JPH0626315A - 圧縮開放エンジンリターダーにおけるピストン用プッシュロッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】往復運動する流体ピストンを受けるプッシュロ
ッドの少なくとも一端の高価な表面の処理および／ある
いは潤滑の必要性を減少あるいは無くした圧縮開放エン
ジンリターダーの提供。 【構成】ピストン２０と接触するプッシュロッド３０の
端部は凸面状にさせられ、プッシュロッド３０によって
接触させられるピストン表面は平坦にさせられ、それに
よって凸面状のプッシュロッド３０の表面は平坦なピス
トン表面上を回転する。この回転運動は従来技術のスラ
イド運動を置き換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は圧縮開放エンジンブレーキある
いはリターダー（制動手段）に関し、特に、その装置に
おいて流体ピストンとともに使用されるプッシュロッド
に関する。

【０００２】圧縮開放型のエンジンブレーキあるいはリ
ターダーは、例えば、ジャクバ（Ｊａｋｕｂａ）等の米
国特許第４，４７３，０４７号によって示されるように
良く知られている。そのエンジンリターダーにおいてリ
ターダーが動作中であり、エンジンに対する燃料供給が
遮断されているとき、関係する内燃エンジンのひとつ以
上のシリンダーにおけるひとつ以上の排気バルブがシリ
ンダーの圧縮工程の上死点の近くで開放させられる。こ
れによって、シリンダーの圧縮工程中に圧縮された空気
は少なくとも圧縮動作の主要な部分が、そのシリンダー
のそれに続くパワー工程中に回復させられる前に逃げ
る。

【０００３】典型的な圧縮開放エンジンリターダーにお
いて、上述されたような排気バルブを開くために必要な
力は吸入バルブプッシュロッド、ロッカーアームあるい
は他のシリンダーの燃料注入プッシュロッドのような関
連するエンジンの他の部分から誘導される。この機械的
入力はエンジンリターダーの流体回路におけるマスター
ピストンによって取り入れられ、その回路を経てスレー
ブピストンに伝えられる。スレーブピストンのそれに基
づく動きは、圧縮工程の上死点に近づくシリンダーの排
気バルブを開くために使用される。プッシュロッドはマ
スターピストンに入力素子の動きを結合するために使用
され、他のプッシュロッドは排気バルブあるいは開こう
とするバルブにスレーブピストンの動きを結合するため
に使用される。

【０００４】多くのエンジンにおいて、機械的入力およ
び／あるいは出力素子は上記したマスターおよび／ある
いはスレーブピストンのプッシュロッドの一端によって
係合させられるロッカーアームである。（マスターある
いはスレーブピストンと接触している）他端はマスター
あるいはスレーブピストンと線型的に往復するために拘
束されている間、ロッカーアームと接触しているプッシ
ュロッドの端部が円弧に沿って動いているので、プッシ
ュロッドの両端はその端部が経験する異なった型の動き
を収容するために関連したソケットにおいてスライドし
なければならない。相互のスライド接触における表面上
の磨耗を最小にするために対面する表面は丸く、かつ、
研磨されていることが一般的に必要である。そのような
表面の良好な潤滑は磨耗を減らすために有効である。し
かし、そのプッシュロッドのマスターあるいはスレーブ
のピストンの端部において、プッシュロッドは深くピス
トン内にリセスを形成されていても良い。それ故、プッ
シュロッドと接触しているマスターあるいはスレーブピ
ストンの表面を研磨することが困難であり、かつ、ある
いはコスト高になる。この表面のリセスを設けられる形
状によりそれを潤滑することが困難にする。

【０００５】以上、述べたことに鑑み、本発明の目的は
圧縮開放エンジンリターダーのプッシュロッドと関連す
る素子を改良し、かつ、簡潔化することである。

【０００６】本発明の他の目的は、圧縮開放エンジンリ
ターダーにおけるプッシュロッドの少なくとも一端の表
面を研磨する必要性を、潤滑の必要性と同じように減少
し、あるいは、無くすることである。

【０００７】

【発明の概要】本発明のこれらの、および他の目的は、
マスターあるいはスレーブピストンにリセスを形成され
る圧縮開放エンジンリターダーのプッシュロッドの少な
くとも一端を形状づけることによって本発明の原理に基
づいて実現され、それによって比較的大きな半径により
凸状の形状にさせられる。マスターあるいはスレーブピ
ストンの対面する表面は平坦にさせられ、凸状のプッシ
ュロッドの表面は平坦なマスターあるいはスレーブピス
トンの表面上を回転する。（スライドするよりもむし
ろ）。その接触はスライドよりもむしろ回転するので、
その表面は研磨される必要がなくなる。さらに潤滑の必
要性が減少させられる。

