JP5806899B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッド構造に関する。

従来、内燃機関において、二つの点火プラグをシリンダヘッドに設ける場合がある（例えば、特許文献１参照）。この例では、ＯＨＣエンジンにおいて、動弁系を避けつつシリンダ軸線に対して斜めにかつ互いに平行に各点火プラグを配置している。

特許第３４３８３４３号公報

ところで、上記従来の技術に対し、吸排気バルブに加えてカムシャフト等のバルブ駆動機構の配置スペースを確保してエンジン本体の大型化を抑止しつつ、ツインプラグ化に伴うエンジン性能の向上並びにメンテナンス性の向上を図ることが課題となる。

そこで本発明は、シリンダヘッドに二つの点火プラグを有する内燃機関において、エンジン本体の大型化を抑えつつエンジン性能の向上を図ることを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、シリンダヘッド（１７）におけるシリンダ軸線（Ｃ２）を通る平面を挟んだ両側に、ピストン（２６）と対向する複数の吸気バルブ（４１）及び複数の排気バルブ（４２）を配置した頭上弁式の内燃機関（１０）において、前記シリンダヘッド（１７）を前記シリンダ軸線（Ｃ２）と平行に見て前記複数の吸気バルブ（４１）及び複数の排気バルブ（４２）により囲まれた範囲（４７）の内側に配置されて前記シリンダ軸線（Ｃ２）に沿って直立する第一点火プラグ（５１）と、前記範囲（４７）の外側で前記シリンダ軸線（Ｃ２）に対して傾斜する第二点火プラグ（５２）とを備え、前記第二点火プラグ（５２）は、前記範囲（４７）の外側で前記シリンダ軸線（Ｃ２）を挟んでバルブ駆動機構（４８Ａ）と反対側に配置され、前記シリンダ軸線（Ｃ２）は、鉛直方向に対して傾斜し、前記シリンダヘッド（１７）は、前記第一点火プラグ（５１）を収容する第一プラグホール（５３）と、前記第一プラグホール（５３）よりも鉛直方向で低位置にあって前記第二点火プラグ（５２）を収容する第二プラグホール（５４）と、前記第一プラグホール（５３）の底部から前記第二プラグホール（５４）に至る連通路（５６）とを有し、クランク軸線方向視で、前記シリンダヘッド（１７）におけるシリンダ軸線（Ｃ２）を挟んで高い側にカムシャフト（４８）が配置され、前記カムシャフト（４８）から前記吸気バルブ（４１）及び排気バルブ（４２）に向かって前記バルブ駆動機構（４８Ａ）が設けられ、前記シリンダヘッド（１７）におけるシリンダ軸線（Ｃ２）を挟んで低い側に前記第二点火プラグ（５１）が配置され、前記第二プラグホール（５４）から前記第一プラグホール（５３）の底部に向かって前記連通路（５６）が形成されることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記シリンダヘッド（１７）の内部に冷却用のウォータジャケット（５８）を備え、前記シリンダヘッド（１７）のシリンダ本体（１６）との合わせ面（１７ａ）における前記第二プラグホール（５４）の近傍の部位には、前記シリンダヘッド（１７）のウォータジャケット（５８）と前記シリンダ本体（１６）内のウォータジャケット（５７）とを連通する冷却水通路（５９）が開口することを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記各吸気バルブ（４１）が開閉する二つの吸気下流側開口（３３）と吸気系部品（２１Ａ）が接続される単一の吸気上流側開口（３４）とを連通する吸気ポート（３２）を備え、前記吸気ポート（３２）は、前記シリンダヘッド（１７）を前記シリンダ軸線（Ｃ２）と平行に見て、前記各吸気下流側開口（３３）間の並び方向の中心位置（ＣＰ２）に対して、前記吸気上流側開口（３４）の中心位置（ＣＰ１）を前記並び方向で前記第二点火プラグ（５２）側にオフセットさせることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、一燃焼工程で、前記第一点火プラグ（５１）の点火後に前記第二点火プラグ（５２）を点火させることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、バルブ駆動機構（カムシャフト等）が前記範囲の内側に配置されるＯＨＣエンジンと異なり、バルブ駆動機構が前記範囲の外側に配置されるＯＨＶエンジンとすることで、動弁系をコンパクトにしながら第一及び第二点火プラグの中心軸線が燃焼室の中心方向を指向して配置されるため、エンジン本体を小型化しつつ点火時期を最適に制御してエンジン性能の向上を図ることができる。
また、連通路を通じて第一プラグホール内に溜まる雨水等を第二プラグホールへと導いてシリンダヘッド外方へ排出することが可能となり、水抜き構造を簡素化できる。

請求項２に記載した発明によれば、第二点火プラグ周辺を積極的に冷却することができ、第一点火プラグとの温度差を小さくして点火時期特性を安定させることができる。
請求項３に記載した発明によれば、混合気の第二点火プラグ周囲への到達スピードを速めつつ、第二点火プラグ先端の電極部への燃料付着を防止でき、点火性を良くしてエンジン性能の向上を図ることができる。
請求項４に記載した発明によれば、燃焼圧力の上昇を緩やかにしてエンジン構造部品への負荷を減らしつつ、希薄混合気であっても異常燃焼を抑止でき、ツインプラグ化による燃焼改善によってエミッション性能の向上を図ることができる。

