JPH11257104A - 排気ブレーキバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルブ本体の耐食性を増して、排気ガスに耐
えるとともに、前記回転軸とその軸受部材との間の摺動
部分の摩擦抵抗および摩耗を低減させる。 【解決手段】 エンジンの排気管中に設けられ、その排
気ガス通路２の一部を形成するバルブ本体１３と、バル
ブ本体１３の内部に配設される弁体４と、弁体４が固着
される回転軸１５と、回転軸１５を回動自在に支持する
筒状の軸受部材１６，１７と、バルブ本体１３の外側に
固着される取付板１０ａとを備えた排気ブレーキバルブ
１１であって、前記バルブ本体１３が、ステンレス鋳鋼
（または、ニッケル基合金）材から形成される。また、
軸受部材１６，１７がステンレス鋼材から形成され、軸
受部材１６，１７と回転軸１５とが摺動する該回転軸１
５の部位に、アルミニウム青銅材からなる摺動部材２５
ａ，２５ｂが遊嵌される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などに装備
される排気ブレーキ装置に使用される排気ブレーキバル
ブの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気ブレーキ装置は主としてトラックや
バスなどに装備され、エンジンの排気管の途中に配設さ
れた排気ブレーキバルブを閉弁して排気ガス圧を上昇さ
せ、長い降坂路などにおいて、車両に効果的な制動を行
うようにしたものである。

【０００３】従来、この種の排気ブレーキバルブとして
は、例えば図９に示すものがある。同図において、該排
気ブレーキバルブ１は、エンジンの排気ガス通路２の一
部を形成するバルブ本体３と、このバルブ本体３の内部
に配設される円板状の弁体４とを備えるとともに、該弁
体４を支持する回転軸５は、筒状の軸受部材（ブッシ
ュ）６、７およびパッキング（シールリングまたはラビ
リンスシール）８をそれぞれ介して、前記バルブ本体３
に回動自在に取り付けられている。

【０００４】そして、図示しないアクチュエータの駆動
軸の軸心位置で、前記回転軸５の一端に固着されたレバ
ー９に、前記アクチュエータから回転駆動力が伝達され
て、前記回転軸５が回動され、前記排気ガス通路２を前
記弁体４により開閉するようになっている。なお、図９
は開弁状態を示す。

【０００５】そして、前記排気ブレーキバルブ１は、排
気ブレーキ作動時、すなわち前記弁体４の閉弁時、該弁
体４にて前記排気ガス通路２を完全に閉塞してしまう
と、排気ガス圧が過大な負荷としてエンジンに作用し、
そのため、エンジンストップを招来する。従って、前記
排気ガス通路２を完全に閉塞状態にすることなく、前記
弁体４と排気ガス通路２の周面との間に僅かな隙間を設
けたり、または前記弁体４に穴をあけたりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、非常に高温
（通常、約６５０℃で、最高温度約８１０℃）の排気ガ
スの下で使用される前記排気ブレーキバルブ１にあって
は、前記バルブ本体は、ねずみ鋳鉄材から形成され、ま
た、前記回転軸５と軸受部材６，７の材質は、同一材質
にするとなじみが良すぎて互いに凝着するため、強度的
に限定された異種材質、すなわち前記回転軸５では、オ
ーステナイト系ステンレス鋼、例えばＳＵＳ３０３材、
前記軸受部材６，７では、マルテンサイト系耐熱鋼、例
えばＳＵＨ３材が採用されていた。

