項７】
前記扁平火炎形成部は、
前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通し、前記副燃焼室から前記主燃焼室の周面に向かう方向へ延び且つ互いに略平行な複数の連通路である第１連通路群を有する、
請求項１に記載の副室式内燃機関。
【請求項８】
前記第１連通路は、
前記主燃焼室の側の開口である主室側第１開口部と、
前記副燃焼室の側の開口である副室側第１開口部と、
を有し、
前記主室側第１開口部の面積は、前記副室側第１開口部の面積よりも大きい、
請求項５に記載の副室式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、副室式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、主燃焼室及びその主燃焼室に隣接して設けられる副燃焼室を備えた副室式内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２５９５６３（第１−１３頁、第１−３９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の技術では、副燃焼室から主燃焼室へ噴射される火炎の形状が円錐形状もしくはコーン形状であるので、ピストン冠面やシリンダヘッド壁面などと火炎とが接触しやすく、冷却損失が大きくなる傾向にある。
【０００４】
一方、副燃焼室から主燃焼室へ噴射される火炎の強さが弱くなれば、ピストン冠面やシリンダヘッドと火炎とが接触しにくくなるが、主燃焼室における燃焼期間が長くなることがある。これにより、主燃焼室から排出される未燃の混合気が増加すると、燃費が悪化する傾向にある。
【０００５】
本発明の課題は、燃費の悪化を抑えることができ、冷却損失を低減できる副室式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】
【０００６】
本発明に係る副室式内燃機関は、主燃焼室と、副燃焼室と、扁平火炎形成部とを備える。副燃焼室は、主燃焼室に隣接する。扁平火炎形成部は、第１噴射火炎を、シリンダ軸に垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸に平行な方向に短い形状にする。第１噴射火炎は、副燃焼室から主燃焼室へ噴射される火炎である。
【０００７】
この副室式内燃機関では、扁平火炎形成部は、第１噴射火炎を、シリンダ軸に垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸に平行な方向に短い形状にする。すなわち、第１噴射火炎をシリンダ軸に垂直な面に沿った方向に扁平な形状にすることができるので、火炎の強さが強い場合でも、主燃焼室の境界面（ピストン冠面やシリンダヘッド壁面など）と第１噴射火炎との接触面積を低減できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る副室式内燃機関では、火炎の強さが強い場合でも、主燃焼室の境界面と第１噴射火炎との接触面積を低減できるので、燃費の悪化を抑えることができ、冷却損失を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜本発明の前提となる副室式内燃機関＞
本発明の前提となる副室式内燃機関の断面図を図１に示す。
【００１０】
（副室式内燃機関の概略構成）
副室式内燃機関１は、主として、主燃焼室６３、吸排気機構、燃料噴射弁２７、副燃焼室６１、点火プラグ２９及び連通路６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ（以下、６２ａ〜６２ｄとする）を備える。
【００１１】
主燃焼室６３は、シリンダヘッド２０，シリンダブロック１０およびピストン３に囲まれた室である。主燃焼室６３は、シリンダ軸ＣＡを中心軸とする略円筒部分６３ａ及び傾斜ルーフ部６３ｂを含むペントルーフ形状である（図５参照）。
【００１２】
シリンダヘッド２０には、主燃焼室６３に新気空気を供給するための吸気ポート２３と、主燃焼室６３から既燃ガスを排気ガスとして排出するための排気ポート２４とが形成されている。
【００１３】
また、吸排気機構として、吸気ポート２３の下流には吸気バルブ２１が配備されている。一方、排気ポート２４の上流には排気バルブ２２が配備されている。クランクシャフトの回転に連動して回転する吸気用カム軸２１ｂ／排気用カム軸２２ｂに固定された吸気用カム２１ａ／排気用カム２２ａは、吸気バルブ２１／排気バルブ２２の上方に配置されており、吸気バルブ２１／排気バルブ２２を開閉させる。
【００１４】
副燃焼室６１は、主燃焼室６３に隣接して設けられる室であり、副燃焼室壁６４に囲まれている。具体的には、シリンダヘッド２０において吸気ポート２３と排気ポート２４との間に形成された空間に、シリンダ軸ＣＡを中心とする略円筒形状の副燃焼室壁６４が配置され、副燃焼室６１が形成される。また、副燃焼室壁６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室６１とを連通する連通路６２ａ〜６２ｄが形成されている。
