JP3842938B2 - エンジンの燃焼室 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃焼室の従来技術として図５に示すものがある。この燃焼室は、以下のような構成を備えている。
まず、シリンダヘッド１０１のピストン１１１との対向面に窪み１０２が設けられ、シリンダ中心軸線１０９と平行な向きに見て、この窪み１０２の内面に吸気弁口１０３と排気弁口１０４と点火プラグ取付口１０５とが１つずつ開口され、これら各口１０３・１０４・１０５が窪み１０２の中央部を取り囲む三方に配置されている。
【０００３】
また、前記窪み１０２は、吸気弁口１０３が形成された傾斜面と排気弁口１０４が形成された傾斜面の２つの傾斜面が交差することにより構成されたペントルーフ形面１２１を備え、そのペントルーフ形面１２１の稜線１２５位置に点火プラグ取付口１０５が形成してある。その点火プラグ取付口１０５には、点火プラグ１１２が取り付けられる。
さらに窪み１０２の外周にスキッシュ面１０７，１０８が形成してある。なお、図５において、符号１０６は弁口間部分を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、以下の課題を有している。
前記燃焼室の構成では、図５（Ｂ）に示すように点火プラグ１１２は、ペントルーフ形面１２１の稜線１２５位置に突入される構成となっているので、点火プラグ１１２の点火点は窪み１０２の中心部から大きく離れた位置に形成されている。このような構成では、燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離に大きな差が生じ、燃焼効率を向上させることが難しくなる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は上記課題を解決できる、エンジンの燃焼室を提供することにある。
具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。（ａ）窪みの内面に吸気弁口と排気弁口と点火プラグ取付口とが１つずつ開口された燃焼室において、燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくすることにより、燃焼効率を向上させる。（ｂ）吸気工程において、窪み内での乱流の発生を抑制して混合気のシリンダへの流れ込みを円滑に行えるようにする。（ｃ）吸気工程において、シリンダ内において旋回流を発生できるようにする。
なお、上記に記載した以外の発明の課題及びその解決手段は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の第１発明は、例えば図１に示すように、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面に窪み２が設けられ、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、この窪み２の内面に吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とが１つずつ開口され、これら各口３・４・５が窪み２の中央部を取り囲む三方に配置されているエンジンの燃焼室において、
前記窪み２は、ペントルーフ形面２１と、点火プラグ取付面２２と、反点火プラグ側面２３と、弁口間部分６との面を含んで構成されており、
前記ペントルーフ形面２１は、吸気弁口３が形成された傾斜面と排気弁口４が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、
前記点火プラグ取付面２２は、点火プラグ取付口５が設けられて、前記ペントルーフ形面２１に接続する傾斜面となっており、
前記反点火プラグ側面２３は、前記弁口部分 ( ６ ) を挟んで前記点火プラグ取付面２２とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面２１に接続するとともに、前記点火プラグ取付面２２よりも傾きの大きな傾斜面となっており、
前記弁口間部分６は、前記ペントルーフ形面２１を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面２２と前記反点火プラグ側面２３とで取り囲まれた面２５から成り、
シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、弁口間部分６のうち、吸気弁口３の開口縁と排気弁口４の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線９を間に挟んで、点火プラグ取付口５とは反対側に配置され、
弁口間部分６を形成する面２５（図１（Ｂ）参照）を上側に凸状に湾曲させたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の第２発明は、例えば図１および図３に示すように、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面に窪み２が設けられ、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、この窪み２の内面に吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とが１つずつ開口され、これら各口３・４・５が窪み２の中央部を取り囲む三方に配置されているエンジンの燃焼室において、
前記窪み２は、ペントルーフ形面２１と、点火プラグ取付面２２と、反点火プラグ側面２３と、弁口間部分６との面を含んで構成されており、
前記ペントルーフ形面２１は、吸気弁口３が形成された傾斜面と排気弁口４が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、
前記点火プラグ取付面２２は、点火プラグ取付口５が設けられて、前記ペントルーフ形面２１に接続する傾斜面となっており、
前記反点火プラグ側面２３は、前記弁口間部分６を間に挟んで、前記点火プラグ取付面２２とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面２１に接続するとともに、前記点火プラグ取付面２２よりも傾きの大きな傾斜面となっており、
前記弁口間部分６は、前記ペントルーフ形面２１を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面２２と前記反点火プラグ側面２３とで取り囲まれた面２５から成り、
シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、弁口間部分６のうち、吸気弁口３の開口縁と排気弁口４の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線９を間に挟んで、点火プラグ取付口５とは反対側に配置され、
前記窪み２をシリンダ中心軸線９と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面２３の縁２３a・２３bのうち、窪み２の内部に侵入するものを内縁２３a、窪み２の開口縁に沿うものを外縁２３bとして、内縁２３aは、反点火プラグ側面２３の両端部Ｙから中央部Ｘに行くにつれて、窪み２の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁２３ｂは内縁２３ａよりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面２３を湾曲面とし、
反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、中央部Ｘで小さく、両端部Ｙで大きくなるようにした、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の第３発明は、例えば図３に示すように、前記第１発明において、
