(57)【要約】【課題】吸気ポートに隔壁を設けた吸気装置においても、吸気ポート内に滞留する燃料を拡散することができる吸気バルブ構造及び吸気ポート構造を提供すること。【解決手段】本発明は、バルブヘッド８ｃと、バルブヘッド８ｃに連設されるバルブステム８ｂと、バルブステム８ｂに形成されるとともに、そのバルブステム８ｂに沿ってバルブヘッド８ｃ側から流れる気流をバルブステム８ｂから剥離する剥離部８ｄと、バルブステムエンド８ｈ側からその剥離部８ｄまで傾斜する傾斜部８ｅとを有する気流制御手段８ａを備える。【選択図】図２
2007239654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブヘッドと、
前記バルブヘッドに連設されるバルブステムと、
前記バルブステムに形成されるとともに、そのバルブステムに沿ってバルブヘッド側から流れる気流をバルブステムから剥離する剥離部と、バルブステムエンド側からその剥離部まで傾斜する傾斜部とを有する気流制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記剥離部は前記バルブステムの径よりも拡径されて形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記剥離部は、前記バルブヘッドと対向し、前記バルブステム軸心と直交するように平面状に形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記剥離部は、前記バルブヘッドから前記バルブステムエンドへ向かうにつれて、前記バルブステム径から徐々に拡径する略円錐状に形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記剥離部は、前記バルブヘッドから前記バルブステムエンドへ向かうにつれて、前記バルブステム径から徐々に拡径率が大きくなるように形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記剥離部は、前記バルブヘッド側から前記バルブステムに沿って流れる気流を再びバルブヘッド側に戻るように前記バルブステムの軸断面形状が略Ｕ字状に凹設される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記傾斜部は、前記バルブステムエンドから前記バルブヘッドへ向かうにつれて、前記バルブステム径から前記剥離部まで徐々に拡径する略円錐状に形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記傾斜部は、前記バルブステムエンドから前記バルブヘッドへ向うにつれて、前記バルブステム径から前記剥離部まで徐々に拡径率が大きくなるように形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記気流制御手段は前記バルブステムの全周に形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項１０】
請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記気流制御手段は前記バルブステムの周上の一部に形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記バルブステムは、そのバルブステムを摺動自在に支持するバルブガイドに設けられた溝と摺接する位置決め部材を有する、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項１２】
請求項１に記載の内燃機関用吸気バルブにおいて、
前記気流制御手段は、前記バルブステムの一部を削径するように形成した小径部とバルブステム断面とにより段付形成される、
ことを特徴とする内燃機関用吸気バルブ。
【請求項１３】
内燃機関用吸気バルブを摺動自在に支持するバルブガイドであって、
バルブガイドに挿通された吸気バルブのバルブステムに沿ってバルブヘッド側から流れる気流をバルブステムから剥離する剥離部と、バルブステムエンド側からその剥離部まで傾斜する傾斜部とを有する気流制御手段と、
を備えることを特徴とするバルブガイド。
【請求項１４】
内燃機関の吸気ポート構造であって、
吸気ポート内に固定されたバルブガイドと、
前記バルブガイドに摺動自在に支持されるバルブステムと、そのバルブステムに連設されるバルブヘッドとを有する吸気バルブと、
前記吸気ポート内に吸気の流れ方向に沿って形成されるとともに、その吸気ポートをバルブステムエンド側の第１流路とバルブヘッド側の第２流路とに分離する隔壁と、
前記バルブヘッド側から前記バルブステムに沿って流れる既燃ガスの気流を前記バルブステムから剥離して前記第２流路に拡散させる剥離部と、バルブステムエンド側からその剥離部まで傾斜する傾斜部とを有する気流制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の吸気ポート構造。
【請求項１５】
請求項１４に記載の内燃機関の吸気ポート構造において、
前記気流制御手段は、請求項１から請求項１２までのいずれか一つに記載の内燃機関用吸気バルブのバルブステムに形成された気流制御手段である、
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート構造。
【請求項１６】
請求項１４に記載の内燃機関の吸気ポート構造において、
