JPH10184329A - エンジンブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧発生ユニットに作動油を供給するための
配管構造を簡単にする。 【解決手段】 排気弁１，２をリフトさせて圧縮圧を適
宜解放させるための解放ピストン５と、解放ピストン５
を駆動させるための高油圧を形成する油圧発生ユニット
７とを有したエンジンブレーキ装置である。動弁機構の
ロッカーシャフト２１と平行に支持シャフト１４を延設
し、支持シャフト１４及びロッカーシャフト２１に油圧
発生ユニット７を支持させる。支持シャフト１４の内部
に、各気筒の油圧発生ユニット７へ作動油を適宜供給す
るための作動油供給路７８を形成する。

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駆動機構としては、油圧回路
を有したハウジングをシリンダヘッドの上部に設けて、
回路内に高油圧を発生させることで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
ジンブレーキ装置の駆動機構は、その油圧回路に対して
作動油を給排することによりＯＮ／ＯＦＦ操作を行うよ
うになっているが、その作動油の配管は、他の部品との
干渉を避けるために形状が複雑にならざるを得ない。こ
のため部品製造コストが高くなると共に、組み立て性が
悪いという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、排気弁をリフ
トさせて圧縮圧を適宜解放させるための解放ピストン
と、解放ピストンを駆動させるための高油圧を形成する
油圧発生ユニットとを有したエンジンブレーキ装置にお
いて、動弁機構のロッカーシャフトと平行に支持シャフ
トを延設し、支持シャフト及びロッカーシャフトに油圧
発生ユニットを支持させると共に、支持シャフトの内部
に、各気筒の油圧発生ユニットへ作動油を適宜供給する
ための作動油供給路を形成したものである。

【０００５】上記構成によって、エンジンブレーキ作動
時に作動油供給路が油圧発生ユニットに対して所定の作
動油圧を供給すると、油圧発生ユニットはその油圧回路
内に高油圧を形成して解放ピストンを作動させる。解放
ピストンは、排気弁をリフトさせて気筒内の圧縮圧を解
放し、エンジンブレーキ力を適宜増大させる。

【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及び図２は、本発明にかかわるエンジ
ンブレーキ装置を、各気筒に一対の排気弁１，２及び吸
気弁３，４が備えられた四バルブエンジンに適用した例
で示したものである。このエンジンブレーキ装置は、排
気弁１，２をリフトさせて圧縮圧を適宜解放させるため
の解放ピストン５と、解放ピストン５を駆動させるため
の高油圧を油圧回路６内において発生させる油圧発生ユ
ニット７とにより主として構成されている。解放ピスト
ン５は、弁ブリッジ９によって連結された一対の排気弁
１，２の近傍に設けられ、解放ピストンハウジング１０
のシリンダ室１１に、上下移動自在に保持されている。
シリンダ室１１の下方には解放ピストン５の作動を排気
弁１，２に伝達するための伝達部材１２が設けられてい
る。そして排気弁１，２及び吸気弁３，４のロッカーア
ーム２０，４３を支持するロッカーシャフト２１と平行
に、エンジン長手方向に長く延びた断面円形の支持シャ
フト１４が設けられ、この支持シャフト１４の内部に、
油圧発生ユニット７へ作動油を適宜供給するための作動
油供給路７８が軸孔状に形成されている。すなわち支持
シャフト１４は、所定の剛性を有する厚肉パイプ（鉄パ
イプ）として形成されている。

【０００８】排気弁１，２は、エンジン気筒内に臨む排
気ポート１５の開口端（バルブシート１６）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１７により保持されたリターンス
プリング１８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９は、側面視で略Ｔ字
状を呈し、その水平部分の一端に一方の排気弁１の弁軸
頂端部が係合保持されている。また水平部分の他端に
は、ボルト及びナットで成るアジャスタブルスクリュー
（図示せず）が螺合され、他方の排気弁２の弁軸頂端部
に当接することで、弁ブリッジ９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。そして図
３にも示すように、弁ブリッジ９の水平部分中央の上面
に、ロッカーアーム２０の一端に設けられたアジャスタ
ブルスクリュー９３の半球状下端部９３ａが係合するよ
うになっている。ロッカーアーム２０は、ロッカーシャ
フト２１に中央部が軸支され、他端がローラ２２を介し
て動弁用カム２３に係合している。すなわちロッカーア
ーム２０が動弁用カム２３のリフト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９を介して
排気弁１，２をリフトさせるようになっている。ロッカ
ーシャフト２１には、オイルギャラリー等に接続した油
ライン７９が形成されており、この油ライン７９から径
方向に延びた動弁潤滑油通路（図示せず）によってロッ
カーアーム２０に潤滑油を供給するようになっている。
また弁ブリッジ９の中央垂直部２４には、下端が開放さ
れ上端に給油穴２５を有したガイド穴２６が形成されて
いる。ガイド穴２６には、下端がシリンダヘッド２７に
固定されて起立されたガイドシャフト２８が挿入されて
おり、弁駆動に伴う弁ブリッジ９の上下移動を案内する
ようになっている。なお吸気弁３，４及びそのロッカー
アーム４３も排気弁１，２と同様に構成されている。そ
して中央垂直部２４の上部には、伝達部材１２に係合す
るためのブロック状の突起２９が、水平部分と直角な方
向に膨出されて形成されている。

