JPH0352994Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、アクチエータに関し、例えば排気ガ
ス通路を開閉するメインバルブに排気ガスを逃が
す連通孔とこれを開閉するサブバルブとを設けた
スライド式排気ブレーキ装置に用いて好適なアク
チエータに関する。

「従来の技術」 上記スライド式排気ブレーキ装置においては、
上記サブバルブにアクチエータの作動ロツドを連
動させ、メインバルブによる排気ガス通路の閉鎖
時には上記サブバルブで連通孔を閉鎖してからメ
インバルブを閉動作させ、他方、排気ガス通路の
開放時には、メインバルブを開動作させる前に、
上記サブバルブで連通孔を開放してメインバルブ
前後の圧力差を減少させてからメインバルブを開
動作させるようにしている。

ところで、この種のスライド式排気ブレーキ装
置においては、一般にアクチエータに正圧若しく
は負圧の流体圧力を供給した際に上記メインバル
ブおよびサブバルブの閉動作を行ない、その流体
圧力の供給を停止した際には復帰ばねによる弾撥
力で上記メインバルブおよびサブバルブを開放し
て元の非作動状態に復帰させるようにしている。
そして、上記サブバルブはメインバルブ前後の圧
力差が大きいときに開作動されるようになるが、
その受圧面積が小さいことからアクチエータの出
力としては小さくてよく、これにひき続くメイン
バルブの開動作の際に大きな出力が要求される。

「考案が解決しようとする課題」 しかるに一般のアクチエータでは上記復帰ばね
を単一の圧縮ばねから構成するのが普通であるの
で、復帰ばねが最大に圧縮された状態が最も復帰
力が大きいこととなり、その最大の復帰力でサブ
バルブを開放し、小さくなつた復帰力でメインバ
ルブを開放させることとなる。比較的大きな復帰
力が要求されるスライド式排気ブレーキ装置用の
アクチエータにおいては、上記サブバルブを開放
するための復帰ばねの伸長量に伴なう付勢力の減
少の度合は大きく、結果としてメインバルブの開
放能力が低いものとなつたり、或いは大きな付勢
力の復帰ばねを用いることによつて作動応答速度
が遅いものとなる傾向があつた。

「課題を解決するための手段」 上述した事情に鑑み、本考案は、本体内に区画
形成した圧力室と、この圧力室内に導入される流
体圧力を受けて変位する可動壁と、この可動壁に
連結した作動ロツドと、上記可動壁を非作動位置
に保持する復帰ばねとを備え、上記復帰ばねを、
上記可動壁と本体とにわたつて直列に配設されて
本体側に位置する第１復帰ばねと可動壁側に位置
する第２復帰ばねとから構成し、上記第１復帰ば
ねと第２復帰ばね間に上記作動ロツドの作動方向
に変位可能なリテーナを介在させるとともに、上
記第１復帰ばねの弾撥力を第２復帰ばねの弾撥力
よりも大きく設定して上記リテーナを第１復帰ば
ねの弾撥力でストツパに当接させ、上記圧力室内
に流体圧力を導入した際には、最初に第２復帰ば
ねを、次に第１復帰ばねを撓ませるようにしたア
クチエータにおいて、 上記リテーナがストツパから離隔した状態にお
いて、上記第１復帰ばねと第２復帰ばねとによつ
て直列状態の複合ばねを構成させ、該復合ばねの
ばね定数を上記第１復帰ばねのばね定数と第２復
帰ばねのばね定数よりも小さくしたことを特徴と
するアクチエータを提供するものである。

「作用」 このような構成によれば、アクチエータが作動
される際には、最初に弾撥力の弱い第２復帰ばね
が圧縮され、その後にリテーナがストツパから離
隔されると、両復帰ばねによつて直列状態の復帰
ばねが構成されて、該復帰ばねとしての両復帰ば
ねが圧縮されるようになる。換言すると、アクチ
エータの作動過程の前半のばね定数に比較して作
動過程の後半のばね定数を小さくすることができ
る。

したがつて、本考案のアクチエータを上述した
排気ブレーキ装置のアクチエータとして用いた場
合には、次のような作用を得ることができる。す
なわち、サブバルブを開放するための復帰ばねの
伸長量に伴う付勢力の減少の度合いを小さく設定
することによつて、メインバルブの開放能力を高
くすることができるようになり、しかも従来に比
較して、排気ブレーキ装置の作動応答速度を良好
なものとすることができる。

