JP2002522700A - ロッカバルブ装置を備えた往復動エンジン - Google Patents

ロッカバルブ装置を備えた往復動エンジン

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JP2002522700A JP2000565279A JP2000565279A JP2002522700A JP 2002522700 A JP2002522700 A JP 2002522700A JP 2000565279 A JP2000565279 A JP 2000565279A JP 2000565279 A JP2000565279 A JP 2000565279A JP 2002522700 A JP2002522700 A JP 2002522700A
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crankshaft
camshaft
cylinder head
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ウルス ヴェンガー
ハンス−ルドルフ イェンニ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の往復動エンジンは、ロッカバルブ装置と、コネクティングロッド（２）に連結されかつクランクシャフトジャーナル（３）を介してクランクシャフト（４）に連結されたピストン（１）と、バランサ（５）と、クランクシャフト（４）により駆動されかつロッカ（１１）を駆動するカムシャフト（１０）とを有し、上記要素が、シリンダヘッド（２４）およびシリンダヘッドカバー（１４）を備えたクランクケース内に配置されている。組立ておよびメインテナンスを大幅に容易にするため、シリンダヘッド（２４）には、ベアリングブロックを別個に取り付ける必要なくして中空カムシャフト（１０）を取り付けることができる機能を有する一体鋳造形または螺着形の受容器（１６）が設けられる。同様に、シリンダヘッド（２４）には、ベアリングブロックを別個に取り付ける必要なくして中空ロッカ（１１）を取り付けることができる機能を有する別の一体鋳造形または螺着形の受容器（１５、１５Ａ、２５）が設けられる。本発明の他の実施形態によれば、カムシャフト（１０）、テンショニングホイール（７）および逆回転バランサ（５）は、カムシャフト（４）と整合して配置された単一チェーン（８）を介してカムシャフト（４）により駆動され、従ってコンパクトな構造が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特許請求の範囲の記載の必須要件項の前提部に記載のロッカバルブ
装置（rocker valve gear）を備えた往復動エンジンに関する。例えば、本発明
は、２気筒直列エンジンに関して詳細に説明するが、任意の所望数のシリンダを
備えた往復動エンジンにも適用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
種々のバルブ装置を備えたエンジンは当業界で知られており、例えば図１には
、書籍「ボッシュ自動車技術ポケットブック（Kraftfahrtechnisches Taschenbu
ch Bosh）」（VDI-Verlag発行、第１９版）に開示されているような４つの異な
るバルブ装置が概略的に示されている。可能性のある１つの実施形態は、図１の
第３番目の図面に示されたロッカバルブ装置である。今日、この種のバルブ装置
は、特に、低摩擦および低構造高が主として要求されるエンジンに使用されてい
る。この設計の欠点は、バルブ装置の機械加工および組立てがかなり複雑なこと
、メインテナンスにコストが嵩むこと、およびシリンダの長手方向に大きなスペ
ースを要することにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 【課題を解決するための手段】
この従来技術の背景に鑑みて、本発明の目的は、バルブ装置の機械加工および
組立てがかなり複雑なこと、メインテナンスにコストが嵩むこと、およびシリン
ダの長手方向に大きなスペースを要すること等の従来のロッカバルブ装置の欠点
を解消することにある。この種のロッカバルブ装置を備えたエンジンは、特許請
求の範囲の記載の必須要件項に規定されている。他の長所および実施形態は、特
許請求の範囲の記載の実施態様項に開示されている。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下、従来技術の解決法を示す図面および２気筒直列エンジンの例示実施形態
を参照して本発明をより詳細に説明する。
【０００５】 図２〜図５は、本発明の往復動エンジンの駆動機構の部品を概略的に示すもの
であり、ピストン１は１つのみが示されており、該ピストン１は、コネクティン
グロッド２に連結されかつクランクシャフトジャーナル３を介してクランクシャ
フト４に連結されている。更に、スプロケット５Ｋを備えたバランサ５と、クラ
ンクシャフト４に直接連結されたスプロケット６と、カムシャフトスプロケット
９を駆動するチェーンテンショニングスプロケット７とが示されている。これに
より、カムシャフト１０が回転されかつロッカ１１が駆動され、該ロッカ１１に
より、概略的に示したバルブ１９がバルブ軸線１２に沿って駆動される。
【０００６】 例示実施形態に示すようないわゆる直列エンジンと呼ばれる往復動形式の内燃