【０００７】しかしながら、前記バルブ本体は、ねずみ
鋳鉄材から形成されているため、その内周面が高温の排
気ガスに曝され、錆が発生し、その耐食性に劣るという
問題点と、該錆のためその内径が小さくなり、該内周面
と前記弁体４とがせり合うという問題点とがあった。ま
た、前記回転軸５と軸受部材６，７は、ともに耐熱鋼
で、耐熱性はあるが、摺動部分における両者間の摩擦係
数は大きいため、摺動抵抗が大きくなるとともに、回動
摩擦トルクが増加し、作動上、バルブ開閉特性が悪化し
たり、著しい摩耗を呈するという問題点があった。この
ため、前記排気ブレーキバルブ１は、長時間の使用に際
して、錆の発生や摩耗により、作動不良を招くおそれが
あった。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、前記バルブ本体の耐食
性を増して、排気ガスに耐えるとともに、前記回転軸と
その軸受部材との間の摺動部分の摩擦抵抗および摩耗を
低減させるなど、改良された排気ブレーキバルブを提供
することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、前記バルブ本体の生
産性が改良されるとともに、保守性が改良された排気ブ
レーキバルブを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、エンジンの排気管中に設けられ、そ
の排気ガス通路の一部を形成するバルブ本体と、該バル
ブ本体の内部に配設される弁体と、該弁体を固着し、一
方の端部に回転駆動力が伝達される回転軸と、前記排気
ガス通路に連通するように前記バルブ本体に形成された
２個の貫通穴内にそれぞれ嵌合され、前記回転軸の両端
部を回動自在に支持する筒状の軸受部材と、前記貫通穴
の一方の貫通穴を塞ぐように前記バルブ本体の外側に固
着されるとともに、前記回転軸の前記一方の端部が貫通
される取付板とを備える排気ブレーキバルブにおいて、
次の通りである。

【００１１】前記バルブ本体が、ステンレス鋳鋼（また
は、ニッケル基合金）材から形成されている。

【００１２】また、前記バルブ本体が、前記排気ガス通
路の一部を形成する、ステンレス鋼管材からなり、前記
２個の貫通穴が形成される管部材と、その管部材の両端
に、前記管部材を貫通させて溶着される鉄または鋼材か
らなる２個のフランジ部と、前記筒状の軸受部材を内部
にそれぞれ嵌着させるとともに、前記管部材に溶着され
る鉄または鋼材からなる２個のカバー部材とからなって
いる。

【００１３】さらに、前記軸受部材がステンレス鋼材か
ら形成され、その軸受部材と前記回転軸との間で、両者
が摺動する該回転軸の軸部分に、アルミニウム青銅材か
らなる摺動部材を遊嵌させている。

【００１４】本発明は以上のように構成されているの
で、前記バルブ本体の材質を、従来のねずみ鋳鉄材から
耐食性のあるステンレス鋳鋼（または、ニッケル基合
金）材にする一方、さらに、管部材にステンレス鋼管材
を使用し、これに取付用フランジと軸受用カバーを溶着
して、生産性を向上させている。

【００１５】また、軸受部分の固着や摩耗対策として、
摺動抵抗や摩耗を少なくするため、従来の軸受部材と回
転軸との間に摺動部材を設け、前記バルブ本体と軸受部
材とを嵌合して一体化し、該摺動部材と前記回転軸とを
一体的構造にして、軸受部材と該摺動部材との回動、摺
動部分は、摩擦係数の小さい材質のものにしている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態を詳しく説明する。本発明の排気ブレー
キバルブは、そのバルブ本体の材質をステンレス鋳鋼
（高クロム−ニッケル系のステンレス鋳鋼、または、ニ
ッケル基合金）材にしている。また、該バルブ本体を作
り易くするため、汎用のステンレス鋼管材からなる管部
材の両端に、取付用の鉄または鋼材からなる２個のフラ
ンジ部を溶着するとともに、該管部材に、回転軸用の軸
受部材を内部にそれぞれ嵌着させる、鉄または鋼材から
なる２個のカバー部材を溶着している。さらに、前記軸
受部材の材質をステンレス鋼材にして、該軸受部材と摺
動する回転軸の部位に、材質がアルミニウム青銅材から
なる摺動部材を遊嵌させ、該摺動部材を介して前記軸受
部材と摺動するようにしている。

