JPH08200072A - 副室式内燃機関の燃焼室構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼効率を向上し、かつ排気エミッションを
低減すべく、副室式内燃機関における燃焼室構造を改良
する。 【構成】 案内溝部３と渦流室部４等よりなるもの、或
いは、噴流衝突部８及び凹部９よりなるもの、更に該凹
部９に突状部１０を設けたもの、更に、該噴流衝突部８
を凹設したもの、或いは、線対称状の左右凹部１２・１
２を設けたもの等の燃焼室構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼効率が高く、かつ
排気エミッションの低い副室式内燃機関を実現するため
の、空気利用率の高い燃焼室構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来からの副室式内燃機関の燃
焼室構造を示す側面断面図である（特公平１−３１００
５号）。従来より、図１の如く、シリンダーヘッドＣＨ
内に形成した副室（副燃焼室）ＳＢＲ内に、燃料噴射弁
Ｖを介して燃料を噴射し、該副室ＳＢＲ内に配設したグ
ロープラグＧＰにて該燃料を過熱爆発させ、該副室ＳＢ
Ｒの底部を形成するホットプラグＨＰ内に穿設した側面
視傾斜状の噴孔Ｇを介して、シリンダーブロックＣＢ内
に構成されたシリンダー内におけるピストンＰ冠部に形
成された燃焼室（主燃焼室）ＭＢＲに火炎噴射し、該燃
焼室内の空気を更に爆発させてピストンＰを作動させる
構成の副室式内燃機関は公知となっている。（図１中、
Ａ線は噴孔Ｇの中心線であり、また、図２（ａ）等の
Ａ’−Ａ’線は、該中心線Ａの平面視延長線である。）

【０００３】この中で、ピストンＰ冠部の燃焼室（主燃
焼室）ＭＢＰは、図２（ａ）の従来の燃焼室構造を示す
ピストン冠部の平面図、及び（ｂ）の（ａ）中Ａ’−
Ａ’線断面図にて示す如く、噴孔Ｇ出口付近より前方
（以後、ピストン冠部の平面図、及びＡ’−Ａ’線断面
図においては、図中左側を前方とする。）に、該噴孔Ｇ
からの火炎噴流を誘導する一定幅の案内溝部１を凹設
し、その両側方に、噴流を渦流化し、未使用空気と混合
させて燃焼させるために、円形の渦流室部２・２を線対
称状に凹設した構造となっていた。このように、燃焼室
ＭＢＰを「双渦流」形状にし、また、副室ＳＢＰや噴孔
Ｇ等の「燃料噴射系」にも改良を加えて、従来より良好
な始動性能と燃焼性能を有する副室式内燃機関を提供し
てきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、より一層の良
好な燃料消費率（燃焼効率）、及び排気エミッション
（排気中に含まれるＮＯ_X 、ＨＣ、ＣＯ、Ｐ．Ｍ．等の
総称）の低減化を実現するには、「燃料噴射系」におい
ては、急激な燃焼を抑えつつ、燃焼期間を短縮化するよ
うな改善が必要とされ、一方、燃焼に直接係わる燃焼室
ＭＢＲの構造については、その寸法や形状に技術的な改
善を加える必要がある。

【０００５】この中で、従来の図２に示す燃焼室ＭＢＲ
は、まず、噴孔Ｇからの火炎噴流を案内溝部１が一定幅
で前方に案内しているので、噴流方向と直角方向の火炎
の発達が抑制されている。従って、渦流室部２・２内で
の空気との混合が不十分である。また、案内溝部１の前
端は、該ピストンＰ冠部の前後中央付近までとなってい
て、この部位で噴流が行き止まりとなり、この部位より
該案内溝部１の両側方の渦流室部２・２へは、一体後方
に下がって案内されることとなり、後方の噴孔Ｇからの
噴流に対向するので、この部位にて噴流が滞留し、不完
全燃焼となり、特に高負荷時で噴流の勢いが強い時に
は、排気エミッションが多くなるという不具合を生じて
いた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
課題を解決するために、次のような手段を用いるもので
ある。即ち、シリンダーヘッド内に内設した副室内に燃
料噴射し、該副室より噴孔を介して、ピストン冠部に形
成した燃焼室に火炎噴流を放出する構成の副室式内燃機
関において、該燃焼室は、該噴孔からの火炎噴射の衝突
部位より噴流の前方向に、平面視末広がり状の溝部を凹
設し、更にその前方に、該溝と段差を有する一つ或いは
複数の凹部を形成した構造とした。

