JP6577563B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグの前方に燃焼室に通じる副室を形成する副室式内燃機関に関する。

特許文献１は、点火プラグの前方に燃焼室に通じる副室を形成する副室式内燃機関を開示する。シリンダーヘッドには、副室を形成する副室隔壁を受け入れる挿入孔が形成される。挿入孔は、燃焼室側の小径部、および、小径部よりも大径であって小径部に段差で接続される大径部を有する。副室隔壁は、挿入孔の小径部に挿入される小径筒部、および、小径筒部に接続されて挿入孔の大径部に挿入される大径筒部を有する。

特開２０１３−１３３７１７号公報

小径筒部周りで大径筒部の前端にガスケットが装着され、点火プラグホルダーから大径筒部に作用する軸方向の押圧力の働きでシリンダーヘッドと副室隔壁との間にガスケットは挟まれる。ガスケットの挟み込みにあたって点火プラグホルダーの押圧力は副室隔壁の大径筒部に軸方向に作用することから、副室隔壁の大径筒部には十分な壁厚が要求される。副室隔壁の小型化にあたって周壁部の壁厚が縮小されると、十分なシール性能が確保できなくなってしまう。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、確実なシール性能を確保し、副室隔壁の小型化に寄与することができる内燃機関を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、燃焼室側の副室孔部、および、前記副室孔部よりも大径であって前記副室孔部に段差で接続されるプラグ孔部を有して前記燃焼室の壁面で開口する挿入孔を形成するシリンダーヘッドと、前記副室孔部に挿入されて前記燃焼室に通じる副室を形成し、前記段差上に重なるフランジを有する副室隔壁と、前記フランジ上に重なる第１シール部材と、前記プラグ孔部に挿入されて前記フランジに向かって先端で前記第１シール部材を押し付け、点火プラグを保持しつつ前記点火プラグの先端を前記副室に対して位置決めする点火プラグホルダーと、前記点火プラグホルダーおよび前記プラグ孔部の内壁の間に挟まれる第２シール部材とを備え、前記第１シール部材は金属製シールであって、前記第２シール部材は樹脂製シールである内燃機関が提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記第１シール部材は軸方向のシールであって、前記第２シール部材は径方向のシールである。

第３側面によれば、燃焼室側の副室孔部、および、前記副室孔部よりも大径であって前記副室孔部に段差で接続されるプラグ孔部を有して前記燃焼室の壁面で開口する挿入孔を形成するシリンダーヘッドと、前記副室孔部に挿入されて前記燃焼室に通じる副室を形成し、前記段差上に重なるフランジを有する副室隔壁と、前記フランジ上に重なる第１シール部材と、前記プラグ孔部に挿入されて前記フランジに向かって先端で前記第１シール部材を押し付け、点火プラグを保持しつつ前記点火プラグの先端を前記副室に対して位置決めする点火プラグホルダーと、前記点火プラグホルダーおよび前記プラグ孔部の内壁の間に挟まれる第２シール部材とを備え、前記点火プラグホルダーは、前記点火プラグに同軸に円筒形状に形成される円筒部と、前記円筒部の上端に接続され、外周にねじ溝を有するねじ部とを備え、前記円筒部の外周に前記第２シール部材が装着される。

第４側面によれば、第１〜第３側面の何れかの構成に加えて、前記副室孔部および前記副室隔壁は、相互に接触し合って、前記燃焼室に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部を有する。

第５側面によれば、第４側面の構成に加えて、前記点火プラグホルダーのねじ溝は前記点火プラグのねじ溝に軸方向に重なる位置に配置される。

第６側面によれば、第５側面の構成に加えて、内燃機関は、前記点火プラグホルダーから独立して前記シリンダーヘッドに取り付けられ、前記副室隔壁に形成される開口に向かって、前記点火プラグの中心軸線に傾斜する姿勢で配置される燃料噴射弁を備える。

第７側面によれば、第６側面の構成に加えて、前記点火プラグホルダーは銅系の材質から形成される。

第１側面によれば、点火プラグホルダーから軸方向に作用する押圧力の働きで点火プラグホルダーと副室隔壁のフランジとの間に第１シール部材が軸方向に挟まれるので、副室の圧力漏れは確実に防止されることができる。しかも、段差に押し付けられるフランジがシール部材として機能することから、副室孔部の内壁に接する周壁が薄くても、燃焼室から副室孔部の内壁を伝った圧力漏れは確実に防止されることができる。さらに、第２シール部材は、副室隔壁のフランジおよび第１シール部材よりも軸方向に外方に配置されることから、燃焼室のガス漏れと副室のガス漏れとに共通にシール機能を発揮することができる。内燃機関からシール部材は削減されることができる。また、第１シール部材は金属製シールであるので、副室隔壁のフランジと点火プラグホルダーとの間に挟まれて軸方向荷重に曝されても、第１シール部材は確実に圧力漏れを防止することができる。その一方で、第２シール部材は樹脂製シールであるので、着脱が簡単であって、メンテナンス性が向上する。