本発明の実施形態における車両の左側面図である。 上記車両のエンジンの後面図である。 上記エンジンのシリンダヘッド周辺のシリンダ軸線に沿う断面図である。 上記シリンダヘッドのシリンダ軸線に沿う上面図である。 上記シリンダヘッドのシリンダ軸線に沿う下面図である。 （ａ）は図５のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 上記エンジンのスロットルボディ周辺の左側面図である。 上記エンジンのスロットルボディ周辺の上面図である。 上記エンジンのスロットルボディ周辺の後面図である。 （ａ）は比較例における吸気ポート及びスロットルボディの配置を上方から見た図、（ｂ）は本実施形態における前記配置を上方から見た図をそれぞれ示す。 （ａ）は比較例における吸気ポート及びスロットルボディの配置を上後方から見た図、（ｂ）は本実施形態における前記配置を上後方から見た図をそれぞれ示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨ、車両上方を示す矢印ＵＰが示されている。

図１に示す車両は、不正地走行を主目的とした比較的小型の車両（ＭＵＶ；マルチ・ユーティリティ・ビークル）１であり、前側および後側にそれぞれ左右一対の前輪２及び後輪３を有する四輪車として構成される。

左右前輪２を備える車体前部には、ヒンジ等を介して上下に開閉するボンネット４と、ボンネット４の前部内側に配置されるラジエータ５とを有する。乗員空間Ｋを形成する車体中間部には、乗員空間Ｋの周囲を囲むロールバー６と、乗員が着座するシート７と、シート７の下方に配置されるエンジン１０と、エンジン１０の周囲を覆うと共にシート７を支持する車体カバー８とを有する。左右後輪３を備える車体後部には可動式の荷台９が設けられる。

図２を併せて参照し、エンジン１０は車両１の原動機であり、クランクシャフト１１の回転中心軸線（クランク軸線）Ｃ１を車両前後方向に沿わせた所謂縦置き配置とされる。エンジン１０の駆動力は、不図示のプロペラシャフト及び差動機構等を介して左右前輪２及び左右後輪３に伝達される。エンジン１０の下部左側には、前記プロペラシャフトを接続する出力軸１２が前後に突出する。

エンジン１０は、クランクシャフト１１及びトランスミッション１３を収容するクランクケース１４と、クランクケース１４上に起立するシリンダ１５とを有する。
シリンダ１５は、上側ほど左側に位置するように傾斜して起立する。すなわち、シート７の下方に配置されるエンジン１０において、クランクケース１４上に起立するシリンダ１５が傾斜することで、シート７の高さが抑えられて低重心化及び乗降性向上が図られる。なお、図中符号Ｃ２はシリンダ１５の起立方向に沿う軸線（シリンダ軸線）を示す。

シリンダ１５は、クランクケース１４に取り付けられるシリンダ本体１６と、シリンダ本体１６の上端部に取り付けられるシリンダヘッド１７と、シリンダヘッド１７の上端部に取り付けられるヘッドカバー１８とを有する。シリンダ軸線Ｃ２はシリンダ本体１６のシリンダボア及びシリンダヘッド１７の中心軸線でもある。ヘッドカバー１８はシリンダヘッド１７の上方空間を閉塞して動弁室１９を形成する。以下、シリンダ１５におけるシリンダ軸線Ｃ２に沿う上下方向をシリンダ上下方向、シリンダ軸線Ｃ２と直交する左右方向をシリンダ左右方向という。また、図におけるシリンダ上下方向の上方を矢印ＵＰ’、シリンダ左右方向の左方を矢印ＬＨ’で示す。

図３を併せて参照し、シリンダヘッド１７の後部にはスロットルボディ２１及びエアクリーナ２２等の吸気系部品２１Ａが接続される。シリンダヘッド１７の前部には排気管２３の基端部が接続され、この排気管２３がエンジン１０の左方で後方に折り返して延びて、車体後部に配置されたサイレンサ２４に接続される。

シリンダ本体１６内にはシリンダボアを形成するスリーブ２５が鋳込まれ、このスリーブ２５内にピストン２６が往復動可能に嵌装される。ピストン２６はコンロッド２７を介してクランクシャフト１１に連結され、ピストン２６の往復動がクランクシャフト１１の回転動に変換される。なお、図中符号２８はバランサーを、符号２９はスタータモータをそれぞれ示す。

