(57)【要約】【課題】Ｓ／Ｖ比を低く抑えながら圧縮比を高めるとともに、吸入混合気が十分なタンブル流を形成して燃焼効率の向上を図ることができる内燃機関を供する。【解決手段】４弁方式の内燃機関において、燃焼室天井面(50)における隣合う一対の吸気弁口(51，51)の間の境界面(50B)が、吸気幅狭境界面(50Bq)を挟んで両側に吸気幅広境界面(50Bp，50Br)をなして形成され、吸気幅広境界面のうち燃焼室天井面の中央側の中央側吸気幅広境界面(50Bp)が滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側隆起部(50P)が形成される内燃機関。【選択図】図５
2017125471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド(12)のピストン頂面が対向する燃焼室天井面(50)に、吸気弁(31)が開閉する吸気弁口(61)と排気弁(32)が開閉する排気弁口(62)がそれぞれ２つずつ並んで形成された４弁方式の内燃機関において、
前記燃焼室天井面(50)における隣合う一対の前記吸気弁口(61，61)の間の吸気境界面(51)が、吸気幅狭境界面(51ｃ)を挟んで両側に吸気幅広境界面(51ａ，51ｂ)をなして形成され、
前記吸気幅広境界面(51ａ，51ｂ)のうち前記燃焼室天井面(50)の中央側の中央側吸気幅広境界面(51ａ)が滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側吸気境界隆起部(52)が形成されることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記吸気幅広境界面(51ａ，51ｂ)のうち前記燃焼室天井面(50)の周縁側の周縁側吸気幅広境界面(51ｂ)が滑らかな傾斜面をなして隆起して周縁側吸気境界隆起部(53)が形成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記中央側吸気境界隆起部(52)の傾斜面より前記周縁側吸気境界隆起部(53)の傾斜面の方が、傾斜角度が大きいことを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
【請求項４】
前記中央側吸気境界隆起部(52)と前記周縁側吸気境界隆起部(53)は、互いに近い側から遠い側に徐々に高く隆起することを特徴とする請求項２または請求項３記載の内燃機関。
【請求項５】
前記中央側吸気境界隆起部(52)は、最も高く隆起した部位から前記燃焼室天井面(50)の中央のシリンダ軸線付近に形成された点火プラグ孔(68)の隆起した環状開口縁部(58)に連続することを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
【請求項６】
前記排気弁口(62)の内径は、前記吸気弁口(61)の内径より小さく形成され、
前記燃焼室天井面(50)の中央の前記点火プラグ孔(68)は、前記吸気弁口(61)側に偏った位置に形成されることを特徴とする請求項５記載の内燃機関。
【請求項７】
前記燃焼室天井面(50)における隣合う一対の前記排気弁口(62，62)の間の排気境界面(55)が、排気幅狭境界面(55ｃ)を挟んで両側に排気幅広境界面(55ａ，55ｂ)をなして形成され、
前記排気幅広境界面(55ａ，55ｂ)のうち前記燃焼室天井面(50)の中央側の中央側排気幅広境界面(55ａ)と前記燃焼室天井面(50)の周縁側の周縁側排気幅広境界面(55ｂ)が、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部(56)と周縁側排気境界隆起部(57)が形成されることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか1項記載の内燃機関。
【請求項８】
前記排気弁口(52)の内径は、前記吸気弁口(61)の内径より小さく形成され、
前記中央側吸気境界隆起部(52)および前記周縁側吸気境界隆起部(53)の傾斜面より前記中央側排気境界隆起部(56)および前記周縁側排気境界隆起部(57)の傾斜面の方が、傾斜角が大きいことを特徴とする請求項７項記載の内燃機関。
【請求項９】
前記中央側排気境界隆起部(56)の傾斜面より前記周縁側排気境界隆起部(57)の傾斜面の方が、傾斜角度が大きいことを特徴とする請求項７または請求項８記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記中央側吸気境界隆起部(52)と前記周縁側吸気境界隆起部(53)との間の吸気幅狭境界面(51ｃ)の長さよりも前記中央側排気境界隆起部(56)と前記周縁側排気境界隆起部(57)の間の前記排気幅狭境界面(55ｃ)の長さの方が、小さいことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記燃焼室天井面(50)の周縁近傍にスキッシュ面(50s)が形成され、
前記周縁側吸気境界隆起部(53)と前記周縁側排気境界隆起部(57)は、前記スキッシュ面(50s)に連続することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に１気筒につき吸気弁と排気弁を２本ずつ備える４弁方式４ストロークの内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