【０００７】また、シリンダーヘッド内に内設した副室
内に燃料噴射し、該副室より噴孔を介して、ピストン冠
部に形成した燃焼室に火炎噴流を放出する構成の副室式
内燃機関において、該燃焼室は、該噴孔からの火炎噴射
の衝突部位をピストン頂面にて形成し、その面積を、該
噴孔出口の投影面積より大きく取り、該衝突部位を経
て、該ピストン冠部に、噴流方向の左右方向に延出し、
かつ平面視末広がり状の略扇形の凹部を形成した構造と
した。

【０００８】また、この副室式内燃機関の燃焼室構造に
おいて、該凹部の前端縁部における、該噴孔の中心軸の
平面視延長線との交差部位付近のピストン頂面を、後方
寄りに突出させた。

【０００９】また、この副室式内燃機関の燃焼室構造に
おいて、該衝突部位を、ピストン頂面より低く、かつ該
凹部より高く凹設し、その底面を傾斜状またはピストン
頂面と平行状とした。

【００１０】また、シリンダーヘッド内に内設した副室
内に燃料噴射し、該副室より噴孔を介して、ピストン冠
部に形成した燃焼室に火炎噴流を放出する構成の副室式
内燃機関において、該燃焼室は、該噴孔からの火炎噴射
の衝突部位をピストン頂面、或いは傾斜状に形成し、ピ
ストン冠部の、該衝突部位を隔てて、噴流方向の両側方
に線対称状に凹部を形成した構造とした。

【００１１】

【作用】噴孔からの火炎噴射の衝突部位より噴流の前方
向に、平面視末広がり状の溝部を凹設し、更にその前方
に、該溝と段差を有する一つ或いは複数の凹部を形成し
た構造の燃焼室においては、該溝部内を前方に進むにつ
れ、噴流が左右方向にも発達し、また、該噴流を渦流化
する凹部が、該溝部の前方、即ち、噴流の延長状に配設
されているので、噴流が滞留する箇所を生じず、円滑に
該凹部に導入されて、渦流化し、燃焼される。

【００１２】また、噴孔からの火炎噴射の衝突部位をピ
ストン頂面にて形成し、その面積を該噴孔出口の投影面
積より大きく取り、該衝突部位を経て、ピストン冠部
に、噴流方向の左右方向に延出し、かつ平面視末広がり
状の略扇形の凹部を形成した構造の燃焼室においては、
衝突部位より拡がった噴流が該凹部内に流入する際に、
一段低いことから、噴流とその上部のシリンダーヘッド
底面、また、噴流と該凹部底面との間に隙間が生じ、そ
の隙間における空気を取り込んで燃焼を発達させ、ま
た、該凹部が左右に長く延出されており、かつ、末広が
り状であることから噴流が円滑に左右方向に拡がって、
充分に未利用空気と混合し、燃焼できる。

【００１３】また、この構造の燃焼室において、該凹部
の前端縁部における、該噴孔の中心軸の平面視延長線と
の交差部位付近のピストン頂面を、後方寄りに突出させ
ることで、該凹部の前端にぶつかった噴流が左右に分流
し、該凹部の左右域で渦流化を促進して、燃焼を発達さ
せる。

【００１４】また、この構造の燃焼室において、該衝突
部位を、ピストン頂面より低く、かつ該凹部より高く凹
設し、その底面を傾斜状またはピストン頂面と平行状と
することで、噴流の衝突部位において、噴孔より後方へ
の噴流発達を抑制して、前方に導き、該凹部への噴流の
導入を促進させる。

【００１５】また、噴孔からの火炎噴射の衝突部位をピ
ストン頂面、或いは傾斜状に形成し、ピストン冠部の、
該衝突部位を隔てて、噴流方向の両側方に線対称状に凹
部を形成した構造の燃焼室においては、噴孔より前方に
進む噴流の本流から左右の凹部に噴流が流れ込み、該左
右において充分な空気混合が行われて、燃焼空間を広く
取ることができる。