前記気流制御手段は、請求項１３に記載のバルブガイドに形成された気流制御手段である、
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート構造。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１７までのいずれか一つに記載の内燃機関の吸気ポート構造において、
前記吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備える、
ことを特徴とする内燃機関の吸気ポート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置の吸気バルブ構造及び吸気ポート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気ポート内に燃料を噴射する吸気装置では、吸気ポート内面に燃料が滞留しやすく、この滞留した燃料は吸気ポート内の壁面に液化した状態で残留（以下「燃料溜り」と称する）する。この燃料溜りの燃料が長期に渡って存在し続けると、一部がデポジットとして吸気ポートの内壁に堆積するという問題が生じる。
【０００３】
一方、車両の内燃機関においては、吸気バルブが排気行程の後半で開弁するため、吸気バルブの開弁直後に燃焼室内の燃焼ガスが吸気ポート内に逆流（以下「吹き返し」と称する）する。吹き返した燃焼ガスは吸気ポート内で拡散するため、燃焼ガスの高い温度によって燃料溜りの燃料の気化が促進され、燃料溜りが緩和する。
【０００４】
ところで、特許文献１には、筒内タンブル流を強化するため、吸気ポートを上下に隔てる隔壁を設けた吸気装置が示されている。
【特許文献１】特開平２００４−１２４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の吸気装置において、燃焼ガスは、吸気バルブのバルブステムに沿って吹き返し、吸気ポート上側の内壁に当たり拡散するため、隔壁に遮られて吸気ポート下側には燃焼ガスが拡散にしにくい。
【０００６】
そこで、本発明では、吸気ポートに隔壁を設けた吸気装置においても、吸気ポート内に滞留する燃料を拡散することができる吸気バルブ構造及び吸気ポート構造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】
【０００７】
本発明は、バルブヘッドと、バルブヘッドに連設されるバルブステムと、バルブステムに形成されるとともに、そのバルブステムに沿ってバルブヘッド側から流れる気流をバルブステムから剥離する剥離部と、バルブステムエンド側からその剥離部まで傾斜する傾斜部とを有する気流制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃焼室から吸気ポートに吹き返した燃焼ガスは、吸気バルブのバルブステムに設けた気流制御手段の剥離部により拡散するため、燃料溜りが生じやすい位置に高温の燃焼ガスを拡散させることができる。そのため、吸気ポートの下側の内壁に生じている燃料溜りの燃料の気化が促進され、混合気形成を向上させることができる。そして、燃料溜りの燃料の気化が促進されることにより、燃料溜りの一部がデポジットとして吸気ポートの内壁に堆積することを防止することができる。これにより、吸気抵抗の増加が抑制され、燃焼効率の向上を図ることが可能となる。
【０００９】
また、吸気バルブのバルブステムに形成された気流制御手段は、バルブステムエンド側から剥離部に傾斜する傾斜部を有する。これにより、吸気バルブに気流制御手段を設けたことによる吸気抵抗の増加を可能な限り抑制することができ、吸気効率の低下を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本実施形態を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明による内燃機関の吸気装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【００１２】
第１の実施形態に係る内燃機関は、複数の円筒状のシリンダ１を有するシリンダブロック２と、シリンダ１の頂部を覆うシリンダヘッド３を備える。
【００１３】
シリンダヘッド３は、吸気ポート４と排気ポート５とを有する。また、シリンダヘッド３の燃焼室６の上側には混合気に点火する点火栓７が設置される。
【００１４】
吸気ポート４は、シリンダヘッド３の一方の側面と燃焼室６とを連通する。また、排気ポート５は、他方の側面と燃焼室６とを連通する。吸気ポート４の燃焼室６への開口４ａには吸気バルブ８が設けられる。そして、排気ポート５の燃焼室６への開口５ａには排気バルブ９が設けられる。この吸気ポート４には、吸気バルブ８よりも上流に、燃料噴射弁１２が燃焼室６に向かって設置されている。燃料噴射弁１２の噴口は、吸気流れ方向の上流から下流に向かって傾斜する方向に燃料を噴射するよう設定されている。そして、燃料噴射弁１２は、車両の運転状況に基づいて吸気ポート４の内部に燃料を噴射して混合気を形成する。
【００１５】
上記した吸気バルブ８は、吸気ポート４に設置されたバルブガイド１１により摺動自在に支持される。また、吸気バルブ８は、吸気バルブ８の開弁直後に吹き返した燃焼ガスを剥離する気流制御部８ａを有する。なお、この吸気バルブ８の構成の詳細については後述する。
【００１６】
