JPH09317422A - エンジンブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン全高が高くなるのを防止する。弁す
きま調整作業等の作業性向上を図る。 【解決手段】 ロッカーアーム７によって駆動される排
気弁１，２をエンジンブレーキ時に適宜開弁させるため
の解放ピストン６を有したエンジンブレーキ装置におい
て、ロッカーアーム７と水平方向に並設され解放ピスト
ン６を作動させるための油圧回路８を有したハウジング
９と、ハウジング９の下方に設けられ解放ピストン６の
作動を排気弁１，２に伝達して開弁させる伝達部材１０
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内の圧縮圧を
解放することによりエンジンブレーキ力を増大させるエ
ンジンブレーキ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来にあっては、エンジンブレーキ使用
時において排気行程以外に排気弁をリフトさせて、気筒
内の圧縮圧を解放させることによりエンジンブレーキ力
を増大させるエンジンブレーキ装置が提案されている。
その排気弁をリフトさせる機構としては、油圧回路を有
したハウジングを動弁機構の上部に設けて、その高油圧
により排気弁リフト用のピストン（解放ピストン）を押
動させるものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種のエン
ジンブレーキ装置は、動弁機構の上部に配置されている
ためにエンジン全高が高くなり、車両エンジンルームの
高さ制限等により搭載できないことがあるという問題が
あった。また動弁機構のロッカーアームや弁ブリッジの
アジャスタブルスクリュー調整時においては、ブレーキ
ユニットを一旦取り外す手間があり、取り外さない場合
でも調整作業が非常にやりにくいという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく本
発明は、ロッカーアームによって駆動される排気弁をエ
ンジンブレーキ時に適宜開弁させるための解放ピストン
を有したエンジンブレーキ装置において、ロッカーアー
ムと水平方向に並設され解放ピストンを作動させるため
の油圧回路を有したハウジングと、ハウジングの下方に
設けられ解放ピストンの作動を排気弁に伝達して開弁さ
せる伝達部材とを備えたものである。解放ピストンは、
伝達部材の上部に設けられたものであってよい。また伝
達部材は、弁ブリッジを介して一対の排気弁に解放ピス
トンの作動を伝達するものであってよい。

【０００５】上記構成によって、エンジンブレーキ作動
時に解放ピストンが作動すると、ロッカーアームからオ
フセットされた伝達部材がその作動を排気弁に伝達し、
気筒内の圧縮圧を解放してエンジンブレーキ力を増大さ
せる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【０００７】図１乃至図４は、一対の排気弁１，２及び
吸気弁３，４を各気筒Ｃに備えた四バルブエンジンに、
本発明のエンジンブレーキ装置を適用した場合を示した
ものである。このエンジンブレーキ装置は、弁ブリッジ
５によって連結された一対の排気弁１，２を適宜開弁さ
せるための解放ピストン６を有したものであって、ロッ
カーアーム７と水平方向に並設されていると共に、解放
ピストン６を適宜作動させるための油圧回路８を有した
ハウジング９と、ハウジング９の下方に設けられ、解放
ピストン６の作動を排気弁１，２に伝達して開弁させる
伝達部材１０とを備えて構成されている。解放ピストン
６は、伝達部材１０の上部に設けられており、伝達部材
１０は、弁ブリッジ５を介して一対の排気弁１，２に解
放ピストン６の作動を伝達するようになっている。

