JP2560121B2 - 横断流シリンダーヘッドを有する内燃機関、特にオートバイ内燃機関のための空冷単一シリンダーヘッドを有する内燃機関 - Google Patents

横断流シリンダーヘッドを有する内燃機関、特にオートバイ内燃機関のための空冷単一シリンダーヘッドを有する内燃機関

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第１項上部概念記載の構成を
有する構造の内燃機関に関する。
この様な構造の内燃機関は例えば西ドイツ国特許公開
公報第2703520号によって公知になっている。ここに示
されている機関は、横断流シリンダーヘッド（Querstro
m−Zylinderkpfen）を有する２気筒水平対向エンジン
（２−Zylinder−Boxermotor）であり、その際それぞれ
のシリンダーヘッドには１つの制御軸が、走行方向を向
いているクランク軸に平行に配置されている。さらにそ
れぞれのシリンダーヘッドはそれぞれ１つの吸入弁と排
出弁とを有し、これらの弁はクランク軸に対して平行で
外側に向かって上昇している平面内に配置されている。
それぞれの弁を含む平面に対して平行な制御軸は傾倒レ
バーを介して弁に作用している。さらにそれぞれのシリ
ンダーヘッドの吸入ダクトと排出ダクトとはそれぞれの
弁を含む平面に対して、後方で高く、走行方向前方に向
かって低く下がっている掃気方向が得られる様に配置さ
れ、この掃気方向は制御軸の回転軸線と１つの鋭角を挟
んでいる。
上記した様な配置はシリンダーヘッドの上に本質的に
重ねられる１つの制御ケーシングを必要とし、このケー
シングは水平対向エンジン（Boxermotor）の外側の寸法
が大きくなるのが不利であり、そしてさらに内燃機関の
重心が走行路上の高い位置になる。
さらにT U Grazの“内燃機関及び熱力学研究所報告”
の第３版の分冊31bに記載の図9.4T2f−2g/IIから、横断
流シリンダーヘッドを有する１つの２気筒Ｖ型エンジン
が公知になっており、これらのシリンダーヘッドのガス
交換ダクトを制御している弁は、それぞれの掃気方向に
対してほぼ平行な平面内に配置されている。しかし全て
の弁はシリンダーの間にあってエンジンケーシングの中
でクランク軸に平行に配置されたただ１つの制御軸にて
よって作動させられている。このため複雑な構造の伝達
が必要になり、その際制御軸によって作動させられる引
っ張りレバー（Schlepphebel）は比較的長い押し棒を介
してシリンダーヘッド内に配置された傾倒レバーに弁制
御用のために作用している。比較的高振動の質量と伝達
部における大なる弾性のため、確実な弁の制御は費用を
かけてもほとんど不可能である。このことは不都合なガ
スの消費量と排気量をもたらす以外に出力と回転数が制
限される機関となる。さらに走行中の風で空冷される機
関にとっては機械的騒音が高くなり、さらにその際屡発
生する弁の隙間の変化のため比較的短い補修のため時間
間隔が必要である。
本発明の課題は上記した種類の内燃機関において上記
した様な欠点が無しに、特に、走行中の風によってよく
冷却される横断流シリンダーヘッドの範囲に配置されて
いる複数の同様な弁のために小さな装着空間で比較的剛
性のある弁制御部を提示することである。上記の課題は
特許請求の範囲第１項に記載の特徴部分の構成により達
成される。本発明の特に有利な点は、例えば制御軸が弁
配置の傍らに最少の間隔で隣合って、小さく又は短く形
成された伝達要素を使用の下で配置されることが可能で
あり、そして斯くして全体として小さな装着空間とコン
パクトな装着によって剛性の高い弁駆動部が達成されて
いることである。
走行中の風によって空気冷却されるシリンダーヘッド
を有する２気筒水平対向エンジンとして形成された内燃
機関においては、有利な態様で、シリンダーヘッドー毎
に数個の搬出弁が直接流れ込む走行中の風によって冷却
される範囲に配置されている。この際、本発明により本
質的な制限なしに弁の配置のその他の形状の可能性があ
る。従って別の形状においてはＶ字形に吊るされて配置
された４個の弁を有する横断流シリンダーヘッドが好都