シリンダヘッド１７は、ピストン２６と共にペントルーフ型の燃焼室３１を形成する。シリンダヘッド１７におけるピストン２６の上面と対向する部位には、燃焼室３１の天井を形成するべくシリンダ左右方向視で浅い逆Ｖ字形状をなす前後斜面が形成される。エンジン１０は水冷四バルブＯＨＶ単気筒エンジンであり、前記後斜面には吸気ポート３２におけるシリンダ左右方向に沿って並ぶ左右一対の吸気下流側開口３３が形成され、前記前斜面には排気ポート３６におけるシリンダ左右方向に沿って並ぶ左右一対の排気上流側開口３７が形成される。左右吸気下流側開口３３は左右吸気バルブ４１により開閉され、左右排気上流側開口３７は左右排気バルブ４２により開閉される。

図３〜５を参照し、吸気ポート３２は、燃焼室３１内に開放する左右吸気下流側開口３３と、シリンダヘッド１７の後面で後方に向けて開放する単一の吸気上流側開口３４と、左右吸気下流側開口３３と吸気上流側開口３４との間を連通するヘッド内吸気通路３５とを有する。吸気ポート３２（ヘッド内吸気通路３５）は、円形の吸気上流側開口３４から前方に延びて左右分岐通路３５ａに分岐しつつ、下方に湾曲してそれぞれ円形の左右吸気下流側開口３３に至る。左右吸気下流側開口３３にはそれぞれリング状のバルブシート３３ａが嵌入される。

排気ポート３６は、燃焼室３１内に開放する左右排気上流側開口３７と、シリンダヘッド１７の前面で前方に向けて開放する単一の排気下流側開口３８と、左右排気上流側開口３７と排気下流側開口３８との間を連通するヘッド内排気通路３９とを有する。排気ポート３６（ヘッド内排気通路３９）は、それぞれ円形の左右排気上流側開口３７から上方に延びて左右分岐通路３９ａを合流させつつ、前方に湾曲して円形の排気下流側開口３８に至る。左右排気上流側開口３７にはそれぞれリング状のバルブシート３７ａが嵌入される。

吸気バルブ４１は、左右吸気下流側開口３３に対応して左右一対に設けられる。吸気バルブ４１は、吸気下流側開口３３（バルブシート３３ａ）に燃焼室３１側から密接する傘状のバルブヘッド４１ａと、バルブヘッド４１ａの頂部からシリンダヘッド１７を貫通して動弁室１９内に至るまで延びる棒状のステム４１ｂとを一体に有する。シリンダヘッド１７におけるステム４１ｂが貫通する部位には、ステム４１ｂをストローク可能に保持するバルブガイド４１ｃが固設される。バルブガイド４１ｃの下端部は吸気ポート３２内に突出する。吸気ポート３２の上部内壁には、吸気がバルブガイド４１ｃの下端部を乗り越え易いようにその吸気上流側を滑らかに隆起させる突部３２ａが形成される。

排気バルブ４２は、左右排気上流側開口３７に対応して左右一対に設けられる。排気バルブ４２は、排気上流側開口３７（バルブシート３７ａ）に燃焼室３１側から密接する傘状のバルブヘッド４２ａと、バルブヘッド４２ａの頂部からシリンダヘッド１７を貫通して動弁室１９内に至るまで延びる棒状のステム４２ｂとを一体に有する。シリンダヘッド１７におけるステム４２ｂが貫通する部位には、ステム４２ｂをストローク可能に保持するバルブガイド４２ｃが固設される。吸気及び排気バルブ４１，４２の各ステム４１ａ，４２ｂは、前後方向視でＶ字状に配置される。

吸気バルブ４１のステム４１ｂの先端部には、バルブスプリング４１ｅの上端部を支持するリテーナ４１ｄが装着される。シリンダヘッド１７におけるリテーナ４１ｄと対向する部位には、バルブスプリング４１ｅの下端部を支持するバネ台座４１ｆが形成される。これらリテーナ４１ｄ及びバネ台座４１ｆ間に縮設されたバルブスプリング４１ｅのバネ力により、吸気バルブ４１が上方に付勢されて吸気下流側開口３３を閉塞する。一方、前記バネ力に抗して吸気バルブ４１が下方に移動することで、吸気バルブ４１が吸気下流側開口３３を開放する。

同様に、排気バルブ４２のステム４２ｂの先端部には、バルブスプリング４２ｅの上端部を支持するリテーナ４２ｄが装着される。シリンダヘッド１７におけるリテーナ４２ｄと対向する部位には、バルブスプリング４２ｅの下端部を支持するバネ台座４２ｆが形成される。これらリテーナ４２ｄ及びバネ台座４２ｆ間に縮設されたバルブスプリング４２ｅのバネ力により、排気バルブ４２が上方に付勢されて排気上流側開口３７を閉塞する。一方、前記バネ力に抗して排気バルブ４２が下方に移動することで、排気バルブ４２が排気上流側開口３７を開放する。

左右吸気バルブ４１のステム先端には、吸気ロッカーアーム４３の左右出力腕４３ｄが上方から係合し、左右排気バルブ４２のステム先端には、排気ロッカーアーム４４の左右出力腕４４ｄが上方から係合する。各ロッカーアーム４３，４４は、それぞれ前後方向に延びるロッカーアームシャフト４３ａ，４４ａを介して、シリンダヘッド１７に揺動自在に支持される。