機関は、２つの平行なシリンダ（図示せず）を有し、該シリンダ内でピストン１
、２が往復運動する。シリンダの下に配置されたクランクシャフト４は２つのク
ランクシャフトジャーナル３を有し、各クランクシャフトジャーナルにはそれぞ
れのコネクティングロッド２が軸支されている。各コネクティングロッド２は、
それぞれのシリンダ内で往復運動するピストン１に連結されている。カムシャフ
ト１０はシリンダの上に配置されている。カムシャフト１０のカム１８はロッカ
１１を駆動し、該ロッカ１１は対応するバルブと協働する。
【０００７】 カムシャフト１０は、個々のシリンダ用のカム対の間に配置されたカムシャフ
トスプロケット９により駆動される。例示実施形態では、このカムシャフトスプ
ロケット９はカムシャフト１０の中心に配置されているが、他の実施形態では中
心からずらせることができる。
【０００８】 カムシャフト１０は、カムシャフトスプロケット９、チェーンテンショニング
スプロケット７、バランサスプロケット５Ｋを備えた逆回転バランサ５、および
クランクシャフトスプロケット６に掛けられたコントロールチェーン８を介して
クランクシャフト４により駆動される。カムシャフト駆動機構の他の可能な実施
形態として、チェーンおよびスプロケットの代わりに、歯付きベルトおよび歯付
きホイールを使用できる。
【０００９】 図６および図７の断面図は、カムシャフト１０およびロッカ１１が、シリンダ
ヘッド２４に一体鋳造された受容器１５、１６に直接組み込まれた状態を示すも
のである。この構造により、カムシャフトおよびロッカの非常に簡単な機械加工
および組立てができるという長所が得られる。図６および図７は、シリンダヘッ
ド２４およびシリンダヘッドカバー１４（該シリンダヘッドカバー１４内に、説
明に係る全ての要素が配置される）の一部のみを示すに過ぎない。
【００１０】 カムシャフト１０に関連して、組立て方法およびその長所を以下に詳細に説明
する。本発明によれば、中空軸であるカムシャフト１０のための、シリンダヘッ
ド２４に一体鋳造された受容器１６には、内部ローラベアリング２０が設けられ
たカムシャフト１０を両受容器１６間に配置して取付け軸１７を押し込むことが
できるように、所望の軸寸法に穿孔するだけでよい。これに対応して機械加工さ
れた側面２１を有するシリンダヘッドカバー１４は、カムシャフト１０の取付け
軸１７を横方向に保持する機能を有している。
【００１１】 これと同じ構成がロッカ１１にも適用される。ロッカ１１もローラベアリング
２２を備えた中空軸の形態をなし、図７に示すように、ロッカ１１は両受容器１
５間に配置される。次に、ロッカ取付け軸１３が押し込まれ、シリンダヘッドカ
バー１４の側面２３により保持される。
【００１２】 かくして、本発明の１つの長所は、バルブ装置の非常に簡単な機械加工ができ
ること、およびカムシャフトおよびロッカの非常に簡単な組立てができることで
ある。本発明の他の長所は、カムシャフトおよびロッカにローラベアリングが使
用され、これにより摩擦損が非常に小さくなるため、圧力潤滑を全く不要にでき
ることである。
【００１３】 本発明の他の重要な長所は、ねじまたは他の手段によりベアリングブロックを
付加固定する必要が全くないことである。シリンダヘッドカバーを特殊設計する
ことにより、シリンダヘッドカバーにベアリングを設けることが不要になる。ま
た、シリンダヘッドカバーとシリンダヘッドとの間にはいかなる遮断シール面も
不要であり、スパークプラグボアは非常に簡単なシーリングが可能である。取付
け軸の固定にシリンダヘッドカバーを使用できるため、カムシャフトおよびロッ
カを更に固定することが不要になる。また本発明は、バルブ間隙の制御および調
節等のサービス作業を大幅に簡単化でき、かつカムシャフトおよびロッカの交換
が非常に容易になる。
【００１４】 図８は、別の設計による受容器、より詳しくはロッカ軸受容器を示すものであ
り、シリンダヘッドは斜視図で示されている。ロッカ軸の鋳造形受容器は、或る
モデルの条件には適合せず、また高応力を受ける場合にも適合しないことが判明
している。このような場合、図８の実施形態では、図７による鋳造形受容器１５
が、シリンダヘッド２４に対をなして直接螺着される鋼製受容器１５Ａに置換さ
れている。鋳造形受容器の他の長所は全体的に維持され、ロッカ軸の組立ても同
様に行われる。
【００１５】 必要ならば、鋳造形カムシャフト受容器１６も、後でシリンダヘッドに螺着さ
れる予製造形（prefabricated）受容器に置換することができる。
【００１６】 また、鋳造形受容器または予製造／螺着形受容器のいずれの受容器を使用する
場合でも、従来技術のカムシャフトまたはロッカの取付けに比べて大きな長所お
よび経済性が得られることが判明している。同様に、カムシャフトおよびロッカ
の取付けに中空軸を使用することは、従来技術の構造でも長所が得られることが
判明している。
【００１７】 特に図３を参照すると、カムシャフト１０、チェーンテンショニングスプロケ
ット７およびスプロケット５Ｋを備えた逆回転バランサ５は、クランクシャフト
４およびそのスプロケット６に整合して配置された単一のチェーン８を介してク
ランクシャフト４により駆動される。これにより、非常にコンパクトな設計によ
って非常にスリムな構造にできること、および中間軸等の付加部品を省略できる
こと等の長所が得られる。また、チェーンテンショニングスプロケット７を設け
た構造により、バランサ５を逆方向に回転でき、かつ全ての駆動部品および被駆
