JPH0953472A - 排気ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気弁が強制的に開弁されるのを防止して、
排気ブレーキ作動直後の排気マニホールド内の圧力を急
上昇させ、大きな制動力を得る。 【解決手段】排気管６内に回転軸２４を側方に偏倚させ
て設けた弁体２０の背面に、弁体２０と一体をなす支軸
２０aと、これを摺動可能に保持する支持部材２１と、
支軸２０aを排気上流側に付勢する弾性部材２２とから
なる圧力調整機構Ｐを設ける。排気マニホールド内の圧
力が所定値まで上昇すると、弁体２０は弾性部材２２に
抗して若干開き、排気マニホールド内の圧力を減圧す
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、例えば大型ディー
ゼル車等に装着される排気ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気ブレーキは、いわゆるエンジンブレ
ーキ使用時の制動効果を高めるためのもので、排気管に
設けた排気シャッタを作動させて排気路を閉塞し、排気
マニホールドの内圧を高めることにより、エンジンをコ
ンプレッサとして作用させ、制動効果を得るものであ
る。

【０００３】図７は、従来の排気ブレーキ装置を略示す
るもので、(１)はエンジンのシリンダ、(２)はピスト
ン、(３)は排気弁、(４)は吸気弁、(５)は排気マニホー
ルド、(６)は排気管、(７)は吸気マニホールド、(８)は
吸気管である。ある。

【０００４】排気管(６)と吸気管(８)には、それぞれ、
第１エアシリンダ(９)と第２エアシリンダ(10)により開
閉させられる排気シャッタ(11)と吸気シャッタ(12)とが
設けられ、両エアシリンダ(９)(10)には、エアタンク(1
3)内の圧縮空気が、電磁弁(15)とエアパイプ(14)を介し
て同時に供給される。(16)は、電磁弁(15)を作動させる
ためのアクセルスイッチである。

【０００５】上述の装置において、図示を省略した排気
ブレーキスイッチを作動させた状態で、アクセルペダル
(17)より足を離すと、アクセルスイッチ(16)が閉じて電
磁弁(15)は開弁し、エアタンク(13)より両エアシリンダ
(９)(10)に圧縮空気が供給されて、排気シャッタ(11)と
吸気シャッタ(12)とは同時に閉じられる。

【０００６】その結果、排気マニホールド(５)の内圧は
急速に上昇し、ピストン(２)の往復運動が拘束されて、
大きな制動効果が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような排気ブレー
キ装置において、その制動効果を高めるためには、排気
シャッタ(11)を急速に閉じて、排気マニホールド(５)の
内圧を瞬時に上昇させることが望ましい。しかし高速運
転時において排気シャッタ(11)を急速に閉じると、排気
マニホールド(５)の内圧は、排気弁(３)の弁ばね(図示
省略)のセット荷重よりも上昇し、閉弁時の排気弁(３)
を強制的に開弁して、空気が吸気マニホールド(７)側に
逆流して、大きな騒音を発したり、排気弁(３)がピスト
ン(２)の頭部と当接して、それらを損傷したりすること
がある。

【０００８】上述のような問題点の生じるのを防止する
ためには、排気シャッタ(11)の開度を細かく制御して、
排気マニホールド内の圧力が、排気弁の開弁圧を超えな
いようにする必要がある。

【０００９】しかしこのようにすると、排気マニホール
ド内の圧力を検知するセンサや排気シャッタ作動用のア
クチュエータを制御する制御手段等を設けなければなら
ず、制御系が複雑化するとともに部品点数が増加するの
でコスト高となる。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、排気シャッタの形状及び駆動形態を変更することに
より、排気弁を開弁させることなく、排気ブレーキ作動
直後に大きな制動効果が得られるようにした排気ブレー
キ装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。