【００１５】
燃料噴射弁２７は、吸気ポート２３に燃料を噴射する弁である。燃料噴射弁２７の先端は、吸気ポート２３に突出している。
点火プラグ２９は、副燃焼室６１の新気混合気を点火するためのプラグである。点火プラグ２９は、副燃焼室壁６４を貫通するように設けられている。点火プラグ２９の先端部分２９ａは、副燃焼室６１に突出している。
【００１６】
（副室式内燃機関の概略動作）
副室式内燃機関１では、吸気行程において、加圧された燃料が燃料噴射弁２７に供給される。燃料噴射弁２７は、吸気ポート２３に導入された新気空気に、燃料を噴射する。これにより、新気混合気が生成される。そして、吸気行程において、吸気用カム２１ａにより吸気バルブ２１は開状態とされ、新気混合気は吸気ポート２３から主燃焼室６３へ導入される。
【００１７】
圧縮行程において、主燃焼室６３で新気混合気が圧縮されるとともに、主燃焼室６３の均質な新気混合気の一部は、連通路６２ａ〜６２ｄを介して主燃焼室６３から副燃焼室６１へ導入される。
【００１８】
副燃焼室６１では、点火プラグ２９の先端部分２９ａにより新気混合気が所定のタイミングで火花点火され、火花点火された燃焼ガス（以下、火炎とする）が、連通路６２ａ〜６２ｄを介して副燃焼室６１から主燃焼室６３へトーチ状に噴射される。主燃焼室６３の均質な新気混合気は、火炎によりトーチ点火され、燃焼する。
【００１９】
膨張行程において、均質な新気混合気が燃焼して発生した燃焼圧力によって、ピストン３が押し下げられる。
排気行程において、排気用カム２２ａにより排気バルブ２２は開状態とされ、主燃焼室６３で燃焼された後のガス（以下、既燃ガスとする）は、主燃焼室６３から排気ポート２４へ排出される。
【００２０】
（連通路の詳細構成）
副燃焼室を矢視IIから見た拡大図を図２に示す。
副燃焼室６１を囲んでいる副燃焼室壁６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室６１とを連通する連通路６２ａ〜６２ｄが形成されている。連通路６２ａ〜６２ｄは、副燃焼室６１から主燃焼室６３の周面６３ａ１へ向かう方向へ延びている。連通路６２ａ〜６２ｄは、シリンダ軸ＣＡに平行な方向（矢視IIの方向）から見た場合に、シリンダ軸ＣＡを中心とする径方向へ延びている。
【００２１】
また、連通路６２ａ〜６２ｄは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に等しい断面形状をしている。すなわち、連通路６２ａ〜６２ｄは、延びている方向に垂直な断面が略円形状をしている。
【００２２】
（副燃焼室から主燃焼室へ噴射される火炎の動作）
連通路６２ａ〜６２ｄの断面形状がシリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に等しい形状であるので、連通路６２ａ〜６２ｄを介して副燃焼室６１から主燃焼室６３へ噴射される火炎は、理想的には、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に等しい形状になる。例えば、図３に示すように、連通路６２ｃを介して噴射される火炎Ｆ１ｃは、円錐形状もしくはコーン形状であり、断面Ｆ１ｃ１の形状が略円形状になっている。
【００２３】
シリンダ軸ＣＡ方向視の透視図を図４に示す。図４に示すように、連通路６２ａ〜６２ｄを介して副燃焼室６１から主燃焼室６３へ噴射された火炎Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄは、副燃焼室６１から主燃焼室６３の周面６３ａ１へ向かう方向へ噴射されている。ここで、火炎Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄが円錐形状もしくはコーン形状であるので、主燃焼室６３において火炎のむらが発生していることが分かる。
【００２４】
図４のV-V断面図を図５に示す。図５に示すように、連通路６２ａ，６２ｃを介して副燃焼室６１から主燃焼室６３へ噴射された火炎Ｆ１ａ，Ｆ１ｃは、副燃焼室６１から主燃焼室６３の周面６３ａ１へ向かう方向へ噴射されている。ここで、火炎Ｆ１ａ，Ｆ１ｃが円錐形状もしくはコーン形状であるので、ピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなどと火炎とが接触している。これにより、冷却損失が大きくなる傾向にある。
【００２５】
一方、図５から分かるように、火炎の強さを弱くすれば、火炎Ｆ１ａ，Ｆ１ｃがピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなどと接触しなくなる。しかし、この場合、主燃焼室６３における火炎の伝播に時間がかかることになり、主燃焼室６３における燃焼期間が長くなる傾向にある。これにより、主燃焼室６３から未燃のまま排出される混合気が増加することになり、燃費が悪化する傾向にある。
【００２６】
＜本発明の第１実施形態に係る副室式内燃機関＞