【０００８】排気弁１，２は、エンジン気筒Ｃ内に臨む
排気ポート１１の開口端（バルブシート１２）に着座す
る弁体１ａ，２ａと、弁体１ａ，２ａの軸心位置から上
方に延びた弁軸１ｂ，２ｂとで形成されている。弁軸１
ｂ，２ｂにはリテーナ１３により保持されたリターンス
プリング１４が備えられ、排気弁１，２を閉弁方向（上
方）に付勢している。弁ブリッジ５は、図８にも示すよ
うに、側面視で略Ｔ字状を呈し、その水平部５ａの一端
の下面に凹部１５が形成され、一方の排気弁１の弁軸１
ｂの頂端部１６が係合保持されている。また水平部５ａ
の他端には縦方向に貫通したメネジ穴１７が形成され、
ボルト１８及びナット１９で成るアジャスタブルスクリ
ュー２０が螺合されている。すなわちそのボルト１８下
端を他方の排気弁２の弁軸頂端部２１に当接させて、弁
ブリッジ５との係合及び排気弁１，２間の高さ調整を行
うようになっている。そして水平部５ａ中央の上面には
上方が適宜窪んだ受部２２が設けられ、ロッカーアーム
７の一端に設けられたアジャスタブルスクリュー２３の
半球状下端部２４が係合するようになっている。ロッカ
ーアーム７は、ロッカーシャフト２５に中央部が軸支さ
れ、他端がローラ２６を介して動弁用カム２７に係合し
ている。すなわちロッカーアーム７が動弁用カム２７の
駆動力によって揺動されることで、燃焼サイクルに従っ
て弁ブリッジ５を介して排気弁１，２をリフトさせるよ
うになっている。また弁ブリッジ５の垂直部５ｂには、
下端が開放され上端に給油穴２８を有したガイド穴２９
が形成されている。ガイド穴２９には下端がシリンダヘ
ッド３０に固定されて起立されたガイドシャフト３１が
挿入されて、弁駆動に伴う弁ブリッジ５の上下移動を案
内するようになっている。そして弁ブリッジ垂直部５ｂ
の上部には、伝達部材１０に係合するためのブロック状
の突起３２が、水平部５ａと直角な方向に膨出されて形
成されている。

【０００９】ハウジング９は、平面視で略Ｌ字状を呈
し、ロッカーアーム７の長手方向と並行な第一直線部９
ａと、カムシャフト３３に並行な第二直線部９ｂとで構
成されている。第一直線部９ｂは、その上面がロッカー
アーム７の上端に略揃うような高さに配置され、その一
端に解放ピストン６を保持するための第一円柱部９ｃが
形成されている。また第二直線部９ｂは、カムシャフト
３３の直上に配置され、その他端には専用カム３４によ
り駆動される油圧発生ピストン３５を保持するための第
二円柱部９ｄが形成されている。これら円柱部９ｃ，９
ｄは、ロッカーシャフト２５と略同じ高さに位置されて
おり、その内部にはそれぞれのピストン６，３５を摺動
させるべく下方開口されたシリンダ穴３６，３７が形成
されている。そしてハウジング直線部９ａ，９ｂの内部
には直線状の油路３８が形成され、この油路３８の両端
がシリンダ穴３６，３７の上部にそれぞれ接続されてい
る。すなわち油圧回路８は、ハウジング直線部９ａ，９
ｂに沿う油路３８と、ピストン６，３５により区画され
たシリンダ穴３６，３７の上部分とで、高油圧室として
構成されている。

【００１０】解放ピストン６は、略短円柱状を呈したピ
ストン頭部６ａと、ピストン頭部６ａの下方に同軸に延
出した軸ロッド６ｂとで成る。ピストン頭部６ａは、シ
リンダ穴３６径に略等しい外径を以て形成されている。
シリンダ穴３６の下方には、軸ロッド６ｂを挿通させる
軸穴を有したスプリング支持板３９が取り付けられてい
る。このスプリング支持板３９と、ピストン頭部６ａの
下面に形成された凹部との間にリターンスプリング４０
が張架されており、解放ピストン６を上方に付勢してい
る。軸ロッド６ｂは、スプリング支持板３９の下方まで
延出されて、その下端が伝達部材１０の上端面１０ａに
当接している。

