JP2010007506A - エンジン用動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡素なエンジンブレーキ装置を実現することが可能なエンジン用動弁装置を提供する。
【解決手段】シリンダヘッド４上に設けたガイドパイプ２６内に上下方向に摺動可能にガイドロッド２８を配設し、ガイドロッド２８の上部にバルブブリッジ３０を揺動可能に連結する。バルブブリッジ３０の両端３０ｂ，３０ｃを排気弁１０のステム１２上部にそれぞれ当接させ、ロッカアーム３４によりバルブブリッジ３０を押圧することにより、クランク軸に同期して排気弁１０の開閉を行う。一方、揺動可能にロッカシャフト６に支持された押圧部材４２の係合部７０を上方からバルブブリッジ３０に係合させ、排気ブレーキ機構７６が作動した場合には、シリンダヘッド４に設けた駆動機構４４で押圧部材４２を下方に揺動させることによりバルブブリッジ３０を下方に押圧し、排気弁１０の一方を閉弁位置においてもわずかに開いた状態に保持する。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジン用動弁装置に関し、特にエンジンブレーキ力を得るための機構を備えたエンジン用動弁装置に関する。

トラックやバスなどの大型車両では大きな制動力を必要とするため、補助ブレーキ装置が用いられる。このような補助ブレーキ装置の１つは、エンジンブレーキ力を用いるようにしたエンジンブレーキ装置であって、同期式エンジンブレーキ装置及び常開式エンジンブレーキ装置が広く知られている。
同期式エンジンブレーキ装置では、エンジンブレーキを必要とするときに、吸気弁及び排気弁の他にエンジンの各気筒に設けられた第３弁、或いは各気筒の排気弁が、ピストンの圧縮上死点付近において開弁される。これにより、圧縮行程において燃焼室内で圧縮された空気が排気通路に排出され、エンジンに負の仕事をさせることによってエンジンブレーキ力が得られる。このような同期式エンジンブレーキ装置は、例えば特許文献１などに開示されている。

また、常開式エンジンブレーキ装置は、エンジンの排気通路に設けられた排気ブレーキ装置と併用される。常開式エンジンブレーキ装置では、排気ブレーキ装置の作動によりエンジンの排気通路が閉塞されているときに、吸気弁及び排気弁の他にエンジンの各気筒に設けられた第３弁、或いは各気筒の排気弁がわずかに開弁した状態に保持される。このようにすることにより、排気ブレーキ装置の作動によって排気圧を上昇させて圧縮行程の開始時点での圧力を高めると共に、圧縮行程による圧縮圧を排気通路に解放することで、エンジンブレーキ力を得る。このような常開式エンジンブレーキ装置は、例えば特許文献２に開示されている。
特開平１０−１４１０７７号公報 特開２００２−９７９７２号公報

同期式エンジンブレーキ装置においては、第３弁或いは排気弁を圧縮上死点付近で開弁するための駆動機構が必要となる。この駆動機構は、吸気弁及び排気弁の通常の開閉駆動に同期して、第３弁或いは排気弁を開閉駆動しなければならないため、機構が複雑になると共に、大型化するという問題がある。特に第３弁を用いる場合には、吸気弁及び排気弁の他に第３弁を気筒毎にシリンダヘッドに配置しなければならず、シリンダヘッドにおいて動弁装置を構成するる各部材のレイアウトに制限が生じるという問題もある。また、排気弁を用いる場合には、第３弁を用いる場合に比べてレイアウトの制限を減らすことが可能であるものの、排気弁の通常の開閉作動とエンジンブレーキのための開閉作動とを両立させるために、駆動機構が更に複雑になるという問題がある。

一方、常開式エンジンブレーキ装置においては、同期式エンジンブレーキ装置のように吸気弁及び排気弁の通常の開閉駆動に同期して第３弁或いは排気弁を開閉駆動する必要がなく、同期式エンジンブレーキ装置に比べて駆動機構を簡略化することが可能である。しかしながら、第３弁を用いる場合のレイアウトの問題、及び排気弁を用いる場合の駆動機構が更に複雑になるという問題は依然として生じる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造が簡素なエンジンブレーキ装置を実現可能なエンジン用動弁装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のエンジン用動弁装置は、エンジンの各気筒毎に設けられた排気ポートの一対の開口を開閉可能にシリンダヘッドに設けられた一対の排気弁と、上記一対の排気弁のそれぞれを閉弁方向に付勢する閉弁付勢部材と、上記シリンダヘッド上の上記一対の排気弁の間で上方に開口するように設けられたガイド孔と、上記ガイド孔内に下部を上下方向に摺動可能に支持されたガイドロッドと、上記一対の排気弁のステム上部に両端部をそれぞれ当接させ、中間部分が上記ガイドロッドの上部に揺動可能に連結されたバルブブリッジと、上記エンジンの気筒配列方向に延設された支持軸に揺動可能に支持され、上記エンジンのクランク軸の回転に同期して上記バルブブリッジを押圧し、上記閉弁付勢部材に抗して上記一対の排気弁を開弁する開閉駆動部材と、上記支持軸に揺動可能に支持され、上記バルブブリッジを下方に押圧可能に上記バルブブリッジに係合し、上記バルブブリッジを下方に押圧したときに、上記開閉駆動部材による上記バルブブリッジの押圧の有無に関わらず、上記一対の排気弁の少なくとも一方を開弁状態に保持する押圧部材と、上記シリンダヘッドに設けられ、上記バルブブリッジを下方に押圧した状態と、上記バルブブリッジの下方への押圧を解除した状態とに選択的に上記押圧部材を駆動する駆動機構とを備えたことを特徴とする（請求項１）。