【００１７】本実施の形態における排気ブレーキバルブ
は、エンジンの排気管中であって消音器よりも前記エン
ジン側に配設され、前記排気管内の排気ガス通路を開閉
し、排気ガスの流れを閉塞または開放するように構成さ
れている。

【００１８】図１は、本発明の排気ブレーキバルブの一
実施の形態を示す一部断面図で、図９と同一部材には同
一符号を付してその説明を省略する。

【００１９】図１において、排気ブレーキバルブ１１
は、両端に取付用フランジを備え、かつ排気ガス通路２
の一部を形成するほぼ円筒形状のバルブ本体１３と、こ
のバルブ本体１３の円形状の内部通路１２に開閉自在に
配設される円板状の弁体４とを備えている。前記バルブ
本体１３には、その内部通路１２に連通、かつ該内部通
路１２を横断するように両側に同心軸状に形成された一
対の貫通穴１３ａ，１３ｂを有し、これら貫通穴１３
ａ，１３ｂの内部には、外周面に単数または複数（本実
施例では１および２箇所）の段部を有する筒状の軸受部
材（ブッシュ）１６，１７が、締まりばめにより、圧入
嵌合されている。

【００２０】該軸受部材１６，１７には、前記弁体４を
支持、固着した回転軸１５が、前記バルブ本体１３に回
動自在に取り付けられている。また、前記一方の貫通穴
１３ｂを塞ぐように前記バルブ本体１３の外側に、前記
回転軸１５の一方の端部が貫通された取付板１０ａが固
着されるとともに、前記他方の貫通穴１３ａを塞ぐよう
に前記バルブ本体１３の外側に端板１０ｂが固着され
る。そして、該回転軸１５の一方の端部に固着された前
記レバー９に、図示しない前記アクチュエータから回転
駆動力が伝達されて、前記回転軸１５が回動され、前記
排気ガス通路２を前記弁体４により開閉するようになっ
ている。なお、図１は開弁状態を示す。

【００２１】（第１実施例） 図２は、本発明の排気ブ
レーキバルブの第１実施例を示す図で、図１のなかのバ
ルブ本体１３の断面図であり、該バルブ本体１３は、そ
の材質を、従来のねずみ鋳鉄に代えて、鋳ぐるみで、耐
食性のあるステンレス鋳鋼（または、ニッケル基合金）
材から形成している。このため、前記非常に高温の排気
ガスの下で使用されても、その接触面に錆が発生するこ
とはなく、防錆の効果を奏する。

【００２２】なお、必要な場合によっては、前記従来の
ねずみ鋳鉄製のバルブ本体３の、前記排気ガスとの接触
面に、耐食性のあるステンレス鋼（または、ニッケル基
合金）材の金属皮膜を、金属溶射法により形成させても
よい。

【００２３】（第２実施例） 図３は、本発明の排気ブ
レーキバルブの第２実施例を示す図で、図１のなかのバ
ルブ本体１３に代えて、改良されたバルブ本体２３の斜
視図であり、図４は、その中央部で管軸ＣＬに直交する
面における断面図、図５（ａ）は図４のＡ−Ａ線矢視に
よる左側面図、図５（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線矢視による
右側面図である。

【００２４】図３、図４、図５（ａ）および図５（ｂ）
において、このバルブ本体２３は、前記排気ガス通路２
の一部を形成する内部通路１２を有するステンレス鋼材
からなる管部材２３ａと、鉄または鋼材からなる取付用
の２個のフランジ部２３ｂと、前記筒状の軸受部材１
６，１７を内部にそれぞれ嵌着させる鉄または鋼材から
なる２個のカバー部材２３ｃ，２３ｄとからなる。

