JP2001248447A - 筒内燃料噴射式エンジンにおける燃焼室構造 - Google Patents

筒内燃料噴射式エンジンにおける燃焼室構造

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JP2001248447A JP2000061284A JP2000061284A JP2001248447A JP 2001248447 A JP2001248447 A JP 2001248447A JP 2000061284 A JP2000061284 A JP 2000061284A JP 2000061284 A JP2000061284 A JP 2000061284A JP 2001248447 A JP2001248447 A JP 2001248447A
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combustion chamber
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fuel
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Yuichi Suzuki
裕一 鈴木
Shinichi Kurosawa
伸一 黒沢
Yuji Kinoshita
裕治 木下
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの燃焼室における混合気の着火の性
能が良好に保たれるようにすると共に、燃焼室全体の混
合気における火炎の伝播が速やかになされるようにす
る。 【解決手段】 吸気通路１７を通して燃焼室１４に吸入
される空気１６が、シリンダ孔４の軸心３周りで一方向
に向うスワール４４となるようにする。ピストン１０に
形成した凹所をほぼ円形にし、この凹所をピストン１０
の上面の前部に配設する。燃料噴射口３５が燃焼室１４
の前上方側から凹所１３内に向って燃料３４を噴射可能
とし、放電部３９を凹所１３の後端部に位置させる。凹
所１３の底面４８のうち、燃料噴射口３５よりもスワー
ル４４の下流側を形成する一方の底面部分４８ａを、燃
料噴射口３５よりもスワール４４の上流側を形成する他
方の底面部分４８ｂより深くなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、燃焼室内に燃料を
噴射可能とする燃料噴射弁を備えた筒内燃料噴射式の４
サイクルエンジンに関し、より詳しくは、ピストンの上
面に凹所を形成した燃焼室構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記筒内燃料噴射式エンジンにおける燃
焼室構造には、従来、特開平９‐１４４５４４号公報で
示されるものがある。
【０００３】上記公報のものによれば、上記エンジンの
シリンダが、シリンダ孔を有するシリンダ本体と、上記
シリンダ孔の軸心を鉛直にしたとき上記シリンダ本体の
上端に取り付けられるシリンダヘッドとを備えている。
上記シリンダ孔に嵌入されるピストンの上面に凹所が形
成され、上記シリンダヘッドと、上記ピストンとの間に
おける上記シリンダ孔内が燃焼室とされ、この燃焼室の
内外を連通させる吸気通路と排気通路とが上記シリンダ
ヘッドにそれぞれ形成されている。また、上記燃焼室に
向って燃料を噴射可能とする燃料噴射口を有する燃料噴
射弁が設けられ、かつ、上記燃焼室の上端部に放電部が
臨む点火プラグが設けられている。
【０００４】そして、エンジンの運転時には、その吸入
行程で、上記吸気通路を通して外部の空気が燃焼室に吸
入され、また、吸入、および／もしくは圧縮行程で、上
記燃料噴射弁により燃料が噴射され、これら空気と燃料
とが混合させられて燃焼室で混合気が生成される。
【０００５】上記の場合、燃料噴射弁が燃料を噴射する
とき、この燃料は上記凹所内に噴射されるようになって
おり、この凹所内で生じた濃い混合気がこの凹所の内面
に案内されて上記点火プラグの放電部に向わされ、もっ
て、この放電部の放電により、この混合気が確実に着火
されるようになっている（成層燃焼）。
【０００６】そして、上記着火後は、燃焼室全体におけ
る混合気に火炎が伝播して、この混合気が燃焼させら
れ、爆発行程となる。そして、この燃焼による熱エネル
ギーが動力に変換され、この動力は上記エンジンのクラ
ンク軸を介して出力される。
【０００７】上記燃焼により生じた燃焼ガスは排気行程
として、上記排気通路を通し外部に排出される。
【０００８】以下、上記各行程が順次繰り返されて、エ
ンジンの運転が続けられ、上記出力が利用されるように
なっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術では、点火プラグの放電部は、上記シリンダの平面
視で、燃焼室の径方向の外端部に位置しており、このた
め、爆発行程で、燃焼室全体の混合気に火炎が伝播する
とき、この伝播に時間がかかるおそれを生じる。
【００１０】そこで、上記シリンダの平面視で、放電部
を上記燃焼室のほぼ中央部に位置させて、この燃焼室全
体の混合気に対する火炎の伝播を速くさせるようにする
ことが考えられる。
【００１１】しかし、上記したように、放電部を燃焼室
のほぼ中央部に位置させると、燃料噴射弁で噴射により
生成された濃い混合気を上記凹所の案内によって上記放
電部に正確に向わせるということはし難くなるおそれが
あり、もって、混合気の着火の性能が低下するおそれを
生じる。
【００１２】そこで、上記凹所を深くして、この凹所に
燃料を噴射させて濃い混合気を生成すると共に、この混
合気をより確実に上記放電部に向わせるようにすること
が考えられる。
【００１３】しかし、上記したように凹所を深くする場
合、これを単に深くすると、この凹所の容積が大きくな
って、上記ピストンが上死点に達したときの燃焼室の容
積が大きくなり、その分、エンジンの圧縮比が小さくな
るというエンジン性能状の問題点が生じてくる。
【００１４】本発明は、上記のような事情に注目してな
されたもので、エンジンの燃焼室における混合気の着火
の性能が良好に保たれるようにすると共に、燃焼室全体
の混合気における火炎の伝播が速やかになされるように
し、かつ、このようにした場合でも、大きい圧縮比が得
られるようにして、良好なエンジン性能が確保されるよ
うにすることを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の筒内燃料噴射式エンジンにおける燃焼室構造
は、次の如くである。
【００１６】請求項１の発明は、図１〜４で例示するよ
うに、シリンダ２が、シリンダ孔４を有するシリンダ本
体５と、上記シリンダ孔４の軸心３を鉛直にしたとき上
記シリンダ本体５の上端に取り付けられるシリンダヘッ
ド６とを備え、上記シリンダ孔４に嵌入されるピストン
１０の上面に凹所１３を形成し、上記シリンダヘッド６
と、上記ピストン１０との間における上記シリンダ孔４
内を燃焼室１４とし、この燃焼室１４の内外を連通させ
る吸気通路１７と排気通路２０とを上記シリンダヘッド
６にそれぞれ形成し、上記燃焼室１４に向って燃料３４
を噴射可能とする燃料噴射口３５を有する燃料噴射弁３
６を設け、かつ、上記燃焼室１４の上端部に放電部３９
が臨む点火プラグ４０を設けた筒内燃料噴射式エンジン
において、
【００１７】上記吸気通路１７を通して上記燃焼室１４
に吸入される空気１６が、上記シリンダ孔４の軸心３周
りで一方向に向うスワール４４となるようにし、
【００１８】上記シリンダ２の平面視で、上記凹所１３
をほぼ円形に形成し、上記シリンダ２の径方向の一方向
を前方としたとき、上記凹所１３を上記ピストン１０の
上面の前部に配設し、上記燃料噴射口３５が上記燃焼室
１４の前上方側から上記凹所１３内に向って燃料３４を
噴射可能とし、上記放電部３９を上記凹所１３の後端部
に位置させ、
【００１９】上記凹所１３の底面４８のうち、上記燃料
噴射口３５よりも上記スワール４４の下流側を形成する
一方の底面部分４８ａを、上記燃料噴射口３５よりも上
記スワール４４の上流側を形成する他方の底面部分４８
ｂより深くなるようにしたものである。
【００２０】請求項２の発明は、特に、図５で例示する
ように、シリンダ２が、シリンダ孔４を有するシリンダ
本体５と、上記シリンダ孔４の軸心３を鉛直にしたとき
上記シリンダ本体５の上端に取り付けられるシリンダヘ
ッド６とを備え、上記シリンダ孔４に嵌入されるピスト
ン１０の上面に凹所１３を形成し、上記シリンダヘッド
６と、上記ピストン１０との間における上記シリンダ孔
４内を燃焼室１４とし、この燃焼室１４の内外を連通さ
せる吸気通路１７と排気通路２０とを上記シリンダヘッ
ド６にそれぞれ形成し、上記燃焼室１４に向って燃料３
４を噴射可能とする燃料噴射口３５を有する燃料噴射弁
３６を設け、かつ、上記燃焼室１４の上端部に放電部３
９が臨む点火プラグ４０を設けた筒内燃料噴射式エンジ
ンにおいて、
【００２１】上記シリンダ２の平面視で、上記凹所１３
をほぼ円形に形成し、上記シリンダ２の径方向の一方向
を前方としたとき、上記凹所１３を上記ピストン１０の
上面の前部に配設し、上記燃料噴射口３５が上記燃焼室
１４の前上方側から上記凹所１３内に向って燃料３４を
噴射可能とし、上記放電部３９を上記凹所１３の後端部
に位置させ、
【００２２】上記シリンダ２の平面視で、上記シリンダ
孔４の軸心３と、上記燃料噴射口３５とを結ぶ仮想線２
３を設定し、この仮想線２３に対し上記燃料噴射口３５
