シリンダヘッド及び内燃機関
【課題】吸気口を介した吸気によって燃焼室内に発生するタンブル流を強くすることができるシリンダヘッド及び内燃機関を提供する。
【解決手段】シリンダヘッド１４において燃焼室に対向する燃焼室対向面４０には、吸気口２３を有する吸気部２４の中央と排気口２５を有する排気部２６の中央とを結ぶ中心線Ｓを中心に線対称をなす一対の案内壁４２が、吸気部２４を挟むように形成されている。各案内壁４２の間隔は、吸気部２４及び排気部２６の並ぶ第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて次第に狭くなる。
【解決手段】シリンダヘッド１４において燃焼室に対向する燃焼室対向面４０には、吸気口２３を有する吸気部２４の中央と排気口２５を有する排気部２６の中央とを結ぶ中心線Ｓを中心に線対称をなす一対の案内壁４２が、吸気部２４を挟むように形成されている。各案内壁４２の間隔は、吸気部２４及び排気部２６の並ぶ第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて次第に狭くなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気口を介した吸気によって燃焼室内にタンブル流を発生させる内燃機関を構成するシリンダヘッド、及び該シリンダヘッドを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃費向上を図る方法の一つとしては、内燃機関の燃焼室内で形成されるタンブル流を強くする方法が挙げられる。この方法では、燃焼室内にタンブル流が発生することにより、燃焼室内で空気と燃料とが効率良く攪拌される。すると、空気及び燃料からなる混合気における燃料の濃度分布のばらつきが抑制される。その結果、混合気の燃焼に基づいた推進力が効率良くピストンに伝達され、内燃機関の燃費が向上される。
【０００３】
ところで、タンブル流の強さは、内燃機関の駆動態様によって変動することがある。例えば、アイドル時などのように内燃機関の回転数が低い場合には、燃焼室内に吸入された気体の旋回流動が弱まり、圧縮行程でタンブル流が極端に弱くなり、最悪の場合にはタンブル流が崩壊するおそれがある。このようにタンブル流が崩壊する場合には、空気と燃料を効率良く攪拌できなくなり、内燃機関の燃費向上を望めない。
【０００４】
そこで、従来では、燃焼室内で発生したタンブル流の崩壊を抑制するための構成を備えた内燃機関として、例えば特許文献１に記載の内燃機関が提案されている。この内燃機関を構成するシリンダヘッドには、図９に示すように、吸気口２００を有する吸気部２０１と、排気口２０２を有する排気部２０３とが設けられている。また、シリンダヘッドにおいて燃焼室に望む燃焼室壁面２０４には、吸気部２０１及び排気部２０３を挟むように形成された一対の壁部２０５が形成されている。これら各壁部２０５は、シリンダの燃焼室内で発生するタンブル流と略平行な平面をそれぞれ有している。
【０００５】
こうした一対の壁部２０５をシリンダヘッドに設けると、燃焼室内で発生したタンブル流に沿って流動する気体の拡散が抑制される。その結果、圧縮行程時でのタンブル流の崩壊が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９８９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年では、内燃機関の更なる燃費向上が希求されている。燃焼室内にタンブル流を発生させて燃費向上を図る内燃機関においては、燃焼室内でのタンブル流をより強くすることが好ましい。つまり、従来のシリンダヘッドに関しては、より強いタンブル流を燃焼室内に発生させるという点で改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、吸気口を介した吸気によって燃焼室内に発生するタンブル流を強くすることができるシリンダヘッド及び内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に対向する燃焼室対向面に、吸気口を有する吸気部の中央と排気口を有する排気部の中央とを結ぶ直線を中心に線対称をなす一対の壁部が、前記吸気部を挟むように形成されてなるシリンダヘッドにおいて、前記各壁部は、それらの間隔が前記吸気部及び前記排気部の並ぶ方向において前記排気部に近づくに連れて次第に狭くなるように、それぞれ形成されていることを要旨とする。
【００１０】
燃焼室内でタンブル流を発生させる内燃機関では、吸気口から燃焼室内に気体が吸入されると、該気体の大部分は、燃焼室を囲む内周面において吸気部から最も離れた領域に向けて流動する。その結果、燃焼室内では、吸気口から吸入した気体によってタンブル流が発生する。その一方で、燃焼室内では、吸気口から吸入された一部の気体の流動によって、タンブル流とは気体の流動する方向が異なるスワール流が発生することがある。
【００１１】
本発明のシリンダヘッドにおいて、燃焼室に対向する燃焼室対向面には、吸気部を挟むように配置される一対の壁部が設けられている。しかも、これら各壁部の間隔は、吸気部及び排気部の並ぶ方向において排気部に近づくほど次第に狭くなっている。そのため、吸気口から燃焼室内に吸入された気体のうち壁部に向かった気体の流動方向は、壁部によって壁部の内側に変更されたり、壁部に沿う方向に変更されたりする。その結果、一対の壁部が略平行である従来の場合と比較して、吸気口から燃焼室内に吸入された気体が、燃焼室内の内側に集まりやすくなる。そして、各壁部によって内側に集められた気体は、タンブル流に沿って流動する気体と合流し、タンブル流に沿って流動するようになる。したがって、タンブル流に沿って流動する気体の流量が多くなる分、吸気口を介した吸気によって燃焼室内に発生するタンブル流を強くすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシリンダヘッドであって、前記燃焼室対向面内において、前記各壁部は互いに交差しないことを要旨とする。
もし仮にシリンダヘッドにおいて燃焼室に対向する燃焼室対向面内で、各壁部が交差したとすると、各壁部によって流動方向が変更される気体は、燃焼室を囲む内周面において吸気部から最も離れた領域とは異なる領域に向けて流動される可能性が高くなる。これに対し、本発明では、各壁部は、排気部に近づくに連れて間隔が狭くなるように構成されるものの、対向面内で交差しない。そのため、各壁部によって、吸気口を介して燃焼室内に吸入された気体を効率良く内側に集めることが可能となる。したがって、燃焼室内で発生するタンブル流を強くすることができる。
【００１３】