前記窪み２をシリンダ中心軸線９と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面２３の縁２３a・２３bのうち、窪み２の内部に侵入するものを内縁２３a、窪み２の開口縁に沿うものを外縁２３bとして、内縁２３aは、反点火プラグ側面２３の両端部Ｙから中央部Ｘに行くにつれて、窪み２の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁２３ｂは内縁２３ａよりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面２３を湾曲面とし、
反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、中央部Ｘで小さく、両端部Ｙで大きくなるようにした、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の第４発明は、例えば図１に示すように、上記第１発明〜第３発明において、
前記窪み２の開口１０を各頂角相当部分が円弧の三角形状に形成し、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とを開口１０の各頂角相当部分にくるように配置したことを特徴とする。
請求項５に記載の第５発明は、例えば図１に示すように、第４発明の構成において、
前記三角形状の開口１０のうち、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３０と、前記排気弁口４と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３１のうち、少なくとも一方の辺に沿って、ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の両方に段差４８が生ずることなく接続する略三角形傾斜面３２・３３を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の第６発明は、例えば図１に示すように、上記第４発明または第５発明 において、
シリンダヘッド１のピストン１１との対向面の外周縁に沿ってスキッシュ面部７・８を形成し、
このスキッシュ面部７・８より内側位置で、かつ窪み２の開口１０の外側位置に、斜面４０ａ・４０ｂを形成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
［効果イ］ 第１発明であれば、弁口間部分のうち、吸気弁口の開口縁と排気弁口の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線の位置から反点火プラグ側に偏って配置されているため、点火プラグを燃焼室の中央部付近に配置することができ、点火プラグから燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくすることができる。
また、窪みにペントルーフ形面を設けるとともに、緩やかな傾斜面からなる点火プラグ取付面に、点火プラグを取り付けることにより、ペントルーフ形面の稜線に突入させる状態で点火プラグを設ける構成に比べて、燃焼室の中央部に点火プラグを近づけることができ、燃焼室の周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくすることができる。
さらに、窪み内で点火プラグ取付面と反対側に位置する反点火プラグ側面が、点火プラグ取付面よりも傾きの大きな傾斜面を備えているので、点火プラグから反点火プラグ側面までの距離を短くでき、燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくできる。
以上のように火炎伝播距離の差を小さくできる構成により、燃焼効率を高くでき、高出力を得ることができる。
【００１２】
［効果ロ］ 第１発明であれば、前記弁口間部分を形成する面を上側へ凸状に湾曲させたことにより、弁口間部分と点火プラグ取付面、及び弁口間部分と反点火プラグ側面を滑らかに接続することができる。
このように構成することにより、弁口間部分を形成する面が扁平面である場合に比べて、吸気弁口から入った混合気がシリンダの下方に向けて吸入される際に、ペントルーフ形面と点火プラグ取付面の接続部及びペントルーフ形面と反点火プラグ側面の接続部での乱流の発生を抑制して、シリンダへの流れ込みを円滑に行うことができる。
【００１３】
第２発明であれば、上記［効果イ］に加えて、つぎの［効果ハ］を奏する。
［効果ハ］ 吸入工程において吸気弁口から吸入された混合気の一部は、湾曲した反点火プラグ側面により案内され、反点火プラグ側面の中央部から燃焼室の中央部に向けて下向きの旋回流が発生するようにシリンダ内に吸引されることになる。したがって、反点火プラグ側面が湾曲していない構成に比べて燃料と空気の混合を向上させることができ、燃焼性を高めることができる。
第３発明であれば、上記［効果イ］・［効果ロ］・および［効果ハ］を奏する。
【００１４】
第４発明であれば、所定の圧縮比を得る関係上、窪みの容積は所定の値に定められている。窪みの開口を各頂角相当部分が円弧の三角形状に形成し、シリンダ中心軸線と平行な向きに見て、前記吸気弁口と排気弁口と点火プラグ取付口とを開口の各頂角相当部分にくるように配置したことにより、窪み内において弁口間部分を形成する面を深い位置に形成でき、窪みの比表面積、すなわち、容積に対する表面積の比を小さくできる。このため、窪みの内面からの冷却損失が小さくなり、燃焼効率が高く、高出力を得ることができる。
【００１５】
第５発明であれば、前記略三角形傾斜面を形成することにより、窪みの開口の斜辺の位置に対応する窪みの内壁を、開口の斜辺の外側の領域に対してなだらかに接続させることができ、吸気工程において開口の斜辺の位置での乱流の発生を抑制することができる。
【００１６】
第６発明であれば、前記斜面の領域を形成することにより、斜面の領域を全てスキッシュ面部とする場合よりも、スキッシュ面部から発生したスキッシュ流を適度に弱めることができ、窪み内が強いスキッシュ流により必要以上に撹乱されることを防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明に係るエンジンの燃焼室の一実施形態を示す図である。
図１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、シリンダ１３にピストン１１が内嵌され、シリンダ１３にシリンダヘッド１が取り付けられている。シリンダヘッド１のピストン１１との対向面は、シリンダ１３との合わせ面１４よりも後退している。このピストン１１との対向面の一部は更に後退し、これが窪み２となっている。図１（Ａ）に示すように、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、この窪み２の内面に吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とが１つずつ開口されている。これら各口３・４・５は、窪み２の中央部を取り囲む三方に配置されている。
【００１８】
シリンダヘッド１のピストン１１との対向面は、スキッシュ面部と前記窪み２を含んで構成され、さらに窪み２は、略栗の実形の開口１０より内側の領域と、その開口１０より外側の領域とで構成されている。
すなわち、前記窪み２の開口１０を各頂角相当部分が円弧の三角形状に形成し、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とを開口１０の各頂角相当部分にくるように配置したものである。
また、図１に示す実施形態では、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面の外周縁の全てにスキッシュ面部が形成されている場合を示している。なお、図１に示す実施形態ではピストン１１の上面は平らなものを想定している。
【００１９】
窪み２の構成について、説明する。
