JPH0953473A - 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内に設けた弁体２０を、側方に偏
心させた弁軸１９により支持するとともに、弁軸１９に
統合した駆動レバー２１とエアシリンダ９のピストンロ
ッド９aとの間に、連結部材２３と、圧縮コイルばね２
４とからなる圧力調整機構Ｐを設ける。排気マニホール
ド内の圧力が予め定めた上限圧に近づくと、弁体２０は
圧縮コイルばね２４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】

【産業上の利用分野】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
マニホールド内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６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。

【０００４】排気管(６)と吸気管(８)には、それぞれ、
第１のエアシリンダ(９)と第２のエアシリンダ(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(13)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
示略)のセット荷重よりも上昇して、閉弁時の排気弁
(３)を強制的に開弁させ、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】上述のような問題が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、このようするためには、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。 (１)排気管内に設けた管軸と直交する軸回りに回動する
楕円板状をなす弁体を、アクチュエータに連係して開閉
することにより、車両を制動するようにした排気ブレー
キ装置において、前記弁体を、排気管の管軸中心に対し
側方に所要寸法偏心させた弁軸により、閉弁時において
弁軸を中心とする弁体の長寸側が排気下流側に向かって
傾斜するように支持するとともに、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。

【００１２】(２)上記(１)項において、圧力調整機構
が、弁軸を駆動する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。

【００１３】(３)上記(１)項において、圧力調整機構
が、弁軸と同軸をなしてアクチュエータに連係された駆
動軸と、該駆動軸と弁軸とを相対回転可能に連係する弾
性部材とからなるものとする。

【００１４】

【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、その詳細な説明をする。

【００１５】図１及び図２において、排気管(６)におけ
る排気マニホールド(５)と近接した位置に連結された円
筒形の弁箱(18)内には、管軸と直交する弁軸(19)に固着
された楕円板状をなすバタフライ式の弁体(排気シャッ
タ)(20)が、図２における実線で示す閉弁位置と、想像
線で示す開弁位置との間を回動しうるように収容されて
いる。

【００１６】弁軸(19)は、その回転中心(Ｐ)を、管軸中
心(Ｏ)より側方(図２において上方)に所要寸法偏心させ
て、弁箱(18)の周壁に支承されている。これにより弁体
(20)は、弁軸(19)を中心とする下半部の長さが上半部よ
りも所要寸法長くなり、かつ閉弁時においては、長寸側
が排気下流側に向かって傾斜し、弁体(20)全体は排気上
流側に向かって前傾している。

【００１７】弁箱(18)より突出させた弁軸(19)の外端に
は、駆動アーム(21)が固着され、その遊端には長孔(22)
が穿設されている。

【００１８】長孔(22)には、エアシリンダ(９)側が円筒
部(23a)となった連結具(23)の先端がピン枢着され、円
筒部(23a)内には、単動式のエアシリンダ(９)における
ピストンロッド(9a)の先端部に形成された拡径部(9b)
が、圧縮コイルばね(24)を介して摺動可能に嵌合されて
いる。

【００１９】(25)は、円筒部(23a)の開口端部外周面に
螺着されたキャップで、ピストンロッド(9a)の円筒部(2
3a)よりの脱落を防止している。上記連結具(23)、拡径
部(9b)圧縮コイルばね(24)、及びキャップ(25)等によ
り、圧力調整機構(Ｐ)を構成している。

【００２０】なお、上記圧縮コイルばね(24)は、弁体(2
0)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、駆動レバー(21)を介して圧縮されるよう
に、そのばね定数を定めてある。エアシリンダ(９)は、
エアパイプ(14)と電磁弁(15)を介して、内圧が所定の一
定圧に保たれたエアタンク(13)に接続されている。

