(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸、並びに、車両の前後方向に沿ったクランク軸の軸線方向で吸気ダクト（１０２，２０２，３０２，４０２）から排気ダクト（１１２，２１２，３１２，４１２）且つ車体後部から車体前部に向かう、貫流を内部に生じることができ、且つ前記吸気ダクト（１０２，２０２，３０２，４０２）及び前記排気ダクト（１１２，２１２，３１２，４１２）を開閉するための弁（１０４，１１４，２０４，２０５，２１４，２１５，３０４，３０５，３１４，３１５）を備える少なくとも一つのシリンダヘッドを有している内燃機関を搭載した自動車において、
前記弁（１０４，１１４，２０４，２０５，２１４，２１５，３０４，３０５，３１４，３１５，４０４，４０５，４１４，４１５）を作動させるために第１および第２のカム軸（１２６，２２６，２２７，３２６，３２７，４２６，４２７）が備えられ、前記第１および第２のカム軸（１２６，２２６，２２７，３２６，３２７，４２６，４２７）とも、それぞれ吸気弁（１０４，２０４，２０５，３０４，３０５，４０４，４０５）と排気弁（１１４，２１４，２１５，３１４，３１５，４１４，４１５）を付設するとともに、前記クランク軸に対して平行に配置されること、
前記弁（１０４，１１４，２０４，２０５，２１４，２１５，３０４，３０５，３１４，３１５，４０４，４０５，４１４，４１５）がスイングアーム式ロッカーアーム（１０８，１１８，２０８，２０９，２１８，２１９，３０８，３１８）を利用して作動されること、
前記吸・排気弁（１０４，１１４，２０４，２０５，２１４，２１５，３０４，３０５，３１４，３１５，４０４，４０５，４１４，４１５）のカム側端部が、貫流方向に気筒を二分する中心面に対して外向きに傾斜していること、及び
前記第１および第２のカム軸（１２６，２２６，２２７，３２６，３２７，４２６，４２７）、並びにロッカーアーム軸（１２２、１２４、２２２、２２３、２２４、２２５、３２２、３２４、４２２、４２４）を備えた前記スイングアーム式ロッカーアーム（１０８，１１８，２０８，２０９，２１８，２１９，３０８，３１８）が、支持体（４００）の内部に配置されており、その際、前記支持体（４００）が、前記支持体と前記シリンダヘッドがまずそれぞれを別個に加工して、サブアッセンブリとして組み立ててから、両者を一つに組み立てることができるように、前記シリンダヘッドの部分ではない独立した部材として構成されていること、
を特徴とする、自動車。
【請求項２】
上記自動車が自動二輪車であることを特徴とする、請求項１に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸、並びに、クランク軸の軸線方向に沿った、吸気ダクトから排気ダクトに向かう貫流を内部に生じることができる、これらのダクトを開閉するための弁を有する少なくとも一つのシリンダヘッドを有している内燃機関を搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような内燃機関は、たとえば特許文献１から知られているが、それによると、弁を作動させるために、吸気側カムと排気側カムを一つずつ有するカム軸が一本だけ備えられるようになっている。弁の作動は、これらのカムにより、弁が位置している面と平行に配置されるロッカーアーム軸を利用して、それぞれのカムが一本のロッカーアーム軸を介して二つの弁（吸気弁および排気弁）を同時に作動させることによって行われる。そこではこれらのカムがロッカーアーム軸の一方の端部に作用するようになっており、また弁を作動させるためのアームは、ロッカーアーム軸に沿って、カムが作用するアームからロッカーアーム軸の軸線方向に距離をおいて配置されている。このような構成方式により、確かに同じシリンダヘッドに配置される複数の同種の弁を駆動するための動弁機構用の取付け空間を比較的小さくすることができるが、しかし特に弁加速度が高いときに到達し得る回転数には、限界を生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第３８４１７１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のような背景から、本発明は、同じシリンダヘッドに配置される複数の弁を駆動するための動弁機構の所要取付け空間を僅かだけとしながら、極めてダイレクトで確実な動力伝達行程が同時にもたらされるようにすることで、特に弁加速度が高いときにも高回転数に達することができる、冒頭に記した内燃機関を提示することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴を具備した内燃機関により解決されるが、そこでは本発明にしたがって、弁を作動させるために第１および第２のカム軸が備えられ、この第１のカム軸も、また第２のカム軸も、それぞれ吸・排気弁を付設するとともに、クランク軸に対して少なくともほぼ平行に配置されるようになっている。