JPH09144569A - 排気ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リリーフ弁座に硬度を付与しその摩耗を防
ぎ、リリーフ弁体の動きを円滑にし、リリーフばねの機
能を確実に維持し所定のリリーフ圧を得る。 【解決手段】 排気ブレーキ弁２２のブレーキ弁ボディ
とは別体のリリーフ弁ボディ２５内のリリーフ弁座２８
ａを有するシート部材２８と、リリーフ弁座２８ａに対
し接離し該リリーフ弁座の方向に付勢されたリリーフ弁
体２９とを設け、リリーフ弁座２８ａに所定の硬度を付
与し、リリーフ弁体２９をリリーフ弁座２８ａの方向へ
付勢するリリーフばね３１を付勢力調整機構３３で調整
し、リリーフ弁体２９に一体に備えたロッド２９ａの外
周を軸シール部材３０でシールし、排気ガスの流入を遮
断して形成したばね室３２内にリリーフばね３１を収納
してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気管
に配置した排気ブレーキ弁における排気ガス上流側の圧
力を下流側へ逃すためのリリーフ弁を備えた排気ブレー
キ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は排気ブレーキ装置とエンジンとの
関係を示した概略構成図である。排気ブレーキ装置１
は、エンジン２の排気管３に排気ブレーキ弁４を配設
し、電磁弁５をオンにして流体アクチュエータ６を作動
させたときに、バタフライ型のブレーキ弁体７の弁軸８
を回動させて排気ブレーキ弁４を閉状態にし、暖機運転
や排気ブレーキ作用をなすものである。排気ブレーキ作
用は、バルブ隙間Ｓの量によって決まる。リリーフ弁１
０が無い場合は、バルブ隙間Ｓが比較的大きく設定され
るが、ここでは、リリーフ弁１０を設けてあるので、エ
ンジン２の低・中速回転域のブレーキ力増大の為、バル
ブ隙間Ｓが小さく設定されている。そして、排気ブレー
キ弁４を閉とした状態で、エンジン２の回転が高いと排
気管３の圧力が上昇し、この圧力が上昇し過ぎると排気
弁９が損傷を受けるので、これをを防止するために、リ
リーフ弁１０のバイパス通路１１を通じて排気ガスの一
部をブレーキ弁体７の上流側から下流側へ逃がすように
なっている。

【０００３】図８は従来の排気ブレーキ装置の要部を示
した断面図である。この排気ブレーキ装置１は、エンジ
ン２の排気管３に上述と同様のバタフライ型のブレーキ
弁体７を設け、リリーフ弁１０を備えている。このリリ
ーフ弁１０は、ブレーキ弁ボディ１３と一体に設けたリ
リーフ弁ボディ１４に弁室１５を形成し、該弁室１５内
にリリーフ弁体１６及びこれを閉じる方向に付勢するリ
リーフばね１７を設け、ブレーキ弁ボディ１３及び排気
管３と一体の管壁にリリーフ弁座１３ａが形成されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記リ
リーフ弁１０を備えた排気ブレーキ装置１では、球状黒
鉛鋳鉄素材からなるブレーキ弁ボディ１３及び排気管３
と一体の管壁にリリーフ弁座１３ａが形成されているた
め、このリリーフ弁座１３ａに高い硬度を持たせること
ができず、硬度が低いリリーフ弁座１３ａでは、摩耗し
易く、摩耗するとリリーフ弁体１６の受圧面積が変化し
て大きくなり、より低いリリーフ圧で開弁してしまうよ
うになり、リリーフ圧が低下してブレーキ力が低下する
という欠点があった。

【０００５】また、リリーフばね１７は高温の排気ガス
に晒されて変質又は劣化し、ばねとしての機能が損なわ
れる。更に、リリーフ弁体１６の外周と弁室１５の内面
との相互摺動面は、金属同士が擦れ合うため、摺動抵抗
が大きく、これに加えて、カーボン等の付着により、相
互摺動面が凝着してしまうという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点にかんがみな
されたものであって、その目的は、リリーフ弁座に硬度
を容易に付与することができ、リリーフ弁体が円滑に動
き、リリーフばねが排気ガスに晒されず、リリーフばね
のばねとしての機能を確実に維持し所定のリリーフ圧を
得ることができるリリーフ弁を備えた排気ブレーキ装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明は、エンジンの排気管に配
置した排気ブレーキ弁における排気ガス上流側の圧力を
逃すためのリリーフ弁を備えた排気ブレーキ装置におい
て、前記排気ブレーキ弁のブレーキ弁ボディとは別体で
リリーフ弁座を有するシート部材と、該シート部材のリ
リーフ弁座に対し接離し該リリーフ弁座の方向に付勢さ
れたリリーフ弁体とを設け、前記リリーフ弁座に所定の
硬度を付与したことを特徴とする。請求項２に記載の本
発明は、請求項１に記載の排気ブレーキ装置において、
前記リリーフ弁体をリリーフ弁座の方向へ付勢する付勢
力を調整するための付勢力調整機構を設けたことを特徴
とし、請求項３に記載の本発明は、請求項１又は請求項
２に記載の排気ブレーキ装置において、前記リリーフ弁
体にはロッドを一体に有し、該ロッドの外周をシールす
る軸シール部材を設け、排気ガスの流入を遮断して形成
したばね室内に前記リリーフ弁体を付勢するリリーフば
ねを収納したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態に係るリリーフ弁を備えた排気ブレーキ装
置の要部を示した側断面図、図２はその一部破断正面図
である。いずれも従来の装置と同一部分に同一符号を付
けてある。