からの燃料３４の噴射方向を一側方に向けて鋭角（θ）
状に傾斜させ、上記仮想線２３を基準として、上記凹所
１３の底面４８における上記一側方の一方の底面部分４
８ａが、上記底面４８における他側方の他方の底面部分
４８ｂよりも深くなるようにしたものである。
【００２３】請求項３の発明は、全図で例示するよう
に、請求項１、もしくは２の発明に加えて、上記凹所１
３の底面４８をほぼ全体的に平坦に形成したものであ
る。
【００２４】請求項４の発明は、全図で例示するよう
に、請求項１から３のうちいずれか１つの発明に加え
て、上記凹所１３が、上記シリンダ孔４の軸心３に対し
傾斜する他の軸心４６を有した有底のほぼ円柱空洞形
状、もしくは倒立ほぼ円錐台空洞形状となるよう、上記
凹所１３を形成したものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。
【００２６】図１〜４において、符号１は内燃機関であ
る４サイクルエンジンであり、説明の便宜上、図中矢印
Ｆｒの方向を前方とし、下記する左右とは上記前方に向
っての水平方向をいうものとする。
【００２７】上記エンジン１は、軸心が左右に延びるク
ランク軸を支承するクランクケースと、このクランクケ
ースからから鉛直上方に向って突出するシリンダ２とを
備えている。このシリンダ２は、軸心３が鉛直方向に延
びるシリンダ孔４を有するシリンダ本体５と、上記シリ
ンダ孔４の上端を閉じるよう上記シリンダ本体５の上端
に取り付けられるシリンダヘッド６と、このシリンダヘ
ッド６の上面を覆うようにこのシリンダヘッド６に取り
付けられるシリンダヘッドカバー７とを備えている。
【００２８】上記エンジン１は、上記軸心３に沿った軸
方向で摺動自在となるよう上記シリンダ孔４に嵌入され
るピストン１０と、上記クランク軸とピストン１０とを
互いに連動連結させる連接棒１１とを備えている。
【００２９】上記ピストン１０の上面には凹所１３が形
成され、上記ピストン１０の上面と、上記シリンダヘッ
ド６の下面との間における上記シリンダ孔４内が上記凹
所１３を含み燃焼室１４とされている。
【００３０】上記シリンダヘッド６の前上方の外部を上
記燃焼室１４の前部に連通させてエンジン１の外部の空
気１６を上記燃焼室１４に導入可能とさせる左右一対
（複数）の吸気通路１７，１７が上記シリンダヘッド６
に形成されている。これら各吸気通路１７の上記燃焼室
１４への開口がそれぞれ吸気開口部１８，１８とされて
いる。
【００３１】上記燃焼室１４の後部を上記シリンダヘッ
ド６の後上方に連通させて上記燃焼室１４の排気１９を
エンジン１の外部に導出可能とさせる左右一対（複数）
の排気通路２０，２０が上記シリンダヘッド６に形成さ
れている。これら各排気通路２０の上記燃焼室１４への
開口がそれぞれ排気開口部２１，２１とされている。
【００３２】上記シリンダ２の平面視（図１）で、上記
軸心３を通り前後方向に延びる仮想線２３を基準とし
て、上記各吸気通路１７、各吸気開口部１８、各排気通
路２０、および各排気開口部２１は左右ほぼ対称形とさ
れている。また、上記凹所１３の中心はほぼ上記仮想線
２３上に位置している。
【００３３】上記各吸気開口部１８をそれぞれ開閉自在
とする吸気弁２４が上記シリンダヘッド６に支承され、
上記各吸気弁２４は上記各吸気開口部１８を閉じるよう
にそれぞればね２５で付勢されている。また、上記各排
気開口部２１をそれぞれ開閉自在とする排気弁２６が上
記シリンダヘッド６に支承され、上記各排気弁２６は上
記各排気開口部２１を閉じるようにそれぞればね２７で
付勢されている。
【００３４】上記クランク軸に連動し、かつ、上記各ば
ね２５，２７の付勢力に抗して上記各吸気弁２４と排気
弁２６とを所定のクランク角で開弁動作させる動弁機構
２９が設けられている。この動弁機構２９は、上記シリ
ンダヘッド６とシリンダヘッドカバー７との間に形成さ
れた動弁室３０と、この動弁室３０に収納されて上記ク
ランク軸に連動する吸気カム軸３１および排気カム軸３
２とを備え、上記吸気カム軸３１は上記各吸気弁２４に
カム係合し、上記排気カム軸３２は上記各排気弁２６に
カム係合している。
【００３５】そして、上記各ばね２５，２７と、上記ク
ランク軸に連動した上記吸気カム軸３１および排気カム
軸３２とにより、上記各吸気弁２４と各排気弁２６とが
開、閉弁動作して、上記各吸気開口部１８と各排気開口
部２１とがそれぞれ所定のクランク角で開閉させられる
ようになっている。
【００３６】なお、図示しないが、上記各吸気弁２４の
開弁開始時期を、一定の開弁時間のままで進角、遅角調
整自在とする開弁開始時期調整手段が設けられている。
【００３７】上記燃焼室１４に向ってその上方から燃料
３４を噴射可能とする燃料噴射口３５を有する燃料噴射