一方、請求項３に記載の発明は、内部に筒状のシリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに組み付けられる、請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドと、を備えた内燃機関において、前記燃焼室対向面における前記各壁部よりも外側の部分は、外側に向かうに連れて前記シリンダ内のピストンに近づく斜面となっており、前記シリンダ内に形成される燃焼室内には、前記斜面と前記ピストンにおいて前記斜面に対向する対向面とにより、前記シリンダ内におけるピストンの上死点への移動に伴って前記燃焼室内の気体を該燃焼室の中央に流動させるためのスキッシュエリアが形成されていることを要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、ピストンが上死点に向けて移動する場合、燃焼室内には、スキッシュエリアから中央に向けて気体が押し出されるスキッシュ流が発生する。つまり、燃焼室の中央に気体が集まる分、燃焼行程時には燃料を効率良く燃焼させることができ、ひいては内燃機関の燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の内燃機関の一実施形態を模式的に示す断面図。
【図２】シリンダヘッドの燃焼室対向面を模式的に示す平面図。
【図３】図２における３−３線矢視断面図。
【図４】比較例のシリンダヘッドの燃焼室対向面を模式的に示す平面図。
【図５】比較例のシリンダヘッドを用いた場合における気体の流速の分布を説明するための説明図。
【図６】実施形態のシリンダヘッドを用いた場合における気体の流速の分布を説明するための説明図。
【図７】流量係数とタンブル値との関係を示すグラフ。
【図８】別の実施形態のシリンダヘッドの燃焼室対向面を模式的に示す平面図。
【図９】従来のシリンダヘッドを燃焼室側から見た様子を模式的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の内燃機関を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、内燃機関１１は、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２内に形成された円筒形状のシリンダ１３の上部開口を閉塞するようにシリンダブロック１２に組み付けられるシリンダヘッド１４とを備えている。シリンダ１３内には、シリンダヘッド１４に近づく方向及び離れる方向、即ち図１における上下方向に摺動（移動）するピストン１５が設けられている。そして、シリンダ１３の内周面、シリンダヘッド１４においてピストン１５に対向する面、及びピストン１５においてシリンダヘッド１４に対向する面によって、燃焼室１６が区画形成されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、シリンダヘッド１４において、シリンダ１３の中央に対向する部分には、点火プラグ２２を支持するための支持部２１が形成されている。また、点火プラグ２２の設置位置の図１における左側には、複数（本実施形態では２つ）の吸気口２３を有する吸気部２４が設けられている。さらに、点火プラグ２２の設置位置の図１における右側には、複数（本実施形態では２つ）の排気口２５を有する排気部２６が設けられている。つまり、ピストン１５が摺動する方向（図１における上下方向）に直交する仮想面に沿う第１の方向Ｘ（図１では左右方向）において一方側から他方側へ順に、吸気部２４、支持部２１（即ち、点火プラグ２２）、排気部２６が並んでいる。
【００１８】
吸気部２４を構成する各吸気口２３は、上記仮想面に沿う方向において第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙ（図１では紙面と直交する方向）に並んでいる。具体的には、各吸気口２３は、第１の方向Ｘに沿って延びる中心線（直線）Ｓを挟むようにそれぞれ配置されている。つまり、吸気部２４は、中心線Ｓを中心に線対称となるように構成されている。そして、各吸気口２３は、図示しない吸気用バルブ開閉機構によって吸気バルブ２７が駆動することにより開閉される。なお、本実施形態における第２の方向Ｙは、ピストン１５の摺動によって回転する図示しないクランクシャフトの延びる方向にほぼ一致している。また、中心線Ｓは、第２の方向Ｙにおける吸気部２４の中央と排気部２６の中央とを繋ぐ直線である。
【００１９】
また、シリンダヘッド１４には、吸気口２３に連通する複数（本実施形態では２つ）の吸気通路２８が設けられている。そして、吸気通路２８内を上流側から下流側に流動した気体は、吸気口２３を介して燃焼室１６内に流入する。本実施形態の吸気通路２８は、該吸気通路２８を介して燃焼室１６内に吸入した気体の大部分がシリンダ１３の内周面において吸気部２４から最も離れた領域に向けて流動するように形成されている。その結果、吸気行程時においては、燃焼室１６内には、吸気口２３を介して流入する気体の流動によってタンブル流Ｔが形成される。
【００２０】
なお、本実施形態におけるタンブル流Ｔとは、吸気部２４から点火プラグ２２近傍に直接向かう気体の流れを含んだ気体の旋回流であって、図１における時計方向に流れる気体の旋回流のことを示している。
【００２１】
排気部２６を構成する各排気口２５は、各吸気口２３と同様に、第２の方向Ｙに並んでいる。具体的には、各排気口２５は、中心線Ｓを挟むようにそれぞれ配置されている。つまり、本実施形態の排気部２６は、中心線Ｓを中心に線対称となるように構成されている。そして、各排気口２５は、図示しない排気用バルブ開閉機構によって排気バルブ２９が駆動することにより開閉される。なお、本実施形態の排気口２５の開口面積は、吸気口２３の開口面積よりも狭い。
【００２２】
また、排気口２５は、シリンダヘッド１４に設けられた排気通路３０に連通している。つまり、排気行程時においては、各排気口２５を介して燃焼室１６から排気された気体が排気通路３０を介して排気される。
【００２３】
なお、本実施形態では、一つのシリンダ１３に対して２種類の噴射弁３１，３２が設けられている。各噴射弁３１，３２のうち一方の噴射弁は、吸気通路２８内に燃料を噴射するための通路噴射弁３１である。また、他方の噴射弁は、シリンダ１３内に燃料を噴射するための筒内噴射弁３２である。これら各噴射弁３１，３２のうち少なくとも一方の噴射弁から噴射された燃料を含んだ混合気が点火プラグ２２によって燃焼され、該燃焼に基づいた力によってピストン１５が図１における上下方向に摺動する。
【００２４】
次に、本実施形態のシリンダヘッド１４について図２及び図３を参照して詳しく説明する。
図２及び図３に示すように、シリンダヘッド１４において燃焼室１６に対向する面、即ち燃焼室対向面４０には、燃焼室１６内でタンブル流Ｔが発生する空間４１の第２の方向Ｙにおける両側に、案内壁（壁部）４２がそれぞれ設けられている。これら一対の案内壁４２は、上記中心線Ｓを中心に線対称をなすと共に、吸気部２４を第２の方向Ｙにおける両側から挟むように形成されている。
【００２５】
こうした案内壁４２は、第１の方向Ｘにおいて吸気部２４から排気部２６に近づくに連れて第２の方向Ｙにおける内側に次第に向かうように形成されている。つまり、各案内壁４２の間隔は、第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて次第に狭くなっている。なお、本実施形態では、燃焼室対向面４０を燃焼室１６側から見た場合、案内壁４２は一直線状をなしている。