このように構成されたエンジン用動弁装置によれば、シリンダヘッドに設けられた駆動機構は、バルブブリッジを下方に押圧した状態と、バルブブリッジの下方への押圧を解除した状態とに選択的に押圧部材を駆動する。
押圧部材がバルブブリッジの下方への押圧を解除した状態にある場合には、支持軸に揺動可能に支持された開閉駆動部材が、クランク軸の回転に同期してバルブブリッジを押圧することにより、バルブブリッジの両端部が一対の排気弁のステムをそれぞれ押し下げ、一対の排気弁が閉弁付勢部材に抗して開弁する。従って、各気筒の排気弁は、開閉駆動部材の揺動によりエンジンのクランク軸の回転に同期して開閉駆動される。

一方、駆動機構の駆動により押圧部材がバルブブリッジを下方に押圧した状態にある場合には、バルブブリッジの両端部が一対の排気弁のステムの上部に当接すると共に、中間部分がガイドロッドの上部に揺動可能に連結されているので、一対の排気弁の少なくとも一方のバルブステムが、バルブブリッジによって押し下げられる。この結果、一対の排気弁の少なくとも一方は、最も閉じた状態においても開弁した状態となる。

従って、駆動機構により押圧部材を駆動してバルブブリッジを下方に押圧し、一対の排気弁の少なくとも一方をこのような開弁状態とすれば、動弁装置を常開式エンジンブレーキ装置として作動させることができる。
また、上記エンジン用動弁装置において、上記押圧部材は、一端側が上記支持軸に支持されると共に、他端側が上記駆動機構に連結され、上記駆動機構との連結位置よりも上記支持軸寄りの位置に形成された係合部により、上記バルブブリッジに係合することを特徴とする（請求項２）。

このように構成されたエンジン用動弁装置によれば、押圧部材は支持軸に支持された一端側を支点として、他端側に連結された駆動機構によって揺動する。このとき、駆動機構との連結位置よりも支持軸寄りの位置に形成された係合部がバルブブリッジに係合して押圧するので、駆動機構が押圧部材に加える力より大きい押圧力をバルブブリッジに加えることができる。

また、上記エンジン用動弁装置において、上記押圧部材は、上記支持軸に近い側に位置する上記バルブブリッジの端部において上記バルブブリッジと係合し、上記バルブブリッジを押圧することにより、上記一対の排気弁のうちの上記支持軸に近い側に位置する排気弁を開弁状態に保持することを特徴とする（請求項３）。
このように構成されたエンジン用動弁装置によれば、押圧部材が支持軸に近い側に位置するバルブブリッジの端部を押圧すると、バルブブリッジの中間部分はガイドロッドの上部に揺動可能に連結され、支持軸から遠い側に位置するバルブブリッジの端部は閉弁付勢部材によって閉弁方向に付勢された排気弁のステムに当接しているので、支持軸に近い側に位置するバルブブリッジの端部にステムを当接する排気弁のみが、バルブブリッジに押圧されて開弁状態となる。

また、上記エンジン用動弁装置において、上記エンジンは、排気通路を閉塞して上記エンジンを減速させる排気ブレーキ機構を備え、上記駆動機構は、上記エンジンを減速させる際に、上記排気ブレーキ機構の作動に対応して、上記バルブブリッジを下方に押圧した状態となるように上記押圧部材を駆動することを特徴とする（請求項４）。
このように構成されたエンジン用動弁装置では、排気ブレーキ機構の作動に対応して一対の排気弁の少なくとも一方が開弁状態に保持されるので、常開式エンジンブレーキ装置としてエンジンブレーキ力を効果的に得ることができる。

また、上記エンジン用動弁装置において、上記バルブブリッジは、一端側に揺動可能に装着された回転規制金具を介して上記一対の排気弁の一方のステム上部に係止されており、上記押圧部材は、上記バルブブリッジの他端側を押圧することにより、上記一対の排気弁の他方の排気弁を開弁状態に保持することを特徴とする（請求項５）。
このように構成されたエンジン用動弁装置では、バルブブリッジの中間部分がガイドロッドの上部に揺動可能に連結されると共に、一端側がこの一端側に揺動可能に装着された回転規制金具を介して一対の排気弁の一方のステム上部に係止されている。従って、バルブブリッジの他端側が押圧部材によって押し下げられることにより、バルブブリッジが一対の排気弁の一方のステム上部に係止された回転規制金具との連結部分を支点として傾動し、一対の排気弁の他方が開弁状態に保持される。

