JP6387771B2 - バルブ機構 - Google Patents
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Description
本発明は、バルブ機構に関し、特に、排気ブレーキ装置のバルブ機構に関する。
従来、この種の排気ブレーキ装置として、排気管にブッシュを介して回転自在に軸支されたシャフトに、排気流路を開閉可能なバタフライバルブを設けたバルブ機構を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、この種の排気ブレーキ装置のバルブ機構として、シャフトをカーボンブッシュによって軸支するものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このような排気ブレーキ装置においては、シャフトを軸支するブッシュに摩擦係数の高い金属材料のみを用いると、バタフライバルブを閉状態から開状態に作動させるに要する時間が長くなり、排気ブレーキ作動時のドライバビリティーを悪化させる課題がある。また、金属ブッシュに潤滑加工を施す必要があり、コストの上昇を招く課題もある。
一方、シャフトの軸支にカーボンブッシュのみを用いる構造では、長期に亘る使用によってカーボンブッシュが著しく減った場合に、カーボンブッシュとシャフトとの間の潤滑機能が低下して、バタフライバルブの円滑な開閉動作が妨げられる可能性もある。
開示のバルブ機構は、シャフトとブッシュとの摩擦抵抗を低減してバタフライバルブの円滑な開閉動作を効果的に確保することを目的とする。
開示のバルブ機構は、エンジンの流体通路管内にシャフトを介して回動自在に設けられて流体通路を開閉可能な弁体と、前記シャフトを前記流体通路管に回転自在に取り付けるシャフト取付部材と、を備え、前記シャフト取付部材は、カーボン材料で筒状に形成されると共に、その内周面で前記シャフトの外周面を摺動支持する第１ブッシュ部と、筒状に形成されると共に、その内周面の少なくとも一部を前記シャフトの外周面に臨ませた第２ブッシュ部と、を含み、前記第１ブッシュ部の内径を前記第２ブッシュ部の内径よりも小さく形成した。
開示のバルブ機構によれば、シャフトとブッシュとの摩擦抵抗を低減してバタフライバルブの円滑な開閉動作を効果的に確保することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るバルブ機構を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図１は、本実施形態に係るバルブ機構１０を備えた排気ブレーキ装置１の概略構成図である。
排気ブレーキ装置１は、エンジン１００の排気管１１０の流路を開閉可能なバタフライバルブ１１にリンク等で連結されたエアシリンダ２と、エアシリンダ２に供給管３を介して作動エアを供給するエアタンク４と、エアタンク４からエアシリンダ２への作動エアの供給をコントロールする電磁バルブ５と、何れも図示しないアクセルセンサや排気ブレーキスイッチからの入力信号に応じて電磁バルブ５のＯＮ・ＯＦＦを切り替える電子制御ユニット６とを備えている。
電磁バルブ５のＯＮにより、エアタンク４からエアシリンダ２に作動エアが供給されると、バタフライバルブ１１が閉弁作動して排気管１１０内の排気流れを遮断することで、排気ブレーキを作用させるようになっている。一方、排気ブレーキを解除する際は、電磁バルブ５のＯＦＦにより、排気ポートから作動エアを逃がすと共に、エアシリンダ２内の図示しないスプリングの付勢力によってバタフライバルブ１１を開弁作動させるようになっている。
次に、図２に基づいて、本実施形態に係るバルブ機構１０の詳細について説明する。
バルブ機構１０は、排気管１１０内の排気の流れを遮断可能なバタフライバルブ１１と、バタフライバルブ１１がボルト等で固定されたシャフト１２と、シャフト１２を排気管１１０に回転自在に取り付ける一対の取付部材２０とを備えている。一対の取付部材２０は、排気管１１０のボス部１１０Ａに形成された貫通孔にそれぞれ嵌合固定されている。なお、図中符号１３は、シャフト１２の一方の延出端に設けられてエアシリンダ２（図１にのみ示す）に連結されたレバーを示している。
一対の取付部材２０は、静摩擦係数の低いカーボン材料で円筒状に形成された第１ブッシュ部２１と、金属材料で形成された第２ブッシュ部２２とをそれぞれ備えている。なお、一対の第２ブッシュ部２２のうち、一方の第２ブッシュ部２２（図中上方）は、シャフト１２の端部を収容するように有底円筒状に形成され、他方の第２ブッシュ部２２（図中下方）は、シャフト１２の端部を延出させるように円筒状に形成されている。シャフト１２を延出させた第２ブッシュ部２２には、シャフト１２の外周面と第２ブッシュ部２２の内筒面との隙間を閉鎖するシール部材２４が設けられている。
