JPH10259770A - ユニットインジェクタ専用のオーバヘッド・カムシャフト - Google Patents

ユニットインジェクタ専用のオーバヘッド・カムシャフト

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JPH10259770A
JPH10259770A JP10059371A JP5937198A JPH10259770A JP H10259770 A JPH10259770 A JP H10259770A JP 10059371 A JP10059371 A JP 10059371A JP 5937198 A JP5937198 A JP 5937198A JP H10259770 A JPH10259770 A JP H10259770A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カムシャフトへのヘルツ応力を最小限と
する一方、最適の燃料効率および排気を達成するために
要求される高い燃料噴射圧力を可能とする。 【解決手段】 一対のカムシャフト１０、１２がエンジ
ンのヘッド部２４において支持されている、二重のオー
バヘッド・カムシャフト装置を含む、内燃機関ドライブ
トレイン作動アセンブリが提供されている。一方のカム
シャフト１０は、吸気バルブおよび排気バルブを作動す
るために配置してある。他方のカムシャフト１２は、ユ
ニットインジェクタ作動専用で、ロッカ・レバー４０を
作動するインジェクタに対して配置され、エンジン作動
中にこれらのロッカ・レバーのみに接触する。インジェ
クタ作動専用のカムシャフト１２上の、ロッカ・レバー
に接触する突出部１６は、寸法的に従来可能であった以
上に幅広い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、内燃機
関のためのドライブトレイン作動アセンブリ、特に、１
つのカムシャフトがユニットインジェクタ（単体燃料噴
射装置）作動専用である、二重オーバヘッド・カムシャ
フト装置を有するドライブトレイン作動アセンブリに関
連するものである。
【０００２】
【従来の技術】今までかつてなかった程に、最小限の排
気排出および燃料効率の良い内燃機関の達成および維持
に対する需要が高まっているため、ますます高い燃料噴
射圧力が要求されている。これらのより高い燃料噴射圧
力により、特にディーゼル・エンジンのユニットインジ
ェクタにおいて、インジェクタ作動カムシャフトおよび
これに結合された後続の機構へのヘルツ応力が高まる。
【０００３】ディーゼル・エンジン中のユニットインジ
ェクタならびに吸気バルブおよび排気バルブが同じカム
シャフトにより作動している時、バルブ作動突出部（ロ
ブ）およびインジェクタ作動突出部（ロブ）すべてが同
じカムシャフト上に配置されていなければならないた
め、スペースの制限によりインジェクタ作動突出部の軸
上の配置（スペース）がかなり制限され得る。十分な軸
上のスペースがとれないとき、カムシャフトへのヘルツ
応力は許容範囲を超える程高くなり得る。カムシャフト
へのヘルツ応力が合理的なレベルで維持されていなけれ
ば、インジェクタの所望の大きさの噴射圧力は達成され
得ない。
【０００４】カムで作動しているユニットインジェクタ
は、従来技術として知られている。例えば米国特許第
５，３１５，９７４号では、ユニットインジェクタを作
動するためのエンジン・オーバヘッドに配置されたカム
シャフトを採用している燃料噴射システムを有するディ
ーゼル・エンジンが開示されている。
【０００５】また、二重のカムシャフト装置（２つのカ
ムシャフトを用いた装置）も知られている。殆どの二重
のオーバヘッド・カムシャフト装置では、一つの吸気バ
ルブ作動専用のカムシャフトと、一つの排気バルブ作動
専用のカムシャフトを含む。米国特許第４，８３６，１
７１号は、二つのオーバヘッド・カムシャフトを使用す
る内燃機関の実例である。この特許で開示されている二
重のカムシャフト装置は、複数のポンプ・ノズルを作動
する別々に据え付けられたロッカーアーム用のカムを含
み、かかるポンプ・ノズルはまた、二つのカムシャフト
で作動されている。一つ目のカムシャフトは、一つのシ
リンダと結合されたポンプを作動し、二つ目のカムシャ
フトは、隣接のシリンダと結合されたポンプを作動す
る。この例では、この装置がユニットインジェクタを作
動するのに使用され得ることは示唆されておらず、むし
ろ、選ばれたポンプ・ノズルの容易な分解を可能にしつ
つ、二つのカムシャフトおよびすべての残りのバルブギ
アを乱すことのないよう設計されている。
【０００６】出願者の認識している従来技術で、二重の
オーバヘッド・カムシャフトまたは別のカムシャフト装