本発明の第１実施形態に係る副室式内燃機関の断面図を図６に示す。本発明の前提となる上記の副室式内燃機関と異なる点を中心に説明する。
【００２７】
（連通路の詳細構成）
副燃焼室を矢視VIIから見た拡大図を図７に示す。
副燃焼室１６１を囲んでいる副燃焼室壁１６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室１６１とを連通する連通路（第１連通路、第２連通路、扁平火炎形成部）１６２ａ〜１６２ｄが形成されている。連通路１６２ａ〜１６２ｄは、副燃焼室１６１から主燃焼室６３の周面６３ａ１へ向かう方向へ延びている。連通路１６２ａ〜１６２ｄは、シリンダ軸ＣＡに平行な方向（矢視VIIの方向）から見た場合に、シリンダ軸ＣＡを中心とする径方向へ延びている。
【００２８】
また、連通路１６２ａ〜１６２ｄは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に長い断面形状をしている。すなわち、連通路１６２ａ〜１６２ｄは、延びている方向に垂直な断面がシリンダ軸ＣＡに沿った方向に扁平な形状をしている。
【００２９】
さらに、主室側開口部１６２ａ１〜１６２ｄ１は、シリンダ軸ＣＡに沿って延びている。ここで、主室側開口部１６２ａ１〜１６２ｄ１は、連通路１６２ａ〜１６２ｄにおいて主燃焼室６３の側に開口されている部分である。
【００３０】
（副燃焼室から主燃焼室へ噴射される火炎の動作）
連通路１６２ａ〜１６２ｄの断面形状がシリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に長い形状である。連通路１６２ａ〜１６２ｄから噴射される火炎は、噴射によって発生した負圧によって引っ張られる。すなわち、その火炎の表面において、シリンダ軸ＣＡに平行な部分の表面積の方が、シリンダ軸ＣＡに垂直な部分の表面積に比して大きいため、噴射によって発生した負圧は、シリンダ軸ＣＡに垂直な部分の近傍領域（図８の領域Ａ１参照）に比べて、シリンダ軸ＣＡに平行な部分の近傍領域（図８の領域Ａ２参照）においてより大きくなる。そして、その火炎は、シリンダ軸ＣＡに平行な方向（図８の力Ｆ１参照）に比べて、シリンダ軸ＣＡに垂直な方向（図８の力Ｆ２参照）においてより大きく引っ張られることになる。その結果、連通路１６２ａ〜１６２ｄを介して副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ噴射される火炎は、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に短い形状になる。例えば、図８に示すように、連通路１６２ｃを介して噴射される火炎Ｆ１０１ｃは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に扁平な形状であり、断面Ｆ１０１ｃ１の形状がシリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に扁平な形状になっている。
【００３１】
シリンダ軸ＣＡ方向視の透視図を図９に示す。図９に示すように、連通路１６２ａ〜１６２ｄを介して副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ噴射された火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄは、副燃焼室１６１から主燃焼室６３の周面６３ａ１へ向かう方向へ噴射されている。ここで、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄがシリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に扁平な形状であるので、主燃焼室６３において火炎のむらが低減していることが分かる。
【００３２】
図９のX-X断面図を図１０に示す。図１０に示すように、連通路１６２ａ，１６２ｃを介して副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ噴射された火炎Ｆ１０１ａ，Ｆ１０１ｃは、副燃焼室１６１から主燃焼室６３の周面６３ａ１へ向かう方向へ噴射されている。ここで、火炎Ｆ１０１ａ，Ｆ１０１ｃがシリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に扁平な形状であるので、ピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなどと火炎とが接触しにくくなっている。これにより、第１実施形態に係る副室式内燃機関１００では、本発明の前提となる副室式内燃機関１に比べて、冷却損失が低減している。
【００３３】
（主燃焼室から副燃焼室へ導入される新気混合気の動作）
吸気行程の前半において、吸気ポート２３において生成された新気混合気は、図１１に示すように、吸気ポート２３から主燃焼室６３へ導入される。シリンダ軸ＣＡ方向視の透視図である図１２に示すように、主燃焼室６３へ導入された新気混合気は、吸気側から排気側へ向かうように流れるが、その一部が副燃焼室１６１へと向かう。