４弁方式の４ストローク内燃機関におけるシリンダヘッドのピストン頂面が対向する燃焼室天井面には、吸気弁が開閉する吸気弁口と排気弁が開閉する排気弁口が２つずつ並んで開口している。
シリンダヘッドにおける燃焼室に臨む吸気弁口と排気弁口からはそれぞれ吸気ポートと排気ポートが、互いに離れる方向に湾曲して延びている。
【０００３】
この吸気ポートが案内して燃焼室に流入する吸気のうちで、吸気弁口の口縁を排気弁口側の内側口縁とその反対側の外側口縁とに分けると、吸気弁口の排気弁口側の内側口縁側から吸入される吸気が、排気側に向け流入しながらシリンダボアの排気側を下降した後にピストン頂面に沿って流れを曲げて吸気側を上昇することで縦渦いわゆるタンブルを形成する。
【０００４】
シリンダヘッドの燃焼室天井面における隣合う２つの吸気弁口の間の境界面は、その幅が最小となる幅狭部から燃焼室天井面の中央側と周縁側の両側に行くに従って幅広となって中央側幅広面と周縁側幅広面を形成している。
燃焼室天井面は、一般にドーム状やペントハウス状に凹んだ曲面または平面であり、凹凸のない平坦な面をなし、燃焼室天井面における隣合う２つの吸気弁口の間の境界面も通常凹凸のない平坦な面である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
吸気弁口の内側口縁側から吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、２つの吸気弁口の間の境界面である中央側幅広部面寄りの吸気は、中央側幅広面が吸気ポートの吸気の流れに対して直角の幅広の平坦面をなしているので、この吸気ポートの開口の中央側幅広面で吸気の流れに剥離が生じて一部中央側幅広面側に巻き込むような逆流を起こし、効率良く吸入されず十分なタンブル流の形成が妨げられる。
【０００６】
そこで、シリンダヘッドの燃焼室天井面の隣合う２つの吸気弁口の間および２つの排気弁口の間に一連の隆起部を形成して、シリンダヘッドの燃焼室を隆起部により完全に２分割した例（特許文献２参照）がある。
吸気弁口の内側口縁側から吸入される吸気のうち、２つの吸気弁口の間の境界に寄った吸気は、この隆起部に案内されて剥離することなく燃焼室に入ることができる。
また、隆起部は大きく、シリンダヘッドの燃焼室の容量が小さくなるので、圧縮比を高くできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−０２５４２９号公報
【特許文献２】特開平０５−１７９９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示された内燃機関は、シリンダヘッドの燃焼室が隆起部により２分割されており、一方の燃焼室に吸入された吸気はタンブルを形成し、他方の燃焼室に吸気ポートから吸入された吸気はスワールを形成するようにしている。
したがって、他方の燃焼室に吸入される吸気はタンブル流を形成しないので、十分なタンブル流を形成することが難しい。
【０００９】
また、特許文献２のように、シリンダヘッドの燃焼室を２つに仕切るほどに隆起部が大きくなると、Ｓ／Ｖ比が大きくなり熱効率が低下するとともに、隆起部により燃焼室が仕切られることにより燃焼室内の中央の点火プラグ辺りの混合気の乱流の発生が阻害され、混合気の着火および燃焼の促進が妨げられる。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、Ｓ／Ｖ比を低く抑えながら圧縮比を高めるとともに、吸入混合気が十分なタンブル流を形成して燃焼効率の向上を図ることができる内燃機関を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、
シリンダヘッドのピストン頂面が対向する燃焼室天井面に、吸気弁が開閉する吸気弁口と排気弁が開閉する排気弁口がそれぞれ２つずつ並んで形成された４弁方式の内燃機関において、
前記燃焼室天井面における隣合う一対の前記吸気弁口の間の吸気境界面が、吸気幅狭境界面を挟んで両側に吸気幅広境界面をなして形成され、
前記吸気幅広境界面のうち前記燃焼室天井面の中央側の中央側吸気幅広境界面が滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側吸気境界隆起部が形成されることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、燃焼室天井面における隣合う２つの吸気弁口の間の境界面が、吸気幅狭境界面を挟んで両側に吸気幅広境界面をなして形成され、両側の吸気幅広境界面のうち燃焼室天井面の中央側の中央側吸気幅広境界面が隆起して中央側吸気境界隆起部が形成されるので、吸気弁口の内側口縁（排気弁口側の口縁）側から燃焼室に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、２つの吸気弁口の間の境界面（中央側吸気幅広境界面）寄りの吸気は、隆起した中央側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室に流入し、十分なタンブル流を形成して燃焼効率を向上させることができる。