窪み２における開口１０は、図１（Ａ）に示すように、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て栗の実形に形成され、吸気弁口３と排気弁口４を栗の実形の底辺側に配置し、点火プラグ取付口５を栗の実形の頂点側に配置した構成としてある。弁口間部分６の中央部はシリンダ中心軸線９と反プラグ側面２３との間に配置されている。 この弁口間部分６は、前記ペントルーフ形面２１を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面２２と前記反点火プラグ側面２３とで取り囲まれた面２５から成る。図１ ( Ａ ) に示すように、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、弁口間部分６のうち、吸気弁口３の開口縁と排気弁口４の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線９を間に挟んで、点火プラグ取付口５とは反対側に配置されている。
【００２０】
窪み２の開口１０内の領域は、ペントルーフ形面２１と、点火プラグ取付面２２と、反点火プラグ側面２３と、弁口間部分６との面を含んで構成されている。
前記ペントルーフ形面２１は、吸気弁口３が形成された傾斜面と排気弁口４が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、中高の弁口間部分６の両側に吸気弁口３と排気弁口４とが配置された形となっている。
弁口間部分６は、図１（Ａ）に示すように、その中央部が狭く、両側部が広い形状となっている。
前記点火プラグ取付面２２には、点火プラグ取付口５が開口され、前記ペントルーフ形面２１に接続する緩やかな傾斜面となっている。点火プラグ取付口５には点火プラグ１２が差し込まれて固定されている。ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の接続する部分は、図１（Ａ）において二股線４１として表している。
【００２１】
前記反点火プラグ側面２３は、前記弁口間部分６を挟んで前記点火プラグ取付面２２とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面２１に接続するとともに前記点火プラグ取付面２２よりも傾きの大きな傾斜面となっている。ペントルーフ形面２１と反点火プラグ側面２３の接続する部分は、図１（Ａ）において偏平な正規分布曲線４２として表している。
【００２２】
図２（Ａ）は前記点火プラグ取付面２２、反点火プラグ側面２３の傾斜角度の取り方を説明するための図、図２（Ｂ）は、窪み空間を立体的に示す図であり、弁口間部分６・ペントルーフ形面２１・および点火プラグ取付面２３と栗の実形の開口との関係を説明するための図である。
図２（Ａ）に示すように反点火プラグ側面２３のシリンダ水平線４９に対する傾斜角φは、点火プラグ取付面２２のシリンダ水平線４９に対する傾斜角θよりも大きく（φ＞θ）なっている。
【００２３】
また、図２（Ｂ）に示すように、開口１０内の窪み空間は、角度αで交差する２つの傾斜面４４・４５の一部で形成されたペントルーフ形面２１に対して、角度θで交わる点火プラグ取付面２２と、角度φで交わる反点火プラグ側面２３をそれぞれ交差させることにより切り出された略屋根形の一部で構成される空間に近い形になっている。例えば、前記略屋根形の上部を切り口が略栗の実形になるように所定平面などで切り出すことにより、開口１０内の窪み空間に近い形状を作り出すことができる。
なお、この図２（Ｂ）では図１（Ａ）に示す略三角形傾斜面３２・３３や、反点火プラグ側面２３の湾曲などは省略して示してある。
【００２４】
前記ペントルーフ形面２１は、図１（Ｂ），図２（Ａ）に示すように、その弁口間部分６の中央部が最も深くなっており、両側部に行くにしたがって徐々に浅くなるように形成することにより、この弁口間部分６を形成する面２５を上側に凸状に湾曲させるように形成してある。このように弁口間部分６を構成することにより、図２（Ａ）において一点鎖線で示すように稜線２５が直線４３である場合に比べて、ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の接続部及びペントルーフ形面２１と反点火プラグ側面２３の接続部をそれぞれ滑らかに接続することができる。
【００２５】
次に、本実施形態における反点火プラグ側面２３の構成について説明する。
図１（Ａ）に示すように、反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、その中央部Ｘにおいて小さく、周辺部Ｙで大きくなるように湾曲して構成されている。
すなわち、前記窪み２をシリンダ中心軸線９と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面２３の縁２３a・２３bのうち、窪み２の内部に侵入するものを内縁２３a、窪み２の開口縁に沿うものを外縁２３bとして、内縁２３aは、反点火プラグ側面２３の両端部Ｙから中央部Ｘに行くにつれて、窪み２の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁２３ｂは内縁２３ａよりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面２３を湾曲面とし、反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、中央部Ｘで小さく、両端部Ｙで大きくなるようにしたものである。
図３（Ａ）はピストンが下降するときの吸入される混合気の流れを示す縦断面図、図３（Ｂ）は反点火プラグ側面が湾曲した窪み内の様子を示す概略図、図３（Ｃ）は反点火プラグ側面が垂直に切り立った崖のように形成されている場合（φ＝９０゜）の窪み内の様子を示す概略図、図３（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線縦断面図である。
図３（Ｄ）と図１（Ｂ）を比較すれば分かるように反点火プラグ側面２３の中央部Ｘの傾きより、図３（Ｄ）に示される周辺部Ｙの傾きの方が大きくなっている。
【００２６】
図３（Ｂ）のように構成することにより、図３（Ｃ）の構成に比べて、排気弁口４側に逃げる混合気の流れ４６を少なくすることができるとともに、図３（Ａ）に示すように、吸気弁口３から吸入された混合気の一部は、ピストンの下降にしたがって、湾曲した反点火プラグ側面２３によって案内され、反点火プラグ側面２３の中央部から燃焼室の中央部に向けて下向きの旋回流４７を発生するようにシリンダ内へ吸引させることができる。この旋回流４７により、燃料と空気の混合を均一化でき、燃焼性を向上させることができる。
【００２７】
次に、本実施形態における略三角形傾斜面３２・３３の構成について説明する。
図１（Ａ）に示すように、前記略栗の実形の開口１０の両方の斜辺３０・３１の位置に沿ってペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の両方になだらかに接続する略三角形傾斜面３２・３３が形成してある。この略三角形傾斜面３２・３３は、図２（Ｂ）に示す二股線４１と略栗の実形の開口１０との境界における内壁において、図４（Ａ）に示すような段差４８が生じることを防止するために設けられている。
つまり、図４（Ａ）に示すような段差４８が生じる部分に略三角形傾斜面３２・３３を設けることにより、図４（Ｂ）に示すように、略栗の実形の開口１０の斜辺３０・３１の位置に対応する窪み２の内壁を、開口１０の斜辺３０・３１の外側の領域３５に対してなだらかに接続させることができ、開口１０の斜辺３０・３１の位置での乱流の発生を抑制することができる。
すなわち、前記三角形状の開口１０のうち、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３０と、前記排気弁口４と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３１のうち、少なくとも一方の辺に沿って、ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の両方に段差４８が生ずることなく接続する略三角形傾斜面３２・３３を形成したものである。