【０００９】解放ピストン５は、図３に示したように、
所定の外径を有した略短円柱状のピストン頭部５ａと、
ピストン頭部５ａの下方に同軸に延出した軸ロッド５ｂ
とで成る。軸ロッド５ｂの下端は、伝達部材１２の上端
に当接する。伝達部材１２は、下方に向かって僅かに縮
径する略円柱状のロッド体で成り、その内部には下端に
て開口するガイド穴３０が形成されている。ガイド穴３
０には、シリンダヘッド２７に下端が固定されて起立さ
れたガイドシャフト３１が挿入されており、弁ブリッジ
９と同様に、伝達部材１２が上下方向に案内されるよう
になっている。そして伝達部材１２の上端近傍の側部に
は、弁ブリッジ９側に突出した突起３２が一体的に形成
され、弁ブリッジ９の突起２９に上方から当接するよう
になっている。伝達部材１２の突起３２には、ガイド穴
３０に連通した給油路５３が形成されている。また伝達
部材１２の下端には適宜拡径されたリテーナ部１２ａが
形成され、上向きに付勢する二重のリターンスプリング
３３の上端が保持されている。リターンスプリング３３
は、シリンダヘッド２７の上面との間に設けられてい
る。すなわち解放ピストン５が、リターンスプリング３
３の付勢力に抗して下降し、伝達部材１２を押し下げる
と、伝達部材１２が弁ブリッジ９を下降させ、ロッカー
アーム２０の揺動動作とは無関係に排気弁１，２を所定
の微小量Ｌ（例えば1.5mm 程度）だけ開弁させるように
なっている。解放ピストンハウジング１０は、所定の高
さを有したブロック体で成り、その上部１０ａにシリン
ダ室１１が形成されている。上部１０ａの上面は、ロッ
カーアーム２０の上端に略揃うように形成されている。
解放ピストンハウジング１０の下部１０ｂは、ボルト３
４によってシリンダヘッド２７に取り付けられている。
解放ピストンハウジング１０のシリンダ室１１の側方に
は張り出し部分１０ｃが形成され、締結部材７３にてカ
ムシャフトブラケット７４に取り付けられている（図４
参照）。

【００１０】またシリンダ室１１の上部には、内部に小
ピストン３５及びスプリング３６を有した調整スクリュ
ー３７が設けられ、小ピストン３５の下端が解放ピスト
ン頭部５ａの上面に当接するようになっている。この調
整スクリュー３７により解放ピストン５の上限が決定さ
れ、突起２９，３２同士が常時当接するように解放ピス
トン５のストロークが調節される。この常時当接（ゼロ
ギャップ）が維持されることで、機械的衝撃なく弁ブリ
ッジ９を解放ピストン５と一体的にリフトさせることが
できる。解放ピストン５には頭部５ａ上面から軸ロッド
５ｂの周側面に掛けてオイル逃し穴３８が形成され、小
ピストン３５が解放ピストン頭部５ａの上面に当接した
状態で、オイル逃し穴３８の開口を塞ぐようになってい
る。そしてシリンダ室１１には、高圧の作動油を導くた
めの油路３９が接続されている。油路３９は、解放ピス
トンハウジング１０の内部から、上部１０ａの上面に突
出形成された円柱部４０の内部へと延長されている。円
柱部４０には、油路３９に接続すべく油圧発生ユニット
７から適宜屈曲して延長された高圧パイプ４１の取付部
材４２が取り付けられている。