【００１３】
２つの吸気弁口の間の境界面のうち隣合う２つの吸気弁口が特に接近した吸気幅狭境界面は、隆起せず平坦な面をなすが、幅が狭いので、吸気弁口の吸気幅狭境界面寄りを燃焼室に吸入される吸気は、剥離を生じることなく、隣の吸気弁口から吸入される吸気と合流し混合して効率良く充填される。
また、吸気幅狭境界面は隆起させず中央側吸気幅広境界面を隆起して中央側吸気境界隆起部を形成するが、吸気幅狭境界面は隆起させないで、燃焼室内に大き過ぎない適度な大きさの吸気境界隆起部を設けることで、Ｓ／Ｖ比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
【００１４】
前記構成において、
前記吸気幅広境界面(51ａ，51ｂ)のうち前記燃焼室天井面の周縁側の周縁側吸気幅広境界面が滑らかな傾斜面をなして隆起して周縁側吸気境界隆起部が形成されるようにしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、燃焼室天井面の周縁側の周縁側吸気幅広境界面が隆起して周縁側吸気境界隆起部が形成されるので、吸気弁口の内側口縁と反対側の外側口縁側から吸入される吸気のうち、２つの吸気弁口の間の境界面（周縁側吸気幅広境界面）寄りの吸気は、周縁側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室に流入し、効率良く充填される。
【００１６】
前記構成において、
前記中央側吸気境界隆起部の傾斜面より前記周縁側吸気境界隆起部の傾斜面の方が、傾斜角度が大きいようにしてもよい。
【００１７】
中央側吸気境界隆起部に沿って吸入された混合気は、中央側吸気境界隆起部の傾斜面の傾斜角度が小さいので、排気側に向けて流れ易く、よりタンブルを形成し易い。
周縁側吸気境界隆起部に沿って吸入された混合気は、周縁側吸気境界隆起部の傾斜面の傾斜角度が大きいので、燃焼室への充填がより促される。
【００１８】
前記構成において、
前記中央側吸気境界隆起部と前記周縁側吸気境界隆起部は、互いに近い側から遠い側に徐々に高く隆起するようにしてもよい。
【００１９】
この構成によれば、中央側吸気境界隆起部と周縁側吸気境界隆起部は、互いに近い側から遠い側に徐々に高く隆起するので、中央側吸気境界隆起部と周縁側吸気境界隆起部の傾斜する裾部分で、吸気の流れに乱れを生じさせずに滑らかに吸気を燃焼室に効率良く充填させることができる。
【００２０】
前記構成において、
前記中央側吸気境界隆起部は、最も高く隆起した部位から前記燃焼室天井面の中央のシリンダ軸線付近に形成された点火プラグ孔の隆起した環状開口縁部に連続するようにしてもよい。
【００２１】
この構成によれば、中央側吸気境界隆起部が最も高く隆起した部位から燃焼室天井面の中央の点火プラグ孔の隆起した環状開口縁部に連続するので、中央側吸気境界隆起部に沿って燃焼室に流入する吸気は、中央側吸気境界隆起部の頂点に位置する点火プラグの電極に殆ど影響を受けることなく、よって乱流を生じることなく円滑に燃焼室に流入する。
【００２２】
前記構成において、
前記排気弁口の内径は、前記吸気弁口の内径より小さく形成され、
前記燃焼室天井面の中央の前記点火プラグ孔は、前記吸気弁口側に偏った位置に形成されるようにしてもよい。
【００２３】
この構成によれば、点火プラグ孔を吸気弁口側に偏った位置に形成したので、吸気弁口より小さい内径の乱流が発生し易い排気弁口付近において、点火プラグが排気の流れの抵抗になって乱流を生じさせるようなことを避け、排気効率を良くすることができる。
【００２４】
前記構成において、
前記燃焼室天井面における隣合う一対の前記排気弁口の間の排気境界面が、排気幅狭境界面を挟んで両側に排気幅広境界面をなして形成され、
前記排気幅広境界面のうち前記燃焼室天井面の中央側の中央側排気幅広境界面と前記燃焼室天井面の周縁側の周縁側排気幅広境界面が、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部が形成されるようにしてもよい。
【００２５】
この構成によれば、排気境界面の幅広の中央側排気幅広境界面と周縁側排気幅広境界面が、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部が形成されるので、燃焼室から一対の排気弁口に排出される排気は、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部により両側の排気弁口に滑らかに分流してそれぞれの傾斜面に沿って整流されて抵抗なく排出され、また、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部との間の排気幅狭境界面は、隆起してなくとも幅が狭いので、排気抵抗が小さい。
したがって、排気抵抗の低減を図って排気効率の向上を図ることができるとともに、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部を、燃焼室内に大き過ぎない適度な大きさとして、Ｓ／Ｖ比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
【００２６】
前記構成において、
前記排気弁口の内径は、前記吸気弁口の内径より小さく形成され、
