JP3207624B2 - エンジンの燃焼室構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの燃焼室構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジン、特に自動車用エンジンでは、
排気ガス中の有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの低減
が強く求められている。特に、理論空燃比よりもリ−ン
な空燃比で燃焼を行なう希薄燃焼エンジンにおいて、Ｎ
Ｏｘの低減の要請が強いものとなる。

【０００３】本出願人は、周辺点火方式によって、ＮＯ
ｘ、ＨＣおよびＣＯを大幅に低減し得るもの開発した。
すなわち、燃焼室外周縁部に周方向に間隔をあけて複数
例えば３個の周辺点火ギャップ（点火プラグ）を配設
し、この３個の周辺点火ギャップを同時に点火させて、
各周辺点火ギャップで発生した火炎を先ず燃焼室周方向
で合致させて環状の火炎面を形成することにより（火炎
面積の早期低減）、燃焼初期時での発熱量を抑制し、そ
の後燃焼室中心方向へ火炎が成長するようなものを開発
した（特開平３−１１７６８４号公報参照）。この周辺
点火方式においては、燃焼期間を長くすることなく、発
熱量を燃焼前期間に渡って極力均一化して、最大発熱量
を小さくする上で好ましいものとなる。

【０００４】また、本出願人は、燃焼室の略直径線上に
おいて、複数例えば３個の点火ギャップを互いに間隔を
あけて直列に配設し、これ等複数の点火ギャップを同時
に着火させることにより、燃焼初期時に燃焼室の直径方
向全長に渡って細長く伸びる略柱状の柱状火炎を形成し
て、その後柱状火炎の幅方向に火炎が成長されるような
ものをも開発した。このものによれば、ＨＣ、ＣＯにつ
いては上述の環状火炎を形成する場合ほどではないが、
ＮＯｘを十分に低減できることになる。

【０００５】さらに、本出願人は、燃焼室に複数例えば
３〜４個の点火ギャップを分散配置して、その点火時期
に位相差を設けるもの、つまり火炎伝幡の遅くなるよう
な領域にある点火ギャップの点火を先に行なった後、遅
れて他の点火ギャップを点火させるようにしたものを開
発した。このものによれば、燃焼初期時の火炎伝幡つま
り燃焼を抑制しつつ燃焼後期の燃焼促進を行なって、Ｎ
Ｏｘが十分に低減されることになる他、燃焼室外周縁部
での燃焼をもかなり良好に行なって、ＨＣも低減するこ
とができ、この他耐ノック性も向上させることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した各技術は、そ
れぞれ複数の点火ギャップを利用して燃焼初期から燃焼
後期に渡っての燃焼制御を行なうものであるが、１つの
気筒に対して設けるべき点火ギャップの数が多くなるた
め、その配設スペ−スの確保や、コスト、メインテナン
ス等の点で問題となる。

【０００７】したがって、本発明の目的は、燃焼室内で
複数の着火源を有するものを前提として、点火ギャップ
の数を極力少なくしつつ排気ガス中の有害成分を効果的
に低減しるようにしたエンジンの燃焼室構造を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、燃焼室の略中心に、複数の噴孔を介して燃焼室内
と連通された小容積の中心チャンバが形成され、前記中
心チャンバ内に点火ギャップが配設され、前記複数の噴
孔の指向方向が、それぞれ燃焼室外周縁部に向かうよう
に設定され、前記複数の噴孔のうち一部の噴孔の指向方
向と残る他の噴孔の指向方向とが互いに反対方向となる
ように設定され、前記燃焼室外周縁部のうち前記中心チ
ャンバの噴孔が指向された位置においてそれぞれ、噴孔
を介して燃焼室内と連通された小容積の周辺チャンバが
形成され、前記各周辺チャンバの噴孔が、燃焼室の略接
線方向に指向されている、ような構成としてある。

