JP2016176383A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯＨＣ式で３弁式の筒内噴射式内燃機関であっても、燃料噴射弁と点火プラグを効率よく配置でき、小型化が可能となる筒内噴射式内燃機関
【解決手段】シリンダヘッド34に燃焼室36が形成され、吸気弁42ｉと排気弁42ｅの開閉操作を１本のカムシャフト61で行う動弁機構６が備えられたＳＯＨＣ式で３弁式の内燃機関であって、シリンダ軸線Ｃ方向視で、燃焼室の中心を通りカムシャフトの軸線Ｘと平行な直線Ｘ′と、それと燃焼室の中心Ｏで直交する直線Ｙとによって、燃焼室を４つの領域に区画し、吸気弁または排気弁はそのうちの３つ領域にそれぞれ配置され、ノズル端部８ａを燃焼室に臨ませた燃料噴射弁８と、着火用電極９ａを燃焼室36に臨ませた点火プラグ９を備えた筒内噴射式内燃機関４において、燃料噴射弁のノズル端部または点火プラグの着火用電極のうち、一方が４つの領域のうちの残余の領域に配置され、他方が燃焼室の中心に配置された。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＳＯＨＣ式の筒内噴射式内燃機関に関する。

従来の筒内噴射式内燃機関であって、吸気弁の開閉操作用カムシャフトと排気弁の開閉操作用カムシャフトとを有するＤＯＨＣ式の内燃機関において、筒内燃料噴射用の燃料噴射弁のノズル端部を燃焼室内に臨ませるために、両カムシャフトの間に挟まれる位置に燃料噴射弁を配置したものが、例えば下記特許文献１に示されている。
しかし、吸気弁の開閉操作と排気弁の開閉操作を１本のカムシャフトで行うＳＯＨＣ式であって、１つの吸気弁と２つの排気弁を備える、または２つの吸気弁と１つの排気弁を備える３弁式の筒内噴射式内燃機関に上記のようなレイアウトを採用しようとすると、燃料噴射弁と動弁機構とが干渉してしまうため、異なるレイアウトをとる必要がある。

特開２００４−１５０２８４号公報（図１、図２）

本発明は、上記従来技術に鑑み、燃焼室上方に１本のカムシャフトが配置されたＳＯＨＣ式で、１つの吸気弁と２つの排気弁を備える、または２つの吸気弁と１つの排気弁を備える３弁式の筒内噴射式内燃機関であっても、筒内噴射用の燃料噴射弁と点火プラグを効率よく配置でき、小型化が可能となる筒内噴射式内燃機関を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、シリンダヘッドにシリンダブロックに臨む燃焼室が形成されるとともに、同燃焼室の吸気弁および排気弁の開閉操作を行う動弁機構が備えられ、前記吸気弁の開閉操作と前記排気弁の開閉操作を１本のカムシャフトによって行うＳＯＨＣ式の内燃機関であって、１つの吸気弁と２つの排気弁を備える、または２つの吸気弁と１つの排気弁を備える３弁式に構成され、シリンダ軸線方向視において、前記燃焼室を、同燃焼室の中心を通りカムシャフトの軸線と平行な直線と、それと同燃焼室の中心で直交する直線とによって４つの領域に区画し、前記吸気弁または前記排気弁は前記４つの領域のうちの３つにそれぞれ配置され、ノズル端部を前記燃焼室に臨ませた筒内噴射用の燃料噴射弁と、着火用電極を前記燃焼室に臨ませた点火プラグを備えた筒内噴射式内燃機関において、前記燃料噴射弁のノズル端部または前記点火プラグの着火用電極のうち、一方が前記４つの領域のうちの残余の領域に配置されるとともに、他方が前記燃焼室の中心に配置されたことを特徴とする筒内噴射式内燃機関である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関において、シリンダ軸線方向視において、前記燃料噴射弁および前記点火プラグの一方は軸線をカムシャフトの軸線と直交し他方は軸線をカムシャフトの軸線に沿うように、互いにその軸線を直交して配置されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関において、前記シリンダヘッドには、１つだけ設けられた前記１つの吸気弁または前記１つの排気弁に向かう吸気ポートまたは排気ポートが形成され、前記燃料噴射弁または点火プラグのうち一方が前記１つの吸気ポートまたは１つの排気ポートと隣接して取付けられ、シリンダ軸線方向視において、それらが略平行に並べて配列されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関において、前記カムシャフトの軸線方向視において、前記燃料噴射弁または前記点火プラグのうち一方が、前記カムシャフトを収容する動弁機構収容室の側方から傾斜されて配置されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関において、前記カムシャフトの軸線に沿った断面内において、前記燃料噴射弁または前記点火プラグのうち他方が、前記カムシャフトを収容する動弁機構収容室の側方から傾斜されて配置されたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関において、前記筒内噴射式内燃機関は車両搭載時において、シリンダ軸線が水平方向に傾斜させて配置されるとともに、前記吸気弁は天側、前記排気弁が地側に配置され、前記３弁式のうち１つの吸気弁と２つの排気弁とを備えるものであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関において、前記筒内噴射式内燃機関は車両搭載時において、シリンダ軸線が鉛直方向に沿うように配置されるとともに、前記吸気弁が後側、前記排気弁が前側に配置され、前記３弁式のうち１つの吸気弁と２つの排気弁を備えるものであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明の鞍乗型車両の筒内噴射式内燃機関によれば、燃焼室の中心で互いに直交する直線によって燃焼室を４つの領域に区画し、吸気弁および排気弁を含む３つの弁と、燃料噴射弁のノズル端部または点火プラグの着火用電極の一方とを各領域に配置するとともに、燃料噴射弁のノズル端部または点火プラグの着火用電極の他方を燃焼室の中心に配置したので、燃焼室上方に１本のカムシャフトを配置したＳＯＨＣ式の内燃機関であっても、筒内噴射用の燃料噴射弁と点火プラグとを効率よく配置できて筒内噴射式内燃機関の小型化に寄与できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、点火プラグと燃料噴射弁が互いに干渉するのを防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、筒内噴射式内燃機関が幅方向に拡大するのを抑制することができる。

