(57)【要約】【課題】タンブル流により燃焼効率を向上できる安価な内燃機関を提供する。【解決手段】シリンダ軸線Ｃｃおよびバルブシート４１の軸線Ｂｃを含む断面において、吸気ポート４０のバルブシート４１との境界部分４０ａの軸線Ｐｃとシリンダ軸線Ｃｃとがなす角α１は、バルブシート４１の軸線Ｂｃとシリンダ軸線Ｃｃとがなす角α２よりも大きい。前記断面において、バルブシート４１の内壁のうちシリンダ軸線Ｃｃに近い方の部分である第１内壁部分３１と、吸気ポート４０の境界部分４０ａの内壁のうちシリンダ軸線Ｃｃに近い方の部分である第２内壁部分３２との間には、段差５１が形成されている。第１内壁部分３１は第２内壁部分３２よりも吸気ポート４０の径方向の外方に位置している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダが形成されたシリンダボディと、
前記シリンダボディに固定されたシリンダヘッドと、
前記シリンダに向けて開口する下流端部を有し、前記シリンダヘッドに形成された吸気ポートと、
前記吸気ポートの前記下流端部に圧入されたバルブシートと、を備え、
前記シリンダの軸線および前記バルブシートの軸線を含む断面において、前記吸気ポートの前記バルブシートとの境界部分の軸線と前記シリンダの軸線とがなす角は、前記バルブシートの軸線と前記シリンダの軸線とがなす角よりも大きく、
前記断面において、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第１内壁部分と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第２内壁部分との間には段差が形成され、前記第１内壁部分は前記第２内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置している、内燃機関。
【請求項２】
前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第１半部と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第２半部との間には段差が形成され、
前記第１半部は前記第２半部よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置している、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記バルブシートの内壁の全ての部分と前記吸気ポートの前記境界部分の内壁の全ての部分との間に段差が形成され、
前記バルブシートの内壁は、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置している、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記断面において、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第３内壁部分と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第４内壁部分との間には段差が形成され、前記第３内壁部分は前記第４内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置しており、
前記第１内壁部分と前記第２内壁部分との間の段差は、前記第３内壁部分と前記第４内壁部分との間の段差よりも大きい、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記バルブシートの軸線の方向から見て、前記吸気ポートの前記境界部分は楕円形状に形成されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の内燃機関。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の内燃機関を備えた車両。
【請求項７】
吸気ポートが形成されたシリンダヘッドの前記吸気ポートの下流端から、第１の軸線に沿ってスロートカッターを挿入し、前記スロートカッターにより前記吸気ポートの内壁を加工する工程と、
前記吸気ポートの下流端部に、シリンダの軸線および前記第１の軸線を含む断面における前記シリンダの軸線に対する角度が、前記断面における前記第１の軸線の前記シリンダの軸線に対する角度よりも小さい第２の軸線に沿って、バルブシートを圧入する工程と、を含み、
前記バルブシートを圧入する工程において、少なくとも前記断面における、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第１内壁部分と、前記吸気ポートの前記バルブシートとの境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第２内壁部分との間に、前記第１内壁部分の方が前記第２内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成する、内燃機関の製造方法。
【請求項８】
