JP2018131911A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】主燃焼室内に設けられた副室内で火花点火を行う内燃機関において、副室内の掃気を効果的に行う。
【解決手段】内燃機関は、主燃焼室と、吸気開口部において主燃焼室につながる吸気ポートと、排気開口部において主燃焼室につながる排気ポートと、副室と、副室内で点火を行うように設けられた点火プラグと、を備える。副室は、吸気開口部と排気開口部との間に設けられ、複数の連通孔を通して主燃焼室とつながる。複数の連通孔は、吸気開口部の方に形成された第１連通孔と、排気開口部の方に形成された第２連通孔と、を含む。第１連通孔と第２連通孔のうち第１連通孔の方がより下方に位置する。更に、第１連通孔は、副室の外側から内側に向かうにつれて下方により近づくように傾斜している。
【選択図】図４

Description

本発明は、主燃焼室内に設けられた副室内で火花点火を行う内燃機関に関する。

特許文献１は、主燃焼室と主燃焼室内に設けられた副室とを有する内燃機関を開示している。副室は、連通孔を通して主燃焼室につながっている。圧縮工程において、主燃焼室内の混合ガスの一部が、連通孔を通して副室内に入る。副室内には点火プラグが設けられており、副室内で火花点火を行うことにより燃焼が開始する。副室内で発生した火炎は、連通孔を通して主燃焼室に噴き出す。

特開平８−２８４６６５号公報

主燃焼室内に設けられた副室内で火花点火を行う内燃機関に関し、本願発明者は次の点に着目した。すなわち、前サイクルからの残留ガスが副室内に多く残っていると、副室における着火性及び燃焼性が悪化する。副室における着火性及び燃焼性を向上させるためには、副室内の掃気が重要である。

本発明の１つの目的は、主燃焼室内に設けられた副室内で火花点火を行う内燃機関において、副室内の掃気を効果的に行うことができる技術を提供することにある。

第１の発明に係る内燃機関は、
シリンダヘッドとシリンダヘッドに対向するピストンとの間に挟まれた主燃焼室と、
シリンダヘッド内に形成され、吸気開口部において主燃焼室につながる吸気ポートと、
シリンダヘッド内に形成され、排気開口部において主燃焼室につながる排気ポートと、
吸気開口部と排気開口部との間のシリンダヘッド上に設けられ、複数の連通孔を通して主燃焼室とつながる副室と、
副室内で点火を行うように設けられた点火プラグと
を備える。
複数の連通孔は、
副室の側壁のうち吸気開口部の方に形成された第１連通孔と、
当該側壁のうち排気開口部の方に形成された第２連通孔と
を含む。
第１連通孔と第２連通孔のうち第１連通孔の方がよりピストンに近い。
更に、第１連通孔は、副室の外側から内側に向かうにつれてピストンにより近づくように傾斜している。

第２の発明は、第１の発明において、次の特徴を有する。
第２連通孔は、副室の内側から外側に向かうにつれてピストンにより近づくように傾斜している。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、次の特徴を有する。
第１連通孔は、副室の外側から内側に向かうにつれて狭くなる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、次の特徴を有する。
第２連通孔は、副室の内側から外側に向かうにつれて狭くなる。

第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、次の特徴を有する。
複数の連通孔は、更に、副室の底壁に形成された第３連通孔を含む。

第６の発明は、第５の発明において、次の特徴を有する。
吸気開口部から排気開口部に向かう方向は第１方向であり、底壁は、第１方向に向かうにつれてピストンにより近づく。

第７の発明は、第５又は第６の発明において、次の特徴を有する。
第３連通孔は、副室の内側から外側に向かうにつれて狭くなる。

以下、説明のため、主燃焼室の中から見てピストンに近づく方向を「Ｄ方向」と呼ぶ。また、Ｄ方向と逆方向を「Ｕ方向」と呼ぶ。吸気ポートから供給される吸気流の方向は、Ｄ方向成分を含む斜め方向である。本発明によれば、そのような吸気流が副室内の掃気に利用される。