動部品に充分な接触角を付与することができる。チェーンテンショニングスプロ
ケット７は、全てのシャフトに充分な接触角が得られかつバランサ５の逆方向回
転が得られるように、クランクシャフトスプロケット６と整合して配置される。
摩擦を低減させるため、チェーンテンショニングスプロケット７は、これにロー
ラベアリングを設けることができ、同時にチェーンのスプラッシュオイルにより
充分に潤滑することができる。
【００１８】 本発明のこの特徴はまた、バルブ装置の非常に簡単かつコンパクトな設計にも
寄与する。本発明は、チェーン駆動の代わりに歯付きベルトで実施することもで
き、この場合には、スプロケットは歯付きベルトホイールに置換される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可能性のある４つのバルブ装置を概略的に示す図面である。
【図２】 本発明のエンジンのバルブ装置を概略的に示す側面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】 図２および図３のロッカ構造を示す平面図である。
【図５】 図２のクランクシャフトおよびバランサを示す平面図である。
【図６】 本発明のシリンダヘッド包囲体の第１断面を示す概略図である。
【図７】 本発明のシリンダヘッド包囲体の他の断面を示す概略図である。
【図８】 図７の実施形態の変更態様を示す斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｌ 1/18 Ｆ０１Ｌ 1/18 Ｄ Ｆ Ｚ Ｆ０１Ｍ 9/10 Ｆ０１Ｍ 9/10 Ｍ Ｆ０２Ｂ 67/06 Ｆ０２Ｂ 67/06 Ａ Ｆ０２Ｆ 7/00 Ｆ０２Ｆ 7/00 Ｌ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｄ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3G013 AA05 AA07 BA04 BC06 3G016 AA06 AA12 AA19 BA18 BA20 BA22 BA23 BA24 BA27 BA30 BA31 BA33 BA34 BA43 BA46 BA49 BB16 BB22 BB26 CA15 CA16 CA17 CA22 CA23 CA25 CA32 CA52 CA57 EA02 FA01 FA12 FA36 FA38 FA39 FA40 GA01 3G024 AA05 AA18 AA72 DA09 DA18 DA26 GA01 GA25 HA03 【要約の続き】 ンサ（５）は、カムシャフト（４）と整合して配置され た単一チェーン（８）を介してカムシャフト（４）によ り駆動され、従ってコンパクトな構造が得られる。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つのシリンダと、ロッカバルブ装置とを有し
    、該ロッカバルブ装置が、コネクティングロッド（２）に連結されかつクランク
    シャフトジャーナル（３）を介してクランクシャフト（４）に連結されたピスト
    ン（１）と、バランサ（５）と、クランクシャフト（４）により駆動されかつロ
    ッカ（１１）を駆動するカムシャフト（１０）とを備え、上記要素が、シリンダ
    ヘッド（２４）およびシリンダヘッドカバー（１４）を備えたクランクケース内
    に配置される往復動エンジンにおいて、シリンダヘッドには受容器（１６）が設
    けられ、該受容器（１６）はシリンダヘッドに直接固定されかつベアリングブロ
    ックを別個に取り付ける必要なくしてカムシャフト（１７）を取り付けることが
    できる機能を有することを特徴とする往復動エンジン。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つのシリンダと、ロッカバルブ装置とを有し
    、該ロッカバルブ装置が、コネクティングロッド（２）に連結されかつクランク
    シャフトジャーナル（３）を介してクランクシャフト（４）に連結されたピスト
    ン（１）と、バランサ（５）と、クランクシャフト（４）により駆動されかつロ
    ッカ（１１）を駆動するカムシャフト（１０）とを備え、上記要素が、シリンダ
    ヘッド（２４）およびシリンダヘッドカバー（１４）を備えたクランクケース内
    に配置される往復動エンジンにおいて、シリンダヘッドには受容器（１５）が設
    けられ、該受容器（１５）はシリンダヘッドに直接固定されかつベアリングブロ
    ックを別個に取り付ける必要なくしてロッカ（１３）を取り付けることができる
    機能を有することを特徴とする往復動エンジン。
  3. 【請求項３】 少なくとも１つのシリンダと、ロッカバルブ装置とを有し
    、該ロッカバルブ装置が、コネクティングロッド（２）に連結されかつクランク
    シャフトジャーナル（３）を介してクランクシャフト（４）に連結されたピスト
    ン（１）と、バランサ（５）と、クランクシャフト（４）により駆動されかつロ
    ッカ（１１）を駆動するカムシャフト（１０）とを備え、上記要素が、シリンダ
    ヘッド（２４）およびシリンダヘッドカバー（１４）を備えたクランクケース内
    に配置される往復動エンジンにおいて、カムシャフト（１０）および／またはロ