前記バルブシートを圧入する工程において、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第１半部と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第２半部との間に、前記第１半部の方が前記第２半部よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成する、請求項７に記載の内燃機関の製造方法。
【請求項９】
前記バルブシートを圧入する工程において、前記バルブシートの内壁の全ての部分と前記吸気ポートの前記境界部分の内壁の全ての部分との間に、前記バルブシートの内壁の方が前記吸気ポートの前記境界部分の内壁よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成する、請求項７に記載の内燃機関の製造方法。
【請求項１０】
前記バルブシートを圧入する工程において、前記断面における前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第３内壁部分と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第４内壁部分との間に、前記第３内壁部分の方が前記第４内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成し、
前記第１内壁部分と前記第２内壁部分との間の段差は、前記第３内壁部分と前記第４内壁部分との間の段差よりも大きい、請求項７に記載の内燃機関の製造方法。
【請求項１１】
前記スロートカッターにより前記吸気ポートの内壁を加工する工程において、前記吸気ポートに設けられる吸気バルブのバルブ傘径よりも４．５ｍｍ以上小さい直径を有するスロートカッターを用いる、請求項７〜１０のいずれか一つに記載の内燃機関の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブシートが設けられた吸気ポートを備えた内燃機関、それを備えた車両、および内燃機関の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示すように、内燃機関の吸気ポート１０１の下流端部には、吸気バルブ（図示せず）を受けるバルブシート１０２が設けられている。吸気ポート１０１は湾曲しているので、吸気ポート１０１の軸線は吸気ポート１０１の位置によって異なる。吸気ポート１０１のうちバルブシート１０２との境界部分１０１ａの軸線Ｌ１０１と、バルブシート１０２の軸線Ｌ１０２とが一致する場合、軸線Ｌ１０１の方向から見て、吸気ポート１０１の境界部分１０１ａおよびバルブシート１０２の輪郭は共に真円形状となる。そのため、内径を等しくすれば、吸気ポート１０１とバルブシート１０２との間に段差は生じない。軸線Ｌ１０１と軸線Ｌ１０２とが一致する場合、吸気ポート１０１にスロートカッター１０４を挿入して吸気ポート１０１の下流端部を加工した後、バルブシート１０２を圧入することができる。
【０００３】
一方、燃焼効率を向上させる吸気ポートとして、図１１に示すように、吸気ポート１０１の境界部分１０１ａの軸線Ｌ１０１がバルブシート１０２の軸線Ｌ１０２から傾いた吸気ポート、すなわち斜め吸気ポートが知られている。例えば、特許文献１には、そのような斜め吸気ポートを備えた内燃機関が開示されている。斜め吸気ポートによれば、燃焼室内に強いタンブル流を発生させることができ、そのタンブル流により燃焼効率を向上させることができる。
【０００４】
吸気ポート１０１の境界部分１０１ａの軸線Ｌ１０１がバルブシート１０２の軸線Ｌ１０２から傾いている場合、軸線Ｌ１０１の方向から見ると、吸気ポート１０１の境界部分１０１ａの輪郭は真円形状であるが、バルブシート１０２の輪郭は楕円形状となる。そこで、従来は、吸気ポート１０１とバルブシート１０２との間に段差が生じないよう、バルブシート１０２をシリンダヘッド１０３に圧入した後、バルブシート１０２および吸気ポート１０１にスロートカッター１０４を挿入し、バルブシート１０２および吸気ポート１０１を同時に加工していた。これにより、吸気ポート１０１とバルブシート１０２とが段差なく滑らかに連続する斜め吸気ポートを得ていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４６４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、バルブシート１０２には、吸気ポート１０１よりも硬度の高い材料が用いられる。上記従来の技術では、吸気ポート１０１だけでなくバルブシート１０２も加工しなければならないため、スロートカッター１０４が摩耗しやすい。このように、斜め吸気ポートを備えた従来の内燃機関では、スロートカッター１０４が摩耗しやすいため、スロートカッター１０４を頻繁に交換しなければならなかった。そのため、加工費が高いという課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、タンブル流により燃焼効率を向上できる安価な内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は鋭意研究の結果、バルブシートと吸気ポートの境界部分との間に段差があったとしても、バルブシートの内壁の方が吸気ポートの境界部分の内壁よりも吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差であれば、タンブル流を維持できるとの知見を得るに至った。そこで、敢えて上記段差を設けることにより、スロートカッターでバルブシートを加工しないこととした。本発明は上記知見に基づいて完成されたものである。