第１の発明によれば、副室の連通孔は、吸気側の第１連通孔と、排気側の第２連通孔とを含んでいる。それら第１連通孔と第２連通孔のうち、第１連通孔の方がよりピストンに近い、つまり、よりＤ方向側に位置している。これにより、十分な量の吸気流が、第１連通孔を通して副室内に導入される。更に、第１連通孔は、副室の外側から内側に向かうにつれてよりＤ方向に向かうように傾斜している。よって、Ｄ方向成分を含む斜め方向の吸気流が、第１連通孔を通して副室により入りやすくなる。このように、十分な量の吸気流を副室内により取り込みやすくなる。そして、副室内に取り込まれたガスは、Ｕ方向側に配置された第２連通孔を通して副室の外に排出される。従って、副室の内部では、Ｕ方向の掃気ガス流が発生することになる。その結果、掃気ガスが副室内の大部分の領域に行き渡ることになる。以上のことから、副室内の掃気性能が向上する。副室内の掃気が効果的に行われるため、残留ガスが減り、副室における着火性及び燃焼性が向上する。

第２の発明によれば、排気側の第２連通孔は、副室の内側から外側に向かうにつれてよりＤ方向に向かうように傾斜している。この第２連通孔の傾斜の方向は、主燃焼室内のタンブル流の方向と一致している。よって、第２連通孔を通して主燃焼室に排出される掃気ガスは、タンブル流をより強めるように働く。このことは、主燃焼室における燃焼性の改善に寄与する。

第３の発明によれば、吸気側の第１連通孔は、副室の外側から内側に向かうにつれて狭くなる。よって、吸気流は、第１連通孔を通して副室内に入りやすく、且つ、副室内の掃気ガスは、第１連通孔から副室外に流出しにくい。従って、副室内の掃気性能が更に向上する。

第４の発明によれば、排気側の第２連通孔は、副室の内側から外側に向かうにつれて狭くなる。よって、副室内の掃気ガスは、第２連通孔から外側に排出されやすく、かつ、主燃焼室内のガスは、第２連通孔を通して副室内に入りにくい。従って、副室内の掃気性能が更に向上する。更に、燃焼時のジェットも、排気側の第２連通孔から噴き出しやすくなる。排気側に噴き出すジェットは、燃焼時に主燃焼室内に発生するタンブル流をより強くする。燃焼時のタンブル流が強化されるため、主燃焼室における燃焼性が向上する。

第５の発明によれば、第３連通孔が、副室の底壁に形成される。副室の底壁に沿った吸気流は負圧を発生させ、その負圧によって、副室内のガスが第３連通孔を通して吸い出される。すなわち、副室内の掃気が促進され、掃気性能が更に向上する。

第６の発明によれば、副室の底壁が、吸気流の方向に沿うように傾斜している。この場合、吸気ガスは底壁に沿ってより流れやすくなる。従って、負圧が強まり、負圧による副室内の掃気が更に促進される。

第７の発明によれば、第３連通孔は、副室の内側から外側に向かうにつれて狭くなる。よって、副室内の掃気ガスは、第３連通孔から外側に排出されやすく、かつ、主燃焼室内のガスは、第３連通孔を通して副室内に入りにくい。従って、副室内の掃気性能が更に向上する。

本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の構成例を概略的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の構成例を概略的に示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成例を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の副室内の掃気を説明するための模式図である。 本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の副室内の掃気を説明するための模式図である。 比較例を示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の一例を示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の他の例を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の一例を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の他の例を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態による追加的効果を説明するための模式図である。 本発明の第４の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の一例を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の他の例を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の更に他の例を示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態に係る内燃機関の副室の構成の一例を示す模式図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．第１の実施の形態
１−１．基本構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関１の構成例を概略的に示す断面図である。内燃機関１は、主な構成として、主燃焼室１０、吸気ポート３０、排気ポート４０、副室５０、及び点火プラグ６０を備えている。

主燃焼室１０は、シリンダブロック２０、ピストン２２、及びシリンダヘッド２３によって囲まれた空間である。より詳細には、シリンダブロック２０は、主燃焼室１０の側壁を形成する円筒状のシリンダライナ２１（シリンダボア）を備えている。図中、円筒状のシリンダライナ２１の中心軸は、符号“Ｃ”で示されている。ピストン２２は、シリンダライナ２１の軸方向に沿って往復移動可能なように配置されている。このピストン２２の上面が、主燃焼室１０の底面を形成している。シリンダヘッド２３は、ピストン２２と対向するようにシリンダブロック２０上に設置されている。シリンダヘッド２３の底面であるヘッド底面２４が、主燃焼室１０の上面を形成している。このように、ピストン２２とシリンダヘッド２３（ヘッド底面２４）とは対向しており、主燃焼室１０は、それらピストン２２とシリンダヘッド２３との間に挟まれている。

