(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイルの磁力によりコアを移動させ、このコアを介して弁軸を移動させて弁を開き、内燃機関の燃焼室に燃料と圧縮空気との混合気を供給するようにした混合気開閉弁において、
前記弁軸は、前記燃焼室に臨むように一体に形成された弁体と、該弁体の上部近傍まで弁軸の中心に開けられ前記混合気を通すガス孔と、弁軸の廻りに形成され前記弁体の上部まで延ばして前記混合気を通す経路と、を備え、
前記電磁コイルの磁力による軸力をＦｍ、前記混合気開閉弁に前記混合気を供給しない状態で弁開閉させるときに必要な力をＦｖ、前記コアに開けたガス孔、弁軸の中心の前記ガス孔及び前記経路を通る圧縮空気が混合気開閉弁を開けようとする力をｆａとしたときに、Ｆｍ≧Ｆｖ−ｆａの関係で電磁コイルの磁力を決めることを特徴とした混合気開閉弁用電磁コイルの決定方法。
【請求項２】
前記コアのガス孔は、上下貫通した複数のガス孔であり、
前記弁軸のガス孔は、ガス孔の下端から前記弁体の上面に概ね沿った向きの、複数の吹出し孔につながり、
前記経路は、前記弁軸と該弁軸を嵌めているハウジングの孔及び前記弁座の孔との隙間の経路であることを特徴とする請求項１記載の混合気開閉弁用電磁コイルの決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料と圧縮空気との混合気を供給するようにした混合気開閉弁における、電磁コイルの決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
混合気開閉弁は、燃焼室に燃料と圧縮空気との混合気を断続的に噴射させる弁であり、２サイクルエンジン等に取付けるものである。この種の混合気開閉弁として、例えば、特開平５−２５６２３０号公報「燃料とガスの混合装置」がある。
上記装置は、その公報の図１〜図３によれば、コイル巻線８０（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）の磁力により電機子１１０を移動させ、この電機子１１０を介してポペット弁１４０を移動させて球形弁１５０を開き、エンジン本体２０の燃焼シリンダ３２に燃料と圧縮空気との混合気を供給するようにした電磁ソレノイド組立体４０である。
【０００３】
詳しくは、電機子１１０（コアに相当）とポペット弁１４０の上端とは、一体であり、コイル巻線８０の非励磁状態においては、電機子１１０がコイルスプリング１２０の弾発力で持上げられるので、球形弁１５０は閉じる。コイル巻線８０を励磁させると、その磁力で電機子１１０がコイルスプリング１２０の弾発力に抗して押し下げられるので、球形弁１５０は開く。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような電磁ソレノイド組立体４０は、単品で（混合気を供給しない状態で）、コイル巻線８０の磁力だけで球形弁１５０が開くように設計する。すなわち、電磁ソレノイド組立体４０の混合気入口が大気圧の状態で、所定の弁リフト量が得られるように設計する。そして、単品検査したものをエンジン本体２０に取付けることになる。一般に単品検査では、エンジン本体２０に混合気を供給しない状態で、コイル巻線８０を励磁させて弁の開閉作動が適正であるかを検査する。
【０００５】
近年、２サイクルエンジンの高出力化に対応するために、噴射量を増す傾向にあり、その要求を満たすためにポペット弁１４０の径を大きくし、リフト量（開閉ストローク）を増加するようにしている。