【０００８】本発明の他の特徴、その性質および種々の
利点は添付する図面、および実施例の以下に述べる詳細
な説明からもっと明確になる。

【０００９】

【実施例の詳細な説明】本発明の原理は、圧縮開放エン
ジンリターダーのマスターピストンのプッシュロッドに
等しく適用できるけれども、本発明はそのリターダーの
スレーブピストンのプッシュロッドに対する適用の以下
の説明から充分に理解される。

【００１０】図１に示されるように、例示された圧縮開
放エンジンリターダー１０は、そのエンジンのロッカー
アームの上に関連する内燃エンジン上に設けられる。図
１は排気バルブのロッカーアーム１２と関連するスレー
ブピストン２０をリターダー１０において示している。
スレーブピストン２０は、スレーブピストンシリンダー
２２において軸１８に沿って往復するように配置され、
スレーブピストンのストロークの出発点を調整するため
のラッシュ（ｌａｓｈ）調節スクリュー２４を有する。
図１においてスレーブピストン２０は、出発位置におい
て示されており、ロッカーアーム１２は関連するエンジ
ンカム１４によって、あるいはピストン２０によって変
移しないように示されている。

【００１１】ピストン２０の下側は、プッシュロッド３
０の上側を受けるためにリセスを形成されている。プッ
シュロッド３０の下側は、脚４０を支持している。脚４
０はプッシュロッド３０の下方端部上のボール形状と対
面している。脚４０はプッシュロッド３０の円形リセス
と脚３０の円形リセスの周りに巻かれるバネの金属固定
クリップ４２によってプッシュロッド３０に弾性的に保
持されている。従って、脚４０はそのボールおよびプッ
シュロッド３０の下端とのソケット結合上で制限された
量だけピボット可能である。脚４０の底部表面はロッカ
ーアーム１２の表面上を支えている。

【００１２】スレーブピストン２０は、プッシュロッド
３０の主要部を同心的に囲む円錐台状の予めストレスを
与えられた圧縮コイルスプリング５０ａおよび５０ｂに
よって、シリンダー２２の上部方向へ動くように弾性的
に付勢されている。スプリング５０の上端はピストン２
０上の放射方向内面に突出している円形の肩と、プッシ
ュロッド３０の上端上の放射方向外側に突出しているフ
ランジ３２に掛けられるワッシャー５２に位置してい
る。スプリング５０の下端は他のワッシャー５４上に位
置している。ワッシャー５４はシリンダー２２の側壁の
円形のリセスにスナップ係合する固定リング５６上に順
に位置している。シリンダー２２の上方に動くようにピ
ストン２０を弾性的に付勢するのに加えて、スプリング
５０はプッシュロッド３０の長軸をピストン２０の往復
軸１８と弾性的に一線化させる傾向を有する。これによ
って脚４０はロッカーアーム１２上の適当な点に向けら
れ、脚４０はロッカーアームとの接触から外される。し
かし、ロッカーアーム１２がスレーブピストン２０の動
作によって下方に押されるとき、スプリング５０はプッ
シュロッド３０が軸１８との一線化から僅かにピボット
するのを防ぐ。

【００１３】図２は、関連するマスターピストン（図示
せず）からピストン２０上のシリンダー２２へ高圧流体
の注入の結果としてスレーブピストン２０によって、従
来の方法で変移させられるロッカーアーム１２を示して
いる。この高圧流体に応答してスレーブピストン２０は
軸１８に並列にシリンダー２２において短い距離、下方
に移動する。これによって脚４０はロッカーアームのピ
ボット軸１６の周りで少量だけロッカーアーム１２を回
転させる。脚４０はロッカーアームのピボット動作中ロ
ッカーアーム１２上にスライドしないので、脚４０とプ
ッシュロッド３０の下端は軸１６と同心の短い円弧に渡
って移動する。これによってプッシュロッド３０は、軸
１８との一線化を僅かに外れてピボットさせられる。

