JP3351695B2 - 内燃機関のブレーキシステム - Google Patents

内燃機関のブレーキシステム

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JP3351695B2 JP31760796A JP31760796A JP3351695B2 JP 3351695 B2 JP3351695 B2 JP 3351695B2 JP 31760796 A JP31760796 A JP 31760796A JP 31760796 A JP31760796 A JP 31760796A JP 3351695 B2 JP3351695 B2 JP 3351695B2
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  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモード、又
はブレーキ即ち圧縮ブレーキモードの両モードで内燃機
関を選択的に動作させるバルブ制御システムに関する。
より詳細には、本発明は内燃機関のサイズ及び重量を最
小にすることのできる単純で有効な圧縮ブレーキシステ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】大型トラックを動かすこと等の多くの内
燃機関の使用に対して、内燃機関をブレーキモードで動
作させることが望ましい。このアプローチは、燃料の流
れをカットし、圧縮行程の終了近くで各シリンダの排気
バルブを開放することによって内燃機関を圧縮機に切り
換えることを含む。
【０００３】ブレーキ効果を達成する初期の技術はカミ
ンス（Cummins ）社の米国特許番号第３，２２０，３９
２号で開示されており、この技術では、排気バルブ上に
位置されるスレーブ油圧ピストンが、排気バルブと協働
するエンジンピストンの圧縮行程の終了近くで排気バル
ブを開放する。内燃機関をブレーキモードにおくには、
３ウェイ（三方）ソレノイドが作動されて、加圧された
潤滑オイルが制御バルブを通って流れ、マスタピストン
とスレーブピストンの間に油圧リンクが形成される。マ
スタピストンがエンジンの圧縮行程とタイミングを合わ
せて周期的にエンジンエレメント（例えばフュエルイン
ジェクタ動作メカニズム）により内方向に変位される
と、油圧力を介してスレーブピストンが作動され、排気
バルブが開放される。
【０００４】元は上記’３９２特許で開示された圧縮ブ
レーキシステムは、制御バルブにおける改善（リーディ
ー（Reedy ）他の米国特許第５，３８６，８０９号及び
メイストリック（Meistrick ）の米国特許第４，９９
６，９５７号を参照のこと）とピストン作動アセンブリ
における向上（ボステルマン（Bostelman ）の米国特許
第４，４７５，５００号を参照のこと）を含めて、多く
の面で進化された。従来技術で見受けられる典型的な現
代の圧縮ブレーキシステムが図８に示される。排気バル
ブは通常、内燃機関のパワーモード中に排気ロッカレバ
ーにより動作される。内燃機関をブレーキモードで動作
させるには、制御バルブがチェックバルブを用いてブレ
ーキシステムを高圧回路と低圧回路に分けることにより
高圧の流体が低圧供給回路に逆流することが防止され、
これにより高圧回路に油圧リンクが形成される。制御バ
ルブの上流に配置される３ウェイソレノイドバルブは低
圧流体の制御バルブへの流れを制御し、ブレーキモード
の開始及び終了を制御する。
【０００５】従来の圧縮ブレーキシステムには種々の問
題が見られた。まず、３ウェイソレノイドバルブの作動
とブレーキモードの開始との間に不必要に長い固有の時
間遅延が存在することである。この時間遅延は部分的
に、ソレノイドバルブが制御バルブから離れて配置され
るため、流体の流路とレスポンス時間が所望よりも長く
なる。また、マスタピストンとスレーブピストンとの
間、即ち高圧回路における不必要に長い流体の流路は、
不具合なことに圧縮される流体の量とレスポンス時間を
増大する。さらに従来の圧縮ブレーキシステムでは、ブ
レーキシステムは頭上で嵌合するボルトオンアクセサリ
である。かかるシステムでは、ブレーキシステムを搭載
するための空間を提供するために、シリンダヘッドとバ
ルブカバーとの間にスペーサが配置され、バルブカバー
がスペーサにボルト締めされる。この構成は不必要な高
さ、重量及びコストを内燃機関に付加する。上記問題の
多くは結果的に、ブレーキシステムを内燃機関自体のパ
ーツとしてではなく内燃機関に対する付属品として見る
ことになる。
【０００６】１つの可能な解決法は、ブレーキシステム
の構成要素を他の内燃機関の構成要素と一体化すること
である。圧縮ブレーキシステムの部分を一体化する１つ
の試みは、ジョンソンの米国特許第３，３６７，３１２
号に見られる。この特許は、プランジャ又はスレーブピ
ストンがシリンダ中に配置されるロッカアームを備える
エンジンブレーキシステムを開示し、このシステムでは
シリンダはロッカアームの一端において一体形成され、
プランジャが油圧力により外部の位置にロックされるこ
とによりブレーキシステムが動作される。ジョンソンの
特許はまた、プランジャをシリンダから外方向に付勢し
て排気バルブと連続的に接触させるスプリングを示し、
これにより、カム作動されるロッカレバーがパワーモー
ドとブレーキモードの両モードで排気バルブを動作させ
ることができる。さらに制御バルブは、ロッカアームシ
リンダへの加圧流体の流れを制御して、ブレーキ動作と
通常のパワー動作との間で選択的にスイッチできるよう
に使用される。しかしながら、制御バルブユニットはロ
ッカアームアセンブリから離間配置されるので、流体輸
送通路が不必要に長くなると共にレスポンス時間もより
長くなる。これにより、ブレーキシステムが作動できる
前に不必要に多量のオイルを圧縮しなければならないこ
とにもなり、結果的に圧縮ブレーキのタイミングに対す
る制御が弱くなる。さらに、制御バルブはエンジンにお
ける所定セットのシリンダへの流れを制御するように使
用されるので、個々のエンジンシリンダ又は異なるグル
ープの内燃機関シリンダを選択的にブレーキモードで動
作させることができない。さらにまた、制御バルブはド
ライバによる作動の必要なマニュアル動作回転タイプバ
ルブであるので、信頼性がなく非効率的なブレーキ動作
となる。回転タイプのバルブはまた、回転バルブ部材と
その関連する円筒形ボアとの間に望ましくない流体の漏
出を生じる。ジョンソンのブレーキシステムはまた、通
常のパワー動作及びブレーキ動作中にロッカアームを動
かす単一カムローブ及びロッカアームアセンブリに依存
する。しかしながらこの構成は、関連する通常のカムプ
ロファイルにより決定される通常のバルブ動作から独立
した排気バルブ動作を提供するシステムの能力を制限す
ることになり、不利である。
【０００７】ハビランド（Haviland）の米国特許第３，
３３２，４０５号は、ブレーキモード中に排気バルブを
動作させるロッカアームに形成されるキャビティに、油
圧リンクを形成できる制御バルブユニットが取り付けら
れる圧縮ブレーキシステムを開示する。通常のパワー動
作とブレーキ動作に対して別々のカムローブが使用され
る。しかしながら、通常モード及びブレーキモードの両
モード中の排気バルブの作動に単一のロッカアームが使
用されるので、ブレーキカムローブプロファイルのデザ
イン及びブレーキシステムの動作が、エンジンの通常動
作中に排気バルブを動作させるのに使用されるカムロー
ブのデザインに少なくとも部分的に依存する、又はその
デザインに影響される可能性がある。さらに、ハビラン
ドの特許は、単一のソレノイドを使用してシリンダの全
てに対して圧縮ブレーキを制御するため、どのような時
にも圧縮ブレーキのためにシリンダを全て使用するか又
は全て使用しないかのどちらかとなり、従って圧縮ブレ
ーキパワーが１レベルとなる。このような制限により、
圧縮ブレーキシステムの動作にはほとんど自由がない。
さらにこの特許は、制御バルブへの流体の流れを制御す
るソレノイドバルブユニットを示しているが、このユニ
ットは制御バルブユニット及びロッカレバーとは別に収
容されるので、結果的に内燃機関に余分なスペースを設
けることが必要となり、内燃機関のサイズと重量が増大
