(57)【要約】【課題】  複雑化や通気抵抗の増大を回避しつつ気筒におけるスワールを促進することが可能な内燃機関用吸気機構を提供すること。【解決手段】  気筒１に向けて開口する吸気口１１と、吸気口１１に繋がる吸気ポート２と、吸気口１１を閉塞しうるバルブヘッドおよび該バルブヘッドを支持するバルブステム３２を有する吸気バルブ３と、を備える内燃機関用吸気機構Ａであって、吸気ポート２には、バルブステム３２が延びる方向視において、吸入中心線ＣＬを挟んで気筒の中心Ｏ１側部分に、吸入方向下流側端２１ａの延長線ＥＬが、気筒１の径方向においてバルブステム３２に接するかまたはバルブステム３２よりも外方に位置する吸気案内面２１が形成されている。【選択図】  図１
2016008598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒に向けて開口する吸気口と、
前記吸気口に繋がる吸気ポートと、
前記吸気口を閉塞しうるバルブヘッドおよび該バルブヘッドを支持するバルブステムを有する吸気バルブと、
を備える内燃機関用吸気機構であって、
前記吸気ポートには、前記バルブステムが延びる方向視において、吸入中心線を挟んで前記気筒の中心側部分に、吸入方向下流側端の延長線が、前記気筒の径方向において前記バルブステムに接するかまたは前記バルブステムよりも外方に位置する吸気案内面が形成されていることを特徴とする、内燃機関用吸気機構。
【請求項２】
前記吸気ポートには、前記吸気案内面の前記吸入方向下流側端に繋がっており、且つ前記吸気口に近づくほど前記バルブステムが延びる方向視において前記吸気口の外縁と一致する形状とされた吸気剥離促進面が形成されている、請求項１に記載の内燃機関用吸気機構。
【請求項３】
前記吸気案内面は、前記吸気口から離間するほど前記バルブステムに接近する、請求項１または２に記載の内燃機関用吸気機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばディーゼルエンジン用いられる内燃機関用吸気機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のうち特にディーゼルエンジンにおいては、燃焼効率を改善することを目的として、気筒内に吸入される吸気にスワールを生じさせることが指向されている。特許文献１には、吸気口を気筒の径方向外方に位置させるとともに、吸気ポートの流入方向を気筒の周方向により沿わせる構成が開示されている。特許文献２には、吸気ポートに螺旋状の凹部を形成することによりスワールを促進するヘリカルポート構成が開示されている。
【０００３】
しかしながら、吸気口の位置や吸気ポートの流入方向を変更するのみの構成では、スワールを十分に促進することは困難である。また、吸気ポートに螺旋状の凹部を形成することは製造工程を難化させるとともに、吸気機構の複雑化や通気抵抗の増大を招来してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３５１８００９号公報
【特許文献２】特開２０００−３０３８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、複雑化や通気抵抗の増大を回避しつつ吸気のスワールを促進することが可能な内燃機関用吸気機構を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される内燃機関用吸気機構は、気筒に向けて開口する吸気口と、前記吸気口に繋がる吸気ポートと、前記吸気口を閉塞しうるバルブヘッドおよび該バルブヘッドを支持するバルブステムを有する吸気バルブと、を備える内燃機関用吸気機構であって、前記吸気ポートには、前記バルブステムが延びる方向視において、吸入中心線を挟んで前記気筒の中心側部分に、吸入方向下流側端の延長線が、前記気筒の径方向において前記バルブステムに接するかまたは前記バルブステムよりも外方に位置する吸気案内面が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記吸気ポートには、前記吸気案内面の前記吸入方向下流側端に繋がっており、且つ前記吸気口に近づくほど前記バルブステムが延びる方向視において前記吸気口の外縁と一致する形状とされた吸気剥離促進面が形成されている。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記吸気案内面は、前記吸気口から離間するほど前記バルブステムに接近する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記吸気ポートを流れてきた吸気は、前記吸気案内面によって流動方向が規制される。これにより、前記吸気ポートから前記気筒内に吸入された吸気は、前記バルブステムの外側を通過する傾向が与えられる。これにより、前記気筒内においては、周方向に旋回する流れがより強化されることとなり、前記気筒内におけるスワールを促進することができる。また、前記吸気案内面を設けることは、前述した螺旋状の凹部を設ける構成などと比較して容易に形成可能であり、前記内燃機関用吸気機構の複雑化や通気抵抗の増大を回避することができる。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る内燃機関用吸気機構の一例を示す要部断面概念図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