【００１１】次に油圧発生ユニット７を説明する。図１
及び図２に示したように、この油圧発生ユニット７は、
排気弁用のロッカーアーム２０と吸気弁用のロッカーア
ーム４３との間に設けられた厚板状のハウジングブロッ
ク１３と、ハウジングブロック１３の油圧回路６に作動
油圧を適宜導いて所定の高油圧が形成可能な状態に制御
する油圧管制部８と、油圧回路６の端部に設けられた油
圧発生ピストン４４とにより主として構成され、油圧発
生ピストン４４を所定のタイミングでリフトさせるため
の専用カム４５が備えられている。ハウジングブロック
１３は、ロッカーシャフト２１を貫通させる貫通穴１３
ａを有し、ブロック上端側はロッカーアーム２０，４３
の上端に略揃うように形成されている。油圧回路６は、
ハウジングブロック１３の内部において側面視でほぼＴ
字状に形成され、その上部路の一端は油圧管制部８に連
絡し、他端はハウジングブロック１３の上部において水
平方向に形成されたコネクター穴４６に連通している。
このコネクター穴４６には、図５及び図６にも示したよ
うに、軸孔４７ａを有したコネクター４７が螺合され、
その頭部延出端には高圧パイプ４１の端部に取り付けら
れたフレアナット４８が螺合されている。すなわち油圧
回路６と解放ピストン５のシリンダ室１１とが、高圧パ
イプ４１によって連絡されている。油圧回路６の下方に
分岐した部分は、油圧発生ピストン４４を収容すべくハ
ウジングブロック１３の下部に形成されたシリンダ穴４
９に連通している。

【００１２】油圧発生ピストン４４は、シリンダ穴４９
の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４９から延出されて、その延出端にカムフォロアと
なる摺動部４４ａが形成されている。摺動部４４ａの上
方にはフランジ５０が形成され、上方に付勢する板バネ
５１の一端が係合している。板バネ５１の他端はハウジ
ングブロック１３の下面に沿って延びており、下向きの
支持ボルト５２にて取り付けられている。この支持ボル
ト５２とオフセットされた上方には、ハウジングブロッ
ク１３をロッカーシャフト２１に固定するための固定ボ
ルト９２が設けられている。板バネ５１は、油圧回路６
内に作動油が満たされていない状態では、油圧発生ピス
トン４４の摺動部４４ａを、専用カム４５のカムハイト
部４５ａから離間する位置に保持する。そして油圧回路
６に作動油が適宜供給されると、油圧発生ピストン４４
は下降して、摺動部４４ａが専用カム４５に係合するよ
うになっている。専用カム４５は、平面視で排気弁１，
２の動弁用カム２３と、吸気弁３，４のロッカーアーム
４３を駆動させるための動弁用カム５５との間に配置さ
れ、共通のカムシャフト５６に取り付けられている。そ
して専用カム４５のカムハイト部４５ａは、動弁用カム
２３のカムハイト部２３ａ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
前後の時期（圧縮・膨張行程中）において、油圧発生ピ
ストン４４を駆動させるようになっている。なおロッカ
ーシャフト２１には油ライン７９から斜め下方に延びた
給油通路９４が設けられ、ハウジングブロック１３に形
成された給油穴９５を通って潤滑油がカム面に放出され
るようになっている。

【００１３】油圧管制部８は、ハウジングブロック１３
の上部の収容穴５７に設けられた管制用スプール弁５８
と、管制用スプール弁５８の内部に設けられた逆止弁５
９とで構成されている。収容穴５７には油圧回路６の一
端が連通していると共に、その底面５７ａに形成された
凹部６０には作動油を導入するための作動油導入路６１
が連通されている。管制用スプール弁５８は、収容穴５
７に沿って上下動自在の略円筒状を呈し、その長さは収
容穴５７よりも若干短く形成されている。管制用スプー
ル弁５８の上方にはスプリング６２が設けられ、管制用
スプール弁５８を収容穴底面５７ａに押し付ける方向に
付勢している。管制用スプール弁５８の上部５８ａは収
容穴５７よりも縮径されており、管制用スプール弁５８
が収容穴底面５７ａに当接するまで下降した状態では、
油圧回路６と収容穴５７とを連通させるようになってい
る。収容穴５７の上部にはその開口を塞ぐ蓋板６３がボ
ルト６４にて取り付けられ、作動油を大気開放させるた
めの逃し穴６５が形成されている。また管制用スプール
弁５８の長手方向中央には径方向の連通穴６６が形成さ
れ、管制用スプール弁５８が蓋板６３に当接するまで上
昇したときに、弁体内部の逆止弁室６７と油圧回路６と
を連通させるようになっている。逆止弁５９は、弁座６
８及び軸孔６９を有した弁座部材７０と、弁座６８に着
座して軸孔６９を塞ぐチェックボール７１と、チェック
ボール７１を弁座６８に押し付けるスプリング７１ａ
と、スプリング７１ａを保持するリテーナ７２とで構成
されている。弁座部材７０は、管制用スプール弁５８の
弁体下部に嵌め込まれ、軸孔６９の下端は収容穴底面５
７ａに、上端は逆止弁室６７に臨んでそれぞれ開口して
いる。すなわち作動油導入路６１から所定圧力の作動油
が供給されると、チェックボール７１はこれを逆止弁室
６７に通して油圧回路６へと導くと共に、油圧回路６内
に高油圧が形成されると、チェックボール７１が弁座６
８に押し付けられて軸孔６９を塞ぐことで、その高油圧
を維持するようになっている。