【００２６】
また、案内壁４２は、第１の方向Ｘにおいて排気部２６の形成位置まで延びている。そして、案内壁４２の排気部２６に近い側の端部は、排気部２６の第２の方向Ｙにおける最外部位２６ａよりも、第２の方向Ｙにおける内側に位置している。すなわち、案内壁４２の中心線Ｓに対する傾斜角度θ１は、吸気部２４の最外部位２４ａ及び排気部２６の最外部位２６ａを結ぶ仮想線４３の中心線Ｓに対する傾斜角度θ２よりも大きい。
【００２７】
なお、図３に示すように、本実施形態の案内壁４２は、燃焼室対向面４０において案内壁４２よりも第２の方向Ｙにおける内側の部位に対して、ほぼ直角となるように加工形成されている。ただし、シリンダヘッド１４を加工する場合、案内壁４２を直角に形成することは非常に困難である。そのため、シリンダヘッド１４は、案内壁４２の曲率Ｒが極力小さくなるようにシリンダヘッド粗材を加工することで形成されている。
【００２８】
また、燃焼室対向面４０において案内壁４２の第２の方向Ｙにおける外側は、斜面４４となっている。これら各斜面４４は、第２の方向Ｙにおける外側に近づくほど図３における下方に位置するようにそれぞれ形成されている。また、ピストン１５において斜面４４に対向する対向面１５ａは、斜面４４にほぼ平行となるように斜面状に形成されている。すなわち、本実施形態では、燃焼室対向面４０の斜面４４とピストン１５の対向面１５ａとの間の空間が、スキッシュエリア４５として機能する。
【００２９】
次に、本実施形態の内燃機関１１の作用について、図２、図４〜図７を参照して説明する。
さて、吸気行程時においては、ピストン１５が下死点に向けて摺動すると共に、各吸気バルブ２７が開弁される。すると、燃焼室１６内には各吸気口２３を介して気体が吸入される。このとき、通路噴射弁３１から燃料が噴射される場合、燃焼室１６内に吸入される気体は、大気と燃料とが混合された混合気である。一方、通路噴射弁３１から燃料が噴射されない場合、燃焼室１６内に吸気される気体全体若しくは気体の大部分は大気である。
【００３０】
燃焼室１６内においては、各吸気口２３から第２の方向Ｙにおける内側に流動する気体によって、燃焼室１６内にはタンブル流Ｔが形成される。その一方で、吸気された気体の中には、各吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体が存在する。もし仮にシリンダヘッド１４に案内壁４２が設けられていないとすると、吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体は内周面に沿って流動する。すると、燃焼室１６内にはスワール流が発生するおそれがある。なお、スワール流とは、ピストン１５の摺動方向に延びる線を中心に旋回する気体の流れを示す。
【００３１】
この点、本実施形態のシリンダヘッド１４には、タンブル流Ｔが発生する空間４１を挟むように一対の案内壁４２が設けられている。しかも、これら各案内壁４２の間隔は、第１の方向Ｘにおいて吸気部２４から排気部２６に近づくに連れて次第に狭くなっている。そのため、図２に示すように、吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体は、案内壁４２に衝突した後に第２の方向Ｙにおける内側に向かったり、案内壁４２に沿って流動したりする。つまり、一対の案内壁４２によって流動方向が変更された気体は、シリンダ１３の内周面において最も吸気部２４から離れた領域に向かう。
【００３２】
そして、一対の案内壁４２によって流動方向が変更された気体は、吸気口２３からシリンダ１３の内周面において最も吸気部２４から離れた位置に向かう気体と合流する。その結果、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の量が多くなり、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の流速が速くなる。したがって、燃焼室１６内で発生するタンブル流Ｔが強くなる。
【００３３】
一方、従来のように、シリンダヘッドに第１の方向Ｘに沿って延びる一対の案内壁を設ける方法も考えられる。こうした第１の方向Ｘに延びる、即ちタンブル流Ｔに略平行な一対の案内壁では、吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体を、第２の方向Ｙにおける内側に積極的に案内できない。そのため、従来の案内壁を備えたシリンダヘッドでは、本実施形態のシリンダヘッド１４と比較して、第２の方向Ｙにおける内側に気体を集めにくい分、燃焼室１６内で発生するタンブル流Ｔを強くできない。
【００３４】
ここで、本実施形態のシリンダヘッド１４と、比較例のシリンダヘッド１００とでのタンブル値を比較する。なお、図５及び図６においては、「ドット」の密度が濃い領域ほど、気体の流速が速い領域であることを示している。
【００３５】
図４に示すように、比較例のシリンダヘッド１００に設けられる案内壁１０１の中心線Ｓに対する傾斜角度θ３は、本実施形態のシリンダヘッド１４の案内壁４２の中心線Ｓに対する傾斜角度θ１よりも小さい角度（例えば、傾斜角度θ２）である。
【００３６】
図５に示すように、比較例のシリンダヘッド１００では、吸気口２３近傍での気体の流速は速いものの、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速はそれほど速くない。これに対し、図６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド１４では、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速が速くなっている。しかも、図５及び図６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド１４では、気体の流速の速い領域は、比較例のシリンダヘッド１００の場合と比較して広い。これは、本実施形態の場合のほうが、比較例の場合よりも案内壁の傾斜角度が大きい分、気体を第２の方向Ｙにおける中央に効率よく集めることが可能であるためと考えられる。つまり、流動する気体が第２の方向Ｙにおける中央に集まりやすい分、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速が速くなる。
【００３７】
そのため、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速が速い分、図７に示すように、燃焼室１６に形成されるタンブル流Ｔの強さを示すタンブル値ＴＲが大きくなる。また、このようにタンブル値ＴＲを大きくしても、流量係数Ｃｆはあまり低下しない。この流量係数Ｃｆは、一回の吸気行程での実際の吸気量を、吸気量の理論的な最大値（燃焼室１６の容積の最大値）で除算した値である。そのため、案内壁４２の形状変更に伴う燃焼室１６内への気体の吸気量の低下は余り見られない。