図１〜図３は、本発明に係る内燃機関用吸気機構の一例を示している。本実施形態の内燃機関用吸気機構Ａは、吸気口１１、吸気ポート２および吸気バルブ３を備えており、気筒１内に吸気を供給する機構である。内燃機関用吸気機構Ａの用途は特に限定されないが、ディーゼルエンジンにおけるスワールの促進に適している。
【００１４】
吸気口１１は、気筒１に向けて開口している。図１は、吸気ポート２と気筒１および吸気口１１を含む一部のみを示している。気筒１は、通常、１つまたは複数の排気ポート（図示略）を有している。また、気筒１は、吸気口１１以外の他の吸気口（図示略）を有していてもよい。気筒１は、中心Ｏ１についての断面略円形状である。なお、図１は、気筒１の中心軸に直角な断面であり、且つ吸気口１１の近傍における断面を概念的に示している。
【００１５】
吸気口１１は、典型的には円形状である。吸気口１１の構成は特に限定されないが、本実施形態においては、図２および図３に示すようにバルブシート１２が設けられている。バルブシート１２は、吸気バルブ３と接触することにより、気筒１の気密性を高めるものである。
【００１６】
吸気ポート２は、吸気口１１に繋がっており、吸気を気筒１内に吸入する際の経路であり、典型的にはシリンダヘッドに設けられた孔である。吸気ポート２は、全体として概ね断面円形状である。吸入中心線ＣＬは、吸気ポート２の断面の中心を結んだ仮想線である。吸入中心線ＣＬの形状は特に限定されないが、本実施形態においては、吸気口１１から上方に向かうと、直ちに側方に向かって湾曲した形状とされている。
【００１７】
吸気バルブ３は、図示しない駆動機構によって吸気口１１を閉塞する状態と開放する状態とをとるものであり、バルブヘッド３１およびバルブステム３２を有している。バルブヘッド３１は、中心部分が肉厚とされた略円板形状であり、図２および図３において吸気バルブ３が上昇させられると、バルブシート１２に接することにより、吸気口１１を閉塞する。バルブステム３２は、バルブヘッド３１を支持しており、バルブヘッド３１よりも小径の棒状部材である。本実施形態においては、バルブステム３２は直状であり、吸気口１１に対して直角な方向（図２および図３における上下方向）に延びている。バルブステム３２は、吸気ポート２を構成するシリンダヘッドなどに設けられた貫通孔に挿通されている。
【００１８】
吸気ポート２には、吸気案内面２１および吸気剥離促進面２２が形成されている。吸気案内面２１は、図１に示すように、バルブステム３２が延びる方向視において、吸気ポート２の吸入中心線ＣＬを挟んで気筒１の中心Ｏ１側部分に設けられている。すなわち、図１はバルブステム３２が延びる方向からみた図であり、吸気ポート２の吸入中心線ＣＬは図中上下方向に延びている。この吸入中心線ＣＬを挟んで気筒１の中心Ｏ１は図中左方に位置しており、吸気案内面２１は、この中心Ｏ１側部分である吸気ポート２の図中左方部分に設けられている。なお、図２においては、理解の便宜上、吸気案内面２１に上下方向のハッチングを、吸気剥離促進面２２に水平方向のハッチングを、それぞれ付している。
【００１９】
吸気案内面２１は、吸気ポート２のうち吸気口１１から上流側に若干離間した部分において、図１によく表れているように吸気ポート２の内面に対して連続的に繋がっており、本実施形態においてはゆるやかな曲面をなす。吸気案内面２１のうち図１において吸気口１１と交わる部分には、吸入方向下流側端２１ａが設けられている。吸入方向下流側端２１ａは、本実施形態において吸気案内面２１と吸気剥離促進面２２との境界をなしている。
【００２０】
バルブステム３２が延びる方向視における吸気案内面２１の吸入方向下流側端２１ａでの延長線を、延長線ＥＬとする。延長線ＥＬは、気筒１の径方向においてバルブステム３２に接するか、またはバルブステム３２よりも外方に位置している。図１に示した例においては、延長線ＥＬがバルブステム３２に接している。さらに、本実施形態においては、延長線ＥＬは、気筒１の半径のうちバルブステム３２の中心Ｏ２を通る半径に対して直角に設定されている。これは、延長線ＥＬが、バルブステム３２のうち気筒１の径方向において最も外方に位置する部分に接していることを意味する。なお、延長線ＥＬがバルブステム３２に接しない構成であっても、中心Ｏ２を通る気筒１の半径に対して延長線ＥＬが直角であることが好ましい。ただし、延長線ＥＬの角度はこれに限定されるものではなく、種々に設定可能である。