弁３６が設けられ、この燃料噴射弁３６は上記シリンダ
ヘッド６に取り付けられている。
【００３８】また、上記燃焼室１４の上端部に放電部３
９が臨む点火プラグ４０が設けられ、この点火プラグ４
０は上記シリンダヘッド６に取り付けられている。
【００３９】上記左右吸気通路１７，１７のうち、一方
側（左側）の吸気通路１７の長手方向における一部の断
面積の大きさを調整自在として、上記燃焼室１４に向っ
て流動する空気１６の量を調整可能とする吸気制御弁４
３が設けられている。この吸気制御弁４３の閉弁動作に
より、上記左右吸気通路１７，１７のうち、一方側（左
側）の吸気通路１７よりも他方側（右側）の吸気通路１
７を流動する空気１６の量が多くされ、もって、上記各
吸気通路１７，１７を通して上記燃焼室１４に吸入され
る空気１６が上記シリンダ孔４の軸心３周りで一方向
（シリンダ２の平面視で、時計回りの方向）に向うスワ
ール４４が生じることとされている。
【００４０】上記シリンダ２の平面視（図１）で、上記
凹所１３は、ほぼ円形（楕円を含む）に形成されると共
に、上記ピストン１０の上面の前、後部のうち、前部側
に配設されている。
【００４１】上記凹所１３は、上記シリンダ孔４の軸心
３に対し傾斜する他の軸心４６を有した有底のほぼ円柱
空洞形状となるよう形成されている。上記凹所１３の内
面は、上記他の軸心４６の周方向に延びる円環状の内周
面４７と、上記他の軸心４６にほぼ直交する方向にほぼ
平坦に延びる底面４８とを備え、この底面４８は上記シ
リンダ孔４の軸心３に対し傾斜することとなっている。
【００４２】上記燃料噴射弁３６の燃料噴射口３５の軸
心５０は、上記シリンダ２の平面視（図１）で、上記仮
想線２３上に位置させられ、上記燃料噴射口３５は上記
燃焼室１４の前方側からこの燃焼室１４に向って、か
つ、上記凹所１３内に向って燃料３４を噴射可能として
いる。
【００４３】上記シリンダ２の平面視（図１）で、上記
点火プラグ４０の放電部３９は、上記シリンダ孔４のほ
ぼ軸心３上に位置させられ、かつ、凹所１３の後端部に
位置させられている。
【００４４】上記凹所１３の底面４８のうち、上記燃料
噴射口３５よりも上記スワール４４の下流側を形成する
一方の底面部分４８ａは、上記燃料噴射口３５よりも上
記スワール４４の上流側を形成する他方の底面部分４８
ｂよりも、上記ピストン１０の最上面からみて、より深
くなるよう形成されている。
【００４５】上記エンジン１の運転時には、まず、上記
各吸気弁２４が開弁動作する吸入行程で、上記各吸気通
路１７，１７を通って空気１６がシリンダ孔４内に吸入
される。この際、上記吸気制御弁４３の閉弁動作により
一方側（左側）の吸気通路１７の断面積が小さくされて
おれば、前記したように、上記シリンダ孔４内にスワー
ル４４が生じさせられる。
【００４６】一方、上記吸入行程、および／もしくは、
この吸入行程に続く圧縮行程で、上記燃料噴射弁３６に
より燃料噴射口３５を通し燃料３４がある噴射期間（ク
ランク角）の間、噴射され、上記凹所１３内で濃い混合
気５１が生成される
【００４７】次に、上記放電部３９の放電により上記混
合気５１が着火されて、火炎の伝播により燃焼させら
れ、爆発行程となる。
【００４８】上記燃焼により生じた燃焼ガスは、上記各
排気弁２６が開弁動作する排気行程で、上記各排気通路
２０，２０を通って外部に排出される。
【００４９】以下、上記各行程が繰り返されて、エンジ
ン１の運転が続けられる。
【００５０】上記吸入行程、および／もしくは圧縮行程
で、上記燃料噴射弁３６により燃料噴射口３５を通し燃
料３４が噴射される場合の作用につき、より詳しく説明
する。
【００５１】上記燃料噴射弁３６による噴射期間中にお
ける少なくともいずれかの期間、特に、上記ピストン１
０が上死点近傍に位置しているときの期間は上記燃料３
４は上記燃焼室１４の上記凹所１３内に向って噴射さ
れ、この凹所１３内で濃い混合気５１が生成される。
【００５２】上記シリンダ２の平面視（図１）で、上記
燃料噴射口３５から燃料３４が噴射されたとき、この噴
射直後の燃料３４により生成された濃い混合気５１
（Ａ）は、上記燃料噴射口３５の軸心５０、および仮想
線２３に沿って後方（シリンダ２の軸心３側、および放
電部３９側）に向おうとするが、上記混合気５１（Ａ）
は上記スワール４４の一部の空気流に押されて、上記燃
料噴射口３５側からスワール４４の下流側に向わされ、
この混合気５１（Ｂ）は、上記凹所１３の内周面４７の
一側部（右側部）に向って流動させられる。
【００５３】また、シリンダ２の平面視（図１）で、上
記したように、内周面４７の一側部に向わされた混合気
５１（Ｂ）は、上記内周面４７の一側部に案内されて後
方に流動させられる。更に、このように後方に流動させ