このような吸気バルブ８は、図示しないカムシャフトにより駆動する。これにより、吸気バルブ８は、シリンダ１内を摺動するピストン１０の上下動に基づいて、吸気ポート４の開口４ａを開閉する。また、排気バルブ９も同様に図示しないカムシャフトにより駆動する。そして、吸気バルブ８と同様に、ピストン１０の上下動に基づいて、排気ポート５の開口５ａを開閉する。
【００１７】
第１の実施形態においては、燃焼室６の内部でガス流動を発生させるため、吸気ポート４の長手方向に隔壁１３を設置する。この隔壁１３により、吸気ポート４は、その吸気ポート４の上側の第１流路４ｂと下側の第２流路４ｃとに分割される。図１においては、隔壁１３は、吸気ポート４の長手方向に沿った直線形状とする。なお、吸気ポート４が湾曲している場合には、隔壁１３は、その吸気ポート４の形状に沿うように湾曲した形状として設けられる。
【００１８】
隔壁１３の下流端１３ａは、ガス流動の強化を図るため、できるだけ吸気バルブ８に近い位置に配置する。そして、吸気ポート４の第２流路４ｃには、隔壁１３の上流端１３ｂを遮蔽するように、吸気制御弁１４を設ける。吸気制御弁１４は、第２流路４ｃを遮蔽する弁体１４ａと、その弁体１４ａの一部に設けられた回転軸１４ｂとからなる。この回転軸１４ｂは隔壁１３の上流端１３ｂの上流の延長線上に位置する。そして、吸気制御弁１４は、図示しないアクチュエータ等により制御される回転軸１４ｂによって回転自在に支持される。これにより、吸気制御弁１４の弁体１４ａは、運転条件に基づいて開度が調整され、第２流路４ｃを流れる吸気量を制御する。
【００１９】
次に第１の実施形態に係る内燃機関の作用について説明する。
【００２０】
第１の実施形態に係る内燃機関では、ピストン１０が下降するときに吸気バルブ８が開いて、混合気が燃焼室６に吸入される（吸気行程）。燃焼室６に吸入された混合気は、吸気バルブ８が閉じるとともにピストン１０によって圧縮される（圧縮行程）。混合気は点火栓７により点火されて爆発的に燃焼してピストン１０を押し下げる（燃焼行程）。そして、燃焼ガスはピストン１０の上昇に合わせて開いた排気バルブ９により排気ポート５から排出される（排気行程）。
【００２１】
このような内燃機関において、所定の運転条件では、燃費向上等のため吸気制御弁１４を閉位置に制御する。この場合には、吸気制御弁１４の弁体１４ａが第２流路４ｃを遮蔽するため、混合気は第１流路４ｂのみを通り燃焼室６に流入する。したがって、燃焼室内６内には、吸気バルブ８から排気バルブ９の側を経てピストン１０の冠面へと向かうタンブル流動が生じ、燃焼効率を向上させることが可能となる。詳細については、特開２００４−１２４８３６号公報を参照されたい。
【００２２】
これに対し、高負荷運転条件等においては、吸気制御弁１４の弁体１４ａを開位置に制御する。この場合には、混合気は第１流路４ｂおよび第２流路４ｃの双方を通じて流れる。その結果、吸気抵抗が低下して、燃焼室６の内部に導入される吸気量を増加させることができる。吸気制御弁１４を開弁している場合は、吸気バルブ８と吸気ポート４の開口４ａとの間隙からほぼ均等に混合気が流れ込むため、燃焼室６の内部にはほとんどガス流動は生じない。
【００２３】
上記のように制御される第１の実施形態の内燃機関の吸気行程においては、吸気バルブ８は吸気行程前から開弁し、吸気行程から排気行程へ移行した後に閉弁する。また、排気バルブ９は、排気行程前から開弁し、排気行程から吸気行程へ移行した後に閉弁する。このように、吸気バルブ８と排気バルブ９との開閉時期をオーバーラップさせることにより吸排気効率を向上させることができる。しかしながら、吸気バルブ８は排気行程の後半で開弁するため、燃焼室６の内部の燃焼ガスの一部が吸気ポート４の内部に吹き返す。
【００２４】
ここで、従来の吸気バルブ構造において生じる問題について説明する。
【００２５】
図１１は、従来の吸気バルブ構造における燃焼ガスの吹き返し挙動を示す概略図である。燃焼室から吹き返した高温の燃焼ガスの分布をクロスハッチングで、それよりも低温の燃焼ガスの分布を斜線によるハッチングで示す。
【００２６】
従来の吸気バルブ構造においては、吸気バルブ８はバルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。図１１に示すように、吸気バルブ８が開弁した場合には、燃焼室６の内部の燃焼ガスが吸気バルブ８と吸気ポート４の開口４ａとの間隙から吸気ポート４の内部に流入する。この燃焼ガスは、バルブヘッド８ｃ側からバルブステム８ｂに沿うようにして吹き返す。そして、吸気ポート４の上側の内壁に吹き当たり、燃焼ガスは吸気ポート４に拡散する。
【００２７】
上述した通り、燃焼ガスはバルブステム８ｂに沿って吹き返して拡散するため、吸気バルブ８の近傍に位置する吸気ポート４の下側の領域Ａには拡散しにくい。そのため、燃料噴射弁１２により吸気ポート４の内部に噴射された燃料が領域Ａに滞留する。そして、領域Ａにおいては、高温の燃焼ガスの影響を受けにくいため、燃焼ガスが拡散しやすい部分と比較して温度が低くなる。その結果、滞留していた燃料の一部が液化し、吸気ポート４の内壁には燃料溜りが生じ、吸気ポート４の内部の混合気形成が不十分になるという問題が生じる。
【００２８】
そこで、第１の実施形態においては、吹き返しの燃焼ガスをバルブステム８ｂから剥離する気流制御部８ａを吸気バルブ８に備え、混合気形成の促進を図るようにした。
【００２９】
図２は、吸気バルブ８の第１の実施形態を示す概略図である。図２（Ａ）は吸気バルブ８の平面図を示し、図２（Ｂ）はその正面図を示す。