【００１６】

【実施例】本発明の解決すべき課題及び構成は以上の如
くであり、次に添付の図面に示した本発明の実施例を説
明する。図３の（ａ）は、案内溝部と渦流室部よりなる
燃焼室構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、案内溝部と渦流室部の底面
形状の様々な実施例を示す（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面
図、図４の（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠
部の平面図、（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、
図５の（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部の
平面図、（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、図６
の（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部の平面
図、（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、図７の
（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部の平面
図、（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、図８の
（ａ）は、噴流衝突部と末広がり状の凹部よりなる燃焼
室構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図、（ｂ）
は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、図９は、図８の燃焼
室構造における噴流の流れを示す部分側面断面図、図１
０の（ａ）乃至（ｄ）は、噴流衝突部と凹部よりなる燃
焼室構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図、図１
１の（ａ）は、図８の噴流衝突部と末広がり状の凹部よ
りなる燃焼室構造において突状部を設けた燃焼室構造の
一実施例を示すピストン冠部の平面図、（ｂ）は、
（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、図１２の（ａ）は、同じ
く一実施例を示すピストン冠部の平面図、（ｂ）は、
（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、図１３の（ａ）は、図１
２の燃焼室構造中の噴流衝突部を凹設した燃焼室構造の
一実施例を示す燃焼室構造のピストン冠部の平面図、
（ｂ）は、噴流衝突部の底面を水平面にした場合におけ
る（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、（ｃ）は、同じく底面
を傾斜面にした場合における（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面
図、図１４の（ａ）は、噴流衝突部を凹設した燃焼室構
造の一実施例を示すピストン冠部の平面図、（ｂ）は、
噴流衝突部の底面を水平面にした場合における（ａ）中
Ａ’−Ａ’線断面図、（ｃ）は、同じく底面を傾斜面に
した場合における（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、図１５
の（ａ）は、線対称状の左右凹部を凹設した燃焼室構造
の一実施例を示すピストン冠部の平面図、（ｂ）は、
（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、（ｃ）は、同じくＢ−Ｂ
線断面図、図１６の（ａ）乃至（ｃ）は、線対称状の左
右凹部を凹設した燃焼室構造の一実施例を示すピストン
冠部の平面図、図１７の（ａ）は、図１５の燃焼室構造
中の左右凹部間に傾斜部を設けた燃焼室構造の一実施例
を示すピストン冠部の平面図、（ｂ）は、（ａ）中Ａ’
−Ａ’線断面図、（ｃ）は、同じくＢ−Ｂ線断面図、図
１８の（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部の
平面図、（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図、
（ｃ）は、同じくＢ−Ｂ線断面図、図１９の（ａ）は、
ピストン上面を傾斜面にした場合の副室式内燃機関の燃
焼室構造を示す側面断面図、（ｂ）は、同じくピストン
冠部の平面図、図２０の（ａ）は、ピストン上面の一部
を傾斜面にした場合の同じく側面断面図、（ｂ）は、同
じくピストン冠部の平面図、図２１の（ａ）は、ピスト
ン冠部の一部を傾斜状に凹設した場合の同じく側面断面
図、（ｂ）は、同じくピストン冠部の平面図、図２２の
（ａ）は、従来の噴孔構造を示すホッドプラグの図１中
Ａ線断面図、（ｂ）は、同じく噴孔出口の投影図、図２
３の（ａ）は、出口口径を拡大した噴孔構造の一実施例
を示すホッドプラグの図１中Ａ線断面図、（ｂ）は、同
じく噴孔出口の投影図、図２４の（ａ）は、同じく一実
施例を示すホットプラグの図１中Ａ線断面図、（ｂ）
は、同じく噴孔出口の投影図、図２５の（ａ）は、副噴
孔を追加した噴孔構造の一実施例を示すホッドプラグの
図１中Ａ線断面図、（ｂ）は、同じく噴孔出口の投影
図、（ｃ）は、同じくホットプラグの側面断面図、図２
６の（ａ）は、同じく一実施例を示すホットプラグの図
１中Ａ線断面図、（ｂ）は、同じく噴孔出口の投影図、
（ｃ）は、同じくホットプラグの側面断面図である。

【００１７】まず、図３乃至図７は、噴孔出口Ｇ’付近
の火炎噴流の衝突部位より前方Ｆ側に、火炎噴流を案内
するための平面視末広がり状の案内溝部３を凹設し、そ
の先端より前方Ｆ側に、噴流を渦流化して空気と混合
し、燃焼させるための渦流室部を凹状に連設した構造の
燃焼室ＭＢＲを開示している。従来の図２図示の燃焼室
ＭＢＲと比較すると、まず、均一幅で、噴流方向と直角
方向の噴流発達を阻害していた案内溝部１を、末広がり
状の案内溝３とすることで、噴流が前方に進むほど（噴
孔出口Ｇ’より離れるほど）、直角方向への噴流を発達
させる。そして、従来は、前端がピストンＰ冠部の中央
付近であった案内溝部１の両側方に渦流室部２・２が配
設してあったことより、該案内溝部１の前端付近にて噴
流が滞留していたが、図３乃至図７の燃焼室ＭＢＲで
は、案内溝部３の前方に渦流室部を形成することで、前
方に進もうとする噴流が円滑に該渦流室部内に案内さ
れ、この中で充分に渦流化し、未利用空気と混合して、
高効率の燃焼を生み出せるのである。