【００２８】
最後に、本実施形態におけるスキッシュ面部及び緩やかな斜面４０ａ・４０ａの構成について説明する。
図１（Ａ）に示すように、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面の外周縁に沿ってスキッシュ面部７・８が環状に連続した平面で形成されている。反プラグ側の緩やかな斜面４０ａは、円弧状の反プラグ側スキッシュ面７と略栗の実形の底辺との間の弓形領域に形成されている。
【００２９】
プラグ側の緩やかな斜面４０ｂは、円弧状のプラグ側スキッシュ面部８と略栗の実形の２つの斜辺３０・３１との間の略三日月形領域に形成されている。
これら緩やかな斜面４０ａ・４０ｂを形成することにより、スキッシュ面部から発生したスキッシュ流を適度に弱めることができ、窪み２内が強いスキッシュ流により必要以上に撹乱されることを抑制することができる。
【００３０】
また、所定の圧縮比を得る関係上、窪み２の容積は所定の値に定められている。このため、斜面４０ａ・４０ｂが形成されている場合には、この位置まで窪み２が拡張される場合に比べ、窪み２を深くして、窪み２の比表面積を小さくできる。したがって窪み２の内面からの冷却損失が小さくなり、燃焼効率が高く、高出力が得られる。
また、緩やかな斜面４０ａ・４０ｂが形成されている場合には、ここまでスキッシュ面が拡張される場合に比べて、燃料の燃え残りが少なくなる。このため、燃焼効率を高くでき、高出力が得られる利点がある。
【００３１】
本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で各種の設計変更を行うことができる。
前記実施形態では、略栗の実形の開口１０より外側の領域３５に緩やかな斜面４０ａ・４０ｂを設けた構成を示したが、この斜面４０ａ・４０ｂの領域にまでスキッシュ面部を広げることが可能である。この場合は、斜面４０ａ・４０ｂの容積が少なくなる分だけ窪み１２を深くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係るエンジンの燃焼室を説明する図で、図１（Ａ）はピストンヘッドのピストン対向面の底面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線縦断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ線縦断面図である。
【図２】 図２（Ａ）は前記点火プラグ取付面、反点火プラグ側面の傾斜角度の取り方を説明するための図、図２（Ｂ）は窪み空間を立体的に示す図であり、ペントルーフ形面、点火プラグ取付面、反点火プラグ側面、および弁口間部分の面と栗の実形の開口との関係を説明するための図である。
【図３】 図３は、反点火プラグ側面が湾曲している作用を説明するための図であり、図３（Ａ）は吸気工程における燃焼室の縦断面図、図３（Ｂ）は反点火プラグ側面が湾曲している場合の吸入混合気の流れを示す図、図３（Ｃ）は反点火プラグ側面が湾曲していない場合の吸入混合気の流れを示す図、図３（Ｄ）は図１（Ａ）の概略Ｄ−Ｄ線縦断面図である。
【図４】 図４は略三角形傾斜面の作用を説明するための図であり、図４（Ａ）は略三角形傾斜面を形成しない場合の構成を示す縦断面図、図４（Ｂ）は略三角形傾斜面を形成した場合の構成を示す縦断面図である。
【図５】 図５は、従来技術に係るエンジンの燃焼室を説明する図で、図５（Ａ）はピストンヘッドのピストン対向面の底面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ線縦断面図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）のＣ−Ｃ線縦断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…窪み、３…吸気弁口、４…排気弁口、５…点火プラグ取付口、６…弁口間部分、７・８…スキッシュ面部、９…シリンダ中心軸線、１０…窪みの開口、１１…ピストン、２１…ペントルーフ形面、２２…点火プラグ取付面、２３…反点火プラグ側面、２３ａ…内縁、２３ｂ…外縁、２５…弁口間部分６を形成する面、３０・３１…窪みの開口の斜辺、３２・３３…略三角形傾斜面、４０ａ・４０ｂ…斜面、Ｘ…反点火プラグ側面の中央部、Ｙ…反点火プラグ側面の両端部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの燃焼室の従来技術として図５に示すものがある。この燃焼室は、以下のような構成を備えている。
まず、シリンダヘッド１０１のピストン１１１との対向面に窪み１０２が設けられ、シリンダ中心軸線１０９と平行な向きに見て、この窪み１０２の内面に吸気弁口１０３と排気弁口１０４と点火プラグ取付口１０５とが１つずつ開口され、これら各口１０３・１０４・１０５が窪み１０２の中央部を取り囲む三方に配置されている。
【０００３】
また、前記窪み１０２は、吸気弁口１０３が形成された傾斜面と排気弁口１０４が形成された傾斜面の２つの傾斜面が交差することにより構成されたペントルーフ形面１２１を備え、そのペントルーフ形面１２１の稜線１２５位置に点火プラグ取付口１０５が形成してある。その点火プラグ取付口１０５には、点火プラグ１１２が取り付けられる。
さらに窪み１０２の外周にスキッシュ面１０７，１０８が形成してある。なお、図５において、符号１０６は弁口間部分を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、以下の課題を有している。
前記燃焼室の構成では、図５（Ｂ）に示すように点火プラグ１１２は、ペントルーフ形面１２１の稜線１２５位置に突入される構成となっているので、点火プラグ１１２の点火点は窪み１０２の中心部から大きく離れた位置に形成されている。このような構成では、燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離に大きな差が生じ、燃焼効率を向上させることが難しくなる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は上記課題を解決できる、エンジンの燃焼室を提供することにある。
具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。（ａ）窪みの内面に吸気弁口と排気弁口と点火プラグ取付口とが１つずつ開口された燃焼室において、燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくすることにより、燃焼効率を向上させる。（ｂ）吸気工程において、窪み内での乱流の発生を抑制して混合気のシリンダへの流れ込みを円滑に行えるようにする。（ｃ）吸気工程において、シリンダ内において旋回流を発生できるようにする。
なお、上記に記載した以外の発明の課題及びその解決手段は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の第１発明は、例えば図１に示すように、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面に窪み２が設けられ、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、この窪み２の内面に吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とが１つずつ開口され、これら各口３・４・５が窪み２の中央部を取り囲む三方に配置されているエンジンの燃焼室において、
前記窪み２は、ペントルーフ形面２１と、点火プラグ取付面２２と、反点火プラグ側面２３と、弁口間部分６との面を含んで構成されており、
前記ペントルーフ形面２１は、吸気弁口３が形成された傾斜面と排気弁口４が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、