「実施例」 以下図示実施例について本考案を説明すると、
第１図、第２図において、スライド式排気ブレー
キ装置１は図示しない排気管の途中に設けたバル
ブボデイ２を備えており、このバルブボデイ２に
上記排気管内を流れる排気ガスを通過させる排気
ガス通路３を形成するとともに、この排気ガス通
路３に直交させてメインバルブ４を収納するバル
ブ収納室５を形成している。上記メインバルブ４
は、第１図の矢示で示す排気ガスの流れ方向に対
して下流側となる摺動面上に沿つて往復動可能と
なつており、上記排気ガス通路３上の閉位置でこ
の通路３を閉鎖して排気ブレーキ作用を行なわ
せ、排気ガス通路３から外れた開位置で排気ガス
の自由な流通を許容して排気ブレーキ作用を解除
させる。

上記バルブボデイ２にはボルト６によりアクチ
エータ７の本体８を連結してあり、この本体は、
図示実施例では蓋体９とこの蓋体９に取付けた有
底筒状のシリンダ１０とから構成している。そし
て上記シリンダ１０内に可動壁としてのパワーピ
ストン１１を摺動自在に嵌合して内部を負圧室１
２と大気圧室１３とに区画している。上記負圧室
１２は蓋体９に設けた負圧導入孔１４および図示
しない電磁弁を介して負圧源に連通させ、また大
気圧室１３はシリンダ１０に設けた大気孔１５お
よび図示しないエアクリーナを介して大気に連通
させている。

上記パワーピストン１１の軸部には一体に作動
ロツド２０の末端部を連結してあり、この作動ロ
ツド２０の先端部は蓋体９の上下位置に設けたガ
イドブシユ２１，２２およびシール部材２３，２
４を介してバルブボデイ２内に挿通させ、かつそ
の先端に、メインバルブ４に設けた連通孔２５を
開閉するサブバルブ２６を設けている。このサブ
バルブ２６はメインバルブ４に形成した凹陥部２
７内において作動ロツド２０にその軸方向と直交
する方向に変位可能に取付けてあり、かつ上記凹
陥部２７の一方の壁面と地方の壁面とに当接する
範囲δだけメインバルブ４に対して相対変位する
ことができるようになつている。そして、その両
端の作動位置において、上記連通孔２５を開放若
しくは閉鎖することができるようになつている。

然して、上記アクチエータ７の本体８を構成す
る蓋体９の軸部に上記作動ロツド２０を摺動自在
に貫通させた筒状部３０を形成してあり、この筒
状部３０の内部に前述したガイドブシユ２１，２
２およびシール部材２３，２４を設けている。そ
してこの筒状部３０の外周には環状のリテーナ３
１をその軸方向に添つて摺動自在に嵌装し、この
リテーナ３１と蓋体９との間に第１復帰ばね３２
を弾装し、所要のセツト荷重Ｆで上記リテーナ３
１を筒状部３０に取付けたストツパ３３に弾接さ
せている。またリテーナ３１と上記パワーピスト
ン１１との間に第２復帰ばね３４を弾装し、それ
らリテーナ３１を介して直列に配設した第１復帰
ばね３２と第２復帰ばね３４とで上記パワーピス
トン１１および作動ロツド２０を図示非作動位置
に保持するようにしている。すなわち、上記第１
復帰ばね３２の弾撥力、すなわちセツト荷重Ｆを
第２復帰ばね３４の弾撥力よりも大きく設定して
いるので、第１図に示すアクチエータの非作動状
態においては、上述のようにリテーナ３１はスト
ツパ３３に弾接して、その位置で停止している。
さらに、本実施例では、リテーナ３１がストツパ
３３から離隔された状態では、第１復帰ばね３２
と第２復帰ばね３４とは直列状態の複合ばねを構
成するようになり、その複合ばねの合成ばね定数
は、第１復帰ばね３２のばね定数と第２復帰ばね
３４のばね定数よりも、さらに小さくなることは
勿論である。

なお、第１図、第２図において、３５はバルブ
ボデイ２に螺着されて上記メインバルブ４の閉鎖
位置を規制するストツパ、３６は上記排気ガス通
路３を連通する連通孔である。

以上の構成において、図示非作動状態からアク
チエータ７の負圧室１２内に負圧が導入される
と、パワーピストン１１および作動ロツド２０が
第２復帰ばね３４に抗して前進され、まずサブバ
ルブ２６が停止しているメインバルブ４上を摺動
前進される。そして作動ロツド２０の先端がメイ
ンバルブ４の凹陥部２７の壁面に当接すると上記
サブバルブ２６がメインバルブに形成した連通孔
２５を閉鎖するようになり、これと同時に作動ロ
ツド２０の前進に伴なつてメインバルブ４も前進
されるようになる。