合であり、この際同じ種類の弁のグループの間の比較的
小さなＶ角度がシリンダーヘッドにおいて浅い（flache
n）屋根形の燃焼空間を得るために好都合である。さら
に中央に配置された１つの点火栓はシリンダー軸線に対
して大体におて平行に設けられることが可能である。
横断流シリンダーヘッドを構造簡単に形成するため、
別の１つの軸承台が制御軸及びそれと協働し同様に軸承
台に配置されている傾倒レバーと駆動結合するための中
空突棒のための担持体として設けられている。これらの
特に組立ユニットとして形成された軸承台は、付加的な
保持手段を避けるため、シリンダーヘッドの締め付けね
じを介して保持され、これらのタイロッド（Zuganker）
は例えばエンジンケーシングに固定されることが可能に
なっている。
本発明による横断流シリンダーヘッドの構造高さを小
さくするため、軸承台に懸架されて配置されている制御
軸を収容するため、このシリンダーヘッドカバー側に開
く１つの空間が形成されている。分割された吊り下げ軸
承（Ｈngelagern）の軸承台に配置されている制御軸
のためには比較的狭い空間で十分である。さらにこの様
な配置によって制御軸は短く構成するように形成される
ことが出来る。短く構成する構造態様は横断流シリンダ
ーヘッドの付加的な形成よって次の様にして助成されて
いる。即ち制御軸の１つの伝動装置が同様に前記空間の
なかに格納されることができる。最後に空間の配置は主
としてシリンダーヘッドの吸入側の領域にあるのが有利
である。何故ならばシリンダーヘッドの比較的冷たい領
域に設けられている空間によってケースに入れられた
（gekapselten）弁駆動装置の温度負荷が減少させられ
るからである。
別の冒頭に記載した有利な４個の弁の配置のための軸
承台の僅かな構成空間を必要とする形態は平行な傾倒レ
バー軸の間に配置された中空突棒のための案内を有して
いる。このことは傾倒レバーのために短くそして剛性の
高い腕を形成させている。これらの傾倒レバー腕はさら
に、直線状に導かれている中空突棒の、平面又は僅かに
球面状になっている端面と申し分ないそして摩耗の少な
い滑動結合を形成するため、シリンダー状の面として形
成された滑面を有している。
最後に本発明の枠内には、例えば掃気方向にほぼ平行
な傾倒レバー軸を有する軸承台が２つの弁又は３つの弁
を有する横断流シリンダーヘッドのために考えられる。
本発明は、走行する方向を向いているクランク軸とこ
のクランク軸に平行な制御軸を有する２気筒水平対向エ
ンジンにおいて、それぞれのシリンダーヘッド毎に、１
つの走行する方向に向かって下方に傾斜し、特に好都合
な複数の排出弁装置を有する掃気方向を可能ならしめて
いる。このことにより排気装置としてはシリンダーを部
分的に弧状に取り巻く、経過により必要な導管長を得
る。双方のシリンダーヘッドの掃気方向はこの際負荷的
に乗り物又はオートバイ（Maschinen）の縦軸に大体平
行か又は走行方向に対して互いに傾斜した平面内を延び
ている。斯くして掃気方向に後方の上方から走行方向に
向かって前方の下方に延在する吸入導管はオートバイで
の脚部が十分に自由になる様に、制御軸に対して掃気方
向を空間的に鋭角的に配置することになり好都合に位置
決めされる。弁制御の有利な形態のためさらに弁駆動部
と伝達要素（傾倒レバー及び突棒）とを１つの共通な軸
承台の中に一緒に配置するのが有利であり、この軸承台
は剛性の高い完全なそして空間を節約するOHC弁制御装
置を形成し、この装置は小さな弁の角度と最良の燃焼室
のために点火栓を中央に位置させる。このことは内燃機
関の出力、回転モーメント、弾性、騒音、燃料消費及び
排気ガス値に有利に作用する。最後に軸承台は大量生産
組み立て及び検査の際に有利であり、更に修理の際のコ
ストが有利であり、そしてさらに鋳造技術及び生産技術
的に横断流シリンダーヘッドを簡単にしている。
添付図には本発明が２つの有利な実施例を用いて示さ
れている。
第１図 ２気筒水平対向エンジンの側面図で横断流シリ
ンダーヘッドの１つの平面図、 第２図 弁制御のために載せられた１つの軸承台を有す