【００１２】(１)排気管内に、管軸中心より側方に偏倚
させた回転軸により支持された弁体を、前記回転軸をア
クチュエータにより駆動することにより、弁体の排気上
流側への回動時に流路を閉塞し、同じく排気下流側への
回動時に流路を開放するようにして設け、かつ弁体と前
記アクチュエータとを連係する連係部材に、弁体の閉弁
時において排気マニホールド内の圧力が予め定めた上限
圧に近づいたとき、弁体が若干開いて排気マニホールド
内の圧力を減圧するようにした圧力調整機構を設ける。

【００１３】(２)上記(１)項において、圧力調機構が、
弁体における排気下流側の面に設けた支軸と、これを管
軸方向に摺動可能に保持する支持部材と、支軸と支持部
材間に設けた弾性部材とからなるものとする。

【００１４】(３)上記(１)項において、圧力調整機構
が、回転軸を駆動する外部駆動レバーに連係され、かつ
アクチュエータのピストンロッドを摺動可能として保持
する連結部材と、ピストンロッド先端と連結部材との間
に設けた弾性部材とからなるものとする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
基づいて説明する。なお、上述の従来例と同様の各部材
には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略す
る。

【００１６】図１〜図３は、本発明の第１実施例を示す
もので、排気管(６)の基端近くに連結された調圧装置(1
8)におけるほぼ円筒形をなす弁箱(19)内には、上記従来
の排気シャッタに代えて、円板状の弁体(20)が、その背
面中央の支軸(20a)を、円筒形の支持部材(21)内に圧縮
コイルばね(22)を介して管軸方向に摺動可能に嵌合さ
せ、かつ、一端を支持部材(21)の端部に枢着したリンク
片(23)の他端を、弁箱(19)における流路より完全に外れ
た位置の筒壁(19a)に枢支された、管路と直交する方向
を向く回転軸(24)に固着することにより、回動可能とし
て収容されている。弁体(20)は、支軸(20a)の外周面に
形成された軸方向を向く長溝(25)内に、支持部材(21)側
よりボルト(26)を螺挿することにより、支持部材(21)よ
りの抜け止めがなされている。

【００１７】なお、上記支軸(20a)、支持部材(21)、及
び圧縮コイルばね(22)等により圧力調整機構(Ｐ)を構成
している。

【００１８】弁体(20)は、図２に示すように、その前面
に形成されたテーパ状のシート面(20b)が弁箱(19)内の
排気上流側の開口部と当接する閉弁位置(図示実線位置)
と、リンク片(23)と弁体(20)とが回転軸(24)を中心とし
てほぼ９０゜回動して、弁体(20)が流路を大きく開放す
る開弁位置(図示想像線位置)との間を回動しうるように
なっている。開弁時において、リンク片(23)は、筒壁(1
9a)の内面に形成された凹部(19b)内に収容され、弁体(2
0)及びリンク片(23)は流路より完全に退避する。

【００１９】なお圧縮コイルばね(22)は、弁体(20)の閉
弁時において弁体(20)より上流側の排気管内の圧力が、
排気弁(３)の弁ばね(図示略)のセット荷重付近に達した
ときに圧縮されるように、そのばね定数を定めてある。

【００２０】回転軸(24)における弁箱(19)よりの突出端
には、駆動アーム(27)が固着され、その先端部には、長
手方向を向く長孔(27a)が穿設されている。

【００２１】長孔(27a)には、排気管(６)に添って不動
体(図示省略)に固着された単動式のエアシリンダ(28)に
おけるピストンロッド(28a)の先端が、連結具(29)を介
してピン枢着されている。

【００２２】エアシリンダ(28)は、エアパイプ(14)と電
磁弁(15)を経て、常時所定圧に保たれた定圧エアタンク
(13)に接続されている。

【００２３】上記第１実施例の装置において、排気ブレ
ーキの非作動時は、電磁弁(15)がオフとなっているた
め、エアシリンダ(28)は作動せず、そのピストンロッド
(28a)が後退することにより、弁体(20)は、図２の想像
線の位置まで回動し、排気ガスの流路は大きく開放され
る。

