JP2017122402A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】通路断面積を変更することなしに燃焼室内に流入するガス流の方向を制御して燃焼効率を向上させることが可能な内燃機関を提供する。
【解決手段】吸気バルブ６３が開いている間に排気バルブ７３が開かれて内部ＥＧＲが行われる内燃機関において、排気ポート２１ｂの燃焼室３０側の開口５４ｊに形成された端部内周面５４ｄと、排気バルブ７３の傘部７３ｂの外周面７３ｆとのクリアランスＣＬが、排気バルブ７３の傘部７３ｂの周方向で異なる。即ち、クリアランスＣＬは、吸気バルブ６３に近い側よりも遠い側が大きくされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に関する。

従来、内燃機関の吸気ポート内周面に、吸気バルブ側へ突出する張出部が形成され、張出部によって、吸気ポート内を流れる吸気の方向を制御して、燃焼室内に強いスワールを発生させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−６４８４３号公報

特許文献１では、吸気ポート内の張出部が、バルブシートの内径よりも内側に突出することで通路断面積が小さくなり、圧力損失が増加して燃焼効率の向上が抑制される。
本発明の目的は、通路断面積を変更することなしに燃焼室内に流入するガス流の方向を制御して燃焼効率を向上させることが可能な内燃機関を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、シリンダヘッド（１４）に燃焼室（３０）及びこの燃焼室（３０）に通じる吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）が形成され、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）の前記燃焼室（３０）への開口（３３ｊ，５４ｊ）が吸排気バルブ（６３，７３）で開閉され、前記吸気ポート（２１ａ）に、前記燃焼室（３０）内で吸気のタンブルを発生させるための仕切り板（２１ｈ）が設けられ、前記仕切り板（２１ｈ）によって前記吸気ポート（２１ａ）内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路（３５，３６）に分流され、前記吸気バルブ（６３）が開いている間に前記排気バルブ（７３）が開かれて内部ＥＧＲが行われる内燃機関において、前記排気ポート（２１ｂ）の前記燃焼室（３０）側の開口（５４ｊ）に形成された端部内周面（５４ｄ）と、前記排気バルブ（７３）の傘部（７３ｂ）の外周縁（７３ｆ）とのクリアランス（ＣＬ）が、前記傘部（７３ｂ）の周方向で異なることを特徴とする。

上記構成において、前記吸気バルブ（６３）に近い側の前記クリアランス（ＣＬ）を近傍クリアランス（ＣＮ）、前記吸気バルブ（６３）から遠い側の前記クリアランス（ＣＬ）を遠方クリアランス（ＣＦ）としたときに、前記近傍クリアランス（ＣＮ）よりも前記遠方クリアランス（ＣＦ）が大きくされていても良い。
また、上記構成において、前記クリアランス（ＣＬ）は、前記排気バルブ（７３）側から前記吸気バルブ（６３）側に向かうにつれて次第に小さくなるようにしても良い。

また、上記構成において、前記排気ポート（２１ｂ）の前記燃焼室（３０）側の開口（５４ｊ）に、前記排気バルブ（７３）の前記傘部（７３ｂ）と当たって前記排気ポート（２１ｂ）を閉じるバルブシート（５４）が設けられ、前記吸気バルブ（６３）が開いている間に開いた前記排気バルブ（７３）の前記傘部（７３ｂ）のシール面（７３ｃ）と、前記バルブシート（５４）のシール面（５４ｃ）との最大クリアランスをＥＧＲクリアランス（ＣＥ）としたときに、前記近傍クリアランス（ＣＮ）よりも前記ＥＧＲクリアランス（ＣＥ）が大きく、前記ＥＧＲクリアランス（ＣＥ）よりも前記遠方クリアランス（ＣＦ）が大きくても良い。

また、上記構成において、前記端部内周面（５４ｄ）は、前記バルブシート（５４）に形成され、前記クリアランス（ＣＬ）は、前記端部内周面（５４ｄ）の軸線（５４ｆ）を、前記排気バルブ（７３）の軸線（７３ｅ）に対して前記吸排気バルブ（６３，７３）が並ぶ方向にオフセットさせることで、前記傘部（７３ｂ）の周方向で異なるようにされても良い。