【００３０】
図２（Ｂ）に示すように、吸気バルブ８は、バルブガイドに沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。バルブステム８ｂには吹き返した燃焼ガスを、バルブステム８ｂから剥離するための気流制御部８ａが形成されている。なお、図２（Ａ）に示す通り、バルブステム８ｂ、バルブヘッド８ｃ及び気流制御部８ａは、それぞれ同心となるように配置されている。
【００３１】
上記した気流制御部８ａは、剥離部８ｄとスラント８ｅとからなる。剥離部８ｄは、バルブヘッド８ｃと対向し、バルブステム８ｂの軸心と直交するようにその軸径よりも大径の平坦面となっている。そのため、バルブステム８ｂに沿って燃焼ガスが吹き返すと、燃焼ガスは気流制御部８ａの剥離部８ｄに吹き当たり拡散する。このように、吸気バルブ８のバルブステム８ｄに気流制御部８ａを設けることにより、高温の燃焼ガスが吸気バルブ８の近傍に位置する吸気ポート４の下側に拡散しやすくなる。
【００３２】
また、スラント８ｅは、バルブステムエンド８ｈからバルブヘッド８ｃに向って、所定位置におけるバルブステム８ｂの径から剥離部８ｄまで、その傾きが徐々に大きくなるように絞られる形状となっている。つまり、バルブステムエンド８ｈからバルブヘッド８ｃへ向かうにつれて、バルブステム８ｂの軸径に対する気流制御部８ａの径の拡がる割合（以下「拡径率」と称する）が徐々に大きくなるように形成される。このように、スラント８ｅは吸気の流入方向に向けて拡径率が大きくなる形状であるため、吸気行程において吸気の流入が阻害されるのを抑制する。
【００３３】
以上により、第１の実施形態は下記の効果を得ることができる。
【００３４】
第１の実施形態においては、バルブステム８ｂに沿って吸気ポート４の内部に吹き返した燃焼ガスは、吸気バルブ８のバルブステム８ｂに設けた気流制御部８ａの剥離部８ｄにより剥離するため、燃料溜りが生じやすい位置に高温の燃焼ガスを拡散させることができる。そのため、吸気ポート４の下側の内壁に生じている燃料溜りの燃料の気化が促進され、混合気形成を向上させることができる。そして、燃料溜りの燃料の気化が促進されることにより、燃料溜りの一部がデポジットとして吸気ポート４の内壁に堆積することを防止することができる。これにより、吸気抵抗の増加が抑制され、燃焼効率の向上を図ることが可能となる。
【００３５】
また、吸気バルブ８のバルブステム８ｂに形成された気流制御部８ａは、バルブステムエンドから剥離部に向かうにつれて、徐々に拡径率が大きくなる傾斜部を有する。これにより、吸気バルブ８に気流制御部８ａを設けたことによる吸気抵抗の増加を可能な限り抑制することができ、吸気効率の低下を防止することが可能となる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図３は、吸気バルブ８の第２の実施形態を示す概略図である。
【００３７】
第２の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第２の実施形態では、吸気バルブ８の気流制御部８ａをバルブヘッド８ｃに近い位置に備えるようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００３８】
吸気バルブ８は、バルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。バルブステム８ｂには吹き返した燃焼ガスを剥離するための気流制御部８ａが第１の実施形態よりもバルブヘッド８ｃに近い位置に形成されている。
【００３９】
この気流制御部８ａの剥離部８ｄは、吸気バルブ８のバルブヘッド８ｃと対向し、バルブステム８ｂよりも大径の平坦面である。第２の実施形態においては、第１の実施形態よりもバルブヘッド８ｃに近い位置に気流制御部８ａを設けるため、高温の燃焼ガスが確実に吸気バルブ８の近傍に位置する吸気ポート４の下側に拡散する。
【００４０】
また、気流制御部８ａのスラント８ｅは、第１の実施形態と同様に、バルブステムエンド８ｈからバルブヘッド８ｃへ向かうにつれて、所定位置でのバルブステム８ｂの径から剥離部８ｄまで拡径率が徐々に大きくなるように形成される。これにより、スラント８ｅは吸気行程において吸気の流入が阻害されるのを抑制する。
【００４１】
以上により、第２の実施形態は以下の効果を得ることができる。
【００４２】
第２の実施形態においては、吹き返しの燃焼ガスを剥離するための気流制御部８ａを、バルブヘッド８ｃに近い位置に設けるため、吹き返した燃焼ガスは吸気バルブ８の下側で拡散される。これにより、燃料溜りが生じやすい吸気ポート４の下側に燃焼ガスが拡散しやすくなり、燃料溜りの燃料の気化をより確実に促進することができる。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、混合気形成の向上が図れ、燃焼効率をさらに向上させることが可能となる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図４は、吸気バルブ８の第３の実施形態を示す概略図である。
【００４４】
第３の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第３の実施形態では、吸気バルブ８の気流制御部８ａの剥離部８ｄの軸断面形状が略Ｕ字状になるように凹設するようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００４５】