られた混合気５１（Ｃ）は、上記内周面４７の後部に案
内されて、上記内周面４７の一側部（右側部）から他側
部（左側部）に向わされる。このため、上記混合気５１
（Ｃ）は上記凹所１３の後端部に位置する上記放電部３
９に向わされる。
【００５４】ここで、上記凹所１３において、上記燃料
噴射口３５よりも上記スワール４４の下流側の一方の底
面部分４８ａの方が、上記燃料噴射口３５よりも上記ス
ワール４４の上流側の他方の底面部分４８ｂよりも深く
されている。
【００５５】このため、上記燃料噴射口３５からの燃料
３４の噴射で生成された混合気５１（Ａ〜Ｃ）が、上記
したように、スワール４４に押されて上記一方の底面部
分４８ａ側に向わされると、この一方の底面部分４８ａ
側の上記凹所１３内に濃い混合気５１（Ａ〜Ｃ）がより
確実に滞留させられ、上記凹所１３内から溢れ出ること
が抑制される。よって、上記混合気５１（Ｃ）は濃い状
態が保たれたまま、上記凹所１３の内周面４７に案内さ
れて上記放電部３９に向わされる。
【００５６】しかも、上記したように、一方の底面部分
４８ａは他方の底面部分４８ｂよりも深くされており、
これを換言すれば、上記一方の底面部分４８ａよりも他
方の底面部分４８ｂの方が浅くされている。
【００５７】このため、上記したように、凹所１３内に
おいて、混合気５１（Ｃ）が上記内周面４７の後部に案
内されて、この内周面４７の一側部（右側部）から他側
部（左側部）に向わされ、この際、上記混合気５１
（Ｃ）が上記一方の底面部分４８ａから他方の底面部分
４８ｂ側に向わされるときには、これら一方の底面部分
４８ａと他方の底面部分４８ｂとに順次案内されて、上
記混合気５１（Ｃ）は上昇させられる。よって、上記混
合気５１（Ｃ）は、上記燃焼室１４の上端部に臨む上記
放電部３９に向わされる。
【００５８】上記の結果、上記混合気５１（Ｃ）は濃い
状態が保たれたまま、上記凹所１３の内周面４７と、底
面４８を構成する一方の底面部分４８ａおよび他方の底
面部分４８ｂとに案内されて、三次元的に上記放電部３
９に確実に向わされ、このため、この放電部３９による
混合気５１の着火の性能が良好に保たれる。
【００５９】また、上記したように、混合気５１（Ｃ）
は放電部３９に確実に向わされる分、上記燃焼室１４内
への放電部３９の突出量を小さくでき、もって、この放
電部３９の高温化が防止されて寿命上有益である。
【００６０】そして、上記の場合、凹所１３をピストン
１０の上面の前部に配設し、このピストン１０の後端部
に上記放電部３９を位置させてあるため、この放電部３
９は、シリンダ２の平面視で、上記燃焼室１４のほぼ中
央部に位置することとなる。
【００６１】よって、上記放電部３９により混合気５１
（Ｃ）を着火させたときには、上記放電部３９が燃焼室
１４の径方向の外端部に位置していることに比べ、上記
燃焼室１４全体の混合気５１に対する火炎の伝播が速く
なされて、エンジン性能上好ましい。
【００６２】また、上記の場合、凹所１３の底面４８
は、一方の底面部分４８ａに対し他方の底面部分４８ｂ
は浅くされている。
【００６３】このため、上記底面４８を全体的に単に深
くすることに比べて、上記凹所１３の容積は小さく抑え
ることができ、上記ピストン１０が上死点に達したとき
の燃焼室１４の容積を小さく抑えることができる。
【００６４】よって、その分、エンジン１の圧縮比を大
きくさせることができて、エンジン性能上好ましい。
【００６５】また、前記したように、上記凹所１３の底
面４８をほぼ全体的に平坦に形成してある。
【００６６】このため、上記凹所１３内において、混合
気５１（Ｃ）が上記内周面４７の後部に案内されて、こ
の内周面４７の一側部（右側部）から他側部（左側部）
に向わされる際、上記混合気５１（Ｃ）が上記一方の底
面部分４８ａ側から他方の底面部分４８ｂ側に向うよう
案内されるときには、この案内は、上記一方の底面部分
４８ａと他方の底面部分４８ｂとで構成されたほぼ平坦
な底面４８によって、円滑になされて上記混合気５１
（Ｃ）は円滑に上昇させられる。
【００６７】よって、上記混合気５１（Ｃ）は上記燃焼
室１４の上端部に臨む上記放電部３９により確実に向わ
されることから、この放電部３９による混合気５１の着
火の性能がより向上する。
【００６８】また、前記したように、上記凹所１３が、
上記シリンダ孔４の軸心３に対し傾斜する他の軸心４６
を有した有底のほぼ円柱空洞形状となるよう、上記凹所
１３を形成してある。
【００６９】このため、上記凹所１３の形状は単純なも
のとなり、その分、燃焼室１４の構成が簡単になると共
に、成形が容易となる。
【００７０】なお、以上は図示の例によるが、実際に用
いられるエンジン１のシリンダ孔４の軸心３は鉛直軸に
対し傾斜していてもよく、水平でもよい。