本発明は、排気ポートの燃焼室側の開口に形成された端部内周面と、排気バルブの傘部の外周縁とのクリアランスが、傘部の周方向で異なるので、圧力損失を抑えながら、排気バルブによる内部ＥＧＲの際に、吸気のタンブルを促す方向に燃焼室内に流入する排気の流れを形成することが可能になり、燃焼効率を向上させることができる。
また、吸気バルブに近い側のクリアランスを近傍クリアランス、吸気バルブから遠い側のクリアランス（ＣＬ）を遠方クリアランスとしたときに、近傍クリアランスよりも遠方クリアランスが大きくされているので、排気ポートの燃焼室側の開口の端部内周面と排気バルブの傘部の外周縁とのクリアランスを吸気バルブに近い側と遠い側とで変えることで、排気バルブによる内部ＥＧＲの際に、吸気のタンブルを促すように燃焼室内に流入する排気の流れを形成することができ、燃焼効率を向上させることができる。

また、クリアランスは、排気バルブ側から吸気バルブ側に向かうにつれて次第に小さくなるので、燃焼室側の開口の端部内周面と排気バルブの傘部の外周縁との間の面積が、吸気バルブから遠い側で大きくなり、タンブルを促すように排気を効果的に燃焼室に取り込むことができ、燃焼効率をより一層向上させることができる。

また、排気ポートの燃焼室側の開口に、排気バルブの傘部と当たって排気ポートを閉じるバルブシートが設けられ、吸気バルブが開いている間に開いた排気バルブの傘部のシール面と、バルブシートのシール面との最大クリアランスをＥＧＲクリアランスとしたときに、近傍クリアランスよりもＥＧＲクリアランスが大きく、ＥＧＲクリアランスよりも遠方クリアランスが大きいので、遠方クリアランスをＥＧＲクリアランスよりも大きくすることで、所定のＥＧＲクリアランスとなるように排気バルブを開けて、排気ポートから排気を遠方クリアランスとなる隙間を通じて燃焼室内にタンブル流に沿うように流入させることができ、タンブル流形成を補助することができる。また、近傍クリアランスをＥＧＲクリアランスよりも小さくすることで、燃焼室の吸気バルブ側へ排気を流入しにくくしてタンブル流を邪魔しないようにすることができる。

また、端部内周面は、バルブシートに形成され、クリアランスは、端部内周面の軸線を、排気バルブの軸線に対して吸排気バルブが並ぶ方向にオフセットさせることで、傘部の周方向で異なるようにされたので、バルブシートに単純形状の端部内周面を加工するだけで、クリアランスを傘部の周方向で容易に異ならせることができ、コストの低減及び生産性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態の内燃機関を示す断面図である。 吸気バルブ及び排気バルブが閉じた状態を示す断面図である。 吸気バルブ及び排気バルブの作用を示す断面図である。 図３の要部拡大図である。 図３のＶ矢視図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関１０を示す断面図である。
内燃機関１０は、ピストン１１が移動可能に挿入されたシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２にヘッドガスケット１３を介して取付けられたシリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４の上部開口を塞ぐヘッドカバー１６とを備える。

シリンダブロック１２は、外面に複数のフィン１２ａが設けられ、内側にシリンダ穴１２ｂが開けられている。複数のフィン１２ａによって、シリンダブロック１２からの放熱が促される。シリンダ穴１２ｂにはピストン１１が嵌合されている。
シリンダヘッド１４は、アルミニウム合金ダイカスト製のシリンダヘッド本体２１と、シリンダヘッド本体２１に取付けられた動弁機構２２とを備える。
シリンダヘッド本体２１は、吸排気（吸気と排気）がそれぞれ流れる吸気ポート２１ａ及び排気ポート２１ｂと、吸気ポート２１ａ及び排気ポート２１ｂにそれぞれ開口するように開けられたバルブガイド嵌合穴２１ｃ，２１ｄと、燃焼室３０の天井を構成する燃焼室天井面２１ｅとが形成されている。