前記中央側吸気境界隆起部および前記周縁側吸気境界隆起部の傾斜面より前記中央側排気境界隆起部および前記周縁側排気境界隆起部の傾斜面の方が、傾斜角が大きいようにしてもよい。
【００２７】
この構成によれば、吸気弁口より内径が小さい排気弁口の付近は、乱流が発生し易いので、中央側排気境界隆起部および周縁側排気境界隆起部の排気側の隆起部の傾斜面の傾斜角をより大きくすることで、より整流を促して排気効率を高めることができる。
【００２８】
前記構成において、
前記中央側排気境界隆起部の傾斜面より前記周縁側排気境界隆起部の傾斜面の方が、傾斜角度が大きいようにしてもよい。
【００２９】
前記構成によれば、周縁側排気境界隆起部のより大きい傾斜角度の傾斜面により、燃焼室周縁辺りの滞留しやすい排気の排出を促して滞留を抑制して排気効率を高めることができる。
【００３０】
前記構成において、前記中央側吸気境界隆起部と前記周縁側吸気境界隆起部との間の吸気幅狭境界面の長さよりも前記中央側排気境界隆起部と前記周縁側排気境界隆起部の間の前記排気幅狭境界面の長さの方が、小さいようにしてもよい。
【００３１】
前記構成によれば、排気幅狭境界面の長さを比較的小さくすることで、中央側排気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部による排気の整流をより促し、吸気幅狭境界面の長さを比較的大きくすることで、吸気弁口の吸気幅狭境界面寄りを燃焼室に吸入される吸気が隣の吸気弁口から吸入される吸気と合流して混合されることが一層促される。
【００３２】
前記構成において、
前記燃焼室天井面の周縁近傍にスキッシュ面が形成され、
前記周縁側吸気境界隆起部と前記周縁側排気境界隆起部は、前記スキッシュ面(50s)に連続するようにしてもよい。
【００３３】
前記構成によれば、周縁側吸気境界隆起部と周縁側排気境界隆起部は、スキッシュ面に連続するので、圧縮行程の最後の段階でピストンが上死点に近づいたときにスキッシュエリアに挟まれた燃焼室の周縁部の混合気が燃焼室中央の点火プラグの電極に向けて吹き出すのを周縁側吸気境界隆起部および周縁側排気境界隆起部が妨げることはない。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、吸気幅狭境界面の両側の吸気幅広境界面のうち燃焼室天井面の中央側の中央側吸気幅広境界面が隆起して中央側吸気境界隆起部が形成されるので、吸気弁口の内側口縁側から燃焼室に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、２つの吸気弁口の間の境界面（中央側吸気幅広境界面）寄りの吸気は、隆起した中央側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室に流入し、十分なタンブル流を形成して燃焼効率を向上させることができる。
【００３５】
吸気幅狭境界面は、隆起せず平坦な面をなすが、幅が狭いので、吸気弁口の吸気幅狭境界面寄りを燃焼室に吸入される吸気は、剥離を生じることなく、隣の吸気弁口から吸入される吸気と合流して効率良く充填される。
吸気幅狭境界面は隆起させずに燃焼室に大き過ぎない中央側吸気境界隆起部を設けることで、Ｓ／Ｖ比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドを備えた内燃機関の左側面断面図である。
【図２】同シリンダヘッドのシリンダブロックとの合わせ面（底面）側から視た底面図である。
【図３】同シリンダヘッドの断面図（図２，図４のIII-III線断面図）である。
【図４】同シリンダヘッドの図２より拡大した底面図である。
【図５】同シリンダヘッドを底面側から斜めに視た斜視図である。
【図６】吸気ポートと燃焼室を示す平面図である。
【図７】吸気ポートと燃焼室の内部の様子を示す図６のVII-VII線断面である。
【図８】吸気ポートと燃焼室とシリンダボアを示す側面図である。
【図９】吸気ポートと燃焼室とシリンダボアの内部の様子を示す図８のIX-IX線断面図である。
【図１０】燃焼室の内部の様子を示す図８のX-X線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１０に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係る自動二輪車等の小型車両に搭載される内燃機関の左側面断面図であり、車両に搭載された状態の姿勢で示されている。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る車両の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を示すものとする。
【００３８】
本実施形態に係る内燃機関１は、そのクランク軸２を、搭載される車両である図示しない自動二輪車の車幅方向、すなわち左右方向に指向させて自動二輪車に搭載された、水冷直列４気筒の４弁方式４ストローク内燃機関である。
【００３９】
図１に示されるように、クランク軸２を車幅方向に配置して軸支するクランクケース10は、クランク軸２を中心に分割面10ａで上下に分割される上下割りに構成されている。