具体的には、前記電磁ソレノイド組立体４０の出力を倍増させなければならず、コイル巻線８０が大きくなる。すなわち、単品検査を前提とした従来の手法では、電磁ソレノイド組立体４０がますます大きくなり、消費電力が増加するという不具合は避けられない。
【０００６】
そこで本発明の目的は、混合気開閉弁を小型化するとともに、電磁コイルの消費電力を低減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、内燃機関の燃焼室に燃料と圧縮空気との混合気を供給するようにした混合気開閉弁に要求される特性を詳しく研究して、混合気開閉弁を開けるのに、圧縮空気の圧力を補助動力として利用することを創案した。
【０００８】
具体的には、電磁コイルの磁力によりコアを移動させ、このコアを介して弁軸を移動させて弁を開き、内燃機関の燃焼室に燃料と圧縮空気との混合気を供給するようにした混合気開閉弁において、弁軸は、燃焼室に臨むように一体に形成された弁体と、弁体の上部近傍まで弁軸の中心に開けられ混合気を通すガス孔と、弁軸の廻りに形成され弁体の上部まで延ばして混合気を通す経路と、を備え、電磁コイルの磁力による軸力をＦｍ、混合気開閉弁に混合気を供給しない状態で弁開閉させるときに必要な力をＦｖ、コアに開けたガス孔、弁軸の中心のガス孔及び経路を通る圧縮空気が混合気開閉弁を開けようとする力をｆａとしたときに、Ｆｍ≧Ｆｖ−ｆａの関係で電磁コイルの磁力を決めることを特徴とした混合気開閉弁用電磁コイルの決定方法である。
【０００９】
混合気開閉弁を開ける（コアを弁開方向に移動させる）のに、圧縮空気の圧力を補助動力として利用するので、電磁コイルの磁力は小さくてすむ。磁力が小さいので、電磁コイルを小型にすることができ、このため、混合気開閉弁の全体を小型化かつ軽量化できる。また、電磁コイルの消費電力を低減することができるので、小容量のバッテリですむとともに、電磁コイルを駆動制御する駆動回路や配線（電力供給系統）も小容量のものですみ、安価にできる。さらに、従来と同一磁力の電磁コイルであれば、補助動力を付加した分だけ駆動力が増すので、混合気開閉弁の開口面積を増して吐出量を増大させることができる。
請求項２では、コアのガス孔は、上下貫通した複数のガス孔であり、弁軸のガス孔は、ガス孔の下端から弁体の上面に概ね沿った向きの、複数の吹出し孔につながり、経路は、弁軸と弁軸を嵌めているハウジングの孔及び弁座の孔との隙間の経路であることを特徴とする。その結果、混合気開閉弁を開ける（コアを弁開方向に移動させる）のに、圧縮空気の圧力を補助動力として利用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る副燃焼室付き内燃機関のフローシートである。
内燃機関１は、副燃焼室付き燃料噴射式内燃機関であり、例えば図示せぬスクータ型自動二輪車に搭載される２サイクル内燃機関であって、主にクランクケース２とシリンダブロック３とシリンダヘッド４と、クランクシャフト５と、コネクティングロッド６と、ピストン７とからなる。
そして、内燃機関１は、主燃焼室８に副燃焼室９を連通して設け、この副燃焼室９に混合気開閉弁７０を取付け、この混合気開閉弁７０の上方の蓄圧室２１に主燃料噴射弁（主インジェクタ）３１を取付け、さらに、副燃焼用空気系統１０、圧縮空気系統２０、燃料系統３０及び潤滑油系統４０を接続したものである。
【００１１】
副燃焼用空気系統１０は、クランクケース２内部のクランク室１１に給気通路１２を介してエアクリーナ１３を接続し、給気通路１２に上流側から下流側へスロットル弁１４、副燃料噴射弁（副インジェクタ）１５、リード弁１６の順に取付けたものである。