前記点火プラグ取付面２２は、点火プラグ取付口５が設けられて、前記ペントルーフ形面２１に接続する傾斜面となっており、
前記反点火プラグ側面２３は、前記弁口部分 ( ６ ) を挟んで前記点火プラグ取付面２２とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面２１に接続するとともに、前記点火プラグ取付面２２よりも傾きの大きな傾斜面となっており、
前記弁口間部分６は、前記ペントルーフ形面２１を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面２２と前記反点火プラグ側面２３とで取り囲まれた面２５から成り、
シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、弁口間部分６のうち、吸気弁口３の開口縁と排気弁口４の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線９を間に挟んで、点火プラグ取付口５とは反対側に配置され、
弁口間部分６を形成する面２５（図１（Ｂ）参照）を上側に凸状に湾曲させたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の第２発明は、例えば図１および図３に示すように、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面に窪み２が設けられ、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、この窪み２の内面に吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とが１つずつ開口され、これら各口３・４・５が窪み２の中央部を取り囲む三方に配置されているエンジンの燃焼室において、
前記窪み２は、ペントルーフ形面２１と、点火プラグ取付面２２と、反点火プラグ側面２３と、弁口間部分６との面を含んで構成されており、
前記ペントルーフ形面２１は、吸気弁口３が形成された傾斜面と排気弁口４が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、
前記点火プラグ取付面２２は、点火プラグ取付口５が設けられて、前記ペントルーフ形面２１に接続する傾斜面となっており、
前記反点火プラグ側面２３は、前記弁口間部分６を間に挟んで、前記点火プラグ取付面２２とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面２１に接続するとともに、前記点火プラグ取付面２２よりも傾きの大きな傾斜面となっており、
前記弁口間部分６は、前記ペントルーフ形面２１を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面２２と前記反点火プラグ側面２３とで取り囲まれた面２５から成り、
シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、弁口間部分６のうち、吸気弁口３の開口縁と排気弁口４の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線９を間に挟んで、点火プラグ取付口５とは反対側に配置され、
前記窪み２をシリンダ中心軸線９と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面２３の縁２３a・２３bのうち、窪み２の内部に侵入するものを内縁２３a、窪み２の開口縁に沿うものを外縁２３bとして、内縁２３aは、反点火プラグ側面２３の両端部Ｙから中央部Ｘに行くにつれて、窪み２の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁２３ｂは内縁２３ａよりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面２３を湾曲面とし、
反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、中央部Ｘで小さく、両端部Ｙで大きくなるようにした、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の第３発明は、例えば図３に示すように、前記第１発明において、
前記窪み２をシリンダ中心軸線９と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面２３の縁２３a・２３bのうち、窪み２の内部に侵入するものを内縁２３a、窪み２の開口縁に沿うものを外縁２３bとして、内縁２３aは、反点火プラグ側面２３の両端部Ｙから中央部Ｘに行くにつれて、窪み２の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁２３ｂは内縁２３ａよりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面２３を湾曲面とし、
反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、中央部Ｘで小さく、両端部Ｙで大きくなるようにした、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の第４発明は、例えば図１に示すように、上記第１発明〜第３発明において、
前記窪み２の開口１０を各頂角相当部分が円弧の三角形状に形成し、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とを開口１０の各頂角相当部分にくるように配置したことを特徴とする。
請求項５に記載の第５発明は、例えば図１に示すように、第４発明の構成において、
前記三角形状の開口１０のうち、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３０と、前記排気弁口４と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３１のうち、少なくとも一方の辺に沿って、ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の両方に段差４８が生ずることなく接続する略三角形傾斜面３２・３３を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の第６発明は、例えば図１に示すように、上記第４発明または第５発明 において、
シリンダヘッド１のピストン１１との対向面の外周縁に沿ってスキッシュ面部７・８を形成し、
このスキッシュ面部７・８より内側位置で、かつ窪み２の開口１０の外側位置に、斜面４０ａ・４０ｂを形成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
［効果イ］ 第１発明であれば、弁口間部分のうち、吸気弁口の開口縁と排気弁口の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線の位置から反点火プラグ側に偏って配置されているため、点火プラグを燃焼室の中央部付近に配置することができ、点火プラグから燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくすることができる。
また、窪みにペントルーフ形面を設けるとともに、緩やかな傾斜面からなる点火プラグ取付面に、点火プラグを取り付けることにより、ペントルーフ形面の稜線に突入させる状態で点火プラグを設ける構成に比べて、燃焼室の中央部に点火プラグを近づけることができ、燃焼室の周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくすることができる。
さらに、窪み内で点火プラグ取付面と反対側に位置する反点火プラグ側面が、点火プラグ取付面よりも傾きの大きな傾斜面を備えているので、点火プラグから反点火プラグ側面までの距離を短くでき、燃焼室の各周縁部までの火炎伝播距離の差を小さくできる。
