(57)【要約】【課題】燃料の溜まりを抑制することが可能な構造の内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関１は、吸気ポート３２を構成するシリンダヘッド３０と、シリンダヘッド３０の凹部３１に嵌まり合って吸気ポート２１を構成するスリーブ部材２０とを備える。スリーブ部材２０は、先端部８５、外周面８２および内周面８１を有する筒状であり、スリーブ部材２０はシリンダヘッド３０よりも小さい熱伝導率を有し、スリーブ部材２０の先端部８５とシリンダヘッド３０との間には隙間２２が形成されており、スリーブ部材２０には外周面８２から内周面８１まで貫通する貫通孔２３が隙間２２よりも鉛直方向に高い位置に設けられており、外周面８２と凹部３１との間に溜まった燃料４５が貫通孔２３から内周面８１側へ排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートを構成するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの凹部に嵌まり合って吸気ポートを構成する断熱部材とを備え、
前記断熱部材は先端部、外周面および内周面を有する筒状であり、前記断熱部材は前記シリンダヘッドよりも小さい熱伝導率を有し、前記断熱部材の先端部と前記シリンダヘッドとの間には隙間が形成されており、前記断熱部材には外周面から内周面まで貫通する貫通孔が前記隙間よりも鉛直方向に高い位置に設けられており、前記外周面と前記凹部との間に溜まった燃料が前記貫通孔から内周面側へ排出される、内燃機関。
【請求項２】
前記貫通孔が前記外周面から前記内周面へ延びる方向は、前記断熱部材内を前記混合気が流れる方向と鋭角をなす、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記貫通孔が設けられる前記内周面の内径は、前記隙間が設けられる前記内周面の内径よりも小さい、請求項１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関に関し、より特定的には、吸気を取入れる吸気ポートを有する内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関は、たとえば特開２００５−２５６６７８号公報（特許文献１）および特開２００４−２０４７９６号公報（特許文献２）に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２５６６７８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０４７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、吸気ポートにライナーを設置し、ヘッドとライナー間に遮熱空気層を形成する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、吸気ポートに樹脂製の断熱材を挿入固定する技術が開示されている。
しかしながら、従来の技術では、断熱材を入れると一部分に燃料が溜まるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、燃料の溜まりを抑制することが可能な内燃機関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】
【０００６】
この発明に従った内燃機関は、吸気ポートを構成するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの凹部に嵌まり合って吸気ポートを構成する断熱部材とを備える。断熱部材は、先端部、外周面および内周面を有する筒状であり、断熱部材はシリンダヘッドよりも小さい熱伝導率を有し、断熱部材の先端部とシリンダヘッドとの間には隙間が形成されており、断熱部材には外周面から内周面まで貫通する貫通孔が隙間よりも鉛直方向に高い位置に設けられている。外周面と凹部との間に溜まった燃料が貫通孔から内周面側へ排出される。
【０００７】
このように構成された内燃機関では、断熱部材には、外周面から内周面まで貫通する貫通孔が隙間よりも鉛直方向に高い位置に設けられており、負圧の効果でこの孔から燃料を吸い出すことができる。その結果、燃料の溜まりを抑制することが可能な内燃機関を提供することができる。
【０００８】
好ましくは、貫通孔が外周面から内周面へ延びる方向は、断熱部材内を混合気が流れる方向と鋭角をなす。
【０００９】