【０００９】本発明の好ましい態様は、特許請求の範囲
における従属項に記載の通りである。

【００１０】

【発明の効果】

【００１１】本発明によれば、中心点火ギャップという
１つの点火ギャップのみによっても、燃焼室直径方向に
伸びる柱状火炎を確実に形成して、この柱状火炎形成の
利点であるＨＣ低減、ＣＯ低減、ＮＯｘ低減、特にＮＯ
ｘ低減を行なうことができる。また、周辺チャンバに点
火ギャップを有しない場合であっても、中心チャンバか
ら噴出される高い圧力、温度の火炎によって周辺チャン
バ内の混合気が自己着火されて、自己着火された火炎が
噴孔から燃焼室周方向へ勢いよく噴出されて、燃焼室外
周縁部で生じ易いＨＣをより十分に低減する上で好まし
いものとなる。

【００１２】請求項２に記載したような構成とすること
により、燃焼室外周縁部のうち広い範囲に渡って燃焼を
良好に行なって、ＨＣ低減やＣＯ低減の上でより好まし
いものとなる。

【００１３】請求項３に記載したような構成とすること
により、混合気のリッチ、リ−ンの分布等によって火炎
伝幡速度が速い傾向となる吸気ポ−ト側と火炎伝幡速度
が遅い傾向となる排気ポ−ト側とでの火炎伝幡を極力均
一化する上で好ましいものとなる。

【００１４】請求項４に記載したような構成とすること
により、最近の自動車用エンジンとして一般的なペント
ル−フ型燃焼室形状でかつ吸気２弁、排気２弁の４弁方
式のエンジンにおいて、請求項１３で得られるのと同様
の効果を得ることができる。

【００１５】請求項５に記載したような構成とすること
により、周辺チャンバからの噴出火炎を利用した環状火
炎の形成と合わせて、中心チャンバからの噴出火炎によ
る燃焼室高さ方向への火炎面積低減の作用によって、火
炎面積を早期に小さいものとして、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ
低減の上でより好ましいものとなる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を参考例と共に添付した
図面に基づいて説明するが、本発明実施例としては図１
１、図１２の第１実施例と図１４の第２実施例とが示さ
れ、その他の図は参考例を示す。なお、以下の実施例に
おいては全て、燃焼室形状はペントル−フ型とされてい
る。

【００１７】図１、図２の説明（参考例） 図１において、シリンダヘッド１の内面が、ペントル−
フ型燃焼室２を構成する形状として設定されている。す
なわち、既知のように、シリンダヘッド１の内面が、燃
焼室２の中心付近を通る稜線αを境にして一対の傾斜面
１ａ、１ｂを有する形状として設定され、各傾斜面１
ａ、１ｂはそれぞれ、稜線αから離れるにしたがって徐
々に下方に向かうように傾斜されている。

【００１８】シリンダヘッド１には、一方の傾斜面１ａ
部分において、クランク軸方向となる稜線α方向に間隔
をあけて２つの吸気ポ−ト３、４が開口されている。ま
た、他方の傾斜面１ｂ部分において、稜線α方向に間隔
をあけて２つの排気ポ−ト５、６が開口されている。各
吸・排気ポ−ト３〜６は、図示を略す吸気弁あるいは排
気弁によって、クランク軸の回転と同期して周知のタイ
ミングで開閉される。

【００１９】シリンダヘッド１には、燃焼室２の外周縁
部において、燃焼室中心を挟んで略１８０度対称位置
に、小容積とされた２つの周辺チャンバ１１、１２が形
成されている。周辺チャンバ１１は、燃焼室周方向にお
いて隣り合う一方の吸気ポ−ト３と排気ポ−ト５との略
中間に位置されている。周辺チャンバ１２は、燃焼室周
方向において隣り合う他方の吸気ポ−ト４と排気ポ−ト
６との略中間に位置されている。

【００２０】周辺チャンバ１１、１２は、それぞれ２つ
の噴孔１１ａ、１１ｂあるいは１２ａ、１２ｂを有す
る。周辺チャンバ１１用の噴孔１１ａと１１ｂとは、そ
れぞれ燃焼室２の略接線方向に指向され、その向きは互
いに反対方向となるように設定されている。同様に、周
辺チャンバ１２用の噴孔１２ａと１２ｂとは、それぞれ
燃焼室２の略接線方向に指向され、その向きは互いに反
対方向となるように設定されている。そして、各周辺チ
ャンバ１１、１２内には、周辺点火ギャップ（周辺点火
プラグ）２１あるいは２２が配設されている。なお、噴
孔１１ａ（１２ａ）と１１ｂ（１２ｂ）との開口面積は
等しくされている。