ピストン７が上昇移動することによりクランク室１１を負圧にすると、空気をエアクリーナ１３から給気通路１２へ吸入し、リード弁１６を介してクランク室１１に供給することができる。
なお、副燃料噴射弁１５は内燃機関１の始動時や、潤滑を必要としたときに、燃料を噴射する。
【００１２】
圧縮空気系統２０は、蓄圧室２１に空気管２２を介してサージングタンク２３を接続し、このサージングタンク２３に吐出空気管２４、空気ポンプ２５、吸入空気管２６を介してエアクリーナ１３を接続したものである。
クランクシャフト５が回転することにより、空気ポンプ２５が駆動してエアクリーナ１３内の空気を圧縮し、この圧縮空気をサージングタンク２３に供給し、さらに、このサージングタンク２３から蓄圧室２１へ供給することができる。
図中、２７はサージングタンク２３及び吐出空気管２４の圧縮空気を所定圧力に保持する空気調圧弁である。２８は空気戻り管、２９は遮断弁である。
【００１３】
燃料系統３０は、主燃料噴射弁３１及び前記副燃料噴射弁１５に吐出燃料管３２、燃料ポンプ３３、吸入燃料管３４を介して燃料タンク３５を接続したものである。
クランクシャフト５が回転することにより、燃料ポンプ３３が駆動して燃料タンク３５の燃料を主・副燃料噴射弁３１，１５に供給することができる。
図中、３６は吐出燃料管３２の燃料を所定圧力に保持する燃料調圧弁、３７は燃料戻り管である。
【００１４】
潤滑油系統４０は、潤滑油タンク４１に潤滑油管４２、潤滑油ポンプ４３、潤滑油制御弁４４、潤滑油供給管４５を介して内燃機関１の摺動部分を接続したものである。
クランクシャフト５が回転することにより、潤滑油ポンプ４３が駆動して、潤滑油制御弁４４で設定した流量の潤滑油を潤滑油タンク４１から内燃機関１の摺動部分へ供給することができる。
図中、４６は潤滑油戻り管である。
【００１５】
また、５１は主燃焼室８ための主点火プラグ、５２は副燃焼室９のための副点火プラグ、５３，５４は点火コイル、５５はバッテリ、５６は制御回路ユニット、Ｎｅはクランクシャフト用回転数センサ、Ａｃはクランク角度センサ、Ｔｈはスロットル開度センサ、Ｔａは大気温度センサ、Ｐｂはスロットル弁二次側吸気圧力センサ、Ｔｗは内燃機関用冷却水温度センサである。
【００１６】
図２は本発明に係る内燃機関の主・副燃焼室回りの要部断面図である。なお、説明の便宜上、内燃機関１の向きを図上下方向として表した（符号の向きを図上下方向とした。）。
内燃機関１は、シリンダブロック３のシリンダ３ａの上部に、図示せぬ排気ポートとは反対側にオフセットした主燃焼室８を設け、この主燃焼室８に副燃焼室９を連通して設けるようにするべく、副燃焼室９をシリンダヘッド４に設け、さらに、副燃焼室９の端部に燃料と圧縮空気との混合気を噴射する混合気開閉弁７０及び副点火プラグ５２を取付け、混合気開閉弁７０の上方の蓄圧室２１に主燃料噴射弁３１を取付けたものである。主燃焼室８のための主点火プラグ５１は、シリンダヘッド４に取り付けたものである。
【００１７】
詳しくは、シリンダヘッド４はシリンダ３ａの中心位置に上下貫通した孔４ａを形成したものであり、この孔４ｂに下部ケース６１を嵌合し、さらに、この下部ケース６１の上に上部ケース６２を重ね、これら下部・上部ケース６１，６２をシリンダヘッド４に固定した構成である。
下部ケース６１は上方を開放した空間部６１ａと、壁の一部を切欠いて主燃焼室８に連通する連通部６１ｂとを形成したケースである。上部ケース６２は上下貫通した空間部６２ａを形成するとともに、副点火プラグ５２を取付けたケースである。これら空間部６１ａ，６２ａは上下に連通して副燃焼室９を構成する。
【００１８】
