特許 5998746 エンジンの燃焼室構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5998746

(24)【登録日】2016年9月9日

(45)【発行日】2016年9月28日

(54)【発明の名称】エンジンの燃焼室構造

(51)【国際特許分類】

   F02B 23/00 20060101AFI20160915BHJP

   F02B 23/10 20060101ALI20160915BHJP

   F02B 23/08 20060101ALI20160915BHJP

   F02F 3/26 20060101ALI20160915BHJP

【ＦＩ】

   F02B23/00 Y

   F02B23/10 320

   F02B23/08 M

   F02B23/08 S

   F02F3/26 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-185156(P2012-185156)

(22)【出願日】2012年8月24日

(65)【公開番号】特開2014-43777(P2014-43777A)

(43)【公開日】2014年3月13日

【審査請求日】2015年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080768

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 実

(72)【発明者】

【氏名】戸田 忠知

(72)【発明者】

【氏名】早田 光則

(72)【発明者】

【氏名】橋口 匡

(72)【発明者】

【氏名】養祖 隆

(72)【発明者】

【氏名】長津 和弘

【審査官】 田村 耕作

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−３２５３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２２０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２８００５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２７３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１３８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１８０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６２１５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ２３／００−２３／１０

Ｆ０２Ｆ ３／２６

Ｆ０２Ｆ １／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

幾何学的圧縮比が１５以上とされ、少なくとも低負荷域において圧縮自己着火が行われるエンジンの燃焼室構造であって、
ピストン冠面の中央部にキャビティが形成され、
シリンダ軸線方向から見たとき、吸気弁のカサ部の一部が前記キャビティとオーバラップされており、
ピストン冠面に、前記カサ部とピストンとの干渉を防止するバルブリセスが前記キャビティに連なるように形成され、
前記バルブリセスの燃焼室への開口端のうち排気弁に近い側をリセス側開口端とし、吸気ポートの燃焼室への開口端のうち排気弁に近い側をポート側開口端としたとき、前記リセス側開口端位置が、吸気ポートのスロート部を前記ポート側開口端位置を通って圧縮上死点にあるピストン冠面まで延長させたときの延長位置と同じ位置か該延長位置よりも排気弁に近い側の位置となるように設定され、
前記リセス側開口端は、排気弁に隣接した部分のみが、前記延長位置と同じ位置か該延長位置よりも排気弁に近い側の位置となるように設定されている、
ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。

【請求項2】

請求項１において、
前記バルブリセスのうち前記リセス側開口端側における段差面が、該バルブリセスの底面に向かうほど吸気弁に近づくような形状とされている、ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。

【請求項3】

請求項１または請求項２において、
ピストン冠面は、前記キャビティおよびバルブリセスを除いた殆どの部分がシリンダ軸線と直交する方向に伸びる平坦面とされ、
シリンダヘッド下面のうち前記ピストン冠面の前記平坦面に対向する部分が、シリンダ軸線と直交する方向に伸びる平坦面とされている、
ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
１つの気筒に対して、クランク軸を挟んで一方側の領域においてクランク軸方向に間隔をあけて２つの吸気弁が設けられる一方、
クランク軸を挟んで他方側の領域においてクランク軸方向に間隔をあけて２つの排気弁が設けられ、
前記２つの吸気弁の間および前記２つの排気弁の間にそれぞれ、点火プラグが配設されている、
ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。

【請求項5】

請求項４において、
前記２つの吸気弁の間および前記２つの排気弁の間にそれぞれ、前記点火プラグが配設されると共に前記キャビティに連なる凹部が形成されている、ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮自己着火を行うようにしたエンジンの燃焼室構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ガソリンあるいはガソリンを主成分とする燃料を用いるエンジンにあっては、点火プラグにより着火を行う火花点火式とするのが一般的である。一方、最近では、燃費の大幅な向上等の観点から、エンジンの幾何学的圧縮比を１５以上の高圧縮比として、ガソリンあるいはガソリンを主成分とする燃料を用いつつ、圧縮自己着火（予混合圧縮自己着火）を行うことが考えられている。