    ッカ（１１）は、中空で、内部に配置されるローラベアリング（２０、２２）を
    有し、かつカムシャフト（１０）およびロッカ（１１）内にそれぞれ挿入される
    付加取付け軸（１７、１３）上で回転できることを特徴とする往復動エンジン。
  4. 【請求項４】 前記取付け軸（１７、１３）は、それぞれ、カムシャフト
    受容器（１５）およびロッカ受容器（１６）内に挿入されることを特徴とする請
    求項１乃至請求項３び３記載の往復動エンジン。
  5. 【請求項５】 カムシャフトベアリング（２０）およびロッカベアリング
    （２２）は、それぞれ、ローラベアリングまたは平ベアリングであることを特徴
    とする請求項３記載の往復動エンジン。
  6. 【請求項６】 前記受容器（１５、１６）はシリンダヘッド（２４）と一
    体に鋳造されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載
    の往復動エンジン。
  7. 【請求項７】 前記受容器（１５Ａ、２５；１６）は、鋼から予製造され
    かつシリンダヘッド（２４）に螺着されることを特徴とする請求項１乃至請求項
    ５のいずれか１項記載の往復動エンジン。
  8. 【請求項８】 前記シリンダヘッドカバー（１４）は、カムシャフト（１
    ０）および関連取付け軸（１７）を位置決めしかつ保持する機能を有する側面（
    ２１）を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載
    の往復動エンジン。
  9. 【請求項９】 前記シリンダヘッドカバー（１４）は、ロッカ（１１）お
    よび関連取付け軸（１３）を位置決めしかつ保持する機能を有する側面（２３）
    を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の往復
    動エンジン。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１つのシリンダと、ロッカバルブ装置とを有
    し、該ロッカバルブ装置が、コネクティングロッド（２）に連結されかつクラン
    クシャフトジャーナル（３）を介してクランクシャフト（４）に連結されたピス
    トン（１）と、バランサ（５）と、クランクシャフト（４）により駆動されかつ
    ロッカ（１１）を駆動するカムシャフト（１０）とを備え、カムシャフト（１０
    ）の回転は、クランクシャフト（４）に直接連結された駆動ホイール（６）によ
    り駆動される可動駆動手段（８）により行われ、駆動手段（８）に張力を付与す
    るためのテンショニングホイール（７）を更に有する往復動エンジンにおいて、
    カムシャフト（１０）、テンショニングホイール（７）および逆回転バランサ（
    ５）が、クランクシャフトと整合して配置された単一チェーン（８）または単一
    歯付きベルトを介してクランクシャフト（４）により駆動されることを特徴とす
    る往復動エンジン。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項９および１０のいずれか１項記載の
    往復動エンジン。
  12. 【請求項１２】 クランクシャフトホイール（６）と整合して配置された
    テンショニングホイール（７）は、全てのシャフトについての充分な接触角およ
    びバランサ（５）の逆回転方向が得られるように配置されることを特徴とする請
    求項１０または１１記載の往復動エンジン。
  13. 【請求項１３】 前記テンショニングホイール（７）は、摩擦を低減させ
    るためのローラベアリングが設けられかつチェーンのスプラッシュオイルにより
    充分に潤滑されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載
    の往復動エンジン。
JP2000565279A 1998-08-11 1999-08-06 ロッカバルブ装置を備えた往復動エンジン Pending JP2002522700A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98115057A EP0979928A1 (de) 1998-08-11 1998-08-11 Hubkolbenmotor mit Kipphebel-Ventilsteuerung
EP98811260.3 1998-12-23
EP98811260A EP0979929B1 (de) 1998-08-11 1998-12-23 Hubkolbenmotor mit Kipphebel-Ventilsteuerung
EP98115057.6 1998-12-23
PCT/EP1999/005714 WO2000009864A1 (de) 1998-08-11 1999-08-06 Hubkolbenmotor mit kipphebel-ventilsteuerung

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Publication Number Publication Date
JP2002522700A true JP2002522700A (ja) 2002-07-23

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