上側クランクケース10Ａの前方上部には、シリンダブロック11が、４つのシリンダボア11ａ（図１には左側のシリンダボア11ａのみ示される）のシリンダ軸線Ｌｃを前傾させて一体に形成され、シリンダブロック11には、シリンダヘッド12が重ね合わされて締結され、シリンダヘッド12の上にはシリンダヘッドカバー13が被せられている。
一方、下側クランクケース10Ｂの下にはオイルパン14が取り付けられる。また、下側クランクケース10Ｂの前部にはオイルフィルタ15が設けてある。
【００４０】
本実施形態の内燃機関１は、そのクランクケース10内に変速機３が組み込まれており、いわゆるパワーユニットを構成している。
クランクケース10は、クランク軸２より後方に延在して、クランク軸２のほか、クランク軸２より後方のクランクケース10内に配設される変速機３のメイン軸21、カウンタ軸22等を、クランク軸２と平行に車幅方向に配向して回転自在に軸支している。
カウンタ軸22はクランク軸２と同様に上側クランクケース10Ａと下側クランクケース10Ｂとの分割面10ａに保持され、メイン軸21は上側クランクケース10Ａに保持されている。
【００４１】
変速機３は、常時噛合い式のギヤ変速機であり、メイン軸21とカウンタ軸22にそれぞれ装着される変速ギヤ群が、互いに対となるギヤ同士を噛合しており、変速操作機構によってギヤ切換えがなされて、変速が行われる。
【００４２】
クランク軸２の回転は、図示しないクラッチを介して、メイン軸21に伝達され、変速機３の変速ギヤ群のギヤ切換えによってカウンタ軸22が変速されて回転駆動される。
カウンタ軸22は、クランクケース10の左方に貫通して外部に突出して、内燃機関１の最終の出力軸となっており、突出部位に図示しない出力スプロケットがスプライン嵌合されている。
以下、図示されないが、出力スプロケットに巻き掛けられる駆動チェーンが、後輪側の被動スプロケットに架渡されて後輪に回転動力が伝達される。
【００４３】
図１に示されるように、シリンダボア11ａの中を摺動するピストン25は、クランク軸２のクランクピン２ｐとコンロッド26を介して連結されてクランク機構が構成されている。
シリンダヘッド12には、シリンダボア11ａの中を摺動するピストン25の頂面が対向する面がドーム状に凹んで燃焼室天井面50を形成して、燃焼室天井面50の内側に燃焼室４が形成されている。  
【００４４】
本内燃機関１は、１気筒につき吸気弁31と排気弁32を２本ずつ備える４弁方式の内燃機関であり、シリンダヘッド12をシリンダブロック11との合わせ面12ａ側から視た底面図である図２を参照して、シリンダヘッド12のピストン頂面が対向する燃焼室天井面50には、吸気弁31が開閉する吸気弁口61と排気弁32が開閉する排気弁口62が２つずつ並んで開口している（図２，図４，図５参照）。
【００４５】
燃焼室天井面50はドーム状に凹んだ曲面をなし、その燃焼室天井面50のほぼ後半面に吸気弁口61が左右に並んで開口し、燃焼室天井面12ｂのほぼ前半面に排気弁口62が左右に並んで開口している。
排気弁口62の内径は、吸気弁口61の内径より小さい。
【００４６】
シリンダヘッド12には、吸気弁口61から後方に湾曲して吸気ポート33が延出し、排気弁口62から前方に湾曲して排気ポート34が延出している（図１参照）。
図２を参照して、左右に並んだ吸気弁口61，61からそれぞれ後方に延出した吸気ポート33，33は、上流側で集合吸気ポート33ａに集合しており、集合吸気ポート33ａには図示しないスロットルボディが接続される。
また、左右に並んだ排気弁口62，62からそれぞれ前方に延出した排気ポート34ａ，34ａは、下流側で集合排気ポート34ａに集合しており、集合排気ポート34ａには排気管16が接続される。
【００４７】
シリンダヘッド12における各燃焼室４の燃焼室天井面50には、中央部のシリンダ軸線Ｌｃ付近に点火プラグ28が螺合される点火プラグ孔68が設けられており、点火プラグ孔68の周りに吸気弁口61，61と排気弁口62，62が大きく開口している（図２参照）。
点火プラグ孔68は、排気弁口62，62よりも吸気弁口61，61側に偏った位置に形成されている（図２，図４参照）。
燃焼室天井面50の中央部の点火プラグ孔68に螺合された点火プラグ28は、先端の電極部28ａを燃焼室４に臨ませている（図３参照）。
【００４８】
吸気弁31は、弁軸部31ｓが吸気ポート33の上壁に嵌着されたバルブガイド35に摺動自在に支持され、弁軸部31ｓの先端の傘部31ｕが吸気弁口61を開閉する。
排気弁32も、同様で弁軸部32ｓが排気ポート34の上壁に嵌着されたバルブガイド35に摺動自在に支持され、弁軸部32ｓの先端の傘部32ｕが排気弁口62を開閉する。
【００４９】
吸気弁口61の吸気口縁61Ｅが、吸気弁31の傘部31ｕのバルブフェイスが当接するバルブシートである。
同様に、排気弁口62の排気口縁62Ｅが、排気弁32の傘部32ｕのバルブフェイスが当接するバルブシートである。
【００５０】
吸気弁31と排気弁32を駆動する動弁機構は、公知のＤＯＨＣ型のものなので詳説しないが、互いに平行な吸気カム軸41と排気カム軸42が回転することにより、吸気カム軸41に設けられた吸気カム43と排気カム軸42に設けられた排気カム44が、吸気弁31と排気弁32のそれぞれ上端部に被せられたバルブリフタ４5，45を押して、吸気弁31および排気弁32をクランク軸２の回転位置に応じて所定のタイミングで往復動して吸気弁口61と排気弁口62を開閉する。