【００３８】
本実施形態では、比較例や従来の場合と比較して、燃焼室１６内でのタンブル値ＴＲが大きくなる分、燃焼室１６内で空気と燃料が効率良く混合される。その結果、燃焼室１６内では、空気及び燃料からなる混合気における燃料の濃度分布のばらつきが抑制される。すると、燃焼に基づいた推進力が効率良くピストン１５に伝達される。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）第２の方向Ｙにおいて吸気部２４の両側に配置される一対の案内壁４２の間隔が、第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて狭くなっている。これにより、吸気口２３から燃焼室１６内に吸入された気体が第２の方向Ｙにおける内側に集まりやすくなる。その結果、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の流速が速くなり、ひいてはタンブル値ＴＲを大きくすることができる。このようにタンブル値ＴＲを大きくすることにより、燃焼室１６内において空気と燃料とを効率良く攪拌することができる分、燃焼行程では、混合気の燃焼に伴う力がピストン１５に効率良く伝達される。その結果、内燃機関１１の燃費を向上させることができる。
【００４０】
（２）本実施形態では、一対の案内壁４２は、吸気口２３から燃焼室１６内に吸入された気体の流動方向がシリンダ１３の内周面において最も吸気部２４から離れた領域に向かう方向に変更されるように構成されている。そのため、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の流量を多くすることができ、ひいてはタンブル流を強くすることができる。
【００４１】
（３）しかも、このようにタンブル値ＴＲを大きくしても、吸気通路２８の形状などを変更する場合とは異なり、流量係数Ｃｆが極端に小さくなることが抑制される。つまり、一回の吸気行程時における吸気量の低下が抑制される分、内燃機関１１の燃費向上に貢献することができる。
【００４２】
（４）また、燃焼室１６内において各案内壁４２よりも第２の方向Ｙにおける外側には、スキッシュエリア４５がそれぞれ形成されている。そのため、ピストン１５が上死点に向けて摺動する際には、スキッシュエリア４５内の気体（混合気）が第２の方向Ｙにおける内側に勢いよく押し出される。つまり、ピストン１５の上死点へ向けての摺動時に、燃焼室１６内にはスキッシュ流が発生する。このように燃焼行程の開始前までに混合気を点火プラグ２２の設置位置周辺に集めることができる分、燃焼行程ではピストン１５により強い推進力が付与される。その結果、内燃機関１１の燃費を向上させることができる。
【００４３】
（５）本実施形態では、各案内壁４２は、曲率Ｒが極力小さくなるようにシリンダヘッド粗材を加工することで形成されている。ここで、図３にて二点鎖線で示すように、曲率Ｒを大きくする程、第２の方向Ｙに直交する平面部分が狭くなる。その結果、曲率Ｒが小さい場合と比較して、案内壁４２による第２の方向Ｙにおける内側への気体の案内効率が低くなる。本実施形態では、曲率Ｒが極力小さい案内壁４２を設けたことにより、案内壁４２によって気体を第２の方向Ｙにおける内側に効率良く案内できる。そのため、タンブル流Ｔをより強くすることができる。
【００４４】
なお、実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、シリンダヘッド１４の燃焼室対向面４０のうち案内壁４２の第２の方向Ｙにおける外側部位を、ピストン１５の摺動方向に直交する平面状に形成してもよい。この場合、ピストン１５において上記外側部位に対向する対向面も、ピストン１５の摺動方向に直交する平面状にしてもよい。
【００４５】
・実施形態において、案内壁は、第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて第２の方向Ｙにおける内側に向かう構成であれば、任意の構成であってもよい。例えば、図８に示すように、シリンダヘッド１４は、燃焼室１６から見た場合に直線状ではなく湾曲した案内壁４２Ａを備えた構成であってもよい。
【００４６】
また、燃焼室対向面４０内で各案内壁４２が互いに交差しないのであれば、案内壁４２の中心線Ｓに対する傾斜角度θ１を「０°」以外の任意の角度に設定してもよい。例えば、傾斜角度θ１を、上記傾斜角度θ２よりも大きくしてもよいし、傾斜角度θ２と同程度としてもよい。
【００４７】
・実施形態において、吸気部２４は、「２つ」以外の任意の個数（１つ又は３つなど）の吸気口２３を備えた構成であってもよい。
・実施形態において、排気部２６は、「２つ」以外の任意の個数（１つ又は３つなど）の排気口２５を備えた構成であってもよい。
【００４８】
・実施形態において、吸気口２３の個数は、排気口２５の個数と異なってもよい。
・実施形態において、各案内壁４２の間隔が第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて狭くなるのであれば、吸気部２４の最外部位２４ａを、第２の方向Ｙにおいて、排気部２６の最外部位２６ａと同一位置としてもよいし、排気部２６の最外部位２６ａよりも内側としてもよい。
【００４９】
・実施形態において、内燃機関は、一つのシリンダ１３に対して各噴射弁３１，３２のうち何れか一方のみを備えた構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１１…内燃機関、１２…シリンダブロック、１３…シリンダ、１４…シリンダヘッド、１５…ピストン、１５ａ…対向面、１６…燃焼室、２３…吸気口、２４…吸気部、２５…排気口、２６…排気部、４０…燃焼室対向面、４２，４２Ａ…壁部としての案内壁、４４…斜面、４５…スキッシュエリア、Ｔ…タンブル流。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気口を介した吸気によって燃焼室内にタンブル流を発生させる内燃機関を構成するシリンダヘッド、及び該シリンダヘッドを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃費向上を図る方法の一つとしては、内燃機関の燃焼室内で形成されるタンブル流を強くする方法が挙げられる。この方法では、燃焼室内にタンブル流が発生することにより、燃焼室内で空気と燃料とが効率良く攪拌される。すると、空気及び燃料からなる混合気における燃料の濃度分布のばらつきが抑制される。その結果、混合気の燃焼に基づいた推進力が効率良くピストンに伝達され、内燃機関の燃費が向上される。
【０００３】
ところで、タンブル流の強さは、内燃機関の駆動態様によって変動することがある。例えば、アイドル時などのように内燃機関の回転数が低い場合には、燃焼室内に吸入された気体の旋回流動が弱まり、圧縮行程でタンブル流が極端に弱くなり、最悪の場合にはタンブル流が崩壊するおそれがある。このようにタンブル流が崩壊する場合には、空気と燃料を効率良く攪拌できなくなり、内燃機関の燃費向上を望めない。