また、上記エンジン用動弁装置において、上記押圧部材と上記駆動機構とは、上記押圧部材に形成された長孔と、上記駆動機構に設けられて上記長孔に嵌合するピンとを介して連結されていることを特徴とする（請求項６）。
このように構成されたエンジン用動弁装置では、駆動機構によって押圧部材を駆動する際に、押圧部材の揺動に伴い、押圧部材に形成された長孔内を駆動機構に設けられたピンが移動可能となる。従って、押圧部材と駆動機構とが連結状態を維持したまま、駆動機構による押圧部材の駆動をスムーズに行うことができる。

本発明のエンジン用動弁装置によれば、複雑な構造とすることなく排気弁を用いた常開式エンジンブレーキ装置を実現することができる。結果的に、部品コストや製造コストを低く抑えることができると共に、信頼性も増大する。
また、請求項２のエンジン用動弁装置によれば、駆動機構が押圧部材に加える力より大きい押圧力をバルブブリッジに加えることができるので、駆動機構を小型化することが可能となる。

また、請求項３のエンジン用動弁装置によれば、押圧部材は、支持軸に近い側に位置するバルブブリッジの端部を押圧するのに必要な長さを有していればよいので、押圧部材の長さをできるだけ短くして、耐久性及び応答性を向上することができる。更に、一対の排気弁のうちの一方のみを押圧部材により開弁するので、両方の排気弁を共に開弁する場合に比して少ない押圧力で排気弁を開弁することができる。従って、駆動機構、押圧部材、及びバルブブリッジなどの耐久性を向上することができ、駆動機構を小型化することができる。

また、請求項４のエンジン用動弁装置によれば、常開式エンジンブレーキ装置としてエンジンブレーキ力を効果的に得ることができる。
また、請求項５のエンジン用動弁装置によれば、回転規制金具を介して一対の排気弁の一方のステム上部にバルブブリッジの一端側が係止されているので、バルブブリッジの他端側が押圧部材によって押し下げられることによりバルブブリッジが傾動し、バルブブリッジの一端側が一対の排気弁の一方のステム上部から脱落することなく、一対の排気弁の他方をスムーズに開弁状態とすることができる。

また、請求項６のエンジン用動弁装置によれば、押圧部材が揺動する際に、押圧部材に形成された長孔内を駆動機構に設けられたピンが移動可能となるため、押圧部材と駆動機構とが連結状態を維持したまま、駆動機構による押圧部材の駆動をスムーズに行うことができる。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態においてエンジン１は、車両に搭載された直列４気筒のＯＨＶ（オーバヘッドバルブ）式ディーゼルエンジンであって、図１は本実施形態の動弁装置２の要部を示す平面図である。また図２は、図１中のII−II線に沿う概略断面図である。
図１は、エンジン１の第１気筒＃１及び第２気筒＃２について、動弁装置２の要部を示すものであるが、上述のようにエンジン１は直列４気筒エンジンであって、図示されない第３及び第４気筒は、第１気筒＃１及び第２気筒＃２の位置関係と同様の位置関係を有して、図１における第２気筒＃２の右側に配設されている。また、第３及び第４気筒における動弁装置２の構成は、図１に示される第１気筒＃１及び第２気筒＃２における動弁装置２の構成と同様である。

図１及び図２に示されるように、エンジン１のシリンダヘッド４には、第１乃至第４気筒の配列方向に沿ってロッカシャフト（支持軸）６が延設されている。各気筒には一対の吸気弁８及び一対の排気弁１０がそれぞれ設けられ、各気筒において一対の吸気弁８は、ロッカシャフト６の軸線方向に直交する方向、即ち気筒配列方向に直交する方向に配列され、一対の排気弁１０も同様に気筒配列方向に直交する方向に配列されている。

但し、図１に示されるように、第１気筒＃１及び第２気筒＃２では、一対の吸気弁８と一対の排気弁１０との位置関係が、気筒配列方向において逆となっている。即ち、第１気筒＃１及び第２気筒＃２では一対の排気弁１０同士が隣接している。このような吸気弁８と排気弁１０との位置関係は第３及び第４気筒においても同様であり、第３気筒は第１気筒＃１と同じ配置、第４気筒は第２気筒＃２と同じ配置となっている。そして、第３気筒における動弁装置２の構成は、第１気筒＃１における動弁装置２の構成と同様であり、第４気筒における動弁装置２の構成は、第２気筒＃２における動弁装置２の構成と同様である。そこで、以下では第１気筒＃１及び第２気筒＃２における動弁装置２の構成について代表的に説明する。

第１気筒＃１において、一対の排気弁１０のそれぞれのステム１２は、図２に示されるように、シリンダヘッド４のバルブガイド１４により上下方向に摺動可能に支持され、ステム１２上部に係合したリテーナ１６と、シリンダヘッド４の上面との間にはバルブスプリング１８（閉弁付勢部材）が介装されている。排気弁１０は、バルブスプリング１８の付勢力により上方に付勢され、下部の傘部２０を、シリンダヘッド４下面に形成された排気ポート２４の一対の開口に装着されているバルブシート２２に当接させて、排気ポート２４を閉鎖している。

