JPH09217615A - エンジンブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧回路により排気弁をリフトさせて圧縮圧
を解放させるエンジンブレーキ装置は、エンジン全高ア
ップ、重量増加、コストアップとなっていた。 【解決手段】 排気弁１の上部に配置されたハウジング
２に移動自在に設けられた解放ピストン３と、ハウジン
グ２内に形成され、制御油圧の供給により解放ピストン
３を作動させて排気弁１を適宜リフトさせるための油圧
回路４と、油圧回路４を適宜閉塞することによりリフト
保持のための高油圧を発生させてこれを維持する逆止弁
５と、逆止弁５を制御油圧供給時に作動させＯＦＦ時の
制御油圧が流れると非作動の状態にする弁切替手段６と
を備える。この構成により、簡単でコンパクトな構成に
より、エンジンブレーキ時に排気弁１を常時開弁させて
シリンダ内の圧縮圧を解放させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダ内の圧縮
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、シリ
ンダ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種々提案され
ている。その排気弁を強制的に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】しかしながらこの油圧
式のエンジンブレーキ装置は、油圧回路の一端に動弁機
構のプッシュロッドにより駆動される油圧発生用ピスト
ンを設けて、その油圧を排気弁リフト用のピストンに供
給するようになっている。このため、装置全体が大きく
なって、エンジン全高アップ、重量増加、コストアップ
となる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、排気弁の上部に配置されたハウジングに移動自
在に設けられた解放ピストンと、ハウジング内に形成さ
れ、制御油圧の供給により解放ピストンを作動させて排
気弁を適宜リフトさせるための油圧回路と、油圧回路を
適宜閉塞することによりリフト保持のための高油圧を発
生させてこれを維持する逆止弁と、逆止弁を制御油圧供
給時に作動させ供給停止時に非作動の状態にする弁切替
手段とを備えたものである。弁切替手段は、逆止弁のボ
ールを非作動側に押動するための切替ピンと、制御油圧
の供給により動作して切替ピンをボールから離間させる
切替ピストンとで構成されることが好ましい。この構成
によって、解放ピストンは、油圧回路に制御油圧が供給
されたときに動作して排気弁に当接し、排気弁を所定の
量だけリフトさせる。逆止弁は、制御油圧の供給時に油
圧回路を適宜閉塞し、排気弁からの反力に抗する高油圧
を発生させると共にこれを維持することで、排気弁を所
定のリフト位置に保持し、圧縮・膨張行程中に常に開弁
させた状態とする。弁切替手段は、ＯＦＦ時の制御油圧
が流れると、逆止弁の作動を解除して解放ピストンの高
油室油圧回路内の高油圧を逃し、解放ピストンの押圧を
停止させ、排気弁を通常のエンジン燃焼時の開閉作動に
支障ない状態にする。

【０００５】

【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。

【０００６】図１は、本発明のエンジンブレーキ装置を
四気筒エンジンに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、排気弁１の上部に配置され
たハウジング２に移動自在に設けられた解放ピストン３
と、ハウジング２内に形成された油圧回路４と、油圧回
路４に設けられた逆止弁５及び弁切替手段６とにより主
として構成されている。

【０００７】排気弁１は、筒内に臨む排気ポート７の開
口端（バルブシート）８に着座する弁体９と、弁体９の
軸心位置に取り付けられて上方に延びた弁軸１０とで形
成されている。この実施の形態では、図５に示すよう
に、エンジンの各シリンダに一対づつ設けられた排気ポ
ート７及び吸気ポート１１の開口端８，１２の並び方向
が、それぞれエンジン長手方向（カムシャフト）に対し
て傾斜した配置となっている。そして図６にも示すよう
に、排気弁１の弁軸１０はロッカーアーム１３の一端に
弁ブリッジ１４を介して連結され、閉弁方向（上方）に
付勢するリターンスプリング（図示せず）が備えられて
いる。ロッカーアーム１３は、その中央部がロッカーシ
ャフト１５に軸支され、他端はカムフォロア１６を介し
て動弁用カム１７に係合している。すなわちカム駆動さ
れるロッカーアーム１３により、排気行程となる所定の
タイミングで一対の排気弁１がリフトされるようになっ
ている。ロッカーシャフト１５は、ボルト６３によりシ
リンダヘッド２２に取り付けられたブラケット６４に支
持されている。そして一方の排気弁１の弁軸１０に、そ
の延長上に位置すると共に弁ブリッジ１４の端部を上下
方向に貫通する中間シャフト１８が設けられ、弁ブリッ
ジ１４に設けられたスリーブ１９に摺動自在に支持され
ている。中間シャフト１８の下端にはスリーブ１９の下
面に係合するフランジ２０が形成され、中間シャフト１
８が下方に押されるとロッカーアーム１３の動作とは無
関係に排気弁１をリフトさせると共に、ロッカーアーム
１３が揺動された時には弁ブリッジ１４と一体化して排
気弁１を押動するようになっている。スリーブ１９の外
周にはネジが切られており、弁ブリッジ１４に形成され
た上下方向の貫通穴に螺合されている。またスリーブ１
９の上部には弁ブリッジ１４との位置関係（中間シャフ
ト１８の上限）を調整するためのナット２１が螺合され
ている。