吸気ポート２１ａは、シリンダヘッド本体２１の一側面２１ｆに吸気の入口である吸気開口２１ｇが形成され、燃焼室３０に開口する部分に吸気の出口となる吸気バルブシート３３が埋め込まれ、吸気開口２１ｇから吸気バルブシート３３まで上に凸状に湾曲しながら延びている。吸気バルブシート３３の燃焼室３０側の開口３３ｊは、吸気ポート２１ａの出口となる。

また、吸気ポート２１ａは、その吸気通路を上下に仕切る仕切り壁２１ｈが吸気ポート２１ａの内面２１ｊの上部２１ｋ及び下部２１ｍに略沿うように一体に形成され、仕切り壁２１ｈの上側に上部吸気通路３５、下側に下部吸気通路３６が形成されている。
シリンダヘッド本体２１の一側面２１ｆには、吸気ポート２１ａに連通するようにスペーサー３８を介して吸気管４１が接続されている。吸気管４１の上流側には、スロットボディ、コネクティングチューブ、エアクリーナ等の吸気装置を構成する部品が接続されている。

スペーサー３８及び吸気管４１にも、それらの内部を上下に仕切る仕切り壁３８ａ，４１ａがそれぞれ形成され、仕切り壁３８ａ，４１ａの上側に上部吸気通路４３，４４、下側に下部吸気通路４６，４７がそれぞれ形成されている。
上記した上部吸気通路３５，４３，４４は、上部通路５１を構成し、下部吸気通路３６，４６，４７は下部通路５２を構成する。

吸気管４１の上流側に接続されるスロットルボディには、吸気を上部通路５１と下部通路５２とに振り分ける吸気振分け弁が設けられている。吸気振分け弁は、内燃機関１０の低負荷状態では、上部通路５１の入口を閉じ、下部通路５２の入口を開けるため、吸気は、下部通路５２を通って燃焼室３０に至る。このとき、吸気ポート２１ａの下部吸気通路３６から燃焼室３０に流入する吸気によって、燃焼室３０内にタンブルを発生させることができる。図中の燃焼室３０内に示す想像線は、タンブル流を示している。
内燃機関１０の中高負荷状態では、上部通路５１及び下部通路５２の両方の入口を開けるため、吸気は、上部通路５１及び下部通路５２を通って燃焼室３０に至る。

排気ポート２１ｂは、シリンダヘッド本体２１の他側面２１ｎに排気の入口である排気開口２１ｐが形成され、燃焼室３０に開口する部分に排気の出口となる排気バルブシート５４が埋め込まれ、排気開口２１ｐから排気バルブシート５４まで上に凸状に湾曲しながら延びている。排気バルブシート５４の燃焼室３０側の開口５４ｊは、排気ポート２１ｂの出口となる。
バルブガイド嵌合穴２１ｃ，２１ｄは、筒状の吸気バルブガイド５６及び排気バルブガイド５７がそれぞれ嵌合される部分である。
燃焼室天井面２１ｅは、中央が高い略ドーム状の面に形成され、燃焼室天井面２１ｅにはプラグ取付穴が開口し、プラグ取付穴に点火プラグが取付けられる。

動弁機構２２は、カムシャフト６０、吸気ロッカーシャフト６１、吸気ロッカーアーム６２、吸気バルブ６３、吸気バルブスプリング６４、排気ロッカーシャフト７１、排気ロッカーアーム７２、排気バルブ７３及び排気バルブスプリング７４を備える。
カムシャフト６０は、シリンダヘッド本体２１に回転可能に支持され、吸気カム６０ａ及び排気カム６０ｂが一体に形成されている。

吸気ロッカーシャフト６１は、カムシャフト６０の上方から一側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体２１に支持されている。吸気ロッカーアーム６２は、吸気ロッカーシャフト６１に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト６０の吸気カム６０ａに当りながら回転するローラー８１が設けられ、他端部にアジャストボルト８２がねじ結合されている。アジャストボルト８２は、ロックナット８３で回り止めされている。