置において、一つのカムシャフトをエンジンユニットイ
ンジェクタ作動専用にすることを提案しているものはな
い。
【０００７】従って、従来技術では、カムシャフトに対
するヘルツ応力を最小限にとどめ、カムの寿命を延ばす
ことのできる、二重のオーバヘッド・カムシャフト装置
を有する内燃機関のためのドライブトレイン作動アセン
ブリにおいて一つのカムシャフトがエンジンユニットイ
ンジェクタを作動することに専用であるアセンブリを提
供することはできていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主要
な目的は、従来の技術の不利な点を克服し、かつ一対の
オーバヘッド・カムシャフトを有する内燃機関ドライブ
トレイン作動アセンブリにおいて、一方のカムシャフト
がエンジンユニットインジェクタ作動のみに専用であ
り、他方のカムシャフトが吸気バルブおよび排気バルブ
を作動することに専用であるアセンブリを提供すること
である。
【０００９】本発明の別の目的は、十分な高い噴射圧力
を作り出すことにより、エンジン・カムシャフトへの合
理的なヘルツ応力を超過することなく、望ましい排気レ
ベルおよび燃料経済性を達成し、かつ維持することがで
きる、内燃機関ユニットインジェクタ作動アセンブリを
提供することである。
【００１０】本発明の更なる目的は、エンジンの吸気バ
ルブおよび排気バルブのみのための作動用突出部を有す
るオーバヘッド・カムシャフトと平行に、内燃機関の中
のユニットインジェクタを作動するためのみの突出部を
有するオーバヘッド・カムシャフトを提供することであ
る。
【００１１】本発明の更に他の目的は、内燃機関中のユ
ニットインジェクタのための作動突出部のみを支持する
カムシャフトを提供することであって、バルブ作動突出
部をも支持するカムシャフトに設けられるインジェクタ
作動突出部の直径および幅よりかなり大きい直径および
幅の突出部を有する、カムシャフトを提供することであ
る。
【００１２】本発明の更なる目的は、カムシャフトおよ
びこれに結合された後続の機構のヘルツ応力を合理的な
程度にするために十分な軸上のスペースを設けた、内燃
機関のユニットインジェクタのための専用カムシャフト
を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、内燃機関
ドライブトレイン作動アセンブリであって、この内燃機
関のヘッド部分において、エンジンシリンダ・ブロック
の上のエンジン・ヘッドの長手方向と同軸方向に延びて
いるよう位置する、一対のほぼ平行なカムシャフトが回
転可能に据え付けられた、アセンブリを提供することに
よって充足される。
【００１４】カムシャフトの一方は、複数の突出部を支
持し、各突出部は、シリンダと結合しているユニットイ
ンジェクタに駆動可能に接続されているロッカ・レバー
・アセンブリに関連して位置しており、各突出部は、ロ
ッカ・レバー・アセンブリに接触し、かつエンジン作動
中ユニットインジェクタを作動させる。また、他方のカ
ムシャフトも、複数の突出部を支持しており、各突出部
は、一対の吸気バルブまたは一対の排気バルブと駆動可
能に接続されているロッカーアームに接触するように位
置している。
【００１５】インジェクタ作動カムシャフトに支持され
ている突出部の最適寸法は、インジェクタ作動カムシャ
フトに対するヘルツ応力を最小限にするように選ばれて
いる。
【００１６】すなわち、本発明は、ヘッド部がシリンダ
・ブロック部の上に据え付けられ、かつ複数の対の吸気
バルブおよび排気バルブ、ならびに複数のユニットイン
ジェクタを含む、内燃機関のためのドライブトレイン作
動アセンブリであって、（ａ）前記ヘッド部の長手方向
と同方向の軸上に、前記ヘッド部内の複数のロッカーア
ーム支持要素により支持されている軸上支持シャフト
に、回動可能に据え付けられている複数のバルブ作動ロ
ッカーアームであって、該バルブ作動ロッカーアームの
それぞれが、前記軸上支持シャフト上でエンジン・リタ
ーダ作動ロッカーアームにより隔離されているバルブ作
動ロッカーアームと、（ｂ）前記ロッカーアーム軸上支
持シャフトと平行でかつこれと間隔を置いて、前記ヘッ
ド部内の複数のロッカ・レバー支持要素で支持されてい
る軸上支持シャフトに、回動可能に据え付けられた、複
数のインジェクタ作動ロッカ・レバーと、（ｃ）前記ロ
ッカーアーム支持要素の中の穴を通して延び、前記ロッ
カーアームから前記シリンダ・ブロック部に向けて間隔
を置き、回転するよう据え付けられたバルブ作動カムシ
ャフトであって、軸上に間隔を置いた複数の軸受けジャ
ーナル、ならびに前記バルブ作動ロッカーアームおよび
前記エンジン・リターダ作動ロッカーアームに接触する