【０００９】この排気ブレーキ装置２１は、排気ブレー
キ弁２２のブレーキ弁ボディ２３とは別体のリリーフ弁
２４を設け、リリーフ弁ボディ２５内にあってリリーフ
弁座２８ａを有するシート部材２８を備え、リリーフ弁
座２８ａに硬度を付与し易くしてあり、リリーフ弁体２
９をリリーフ弁座２８ａの方向に付勢するリリーフばね
３１を有し、このリリーフばね３１のセット荷重即ち付
勢力を外部より調整するための付勢力調整機構３３を設
けてリリーフ圧の調整が可能である。そして、リリーフ
弁２４は、リリーフ弁体２９にロッド２９ａを一体に有
し、軸シール部材３０をリリーフ弁ボディ２５内に配設
して該ロッド２９ａの外周をシールし、ばね室３２に排
気ガスが入らないようになっている。

【００１０】排気ブレーキ弁２２は、ブレーキ弁ボディ
２３の周壁に半径方向に沿って真直にブレーキ弁体７の
上流側の逃し孔３６及び下流側の連通孔３７を設け、逃
し孔３６及び連通孔３７に亘るブレーキ弁ボディ２３の
外面に平らな受面３８を形成してある。そして、排気ブ
レーキ弁２２は、受面３８に断熱ガスケット３９を介し
複数のボルト４０をもってブレーキ弁ボディ２３にリリ
ーフ弁ボディ２５が取付けられており、流体アクチュエ
ータ２０の作動によって弁軸８が回動しブレーキ弁体７
が開閉される。

【００１１】図３は本発明の第１の実施の形態に係るリ
リーフ弁を示した側断面図、図４はその平面図、図５は
その背面図である。リリーフ弁２４は、リリーフ弁ボデ
ィ２５と、これに複数のボルト４１をもって組付けたシ
ェル２６と、シェル２６とは反対側の開口を閉じるカバ
ー２７とを備え、リリーフ弁ボディ２５とシェル２６と
に亘る内部にロッド２９ａを有するリリーフ弁体２９が
収納されている。

【００１２】リリーフ弁ボディ２５は、断面が四角形の
外形をもつ筒形をなし、中間の内向きフランジ４２を境
界にして、カバー２７寄り側に大径穴４３とこれに続く
中間径の嵌合穴４４及び小径穴４５とを設け、シェル２
６寄り側に軸受穴４６を設けてあり、小径穴４５によっ
て弁室４７を形成している。また、リリーフ弁ボディ２
５は、ブレーキ弁ボディ２３の逃し孔３６の延長上に大
径穴４３に通じる真直な導入孔４８を設け、連通孔３７
に対応する位置に傾斜した導出孔４９を開けてある。

【００１３】シェル２６は、一端に外向きフランジ５
１、他端に調整筒５２を一体に有し、調整筒５２の内周
に雌ねじ５２ａを設けてあり、ブレーキ弁ボディ２３の
端面に断熱ガスケット５３を介して外向きフランジ５１
を合わせ、複数のボルト４１をもってリリーフ弁ボディ
２５に組付けられており、断熱ガスケット５３に面して
リテーナー５４を収容し、調整筒５２にばね調整部材５
５を螺着させてある。

【００１４】シート部材２８は、ＦｅにＣｒ及びＭｏを
含む耐熱性及び耐摩耗性に優れた焼結合金を用い、中心
にテーパ孔状のリリーフ弁座２８ａと、これに続く真直
孔２８ｂとを開け、取付ける前にこれにガス軟窒化又は
塩浴軟窒化処理を施して、ビッカース硬度Ｈｖを１００
０〜１２００にしてあり、嵌合穴４４に圧入し周方向の
複数箇所でかしめることによって抜け止めしてリリーフ
弁ボディ２５に嵌着させてある。シート部材２８の硬度
Ｈｖは、低いと摩耗し易く、高過ぎると靱性に劣り脆く
なることを考慮して上記の値に設定される。