【００１４】本発明によると、ピストン２０の対向表面
に対してプッシュロッドの上表面３４（図３）のスライ
ドを防ぎながら、プッシュロッド３０の上述したピボッ
ト動作を適応させるため、プッシュロッドの上表面は比
較的大きな半径を有する球状にさせられ、一方、その球
状表面と接触しているピストン表面２６は平坦にさせら
れる（表面３４の曲率とプッシュロッド３０のピボット
動作が明確のために誇張されている図３および図４を注
意されたい）。従って、従来技術において一般的である
ように、表面２６に対してスライドするよりもむしろ表
面３４は表面２６上を回転する。比較される典型的な従
来技術の装置において、プッシュロッド３０はピストン
２０との小さな直径のボールおよびソケット結合を有す
る（プッシュロッド３０と脚４０の間の図示されたボー
ルおよびソケット結合のように）。従って、この従来技
術の結合における対向表面は、プッシュロッド３０がピ
ボット動作を行うとき相対的にスライドすることが必要
である。これによって、これらの表面に対して球状の配
慮を与えることが必要になる（例えば、それらが研磨さ
れることを必要とする）。ピストン２０のリセスを形成
された表面を研磨することは困難であり高価である。そ
のようなリセスを形成された表面の潤滑もまた困難であ
る。本発明によって表面２６上で表面３４の上述した回
転を置換することによって、表面２６を研磨することが
不必要になる。これらの表面の潤滑もまた重要でなくな
る。

【００１５】表面３４の曲率半径はそんなに大きくなら
ないようにして、できるだけ大きくなるように選択され
ることが好ましく、その結果、プッシュロッド３０の通
常のピボット動作により表面３４のエッジがピストン表
面２６と接触させられる。例えば、曲率の典型的な半径
は約３０インチである。大きな半径は表面２６と３４の
間の接触のストレスをより広く分布させるために好まし
い。ストレスの広い分布は表面３４のエッジと表面２６
の間の接触を避けるために望ましいという理由にもな
る。

【００１６】プッシュロッドの表面３４とピストン表面
２６との間の上述した回転接触を実現するためのもっと
も簡単で安価な方法は、表面２６を平坦にし表面３４を
球状に突出させることであるが、本発明の範囲内に他の
可能性が存在することも理解されるべきである。例え
ば、表面２６は球状に僅かに球状に凹面状にされ、表面
２６と３４の間の接触面積を増加させ、それによって接
触ストレスを小さくすることができる。しかし、これが
行われたならば凹表面２６の曲率半径は凸表面３４の曲
率半径よりもずっと大きくすべきであり、その結果、表
面３４は従来技術におけるその表面上のスライドよりも
むしろ上述された表面２６上を回転する。従って、表面
２６が今説明したように凹面状にさせられればその凹面
形状は非常に微小なので、表面２６は添付された請求項
において、その表現が使用されるのと実質的に平坦とし
て特徴づけられる。本発明の範囲内に入る修正の他の例
として、プッシュロッド３０が軸１８の周りの回転を抑
制されれば表面３４は軸１６に平行な軸の周りで円筒状
に凸面状にさせられる。他の可能性として表面２６は球
状の凸形状にさせられ（あるいは、ピストン２０が軸１
８の周りの回転から抑制されれば、軸１６に平行な軸の
周りで円筒状に凸形状に）、一方、表面３４は平坦にさ
せられる。さらに他の可能性として、表面２６および３
４は球状に凸形状にさせられても良い（上述されたよう
に、素子２０および３０の適当な拘束により、表面２６
および３４は軸１６に平行な軸の周りで円筒状に凸状に
させられる）。これらの代案の全てにおいて、比較的大
きな曲率半径の選択に関する上述した配慮は等しく適用
可能である。従って、これらの実施例の全てにおいて曲
面を有する表面の半径は、対向する表面と曲面を有した
表面のエッジが接触しないようにして、できるだけ大き
くすることが好ましい。

【００１７】以上述べた説明は本発明の原理を単に例示
したものであり、各種の修正が本発明の範囲と精神から
逸脱することなく、当業者によって行われることを理解
すべきである。例えば、凸状の回転表面の曲率半径は、
本発明の特定の用途において遭遇する幾何形状に適合す
るように変えられ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】関連する内燃エンジンの部分と一緒に本発明の
原理に基づいて構成された、圧縮開放エンジンリターダ
ーの部分を示す簡略された断面図である。

【図２】図１に示された装置の他の動作状態を示す図１
に類似した図である。

【図３】本発明の原理を更に良く示すために、大きく誇
張された特徴とともに図１に示された装置のもっと簡略
化された図である。

【図４】図２に示された動作状態を示す図３に類似した
図である。

【符号の説明】

１０ エンジンリターダー １２ ロッカーアーム １４ エンジンカム １６ 軸 １８ 軸 ２０ スレーブピストン ２２ シリンダー ２４ ラッシュ調整スクリュー ２６ 表面 ３０ プッシュロッド ３２ フランジ ３４ 表面 ４０ 脚 ４２ 金属固定クリップ ５０ スプリング ５０ａ，５０ｂ 圧縮コイルスプリング ５２，５４ ワッシャー ５６ 固定リング