第３側面によれば、点火プラグホルダーは点火プラグと同軸の円筒形状に形成されるので、副室と点火プラグホルダーとの外形差を縮小することができ、その結果、吸気弁および排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。

第４側面によれば、副室孔部の内壁と副室隔壁の外面との間にラビリンス構造が形成されることで、燃焼室から副室孔部の内壁を伝った圧力漏れは防止されることができる。その結果、第２シール部材の負荷が軽減され、シール構造は簡素化されることができる。

第５側面によれば、点火プラグはねじ溝で点火プラグホルダーに結合され、ねじ溝の領域で点火プラグから点火プラグホルダーに良好な熱伝達は実現される。同様に、点火プラグホルダーはねじ溝でシリンダーヘッドに結合され、ねじ溝の領域で点火プラグホルダーからシリンダーヘッドに良好な熱伝達は実現される。こうして点火プラグからシリンダーヘッドに熱伝達は促進される。

第６側面によれば、点火プラグホルダーは副室隔壁の軸方向上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁は副室隔壁の周囲に配置されるので、点火プラグホルダーと燃料噴射弁とが並んで配置される場合に比べて、副室の幅（径）は縮小されることができる。したがって、点火プラグや燃料噴射弁の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。

第７側面によれば、点火プラグホルダーは銅系の材質で形成されるので、良好な熱伝達が実現されるとともに、銅系の材質の良好な導電性に応じて点火プラグの帯電は良好に防止されることができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の構造を概略的に示す側面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 自動二輪車の燃料タンク付近における拡大平面図である。 図１の主要部拡大側面図である。 図４の５−５線に沿った拡大断面図である。 図５の主要部拡大断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車（鞍乗り型車両の一具体例）の全体構成を概略的に示す。自動二輪車１１の車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１３と、ヘッドパイプ１３から後方に後ろ下がりに延びる左右１対のメインフレーム１４と、個々のメインフレーム１４の後端に個別に結合されてメインフレーム１４の後端から下方に延び、クロスパイプ（図示されず）で相互に接続される左右１対のピボットフレーム１５と、メインフレーム１４よりも下方でヘッドパイプ１３から下方に延びるダウンフレーム１６とを備える。ダウンフレーム１６は、車幅方向の左右中央位置でヘッドパイプ１３から下方に延びる１つの上フレーム１６ａと、上フレーム１６ａの下端から左右に分岐し、個々に対応のピボットフレーム１５の下端に連結される左右１対の下パイプフレーム１６ｂとで構成される。ダウンフレーム１６の上フレーム１６ａは、ヘッドパイプ１３から後方に遠ざかるにつれてメインフレーム１４から下方に遠ざかる。

ヘッドパイプ１３には、車軸１７回りで回転自在に前輪ＷＦを支持するフロントフォーク１８が操向可能に支持される。フロントフォーク１８にはヘッドパイプ１３の上側でハンドルバー１９が結合される。ピボットフレーム１５には、車軸２１回りで回転自在に後輪ＷＲを支持するスイングアーム２２が支軸２３回りで揺動自在に支持される。支軸２３は車幅方向に水平に延びる。

前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの間で車体フレーム１２に内燃機関２４は搭載される。内燃機関２４は、左右のピボットフレーム１５の間であって左右の下パイプフレーム１６ｂで挟まれる空間に配置されてピボットフレーム１５および下パイプフレーム１６ｂに連結されるクランクケース２５と、クランクケース２５に結合されて、クランクケース２５から上方に延びて、前傾するシリンダー軸線Ｃを有するシリンダーブロック２６と、シリンダーブロック２６に結合されるシリンダーヘッド２７と、シリンダーヘッド２７に結合されるヘッドカバー２８とを備える。クランクケース２５には、後輪ＷＲの車軸２１に平行に延びる回転軸線Ｓ回りで回転するクランクシャフトが支持される。クランクシャフトの回転運動は伝動装置（図示されず）を経て後輪ＷＲに伝達される。ここでは、内燃機関２４は例えば単気筒内燃機関に構成される。シリンダーブロック２６、シリンダーヘッド２７およびヘッドカバー２８は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに直交する投影面に、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行に投影される側面視で、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間に配置される。以下、一般的な内燃機関と共通する構造については詳細な説明を割愛することがある。

シリンダーヘッド２７の一側面には、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、後述されるように燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２９と、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、後述されるように、生成するポンプ圧に応じて燃料噴射弁２９に燃料を供給する燃料ポンプ３１とが取り付けられる。燃料噴射弁２９には、燃料ポンプ３１の吐出管３１ａから延びて燃料噴射弁２９および燃料ポンプ３１を繋ぎ、燃料ポンプ３１から燃料噴射弁２９に燃料を導入する燃料配管３２が結合される。