メインバルブ４の前進が進み、そのメインバル
ブ４と上記ストツパ３５との間隔がサブバルブ２
６の相対変位可能な量δに略一致するようになる
と、第２復帰ばね３４が圧縮されてその復帰力が
上記セツト荷重Ｆを越えるようになり、これによ
りリテーナ３１がストツパ３３から離れ、第１復
帰ばね３２と第２復帰ばね３４とが直列の状態で
圧縮されるようになる。この状態における上記第
１復帰ばね３２と第２復帰ばね３４の合成ばね定
数は、第３図に示すように、上記第２復帰ばね３
４のばね定数よりも小さくなるように設定してい
るので、これ以後、メインバルブ４がストツパ３
５に当接するまで前進される間は、ピストンスト
ロークに対して復帰力の増大は小さく抑えられ
る。そしてメインバルブ４がストツパ３５に当接
するとこのメインバルブ４は排気ガス通路３を実
質的に閉鎖するようになり、所要の排気ブレーキ
作用が得られるようになる。

この状態から上記負圧室１２内に大気圧が導入
されると、上記第１復帰ばね３２と第２復帰ばね
３４とによつてパワーピストン１１および作動ロ
ツド２０が後退されるようになり、停止している
メインバルブ４に対してサブバルブ２６が後退さ
れて上記連通孔２５を開いてメインバルブ４前後
の排気ガスの圧力差を小さくする。この際、上記
第１復帰３２と第２復帰ばね３４との合成ばね定
数により、ピストンストロークに対して復帰力の
減少が小さく抑えられ、上記サブバルブ２６がメ
インバルブ４の凹陥部２７の壁面に当接する際に
は復元力は未だ大きな値Ｆに保たれている。

さらに上記サブバルブ４が上記凹陥部２７の壁
面に当接すると、メインバルブ４も作動ロツド２
０とともに後退されるようになるが、これと略同
時に上記リテーナ３１がストツパ３３に当接し、
ここから第２復帰ばね３４のみによつて復帰され
るようになる。そして上記メインバルブ４が上記
非作動位置に復帰されれば排気ガス通路３が開放
され、排気ブレーキ作用が解除される。

なお、上記実施例ではアクチエータ７のパワー
ピストン１１を可動壁としているがダイアフラム
を用いたものを可動壁とすることができることは
勿論である。また上記復帰ばね３２，３４はコイ
ルスプリングに限定されるものではなく、皿ばね
等であつてもよい。そのような皿ばね等を用いた
場合には、ピストンストロークと復帰力との関係
を曲線とすることができ、特に特殊な特性曲線を
有するばねを用いることによつて、上記値Ｆを最
大復元力とすることも可能となる。

さらにまた、上記実施例はアクチエータをスラ
イド式排気ブレーキ装置に適用したものである
が、用途に応じて第１復帰ばねと第２復帰ばねの
ばね定数を適宜に設定することができ、リテーナ
も可動壁が非作動位置から所要量変位することに
よつてストツパに当接するように設定することも
できる。

「考案の効果」 以上のように、本考案によれば、アクチエータ
の作動過程の前半のばね定数に比較して作動過程
の後半のばね定数を小さくすることができるの
で、例えば、本考案のアクチエータを排気ブレー
キ装置のアクチエータとして用いた場合には、メ
インバルブの開放能力を高くすることができるよ
うになり、しかも従来に比較して、排気ブレーキ
装置の作動応答速度を良好にすることができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断側面図、
第２図は第１図の部分断面正面図、第３図は特性
曲線図である。 ７……アクチエータ、８……本体、９……蓋
体、１０……シリンダ、１１……パワーピスト
ン、１２……負圧室、１３……大気圧室、２０…
…作動ロツド、３１……リテーナ、３２……第１
復帰ばね、３３……ストツパ、３４……第２復帰
ばね。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 本体内に区画形成した圧力室と、この圧力室内
   に導入される流体圧力を受けて変位する可動壁
   と、この可動壁に連結した作動ロツドと、上記可
   動壁を非作動位置に保持する復帰ばねとを備え、
   上記復帰ばねを、上記可動壁と本体とにわたつて
   直列に配設されて本体側に位置する第１復帰ばね
   と可動壁側に位置する第２復帰ばねとから構成
   し、上記第１復帰ばねと第２復帰ばね間に上記作
   動ロツドの作動方向に変位可能なリテーナを介在
   させるとともに、上記第１復帰ばねの弾撥力を第
   ２復帰ばねの弾撥力よりも大きく設定して上記リ
   テーナを第１復帰ばねの弾撥力でストツパに当接
   させ、上記圧力室内に流体圧力を導入した際に
   は、最初に第２復帰ばねを、次に第１復帰ばねを
   撓ませるようにしたアクチエータにおいて、 上記リテーナがストツパから離隔した状態にお
   いて、上記第１復帰ばねと第２復帰ばねとによつ
   て直列状態の複合ばねを構成させ、該複合ばねの
   ばね定数を上記第１復帰ばねのばね定数と第２復
   帰ばねのばね定数よりも小さくしたことを特徴と
   するアクチエータ。