【００２５】前記管部材２３ａは、耐食性のある市販の
ステンレス鋼管を使用して、前記２個の貫通穴１３ａ，
１３ｂを形成し、該管部材２３ａの両端に、前記管部材
２３ａを貫通させながら、前記フランジ部２３ｂ，２３
ｂのそれぞれを前記管部材２３ａに全周溶接により、ガ
ス漏れがないように固着するとともに、前記２個のカバ
ー部材２３ｃ，２３ｄのそれぞれを前記回転軸１５と同
心に配設しながら、前記管部材２３ａに全周溶接によ
り、ガス漏れがないように固着している。なお、前記一
方のカバー部材２３ｃは、その一端が閉塞されており、
前記他方のカバー部材２３ｄは、前記回転軸１５を貫通
させるため、貫通している。２３ｅは取付穴である。

【００２６】このバルブ本体２３によれば、前記第１実
施例に示された前記総ステンレス鋳鋼材からなる前記バ
ルブ本体１３に比べて、同等な耐食性を持たせながら、
安価で製造コストが低減され、生産性の向上を図ること
ができる。

【００２７】（第３実施例） 図６、図７および図８
は、本発明の排気ブレーキバルブの第３実施例を示す図
で、図６および図７は、図１のＣ部およびＤ部の拡大
図、図８は、回転軸１５の構成図である。

【００２８】図６および図７において、バルブ本体は、
前記バルブ本体１３に代えて、従来のねずみ鋳鉄材から
なる前記バルブ本体３の場合とし、その貫通穴１３ａ，
１３ｂに、圧入、嵌合された筒状の軸受部材１６，１７
は、マルテンサイト系耐熱ステンレス鋼、例えばＳＵＨ
３材からなり、外周面に単数または複数（本実施例では
１および２箇所）の段部を有する部材である。該軸受部
材１６，１７のそれぞれと、オーステナイト系ステンレ
ス鋼、例えばＳＵＳ３０３材からなる前記回転軸１５と
の間で、該軸受部材１６，１７のそれぞれと前記回転軸
１５とが摺動する該回転軸１５のそれぞれの軸部分１５
ｃ，１５ｄに、材質がアルミニウム青銅材、例えばＣ６
１９１材からなる摺動部材２５ａ，２５ｂが配設、嵌着
されている。

【００２９】前記回転軸１５側の前記それぞれの軸部分
１５ｃ，１５ｄに、前記それぞれの摺動部材２５ａ，２
５ｂを、配設、遊嵌するには、該回転軸１５の前記それ
ぞれの軸部分１５ｃ，１５ｄの軸径を、該摺動部材２５
ａ，２５ｂの厚さより、それぞれ若干細くした小径部に
形成するとともに、該回転軸１５の、該軸１５が貫通す
る側の前記軸受部材１７の外側端を境に、該回転軸１５
を軸１５ａ，１５ｂに２分割し、分割されたそれぞれの
軸１５ａ，１５ｂの軸端に、互いに螺合する雄ねじ１５
ｅ、雌ねじ１５ｆを形成する。同時に、他方の軸受部材
１６側の前記軸１５ａの軸端に雌ねじ１５ｇを形成する
とともに、これに螺合し、前記摺動部材２５ａの抜け止
め用のねじ部材１５ｈを用意する。

【００３０】そして、前記軸部分１５ｃ，１５ｄに、前
記摺動部材２５ａ，２５ｂを遊嵌した後、前記軸１５ａ
に形成された雌ねじ１５ｇに、前記ねじ部材１５ｈを、
また該軸１５ｂ端に形成された雌ねじ１５ｆに、前記軸
１５ａの雄ねじ１５ｅをそれぞれ螺着して、前記回転軸
１５に、該摺動部材２５ａ，２５ｂを配設する。このと
き、前記摺動部材２５ａ，２５ｂと前記回転軸間には、
熱膨張を考慮した所定のクリアランスを設けて置く。ま
た、前記バルブ本体１３と前記軸受部材１６，１７間
も、同様にするとよい。なお、前記ねじ部分は、それぞ
れ螺着後、図示しない固定ねじ、または固定ピンにより
固定する。