【００１８】これら図３乃至図７の燃焼室ＭＢＲの構成
について説明する。図３の燃焼室ＭＢＲは、案内溝部３
の前方に一個の渦流室部４を凹設して、前方に発達した
噴流が、そのまま円滑に渦流室部４内に案内されて、渦
流化するように構成されている。また、案内溝部３と渦
流室部４とは、段差を設けており、（ｂ）、（ｃ）の実
施例では、案内溝部３を渦流室部４より深くし、（ｄ）
の実施例では、渦流室部４の方を深くし、かつ前方に深
くなるように、底面を傾斜させている。また、（ｃ）の
実施例では、案内溝部３の底面を前方傾斜状としてい
る。

【００１９】図４図示のものは、案内溝部３の前方にお
いて、該案内溝部３を両側方に湾曲状に枝分かれさせ
て、渦流室部３ａ・３ａを形成したものである。噴流
は、該案内溝部３内を前方に、左右に広がりながら直進
した後、渦流室部３ａ・３ａの前端の湾曲部に当たって
両側方に分流し、先端の平面視凸状となった部位におい
て渦流を生じて空気と混合する。図３図示の燃焼室構造
とは、噴流を左右に分流する点が異なっている。

【００２０】図５図示の燃焼室ＭＢＲは、案内溝部３の
前端より、平面視半円状で、底面が傾斜状の左右２個の
渦流室部５・５を凹設し、更にその前方に、同じく底面
傾斜状の渦流室部５ａを凹設している。該案内溝部３内
を前方に直進する噴流のうち、左右端付近の噴流は、左
右に分流して渦流室部５・５内にて渦流化し、また、該
案内溝部３内を更に直進する噴流が該渦流室部５ａ内に
入り込んで渦流化するように構成し、各渦流室部５、５
ａ内にて充分な燃焼を発達させる。

【００２１】図６図示の燃焼室ＭＢＲは、案内溝部３の
前端が、左右に円形状に延出されて渦流室部３ｂ・３ｂ
を形成しており、その前方には、該案内溝部３及び渦流
室部３ｂ・３ｂよりも浅い渦流室部６を凹設している。
また、図７図示のものは、該案内溝部３の前端の左右角
部を左右に円形状に延出して渦流室部３ｃ・３ｃを形成
しており、該渦流室部３ｃ・３ｃの間に、該案内溝部３
及び渦流室部３ｃ・３ｃより浅い円形状の渦流室部７を
凹設している。即ち、どちらも噴流の左右分流を渦流化
すべく、案内溝部３前端をそのまま左右に延出して、渦
流室部３ｂ、３ｃを形成し、また、なおも案内溝部３を
前方に直進しようとする噴流を渦流室部６、７に案内し
て、渦流化させるよう構成しているのである。

【００２２】次に、図８図示の燃焼室ＭＢＲについて説
明する。噴孔出口Ｇ’の中心部より一定半径を有する半
円状に、該噴孔出口Ｇ’の投影面積より広い面積の噴流
衝突部８を、ピストンＰの頂面にて形成しており、該噴
流衝突部８を経て前方に、ピストンＰ冠部の左右方向に
延出する形状で、かつ、その左右端を、該ピストンＰの
頂面の外周に沿わせて末広がり状にした略扇状の凹部９
を形成している。