【０００９】
本発明に係る内燃機関は、シリンダが形成されたシリンダボディと、前記シリンダボディに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダに向けて開口する下流端部を有し、前記シリンダヘッドに形成された吸気ポートと、前記吸気ポートの前記下流端部に圧入されたバルブシートと、を備える。前記シリンダの軸線および前記バルブシートの軸線を含む断面において、前記吸気ポートの前記バルブシートとの境界部分の軸線と前記シリンダの軸線とがなす角は、前記バルブシートの軸線と前記シリンダの軸線とがなす角よりも大きい。前記断面において、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第１内壁部分と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第２内壁部分との間には段差が形成され、前記第１内壁部分は前記第２内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置している。
【００１０】
上記内燃機関によれば、スロートカッターで吸気ポートを加工した後、バルブシートを圧入することができる。そのため、スロートカッターで吸気ポートおよびバルブシートを共に加工する必要がないので、スロートカッターの摩耗を抑えることができる。よって、斜め吸気ポートを備えていながら、加工コストを抑えることができる。したがって、本発明によれば、タンブル流により燃焼効率を向上できる安価な内燃機関を実現することができる。
【００１１】
本発明の好ましい一態様によれば、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第１半部と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第２半部との間には段差が形成されている。前記第１半部は前記第２半部よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置している。
【００１２】
上記態様によれば、加工コストを更に抑えることができる。
【００１３】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記バルブシートの内壁の全ての部分と前記吸気ポートの前記境界部分の内壁の全ての部分との間に段差が形成されている。前記バルブシートの内壁は、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置している。
【００１４】
上記態様によれば、加工コストを更に抑えることができる。
【００１５】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記断面において、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第３内壁部分と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第４内壁部分との間には段差が形成されている。前記第３内壁部分は前記第４内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置している。前記第１内壁部分と前記第２内壁部分との間の段差は、前記第３内壁部分と前記第４内壁部分との間の段差よりも大きい。
【００１６】
吸気ポートは、下流側に行くほどシリンダの軸線に近づくような形状を有する。そのため、第１内壁部分と第２内壁部分との間の段差の方が、第３内壁部分と第４内壁部分との間の段差よりもタンブル流に与える影響が大きい。本願発明者は、鋭意研究の結果、下流側に行くほど吸気ポートの径方向の外方に向かうような段差であればタンブル流を維持できるが、下流側に行くほど吸気ポートの径方向の内方に向かうような段差では、タンブル流を良好に維持できないことに気が付いた。上記態様のように、第１内壁部分と第２内壁部分との間の段差が第３内壁部分と第４内壁部分との間の段差よりも大きくなるように設計することとすれば、加工時にスロートカッターの位置がシリンダの軸線から離れる方に多少ずれてしまった場合でも、第１内壁部分と第２内壁部分との間に、下流側に行くほど吸気ポートの径方向の外方に向かうような段差を確実に形成することができる。よって、加工誤差の許容範囲を広げることができ、加工コストを更に抑えることができる。