吸気バルブ６３は、吸気バルブガイド５６にスライド可能に支持された軸部６３ａと、軸部６３ａの下端部に一体に設けられた傘部６３ｂとからなる。軸部６３ａの上端は、アジャストボルト８２に当てられて押し付けられる。傘部６３ｂは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、吸気バルブシート３３に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、吸気ポート２１ａの出口となる開口３３ｊが閉じられる。

吸気バルブスプリング６４は、シリンダヘッド本体２１の台座部２１ｑに載せられた下リテーナー８５と、吸気バルブ６３の軸部６３ａの先端部に取付けられた上リテーナー８６との間に挟まれるように配置されている。吸気バルブスプリング６４の弾性力によって、吸気バルブ６３の傘部６３ｂが、吸気バルブシート３３に押し付けられて密着する。図では、吸気ロッカーアーム６２のローラー８１が、吸気カム６０ａの山部に乗り上げているため、吸気ロッカーアーム６２が吸気ロッカーシャフト６１を中心に反時計回りに揺動し、吸気ロッカーアーム６２のアジャストボルト８２が吸気バルブ６３の軸部６３ａの上端を押し下げた状態にある。この結果、吸気バルブ６３の傘部６３ｂは、吸気バルブシート３３から離れ、吸気ポート２１ａが開いている。

排気ロッカーシャフト７１は、カムシャフト６０の上方から他側方にオフセットして配置され、シリンダヘッド本体２１に支持されている。排気ロッカーアーム７２は、排気ロッカーシャフト７１に揺動可能に支持され、一端部にカムシャフト６０の排気カム６０ｂに当りながら回転するローラー８１が設けられ、他端部にアジャストボルト８２がねじ結合されている。アジャストボルト８２は、ロックナット８３で回り止めされている。

排気バルブ７３は、排気バルブガイド５７にスライド可能に支持された軸部７３ａと、軸部７３ａの下端部に一体に設けられた傘部７３ｂとからなる。軸部７３ａの上端は、アジャストボルト８２に当てられて押し付けられる。傘部７３ｂは、環状で雄テーパー状のバルブシール面が形成され、このバルブシール面が、排気バルブシート５４に形成された環状で雌テーパー状のバルブシートシール面に密着することで、排気ポート２１ｂの出口となる開口５４ｊが閉じられる。

排気バルブスプリング７４は、シリンダヘッド本体２１の台座部２１ｒに載せられた下リテーナー８５と、排気バルブ７３の軸部７３ａの先端部に取付けられた上リテーナー８６との間に挟まれるように配置されている。排気バルブスプリング７４の弾性力によって、排気バルブ７３の傘部７３ｂが、排気バルブシート５４に押し付けられて密着する。

図２は、吸気バルブ６３及び排気バルブ７３が閉じた状態を示す断面図である。
吸気バルブシート３３は、円筒状であり、その内周面３３ａと燃焼室３０に臨む端面３３ｂとの角部に、環状で雌テーパー状のシートシール面３３ｃが形成されている。
また、吸気バルブ６３は、傘部６３ｂに、吸気バルブシート３３のシートシール面３３ｃに密着可能なバルブシール面６３ｃが形成されている。バルブシール面６３ｃは、環状で雄テーパー状の部分である。図では、シートシール面３３ｃとバルブシール面６３ｃとは密着して吸気ポート２１ａが閉じられた状態にある。

排気バルブシート５４は、円筒状であり、その内周面５４ａと燃焼室３０に臨む端面５４ｂとの角部に、環状で雌テーパー状のシートシール面５４ｃと、円筒状とされた端部内周面５４ｄとが形成されている。
端部内周面５４ｄは、排気バルブ７３の軸線７３ｅ（即ち、排気バルブ７３の軸部７３ａ及び傘部７３ｂの軸線７３ｅ）と同軸である排気バルブシート５４の軸線５４ｅに対して、吸気バルブ６３から離れる側にオフセットした軸線５４ｆを有する部分である。即ち、軸線５４ｆを中心にして端部内周面５４ｄが、例えば、エンドミル等の切削工具により排気バルブシート５４に円筒形に加工されている。端部内周面５４ｄの内径は、排気バルブシート５４の内周面５４ａの内径よりも大きく形成されている。