よう配置された突出部を、前記ロッカーアームがエンジ
ン作動中、前記軸上支持シャフトを軸にして回動するよ
うに含むバルブ作動カムシャフトと、（ｄ）前記ロッカ
・レバー支持要素の穴を通して延び、前記ロッカ・レバ
ーから前記シリンダ・ブロック部に向けて間隔を置き、
回転するように据え付けられたインジェクタ作動カムシ
ャフトであって、軸上に間隔を置いた複数の軸受けジャ
ーナル、ならびに前記ロッカ・レバーに接触するよう配
置された突出部を、前記ロッカ・レバーがエンジン作動
中、前記軸支持シャフトを軸にして回動するように含む
インジェクタ作動カムシャフトと、を備えたドライブト
レイン作動アセンブリである。
【００１７】また、本発明は、各前記ロッカーアームが
少なくとも一対のバルブを作動させ、かつ前記バルブ作
動カムシャフトが軸上に間隔を置いて配置された突出部
を含み、該突出部が、前記一対のバルブを作動させるた
めに対応したロッカーアームと接触するように配置され
たものでもよい。
【００１８】また、各前記ロッカ・レバーがユニットイ
ンジェクタを作動させ、かつ前記インジェクタ作動カム
シャフトが軸上に間隔を置いた突出部を含み、該突出部
が、前記ユニットインジェクタを作動させるために対応
したロッカ・レバーと接触するように配置されたもので
もよい。
【００１９】さらに、前記インジェクタ作動カムシャフ
トが前記インジェクタを作動させることのみに専用であ
るものでもよい。
【００２０】また、前記バルブ作動カムシャフトがさら
に、各一対のバルブ作動突出部の間の中央に配置された
複数のエンジン・リターダ作動突出部を含み、かつ前記
カムシャフトが、前記バルブ作動ロッカーアームおよび
前記エンジン・リターダ作動ロッカーアームを作動する
ことに専用であるものでもよい。
【００２１】また、前記インジェクタ作動カムシャフト
上の、各前記複数の突出部が、前記バルブ作動カムシャ
フト上のいかなる突出部よりもより広い接触面積を有す
る、ものでもよい。
【００２２】さらに、前記インジェクタ作動カムシャフ
ト上の前記突出部の接触面積が約４５ｍｍないし約５０
ｍｍであるものでもよい。
【００２３】また、各前記ロッカ・レバーが、インジェ
クタ接触カムシャフト上の突出部に対応した寸法のイン
ジェクタ−カム接触構造を含むものでもよい。
【００２４】また、前記バルブ作動カムシャフト上の突
出部および軸受けジャーナルの配置として、３つの突出
部が軸上に各軸受けジャーナルの間に間隔が置かれるよ
うに配置されており、各軸受けジャーナルに隣接した突
出部が、前記バルブ作動ロッカーアームに接触し、かつ
ロッカーアームに接触する突出部の間に配置されている
突出部が、エンジン・リターダ作動ロッカーアームに接
触しているものでもよい。
【００２５】また、前記インジェクタ作動カムシャフト
上の突出部および軸受けジャーナルが、ロッカ・レバー
に接触する突出部が軸受けジャーナルと交互に間隔を置
かれるように配置されているものでもよい。
【００２６】さらに、前記インジェクタ作動カムシャフ
トが、選ばれた軸受けジャーナルと、隣接したロッカ・
レバーに接触する突出部との間に配置されている、一つ
以上の電子タイミング測定要素をさらに含むものでもよ
い。
【００２７】本発明はまた、複数のカム作動ユニットイ
ンジェクタと、カム作動ロッカーアームにより作動され
ている複数のバルブと、を含む内燃機関のための二重の
オーバヘッド・カムシャフト装置において、前記オーバ
ヘッド・カムシャフトの一方が、各ユニットインジェク
タと関連付けられたインジェクタ作動構造にのみ接触す
るように形成されかつ軸上に配置され、該インジェクタ
を作動させる複数の突出部を含み、かつ前記オーバヘッ
ド・カムシャフトの他方が、前記ロッカーアームに接触
するよう形成されかつ軸上に配置されている複数の突出
部を含む、二重オーバヘッド・カムシャフト装置であ
る。
【００２８】さらにまた、前記一方のカムシャフトに設
けられた、インジェクタ作動構造に接触する突出部の幅
が、前記他方のカムシャフトに設けられた、ロッカーア
ームに接触する突出部の幅よりもかなり広いものでもよ
い。
【００２９】さらに、前記一方のカムシャフトに設けら
れた、インジェクタ作動構造に接触する突出部の幅が約
４５ｍｍないし５０ｍｍであって、前記他方のカムシャ
フトに設けられた、ロッカーアームに接触する突出部の
幅が約２３ｍｍないし２５ｍｍであるものでもよい。
【００３０】本発明はまた、ヘッド部と、シリンダ・ブ
ロック部と、複数の対の吸気バルブおよび排気バルブ
と、複数のユニットインジェクタとを有する内燃機関に
おいて、前記ヘッド部が一対のほぼ平行の、同一平面上
の、間隔を置いて回転できるよう据え付けられたカムシ
ャフトを支持しており、該カムシャフトがそれぞれ、軸