副燃焼室９上部への混合気開閉弁取付け構造は、上部ケース６２の上端に上方を開放した箱型スタンド６３を取付け、この箱型スタンド６３に上方を開放した弁収納ボックス６４を挿入し、しかも、箱型スタンド６３の上面に弁収納ボックス６４のフランジ６４ａを重ね、さらに、弁収納ボックス６４の開口を塞ぐようにしてフランジ６４ａにカバー６５を重ね、これら箱型スタンド６３、フランジ６４ａ及びカバー６５をボルト６６で共締めし、弁収納ボックス６４に混合気開閉弁７０を収納した構成である。
【００１９】
混合気開閉弁７０は、弁体８１ａが副燃焼室９（上部ケース６２の空間部６２ａの上端）へ臨むように、下端部分を箱型スタンド６３の底部及び弁収納ボックス６４の底部から貫通して延ばしたものである。このような混合気開閉弁７０は、これの下部フランジ７９を、箱型スタンド６３の内底面と弁収納ボックス６４の裏面との間で挟み込み、また、混合気開閉弁７０の上端部を、カバー６５の裏面に形成した段付き孔部６５ａに嵌合することにより、固定することになる。
カバー６５は、段付き孔部６５ａの上端に上下貫通した貫通孔６５ｂを連通して設け、この貫通孔６５ｂで蓄圧室２１を構成し、この蓄圧室２１の側部に管取付け孔６５ｃを連通して設けたものであり、蓄圧室２１の上端に主燃料噴射弁３１を取付け、管取付け孔６５ｃに空気管２２を取付けた構成である。図中、６７はＯリングである。
【００２０】
図３は本発明に係る混合気開閉弁の断面図である。
混合気開閉弁７０は、電磁コイル７３の磁力によりコア８３を移動させ、このコア８３を介して弁軸８１を軸方向に移動させて弁を開くようにした、いわゆるソレノイド式ポペット弁である。
詳しくは、混合気開閉弁７０は、二重円筒構造のハウジング７１と、このハウジング７１の内筒７１ａと外筒７１ｂとの間に嵌合したコイルボビン７２と、このコイルボビン７２に巻いた電磁コイル７３と、これらコイルボビン７２及び電磁コイル７３を覆うようにハウジング７１の上部に被せた中空円盤状のリッド７４と、このリッド７４の上部膨出部分の上端に嵌合した上鍔付き円筒状のキャップ７５と、ハウジング７１とリッド７４とを上下から挟んで互いにねじ込んだ環状のアダプタボルト７６並びに段付きナット７７と、内筒７１ａに嵌合しつつ内筒７１ａ下端部に当てた段付き筒状の弁座７８と、この弁座７８を内筒７１ａの下端面に圧着するように内筒７１ａにねじ込んだ下部フランジ７９と、内筒７１ａ並びに弁座７８に軸方向へ移動可能に嵌合した弁体８１ａ付き弁軸（弁棒）８１と、この弁軸８１の上端部に嵌合し且つナット８２で取付けたコア８３と、これら弁軸８１並びにコア８３を弁体８１ａの開く方向に弾発したばね８４とからなる。
【００２１】
キャップ７５は、上下貫通した複数のガス孔７５ａ…（…は複数を示す。以下同じ。）を周方向に開けたものである。
弁座７８は下端部に概ねテーパ状の弁座面７８ａを形成したものである。弁軸８１は弁体８１ａを一体に形成し、この弁体８１ａは上面８１ｂを概ねテーパ面としたものであり、このテーパ面の外周近傍部分をバルブフェースとし、バルブフェースが弁座面７８ａに対して接離することにより弁の開閉をするものである。このような混合気開閉弁７０は、弁座７８の口径Ｄを６〜１０ｍｍ、弁体８１ａのリフト量（開閉ストローク）Ｌ0を０．３〜０．６ｍｍと設定して、開口面積を大きくすることができる。
【００２２】
コア８３は、内筒７１ａから上方へ突出したコイルボビン７２の孔内及びリッド７４の孔内を案内されて軸方向に移動するものである。ばね８４は、圧縮ばね等からなるリターンスプリングである。
図中、８５は電磁コイル用端子、８６は端子用グロメット、８７，８８はワッシャ、８９は弁座７８の上端に載せたばね受け座、９１〜９４はＯリングである。