【０００８】ハウジング２は、図５及び図６に示したよ
うに、シリンダヘッド２２にボルト２３，２４にて取り
付けられたブラケット２５により、片持ちの状態で排気
弁１の上方に保持されている。図１及び図２に示すよう
に、ハウジング２には、解放ピストン３を収容するため
の縦円柱状の部分２ａと、逆止弁５及び弁切替手段６を
収容する横円柱状の部分２ｂとを有している。そして縦
円柱状部分２ａが一方の排気弁１の直上に位置され、横
円柱状部分２ｂは円柱状部分２ａの上端から径方向外方
に延びている。縦円柱状部分２ｂの下側にはオイル取入
部２６が設けられており、低圧のエンジンオイルを供給
する供給パイプ（図示せず）が接続されている。

【０００９】解放ピストン３は、円柱状を呈したピスト
ン頭部２７と、ピストン頭部２７の下方に延出したロッ
ド部２８とで成る。ピストン頭部２７は、ハウジング２
の横円柱状部分２ａに内設された上下方向のシリンダ２
９内を摺動するように形成されている。すなわちピスト
ン頭部２７とシリンダ２９の上壁内面３０との間が、解
放ピストン３を押し下げるための高油圧室３１として区
画されている。シリンダ２９の下端はハウジング下面に
開口し、その開口よりも大きな径の鍔３２を有したピス
トンストッパ３３が螺合されている。このピストンスト
ッパ３３のネジ部３４の上端が、ピストン頭部２７の下
面外周に当接することで、解放ピストン３の下限位置を
規定している。またピストン頭部２７の上面には凸部３
５が形成されており、シリンダ２９の上壁内面３０に当
接することで解放ピストン３の上限位置を決定すると共
に、エンジンオイルが高油圧室２９に流入する際のスペ
ースを確保している。またピストン頭部２７の下面内周
とピストンストッパ３３の鍔部３２の上面との間にはリ
ターンスプリング３６が設けられ、解放ピストン３を上
方に付勢している。解放ピストン３のロッド部２８は、
ピストンストッパ３３に形成された軸穴３７を通って下
方に延出され、その下端が中間シャフト１８の上端に当
接するようになっている。すなわち解放ピストン３がピ
ストンストッパ３３に当接するまで下降すると、排気弁
１を所定の微小量Ｌだけ開弁させるように形成されてい
る。

【００１０】油圧回路４は、高油圧室３１から水平方向
に、横円柱部分２ｂへと延出されている。横円柱部分２
ｂには横穴３８が形成されており、この横穴３８に逆止
弁５を備えた弁ユニット３９が嵌装されている。図３に
も示すように、弁ユニット３９は、供給側の油圧回路４
を実質的に区画する軸孔４０を有したバルブボディ４１
と、バルブボディ４１の先端に形成された逆止弁５と、
弁切替手段６である切替ピン４２及び切替ピストン４３
とで構成されている。バルブボディ４１の軸孔４０は、
図３（ａ）に示したように、高油圧室３１側が小径に、
他端側が大径に形成され、その小径部分４０ａに逆止弁
５が、大径部分４０ｂに切替ピストン４３が設けられて
いる。逆止弁５は、軸孔小径部分４０ａよりも充分大き
な直径のボール４４と、ボール４４を孔端の位置で保持
するボールリテーナ４５と、ボールリテーナ４５の内部
に設けられたボールスプリング４６とで成る。すなわち
ボール４４が軸孔４０の延長上において軸方向に移動自
在となっており、軸孔４０から高油圧室３１に向かう方
向にのみ、エンジンオイルを通すように形成されてい
る。ボールリテーナ４５は、ボール４４に相当する外周
を有した有底筒体状の部材で成り、外周の基端がバルブ
ボディ４１の端部に取り付けられている。そしてボール
リテーナ４５には、図３（ｂ）にも示したように、ボー
ル４４がボールスプリング４６に抗して押し込まれたと
きに、高油圧室３１と軸孔４０と連通させるためのスリ
ット４７が形成されている。