るシリンダーヘッドのII−II線に沿った断面図、 第３図 軸承台の別の実施例を示す図である。
２つのシリンダー１を備えた１つの水平対向エンジン
（Boxermotor）２は図示されていない１つの乗物にそれ
のクランク軸３を走行方FRに向けて配置されている。そ
れぞれのシリンダー１は横断流原理に基づいて形成され
た１つのシリンダーヘッド４を備えている。横断流シリ
ンダーヘッド４の中には巻掛け伝動装置（Ｈllgetrie
be）５によって駆動するため１つの制御軸６がクランク
軸３に平行に配置されている。シリンダーヘッド側の吸
入ダクト７及びシリンダーヘッドとは反対側の排出ダク
ト８は、大体において、平面図でみた横断流シリンダー
ヘッド４の貫流の方向または掃気の方向を矢印SRで示す
如く定めている。第１図から判明する如く、横断流シリ
ンダーヘッド４は、平面図で見て、制御軸６の回転軸線
９に対して約８゜から約20゜の鋭角をなくして延びてい
る掃気方向SRを有している。FRで示された走行方向に関
して掃気方向SRは前方下方に向かっており、その際排出
弁10は走行方向前方にそして吸入弁11は走行方向後方に
シリンダーヘッド４内に配置されている。
それぞれ２つの排出弁10と吸入弁11とは掃気方向SRに
対してほぼ平行な平面E1内にあって比較的小さなＶ角度
を有するＶ位置でシリンダーヘッド４に吊るされて配置
され最適の屋根形の燃焼室（図示せず）をシリンダーヘ
ッド４の内部に形成している。更にシリンダーヘッド４
は燃焼室の中央部分に、吸入弁11と排出弁10との間に図
示されていない点火栓のための収容部を有している。
横断流シリンダーヘッド４から分離される１つの軸承
台13は制御軸６に同列に位置するブリッジ14を有し、こ
のブリッジは第１の伝達要素として短く形成する中空突
棒16のための案内部15を有している。第２図から判明す
る様に、中空突棒16は一方ではブリッジ14の軸承17に配
置された制御軸６と協働する。他方では中空突棒16は第
２の伝達要素として作用する傾倒レバー18及び19と協働
し，この傾倒レバーは軸承台13に掃気方向SRに交叉して
配置され距離を隔てて平行な軸20の回りに傾倒運動可能
に配置されている。排出弁10は１つの共通な傾倒レバー
18によりそして吸入弁11は１つの共通な傾斜レバー19に
よって作動させられる。傾倒レバー18及び19は短い腕21
及び22を介して、軸承台13のブリッジ14に双方の傾斜レ
バー軸20の間で配置されている中空突棒16と協働する。
中空突棒16は傾倒レバー側に平面又は少し球面状になっ
た端面23を有している。この端面と傾倒レバーの腕21及
び22はそれぞれシリンダー面24を介して滑り動く結合状
態にあり、その際シリンダー面24の軸（図示せず）は傾
倒レバー軸20に対して平行になっている。
軸承台13は制御軸６と、中空突棒16及び軸20の回りに
回動可能な傾倒レバー18及び19と共に１つの組み立てユ
ニットを形成している。この組み立てユニットはシリン
ダーヘッドの取り付けねじ25を介して横断流シリンダー
ヘッド４に支持されている。
第２図から判明する様に、制御軸６は軸承台13のブリ
ッジ14の分割された軸承17に配置されている。斯くして
軸承台13又はそれのブリッジ14に懸架するように支承さ
れている制御軸６のための比較的大きな直径が避けられ
ている。横断流シリンダーヘッド４の構成の高さを小さ
くするため、このシリンダーヘッドは制御軸６及び軸承
台13のブリッジ14の大部分を収容する空間26を有してい
る。空間26はシリンダーヘッド４の内部にあって走行方
向において大体シリンダーの中央面EZMの後ろにあって
シリンダーヘッドの走行路側の外側の輪郭27とこの輪郭
の次に位置する吸入弁11との間に配置されている。空間
26は長手方向においては吸入側のシリンダーヘッドの境
界部28と排出に使用されるガス交換ダクト29とに大体境
界されている。横断流シリンダーヘッド４の吸入側の端
部領域において空間26はシリンダーヘッドの底部30に配
置された開口31と連結し、この開口を制御軸６を駆動す
るのに使用されている巻掛け伝動装置のチェーン35が通
っている。図示されていない2:1に減速された中間伝動