【００２３】このような構造とすることにより、図９の
如く、噴流Ｆは、噴孔Ｇより噴射されて、まず、噴流衝
突部８に衝突し、該噴流衝突部８上を前方（左右）に進
んで、一段低い凹部９内に入る。この際、高い位置の噴
流衝突部８、即ち上方より噴流Ｆがやや下降しながら入
り込むため、該凹部９内における噴流Ｆの下方の空気
や、噴流前方の空気は勿論、上方にも噴流Ｆとシリンダ
ーヘッドＣＨとの間に生じる隙間より空気を取り入れ、
燃焼を発達させる。即ち、噴流Ｆの上下に空気層を生じ
させているのであり、このことは、ピストンＰに直接的
に噴流が触れていると、ピストンＰの表面温度によっ
て、火炎が冷却し、すすの生成を招きやすいという不具
合を解消することにもなる。また、もしも、噴流衝突部
８が噴孔出口Ｇ’の投影面積よりも小さければ、即ち、
凹部９が、噴孔出口Ｇ’の投影部位に重合しているなら
ば、噴孔Ｇからの直噴射が直接凹部９の底面に衝突する
ことなり、該底面に衝突した噴流が下方より上方に進も
うとするので、上方からの噴流と対向することとなり、
噴流の発達が阻害される。このようなことから、噴流衝
突部８の面積を、前記の如く設定しているのである。

【００２４】また、噴流は、図８中の矢印の如く、末広
がり状に発達する傾向を持ち、該凹部９を、平面視末広
がり状に形成することで、この噴流の傾向を阻害するこ
となく、燃焼を発達させることができ、左右方向にも長
く延出しているので、左右にも充分に燃焼空間を提供で
きるのである。

【００２５】図１０の（ａ）〜（ｄ）は、図８図示の燃
焼室ＭＢＲと、噴流衝突部８の構成は同一であって、凹
部９の形状を変化させて、凹部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ
としたものである。いずれの凹部９ａ〜９ｄも、燃焼を
発達させるべく、左右に長く延出させ、かつ、前方に末
広がり状にしている点で共通している。

【００２６】図１１の燃焼室ＭＢＲの凹部９’は、図８
図示の燃焼室ＭＢＲにおける凹部９内にて、噴流を左右
に分流させて渦流化させるべく、その前端縁部の、噴孔
中心線Ａの延長線Ａ’との交差部位を、後方、即ち噴孔
Ｇ寄りに突出させて、突状部１０を形成したものであ
る。噴流を左右分流することにより、噴流を凹部内の左
右域にて円滑に発達させて、燃焼を更に発達させるよう
にしているのである。図１２図示の燃焼室ＭＢＲの凹部
９ｅも、同様に、該突状部１０を形成しており、その両
側における凹部９ｅの前端縁部は、湾曲状になってい
て、渦流化が円滑となって、左右域への噴流発達がより
促進される。

【００２７】図１３の燃焼室ＭＢＲは、図８乃至図１２
図示の燃焼室構造で、噴流衝突部８を、（ａ）の如く、
凹部より浅く、底面水平状に凹設した、或いは、（ｂ）
の如く、前方に深く傾斜状にした噴流衝突部８’として
いる。これは、噴孔出口Ｇ’の後方側への噴流Ｆ’の発
達を抑制し、より多くの噴流を凹部内に導入することを
目的としたものである。なお、図１３図示の凹部は、図
１２図示の凹部９ｅを用いている。当然、図８乃至図１
２図示の凹部への噴流導入と同一効果を保持すべく、該
噴流衝突部８’は、該凹部９ｅより浅いものとなってい
る。

【００２８】図１４の燃焼室ＭＢＲは、図１３と同様
に、底面が傾斜状、或いは水平状の噴流衝突部８”を凹
設しているが、その前端形状は、図８乃至図１３と異な
り、左右一直線状としている。そして、その前方には、
該噴流燃焼室８”より深く、また、噴流を左右に分流さ
せるべく、左右に半円形状の凹部を連接した形状の下部
凹部１１ａを凹設し、また、その左右半円状部位の前方
には、更に噴流の渦流化を促進するために、該下部凹部
１１ａより浅い上部凹部１１ｂ・１１ｂを凹設してい
る。

【００２９】図１５は、噴孔Ｇの中心線Ａの延長線Ａ’
上を進行する噴流の本流を、ピストンＰの頂面にて前方
に導入し、その途中に、両側方に線対称状に凹設した左
右凹部１２・１２内に噴流を導入し、左右凹部１２・１
２内にて噴流を空気と混合させて燃焼させるように構成
している。左右凹部の形状は、他に、図１６の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）における左右凹部１２ａ・１２ａ、１２
ｂ・１２ｂ、１２ｃ・１２ｃのようなものが考えられ
る。