【００７１】また、上記凹所１３は、倒立ほぼ円錐台空
洞形状となるよう形成されたものであってもよい。
【００７２】図５は、他の実施の形態を示している。
【００７３】これによれば、シリンダ２の平面視（図
５）で、上記シリンダ孔４の軸心３と、上記燃料噴射口
３５とを結ぶ仮想線２３を設定したとき、この燃料噴射
口３５に対し上記燃料噴射口３５からの燃料３４の噴射
方向、つまり、燃料噴射口３５の軸心５０が一側方（右
側方）に向けて鋭角（θ）状に傾斜させられている。
【００７４】上記仮想線２３を基準として、上記凹所１
３の底面４８における上記一側方（右側方）の一方の底
面部分４８ａが、上記底面４８における他側方（左側
方）の他方の底面部分４８ｂよりも深くなることとされ
ている。
【００７５】上記シリンダ２の平面視（図５）で、上記
燃料噴射口３５から燃料３４が噴射されたとき、この噴
射直後の燃料３４により生成された濃い混合気５１
（Ａ）は、上記燃料噴射口３５の軸心５０に沿って、上
記凹所１３の内周面４７の一側部（右側部）に向わされ
る。
【００７６】他の構成や作用効果は、前記実施の形態と
同様であるため、図面に共通の符号を付してその説明を
省略する。
【００７７】なお、この実施の形態では、上記スワール
４４はなくてもよい。また、上記燃料噴射弁３６の取り
付け姿勢を先の実施の形態のままとし、上記したよう
に、上記シリンダ２の平面視で、上記シリンダ孔４の軸
心３と、上記燃料噴射口３５とを結ぶ仮想線２３を設定
し、この仮想線２３に対し上記燃料噴射口３５からの燃
料３４の噴射方向を一側方に向けて鋭角（θ）状に傾斜
させてもよい。
【００７８】
【発明の効果】本発明による効果は、次の如くである。
【００７９】請求項１の発明は、シリンダが、シリンダ
孔を有するシリンダ本体と、上記シリンダ孔の軸心を鉛
直にしたとき上記シリンダ本体の上端に取り付けられる
シリンダヘッドとを備え、上記シリンダ孔に嵌入される
ピストンの上面に凹所を形成し、上記シリンダヘッド
と、上記ピストンとの間における上記シリンダ孔内を燃
焼室とし、この燃焼室の内外を連通させる吸気通路と排
気通路とを上記シリンダヘッドにそれぞれ形成し、上記
燃焼室に向って燃料を噴射可能とする燃料噴射口を有す
る燃料噴射弁を設け、かつ、上記燃焼室の上端部に放電
部が臨む点火プラグを設けた筒内燃料噴射式エンジンに
おいて、
【００８０】上記吸気通路を通して上記燃焼室に吸入さ
れる空気が、上記シリンダ孔の軸心周りで一方向に向う
スワールとなるようにし、
【００８１】上記シリンダの平面視で、上記凹所をほぼ
円形に形成し、上記シリンダの径方向の一方向を前方と
したとき、上記凹所を上記ピストンの上面の前部に配設
し、上記燃料噴射口が上記燃焼室の前上方側から上記凹
所内に向って燃料を噴射可能とし、上記放電部を上記凹
所の後端部に位置させてある。
【００８２】このため、上記シリンダの平面視で、上記
燃料噴射口から噴射された直後の燃料により生成された
濃い混合気は、上記燃料噴射口の軸心に沿って後方に向
おうとするが、上記混合気は上記スワールの一部の空気
流に押されて、上記燃料噴射口側からスワールの下流側
に向わされ、この混合気は、上記凹所の内周面の一側部
（右側部）に向って流動させられる。
【００８３】また、シリンダの平面視で、上記したよう
に、内周面の一側部に向わされた混合気は、上記内周面
の一側部に案内されて後方に流動させられる。更に、こ
のように後方に流動させられた混合気は、上記内周面の
後部に案内されて、上記内周面の一側部から他側部に向
わされる。このため、上記混合気は上記凹所の後端部に
位置する上記放電部に向わされる。
【００８４】ここで、上記凹所において、上記燃料噴射
口よりも上記スワールの下流側の一方の底面部分の方
が、上記燃料噴射口よりも上記スワールの上流側の他方
の底面部分よりも深くされている。
【００８５】このため、上記燃料噴射口からの燃料の噴
射で生成された混合気が、上記したように、スワールに
押されて上記一方の底面部分側に向わされると、この一
方の底面部分側の上記凹所内に濃い混合気がより確実に
滞留させられ、上記凹所内から溢れ出ることが抑制され
る。よって、上記混合気は濃い状態が保たれたまま、上
記凹所の内周面に案内されて上記放電部に向わされる。
【００８６】しかも、上記したように、一方の底面部分
は他方の底面部分よりも深くされており、これを換言す
れば、上記一方の底面部分よりも他方の底面部分の方が
浅くされている。
【００８７】このため、上記したように、凹所内におい
て、混合気が上記内周面の後部に案内されて、この内周
面の一側部から他側部に向わされ、この際、上記混合気
が上記一方の底面部分から他方の底面部分側に向わされ
るときには、これら一方の底面部分と他方の底面部分と