【００２１】図１においては、各周辺チャンバ１１、１
２はそれぞれ模式化して示されており、その詳細は図２
に示すようになっている。すなわち、周辺チャンバ１１
に着目して説明すると（周辺チャンバ１２部分について
も同様である）、周辺チャンバ１１がシリンダヘッド１
と周辺点火ギャップ（周辺点火プラグ）２１によって画
成されて、シリンダヘッド１に噴孔１１ａ、１１ｂが開
口されたものとなっている。

【００２２】以上のような構成において、各周辺点火ギ
ャップ２１、２２が同時に点火されて、周辺チャンバ１
１、１２内の混合気が着火される。着火された周辺チャ
ンバ１１内の混合気は、噴孔１１ａ、１１ｂから、それ
ぞれ略接線方向に向けてかつ互いに反対方向に、燃焼室
２内に勢いよく噴出される。同様に、着火された周辺チ
ャンバ１２内の混合気は、噴孔１２ａ、１２ｂから、そ
れぞれ略接線方向に向けてかつ互いに反対方向に、燃焼
室２内に勢いよく噴出される。

【００２３】各噴孔１１ａ〜１２ｂから噴出された火炎
（既燃部分）を図１においてハッチングを付して示して
ある。そして、図１の状態から燃焼がさらにすすむと、
燃焼室周方向全長に渡って伸びる環状の環状火炎が形成
される（噴孔１１ａからの火炎と１２ｂからの火炎とが
合致し、１１ｂからの火炎と１２ａからの火炎とが合致
する）。この環状火炎の形成によって、火炎面積が早期
に低減される。この後は、燃焼室中心に向けて火炎が成
長されることになる。

【００２４】前述燃焼初期時の環状火炎の形成によっ
て、燃焼初期から後期に渡って極力均一な燃焼、つまり
燃焼初期時の燃焼割合が低減されて発熱のピ−ク値が小
さいものとなって、ＮＯｘが効果的に低減されることに
なる。また、燃焼室外周縁部での燃焼も良好に行なわれ
るため、この部分で生じ易いＨＣやＣＯ特にＨＣが十分
に低減されることになる。

【００２５】なお、燃焼室２の略中心に中心点火ギャッ
プを別途設けて、低負荷かつ低回転領域においてのみ周
辺点火ギャップ２１、２２のみの点火を行ない（中心点
火ギャップは休止）、その他の領域では中心点火ギャッ
プのみあるいは全ての点火ギャップの点火を行なうよう
にすることもできる。

【００２６】図３〜図７の説明（参考例） 図３〜図７も参考例を示すもので、前記参考例と同一構
成要素には同一符号を付してその説明は省略する（この
ことは後述する他の参考例あるいは本発明実施例につい
ても同じである）。なお、図３〜図７は、それぞれ図１
に示す例の変形例とされる。

【００２７】図３に示す例では、例えば一方の吸気ポ−
ト４を閉じる制御弁（図示略）を設けて、燃焼室２内
に、図３時計回りの吸気スワ−ルを形成するようにして
ある。そして、２つの周辺チャンバ１１、１２における
噴孔１１ａ〜１２ｂのうち、吸気スワ−ルの流れ方向側
の噴孔１１ａ（１２ａ）の開口面積が、吸気スワ−ルの
流れ方向反対側の噴孔１１ｂ（１２ｂ）の開口面積より
も小さくされている。吸気スワ−ルにより、噴孔１１ａ
（１２ａ）から噴出される火炎は、噴孔１１ｂ（１２
ｂ）から噴出される火炎よりも速く成長しようとされる
が、上述した開口面積の設定によって、各噴孔１１ａ〜
１２ｂからの火炎伝幡がほぼ等しくなるように設定され
て、環状火炎の形成上好ましいものとされる。

【００２８】図４に示す例では、吸気ポ−ト３、４付近
が混合気のリッチ領域とされて火炎伝幡が速い領域とさ
れ、排気ポ−ト５、６付近は混合気がリ−ン領域とされ
て火炎伝幡が遅い領域とされる。このため、図３での説
明と同様に、火炎伝幡の速くなる側の噴孔１１ｂ（１２
ａ）の開口面積が、火炎伝幡の遅くなる側の噴孔１１ａ
（１２ｂ）の開口面積よりも小さくされている。