【００３０】図１７は、図１５図示の左右凹部１２・１
２を凹設してなる燃焼室ＭＢＲにおいて、噴射本流を円
滑に前方に導くために、後方より前方に深く傾斜部１３
を設けている。また、図１８は、同じく左右凹部１２・
１２を凹設し、噴流本流の通過部位に前後中央部より傾
斜部１４を設けたものである。

【００３１】図１９乃至図２０は、ピストン冠部自体の
形状より燃焼室ＭＢＲを形成する構成である。図１９
は、ピストンＰの上面全体を一定角度の傾斜面１５と
し、図２０は、前後中央線Ｂより後面、即ち、噴孔から
の噴流衝突部位を含む面を水平面１６に、前面側を傾斜
面１７にし、図２１は、同じく前後中央片Ｂより前面に
は、傾斜状凹部１８を凹設している。これらは、傾斜面
１５、傾斜面１７、傾斜凹部１８とも、前方、即ち、反
噴孔Ｇ側を下方に傾斜させており、即ち、噴孔出口Ｇ’
付近においての燃焼室容積を小さく、該噴孔出口Ｇ’の
反対側における燃焼室容積を大きくした構成である。こ
のような構成のピストンＰ冠部に噴孔Ｇより噴流が発せ
られると、図１９の（ｂ）の如く、まず、燃焼室容積の
小さい噴孔出口Ｇ’付近では、ピストン冠部にぶつかる
噴流Ｆが拡がろうとし、左右に膨らみつつ、噴流Ｆが、
容積の大きい前方に進行し、この部分にて、噴流Ｆの周
囲に、該空間に溜まっている空気が噴流と反応し、燃焼
するのである。即ち、ピストン冠部の噴孔Ｇ寄り部位
を、噴流の拡散に、噴孔Ｇの反対側を、燃焼に使用して
いるのである。

【００３２】以上で、燃焼室ＭＢＲ、即ち、主燃焼室の
改良についての説明を終わり、次に燃料噴射系の改良の
うち、噴孔Ｇの改良について説明する。従来の噴孔Ｇ
は、図２２にて示す如く、円形の主噴孔１９の左右に、
小円状の副噴孔２０・２０を連接した断面形状となって
いた。そして、副室ＳＢＲ底部寄りの入口部より、ピス
トン冠部寄りの出口部まで、該断面は同一形状、かつ同
一面積にて構成されていた。

【００３３】このように、入口より出口まで、断面が、
同一形状、同一面積で構成されていると、噴孔出口より
発射する噴流は、シリンダー冠部の噴流衝突部位に対し
ての方向性が強く、燃焼室を形成するシリンダー冠部に
おいて、噴流が広がりにくい傾向を示す。また、噴出方
向性が強いということは、噴出速度が速いということで
あり、噴出速度が速すぎると、シリンダーやピストンの
温度上昇を招き、ピストン駆動に悪影響をもたらす。そ
こで、噴射された噴流が、主燃焼室内にて円滑に拡散す
るような拡散傾向を持ち、噴出速度も速すぎないように
するために、噴孔Ｇの出口側断面積を入口側断面積に比
べて大きくなるように構成する。この実施例として、ま
ず、図２３図示の噴孔Ｇは、主噴孔１９を、（ａ）に示
すＡ線正面断面図において、左右を一定角度（例えば５
°）ずつ広げて、出口部における左右幅が入口部のそれ
に比べて長い主噴孔１９’としている。また、図２４図
示の噴孔Ｇにおいては、主噴孔に加えて、副噴孔２０・
２０も左右に一定角度（例えば５°）ずつ広げて、出口
部における左右幅が入口部のそれに比べて長い副噴孔２
０’・２０’としている。こうして、出口部の噴孔形状
を左右に広げることで、噴出される噴流の下方への方向
性が緩和されて、拡散性が向上し、燃焼を促進させるの
である。