【０００４】
そこで、従来では、燃焼室内で発生したタンブル流の崩壊を抑制するための構成を備えた内燃機関として、例えば特許文献１に記載の内燃機関が提案されている。この内燃機関を構成するシリンダヘッドには、図９に示すように、吸気口２００を有する吸気部２０１と、排気口２０２を有する排気部２０３とが設けられている。また、シリンダヘッドにおいて燃焼室に望む燃焼室壁面２０４には、吸気部２０１及び排気部２０３を挟むように形成された一対の壁部２０５が形成されている。これら各壁部２０５は、シリンダの燃焼室内で発生するタンブル流と略平行な平面をそれぞれ有している。
【０００５】
こうした一対の壁部２０５をシリンダヘッドに設けると、燃焼室内で発生したタンブル流に沿って流動する気体の拡散が抑制される。その結果、圧縮行程時でのタンブル流の崩壊が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９８９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年では、内燃機関の更なる燃費向上が希求されている。燃焼室内にタンブル流を発生させて燃費向上を図る内燃機関においては、燃焼室内でのタンブル流をより強くすることが好ましい。つまり、従来のシリンダヘッドに関しては、より強いタンブル流を燃焼室内に発生させるという点で改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、吸気口を介した吸気によって燃焼室内に発生するタンブル流を強くすることができるシリンダヘッド及び内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に対向する燃焼室対向面に、吸気口を有する吸気部の中央と排気口を有する排気部の中央とを結ぶ直線を中心に線対称をなす一対の壁部が、前記吸気部を挟むように形成されてなるシリンダヘッドにおいて、前記各壁部は、それらの間隔が前記吸気部及び前記排気部の並ぶ方向において前記排気部に近づくに連れて次第に狭くなるように、それぞれ形成されていることを要旨とする。
【００１０】
燃焼室内でタンブル流を発生させる内燃機関では、吸気口から燃焼室内に気体が吸入されると、該気体の大部分は、燃焼室を囲む内周面において吸気部から最も離れた領域に向けて流動する。その結果、燃焼室内では、吸気口から吸入した気体によってタンブル流が発生する。その一方で、燃焼室内では、吸気口から吸入された一部の気体の流動によって、タンブル流とは気体の流動する方向が異なるスワール流が発生することがある。
【００１１】
本発明のシリンダヘッドにおいて、燃焼室に対向する燃焼室対向面には、吸気部を挟むように配置される一対の壁部が設けられている。しかも、これら各壁部の間隔は、吸気部及び排気部の並ぶ方向において排気部に近づくほど次第に狭くなっている。そのため、吸気口から燃焼室内に吸入された気体のうち壁部に向かった気体の流動方向は、壁部によって壁部の内側に変更されたり、壁部に沿う方向に変更されたりする。その結果、一対の壁部が略平行である従来の場合と比較して、吸気口から燃焼室内に吸入された気体が、燃焼室内の内側に集まりやすくなる。そして、各壁部によって内側に集められた気体は、タンブル流に沿って流動する気体と合流し、タンブル流に沿って流動するようになる。したがって、タンブル流に沿って流動する気体の流量が多くなる分、吸気口を介した吸気によって燃焼室内に発生するタンブル流を強くすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシリンダヘッドであって、前記燃焼室対向面内において、前記各壁部は互いに交差しないことを要旨とする。
もし仮にシリンダヘッドにおいて燃焼室に対向する燃焼室対向面内で、各壁部が交差したとすると、各壁部によって流動方向が変更される気体は、燃焼室を囲む内周面において吸気部から最も離れた領域とは異なる領域に向けて流動される可能性が高くなる。これに対し、本発明では、各壁部は、排気部に近づくに連れて間隔が狭くなるように構成されるものの、対向面内で交差しない。そのため、各壁部によって、吸気口を介して燃焼室内に吸入された気体を効率良く内側に集めることが可能となる。したがって、燃焼室内で発生するタンブル流を強くすることができる。
【００１３】
一方、請求項３に記載の発明は、内部に筒状のシリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックに組み付けられる、請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドと、を備えた内燃機関において、前記燃焼室対向面における前記各壁部よりも外側の部分は、外側に向かうに連れて前記シリンダ内のピストンに近づく斜面となっており、前記シリンダ内に形成される燃焼室内には、前記斜面と前記ピストンにおいて前記斜面に対向する対向面とにより、前記シリンダ内におけるピストンの上死点への移動に伴って前記燃焼室内の気体を該燃焼室の中央に流動させるためのスキッシュエリアが形成されていることを要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、ピストンが上死点に向けて移動する場合、燃焼室内には、スキッシュエリアから中央に向けて気体が押し出されるスキッシュ流が発生する。つまり、燃焼室の中央に気体が集まる分、燃焼行程時には燃料を効率良く燃焼させることができ、ひいては内燃機関の燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の内燃機関の一実施形態を模式的に示す断面図。
【図２】シリンダヘッドの燃焼室対向面を模式的に示す平面図。
【図３】図２における３−３線矢視断面図。
【図４】比較例のシリンダヘッドの燃焼室対向面を模式的に示す平面図。
【図５】比較例のシリンダヘッドを用いた場合における気体の流速の分布を説明するための説明図。
【図６】実施形態のシリンダヘッドを用いた場合における気体の流速の分布を説明するための説明図。
【図７】流量係数とタンブル値との関係を示すグラフ。
【図８】別の実施形態のシリンダヘッドの燃焼室対向面を模式的に示す平面図。