【００２４】排気ブレーキを作動させるべく、アクセル
ペダル(17)より足を離すと、アクセルスイッチ(16)によ
り電磁弁(15)が作動して、定圧タンク(13)より、吸気シ
ャッタ用のエアシリンダ(10)とエアシリンダ(28)とに圧
縮空気が同時に供給され、吸気シャッタ(12)が所定の開
度まで閉じられるともに、ピストンロッド(28a)が突出
して、弁体(20)は圧縮コイルばね(22)を介して図２の実
線示の位置まで閉じられる。これにより、排気マニホー
ルド(５)の内圧が上昇して、制動効果が得られる。

【００２５】車両の高速運転時等に弁体(20)が急速に閉
じられ、排気マニホールド(５)内の圧力が、予め定めた
上限圧、すなわち排気弁(３)の弁ばね(図示略)のセット
荷重付近まで上昇すると、図３に示すように、弁体(20)
は、圧縮コイルばね(22)を圧縮して若干開かれる。その
結果、排気マニホールド(５)内の圧力は減圧され、排気
弁(３)が強制的に開弁されるのが防止される。排気マニ
ホールド(５)内の圧力が所定圧まで減圧されると、再度
弁体(20)は圧縮コイルばね(22)の付勢力により閉弁させ
られ、排気マニホールド(５)内の圧力を高める。この開
閉動作を繰り返すことにより、排気ブレーキ作動中の排
気マニホールド(５)内の圧力は、排気弁(３)の開弁圧よ
りも若干低い高圧状態に維持され、制動効果が持続され
る。

【００２６】上記実施例のように、弁体(20)の回転中心
が、排気管(６)の流路より側方に大きく外れた位置にあ
ると、弁体(20)が全開した際、流路より完全に退避して
排気ガスの流通抵抗を大幅に低減させることができる。

【００２７】図４及び図５は、本発明の第２実施例を示
す。この実施例は、圧力調整機構(Ｐ)を駆動アーム(27)
とピストンロッド(28a)との間に設けてある。すなわ
ち、圧力調整機構(Ｐ)は、駆動アーム(27)の先端部を、
エアシリンダ(28)側が円筒部(30a)となっている連結具
(30)の先端に連結するとともに、円筒部(30a)内に、ピ
ストンロッド(28a)の先端部の拡径部(28b)を、圧縮コイ
ルばね(22)を介して摺動可能に嵌合することにより構成
されている。

【００２８】(31)は、ピストンロッド(28a)の円筒部(30
a)内よりの脱落を防止するためのキャップで、円筒部(3
0a)の外周面に螺着されている。

【００２９】この第２実施例においても、弁体(20)の閉
弁時において排気マニホールド(５)内の圧力が予め定め
た上限圧に達すると、図５に示すように、連結具(30)が
圧縮コイルばね(22)を圧縮させて左方に移動することに
より、弁体(20)は若干開かれる。その結果、上記第１実
施例と同様、排気マニホールド(５)内の圧力が減圧さ
れ、排気弁(３)が強制的に開弁されるのが防止される。

【００３０】第２実施例においては、弁体(20)の背面に
は、リンク片(23)へ枢着するための短寸の突片(20c)を
設けるのみでよいため、第１実施例に比してリンク片(2
3)や弁体(20)の回動範囲が小さく、弁箱(19)の小型化が
図れる。

【００３１】また、圧力調整機構(Ｐ)が外部に設けてあ
るため、熱的影響を受けにくい。本発明は、上記第１、
第２実施例に限定されるものではない。例えば、図６に
示すように、弁箱(19)の外側方に突出させた回転軸(24)
の端部を、駆動アーム(27)に結合された駆動軸(32)内に
回転自在に嵌合するとともに、双方の軸の連結部に外嵌
したねじりコイルばね(33)の各端部を、それぞれ回転軸
(24)と駆動軸(32)とに係止して、回転軸(24)とこれに連
係された弁体(20)とを、ねじりコイルばね(33)を介して
駆動するようにする。