上に間隔を置いた複数の突出部および複数の軸受けジャ
ーナルを含んでおり、また一方のカムシャフトの突出部
がインジェクタ作動要素のみに駆動可能に接触してお
り、他方のカムシャフトの突出部がバルブ作動要素およ
びエンジン・リターダ作動要素に駆動可能に接触してい
る内燃機関である。
【００３１】また、前記一方のカムシャフトに設けられ
た、インジェクタ作動要素に接触する突出部の幅が、前
記一方のカムシャフトへのヘルツ応力を最小限に留める
一方、燃料噴射圧力を最大限にするように選ばれたもの
でもよい。
【００３２】また、前記他方のカムシャフトの、バルブ
作動要素に接触する突出部が、前記一方のシャフトに設
けられた、前記インジェクタ作動要素に接触する突出部
の幅よりも狭い幅を有しているものでもよい。
【００３３】また、前記インジェクタ作動要素に接触す
る突出部の幅が約４５ｍｍないし約５０ｍｍであるもの
でもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明のユニットインジェクタ作
動アセンブリは、より高いエンジン燃料噴射圧力の要求
を満たす一方、インジェクタ作動カムシャフトおよびこ
れに結合された後続の機構への合理的なヘルツ応力を維
持している。より高い噴射圧力は燃料経済性を最大限に
し、エンジン排気を最小限とする。しかしながら、これ
らのより高い燃料噴射圧力と相関したより高いヘルツ応
力は、エンジンの耐久性を減らす傾向にある。本発明
は、所望のより高い燃料噴射圧力を可能にする一方で、
合理的なヘルツ応力を維持することによりこの問題を取
り除き、それによりエンジンの寿命を延ばす。
【００３５】ヘルツ応力は、カムシャフトとカムシャフ
ト突出部に接触しているローラーとの間の、転がり接触
応力の結果生じる。これらの構成部品の故障は、通例、
材料疲労による。エンジン・カムシャフトにより許容さ
れ得る最大限のヘルツ応力は、一般的に、約２５０，０
００ｐｓｉである。図１は、カム寿命とヘルツ応力との
間の関係のグラフ表示である。このグラフは、ヘルツ応
力とカム寿命との間の基本的な関係を説明し、一般的な
疲労期間を示している。図１で示されている関係は、単
純に以下のように明示される。
【００３６】
【数１】
【００３７】もっとも、他の要素、例えば潤滑油膜、デ
ブリの存在、ならびにカムシャフトおよび突出部に使用
されている材料の品質が、カム寿命に影響を与える可能
性がある。
【００３８】一つのカムシャフトで可能な部分よりも大
きい部分に負荷を分配する、より幅の広い、大きい突出
部が設けられ得るので、一つのカムシャフトがユニット
インジェクタのみを作動することを専用とする本発明の
二重のカムシャフト装置によって、カム寿命が延びる。
【００３９】図２は、本発明の一実施形態による二重の
カムシャフトを図解している。カムシャフト１０は、エ
ンジン・バルブを作動させ、カムシャフト１２は、ユニ
ットインジェクタを作動させる。バルブ作動カムシャフ
ト１０上のバルブ作動突出部１４は、インジェクタ作動
カムシャフト１２上のインジェクタ作動突出部１６より
狭い。各エンジンシリンダには、典型的に二つから四つ
のバルブが結合されているが、一つのインジェクタしか
結合されていない。従って、バルブを作動するために必
要な突出部の数は、インジェクタを作動するのに必要な
突出部の数を上回る。
【００４０】バルブとインジェクタ両方を作動させる従
来の単一カムシャフト装置上のインジェクタ用突出部の
幅は、典型的に２３ｍｍから２５ｍｍくらいである。対
照的に、本発明で提案されている二重のオーバヘッド・
カムシャフト装置の中のインジェクタ専用カムシャフト
上のインジェクタ用突出部１６は、幅４５ｍｍから５０
ｍｍくらいになり得る。この幅の寸法のカム突出部は、
カムシャフトへの合理的なヘルツ応力を維持することが
できる一方、ユニットインジェクタにより生じた噴射圧
力が、インジェクタおよびバルブが同じカムシャフトに
据え付けられた従来の突出部により作動されている時に
可能なレベルを、超えたレベルに達することを可能にす
る。より大きい、より幅広い突出部１６は、従来のカム
シャフトでユニットインジェクタを作動させるのに使用
されていた、より幅の狭いカム突出部が負荷を負うこと
ができた面積に比べ、より広い面積で負荷を分配する。
【００４１】バルブ作動カムシャフト１０は、突出部１
４および１５よりも幅広い軸受けジャーナル２２を、カ
ムシャフト１０の軸方向に沿って間隔を置いて、有して
いる。一つの軸受けジャーナル２２は、カムシャフト１
０に沿って設けられた、それぞれ３つの突出部からなる
各セットの間に配置されている。バルブ用突出部１４
は、それぞれが接続された吸気バルブまたは排気バルブ
を作動させ、かつセンタ・ブレーキ用突出部１５はエン