吸気ロッカーアーム４３は、ロッカーアームシャフト４３ａを挿通する円筒状の基部４３ｂと、基部４３ｂの右前部から右前方へ延びる単一の入力腕４３ｃと、基部４３ｂの左右後部から左後方へ延びる左右出力腕４３ｄとを一体に有する。
同様に、排気ロッカーアーム４４は、ロッカーアームシャフト４４ａを挿通する円筒状の基部４４ｂと、基部４４ｂの右後部から右後方へ延びる単一の入力腕４４ｃと、基部４４ｂの左右前部から左前方へ延びる左右出力腕４４ｄとを一体に有する。

各ロッカーアーム４３，４４の入力腕４３ｃ，４４ｃの先端部には、一対のプッシュロッド４５の上端部がそれぞれ係合する。各ロッカーアーム４３，４４の左右出力腕４３ｄ，４４ｄの先端部には、各バルブ４１，４２のステム先端に係合するタペットボルト４６がそれぞれ装着される。

各ロッカーアーム４３，４４及び各ロッカーアームシャフト４３ａ，４４ａは、シリンダ上下方向で略同一高さに配置される。各ロッカーアーム４３，４４及び各ロッカーアームシャフト４３ａ，４４ａは前後方向で互いに離間し、後述する第一点火プラグ５１をシリンダ上下方向に沿って着脱可能とする。なお、各ロッカーアーム４３，４４は、シリンダヘッド１７の右側で各入力腕４３ｃ，４４ｃのみ互いに接近させる。ここで、図中符号４７はシリンダヘッド１７の軸方向視（平面視）で各バルブ４１，４２に囲まれた範囲（各バルブヘッド４１ａ，４２ａの中心（各吸気下流側開口３３及び各排気上流側開口３７の中心に相当）を繋いでできた範囲）を示す。

図２を併せて参照し、シリンダヘッド１７の右側部には、クランク軸線Ｃ１と平行な回転中心軸線（カム軸線）Ｃ３を有する単一のカムシャフト４８が配置される。カムシャフト４８は、各プッシュロッド４５に対応するカムロブを一体回転可能に有する。各カムロブには、リフター４５ａを介して各プッシュロッド４５の下端部が係合する。各プッシュロッド４５は、前後方向視でシリンダ上下方向上側ほどシリンダ左右方向左側（シリンダ軸線Ｃ２側）に位置するように傾斜している。

カムシャフト４８は、例えばチェーン式の伝動機構を介してクランクシャフト１１と連係して回転駆動する。このカムシャフト４８の回転駆動に伴い、各カムロブの外周パターンに応じて各プッシュロッド４５が上下動し、各バルブ４１，４２の駆動力を発生させる。以下、カムシャフト４８及び各プッシュロッド４５をバルブ駆動機構（バルブ動力発生機構）４８Ａという。

バルブ駆動機構４８Ａの作動により、各ロッカーアーム４３，４４が揺動して各バルブ４１，４２を上下動させ、吸気ポート３２の吸気下流側開口３３及び排気ポート３６の排気上流側開口３７をそれぞれ開閉させる。なお、図中符号４９ａはシリンダヘッド１７の右側部に設けられてバルブ駆動機構４８Ａを収容する駆動機構室を、符号４９ｂは駆動機構室４９ａの前方に連設されて前記伝動機構を収容する伝動機構室をそれぞれ示す。

ここで、エンジン１０は、燃焼性能を高めて出力向上及び低燃費化を図るべくツインプラグ化されており、シリンダ上下方向で互いに高さの異なる二箇所に、第一点火プラグ５１及び第二点火プラグ５２をそれぞれ有する。

具体的には、シリンダヘッド１７の中央部には第一点火プラグ５１がシリンダ軸線Ｃ２と同軸に配置され、シリンダヘッド１７の左側部には第二点火プラグ５２がシリンダ軸線Ｃ２に対して傾斜して（シリンダ上下方向上側ほどシリンダ左右方向左側に位置するように傾斜して）配置される。各点火プラグ５１，５２の先端の電極部は、燃焼室３１の中心を向くように配置される。なお、図中符号Ｃ９１，Ｃ９２は各点火プラグ５１，５２の中心軸線を示す。

図６（ａ）を併せて参照し、シリンダヘッド１７には、第一及び第二点火プラグ５１，５２のネジ部を螺着するための第一及び第二ネジ孔５３ａ，５４ａが形成されると共に、各ネジ孔５３ａ，５４ａに各点火プラグ５１，５２を到達させるための座刳り状の第一及び第二プラグホール５３，５４が形成される。第一点火プラグ５１及び第一プラグホール５３は、シリンダ上下方向視で各ロッカーアーム４３，４４間の空間であり前記各バルブ４１，４２に囲まれた範囲４７に配置される。