する。さらに、ハビランドの開示する制御バルブと従来
の制御バルブは一般に、１つ以上のスプリングを使用し
て制御バルブエレメントを付勢する。しかしながら、か
かるスプリングは往復運動を繰り返して過度のストレス
を受け、スプリングを損傷して重大な信頼問題を生じ、
結果的に制御バルブ及び圧縮ブレーキシステムの故障を
引き起こす。
【０００８】ケネビル（Quenneville ）の米国特許第
４，２５１，０５１号は、流体供給部と通じる入口と、
断続的な流体の供給を必要とするそれぞれの負荷装置及
びドレイン通路と通じる１つ以上の出口通路とを有する
ソレノイドアセンブリを開示する。入口と各出口との間
にそれぞれのボールバルブが配置され、スプリングはド
レイン通路の開放中に供給部と出口通路の間の流体の流
れを遮断するように付勢される。アーマチュア及びピン
がボールバルブを動かすように作動され、供給部を出口
に連結してドレイン通路を閉鎖する。しかしながら、作
動位置に位置されるバルブアセンブリが出口通路に流体
を流す際に、このアセンブリは出口通路から供給通路へ
の流体の逆流を防止しないので、圧縮ブレーキシステム
の動作中に制御バルブにより要求されるように異なる加
圧回路同士の間に油圧リンクを形成することができな
い。
【０００９】レイバー（Leiber）の米国特許第３，９２
１，６６６号は、第１及び第２閉鎖部材と、これらの部
材の間に配置されて各流体通路を流れる流体の流れをブ
ロックする各閉鎖位置へとこれら部材を付勢するスプリ
ングとを含むソレノイド動作バルブアセンブリを開示す
る。ソレノイドデバイスは、それが動作されない時には
第１接続部と第２接続部との間を流体が流れ、第３接続
部が第２閉鎖部材により閉鎖されるようにバルブを動作
させる。ソレノイドがわずかに作動されると、第１閉鎖
部材が第１接続部と第２接続部の間の連通を遮断し、第
２閉鎖部材は第３接続部を閉鎖したままである。ソレノ
イドがより作動されることにより、第２閉鎖部材が開放
され、第２接続部と第３接続部との間に流体の流路を形
成する。しかしながら、バルブがより作動されて流体が
供給部と負荷装置との間を流れている間には、第２閉鎖
部材は負荷装置からの逆流を遮断するように動作できな
い。結果的に、このバルブは、流体を逆方向即ち油圧回
路から供給部へと流出させることなく流体を油圧回路に
流入させる統合的なチェックバルブを備えていない。従
って、ブレーキシステムにおいてこのバルブアセンブリ
を使用して、排気バルブとカムローブとの間に高圧の油
圧リンクを形成し、このリンクを形成する高圧回路の断
続的な充填を行うことができない。さらに、ソレノイド
をわずかに作動させて上述のように所望の流れパターン
を達成する中間段階は、圧縮ブレーキシステムにおける
望ましい流れ特徴に矛盾する。
【００１０】ダール（Dahl）の米国特許第２，９４４，
５６５号、バート（Burt）の米国特許第４，４６０，０
１５号、及びマニニック（Maninic ）の米国特許第４，
８４４，１１９号は、流体の流れを制御するための他の
３ウェイ構造を開示する。しかしながら、これらのバル
ブもハビランド、ケネビル、レイバーの特許に関して上
述した同様の欠点及び問題を含む。
【００１１】排気バルブの開放及び閉鎖のタイミング
は、圧縮ブレーキシステムの効率と効果を決定する際の
重要な役割をはたす。多くの従来のブレーキシステムは
既存のエンジンの構成要素に依存して、圧縮ブレーキ中
の排気バルブの開閉のタイミングを決定する。例えば、
メイストリック（Meistrick ）の米国特許第４，５９
２，３１９号は、通常圧縮行程の終了近くで動作される
カムローブ及びプッシュロッド等のフュエルインジェク
タ作動メカニズムを使用する。しかしながら、他の内燃
機関の構成要素の作動に使用される他のアクチュエータ
と既存のカムローブに依存するため、排気バルブの動作
のタイミングの可能な範囲が制限され、これによりブレ
ーキシステムの最適化が妨げられる。シクラー（Sickle
r ）の米国特許第４，５７２，１１４号とメイストリッ
ク他の米国特許第４，８９８，２０６号は前掲の’３１
９特許で示されるシステムと同じ不具合を有する同様の
圧縮ブレーキシステムを開示する。
【００１２】ゴバート（Gobert）他の米国特許第５，１
４６，８９０号は、ブレーキモード中に専用のカムロー
ブにより排気バルブを動作させる圧縮ブレーキ方法及び
デバイスを開示する。しかし、このカムローブはブレー
キモード中にだけ使用される専用の排気バルブを動作す
る。この結果、この設計は、付加的な排気バルブアセン
ブリと、付加的な排気ポート及び排気バルブアクセス通
路を備えるようにシリンダヘッドを再設計することとに
関連するコストにより、不必要に高価になる。また、こ
の設計はシリンダヘッドに排気バルブを配置することに
おいて装備上の考慮事項を付加するので望ましくない。
【００１３】従って、関連する内燃機関のサイズ及び重
量を最小化できると共に圧縮ブレーキシステムの最適な
動作を保証する、単純且つコンパクトでしかも効果的な
ブレーキシステムが必要である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の不具合を克服し、内燃機関のサイズ及び重量を最
小化できる、圧縮機に内燃機関を切り換える専用の内燃
機関ブレーキシステムを提供することである。
【００１５】本発明の別の目的は、内燃機関のサイズ及
び重量を減少するように一体化された構成要素を有する
専用の内燃機関圧縮ブレーキシステムを提供することで
ある。
【００１６】本発明のさらなる目的は、最適なブレーキ
動作を可能とするように排気バルブの動作に対してのみ
専用に設けられるブレーキコンポーネントを含む内燃機
関圧縮ブレーキシステムを提供することである。
【００１７】本発明の別の目的は、内燃機関のサイズを
減少するように各ブレーキモードロッカレバーと一体形
成される、ブレーキ流体回路における流体（例えば水、
油等の液体）の流れを制御するためのブレーキ流体バル
ブを含む専用の内燃機関ブレーキシステムを提供するこ
とである。
【００１８】本発明のさらなる目的は、圧縮ブレーキシ
ステムの作動と圧縮ブレーキの実際の開始との間の時間
遅延を最小化することにより圧縮ブレーキの効率を最大
にする専用の内燃機関圧縮ブレーキシステムを提供する
ことである。
【００１９】本発明のまた別の目的は、ブレーキ回路に
おける圧縮流体の量を最少化することにより圧縮ブレー
キシステムが作動される時間と圧縮ブレーキの開始時間
との間の遅延時間を最小化する専用の内燃機関圧縮ブレ
ーキシステムを提供することである。
【００２０】本発明のさらに別の目的は、ブレーキシス
テムの高圧回路と低圧回路における通路の長さを最小に
し、ブレーキシステムの制御バルブと３ウェイバルブを
接続する通路の必要をなくし、ブレーキシステムのブレ
ーキ流体バルブとアクチュエータピストンとの間の通路
の長さを最小にする専用の内燃機関圧縮ブレーキシステ
ムを提供することである。
【００２１】本発明の目的は、内燃機関の他の構成要素
に依存しないブレーキシステムの設計とその動作の制御
における最大の自由を可能にし、圧縮ブレーキの効率を
最大にする専用の内燃機関圧縮ブレーキシステムを提供
することである。
【００２２】本発明のさらなる目的は、ブレーキモード
において個々のエンジンシリンダ又は異なるグループの
エンジンシリンダが独立的に及び選択的に動作され、複
数レベルの圧縮ブレーキパワーを可能にする専用の内燃
機関圧縮ブレーキシステムを提供することである。
【００２３】本発明の別の目的は、エンジンサイクルに
おける種々のポイントで圧縮ブレーキを選択的に実行
し、エンジンにおける機械的負荷を増大することなく圧
縮の効果を最大にする専用の内燃機関圧縮ブレーキシス
テムを提供することである。
【００２４】本発明はさらに、エンジンのパワーモード
動作のタイミングから完全に独立するようにブレーキモ
ード動作のタイミングを制御する専用の内燃機関圧縮ブ
レーキシステムを提供することを目的とする。
【００２５】本発明はまた、内燃機関のパワーモード動
作に必要な排気バルブの変位量に関係なく圧縮ブレーキ
動作中に排気バルブの変位量を制御できる専用の内燃機