シリンダヘッド４上の両排気弁１０の間にはガイドパイプ２６が立設され、ガイドパイプ２６の下端はシリンダヘッド４内に嵌合されてシリンダヘッド４に固定されている。ガイドパイプ２６内はガイド孔２６ａとして上方に開口し、このガイド孔２６ａ内には上方から、ガイドロッド２８が上下方向に摺動可能に挿入されている。ガイド孔２６ａ内の下端は、シリンダヘッド４により閉塞され、ガイド孔２６ａ内の上端側はガイドロッド１６により閉塞されている。ガイドパイプ２６には、ガイドパイプ２６が嵌合している部分におけるシリンダヘッド４の上面に対応して、互いに対向する一対の連通孔２６ｂが貫設され、これらの連通孔２６ｂを介してガイド孔２６ａ内がシリンダヘッド４上面の空間と連通している。

図１及び図２に示されるように、ガイドロッド２８の上端部分には、一対の排気弁１０の配設方向に延設されたバルブブリッジ３０が揺動可能に支持されている。具体的には、バルブブリッジ３０の中央下面に形成された連結部３０ａが、支軸３１を介してガイドロッド２８の上部に揺動可能に支持されている。バルブブリッジ３０の両端部３０ｂ，３０ｃ下面には、排気弁１０に対応して当接面３０ｄが形成され、各当接面３０ｄは円弧状をなして、それぞれ排気弁１０のステム１２上端部に当接している。

ロッカシャフト６から遠い側のバルブブリッジ３０の端部３０ｂには、バルブブリッジ３０に対して揺動可能な回転規制金具３２が装着されている。回転規制金具３２は、排気弁１０のステム１２上端部に嵌合し、バルブブリッジ３０が排気弁１０のステム１２の上端部に当接して揺動する際に、バルブブリッジ３０の端部３０ｂとステム１２上端部との係合が解除されないようにバルブブリッジ３０の水平方向の回動を規制する。

ロッカシャフト６には、各気筒の排気弁１０に対応してロッカアーム３４（開閉駆動部材）が揺動可能に嵌め込まれている。各ロッカアーム３４は、ロッカシャフト６の軸線と直交する方向に、それぞれ対応する排気弁１０に向かって延設されている。そして、ロッカアーム３４の排気弁１０側の端部３４ａの下面が、バルブブリッジ３０の中央上面に当接している。

ロッカシャフト６を挟んで排気弁１０とは反対側となるロッカアーム３４の端部３４ｂには、上方からアジャストボルト３６が螺合している。アジャストボルト３６の下端は、シリンダヘッド４上に突出したプッシュロッド３８の上端に当接している。従って、アジャストボルト３６を回転操作することにより、ロッカアーム３４とプッシュロッド３８との間のクリアランスを調整可能となっている。

プッシュロッド３８は、シリンダヘッド４を貫通して下方の図示しないシリンダブロック側に延設され、シリンダブロックに設置されたカム軸の駆動によって上下動する。プッシュロッド３８の上方への移動に伴い、ロッカアーム３４が図１において時計回りに揺動すると、ロッカアーム３４の端部３４ａによりバルブブリッジ３０が下方に押圧される。バルブブリッジ３０は、ガイドパイプ２６のガイド孔２６ａ内をガイドロッド２８が案内されながら下方に移動し、その両端３０ｂ，３０ｃの当接面３０ｄにより両排気弁１０のステム１２上部が下方に押圧される。このため、両排気弁１０はバルブスプリング１８による閉弁方向の付勢力に抗して開弁する。一方、プッシュロッド３８の下方への移動に伴い、ロッカアーム３４が図１において反時計回りに揺動すると、ロッカアーム３４の端部３４ａによるバルブブリッジ３０への押圧が解除され、バルブスプリング１８の付勢力によって排気弁１０が閉弁される。

カム軸によるプッシュロッド３８の駆動は、図示しないクランク軸の回転に同期して行われ、これにより排気弁１０は、対応する気筒の作動サイクルに同期したタイミングで開閉されて、筒内からの排ガスの排出が行われる。
第１気筒＃１において、クランク軸の回転に同期して排気弁１０を開閉駆動するための動弁機構２の構成は以上の通りであるが、吸気弁８の駆動に関しても実質的に同様に動弁機構２が構成されている。また、第２気筒＃２においても、上述したように一対の吸気弁８及び一対の排気弁１０の配置が、気筒配列方向において第１気筒＃１とは逆になるものの、クランク軸の回転に同期して吸気弁８及び排気弁１０を開閉駆動するための動弁機構２の構成は、上述の第１気筒＃１と同様である。

以上のようにして行われるクランク軸の回転に同期した各気筒の排気弁１０の開閉駆動とは別に、本実施形態の動弁装置２には、車両の減速時にエンジンブレーキ力を得るべく排気弁１０を開弁するためのエンジンブレーキ機構４０が設けられており、以下ではこのようなエンジンブレーキ機構４０について説明する。なお、第３及び第４気筒に対して設けられるエンジンブレーキ機構は、第１気筒＃１及び第２気筒＃２に対して設けられるエンジンブレーキ機構４０と同様である。従って、以下では第１気筒＃１及び第２気筒＃２に設けられるエンジンブレーキ機構４０について代表的に説明する。