【００１１】ここで伝達部材１０を説明する。伝達部材
１０は、図７にも示すように、下方に向かって縮径する
ようなテーパ状のロッド体で成り、解放ピストン６と同
軸上に配置されている。伝達部材１０の内部にはその軸
心位置に沿ってガイド穴４１が形成され、下端において
開口されている。ガイド穴４１には、シリンダヘッド３
０に下端が固定されて起立されたガイドシャフト４２が
挿入されて、伝達部材１０の上下移動を案内するように
なっている。そして伝達部材１０の上端近傍の側部に
は、弁ブリッジ５側に突出した突起４３が一体的に形成
され、弁ブリッジ５の突起３２に上方から当接するよう
になっている。また伝達部材１０下端には適宜拡径され
たリテーナ部４４が形成され、上向きに押圧するリター
ンスプリング４５がシリンダヘッドの上面３０との間に
設けられている。すなわち解放ピストン６と伝達部材１
０とは常時当接状態にあり、図１及び図３に示したよう
に、解放ピストン６が下降してリターンスプリング４５
の付勢力に抗して伝達部材１０を押し下げたときに、伝
達部材１０が弁ブリッジ５を下降させ、ロッカーアーム
７の揺動動作とは無関係に排気弁１，２を所定の微小量
Ｌだけリフトさせるようになっている。また伝達部材１
０の突起４３に隣接する位置には、ガイド穴４１に連通
する給油穴４６が穿たれている。

【００１２】次に解放ピストン６を適宜作動させるため
の機構を説明する。図１に示したように、ハウジング９
の第一円柱部９ｃの上部壁には、解放ピストン６の上限
を位置決めするための上限ボルト４７がねじ込まれてい
る。この上限位置は、ロッカーアーム７の揺動に従って
昇降する弁ブリッジ５と、解放ピストン６によって実質
的に位置決めされている伝達部材１０とが当接しないよ
うな位置である。すなわち図５及び図６に示したよう
に、この原位置において、伝達部材１０の突起４３の下
面４３ａは、排気弁１，２の上昇時（閉弁時）にあって
も弁ブリッジ５の突起３２の上面３２ａから所定の間隔
Ｓを以て離間されるようになっている。上限ボルト４７
の上端にはハウジング９の上面に係止されるナット４８
が設けられ、解放ピストン６のストローク量（解放リフ
ト量）を調整できるようになっている。また上限ボルト
４７の内部には、スプリング４９で下方に付勢された小
ピストン５０が設けられ、この小ピストン５０の下端が
シリンダ穴３６へと突出して、解放ピストン頭部６ａの
上面に当接するようになっている。解放ピストン６に
は、その頭部６ａ上面から軸ロッド６ｂの周側面に掛け
てオイル逃し穴５１が形成され、小ピストン５０がピス
トン頭部６ａの上面に当接した状態でオイル逃し穴５１
の開口を塞ぐようになっている。すなわちスプリング４
９の付勢力とのバランスにより、油圧回路８内の油量を
調整できるようになっている。

【００１３】油圧回路８内に高油圧を発生させるための
油圧発生ピストン３５は、そのシリンダ穴３７径に略等
しい外径の円柱体で成り、その下端がシリンダ穴３７か
ら延出されて、カムフォロアとなる摺動板５２が取り付
けられている。摺動板５２の上方にはフランジ５３が形
成され、板バネ５４の一端を支持している。板バネ５４
は略直角に屈曲され、その他端が第二円柱部９ｄから径
方向に突出した突出部５５に取り付けられて、油圧発生
ピストン３５を上方に付勢している。油圧発生ピストン
３５の上面は、シリンダ穴３７の天端に当接することで
ピストンストロークの上限を規定する。従って、油圧回
路８に作動油が満たされた状態で、摺動板５２が専用カ
ム３４のカムハイト部３４ａに係合して油圧発生ピスト
ン３５に上向きの駆動力が与えられると、油圧発生ピス
トン３５はシリンダ穴３７に沿って上昇し、油圧回路８
内の作動油を昇圧させ、解放ピストン６を作動させるよ
うになっている。専用カム３４は、図４に示したよう
に、排気弁１，２の動弁用カム２７と、吸気弁３，４の
ロッカーアーム７２を駆動させるための動弁用カム７３
との間において、カムシャフト３３に取り付けられてい
る。また専用カム３４のカムハイト部３４ａは、動弁用
カム１４のカムハイト部（図示せず）と適宜隔てられた
位相を以て形成されている。すなわち燃焼運転中の排気
弁１，２の排気行程におけるリフトよりも先行したピス
トン上死点以降の時期（圧縮・膨張行程中）において、
油圧発生ピストン３５を駆動させるようになっている。