【0003】

特許文献１には、圧縮自己着火エンジンではないが、幾何学的圧縮比を１３以上の高圧縮比とした火花点火式のエンジンが開示されている。この特許文献１では、ペントルーフ型の燃焼室形状とし、吸気弁の往復直線運動方向と平行であり、かつ吸気弁のヘッド部（カサ部）を通過する互いに平行な複数の仮想切断面における燃焼室の各断面積Ｓi１とし、上記ヘッド部とバルブシートとの間の有効開口面積（カーテンエリア面積）をＳi２としたとき、吸気弁と排気弁とが開弁されるバルブオーバラップ期間の中央時点において、いずれの仮想切断面でもSi１≧Si２として、ヘッド部回りからの吸気がヘッド部下面をスムーズに通過できるようにして、掃気性および充填効率を向上させるものが開示されている。

【0004】

特許文献２には、ピストン冠面にバルブリセスを形成すると共に、このバルブリセスのの段差によって吸気弁側から排気弁側へ向けての吸気ガスの流れを阻害しないように、バルブリセスの排気弁側の内壁面を１００度以上の鈍角に形成することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９ー１６２１５４号公報

【特許文献2】特開２０００−１８０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、圧縮自己着火を行うためには筒内で均一に混合気を拡散させるために、燃料噴射弁を筒内の中央に配置して、筒内全体に均一に燃料噴射させる方が好ましい。また、筒内に噴射された燃料噴霧を均一に拡散させるためには、ピストン冠面を基本的にシリンダ軸線と直交する方向に伸びる平坦面とする一方、これに対応したシリンダヘッド下面も平坦面となるフラット型燃焼室とすることも考えられている（フラット型燃焼室を構成）。

【0007】

上述のように、幾何学的圧縮比を極めて大きくした場合、ピストン上死点位置およびその付近において、シリンダヘッド下面とピストン頂面との間の隙間が極めて小さくなって、吸気弁と排気弁とが共に開弁するオーバラップ期間中での掃気性が極めて悪くなる。とりわけ、吸気は、吸気弁側から排気弁側へ向けて流れやすい一方、その分キャビティ内へ十分な吸気を供給することができず、キャビティ内の掃気が不十分となりやすいことになる。キャビティ内の掃気が十分に行われないと、充填効率の低下となって、出力低下の大きな原因となってしまう。

【0008】

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、幾何学的圧縮比が１５以上の高圧縮エンジンにおいて、ピストン頂面の中央部に形成されたキャビティ内を十分に掃気でき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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するため、本発明にあっては、基本的に、ピストン冠面に形成された吸気弁用のバルブリセスの燃焼室への開口端位置を、吸気ポートの燃焼室への開口端位置との関係で所定関係に設定することにより、吸気が排気弁側へ向けて流れにくくなるようにしてある。具体的には、本発明にあっては、次のようなの解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
幾何学的圧縮比が１５以上とされ、少なくとも低負荷域において圧縮自己着火が行われるエンジンの燃焼室構造であって、
ピストン冠面の中央部にキャビティが形成され、
シリンダ軸線方向から見たとき、吸気弁のカサ部の一部が前記キャビティとオーバラップされており、
ピストン冠面に、前記カサ部とピストンとの干渉を防止するバルブリセスが前記キャビティに連なるように形成され、
前記バルブリセスの燃焼室への開口端のうち排気弁に近い側をリセス側開口端とし、吸気ポートの燃焼室への開口端のうち排気弁に近い側をポート側開口端としたとき、前記リセス側開口端位置が、吸気ポートのスロート部を前記ポート側開口端位置を通って圧縮上死点にあるピストン冠面まで延長させたときの延長位置と同じ位置か該延長位置よりも排気弁に近い側の位置となるように設定され、
前記リセス側開口端は、排気弁に隣接した部分のみが、前記延長位置と同じ位置か該延長位置よりも排気弁に近い側の位置となるように設定されている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、吸気弁の周縁部を通って燃焼室内に供給される吸気のうち排気弁に近い側から導入される吸気は、バルブリセスのうち排気弁に近い側の段差面に衝突して、吸気弁の下方空間（に形成されている燃焼室）へと向かう流れが積極的に発生されて、その後キャビティへと導入されることなり、キャビティの掃気性を向上させることができる。