【００１７】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記バルブシートの軸線の方向から見て、前記吸気ポートの前記境界部分は楕円形状に形成されている。
【００１８】
上記態様によれば、真円形状の孔を加工するスロートカッターで吸気ポートを加工した後、バルブシートを圧入することができる。
【００１９】
本発明に係る車両は、前記内燃機関を備えたものである。
【００２０】
本発明に係る内燃機関の製造方法は、吸気ポートが形成されたシリンダヘッドの前記吸気ポートの下流端から、第１の軸線に沿ってスロートカッターを挿入し、前記スロートカッターにより前記吸気ポートの内壁を加工する工程と、前記吸気ポートの下流端部に、シリンダの軸線および前記第１の軸線を含む断面における前記シリンダの軸線に対する角度が、前記断面における前記第１の軸線の前記シリンダの軸線に対する角度よりも小さい第２の軸線に沿って、バルブシートを圧入する工程と、を含んでいる。前記バルブシートを圧入する工程において、少なくとも前記断面における、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第１内壁部分と、前記吸気ポートの前記バルブシートとの境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の部分である第２内壁部分との間に、前記第１内壁部分の方が前記第２内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成する。
【００２１】
本発明の好ましい一態様によれば、前記バルブシートを圧入する工程において、前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第１半部と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線に近い方の半分の部分である第２半部との間に、前記第１半部の方が前記第２半部よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成する。
【００２２】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記バルブシートを圧入する工程において、前記バルブシートの内壁の全ての部分と前記吸気ポートの前記境界部分の内壁の全ての部分との間に、前記バルブシートの内壁の方が前記吸気ポートの前記境界部分の内壁よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成する。
【００２３】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記バルブシートを圧入する工程において、前記断面における前記バルブシートの内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第３内壁部分と、前記吸気ポートの前記境界部分の内壁のうち前記シリンダの軸線から遠い方の部分である第４内壁部分との間に、前記第３内壁部分の方が前記第４内壁部分よりも前記吸気ポートの径方向の外方に位置するような段差を形成する。前記第１内壁部分と前記第２内壁部分との間の段差は、前記第３内壁部分と前記第４内壁部分との間の段差よりも大きい。
【００２４】
本発明の好ましい他の一態様によれば、前記スロートカッターにより前記吸気ポートの内壁を加工する工程において、前記吸気ポートに設けられる吸気バルブのバルブ傘径よりも４．５ｍｍ以上小さい直径を有するスロートカッターを用いる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、タンブル流により燃焼効率を向上できる安価な内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の一形態に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】前記自動二輪車に備えられた内燃機関の断面図である。
【図３】前記内燃機関のシリンダヘッドの断面図である。
【図４】前記シリンダヘッドの一部の拡大断面図である。
【図５】図４の一部を拡大した図である。
【図６】図４の他の一部を拡大した図である。
【図７】変形例に係る内燃機関の図６相当図である。
【図８】バルブシートの軸線の方向から見た吸気ポートの境界部分の輪郭およびバルブシートの境界部分の輪郭を模式的に示した図である。
【図９】前記内燃機関の燃焼室内に形成されるタンブル流の説明図である。
【図１０】吸気ポートの軸線とバルブシートの軸線とが一致する従来の内燃機関におけるシリンダヘッドの部分断面図である。
【図１１】斜め吸気ポートを備えた従来の内燃機関におけるシリンダヘッドの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る車両は、乗員が跨がって乗車する鞍乗型車両の一例である自動二輪車１である。ただし、本発明に係る車両は自動二輪車１に限定されず、乗員が跨がって乗車する三輪車、不整地走行車両（All Terrain Vehicle）、スノーモービル等の他の鞍乗型車両であってもよい。また、本発明に係る車両は、鞍乗型車両以外の車両であってもよい。