【００３４】また、副噴孔を主噴孔に連設した効果とし
て、主噴孔と副噴孔とを流れる噴流の速度に差が生じ、
これが、火炎噴射の際に渦を形成させることとなって、
噴流の拡散、燃焼の発達に結びついている。この副噴孔
の効果を増大させるべく、図２５及び図２６図示の噴孔
Ｇにおいては、従来の左右２個の副噴孔２０・２０とと
もに他の副噴孔を加えている。即ち、図２５では、主噴
孔１９の噴流方向の頂状部となる部位に、一個の副噴孔
２１を構成し、図２６では、図２５にて副噴孔２１を配
設した部位と、左右副噴孔２０・２０との間に、副噴孔
２２・２２を配設した構成となっている。いずれも、噴
流の渦流化は、噴流の前方にて発生させるため、副噴孔
２１、２２とも、主噴孔１９の前方寄り側に構成してい
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成により、次
のような効果を奏する。即ち、ピストン冠部に構成する
燃焼室構造を、噴孔より噴出する噴流の左右方向への広
がりを阻害しないようにし、また、渦流を形成する凹部
に対して噴流が円滑に流入するようにし、また、渦流形
成部位をピストン冠部上に充分なスペースで取っている
ので、噴孔からの火炎噴射に空気が充分に混合して、完
全燃焼に近い形で燃焼できるので、燃焼効率が高く、か
つ排気エミッションの低い副室式内燃機関を提供できる
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来からの副室式内燃機関の燃焼室構造を示す
側面断面図である。

【図２】（ａ）は、従来の燃焼室構造を示すピストン冠
部の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断
面図である。

【図３】（ａ）は、案内溝部と渦流室部よりなる燃焼室
構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図である。
（ｂ）は、案内溝部と渦流室部の底面形状の様々な実施
例を示す（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図である。（ｃ）
は、案内溝部と渦流室部の底面形状の様々な実施例を示
す（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図である。（ｄ）は、案内
溝部と渦流室部の底面形状の様々な実施例を示す（ａ）
中Ａ’−Ａ’線断面図である。

【図４】（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部
の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面
図である。

【図５】（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部
の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面
図である。

【図６】（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部
の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面
図である。

【図７】（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部
の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面
図である。

【図８】（ａ）は、噴流衝突部と末広がり状の凹部より
なる燃焼室構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図
である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図であ
る。

【図９】図８の燃焼室構造における噴流の流れを示す部
分側面断面図である。

【図１０】（ａ）は、噴流衝突部と凹部よりなる燃焼室
構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図である。
（ｂ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部の平面図
である。（ｃ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部
の平面図である。（ｄ）は、同じく一実施例を示すピス
トン冠部の平面図である。

【図１１】（ａ）は、図８の噴流衝突部と末広がり状の
凹部よりなる燃焼室構造において突状部を設けた燃焼室
構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図である。
（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図である。

【図１２】（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠
部の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断
面図である。

【図１３】（ａ）は、図１２の燃焼室構造中の噴流衝突
部を凹設した燃焼室構造の一実施例を示す燃焼室構造の
ピストン冠部の平面図である。（ｂ）は、噴流衝突部の
底面を水平面にした場合における（ａ）中Ａ’−Ａ’線
断面図である。（ｃ）は、同じく底面を傾斜面にした場
合における（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図である。

【図１４】（ａ）は、噴流衝突部を凹設した燃焼室構造
の一実施例を示すピストン冠部の平面図である。（ｂ）
は、噴流衝突部の底面を水平面にした場合における
（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図である。（ｃ）は、同じく
底面を傾斜面にした場合における（ａ）中Ａ’−Ａ’線
断面図である。

【図１５】（ａ）は、線対称状の左右凹部を凹設した燃
焼室構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図であ
る。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断面図である。
（ｃ）は、同じくＢ−Ｂ線断面図である。

【図１６】（ａ）は、線対称状の左右凹部を凹設した燃
焼室構造の一実施例を示すピストン冠部の平面図であ
る。（ｂ）は、同じく一実施例を示すピストン冠部の平
面図である。（ｃ）は、同じく一実施例を示すピストン
冠部の平面図である。

【図１７】（ａ）は、図１５の燃焼室構造中の左右凹部
間に傾斜部を設けた燃焼室構造の一実施例を示すピスト
ン冠部の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’
線断面図である。（ｃ）は、同じくＢ−Ｂ線断面図であ
る。