ここで、以下の説明において用いる座標系を定義する。「Ｕ方向」及び「Ｄ方向」は、それぞれ、ピストン２２の上昇方向及び下降方向である。Ｕ方向とＤ方向は、中心軸Ｃと平行であり、且つ、互いに逆向きである。主燃焼室１０の中から見た場合、Ｕ方向は、ピストン２２から離れ、ヘッド底面２４に近づく方向である。一方、Ｄ方向は、ピストン２２に近づき、ヘッド底面２４から離れる方向である。また、Ｕ方向及びＤ方向と直交する平面は、「ＸＹ平面」である。

吸気ポート３０は、主燃焼室１０に吸気ガスを供給する。より詳細には、吸気ポート３０は、シリンダヘッド２３内に形成されており、且つ、主燃焼室１０につながっている。吸気ポート３０の主燃焼室１０に対する開口部は、吸気開口部３１である。つまり、吸気ポート３０は、吸気開口部３１において主燃焼室１０につながっている。吸気開口部３１には、吸気バルブ３２が開閉可能に設けられている。

更に、吸気ポート３０には燃料噴射弁３３が設けられている。燃料噴射弁３３は、吸気ポート３０の内部に燃料を供給する。空気と燃料の混合ガスは、吸気ガスとして主燃焼室１０に供給される。尚、燃料供給方式として、ポート噴射方式の代わりに、筒内噴射方式が用いられてもよい。筒内噴射方式の場合、吸気ポート３０から主燃焼室１０には空気が供給され、燃料は筒内噴射弁によって主燃焼室１０に直接噴射される。

排気ポート４０は、主燃焼室１０から排気ガスを排出する。より詳細には、排気ポート４０は、シリンダヘッド２３内に形成されており、且つ、主燃焼室１０につながっている。排気ポート４０の主燃焼室１０に対する開口部は、排気開口部４１である。つまり、排気ポート４０は、排気開口部４１において主燃焼室１０につながっている。排気開口部４１には、排気バルブ４２が開閉可能に設けられている。

副室５０は、主燃焼室１０内に配置されている。より詳細には、図１に示されるように、副室５０は、吸気開口部３１と排気開口部４１との間のシリンダヘッド２３（ヘッド底面２４）上に設けられている。副室５０は、シリンダヘッド２３から主燃焼室１０の方に向けて突出しているが、上死点におけるピストン２２とは干渉しない。更に、副室５０は、主燃焼室１０とつながる複数の連通孔５１を有している。つまり、副室５０は、複数の連通孔５１を通して主燃焼室１０とつながっている。

点火プラグ６０は、副室５０内で火花点火を行うことができるように、副室５０の上部（Ｕ方向側）に設けられている。すなわち、本実施の形態に係る内燃機関１は、副室５０内で火花点火を行い燃焼を開始する方式を採用している。

図２は、Ｕ方向から見たときの、つまり、ＸＹ面における、吸気開口部３１、排気開口部４１、及び副室５０の配置例を示している。

図２に示される配置例では、単一の主燃焼室１０に対して、複数の吸気開口部３１−１、３１−２と複数の排気開口部４１−１、４１−２が設けられている。それら吸気開口部３１−１、３１−２及び排気開口部４１−１、４１−２は、主燃焼室１０の中心軸Ｃの周りを囲むように配置されている。そして、副室５０は、主燃焼室１０の中心軸Ｃの近傍に配置されている。つまり、副室５０は、吸気開口部３１−１、３１−２及び排気開口部４１−１、４１−２によって囲まれている。

尚、既出の図１は、図２中の線Ａ−Ａに沿った断面図に相当する。また、図２中の線Ｂ−Ｂは、吸気側と排気側とを区分する線である。線Ｂ−Ｂは、Ｙ方向と平行であり、且つ、副室５０の位置を通っている。この線Ｂ−Ｂ（副室５０）から見て吸気開口部３１−１、３１−２が存在する側が、「吸気側」である。一方、線Ｂ−Ｂ（副室５０）から見て排気開口部４１−１、４１−２が存在する側が、「排気側」である。