関圧縮ブレーキシステムを提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】これらの目的、及び以下
の説明において明らかになるであろう他の目的を達成す
るために、周期的な連続的圧縮及び膨張行程のためにシ
リンダ内に往復運動するように取り付けられる少なくと
も１つのエンジンピストンと、内燃機関がパワーモード
で動作される時にこのエンジンピストンの膨張行程の終
了近くで開放するように動作し、内燃機関がブレーキモ
ードで動作される時にエンジンピストンの圧縮行程に対
する可変的なタイミングで開放するように動作する排気
バルブと、を有する内燃機関の専用圧縮ブレーキシステ
ムが提供される。このブレーキシステムは、内燃機関が
パワーモードで動作される時に排気バルブを往復運動さ
せるパワーモードロッカレバーと第１カムローブとを含
む第１排気バルブアクチュエータアセンブリを備える。
ブレーキシステムは、内燃機関がブレーキモードで動作
される際に排気バルブを往復運動させるブレーキモード
ロッカレバーと第２カムローブとを有する第２排気バル
ブアクチュエータアセンブリを含む。第２排気バルブア
クチュエータアセンブリは、ブレーキモードロッカレバ
ーに形成されるブレーキ流体回路と、ブレーキモードロ
ッカレバー上に取り付けられるブレーキ流体バルブを含
む。ブレーキ流体回路は、低圧流体をブレーキ流体バル
ブに輸送する低圧回路と、低圧回路から低圧流体を受け
取る高圧回路とを含む。ブレーキ流体バルブは、ブレー
キ流体回路の低圧回路と高圧回路の間のブレーキ流体
（例えば水、油等の液体）を制御する。ブレーキモード
ロッカレバーは、第２カムローブに隣接配置される第１
の端と排気バルブに隣接配置される第２の端とを有す
る。高圧回路はブレーキモードロッカレバーの第１の端
に形成されるキャビティを含み、第２排気バルブアクチ
ュエータアセンブリは、キャビティにスライド可能に取
り付けられるアクチュエータピストンと、キャビティに
おける中心ボア内に取り付けられるコイルスプリングと
を含み、このスプリングはアクチュエータピストンをキ
ャビティの中へと付勢して、内燃機関のパワーモード動
作中にアクチュエータピストンと排気バルブとの間に離
間距離を生成する。ブレーキ流体バルブは３ウェイソレ
ノイドバルブを含み得る。この３ウェイソレノイドバル
ブは、内燃機関のパワーモードに対応する第１の位置を
有し、この第１の位置では、低圧回路から高圧回路への
流体の流れが遮断されると共に高圧回路がドレイン回路
に接続される。さらに３ウェイソレノイドバルブは内燃
機関のブレーキモードに対応する第２の位置を含み、こ
の第２の位置では低圧流体が低圧回路から高圧回路へと
流れることができる。ブレーキ流体バルブはまた、高圧
回路から低圧回路への流体の流れを阻止する第１チェッ
クバルブを含み得る。さらにブレーキ流体バルブは、３
ウェイソレノイド制御バルブがその第１の位置にある時
に高圧回路からドレイン回路への流体の流れを許可し、
３ウェイソレノイド制御バルブがその第２の位置にある
時に高圧回路からドレイン回路への流体の流れを阻止す
る第２チェックバルブを含み得る。ブレーキ流体バルブ
は、第１チェックバルブと第２チェックバルブとの間に
配置される圧縮スプリングを含み、この圧縮スプリング
は、３ウェイソレノイドバルブがその第２の位置にある
時に第１チェックバルブを付勢して高圧回路からドレイ
ン回路への流体の流れを阻止する。ブレーキ流体バルブ
は、エンジンピストンの圧縮行程中に排気バルブを開放
し始め、エンジンピストンが上死点に到達する前に排気
バルブがシリンダ中へのその最大変位を遂げるように動
作する。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、エンジンがブ
レーキモードにある場合に内燃機関を圧縮機として動作
させる本発明の専用圧縮ブレーキシステムが示される。
特に、図１はパワーモード排気バルブアクチュエータア
センブリのパワーモードロッカレバー１００を開示し、
このパワーモードロッカレバーはエンジンが通常のパワ
ーモードで動作する際に排気バルブ１０２を往復移動す
るように変位させる。パワーモードでは、パワーモード
ロッカレバー１００は、エンジンシリンダーから燃焼ガ
スを排気するために例えばエンジンの四つのサイクル動
作のうちの排気サイクル中に排気バルブをエンジンシリ
ンダー（図示せず）内に変位させる。ブレーキモードで
エンジンを動作させる必要が生じると、ブレーキモード
排気バルブアクチュエータアセンブリ１０４は圧縮ブレ
ーキを制御する。ブレーキモード排気バルブアクチュエ
ータアセンブリ１０４はブレーキモードロッカレバー１
０６及び各エンジンシリンダーに対して関連するブレー
キモードカムローブ１０８を含む。ブレーキモードロッ
カレバー１０６及びブレーキモードカムローブ１０８は
共に動作してエンジンがブレーキモードで動作する際に
排気バルブ１０２を変位させる。ブレーキモード排気バ
ルブアクチュエータアセンブリ１０４は、ロッカレバー
１０６内に形成されたブレーキ流体回路１１０、ブレー
キモードロッカレバー１０６に取り付けられたアクチュ
エータピストン１２０及びブレーキ流体バルブ１１６を
含み、ブレーキモードにおいてアセンブリ１０４を選択
的に変位させるようにブレーキ流体回路を介してブレー
キ流体のフローを制御する。
【００２８】ブレーキ回路１１０は高圧回路１１２、低
圧回路１１４及びドレイン回路１１９を含む。高圧回路
１１２及び低圧回路１１４はブレーキモードロッカレバ
ー１０６に穴をあけて経路を形成しプラグ１１３、１１
５を使用して高圧回路及び低圧回路をそれぞれシールす
ることによって形成される。ブレーキ流体バルブ１１６
はブレーキモードロッカレバー１０６に形成されたロッ
カレバーボア１０７に取り付けられる。或いは、プラグ
１１３の代わりに、ブレーキ流体バルブ１１６はボア１
０７内で採寸且つ方向が定められバルブ１１６のボディ
が高圧回路１１２を形成するドリルのオープンエンドを
液封してもよい。ブレーキ流体バルブ１１６は動作して
高圧回路１１２、低圧回路１１４及びドレイン回路１１
９間のブレーキ流体のフローを制御する。ブレーキ流体
バルブ１１６はエンジン制御モジュール（図示せず）に
よって制御され、該エンジン制御モジュールは配線１１
７を介してブレーキ流体バルブ１１６に信号を出力す
る。また、ドレイン回路１１９はブレーキ流体バルブ１
１６に一体的に形成された経路によって形成されること
に注目されたい。
【００２９】アクチュエータピストン１２０はブレーキ
モードロッカレバー１０６の一端部に形成されたアクチ
ュエータピストンボア１１８にスライド可能に取り付け
られる。アクチュエータピストンボディ１２１を有する
アクチュエータピストン１２０は、ブレーキモードロッ
カレバー１０６と排気バルブ１０２との間に存在する距
離、即ちラッシ１２２を制御するように動作する。アク
チュエータピストン１２０はねじ又はボルト１２４によ
ってブレーキモードロッカレバー１０６に接続し、該ね
じ又はボルトはブレーキモードロッカレバー１０６に形
成されたねじ穴１２６を介して延出してロックナット１
２５に係合する。更にブレーキモードロッカレバー１０
６はエンジンオーバーヘッド（図示せず）に固定される
ブレーキモードロッカレバーシャフト１２８を含み、ブ
レーキモードロッカレバー１０６はブレーキモードカム
ローブ１０８のリフトプロファイルに応じて該ブレーキ
モードロッカレバーシャフトの上でピボット動作する。
円筒形ブッシュ１２７の形態の軸受はシャフト１２８の
周りに配置され、ロッカレバー１０６に固定して接続さ
れるためシャフト１２８のスムースなピボット回転が可
能になる。図１はブレーキモードカムローブ１０８の任
意のリフトプロファイルを示し、代わりに特定のアプリ
ケーションに必要なリフトプロファイルも使用され得る
ことに注目されたい。また、ブレーキモードロッカレバ
ー１０６はローラ１０９も含み、該ローラはブレーキモ
ードロッカレバー１０６のボア１１８に対向する端部に
形成された開口に配置されるローラピン１１１に取り付
けられる。ローラ１０９はカムローブ１０８の外面に接
触し、ブレーキモードカムローブ１０８の回転に伴って
回転する。
【００３０】低圧回路１１４は中心供給ボア１２９、レ