第一プラグホール５３は、シリンダヘッド１７及びヘッドカバー１８に跨って形成されたエアジャケット５５内に開放する。エアジャケット５５は、第一プラグホール５３をシリンダ上下方向で上方に開放させると共に、シリンダ左右方向で左方に向けて末広がりに開放する。第二プラグホール５４は、シリンダ上下方向で上方かつシリンダ左右方向で左方に向けて開放する。第二プラグホール５４の下端部は浅く、その下端面は水平方向に対して左下がりに傾斜する（図２参照）。

各点火プラグ５１，５２は、別個の点火コイル（不図示）に接続されることで、互いに点火時期を異ならせるべく（点火タイミングに位相差を設定するべく）制御される。これにより、混合気の燃焼速度を制御しつつ希薄混合気でも良好な燃焼を可能としてエンジン出力及び燃費の向上が図られる。また、ツインプラグ化による燃焼改善によるエミッション性能の向上も図られる。

第一プラグホール５３の底部左側には、シリンダ左右方向で左方に延びる連通路（孔）５６の左端が開口する。連通路５６の右端は第二プラグホール５４の底部右側に開口し、シリンダヘッド１７の傾斜を利用して第一プラグホール５３内の雨水等を第二プラグホール５４内に導く。第二プラグホール５４はシリンダヘッド１７における下向きに傾斜する左側面に形成されることから、前記雨水等を排出し易くメンテナンス性が高い。

シリンダ本体１６には、スリーブ２５の上部外方（燃焼室３１外方）を取り囲むようにシリンダ側ウォータジャケット５７が形成される。一方、シリンダヘッド１７には、各ポート３２，３６及び各プラグホール５３，５４等を避けつつ全体に広がるヘッド側ウォータジャケット５８が形成される。

シリンダ側ウォータジャケット５７は、シリンダ本体１６におけるシリンダヘッド１７との合わせ面１６ａにおいて環状に開口する。一方、シリンダヘッド１７におけるシリンダ本体１６との合わせ面１７ａには、ヘッド側ウォータジャケット５８に連通するヘッド側開口５９が、シリンダ側ウォータジャケット５７の開口部分と対向する円周に沿って複数形成される（図５参照）。シリンダ本体１６及びシリンダヘッド１７の各合わせ面１６ａ，１７ａは、ガスケットを介して互いに密接することで、各ウォータジャケット５７，５８を互いに連通させて冷却水の流通を可能とする。

図５，６を参照し、シリンダヘッド１７の合わせ面１７ａには、シリンダ周方向で第二点火プラグ５２用のネジ孔５４ａを挟むように前記ヘッド側開口５９が形成される。このヘッド側開口５９からヘッド側ウォータジャケット５８へ流入した直後の冷却水により、前記ネジ孔５４ａ及びこれに連なる第二プラグホール５４が良好に冷却され、第二点火プラグ５２の冷却性が確保される。これにより、比較的大型のヘッド側ウォータジャケット５８に囲まれた第一点火プラグ５１と第二点火プラグ５２との冷却性が同等となり、点火タイミングの安定化が図られると共に、第一及び第二点火プラグ５１，５２の熱価の同一化による生産性及びメンテナンス性の向上が図られる。

なお、図２に示すように、シリンダヘッド１７における吸気ポート３２の下方には、シリンダ側ウォータジャケット５７からヘッド側ウォータジャケット５８に流入した直後の冷却水温を検出する水温センサ６１が取り付けられる。また、図４，５に示すように、シリンダヘッド１７の前記駆動機構室４９ａの後方にはサーモスタットケース６２が連設される。

図３，７〜９を参照し、スロットルボディ２１は、前後に延びる筒状をなしてヘッド内吸気通路３５に連なるボディ内吸気通路６３ａを形成する本体６３と、本体６３内に回動可能に支持されてボディ内吸気通路６３ａを開閉するバタフライバルブ６４と、バタフライバルブ６４よりも下流側に燃料を噴射するインジェクタ６５とを有する。スロットルボディ２１の前端部はインシュレータ２１ａを介してシリンダヘッド１７の吸気ポート３２に接続され、スロットルボディ２１の後端部はコネクティングチューブ２１ｂを介してエアクリーナ２２に接続される。

本体６３は円筒状をなし、その内部に前下がりの中心軸線Ｃ４に沿って直線状に延びる断面円形状のボディ内吸気通路６３ａを形成する。バタフライバルブ６４は、ボディ内吸気通路６３ａの直径に沿って延びる回転軸６６を介して本体６３に支持される。回転軸６６は水平に配置され、その両端部を本体６３の外方に突出させる。回転軸６６の右端部にはスロットルドラム６７が取り付けられ、不図示の操作子によりスロットルケーブル７５を介してバタフライバルブ６４を回動操作可能とする。

回転軸６６の左端部は、本体６３左側に取り付けられたセンサケース６８内のスロットル開度センサ(不図示)に係合する。なお、センサケース６８内には吸気温センサ及び吸気圧センサも含まれる。バタフライバルブ６４は円形の平板状をなし、回転軸６６を中心に一方向にのみ回動して回転軸６６を挟んだ上下に同一面積の開口を形成する。