【図９】従来のシリンダヘッドを燃焼室側から見た様子を模式的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の内燃機関を具体化した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、内燃機関１１は、シリンダブロック１２と、シリンダブロック１２内に形成された円筒形状のシリンダ１３の上部開口を閉塞するようにシリンダブロック１２に組み付けられるシリンダヘッド１４とを備えている。シリンダ１３内には、シリンダヘッド１４に近づく方向及び離れる方向、即ち図１における上下方向に摺動（移動）するピストン１５が設けられている。そして、シリンダ１３の内周面、シリンダヘッド１４においてピストン１５に対向する面、及びピストン１５においてシリンダヘッド１４に対向する面によって、燃焼室１６が区画形成されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、シリンダヘッド１４において、シリンダ１３の中央に対向する部分には、点火プラグ２２を支持するための支持部２１が形成されている。また、点火プラグ２２の設置位置の図１における左側には、複数（本実施形態では２つ）の吸気口２３を有する吸気部２４が設けられている。さらに、点火プラグ２２の設置位置の図１における右側には、複数（本実施形態では２つ）の排気口２５を有する排気部２６が設けられている。つまり、ピストン１５が摺動する方向（図１における上下方向）に直交する仮想面に沿う第１の方向Ｘ（図１では左右方向）において一方側から他方側へ順に、吸気部２４、支持部２１（即ち、点火プラグ２２）、排気部２６が並んでいる。
【００１８】
吸気部２４を構成する各吸気口２３は、上記仮想面に沿う方向において第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙ（図１では紙面と直交する方向）に並んでいる。具体的には、各吸気口２３は、第１の方向Ｘに沿って延びる中心線（直線）Ｓを挟むようにそれぞれ配置されている。つまり、吸気部２４は、中心線Ｓを中心に線対称となるように構成されている。そして、各吸気口２３は、図示しない吸気用バルブ開閉機構によって吸気バルブ２７が駆動することにより開閉される。なお、本実施形態における第２の方向Ｙは、ピストン１５の摺動によって回転する図示しないクランクシャフトの延びる方向にほぼ一致している。また、中心線Ｓは、第２の方向Ｙにおける吸気部２４の中央と排気部２６の中央とを繋ぐ直線である。
【００１９】
また、シリンダヘッド１４には、吸気口２３に連通する複数（本実施形態では２つ）の吸気通路２８が設けられている。そして、吸気通路２８内を上流側から下流側に流動した気体は、吸気口２３を介して燃焼室１６内に流入する。本実施形態の吸気通路２８は、該吸気通路２８を介して燃焼室１６内に吸入した気体の大部分がシリンダ１３の内周面において吸気部２４から最も離れた領域に向けて流動するように形成されている。その結果、吸気行程時においては、燃焼室１６内には、吸気口２３を介して流入する気体の流動によってタンブル流Ｔが形成される。
【００２０】
なお、本実施形態におけるタンブル流Ｔとは、吸気部２４から点火プラグ２２近傍に直接向かう気体の流れを含んだ気体の旋回流であって、図１における時計方向に流れる気体の旋回流のことを示している。
【００２１】
排気部２６を構成する各排気口２５は、各吸気口２３と同様に、第２の方向Ｙに並んでいる。具体的には、各排気口２５は、中心線Ｓを挟むようにそれぞれ配置されている。つまり、本実施形態の排気部２６は、中心線Ｓを中心に線対称となるように構成されている。そして、各排気口２５は、図示しない排気用バルブ開閉機構によって排気バルブ２９が駆動することにより開閉される。なお、本実施形態の排気口２５の開口面積は、吸気口２３の開口面積よりも狭い。
【００２２】
また、排気口２５は、シリンダヘッド１４に設けられた排気通路３０に連通している。つまり、排気行程時においては、各排気口２５を介して燃焼室１６から排気された気体が排気通路３０を介して排気される。
【００２３】
なお、本実施形態では、一つのシリンダ１３に対して２種類の噴射弁３１，３２が設けられている。各噴射弁３１，３２のうち一方の噴射弁は、吸気通路２８内に燃料を噴射するための通路噴射弁３１である。また、他方の噴射弁は、シリンダ１３内に燃料を噴射するための筒内噴射弁３２である。これら各噴射弁３１，３２のうち少なくとも一方の噴射弁から噴射された燃料を含んだ混合気が点火プラグ２２によって燃焼され、該燃焼に基づいた力によってピストン１５が図１における上下方向に摺動する。
【００２４】
次に、本実施形態のシリンダヘッド１４について図２及び図３を参照して詳しく説明する。
図２及び図３に示すように、シリンダヘッド１４において燃焼室１６に対向する面、即ち燃焼室対向面４０には、燃焼室１６内でタンブル流Ｔが発生する空間４１の第２の方向Ｙにおける両側に、案内壁（壁部）４２がそれぞれ設けられている。これら一対の案内壁４２は、上記中心線Ｓを中心に線対称をなすと共に、吸気部２４を第２の方向Ｙにおける両側から挟むように形成されている。
【００２５】
こうした案内壁４２は、第１の方向Ｘにおいて吸気部２４から排気部２６に近づくに連れて第２の方向Ｙにおける内側に次第に向かうように形成されている。つまり、各案内壁４２の間隔は、第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて次第に狭くなっている。なお、本実施形態では、燃焼室対向面４０を燃焼室１６側から見た場合、案内壁４２は一直線状をなしている。
【００２６】
また、案内壁４２は、第１の方向Ｘにおいて排気部２６の形成位置まで延びている。そして、案内壁４２の排気部２６に近い側の端部は、排気部２６の第２の方向Ｙにおける最外部位２６ａよりも、第２の方向Ｙにおける内側に位置している。すなわち、案内壁４２の中心線Ｓに対する傾斜角度θ１は、吸気部２４の最外部位２４ａ及び排気部２６の最外部位２６ａを結ぶ仮想線４３の中心線Ｓに対する傾斜角度θ２よりも大きい。
【００２７】
なお、図３に示すように、本実施形態の案内壁４２は、燃焼室対向面４０において案内壁４２よりも第２の方向Ｙにおける内側の部位に対して、ほぼ直角となるように加工形成されている。ただし、シリンダヘッド１４を加工する場合、案内壁４２を直角に形成することは非常に困難である。そのため、シリンダヘッド１４は、案内壁４２の曲率Ｒが極力小さくなるようにシリンダヘッド粗材を加工することで形成されている。
【００２８】
また、燃焼室対向面４０において案内壁４２の第２の方向Ｙにおける外側は、斜面４４となっている。これら各斜面４４は、第２の方向Ｙにおける外側に近づくほど図３における下方に位置するようにそれぞれ形成されている。また、ピストン１５において斜面４４に対向する対向面１５ａは、斜面４４にほぼ平行となるように斜面状に形成されている。すなわち、本実施形態では、燃焼室対向面４０の斜面４４とピストン１５の対向面１５ａとの間の空間が、スキッシュエリア４５として機能する。
【００２９】
次に、本実施形態の内燃機関１１の作用について、図２、図４〜図７を参照して説明する。
さて、吸気行程時においては、ピストン１５が下死点に向けて摺動すると共に、各吸気バルブ２７が開弁される。すると、燃焼室１６内には各吸気口２３を介して気体が吸入される。このとき、通路噴射弁３１から燃料が噴射される場合、燃焼室１６内に吸入される気体は、大気と燃料とが混合された混合気である。一方、通路噴射弁３１から燃料が噴射されない場合、燃焼室１６内に吸気される気体全体若しくは気体の大部分は大気である。
【００３０】