ジン・リターダ（図示されていない）を作動させる。
【００４２】本発明のインジェクタ作動カムシャフト１
２には、図２で示されているトウンホイール１８および
２０など、一つ以上のトウンホイールを据え付け、含ん
でもよい。トウンホイールは、噴射時期に影響を与える
カムシャフトの回転のタイミングの電子測定を可能にす
るために存在する。
【００４３】インジェクタ作動カムシャフト１２は、軸
受けジャーナル１７を含む。軸受けジャーナル１７は、
各インジェクタ用突出部１６の間に据え付けられてい
る。インジェクタ用突出部１６と軸受けジャーナル１７
の配置は左右対称ではなく、トウンホイール１８と２０
を収容するために必要な態様でずらしてある。軸受けジ
ャーナル１７および２２は、シリンダ・ヘッドの中でカ
ムシャフト１０および１２を支持する。両方のカムシャ
フトは、以下に図３、４および５に関連して説明するよ
うに、エンジン・シリンダ・ヘッドの中に回転可能に据
え付けられている。
【００４４】図３は、シリンダ・ヘッド２４がエンジン
・シリンダ・ブロック２５の上の所定の場所に据え付け
られた、エンジンの一方端からの斜視図である。エンジ
ンドライブトレインのための作動構成部品が、この視点
からわかる。
【００４５】ギヤーホイール２６は、シリンダ・ブロッ
ク２５の上に据え付けられたギヤーホイール（図示され
ていない）と駆動可能に歯合し、この図示されていない
ギヤーホイールはクランク軸（図示されていない）とと
もに回転し、ギヤーホイール２８を駆動することによっ
てインジェクタ専用カムシャフト１２を回転させる。ギ
ヤーホイール２８は、ギヤーホイール２８が回転すると
ギヤーホイール３０も回転するように、ギヤーホイール
３０に駆動可能に接続されている。ギヤーホイール３０
が回転することによって、バルブ作動カムシャフト１０
も回転する。
【００４６】ギヤーホイール２６、２８および３０は、
エンジン作動中は、通常、一部しか図示されていないギ
ヤ・カバー・アセンブリ２７に覆われている。この図３
では、カバー・アセンブリ２７の正面パネルは、ギヤー
ホイールの相対的位置を見せるために除去されている。
【００４７】本発明のドライブトレイン作動アセンブリ
は、ヘッド２４に据え付けられたシャフト支持部材３１
（図５）により支持されているシャフト３６上に回動可
能に据え付けられた、バルブ作動ロッカーアーム３２を
含む。ロッカーアーム３２の構造により、バルブ・クロ
スヘッドが、各ロッカーアームの一端に固定されること
が可能となり、それにより、クロスヘッドが、対応する
一対の吸気バルブまたは排気バルブ（図示されていな
い）に接触するよう位置される。
【００４８】バルブ・クロスヘッド３８は、ロッカーア
ーム３２の一端３５に固定されて示されている。各バル
ブ・クロスヘッドは、少なくとも一対の吸気バルブか、
または少なくとも一対の排気バルブに接続されている。
ロッカーアーム３２の端３５の反対側の端３７は、シャ
フト３６を受け、カムシャフト１０がエンジン作動中に
回転する時に、バルブ作動カムシャフト１０の突出部１
４と接触するように、構成されている。
【００４９】カムシャフト１０が回転すると、突出部１
４はロッカーアーム３２と接触し、これによって、ロッ
カーアームは、バルブ・クロスヘッド３８が接触してい
るバルブ（図示されていない）が開閉するようシャフト
３６にピボットされる。
【００５０】バルブ作動ロッカーアームではないが、エ
ンジン・リターダまたはブレーキ・システム（図示され
ていない）の一部であるロッカーアーム３４は、ブレー
キ用突出部１５により作動されている。
【００５１】インジェクタ作動カムシャフト１２は、イ
ンジェクタ・ロッカ・レバー４０に接触するように回転
可能に据え付けられており、詳細は図４に示されてい
る。インジェクタ・ロッカ・レバー４０は、シャフト・
マウント４１（図５）の上に支持されているシャフト４
２（図３）上に回動可能に据え付けられている。
【００５２】インジェクタ・ロッカ・レバー４０の一方
端４４は、ユニットインジェクタ（図示されていない）
を駆動可能に、これに接続されている。反対の端４６
は、カム接触ローラー４８を回転可能に据え付けること
ができるよう構成されており、このローラーは、カムシ
ャフトがエンジン作動中にインジェクタを作動させるた
めに回転する時に、インジェクタ作動カムシャフト１２
上の突出部１６の一つと接触する。
【００５３】図４は、本発明の一実施形態のドライブト
レイン作動アセンブリにおける使用に適した構造を有す
るインジェクタ・ロッカ・レバー４０を図示している。
また、インジェクタ作動カムシャフト１２と、ユニット
インジェクタを、駆動可能とするよう連結する機能を有
するものであれば、他の構造も使用され得る。