図３を参照し、インジェクタ６５は、本体６３の鉛直方向の上端部（最上部）に中心軸線Ｃ５を前下がりに傾斜させた姿勢で配置される。インジェクタ６５におけるボディ内吸気通路６３ａに臨む前端６５ａには、中心軸線Ｃ５に対して左右均等に末広がりに分岐する二方向への燃料噴射を行う一対の燃料噴射口（不図示）が設けられる。

図１０，１１を併せて参照し、前記二方向への燃料噴射は、それぞれ円錐形状の燃料噴霧（スプレーフォーム）６９を形成する。各燃料噴霧６９の中心軸線Ｃ６Ｌ，Ｃ６Ｒは、水平に配置された回転軸６６の中心軸線Ｃ７と平行な平面上に配置される。すなわち、各燃料噴霧６９は、水平な回転軸６６に沿って互いに左右に並ぶように形成される。

一方、左右吸気下流側開口３３は、水平な左右方向に対して傾斜したシリンダ左右方向に沿って並んでおり、これら左右吸気下流側開口３３に向けて最適な燃料噴射を行うように、本実施形態では、後述の如くスロットルボディ２１ごと左右燃料噴霧６９をシリンダ左右方向一側に偏向させることで、スロットルボディ２１の汎用性を維持しつつエミッション性能、エンジン出力及び燃費の向上を図っている。

インジェクタ６５は、各燃料噴霧６９を極力吸気ポート３２の下流側に到達させるために、本体６３の中心軸線Ｃ４に対して中心軸線Ｃ５の角度を鋭角にして（寝かせて）配置される。本体６３の前部内周の上端部には、各燃料噴霧６９を避けるための燃料噴霧逃げ部７１が凹設される。燃料噴霧逃げ部７１は本体６３の前端に至り、この燃料噴霧逃げ部７１の前方に連なるように、インシュレータ２１ａの後部内周の上端部には第二燃料噴霧逃げ部７２が凹設される。

図７〜９を参照し、インジェクタ６５における本体６３外方に突出する後端部には、Ｌ字形状のホースジョイント７３を介して燃料ホース７４が接続される。ホースジョイント７３は、インジェクタ６５の後端部から左前方に延びる第一辺部７３ａと、第一辺部７３ａの左端部から左後方に延びる第二辺部７３ｂとを一体に有する。第二辺部７３ｂは燃料ホース７４の先端部内に挿入されて保持される。燃料ホース７４は不図示の燃料ポンプから延出し、スロットルボディ２１の上方かつ右方の部位から左後方に向けて略水平に延びた後、スロットルボディ２１の左方かつ後方で右前方に折り返して第二辺部７３ｂに外嵌される。

図５を参照し、吸気ポート３２は、シリンダ軸方向視で、各吸気下流側開口３３の並び方向（シリンダ左右方向）における各吸気下流側開口３３間の中心位置ＣＰ２に対して、吸気上流側開口３４の中心位置ＣＰ１を、前記並び方向の一側（シリンダ左右方向の左側）に所定量Ｆだけオフセットさせる。これにより、左吸気下流側開口３３に至る左分岐通路３５ａが、右吸気下流側開口３３に至る右分岐通路３５ａよりも短くかつ曲がりが少なくなる。

図７〜９を併せて参照し、吸気ポート３２の吸気上流側開口３４は、その中心軸線Ｃ８がシリンダ左右方向視で後上がりとなるように設けられる。シリンダヘッド１７は左方に傾斜することから、吸気上流側開口３４の中心軸線Ｃ８は側面視では後上がりに傾斜し、平面視でも後側ほど左側に位置するように若干傾斜する。

スロットルボディ２１は、側面視では本体６３の中心軸線Ｃ４が吸気上流側開口３４の中心軸線Ｃ８よりも若干角度を寝かせて後上がりに傾斜し、平面視では本体６３の中心軸線Ｃ４が吸気上流側開口３４の中心軸線Ｃ８よりも若干角度を増して後側ほど左側に位置するように傾斜する。

側面視における前記中心軸線Ｃ４の前記中心軸線Ｃ８に対する角度変化は、回転軸６６近傍を中心になされる。このため、スロットルボディ２１の前端開口は、吸気ポート３２の吸気上流側開口３４よりも上方に変位する。

また、平面視における前記中心軸線Ｃ４の前記中心軸線Ｃ８に対する角度変化は、吸気上流側開口３４の中心位置ＣＰ１近傍を中心になされる。
インジェクタ６５の前端６５ａは、吸気上流側開口３４の中心軸線Ｃ８に対してやや左方（吸気上流側開口３４のオフセット側）に変位し、当該位置から吸気上流側開口３４の反オフセット側（右方）に向けて燃料を噴射する。