燃焼室１６内においては、各吸気口２３から第２の方向Ｙにおける内側に流動する気体によって、燃焼室１６内にはタンブル流Ｔが形成される。その一方で、吸気された気体の中には、各吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体が存在する。もし仮にシリンダヘッド１４に案内壁４２が設けられていないとすると、吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体は内周面に沿って流動する。すると、燃焼室１６内にはスワール流が発生するおそれがある。なお、スワール流とは、ピストン１５の摺動方向に延びる線を中心に旋回する気体の流れを示す。
【００３１】
この点、本実施形態のシリンダヘッド１４には、タンブル流Ｔが発生する空間４１を挟むように一対の案内壁４２が設けられている。しかも、これら各案内壁４２の間隔は、第１の方向Ｘにおいて吸気部２４から排気部２６に近づくに連れて次第に狭くなっている。そのため、図２に示すように、吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体は、案内壁４２に衝突した後に第２の方向Ｙにおける内側に向かったり、案内壁４２に沿って流動したりする。つまり、一対の案内壁４２によって流動方向が変更された気体は、シリンダ１３の内周面において最も吸気部２４から離れた領域に向かう。
【００３２】
そして、一対の案内壁４２によって流動方向が変更された気体は、吸気口２３からシリンダ１３の内周面において最も吸気部２４から離れた位置に向かう気体と合流する。その結果、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の量が多くなり、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の流速が速くなる。したがって、燃焼室１６内で発生するタンブル流Ｔが強くなる。
【００３３】
一方、従来のように、シリンダヘッドに第１の方向Ｘに沿って延びる一対の案内壁を設ける方法も考えられる。こうした第１の方向Ｘに延びる、即ちタンブル流Ｔに略平行な一対の案内壁では、吸気口２３からシリンダ１３の内周面に向けて流動する気体を、第２の方向Ｙにおける内側に積極的に案内できない。そのため、従来の案内壁を備えたシリンダヘッドでは、本実施形態のシリンダヘッド１４と比較して、第２の方向Ｙにおける内側に気体を集めにくい分、燃焼室１６内で発生するタンブル流Ｔを強くできない。
【００３４】
ここで、本実施形態のシリンダヘッド１４と、比較例のシリンダヘッド１００とでのタンブル値を比較する。なお、図５及び図６においては、「ドット」の密度が濃い領域ほど、気体の流速が速い領域であることを示している。
【００３５】
図４に示すように、比較例のシリンダヘッド１００に設けられる案内壁１０１の中心線Ｓに対する傾斜角度θ３は、本実施形態のシリンダヘッド１４の案内壁４２の中心線Ｓに対する傾斜角度θ１よりも小さい角度（例えば、傾斜角度θ２）である。
【００３６】
図５に示すように、比較例のシリンダヘッド１００では、吸気口２３近傍での気体の流速は速いものの、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速はそれほど速くない。これに対し、図６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド１４では、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速が速くなっている。しかも、図５及び図６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド１４では、気体の流速の速い領域は、比較例のシリンダヘッド１００の場合と比較して広い。これは、本実施形態の場合のほうが、比較例の場合よりも案内壁の傾斜角度が大きい分、気体を第２の方向Ｙにおける中央に効率よく集めることが可能であるためと考えられる。つまり、流動する気体が第２の方向Ｙにおける中央に集まりやすい分、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速が速くなる。
【００３７】
そのため、第２の方向Ｙにおける中央での気体の流速が速い分、図７に示すように、燃焼室１６に形成されるタンブル流Ｔの強さを示すタンブル値ＴＲが大きくなる。また、このようにタンブル値ＴＲを大きくしても、流量係数Ｃｆはあまり低下しない。この流量係数Ｃｆは、一回の吸気行程での実際の吸気量を、吸気量の理論的な最大値（燃焼室１６の容積の最大値）で除算した値である。そのため、案内壁４２の形状変更に伴う燃焼室１６内への気体の吸気量の低下は余り見られない。
【００３８】
本実施形態では、比較例や従来の場合と比較して、燃焼室１６内でのタンブル値ＴＲが大きくなる分、燃焼室１６内で空気と燃料が効率良く混合される。その結果、燃焼室１６内では、空気及び燃料からなる混合気における燃料の濃度分布のばらつきが抑制される。すると、燃焼に基づいた推進力が効率良くピストン１５に伝達される。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）第２の方向Ｙにおいて吸気部２４の両側に配置される一対の案内壁４２の間隔が、第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて狭くなっている。これにより、吸気口２３から燃焼室１６内に吸入された気体が第２の方向Ｙにおける内側に集まりやすくなる。その結果、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の流速が速くなり、ひいてはタンブル値ＴＲを大きくすることができる。このようにタンブル値ＴＲを大きくすることにより、燃焼室１６内において空気と燃料とを効率良く攪拌することができる分、燃焼行程では、混合気の燃焼に伴う力がピストン１５に効率良く伝達される。その結果、内燃機関１１の燃費を向上させることができる。
【００４０】
（２）本実施形態では、一対の案内壁４２は、吸気口２３から燃焼室１６内に吸入された気体の流動方向がシリンダ１３の内周面において最も吸気部２４から離れた領域に向かう方向に変更されるように構成されている。そのため、タンブル流Ｔに沿って流動する気体の流量を多くすることができ、ひいてはタンブル流を強くすることができる。
【００４１】
（３）しかも、このようにタンブル値ＴＲを大きくしても、吸気通路２８の形状などを変更する場合とは異なり、流量係数Ｃｆが極端に小さくなることが抑制される。つまり、一回の吸気行程時における吸気量の低下が抑制される分、内燃機関１１の燃費向上に貢献することができる。
【００４２】