以上のように火炎伝播距離の差を小さくできる構成により、燃焼効率を高くでき、高出力を得ることができる。
【００１２】
［効果ロ］ 第１発明であれば、前記弁口間部分を形成する面を上側へ凸状に湾曲させたことにより、弁口間部分と点火プラグ取付面、及び弁口間部分と反点火プラグ側面を滑らかに接続することができる。
このように構成することにより、弁口間部分を形成する面が扁平面である場合に比べて、吸気弁口から入った混合気がシリンダの下方に向けて吸入される際に、ペントルーフ形面と点火プラグ取付面の接続部及びペントルーフ形面と反点火プラグ側面の接続部での乱流の発生を抑制して、シリンダへの流れ込みを円滑に行うことができる。
【００１３】
第２発明であれば、上記［効果イ］に加えて、つぎの［効果ハ］を奏する。
［効果ハ］ 吸入工程において吸気弁口から吸入された混合気の一部は、湾曲した反点火プラグ側面により案内され、反点火プラグ側面の中央部から燃焼室の中央部に向けて下向きの旋回流が発生するようにシリンダ内に吸引されることになる。したがって、反点火プラグ側面が湾曲していない構成に比べて燃料と空気の混合を向上させることができ、燃焼性を高めることができる。
第３発明であれば、上記［効果イ］・［効果ロ］・および［効果ハ］を奏する。
【００１４】
第４発明であれば、所定の圧縮比を得る関係上、窪みの容積は所定の値に定められている。窪みの開口を各頂角相当部分が円弧の三角形状に形成し、シリンダ中心軸線と平行な向きに見て、前記吸気弁口と排気弁口と点火プラグ取付口とを開口の各頂角相当部分にくるように配置したことにより、窪み内において弁口間部分を形成する面を深い位置に形成でき、窪みの比表面積、すなわち、容積に対する表面積の比を小さくできる。このため、窪みの内面からの冷却損失が小さくなり、燃焼効率が高く、高出力を得ることができる。
【００１５】
第５発明であれば、前記略三角形傾斜面を形成することにより、窪みの開口の斜辺の位置に対応する窪みの内壁を、開口の斜辺の外側の領域に対してなだらかに接続させることができ、吸気工程において開口の斜辺の位置での乱流の発生を抑制することができる。
【００１６】
第６発明であれば、前記斜面の領域を形成することにより、斜面の領域を全てスキッシュ面部とする場合よりも、スキッシュ面部から発生したスキッシュ流を適度に弱めることができ、窪み内が強いスキッシュ流により必要以上に撹乱されることを防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明に係るエンジンの燃焼室の一実施形態を示す図である。
図１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、シリンダ１３にピストン１１が内嵌され、シリンダ１３にシリンダヘッド１が取り付けられている。シリンダヘッド１のピストン１１との対向面は、シリンダ１３との合わせ面１４よりも後退している。このピストン１１との対向面の一部は更に後退し、これが窪み２となっている。図１（Ａ）に示すように、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、この窪み２の内面に吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とが１つずつ開口されている。これら各口３・４・５は、窪み２の中央部を取り囲む三方に配置されている。
【００１８】
シリンダヘッド１のピストン１１との対向面は、スキッシュ面部と前記窪み２を含んで構成され、さらに窪み２は、略栗の実形の開口１０より内側の領域と、その開口１０より外側の領域とで構成されている。
すなわち、前記窪み２の開口１０を各頂角相当部分が円弧の三角形状に形成し、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と排気弁口４と点火プラグ取付口５とを開口１０の各頂角相当部分にくるように配置したものである。
また、図１に示す実施形態では、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面の外周縁の全てにスキッシュ面部が形成されている場合を示している。なお、図１に示す実施形態ではピストン１１の上面は平らなものを想定している。
【００１９】
窪み２の構成について、説明する。
窪み２における開口１０は、図１（Ａ）に示すように、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て栗の実形に形成され、吸気弁口３と排気弁口４を栗の実形の底辺側に配置し、点火プラグ取付口５を栗の実形の頂点側に配置した構成としてある。弁口間部分６の中央部はシリンダ中心軸線９と反プラグ側面２３との間に配置されている。 この弁口間部分６は、前記ペントルーフ形面２１を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面２２と前記反点火プラグ側面２３とで取り囲まれた面２５から成る。図１ ( Ａ ) に示すように、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、弁口間部分６のうち、吸気弁口３の開口縁と排気弁口４の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線９を間に挟んで、点火プラグ取付口５とは反対側に配置されている。
【００２０】
窪み２の開口１０内の領域は、ペントルーフ形面２１と、点火プラグ取付面２２と、反点火プラグ側面２３と、弁口間部分６との面を含んで構成されている。
前記ペントルーフ形面２１は、吸気弁口３が形成された傾斜面と排気弁口４が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、中高の弁口間部分６の両側に吸気弁口３と排気弁口４とが配置された形となっている。
弁口間部分６は、図１（Ａ）に示すように、その中央部が狭く、両側部が広い形状となっている。
前記点火プラグ取付面２２には、点火プラグ取付口５が開口され、前記ペントルーフ形面２１に接続する緩やかな傾斜面となっている。点火プラグ取付口５には点火プラグ１２が差し込まれて固定されている。ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の接続する部分は、図１（Ａ）において二股線４１として表している。
【００２１】
前記反点火プラグ側面２３は、前記弁口間部分６を挟んで前記点火プラグ取付面２２とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面２１に接続するとともに前記点火プラグ取付面２２よりも傾きの大きな傾斜面となっている。ペントルーフ形面２１と反点火プラグ側面２３の接続する部分は、図１（Ａ）において偏平な正規分布曲線４２として表している。
【００２２】
図２（Ａ）は前記点火プラグ取付面２２、反点火プラグ側面２３の傾斜角度の取り方を説明するための図、図２（Ｂ）は、窪み空間を立体的に示す図であり、弁口間部分６・ペントルーフ形面２１・および点火プラグ取付面２３と栗の実形の開口との関係を説明するための図である。
図２（Ａ）に示すように反点火プラグ側面２３のシリンダ水平線４９に対する傾斜角φは、点火プラグ取付面２２のシリンダ水平線４９に対する傾斜角θよりも大きく（φ＞θ）なっている。
【００２３】
また、図２（Ｂ）に示すように、開口１０内の窪み空間は、角度αで交差する２つの傾斜面４４・４５の一部で形成されたペントルーフ形面２１に対して、角度θで交わる点火プラグ取付面２２と、角度φで交わる反点火プラグ側面２３をそれぞれ交差させることにより切り出された略屋根形の一部で構成される空間に近い形になっている。例えば、前記略屋根形の上部を切り口が略栗の実形になるように所定平面などで切り出すことにより、開口１０内の窪み空間に近い形状を作り出すことができる。
なお、この図２（Ｂ）では図１（Ａ）に示す略三角形傾斜面３２・３３や、反点火プラグ側面２３の湾曲などは省略して示してある。