請求項４の発明によれば、請求項１ないし請求項３のいずれか一項の発明の効果に加え、燃焼室上方にカムシャフトを配置したＳＯＨＣ式の内燃機関であっても、効率よく配置できて筒内噴射式内燃機関の小型化に寄与できる。

請求項５の発明によれば、請求項１ないし請求項４のいずれか一項の発明の効果に加え、燃焼室上方に１本のカムシャフトを配置したＳＯＨＣ式の内燃機関であっても、効率の良い配置ができて内燃機関の小型化に寄与できる。

請求項６の発明によれば、請求項１ないし請求項５のいずれか一項の発明の効果に加え、１つの吸気弁と２つの排気弁を備えるうち、吸気弁を天側に配置したので、燃料噴射弁または点火プラグのうちの一方を天側に配置できるため、燃料噴射弁または点火プラグを保護することができる。

請求項７の発明によれば、請求項１ないし請求項５のいずれか一項の発明の効果に加え、１つの吸気弁と２つの排気弁を備えるうち、吸気弁を車両後方に向けて配置したので、燃料噴射弁または点火プラグのうちの一方も車両後方に向けて配置できるため、燃料噴射弁または点火プラグを保護することができる。

本発明の実施形態１に係る筒内噴射式内燃機関を備えるパワーユニットを搭載した自動二輪車の左側面図である。 図１中ＩＩ−ＩＩ矢視による、内燃機関の部分断面図である。 図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視による、シリンダヘッドの下面図である。 図３中ＩＶ−ＩＶ矢視による、内燃機関の部分断面図である。 図３中Ｖ−Ｖ矢視による、内燃機関の部分断面図である。 本発明の実施形態２に係る筒内噴射式内燃機関を備えるパワーユニットを搭載した自動二輪車の右側面図である。

図１から図５に基づき、本発明の実施形態１に係る筒内噴射式内燃機関につき説明する。
特許請求の範囲および本明細書の説明における前後左右上下等の向きは、本実施形態の筒内噴射式内燃機関を備えたパワーユニットを搭載した車両の向きに従うものとする。本実施形態において車両は鞍乗型車両、具体的には自動二輪車である。
図中矢印ＦＲは車両前方を、ＬＨは車両左方を、ＲＨは車両右方を、ＵＰは車両上方を、それぞれ示す。
以上の点は、後述の本発明の実施形態２において同様である。