【００２８】
図１に示すように、自動二輪車１は、ヘッドパイプ１２を有する車体フレーム２と、車体フレーム２に支持されたパワーユニット３と、前輪２０と、後輪３０とを備えている。ヘッドパイプ１２には、ステアリングシャフト１３が回転可能に支持されている。ステアリングシャフト１３の上部にはハンドルバー１１が固定され、ステアリングシャフト１３の下部にはフロントフォーク１４が固定されている。前輪２０はフロントフォーク１４に取り付けられている。パワーユニット３の上方には燃料タンク１０が配置されている。燃料タンク１０の後方にはシート４が配置されている。パワーユニット３は、チェーン等の伝動部材（図示せず）を介して後輪３０に連結されている。
【００２９】
図２に示すように、パワーユニット３は内燃機関５を備えている。パワーユニット３は、内燃機関５の動力により後輪３０を駆動する。本実施形態では、内燃機関５は単一のシリンダ６を有する単気筒の内燃機関である。ただし、内燃機関５は、複数のシリンダを有する多気筒の内燃機関であってもよい。
【００３０】
内燃機関５は、クランクケース７と、クランクケース７に固定されたシリンダブロック８と、シリンダブロック８に固定されたシリンダヘッド９と、シリンダヘッド９に固定されたシリンダヘッドカバー１５とを備えている。シリンダブロック８の内部にシリンダ６が配置され、シリンダ６の内部にピストン１６が配置されている。なお、シリンダ６はシリンダブロック８と別体であってもよく、シリンダブロック８に一体的に形成されていてもよい。ピストン１６とシリンダ６とシリンダヘッド９とにより、燃焼室１７が区画されている。クランクケース７の内部には、クランク軸１８が配置されている。クランク軸１８とピストン１６とは、コンロッド１９により連結されている。
【００３１】
シリンダヘッド９には、吸気ポート４０と排気ポート５０とが形成されている。図示は省略するが、シリンダヘッド９には、燃焼室１７に臨む点火装置が設けられている。吸気ポート４０には吸気管２１が接続されている。排気ポート５０には排気管２２が接続されている。吸気ポート４０には吸気バルブ２３が配置されている。排気ポート５０には排気バルブ２４が配置されている。吸気バルブ２３は、バルブスプリング２５により、閉じる向きに（図２の上向き）に付勢されている。排気バルブ２４は、バルブスプリング２６により、閉じる向き（図２の上向き）に付勢されている。また、シリンダヘッド９およびシリンダヘッドカバー１５の内部には、吸気カム２７および排気カム２８が配置されている。吸気カム２７は吸気バルブ２３と接触しており、回転に伴って吸気バルブ２３に対して開く向き（図２の下向き）の力を与える。排気カム２８は排気バルブ２４と接触しており、回転に伴って排気バルブ２４に対して開く向き（図２の下向き）の力を与える。
【００３２】
図３は、シリンダヘッド９の断面図である。図３に示すように、吸気ポート４０は、吸気ポート４０の軸線（以下、ポート軸線という）Ｐｏとシリンダ６の軸線（以下、シリンダ軸線という）Ｃｃとのなす角αが、吸気ポート４０の下流側に行くほど小さくなるように湾曲している。なお、本明細書では特に断らない限り、ポート軸線とシリンダ軸線とのなす角とは、ポート軸線とシリンダ軸線とのなす角のうち１８０度未満の方の角を意味することとする。
【００３３】
吸気ポート４０の下流端部は、シリンダ６に向けて開口している。吸気ポート４０の下流端部には、シート座４０ｂが形成されている。シート座４０ｂには、バルブシート４１が嵌め込まれている。バルブシート４１は、吸気ポート４０（すなわち、シリンダヘッド９の一部）よりも硬度の高い材料により形成されている。例えば、バルブシート４１は焼結材により形成され、吸気ポート４０はアルミ材（ＡＣ４Ｂ）により形成されている。
【００３４】
図４は、図３の一部を拡大した拡大断面図である。図４に示すように、バルブシート４１は、吸気ポート４０のシート座４０ｂに圧入されている。バルブシート４１は吸気ポート４０の一部に圧入されているので、吸気ポート４０には、バルブシート４１との境界部分４０ａが生じている。境界部分４０ａは、吸気ポート４０の内壁のうち、バルブシート４１の内壁と隣り合っている部分である。境界部分４０ａは、吸気ポート４０の内部から見て、吸気ポート４０の内壁のうち視認できる最も下流側の部分である。
【００３５】
また、バルブシート４１には、吸気ポート４０との境界部分４１ａが生じている。境界部分４１ａは、バルブシート４１の内壁のうち、吸気ポート４０の内壁と隣り合っている部分である。バルブシート４１の境界部分４１ａは、吸気ポート４０の境界部分４０ａと隣り合っている。バルブシート４１の境界部分４１ａは、バルブシート４１のうち最も上流側の部分である。
【００３６】