【００２３】
図４は本発明に係るコアの断面図である。
コア８３は弁軸８１（図３参照）に取付けるボス部８３ａと、リム部８３ｂとコア部８３ｃとからなり、電磁軟鉄等の磁性体で構成した一体成形品である。
【００２４】
コア部８３ｃは表面（少なくとも外周面）に低摩擦抵抗の被膜９７を形成したものである。具体的には、被膜９７はコア部８３ｃの表面にコーティングした四フッ化エチレン樹脂（商標名；テフロン）等のフッ素樹脂系の樹脂からなる。また、被膜９７を施したコア部８３ｃと、コイルボビン７２の孔７２ａ並びにリッド７４の孔７４ａとの間の隙間Ｓ1は１５０μｍ程度であり、このため、コア８３は孔７２ａ，７４ａ内を円滑に軸方向移動することが可能である。
【００２５】
図５は本発明に係るコアの平面図であり、コア８３のリム部８３ｂに上下貫通した複数のガス孔８３ｄ…を開けたことを示す。
【００２６】
図６は本発明に係る弁軸の断面図である。
弁軸８１は、弁体８１ａの上部近傍までガス孔８１ｃを開けた概ね管状の軸であり、ガス孔８１ｃの下端から弁体８１ａの上面８１ｂに概ね沿った向きの、複数の吹出し孔８１ｄ…を開けたものである。
また、弁軸８１は、細長い筒状の弁座７８の孔７８ｂで案内される上下２段のガイド８１ｅ…と、コア８３の軸方向位置を決める段部８１ｆとを形成したものである。弁座７８の孔７８ｂとガイド８１ｅ…との間の隙間Ｓ2は１５μｍ程度である。このように、上記隙間Ｓ1並びに隙間Ｓ2を設定したので、弁軸８１はガタついたり、こじれることなく、円滑に軸方向移動することが可能である。
【００２７】
図７は図６の７−７線断面図であり、ガイド８１ｅ…を周４箇所に設けたことを示す。
【００２８】
図８は図６の８−８線断面図であり、ガス孔８１ｃを弁軸８１の中心に開け、この弁軸８１の中心からオフセットした位置に４つの吹出し孔８１ｄ…を開けたことを示す。
吹出し孔８１ｄ…を、弁体８１ａの上面８１ｂに概ね沿った向きで、しかも、弁軸８１の中心からオフセットした位置に開けたので、吹出し孔８１ｄ…から副燃焼室９（図２参照）内へ概ね螺旋流の混合気が吹出す。このため、混合気の燃焼作用により弁座面７８ａや弁体８１ａの上面８１ｂ等の弁周辺に付着したり付着しかかったデポジット（カーボン等の燃焼たい積物、残滓物）を、混合気で吹き飛ばすことができる。また、螺旋流等で弁体８１ａ自体が回転することにより、付着したデポジットを除去することができる。この結果、副燃焼室９の燃焼状態にかかわらず、弁周辺へのデポジットの付着を容易に防止できる。しかも、吹出し孔８１ｄ…から吹出す混合気が螺旋流なので、燃料と圧縮空気との混合品質が高まり、燃焼効率が高くなる。
【００２９】
次に混合気開閉弁７０の作用を図９に基づき説明する。
図９は本発明に係る混合気開閉弁の作用図である。
弁が閉じた状態で、先ず主燃料噴射弁３１から蓄圧室２１へ燃料Ｇを噴射し、次に空気管２２から蓄圧室２１へ圧縮空気Ａを供給する。そして、圧縮空気Ａを供給しつつ、端子８５に通電することにより電磁コイル７３を励磁させ、その磁力によりコア８３を下降させる。この結果、コア８３と共に弁軸８１が下降するので、弁体８１ａが弁座面７８ａから離れて弁開作動をなす。弁開になれば、蓄圧室２１内の燃料Ｇと圧縮空気Ａとの混合気Ｍは、弁軸８１のガス孔８１ｃから吹出し孔…８１ｄを経て、また、キャップ７５のガス孔７５ａ…、コア８３のガス孔８３ｄ…、弁軸８１の廻りの隙間の経路で、弁開口部９８を通り副燃焼室９（図２参照）へ噴射する。
【００３０】
次に、電磁コイル７３の磁力の決定方法について、図９に基づき説明する。