図１は、本発明の実施形態１に係る筒内噴射式内燃機関（以下、単に「内燃機関」という。）４を備えるパワーユニット３を搭載した自動二輪車１を左側方から見た左側面図である。
自動二輪車１の車体フレーム２は、車両の前部に位置するヘッドパイプ20と、ヘッドパイプ20の後方から下方やや斜め後に延出する一本のダウンチューブ21と、ダウンチューブ21の下部の側面に一端が接続され、他端が後方に向けて延出された後に後方斜め上に向けて屈曲する一対のメインパイプ22と、メインパイプ22の他端に接続され、後方斜め上に向けて延出される一対のシートフレーム23とを備えている。

ヘッドパイプ20には前方斜め下に向けて延出されるフロントフォーク10が操向自在に支承され、フロントフォーク10の下端には前輪11が回転自在に支持されている。また、ヘッドパイプ20の後方斜め上に向けて延出されるフロントフォーク10の上端には、操向ハンドル12が連結されている。自動二輪車１は、内燃機関４と伝動装置５とを一体にしたパワーユニット３を搭載し、パワーユニット３の後部に後輪13が回転自在に支持されている。

パワーユニット３の前方には、パワーユニット３と略同じ高さに位置するように燃料タンク14が車体フレーム２上に配置されている。燃料タンク14は、ダウンチューブ21の後方であってメインパイプ22の上方に位置し、ダウンチューブ21および左右一対のメインパイプ22に支持されている。シートフレーム23の上方には乗員用シート15が配置されている。

パワーユニット３は、前部に位置する内燃機関４に、内燃機関４の左側部から後方へと延びる伝動装置５とが一体化されて構成されており、内燃機関４と伝動装置５との境界部近傍に設けられたハンガーアーム31と支持軸32を介して、メインパイプ22の後側下部に設けられたパワーユニット支持用ブラケット24から後方に延出されるリンク部材25に上下方向に揺動可能に支持されている。パワーユニット３の後端部とシートフレーム23の後部との間にはクッションユニット16が設けられている。

パワーユニット３の内燃機関４は、単気筒水冷式の４ストロークサイクルの筒内噴射式内燃機関４であり、左右方向に配向したクランク軸41を回転自在に収容するクランクケース30と、クランクケース30の前端部に順次重ねるように締結されたシリンダブロック33と、シリンダヘッド34とを備え、さらにシリンダヘッド34の前端部を覆う樹脂製のヘッドカバー35を備え、シリンダブロック33のシリンダボア33ａの軸中心を通るシリンダ軸線Ｃを水平方向に大きく前傾させて、パワーユニット３の一部として車両に搭載されている。
なお、特許請求の範囲および本明細書において、「水平方向に傾斜」とは、車両側面視でシリンダ軸線Ｃが、水平方向に対して−３０度から３０度程度の範囲の角度で交差する状態を言う。

内燃機関４の水平方向に大きく前傾したシリンダヘッド34の上部には吸気管70が延出して後方に湾曲し、その後端にはスロットルボディ71が取付けられている。スロットルボディ71は、伝動装置５の上方に取付けられたエアクリーナ装置72に連結されている。
シリンダヘッド34の下部には排気管74が延出して後方に湾曲し、排気マフラー75に接続している。

伝動装置５は、図示しないＶベルト式無段変速機と歯車減速機構とを備え、クランク軸41の回転駆動力は、Ｖベルト式無段変速機によって無段変速されて歯車減速機構に伝達され、歯車減速機構によって減速されて後輪13が回転駆動されるようになっている。