吸気バルブ８は、バルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。吸気バルブ８のバルブステム８ｂには燃焼ガスを偏向するための気流制御部８ａが形成されている。
【００４６】
上述した気流制御部８ａの剥離部８ｄは、吹き返した燃焼ガスを偏向するため、軸断面形状が略Ｕ字状になるように凹設されている。そのため、バルブヘッド８ｃ側から吹き返した燃焼ガスは、第１の実施形態のように剥離部８ｄに吹き当たって剥離するのではなく、略Ｕ字状の剥離部８ｄに沿うように偏向して剥離する。そのため、偏向された燃焼ガスは、燃料溜りが生じている吸気ポート４の下側の内壁に直接に吹き当たり拡散する。
【００４７】
また、吸気抵抗を抑制するスラント８ｅは、バルブステムエンド８ｈからバルブヘッド８ｃへ向かうにつれて、所定位置のバルブステム８ｂの軸径から剥離部８ｄまで拡径率が徐々に大きくなるように形成される。このように、スラント８ｅは吸気の流入方向に向けて拡径率が大きくなるため、吸気行程において吸気の流入が阻害されるのを抑制する。
【００４８】
以上により、第３の実施形態は以下の効果を得ることができる。
【００４９】
第３の実施形態においては、剥離部８ｄは略Ｕ字状に凹設されているため、吹き返した燃焼ガスは燃料溜りが生じている吸気ポート４の下側の内壁に直接吹き当たり拡散する。そのため、第１の実施形態のように燃焼ガスが剥離部８ｄに吹き当たり拡散する場合と比較して、燃料溜りの燃料の気化の促進を図ることができる。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、混合気の形成をより向上させることができ、燃焼効率のさらなる向上を図ることが可能となる。
【００５０】
（第４の実施形態）
図５は、吸気バルブ８の第４の実施形態を示す概略図である。
【００５１】
第４の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第４の実施形態では、吸気バルブ８の気流制御部８ａのスラント８ｅを略円錐形状にしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００５２】
吸気バルブ８は、バルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。吸気バルブ８は、そのバルブステム８ｂに燃焼ガスを剥離する気流制御部８ａを形成する。この気流制御部８ａの剥離部８ｄは、バルブヘッド８ｃと対向し、バルブステム８ｂよりも大径の平坦面となっている。
【００５３】
第４の実施形態では、気流制御部８ａのスラント８ｅは、バルブヘッド８ｃからバルブステムエンド８ｈに向かうにつれて、所定位置のバルブステム８ｂの軸径から剥離部８ｄまで徐々に拡径するように略円錐状に形成されている。このように、スラント８ｅが直線的に傾斜する比較的単純な形状としても、吸気の流入方向に向けて気流制御部８ａの径が徐々に大きくなる形状であるため、気流制御部８ａにより吸気抵抗が増加するのを抑制するよう作用する。
【００５４】
以上により、第４の実施形態は以下の効果を得ることができる。
【００５５】
第４の実施形態においては、吸気バルブ８の気流制御部８ａのスラント８ｅを略円錐形状とする。そのため、第１の実施形態と比較してその効果は小さくなるが、気流制御部８ａを設けたことによって、吸気行程での吸気抵抗が増加するのを可能な限り抑制することができる。これにより、第１の実施形態と同様と効果が得られ、吸気抵抗の増加を抑制して吸気効率の低下を防止することが可能となる。
【００５６】
また、スラント８ｅは略円錐形状という比較的単純な構造をしているため、製造が容易となる。これにより、吸気バルブ８の製造コストの低減を図ることが可能である。
【００５７】
（第５の実施形態）
図６は、吸気バルブ８の第５の実施形態を示す概略図である。図６（Ａ）は吸気バルブ８の平面図を示し、図６（Ｂ）はその正面図を示す。
【００５８】
第５の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８のバルブステム８ｂが摺動するバルブガイド１１及び吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第５の実施形態では、バルブガイド１１に吹き返した燃焼ガスを剥離する気流制御部１１ａを備えるようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００５９】
図６（Ｂ）示すように、吸気バルブ８は、バルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。このバルブガイド１１の先端には、吸気バルブ８のバルブステム８ｂに沿って吹き返した燃焼ガスを剥離する気流制御部１１ａが形成される。なお、図６（Ａ）に示すとおり、バルブステム８ｂ、バルブヘッド８ｃ、バルブガイド１１はそれぞれ同心に配置される。
【００６０】
バルブガイド１１の気流制御部１１ａは、吹き返した燃焼ガスを剥離するための剥離部１１ｂと、バルブステム８ｂの外径より僅かに大径のくびれ部１１ｄを有する。
【００６１】