ダウンフレーム１６の上フレーム１６ａには、内燃機関２４に接続されて内燃機関２４の冷却に寄与する左右１対のラジエーター３３が取り付けられる。左側のラジエーター３３は燃料噴射弁２９よりも車体前方に配置される。左右のラジエーター３３と内燃機関２４との間で冷却水は循環する。内燃機関２４で熱せられた冷却水はラジエーター３３に流入してラジエーター３３で冷却される。ラジエーター３３で冷却された冷却水は内燃機関２４の冷却ジャケットに流入する。図２に示されるように、メインフレーム１４の外面とケースカバー２５ａの外面とに接する仮想平面ＰＰの内側に燃料ポンプ３１は配置される。メインフレーム１４およびケースカバー２５ａに左外側から接する仮想平面ＰＰから燃料ポンプ３１の突出は回避される。燃料ポンプ３１は他物との衝突から保護されることができる。

図１に示されるように、内燃機関２４の上方でメインフレーム１４には燃料タンク３４が支持される。燃料タンク３４内には、燃料タンク３４から燃料を吐出する一次燃料ポンプ３５が配置される。燃料ポンプ３１の吸入管３１ｂには、一次燃料ポンプ３５から延びて一次燃料ポンプ３５および燃料ポンプ３１を繋ぎ、一次燃料ポンプ３５のポンプ圧に基づき一次燃料ポンプ３５から燃料ポンプ３１に燃料を供給する一次燃料管３６が結合される。燃料タンク３４の後方で車体フレーム１２には乗員シート３７が搭載される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート３７を跨ぐ。図３に示されるように、上方無限遠に存在する視点に基づく平面視で、燃料ポンプ３１は燃料タンク３４の陰に隠れる。言い換えると、重力方向に平行であって燃料タンク３４の湾曲外縁に接する湾曲垂直面ＶＰよりも燃料ポンプ３１は内側に配置される。こうして燃料タンク３４の外形から燃料ポンプ３１の突出は回避される。燃料ポンプ３１は他物との衝突から保護されることができる。

図４に示されるように、シリンダーブロック２６はシリンダー軸線Ｃに沿ってピストン３８の線形往復運動を案内する。ピストン３８には、クランクケース２５内でクランクシャフトのクランクに連結されるコネクティングロッド３９が接続される。コネクティングロッド３９はピストン３８の線形往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。

シリンダーヘッド２７はピストン３８との間に燃焼室４１を形成する。燃焼室４１には、個々に吸気ポートの開閉を司る１対の吸気弁（図示されず）と、個々に排気ポートの開閉を司る１対の排気弁（図示されず）とが配置される。吸気弁には、側面視でシリンダー軸線Ｃよりも後方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行な軸心を有する吸気用カムシャフト４２ａが接続される。言い換えると、吸気用カムシャフト４２ａは、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行でシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体後方に配置される。排気弁には、側面視でシリンダー軸線Ｃよりも前方に位置して、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行な軸心を有する排気用カムシャフト４２ｂが接続される。言い換えると、排気用カムシャフト４２ｂは、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体前方に配置される。後述されるように、吸気用カムシャフト４２ａおよび排気用カムシャフト４２ｂには、クランクシャフトから吸気用カムシャフト４２ａおよび排気用カムシャフト４２ｂに動力を伝達する動弁系４３が接続される。動弁系４３は、吸気用カムシャフト４２ａに固定されるスプロケット４４ａ、および、排気用カムシャフト４２ｂに固定されるスプロケット４４ｂに巻き掛けられるカムチェーン４５を備える。

燃料噴射弁２９の中心軸線（中心軸を含み無限に延びる直線）は、車両側面視でシリンダー軸線Ｃ上に配置されるとともに、車両側面視でヘッドパイプ１３を通過する。言い換えると、燃料噴射弁２９の中心軸線は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面内に配置され、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であって燃料噴射弁２９の中心軸線を含む仮想平面はヘッドパイプ１３を横切る。燃料ポンプ３１は、側面視で、シリンダー軸線Ｃから後方にずれた位置に配置され、燃料配管３２は、側面視で、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間に配置される。言い換えると、燃料ポンプ３１は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面よりも車体後方に配置されるとともに、燃料配管３２は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であって車体前方からメインフレーム１４に接する仮想面と、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行であって車体後方からダウンフレーム１６に接する仮想面とに挟まれる空間内に配置される。燃料配管３２は、燃料ポンプ３１の駆動軸（＝吸気用カムシャフト４２ａ）を軸心回りに囲むようにして延び、燃料噴射弁２９に接続される。外側に向かって燃料配管３２の出っ張りは抑制される。