【００５１】
シリンダヘッド12における各燃焼室４のドーム状に凹んだ燃焼室天井面50は、周縁部の前後左右に部分的に平面に近いテーパ面をなすスキッシュ面50ｓ（図４，図５で薄い散点模様部分）が形成され、このスキッシュ面50ｓの内側の吸気弁口61，61および排気弁口62，62を除く燃焼室天井面50は、大体滑らかな凹曲面50ｄ（図４，図５で中濃の散点模様部分）をなしている。
【００５２】
図４および図５を参照して、燃焼室天井面50における隣合う２つの吸気弁口61，61の間の境界面51は、隣合う２つの吸気弁口61，61が特に接近した幅の狭い吸気幅狭境界面51ｃと、同吸気幅狭境界面51ｃを挟んで両側の幅の広がった吸気幅広境界面51ａ，51ｂとからなる。
吸気幅広境界面51ａ，51ｂのうち燃焼室天井面50の中央の点火プラグ孔68側が中央側吸気幅広境界面51ａ（図４，図５で濃い散点模様部分）であり、燃焼室天井面50の周縁側が周縁側吸気幅広境界面51ｂ（図４，図５で濃い散点模様部分）である。
【００５３】
中央側吸気幅広境界面51ａは、左右の吸気弁口61，61に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して中央側吸気境界隆起部52が形成されている。
周縁側吸気幅広境界面51ｂも、左右の吸気弁口61，61に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して周縁側吸気境界隆起部53が形成されている。
【００５４】
また、図３に示されるように、中央側吸気境界隆起部52と周縁側吸気境界隆起部53は、互いに近い側から遠い側に徐々に高くなるように傾斜して隆起している。
中央側吸気境界隆起部52の傾斜面より周縁側吸気境界隆起部53の傾斜面の方が、傾斜角度が大きい。
【００５５】
中央側吸気境界隆起部52は、最も高く隆起した部位から燃焼室天井面50の中央付近の若干吸気弁口61，61寄りに偏った位置の点火プラグ孔68の隆起した環状開口縁部58に連続している。
周縁側吸気境界隆起部53は、燃焼室天井面50の周縁のスキッシュ面50ｓに連続している。
【００５６】
一方で、燃焼室天井面50における隣合う２つの排気弁口62，62の間の境界面55も、ほぼ同様で、図４および図５を参照して、隣合う２つの排気弁口62，62が特に接近した幅の狭い排気幅狭境界面55ｃと、同排気幅狭境界面55ｃを挟んで両側の幅の広がった排気幅広境界面55ａ，55ｂとからなる。
排気幅広境界面55ａ，55ｂのうち燃焼室天井面50の中央付近の点火プラグ孔68側が中央側排気幅広境界面55ａ（図４，図５で濃い散点模様部分）であり、燃焼室天井面50の周縁側が周縁側排気幅広境界面55ｂ（図４，図５で濃い散点模様部分）である。
【００５７】
中央側排気幅広境界面55ａは、左右の排気弁口62，62に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して中央側排気境界隆起部56が形成されている。
また、周縁側排気幅広境界面55ｂも、左右の吸気弁口61，61に向けて左右に滑らかな傾斜面をなして先細に隆起して周縁側排気境界隆起部57が形成されている。
【００５８】
図３に示されるように、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57は、互いに近い側から遠い側に徐々に高くなるように傾斜して隆起している。
中央側排気境界隆起部56の傾斜面より周縁側排気境界隆起部57の傾斜面の方が、傾斜角度が大きい。
【００５９】
中央側排気境界隆起部56は、最も高く隆起した部位から燃焼室天井面50の略中央の点火プラグ孔68の隆起した環状開口縁部58に連続している。
周縁側排気境界隆起部57は、燃焼室天井面50の周縁のスキッシュ面50ｓに連続している。
【００６０】
中央側排気境界隆起部56および周縁側排気境界隆起部57の傾斜面は、前記した中央側吸気境界隆起部52および周縁側吸気境界隆起部53の傾斜面よりも傾斜角度が大きい。
また、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57の間の幅狭の排気幅狭境界面55ｃの長さは、中央側吸気境界隆起部52と周縁側吸気境界隆起部53の間の幅狭の吸気幅狭境界面51ｃの長さより小さい。
【００６１】
以上のようなシリンダヘッド12を備えた内燃機関１における吸気の流れについて、図５ないし図１０に基づいて考察してみる。
吸気ポート33の吸気弁口61から燃焼室４に吸入される吸気は、吸気弁口61の吸気口縁61Ｅから離れて移動した吸気弁31の傘部31ｕの上面に沿って放射方向に広がるように燃焼室４に流入する（図７参照）。
【００６２】
図７では、吸気の流れ方向を太線矢印で示し、吸気速度の分布を散点模様の濃度で示している。
吸気速度の高速部位を濃い散点模様で示し、中速部位を中濃の散点模様で示し、低速部位を薄い散点模様で示し、超低速部位は白抜きとなっている。
【００６３】