気流制御部１１ａの剥離部１１ｂは、吸気バルブ８のバルブヘッド８ｃと対向し、バルブステム８ｂの軸径よりも大径の円形の平坦面となっている。そのため、バルブステム８ｂに沿って燃焼ガスが吹き返すと、燃焼ガスはバルブガイド１１の剥離部１１ｄで剥離されて拡散する。第５の実施形態においては、気流制御部１１ａは、第１の実施形態と比較してバルブステムエンド８ｈ側に位置する。そのため、第１の実施形態とより、剥離された燃焼ガスが燃料溜りの生じやすい吸気ポート４の下側に拡散しにくくなるが、拡散した一部の燃焼ガスにより燃料溜りの気化が促進される。
【００６２】
また、バルブガイド１１の気流制御部１１ａには、吸気行程において燃焼室６の内部への吸気流入を阻害しないようにスラント１１ｃが設けられている。このスラント１１ｃは、くびれ部１１ｄから剥離部１１ｂに向けて徐々に拡径率が大きくなる形状となっている。
【００６３】
以上により、第５の実施形態は下記の効果を得ることができる。
【００６４】
第５の実施形態においては、バルブガイド１１に気流制御部１１ａを設けるため、剥離された燃焼ガスにより燃料溜りの気化を促進することができる。そのため、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、燃焼効率の向上を図ることが可能となる。
【００６５】
また、気流制御部１１ａは、第１の実施形態と比較して、吸気バルブ８のバルブステムエンド８ｈ側に位置するため、気流制御部１１ａをバルブガイド１１に設けても、吸気行程での吸気流入をほとんど阻害しない。これにより、吸気抵抗の増加が抑制することができ、吸気効率の低下を防止することが可能となる。
【００６６】
（第６の実施形態）
図７は、吸気バルブ８の第６の実施形態を示す概略図である。
【００６７】
第６の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第６の実施形態では、剥離部８ｄがバルブヘッド８ｃに連接すバルブステム８ｂの径から略円錐状に拡がるようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００６８】
吸気バルブ８は、バルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。吸気バルブ８のバルブステム８ｂには燃焼ガスを偏向する気流制御部８ａが形成されている。
【００６９】
吸気バルブ８の気流制御部８ａは、吹き返した燃焼ガスを偏向する剥離部８ｄを有する。第６の実施形態においては、気流制御部８ａの剥離部８ｄは、バルブヘッド８ｃからバルブステムエンド８ｈに向かうにつれて、所定位置のバルブステム８ｂの径から略円錐状に拡がるように形成される。したがって、バルブステム８ｂに沿って吹き返した燃焼ガスは、円錐状の剥離部８ｄに沿うようにして剥離される。したがって、燃焼ガスの一部は吸気ポート４の上側に向って拡散してしまう。そのため、吸気バルブ８の近傍に位置する吸気ポート４の下側の内壁に向って拡散する燃焼ガスは、第１の実施形態と比較して少なくなる。
【００７０】
気流制御部８ａのスラント８ｅは、バルブステムエンド８ｈからバルブヘッド８ｃへ向かうにつれて、所定位置のバルブステム８ｂの径から剥離部８ｄまで拡径するように略円錐状に形成される。このように、スラント８ｅは吸気の流入方向に向けて気流制御部８ａが拡径する形状であるため、吸気行程での吸気の流入を阻害しにくい。
【００７１】
また、気流制御部８ａの剥離部８ｄとスラント８ｅとによって形成される気流制御部８ａの最大外径部の角度θ１は、剥離部８ｄ及びスラント８ｅを略円錐形状とすることにより第１の実施形態と比べ大きくなる。そのため、吸気バルブ８が吸気ポート４の開口４ａを開閉弁するときに生じる応力が、気流制御部８ａの最大外径部に局所的に集中することを緩和する。
【００７２】
以上により、第６の実施形態は以下の効果を得ることができる。
【００７３】
第６の実施形態においては、剥離部８ｄは略円錐形状であるため、吹き返した燃焼ガスの一部は吸気ポート４の上側に向って拡散してしまう。そのため、燃料溜りに拡散する燃焼ガスは第１の実施形態と比較して少なくなるが、偏向された燃焼ガスの一部により燃料溜りの気化は促進される。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られ、混合気形成を向上させることができ、燃焼効率の向上を図ることが可能となる。
【００７４】
また、気流制御部８ａの最大外径の角度θ１を第１の実施形態と比較して大きくする。これにより、吸気バルブ８の開閉弁動作によって生じる応力が最大外径部に局所的に集中することを緩和することができ、吸気バルブ８の長寿命化を図ること可能となる。
【００７５】
さらに、気流制御部８ａの剥離部８ｄ及びスラント８ｅは略円錐状の比較的単純な構造であるため、その製造が容易となる。これにより、吸気バルブ８の製造コスト低減を図ることが可能である。
【００７６】
（第７の実施形態）
図８は、吸気バルブ８の第７の実施形態を示す概略図である。
【００７７】
第７の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第７の実施形態では、剥離部８ｄがバルブヘッド８ｃからバルブステムエンド８ｈに向かって、バルブステム８ｂの軸径から徐々に拡径率が大きくなるようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００７８】
吸気バルブ８は、バルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。吸気バルブ８のバルブステム８ｂには、吹き返した燃焼ガスを偏向するための気流制御部８ａが形成されている。