図１に示されるように、第１気筒＃１の一対の排気弁１０を開閉駆動するロッカアーム３４と、第２気筒＃２の一対の排気弁１０を開閉駆動するロッカアーム３４との間には、押圧部材４２が揺動可能に、その一方の端部４２ａにおいてロッカシャフト６に支持されている。また、第１気筒＃１と第２気筒＃２との間のシリンダヘッド４上には、後述するようにして押圧部材４２を揺動させるための駆動機構４４が設けられている。

図３は、図１中のIII−III線に沿う断面図であるが、図３に示されるように、駆動機構４４は、シリンダヘッド４の上面に形成されている凹部４６上に設置されたケーシング４８を有する。ケーシング４８は、ロッカシャフト６をシリンダヘッド４上に保持するブラケット５０と一体的に形成され、図示しないボルトによりシリンダヘッド４に固定されている。

また、ケーシング４８は下端が開口する円筒状をなして凹部４６を覆っており、ケーシング４８の内部には、ケーシング４８の内周面に摺動して上下動可能な駆動ピストン５２が設けられている。ケーシング４８の上部は閉塞されており、ケーシング４８と駆動ピストン５２とによって、駆動ピストン５２の上方に密閉された油室５４が形成されている。油室５４は、ケーシング４８に形成された給排ポート５６を介して、図示しない油圧源に連通しており、油圧源からの加圧された作動油の供給が制御され、給排ポート５６を介して油室５４内に対して作動油の供給／排出が行われるようになっている。

駆動ピストン５２の上面には上方に向けて係合ロッド５８が突設されており、この係合ロッド５８は、ケーシング４８の上面にガイド壁６０を有して形成された開口部６２からケーシング４８の外方に突出し、押圧部材４２の端部４２ａとは逆側の端部４２ｂに向けて延びている。押圧部材４２の端部４２ｂには、図１に示されるように溝４２ｃが形成されると共に、図３に示されるように長孔４２ｄが形成されている。係合ロッド５８の上端部は、押圧部材４２の溝４２ｃ内に挿入され、ピン６４を介して押圧部材４２の長孔４２ｄに係合している。従って、駆動ピストン５２の下方への移動に伴って係合ロッド５８が下方に移動すると、端部４２ｂで係合ロッド５８と係合している押圧部材４２が下方に揺動する。このとき、ピン６４は長孔４２ｄで移動可能となっており、押圧部材４２は端部４２ｂが係合ロッド５８と係合した状態でスムーズに揺動することができる。

駆動ピストン５２の下面と凹部４６の底面との間には、駆動ピストン５２を上方に付勢するリターンスプリング６６が設けられている。油室５４に加圧された作動油が供給されず、駆動ピストン５２の上面に作動油の油圧が作用していない場合、駆動ピストン５２はリターンスプリング６６によって上方に付勢され、開口部６２のガイド壁６０下端に当接した状態で停止している。

一方、油室５４内に加圧された作動油が供給されると、駆動ピストン５２は作動油の油圧によりリターンスプリング６６の付勢力に抗して下方に移動する。このような駆動ピストン５２の下方への移動により、駆動ピストン５２と共に下方に移動する係合ロッド５８が押圧部材４２を下方に揺動させる。
駆動ピストン５２が摺動するケーシング４８の内周壁にはストッパ６８が設けられており、駆動ピストン５２はストッパ６８に当接するまで下方に移動する。このストッパ６８の位置は、後述する理由により、押圧部材４２に所定の揺動を生じさせるように設定されている。油室５４に加圧された作動油が供給されている間、駆動ピストン５２は下方に移動してストッパ６８に当接した状態で停止しており、押圧部材４２は最も下方に揺動した状態（以下、第１の状態という）となる。

油圧源からの加圧された作動油の供給が停止されると、駆動ピストン５２の上面に対する作動油の油圧の作用がなくなるので、駆動ピストン５２はリターンスプリング６６の付勢力により上方に移動し、油室５４内にある作動油が給排ポート５６から排出される。このような駆動ピストン５２の上方への移動により、駆動ピストン５２と共に上方に移動する係合ロッド５８が押圧部材４２を上方に揺動させる。駆動ピストン５２は、その上面が開口部６２のガイド壁６０下端に当接するまで上方に移動し、ガイド壁６０下端に当接した状態で停止する。油室５４への加圧された作動油の供給が停止されている間、駆動ピストン５２は上方に移動してガイド壁６０下端に当接した状態で停止しており、押圧部材４２は最も上方に揺動した状態（以下、第２の状態という）となる。

従って、油室５４への加圧された作動油の供給／排出を制御することによって駆動ピストン５２が上下に移動し、これに伴って押圧部材４２は第１の状態と第２の状態とに切り換えられる。
図１に示されるように、押圧部材４２のロッカシャフト６側の端部４２ａと駆動機構４４側の端部４２ｂとの間には、第１気筒＃１の排気弁１０に設けられたバルブブリッジ３０及び第２気筒＃２の排気弁１０に設けられたバルブブリッジ３０のそれぞれに向けて、一対の係合部７０が突設されている。一方、第１気筒＃１の排気弁１０に設けられたバルブブリッジ３０及び第２気筒＃２の排気弁１０に設けられたバルブブリッジ３０の端部３０ｃは、それぞれ対応する係合部７０に向けてＬ字状に屈曲している。