【００３４】
次に、吸気行程の後半において、吸気ポート２３から主燃焼室６３へ導入された新気混合気は、図１３に示すように、主燃焼室６３でタンブル流を形成する。シリンダ軸ＣＡ方向視の透視図である図１４に示すように、主燃焼室６３で旋回した新気混合気は、その大部分が副燃焼室１６１へと向かう。
【００３５】
（副室式内燃機関に関する特徴）
（１）
ここでは、連通路１６２ａ〜１６２ｄは、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄを、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸に平行な方向に短い形状にする。すなわち、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄをシリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に扁平な形状にするので、火炎の強さが強い場合でも、主燃焼室６３の境界面（ピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなど）と火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄとの接触面積は低減される。
【００３６】
このように、火炎の強さが強い場合でも、主燃焼室６３の境界面と火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄとの接触面積が低減されるので、燃費の悪化は抑えられ、冷却損失は低減される。
【００３７】
さらに、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄがシリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に扁平な形状であるので、主燃焼室６３において火炎のむらが低減している。
【００３８】
（２）
ここでは、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄは、副燃焼室１６１から略円筒部分６３ａに向かう方向へ噴射される。これにより、火炎の強さが強い場合でも、主燃焼室６３の境界面と火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄとの接触面積は低減しやすくなっている。
【００３９】
（３）
ここでは、連通路１６２ａ〜１６２ｄは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に長い断面形状をしている。
【００４０】
これにより、連通路１６２ａ〜１６２ｄを介して副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄが噴射されれば、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄを、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に短い形状にすることができるようになっている。
【００４１】
（４）
ここでは、主室側開口部１６２ａ１〜１６２ｄ１は、シリンダ軸ＣＡに沿って延びている。これにより、連通路１６２ａ〜１６２ｄを介して副燃焼室１６１から主燃焼室６３へ火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄが噴射されれば、火炎Ｆ１０１ａ〜Ｆ１０１ｄを、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に確実に短い形状にすることができるようになっている。
【００４２】
＜本発明の第２実施形態に係る副室式内燃機関＞
本発明の第２実施形態に係る副室式内燃機関の断面図を図１５に示す。
副室式内燃機関２００は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、副燃焼室１６１の代わりに副燃焼室２６１を備える点と、連通路１６２ａ〜１６２ｄの代わりに連通路群（第１連通路群、扁平火炎形成部）２６２ａ〜２６２ｄを備える点とで、第１実施形態と異なる。
【００４３】
図１６に示すように、副燃焼室２６１を囲んでいる副燃焼室壁２６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室２６１とを連通する連通路群２６２ａ〜２６２ｄが形成されている。連通路群２６２ａは、３つの連通路２６２ａ３〜２６２ａ５を有する。３つの連通路２６２ａ３〜２６２ａ５は、副燃焼室２６１から主燃焼室６３の周面６３ａ１に向かう方向へ延び、互いに略平行である。他の連通路群２６２ｂ〜２６２ｄも連通路群２６２ａと同様である。
【００４４】