【００７９】
吸気バルブ８の気流制御部８ａの剥離部８ｄは、バルブヘッド８ｃからバルブステムエンド８ｈに向かって、バルブステム８ｂの軸径から気流制御部８ａの最大外径まで、徐々に拡径率が大きくなるように形成されている。したがって、バルブステム８ｂに沿って吹き返した燃焼ガスは、この剥離部８ｄに沿うようにして偏向される。そのため、燃焼ガスの一部は吸気ポート４の上側に向って拡散してしまい、吸気バルブ８の近傍に位置する吸気ポート４の下側の内壁に向って拡散する燃焼ガスは、第１の実施形態と比較して少なくなる。
【００８０】
気流制御部８ａのスラント８ｅは、第１の実施形態と同様に、バルブステムエンド８ｈからバルブヘッド８ｃへ向かうにつれて、所定位置のバルブステム８ｂの径から気流制御部８ａの最大外径まで拡径率が大きくなるように形成される。そのため、スラント８ｅは、吸気行程において吸気の流入が阻害されるのを抑制する。
【００８１】
また、剥離部８ｄとスラント８ｅとによって形成される気流制御部８ａの最大外径の角度θ２は、第６の実施形態と同様に第１の実施形態と比べ大きくなる。そのため、吸気バルブ８が吸気ポート４の開口４ａを開閉弁するときに生じる応力が、気流制御部８ａの最大外径部に局所的に集中することを緩和する。
【００８２】
以上により、第７の実施形態は以下の効果を得ることができる。
【００８３】
第７の実施形態においては、バルブステム８ｂの軸径から気流制御部８ａの最大外径まで、徐々に拡径率を大きくするように形成するため、燃料溜りに拡散する燃焼ガスは第１の実施形態と比較して少なくなる。そのため、第１の実施形態と比較して、その効果は小さくなるが、燃料溜りが発生している部分に拡散された燃焼ガスの一部により燃料溜りの気化を促進することができる。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られ、混合気形成を向上させることができ、燃焼効率の向上を図ることが可能となる。
【００８４】
また、気流制御部８ａのスラント８ｅは、バルブステム８ｂの径から気流制御部８ａの最大外径まで拡径率が大きくなるため、第６の実施形態と比較して、吸気抵抗の増加を抑制でき、燃焼効率の低下防止を図ることが可能となる。
【００８５】
さらに、第７の実施形態では、気流制御部８ａの大径部８ｇの角度θ２を、第１の実施形態と比較して大きくすることができる。そのため、吸気バルブ８の開閉弁動作によって生じる応力が最大外径部に局所的に集中することを緩和することができ、吸気バルブ８の長寿命化を図ること可能となる。
【００８６】
（第８の実施形態）
図９は、吸気バルブ８の第８の実施形態を示す概略図である。図９（Ａ）は吸気バルブ８の平面図を示し、図９（Ｂ）はその正面図を示す。
【００８７】
第８の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第８の実施形態では、気流制御部８ａの剥離部８ｄがバルブステム８ｂの径と同一なるようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００８８】
図９（Ｂ）に示すように、吸気バルブ８は、バルブガイド１１に沿って摺動するバルブステム８ｂと吸気ポート４の開口４ａを開閉するバルブヘッド８ｃとからなる。吸気バルブ８のバルブステム８ｂは、吹き返した燃焼ガスを剥離する気流制御部８ａを有する。なお、図９（Ａ）に示す通り、バルブステム８ｂ、バルブヘッド８ｃ、気流制御部８ａはそれぞれ同心となるように配置される。
【００８９】
吸気バルブ８のバルブヘッド８ｃに連接するバルブステム８ｂは、バルブヘッド８ｃ側の径から徐々に小径となるように形成された小径部８ｆを有する。気流制御部８ａの剥離部８ｄは、小径部８ｂよりバルブステムエンド８ｈ側のバルブステム８ｂの断面と小径部８ｆとの段差により形成される。
【００９０】
このように、第８の実施形態においては、吸気制御部８ａの剥離部８ｄは、バルブステム８ｂの一部を削径するようにして段付形成するため、第１の実施形態と比較して、吹き返した燃焼ガスを剥離できる面が少ない。そのため、吹き返した燃焼ガスのうちの一部しか剥離できず、吸気バルブ８の近傍に位置する吸気ポート４の下側の内壁に向って拡散する燃焼ガスは少なくなる。しかしながら、剥離部８ｄの径は、バルブステム８ｂの径と同一であるため、気流制御部８ａをバルブステム８ｂに設けても吸気の流入が阻害されることなく、吸気抵抗を最小限に抑制する。
【００９１】
以上により、第８の実施形態は以下の効果を得ることができる。
【００９２】
第８の実施形態においては、小径部８ｆとバルブステム８ｂの軸径とにより段付形成するため、第１の実施形態と比較して効果は小さくなるが、燃焼ガスのうち燃料溜りの近辺に拡散した一部の燃焼ガスによって燃料溜りの気化を促進することができる。これにより、第１の実施形態と同様の効果が得られ、吸気抵抗の増加を抑制することができ、燃焼効率の向上を図ることが可能となる。
【００９３】
また、気流制御部８ａの剥離部８ｄは、バルブステム８ｂの径と同一であるため、吸気抵抗が最小限に抑制され、気流制御部８ａを設けることによる吸気効率の低下を防止することが可能となる。
【００９４】
（第９の実施形態）
図１０は、吸気バルブ８の第９の実施形態を示す概略図である。図１０（Ａ）は吸気バルブ８の平面図を示し、図１０（Ｂ）はその正面図を示す。
【００９５】