図５に示されるように、シリンダーヘッド２７には、燃焼室４１の頂上位置で燃焼室４１に通じ、燃料噴射弁２９の噴射口が臨む副室４６が設けられる。シリンダーヘッド２７には、第１点火プラグ４７を受け入れて、シリンダー軸線Ｃ上に第１点火プラグ４７の中心軸線を配置する挿入孔４８と、燃料噴射弁２９を受け入れて、シリンダー軸線Ｃから第１傾斜角αで倒れる軸線上に燃料噴射弁２９の中心軸線を配置する差し込み孔４９と、第２点火プラグ５１を受け入れて、シリンダー軸線Ｃから第１傾斜角αよりも大きい第２傾斜角βで倒れる軸線上に第２点火プラグ５１の中心軸線を配置するねじ込み孔５２とが形成される。第１点火プラグ４７の電極は副室４６内の空間に臨む。第２点火プラグ５１の電極は燃焼室４１内の空間に臨む。燃料噴射弁２９は、第１点火プラグ４７の中心軸線に対して傾斜する姿勢で保持され、副室４６に噴射口を臨ませ、燃焼室４１に向けて副室４６内で燃料を噴射する。ここでは、こうして噴射通路４９ａに対して燃料噴射弁２９を寝かせることで燃料噴射弁２９の上端と燃料ポンプ３１との間に隙間は確保されることができる。

吸気用カムシャフト４２ａは、シリンダーヘッド２７の一側面から他側面に向かってクランクシャフトの回転軸線Ｓに平行に延びる回転軸線Ｘを有する。燃料ポンプ３１は、シリンダーヘッド２７の一側面で、吸気用カムシャフト４２ａの延長線上に配置されて吸気用カムシャフト４２ａに連結される。動弁系４３のスプロケット４４ａおよびカムチェーン４５はシリンダーヘッド２７の他側面に配置される。燃料ポンプ３１は、吸入管３１ｂおよび吐出管３１ａにそれぞれ配置される開閉弁と、吸入管３１ｂおよび吐出管３１ａに通じる圧力室５３の容積を変化させるプランジャー５４と、吸気用カムシャフト４２ａに同軸に連結されて、プランジャー５４の往復動を生み出すカム部材５５とを備え、吸気用カムシャフト４２ａから駆動力を受けて高圧の燃料を吐出する往復動式の燃料ポンプで構成される。

図６に示されるように、挿入孔４８は、燃焼室４１の壁面で開口する燃焼室４１側の副室孔部（縦孔）４８ａ、および、副室孔部４８ａよりも大径であって副室孔部４８ａに環状の段差５６で接続されるプラグ孔部４８ｂを有する。副室孔部４８ａには、燃焼室４１に通じる副室４６を形成し、段差５６上に重なるフランジ５７を有する副室隔壁５８が挿入される。副室隔壁５８は例えばステンレス鋼材から形成される。フランジ５７上に環状の第１シール部材５９が重なる。第１シール部材５９は軸方向の金属製シールである。

プラグ孔部４８ｂには、フランジ５７に向かって先端で第１シール部材５９を押し付け、第１点火プラグ４７を保持しつつ第１点火プラグ４７の先端を副室４６に対して位置決めする点火プラグホルダー６１が挿入される。シリンダーヘッド２７には挿入孔４８および差し込み孔４９は個別に形成されることから、燃料噴射弁２９は点火プラグホルダー６１から独立してシリンダーヘッド２７に取り付けられる。

点火プラグホルダー６１は、第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、先端で副室隔壁５８のフランジ５７との間に第１シール部材５９を挟む円筒部６１ａと、円筒部６１ａの上端に接続されて第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、外周にねじ溝を有するねじ部６１ｂとを有する。点火プラグホルダー６１は銅系の材質から成形される。第１シール部材５９は副室隔壁５８と点火プラグホルダー６１の間に挟まれて外気から副室４６の空間を遮断する。第１点火プラグ４７は点火プラグホルダー６１にねじ込まれる。点火プラグホルダー６１のねじ溝６２は第１点火プラグ４７のねじ溝６３に軸方向に重なる位置に配置される。

円筒部６１ａの外周には、点火プラグホルダー６１およびプラグ孔部４８ｂの内壁の間に挟まれる環状の第２シール部材６４が装着される。第２シール部材６４は径方向の樹脂製シールである。第２シール部材６４は、燃焼室４１側の挿入孔４８内の空間と外気側の挿入孔４８内の空間とを相互に遮断する。

副室隔壁５８は、シリンダー軸線（基準軸線）Ｃに沿って燃焼室４１から延びる副室孔部４８ａに挿入されて、シリンダー軸線Ｃ回りで副室孔部４８ａの内壁に接する周壁部５８ａと、周壁部５８ａから連続して、副室孔部４８ａから燃焼室４１に向かって張り出す底壁部５８ｂとを有し、周壁部５８ａと底壁部５８ｂとで、燃焼室４１に通じる副室４６を形成する。第１点火プラグ４７は周壁部５８ａの上方に配置される。底壁部５８ｂは燃焼室４１に向かってドーム形状に膨らむ。したがって、底壁部５８ｂの肉厚は中央（シリンダー軸線Ｃ）に近づくほど増加する。

副室隔壁５８の周壁部５８ａは、上端でフランジ５７を支持する第１外径Ｄ１の第１筒部６５ａと、第１筒部６５ａの下端から連続して、燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６５ｂと、縮径部６５ｂの下端から連続して第１外径Ｄ１よりも小さい第２外径Ｄ２の第２筒部６５ｃとを有する。副室孔部４８ａは副室隔壁５８の縮径部６５ｂに対応して燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６６を有する。副室隔壁５８の縮径部６５ｂおよび副室孔部４８ａの縮径部６６は相互に接触し合ってラビリンス構造を形成する。第１筒部６５ａ、縮径部６５ｂおよび第２筒部６５ｃは満遍なく副室孔部４８ａの内壁に接する。