【0010】

また、前記リセス側開口端位置が、吸気ポートのスロート部を前記ポート側開口端位置を通って圧縮上死点にあるピストン冠面まで延長させたときの延長位置と同じ位置か該延長位置よりも排気弁に近い側の位置となるように設定されていることから、吸気弁の周縁部から導入される吸気が、バルブリセスの上記段差面に衝突される割合をより高めて、請求項１に対応した効果をより十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

【0011】

さらに、前記リセス側開口端は、排気弁に隣接した部分のみが、前記延長位置と同じ位置か該延長位置よりも排気弁に近い側の位置となるように設定されていることから、、バルブリセスを不必要に大きくすることを抑制して、高圧縮比確保等の上で好ましいものとなる。

【0012】

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記バルブリセスのうち前記リセス側開口端側における段差面が、該バルブリセスの底面に向かうほど吸気弁に近づくような形状とされている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、排気弁の近く側から燃焼室へ導入される吸気は、段差面で吸気弁の下方に向けてより導入されやすいものとなる。
ピストン冠面は、前記キャビティおよびバルブリセスを除いた殆どの部分がシリンダ軸線と直交する方向に伸びる平坦面とされ、
シリンダヘッド下面のうち前記ピストン冠面の前記平坦面に対向する部分が、シリンダ軸線と直交する方向に伸びる平坦面とされている、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、大きな面積範囲での平坦面を確保して、均一なスキッシュ流を確保して均一な燃焼を確保する上で好ましいものとなる。

【0013】

１つの気筒に対して、クランク軸を挟んで一方側の領域においてクランク軸方向に間隔をあけて２つの吸気弁が設けられる一方、
クランク軸を挟んで他方側の領域においてクランク軸方向に間隔をあけて２つの排気弁が設けられ、
前記２つの吸気弁の間および前記２つの排気弁の間にそれぞれ、点火プラグが配設されている、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、吸排気効率向上と、点火プラグを利用した着火を行うときの急速燃焼確保等の上で好ましいものとなる。

【0014】

前記２つの吸気弁の間および前記２つの排気弁の間にそれぞれ、前記点火プラグが配設されると共に前記キャビティに連なる凹部が形成されている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、凹部形成によって点火プラグの配設スペースを確保しつつ、吸気が凹部を通してキャビティに導入されやすくして、キャビティのさらなる掃気性向上の上でも好ましいものとなる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、圧縮自己着火を行う高圧縮比エンジンにおいて、キャビティ内の掃気を十分に行って、充填効率向上等の上で好ましいものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態を示すもので、１つの気筒をシリンダ軸線方向の上方からみた簡略平面図。

【図2】第１の実施形態で用いられるピストンの一例を示す平面図。

【図3】図２のピストンの斜視図。

【図4】図１のＸ４−Ｘ４線相当断面図。

【図5】図１のＸ５−Ｘ５線相当断面図。

【図6】吸・排気弁のオーバラップ期間の設定例を示す特性図。

【図7】図１のＸ７−Ｘ７線相当断面図。

【図8】図７の要部拡大断面図。

【図9】第２の実施形態を示すもので、図８に対応した断面図。

【図10】第３の実施形態を示すもので、図８に対応した断面図。

【図11】第４の実施形態を示すもので、図７に対応した断面図。

【図12】第５の実施形態を示すもので、図１のＸ１２−Ｘ１２線相当断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、本発明が適用されたエンジンの燃焼室構造について、シリンダ軸線方向から見たときの吸・排気弁等の配置関係を示す簡略平面図である。この図１において、符合Ｘは紙面直角方向に伸びるシリンダ軸線を示し、符合Ｋは、紙面上下方向に伸びるクランク軸線を示す。