【図１８】（ａ）は、同じく一実施例を示すピストン冠
部の平面図である。（ｂ）は、（ａ）中Ａ’−Ａ’線断
面図である。（ｃ）は、同じくＢ−Ｂ線断面図である。

【図１９】（ａ）は、ピストン上面を傾斜面にした場合
の副室式内燃機関の燃焼室構造を示す側面断面図であ
る。（ｂ）は、同じくピストン冠部の平面図である。

【図２０】（ａ）は、ピストン上面の一部を傾斜面にし
た場合の同じく側面断面図である（ｂ）は、同じくピス
トン冠部の平面図である。

【図２１】（ａ）は、ピストン冠部の一部を傾斜状に凹
設した場合の同じく側面断面図である。（ｂ）は、同じ
くピストン冠部の平面図である。

【図２２】（ａ）は、従来の噴孔構造を示すホッドプラ
グの図１中Ａ線断面図である。（ｂ）は、同じく噴孔出
口の投影図である。

【図２３】（ａ）は、出口口径を拡大した噴孔構造の一
実施例を示すホッドプラグの図１中Ａ線断面図である。
（ｂ）は、同じく噴孔出口の投影図である。

【図２４】（ａ）は、同じく一実施例を示すホットプラ
グの図１中Ａ線断面図である。（ｂ）は、同じく噴孔出
口の投影図である。

【図２５】（ａ）は、副噴孔を追加した噴孔構造の一実
施例を示すホッドプラグの図１中Ａ線断面図である。
（ｂ）は、同じく噴孔出口の投影図である。（ｃ）は、
同じくホットプラグの側面断面図である。

【図２６】（ａ）は、同じく一実施例を示すホットプラ
グの図１中Ａ線断面図である。（ｂ）は、同じく噴孔出
口の投影図である。（ｃ）は、同じくホットプラグの側
面断面図である。

【符号の説明】

ＣＨ シリンダーヘッド ＣＢ シリンダーブロック Ｐ ピストン Ｖ 燃料噴射バルブ ＳＢＲ 副室（副燃焼室） ＧＰ グロープラグ ＨＰ ホットプラグ Ｇ 噴孔 Ｇ’ 噴孔出口 ＭＢＲ 燃焼室（主燃焼室） ３ 案内溝部 ３ａ・３ｂ・３ｃ 渦流室部 ４・５・６・７ 渦流室部 ８・８’・８” 噴流衝突部 ９ 凹部 ９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄ 凹部 １０ 突状部 １１ａ 下部凹部 １１ｂ 上部凹部 １２ 左右凹部 １２ａ・１２ｂ・１２ｃ 左右凹部 １３・１４ 傾斜部 １５ 傾斜面 １６ 水平面 １７ 傾斜面 １８ 傾斜凹部 １９・１９’ 主噴孔 ２０・２０’ 副噴孔 ２１・２２ 副噴孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダーヘッド内に内設した副室内に
   燃料噴射し、該副室より噴孔を介して、ピストン冠部に
   形成した燃焼室に火炎噴流を放出する構成の副室式内燃
   機関において、該燃焼室は、該噴孔からの火炎噴射の衝
   突部位より噴流の前方向に、平面視末広がり状の溝部を
   凹設し、更にその前方に、該溝と段差を有する一つ或い
   は複数の凹部を形成した構造としたことを特徴とする副
   室式内燃機関の燃焼室構造。
2. 【請求項２】 シリンダーヘッド内に内設した副室内に
   燃料噴射し、該副室より噴孔を介して、ピストン冠部に
   形成した燃焼室に火炎噴流を放出する構成の副室式内燃
   機関において、該燃焼室は、該噴孔からの火炎噴射の衝
   突部位をピストン頂面にて形成し、その面積を、該噴孔
   出口の投影面積より大きく取り、該衝突部位を経て、該
   ピストン冠部に、噴流方向の左右方向に延出し、かつ平
   面視末広がり状の略扇形の凹部を形成した構造としたこ
   とを特徴とする副室式内燃機関の燃焼室構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載の副室式内燃機関の燃焼室
   構造において、該凹部の前端縁部における、該噴孔の中
   心軸の平面視延長線との交差部位付近のピストン頂面
   を、後方寄りに突出させたことを特徴とする副室式内燃
   機関の燃焼室構造。
4. 【請求項４】 請求項３記載の副室式内燃機関の燃焼室
   構造において、該衝突部位を、ピストン頂面より低く、
   かつ該凹部より高く凹設し、その底面を傾斜状またはピ
   ストン頂面と平行状としたことを特徴とする副室式内燃
   機関の燃焼室構造。
5. 【請求項５】 シリンダーヘッド内に内設した副室内に
   燃料噴射し、該副室より噴孔を介して、ピストン冠部に
   形成した燃焼室に火炎噴流を放出する構成の副室式内燃
   機関において、該燃焼室は、該噴孔からの火炎噴射の衝
   突部位をピストン頂面、或いは傾斜状に形成し、ピスト
   ン冠部の、該衝突部位を隔てて、噴流方向の両側方に線
   対称状に凹部を形成した構造としたことを特徴とする副
   室式内燃機関の燃焼室構造。