この課題はほかにも、請求項７の特徴を具備した、そのような内燃機関を搭載した自動車によっても解決される。このような配置方式によって、極めてコンパクトな省スペース型の仕様が実現されて、必要な部品点数もほんの僅かだけとなるために、製造、組付け、および整備時のコストが低減され、動弁時にはダイレクトでしかも確実な動力伝達行程が実現されることになる。
【０００６】
非常に好ましい実施例および展開構成例は、従属請求項の対象となっている。
弁は、スイングアーム式ロッカーアームを利用して直接作動されることが好ましいが、バケットタイプのバルブリフタを利用して弁を直接作動させても同様に好適である。
【０００７】
吸排気弁のカム側の端部が、貫流方向に気筒を二分する中心面に対して外向きに傾斜していると非常に有利である。その場合はシリンダヘッドをラジアルヘッドとして実施できるために、特に取付け空間に関して様々なメリットが達成されることになり、たとえばイグニッションコイルを格納するための取付け空間が得られるようになる。
【０００８】
本発明の好ましい展開構成例においては、第1および第２のカム軸、並びにバケットタイプのバルブリフタが、設計上別体のキャリアの内部に配置されることによって、動弁機構は設計上弁とは別々になっている。それにより、シリンダヘッドおよび動弁機構を有する動弁系支持体（以下「動弁系キャリア」と称する）の製造を、これらが切り離されているために容易に行うことができるだけでなく、動弁機構を別途事前に組み付けることができるサブアッセンブリとすることで、組付け作業も容易となる。第１および第２のカム軸、並びにスイングアーム式ロッカーアームおよびロッカーアーム軸は、設計上別体のキャリアの内部に配置されると好適である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】クランク軸の軸線方向に沿った、吸気ダクトから排気ダクトに向かう貫流を内部に生じることができる、クランク軸と平行な二本のカム軸を有するシリンダヘッドの側面図である。
【図２】同じシリンダヘッドの上面図である。
【図３】クランク軸の軸線方向に沿った、吸気ダクトから排気ダクトに向かう貫流を内部に生じることができる、クランク軸と平行な二本のカム軸を有するシリンダヘッドの等角投影図である。
【図４】同じシリンダヘッドを動弁系キャリアとともに示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜４には、クランク軸の軸方向に沿った、吸気ダクト１０２、２０２、３０２、４０２から排気ダクト１１２、２１２、３１２、４１２に向かう貫流を内部に生じることができる、クランク軸と平行な二本のカム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７を有するシリンダヘッド１００、２００、３００が、図４では動弁系キャリア４００とともに示されている。図１には側面図、図２には上面図、また図３および４には等角投影図が示されている。
【００１１】
シリンダヘッド１００、２００、３００は、自動二輪車の駆動用に使用されることが好ましい、ここには示されていないボクサータイプの二気筒内燃機関の部材である。この内燃機関は、車載時にはそのクランク軸を車両の前後方向に向けて配置されている。それぞれのシリンダヘッド１００、２００、３００の内部には、車体後部に向けられた吸気ダクト１０２、２０２、３０２、４０２から、車体前部に向けられた排気ダクト１１２、２１２、３１２、４１２に向かう貫流を生じることができるようになっている。それぞれの図において、吸気ダクト１０２、２０２、３０２、４０２および排気ダクト１１２、２１２、３１２、４１２は、ダクト壁面により取り囲まれた容積により示されている。
【００１２】