バーシャフト１２８に形成された半径方向供給経路１３
０及びロッカレバー１０６に形成された送り経路１３２
を含む。経路１３２は半径方向供給経路１３０と協働し
て低圧流体を中央ボア１２９からブレーキ流体バルブ１
１６に供給する。また、低圧回路１１４は潤滑送出経路
１２３を含み、ブレーキ流体を潤滑の目的でラジアル経
路１３０からローラピン１１１に送出する。
【００３１】図２を参照するとブレーキ流体バルブ１１
６が更に詳細に述べられる。このブレーキ流体バルブは
"Solenoid Valve for Compression-Type Engine Retar
der"と題された１９９４年７月１４日に出願された米国
同時係属出願番号第２７５，１１８号の論題であり、こ
の内容は参照として本明細書中に援用される。一般的
に、示されるブレーキ流体バルブ１１６はコンパクト且
つ三方ソレノイドバルブと制御バルブが一体化したバル
ブであり、ブレーキモードの開始と終了を選択的に制御
する一方、高圧回路１１２の高圧リンクを迅速且つ有効
に形成し必要に応じて高圧回路１１２を十分に充填す
る。ブレーキ流体バルブ１１６はハウジング２００、ソ
レノイドコイル２０２及びハウジング２００に形成され
たボア領域２０６に配置されるアーマチュアディスク２
１０を含むアーマチュア２０３を含む。アーマチュア２
０３の周りに配置されるのはアーマチュアばね２０８で
あり、このばねはアーマチュアディスク２１０に当接し
て該アーマチュアディスクが図２に示されるようにソレ
ノイドコイル２０２から離れて下方に移動するように該
アーマチュアディスク２１０を付勢する。ドレインチェ
ックバルブ２１２はアーマチュア２０３の下のバルブキ
ャビティ２１１に配置され、該バルブキャビティはハウ
ジング２００に螺合するバルブボディ２１４に形成され
る。ドレインチェックバルブ２１２はバルブステム２０
４を含み、該バルブステムはアーマチュアディスク２１
０とは別に形成されるか又は該ディスクと一体的に形成
され得る。ドレインチェックバルブ２１２の下に位置す
るのはインレットチェックバルブ２１６であり、両バル
ブ２１２と２１６の間には圧縮ばね２１８が位置され、
該圧縮ばねはこれらのチェックバルブが互いから離れる
ように付勢するために配置される。バルブボディ２１４
はドレインチェックバルブ２１２による当接でシールす
るために配置される環状ドレインバルブシート２１３及
びインレットチェックバルブ２１６による当接でシール
するために配置される環状インレットバルブシート２１
５を含む。また、ブレーキ流体バルブ１１６は経路２２
０、２２２、２２４も含み、必要な回路に流体のフロー
を提供する。本発明では、インレット経路２２０は低圧
回路１１４と協働し、ドレイン経路２２２はドレイン回
路１１９に達し、アウトレット経路２２４は高圧回路１
１２に達する。ブレーキ流体バルブ１１６の動作は図３
に示される。図３（ａ）の "ブレーキオフ”位置ではソ
レノイドコイル２０２が通電されず、アーマチュアディ
スク２１０はばね２０８によって下方に付勢されてドレ
インチェックバルブ２１２のバルブステム２０４に着座
する。ばね２０８の付勢力は圧縮ばね２１８の付勢力に
十分勝るため、ドレインチェックバルブ２１２はインレ
ットチェックバルブ２１６に接触してインレット経路２
２０を閉じるため、低圧回路１１４から高圧回路１１２
への流体のフローをブロックする。更に、経路２２２及
び２２４はキャビティ２１１を介して流体連通の関係に
あるため、高圧回路１１２はドレイン回路１１９に接続
する。次に、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示される "ブ
レーキ充填”及び "ブレーキオン”位置ではソレノイド
コイル２０２が通電され、アーマチュアディスク２１０
はコイル２０２に引きつけられ、更にドレインチェック
バルブ２１２のバルブステム２０４から離れるようにア
ーマチュアディスク２１０を持ち上げるためにアーマチ
ュアばね２０８の付勢力に対して上方に移動される。圧
縮ばね２１８の付勢力によってドレインチェックバルブ
２１２はドレインバルブシート２１３に着座するためド
レイン経路２２２への流体のフローをブロックする。更
に、低圧回路１１４の流体圧力は圧縮ばね２１８の付勢
力に十分に勝るため、低圧回路１１４と高圧回路１１２
との間に流体連通が形成され、低圧回路から高圧回路へ
のブレーキ流体を許容する。高圧回路１１２がブレーキ
流体で完全に満たされると（図３（ｃ）の "ブレーキオ
ン”位置に対応する）流体はそれ以上高圧回路にフロー
しないため、高圧回路と低圧回路の間の流体のフローは
低圧回路をシールするインレットチェックバルブ２１６
によってブロックされる。
【００３２】ブレーキ流体バルブ１１６のコンパクトな
構造によって、図１に示されるようにブレーキモードロ
ッカレバー１０６への取付けが容易になり、別個のソレ
ノイド及び制御バルブをエンジンオーバーヘッドに配置
される追加のスペーサブロックのようなエンジンの他の
領域に取り付けることを避けることによって、エンジン
のサイズを小さくすることができる。
【００３３】図４を参照すると、アクチュエータピスト
ン１２０がより詳細に説明される。アクチュエータピス
トン１２０は中央ボア４０２を有するアクチュエータピ
ストンボディ１２１を含み、調節ねじ１２４は該ボア内
に延出する。調節ねじ１２４は、アクチュエータピスト
ン１２０の底部と排気バルブ１０２の距離１２２（図１
に示される）を調節するようにナット１２５（図１）に
よってロッカレバー１０６に調節可能に固定される。ア
クチュエータピストンボディ１２１は、調節ねじ１２４
に対して軸方向に移動するようにアクチュエータピスト
ンボア１１８にスライド可能に配置される。中央ボア４
０２の調節ねじ１２４の周りの部分に配置される内側圧
縮ばね４０６はアクチュエータピストンボディ１２１を
図１のアクチュエータピストンボア１１８に向かって上
方に付勢する。内側圧縮ばね４０６の一方の端部は固定
調節ねじ１２４に形成された環状上部フランジ４０８に
対して作用し、一方対向する端部は、ピストンボディ１
２１に形成された溝に固定して配置される止め輪４１６
によって定位置に固定された上部スペーサ４１８に当接
する。従って、ばね４０６は図４に示されるようにアク
チュエータピストンボディ１２１を上方に付勢する。内
側圧縮ばね４０６よりも高い付勢力を有する外側圧縮ば
ね４１０は、中央ボア４０２の内側圧縮ばね４０６の周
りの部分に設けられる。外側圧縮ばね４１０の一端部は
上部スペーサ４１８に当接し、対向する端部はアクチュ
エータピストンボディ１２１に形成されたアクチュエー
タフランジ部分４１２に配置された下部スペーサ４１４
に当接する。更に、調節ねじ１２４は下部フランジ４２
０を含み、該フランジは以下の記述から明らかになるよ
うにスペーサ４１４に当接してアクチュエータピストン
ボディ１２１の外側への動作を制限する。
【００３４】アクチュエータピストン１２０の動作にお
いて、アクチュエータピストンボディ１２１は通常アク
チュエータピストンボア１１８に向かって上方に付勢さ
れ、調節ねじ１２４の底部４２２はアクチュエータピス
トンボディ１２１に接触する。ブレーキ流体がピストン
ボア１１８の上部分に入ると、このブレーキ流体はアク
チュエータピストンボディ１２１の表面に作用し、流体
圧力が内側圧縮ばね４０６の付勢力に十分勝る場合、ア
クチュエータピストンボディ１２１は矢印４３０で示さ
れるように軸方向下向きに付勢される。アクチュエータ
ピストンボディ１２１の外側への移動は、下部スペーサ
４１４が調節ねじ１２４の下部フランジ４２０に接触す
ることによって制限される。この時点で、ブレーキ流体
が外側圧縮ばね４１０の付勢力に勝るための更なる移動
が必要とされる。しかしながら、外側圧縮ばね４１０
は、フランジ４２０に対するスペーサ４１４の衝撃を緩
和しつつブレーキ流体の力にもかかわらずばね圧縮を防
ぐ十分な付勢力を有する。
【００３５】ブレーキモード排気バルブアクチュエータ
アセンブリ１０４の動作が説明される。エンジンがパワ
ーモードで動作される場合、ブレーキ流体バルブ１１６
は "ブレーキオフ”位置（図３（ａ））にあり、この位
置ではブレーキ流体は高圧回路１１２とドレイン回路１