これにより、連通路群２６２ａ〜２６２ｄを介して副燃焼室２６１から主燃焼室６３へ噴射される火炎Ｆ２０１ａ〜Ｆ２０１ｄは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に短い形状になる。例えば、図１７に示すように、連通路群２６２ｃを介して噴射される火炎Ｆ２０１ｃは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に扁平な形状であり、断面Ｆ２０１ｃ１の形状が扁平な形状になっている。
【００４５】
火炎の強さが強い場合でも、主燃焼室６３の境界面と火炎Ｆ２０１ａ〜Ｆ２０１ｄとの接触面積が低減される点は、第１実施形態と同様である。したがって、このような副室式内燃機関２００によっても、燃費の悪化は抑えられ、冷却損失は低減される。
【００４６】
＜本発明の第３実施形態に係る副室式内燃機関＞
本発明の第３実施形態に係る副室式内燃機関の断面図を図１８に示す。
副室式内燃機関３００は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、副燃焼室１６１の代わりに副燃焼室３６１を備える点と、連通路１６２ｂ，１６２ｄの代わりに連通路（第３連通路、扁平火炎形成部）３６２ｂ，３６２ｄを備える点とで、第１実施形態と異なる。
【００４７】
図１９に示すように、副燃焼室３６１を囲んでいる副燃焼室壁３６４の膨出した半球状の底面には、主燃焼室６３と副燃焼室３６１とを連通する連通路１６２ａ，３６２ｂ，１６２ｃ，３６２ｄが形成されている。連通路３６２ｂ，３６２ｄは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に長さが等しい断面形状をしている。
【００４８】
これにより、連通路３６２ｂ，３６２ｄを介して副燃焼室３６１から主燃焼室６３へ噴射される火炎Ｆ３０１ｂ，Ｆ３０１ｄは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に長さが等しい形状になる。例えば、図２０に示すように、連通路３６２ｂを介して噴射される火炎Ｆ３０１ｂは、円錐形状もしくはコーン形状であり、断面Ｆ３０１ｂ１の形状が略円形状になっている。
【００４９】
ここで、火炎Ｆ３０１ｂ，Ｆ３０１ｄは、図２１に示すように、シリンダ軸ＣＡに平行な方向から見た場合に吸気側（吸気バルブ２２側）から排気側（排気バルブ２１側）へ向かう方向と略垂直な方向へ副燃焼室３６１から噴射される火炎である。この方向では、図２１のXXII-XXII断面図である図２２に示すように、ペントルーフ形状である主燃焼室６３においてシリンダヘッド２０の壁面２０ａが傾斜していない部分であるので、火炎Ｆ３０１ｂ，Ｆ３０１ｄが円錐形状もしくはコーン形状であっても、ピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなどと火炎Ｆ３０１ｂ，Ｆ３０１ｄとが接触しにくい。すなわち、主燃焼室６３の境界面（ピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなど）と火炎Ｆ３０１ｂ，Ｆ３０１ｄとの接触面積が増加することが抑えられながら、火炎Ｆ３０１ｂ，Ｆ３０１ｄの強さが強くされている。これにより、燃費の悪化はさらに低減されている。
【００５０】
火炎の強さが強い場合でも、主燃焼室６３の境界面と火炎Ｆ２０１ａ〜Ｆ２０１ｄとの接触面積が低減される点は、第１実施形態と同様である。したがって、このような副室式内燃機関３００によっても、燃費の悪化は抑えられ、冷却損失は低減される。
【００５１】
（第３実施形態の変形例）
副室式内燃機関３００ｉは、連通路３６２ｂ，３６２ｄの代わりに連通路３６２ｂｉ，３６２ｄｉを備えても良い。連通路３６２ｂｉ，３６２ｄｉは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に短い断面形状をしている。これにより、連通路３６２ｂｉ，３６２ｄｉを介して副燃焼室３６１ｉから主燃焼室６３へ噴射される火炎Ｆ３０１ｂｉ，Ｆ３０１ｄｉは、シリンダ軸ＣＡに垂直な面に沿った方向に比べてシリンダ軸ＣＡに平行な方向に長い形状になる。例えば、図２３に示すように、連通路３６２ｂｉを介して噴射される火炎Ｆ３０１ｂｉは、シリンダ軸ＣＡに平行な方向に扁平な形状であり、断面Ｆ３０１ｂ１ｉの形状がシリンダ軸ＣＡに平行な方向に扁平な形状になっている。
【００５２】
この場合でも、ピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなどと火炎Ｆ３０１ｂｉ，Ｆ３０１ｄｉとが接触しにくい。すなわち、主燃焼室６３の境界面（ピストン冠面３ａやシリンダヘッド壁面２０ａなど）と火炎Ｆ３０１ｂｉ，Ｆ３０１ｄｉとの接触面積が増加することが抑えられながら、火炎Ｆ３０１ｂｉ，Ｆ３０１ｄｉの強さが強くされている。これにより、燃費の悪化はさらに低減されている。
【００５３】
＜本発明の第４実施形態に係る副室式内燃機関＞
本発明の第４実施形態に係る副室式内燃機関の断面図を図２４に示す。