一対の係合部７０のそれぞれの端部７０ａは、バルブブリッジ３０の端部３０ｃの上方に位置しており、ロッカアーム３４によるバルブブリッジ３０への押圧が解除されて排気弁１０が閉弁し、且つ押圧部材４２が第２の状態にあるとき、係合部７０の端部７０ａがバルブブリッジ３０の端部３０ｃに当接するようになっている。このとき、係合部７０の端部７０ａがバルブブリッジ３０を押圧して下方に移動させることのないように、係合部７０の端部７０ａとバルブブリッジ３０の端部３０ｃとの間のクリアランスを調整するためのアジャストスクリュ７２がそれぞれの端部７０ａに設けられている。

第１気筒＃１及び第２気筒＃２に対して設けられたエンジンブレーキ機構４０は以上のように構成されるが、このエンジンブレーキ機構４０は、図示しない排気マニホールドを介してエンジン１の排気ポート２４に接続された排気管（排気通路）７４に設けられている排気ブレーキ機構７６の作動に対応して作動する。排気ブレーキ機構７６は、排気管７４に設けられた排気絞り弁７８と、この排気絞り弁７８を開閉駆動する排気絞り弁アクチュエータ８０とによって構成される。通常、排気絞り弁７８は全開状態に保持され、エンジン１の排気は、排気絞り弁７８によって排気圧が上昇されることなく排気管７４内を流動する。一方、車両制動時には、排気絞り弁アクチュエータ８０によって排気絞り弁７８が全閉状態に駆動され、排気管７４を閉塞して排気圧を上昇させることにより補助ブレーキ力を得る。このような排気ブレーキ機構７６の作動に対応し、エンジンブレーキ機構４０は以下のように作動する。

まず、車両に制動力を必要とせず、排気ブレーキ機構７６が作動していない場合、エンジンブレーキ機構４０の油室５４には、加圧された作動油が供給されておらず、駆動ピストン５２はリターンスプリング６６によって上方に付勢され、開口部６２のガイド壁６０下端に当接した状態で停止している。従って、前述したように押圧部材４２は最も上方に揺動した第２の状態に保持される。このとき押圧部材４２の係合部７０は、端部７０ａがバルブブリッジ３０を押圧して下方に移動させることのない状態で、バルブブリッジ３０の端部３０ｃに上方から当接している。このため、バルブブリッジ３０は押圧部材４２の係合部７０によって動きを規制されず、前述したように、カム軸によるプッシュロッド３８の駆動に対応し、排気弁１０はクランク軸の回転に同期して開閉され、気筒内からの排気の排出が行われる。

一方、車両に制動力が必要となり、排気ブレーキ機構７６が作動して排気絞り弁７８が全閉となった場合には、エンジンブレーキ機構４０の油室５４内に、給排ポート５６を介して油圧源から加圧された作動油が供給される。すると、前述したように、駆動ピストン５２が作動油の油圧によりリターンスプリング６６の付勢力に抗して下方に移動し、駆動ピストン５２と共に下方に移動する係合ロッド５８が押圧部材４２を下方に揺動させる。駆動ピストン５２はストッパ６８に当接するまで下方に移動して停止し、押圧部材４２は最も下方に揺動した第１の状態に保持される。

このとき、押圧部材４２の係合部７０は、押圧部材４２の下方への揺動に伴って、当接しているバルブブリッジ３０の端部３０ｃを押し下げる。バルブブリッジ３０は、連結部３０ａが、上下動可能なガイドロッド２８の上部に支軸３１を介して揺動可能に支持されると共に、端部３０ｂが回転規制金具３２によって排気弁１０のステム１２上端部に係止されているので、端部３０ｃが押圧部材４２の係合部７０によって押し下げられることにより、回転規制金具３２との連結部分を支点として傾動し、端部３０ｃに当接する排気弁１０のステム１２を下方に押圧する。従って、バルブブリッジ３０の端部３０ｂが排気弁１０のステム１２上端部から脱落することなく、バルブブリッジ３０の端部３０ｃに当接する排気弁１０のステム１２がスムーズに下方に押圧される。

図４は、図２に示される断面において、このようにしてバルブブリッジ３０の端部３０ｃが押し下げられた状態を示す概略断面図であるが、図４に示されるように、端部３０ｃが排気弁１０のステム１２を下方に押圧することによって、排気弁１０は最も閉じた状態となる位置である閉弁位置においてもわずかに開弁した状態となる。このとき、押圧部材４２の係合部７０はバルブブリッジ３０の上方から端部３０ｃに当接しているので、バルブブリッジ３０の下方への移動は押圧部材４２の係合部７０によって規制されない。従って、クランク軸の回転に同期したプッシュロッド３８の駆動に対応し、前述のように一対の排気弁１０のそれぞれは開閉されるが、端部３０ｃに当接している排気弁１０は閉弁位置において全閉となることはなく、わずかに開弁した状態を保持する。

このような状態において、端部３０ｃに当接している排気弁１０が閉弁位置にあるときにシリンダヘッド４の下面、即ち燃焼室の上面から突出する量は、図示しないピストンが上死点にあってもピストンと接触することのない量に設定されている。押圧部材４２の揺動に伴う排気弁１０の下方への移動量は、駆動ピストン５２の下方への移動量によって定まるので、排気弁１０のシリンダヘッド４の下面からの突出量が適正な量となるように、ケーシング４８の内周壁に設けられるストッパ６８の位置が定められている。