また、排気バルブ７３は、傘部７３ｂに、排気バルブシート５４のシートシール面５４ｃに密着可能なバルブシール面７３ｃと、バルブシール面７３ｃに隣接して円柱の外周面形状を有する外周面７３ｆとが形成されている。バルブシール面７３ｃは、環状で雄テーパー状の部分である。図では、シートシール面５４ｃとバルブシール面７３ｃとは密着して排気ポート２１ｂが閉じられた状態にある。排気バルブ７３の軸線７３ｅは、傘部７３ｂの外周面７３ｆの軸線でもある。
排気バルブシート５４の端部内周面５４ｄと、排気バルブ７３の傘部７３ｂの外周面７３ｆとの間のクリアランスをＣＬとする。本実施形態では、クリアランスＣＬを、以下で述べるように、排気バルブ７３の周方向で異なるようにしている。
端部内周面５４ｄの吸気バルブ６３に最も近い部分を、近傍内周面５４ｇとし、端部内周面５４ｄの吸気バルブ６３から最も遠い部分を、遠方内周面５４ｈとする。近傍内周面５４ｇと傘部７３ｂの外周面７３ｆとのクリアランスＣＬを近傍クリアランスＣＮ、遠方内周面５４ｈと傘部７３ｂの外周面７３ｆとのクリアランスＣＬを遠方クリアランスＣＦとすると、近傍クリアランスＣＮよりも遠方クリアランスＣＦが大きい。近傍内周面５４ｇ及び遠方内周面５４ｈは、後述する直線８９（図５参照）上に位置する。

図３は、吸気バルブ６３及び排気バルブ７３の作用を示す断面図である。
吸気バルブ６３が開いて、内燃機関１０（図１参照）のエアクリーナ等からなる吸気装置から吸気ポート２１ａを通じて燃焼室３０内に吸気を取込む吸気行程では、燃焼室３０内から排気ポート２１ｂ内に一旦排出された排気を、バルブオーバーラップにより排気バルブ７３が開いているときに、あるいは、一端閉じた排気バルブ７３がわずかに開いたときに、燃焼室３０内に戻す内部ＥＧＲが行われる。この内部ＥＧＲは、排気バルブ７３の「二度開きによるＥＧＲ」とも呼ばれる。
この内部ＥＧＲにおいて、排気バルブ７３と接する排気バルブシートが一般的な円筒形状であると、排気バルブシートと排気バルブ７３の傘部７４ｂとの間の隙間から周方向で略均等に排気が燃焼室３０内に戻される。従って、吸気バルブ６３を開けて燃焼室３０内に吸気のタンブルを発生させているときには、吸気バルブ６３近傍の燃焼室３０に流入した排気の流れがタンブルの形成を邪魔することになる。

そこで、本実施形態では、図２に示したように、排気バルブシート５４の端部内周面５４ｄと、排気バルブ７３の傘部７３ｂの外周面７３ｆとの間のクリアランスＣＬにおいて、吸気バルブ６３に最も近い部分の近傍クリアランスＣＮよりも、吸気バルブ６３から最も遠い部分の遠方クリアランスＣＦを大きくしている。
これによって、図３に示したように、吸気バルブ６３を開いたときに、矢印Ａで示すように、燃焼室３０内に吸気が流入してタンブルが発生するときに、排気ポート２１ｂから戻される排気が、燃焼室３０の吸気バルブ６３側に流れにくくなり、且つ、矢印Ｂで示すように、燃焼室３０の吸気バルブ６３から離れた側に流れやすくなる。この結果、タンブルの発生を邪魔せず、かえって排気の矢印Ｂに示した方向の戻りによるタンブルの発生を促進させることができる。