図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ矢視による内燃機関４の部分断面図である。
図２に示されるように、シリンダヘッド34には、シリンダブロック33のシリンダボア33ａ中のピストン45の頂部に臨ませて燃焼室36が形成されるとともに、燃焼室36を覆う燃焼室天井壁37の上方に間隙を空けて動弁機構収容室底壁39ｃが形成され、その上方に画成される動弁機構収容室60内にはカムシャフトホルダ39が形成され、吸気弁42ｉおよび排気弁42ｅ（図４参照）の開閉操作を行う動弁機構６が備えられる。
カムシャフトホルダ39は、動弁機構収容室底壁39ｃから前方に向けて、クランク軸41（図１参照）と平行な軸線を有するカムシャフト61の軸線に沿う方向に間隔をあけた位置に配置される一対の左シャフト支持部39ａ、右シャフト支持部39ｂが一体に立設形成されたもので、カムシャフト61は、左右のシャフト支持部39ａ、39ｂに左右のボールベアリング69Ａ、69Ｂを介して回転自在に支承される。

本実施形態の内燃機関４は、吸気弁の42ｉの開閉操作と排気弁42ｅの開閉操作を１本のカムシャフト61によって行うＳＯＨＣ式の内燃機関であって、１つの吸気弁42ｉと２つの排気弁42ｅを備える３弁式に構成されている。
燃焼室36に臨む燃焼室天井壁37を有するシリンダヘッド34には、図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ矢視によるシリンダヘッド34の下面図である図３に示されるように、燃焼室天井壁37に開口する１つの吸気弁口40ｉと２つの排気弁口40ｅが設けられ、それぞれに吸気弁42ｉと排気弁42ｅが配設される。

また、図３中ＩＶ−ＩＶ矢視による内燃機関の部分断面図である図４に示されるように、カムシャフト61の前方斜め上方でカムシャフト61と平行な軸線を有して左右のシャフト支持部39ａ、39ｂ間に支持される吸気側ロッカシャフト63ｉには、吸気側ロッカアーム62ｉの中間部が揺動可能に支承され、吸気側ロッカアーム62ｉの一端部は、カムシャフト61に設けられた吸気側カム64ｉに当接し（図２参照）、他端部は、吸気弁42ｉのステムエンド42ｉaに当接し、バルブスプリング42ｉbで閉側に付勢されている吸気弁42ｉを開操作可能としている。

そして、カムシャフト61の前方斜め下方でカムシャフト61と平行な軸線を有して左右のシャフト支持部39ａ、39ｂ間に支持される排気側ロッカシャフト63ｅには、排気側ロッカアーム62ｅの中間部が揺動可能に支承され、カムシャフト61に設けられた排気側カム64ｅに当接し（図２参照）、他端部は、排気弁42ｅのステムエンド42ｅaに当接し、バルブスプリング42ｅbで閉側に付勢されている排気弁42ｅを開操作可能としている。

一方、図２に示されるように、動弁機構６に動力伝達を行うカムチェーン65がカムシャフト61とクランク軸41との間に架設されており、カムチェーン65を収容し、通過させるためのカムチェーン室66が、シリンダヘッド34の燃焼室36の側方から、シリンダブロック33、クランクケース30に連通して設けられている。
すなわち左右水平方向に指向したカムシャフト61の右端に嵌着されたカムチェーン被動スプロケット67と、クランク軸41に嵌着された図示しないカムチェーン駆動スプロケットとの間にカムチェーン65がカムチェーン室66内を通って架渡されている。
なお、カムチェーン65は、歯付きベルト等同期伝動可能な他の無端伝動帯であってもよい。

カムチェーン被動スプロケット67はカムチェーン駆動スプロケットの倍の径を有し、したがって、クランク軸41の回転によって、カムシャフト61は、カムチェーン65によってクランク軸41の１／２の回転速度で回転駆動される。
しかして、吸気側ロッカアーム62ｉは、回転するカムシャフト61の吸気側カム64ｉに従い揺動し、吸気弁42ｉを所定のタイミングで開閉動作させ、排気側ロッカアーム62ｅは、回転するカムシャフト61の排気側カム64ｅに従い揺動し、排気弁42ｅを所定のタイミングで開閉動作させる。

図３に示されるように、シリンダ軸線Ｃ方向視で、すなわちシリンダ軸線Ｃに直交する平面への投影図上で、燃焼室36の中心Ｏを通りカムシャフト61の軸線Ｘと平行な直線Ｘ′、および直線Ｘ′と燃焼室36の中心Ｏで直交する直線Ｙによって、燃焼室36を４つの領域に区画したとき、１つの吸気弁36ｉと２つの排気弁36ｅは、４つの領域のうちの３つにそれぞれ配置される。
また、筒内噴射用の燃料噴射弁８がノズル端部８ａを燃焼室36に臨ませて、点火プラグ９が着火用電極９ａを燃焼室36に臨ませて備えられる。