【００５４】図４で示されているロッカ・レバー４０
は、ロッカ・レバーとユニットインジェクタとの間に、
駆動を可能とする連結を提供するために六角スクリュ５
０およびナット５２等の適切な接続用部材を使用するイ
ンジェクタ接触端４４を有している。接続用部材５０お
よび５２は、六角スクリュ５０（または同様の構造）の
ターミナル端５６が、一つ以上のユニットインジェクタ
作動要素（図示されていない）に直接接触するよう、ロ
ッカ・レバー４０の一端４４のほぼ垂直な穴５４に収容
され、その結果、燃料がインジェクタからシリンダに噴
射される。
【００５５】ロッカ・レバー４０の反対の端４６は、ロ
ーラー４８を受けかつ据え付けるよう構成されている。
ローラー４８は、好適に、ピン５８上に据え付けられて
いる。しかし、ローラーのための他の適切な据え付け構
造も使用され得る。ローラー４８は、カムシャフトが回
転するとインジェクタ作動カムシャフトの突出部１６に
接触し、これによりロッカ・レバー４０がシャフト４２
を軸として回転し、これにより接続用部材のターミナル
端５６がインジェクタ作動要素に接触する。
【００５６】ロッカ・レバー４０は、端４４と４６との
間に、シャフト収容穴６０を有し、この穴をシャフト４
２が貫通することによって、シャフト台４１の位置にロ
ッカ・レバー４０が回動可能に据え付けられる。
【００５７】図５は、ヘッド部２４の斜視図であって、
図３において図示されているカムシャフト１０および１
２、ロッカーアームおよびロッカ・レバー支持シャフト
３６および４２、ロッカーアーム３２および３４、ロッ
カ・レバー４０、ならびにバルブクロスヘッドを取り除
いて示したものである。
【００５８】バルブロッカーアーム支持シャフト３６お
よびインジェクタ・ロッカ・レバー支持シャフト４２の
ための各シャフト台３１および４１が、図５で示されて
いる。シャフト台３１および４１の各ヘッド接触部分
は、カムシャフト収容穴を有するよう構成され、このカ
ムシャフト収容穴により、カムシャフト１０および１２
がそれぞれ互いにほぼ平行に配置され、かつカムシャフ
トが、ロッカーアーム、ロッカ・レバーとヘッド２４の
エンジンブロック接触部分２３との間の位置で回転する
ように支持される。
【００５９】穴６２が、バルブ作動カムシャフト１０上
の軸受けジャーナル２２を受け、かつ支持するために、
各シャフト台３１に配置されている。穴６４が、ヘッド
部２４のギア支持端２９に設けられていることによっ
て、カムシャフト１０の駆動端１１が図３で示されてい
るアセンブリ６５のような適切な構造により、ギヤーホ
イール３０に接続され、これによってギヤーホイール３
０が回転するように駆動されるときカムシャフト１０が
回転することを可能とする。
【００６０】同様に、台４１の構造には、インジェクタ
作動カムシャフト１２上の軸受けジャーナル１７を受け
かつ支持する穴６６を含む。ヘッド部２４のギア支持端
２９の穴６８により、インジェクタ作動カムシャフト１
２の駆動端１３が、図３に示されているアセンブリ６７
のような適切な構造により、ギヤーホイール２８に接続
されることを可能とし、これにより、ギヤーホイール２
８が回転するように駆動されている時にカムシャフト１
２が回転することを可能とする。
【００６１】ヘッド部２４の端部７０には、バルブ作動
カムシャフト１０およびインジェクタ作動カムシャフト
１２の各ターミナル端７６および７８を受ける穴７２お
よび７４が設けられている。端７６および７８は、シリ
ンダ・ヘッドの穴７２および７４の中に、各隣接する軸
受けジャーナル２２および１７により、回転できるよう
に支持されている。各軸受けジャーナル２２および１７
は、エンジン作動中に要求されるシャフト１０および１
２の回転を可能とする態様で、各穴７２または７４に据
え付けられた、関連したブッシングおよび軸受け（図示
されていない）と接触する。
【００６２】
【発明の効果】本発明の内燃機関ドライブトレイン作動
アセンブリにより、主に内燃機関、特にディーゼル・エ
ンジンのように、燃料経済性を最適にする一方、排気を
最小限とし、かつカムシャフトおよび他のドライブトレ
イン構成要素の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カムの寿命とヘルツ応力との間の関係を表し
たグラフである。
【図２】 内燃機関ユニットインジェクタ作動アセンブ
リから分離した、本発明の一実施形態による二重のオー
バヘッド・カムシャフト装置の斜視図である。
【図３】 内燃機関のヘッド部分に据え付けられた、本
発明の一実施形態によるドライブトレイン作動アセンブ
リの斜視図である。
【図４】 本発明の一実施形態によるカム作動インジェ