排気ブレーキ機構７６が作動し、排気絞り弁７８が全閉となって排気圧が上昇しているときに、一対の排気弁１０の一方がわずかに開弁した状態に保持されることにより、圧縮行程の開始時点での圧力が高められると共に、圧縮行程による圧縮圧が排気管７４に解放され、エンジンブレーキ力を効果的に得ることができる。即ち、エンジンブレーキ機構４０は常開式エンジンブレーキ装置として作動する。

車両の制動が不要となり、排気ブレーキ機構７６の排気絞り弁７８が全開状態に戻されると、油室５４内への加圧された作動油の供給が停止される。これにより、前述したように駆動ピストン５２はリターンスプリング６６の付勢力によって上方に移動し、駆動ピストン５２と共に上方に移動する係合ロッド５８が押圧部材４２を上方に揺動させる。駆動ピストン５２は開口部６２のガイド壁６０下端に当接するまで上方に移動して停止し、押圧部材４２は最も上方に揺動した第２の状態に保持される。

このとき、バルブブリッジ３０の端部３０ｃにステム１２が当接する排気弁１０は、バルブスプリング１８によって閉弁方向への付勢力を受けているので、押圧部材４２の上方への揺動に伴ってバルブブリッジ３０の端部３０ｃを押し上げる。この結果、押圧部材４２が第２の状態に保持されると、バルブブリッジ３０は図２の状態に復帰し、排気弁１０は閉弁位置において全閉状態となる。従って排気弁１０は、再びカム軸によるプッシュロッド３８の駆動に対応した開閉のみが行われるようになる。

エンジンブレーキ機構４０を以上のように構成することにより、排気弁１０を開弁状態に保持するための機構を複雑な構造とすることなく常開式エンジンブレーキ装置を実現することができる。結果的に、部品コストや製造コストを低く抑えることができると共に、信頼性も増大する。
また、本実施形態において、第１気筒＃１と第２気筒＃２とでは、吸気弁８と排気弁１０との配置を気筒配列方向で逆とし、一対の排気弁１０を第１気筒＃１と第２気筒＃２とで隣接させるようにしている。このため、エンジンブレーキ機構４０を、第１気筒＃１と第２気筒＃２との間に配置して２つの気筒で共有することができる。残りの第３及び第４気筒においてもエンジンブレーキ機構は同様に設けられるので、より一層簡素な構造で常開式エンジンブレーキ装置を実現することができる。

なお、全ての気筒で排気弁と吸気弁との位置関係を同一にしたエンジンにおいても、本実施形態と同じようにして常開式エンジンブレーキ装置を構成することができる。この場合、２つの気筒でエンジンブレーキ機構４０を共有することができないので、各気筒毎にエンジンブレーキ機構を設ける必要がある。また、これに伴い各押圧部材４２に設けられる係合部７０は、それぞれ対応する気筒のバルブブリッジ３０に向けて１方向にのみ延設される。その他の構成については上記実施形態と同様であり、上記実施形態と同様に作動する。この場合には上記実施形態に比して部品点数は増大するものの、個々のエンジンブレーキ機構は本実施形態と同様に簡素な構成であるので、複雑な構造とすることなく常開式エンジンブレーキ装置を実現することができる。更に、この場合にエンジンブレーキ機構は必ずしも全ての気筒に設けなければならないわけではなく、必要に応じて一部の気筒のみに設けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、押圧部材４２のロッカシャフト６側の端部４２ａと駆動機構４４側の端部４２ｂとの間に設けられた係合部７０によりバルブブリッジ３０を押圧するようにしたので、駆動機構４４の駆動ピストン５２によって押圧部材４２の端部４２ｂに加えられる力より大きな力でバルブブリッジ３０を押圧することができる。従って、駆動機構４４の小型化が可能となる。

また、本実施形態では、バルブブリッジ３０のロッカシャフト６側の端部３０ｃを押圧部材４２によって押圧するようにしているので、押圧部材４２の長さを極力短くすることができる。この結果、押圧部材４２の耐久性及び応答性を向上することができる。更に、一対の排気弁１０のうち一方の排気弁１０のみを開弁するので、両方の排気弁１０を共に開弁する場合に比して少ない押圧力で排気弁１０を開弁することができる。従って、駆動機構４４、押圧部材４２、及びバルブブリッジ３０などの耐久性を向上することができると共に、駆動機構４４を小型化することができる。