第２筒部６５ｃで周壁部５８ａの壁厚は底壁部５８ｂに向かうにつれて増加する。ここでは、第２筒部６５ｃは、底壁部５８ｂに向かうにつれて先細るテーパー形状の空間を形成する。周壁部５８ａの下端で周壁部５８ａには、壁の厚み方向に周壁部５８ａを貫通し、燃焼室４１に副室４６を接続する連通孔６７が形成される。連通孔６７はシリンダー軸線Ｃから放射状に延びる。副室隔壁５８の外周には、フランジ５７から連続して周方向の特定位置で径方向に外側に突出する位置決め突起６８が形成される。副室孔部４８ａには、周方向の特定位置で段差５６から窪んで位置決め突起６８を受け入れる凹部６９が形成される。位置決め突起６８が凹部６９に嵌まることで、シリンダー軸線Ｃ回りで副室隔壁５８の角位置は位置決めされることができる。

シリンダーブロック２７には、差し込み孔４９の前端から延びて、燃料噴射弁２９よりも小径の燃料噴射通路７１が形成される。燃料噴射通路７１の軸線は燃料噴射弁２９の軸線Ｑの第１傾斜角αよりも小さい傾斜角でシリンダー軸線Ｃに交差する。こうして燃料噴射通路７１に対して燃料噴射弁２９が傾斜することで、図５に示されるように燃料噴射弁２９の上端と燃料ポンプ３１との間に隙間は確保されることができる。周壁部５８ａは、燃料噴射通路７１の延長として、縮径部６５ｂよりも燃焼室４１側で周壁部５８ａの内面に開口する通路７２を有する。燃料噴射通路７１は、燃料噴射弁２９の噴射口から通路７２の開口に通じる。燃料噴射弁２９は副室４６内の底壁部５８ｂに向かって燃料を噴射する。燃料の噴射域は連通孔６７から外れるように形成される。

次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態では、燃料噴射弁２９は、シリンダーヘッド２７の一側面からシリンダーヘッド２７に取り付けられる。燃料ポンプ３１は、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間の空間に配置されて、シリンダーヘッド２７の一側面に取り付けられる。燃料ポンプ３１は、燃料噴射弁２９とともにシリンダーヘッド２７の一側面に取り付けられるので、比較的に内燃機関２４の姿勢を制約せずに燃料ポンプ３１とメインフレーム１４との干渉は回避される。比較的に内燃機関の姿勢を制約せずに燃料ポンプ３１はメインフレーム１４とダウンフレーム１６との間に配置される。内燃機関２４の姿勢を制約せずに十分に燃料ポンプ３１の保護は実現される。しかも、燃料ポンプ３１と燃料噴射弁２９とは近接して配置されるので、燃料ポンプ３１から燃料噴射弁２９に燃料を供給する燃料配管３２はできるだけ短縮されることができる。

燃料噴射弁２９の中心軸線は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに直交する投影面に、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行に投影される側面視で、ヘッドパイプ１３を通過する。メインフレーム１４およびダウンフレーム１６はヘッドパイプ１３に向かうにつれて相互に接近することから、側面視で燃料噴射弁２９の中心軸線がヘッドパイプ１３を通過すると、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間で燃料噴射弁２９の中心軸線上にスペースは確保される。したがって、燃料噴射弁２９を含む内燃機関２４のメンテナンス性は向上する。

燃料噴射弁２９の中心軸線は、クランクシャフトの回転軸線Ｓに直交する投影面に、クランクシャフトの回転軸線Ｓに平行に投影される側面視で、シリンダー軸線Ｃ上に配置され、燃料ポンプ３１は、側面視で、シリンダー軸線Ｃからずれた位置に配置され、燃料配管３２は、側面視で、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間に配置される。前述のように、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間で燃料噴射弁２９の中心軸線上に十分にスペースは確保されることから、メインフレーム１４およびダウンフレーム１６と燃料ポンプ３１との間に十分なスペースは形成される。したがって、燃料ポンプ３１のメンテナンス性は良好に確保される。燃料配管３２はメインフレーム１４およびダウンフレーム１６の間で良好に保護される。

燃料ポンプ３１は、メインフレーム１４に支持される燃料タンク３４に一次燃料管３６で接続され、クランクシャフトの回転軸線Ｓに直交する投影面にクランクシャフトの回転軸線Ｓに平行に投影される側面視で、シリンダー軸線Ｃから後方にずれた位置に配置される。燃料ポンプ３１は、側面視でシリンダー軸線Ｃから後方にずれた位置に配置されることから、燃料タンク３４内の一次燃料ポンプ３５に燃料ポンプ３１を接続する一次燃料管３６は可能な限り短縮される。