【００１４】また図２に示したように、ハウジング９の
第一直線部９ａと第二直線部９ｂとの接続位置には、油
圧回路８内に作動油（エンジンオイル）を取り入れるた
めのオイル取入部５６が形成されている。オイル取入部
５６は、ハウジング９の角部がカムシャフト３３の軸方
向にブロック状に膨出されて成り、カムシャフト３３の
カムブラケット５７に支持されている。カムブラケット
５７は、ボルト５８にてシリンダヘッド３０に取り付け
られている。そしてオイル取入部５６内には油圧回路８
に連通する収容穴５９が段状に形成され、作動油を流入
方向にのみ通す逆止弁６０を収容している。逆止弁６０
は、油路３８に臨む連通口６１を有した有底筒体状の弁
座部材６２と、連通口６１を塞ぐような直径のチェック
ボール６３と、チェックボール６３を案内保持するボー
ルリテーナ６４と、ボールリテーナ６４に設けられてチ
ェックボール６３を弁座部材６２に着座させる方向に押
し付けるスプリング６５とで構成されている。弁座部材
６２は、その基端がスペーサ６６に当接され、スペーサ
６６は収容穴５９の開口から捩じ込まれた封止栓６７に
より固定されている。そしてオイル取入部５６の側部に
は、スペーサ６６の外周から斜めに延びたメネジ穴６８
が形成され、このメネジ穴６８に接続部材６９のオネジ
部６９ａが螺合されて取り付けられている。接続部材６
９の内部にはオネジ部６９ａから部材側面に達する油路
が形成され、この油路の側面開口７０に、油源に接続さ
れるオイルパイプ（図示せず）が取り付けられている。
すなわち作動ＯＮ用又は作動ＯＦＦ用の油圧を、接続部
材６９からスペーサ６６及び逆止弁６０を経由して油圧
回路８内に供給するようになっている。オイルパイプに
は作動切替弁が介設され、マイコン及び運転席の操作ス
イッチにより作動ＯＮ／ＯＦＦ制御が行われるようにな
っている。なお作動切替弁によってブレーキＯＮからブ
レーキＯＦＦに切り替えられる際に、油圧回路８から高
圧オイルを逃がすための開閉弁を備えるようにしてもよ
い。

【００１５】このほか図３に示したように、シリンダヘ
ッド３０には、ハウジング９及び動弁機構（ロッカーア
ーム７，７２）の上方を覆う断面略矩形のシリンダヘッ
ドカバー７１が設けられている。

【００１６】以上のように構成されたエンジンブレーキ
装置により車両の走行制動を行うに際しては、エンジン
ブレーキ中においてそのブレーキ力を増大化させようと
いう運転者の意思で、操作スイッチが「ＯＮ」にされる
と、作動切替弁が動作し、エンジンオイルがオイル取入
部５６に入って、逆止弁６０を経由して油圧回路８内に
供給される。油圧回路８内の油圧が次第に上昇して所定
の値に達すると、油圧発生ピストン３５が板バネ５４の
付勢力に抗して下降し、摺動板５２が専用カム３４に係
合して、その駆動力により駆動され、油圧回路８内に高
油圧を発生させる。この高油圧は、解放ピストン頭部６
ａに作用し、解放ピストン６が押し下げられる。解放ピ
ストン６が押し下げられると、その軸ロッド６ｂが伝達
部材１０を下降させ、その突起４３が弁ブリッジ５の突
起３２に当接し、これを下方に移動させる。これで排気
弁１，２はリフトされて所定の微小量Ｌだけ開弁され
（図３の状態）、ピストン上死点付近において、気筒Ｃ
内から圧縮圧を解放する。これで膨張圧は圧縮圧よりも
低くなり、惰性で動いているエンジンのピストンはその
分だけ負の仕事が増えることで減速がなされる。すなわ
ち吸入空気がそのまま圧縮された圧縮圧を急激に排気系
に放出することで、大きなエンジンブレーキが得られ
る。