これらのダクト１０２、２０２、３０２、４０２、１１２、２１２、３１２、４１２を開閉するために、吸入側および排気側には、弁ばね１０６、１１６、３０６、３０７、３１６、３１７のばね力が閉弁方向に加えられた弁１０４、１１４、２０４、２０５、２１４、２１５、３０４、３０５、３１４、３１５、４０４、４０５、４１４、４１５が二つずつ備えられている。弁の作動は、クランク軸により駆動されるカム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７により行われる。そのためにカム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７は、クランク軸からチェーン手段を利用して駆動可能な駆動スプロケット１２８、３２８、３２９を一つずつ有している。あるいはその代わりに、カム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７の一方だけをクランク軸により駆動して、両方のカム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７を、動力が伝達されるように互いに接続してもよい。場合によっては二本のカム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７の内の一方の駆動機構を切換え式とすることで、当該する弁１０４、１１４、２０４、２０５、２１４、２１５、３０４、３０５、３１４、３１５、４０４、４０５、４１４、４１５が、内燃機関の回転中であっても不作動状態にとどまるようにすることもできる。
【００１３】
カム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７には、それぞれ二つのカム１１０、１２０、２１０、２２０、３１０、３２０および２１１、２２１、３１１、３２１が備えられ、それによりそれぞれ一方のカム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７により、吸気弁１０４、２０４、２０５、３０４、３０５、４０４、４０５および排気弁１１４、２１４、２１５、３１４、３１５、４１４、４１５を一つずつ作動できるようにしている。
【００１４】
カム１１０、１２０、２１０、２１１、２２０、２２１、３１０、３１１、３２０、３２１から弁１０４、１１４、２０４、２０５、２１４、２１５、３０４、３０５、３１４、３１５、４０４、４０５、４１４、４１５への動力／運動の伝達は、ロッカーアーム軸１２２、１２４、２２２、２２３、２２４、２２５、３２２、３２４、４２２、４２４に揺動自在に支承されたスイングアーム式ロッカーアーム１０８、１１８、２０８、２０９、２１８、２１９、３０８、３１８、４０８、４１８を介して直接、最短経路で行われるようになっている。あるいはその代わりに、カム１１０、１２０、２１０、２１１、２２０、２２１、３１０、３１１、３２０、３２１と弁１０４、１１４、２０４、２０５、２１４、２１５、３０４、３０５、３１４、３１５、４０４、４０５、４１４、４１５との間のスイングアーム式ロッカーアーム１０８、１１８、２０８、２０９、２１８、２１９、３０８、３１８、４０８、４１８に代え、バケットタイプのバルブリフタが、場合によってはバルブラッシュアジャスタと一緒に備えられるようにしてもよい。
【００１５】
吸排気弁１０４、１１４、２０４、２０５、２１４、２１５、３０４、３０５、３１４、３１５、４０４、４０５、４１４、４１５のカム側の端部は、貫流方向に気筒を二分する中心面に対して外向きに傾斜しており、このためシリンダヘッド１００、２００、３００を、ラジアルシリンダヘッドとして具現することができる。これに対応して、スイングアーム式ロッカーアーム１０８、１１８、２０８、２０９、２１８、２１９、３０８、３１８、４０８、４１８も、そのロッカーアーム軸１２２、１２４、２２２、２２３、２２４、２２５、３２２、３２４、４２２、４２４ともども斜傾しており（図１）、またカム１１０、１２０、２１０、２１１、２２０、２２１、３１０、３１１、３２０、３２１はテーパしたカム摺動面を有している。
【００１６】