図３は、本実施の形態における副室５０の構成をより詳細に示している。副室５０の側壁５０ｓは、Ｕ方向及びＤ方向と平行であり、ＸＹ平面と直交している。この側壁５０ｓに、複数の連通孔５１が形成されている。より詳細には、複数の連通孔５１は、「吸気側の第１連通孔５１ｉ」と「排気側の第２連通孔５１ｅ」とを含んでいる。第１連通孔５１ｉは、吸気側の側壁５０ｓに形成されている。一方、第２連通孔５１ｅは、排気側の側壁５０ｓに形成されている。尚、第１連通孔５１ｉ及び第２連通孔５１ｅの各々の数は任意である。

以上に説明された本実施の形態に係る内燃機関１における燃焼プロセスは、次の通りである。

吸気工程において、吸気ポート３０から主燃焼室１０に混合ガスが供給される。筒内噴射方式の場合は、主燃焼室１０内において、空気と燃料の混合ガスが形成される。圧縮工程において、主燃焼室１０内の混合ガスの一部が、連通孔５１を通して副室５０内に入る。そして、所定の点火タイミングにおいて、点火プラグ６０が副室５０内で火花点火を行う。これにより、副室５０内で燃焼が開始する。副室５０内で発生した火炎は、連通孔５１を通して主燃焼室１０に勢いよく噴き出す（図２参照）。副室５０から連通孔５１を通して主燃焼室１０に噴き出す火炎は、ジェット７０とも呼ばれる。ジェット７０は主燃焼室１０内で成長し、それにより主燃焼室１０内で燃焼が進行する。副室５０の連通孔５１は、混合ガスを主燃焼室１０から副室５０内に導入する導入孔としての役割と、ジェット７０を副室５０から主燃焼室１０に向けて噴き出す噴孔としての役割を果たす。

１−２．副室内の掃気
前サイクルからの残留ガスが副室５０内に多く残っていると、副室５０における着火性及び燃焼性が悪化する。副室５０における着火性及び燃焼性を向上させるためには、副室５０内の“掃気”が重要である。

図４は、本実施の形態に係る副室５０内の掃気を説明するための模式図である。図４のフォーマットは既出の図１のものと同じであるが、吸気バルブ３２及び排気バルブ４２の図示は省略されている。

吸気工程において、吸気ポート３０から主燃焼室１０に吸気ガスが吸い込まれ、主燃焼室１０内にはタンブル流ＦＴが発生する。図４において、吸気開口部３１付近の吸気流（吸気ガスの流れ）は、特に符号“ＦＩ”で示されている。吸気ポート３０はＸＹ平面に対して傾いているため、吸気開口部３１付近の吸気流ＦＩの方向は、Ｄ方向成分を含む斜め方向となる。

本実施の形態によれば、上記の吸気流ＦＩが、副室５０内の掃気に利用される。つまり、吸気流ＦＩの一部を副室５０内に取り込むことによって、副室５０内の掃気が行われる。より詳細には、吸気流ＦＩの一部は、吸気側の第１連通孔５１ｉを通して副室５０内に導入される。そして、副室５０内の掃気ガスは、排気側の第２連通孔５１ｅを通して副室５０の外に排出される。これにより、副室５０内の掃気が実現される。

更に、本実施の形態に係る副室５０は、掃気性能を高めるための構造的特徴を有している。具体的には、図３及び図４に示されるように、第１連通孔５１ｉと第２連通孔５１ｅとを比較したとき、第１連通孔５１ｉは比較的Ｄ方向側に配置されており、第２連通孔５１ｅは比較的Ｕ方向側に配置されている。言い換えれば、第１連通孔５１ｉはピストン２２に比較的近く、第２連通孔５１ｅはシリンダヘッド２３（ヘッド底面２４）に比較的近くなるように配置されている。