電磁コイル７３の磁力については、次の（１）式の関係で決めることが好ましい。
Ｆｍ≧Ｆｖ−ｆａ      ………（１）
Ｆｍ；電磁コイル７３の磁力による軸力
（コア８３を弁開方向に移動させる力）
Ｆｖ；混合気開閉弁７０に混合気Ｍを供給しない（圧縮空気Ａを供給しない）状態で弁開閉させるときに必要な力
ｆａ；圧縮空気Ａが混合気開閉弁７０を開けようとする力
【００３１】
上記（１）式から、圧縮空気Ａを供給しつつ電磁コイル７３を励磁させることにより、小さい磁力でコア８３が弁開方向に移動し、この結果、弁体８１ａが開作動することが判る。この点を考慮すれば、電磁コイル７３の磁力については、次の（２）式と（３）式の関係がすべて成立するように、決定すればよいことになる。
Ｆｍ＋ｆａ≧Ｆｖ＞Ｆｍ    ………（２）
Ｆｖ＞ｆａ            ………（３）
【００３２】
すなわち、混合気開閉弁７０を開ける（コア８３を弁開方向に移動させる）のに、圧縮空気Ａの圧力を補助動力として利用するために、電磁コイル７３の磁力を前記（２）式と（３）式の関係に基づいて決定すればよい。
圧縮空気Ａの圧力を補助動力として利用するので、電磁コイル７３の磁力は小さくてすむ。磁力が小さいので、電磁コイル７３は小型になり、電磁コイル７３の消費電力も低減する。
【００３３】
なお、圧縮空気Ａの圧力は大気圧を越える所定の圧力であり、つぎの（ａ）〜（ｆ）等の諸条件を考慮した最適な値に決定すればよく、例えば、１〜３ｋｇ／ｃｍ2Ｇ程度に設定する。
（ａ）弁体８１ａのリフト量
（ｂ）弁の口径、
（ｃ）圧縮空気Ａが混合気開閉弁７０を開けようと作用する部分の受圧面積、
（ｄ）副燃焼室９側からの背圧、
（ｅ）弁軸８１やコア８３の摩擦抵抗、
（ｆ）ばね８４の荷重設定。
【００３４】
次に、上記構成の混合気開閉弁７０を実験した結果を、図１０及び図１１に基づき説明する。
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る混合気開閉弁の弁体のリフト波形を示すグラフ（その１）であり、（ａ），（ｂ）ともに横軸を時間ｔ（ｓｅｃ）とし、縦軸を弁体のリフト量としたものである。（ａ）は圧縮空気の圧力Ｐを１ｋｇ／ｃｍ2Ｇとした場合の弁体のリフト波形を示し、（ｂ）は圧縮空気の圧力Ｐを３ｋｇ／ｃｍ2Ｇとした場合の弁体のリフト波形を示す。
【００３５】
（ａ）においては、弁作動信号を「開」にして電磁コイル７３を励磁した際に、弁体の最大リフト量はＬ1（ｍｍ）であり、必要なリフト量を達成できなかった。
（ｂ）においては、弁作動信号を「開」にして電磁コイル７３を励磁した際に、弁体の最大リフト量はＬ2（ｍｍ）であり、必要なリフト量を十分に達成できた。
なお、圧縮空気の圧力Ｐを０ｋｇ／ｃｍ2Ｇとした場合には、混合気開閉弁７０は全く開作動しないことが確認された。
【００３６】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る混合気開閉弁の弁体のリフト波形を示すグラフ（その２）であり、（ａ），（ｂ）ともに横軸を時間ｔ（ｓｅｃ）とし、縦軸を弁体のリフト量としたものである。（ａ）は圧縮空気の圧力Ｐを２．５ｋｇ／ｃｍ2Ｇとした場合の弁体のリフト波形を示し、（ｂ）は圧縮空気の圧力Ｐを５ｋｇ／ｃｍ2Ｇとした場合の弁体のリフト波形を示す。
これによれば、（ａ），（ｂ）ともに弁体の最大リフト量はＬ2（ｍｍ）であるが、（ａ）に比べて（ｂ）の方が弁体の開時間が大きい。このように、圧縮空気の圧力Ｐ、電磁コイル７３の磁力、ばね８４の荷重設定等を適宜設定することにより、弁体の開時間を任意に設定することができる。