【００３１】また、前記回転軸１５を、軸１５ａ，１５
ｂに２分割する代わりに、前記摺動部材２５ａ，２５ｂ
を、図で上下方向に２つ割りにして、前記軸部分１５
ｃ，１５ｄに配設してもよい。

【００３２】ここで、従来のように、前記バルブ本体と
前記回転軸の材質を、ねずみ鋳鉄とオーステナイト系ス
テンレス鋼、例えばＳＵＳ３０３とし、前記軸受部材の
材質を、アルミニウム青銅材、例えばＣ６１９１材にし
た場合と、マルテンサイト系耐熱ステンレス鋼、例えば
ＳＵＨ３材にした場合とを比較すると、アルミニウム青
銅材の場合は、前記回転軸を摩耗させることが小さく、
摺動抵抗も小さいので、使用年数が短い場合は、良好に
作用する。しかし、前記バルブ本体の腐食が進行すると
ともに、錆の膜厚の進行による外周からの圧力で、その
内径が小さくなり、前記回転軸との摺動摩擦が大きくな
り、ついには固着することがある。

【００３３】他方、マルテンサイト系耐熱ステンレス鋼
の場合は、前記回転軸の材質と同系のため、前記回転軸
を摩耗させることが大きく、摺動抵抗も大きいので、該
回転軸に有害な損傷を発生させる。しかし、前記外周か
らの圧力に対する強さ（圧環強さともいう）が大きいの
で、前記バルブ本体の腐食の進行とともに、錆の膜厚が
進行しても、その圧力で、その内径はほとんど変化しな
いという、試験結果を得た。

【００３４】このように、アルミニウム青銅材と、マル
テンサイト系耐熱ステンレス鋼材とは、その性質にそれ
ぞれの長所があるので、この点を採用して、前記バルブ
本体１３に、圧入、嵌合される筒状の軸受部材１６，１
７には、マルテンサイト系耐熱ステンレス鋼、例えばＳ
ＵＨ３材を使用し、該軸受部材１６，１７のそれぞれと
摺動する該回転軸１５のそれぞれの軸部分１５ｃ，１５
ｄに配設される摺動部材２５ａ，２５ｂには、材質がア
ルミニウム青銅材、例えばＣ６１９１材を使用している
のである。

【００３５】本実施例の排気ブレーキバルブによれば、
下記の効果が奏せられる。 （１）摺動抵抗が小さく、回転軸を摩耗させることが少
ないアルミニウム青銅材を摺動部材２５ａ，２５ｂに使
用し、圧環強さが大きいステンレス鋼が軸受部材１６，
１７に使用され、バルブ本体３の腐食による内径縮小を
防止するので、回転軸１５の固着や異常摩耗がなくな
る。 （２）前記摺動部材２５ａ，２５ｂと、ステンレス鋼
（ＳＵＳ４０３）からなるパッキング８との接触も、該
摺動部材２５ａ，２５ｂの材質がアルミニウム青銅材の
ため、該パッキング８の劣化防止になり、該回転軸１５
の部分からのガス漏れに対して、有効である。 （３）該排気ブレーキバルブの寿命は、軸１５部分の異
常に基因することが多いが、前記摺動部材２５ａ，２５
ｂが摩耗したときは、該摺動部材２５ａ，２５ｂを簡単
に交換できる構造になっているため、この交換により、
該排気ブレーキバルブの寿命を長くすることができる。

【００３６】なお、本発明の技術は前記実施の形態にお
ける技術に限定されるものではなく、同様な機能を果た
す他の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は
前記構成の範囲内において種々の変更、付加が可能であ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
排気ブレーキバルブによれば、前記バルブ本体、または
その管部材が、ステンレス鋳鋼（または、ニッケル基合
金）材、またはステンレス鋼管から形成されるので、前
記バルブ本体の耐食性を増して、排気ガスに耐えるとと
もに、さらに、汎用の材料が使用でき、前記バルブ本体
の生産性が改良されている。