装置によって、巻掛け伝動装置５は制御軸６の上に比較
的小さな直径を有するチェーン歯車32を持つことが出来
る。制御軸６を駆動するため巻掛け伝動装置５を横断流
シリンダーヘッド４の比較的冷たい吸入領域に配置する
ことによって、歯付きベルトを有し外側にある巻掛け伝
動装置のために、制御軸６は又シリンダーヘッドの境界
28を越えて先方に延長することも又考えられる。
最後に第２図から明らかなことは、軸承台13のブリッ
ジ14に位置する軸承17を介して間隔を隔てられた２つの
制御カム33及び34を有する制御軸６は、浮動状（片持ち
状）（fliegend）に配置された制御カム34と共に排出の
ために使用されるガス交換ダクト29の近くで終わってい
る。軸承台13でこの様な制御軸６のための軸承配置によ
り空間26の長手方向の寸法は小さくなっている。さらに
掃気方向SRに対して空間的に鋭角をなして延びる制御軸
６の回転軸線９が延在している場合に、全体の弁装置に
対して制御軸６を付設するために比較的大きな自由空間
が得られる。
本発明の枠内において、第３図に示す如く、軸承台36
が、吸入弁11′と排出弁10′とを作動させる傾倒レバー
38及び39のためシリンダーの中央面Ｅ′ZMに対して交叉
する方向を向いた傾倒レバー軸37を有することができ
る。この実施例は、第１図の実施例に比較して、２弁横
断流シリンダーヘッド４′のための、ほぼ掃気方向SR′
の方向を向いた傾倒レバー軸37を示している。

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】走行方向（FR）を向いている１つのクラン
    ク軸（３）と、クランク軸（３）に対してほぼ平行に横
    断流シリンダーヘッド（４、４′）内に配置され、傾倒
    レバー（18、19;38、39）を介して懸架するように配置
    されたガス交換ダクト用吸入弁及び排出弁（10、11;1
    0′、11′）を制御する１つの制御軸（６、６′）とを
    有し、掃気方向（SR、Ｓ′Ｒ）が、シリンダーヘッド
    （４、４′）の内部のガス交換装置に対してほぼ中心に
    ありそして制御軸（6,6′）の回転軸線（9,9′）と鋭角
    （α）を挟んでいる、横断流シリンダーヘッドを有する
    内燃機関、特にオートバイ内燃機関のための空冷単独シ
    リンダーヘッドを有する内燃機関において、 吸入弁及び排出弁（10、11;10′、11′）は掃気方向（S
    R、Ｓ′Ｒ）に対してほぼ平行な平面（E1;E2）内に配置
    されていること、及び制御軸（６、６′）は傾倒レバー
    （18、19;38、39）と、横断流シリンダーヘッド（４、
    ４′）内に配置されている突棒（16、16′）を介して駆
    動連結していることを特徴とする内燃機関。
  2. 【請求項２】掃気方向（SR、Ｓ′Ｒ）は制御軸（６、
    ６′）の回転軸線（９、９′）と空間的な鋭角を挟み、
    横断流シリンダーヘッド（４、４′）を上方から見た掃
    気方向（SR、Ｓ′Ｒ）の成分は走行方向（FR、Ｆ′Ｒ）
    において前方に向かって８゜〜20゜の角度（α）で下が
    るように傾斜していることを特徴とする、請求項１に記
    載の内燃機関。
  3. 【請求項３】それぞれの横断流シリンダーヘッド（４）
    はＶ字形に懸架するように配置された吸入弁及び排出弁
    （11、10）を包含し、そしてシリンダーヘッドの走行方
    向前方に配置された排出弁（10）は走行方向後方に配置
    された吸入弁（11）と比較的小さなＶ角度を挟んでいる
    ことを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関。
  4. 【請求項４】横断流シリンダーヘッド（４、４′）は傾
    倒レバー（18,19;38;39）及び突棒（16,16′）のための
    別の軸承台（13、36）を備え、その際軸承台（13、36）
    は、短く形成されたシリンダー状の突棒（16,16′）の
    ための案内部（15、15′）を有し且つ制御軸（6,6′）