ＳＯＨＣ式の内燃機関４では、吸気弁42ｉと排気弁42ｅとは、シリンダ軸線Ｃ方向視で、カムシャフト61の軸線Ｘと直交方向に相対して配置されるので、本実施形態においては、燃焼室36の中心Ｏを通りカムシャフト61の軸線Ｘと平行な直線Ｘ′を挟んで下方側の２つの領域にそれぞれ排気弁42ｅが配置され、上方側の２つの領域のうちの１つの領域に吸気弁42ｉが配置され、残余の領域に燃料噴射弁８と点火プラグのうちの一方の燃料噴射弁８のノズル端部８ａが配置されるとともに、他方の点火プラグ９の着火用電極９ａは燃焼室36の中心Ｏに配置されている。
なお、本実施形態では、カムシャフト61の軸線Ｘは、シリンダ軸線Ｃ方向視で、燃焼室36の中心Ｏを通るので、直線Ｘ′は軸線Ｘと一致している。

そのように、燃焼室36の中心Ｏで互いに直交する直線Ｘ′、Ｙによって燃焼室36を４つの領域に区画し、吸気弁42ｉおよび排気弁42ｅを含む３つの弁と、燃料噴射弁８のノズル端部８ａとを各領域に配置するとともに、点火プラグ９の着火用電極９ａを燃焼室36の中心Ｏに配置したので、燃焼室36上方に１本のカムシャフト61を配置したＳＯＨＣ式の内燃機関４であっても、筒内噴射用の燃料噴射弁８と点火プラグ９とを効率よく配置できて内燃機関４の小型化に寄与している。

また、図３に示されるように、シリンダ軸線Ｃ方向視で、燃料噴射弁８はその軸線Ａがカムシャフト61の軸線Ｘと直交し、点火プラグ９はその軸線Ｂがカムシャフト61の軸線Ｘに沿うように、その軸線Ａと軸線Ｂとを互いに直交して配置されている。
そのため、燃料噴射弁８と点火プラグ９が互いに干渉するのを防がれている。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、「中心」、直線間の「平行」、「直交」とは、数理的に厳密なものに限らず、装置の構造の実用上許容される範囲の幅を含むものとする。

図４に示されるように、シリンダヘッド34には、吸気弁口40ｉに連なってシリンダヘッド34の上側面に開口する吸気ポート43ｉと、排気弁口40ｅに連なってシリンダヘッド34の下側面に開口する排気ポート43ｅとが設けられ、図１で示されるように、吸気ポート43ｉには吸気管70が接続され、排気ポート43ｅには、排気管74が接続される。

しかしながら、本実施形態の内燃機関４は、上述したような３弁式の内燃機関４であるため、図３に示されるように、２つの排気弁口40ｅに連なる２つの排気ポート43ｅは合流して下方に向けた１つの排気ポート出口43ｅaをなして排気管74と接続し、１つの吸気弁口40ｉに連なる１つの吸気ポート43ｉは、前記４つの領域のうち吸気弁42ｉが配置された領域において、カムシャフト61の軸線Ｘと略直交して上方に向けて形成されている。
また、その隣合う前述の残余の領域には、燃料噴射弁８がその軸線Ａをカムシャフト61の軸線Ｘと直交して、ノズル端部８ａと反対側を上方に向けて取付けられている。

したがって、シリンダヘッド34には、１つだけ設けられた吸気弁42ｉに向かう１つの吸気ポート43ｉが形成され、燃料噴射弁８が１つの吸気ポート43ｉと隣接して並んで取付けられ、シリンダ軸線Ｃ方向視において、それらが略平行に並べて配列されている。
そのため、内燃機関４が幅方向に拡大するのが抑制されている。