図１０，１１の吸気ポート３２はその内面形状を示し、この内面形状における燃料噴霧６９が当たる部位には燃料噴霧６９と同様のドットハッチングが記される。
図１０（ａ）、図１１（ａ）を参照し、吸気ポート３２において、吸気上流側開口３４の中心軸線Ｃ８とインジェクタ６５の中心軸線Ｃ５（燃料噴射中心軸線、左右燃料噴霧６９の中心軸線Ｃ９Ｌ，Ｃ９Ｒ間の角度の二等分線）とをシリンダ軸方向視で一致させた配置でインジェクタ６５から燃料を噴射すると、燃料噴霧６９が比較的抵抗の少ない左分岐通路３５ａに偏って流入し易く、かつ二つの噴射領域（スプレーフォーム）がポート内壁上部に当たり難くなる（ポート内壁下部に片当たりして燃料が付着し易くなる）。

これに対し、本実施形態のエンジン１０では、シリンダ軸方向視で、インジェクタ６５の中心軸線Ｃ５が、吸気上流側開口３４の中心軸線Ｃ８に対してシリンダ左右方向右側（吸気上流側開口３４の反オフセット側）を向くように（シリンダ左右方向右側に傾くように）傾斜している。
これにより、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、前記燃料噴霧６９の偏った流入が抑えられ、かつ二つの噴射領域がポート内壁上部にも当たり易くなる（ポート内壁下部に燃料が付着し難くなる）。

ポート噴射ガソリンエンジンにおいて、ポート内壁に燃料が付着すると、その一部が気化（霧化）せず液相として直接筒内へ流入し、エンジンの冷間時や過渡運転時における排気ガス中のＨＣ（Hydro Carbon）の増加や燃費及びドライバビリティの低下を生じさせることがある。

これに対し、ポート内壁への燃料の付着を抑えることで、排気ガス中のＨＣが減少してエミッション性能が向上すると共に、燃料噴射のフィードバック制御が高精度となって燃費及びドライバビリティが向上する。
また、吸気上流側開口３４のオフセット側には第二点火プラグ５２が位置することから、混合気の第二点火プラグ５２の電極部への到達スピードが速まって電極部への燃料付着が抑止される。このとき、燃焼室３１内の気流（スワール等）が促進されて燃焼性も高まる。

以上説明したように、上記実施形態におけるエンジン１０は、シリンダヘッド１７の中心軸線Ｃ２を挟んだ両側に、ピストン２６と対向する複数の吸気バルブ４１及び複数の排気バルブ４２を配置した頭上弁式の内燃機関において、前記シリンダヘッド１７の軸方向視における前記複数の吸気バルブ４１及び複数の排気バルブ４２により囲まれた範囲４７の内側に配置されて前記中心軸線Ｃ２に沿って直立する第一点火プラグ５１と、前記範囲４７の外側で前記中心軸線Ｃ２に対して傾斜する第二点火プラグ５２とを備え、前記第二点火プラグ５２が、前記範囲４７の外側で前記中心軸線Ｃ２を挟んでバルブ駆動機構４８Ａと反対側に配置されるものである。

この構成によれば、バルブ駆動機構４８Ａ（カムシャフト４８等）が前記範囲４７の内側に配置されるＯＨＣエンジンと異なり、バルブ駆動機構４８Ａが前記範囲４７の外側に配置されるＯＨＶエンジンとすることで、動弁系をコンパクトにしながら第一及び第二点火プラグ５１，５２の中心軸線Ｃ９１，Ｃ９２が燃焼室３１の中心方向を指向して配置されるため、エンジン本体を小型化しつつ点火時期を最適に制御してエンジン性能の向上を図ることができる。

また、上記エンジン１０は、前記シリンダヘッド１７の中心軸線Ｃ２が、鉛直方向に対して傾斜し、前記シリンダヘッド１７が、前記第一点火プラグ５１を収容する第一プラグホール５３と、前記第一プラグホール５３よりも鉛直方向で低位置にあって前記第二点火プラグ５２を収容する第二プラグホール５４と、前記第一プラグホール５３の底部から前記第二プラグホール５４に至る連通路５６とを有することで、連通路５６を通じて第一プラグホール５３内に溜まる雨水等を第二プラグホール５４へと導いてシリンダヘッド１７外方へ排出することが可能となり、水抜き構造を簡素化できる。

また、上記エンジン１０は、前記シリンダヘッド１７の内部に冷却用のヘッド側ウォータジャケット５８を備え、前記シリンダヘッド１７のシリンダ本体１６との合わせ面１７ａにおける前記第二プラグホール５４の近傍の部位には、前記シリンダヘッド１７のヘッド側ウォータジャケット５８と前記シリンダ本体１６内のシリンダ側ウォータジャケット５７とを連通するヘッド側開口５９が形成されることで、第二点火プラグ５２周辺を積極的に冷却することができ、第一点火プラグ５１との温度差を小さくして点火時期特性を安定させることができる。

また、上記エンジン１０は、前記各吸気バルブ４１が開閉する二つの吸気下流側開口３３と吸気系部品２１Ａが接続される単一の吸気上流側開口３４とを連通する吸気ポート３２を備え、前記吸気ポート３２が、前記シリンダヘッド１７の軸方向視で、前記各吸気下流側開口３３間の並び方向の中心位置ＣＰ２に対して、前記吸気上流側開口３４の中心位置ＣＰ１を前記並び方向で前記第二点火プラグ５２側にオフセットさせることで、混合気の第二点火プラグ５２周囲への到達スピードを速めつつ、第二点火プラグ５２先端の電極部への燃料付着を防止でき、点火性を良くしてエンジン性能の向上を図ることができる。