１９との間を流れる。アクチュエータピストン１２０の
アクチュエータピストンボディ１２１はアクチュエータ
ピストンボア１１８に向かって上方に付勢され、キャビ
ティ１３０の油圧は内側圧縮ばね４０６（図４）の付勢
力に勝る程十分ではない。これによって距離１２２が形
成され、この距離はブレーキモードカムローブ１０８の
リフトプロファイルによってブレーキモードロッカレバ
ー１０６がピボット動作してもアクチュエータピストン
１２０は排気バルブ１０２に接触しない程に十分広い。
調節ねじ１２４は十分な距離１２２が設けられるように
調節される。従って、ブレーキモード排気バルブアクチ
ュエータアセンブリ１０４は排気バルブ１０２を開かな
いため、エンジンの通常のパワーモード動作に影響しな
い。
【００３６】エンジンがブレーキモードになると、エン
ジン制御モジュール（図示せず）は配線１１７を介して
ブレーキ流体バルブに必要な信号を出力してソレノイド
コイル２０２を通電させるため、アーマチュアディスク
２１０を引きつける。ディスク２１０が上方に移動する
とドレインチェックバルブ２１２はドレインバルブシー
トに着座して経路２２２と２２４との間の流体フローを
ブロックするため、高圧回路１１２とドレイン回路１１
９との間の流体フローを遮断する。更に、低圧回路１１
４の流体圧力は、インレットチェックバルブ２１６を持
ち上げて低圧回路１１４と高圧回路１１２を流体連通さ
せる程に十分である。ブレーキ流体は高圧回路１１２を
介してアクチュエータピストンボア１１８の上部分及び
アクチュエータピストン１２０の中央ボア４０２に流れ
る。ブレーキ流体の圧力によってアクチュエータピスト
ンボディ１２１はアクチュエータピストンボア１１８か
ら図４の矢印４３０によって表されるように下方にスラ
イドして変位し、アクチュエータピストン１２０と排気
バルブ１０２との距離１２２が短くなる。距離１２２が
短くなるため、ブレーキモードカムローブ１０８のリフ
トプロファイルによってアクチュエータピストン１２０
は排気バルブ１０２に接触し、排気バルブはエンジンサ
イクルの選択されたポイントで所定量だけエンジンシリ
ンダー内に変位し、この所定量はブレーキモードカムロ
ーブ１０８のプロファイルによって決定される。
【００３７】本システムでは、排気バルブのシリンダー
への最大変位がエンジンピストンの上死点より前に起こ
るように圧縮行程の終了前に排気バルブを開くと利点が
あることが分かった。この特定のタイミングサイクルに
よって各サイクルに対して行われるリタード動作の量が
増加する。更に、排気バルブのシリンダーへの変位量は
圧縮ブレーキに必要な量だけであり、約０．０９０〜
０．１００インチであるが、この量は特定のエンジンア
プリケーションに応じて変化し得る。エンジン動作に関
する本発明の動作を制御する好適な方法は、本発明と同
日に出願されたビットリオ（Vittorio) による米国同時
係属出願の "Improved Engine Retarder Cycle" に詳細
に開示されている。
【００３８】圧縮ブレーキが必要なくなるとエンジンは
パワーモードに戻りエンジン制御モジュールは必要な信
号をブレーキ流体バルブ１１６にリレーし、ソレノイド
コイル２０２は通電されず、アーマチュア２０３はアー
マチュアばね２０８によって元の位置に付勢される。結
果的に、バルブ２１２がインレットチェックバルブ２１
６に当接しシート２１５に対して該バルブ２１６を付勢
するまでアーマチュアディスク２１０はバルブステム２
０４及びドレインチェックバルブ２１２を圧縮ばね２１
８の付勢力に対抗して下方に押すため、インレット経路
２２０とアウトレット経路２２４の流体連通をブロック
する。更に、アウトレット経路２２４はドレイン経路２
２２と流体連通しているため、高圧回路１１２はブレー
キ流体をドレイン回路１１９に通過させる。このベンテ
ィングによってピストンボア１１８のブレーキ流体圧力
が低下し、内側圧縮ばね４０６はアクチュエータピスト
ンボディ１２１をアクチュエータピストンボア１１８に
向かって上方に付勢する。従って、距離１２２はブレー
キモードカムローブ１０８のリフトプロファイルに応じ
たブレーキモードロッカレバー１０６のピボット動作
は、アクチュエータピストン１２０が排気バルブ１０２
に接触する程十分ではない点まで再度増加する。
【００３９】図５を参照すると、アクチュエータピスト
ン５００の第２実施の形態が示され、アクチュエータピ
ストンボディ５２１はブレーキモードロッカレバー１０
６に形成されたアクチュエータピストンボア５２２にス
ライド可能に配置されるという点において、このアクチ
ュエータピストンは図４に示される第１実施の形態のア
クチュエータピストン１２０に類似している。下部フラ
ンジ５２０を有する調節ねじ５０４は中央ボア５０２に
配置され、ねじ穴５０３を介して延出してロックナット
５０５に係合する。しかしながら、この実施の形態では
中央ボア５０２に配置されたソリッド(solid) スペーサ
５５６は下部フランジ５２０に当接して外側ばね４１０
及びスペーサ４１４、４１８の代わりにピストンボディ
５２１の外側への移動を停止させる。止め輪５１６はボ
ディ５２１に形成された溝部分５５４に配置されてスペ
ーサ５５６を下部ピストンフランジ５５２に対して定位
置に固定する。また、ロッカレバー１０６に結合する外
部板ばね５５０は、図４の実施の形態のばね４０６の代
わりにピストンボディ５２１をピストン５２２に付勢す
るために使用される。
【００４０】動作において、高圧ブレーキ流体がボア５
２２に入ると流体圧力は、図５に示されるように、アク
チュエータピストンボディ５２１及びスペーサ５５６を
排気バルブ（図示せず）に向かって外側板ばね５５０の
付勢力に対抗して下方に付勢する。所定の距離だけ付勢
された後、ソリッドスペーサ５５６の底部は調節ねじ５
０４の下部フランジ５２０に接触する。ソリッドスペー
サ５５６は増加するブレーキ流体の圧力によって接触し
ない構造を有するため、アクチュエータピストンボディ
５２１の移動は制限される。
【００４１】図６を参照すると、アクチュエータピスト
ン６００の第３実施の形態が例示されており、このアク
チュエータピストンは図５に示されたアクチュエータピ
ストン５００に類似しており、アクチュエータピストン
ボディ６２１、中央ボア６０２に配置された下部フラン
ジ６２０を有する調節ねじ６０４及びピストンボディ６
２１のノッチ６５４に配置される止め輪６１６を含み、
この止め輪は下部ピストンフランジ６５２に対してソリ
ッドスペーサ６５６を定位置に固定する。本実施の形態
のソリッドスペーサ６５６は圧縮ばね６６０を受けるた
めの中央リセス６５８を含む点において、第２実施の形
態のソリッドスペーサ５５６と異なる。ばね６６０の他
方の端部は調節ねじ６０４の下部フランジ６２０に当接
し、ピストンボディ６２１をボア６２２へ付勢する。
【００４２】図７を参照するとパワーモード及びブレー
キモード排気バルブアクチュエータアセンブリの第２実
施の形態が述べられる。ブレーキモード排気バルブアク
チュエータアセンブリ１０４は図１に示され先に詳細に
説明されたものと同一である。この実施の形態は第１実
施の形態に非常に類似しているが、唯一異なる点はブレ
ーキモード排気バルブアクチュエータアセンブリ１０４
は通常のパワーモード動作に使用されるパワーモード排
気バルブ作動とは別の排気バルブに作用することであ
る。図７に示されるように、パワーモードロッカレバー
７０２が示されるパワーモード排気バルブアクチュエー
タアセンブリはパワーモード排気バルブ７０４に動作す
るがブレーキモード排気バルブ７００に動作しない。ブ
レーキモードロッカレバー７０６が示されるブレーキモ
ード排気バルブアクチュエータアセンブリ１０４はブレ
ーキモード排気バルブ７００に動作するがパワーモード
排気バルブ７０４には動作しない。異なる排気バルブの
変位を制御することを除けば、パワーモード及びブレー
キモードの圧縮ブレーキシステムの動作は第１実施の形
態の動作と同じである。
【００４３】本発明の圧縮ブレーキシステムは従来技術
に比べて多くの重要な利点を有する。一つの重要な利点
はエンジンのサイズ及び重量が低減されることであり、
これによってコストがかなり節約される。従来の装置
（図８）では、三方ソレノイドバルブ８０２、制御バル