クタ・ロッカ・レバーの斜視図である。
【図５】 本発明の一実施形態によるドライブトレイン
作動アセンブリの据え付け構造の位置を示している、内
燃機関のヘッド部分の斜視図である。
【符号の説明】
１０、１２ カムシャフト ２４ ヘッド部 ４０ ロッカ・レバー １６ 突出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドリュー ピー．パー アメリカ合衆国 インディアナ州 47201、 コロンバス、ダブリュ．カー ヒル ロー ド 2760

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ヘッド部がシリンダ・ブロック部の上に
    据え付けられ、かつ複数の対の吸気バルブおよび排気バ
    ルブ、ならびに複数のユニットインジェクタを含む、内
    燃機関のためのドライブトレイン作動アセンブリであっ
    て、（ａ）前記ヘッド部の長手方向と同方向の軸上に、
    前記ヘッド部内の複数のロッカーアーム支持要素により
    支持されている軸上支持シャフトに、回動可能に据え付
    けられている複数のバルブ作動ロッカーアームであっ
    て、該バルブ作動ロッカーアームのそれぞれが、前記軸
    上支持シャフト上でエンジン・リターダ作動ロッカーア
    ームにより隔離されているバルブ作動ロッカーアーム
    と、（ｂ）前記ロッカーアーム軸上支持シャフトと平行
    でかつこれと間隔を置いて、前記ヘッド部内の複数のロ
    ッカ・レバー支持要素で支持されている軸上支持シャフ
    トに、回動可能に据え付けられた、複数のインジェクタ
    作動ロッカ・レバーと、（ｃ）前記ロッカーアーム支持
    要素の中の穴を通して延び、前記ロッカーアームから前
    記シリンダ・ブロック部に向けて間隔を置き、回転する
    よう据え付けられたバルブ作動カムシャフトであって、 軸上に間隔を置いた複数の軸受けジャーナル、ならびに
    前記バルブ作動ロッカーアームおよび前記エンジン・リ
    ターダ作動ロッカーアームに接触するよう配置された突
    出部を、 前記ロッカーアームがエンジン作動中、前記軸上支持シ
    ャフトを軸にして回動するように含むバルブ作動カムシ
    ャフトと、（ｄ）前記ロッカ・レバー支持要素の穴を通
    して延び、前記ロッカ・レバーから前記シリンダ・ブロ
    ック部に向けて間隔を置き、回転するように据え付けら
    れたインジェクタ作動カムシャフトであって、 軸上に間隔を置いた複数の軸受けジャーナル、ならびに
    前記ロッカ・レバーに接触するよう配置された突出部
    を、前記ロッカ・レバーがエンジン作動中、前記軸支持
    シャフトを軸にして回動するように含むインジェクタ作
    動カムシャフトと、を備えたドライブトレイン作動アセ
    ンブリ。
  2. 【請求項２】 各前記ロッカーアームが少なくとも一対
    のバルブを作動させ、かつ前記バルブ作動カムシャフト
    が軸上に間隔を置いて配置された突出部を含み、該突出
    部が、前記一対のバルブを作動させるために対応したロ
    ッカーアームと接触するように配置された、請求項１に
    記載のドライブトレイン作動アセンブリ。
  3. 【請求項３】 各前記ロッカ・レバーがユニットインジ
    ェクタを作動させ、かつ前記インジェクタ作動カムシャ
    フトが軸上に間隔を置いた突出部を含み、該突出部が、
    前記ユニットインジェクタを作動させるために対応した
    ロッカ・レバーと接触するように配置された請求項１に
    記載のドライブトレイン作動アセンブリ。
  4. 【請求項４】 前記インジェクタ作動カムシャフトが前
    記インジェクタを作動させることのみに専用である、請
    求項３に記載のドライブトレイン作動アセンブリ。
  5. 【請求項５】 前記バルブ作動カムシャフトがさらに、
    各一対のバルブ作動突出部の間の中央に配置された複数
    のエンジン・リターダ作動突出部を含み、かつ前記カム
    シャフトが、前記バルブ作動ロッカーアームおよび前記
    エンジン・リターダ作動ロッカーアームを作動すること
    に専用である、請求項１に記載のドライブトレイン作動
    アセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記インジェクタ作動カムシャフト上
    の、各前記複数の突出部が、前記バルブ作動カムシャフ
    ト上のいかなる突出部よりもより広い接触面積を有す
    る、請求項４に記載のドライブトレイン作動アセンブ
    リ。
  7. 【請求項７】 前記インジェクタ作動カムシャフト上の