自動二輪車１１は、燃料噴射弁２９よりも車体前方でダウンフレーム１６に取り付けられるラジエーター３３を備える。ラジエーター３３は燃料ポンプ３１の前方で燃料ポンプ３１から遠ざけられる。燃料ポンプ３１はできる限りラジエーター３３の温風に巻き込まれずに済む。こうして燃料ポンプ３１の温度上昇は抑制される。

燃料ポンプ３１は、シリンダーヘッド２７に支持される吸気用カムシャフト４２ａの延長線上に配置されて吸気用カムシャフト４２ａから駆動力を受ける往復動式の燃料ポンプである。往復動式の燃料ポンプ３１は高速回転の吸気用カムシャフト４２ａの駆動力に応じて高圧の燃料供給を実現する。したがって、燃料の燃焼室噴射（いわゆる直噴）は実現される。

シリンダーヘッド２７には、燃焼室４１の頂上位置で燃焼室４１に通じ、燃料噴射弁２９の噴射口が臨む副室４６が設けられる。燃焼室４１は頂上位置で最もカムシャフト４２ａ、４２ｂに接近することから、燃料噴射弁２９は吸気用カムシャフト４２ａにできる限り接近して配置される。こうして燃料噴射弁２９と燃料ポンプ３１との距離はできる限り短縮される。燃料噴射弁２９に燃料ポンプ３１を繋ぐ燃料配管３２はできる限り短縮されるとともに、燃料噴射弁２９および燃料ポンプ３１を保護するための空間は縮小される。

自動二輪車１１の内燃機関２４は、シリンダー軸線Ｃ上に配置される中心軸線を有し、副室４６内の空間に臨む第１点火プラグ４７と、シリンダー軸線Ｃに第２傾斜角βで交差する中心軸線を有し、燃焼室４１内の空間に臨む第２点火プラグ５１とを備える。燃焼室噴射の実現にあたって第１点火プラグ４７および第２点火プラグ５１は燃料噴射弁２９および燃料ポンプ３１に干渉せずにシリンダーヘッド２７に差し込まれることができる。

本実施形態に係る内燃機関２４では、カムシャフト４２ａ、４２ｂは、シリンダーヘッド２７の一側面から他側面に向かって延び、シリンダーヘッド２７の他側面には、クランクシャフトからカムシャフト４２ａ、４２ｂに動力を伝達する動弁系４３が配置される。カムシャフト４２ａ、４２ｂの一端側に燃料ポンプ３１が配置され、カムシャフト４２ａ、４２ｂの他端側に動弁系４３が配置されるので、内燃機関２４の重量バランスは良好に確保される。加えて、燃料噴射弁２９や燃料ポンプ３１に邪魔されずに動弁系４３のメンテナンス性は良好に確保される。

本実施形態では、副室隔壁５８のフランジ５７上に第１シール部材５９は重なり、点火プラグホルダー６１は、挿入孔４８のプラグ孔部４８ｂに挿入されてフランジ５７に向かって先端で第１シール部材５９を押し付け、点火プラグホルダー６１およびプラグ孔部４８ｂの内壁の間に第２シール部材６４は挟まれる。点火プラグホルダー６１から軸方向に作用する押圧力の働きで点火プラグホルダー６１と副室隔壁５８のフランジ５７との間に第１シール部材５９が軸方向に挟まれるので、副室４６の圧力漏れは確実に防止される。しかも、段差５６に押し付けられるフランジ５７がシール部材として機能することから、副室孔部４８ａの内壁に接する副室隔壁５８の周壁部５８ａが薄くても、軸方向の押し付け力によって周壁部５８ａの変形は引き起こされず、燃焼室４１から副室孔部４８ａの内壁を伝った圧力漏れは確実に防止される。さらに、第２シール部材６４は、副室隔壁５８のフランジ５７および第１シール部材５９よりも軸方向に外方に配置されることから、燃焼室４１のガス漏れと副室４６のガス漏れとに共通にシール機能を発揮する。内燃機関２４ではシール構造は簡素化される。

シリンダー軸線Ｃ回りで全周にわたって副室隔壁５８および点火プラグホルダー６１の間に挟まれる第１シール部材５９は軸方向の金属製シールであって、シリンダー軸線Ｃ回りで全周にわたって点火プラグホルダー６１の円筒部６１ａおよび挿入孔４８の内壁に挟まれる第２シール部材６４は径方向の樹脂製シールである。第１シール部材５９は金属製シールであるので、副室隔壁５８のフランジ５７と点火プラグホルダー６１との間に挟まれて軸方向荷重に曝されても、第１シール部材５９は確実に圧力漏れを防止する。その一方で、第２シール部材６４は樹脂製シールであるので、着脱が簡単であって、メンテナンス性が向上する。