ブ８０４及び流体加圧手段８０６は全て互いに離れて配
置され、更に排気バルブ８００を動作させるロッカレバ
ー８１０から離れて配置された。結果として、シリンダ
ヘッドとバルブカバーとの間に配置されるスペーサプレ
ートは圧縮ブレーキシステムに必要な空間を設けるため
に必要とされた。対照的に本発明では三方バルブ及び制
御バルブをブレーキ流体バルブ１１６として一体的に形
成し、ブレーキ流体バルブをブレーキモードロッカレバ
ー１０６のボア１０７に取り付けることによってスペー
サの必要がなくなった。更に、流体加圧手段の機能が本
発明のブレーキ流体バルブ１１６に含まれるため、別個
の流体加圧手段の必要がなくなった。また、ロッカレバ
ーを圧縮ブレーキシステムで使用することによってスペ
ーサプレートを含む従来の複雑なエンジンブレーキハウ
ジングを使用するよりも重量が減る。これらの改善点全
てによってサイズ及び重量が低減し、エンジンのコスト
も低減する。
【００４４】本発明の別の重要な利点は圧縮ブレーキの
有効性に関し、特に圧縮ブレーキシステムの動作の反応
時間、詳細にはエンジン制御モジュールから圧縮ブレー
キの実際のオンセットへ必要な信号を伝達する時間遅延
に関する。図８の従来の装置では、三方ソレノイドバル
ブ８０２は制御バルブ８０４から離され、これらの構造
はアクチュエータスレーブピストン８０８から十分な距
離を置いて配置されるため、マスターピストンとスレー
ブピストンとの間に不必要に長い流体経路が存在する。
これによって三方バルブ８０２の動作と圧縮ブレーキの
オンセットとの間に元々長い時間遅延があり、これによ
って圧縮ブレーキの能率が低減する。対照的に本発明で
は三方ソレノイドバルブ及び制御バルブはブレーキ流体
バルブ１１６に一体的に形成されるため、三方ソレノイ
ドバルブと制御バルブとの間の経路は必要なくなり、ソ
レノイドコイル２０２の動作と、ドレインチェックバル
ブ２１２（図２）のブロック位置への移動によって部分
的に決定される高圧回路１１２における高圧リンクの形
成との間の時間遅延が低減し、高圧回路１１２とドレイ
ン回路１１９との間をフローするブレーキ流体を遮断
し、高圧回路１１２と低圧回路１１４との間のフローを
可能にする。更に、ブレーキ流体バルブ１１６とアクチ
ュエータピストン１２０との間の経路がより短くなり、
圧縮ブレーキの実際のオンセットまでの遅延を低減す
る。圧縮ブレーキシステムの動作と圧縮ブレーキのオン
セットとの間の固有の遅延を低減させることによって、
圧縮ブレーキシステムの能率が増加する。
【００４５】専用ロッカレバー及びカムローブ構造を設
けることによって、本発明により他のエンジン要素の動
作と独立して圧縮ブレーキシステムを最大限自由に動作
させることが可能になり、圧縮ブレーキの動作に使用さ
れる最適なタイミング及び排気バルブの変位が可能にな
る。専用ロッカレバー及びカムローブ構造は所与のモー
メントで異なるレベルの圧縮ブレーキパワーを提供する
能力を有する。ジョンソン（Jonsson)による米国特許第
３，３６７，３１２号のような従来の装置では、単一の
制御バルブが使用されてシリンダーのセット全体への流
体のフローを制御した。一つのレベルの圧縮ブレーキパ
ワーしか許容されないため、特定の状態に実際どれくら
いの圧縮ブレーキパワーが必要かということよりもどの
くらいの圧縮ブレーキパワーが使用されるかということ
に対する制御が最小限に留められた。本発明では、各シ
リンダーが専用ロッカレバー及びカムローブを有するの
で一つのシリンダーから全てのエンジンシリンダーまで
のどの場所でも所与の時間に圧縮ブレーキのために使用
されることができ、従って複数のレベルの圧縮ブレーキ
パワーが可能になる。これによって所与の状態に必要な
圧縮ブレーキパワーの量を正確に利用することができ、
これによって圧縮ブレーキシステムの効率が向上する。
【００４６】複数のレベルの圧縮ブレーキパワーを提供
することに加えて、本発明の専用ロッカレバー及びカム
ローブ構造によって排気バルブのタイミング及び変位が
カム動作噴射装置のような他のエンジン要素の動作とは
独立して制御されることができる。ハビランド（Havila
nd) による米国特許第３，３３２，４０５号のような従
来の装置では、単一のロッカアームが使用されてエンジ
ンの通常のパワーモード及びブレーキモード中に排気バ
ルブを動作させた。このような装置では、ブレーキカム
プロファイルデザインはパワーモード動作中に排気バル
ブを動作させるために必要なデザインを考慮せざるを得
なかった。更に、多くの従来のブレーキシステムは通常
のパワーモード中に燃料噴射装置を動作させるために使
用されるカムローブと同じカムローブを使用することに
よって圧縮ブレーキ中に排気バルブを動作させたため、
ブレーキシステムの最適なデザインが厳格に制限され
た。ブレーキモード動作のプロファイルデザインにリフ
トを含むことによってエンジンのパワーモード動作中の
排気バルブのオープニングが不注意に開くことがあるた
め、ブレーキモード動作中に排気バルブを開くタイミン
グのスペクトルが制限される。従来の構造はエンジンピ
ストンがブレーキモードの圧縮行程でＴＤＣに到達した
ときに排気バルブを開き、これは噴射装置プランジャが
通常のパワーモードで噴射行程を開始するときでもあ
る。本発明の装置では別個のブレーキモードカムローブ
１０８によって排気バルブの開閉が完全に自由になる。
特に、本発明の圧縮ブレーキシステムのタイミングでは
排気バルブは圧縮行程の前に開かれるため、排気バルブ
のシリンダーへの最大変位はエンジンピストンのＴＤＣ
の前に起こる。これによってＴＤＣの後まで排気バルブ
の最大変位のない従来のデザインよりも各サイクルに行
われるリタード動作の量が増加する。更に、これによっ
てシリンダーの圧力を増大させずに、エンジンピストン
がＴＤＣに到達する前に実行されるリタード動作が増大
する。
【００４７】独立カムローブ構造を有する別の利点は、
排気バルブの最大変位はパワーモード動作中の排気バル
ブの最大変位と独立して制御され得ることである。排気
バルブの必要な変位はパワーモード動作よりも圧縮ブレ
ーキ目的の場合の方が小さい。パワーモード動作に必要
な変位の量は特定のエンジンに対して約０．４００イン
チであり、ブレーキモード動作に必要な変位は同じエン
ジンに対して約０．０９０〜０．１００である。従っ
て、パワーモード動作及びブレーキモード動作に同じカ
ムローブを利用する従来の装置では、排気バルブはブレ
ーキモード動作に実際に必要な変位量よりも多く移動す
るため、バルブクリアランスの問題の可能性が出てく
る。しかしながら本発明の装置によって排気バルブは
０．０９０〜０．１００インチの必要な程度しか開かな
いため、バルブクリアランスの問題は無くなる。
【００４８】産業上の実施 本発明の専用ロッカレバー及びカムアセンブリは内燃機
関で利用されて特定の時間中のエンジン部材の動作を制
御する。専用ロッカレバー及びカムアセンブリはヘビー
デューティビークル（高荷重車両）の圧縮ブレーキシス
テムにおける使用に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一体化した圧縮ブレーキシステムに関
連する専用ロッカレバー／カムローブ構造の線図の例示
である。
【図２】本発明に従った専用圧縮ブレーキシステムのブ
レーキ流体バルブの断面図である。
【図３】（ａ）はエンジン動作のパワーモード及びブレ
ーキモード中のブレーキ流体バルブの断面図である。
（ｂ）はエンジン動作のパワーモード及びブレーキモー
ド中のブレーキ流体バルブの断面図である。（ｃ）はエ
ンジン動作のパワーモード及びブレーキモード中のブレ
ーキ流体バルブの断面図である。
【図４】本発明に従った専用圧縮ブレーキシステムのア
クチュエータピストンの断面図である。
【図５】本発明のアクチュエータピストンの第２実施の
形態の断面図である。
【図６】本発明のアクチュエータピストンの第３実施の
形態の断面図である。
【図７】本発明に従った専用圧縮ブレーキシステムの第
２実施の形態の概略図である。
【図８】内燃機関の従来の圧縮ブレーキシステムの線図
である。
【符号の説明】
１００ パワーモードロッカレバー（パワーモード排
気バルブアクチュエータアセンブリ） １０２ 排気バルブ １０４ ブレーキモード排気バルブアクチュエータア