【００１１】切替ピン４２は、軸孔小径部分４０ａより
も小さい外径で且つその軸長よりも充分長い全長を有し
て成り、基端が切替ピストン４３の軸心位置に一体的に
連結されている。切替ピストン４３は、外径が軸孔大径
部分４０ｂに等しい有底筒体状の部材で成り、バルブボ
ディ４１の軸方向に摺動自在となっている。すなわち軸
孔４０のうち、切替ピストン４３の前面とボール４４と
の間が切替油圧室４８として区画されている。切替ピス
トン４３の基端には、図３（ｃ）にも示したように、フ
ランジ４９が形成され、このフランジ４９が、軸孔大径
部分４０ｂの開口端から所定の距離だけ内方に形成され
た段部５０に係止されるようになっている。そして切替
ピストン４３の内部にはスプリング５１が設けられ、ボ
ール４４に当接する方向に付勢されている。この付勢力
により、切替ピストン４３が前進して段部５０に係止さ
れた状態になると、切替ピン４３がボール４４をボール
リテーナ４５内に押し込むようになっている。図１に示
したように、スプリング５１の他端は横穴３８の他端側
に設けられたスプリングストッパ５２に係止されてい
る。スプリングストッパ５２の裏側には固定ボルト５３
が設けられ、この固定ボルト５３が横穴３８に捩じ込ま
れることによって、弁ユニット３９が固定されるように
なっている。すなわちこのスプリングストッパ５２が、
切替ピストン４３の後退限度を規定しており、この後退
位置では、切替ピン４２がボール４４から離れるように
なっている。またスプリングストッパ５２及び固定ボル
ト５３には空気穴６２が形成され、切替ピストン４３の
背圧を解放するようになっている。

【００１２】そして切替油圧室４８には径方向に延びた
上穴５４及び下穴５５が形成されている。上穴５４は、
横円柱状部分２ｂに形成された開放穴５６に連通し、高
油圧室３１から流入してきた高圧のオイルをハウジング
２の外方に排出（大気開放）するようになっている。一
方下穴５５は、横円柱状部分２ｂの下方に形成された斜
孔５７に連通している。斜孔５７にはオイル取入部２６
となる接続部材５８の先端５８ａが捩じ込まれており、
この先端５８ａからＬ字状に延びた油路５９が接続部材
５８の側部において開口し、供給パイプとの接続口６０
として形成されている。従って、オイル取入部２６から
切替油圧室４８に油圧が供給されると、切替ピストン４
３が後退して逆止弁５を作動状態とし、ＯＦＦ時の制御
油圧が流れると、図４に示すように、切替ピストン４３
が前進して逆止弁５を非作動の状態に保持するようにな
っている。

【００１３】このほか供給パイプは、各シリンダに設け
られたハウジング２のオイル取入部２６をつなぐように
エンジン長手方向に延び、電磁弁（図示せず）を介して
オイル供給源のオイルギャラリ或いはオイル専用ポンプ
に接続されている。電磁弁は、運転席に設けたスイッチ
の操作によりON/OFFされることで、エンジンオイルギャ
ラリ或いは専用ポンプにより送られてきたオイルを、各
ハウジング２のオイル取入部２６へ圧力制御して供給或
いは供給停止とするようになっている。なおこの操作ス
イッチは、エンジンブレーキ使用時、言い換えるとアク
セルペダルが踏み込まれていないときにのみ「ON」とな
るように構成してもよい。また図６に示したように、シ
リンダヘッド２２の上部には、ロッカーアーム１３を覆
うシリンダヘッドカバー６１が取り付けられている。

【００１４】以上のように構成されたエンジンブレーキ
装置によりエンジンブレーキ力の増加を行うに際して
は、操作スイッチを「ON」にすることにより、エンジン
オイルをハウジング２のオイル取入部２６に供給する。
この制御油圧により、切替ピストン４３はピストンスト
ッパ５２に突き当たるまで後退し、切替ピストン４２を
逆止弁５のボール４４から離間させる。これで逆止弁５
は作動状態となり、供給されたエンジンオイルを高油圧
室３１に流入させる。この油圧がピストン頭部２７に作
用すると、解放ピストン３は押し下げられ、閉弁直前の
排気弁１に中間シャフト１８を介して当接し、ロッカー
アーム１３の揺動位置にかかわらず若干押し下げた状態
に保持する。すなわち排気弁１は着座せずわずかに開き
放しとなり、上死点におけるオーバーラップ時期を含
め、圧縮行程及び膨張行程においても常時シリンダを開
放する。これで膨張圧は圧縮圧よりも大幅に低くなり、
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。すなわち排気ブレ
ーキよりも大きなブレーキ性能となるブレーキ有効圧力
が得られる。そして解放ピストン３には、エンジンのシ
リンダ内の圧縮圧により、閉弁方向の大きな力がかかる
が、解放ピストン３が押し下げられた状態において、逆
止弁５が高油圧室３１からのオイル流出を阻んで密閉状
態としていることで、高油圧室３１内には速やかに高圧
の反力が発生し、この高圧が維持されることにより、排
気弁１は閉弁が阻まれて所定のリフト位置に保持され
る。