吸気弁口61の吸気口縁61Ｅを、排気弁口62側の内側吸気口縁61Eiとその反対側の外側吸気口縁61Eoとに分けると（図４参照）、図７を参照して、吸気ポート33から吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から吸入される吸気は、内側吸気口縁61Eiと吸気弁31の傘部31ｕとの間を大きく向きを変えずに燃焼室４に流入するのに対して、吸気弁口61の外側吸気口縁61Eoから吸入される吸気は、外側吸気口縁61Eoと吸気弁31の傘部31ｕとの間を大きく向きを変えて燃焼室４に流入する。
したがって、内側吸気口縁61Ei側から吸入される吸気の方が、外側吸気口縁61Eoから吸入される吸気よりも抵抗が少なく大量に流入される。
【００６４】
図７に示されるように、内側吸気口縁61Ei側から吸入される吸気は、内側吸気口縁61Eiに沿って燃焼室４に流入する場所が最も高速であり、この高速で燃焼室４に流入した吸気は排気弁32が閉じた排気弁口62側に向けて燃焼室４を流れ、燃焼室４の排気側周縁からシリンダボア11ａの排気側を下降し、次いで、ピストン頂面に沿って流れを曲げて吸気側に向かい、吸気側を上昇することで縦渦いわゆるタンブルを形成する。
【００６５】
この吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から燃焼室４に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、隣合う２つの吸気弁口61，61の間の境界面50Ｂである中央側幅広部面50Bp寄りの吸気は、図５に白抜き矢印で示すように、中央側幅広部面50Bpの隆起した中央側吸気境界隆起部50Ｐに沿って円滑に剥離を生じることなく燃焼室４に流入することができる。
【００６６】
吸気ポート33と燃焼室４とシリンダボアの内部の様子を示す図９（図８のIX-IX線断面図）および燃焼室の内部の様子を示す図１０（図８のX-X線断面図）は、図７と同様に、吸気速度の分布を散点模様の濃度で示している。
【００６７】
図９および図１０において、吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から燃焼室４に吸入される吸気のうちの中央側幅広部面50Bp寄りの吸気が中央側吸気境界隆起部50Ｐに沿って燃焼室４に流入したときの通る場所を、楕円状の黒枠Ｚで示している。
黒枠Ｚで示す場所は、濃い散点模様で示されて吸気速度が高速であり、中央側吸気境界隆起部50Ｐに沿って剥離を生じることなく吸気が円滑に燃焼室４に流入されていることを示している。
【００６８】
このように、吸気弁口61の内側吸気口縁61Ei側から燃焼室４に吸入されるタンブルを形成する吸気のうち、中央側幅広部面50Bp寄りの吸気が隆起した中央側吸気境界隆起部に沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室４に流入するので、十分なタンブル流を形成して燃焼効率を向上させることができる。
【００６９】
隣合う２つの吸気弁口61，61の間の境界面50Ｂのうち２つの吸気弁口61，61が特に接近した吸気幅狭境界面50Bqは、隆起せず平坦な面をなすが、幅が狭いので、吸気弁口61の吸気幅狭境界面50Bq寄りを燃焼室４に吸入される吸気は、剥離を生じる前に、隣の吸気弁口61から吸入される吸気と合流して効率良く充填される。
【００７０】
また、吸気幅狭境界面50Bqは隆起させず中央側吸気幅広境界面50Bpを隆起して中央側吸気境界隆起部50Ｐを形成するが、吸気幅狭境界面50Bqは隆起させないで、燃焼室４内に大き過ぎない適度な大きさの隆起部を設けることで、Ｓ／Ｖ比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
【００７１】
本シリンダヘッド12は、燃焼室天井面50における隣合う２つの吸気弁口61，61の間の境界面50Ｂのうち周縁側の周縁側吸気幅広境界面50Brも隆起して周縁側吸気境界隆起部50Ｒが形成されている。
吸気弁口61の内側吸気口縁61Eiと反対側の外側口縁側50Eoから吸入される吸気のうち、２つの吸気弁口の間の周縁側吸気幅広境界面50Br寄りの吸気は、図５に白抜き矢印で示されるように、周縁側吸気境界隆起部50Ｒに沿って剥離を生じることなく円滑に燃焼室４に流入し、効率良く充填される。
【００７２】
周縁側吸気境界隆起部53の傾斜面は、中央側吸気境界隆起部52の傾斜面より傾斜角度を大きくすることで、周縁側吸気幅広境界面50Br寄りの大きく向きを変えて燃焼室４に流入する吸気を比較的大きい傾斜角度の傾斜面に沿って燃焼室４に円滑に流入させることができ、燃焼室４への充填がより促される。
【００７３】
隣合う２つの吸気弁口61，61の間の境界面50Ｂに形成された中央側吸気境界隆起部50Ｐと周縁側吸気境界隆起部50Ｒとの間は、隆起しない平坦な吸気幅狭境界面50Bqとしているので、燃焼室４内に適度な大きさの隆起部を設けることができ、Ｓ／Ｖ比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
【００７４】
隣合う２つの吸気弁口61，61の間の境界面50Ｂに形成された中央側吸気境界隆起部50Ｐと周縁側吸気境界隆起部50Ｒは、図３に示されるように、互いに近い側から遠い側に徐々に高く隆起するので、中央側吸気境界隆起部50Ｐと周縁側吸気境界隆起部の傾斜する裾部分で、吸気の流れに乱れを生じさせずに滑らかに吸気を燃焼室４に効率良く充填させることができる。
【００７５】