【００１４】支持シャフト１４は、各気筒間に配設され
たカムシャフトブラケット７４に、取付ボルト８４によ
って取り付けられていると共に、ロッカーシャフト２１
とは反対側のハウジングブロック１３の側部１３ｂに形
成された嵌合穴７５に貫通している。嵌合穴７５には作
動油導入路６１が接続されており、支持シャフト１４に
はこの作動油導入路６１と作動油供給路７８とを連通さ
せる連通穴１４ａが形成されている。そして側部１３ｂ
には上下方向に貫通する貫通穴７６が形成され、支持シ
ャフト１４にも同軸位置に穴１４ｂが形成されている。
貫通穴７６のうち、嵌合穴７５よりも下方の部分はメネ
ジが刻設されている。そしてこの貫通穴７６及び支持シ
ャフト１４の穴１４ｂに取付ボルト７７が挿通螺合され
ることで、支持シャフト１４とハウジングブロック１３
とが固定されている。すなわちハウジングブロック１３
は、油圧発生ピストン４４の両側において、架体である
支持シャフト１４とロッカーシャフト２１とにハンギン
グされていることになる。ハウジング側部１３ｂは、専
用カム４５の側方において段状に垂下しており、その上
面８０は取付ボルト７７の頭部の座面として形成されて
いる。支持シャフト１４の端には作動油供給源に接続し
た配管及び作動制御弁（図示せず）が設けられ、運転席
の操作スイッチによってＯＮ／ＯＦＦされるようになっ
ている。この作動制御は、コントローラ（マイコン）を
介して行うようにしてもよい。

【００１５】なおカムシャフトブラケット７４は、図４
に示したように、水平の分割面８１で上下に分かれ、そ
の分割面８１の位置に設けられた軸受穴８２でカムシャ
フト５６のジャーナル部５６ａを回転自在に支持してい
る。上部カムシャフトブラケット７４ａの上面には支持
シャフト１４を載置させる凹部８３が形成され、この凹
部８３の位置に、取付ボルト８４のロッド部８４ａをシ
リンダヘッド２７まで貫通させるための貫通穴８５が形
成されている。取付ボルト８４の頭部８４ｂと支持シャ
フト１４との間には、押え用の穴付きブラケット９３が
介設されている。また上部カムシャフトブラケット７４
ａの上面中央部分には、ロッカーシャフト２１を載置す
る凹部８６が形成されている。この凹部８６の位置に
は、上部カムシャフトブラケット７４ａに貫通穴８７
が、これと連続して下部カムシャフトブラケット７４ｂ
にネジ穴８８がそれぞれ形成され、この貫通穴８７及び
ネジ穴に挿通・螺合される取付ボルト８９によって、ロ
ッカーアーム２０，４３を軸方向に押さえるロッカーシ
ャフトブラケット９０が固定される。また解放ピストン
ハウジング１０の締結部材７３も、支持シャフト１４の
取付ボルト８４と同様にシリンダヘッド２７まで貫通し
ている。このほか図１に示したように、シリンダヘッド
２７には、ハウジングブロック１３及び動弁機構（ロッ
カーアーム２０，４３）の上方を覆う断面略矩形のシリ
ンダヘッドカバー９１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、作動制御弁が開く。この作動制御弁の動作によっ
て、支持シャフト１４の作動油供給路７８には作動油
（作動ＯＮ用の作動油圧）が供給され、作動油導入路６
１により油圧管制部８の収容穴５７に送られる。この作
動油圧によって、管制用スプール弁５８は上昇し、逆止
弁室６７を経て油圧回路６内に作動油が満たされる。油
圧回路６の油圧が所定の圧力にまで達すると、油圧発生
ピストン４４が板バネ５１に抗して下降し、専用カム４
５に係合する（図６参照）。カムシャフト５６の回転に
従う専用カム４５は、そのカムハイト部４５ａによって
油圧発生ピストン４４をリフトさせ、油圧回路６内に高
油圧を発生させる。この高油圧は、高圧パイプ４１を経
てシリンダ室１１において解放ピストン頭部５ａに作用
し、解放ピストン５を押し下げる。解放ピストン５が押
し下げられると、その軸ロッド５ｂが伝達部材１２を下
降させ、その突起３２が弁ブリッジ９の突起２９を下方
に押す。この押動により排気弁１，２は所定の微小量Ｌ
だけ開弁し、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り操作スイッチを「ＯＦ
Ｆ」にすると、作動油供給路７８及び収容穴５７の下部
の作動油は供給源側に戻され、管制用スプール弁５８は
スプリング６２の付勢力で下降する。この下降により管
制用スプール弁５８の大気開放穴１００が油圧回路６と
連通した状態となり、その作動油が逆止弁５９を通して
補給されなくなり、油圧回路６は減圧の状態となる。こ
れで油圧発生ピストン４４は、板バネ５１によって専用
カム４５に係合しない位置まで上昇し（図５参照）、解
放ピストン５も上昇して、前述のゼロギャップを達成す
るような位置に保持されることとなる。