カム軸１２６、２２６、２２７、３２６、３２７、４２６、４２７並びにスイングアーム式ロッカーアーム１０８、１１８、２０８、２０９、２１８、２１９、３０８、３１８、４０８、４１８およびそのロッカーアーム軸１２２、１２４、２２２、２２３、２２４、２２５、３２２、３２４、４２２、４２４から成る動弁機構は、設計上別体の動弁系キャリア４００の内部に配置されている。この動弁系キャリア４００は、分割面４４１に沿って切り離される二分割式に構成され、下側部材４４０並びに上側部材４４２を有している。この分割面４４１は、カム軸が位置している面の、少なくともほぼカム軸の軸線領域に延びているために、組付け時には、カム軸を下側部材４４０にセットした後、続いて上側部材４４２を組み付けることができる。上下の部材４４２、４４０は、ボルト４４８、４４９を使用して、複数箇所で互いにおよび／またはシリンダヘッドと締結されるが、図示の例ではこれらのボルト４４８、４４９が、カム軸を挟んで二つ一組ずつ、カム軸に沿って配置されている。上側部材４４２は、カム軸４２６、４２７の領域においては、ボンネット状に閉じた形状として実施されるのに対して、両カム軸４２６、４２７間の領域においては、上に向かって開口している。吸気側カムの領域には、上側部材４４２のカム軸駆動側領域に取り廻される、Ｕ字バー状の接続部が備えられている。下側部材４４０は、両側部に円筒状のリテーナ４４４、４４６を有している。ロッカーアーム軸４２２、４２４はこれらの中に押し込まれ、そこにスナップリング４２３、４２５により軸方向への移動を防いで保持されている。動弁系キャリア４００は、アルミダイカスト製で、仕上げ機械加工が施されている。このためシリンダヘッドと動弁機構は、まずはそれぞれを別個に加工して組付けを行ってから、両者を一つに組み立てることができるために、製造、組付け、並びに整備面でかなりの長所がもたらされることになる。
【００１７】
本発明にしたがった内燃機関により、弁加速度が同時に高い場合にも高回転数に到達可能であると同時に、特に構成部品点数が僅かであるために内燃機関を低コストで製造することができる。シリンダヘッド１００、２００、３００の内部に、車両の前後方向に沿った、車体後部から車体前部に向かう貫流を生じることで、排気側には走行風に起因する流れが当たることになるために、内燃機関を空冷式とすることができる。それに加えてさらにこの配置方式により、排気マニホールドを前方に向けて、噴射装置またはキャブレタを車体後部に向けて配置できるために、スタイリングの面でも様々な長所がもたらされることになる。進行方向の投影面積が小さいことにより、優れた空気抵抗係数がもたらされる。そのようなボクサータイプの内燃機関を搭載した車両により、ライダーは人間工学的に優れた姿勢をとることができる。
【符号の説明】
【００１８】
１００  シリンダヘッド
１０２  吸気ダクト
１０４  吸気弁
１０６  弁ばね
１０８  スイングアーム式ロッカーアーム
１１０  カム
１１２  排気ダクト
１１４  排気弁
１１６  弁ばね
１１８  スイングアーム式ロッカーアーム
１２０  カム
１２２  ロッカーアーム軸
１２４  ロッカーアーム軸
１２６  カム軸
１２８  駆動スプロケット
２００  シリンダヘッド
２０２  吸気ダクト
２０４  吸気弁
２０５  吸気弁
２０８  スイングアーム式ロッカーアーム
２０９  スイングアーム式ロッカーアーム
２１０  カム
２１１  カム
２１２  排気ダクト
２１４  排気弁
２１５  排気弁
２１８  スイングアーム式ロッカーアーム
２１９  スイングアーム式ロッカーアーム
２２０  カム
２２１  カム
２２２  ロッカーアーム軸
２２３  ロッカーアーム軸
２２４  ロッカーアーム軸
２２５  ロッカーアーム軸
２２６  カム軸
２２７  カム軸
３００  シリンダヘッド
３０２  吸気ダクト
３０４  吸気弁
３０５  吸気弁
３０６  弁ばね
３０７  弁ばね
３０８  スイングアーム式ロッカーアーム
３１０  カム
３１１  カム
３１２  排気ダクト
３１４  排気弁
３１５  排気弁
３１６  弁ばね
３１７  弁ばね
３１８  スイングアーム式ロッカーアーム
３２０  カム
３２１  カム  
３２２  ロッカーアーム軸
３２４  ロッカーアーム軸
３２６  カム軸
３２７  カム軸
３２８  駆動スプロケット
３２９  駆動スプロケット
４００  動弁系キャリア
４０２  吸気ダクト
４０４  吸気弁
４０５  吸気弁
４０８  スイングアーム式ロッカーアーム
４１２  排気ダクト
４１４  排気弁
４１５  排気弁
４１８  スイングアーム式ロッカーアーム
４２２  ロッカーアーム軸
４２３  スナップリング
４２４  ロッカーアーム軸
４２５  スナップリング
４２６  カム軸
４２７  カム軸
４４０  下側部材
４４１  分割面
４４２  上側部材
４４４  リテーナ
４４６  リテーナ
４４８  ボルト
４４９  ボルト
【図１】
0005484322.tif 000002
【図２】
0005484322.tif 000003
【図３】
0005484322.tif 000004
【図４】
0005484322.tif 000005