図４に示すように、シリンダ軸線Ｃｃおよびバルブシート４１の軸線Ｂｃを含む断面において、吸気ポート４０の境界部分４０ａの軸線Ｐｃとシリンダ軸線Ｃｃとがなす角α１は、バルブシート４１の軸線Ｂｃとシリンダ軸線Ｃｃとがなす角α２よりも大きい。前記断面において、バルブシート４１の内壁のうちシリンダ軸線Ｃｃに近い方の部分を第１内壁部分３１と称し、吸気ポート４０の境界部分４０ａの内壁のうちシリンダ軸線Ｃｃに近い方の部分を第２内壁部分３２と称する。前記断面において、バルブシート４１の内壁のうちシリンダ軸線Ｃｃから遠い方の部分を第３内壁部分３３と称し、吸気ポート４０の境界部分４０ａの内壁のうちシリンダ軸線Ｃｃから遠い方の部分を第４内壁部分３４と称する。
【００３７】
図５に示すように、第１内壁部分３１と第２内壁部分３２との間には、段差５１が形成されている。第１内壁部分３１は第２内壁部分３２よりも吸気ポート４０の径方向の外方に位置している。言い換えると、バルブシート４１の軸線Ｂｃ（図４参照）と第１内壁部分３１との距離は、吸気ポート４０の境界部分４０ａの軸線Ｐｃと第２内壁部分３２との距離よりも大きい。図６に示すように、第３内壁部分３３と第４内壁部分３４との間には、段差５２が形成されている。第３内壁部分３３は第４内壁部分３４よりも吸気ポート４０の径方向の外方に位置している。言い換えると、バルブシート４１の軸線Ｂｃ（図４参照）と第３内壁部分３３との距離は、吸気ポート４０の境界部分４０ａの軸線Ｐｃと第４内壁部分３４との距離よりも大きい。吸気ポート４０の内径は、境界部分４０ａとバルブシート４１との間で不連続に変化している。吸気ポート４０の内径は、境界部分４０ａからバルブシート４１に至る間で不連続に増加している。
【００３８】
段差５１の寸法Ａ１は、例えば１ｍｍ以下が好ましく、０．４〜０．５ｍｍであってもよい。段差５２の寸法Ａ２も、例えば１ｍｍ以下が好ましい。本実施形態では、寸法Ａ１と寸法Ａ２とは等しい。ただし、図７に示すように、寸法Ａ２は寸法Ａ１よりも小さくてもよい。また、寸法Ａ２は寸法Ａ１よりも大きくてもよい。
【００３９】
図８は、バルブシート４１の軸線Ｂｃの方向から見た吸気ポート４０の境界部分４０ａの輪郭およびバルブシート４１の境界部分４１ａの輪郭を模式的に示す図である。図８に示すように、バルブシート４１の軸線Ｂｃの方向から見て、吸気ポート４０の境界部分４０ａは、真円形状ではなく、中心からの距離が一定でない楕円形状に形成されている。なお、図８では、吸気ポート４０の境界部分４０ａが楕円形状であることを誇張して図示しており、実際の寸法とは異なる。
【００４０】
図８に示すように、周方向の全域にわたって、バルブシート４１の境界部分４１ａの内壁は吸気ポート４０の境界部分４０ａの内壁よりも吸気ポート４０の径方向の外方に位置している。バルブシート４１の境界部分４１ａの内壁の全ての部分と、吸気ポート４０の境界部分４０ａの内壁の全ての部分との間に段差が形成されている。
【００４１】
以上が内燃機関５の構成である。本実施形態に係る内燃機関５では、吸気ポート４０の境界部分４０ａの軸線Ｐｃがバルブシート４１の軸線Ｂｃから傾いており、吸気ポート４０はいわゆる斜め吸気ポートである。図９に示すように、吸気ポート４０から燃焼室１７に向かって空気および燃料からなる混合気ＩＡが吸い込まれるが、混合気ＩＡは燃焼室１７においてタンブル流５５を形成する。本実施形態に係る内燃機関５では、このタンブル流５５により燃焼効率が向上する。
【００４２】
次に、吸気ポート４０の加工およびバルブシート４１の取り付けの方法について説明する。なお、この方法は、内燃機関５の製造工程の一部を構成する。
【００４３】
まず、吸気ポート４０およびシート座４０ｂが形成されたシリンダヘッド９を治具に固定し、吸気ポート４０の下流端部から内部に向けて、第１の軸線に沿ってスロートカッター４８を挿入する（図４参照）。そして、スロートカッター４８により吸気ポート４０の内壁を加工する。なお、第１の軸線は、吸気ポート４０の境界部分４０ａの軸線Ｐｃとなる。スロートカッター４８の寸法は特に限定されないが、例えば、吸気バルブ２３のバルブ傘径２３Ｄ（図３参照）よりも４．５ｍｍ以上小さい直径を有するスロートカッター４８を用いる。このような寸法を有するスロートカッター４８により、吸気ポート４０を良好に加工することができ、段差５１および５２を含む前述の段差を良好に形成することができる。
【００４４】
次に、吸気ポート４０からスロートカッター４８を引き抜く。そして、シート座４０ｂに対し、シリンダ軸線Ｃｃおよび第１の軸線を含む断面（図４の断面）におけるシリンダ軸線Ｃｃに対する角度α２が、前記断面における第１の軸線のシリンダ軸線Ｃｃに対する角度α１よりも小さい第２の軸線に沿って、バルブシート４１を圧入する。なお、第２の軸線は、バルブシート４１の軸線Ｂｃとなる。
【００４５】
上記のバルブシート４１を圧入した後、前記断面において、第１内壁部分３１と第２内壁部分３２との間に段差５１が形成され、第３内壁部分３３と第４内壁部分３４との間に段差５２が形成される。また、バルブシート４１の第１半部３１Ａと吸気ポート４０の境界部分４０ａの第２半部３２Ａとの間に、第１半部３１Ａの方が第２半部３２Ａよりも吸気ポート４０の径方向の外方に位置するような段差が形成される。バルブシート４１の内壁の全ての部分と吸気ポート４０の境界部分４０ａの内壁の全ての部分との間に、バルブシート４１の内壁の方が吸気ポート４０の境界部分４０ａの内壁よりも吸気ポート４０の径方向の外方に位置するような段差が形成される。