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復軸に沿って往復するエンジンリター
   ダーのピストンの動きを前記往復軸に対して横方向にな
   っているピボット軸の周りでピボット運動を行うリター
   ダーと関連するエンジンにおける素子の動きに結合する
   ため、圧縮開放エンジンリターダーにおいて使用される
   流体ピストン装置であり、 前記往復軸と一線化される長軸を有するプッシュロッ
   ド、前記ピストンに隣接する前記プッシュロッドと関係
   づけられる前記長軸に対して横方向の第１の表面、およ
   び前記素子を接続するため前記第１の表面から離れた前
   記プッシュロッドの端部に隣接し、前記素子がピボット
   運動を行うとき前記ピボット軸と同心の円弧を介して移
   動する軸受手段、および前記ピストンと関連し、前記往
   復軸に対して横方向であり、前記第１の表面と接触する
   第２の表面であり、前記第１および第２の表面のひとつ
   は凸状であり、前記第１および第２の表面の他の表面
   は、実質的に平坦および凸形状の群から選択された形状
   を有する第２の表面、 を含むことを特徴とする流体ピストン装置。
2. 【請求項２】 前記第１の表面が凸形状である請求項１
   記載の流体ピストン装置。
3. 【請求項３】 前記第２の表面が平坦である請求項２記
   載の流体ピストン装置。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の表面の前記ひとつ
   は約３０インチの曲率半径を有する請求項１記載の流体
   ピストン装置。
5. 【請求項５】 前記往復軸と実質的に平行になるように
   前記長軸にバイアスを弾性的に掛ける手段をさらに含む
   請求項１記載の流体ピストン装置。
6. 【請求項６】 前記バイアスを弾性的に掛ける手段が前
   記素子から離れる方向に前記往復軸に沿って前記ピスト
   ンが移動するように弾性的に付勢する手段を含む請求項
   ５記載の流体ピストン装置。
7. 【請求項７】 前記弾性的にバイアスを掛ける手段が、 前記プッシュロッド上の第３の表面、 前記ピストン上の第４の表面、 前記長軸が前記往復軸と平行になるとき、前記第３およ
   び第４の表面と接触するように部材、および前記第３お
   よび第４の表面と接触するように前記部材を弾性的に付
   勢するスプリング、を含む請求項６記載の流体ピストン
   装置。
8. 【請求項８】 前記長軸が前記往復軸に平行になると
   き、前記第３および第４の表面が前記素子に向かって面
   し、実質的にお互いに平行である前記長軸の周囲で実質
   的に同心状の環状表面である請求項７記載の流体ピスト
   ン装置。
9. 【請求項９】 前記長軸が前記往復軸と平行であると
   き、前記第３および第４の表面が実質的に共通面である
   請求項８記載の流体ピストン装置。
10. 【請求項１０】 前記部材が前記第３および第４の表面
    と実質的に同心である環状の第５の表面を有し、前記第
    ５の表面は前記長軸が前記往復軸と平行であるとき、前
    記第３および第４の表面と実質的に環状接触する請求項
    ９記載の流体ピストン装置。
11. 【請求項１１】 前記ピストンが前記リターダーのシリ
    ンダーにおいて往復運動を行い、前記弾性的にバイアス
    を掛ける手段が、 前記プッシュロッド実質的に同心である一端が前記プッ
    シュロッドと前記ピストン上に位置し、他端が前記ピス
    トンと前記素子の間の前記シリンダーの壁上に位置する
    予めストレスを与えられた圧縮コイルスプリング、を含
    む請求項５記載の流体ピストン装置。
12. 【請求項１２】 前記ピストンは前記リターダーのシリ
    ンダーにおいて往復運動を行い、前記スプリングは前記
    プッシュロッドと実質的に同心であり、前記第３および
    第４の表面に対向する前記部材上に位置する一端と、前
    記ピストンと前記素子の間で前記シリンダーの壁に作用
    する他端を有する予めストレスを与えられた圧縮コイル
    バネである請求項７記載の流体ピストン装置。
13. 【請求項１３】 前記軸受手段は前記第１の表面から離
    れた前記プッシュロッドの端部にピボット的に設けられ
    ている脚を含む請求項１記載の流体ピストン装置。
14. 【請求項１４】 前記脚は前記プッシュロッドに対して
    ボールおよびソケット接続を有する請求項１３記載の流
    体ピストン装置。
15. 【請求項１５】 前記プッシュロッドおよび前記脚の周
    りで巻付けられるスプリングクリップによって前記プッ
    シュロッドに保持される請求項１３記載の流体ピストン
    装置。