図４は、図３の要部拡大図であり、排気バルブシート５４及び排気バルブ７３を示す図である。
内部ＥＧＲのために排気バルブ７３が最大に開いたとき、排気バルブシート５４のシートシール面５４ｃと排気バルブ７３のバルブシール面７３ｃとのクリアランスをＥＧＲバルブクリアランスＣＥ（ＥＧＲクリアランス）とする。
ＥＧＲバルブクリアランスＣＥは、近傍クリアランスＣＮよりも大きく、遠方クリアランスＣＦよりも小さい（ＣＮ＜ＣＥ＜ＣＦ）。
ＥＧＲバルブクリアランスＣＥは、排気バルブシート５４及び排気バルブ７３の傘部７３ｂの周方向で同一であるため、吸気バルブ６３（図３参照）に近い側では、ＥＧＲバルブクリアランスＣＥよりも近傍クリアランスＣＮを小さくして、排気ポート２１ｂから燃焼室３０内へ戻る排気の戻り量を少なくする。

また、吸気バルブ６３から遠い側では、ＥＧＲバルブクリアランスＣＥよりも遠方クリアランスＣＦを大きくする又は同一にして、排気ポート２１ｂから燃焼室３０へ戻る排気の戻り量を確保する。ＥＧＲバルブクリアランスＣＥよりも遠方クリアランスＣＦを大きくすると、端部内周面５４ｄが傘部７３ｂの外周面７３ｆからより離れる。このため、燃焼室３０内に流入する排気の流れを燃焼室３０の周壁（シリンダ穴１２ｂ（図１参照）の内周面）側へ向けることができ、図１に想像線の矢印で示したように、燃焼室３０内に出来たタンブルの流れに沿わせることができる。

図５は、図３のＶ矢視図であり、燃焼室天井面２１ｅ側を排気バルブ７３の軸方向から見た図である。
排気バルブシート５４の端部内周面５４ｄ、及び排気バルブ７３の傘部７３ｂの外周面７３ｆは、それぞれ円形であり、排気バルブシート５４（詳しくは、端部内周面５４ｄ）の軸線５４ｆと、排気バルブ７３（詳しくは、傘部７３ｂの外周面７３ｆ）の軸線７３ｅとは、吸気バルブ６３と排気バルブ７３とが並ぶ方向にオフセットしている。このため、端部内周面５４ｄと外周面７３ｆとのクリアランスＣＬは、吸気バルブ６３に近い側から遠い側に向かうにつれて次第に大きくなる。
即ち、端部内周面５４ｄと外周面７３ｆとの間の隙間の面積が、吸気バルブ６３に近い側から遠い側に向かうにつれて次第に大きくなる（図中の端部内周面５４ｄと外周面７３ｆとの間の隙間には、複数のドットを描いている。）。

従って、端部内周面５４ｄと外周面７３ｆとのクリアランスＣＬを、吸気バルブ６３から遠い側で部分的に大きくするのに比べて、端部内周面５４ｄと外周面７３ｆとの間の排気が戻る通路の面積を大きくすることができ、戻る排気の流量を確保しやすくすることができる。なお、図中の符号２１ｗは点火プラグが取付けられるプラグ取付穴である。
上記した吸気バルブ６３と排気バルブ７３とが並ぶ方向とは、カムシャフト６０（図１参照）に直交する方向で、且つ排気バルブシート５４の軸線５４ｅ及び排気バルブ７３の軸線７３ｅに直交する方向である。例えば、吸気バルブ６３が２個、排気バルブ７３が１個、あるいは吸気バルブ６３及び排気バルブ７３がそれぞれ複数個であっても吸気バルブ６３と排気バルブ７３とが並ぶ方向は上記と同一である。
なお、符号８９は排気バルブシート５４の軸線５４ｅ及び排気バルブ７３の軸線７３ｅを通り、カムシャフト６０に直交する直線であり、この直線８９上に軸線５４ｆが位置する。また、黒丸で示した近傍内周面５４ｇ及び遠方内周面５４ｈも、直線８９上に位置する。