【００１８】このように、油圧発生ユニット７のハウジ
ングブロック１３を支持シャフト１４及びロッカーシャ
フト２１に支持させ、その支持シャフト１４を利用し
て、油圧回路６に作動油を供給するための作動油供給路
７８を形成したので、各気筒に作動油を適宜分配する複
雑な配管が不要になって、組立工数の削減及びコストダ
ウンが達成される。そして作動油供給路７８から油圧管
制部８への作動油導入路６１をハウジングブロック１３
内に形成したので、さらに全体の構成をコンパクトにす
ることができる。またこの作動油供給路７８は、ロッカ
ーシャフト２１の内部に形成された動弁潤滑系（油ライ
ン７９）とは別個に設けられているので、作動油圧が動
弁潤滑に悪影響を及ぼすことがなく、従来通りの信頼性
を確保できる。

【００１９】またこの実施の形態では、解放ピストン５
の作動を伝達部材１２を介して弁ブリッジ９に伝達する
構成とし、解放ピストン５がロッカーアーム２０，４３
よりも上方に突出しないように配置したので、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。そして解放ピストン５は
弁ブリッジ９及び排気側のロッカアーム２０とオフセッ
トしているので、アジャスタブルスクリュー９３の調整
時などにおいて、解放ピストンハウジング１０及びハウ
ジングブロック１３、或いは解放ピストン５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。

【００２０】なお解放ピストン５の作動時において、ガ
イドシャフト２８，３１と弁ブリッジ９及び伝達部材１
２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
を維持することができる。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、
あらゆる形式のエンジンに広く適用されるものである。

【００２１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、油圧発生
ユニットの油圧回路に作動油を供給するための配管を簡
単にすることができ、装置全体のコンパクト化、コスト
ダウン及び組立性の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわるエンジンブレーキ装置の実施
の形態を示した側断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の要部を示した側断面図である。

【図４】図１のカムシャフトブロックを示した側面図で
ある。

【図５】図１の油圧発生ユニットの動作を説明するため
の側断面図である。

【図６】図５の他の動作を説明するための側断面図であ
る。

【符号の説明】

１，２ 排気弁 ５ 解放ピストン ６ 油圧回路 ７ 油圧発生ユニット ８ 油圧管制部 １４ 支持シャフト ２０，４３ ロッカーアーム（動弁機構） ２１ ロッカーシャフト ６１ 作動油導入路 ７４ カムシャフトブラケット ７８ 作動油供給路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気弁をリフトさせて圧縮圧を適宜解放
   させるための解放ピストンと、上記解放ピストンを駆動
   させるための高油圧を形成する油圧発生ユニットとを有
   したエンジンブレーキ装置において、動弁機構のロッカ
   ーシャフトと平行に支持シャフトを延設し、該支持シャ
   フト及び上記ロッカーシャフトに上記油圧発生ユニット
   を支持させると共に、上記支持シャフトの内部に、各気
   筒の油圧発生ユニットへ作動油を適宜供給するための作
   動油供給路を形成したことを特徴とするエンジンブレー
   キ装置。