【００２９】図５に示す例では、図４でのリッチ領域と
リ−ン領域とに対応するため、周辺チャンバ１１、１２
を、排気ポ−ト５あるいは６側へオフセットして位置さ
せてある。なお、噴孔１１ａ（１２ａ）と１１ｂ（１２
ｂ）との開口面積は等しくされている。

【００３０】図６に示す例では、各周辺チャンバ１１、
１２に、略同一方向に指向される噴孔をそれぞれ２つつ
ずつ形成した場合を示す。すなわち、周辺チャンバ１１
は、略同一方向に向く２つの噴孔１１ａ、１１ｃと、こ
れとは反対側を向く２つの噴孔１１ｂ、１１ｄとを有す
る。そして、略同一方向を向く２つの噴孔１１ａと１１
ｃとの指向方向は、それぞれ燃焼室外周縁部の異なる位
置、より具体的には、１１ａは周辺チャンバ１１に近い
位置に、また１１ｃは周辺チャンバ１１から遠い位置に
向けられている。同様に、噴孔１１ｂは周辺チャンバ１
１に近い位置に、噴孔１１ｄは周辺チャンバ１１から遠
い位置に指向されている。周辺チャンバ１２の噴孔１２
ａ〜１２ｄについても、周辺チャンバ１１の噴孔１１ａ
〜１１ｄと同じように設定されている。

【００３１】図６の場合は、１つの噴孔で分担すべき燃
焼範囲が、図１、図３〜図５の場合に比して狭いものと
なり、分担すべき領域の燃焼を確実に行なうことができ
る。これにより、環状火炎を早期に確実に形成する上で
好ましいものとなる。

【００３２】図７に示す例は、燃焼室２の略中心に、小
容積とされた中心チャンバ３１を形成して、この中心チ
ャンバ３１を１つの噴孔３１ａを介して燃焼室２内と連
通させてある。この噴孔３１ａの指向方向は、燃焼室外
周縁部のうち、２つの吸気ポ−ト３と４との間、つまり
リッチ領域の略中間位置とされている。そして、中心チ
ャンバ３１内には、中心点火ギャップ３２が配設されて
いる。

【００３３】本例の場合は、各点火ギャップ２１、２
２、３２が同時点火される。そして、中心チャンバ３１
の噴孔３１ａから噴出された火炎によって、リッチ領域
の燃焼が確実に行なわれる。なお、中心点火ギャップ３
２は、高負荷時のみ点火実行するようにして（低負荷時
は周辺点火ギャップ２１、２２のみによる点火実行）、
高負荷時のノッキング防止を図るようにしてもよい。

【００３４】図８〜図１０の説明（参考例） 図８の例では、燃焼室周方向に略等間隔に、２つの点火
ギャップ２３、２４と、２つの周辺チャンバ１３、１４
とを交互に配置したものとなっている。そして、周辺チ
ャンバ１３、１４に形成される噴孔１３ａ、１４ａは、
燃焼室２の略接線方向に指向されているが、吸気スワ−
ルの流れ方向側のみに設けられて、吸気スワ−ルの流れ
方向に対して反対方向側には噴孔を有しないものとされ
ている。また、周辺チャンバ１３、１４内には点火ギャ
ップが存在しないものとなっている。

【００３５】本例では、２つの点火ギャップ２３、２４
が同時に点火されて、火炎がハッチングで示すように燃
焼室周方向に成長するが、吸気スワ−ルの流れ方向の火
炎伝幡が反対方向に比して速いものとされる。点火ギャ
ップ２３、２４から発生された火炎が周辺チャンバ１
３、１４に近ずくと、高い圧力、温度を受けて、当該周
辺チャンバ１３、１４内の混合気が自己着火して、この
自己着火された火炎が噴孔１３ａ、１４ａから勢いよく
燃焼室周方向（吸気スワ−ル方向）に噴出される。そし
て、最終的に、点火ギャップからの火炎と周辺チャンバ
１３、１４からの火炎とが合致して、環状火炎が形成さ
れる。本例の場合、初期燃焼が過大になり過ぎるのを防
止する上で好ましいものとなる。