センブリ １０６ ブレーキモードロッカレバー １０７ ロッカレバーボア １０８ ブレーキモードカムローブ １１０ ブレーキ流体回路 １１２ 高圧回路 １１４ 低圧回路 １１６ ブレーキ流体バルブ １１９ ドレイン回路 １２０ アクチュエータピストン
フロントページの続き (72)発明者 デイビッド エー．ビットリオ アメリカ合衆国 47201 インディアナ 州 コロンバス パイン ヒル ドライ ブ 1125 (56)参考文献 実開 昭60−75611（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−15205（ＪＰ，Ｂ１) 国際公開94／25740（ＷＯ，Ａ１)

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周期的な連続的圧縮及び膨張行程のため
    にシリンダ内に往復運動するように取り付けられる少な
    くとも１つのエンジンピストンと、内燃機関がパワーモ
    ードで動作される時にエンジンピストンの膨張行程の終
    了近くで開放するように動作し、内燃機関がブレーキモ
    ードで動作される時にエンジンピストンの圧縮行程の終
    了前に開放するように動作する少なくとも１つの排気バ
    ルブと、を含む内燃機関のブレーキシステムであって、 内燃機関がパワーモードで動作される時に前記少なくと
    も１つの排気バルブを往復運動させる第１排気バルブ作
    動手段を含み、 前記第１排気バルブ作動手段が、前記少なくとも１つの
    排気バルブに隣接してピボット可能に取り付けられ内燃
    機関がパワーモードで動作される時に前記少なくとも１
    つの排気バルブを開放するパワーモードロッカレバー
    と、前記パワーモードロッカレバーをピボットさせる第
    １カム手段と、を含み、 内燃機関がブレーキモードで動作される時に前記少なく
    も１つの排気バルブを往復運動させる第２排気バルブ作
    動手段を含み、 該第２排気バルブ作動手段が、前記少なくとも１つの排
    気バルブに隣接してピボット可能に取り付けられて前記
    少なくとも１つの排気バルブを開放するブレーキモード
    ロッカレバーと、前記ブレーキモードロッカレバーをピ
    ボットさせる第２カム手段と、前記ブレーキモードロッ
    カレバーに形成されるブレーキ流体回路と、該ブレーキ
    流体回路を通るブレーキ流体の流れを制御するブレーキ
    流体バルブ手段と、を含むことを特徴とするブレーキシ
    ステム。
  2. 【請求項２】 前記ブレーキ流体回路が、前記ブレーキ
    流体バルブ手段に低圧流体を輸送する低圧回路と、該低
    圧回路から低圧流体を受け取る高圧回路とを含み、前記
    ブレーキ流体バルブ手段が、該低圧回路と該高圧回路と
    の間のブレーキ流体の流れを制御するように動作する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキシステム。
  3. 【請求項３】 前記ブレーキ流体バルブ手段が前記ブレ
    ーキモードロッカレバー上に取り付けられる、ことを特
    徴とする請求項２に記載のブレーキシステム。
  4. 【請求項４】 ブレーキモード作動力を提供することに
    より前記ブレーキモードロッカレバーを旋回させる前記
    第２カム手段と、前記ブレーキモードロッカレバーの第
    １の端が前記第２カム手段に隣接配置され、前記第２排
    気バルブ作動手段がさらに、前記ブレーキモードロッカ
    レバーの第２の端に形成されるアクチュエータピストン
    ボアを含み、前記第２排気バルブ作動手段が、前記アク
    チュエータピストンボアにスライド可能に取り付けられ
    るアクチュエータピストンと、該アクチュエータピスト
    ンをアクチュエータピストンボア内に付勢して前記パワ
    ーモード動作中に前記アクチュエータピストンと前記少
    なくとも１つの排気バルブとの間に離間距離を生成する
    第１付勢手段と、を含むことを特徴とする請求項３に記
    載のブレーキシステム。
  5. 【請求項５】 前記アクチュエータピストンが中心ボア
    を含み、前記第１付勢手段が前記中心ボア内に配置され
    るコイルスプリングを含む、ことを特徴とする請求項４
    に記載のブレーキシステム。
  6. 【請求項６】 前記ブレーキ流体バルブ手段が３ウェイ
    ソレノイドバルブを含み、該３ウェイソレノイドバルブ
    が、前記低圧回路から前記高圧回路への流体の流れが遮
    断されて前記高圧回路がドレイン回路に連結される、内
    燃機関のパワーモードに対応する第１の位置と、低圧流
    体が前記低圧回路から前記高圧回路へと流れ得る、内燃
    機関のブレーキモードに対応する第２の位置とを含む、
    ことを特徴とする請求項５に記載のブレーキシステム。
  7. 【請求項７】 前記ブレーキ流体バルブ手段が、前記高
    圧回路から前記低圧回路への流体の流れを阻止する第１
    チェックバルブを含む、ことを特徴とする請求項６に記
    載のブレーキシステム。
  8. 【請求項８】 前記ブレーキ流体バルブ手段が第２チェ
    ックバルブを含み、該第２チェックバルブが、前記３ウ
    ェイソレノイドバルブが前記第１の位置にある時に前記
    高圧回路から前記ドレイン回路へと流体を流し、前記３
    ウェイバルブが前記第２の位置にある時に前記高圧回路
    から前記ドレイン回路への流体の流れを阻止する、こと
    を特徴とする請求項７に記載のブレーキシステム。
  9. 【請求項９】 前記ブレーキ流体バルブ手段が、前記第
    １チェックバルブと前記第２チェックバルブの間に配置
    される第２付勢手段を含み、該第２付勢手段が前記第１
    チェックバルブを付勢して、前記３ウェイソレノイドバ
    ルブが前記第２の位置にある時に前記高圧回路から前記
    ドレイン回路への流体の流れを防止する、ことを特徴と
    する請求項８に記載のブレーキシステム。
  10. 【請求項１０】 前記ブレーキ流体バルブ手段が、エン
    ジンピストンの圧縮行程中に前記排気バルブを開放し始
    めることにより、前記エンジンピストンが上死点に到達
    する前に前記排気バルブがエンジンシリンダ中へのその
    最大変位を遂げる、ことを特徴とする請求項１に記載の
    ブレーキシステム。
  11. 【請求項１１】 周期的な連続的圧縮及び膨張行程のた
    めにシリンダ内に往復運動するように取り付けられる少
    なくとも１つのエンジンピストンと、内燃機関がパワー
    モードで動作される時にエンジンピストンの膨張行程の
    終了近くで開放するように動作する少なくとも１つのパ
    ワーモード排気バルブと、内燃機関がブレーキモードで
    動作される時にエンジンピストンの圧縮行程の終了前に
    開放するように動作する少なくとも１つのブレーキモー
    ド排気バルブと、を含む内燃機関のブレーキシステムで
    あって、 内燃機関がパワーモードで動作される時に前記少なくと
    も１つのパワーモード排気バルブを往復運動させる第１
    排気バルブ作動手段を含み、 内燃機関がブレーキモードで動作される時に前記少なく
    とも１つのブレーキモード排気バルブを往復運動させる
    第２排気バルブ作動手段を含み、 該第２排気バルブ作動手段が、前記少なくとも１つのブ
    レーキモード排気バルブに隣接してピボット可能に取り
    付けられて前記少なくとも１つのブレーキモード排気バ
    ルブを開放するブレーキモードロッカレバーを含み、前
    記ブレーキモードロッカレバーが、ブレーキモード作動
    力を受ける第１の端と、前記少なくとも１つのブレーキ
    モード排気バルブに前記ブレーキモード作動力を伝える
    第２の端とを含み、 更に第２排気バルブ作動手段が、前記ブレーキモードロ
    ッカレバーに形成されるブレーキ流体回路と、該ブレー
    キ流体回路を通るブレーキ流体の流れを制御するブレー