副室式内燃機関５００は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるが、副燃焼室１６１の代わりに副燃焼室５６１を備える点と、連通路１６２ａ〜１６２ｄの代わりに連通路（第１連通路、扁平火炎形成部）５６２ａ〜５６２ｄを備える点とで、第１実施形態と異なる。
【００５４】
連通路５６２ａ〜５６２ｄは、主室側開口部の面積が副室側開口部の面積より大きくなっている。ここで、主室側開口部は、連通路５６２ａ〜５６２ｄにおいて主燃焼室６３の側に開口されている部分である。副室側開口部は、連通路５６２ａ〜５６２ｄにおいて副燃焼室５６１の側に開口されている部分である。例えば、図２４における連通路５６２ａの拡大断面図である図２５に示すように、連通路５６２ａにおいて、主室側開口部５６２ａ１の面積（幅Ｗ１の部分の面積）は、副室側開口部５６２ａ２の面積（幅Ｗ２の部分の面積）よりも大きくなっている。
【００５５】
これにより、連通路５６２ａの内壁面５６２ａ６と副燃焼室壁５６４の外壁面５６４ａとの成す角度θ５０１，θ５０２が鈍角となるので、主燃焼室６３から副燃焼室５６１に新気混合気Ａ１が導入される際に主室側開口部５６２ａ１付近に渦が発生しにくい。このため、新気混合気の流れＡ１は、流量がほとんど減衰せずに新気混合気の流れＡ５０２として副燃焼室５６１へ導入されることになる。なお、図２５では、白抜き矢印の太さで流量を示している。
【００５６】
一方、連通路５６２ａの内壁面５６２ａ６と副燃焼室壁５６４の内壁面５６４ｂとの成す角度θ５０３，θ５０４が鋭角となるので、副室側開口部５６２ａ２の周辺の内壁面５６４ｂ付近に渦Ｖ５０１，Ｖ５０２が発生する傾向がある。しかし、この渦Ｖ５０１，Ｖ５０２は、新気混合気の流れＡ１及び新気混合気の流れＡ５０２を妨げない場所に生成されているので、特に問題とならない。
【００５７】
このように、主室側開口部の面積が副室側開口部の面積より大きくなっているので、主燃焼室６３から副燃焼室５６１へはさらに容易に新気混合気が導入されるようになっている。そして、その結果として、副燃焼室５６１の残留ガスも容易に押し出されるので、副燃焼室５６１から主燃焼室６３へ残留ガスがさらに容易に排出されるようになっている。このため、主燃焼室６３と副燃焼室５６１とのガス交換がさらに促進されている。
【００５８】
火炎の強さが強い場合でも、連通路５６２ａ〜５６２ｄを介して副燃焼室５６１から主燃焼室６３へ噴射される火炎と主燃焼室６３の境界面との接触面積が低減される点は、第１実施形態と同様である。したがって、このような副室式内燃機関５００によっても、燃費の悪化は抑えられ、冷却損失は低減される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る副室式内燃機関は、燃費の悪化を抑えることができ、冷却損失を低減できるという効果を有し、副室式内燃機関等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の前提となる副室式内燃機関の断面図。
【図２】図１の矢視IIから見た拡大図。
【図３】連通路から噴射される火炎の形状を示す斜視図。
【図４】シリンダ軸方向の透視図。
【図５】火炎の動作を示す断面図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図７】図６の矢視VIIから見た拡大図。
【図８】連通路から噴射される火炎の形状を示す斜視図。
【図９】シリンダ軸方向の透視図。
【図１０】火炎の動作を示す断面図。
【図１１】新気混合気の動作を示す断面図。
【図１２】シリンダ軸方向の透視図。
【図１３】新気混合気の動作を示す断面図。
【図１４】シリンダ軸方向の透視図。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図１６】図１５の矢視XVIから見た拡大図。
【図１７】連通路から噴射される火炎の形状を示す斜視図。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図１９】図１８の矢視XIXから見た拡大図。
【図２０】連通路から噴射される火炎の形状を示す斜視図。
【図２１】シリンダ軸方向の透視図。
【図２２】火炎の動作を示す断面図。
【図２３】連通路から噴射される火炎の形状を示す斜視図（変形例）。
【図２４】本発明の第４実施形態に係る副室式内燃機関の断面図。
【図２５】連通路の拡大断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１，１００，２００，３００，３００ｉ，５００  副室式内燃機関
６１，１６１，２６１，３６１，３６１ｉ，５６１  副燃焼室
６２ａ等  連通路
６３  主燃焼室
１６２ａ等，５６２ａ等  連通路（第１連通路、第２連通路、扁平火炎形成部）
２６２ａ等  連通路群（第１連通路群、扁平火炎形成部）
３６２ｂ等  連通路（第３連通路、扁平火炎形成部）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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