    に芯出しされたブリッジ（14、14′）を有し、突棒（1
    6,16′）は一方において傾倒レバー（18、19;38:39）と
    協働し、そして他方においてはブリッジ（14）の軸承
    （17）に配置された制御軸（６）と協働することを特徴
    とする、請求項３に記載の内燃機関。
  5. 【請求項５】制御軸（６、６′）は軸承台（13、36）の
    ブリッジ（14、14′）に設けられた分割された軸承（1
    7）に配置されていること、及び軸承台は制御軸（６、
    ６′）と、突棒（16、16′）と、軸（20、37）の回りに
    旋回可能な傾倒レバー（18、19;38、39）と共に１つの
    組み立てユニットを形成していることを特徴とする、請
    求項４に記載の内燃機関。
  6. 【請求項６】夫々の横断流シリンダーヘッド（４、
    ４′）は走行方向（FR）において後方にあって走行路側
    に位置するシリンダーヘッドの外側輪郭（27）とこれに
    隣接する吸入弁（11）との間に配置され、制御軸（６）
    及び軸承台（13）のブリッジ（14）の大部分を配置する
    ための１つの空間（26）を有し、この空間は吸入側のシ
    リンダーヘッドの境界（28）から排出に用いられている
    ガス交換ダクト（29）まで延在し、その際軸承台（13）
    のブリッジ（14）の１つの軸承（17）を介して間隔を隔
    てられた２つの制御カム（33、34）を有する制御軸
    （６）は排出側において片持ち状に配置された制御カム
    （34）で終わっていることを特徴とする、請求項５に記
    載の内燃機関。
  7. 【請求項７】空間（26）は横断流シリンダーヘッド
    （４）の吸入側の端部領域においてシリンダーヘッドの
    底部（30）に配置された１つの開口（31）と連結し、こ
    の開口（31）に制御軸（６）のための伝動装置（５）が
    配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の内
    燃機関。
  8. 【請求項８】夫々の横断流シリンダーヘッド（４）はＶ
    字形に配置された吸入弁及び排出弁（11、10）の間にあ
    って掃気方向（SR）に交叉する方向を向いているシリン
    ダー中央面（EZM）の領域に配置された点火栓を担持し
    ており、そして軸承台（13）は数個の同じ弁（10又は1
    1）を作動するそれぞれ１つの傾倒レバー（18、19）の
    ため、シリンダー中央面の両側に平行に配置された軸線
    （20）を包含し、その際突棒（16）は軸承台（13）のブ
    リッジ（14）の中で台に固定されている傾倒レバーの２
    つの軸線（20）の間に配置されていることを特徴とす
    る、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機
    関。
  9. 【請求項９】突棒（16）は平面または僅かに球面状の端
    面（23）を介して傾斜レバーの腕（21、22）のシリンダ
    ー状の面（24）に作用し、その際シリンダー状の面（2
    4）の軸線は傾倒レバー軸線（20）に対して平行である
    ことを特徴とする、請求項８に記載の内燃機関。
  10. 【請求項１０】軸承台（13、36）はシリンダーヘッド取
    り付けねじ（25、25′）を介して保持されていることを
    特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載
    の内燃機関。
  11. 【請求項１１】軸承台（36）は、吸入弁（11′）及び排
    出弁（10′）のため、シリンダー中央面（Ｅ′ZM）に対
    して交叉する方向を向いた傾倒レバー軸（37）を有して
    いることを特徴とする、請求項１〜請求項10のいずれか
    １つに記載の内燃機関。
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