【0018】

１つの気筒（シリンダ）には、クランク軸線Ｋを挟んで一方側（図中左方側）の領域において、２つの吸気弁１Ａ、１Ｂが配設されている。２つの吸気弁１Ａと１Ｂとは、クランク軸線Ｋ方向に並んで配設されている。なお、以下の説明で２つの吸気弁１Ａと１Ｂとを区別する必要のないときは、吸気弁１として示すこともある。

【0019】

１つの気筒（シリンダ）には、クランク軸線Ｋを挟んで他方側の領域において、２つの排気弁２Ａ、２Ｂが配設されている。２つの排気弁２Ａと２Ｂとは、クランク軸線Ｋ方向に並んで配設されている。なお、以下の説明で２つの排気弁２Ａと２Ｂとを区別する必要のないときは、排気弁２として示すこともある。図１において、吸気弁１により開閉される吸気ポートが符合５で示され（図９をも参照）、排気弁２により開閉される排気ポートが符合６で示される。

【0020】

シリンダ軸線Ｘ上において、１つの燃料噴射弁３が配設されている。また、２つの吸気弁１Ａと１Ｂとの間には、第１点火プラグが４Ａが配設され、２つの排気弁２Ａと２Ｂとの間には第２点火プラグ４Ｂが配設されている。なお、以下の説明で２つの点火プラグ４Ａと４Ｂとを区別する必要のないときは、点火プラグ４として示すこともある。

【0021】

図２、図３は、ピストン１０を示すものである。ピストン１０の冠面の中央部には、キャビティ１１が形成されている。キャビティ１１は、シリンダ軸線Ｘ方向から見たとき円形とされており、その中央部には、山形の突起部１１ａが形成されている。

【0022】

ピストン１の冠面には、点火プラグ４Ａ、４Ｂに対応する位置において、キャビティ１１に連なる凹部１２Ａ、１２Ｂが形成されている。図５に示すように、キャビティ１１の突起部１１ａの真上に燃料噴射弁３が位置され、凹部１２Ａ内に第１点火プラグ４Ａ（の着火部）が位置され、凹部１２Ｂ内に第２点火プラグ４Ｂ（の着火部）が位置される。図４から明かなように、凹部１２Ａ、１２Ｂの底面は、キャビティ１１の底面と滑らかに連なるように形成されている。

【0023】

ピストン１０の冠面（つまり頂面）は、キャビティ１１、凹部１２Ａ、１２Ｂおよび後述するバルブリセス部分を除いた部分が、シリンダ軸線Ｘと直交する方向に伸びる平坦面とされており、同一高さとなる平坦面部分を符合１０ａで示してある。

【0024】

吸気弁１，排気弁２は、その一部が、シリンダ軸線方向Ｘから見たときに、前記キャビティ１１とオーバラップするように位置設定されている。なお、実施形態では、エンジンは自動車用エンジンとされているが、これに限定されるものではない。また、実施形態では、図１に示すような気筒がクランク軸線Ｋ方向に複数設けられた多気筒エンジンとされているが、気筒数は適宜選択できるものであり、さらに直列多気筒エンジンに限らずＶ型多気筒エンジン等、適宜の形式のエンジンに適用できるものである。

【0025】

幾何学的圧縮比は、１５以上、より具体的には実施形態では１８というように、極めて高圧縮比に設定されている。燃料は、通常の火花点火式エンジンと同じようにガソリンあるいはガソリンを主成分とする燃料が用いられるようになっている。図４、図５に示すように、シリンダヘッド３０の下面のうち、ピストン１０の平坦面１０ａに対向する面は、シリンダ軸線Ｘと直交する方向に伸びる平坦面とされており、これにより、幾何学的な高圧縮比が確保されると共に、スキッシュ流が十分に得られるような設定とされている。そして、ピストン１０が上死点位置にあるときの燃焼室容積は、キャビティ１１によって確保されるようになっている。