に順次案内されて、上記混合気は上昇させられる。よっ
て、上記混合気は、燃焼室の上端部に臨む上記放電部に
向わされる。
【００８８】上記の結果、上記混合気は濃い状態が保た
れたまま、上記凹所の内周面と、底面を構成する一方の
底面部分および他方の底面部分とに案内されて、三次元
的に上記放電部に確実に向わされ、このため、この放電
部による混合気の着火の性能が良好に保たれる。
【００８９】また、上記したように、混合気は放電部に
確実に向わされる分、上記燃焼室内への放電部の突出量
を小さくでき、もって、この放電部の高温化が防止され
て寿命上有益である。
【００９０】そして、上記の場合、凹所をピストンの上
面の前部に配設し、このピストンの後端部に上記放電部
を位置させてあるため、この放電部は、シリンダの平面
視で、上記燃焼室のほぼ中央部に位置することとなる。
【００９１】よって、上記放電部により混合気を着火さ
せたときには、上記放電部が燃焼室の径方向の外端部に
位置していることに比べ、上記燃焼室全体の混合気に対
する火炎の伝播が速くなされて、エンジン性能上好まし
い。
【００９２】また、上記の場合、凹所の底面は、一方の
底面部分に対し他方の底面部分は浅くされている。
【００９３】このため、上記底面を全体的に単に深くす
ることに比べて、上記凹所の容積は小さく抑えることが
でき、上記ピストンが上死点に達したときの燃焼室の容
積を小さく抑えることができる。
【００９４】よって、その分、エンジンの圧縮比を大き
くさせることができて、エンジン性能上好ましい。
【００９５】請求項２の発明は、シリンダが、シリンダ
孔を有するシリンダ本体と、上記シリンダ孔の軸心を鉛
直にしたとき上記シリンダ本体の上端に取り付けられる
シリンダヘッドとを備え、上記シリンダ孔に嵌入される
ピストンの上面に凹所を形成し、上記シリンダヘッド
と、上記ピストンとの間における上記シリンダ孔内を燃
焼室とし、この燃焼室の内外を連通させる吸気通路と排
気通路とを上記シリンダヘッドにそれぞれ形成し、上記
燃焼室に向って燃料を噴射可能とする燃料噴射口を有す
る燃料噴射弁を設け、かつ、上記燃焼室の上端部に放電
部が臨む点火プラグを設けた筒内燃料噴射式エンジンに
おいて、
【００９６】上記シリンダの平面視で、上記凹所をほぼ
円形に形成し、上記シリンダの径方向の一方向を前方と
したとき、上記凹所を上記ピストンの上面の前部に配設
し、上記燃料噴射口が上記燃焼室の前上方側から上記凹
所内に向って燃料を噴射可能とし、上記放電部を上記凹
所の後端部に位置させ、
【００９７】上記シリンダの平面視で、上記シリンダ孔
の軸心と、上記燃料噴射口とを結ぶ仮想線を設定し、こ
の仮想線に対し上記燃料噴射口からの燃料の噴射方向を
一側方に向けて鋭角状に傾斜させ、上記仮想線を基準と
して、上記凹所の底面における上記一側方の一方の底面
部分が、上記底面における他側方の他方の底面部分より
も深くなるようにしてある。
【００９８】このため、上記請求項１の効果の記載にお
いて、スワールの作用によることなく、上記シリンダの
平面視で、上記燃料噴射口から噴射された直後の燃料に
より生成された濃い混合気は、上記燃料噴射口の軸心に
沿って、上記凹所の内周面の一側部（右側部）に向わさ
れる。
【００９９】他の効果は、前記請求項１と同様である。
【０１００】請求項３の発明は、上記凹所の底面をほぼ
全体的に平坦に形成してある。
【０１０１】このため、上記凹所内において、混合気が
上記内周面の後部に案内されて、この内周面の一側部か
ら他側部に向わされる際、上記混合気が上記一方の底面
部分側から他方の底面部分側に向わされるよう案内され
るときには、この案内は、上記一方の底面部分と他方の
底面部分とで構成されたほぼ平坦な底面によって、円滑
になされて上記混合気は円滑に上昇させられる。
【０１０２】よって、上記混合気は上記燃焼室の上端部
に臨む上記放電部により確実に向わされることから、こ
の放電部による混合気の着火の性能がより向上する。
【０１０３】請求項４の発明は、上記凹所が、上記シリ
ンダ孔の軸心に対し傾斜する他の軸心を有した有底のほ
ぼ円柱空洞形状、もしくは倒立ほぼ円錐台空洞形状とな
るよう、上記凹所を形成してある。
【０１０４】このため、上記凹所の形状は単純なものと
なり、その分、燃焼室の構成が簡単になると共に、成形
が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンのシリンダの平面線図である。
【図２】エンジンの側面断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３の４‐４線矢視断面図である。
【図５】他の実施の形態で、図１に相当する図である。
【符号の説明】