【００３２】この実施例でも、弁体(20)の閉弁時におい
て排気マニホールド(５)内の圧力が予め定めた上限圧に
達すると、駆動軸(32)は回転しないで、回転軸(24)のみ
がねじりコイルばね(33)の付勢力に抗して回転し、その
結果弁体(20)が若干開かれて排気マニホールド(５)内の
圧力が減圧される。

【００３３】上記実施例では、弁体(20)を駆動するアク
チュエータをエアシリンダ(28)としたが、ソレノイドで
もよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、弁体が急閉して排気マ
ニホールド内の圧力が急激に上昇しても、所定圧となる
と圧力調整機構により弁体が自動的に開いて圧力を調整
するので、排気弁の開弁圧を超えることはない。また、
排気ブレーキ作動直後に排気マニホールド内の圧力を急
激に高めうるので、低速から高速までの広い運転領域に
おいて大きな制動効果が得られる。

【００３５】請求項２のようにすると、圧力調整機構の
構造が簡単となるため、安価に製作しうる。

【００３６】請求項３のようにすると、上記請求項２の
効果に加えて、圧力調整機構が排気熱の影響を受けにく
くなり、耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す概略正面図である。

【図２】同じく弁体収容部とエアシリンダとの連係形態
の詳細を示す縦断正面図である。

【図３】同じく排気ブレーキ作動時において弁体が若干
開いた状態を示す縦断正面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す一部切欠縦断正面図
である。

【図５】同じく排気ブレーキ作動時に弁体が若干開いた
状態を示す縦断正面図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す回転軸部の一部切欠
平面図である。

【図７】従来の排気ブレーキ装置を示す概略正面図であ
る。

【符号の説明】

(１)シリンダ (２)ピストン (３)排気弁 (４)吸気弁 (５)排気マニホールド (６)排気管 (７)吸気マニホールド (８)吸気管 (９)第１エアシリンダ (10)第２エアシリンダ (11)排気シャッタ (12)吸気シャッタ (13)エアタンク (14)エアパイプ (15)電磁弁 (16)アクセルスイッチ (17)アクセルペダル (18)調圧装置 (19)弁箱 (19a)筒壁 (19b)凹部 (20)弁体 (20a)支軸 (20b)シート面 (20c)突片 (21)支軸部材 (22)圧縮コイルばね (23)リンク片 (24)回転軸 (25)長溝 (26)ボルト (27)駆動アーム (27a)長孔 (28)エアシリンダ(アクチュエータ) (28a)ピストンロッド (29)(30)連結具 (30a)円筒部 (31)キャップ (32)駆動軸 (33)ねじりコイルばね (Ｐ)圧力調整機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気管内に、管軸中心より側方に偏倚させ
   た回転軸により支持された弁体を、前記回転軸をアクチ
   ュエータにより駆動することにより、弁体の排気上流側
   への回動時に流路を閉塞し、同じく排気下流側への回動
   時に流路を開放するようにして設け、かつ弁体と前記ア
   クチュエータとを連係する連係部材に、弁体の閉弁時に
   おいて排気マニホールド内の圧力が予め定めた上限圧に
   近づいたとき、弁体が若干開いて排気マニホールド内の
   圧力を減圧するようにした圧力調整機構を設けたことを
   特徴とする排気ブレーキ装置。
2. 【請求項２】圧力調機構が、弁体における排気下流側の
   面に設けた支軸と、これを管軸方向に摺動可能に保持す
   る支持部材と、支軸と支持部材間に設けた弾性部材とか
   らなるものである請求項１記載の排気ブレーキ装置。
3. 【請求項３】圧力調整機構が、回転軸を駆動する外部駆
   動レバーに連係され、かつアクチュエータのピストンロ
   ッドを摺動可能として保持する連結部材と、ピストンロ
   ッド先端と連結部材との間に設けた弾性部材とからなる
   ものである請求項１記載の排気ブレーキ装置。