好ましくは、貫通孔が設けられる内周面の内径は、隙間が設けられる内周面の内径よりも小さい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に従えば、燃料の溜まりを抑制することが可能な内燃機関を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った内燃機関の断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った内燃機関としてのエンジンは、シリンダブロック１００と、シリンダブロック１００上に設けられるシリンダヘッド３０とを有する。シリンダブロック１００のボア内にピストン１１０が挿入される。ピストン１１０の上部が燃焼室１１１に面している。シリンダブロック１００上にシリンダヘッド３０が設置されている。シリンダヘッド３０は吸気ポート３２と排気ポート２２１とを有し、吸気ポート３２は混合気または空気を燃焼室１１１へ導入するための経路であり、排気ポート２２１は排気ガスを燃焼室１１１から車外へ放出するための経路である。
【００１３】
内燃機関はガソリンエンジンだけでなく、ディーゼルエンジンであってもよい。また、各々のピストン１１０の配置に関しては、直列型、Ｖ型、水平対向型またはＷ型であってもよい。さらに、レシプロエンジンだけでなくロータリーエンジンであってもよい。また、ピストン１１０の数は１つまたは２つ以上の複数であってもよい。
【００１４】
シリンダヘッド３０には凹部３１が設けられる。この凹部３１に断熱部材としてのスリーブ部材２０が嵌め合わせられる。スリーブ部材２０はシリンダヘッド３０を構成する材料よりも低い熱伝導率の材料が用いられる。たとえば、シリンダヘッド３０をアルミニウムで構成する場合に、スリーブ部材２０はセラミックまたは樹脂により構成される。スリーブ部材２０内に吸気ポート２１が設けられ、吸気ポート２１内に混合気または空気が流れる。
【００１５】
スリーブ部材２０は内周面８１、外周面８２および先端部８５を有する。外周面８２にフランジ部１２１が設けられ、フランジ部１２１では他の部分に比べて厚みが相対的に厚くなっており、この部分で強度を確保し、かつ凹部３１への嵌まり過ぎを防止している。スリーブ部材２０とシリンダヘッド３０の凹部３１との間には空気層４０が介在している。空気層４０が介在することでスリーブ部材２０とシリンダヘッド３０との間の熱の伝達を抑制することができる。
【００１６】
内周面８１の径は一定であるが、必ずしも一定に構成する必要はなく、内周面８１の内径が大きい部分があってもよく、または小さい部分があってもよい。フランジ部１２１はシール部材２８と当接しており、フランジ部１２１とシリンダヘッド３０との接触部から吸気が外へ漏れるのを防止する役割を果たしている。内周面８１を矢印８８で示す方向に流れる混合気の流れを制御するために、内周面８１にスワールコントロールバルブまたはタンブルコントロールバルブなどのバルブが設けられていてもよい。
【００１７】
なお、この実施の形態では、断熱部材としてのスリーブ部材２０の外周には冷却水が設けられていないが、冷却水または冷却用のオイルなどがスリーブ部材２０の外周面を流れていてもよい。
【００１８】
スリーブ部材２０の外周面８２のうち、フランジ部１２１と先端部８５との間は凹部３１に嵌め合わせられている。凹部３１には燃料４５が溜まっている。この燃料は、先端部８５と吸気ポート３２との間の隙間２２から燃料が浸入したものである。すなわち、内周面８１で取囲まれる吸気ポート２１を混合気は流れるが、混合気の一部は液化して内周面８１に付着する。付着した燃料は内周面８１を伝って隙間２２から凹部３１へ流れ込む。このようにして凹部３１と外周面８２との間には燃料４５が溜まる。この溜まった燃料は矢印８９で示す方向の気流に沿って再度内周面８１側の吸気ポート２１へ戻される。この矢印８９で示す方向の燃料の流れは吸気ポート２１内の負圧により構成される。
【００１９】
なお、矢印８９で示す方向に従って流れる燃料は液体のものだけでなく、気化したものも含む。貫通孔２３を経由して外周面８２から内周面８１側へ燃料を流れやすくするために、この実施の形態では、矢印８９で示す方向と矢印８８で示す方向とが鋭角をなすように構成している。このように構成することで、これらの角が直角または鈍角をなす場合に比べて外周面８２から内周面８１側への気流の発生を容易にし、吸気ポート２１外から吸気ポート２１内へＩ貫通孔２３を経由して燃料が戻りやすく構成している。
【００２０】
吸気ポート２１内には燃料を噴射するインジェクタ（図示せず）が設けられる。インジェクタの搭載位置としては特に制限はないが、好ましくは、貫通孔２３よりも上流側（フランジ部１２１側）へ燃料を噴射することが好ましい。
【００２１】
貫通孔２３へ向かって燃料を噴射すると、貫通孔２３から吸気ポート２１外へ燃料が流れるおそれがある。隙間２２から外部へ流れ出た燃料４５が再度吸気ポート２１へ貫通孔２３を経由して戻りやすくするためにスリーブ部材２０のうち鉛直方向下側に貫通孔２３を設けている。これにより、凹部３１に溜まった液体の燃料４５近辺に貫通孔２３を設けて燃料４５が吸気ポート２１へ戻りやすく構成している。
【００２２】