【００１５】リリーフ弁体２９は、ステンレス鋼（ＪＩ
Ｓ記号ＳＵＳ４４０Ｃ）にガス軟窒化を施して、硬度Ｈ
ｖを１０００〜１２００にしてあり、案内を受けるロッ
ド２９ａと、小径端部２９ｂとを一体に有し、ロッド２
９ａが軸シール部材３０によってシールされ軸受けブッ
シュ６０で支持されてリリーフ弁座２８ａに対し接離自
在とされており、小径端部２９ｂがリテーナー５４を貫
通してばね室３２内に突出し、リリーフばね３１によっ
て閉じる方向に付勢されている。

【００１６】軸シール部材３０は、ステンレス鋼（ＪＩ
Ｓ記号ＳＵＳ４０３）製の外輪５８とこの外輪５８の内
周に嵌着した膨張黒鉛製内輪５９とからなり、軸受穴４
６内の２箇所に、相互間に軸受けブッシュ６０を介在さ
せて挿入され、押え部材６１によって抜け止めされてお
り、該押え部材６１を取り除くと、取り出せるようにな
っている。そして、軸シール部材３０は、ロッド２９ａ
の外周に嵌合させるために、プレス成形品として、内径
寸法を高精度に仕上げてあり、リリーフ弁体２９のロッ
ド２９ａの外周をシールして、リリーフ弁室４７内の排
気ガスがばね室３２へ流入するのを阻止する。

【００１７】リリーフばね３１は、リテーナー５４とば
ね調整部材５５のばね受け部６４との間に配置してあ
り、ばね室３２内で移動自在なリテーナー５４を介して
リリーフ弁体２９を閉じる方向に付勢しており、弁室４
７に対し軸シール部材３０にて排気ガスを遮断したばね
室３２内にあって、直接高温の排気ガスに晒されること
がない。

【００１８】付勢力調整機構３３は、ばね調整部材５５
を移動可能に調整筒５２に螺着させて構成されている。
ばね調整部材５５は、中間のばね受け部６４と、先端面
が小径端部２９ｂの端面に対向する棒状ストッパ６５
と、雄ねじ部６６とを一体に有し、雄ねじ部６６を調整
筒５２の内面の雌ねじ５２ａに螺合させてシェル２６の
調整筒５２に取付けられ、雄ねじ部６６の外端に螺合す
るナット６７によって位置決めされている。

【００１９】そして、付勢力調整機構３３は、ばね調整
部材５５を回すことによって、ストッパ６５の位置を調
節して、エンジン共振時のリリーフ弁体２９の振れを規
制すると同時に、リリーフばね３１に基づくリリーフ圧
の調整を可能とするのもである。

【００２０】本発明の上記第１の実施の形態に係る排気
ブレーキ装置の動作について説明する。流体アクチュエ
ータ２０の非作動状態では排気ブレーキ弁２２が開いて
おり、この状態から、排気ブレーキが必要になった場
合、流体アクチュエータ２０を作動させると、排気ブレ
ーキ弁２２が閉状態になる。この状態で下りの坂道走行
を続けると、エンジンの回転数が増大した際に排気管内
で排気ブレーキ弁２２の上流側排気ガスＧの排気圧が上
昇する。この排気圧は背圧として排気ブレーキ弁２２に
作用することになる。

【００２１】しかし、リリーフ弁２４が設けられている
ため、排気圧が設定圧以上に達すると、リリーフばね３
１の付勢力に抗してリリーフ弁体２９を弁座２８ａから
離反させ、排気圧の一部が逃し孔３６、導入孔４８、弁
室４７、導出孔４９及び連通孔３７を通って排気ブレー
キ弁２２の下流側へ流れる。その結果、下りの坂道走行
時に、エンジンの回転数が増大して上流側の排気圧が上
昇しても、排気ブレーキ弁２２が閉じたままの状態で排
気ブレーキ弁２２の上流側と下流側とが連通することに
より、一定に保持され、エンジン停止につながる排気圧
の異常な上昇が抑えられる。

【００２２】本発明の上記第１の実施の形態によれば、
付勢力調整機構３３を設けてあるので、ばね調整部材５
５を回すことによって、リリーフばね３１のセット荷重
を外部より調整して、セット荷重のバラツキによるリリ
ーフ圧のバラツキを無くすことができ、軸シール部材３
０が二つ配置され、リリーフ弁体２９のロッド２９ａの
外周が二重にシールされているので、弁室４７の排気ガ
スがばね室３２へ流入するのを、確実に阻止することが
できるという利点がある。また、断熱ガスケット３９，
５３をそれぞれ挟んでリリーフ弁ボディ２５及びシェル
２６を取付けてあるので、排気ガスによるばね室３２の
温度上昇を防ぐことができる。