【００３６】図９、図１０の例では、燃焼室２の略中心
に中心チャンバ３１を形成して、内部に点火ギャップ３
２を装備してある。そして、中心チャンバ３１には、１
８０度対称位置となるように２つの噴孔３１ａ、３１ｂ
を形成してある。この２つの噴孔３１ａ、３１ｂの指向
方向は、それぞれ燃焼室外周縁部とされているが、３１
ａは一方の吸気ポ−ト３と排気ポ−ト５との略中間位置
に指向され、３１ｂは他方の吸気ポ−ト４と排気ポ−ト
６との略中間位置に指向されている。つまり、噴孔３１
ａ、３１ｂの指向方向延長線が、稜線αとほぼ一致する
ように設定されている。なお、図１０中、７はシリンダ
ブロック、８はピストンである。

【００３７】中心点火ギャップ３２が点火されると、図
９ハッチングで示すように、２つの噴孔３１ａ、３１ｂ
から勢いよく火炎が噴出されて、燃焼初期時に、燃焼室
２の直径方向全長に渡って細長く伸びる略柱状の柱状火
炎が形成される（図１０をも参照）。この柱状火炎の形
成後は、この幅方向つまり図９上下方向に火炎が伝幡さ
れていくことになる。燃焼初期時における柱状火炎形成
により、火炎面積が低減されて、ＮＯｘが低減される。
また、燃焼初期時において、燃焼室外周縁部のうち柱状
火炎の長手方向各端部付近の燃焼が良好に行なわれて、
ＨＣ低減の上でも好ましいものとなる。

【００３８】図１１、図１２の説明（本発明実施例） 図１１、図１２は本発明の実施例を示すものである。本
実施例では、中心チャンバ３１の噴孔３１ａ、３１ｂと
略直交する方向に位置する燃焼室外周縁部に、それぞれ
周辺チャンバ１１、１２を形成してある。また、中心チ
ャンバ３１には、周辺チャンバ１１、１２に指向するさ
らに２つの噴孔３１ｃ、３１ｄが設けられている、中心
チャンバ３１内には点火ギャップ３２が装備されると共
に、周辺チャンバ１１、１２内には点火ギャップ２１あ
るいは２２が装備されている。そして、中心チャンバ３
１の噴孔３１ａ、３１ｂの指向方向延長線が、稜線αと
直交する方向、つまり図９に示す例に対して、噴孔の位
置が９０度ずれた位置とされている。

【００３９】本例では、各点火ギャップ３２、２１、２
２が同時点火されて、燃焼火炎は、図中ハッチングを付
して示すように成長されていく。このとき、周辺チャン
バ１１、１２の噴孔１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを
利用して環状火炎が形成される。また合せて、中心チャ
ンバ３１の噴孔３１ａ、３１ｂからの火炎が、シリンダ
ヘッド１側の壁面から火炎を伝幡させるので、燃焼室高
さ方向にも火炎面積が低減される。これにより、燃焼初
期時での早期の火炎面積低減を行なって、ＮＯｘ低減の
上からも好ましいものとなる。勿論、高負荷時において
は、ノッキングを防止する上で好ましいものとなる。

【００４０】以上に加えて、２つの噴孔３１ｃ、３１ｄ
からの火炎によって、前述した燃焼室高さ方向での火炎
面積低減がより良好に行なわれる。なお、中心点火ギャ
ップ３１は、ノッキングが問題となる高負荷時のみ点火
実行させるようにしてもよい。

【００４１】図１３の説明（参考例） 図１３の例は、図１に示すものに比して、燃焼室２の略
中心に中心点火ギャップ３２が設けられていることと各
周辺チャンバ１１、１２内に点火ギャップが存在しない
他は、図１に示すのものと同じとなっている。

【００４２】本例では、中心点火ギャップ３２で着火さ
れた火炎が燃焼室外周縁部に向けて伝幡されていくと
き、周辺チャンバ１１、１２内の混合気が自己着火され
て、その噴孔１１ａ〜１２ｂから火炎が勢いよく燃焼室
周方向に噴出される。これにより、燃焼室外周縁部での
燃焼が良好に行なわれて、ＨＣ低減の上で好ましいもの
となる他、ノッキング防止の観点からも好ましいものと
なる。