【0026】

吸気弁１と排気弁２は、掃気のために、共に開弁状態とされるオーバラップ期間を有する。図６は、このオーバラップ期間の設定例を示してあり、図中Ｔがオーバラップ期間であり、Ｔcがオーバラップ期間の中間位置であり、ピストン上死点位置は、中間位置Ｔcよりも進角側に設定されている。

【0027】

以上のようなエンジンは、少なくとも低負荷域では圧縮自己着火が行われる（より具体的にはＨＣＣＩと呼ばれる予混合圧縮自己着火で、ＨＣＣＩ＝Ｈｏｍｏｇｅｎｎｅｏｕｓ−Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ−Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）。圧縮自己着火が行われる低負荷域（エンジン回転数が増大するのに伴って相対的に圧縮自己着火が実行される負荷域がより低負荷側とされる）では、圧縮上死点よりも十分前に燃料噴射弁３から燃料噴射が実行され、ピストンが圧縮上死点付近になった時点で、自己着火される（急速燃焼となる）。圧縮自己着火を実行するときの空燃比は、Ｇを新規空気とＥＧＲガスの合計ガス量とし、Ｆを燃料量としたとき、Ｇ／Ｆ（重量比）が２０以上のリーンとされる。

【0028】

中負荷域から高負荷域にかけては、圧縮上死点直前に燃料噴射弁３から燃料噴射されて、２つの点火プラグ２による火花点火による着火が行われる。この火花点火を行うときの空燃比は、圧縮自己着火を行うときの空燃比よりも十分にリッチとされる（ただし理論空燃比またはそれ以下のリーン空燃比）。

【0029】

図２、図３に示すように、ピストン１０の冠面には、合計４つのバルブリセス１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂが形成されている。バルブリセス１５Ａは吸気弁１Ａに対応しており、バルブリセス１５Ｂは吸気弁１Ｂに対応している。また、バルブリセス１６Ａは排気弁２Ａに対応しており、バルブリセス１６Ｂは排気弁２Ｂに対応している。なお、各バルブリセス１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂの深さは均一で、例えば１ｍｍ程度と浅くされている。

【0030】

次に、吸気弁１Ａと排気弁２Ａとの間の構成について、図７を参照しつつ説明する。まず、吸気弁１Ａのカサ部（ヘッド部）が符合１ａで示され、弁軸が符合１ｂで示される。また、排気弁２Ａのカサ部が符合２ａで示され、弁軸が符合２ｂで示される。各弁軸１ｂ、２ｂはそれぞれ、シリンダ軸線Ｘと平行に伸びている。吸気弁１Ａのカサ部１ａによって吸気ポート５が開閉され、排気弁２Ａのカサ部２ｂによって排気ポート６が開閉される。

【0031】

ピストン１０が圧縮上死点にあるとき、上記カサ部１ａと２ａとの間に位置するピストン冠面の平坦面１０ａに対してシリンダヘッド３０の下面が接近している（実施形態ではその隙間が例えば約０．７ｍｍ程度と極めて小さくされている）。

【0032】

図８は、図７のうち、吸気弁１Ａのカサ部１ａと平坦面１０ａとの部分を拡大して示すものである。この図８において、吸気弁１Ａ用のバルブリセス１５Ａのうち、排気弁２Ａにもっとも近い側の燃焼室への開口端位置（上端位置）が、リセス側開口端位置４０として示される。また、吸気ポート５の燃焼室への開口端のうち、排気弁２Ａにもっとも近い側の開口端位置がポート側開口端位置４１として示される。さらに、吸気ポート５のスロート部について、上記ポート側開口端位置４１を通る延長線が符合Ｗで示される。