【００１７】運転状況が変化するなどして、エンジンブ
レーキの増加の必要がなくなって操作スイッチを「ＯＦ
Ｆ」にすると、作動切替弁の動作により作動ＯＮ用油圧
の供給が停止され、油圧回路８は減圧の状態となる。す
なわち油圧発生ピストン３５は板バネ５４によって専用
カム３４に係合しない位置まで上昇すると共に、解放ピ
ストン６はリターンスプリング４０によって上限位置ま
で上昇する。伝達部材１０はこの解放ピストン６の上昇
に伴って、リターンスプリング４５の付勢力によって上
昇し、弁ブリッジ５から離間する。すなわち排気弁１，
２の通常の燃焼サイクルにおける開閉動作に支障ない位
置に保持される。

【００１８】このように、油圧駆動の解放ピストン６の
作動を弁ブリッジ５に伝達する伝達部材１０を設けて、
エンジンブレーキ使用時において一対の排気弁１，２を
同時にリフトさせるようにしたので、所望する大きなエ
ンジンブレーキ力が得られる。そして油圧回路８を有し
たハウジング９は、弁ブリッジ５及びロッカーアーム７
とオフセットされており、解放ピストン６をロッカーア
ーム７よりも上方に突出しないような高さに保持してい
るので、エンジン全高が高くなることがなく、車両に搭
載する際の高さ制限が解消されると共に、エンジン全体
のコンパクト化及び汎用性の向上が達成される。またハ
ウジング９の第二直線部９ｂをカムシャフト３３に沿っ
て形成して、油圧発生ピストン３５を専用カム３４に係
合する位置に保持するようにしたので、この部分におい
てもハウジング９はロッカーアーム７よりも上方に突出
することがない。そしてアジャスタブルスクリュー２
０，２３の調整時などにおいて、ハウジング９或いは解
放ピストン６を取り外す必要がなく、弁すきま調整作業
の作業性向上が達成される。

【００１９】なお解放ピストン６の作動時において、ガ
イドシャフト３１，４２と弁ブリッジ５及び伝達部材１
０との間には瞬間的に高いサイドフォースが発生する
が、部材の表面処理や材質選定等により対処して耐久性
を維持するものとする。またこの実施の形態では、四バ
ルブのエンジンを例示したが、本発明はこれに限らず、
ロッカーアームによって駆動される排気弁を備えたエン
ジンに広く適用されるものである。

【００２０】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ハウジン
グ及び解放ピストンがロッカーアームよりも上方に突出
することがなく、エンジン全高が高くなるのを防ぐこと
ができ、汎用性の向上が達成されるという優れた効果を
発揮する。また動弁機構のアジャスタブルスクリューの
調整時等において、ハウジング等を取り外す必要がな
く、弁すきま調整作業の作業性向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示したエンジンブレーキ
装置の部分断面正面図である。

【図２】図１の平面断面図である。

【図３】図１の全体を示した側断面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】図３の動作を説明するための側断面図である。

【図６】図５の正面断面図である。

【図７】図１の伝達部材を示した図であり、（ａ）は側
面図、（ｂ）は平面図である。

【図８】図１の弁ブリッジを示した図であり、（ａ）は
側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。

【符号の説明】

１，２ 排気弁 ５ 弁ブリッジ ６ 解放ピストン ７ ロッカーアーム ８ 油圧回路 ９ ハウジング １０ 伝達部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッカーアームによって駆動される排気
   弁をエンジンブレーキ時に適宜開弁させるための解放ピ
   ストンを有したエンジンブレーキ装置において、上記ロ
   ッカーアームと水平方向に並設され上記解放ピストンを
   作動させるための油圧回路を有したハウジングと、該ハ
   ウジングの下方に設けられ上記解放ピストンの作動を上
   記排気弁に伝達して開弁させる伝達部材とを備えたこと
   を特徴とするエンジンブレーキ装置。
2. 【請求項２】 上記解放ピストンが、上記伝達部材の上
   部に設けられた請求項１記載のエンジンブレーキ装置。
3. 【請求項３】 上記伝達部材が、弁ブリッジを介して一
   対の排気弁に解放ピストンの作動を伝達する請求項１又
   は２に記載のエンジンブレーキ装置。