    前記突出部の接触面積が約４５ｍｍないし約５０ｍｍで
    ある、請求項６に記載のドライブトレインアセンブリ。
  8. 【請求項８】 各前記ロッカ・レバーが、インジェクタ
    接触カムシャフト上の突出部に対応した寸法のインジェ
    クタ−カム接触構造を含む、請求項４に記載のドライブ
    トレインアセンブリ。
  9. 【請求項９】 前記バルブ作動カムシャフト上の突出部
    および軸受けジャーナルの配置として、３つの突出部が
    軸上に各軸受けジャーナルの間に間隔が置かれるように
    配置されており、各軸受けジャーナルに隣接した突出部
    が、前記バルブ作動ロッカーアームに接触し、かつロッ
    カーアームに接触する突出部の間に配置されている突出
    部が、エンジン・リターダ作動ロッカーアームに接触し
    ている、請求項２に記載のドライブトレイン作動アセン
    ブリ。
  10. 【請求項１０】 前記インジェクタ作動カムシャフト上
    の突出部および軸受けジャーナルが、ロッカ・レバーに
    接触する突出部が軸受けジャーナルと交互に間隔を置か
    れるように配置されている、請求項３に記載のドライブ
    トレイン作動アセンブリ。
  11. 【請求項１１】 前記インジェクタ作動カムシャフト
    が、選ばれた軸受けジャーナルと、隣接したロッカ・レ
    バーに接触する突出部との間に配置されている、一つ以
    上の電子タイミング測定要素をさらに含む、請求項１０
    に記載のドライブトレイン作動アセンブリ。
  12. 【請求項１２】 複数のカム作動ユニットインジェクタ
    と、カム作動ロッカーアームにより作動されている複数
    のバルブと、を含む内燃機関のための二重のオーバヘッ
    ド・カムシャフト装置において、 前記オーバヘッド・カムシャフトの一方が、各ユニット
    インジェクタと関連付けられたインジェクタ作動構造に
    のみ接触するように形成されかつ軸上に配置され、該イ
    ンジェクタを作動させる複数の突出部を含み、 かつ前記オーバヘッド・カムシャフトの他方が、前記ロ
    ッカーアームに接触するよう形成されかつ軸上に配置さ
    れている複数の突出部を含む、二重オーバヘッド・カム
    シャフト装置。
  13. 【請求項１３】 前記一方のカムシャフトに設けられ
    た、インジェクタ作動構造に接触する突出部の幅が、前
    記他方のカムシャフトに設けられた、ロッカーアームに
    接触する突出部の幅よりもかなり広い、請求項１２に記
    載の二重のオーバヘッド・カムシャフト装置。
  14. 【請求項１４】 前記一方のカムシャフトに設けられ
    た、インジェクタ作動構造に接触する突出部の幅が約４
    ５ｍｍないし５０ｍｍであって、前記他方のカムシャフ
    トに設けられた、ロッカーアームに接触する突出部の幅
    が約２３ｍｍないし２５ｍｍである、請求項１３に記載
    の二重のオーバヘッド・カムシャフト装置。
  15. 【請求項１５】 ヘッド部と、シリンダ・ブロック部
    と、複数の対の吸気バルブおよび排気バルブと、複数の
    ユニットインジェクタとを有する内燃機関において、 前記ヘッド部が一対のほぼ平行の、同一平面上の、間隔
    を置いて回転できるよう据え付けられたカムシャフトを
    支持しており、 該カムシャフトがそれぞれ、軸上に間隔を置いた複数の
    突出部および複数の軸受けジャーナルを含んでおり、 また一方のカムシャフトの突出部がインジェクタ作動要
    素のみに駆動可能に接触しており、他方のカムシャフト
    の突出部がバルブ作動要素およびエンジン・リターダ作
    動要素に駆動可能に接触している内燃機関。
  16. 【請求項１６】 前記一方のカムシャフトに設けられ
    た、インジェクタ作動要素に接触する突出部の幅が、前
    記一方のカムシャフトへのヘルツ応力を最小限に留める
    一方、燃料噴射圧力を最大限にするように選ばれた、請
    求項１５に記載の内燃機関。
  17. 【請求項１７】 前記他方のカムシャフトの、バルブ作
    動要素に接触する突出部が、前記一方のシャフトに設け
    られた、前記インジェクタ作動要素に接触する突出部の
    幅よりも狭い幅を有している、請求項１６に記載の内燃
    機関。
  18. 【請求項１８】 前記インジェクタ作動要素に接触する
    突出部の幅が約４５ｍｍないし約５０ｍｍである、請求
    項１６に記載の内燃機関。
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