【0033】

図８から明かなように、リセス側開口端位置４０は、ポート側開口端位置４１よりも排気弁２Ａに近い側に位置設定されている。また、実施形態では、リセス側開口端位置４０は、延長線Ｗよりも排気弁２Ａに近い側に位置設定されている。これにより、吸気弁１Ａの周縁部のうち排気弁２Ａに近い側から燃焼室へ導入される吸気の多くが、バルブリセス１５Ａと平坦面１０ａとの間となる段差面４２に衝突されることになる。そして、段差面４２に衝突された吸気の多くは、白抜き矢印で示すように、吸気弁１Ａの下方へと向きを変更されて、吸気弁１Ａの下方を通ってキャビティ１１内へ導入されることになる（キャビティ１１の掃気性向上）。

【0034】

段差面４２に向けて導入された吸気のうち、平坦面１０ａの上方空間を通って排気弁２Ａ側へと流れるのはわずかである。仮に、リセス側開口端位置４０が、ポート側開口端位置４１よりも吸気弁１Ａ側に位置されていると、排気弁２Ａ側に近い部分から燃焼室へ導入される吸気の多くが、平坦面１０ａに衝突されるようになり、この平坦面１０ａ上を伝わって排気弁２Ａ側へとながれやすくなってしまうことになる。

【0035】

ここで、図１を参照しつつ、前記段差面４２を利用したキャビティ１１への吸気導入の点についてより詳細に説明する。 まず、吸気弁１Ａにおけるカサ部１ａの中心を通って、クランク軸線Ｋと直交する方向をＸ軸、クランク軸線Ｘと平行に伸びる方向をＹ軸とする。このＸ軸とＹ軸とで分割される４つの領域のうち、シリンダ軸線Ｘからもっとも離れた位置にある領域Ａを第３象限とする。そして、第３象限となる領域Ａから時計回りに順次、第２象限となる領域Ｃ、第１象限となる領域Ｄ、第４象限となる領域Ｂを想定する。

【0036】

カサ部１ａのうち排気弁２Ａに近い領域となる領域Ｂの周縁部から燃焼室内に導入される吸気が、従来においては矢印βで示すように排気弁２Ａ側に向けて流れやすいものとなっていた。本発明では、排気弁２Ａ側に向かっていた吸気の多くを、段差面４２を利用して吸気弁１Ａの下方空間に導入させて、矢印αで示すようにキャビティ１１内に向けて流すことになり、キャビティ１１の掃気性が向上されることになる。なお、以上のことは、他方の吸気弁１Ｂについても同様である。

【0037】

図９は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、前記実施形態と同一構成要素には同一符合を付してその重複した説明は省略する（このことは、以下の第３の実施形態以下についても同じ）。本実施形態では、段差面４２Ｂ（図８の４２に対応）を、バルブリセス１５Ａの底面に向かうほど吸気弁１Ａ側に近づくように直線的に傾斜させてある（実施形態では略４５度の傾斜設定）。これにより、排気弁２Ａの近く側から燃焼室へ導入される吸気は、段差面４２Ｂで吸気弁１Ａの下方に向けてより導入されやすいものとなる。

【0038】

図１０は、本発明の第３の実施形態を示すものである。本実施形態は、図９の実施形態における直線状の段差面４２Ｂに代えて、吸気弁１Ａ側に向けて凹となるように円弧状に湾曲された凹状の段差面４２Ｃとしてある。これにより、排気弁２Ａの近く側から燃焼室へ導入される吸気は、段差面４２Ｃで吸気弁１Ａの下方に向けてさらにより一層導入されやすいものとなる。