図５は、図３中Ｖ−Ｖ矢視による内燃機関の部分断面図であり、カムシャフト61の軸線Ｘ方向に見た燃料噴射弁８の取付け方が示される。燃料噴射弁８は、カムシャフト61が収容された動弁機構収容室60の上側側方から斜めにその軸線Ａを向けて、燃焼室天井壁37に設けられた噴射弁取付け孔80に取付けられノズル端部８ａを燃焼室36に臨ませている。
すなわち、カムシャフト61の軸線Ｘ方向視において、燃料噴射弁８が、カムシャフト61を収容する動弁機構収容室60の側方から傾斜されて配置されているので、燃焼室36上方にカムシャフト61を配置したＳＯＨＣ式の内燃機関４であっても、効率よく配置できて、内燃機関４の小型化が図られている。

なお、図５において燃料噴射弁８を囲むように２点鎖線で示されるものは、図３において示されるように燃料噴射弁８と隣合って並んで設けられた吸気ポート43ｉの周囲の構造物の外形であり、図３中ＩＶ−ＩＶ矢視断面図である図４に示されるシリンダヘッド34およびヘッドカバー35の外形である。
そのため、シリンダヘッド34に取付けられた燃料噴射弁８は、隣合う吸気ポート43ｉの周囲のシリンダヘッド34およびヘッドカバー35の上方への膨出部38によって、上方からの衝撃に対して保護されることになる。

図２においては、カムシャフト61の軸線Ｘに沿った断面における点火プラグ９の取付け方が示される。点火プラグ９は、カムシャフト61が収容された動弁機構収容室60の左側側方から斜めにその軸線Ｂを向けて、燃焼室天井壁37に設けられたプラグ取付け孔90に取付けられ点火用電極９ａを燃焼室36に臨ませている。
すなわち、カムシャフト61の軸線Ｘに沿った断面内において、点火プラグ９が、カムシャフト61を収容する動弁機構収容室60の側方から傾斜されて配置されているので、燃焼室36上方に１本のカムシャフト61を配置したＳＯＨＣ式の内燃機関４であっても、効率の良い配置ができて、内燃機関４の小型化が図られている。

以上、３弁式でＳＯＨＣ式の筒内噴射式内燃機関４における燃料噴射弁８と点火プラグ９の配置に係る実施形態１を示し説明したが、実施形態のごとき１つの吸気弁42ｉと２つの排気弁42ｅを備える３弁式のみならず、２つの吸気弁42ｉと１つの排気弁42ｅを備える３弁式においても、同様に構成でき、同様の効果を奏することができる。
その場合、上記の燃焼室36の４つの領域のうちの残余の領域は、燃焼室36の中心Ｏを通りカムシャフト61の軸線Ｘと平行な直線Ｘ′に対して１つの排気弁42ｅと同じ側で隣合う領域となり、そこに燃料噴射弁８のノズル端部８ａが配置される。

また、さらには、以上の内燃機関４において、燃料噴射弁８と点火プラグ９との取付け位置を、互いに逆に置き替えたものであってもよく、同様の効果を奏することができる。

尤も、本実施形態１に示されたものにおいては、下記の点でより好ましい。
すなわち、本実施形態に示されたように、内燃機関４は、自動二輪車（本発明における「車両」）１に搭載時において、シリンダ軸線Ｃが水平方向に傾斜されて配置されるとともに、吸気弁42ｉが天側（上側）、排気弁42ｅが地側（下側）に配置されている。
本実施形態１は、１つの吸気弁42ｉと２つの排気弁42ｅとを備えた３弁式の内燃機関４であって、１つの吸気弁42ｉと２つの弁排気弁42ｅのうち、吸気弁42ｉの方を天側に配置した。
シリンダヘッド34の天側は乗員用シート15等で覆われるため、吸気弁42ｉに連なる吸気ポート43ｉと並んで天側に燃料噴射弁８を配置すれば、燃料噴射弁８をより好ましく保護でき、または、吸気弁42ｉに連なる吸気ポート43ｉと並んで天側に点火プラグ９を配置すれば、点火プラグ９をより好ましく保護できるものとなる。