【００２４】
前記ペントルーフ形面２１は、図１（Ｂ），図２（Ａ）に示すように、その弁口間部分６の中央部が最も深くなっており、両側部に行くにしたがって徐々に浅くなるように形成することにより、この弁口間部分６を形成する面２５を上側に凸状に湾曲させるように形成してある。このように弁口間部分６を構成することにより、図２（Ａ）において一点鎖線で示すように稜線２５が直線４３である場合に比べて、ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の接続部及びペントルーフ形面２１と反点火プラグ側面２３の接続部をそれぞれ滑らかに接続することができる。
【００２５】
次に、本実施形態における反点火プラグ側面２３の構成について説明する。
図１（Ａ）に示すように、反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、その中央部Ｘにおいて小さく、周辺部Ｙで大きくなるように湾曲して構成されている。
すなわち、前記窪み２をシリンダ中心軸線９と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面２３の縁２３a・２３bのうち、窪み２の内部に侵入するものを内縁２３a、窪み２の開口縁に沿うものを外縁２３bとして、内縁２３aは、反点火プラグ側面２３の両端部Ｙから中央部Ｘに行くにつれて、窪み２の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁２３ｂは内縁２３ａよりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面２３を湾曲面とし、反点火プラグ側面２３は、シリンダ中心軸線９に垂直な面に対する傾斜が、中央部Ｘで小さく、両端部Ｙで大きくなるようにしたものである。
図３（Ａ）はピストンが下降するときの吸入される混合気の流れを示す縦断面図、図３（Ｂ）は反点火プラグ側面が湾曲した窪み内の様子を示す概略図、図３（Ｃ）は反点火プラグ側面が垂直に切り立った崖のように形成されている場合（φ＝９０゜）の窪み内の様子を示す概略図、図３（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線縦断面図である。
図３（Ｄ）と図１（Ｂ）を比較すれば分かるように反点火プラグ側面２３の中央部Ｘの傾きより、図３（Ｄ）に示される周辺部Ｙの傾きの方が大きくなっている。
【００２６】
図３（Ｂ）のように構成することにより、図３（Ｃ）の構成に比べて、排気弁口４側に逃げる混合気の流れ４６を少なくすることができるとともに、図３（Ａ）に示すように、吸気弁口３から吸入された混合気の一部は、ピストンの下降にしたがって、湾曲した反点火プラグ側面２３によって案内され、反点火プラグ側面２３の中央部から燃焼室の中央部に向けて下向きの旋回流４７を発生するようにシリンダ内へ吸引させることができる。この旋回流４７により、燃料と空気の混合を均一化でき、燃焼性を向上させることができる。
【００２７】
次に、本実施形態における略三角形傾斜面３２・３３の構成について説明する。
図１（Ａ）に示すように、前記略栗の実形の開口１０の両方の斜辺３０・３１の位置に沿ってペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の両方になだらかに接続する略三角形傾斜面３２・３３が形成してある。この略三角形傾斜面３２・３３は、図２（Ｂ）に示す二股線４１と略栗の実形の開口１０との境界における内壁において、図４（Ａ）に示すような段差４８が生じることを防止するために設けられている。
つまり、図４（Ａ）に示すような段差４８が生じる部分に略三角形傾斜面３２・３３を設けることにより、図４（Ｂ）に示すように、略栗の実形の開口１０の斜辺３０・３１の位置に対応する窪み２の内壁を、開口１０の斜辺３０・３１の外側の領域３５に対してなだらかに接続させることができ、開口１０の斜辺３０・３１の位置での乱流の発生を抑制することができる。
すなわち、前記三角形状の開口１０のうち、シリンダ中心軸線９と平行な向きに見て、前記吸気弁口３と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３０と、前記排気弁口４と点火プラグ取付口５とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺３１のうち、少なくとも一方の辺に沿って、ペントルーフ形面２１と点火プラグ取付面２２の両方に段差４８が生ずることなく接続する略三角形傾斜面３２・３３を形成したものである。
【００２８】
最後に、本実施形態におけるスキッシュ面部及び緩やかな斜面４０ａ・４０ａの構成について説明する。
図１（Ａ）に示すように、シリンダヘッド１のピストン１１との対向面の外周縁に沿ってスキッシュ面部７・８が環状に連続した平面で形成されている。反プラグ側の緩やかな斜面４０ａは、円弧状の反プラグ側スキッシュ面７と略栗の実形の底辺との間の弓形領域に形成されている。
【００２９】
プラグ側の緩やかな斜面４０ｂは、円弧状のプラグ側スキッシュ面部８と略栗の実形の２つの斜辺３０・３１との間の略三日月形領域に形成されている。
これら緩やかな斜面４０ａ・４０ｂを形成することにより、スキッシュ面部から発生したスキッシュ流を適度に弱めることができ、窪み２内が強いスキッシュ流により必要以上に撹乱されることを抑制することができる。
【００３０】
また、所定の圧縮比を得る関係上、窪み２の容積は所定の値に定められている。このため、斜面４０ａ・４０ｂが形成されている場合には、この位置まで窪み２が拡張される場合に比べ、窪み２を深くして、窪み２の比表面積を小さくできる。したがって窪み２の内面からの冷却損失が小さくなり、燃焼効率が高く、高出力が得られる。
また、緩やかな斜面４０ａ・４０ｂが形成されている場合には、ここまでスキッシュ面が拡張される場合に比べて、燃料の燃え残りが少なくなる。このため、燃焼効率を高くでき、高出力が得られる利点がある。
【００３１】
本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で各種の設計変更を行うことができる。
前記実施形態では、略栗の実形の開口１０より外側の領域３５に緩やかな斜面４０ａ・４０ｂを設けた構成を示したが、この斜面４０ａ・４０ｂの領域にまでスキッシュ面部を広げることが可能である。この場合は、斜面４０ａ・４０ｂの容積が少なくなる分だけ窪み１２を深くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係るエンジンの燃焼室を説明する図で、図１（Ａ）はピストンヘッドのピストン対向面の底面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線縦断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ線縦断面図である。
【図２】 図２（Ａ）は前記点火プラグ取付面、反点火プラグ側面の傾斜角度の取り方を説明するための図、図２（Ｂ）は窪み空間を立体的に示す図であり、ペントルーフ形面、点火プラグ取付面、反点火プラグ側面、および弁口間部分の面と栗の実形の開口との関係を説明するための図である。
【図３】 図３は、反点火プラグ側面が湾曲している作用を説明するための図であり、図３（Ａ）は吸気工程における燃焼室の縦断面図、図３（Ｂ）は反点火プラグ側面が湾曲している場合の吸入混合気の流れを示す図、図３（Ｃ）は反点火プラグ側面が湾曲していない場合の吸入混合気の流れを示す図、図３（Ｄ）は図１（Ａ）の概略Ｄ−Ｄ線縦断面図である。
【図４】 図４は略三角形傾斜面の作用を説明するための図であり、図４（Ａ）は略三角形傾斜面を形成しない場合の構成を示す縦断面図、図４（Ｂ）は略三角形傾斜面を形成した場合の構成を示す縦断面図である。