以上で本発明の一実施形態に係るエンジン用動弁装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態ではエンジン１を直列４気筒のＯＨＶ式ディーゼルエンジンとしたが、気筒数はこれに限定されるものではなく、またディーゼルエンジン以外のＯＨＶ式エンジンであってもよい。なお、気筒数が上記実施形態と異なる場合であっても、互いに隣接する気筒の対ごとの吸気弁及び排気弁の配置を上記実施形態と同様にすれば、気筒の対ごとに同様のエンジンブレーキ機構４０を設けることができる。また、全ての気筒で排気弁と吸気弁との位置関係を同一にした場合には、前述したように、各気筒にエンジンブレーキ機構を設け、各押圧部材４２に設けられる係合部７０を、それぞれ対応する気筒のバルブブリッジ３０に向けて１方向にのみ延設すればよい。なお、この場合にもエンジンブレーキ機構は必ずしも全ての気筒に設けなければならないわけではなく、必要に応じて一部の気筒のみに設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、加圧された作動油により駆動ピストン５２を移動させて押圧部材４２を揺動させるようにしたが、作動油に代えて圧縮空気などの気体を用いるようにしてもよい。また駆動機構４４自体を上記実施形態のように流体式とせず、例えば電磁ソレノイド等の電動アクチュエータを用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態ではエンジンブレーキ機構４０によってエンジンブレーキ力を得る場合に、一対の排気弁１０のうちロッカシャフト６に近い側の排気弁１０のみを閉弁位置においてわずかに開くようにしたが、両方の排気弁１０をわずかに開くようにしてもよいし、ロッカシャフト６から遠い側の排気弁１０のみをわずかに開くようにしてもよい。この場合、バルブブリッジ３０に当接する押圧部材４２の係合部７０の位置を変えるか、或いはバルブブリッジ３０の両端部３０ｂ，３０ｃのそれぞれに対応して係合部７０を設ければよい。

本発明の一実施形態に係るエンジン用動弁装置の要部を示す平面図である。 図１中のII−II線に沿う概略断面図である。 図１中のIII−III線に沿う概略断面図である。 図２と同様の断面においてエンジンブレーキ機構が作動した状態を示す概略断面図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 動弁装置
４ シリンダヘッド
６ ロッカシャフト（支持軸）
１０ 排気弁
１８ バルブスプリング（閉弁付勢部材）
２６ａ ガイド孔
２８ ガイドロッド
３０ バルブブリッジ
３４ ロッカアーム（開閉駆動部材）
４０ エンジンブレーキ機構
４２ 押圧部材
４４ 駆動機構
７０ 係合部
７４ 排気管（排気通路）
７６ 排気ブレーキ機構

Claims (6)

1. エンジンの各気筒毎に設けられた排気ポートの一対の開口を開閉可能にシリンダヘッドに設けられた一対の排気弁と、
   上記一対の排気弁のそれぞれを閉弁方向に付勢する閉弁付勢部材と、
   上記シリンダヘッド上の上記一対の排気弁の間で上方に開口するように設けられたガイド孔と、
   上記ガイド孔内に下部を上下方向に摺動可能に支持されたガイドロッドと、
   上記一対の排気弁のステム上部に両端部をそれぞれ当接させ、中間部分が上記ガイドロッドの上部に揺動可能に連結されたバルブブリッジと、
   上記エンジンの気筒配列方向に延設された支持軸に揺動可能に支持され、上記エンジンのクランク軸の回転に同期して上記バルブブリッジを押圧し、上記閉弁付勢部材に抗して上記一対の排気弁を開弁する開閉駆動部材と、
   上記支持軸に揺動可能に支持され、上記バルブブリッジを下方に押圧可能に上記バルブブリッジに係合し、上記バルブブリッジを下方に押圧したときには、上記開閉駆動部材による上記バルブブリッジの押圧の有無に関わらず、上記一対の排気弁の少なくとも一方を開弁状態に保持する押圧部材と、
   上記シリンダヘッドに設けられ、上記バルブブリッジを下方に押圧した状態と、上記バルブブリッジの下方への押圧を解除した状態とに選択的に上記押圧部材を駆動する駆動機構と
   を備えたことを特徴とするエンジン用動弁装置。
2. 上記押圧部材は、一端側が上記支持軸に支持されると共に、他端側が上記駆動機構に連結され、上記駆動機構との連結位置よりも上記支持軸寄りの位置に形成された係合部により、上記バルブブリッジに係合することを特徴とする請求項１に記載のエンジン用動弁装置。
3. 上記押圧部材は、上記支持軸に近い側に位置する上記バルブブリッジの端部において上記バルブブリッジと係合し、上記バルブブリッジを押圧することにより、上記一対の排気弁のうちの上記支持軸に近い側に位置する排気弁を開弁状態に保持することを特徴とする請求項１に記載のエンジン用動弁装置。
4. 上記エンジンは、排気通路を閉塞して上記エンジンを減速させる排気ブレーキ機構を備え、
   上記駆動機構は、上記エンジンを減速させる際に、上記排気ブレーキ機構の作動に対応して、上記バルブブリッジを下方に押圧した状態となるように上記押圧部材を駆動することを特徴とする請求項１に記載のエンジン用動弁装置。
5. 上記バルブブリッジは、一端側に揺動可能に装着された回転規制金具を介して上記一対の排気弁の一方のステム上部に係止されており、
   上記押圧部材は、上記バルブブリッジの他端側を押圧することにより、上記一対の排気弁の他方の排気弁を開弁状態に保持することを特徴とする請求項１に記載のエンジン用動弁装置。
6. 上記押圧部材と上記駆動機構とは、上記押圧部材に形成された長孔と、上記駆動機構に設けられて上記長孔に嵌合するピンとを介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン用動弁装置。

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