【００２１】
吸気剥離促進面２２は、吸気案内面２１の吸入方向下流側端２１ａに繋がる曲面である。吸気剥離促進面２２は、吸気口１１に近づくほど、バルブステム３２の延びる方向視すなわち図１において、吸気口１１の外縁と一致する形状とされている。また、吸気剥離促進面２２は、吸入方向下流側端２１ａにおいて吸気案内面２１と鋭角をなしている。
【００２２】
図２および図３から理解されるように、吸気案内面２１および吸気剥離促進面２２を形成すべく、吸気ポート２には、吸気口１１から上方に向かう所定領域に凸部２３が設けられている。図３においては、理解の便宜上、凸部２３として設けられた部分に相対的に細かいハッチングを付している。凸部２３は、典型的な断面円形状の吸気ポート２の内方に若干突出する部分であり、たとえば、通常の吸気ポート２をおおまかに形成した後に肉盛りなどの手法によって突出する部位を設けることによって形成される。また、本実施形態においては、この肉盛り部分に対して吸気口１１を設けるための切削加工を施すことによって、吸気剥離促進面２２が形成されている。
【００２３】
図２に示すように、凸部２３によって構成された吸気案内面２１および吸気剥離促進面２２は、吸気口１１から図中上方の所定領域にそれぞれ設けられている。ここで、湾曲形状の吸入中心線ＣＬに沿って形成された断面円形状の吸気ポート２は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面が、図３に示す通りとなる。同図における吸気ポート２の内面は、吸気口１１から上方に向かうほどバルブステム３２に接近する曲面をなす。このため、凸部２３すなわち吸気案内面２１および吸気剥離促進面２２もまた、吸気口１１から上方に向かうほどバルブステム３２に接近する。
【００２４】
次に、内燃機関用吸気機構Ａの作用について説明する。
【００２５】
本実施形態によれば、図１に示すように、吸気ポート２を流れてきた吸気は、吸気案内面２１によって流動方向が規制される。吸気案内面２１の延長線ＥＬが気筒１の径方向においてバルブステム３２に接するか、あるいはバルブステム３２よりも外方に位置することにより、吸気ポート２から気筒１に吸入された吸気は、バルブステム３２の外側を通過する傾向が与えられる。これにより、気筒１においては、周方向に旋回する流れがより強化されることとなり、気筒１におけるスワールを促進することができる。また、吸気案内面２１を設けることは、前述した螺旋状の凹部を設ける構成などと比較して、容易に形成可能であり内燃機関用吸気機構Ａの複雑化および通気抵抗の増大を回避することができる。
【００２６】
特に、延長線ＥＬが気筒１の半径のうちバルブステム３２の中心Ｏ２を通る半径と直角であることにより、吸気案内面２１によって規制された吸気の流れを、バルブステム３２の外側にスムーズに案内するとともに、気筒１内の流動が意図せず乱されてしまうことを回避することができる。
【００２７】
吸気案内面２１の吸入方向下流側端２１ａに鋭角に繋がる吸気剥離促進面２２が設けられていることにより、吸気案内面２１によって規制された吸気は、吸入方向下流側端２１ａにおいて凸部２３から直ちに剥離し、上述したスワールを促進する流れを形成する。たとえば、吸気案内面２１に代えて、吸入方向下流側端２１ａにおいて吸気案内面２１と連続して繋がるような曲面が設けられていると、吸気案内面２１からこの曲面に沿って吸気が流動してしまう。このようなことでは、スワールの促進が阻害される。本実施形態においては、係る懸念を払拭することが可能である。
【００２８】
吸気案内面２１が吸気口１１から離間するほどバルブステム３２に接近する構成であることにより、吸気ポート２の上流側から流れてきた吸気を、バルブステム３２の近傍に位置する吸気案内面２１の上流側端から徐々にかつスムーズに、図１に示す方向へと案内することができる。
【００２９】
本発明に係る内燃機関用吸気機構は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る本発明に係る内燃機関用吸気機構の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ      内燃機関用吸気機構
１      気筒
１１      吸気口
１２      バルブシート
２      吸気ポート
２１      吸気案内面
２１ａ      吸入方向下流側端
２２      吸気剥離促進面
２３      凸部
３      吸気バルブ
３１      バルブヘッド
３２      バルブステム
ＥＬ      延長線
Ｏ１，Ｏ２      中心
ＣＬ      吸入中心線
【図１】
2016008598.tif 000003
【図２】
2016008598.tif 000004
【図３】
2016008598.tif 000005