以上の図１及び図２に示したように、シリンダヘッド１４に燃焼室３０及びこの燃焼室３０に通じる吸排気ポート２１ａ，２１ｂが形成され、吸排気ポート２１ａ，２１ｂの燃焼室３０への開口３３ｊ，５４ｊが吸排気バルブ６３，７３で開閉され、吸気ポート２１ａに、燃焼室３０内で吸気のタンブルを発生させるための仕切り壁２１ｈが設けられ、仕切り壁２１ｈによって吸気ポート２１ａ内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路としての上部吸気通路３５及び下部吸気通路３６に分流され、吸気バルブ６３が開いている間に排気バルブ７３が開かれて内部ＥＧＲが行われる内燃機関１０において、排気ポート２１ｂの燃焼室３０側の開口５４ｊに形成された端部内周面５４ｄと、排気バルブ７３の傘部７３ｂの外周縁としての外周面７３ｆとのクリアランスＣＬが、排気バルブ７３の傘部７３ｂの周方向で異なる。
この構成によれば、排気ポート２１ｂ内の圧力損失を抑えながら、排気バルブ７３による内部ＥＧＲの際に、燃焼室３０内に、吸気のタンブルを促す方向に流入する排気の流れを形成することが可能になり、燃焼効率を向上させることができる。

また、吸気バルブ６３に近い側のクリアランスＣＬを近傍クリアランスＣＮ、吸気バルブ６３から遠い側のクリアランスＣＬを遠方クリアランスＣＦとしたときに、近傍クリアランスＣＮよりも遠方クリアランスＣＦが大きくされているので、排気ポート２１ｂの燃焼室３０側の開口５４ｊの端部内周面５４ｄと排気バルブ７３の傘部７３ｂの外周面７３ｆとのクリアランスを吸気バルブ６３に近い側と遠い側とで変えることで、排気バルブ７３による内部ＥＧＲの際に、吸気のタンブルを促すように燃焼室３０内に流入する排気の流れを形成することができ、燃焼効率を向上させることができる。

また、図５に示したように、上記クリアランスＣＬは、排気バルブ７３側から吸気バルブ６３側に向かうにつれて次第に小さくなるので、燃焼室３０側の開口５４ｊの端部内周面５４ｄと排気バルブ７３の傘部７３ｂの外周面７３ｆとの間の面積が、吸気バルブ６３から遠い側で大きくなり、タンブルを促すように排気を効果的に燃焼室３０に取り込むことができ、燃焼効率をより一層向上させることができる。

また、図４に示したように、排気ポート２１ｂの燃焼室３０側の開口５４ｊに、排気バルブ７３の傘部７３ｂと当たって排気ポート２１ｂを閉じるバルブシートとしての排気バルブシート５４が設けられ、吸気バルブ６３が開いている間に開いた排気バルブ７３の傘部７３ｂのシール面としてのバルブシール面７３ｃと、排気バルブシート５４のシール面としてのシートシール面５４ｃとの間の最大クリアランスをＥＧＲバルブクリアランス（ＥＧＲクリアランス）ＣＥとしたときに、近傍クリアランスＣＮよりもＥＧＲバルブクリアランスＣＥが大きく、ＥＧＲバルブクリアランスＣＥよりも遠方クリアランスＣＦが大きいので、遠方クリアランスＣＦをＥＧＲバルブクリアランスＣＥよりも大きくすることで、所定のＥＧＲバルブクリアランスとなるように排気バルブ７３を開けて、排気ポート２１ｂから排気を遠方クリアランスＣＦとなる隙間を通じて燃焼室３０内にタンブル流に沿うように流入させることができる。また、近傍クリアランスＣＮをＥＧＲバルブクリアランスＣＥよりも小さくすることで、燃焼室３０の吸気バルブ６３側へ排気を流入しにくくしてタンブル流を邪魔しないようにすることができる。

また、図２及び図５に示したように、端部内周面５４ｄは、バルブシートとしての排気バルブシート５４に形成され、クリアランスＣＬは、端部内周面５４ｄの軸線５４ｆを、排気バルブ７３の軸線７３ｅに対して吸排気バルブ６３，７３が並ぶ方向（詳しくは、吸気バルブ６３から離れる方向）にオフセットさせることで、傘部７３ｂの周方向で異なるようにされたので、排気バルブシート５４に単純な円形状の端部内周面５４ｄを加工するだけで、クリアランスＣＬを傘部７３ｂの周方向で容易に異ならせることができ、内燃機関１０（図１参照）のコストの低減及び生産性の向上を図ることができる。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
本発明の内燃機関１０は、例えば、自動二輪車、自動二輪車以外の鞍乗り型車両、自動車に搭載される内燃機関、車両以外の産業機械に搭載される内燃機関にも適用可能である。