【００４３】図１４の説明（本発明実施例） 図１４は本発明の第２実施例を示すものである。本実施
例は、図１３に示すものにおいて、中心点火ギャップ３
２を、図９に示す中心チャンバ３１内に装備した形式と
なっている（周辺チャンバ１１、１２内に点火ギャップ
が存在しない点は図１３の場合と同じ）。本実施例によ
れば、図１３で示す場合に比して、周辺チャンバ１１、
１２からの火炎噴出をより速い時期に行なうことができ
る。また、中心チャンバ３１からの火炎により柱状火炎
が形成される。よって、ＮＯｘ低減、ＨＣ低減を十分行
なうことができる。

【００４４】図１５の説明（参考例） 図１５の例では、図１１に示すものから、周辺チャンバ
１１、１２と周辺点火ギャップ２１、２２を廃止した形
式となっている。本例では、中心チャンバ３１の噴孔３
１ａ、３１ｂから噴出された火炎が早期に燃焼室外周縁
部に到達して、主としてＨＣ低減が図られる。この場
合、リッチ領域となる吸気ポ−ト３、４付近に向かう側
の噴孔３１ｂの開口面積を、排気ポ−ト５、６に向かう
側の噴孔３１ａの開口面積よりも大きくして、上記リッ
チ領域での燃焼を早期に十分行なわせるようにするのが
好ましい。

【００４５】図１６の説明（参考例） 図１６の例は、図１３に示すものにおいて、周辺チャン
バを１つの周辺チャンバ１５のみとして、この周辺チャ
ンバ１５を２つの吸気ポ−ト３と４との間に位置させた
ものとなっている。勿論、２つの噴孔１５ａ、１５ｂは
互いに反対向きで、燃焼室の略接線方向に指向されてい
る。本実施例では、中心点火ギャップ３２で着火された
火炎の影響を受けて周辺チャンバ１５内の混合気が自己
着火されて、噴孔１５ａ、１５ｂから燃焼室周方向に勢
いよく火炎が噴出される。これにより、燃焼室外周縁部
のうちリッチ領域となってＨＣが発生し易い吸気ポ−ト
３、４付近の燃焼を早期に確実に行なって、ＨＣ低減の
上で好ましいものとなる。

【００４６】図１７、図１８の説明（参考例） 第１７、図１８の例では、燃焼室２の略中心に中心点火
ギャップ３２が配設される。また、ピストン８の上部に
は、その軸心を中心として環状のチャンバ５１が形成さ
れる。環状のチャンバ５１は、多数の周辺噴孔５２を介
して、燃焼室２内と連通されている。この多数の周辺噴
孔５２は、ピストン８の頂面外周縁部に開口されて、周
方向に等間隔に配置されている。

【００４７】本例によれば、中心点火ギャップ３２の点
火により生じた火炎の影響を受けて、チャンバ５１内の
混合気が自己着火して、多数の噴孔５２から火炎が噴出
される。これにより、燃焼室外周縁部での燃焼を良好に
行なって、ＨＣ低減の上で好ましいものとなる。また、
ピストン８にチャンバ５１、噴孔５２を形成するので、
種々の部品が組付けられるシリンダヘッド１にこれ等を
形成する場合に比して有利となる。

【００４８】図１９、図２０の説明（参考例） 図１９、図２０の例は、図１７、図１８に示すものに比
して、さらに、ピストン８に中心噴孔５３を形成したも
のである。この中心噴孔５３は、ピストン８の頂面中心
に開口する共通部分５３ａと、共通部分５３ａから分岐
されて環状のチャンバ５１に連なる複数の分岐部分５３
ｂとからなる。分岐部分５３ｂは、実施例では、ピスト
ン８の周方向９０度間隔で合計４本設けられている。本
例では、中心点火ギャップ３２の点火により生じた火炎
の高い圧力、温度を、当該中心点火ギャップ３２に近い
位置にある中心噴孔５３を介して早期に環状チャンバ５
１に伝達して、チャンバ５１内の混合気の自己着火時期
が早められることになって、燃焼室外周縁部の燃焼が早
期に行なわれることになる。