本実施形態に係る内燃機関２４では、挿入孔４８の副室孔部４８ａおよび副室隔壁５８は、相互に接触し合って、燃焼室４１に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部６６、６５ｂをそれぞれ有する。副室孔部４８ａの内壁と副室隔壁５８の外面との間にラビリンス構造が形成されることで、燃焼室４１から副室孔部４８ａの内壁を伝った圧力漏れは防止される。その結果、第２シール部材６４の負荷が軽減され、シール構造は簡素化される。

本実施形態に係る点火プラグホルダー６１は、第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、先端で副室隔壁５８のフランジ５７との間に第１シール部材５９を挟む円筒部６１ａと、円筒部６１ａの上端に接続されて第１点火プラグ４７に同軸に円筒形状に形成され、外周にねじ溝６２を有するねじ部６１ｂとを有し、円筒部６１ａの外周に第２シール部材６４は装着される。点火プラグホルダー６１は第１点火プラグ４７と同軸の円筒形状に形成されるので、副室４６と点火プラグホルダー６１との外形差を縮小することができ、その結果、吸気弁および排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。

本実施形態に係る内燃機関２４では、点火プラグホルダー６１のねじ溝６２は第１点火プラグ４７のねじ溝６３に軸方向に重なる位置に配置される。第１点火プラグ４７はねじ溝６３で点火プラグホルダー６１に結合され、ねじ溝６３の領域で第１点火プラグ４７から点火プラグホルダー６１に良好な熱伝達は実現される。同様に、点火プラグホルダー６１はねじ溝６２でシリンダーヘッド２７に結合され、ねじ溝６２の領域で点火プラグホルダー６１からシリンダーヘッド２７に良好な熱伝達は実現される。こうして第１点火プラグ４７からシリンダーヘッド２７に熱伝達は促進される。

前述のように、燃料噴射弁２９は、点火プラグホルダー６１から独立してシリンダーヘッド２７に取り付けられ、副室隔壁５８に形成される通路７２の開口に向かって、第１点火プラグ４７の中心軸線に傾斜する姿勢で配置される。点火プラグホルダー６１は副室隔壁５８の軸方向上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁２９は副室隔壁５８の周囲に配置されるので、点火プラグホルダー６１と燃料噴射弁２９とが並んで配置される場合に比べて、副室４６の幅（径）は縮小される。したがって、第１点火プラグ４７や燃料噴射弁２９の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室は適用されることができる。

点火プラグホルダー６１は銅系の材質から形成される。点火プラグホルダー６１は銅系の材質で形成されるので、良好な熱伝達が実現されるとともに、銅系の材質の良好な導電性に応じて第１点火プラグ４７の帯電は良好に防止される。

本実施形態に係る内燃機関２４では、基準軸線（シリンダー軸線Ｃ）に沿って副室隔壁５８の周壁部５８ａの上方に第１点火プラグ４７は配置され、周壁部５８ａの内面に形成される通路７２の開口に向かって、基準軸線に傾斜する姿勢で燃料噴射弁２９は配置される。第１点火プラグ４７は副室隔壁５８の周壁部５８ａの上方に配置されるのに対して、燃料噴射弁２９は周壁部５８ａの周囲に配置されるので、第１点火プラグ４７と燃料噴射弁２９とが並んで配置される場合に比べて、副室４６の幅（径）は縮小される。したがって、第１点火プラグ４７や燃料噴射弁２９の周囲に配置される吸気弁や排気弁の間隔は広がる必要はなく、小径のボアを有する気筒に簡単に副室４６は適用される。

内燃機関２４は、燃料噴射弁２９の噴射口から通路７２の開口に通じ、燃料噴射弁２９よりも小径の燃料噴射通路７１を備える。燃料噴射通路７１は細径通路に形成されるので、燃料噴射弁２９は副室４６内の燃焼圧から保護される。而して燃料噴射弁２９の耐久性は向上する。

副室隔壁５８の底壁部５８ｂは燃焼室４１に向かってドーム形状に膨らむ。中央に向かうにつれて底壁部５８ｂの肉厚は増加する。したがって、底壁部５８ｂには十分な肉厚が確保される。底壁部５８ｂは、燃料噴射弁２９から噴射された燃料により冷却された後に、燃焼室４１内の燃焼に応じて高温に曝される。底壁部５８ｂには十分な肉厚が確保されることから、底壁部５８ｂが薄板形状に形成される場合に比べて、熱エネルギーが底壁部５８ｂに留まりやすい。その結果、燃料冷却や燃焼に拘わらず底壁部５８ｂは最適温度に保たれることができる。温度の維持に応じてデポジット等の増加は防止され副室隔壁５８の耐久性は向上する。

副室隔壁５８の周壁部５８ａの壁厚は底壁部５８ｂに向かうにつれて増加する。最大壁厚の領域で周壁部５８ａは底壁部５８ｂに接続されるので、底壁部５８ｂから周壁部５８ａへ向けて熱伝達は促進される。ひいては底壁部５８ｂの熱は副室孔部４８ａの内壁面から副室孔部４８ａを区画するシリンダーヘッド２７に向かって効率的に拡散される。