第９の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であるが、吸気バルブ８の構成において一部相違する。つまり、第９の実施形態では、吸気バルブ８の気流制御部８ａの剥離部８ｄを吸気ポート４の下側（第２流路４ｃ側）に設けるようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００９６】
図１０（Ｂ）に示すように、吸気バルブ８はバルブステム８ｂ、バルブヘッド８ｃ及び気流制御部８ａからなる。
【００９７】
吸気バルブ８のバルブステム８ｂには、吹き返した燃焼ガスを剥離する剥離部８ｄを有する気流制御部８ａは設けられる。なお、図１０（Ａ）に示す通り、バルブステム８ｂ、バルブヘッド８ｃ、気流制御部８ａ及びバルブガイド１１は、それぞれ同心となるように配置される。
【００９８】
この剥離部８ｄは、バルブヘッド８ｃと対向する半円形の平坦面である。また、バルブステム８ｂのバルブステムエンド８ｈ側の側面には、バルブガイド１１に設けられた溝１１ｅと摺接するガイド８ｇが、バルブステム８ｂの周上に一対形成される。このガイド８ｇが溝１１ｅと摺接することにより、気流制御部８ａが吸気ポート４の下側半周に位置するように位置決めされる。そのため、吸気バルブ８が開閉動作する場合においても、バルブガイド１１に対して回転するのを防止する。
【００９９】
これにより、バルブヘッド８ｃ側からバルブステム８ｂに沿って吹き返した燃焼ガスは、気流制御部８ａが設置されている吸気ポート４の下側半分で剥離される。その結果、燃焼ガスは、吸気バルブ８の近傍に位置する吸気ポート４の下側の燃料溜りに拡散しやすくなる。
【０１００】
気流制御部８ａのスラント８ｅは、バルブステムエンド８ｈからバルブヘッド８ｃへ向かうにつれて、バルブステム８ｂの軸径から剥離部８ｄまで徐々に拡径率が大きくなるように形成される。これにより、スラント８ｅは吸気行程において吸気の流入が阻害されるのを抑制するよう作用する。
【０１０１】
以上により、第９の実施形態は以下の効果を得ることができる。
【０１０２】
第９の実施形態においては、気流制御部８ａの剥離部８ｄを吸気ポート４の下側半分に位置するように配置するため、吸気ポート４の下側の内壁に生じやすい燃料溜りのみの気化を効果的に促進できる。これにより、第１の実施形態と同様に吸気抵抗の増加を抑制でき、燃焼効率の向上を図ることが可能となる。
【０１０３】
また、吸気ポート４の上側半分には気流制御部８ａを配置しないため、吸気が燃焼室６に流入するときの吸気抵抗を抑制でき、吸気効率の低下について効果的に抑制することが可能となる。
【０１０４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【０１０５】
例えば、吸気バルブ８の気流制御部８ａは吸気バルブ８に一体形成するだけでなく、気流制御部８ａを別個に吸気バルブ８のバルブステム８ｂに介装し、溶接によりバルブステム８ｂに設けるようにしてもよい。バルブガイド１１についても同様に、別に気流制御部１１ａを作製し、バルブガイド１１に後から設置するようにしてもよい。
【０１０６】
また、気流制御部８ａ、１１ａの剥離部８ｄ、１１ｂ及びスラント８ｅ、１１ｃについては、各実施形態において示した形状を自由に選択できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明による内燃機関の吸気装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【図２】吸気バルブの第１の実施形態を示す概略図である。
【図３】吸気バルブの第２の実施形態を示す概略図である。
【図４】吸気バルブの第３の実施形態を示す概略図である。
【図５】吸気バルブの第４の実施形態を示す概略図である。
【図６】吸気バルブの第５の実施形態を示す概略図である。
【図７】吸気バルブの第６の実施形態を示す概略図である。
【図８】吸気バルブの第７の実施形態を示す概略図である。
【図９】吸気バルブの第８の実施形態を示す概略図である。
【図１０】吸気バルブの第９の実施形態を示す概略図である。
【図１１】従来吸気バルブ構造における燃焼ガスの吹き返し挙動を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  シリンダ
２  シリンダブロック
３  シリンダヘッド
４  吸気ポート
６  燃焼室
８  吸気バルブ
８ａ、１１ａ  気流制御部（気流制御手段）
８ｂ  バルブステム
８ｃ  バルブヘッド
８ｄ、１１ｂ  剥離部
８ｅ、１１ｃ  スラント（傾斜部）
８ｆ  小径部
８ｇ  ガイド（位置決め部材）
８ｈ  バルブステムエンド
１１  バルブガイド
１１ｄ  くびれ部
１１ｅ  溝
１２  燃料噴射弁
１３  隔壁
１４  吸気制御弁
【図１】
2007239654.tif 000003
【図２】
2007239654.tif 000004
【図３】
2007239654.tif 000005
【図４】
2007239654.tif 000006
【図５】
2007239654.tif 000007
【図６】
2007239654.tif 000008
【図７】
2007239654.tif 000009
【図８】
2007239654.tif 000010
【図９】
2007239654.tif 000011
【図１０】
2007239654.tif 000012
【図１１】
2007239654.tif 000013