【００４６】
以上のようにして、吸気ポート４０を加工することができ、バルブシート４１を取り付けることができる。すなわち、バルブシート４１が設けられた斜め吸気ポート４０を製作することができる。上記方法では、吸気ポート４０よりも硬度の高い材料からなるバルブシート４１をスロートカッター４８により加工しない。そのため、吸気ポート４０およびバルブシート４１の両方をスロートカッター４８により加工する従来の方法に比べて、スロートカッター４８の摩耗を抑えることができる。したがって、複数の内燃機関５を製造する際に、スロートカッター４８を頻繁に交換する必要がなくなるので、加工費を低減することができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、スロートカッター４８で吸気ポート４０を加工した後、バルブシート４１を圧入することにより、バルブシート４１が設けられた斜め吸気ポート４０を製作することができる。スロートカッター４８により吸気ポート４０およびバルブシート４１を共に加工する必要がないので、スロートカッター４８の摩耗を抑えることができる。よって、強いタンブル流を生成し得る斜め吸気ポート４０を備えていながら、加工コストを抑えることができる。本実施形態によれば、タンブル流により燃焼効率を向上できる安価な内燃機関５を提供することができる。
【００４８】
図５および図７を参照しながら前述したように、第１内壁部分３１と第２内壁部分３２との間の段差５１の寸法Ａ１は、第３内壁部分３３と第４内壁部分３４との間の段差５２の寸法Ａ２よりも大きくてもよい。吸気ポート４０は、下流側に行くほどシリンダ軸線Ｃｃに近づくような形状を有する。そのため、段差５１の方が段差５２よりもタンブル流５５に与える影響が大きい。本願発明者は、鋭意研究の結果、下流側に行くほど吸気ポート４０の径方向の外方に向かうような段差であればタンブル流を維持できるが、下流側に行くほど吸気ポート４０の径方向の内方に向かうような段差では、タンブル流を良好に維持できないことに気が付いた。本実施形態のように、段差５１が段差５２よりも大きくなるように設計することとすれば、加工時にスロートカッター４８の位置がシリンダ軸線Ｃｃから離れる方に多少ずれてしまった場合でも、第１内壁部分３１と第２内壁部分３２との間に、下流側に行くほど吸気ポート４０の径方向の外方に向かうような段差５１を形成することができる。よって、予め段差５１の方が段差５２よりも大きくなるように設計することにより、加工誤差の許容範囲を広げることができ、加工コストを更に抑えることができる。
【００４９】
なお、前記実施形態は本発明の実施の一形態に過ぎず、本発明は他に種々の形態にて実施することができる。
【００５０】
内燃機関５における１つのシリンダ６に対する吸気ポート４０の数は１つでもよく、複数であってもよい。複数の吸気ポート４０の各々において、前記段差を設けることとしてもよい。
【００５１】
前記実施形態に係る内燃機関５は単一のシリンダを備えた単気筒の内燃機関であるが、本発明に係る内燃機関は複数のシリンダを備えた多気筒の内燃機関であってもよい。その場合、各シリンダに対する吸気ポートにおいて、前記実施形態の段差を形成してもよい。
【００５２】
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示されかつ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ／又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、実施形態がここに記載されている。ここに記載した実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ、改良及び／又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。
【符号の説明】
【００５３】
１          自動二輪車（車両）
５          内燃機関
６          シリンダ
８          シリンダボディ
９          シリンダヘッド
３１        第１内壁部分
３２        第２内壁部分
３３        第３内壁部分
３４        第４内壁部分
４０        吸気ポート
４０ａ      吸気ポートのバルブシートとの境界部分
４１        バルブシート
５１，５２  段差
Ｂｃ        バルブシートの軸線
Ｃｃ        シリンダの軸線
Ｐｃ        吸気ポートのバルブシートとの境界部分の軸線
【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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