【００４９】図２１の説明（参考例） 図２１の例では、ピストン８にチャンバ５１および噴孔
５２が形成されている点は、図１７〜図２０と同じであ
るが、噴孔５２が、ピストン８の上端部側面に開口され
ている点において異なる。勿論、噴孔５２は、ピストン
８の周方向に間隔をあけて多数設けられている。なお、
チャンバ５１は、環状とすることなく、ピストン周方向
に間隔をあけて複数形成したものであってもよい。本例
では、シリンダブロックとピストン８との間に形成され
る隙間（クレビス）での燃焼を良好に行なって、ＨＣ低
減の上で好ましいものとなる。

【００５０】図２２の説明（参考例） 図２２の例では、シリンダヘッド１のうちシリンダブロ
ック７に対する合せ面付近において、環状のチャンバ６
１と、当該チャンバ６１と燃焼室外周縁部とを連通させ
る噴孔６２とを形成したものである。噴孔６２は、燃焼
室周方向に間隔をあけて多数形成されている。なお、チ
ャンバ６１は、燃焼室周方向に間隔をあけて配置した複
数個としてもよい。また、噴孔６２は、燃焼室２の略中
心に向かうようにしてもよく、あるいは燃焼室の略接線
方向に指向するようにしてもよい。本例でも、点火ギャ
ップは中心点火ギャップ（図示略）のみとされている。
本例でも、燃焼の速い時期に、燃焼室外周縁部での燃焼
を良好に行なって、ＨＣ低減の上で好ましいものとな
る。

【００５１】図２３の説明（参考例） 図２３の例では、図２２におけるチャンバと噴孔とに相
当するチャンバ７１、噴孔７２を、シリンダブロック７
のうちシリンダヘッド１に対する合せ面付近に形成した
ものである。噴孔７２は、燃焼室周方向に間隔をあけて
多数形成されている。ただし、噴孔７２は、上死点位置
にあるピストン８の側面に向けて開口されるように設定
されている。なお、チャンバ７１は、燃焼室周方向に間
隔をあけて配置した複数個としてもよい。また、噴孔７
２は、燃焼室２の略中心に向かうようにしてもよく、あ
るいは燃焼室の略接線方向に指向するようにしてもよ
い。本例でも、点火ギャップは中心点火ギャップ（図示
略）のみとされている。

【００５２】本例でも、燃焼の速い時期に、燃焼室外周
縁部での燃焼を良好に行なって、ＨＣ低減の上で好まし
いものとなる。特に、噴孔７２が上死点位置にあるピス
トン８の側面に開口されているので、当該ピストン８と
シリンダブロック７との間に形成される隙間つまりクレ
ビス部分の燃焼を早期に良好に行なって、ＨＣ低減をよ
り効果的に行なうことができる。

【００５３】図２４、図２５の説明 図２４、図２５は、参考例および本発明実施例について
それぞれ適用可能な点火ギャップを内蔵しない形式のチ
ャンバを示すものであり、図８のチャンバ１３（ただし
図８の場合は噴孔は１つのみである）、図１３、図１４
のチャンバ１１、１２、図１６のチャンバ１５として用
いられるものである。なお、図２４、図２５の場合共
に、図１３、図１４のチャンバ１１を構成する場合を想
定して符号付けしてある。

【００５４】図２４に示すものでは、図２に示す点火ギ
ャップ（点火プラグ）２１に代えてシリンダヘッド１に
螺合されたナット状のプラグ１６を利用して、チャンバ
１１を画成するようにしてある。

【００５５】図２５のものは、図２４ののものに比し
て、さらに耐熱性金属からなる有底筒状の部材１７をシ
リンダヘッド１に保持させて、この部材１７に噴孔１１
ａ、１１ｂを形成するようにしてある。なお、図６に示
す４つの噴孔を有するチャンバ１１、１２を構成する場
合は、図２５に示す部材１７をさらに図２５下方に延長
して、この延長部分にさらに２つの噴孔を形成すればよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例を示すもので、燃焼室部分の簡略平面
図。

【図２】周辺チャンバ部分の詳細を示すもので、図１の
Ｘ２−Ｘ２線相当断面図。

【図３】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図４】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図５】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図６】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図７】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図８】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図９】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図１０】図９のＸ１０−Ｘ１０線相当断面図。