【００２１】上記実施例において、排気ブレーを作動さ
せるべく、アクセルペダル(17)より足を離すと、図１と
図２に示すように、アクセルスイッチ(16)により電磁弁
(15)が作動させられて、両エアシリンダ(９)(10)へ同時
に圧縮空気が供給され、吸気シャッタ(12)が所定の開度
まで閉じられるとともに、ピストンロッド(9a)の突出に
より、連結具(23)が圧縮コイルばね(24)を介して右方に
押圧されることにより、弁体(20)は全閉位置まで閉じら
れる。

【００２２】これにより、排気マニホールド(５)の内圧
が急上昇して、制動効果が得られる。

【００２３】車両の高速運転時等に弁体(20)が急閉さ
れ、排気マニホールド(５)の内圧が、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、
その弁軸(19)の回転中心(Ｐ)を排気管(６)の中心(Ｏ)に
対し偏心させてあるため、長寸となっている下半部の弁
体(20)に作用する大きな回転モーメントにより、圧縮コ
イルばね(24)の付勢力に抗して若干開かれる。この際、
ピストンロッド(9a)は突出したままの状態となってい
る。

【００２４】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(24)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。

【００２５】図４、図５は、それぞれ圧力調整機構(Ｐ)
の他の実施例を示す。図４に示すものは、弁箱(18)の外
側方に突出させた弁軸(19)の端部を、駆動アーム(21)に
結合された駆動軸(26)内に回転自在に嵌合するととも
に、双方の軸の連結部にねじりコイルばね(27)を外嵌
し、その各端部を、それぞれ弁軸(19)と駆動軸(26)とに
係止することにより、弁軸(19)とこれに結合された弁体
(20)とを、ねじりコイルばね(27)を介して駆動するよう
にしたものである。

【００２６】この実施例においても、弁体(20)の閉弁時
に排気マニホールド(５)内の圧力が予め定めた上限圧に
達すると、弁軸(19)のみがねじりコイルばね(27)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。

【００２７】図５に示すものは、弁軸(19)と駆動軸(26)
とを、ゴム等の弾性体(28)により結合したものである。
この実施例では、弁軸(19)のみが弾性体(28)を弾性変形
させて回転し、弁体(20)が若干開かれるようになる。

【００２８】なお、この実施例の場合は、弾性体(28)の
代わり板ばねやトーションバー等を用いてもよい。

【００２９】また、弁体(20)を駆動するアクチュエータ
は、エアシリンダ(９)の代わりにソレノイドを用いても
よい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、弁体が急に閉じて、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若干開かれ
て圧力を調節するので、排気弁を開弁させることはな
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。請求項２及
び３のようにすると、構造が簡単でかつ電気的な制御手
段を設ける必要がないので、安価に製作しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略正面図である。

【図２】同じく弁体支持部と圧力調整機構の詳細を示す
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】圧力調整機構の他の実施例を示す要部の縦断面
図である。

【図５】同じく圧力調整機構の他の実施例を示す要部の
縦断面図である。

【図６】従来の排気ブレーキ装置の概略正面図である。

【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)エアシリンダ(アクチュエータ) (9a)ピストンロッド (9b)拡径部 (10)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)弁箱 (19)弁軸 (20)弁体 (21)駆動アーム (22)長孔 (23)連結具 (23a)円筒部 (24)圧縮コイルばね (25)キャップ (26)駆動軸 (27)ねじりコイルばね(弾性部材) (28)弾性体(弾性部材) (Ｐ)圧力調整機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気管内に設けた管軸と直交する軸回り
   に回動する楕円板状をなす弁体を、アクチュエータに連
   係して開閉することにより、車両を制動するようにした
   排気ブレーキ装置において、前記弁体を、排気管の管軸
   中心に対し側方に所要寸法偏心させた弁軸により、閉弁
   時において弁軸を中心とする弁体の長寸側が排気下流側
   に向かって傾斜するように支持するとともに、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】 圧力調整機構が、弁軸を駆動する駆動レ
   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。
3. 【請求項３】 圧力調整機構が、弁軸と同軸をなしてア
   クチュエータに連係された駆動軸と、該駆動軸と弁軸と
   を相対回転可能に連係する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。