図６に、本発明の実施形態２に係る３弁式でＳＯＨＣ式の筒内噴射式内燃機関（以下、単に「内燃機関」という。）４を備えるパワーユニット３を搭載した自動二輪車１を右側方から見た右側面図である。
実施形態２は、内燃機関４が自動二輪車（本発明における「車両」）１に搭載時、そのシリンダ軸線Ｃを鉛直方向に沿ってやや前傾して配置されるものである点が実施形態１の内燃機関４と異なるだけで、３弁式の構造、燃料噴射弁８と点火プラグ９の配置構造は同様であり、本発明に係り機能的に同様な部位には同じ符号を付して、説明を省略する。

図６において、シリンダヘッド34の後部には吸気ポート43ｉが設けられ吸気管70が接続し、シリンダヘッド34の前部には排気ポート43ｅが設けられ排気管74が接続している。
また、図２から図５も参照して、クランク軸41は車幅方向に配向され、よってカムシャフト61も車幅方向に配向されている。したがって吸気弁42ｉは、カムシャフト61の軸線Ｘと直交方向で吸気ポート43ｉ側、すなわち後側に配置され、排気弁42ｅは、カムシャフト61と直交方向で排気ポート43ｅ側、すなわち前側に配置される。
したがって、本実施形態２は、１つの吸気弁42ｉと２つの排気弁42ｅとを備えた３弁式の内燃機関４であって、１つの吸気弁42ｉと２つの排気弁42ｅのうち、吸気弁42ｉの方を後側に配置したので、シリンダヘッド34の後側はエアクリーナ装置72等で覆われるため、吸気弁42ｉに連なる吸気ポート43ｉと並んで後側に燃料噴射弁８を配置すれば、燃料噴射弁８をより好ましく保護でき、または、吸気弁42ｉに連なる吸気ポート43ｉと並んで後側に点火プラグ９を配置すれば、点火プラグ９をより好ましく保護できるものとなる。

以上、本発明に係る実施形態の筒内噴射式内燃機関につき説明したが、本発明の態様が上記実施形態に限定されず、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ことは勿論である。
例えば、本発明の筒内噴射式内燃機関は、請求項１の要件を備える筒内噴射式内燃機関であればよい。
また、各機器の左右の配置は、説明の便宜上、図示のものに特定して記載したが、上記実施形態に示すものと左右逆となる配置のものであってもよく、本発明に含まれる。

１…自動二輪車（本発明における「車両」）、２…車体フレーム、３…パワーユニット、４…内燃機関（本発明における「筒内噴射式内燃機関」）、５…伝動装置、６…動弁機構、８…燃料噴射弁、８ａ…ノズル端部、９…点火プラグ、９ａ…着火用電極、30…クランクケース、33…シリンダブロック、33ａ…シリンダボア、34…シリンダヘッド、35…ヘッドカバー、36…燃焼室、37…燃焼室天井壁、38…膨出部、39…カムシャフトホルダ、39ｃ…動弁機構収容室底壁、40ｉ…吸気弁口、40ｅ…排気弁口、41…クランク軸、42ｉ…吸気弁42ｅ…排気弁、43ｉ…吸気ポート、43ｅ…排気ポート、43ｅa…排気ポート出口、60…動弁機構収容室、61…カムシャフト、62ｉ…吸気側ロッカアーム、62ｅ…排気側ロッカアーム、63ｉ…吸気側ロッカシャフト、63ｅ…排気側ロッカシャフト、64ｉ…吸気側カム、64ｅ…排気側カム、65…カムチェーン、66…カムチェーン室、67…カムチェーン被動スプロケット、70…吸気管、74…排気管、80…噴射弁取付け孔、90…プラグ取付け孔、Ａ…燃料噴射弁８の軸線、Ｂ…点火プラグ９の軸線、Ｃ…シリンダ軸線、Ｏ…燃焼室36の中心、Ｘ…カムシャフト61の軸線、Ｘ′…中心Ｏを通り軸線Ｘと平行な直線、Ｙ…直線Ｘ′と中心Ｏで直交する直線

請求項１に記載の発明の筒内噴射式内燃機関によれば、燃焼室の中心で互いに直交する直線によって燃焼室を４つの領域に区画し、吸気弁および排気弁を含む３つの弁と、燃料噴射弁のノズル端部または点火プラグの着火用電極の一方とを各領域に配置するとともに、燃料噴射弁のノズル端部または点火プラグの着火用電極の他方を燃焼室の中心に配置したので、燃焼室上方に１本のカムシャフトを配置したＳＯＨＣ式の内燃機関であっても、筒内噴射用の燃料噴射弁と点火プラグとを効率よく配置できて筒内噴射式内燃機関の小型化に寄与できる。