また、上記エンジン１０は、一燃焼工程で、前記第一点火プラグ５１の点火後に前記第二点火プラグ５２を点火させることで、燃焼圧力の上昇を緩やかにしてエンジン構造部品への負荷を減らしつつ、希薄混合気であっても異常燃焼を抑止でき、ツインプラグ化による燃焼改善によってエミッション性能の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、上記した四輪の車両に限らず二輪や三輪等の車両のエンジンに適用してもよい。また、並列又はＶ型等の複数気筒エンジンや、クランク軸線を車両左右方向に沿わせた横置きエンジンに適用してもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０ エンジン（内燃機関）
１６ シリンダ本体
１７ シリンダヘッド
１７ａ 合わせ面
Ｃ２ 中心軸線
２１Ａ 吸気系部品
２６ ピストン
３２ 吸気ポート
３３ 吸気下流側開口
ＣＰ２ 中心位置
３４ 吸気上流側開口
ＣＰ１ 中心位置
４１ 吸気バルブ
４２ 排気バルブ
４７ 囲まれた範囲
４８Ａ バルブ駆動機構
５１ 第一点火プラグ
５２ 第二点火プラグ
５３ 第一プラグホール
５４ 第二プラグホール
５６ 連通路
５７ シリンダ側ウォータジャケット（ウォータジャケット）
５８ ヘッド側ウォータジャケット（ウォータジャケット）
５９ ヘッド側開口（冷却水通路）

Claims (4)

1. シリンダヘッド（１７）におけるシリンダ軸線（Ｃ２）を通る平面を挟んだ両側に、ピストン（２６）と対向する複数の吸気バルブ（４１）及び複数の排気バルブ（４２）を配置した頭上弁式の内燃機関（１０）において、
   前記シリンダヘッド（１７）を前記シリンダ軸線（Ｃ２）と平行に見て前記複数の吸気バルブ（４１）及び複数の排気バルブ（４２）により囲まれた範囲（４７）の内側に配置されて前記シリンダ軸線（Ｃ２）に沿って直立する第一点火プラグ（５１）と、前記範囲（４７）の外側で前記シリンダ軸線（Ｃ２）に対して傾斜する第二点火プラグ（５２）とを備え、
   前記第二点火プラグ（５２）は、前記範囲（４７）の外側で前記シリンダ軸線（Ｃ２）を挟んでバルブ駆動機構（４８Ａ）と反対側に配置され、
   前記シリンダ軸線（Ｃ２）は、鉛直方向に対して傾斜し、
   前記シリンダヘッド（１７）は、前記第一点火プラグ（５１）を収容する第一プラグホール（５３）と、前記第一プラグホール（５３）よりも鉛直方向で低位置にあって前記第二点火プラグ（５２）を収容する第二プラグホール（５４）と、前記第一プラグホール（５３）の底部から前記第二プラグホール（５４）に至る連通路（５６）とを有し、
   クランク軸線方向視で、前記シリンダヘッド（１７）におけるシリンダ軸線（Ｃ２）を挟んで高い側にカムシャフト（４８）が配置され、前記カムシャフト（４８）から前記吸気バルブ（４１）及び排気バルブ（４２）に向かって前記バルブ駆動機構（４８Ａ）が設けられ、
   前記シリンダヘッド（１７）におけるシリンダ軸線（Ｃ２）を挟んで低い側に前記第二点火プラグ（５１）が配置され、前記第二プラグホール（５４）から前記第一プラグホール（５３）の底部に向かって前記連通路（５６）が形成されることを特徴とする内燃機関。
2. 前記シリンダヘッド（１７）の内部に冷却用のウォータジャケット（５８）を備え、
   前記シリンダヘッド（１７）のシリンダ本体（１６）との合わせ面（１７ａ）における前記第二プラグホール（５４）の近傍の部位には、前記シリンダヘッド（１７）のウォータジャケット（５８）と前記シリンダ本体（１６）内のウォータジャケット（５７）とを連通する冷却水通路（５９）が開口することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記各吸気バルブ（４１）が開閉する二つの吸気下流側開口（３３）と吸気系部品（２１Ａ）が接続される単一の吸気上流側開口（３４）とを連通する吸気ポート（３２）を備え、
   前記吸気ポート（３２）は、前記シリンダヘッド（１７）を前記シリンダ軸線（Ｃ２）と平行に見て、前記各吸気下流側開口（３３）間の並び方向の中心位置（ＣＰ２）に対して、前記吸気上流側開口（３４）の中心位置（ＣＰ１）を前記並び方向で前記第二点火プラグ（５２）側にオフセットさせることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
4. 一燃焼工程で、前記第一点火プラグ（５１）の点火後に前記第二点火プラグ（５２）を点火させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関。

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