図５を参照して、本実施の形態に係る副室５０内の掃気を更に詳しく説明する。上述の通り、吸気流ＦＩの方向は、Ｄ方向成分を含む斜め方向である。この吸気流ＦＩが、Ｄ方向側に配置された第１連通孔５１ｉを通して副室５０内に導入される。そして、副室５０内の掃気ガスは、Ｕ方向側に配置された第２連通孔５１ｅを通して副室５０の外に排出される。従って、図５に示されるように、副室５０の内部では、Ｕ方向の掃気ガスの流れが発生することになる。言い換えれば、副室５０の内部では、副室５０の底壁５０ｂ付近から点火プラグ６０付近まで掃気ガスが全体的に行き渡ることになる。つまり、副室５０において掃気が効果的に行われる。これにより、残留ガスが減り、結果として、副室５０における着火性及び燃焼性が向上する。

図６は、比較例を示している。比較例では、第１連通孔５１ｉと第２連通孔５１ｅの位置関係が、本実施の形態の場合と逆である。すなわち、第１連通孔５１ｉは比較的Ｕ方向側に配置されており、第２連通孔５１ｅは比較的Ｄ方向側に配置されている。言い換えれば、第１連通孔５１ｉはヘッド底面２４に近く、第２連通孔５１ｅは副室５０の底壁５０ｂに近い。この場合も、副室５０内に吸気流ＦＩが入れば、掃気ガスが副室５０内に行き渡ることが期待される。

しかしながら、上述の通り、吸気流ＦＩの方向は、Ｄ方向成分を含む斜め方向である。言い換えれば、吸気流ＦＩの方向は、ヘッド底面２４から遠ざかる方向である。従って、ヘッド底面２４の近傍では吸気流ＦＩの量が少なく、ヘッド底面２４に近い第１連通孔５１ｉからは十分な量の吸気流ＦＩを取り込むことができない。

副室５０内に十分な量の吸気流ＦＩを取り込むためには、本実施の形態のように、第１連通孔５１ｉをＤ方向寄りに配置することが好適である。そして、第２連通孔５１ｅを第１連通孔５１ｉよりもＵ方向に配置することによって、掃気ガスを副室５０内に行き渡らせることが可能となる。以上のことから、本実施の形態によれば、副室５０内の掃気性能が向上する。副室５０内の掃気が効果的に行われるため、残留ガスが減り、副室５０における着火性及び燃焼性が向上する。

２．第２の実施の形態
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る副室５０の構成の一例を示す模式図である。既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。本実施の形態によれば、吸気側の第１連通孔５１ｉの傾きが、吸気流ＦＩの方向を考慮して設計されている。つまり、第１連通孔５１ｉを通して副室５０に吸気流ＦＩがより入りやすくなるように第１連通孔５１ｉが形成されている。

より詳細には、第１連通孔５１ｉは、副室５０の外側に向く開口部である外側口５２ｉと、副室５０の内側に向く開口部である内側口５３ｉを有している。外側口５２ｉと内側口５３ｉを比較したとき、外側口５２ｉは比較的Ｕ方向側に位置し、内側口５３ｉは比較的Ｄ方向側に位置している。すなわち、第１連通孔５１ｉは、副室５０の外側から内側に向かうにつれてよりＤ方向に向かうように傾斜している。

このような第１連通孔５１ｉの傾斜の方向は、Ｄ方向成分を含む吸気流ＦＩの方向と一致している。よって、吸気流ＦＩが第１連通孔５１ｉを通して副室５０により入りやすくなる。言い換えれば、吸気流ＦＩを副室５０内により取り込みやすくなる。従って、副室５０内の掃気性能が更に向上する。

図８は、第２の実施の形態に係る副室５０の構成の他の例を示す模式図である。図８に示される例では、排気側の第２連通孔５１ｅも傾斜するように形成されている。

より詳細には、第２連通孔５１ｅは、副室５０の外側に向く開口部である外側口５２ｅと、副室５０の内側に向く開口部である内側口５３ｅを有している。外側口５２ｅと内側口５３ｅを比較したとき、外側口５２ｅは比較的Ｄ方向側に位置し、内側口５３ｅは比較的Ｕ方向側に位置している。すなわち、第２連通孔５１ｅは、副室５０の内側から外側に向かうにつれてよりＤ方向に向かうように傾斜している。

このような第２連通孔５１ｅの傾斜の方向は、第２連通孔５１ｅ近傍のタンブル流ＦＴ（図４参照）の方向と一致している。よって、第２連通孔５１ｅを通して主燃焼室１０に排出される掃気ガスは、タンブル流ＦＴを強めるように働く。このことは、主燃焼室１０における燃焼性の改善に寄与する。