Claims (7)

1. シリンダヘッド(34)にシリンダブロック(33)に臨む燃焼室(36)が形成されるとともに、同燃焼室(36)の吸気弁(42ｉ)および排気弁(42ｅ)の開閉操作を行う動弁機構(６)が備えられ、
   前記吸気弁(42ｉ)の開閉操作と前記排気弁(42ｅ)の開閉操作を１本のカムシャフト(61)によって行うＳＯＨＣ式の内燃機関であって、
   １つの吸気弁(42ｉ)と２つの排気弁(42ｅ)を備える、または２つの吸気弁(42ｉ)と１つの排気弁(42ｅ)を備える３弁式に構成され、
   シリンダ軸線(Ｃ)方向視において、前記燃焼室(36)を、同燃焼室(36)の中心を通りカムシャフト(61)の軸線(Ｘ)と平行な直線(Ｘ′)と、それと同燃焼室(36)の中心(Ｏ)で直交する直線(Ｙ)とによって４つの領域に区画し、前記吸気弁(42ｉ)または前記排気弁(42ｅ)は前記４つの領域のうちの３つにそれぞれ配置され、
   ノズル端部(８ａ)を前記燃焼室(36)に臨ませた筒内噴射用の燃料噴射弁(８)と、着火用電極(９ａ)を前記燃焼室(36)に臨ませた点火プラグ(９)を備えた筒内噴射式内燃機関(４)において、
   前記燃料噴射弁(８)のノズル端部(８ａ)または前記点火プラグ(９)の着火用電極(９ａ)のうち、一方が前記４つの領域のうちの残余の領域に配置されるとともに、他方が前記燃焼室(36)の中心(Ｏ)に配置されたことを特徴とする筒内噴射式内燃機関。
2. シリンダ軸線(Ｃ)方向視において、前記燃料噴射弁(８)および前記点火プラグ(９)の一方は軸線(Ａ)をカムシャフト(61)の軸線(Ｘ)と直交し他方は軸線(Ｂ)をカムシャフト(61)の軸線(Ｘ)に沿うように、互いにその軸線(Ａ,Ｂ)を直交して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関。
3. 前記シリンダヘッド(34)には、１つだけ設けられた前記１つの吸気弁(42ｉ)または前記１つの排気弁(42ｅ)に向かう吸気ポート(43ｉ)または排気ポート(43ｅ)が形成され、
   前記燃料噴射弁(８)または点火プラグ(９)のうち一方が前記１つの吸気ポート(42ｉ)または１つの排気ポート(42ｅ)と隣接して取付けられ、シリンダ軸線(Ｃ)方向視において、それらが略平行に並べて配列されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関。
4. 前記カムシャフト(61)の軸線(Ｘ)方向視において、前記燃料噴射弁(８)または前記点火プラグ(９)のうち一方が、前記カムシャフト(61)を収容する動弁機構収容室(60)の側方から傾斜されて配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関。
5. 前記カムシャフト(61)の軸線(Ｘ)に沿った断面内において、前記燃料噴射弁(８)または前記点火プラグ(９)のうち他方が、前記カムシャフト(61)を収容する動弁機構収容室(60)の側方から傾斜されて配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関。
6. 前記筒内噴射式内燃機関(４)は車両(１)搭載時において、シリンダ軸線(Ｃ)が水平方向に傾斜させて配置されるとともに、前記吸気弁(42ｉ)は天側、前記排気弁(42ｅ)が地側に配置され、前記３弁式のうち１つの吸気弁(42ｉ)と２つの排気弁(42ｅ)とを備えるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関。
7. 前記筒内噴射式内燃機関(４)は車両(１)搭載時において、シリンダ軸線(Ｃ)が鉛直方向に沿うように配置されるとともに、前記吸気弁(42ｉ)が後側、前記排気弁(42ｅ)が前側に配置され、前記３弁式のうち１つの吸気弁(42ｉ)と２つの排気弁(42ｅ)を備えるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の筒内噴射式内燃機関。

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