第１ブッシュ部２１は、その内径をシャフト１２の外径と略同一径に形成されており、その内周面でシャフト１２の外周面を摺動支持している。
第２ブッシュ部２２は、第１ブッシュ部２１を収容する第１円筒部２２Ａと、第１円筒部２２Ａよりも小径の第２円筒部２２Ｂとを含む。
第１円筒部２２Ａは、その内径を第１ブッシュ部２１の外径と略同一径に形成さており、その筒内には第１ブッシュ部２１が嵌合固定されている。
第２円筒部２２Ｂは、その内周面をシャフト１２の外周面に臨ませている。本実施形態において、第２円筒部２２Ｂの内径は、シャフト１２の外径よりも僅かに大きく形成されている。すなわち、第２円筒部２２Ｂとシャフト１２との間には所定のクリアランスが設けられており、これら第２円筒部２２Ｂの内周面とシャフト１２の外周面とにより円環状の間隙Ｓが区画形成されている。第１ブッシュ部２１の摩耗に伴い間隙Ｓ内にカーボンが入り込むことで、シャフト１２と第２ブッシュ部２２との間の潤滑効果が発揮されるようになっている。
次に、本実施形態に係るバルブ機構１０の作用効果を説明する。
本実施形態のバルブ機構１０では、シャフト１２を回転自在に軸支する第１ブッシュ部２１に静摩擦係数の低いカーボン材料が用いられている。したがって、シャフト１２を金属ブッシュのみで軸支する従来構造に比べ、バタフライバルブ１１の円滑な開閉動作を確保することが可能となり、排気ブレーキ作動時のドライバビリティー悪化を効果的に防止することができる。
また、本実施形態では、取付部材２０に、シャフト１２を摺動支持するカーボン製の第１ブッシュ部２１と、シャフト１２の外径よりも内径が僅かに大きい金属製の第２ブッシュ部２２とを併用している。すなわち、内径の小さいカーボン製の第１ブッシュ部２１から摩耗を始め、第２ブッシュ部２２がシャフト１２と接触するよりも前に、シャフト１２と第２ブッシュ部２２と間にカーボンが入り込み、潤滑効果を発揮するようになっている。したがって、金属製の第２ブッシュ部２２への潤滑加工等を削減することが可能となり、コストの上昇を効果的に防止することができる。
また、長期に亘る使用によって第１ブッシュ部２１の摩耗が進展した場合においても、潤滑剤として機能するカーボンが第２ブッシュ部２２とシャフト１２との間のクリアランス（間隙Ｓ）内に確実に保持されるようになっている。したがって、シャフト１２をカーボンブッシュのみで軸支する従来構造に比べ、シャフト１２とブッシュ部２１，２２との間の潤滑機能を効果的に維持することが可能になる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、バルブ機構１０の用途は排気ブレーキ装置１に限定されず、吸気スロットルやＥＧＲ装置等、エンジン１００の吸排気系に用いられる他のバルブ機構にも広く適用することが可能である。
１ 排気ブレーキ装置
１０ バルブ機構
１１ バタフライバルブ（弁体）
１２ シャフト
２０ 取付部材（シャフト取付部材）
２１ 第１ブッシュ部
２２ 第２ブッシュ部
２２Ａ 第１円筒部
２２Ｂ 第２円筒部
１００ エンジン
１１０ 排気管
１０ バルブ機構
１１ バタフライバルブ（弁体）
１２ シャフト
２０ 取付部材（シャフト取付部材）
２１ 第１ブッシュ部
２２ 第２ブッシュ部
２２Ａ 第１円筒部
２２Ｂ 第２円筒部
１００ エンジン
１１０ 排気管
Claims (3)
- エンジンの流体通路管内にシャフトを介して回動自在に設けられて流体通路を開閉可能な弁体と、
前記シャフトを前記流体通路管に回転自在に取り付けるシャフト取付部材と、
を備え、
前記シャフト取付部材は、
カーボン材料で筒状に形成されると共に、その内周面で前記シャフトの外周面を摺動支持する第１ブッシュ部と、筒状に形成されると共に、その内周面の少なくとも一部を前記シャフトの外周面に臨ませた第２ブッシュ部と、
を含み、
前記第１ブッシュ部の内径を前記第２ブッシュ部の内径よりも小さく形成した
バルブ機構。 - 前記第２ブッシュ部が金属材料で形成された
請求項１に記載のバルブ機構。 - 前記流体通路管が前記エンジンの排気管であって、前記弁体が閉弁すると前記排気管内の排気流れを遮断して排気ブレーキを作用させる
請求項１又は２に記載のバルブ機構。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2014200562A JP6387771B2 (ja) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | バルブ機構 |
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