    キ流体バルブ手段とを含み、該ブレーキ流体回路が、前
    記ブレーキ流体バルブ手段に低圧流体を輸送する低圧回
    路と、前記低圧回路から低圧流体を受け取る高圧回路と
    を含み、ブレーキ流体バルブ手段が該低圧回路と該高圧
    回路の間のブレーキ流体の流れを制御するように動作す
    る、ことを特徴とするブレーキシステム。
  12. 【請求項１２】 前記第１排気バルブ作動手段がパワー
    モードロッカレバーを含み、該パワーモードロッカレバ
    ーが、前記少なくとも１つのパワーモード排気バルブに
    隣接してピボット可能に取り付けられて、内燃機関がパ
    ワーモードで動作される時に前記少なくとも１つのパワ
    ーモード排気バルブを開放する、ことを特徴とする請求
    項１１に記載のブレーキシステム。
  13. 【請求項１３】 前記ブレーキ流体バルブ手段が前記ブ
    レーキモードロッカレバー上に取り付けられ、前記ブレ
    ーキ流体バルブ手段が３ウェイソレノイドバルブを有
    し、該３ウェイソレノイドバルブが、前記低圧回路から
    前記高圧回路への流体の流れが遮断されて前記高圧回路
    がドレイン回路に連結される、内燃機関のパワーモード
    に対応する第１の位置と、低圧流体が前記低圧回路から
    前記高圧回路に流れ得る、内燃機関のブレーキモードに
    対応する第２の位置とを有する、ことを特徴とする請求
    項１１に記載のブレーキシステム。
  14. 【請求項１４】 前記第２排気バルブ作動手段が、ブレ
    ーキモード作動力を提供することにより前記ブレーキモ
    ードロッカレバーをピボットさせる第２カム手段を含
    み、前記ブレーキモードロッカレバーの前記第１の端が
    前記カム手段に隣接配置され、前記第２排気バルブ作動
    手段がさらに、前記ブレーキモードロッカレバーの前記
    第２の端に形成されるアクチュエータピストンボアを含
    み、前記第２排気バルブ作動手段が、前記アクチュエー
    タピストンボアにスライド可能に取り付けられると共に
    中心ボアを有するアクチュエータピストンと、第１付勢
    手段とを含み、該第１付勢手段が前記アクチュエータピ
    ストンを前記アクチュエータピストンボアに付勢して、
    前記パワーモードでの動作中に前記アクチュエータピス
    トンと前記少なくとも１つの排気バルブとの間に離間距
    離を生成し、前記第１付勢手段が前記中心ボアに配置さ
    れるコイルスプリングを含む、ことを特徴とする請求項
    １３に記載のブレーキシステム。
  15. 【請求項１５】 前記ブレーキ流体バルブ手段が、前記
    高圧回路から前記低圧回路への流体の流れを防止する第
    １チェックバルブと、前記３ウェイソレノイドバルブが
    前記第１の位置にある時に前記高圧回路から前記ドレイ
    ン回路に流体を流し、前記３ウェイソレノイドバルブが
    前記第２の位置にある時に前記高圧回路から前記ドレイ
    ン回路への流体の流れを防止する第２チェックバルブ
    と、前記第１チェックバルブと前記第２チェックバルブ
    との間に配置される第２付勢手段と、を含み、前記３ウ
    ェイソレノイドバルブが前記第２の位置にある時に前記
    第２付勢手段が前記第１チェックバルブを付勢して、前
    記高圧回路から前記ドレイン回路への流体の流れを阻止
    し、前記第２付勢手段が圧縮スプリングを含む、ことを
    特徴とする請求項１４に記載のブレーキシステム。
  16. 【請求項１６】 前記ブレーキ流体バルブ手段がエンジ
    ンピストンの圧縮行程中に前記排気バルブを開放し始め
    ることにより、エンジンピストンが上死点に到達する前
    に前記排気バルブがエンジンシリンダ中へのその最大変
    位を遂げる、ことを特徴とする請求項１５に記載のブレ
    ーキシステム。
  17. 【請求項１７】 周期的な連続的圧縮及び膨張行程のた
    めにシリンダ内に往復運動可能に取り付けられる少なく
    とも１つのエンジンピストンと、内燃機関がパワーモー
    ドで動作される時にエンジンピストンの膨張行程の終了
    近くで開放するように動作し、内燃機関がブレーキモー
    ドで動作される時にエンジンピストンの圧縮行程の終了
    前に開放するように動作する少なくとも１つの排気バル
    ブと、を含む内燃機関のブレーキシステムであって、 前記少なくとも１つの排気バルブに隣接してピボット可
    能に取り付けられ、内燃機関がブレーキモードで動作さ
    れる時に前記排気バルブを開放するブレーキモードロッ
    カレバーを含み、 前記ブレーキモードロッカレバーに形成され、低圧回路
    及び高圧回路を有するブレーキ流体回路を含み、 前記高圧回路と流体を流通させるドレイン回路を含み、 前記ブレーキ流体回路における流体の流れを制御するよ
    うに前記ブレーキモードロッカレバー上に取り付けられ
    るブレーキ流体バルブ手段を含み、該ブレーキ流体バル
    ブ手段が３ウェイバルブを含み、該３ウェイバルブが、
    内燃機関を前記ブレーキモードで動作させるように動作
    すると共に、内燃機関のパワーモードに対応する第１の
    位置と内燃機関のブレーキモードに対応する第２の位置
    とに移動可能であり、該第１の位置では前記低圧回路か
    ら前記高圧回路への流体の流れが遮断されて前記高圧回
    路がドレイン回路に連結され、第２の位置では前記ドレ
    イン回路が遮断されて低圧流体が前記低圧回路から前記
    高圧回路へと流れ得る、 ことを特徴とするブレーキシステム。
  18. 【請求項１８】 前記３ウェイバルブがソレノイド動作
    バルブである、ことを特徴とする請求項１７に記載のブ
    レーキシステム。
  19. 【請求項１９】 前記ブレーキモードロッカレバーが、
    前記第２カム手段に隣接配置される第１の端と、前記少
    なくとも１つの排気バルブに隣接配置される第２の端
    と、前記ブレーキモードロッカレバーの第２の端に形成
    されるアクチュエータボアと、を含み、前記第２排気バ
    ルブ作動手段が、前記アクチュエータピストンボアにス
    ライド可能に取り付けられると共に中心ボアを有するア
    クチュエータピストンと、前記アクチュエータピストン
    を前記アクチュエータピストンボア内に付勢して前記パ
    ワーモード動作中に前記アクチュエータピストンと前記
    少なくとも１つの排気バルブとの間に離間距離を生成す
    る第１付勢手段と、を含み、該第１付勢手段が前記中心
    ボアに配置されるコイルスプリングを含む、ことを特徴
    とする請求項１８に記載のブレーキシステム。
  20. 【請求項２０】 前記ブレーキ流体バルブ手段が、前記
    高圧回路から前記低圧回路への流体の流れを防止する第
    １チェックバルブと、前記３ウェイバルブが前記第１の
    位置にある時に前記高圧回路から前記ドレイン回路に流
    体を流し、前記３ウェイバルブが前記第２の位置にある
    時に前記高圧回路から前記ドレイン回路への流体の流れ
    を防止する第２チェックバルブと、前記第１チェックバ
    ルブと前記第２チェックバルブとの間に配置される第２
    付勢手段と、を含み、該第２付勢手段が、前記３ウェイ
    バルブが前記第２の位置にある時に前記第１チェックバ
    ルブを付勢して、前記高圧回路から前記ドレイン回路へ
    の流体の流れを防止する、ことを特徴とする請求項１９
    に記載のブレーキシステム。
  21. 【請求項２１】 前記ブレーキ流体バルブ手段がエンジ
    ンピストンの圧縮行程中に前記排気バルブを開放し始め
    ることにより、内燃機関が上死点に到達する前に前記排
    気バルブが前記シリンダ内へのその最大変位を遂げる、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のブレーキシステ
    ム。
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