【００２３】図６は本発明の第２の実施の形態に係る排
気ブレーキ装置用のリリーフ弁を示す縦断面図である。
このリリーフ弁２４は、リリーフ弁ボディ２５に凸輪２
５ａを突設し、カバー２７をリリーフ弁ボディ２５に形
成した座穴２５ｂに圧入し複数箇所をかしめて抜け止め
し、シート部材２８を嵌合穴４４に圧入し固定用リング
７０で抜け止めし、軸シール部材３０と軸受けブッシュ
６０を配置してあり、導出孔４９が傾斜していない。

【００２４】また、リリーフ弁２４は、エンジン排気弁
を利用してこれのシート面を反対側に加工した物でリリ
ーフ弁体２９を形成し、ばね室３２内に突出したロッド
２９ａの部分に環状溝２９ｃを形成し、この環状溝２９
ｃに入る凸条７１ａを有する二つ割りのコッター７１を
介してリテーナー５４をロッド２９ａに取付けてあり、
シェル２６を凸輪２５ａの外周に嵌合させてある。これ
らの点が第１の実施の形態の場合と異なっており、その
他の部分については第１の実施の形態とほぼ同じないの
で、対応する部分に同一の符号を付けて、その部分の重
複説明を省略する。

【００２５】なお、本発明は上記実施の形態によって限
定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可
能である。例えば、ブレーキ弁ボディ２３に座穴を設け
て該座穴にシート部材２８を嵌着させることもでき、シ
ート部材２８の材料として上記以外の耐熱性及び耐摩耗
性のある材料を用いてもよく、軸シール部材の材料を膨
張黒鉛に代えて他の材料とすることもできる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、排気ブレーキ弁のブレーキ弁
ボディとは別体でリリーフ弁座を有するシート部材を設
け、該リリーフ弁座に所定の硬度を付与したことによ
り、リリーフ弁座に硬度を付与して摩耗を防ぎ、リリー
フばねのばねとしての機能を確実に維持し所定のリリー
フ圧を得ることができるという効果を奏する。また、リ
リーフ弁体をリリーフ弁座の方向へ付勢する付勢力を調
整するための付勢力調整機構を設けることにより、リリ
ーフ弁体が円滑に動き、所定のリリーフ圧を確実に得る
ことができ、さらに、リリーフ弁体にはロッドを一体に
有し、該ロッドの外周をシールする軸シール部材を設
け、排気ガスの流入を遮断して形成したばね室内にリリ
ーフ弁体を付勢するリリーフばねを収納することによ
り、リリーフばねが排気ガスに晒されず、長期間に亘っ
て安定したリリーフ圧を維持できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るリリーフ弁を
備えた排気ブレーキ装置の要部を示した側断面図であ
る。

【図２】図１の正面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るリリーフ弁を
示した側断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るリリーフ弁を
示した平面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係るリリーフ弁を
示した背面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るリリーフ弁を
示した側断面図である。

【図７】排気ブレーキ装置とエンジンとの関係を示した
概略構成図である。

【図８】従来の排気ブレーキ装置の要部を示した側断面
図である。

【符号の説明】

２１ 排気ブレーキ装置 ２２ 排気ブレーキ弁 ２３ ブレーキ弁ボディ ２４ リリーフ弁 ２５ リリーフ弁ボディ ２６ シェル ２８ シート部材 ２８ａ リリーフ弁座 ２９ リリーフ弁体 ３０ 軸シール部材 ３１ リリーフばね ３２ ばね室 ３３ 付勢力調整機構 ３９ 断熱ガスケット ４４ 嵌合穴 ４６ 軸受穴 ４７ 弁室 ５３ 断熱ガスケット ５５ ばね調整部材 ５８ 外輪 ５９ 内輪 ６０ 軸受けブッシュ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気管に配置した排気ブレー
   キ弁における排気ガス上流側の圧力を逃すためのリリー
   フ弁を備えた排気ブレーキ装置において、前記排気ブレ
   ーキ弁のブレーキ弁ボディとは別体でリリーフ弁座を有
   するシート部材と、該シート部材のリリーフ弁座に対し
   接離し該リリーフ弁座の方向に付勢されたリリーフ弁体
   とを設け、前記リリーフ弁座に所定の硬度を付与したこ
   とを特徴とする排気ブレーキ装置。
2. 【請求項２】 前記リリーフ弁体をリリーフ弁座の方向
   へ付勢する付勢力を調整するための付勢力調整機構を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の排気ブレーキ装
   置。
3. 【請求項３】 前記リリーフ弁体にはロッドを一体に有
   し、該ロッドの外周をシールする軸シール部材を設け、
   排気ガスの流入を遮断して形成したばね室内に前記リリ
   ーフ弁体を付勢するリリーフばねを収納したことを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の排気ブレーキ装
   置。