ところで、弁作動信号を「閉」にしてから弁体のリフト量が下がるまでの時間は、圧力Ｐの大きい（ｂ）の方が、（ａ）よりもかかる。圧力が大きいと、ばね８４の復帰時間がかかるからである。従って、ばね８４の荷重設定は、圧力Ｐを勘案して決定することになる。
【００３７】
なお、上記実施の形態において、図１に示す圧縮空気系統２０は、空気ポンプ２５の一次側に主燃料噴射弁３１を接続し、この主燃料噴射弁３１から供給した燃料と圧縮空気との混合気を蓄圧室２１へ供給する構成であってもよい。その場合には、蓄圧室２１に主燃料噴射弁３１を取付ける必要はない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１記載の発明は、弁軸は、燃焼室に臨むように一体に形成された弁体と、弁体の上部近傍まで弁軸の中心に開けられ混合気を通すガス孔と、弁軸の廻りに形成され弁体の上部まで延ばして混合気を通す経路と、を備え、電磁コイルの磁力による軸力をＦｍ、混合気開閉弁に混合気を供給しない状態で弁開閉させるときに必要な力をＦｖ、コアに開けたガス孔、弁軸の中心のガス孔及び経路を通る圧縮空気が混合気開閉弁を開けようとする力をｆａとしたときに、Ｆｍ≧Ｆｖ−ｆａの関係で電磁コイルの磁力を決めるようにしたので、混合気開閉弁を開ける（コアを弁開方向に移動させる）のに、圧縮空気の圧力を補助動力として利用することができ、電磁コイルの磁力は小さくてすむ。磁力が小さいので、電磁コイルを小型にすることができ、このため、混合気開閉弁の全体を小型化かつ軽量化できる。また、電磁コイルの消費電力を低減することができるので、小容量のバッテリですむとともに、電磁コイルを駆動制御する駆動回路や配線（電力供給系統）も小容量のものですみ、安価にできる。さらに、従来と同一磁力の電磁コイルであれば、補助動力を付加した分だけ駆動力が増すので、混合気開閉弁の開口面積を増して吐出量を増大させることができる。
請求項２では、コアのガス孔は、上下貫通した複数のガス孔であり、弁軸のガス孔は、ガス孔の下端から弁体の上面に概ね沿った向きの、複数の吹出し孔につながり、経路は、弁軸と弁軸を嵌めているハウジングの孔及び弁座の孔との隙間の経路である。その結果、混合気開閉弁を開ける（コアを弁開方向に移動させる）のに、圧縮空気の圧力を補助動力として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る副燃焼室付き内燃機関のフローシート
【図２】本発明に係る内燃機関の主・副燃焼室回りの要部断面図
【図３】本発明に係る混合気開閉弁の断面図
【図４】本発明に係るコアの断面図
【図５】本発明に係るコアの平面図
【図６】本発明に係る弁軸の断面図
【図７】図６の７−７線断面図
【図８】図６の８−８線断面図
【図９】本発明に係る混合気開閉弁の作用図
【図１０】本発明に係る混合気開閉弁の弁体のリフト波形を示すグラフ（その１）
【図１１】本発明に係る混合気開閉弁の弁体のリフト波形を示すグラフ（その２）
【符号の説明】
１…内燃機関、８…燃焼室（主燃焼室）、９…燃焼室（副燃焼室）、１５…主燃料噴射弁、３１…副燃料噴射弁、５１…点火プラグ（主点火プラグ）、５２…点火プラグ（副点火プラグ）、７０…混合気開閉弁、７３…電磁コイル、７８…弁座、７８ａ…弁座面、８１…弁軸、８１ａ…弁体、８３…コア、８４…ばね（圧縮ばね）、Ａ…圧縮空気、Ｇ…ガソリン等の燃料、Ｍ…混合気。
【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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