【図１１】本発明の第１実施例を示すもので、図１に相
当する図。

【図１２】図１１のＸ１２−Ｘ１２線相当断面図。

【図１３】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図１４】本発明の第２実施例を示すもので、図１に相
当する図。

【図１５】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図１６】参考例を示すもので、図１に相当する図。

【図１７】参考例を示すもので、燃焼室部分の側面断面
図。

【図１８】図１７に示されるピストンをその頂面側から
見た図。

【図１９】参考例を示すもので、ピストン上部の内部構
造を示す断面図。

【図２０】図１９に示されるピストンをその頂面側から
見た図。

【図２１】参考例を示すもので、燃焼室外周縁部付近の
断面図。

【図２２】参考例を示すもので、燃焼室外周縁部付近の
断面図。

【図２３】参考例を示すもので、燃焼室外周縁部付近の
断面図。

【図２４】点火ギャップを内蔵しない形式のチャンバの
一例を示す断面図。

【図２５】点火ギャップを内蔵しない形式のチャンバの
他の例を示す断面図。

【符号の説明】

α：稜線 １：シリンダヘッド １ａ，１ｂ：傾斜面 ２：燃焼室 ３，４：吸気ポ−ト ５，６：排気ポ−ト １１：周辺チャンバ １１ａ，１１ｂ：噴孔 １２：周辺チャンバ １２ａ，１２ｂ：噴孔 ２１，２２：周辺点火ギャップ ３１：中心チャンバ ３１ａ〜３１ｄ：噴孔 ３２：中心点火ギャップ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｐ 15/08 ３０２ Ｆ０２Ｐ 15/08 ３０２Ａ (72)発明者 稲目 力 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 工藤 秀俊 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−162923（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59953（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−44472（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−287826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−140517（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−41707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−62009（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−101217（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−118332（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−141704（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−43105（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 19/00 - 23/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室の略中心に、複数の噴孔を介して燃
   焼室内と連通された小容積の中心チャンバが形成され、 前記中心チャンバ内に点火ギャップが配設され、 前記複数の噴孔の指向方向が、それぞれ燃焼室外周縁部
   に向かうように設定され、 前記複数の噴孔のうち一部の噴孔の指向方向と残る他の
   噴孔の指向方向とが互いに反対方向となるように設定さ
   れ、 前記燃焼室外周縁部のうち前記中心チャンバの噴孔が指
   向された位置においてそれぞれ、噴孔を介して燃焼室内
   と連通された小容積の周辺チャンバが形成され、 前記各周辺チャンバの噴孔が、燃焼室の略接線方向に指
   向されている、 ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記各周辺チャンバの噴孔が複数設けられて、該複数の
   噴孔のうち一部の噴孔と残る他の噴孔とが燃焼室周方向
   において互いに反対方向に指向されている、ことを特徴
   とするエンジンの燃焼室構造。
3. 【請求項３】請求項２ において、 前記各周辺チャンバが、燃焼室指向方向において、それ
   ぞれ吸気ポ−トと排気ポ−トとの間に位置するように設
   定され、 前記周辺チャンバにおける噴孔のうち、吸気ポ−ト側の
   噴孔の開口面積が排気ポ−ト側の噴孔の開口面積よりも
   小さくされている、 ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造 。
4. 【請求項４】請求項２ において、 燃焼室形状が、稜線を境にして交差する一対の傾斜面を
   有するペントル−フ型とされ、 前記一対の傾斜面のうち一方の傾斜面に対して前記稜線
   方向に間隔をあけて２つの吸気ポ−トが開口されると共
   に、他の傾斜面に対して該稜線方向に間隔をあけて２つ
   の排気ポ−トが開口され、 燃焼室周方向において互いに隣り合う一方の吸気ポ−ト
   と排気ポ−トとの間に１つの周辺チャンバが配設される
   と共に、他方の吸気ポ−トと排気ポ−トとの間に別の周
   辺チャンバが配設されている、 ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造 。
5. 【請求項５】請求項４ において、 前記中心チャンバに、それぞれ燃焼室外周縁部に指向さ
   れた噴孔が燃焼室周方向に略９０度間隔で形成され、 前記複数の噴孔のうち、略１８０度対象位置にある噴孔
   がそれぞれ前記周辺チャンバに向けて指向されている、 ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造 。