１０ 内燃機関
１４ シリンダヘッド
２１ａ 吸気ポート
２１ｂ 排気ポート
２１ｈ 仕切り壁
３０ 燃焼室
３３ｊ 開口
３５ 上部吸気通路（吸気通路）
３６ 下部吸気通路（吸気通路）
５４ 排気バルブシート（バルブシート）
５４ｃ シートシール面（シール面）
５４ｄ 端部内周面
５４ｆ 端部内周面の軸線
５４ｊ 開口
６３ 吸気バルブ
７３ 排気バルブ
７３ｂ 傘部
７３ｃ バルブシール面（シール面）
７３ｅ 排気バルブの軸線
７３ｆ 外周面（外周縁）
ＣＥ ＥＧＲバルブクリアランス（ＥＧＲクリアランス）
ＣＦ 遠方クリアランス
ＣＬ クリアランス
ＣＮ 近傍クリアランス

Claims (5)

1. シリンダヘッド（１４）に燃焼室（３０）及びこの燃焼室（３０）に通じる吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）が形成され、前記吸排気ポート（２１ａ，２１ｂ）の前記燃焼室（３０）への開口（３３ｊ，５４ｊ）が吸排気バルブ（６３，７３）で開閉され、前記吸気ポート（２１ａ）に、前記燃焼室（３０）内で吸気のタンブルを発生させるための仕切り板（２１ｈ）が設けられ、前記仕切り板（２１ｈ）によって前記吸気ポート（２１ａ）内を流れる吸気が上下に区画された上下の吸気通路（３５，３６）に分流され、前記吸気バルブ（６３）が開いている間に前記排気バルブ（７３）が開かれて内部ＥＧＲが行われる内燃機関において、
   前記排気ポート（２１ｂ）の前記燃焼室（３０）側の開口（５４ｊ）に形成された端部内周面（５４ｄ）と、前記排気バルブ（７３）の傘部（７３ｂ）の外周縁（７３ｆ）とのクリアランス（ＣＬ）が、前記傘部（７３ｂ）の周方向で異なることを特徴とする内燃機関。
2. 前記吸気バルブ（６３）に近い側の前記クリアランス（ＣＬ）を近傍クリアランス（ＣＮ）、前記吸気バルブ（６３）から遠い側の前記クリアランス（ＣＬ）を遠方クリアランス（ＣＦ）としたときに、前記近傍クリアランス（ＣＮ）よりも前記遠方クリアランス（ＣＦ）が大きくされていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記クリアランス（ＣＬ）は、前記排気バルブ（７３）側から前記吸気バルブ（６３）側に向かうにつれて次第に小さくなることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記排気ポート（２１ｂ）の前記燃焼室（３０）側の開口（５４ｊ）に、前記排気バルブ（７３）の前記傘部（７３ｂ）と当たって前記排気ポート（２１ｂ）を閉じるバルブシート（５４）が設けられ、
   前記吸気バルブ（６３）が開いている間に開いた前記排気バルブ（７３）の前記傘部（７３ｂ）のシール面（７３ｃ）と、前記バルブシート（５４）のシール面（５４ｃ）との最大クリアランスをＥＧＲクリアランス（ＣＥ）としたときに、前記近傍クリアランス（ＣＮ）よりも前記ＥＧＲクリアランス（ＣＥ）が大きく、前記ＥＧＲクリアランス（ＣＥ）よりも前記遠方クリアランス（ＣＦ）が大きいことを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関。
5. 前記端部内周面（５４ｄ）は、前記バルブシート（５４）に形成され、前記クリアランス（ＣＬ）は、前記端部内周面（５４ｄ）の軸線（５４ｆ）を、前記排気バルブ（７３）の軸線（７３ｅ）に対して前記吸排気バルブ（６３，７３）が並ぶ方向にオフセットさせることで、前記傘部（７３ｂ）の周方向で異なるようにされたことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。

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