３．第３の実施の形態
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る副室５０の構成の一例を示す模式図である。既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。本実施の形態では、吸気側の第１連通孔５１ｉの径（断面積）が一様ではない。より詳細には、第１連通孔５１ｉの内側口５３ｉの径が外側口５２ｉの径よりも小さい。すなわち、第１連通孔５１ｉは、副室５０の外側から内側に向かうにつれてより狭くなるように形成されている。

このような第１連通孔５１ｉの形状の場合、ガスは、副室５０の外側から内側に入りやすい一方で、副室５０の内側から外側に出にくい。つまり、吸気流ＦＩは、第１連通孔５１ｉを通して副室５０内に入りやすく、且つ、副室５０内の掃気ガスは、第１連通孔５１ｉから外側に流出しにくい。従って、副室５０内の掃気性能が更に向上する。

図１０は、第３の実施の形態に係る副室５０の構成の他の例を示す模式図である。図１０に示される例では、排気側の第２連通孔５１ｅの径（断面積）も一様ではない。より詳細には、第２連通孔５１ｅの外側口５２ｅの径が内側口５３ｅの径よりも小さい。すなわち、第２連通孔５１ｅは、副室５０の内側から外側に向かうにつれてより狭くなるように形成されている。

このような第２連通孔５１ｅの形状の場合、ガスは、副室５０の内側から外側に出やすい一方で、副室５０の外側から内側に入りにくい。つまり、副室５０内の掃気ガスは、第２連通孔５１ｅから外側に排出されやすく、且つ、主燃焼室１０内のガスは、第２連通孔５１ｅを通して副室５０内に入りにくい。従って、副室５０内の掃気性能が更に向上する。

図１１は、追加的効果を説明するための模式図である。ここでは、点火プラグ６０が副室５０内で火花点火を行った後、ジェット７０が連通孔５１を通して主燃焼室１０に噴射される燃焼状態を考える。

上述の通り、第１連通孔５１ｉは、副室５０の内側から外側にガスが出にくい形状を有している。一方、第２連通孔５１ｅは、副室５０の内側から外側にガスが出やすい形状を有している。燃焼時のジェット７０についても同様のことが言える。つまり、ジェット７０は、第１連通孔５１ｉから噴き出しにくく、第２連通孔５１ｅから噴き出しやすい。言い換えれば、燃焼時のジェット７０は、排気側の第２連通孔５１ｅから優先的に噴射される。更に、ジェット７０は、先細りの第２連通孔５１ｅを通ることにより、より高速、強力になる。

このように、本実施の形態によれば、燃焼時、排気側の第２連通孔５１ｅから、強力なジェット７０が噴射される。排気側に噴き出すジェット７０は、燃焼時に主燃焼室１０内に発生するタンブル流をより強くする。燃焼時のタンブル流が強化されるため、主燃焼室１０における燃焼性が向上する。尚、第２連通孔５１ｅだけが先細りの形状になっている場合であっても、同様の効果はある程度得られる。

４．第４の実施の形態
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る副室５０の構成の一例を示す模式図である。既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。本実施の形態では、副室５０の底壁５０ｂに、第３連通孔５１ｂが形成されている。つまり、副室５０の複数の連通孔５１は、上記の第１連通孔５１ｉ及び第２連通孔５１ｅに加えて、第３連通孔５１ｂも含んでいる。

図１２に示されるように、吸気流ＦＩは、副室５０の底壁５０ｂ付近にも存在する。底壁５０ｂに沿った吸気流ＦＩは、底壁５０ｂ近傍に負圧を発生させる。その負圧によって、副室５０内のガスが第３連通孔５１ｂを通して吸い出される。すなわち、副室５０内の掃気が促進され、掃気性能が更に向上する。

図１３は、第４の実施の形態に係る副室５０の構成の他の例を示す模式図である。図１３に示される例では、底壁５０ｂが、吸気流ＦＩの方向に沿うように傾斜している。より詳細には、吸気側から排気側へ向かう方向（図１３における右方向）を考えたとき、底壁５０ｂは当該方向に向かうにつれてよりＤ方向に向かうように傾斜している。この場合、吸気ガスは底壁５０ｂに沿ってより流れやすくなる。従って、負圧が強まり、負圧による副室５０内の掃気が更に促進される。