【0039】

図１１は、本発明の第４の実施形態を示すものである。本実施形態では、吸気弁１Ａ（１Ｂについても同様である）の軸線つまり弁軸１ｂを、シリンダ軸線Ｘに対してわずかに傾斜させるようにしてある。傾斜方向は、カサ部１ａから離れるほぼ（図１１上方に向かうほど）シリンダ軸線Ｘから離間する方向となる。このような設定によって、吸気弁１Ａのカサ部１ａは、バルブリセス１５Ａの底面に対する隙間が、キャビティ１１に向かうほど大きくなるようにされる。これにより、特に、図１の領域Ａや領域Ｂにおいてカサ部１ａ下方に導入された吸気がキャビティ１１へ向けて流れやすくなり、キャビティ１１の掃気性向上の上でさらに一層好ましいものとなる。

【0040】

図１２は、本発明の第５の実施形態を示すものである。本実施形態では、その断面が、図１のＸ１２−Ｘ１２線相当断面図となっており、図１２で示される平坦面１０ａは、他方の吸気弁１Ｂとの境界に存在するものとなっている。そして、バルブリセス１５Ａと平坦面１０ａとの境界に位置する部分において、リセス側開口端位置が符合５０で示され、ポート側開口端位置が符合５１で示され、バルブリセス１５Ａの段差面が符合５２で示され、ポート側開口端位置５１を通るスロート部の延長線が符合Ｗ２で示される。

【0041】

本実施形態では、リセス側開口端位置５０が、ポート側開口端位置５１や延長線Ｗ２よりも吸気弁１Ａに近い側となるように設定されている。これにより、ポート側開口端位置５１側より燃焼室内に導入された吸気は、段差面５２ではなくて平坦面１０ａに衝突する割合が多くなり、そのまま平坦面１０ａ上を伝わって、他方の吸気弁１Ｂ側への流れが助長されることになる。つまり、図１において、領域Ｃや領域Ｄの周縁部から燃焼室へ導入される吸気が、他方の吸気弁１Ｂとの間にある凹部１２Ａに向けて流れやすくなり、この凹部１２Ａを介してキャビティ１１へ吸気が導入されやすくなる（キャビティ１１の掃気性さらなる向上）。

【0042】

なお、ポート側開口端位置５０の位置は、図１２において、少なくとも延長線Ｗ２よりも吸気弁１Ａに近い側、より好ましくは図１２に示すようにポート側開口端位置５１よりも吸気弁１Ａに近い側とするのが好ましいものである。

【0043】

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。１つの気筒について吸気弁１を１つのみ設けるようにしてもよく、同様に排気弁２を１つのみ設けるようにしてもよい（吸・排気弁の数は適宜選択できる）。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものでありる。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、例えば自動車用エンジンとして好適である。

【符号の説明】

【0045】

Ｘ：シリンダ軸線
Ｘ１：仮想線（シリンダ軸線と平行な線）
Ｋ：クランク軸線
α：吸気の流れ（領域Ｂから吸気弁下方を通ってキャビティに向かう流れ）
β：吸気の流れ（領域Ｂから排気弁に向かう流れ）
Ｗ：延長線（ポート側開口端位置を通るスロート部の延長線）
Ａ：領域（第３象限）
Ｂ：領域（第４象限）
Ｃ：領域（第２象限）
Ｄ：領域（第１象限）
１（１Ａ、１Ｂ）：吸気弁
１ａ：カサ部
１ｂ：弁軸
２（２Ａ、２Ｂ）：排気弁
２ａ：カサ部
２ｂ：弁軸
３：燃料噴射弁
４Ａ、４Ｂ：点火プラグ
５：吸気ポート
６：排気ポート
１０：ピストン
１０ａ：平坦面
１１：キャビティ
１１ａ：突起部
１２Ａ、１２Ｂ：凹部（点火プラグ配設用）
１５Ａ、１５Ｂ：バルブリセス（吸気弁用）
１６Ａ、１６Ｂ：バルブリセス（排気弁用）
４０：リセス側開口端位置
４１：ポート側開口端位置
４２、４２Ｂ、４２Ｃ：段差面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】