副室隔壁５８の周壁部５８ａには、底壁部５８ｂに接続される周壁部５８ａの下端で壁の厚み方向に周壁部５８ａを貫通し、燃焼室４１に副室４６を接続する連通孔６７が形成される。連通孔６７は周壁部５８ａの下端で壁の厚み方向に周壁部５８ａを貫通するので、肉厚の増加分を利用して連通孔６７には十分な長さが確保される。その結果、副室４６内の空間から燃焼室４１に向かって最適な噴射方向へ燃焼ガスは噴射されることができる。

２４…内燃機関、２７…シリンダーヘッド、４１…燃焼室、４６…副室、４７…（第１）点火プラグ、４８…挿入孔、４８ａ…副室孔部（縦孔）、４８ｂ…プラグ孔部、５６…段差、５７…フランジ、５８…副室隔壁、５９…第１シール部材、６１…点火プラグホルダー、６１ａ…円筒部、６１ｂ…ねじ部、６２…（点火プラグホルダーの）ねじ溝、６３…（点火プラグの）ねじ溝、６４…第２シール部材、６５ｂ…縮径部、６６…縮径部、７２…開口（通路）。

Claims (7)

1. 燃焼室（４１）側の副室孔部（４８ａ）、および、前記副室孔部（４８ａ）よりも大径であって前記副室孔部（４８ａ）に段差（５６）で接続されるプラグ孔部（４８ｂ）を有して前記燃焼室（４１）の壁面で開口する挿入孔（４８）を形成するシリンダーヘッド（２７）と、
   前記副室孔部（４８ａ）に挿入されて前記燃焼室（４１）に通じる副室（４６）を形成し、前記段差（５６）上に重なるフランジ（５７）を有する副室隔壁（５８）と、
   前記フランジ（５７）上に重なる第１シール部材（５９）と、
   前記プラグ孔部（４８ｂ）に挿入されて前記フランジ（５７）に向かって先端で前記第１シール部材（５９）を押し付け、点火プラグ（４７）を保持しつつ前記点火プラグ（４７）の先端を前記副室（４６）に対して位置決めする点火プラグホルダー（６１）と、
   前記点火プラグホルダー（６１）および前記プラグ孔部（４８ｂ）の内壁の間に挟まれる第２シール部材（６４）と
   を備え、
   前記第１シール部材（５９）は金属製シールであって、前記第２シール部材（６４）は樹脂製シールであることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、前記第１シール部材（５９）は軸方向のシールであって、前記第２シール部材（６４）は径方向のシールであることを特徴とする内燃機関。
3. 燃焼室（４１）側の副室孔部（４８ａ）、および、前記副室孔部（４８ａ）よりも大径であって前記副室孔部（４８ａ）に段差（５６）で接続されるプラグ孔部（４８ｂ）を有して前記燃焼室（４１）の壁面で開口する挿入孔（４８）を形成するシリンダーヘッド（２７）と、
   前記副室孔部（４８ａ）に挿入されて前記燃焼室（４１）に通じる副室（４６）を形成し、前記段差（５６）上に重なるフランジ（５７）を有する副室隔壁（５８）と、
   前記フランジ（５７）上に重なる第１シール部材（５９）と、
   前記プラグ孔部（４８ｂ）に挿入されて前記フランジ（５７）に向かって先端で前記第１シール部材（５９）を押し付け、点火プラグ（４７）を保持しつつ前記点火プラグ（４７）の先端を前記副室（４６）に対して位置決めする点火プラグホルダー（６１）と、
   前記点火プラグホルダー（６１）および前記プラグ孔部（４８ｂ）の内壁の間に挟まれる第２シール部材（６４）と
   を備え、
   前記点火プラグホルダー（６１）は、
   前記点火プラグ（４７）に同軸に円筒形状に形成される円筒部（６１ａ）と、
   前記円筒部（６１ａ）の上端に接続され、外周にねじ溝（６２）を有するねじ部（６１ｂ）と
   を備え、
   前記円筒部（６１ａ）の外周に前記第２シール部材（６４）が装着される
   ことを特徴とする内燃機関。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関において、前記副室孔部（４８ａ）および前記副室隔壁（５８）は、相互に接触し合って、前記燃焼室（４１）に近づくにつれて径方向に縮小する縮径部（６５ｂ、６６）を有することを特徴とする内燃機関。
5. 請求項４に記載の内燃機関において、前記点火プラグホルダー（６１）のねじ溝（６２）は前記点火プラグ（４７）のねじ溝（６３）に軸方向に重なる位置に配置されることを特徴とする内燃機関。
6. 請求項５に記載の内燃機関において、前記点火プラグホルダー（６１）から独立して前記シリンダーヘッド（２７）に取り付けられ、前記副室隔壁（５８）に形成される開口（７２）に向かって、前記点火プラグ（４７）の中心軸線に傾斜する姿勢で配置される燃料噴射弁（２９）を備えることを特徴とする内燃機関。
7. 請求項６に記載の内燃機関において、前記点火プラグホルダー（６１）は銅系の材質から形成されることを特徴とする内燃機関。