図１４は、第４の実施の形態に係る副室５０の構成の更に他の例を示す模式図である。第３連通孔５１ｂは、副室５０の外側に向く開口部である外側口５２ｂと、副室５０の内側に向く開口部である内側口５３ｂを有している。第３連通孔５１ｂの外側口５２ｂの径は、内側口５３ｂの径よりも小さい。すなわち、第３連通孔５１ｂは、副室５０の内側から外側に向かうにつれてより狭くなるように形成されている。

このような第３連通孔５１ｂの形状の場合、ガスは、副室５０の内側から外側に出やすい一方で、副室５０の外側から内側に入りにくい。つまり、副室５０内の掃気ガスは、第３連通孔５１ｂから外側に排出されやすく、かつ、主燃焼室１０内のガスは、第３連通孔５１ｂを通して副室５０に入りにくい。従って、副室５０内の掃気性能が更に向上する。

５．第５の実施の形態
矛盾しない限りにおいて、上述の第１〜第４の実施の形態のうち複数を組み合わせることも可能である。

例えば、図１５は、図８で示された例と図１０で示された例の組み合わせを示している。第１連通孔５１ｉは、副室５０の外側から内側に向かうにつれて、よりＤ方向に向かい、且つ、より狭くなるように形成されている。第２連通孔５１ｅは、副室５０の内側から外側に向かうにつれてより、Ｄ方向に向かうように、且つ、より狭くなるように形成されている。これにより、第２及び第３の実施の形態の両方の効果が得られる。

１ 内燃機関
１０ 主燃焼室
２０ シリンダブロック
２１ シリンダライナ
２２ ピストン
２３ シリンダヘッド
２４ ヘッド底面
３０ 吸気ポート
３１、３１−１、３１−２ 吸気開口部
３２ 吸気バルブ
３３ 燃料噴射弁
４０ 排気ポート
４１、４１−１、４１−２ 排気開口部
４２ 排気バルブ
５０ 副室
５０ｓ 側壁
５０ｂ 底壁
５１ 連通孔
５１ｉ 第１連通孔
５１ｅ 第２連通孔
５１ｂ 第３連通孔
５２ｉ、５２ｅ、５２ｂ 外側口
５３ｉ、５３ｅ、５３ｂ 内側口
６０ 点火プラグ
７０ ジェット
ＦＩ 吸気流
ＦＴ タンブル流

Claims (7)

1. シリンダヘッドと前記シリンダヘッドに対向するピストンとの間に挟まれた主燃焼室と、
   前記シリンダヘッド内に形成され、吸気開口部において前記主燃焼室につながる吸気ポートと、
   前記シリンダヘッド内に形成され、排気開口部において前記主燃焼室につながる排気ポートと、
   前記吸気開口部と前記排気開口部との間の前記シリンダヘッド上に設けられ、複数の連通孔を通して前記主燃焼室とつながる副室と、
   前記副室内で点火を行うように設けられた点火プラグと
   を備え、
   前記複数の連通孔は、
   前記副室の側壁のうち前記吸気開口部の方に形成された第１連通孔と、
   前記側壁のうち前記排気開口部の方に形成された第２連通孔と
   を含み、
   前記第１連通孔と前記第２連通孔のうち前記第１連通孔の方がより前記ピストンに近く、
   前記第１連通孔は、前記副室の外側から内側に向かうにつれて前記ピストンにより近づくように傾斜している
   内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関であって、
   前記第２連通孔は、前記副室の内側から外側に向かうにつれて前記ピストンにより近づくように傾斜している
   内燃機関。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関であって、
   前記第１連通孔は、前記副室の外側から内側に向かうにつれて狭くなる
   内燃機関。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関であって、
   前記第２連通孔は、前記副室の内側から外側に向かうにつれて狭くなる
   内燃機関。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関であって、
   前記複数の連通孔は、更に、前記副室の底壁に形成された第３連通孔を含む
   内燃機関。
6. 請求項５に記載の内燃機関であって、
   前記吸気開口部から前記排気開口部に向かう方向は第１方向であり、
   前記底壁は、前記第１方向に向かうにつれて前記ピストンにより近づく
   内燃機関。
7. 請求項５又は６に記載の内燃機関であって、
   前記第３連通孔は、前記副室の内側から外側に向かうにつれて狭くなる
   内燃機関。

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