図３に示されるように、中央側吸気境界隆起部50Ｐが最も高く隆起した部位から燃焼室天井面50の略中央の点火プラグ孔68に連続するので、中央側吸気境界隆起部50Ｐに沿って燃焼室４に流入する吸気は、中央側吸気境界隆起部50Ｐの頂点に位置する点火プラグ28の電極部28ａに殆ど影響を受けることなく、円滑に燃焼室４に流入する。
【００７６】
点火プラグ孔68を吸気弁口61，61側に偏った位置に形成したので、吸気弁口61より小さい内径の乱流が発生し易い排気弁口62付近において、点火プラグ28の電極部28ａが排気の流れの抵抗になって乱流を生じさせるようなことを避け、排気効率を良くすることができる。
【００７７】
２つの排気弁口62，62の間の排気境界面55の幅広の中央側排気幅広境界面55ａと周縁側排気幅広境界面55ｂが、それぞれ滑らかな傾斜面をなして隆起して中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57が形成されるので、燃焼室４から一対の排気弁口62，62に排出される排気は、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57により両側の排気弁口に滑らかに分流してそれぞれの傾斜面に沿って整流されて抵抗なく排出され、また、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57との間の排気幅狭境界面55ｃは、隆起してなくとも幅が狭いので、排気抵抗が小さい。
したがって、排気抵抗の低減を図って排気効率の向上を図ることができるとともに、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57を、燃焼室４内に大き過ぎない適度な大きさとして、Ｓ／Ｖ比を低く抑えて熱効率を向上させながら圧縮比を高めることができる。
【００７８】
吸気弁口61より内径が小さい排気弁口62の付近は、乱流が発生し易いので、中央側吸気境界隆起部52および周縁側吸気境界隆起部53の吸気側の隆起部の傾斜面より中央側排気境界隆起部56および周縁側排気境界隆起部57の排気側の隆起部の傾斜面の傾斜角をより大きくすることで、より一層整流を促して排気効率を高めることができる。
【００７９】
中央側排気境界隆起部56の傾斜面より周縁側排気境界隆起部57の傾斜面の方が、傾斜角度が大きく、周縁側排気境界隆起部57のより大きい傾斜角度の傾斜面により、燃焼室４の周縁辺りの滞留しやすい排気の排出を促して滞留を抑制して排気効率を高めることができる。
【００８０】
中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57の間の幅狭の排気幅狭境界面55ｃの長さは、中央側吸気境界隆起部52と周縁側吸気境界隆起部53の間の幅狭の吸気幅狭境界面51ｃの長さより小さいので、中央側排気境界隆起部56と周縁側排気境界隆起部57による排気の整流をより促すようにするとともに、吸気幅狭境界面51ｃの長さを比較的大きくすることで、吸気弁口61の吸気幅狭境界面51ｃ寄りを燃焼室４に吸入される吸気が隣の吸気弁口61から吸入される吸気と合流して混合されることが一層促される。
よって、排気効率と吸気効率をともに良好とすることができる。
【００８１】
また、図３に示されるように、周縁側吸気境界隆起部53および周縁側排気境界隆起部57は、スキッシュ面50ｓに連続するので、圧縮行程の最後の段階でピストン25が上死点に近づいたときにスキッシュエリアに挟まれた燃焼室４の周縁部の混合気が燃焼室中央の点火プラグ28の電極部28ａに向けて吹き出すのを周縁側吸気境界隆起部53および周縁側排気境界隆起部57が妨げることはなく、点火を的確に行うことができる。
【００８２】
以上、本発明に係る一実施の形態に係る内燃機関について説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。
【符号の説明】
【００８３】
１…内燃機関、２…クランク軸、３…変速機、４…燃焼室、10…クランクケース、11…シリンダブロック、11ａ…シリンダボア、12…シリンダヘッド、12ａ…結合面、13…シリンダヘッドカバー、14…オイルパン、15…オイルフィルタ、16…排気管、
20…、21…メイン軸、22…カウンタ軸、23…、24…コンロッド、25…ピストン、28…点火プラグ、
31…吸気弁、32…排気弁、33…吸気ポート、34…排気ポート、35…バルブガイド、
41…吸気カム軸、42…排気カム軸、43…吸気カム、44…排気カム、45…バルブリフタ、
50…燃焼室天井面、50ｄ…凹曲面、50ｓスキッシュ面、
51…吸気側境界面、51ａ…中央側吸気幅広境界面、51ｂ…周縁側吸気幅広境界面、51ｃ…吸気幅狭境界面、52…中央側吸気境界隆起部、53…周縁側吸気境界隆起部、
55…排気側境界面、55ａ…中央側排気幅広境界面、55ｂ…周縁側排気幅広境界面、55ｃ…排気幅狭境界面、56…中央側排気境界隆起部、57…周縁側排気境界隆起部、
58…環状開口縁部、
61…吸気弁口、61Ｅ…吸気口縁、62…排気弁口、68…点火プラグ孔。
【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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