【図５】 図５は、従来技術に係るエンジンの燃焼室を説明する図で、図５（Ａ）はピストンヘッドのピストン対向面の底面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ線縦断面図、図５（Ｃ）は図５（Ａ）のＣ−Ｃ線縦断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド、２…窪み、３…吸気弁口、４…排気弁口、５…点火プラグ取付口、６…弁口間部分、７・８…スキッシュ面部、９…シリンダ中心軸線、１０…窪みの開口、１１…ピストン、２１…ペントルーフ形面、２２…点火プラグ取付面、２３…反点火プラグ側面、２３ａ…内縁、２３ｂ…外縁、２５…弁口間部分６を形成する面、３０・３１…窪みの開口の斜辺、３２・３３…略三角形傾斜面、４０ａ・４０ｂ…斜面、Ｘ…反点火プラグ側面の中央部、Ｙ…反点火プラグ側面の両端部。
Claims (6)
- シリンダヘッド(１)のピストン(１１)との対向面に窪み(２)が設けられ、シリンダ中心軸線(９)と平行な向きに見て、この窪み(２)の内面に吸気弁口(３)と排気弁口(４)と点火プラグ取付口(５)とが１つずつ開口され、これら各口(３・４・５)が窪み(２)の中央部を取り囲む三方に配置されているエンジンの燃焼室において、
前記窪み(２)は、ペントルーフ形面(２１)と、点火プラグ取付面(２２)と、反点火プラグ側面(２３)と、弁口間部分 ( ６ ) との面を含んで構成されており、
前記ペントルーフ形面(２１)は、吸気弁口(３)が形成された傾斜面と排気弁口(４)が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、
前記点火プラグ取付面(２２)は、点火プラグ取付口(５)が設けられて、前記ペントルーフ形面(２１)に接続する傾斜面となっており、
前記反点火プラグ側面(２３)は、前記弁口間部分 ( ６ ) を間に挟んで前記点火プラグ取付面 ( ２２ ) とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面(２１)に接続するとともに、前記点火プラグ取付面(２２)よりも傾きの大きな傾斜面となっており、
前記弁口間部分 ( ６ ) は、前記ペントルーフ形面 ( ２１ ) を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面 ( ２２ ) と前記反点火プラグ側面 ( ２３ ) とで取り囲まれた面 ( ２５ ) から成り、
シリンダ中心軸線 ( ９ ) と平行な向きに見て、弁口間部分 ( ６ ) のうち、吸気弁口 ( ３ ) の開口縁と排気弁口 ( ４ ) の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線 ( ９ ) を間に挟んで、点火プラグ取付口 ( ５ ) とは反対側に配置され、
弁口間部分 ( ６ ) を形成する面 ( ２５ ) を上側に凸状に湾曲させたことを特徴とする、エンジンの燃焼室。 - シリンダヘッド(１)のピストン(１１)との対向面に窪み(２)が設けられ、シリンダ中心軸線(９)と平行な向きに見て、この窪み(２)の内面に吸気弁口(３)と排気弁口(４)と点火プラグ取付口(５)とが１つずつ開口され、これら各口(３・４・５)が窪み(２)の中央部を取り囲む三方に配置されているエンジンの燃焼室において、
前記窪み(２)は、ペントルーフ形面(２１)と、点火プラグ取付面(２２)と、反点火プラグ側面(２３)と、弁口間部分(６)との面を含んで構成されており、
前記ペントルーフ形面(２１)は、吸気弁口(３)が形成された傾斜面と排気弁口(４)が形成された傾斜面の２つの傾斜面で構成されており、
前記点火プラグ取付面(２２)は、点火プラグ取付口(５)が設けられて、前記ペントルーフ形面(２１)に接続する傾斜面となっており、
前記反点火プラグ側面(２３)は、前記弁口間部分(６)を間に挟んで、前記点火プラグ取付面(２２)とは反対側に位置して、前記ペントルーフ形面(２１)に接続するとともに、前記点火プラグ取付面(２２)よりも傾きの大きな傾斜面となっており、
前記弁口間部分(６)は、前記ペントルーフ形面(２１)を構成する前記２つの斜面と、前記点火プラグ取付面(２２)と前記反点火プラグ側面(２３)とで取り囲まれた面(２５)から成り、
シリンダ中心軸線(９)と平行な向きに見て、弁口間部分(６)のうち、吸気弁口(３)の開口縁と排気弁口(４)の開口縁とが相互に最接近する箇所が、シリンダ中心軸線(９)を間に挟んで、点火プラグ取付口(５)とは反対側に配置され、
前記窪み(２)をシリンダ中心軸線(９)と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面(２３)の縁(２３a・２３b)のうち、窪み(２)の内部に侵入するものを内縁(２３a)、窪み(２)の開口縁に沿うものを外縁(２３b)として、内縁(２３a)は、反点火プラグ側面(２３)の両端部(Ｙ)から中央部(Ｘ)に行くにつれて、窪み(２)の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁 ( ２３ｂ ) は内縁 ( ２３ａ ) よりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面(２３)を湾曲面とし、
反点火プラグ側面 ( ２３ ) は、シリンダ中心軸線 ( ９ ) に垂直な面に対する傾斜が、中央部 ( Ｘ ) で小さく、両端部 ( Ｙ ) で大きくなるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃焼室。 - 請求項１に記載のエンジンの燃焼室において、
前記窪み(２)をシリンダ中心軸線(９)と平行な向きに見た場合、反点火プラグ側面(２３)の縁(２３a・２３b)のうち、窪み(２)の内部に侵入するものを内縁(２３a)、窪み(２)の開口縁に沿うものを外縁(２３b)として、内縁(２３a)は、反点火プラグ側面(２３)の両端部(Ｙ)から中央部(Ｘ)に行くにつれて、窪み(２)の中心部に向かって大きく突出する中高の湾曲線とし、外縁 ( ２３ｂ ) は内縁 ( ２３ａ ) よりも直線的な形状とし、反点火プラグ側面(２３)を湾曲面とし、
反点火プラグ側面 ( ２３ ) は、シリンダ中心軸線 ( ９ ) に垂直な面に対する傾斜が、中央部 ( Ｘ ) で小さく、両端部 ( Ｙ ) で大きくなるようにした、ことを特徴とするエンジンの燃焼室。 - 前記請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの燃焼室において、
前記窪み(２)の開口(１０)を各頂角相当部分が円弧の三角形状に形成し、シリンダ中心軸線 ( ９ ) と平行な向きに見て、前記吸気弁口 ( ３ ) と排気弁口 ( ４ ) と点火プラグ取付口 ( ５ ) とを開口 ( １０ ) の各頂角相当部分にくるように配置したことを特徴とする、エンジンの燃焼室。 - 前記請求項４に記載のエンジンの燃焼室において、
前記三角形状の開口 ( １０ ) のうち、シリンダ中心軸線 ( ９ ) と平行な向きに見て、前記吸気弁口 ( ３ ) と点火プラグ取付口 ( ５ ) とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺 ( ３０ ) と、前記排気弁口 ( ４ ) と点火プラグ取付口 ( ５ ) とをそれぞれ位置させた各頂角相当部分の円弧同士を繋ぐ辺 ( ３１ ) のうち、少なくとも一方の辺に沿って、ペントルーフ形面(２１)と点火プラグ取付面(２２)の両方に段差（４８）が生ずることなく接続する略三角形傾斜面(３２・３３)を形成したことを特徴とする、エンジンの燃焼室。 - 前記請求項４または請求項５に記載のエンジンの燃焼室において、
シリンダヘッド ( １ ) のピストン ( １１ ) との対向面の外周縁に沿ってスキッシュ面部 ( ７・８ ) を形成し、
このスキッシュ面部( ７・８ )より内側位置で、かつ窪み(２)の開口(１０)の外側位置に、斜面(４０ａ・４０ｂ)を形成したことを特徴とする、エンジンの燃焼室。
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