吸気ポート２１はいずれかの部分で分岐していてもよい。すなわち、１つの燃焼室１１１に２つの吸気バルブがある場合には、各々の吸気バルブに混合気を供給する必要がある。この場合、吸気ポート２１はどこかで枝分かれする必要があり、枝分かれした部分の下流側は混合気が二手に分かれて燃焼室１１１内へ導入される。このような場合であっても枝分かれした下流側または枝分かれの上流側のいずれにも貫通孔２３を形成することができる。
【００２３】
図２は、図１で示す断面に吸気バルブおよび排気バルブを記載した図である。図２で示すように、吸気バルブ６１および排気バルブ６２が吸気ポート３２および排気ポート２２１に設けられる。矢印８８で示す方向の流れの混合気は吸気バルブ６１へ向かって流れる。
【００２４】
断熱ポートとしてのスリーブ部材２０に貫通孔２３を設け、スリーブ部材２０と凹部３１との間に溜まった燃料４５を負圧の効果で吸い出す。シリンダヘッド３０に樹脂製のスリーブ部材２０を挿入すれば、その先端部８５とシリンダヘッド３０との間の隙間２２は必ず発生する。そこで、スリーブ部材２０に予め貫通孔２３を設け、吸気ポート２１の負圧効果で燃料４５を吸い出し、燃料の溜まり抑制する。断熱材料から構成されるスリーブ部材２０を挿入することで、吸気が熱を受けにくくなる。
【００２５】
しかしながら、製造上隙間２２が発生することが予想され、この隙間２２を経由して燃料４５が凹部３１に溜まるおそれがある。そこで、貫通孔２３を設けている。
【００２６】
すなわち、この発明に従った内燃機関１は、吸気ポート３２を構成するシリンダヘッド３０と、シリンダヘッド３０の凹部３１に嵌り合って吸気ポート２１を構成する断熱部材としてのスリーブ部材２０とを備える。
【００２７】
スリーブ部材２０は、先端部８５、外周面８２および内周面８１を有する筒状であり、スリーブ部材２０はシリンダヘッド３０よりも小さい熱伝導率を有し、スリーブ部材２０の先端部８５とシリンダヘッド３０との間には隙間２２が形成されており、スリーブ部材２０には外周面８２から内周面８１まで貫通する貫通孔２３が隙間２２よりも鉛直方向に高い位置に設けられており、外周面８２と凹部３１との間に溜まった燃料４５が貫通孔２３から内周面８１側へ排出される。
【００２８】
貫通孔２３が外周面８２から内周面８１へ延びる方向（矢印８９で示す方向）は、スリーブ部材２０内を混合気が流れる８８で示す方向と鋭角をなす。
【００２９】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に従った内燃機関の断面図である。図３を参照して、この発明の実施の形態２に従った内燃機関１では、スリーブ部材２０に、内周側に突出する突出部８７が設けられており、貫通孔２３近傍での内径Ｄ１は隙間２２近傍の内径Ｄ２よりも小さく構成されている。
【００３０】
混合気の流速は内径Ｄ１の部分において、内径Ｄ２の部分よりも速くなる。すなわち、貫通孔２３近傍で混合気の流速が速くなる。これにより、貫通孔２３を経由して燃料４５が吸気ポート２１側へ吸い出されやすくなる。この実施の形態では、貫通孔２３近傍で負圧を大きくすることで貫通孔２３を経由した燃料４５の吸い出しを促進している。
【００３１】
さらに、内径がＤ１の流速が速い部分にインジェクタから燃料を噴射すれば燃料の気化も促進される。
【００３２】
なお、この実施の形態では、スリーブ部材２０の内周面８１側を加工することで突出部８７を形成し、これにより径を絞っているが、これに限られず、内径を小さくしたい部分に内周面８１に何らかの部材を取付けてもよい。
【００３３】
このように構成された実施の形態２に従った内燃機関１では、貫通孔２３が設けられる内周面８１の内径Ｄ１は、隙間２２が設けられる内周面８１の内径Ｄ２よりも小さい。
【００３４】
このように構成された実施の形態２に従った内燃機関１でも、実施の形態１に従った内燃機関と同様の効果がある。
【００３５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１に従った内燃機関の断面図である。
【図２】図１で示す内燃機関にバブルを記載した図である。
【図３】この発明の実施の形態２に従った内燃機関の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  内燃機関、２０  スリーブ部材、２１，３２  吸気ポート、２２  隙間、２３  貫通孔、３０  シリンダヘッド、３１  凹部、４０  空気層、４５  燃料、８１  内周面、８２  外周面、８５  先端部、８７  突出部、８８，８９  矢印、１００  シリンダブロック、１１０  ピストン、１１１  燃焼室、２２１  排気ポート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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