１ エンジン ２ シリンダ ３ 軸心 ４ シリンダ孔 ５ シリンダ本体 ６ シリンダヘッド １０ ピストン １３ 凹所 １４ 燃焼室 １６ 空気 １７ 吸気通路 １９ 排気 ２０ 排気通路 ２３ 仮想線 ３４ 燃料 ３５ 燃料噴射口 ３６ 燃料噴射弁 ３９ 放電部 ４０ 点火プラグ ４３ 吸気制御弁 ４４ スワール ４６ 他の軸心 ４７ 内周面 ４８ 底面 ４８ａ 一方の底面部分 ４８ｂ 他方の底面部分 ５０ 軸心 ５１ 混合気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 裕治 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AB01 AB03 AC04 AC05 AD03 AD06 AD09 AD12 AD29 AG01 3G066 AA02 AB02 BA14 CC34

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダが、シリンダ孔を有するシリン
    ダ本体と、上記シリンダ孔の軸心を鉛直にしたとき上記
    シリンダ本体の上端に取り付けられるシリンダヘッドと
    を備え、上記シリンダ孔に嵌入されるピストンの上面に
    凹所を形成し、上記シリンダヘッドと、上記ピストンと
    の間における上記シリンダ孔内を燃焼室とし、この燃焼
    室の内外を連通させる吸気通路と排気通路とを上記シリ
    ンダヘッドにそれぞれ形成し、上記燃焼室に向って燃料
    を噴射可能とする燃料噴射口を有する燃料噴射弁を設
    け、かつ、上記燃焼室の上端部に放電部が臨む点火プラ
    グを設けた筒内燃料噴射式エンジンにおいて、 上記吸気通路を通して上記燃焼室に吸入される空気が、
    上記シリンダ孔の軸心周りで一方向に向うスワールとな
    るようにし、 上記シリンダの平面視で、上記凹所をほぼ円形に形成
    し、上記シリンダの径方向の一方向を前方としたとき、
    上記凹所を上記ピストンの上面の前部に配設し、上記燃
    料噴射口が上記燃焼室の前上方側から上記凹所内に向っ
    て燃料を噴射可能とし、上記放電部を上記凹所の後端部
    に位置させ、 上記凹所の底面のうち、上記燃料噴射口よりも上記スワ
    ールの下流側を形成する一方の底面部分を、上記燃料噴
    射口よりも上記スワールの上流側を形成する他方の底面
    部分より深くなるようにした筒内燃料噴射式エンジンに
    おける燃焼室構造。
  2. 【請求項２】 シリンダが、シリンダ孔を有するシリン
    ダ本体と、上記シリンダ孔の軸心を鉛直にしたとき上記
    シリンダ本体の上端に取り付けられるシリンダヘッドと
    を備え、上記シリンダ孔に嵌入されるピストンの上面に
    凹所を形成し、上記シリンダヘッドと、上記ピストンと
    の間における上記シリンダ孔内を燃焼室とし、この燃焼
    室の内外を連通させる吸気通路と排気通路とを上記シリ
    ンダヘッドにそれぞれ形成し、上記燃焼室に向って燃料
    を噴射可能とする燃料噴射口を有する燃料噴射弁を設
    け、かつ、上記燃焼室の上端部に放電部が臨む点火プラ
    グを設けた筒内燃料噴射式エンジンにおいて、 上記シリンダの平面視で、上記凹所をほぼ円形に形成
    し、上記シリンダの径方向の一方向を前方としたとき、
    上記凹所を上記ピストンの上面の前部に配設し、上記燃
    料噴射口が上記燃焼室の前上方側から上記凹所内に向っ
    て燃料を噴射可能とし、上記放電部を上記凹所の後端部
    に位置させ、 上記シリンダの平面視で、上記シリンダ孔の軸心と、上
    記燃料噴射口とを結ぶ仮想線を設定し、この仮想線に対
    し上記燃料噴射口からの燃料の噴射方向を一側方に向け
    て鋭角状に傾斜させ、上記仮想線を基準として、上記凹
    所の底面における上記一側方の一方の底面部分が、上記
    底面における他側方の他方の底面部分よりも深くなるよ
    うにした筒内燃料噴射式エンジンにおける燃焼室構造。
  3. 【請求項３】 上記凹所の底面をほぼ全体的に平坦に形
    成した請求項１、もしくは２に記載の筒内燃料噴射式エ
    ンジンにおける燃焼室構造。
  4. 【請求項４】 上記凹所が、上記シリンダ孔の軸心に対
    し傾斜する他の軸心を有した有底のほぼ円柱空洞形状、
    もしくは倒立ほぼ円錐台空洞形状となるよう、上記凹所
    を形成した請求項１から３のうちいずれか１つに記載の
    筒内燃料噴射式エンジンにおける燃焼室構造。
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