【００１５】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「OFF 」にすると、エンジンオイルの
供給がＯＦＦ時の油圧に制御され、切替ピストン４３は
スプリング５１の付勢力により前進してボール４４をボ
ールリテーナ４５内に押し込み、切替油圧室４８と高油
圧室３１とを連通した状態に維持する。これで高油圧室
３１のエンジンオイルは切替油圧室４８を経由して開放
穴５６から排出され、高油圧室３１が減圧の状態とな
り、解放ピストン３はリターンスプリング３６によって
上限位置まで上昇し、中間シャフト１８と離間して、排
気弁１の通常の燃焼サイクルにおける開閉動作に支障な
い位置に戻される。

【００１６】このように、排気弁１の上部に配置された
ハウジング２に解放ピストン３を設け、低圧のエンジン
オイルをハウジング２内の油圧回路４に供給することで
解放ピストン３により排気弁１を所定量だけ押し下げる
と共に、逆止弁５と弁切替手段６とを備えて、油圧回路
４における高油圧の維持及びオイル給排とを行うように
したので、簡単でコンパクトな構成により、シリンダ内
の圧縮圧を解放させることができ、エンジンブレーキ力
の増加が得られる。すなわち油圧発生用のピストンは不
要となって、エンジン全高アップ及び重量増加を防止で
き、コスト削減が達成される。そして解放ピストン３を
シンプルな構成にすると共に、逆止弁５及び弁切替手段
６を水平方向の弁ユニット３９として一体的に形成した
ので、より一層のコンパクト化、低価格化が達成され
る。また弁切替手段６を切替ピン４２及び切替ピストン
４３にて構成したので、応答性がよく、安価で簡単な構
成にて確実にボール４４を制御することができる。

【００１７】そして解放ピストン３は排気弁１の同軸上
に位置して中間シャフト１８を押動するようになってい
るので、ロッカーアーム等の動弁系には圧縮圧開放動作
に起因する負荷は全くかかることがなく、その構造にも
大きな変更を必要としないので、極めて汎用性に富む。

【００１８】なお本発明のエンジンブレーキ装置は、排
気ブレーキと併用すると、吸気弁開時に排気弁を開くこ
とで、排ガス逆流により圧縮開始圧が増加されて圧縮圧
を高めることができ、常時開弁による膨張圧曲線と圧縮
圧曲線とで囲まれた部分（仕事）を増大させることがで
きる。従って、排気ブレーキと併用して用いることが好
ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、簡単でコ
ンパクトな構成により、シリンダ内の圧縮圧解放による
エンジンブレーキ力増加が達成され、エンジン全高アッ
プ及び重量増加を防止でき、コスト削減が達成されると
いう優れた効果を発揮する。

【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
装置の部分断面側面図である。

【図２】図１の要部の平面断面図である。

【図３】図２の要部を示した図であり、（ａ）は要部断
面図、（ｂ）はその逆止弁を示した正面図、（ｃ）は弁
切替手段を示した正面図である。

【図４】図１の動作を説明するための部分断面側面図で
ある。

【図５】図１の全体を示した平面図である。

【図６】図１の全体を示した側面図である。

【符号の説明】

１ 排気弁 ２ ハウジング ３ 解放ピストン ４ 油圧回路 ５ 逆止弁 ６ 弁切替手段 ４２ 切替ピン ４３ 切替ピストン ４４ ボール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気弁の上部に配置されたハウジングに
   移動自在に設けられた解放ピストンと、上記ハウジング
   内に形成され、制御油圧の供給により上記解放ピストン
   を作動させて上記排気弁を適宜リフトさせるための油圧
   回路と、該油圧回路を適宜閉塞することによりリフト保
   持のための高油圧を発生させてこれを維持する逆止弁
   と、該逆止弁を制御油圧供給時に作動させ供給停止時に
   非作動の状態にする弁切替手段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】 上記弁切替手段が、上記逆止弁のボール
   を非作動側に押動するための切替ピンと、制御油圧の供
   給により動作して上記切替ピンを上記ボールから離間さ
   せる切替ピストンとで構成された請求項１記載のエンジ
   ンブレーキ装置。