（４）また、燃焼室１６内において各案内壁４２よりも第２の方向Ｙにおける外側には、スキッシュエリア４５がそれぞれ形成されている。そのため、ピストン１５が上死点に向けて摺動する際には、スキッシュエリア４５内の気体（混合気）が第２の方向Ｙにおける内側に勢いよく押し出される。つまり、ピストン１５の上死点へ向けての摺動時に、燃焼室１６内にはスキッシュ流が発生する。このように燃焼行程の開始前までに混合気を点火プラグ２２の設置位置周辺に集めることができる分、燃焼行程ではピストン１５により強い推進力が付与される。その結果、内燃機関１１の燃費を向上させることができる。
【００４３】
（５）本実施形態では、各案内壁４２は、曲率Ｒが極力小さくなるようにシリンダヘッド粗材を加工することで形成されている。ここで、図３にて二点鎖線で示すように、曲率Ｒを大きくする程、第２の方向Ｙに直交する平面部分が狭くなる。その結果、曲率Ｒが小さい場合と比較して、案内壁４２による第２の方向Ｙにおける内側への気体の案内効率が低くなる。本実施形態では、曲率Ｒが極力小さい案内壁４２を設けたことにより、案内壁４２によって気体を第２の方向Ｙにおける内側に効率良く案内できる。そのため、タンブル流Ｔをより強くすることができる。
【００４４】
なお、実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、シリンダヘッド１４の燃焼室対向面４０のうち案内壁４２の第２の方向Ｙにおける外側部位を、ピストン１５の摺動方向に直交する平面状に形成してもよい。この場合、ピストン１５において上記外側部位に対向する対向面も、ピストン１５の摺動方向に直交する平面状にしてもよい。
【００４５】
・実施形態において、案内壁は、第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて第２の方向Ｙにおける内側に向かう構成であれば、任意の構成であってもよい。例えば、図８に示すように、シリンダヘッド１４は、燃焼室１６から見た場合に直線状ではなく湾曲した案内壁４２Ａを備えた構成であってもよい。
【００４６】
また、燃焼室対向面４０内で各案内壁４２が互いに交差しないのであれば、案内壁４２の中心線Ｓに対する傾斜角度θ１を「０°」以外の任意の角度に設定してもよい。例えば、傾斜角度θ１を、上記傾斜角度θ２よりも大きくしてもよいし、傾斜角度θ２と同程度としてもよい。
【００４７】
・実施形態において、吸気部２４は、「２つ」以外の任意の個数（１つ又は３つなど）の吸気口２３を備えた構成であってもよい。
・実施形態において、排気部２６は、「２つ」以外の任意の個数（１つ又は３つなど）の排気口２５を備えた構成であってもよい。
【００４８】
・実施形態において、吸気口２３の個数は、排気口２５の個数と異なってもよい。
・実施形態において、各案内壁４２の間隔が第１の方向Ｘにおいて排気部２６に近づくに連れて狭くなるのであれば、吸気部２４の最外部位２４ａを、第２の方向Ｙにおいて、排気部２６の最外部位２６ａと同一位置としてもよいし、排気部２６の最外部位２６ａよりも内側としてもよい。
【００４９】
・実施形態において、内燃機関は、一つのシリンダ１３に対して各噴射弁３１，３２のうち何れか一方のみを備えた構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１１…内燃機関、１２…シリンダブロック、１３…シリンダ、１４…シリンダヘッド、１５…ピストン、１５ａ…対向面、１６…燃焼室、２３…吸気口、２４…吸気部、２５…排気口、２６…排気部、４０…燃焼室対向面、４２，４２Ａ…壁部としての案内壁、４４…斜面、４５…スキッシュエリア、Ｔ…タンブル流。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に対向する燃焼室対向面に、吸気口を有する吸気部の中央と排気口を有する排気部の中央とを結ぶ直線を中心に線対称をなす一対の壁部が、前記吸気部を挟むように形成されてなるシリンダヘッドにおいて、
前記各壁部は、それらの間隔が前記吸気部及び前記排気部の並ぶ方向において前記排気部に近づくに連れて次第に狭くなるように、それぞれ形成されていることを特徴とするシリンダヘッド。
【請求項２】
前記燃焼室対向面内において、前記各壁部は互いに交差しないことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッド。
【請求項３】
内部に筒状のシリンダを有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックに組み付けられる、請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドと、を備えた内燃機関において、
前記燃焼室対向面における前記各壁部よりも外側の部分は、外側に向かうに連れて前記シリンダ内のピストンに近づく斜面となっており、
前記シリンダ内に形成される燃焼室内には、前記斜面と前記ピストンにおいて前記斜面に対向する対向面とにより、前記シリンダ内におけるピストンの上死点への移動に伴って前記燃焼室内の気体を該燃焼室の中央に流動させるためのスキッシュエリアが形成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に対向する燃焼室対向面に、吸気口を有する吸気部の中央と排気口を有する排気部の中央とを結ぶ直線を中心に線対称をなす一対の壁部が、前記吸気部を挟むように形成されてなるシリンダヘッドにおいて、
前記各壁部は、それらの間隔が前記吸気部及び前記排気部の並ぶ方向において前記排気部に近づくに連れて次第に狭くなるように、それぞれ形成されていることを特徴とするシリンダヘッド。
【請求項２】
前記燃焼室対向面内において、前記各壁部は互いに交差しないことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッド。
【請求項３】
内部に筒状のシリンダを有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックに組み付けられる、請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドと、を備えた内燃機関において、
前記燃焼室対向面における前記各壁部よりも外側の部分は、外側に向かうに連れて前記シリンダ内のピストンに近づく斜面となっており、
前記シリンダ内に形成される燃焼室内には、前記斜面と前記ピストンにおいて前記斜面に対向する対向面とにより、前記シリンダ内におけるピストンの上死点への移動に伴って前記燃焼室内の気体を該燃焼室の中央に流動させるためのスキッシュエリアが形成されていることを特徴とする内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８３２１８（Ｐ２０１３−８３２１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４２５４（Ｐ２０１１−２２４２５４）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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