【００３８】また、軸受部材がステンレス鋼材から形成
され、該軸受部材と回転軸との間で、両者が摺動する該
回転軸の部位に、アルミニウム青銅材からなる摺動部材
が遊嵌されるので、前記回転軸とその軸受部材との間の
摺動部分の摩擦抵抗および摩耗を低減させることがで
き、さらに前記摺動部材を簡単に交換できる構造のた
め、その保守性が改良されている。

【００３９】さらに、前記回転軸とその軸受部材との摺
動部分の摩擦抵抗および回動摩擦トルクが低減されるの
で、作動上、バルブ開閉特性が悪化したり、著しい摩耗
を呈することなく、長時間の使用においても、正常な作
動が保持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気ブレーキバルブの一実施の形態を
示す一部断面図である。

【図２】本発明の排気ブレーキバルブの第１実施例を示
す図で、図１のなかのバルブ本体の断面図である。

【図３】本発明の排気ブレーキバルブの第２実施例を示
す図で、図１のなかのバルブ本体で、改良されたものの
斜視図である。

【図４】図３の中央部で管軸に直交する面における断面
図である。

【図５】図５（ａ）は図４のａ−ａ矢視による左側面
図、図５（ｂ）は図４のｂ−ｂ矢視による右側面図であ
る。

【図６】図７および図８とともに、本発明の排気ブレー
キバルブの第３実施例を示す図で、図１のＣ部拡大図で
ある。

【図７】図１のＤ部拡大図である。

【図８】回転軸１５の構成を示す正面図である。

【図９】従来の排気ブレーキバルブを示す一部断面図で
ある。

【符号の説明】

１，１１ 排気ブレーキバルブ ２ 排気ガス通路 ３，１３，２３ バルブ本体 ４ 弁体 ５，１５ 回転軸 ６，７，１６，１７ 軸受部材 １０ａ 取付板 １３ａ，１３ｂ 貫通穴 １５ａ 大径部部材 １５ｃ，１５ｄ 軸部分（小径部） １５ｈ ねじ部材 ２３ａ 管部材 ２３ｂ フランジ部 ２３ｃ，２３ｄ カバー ２５ａ，２５ｂ 摺動部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気管中に設けられ、その排
   気ガス通路の一部を形成するバルブ本体と、該バルブ本
   体の内部に配設される弁体と、該弁体を固着し、一方の
   端部に回転駆動力が伝達される回転軸と、前記排気ガス
   通路に連通するように前記バルブ本体に形成された２個
   の貫通穴内にそれぞれ嵌合され、前記回転軸の両端部を
   回動自在に支持する筒状の軸受部材と、前記貫通穴の一
   方の貫通穴を塞ぐように前記バルブ本体の外側に固着さ
   れるとともに、前記回転軸の前記一方の端部が貫通され
   る取付板とを備える排気ブレーキバルブにおいて、 前記バルブ本体が、ステンレス鋳鋼（または、ニッケル
   基合金）材から形成されることを特徴とする排気ブレー
   キバルブ。
2. 【請求項２】 エンジンの排気管中に設けられ、その排
   気ガス通路の一部を形成するバルブ本体と、該バルブ本
   体の内部に配設される弁体と、該弁体を固着し、一方の
   端部に回転駆動力が伝達される回転軸と、前記排気ガス
   通路に連通するように前記バルブ本体に形成された２個
   の貫通穴内にそれぞれ嵌合され、前記回転軸の両端部を
   回動自在に支持する筒状の軸受部材と、前記貫通穴の一
   方の貫通穴を塞ぐように前記バルブ本体の外側に固着さ
   れるとともに、前記回転軸の前記一方の端部が貫通され
   る取付板とを備える排気ブレーキバルブにおいて、 前記バルブ本体が、前記排気ガス通路の一部を形成す
   る、ステンレス鋼管材からなり、前記２個の貫通穴が形
   成される管部材と、該管部材の両端に、前記管部材を貫
   通させて溶着される鉄または鋼材からなる２個のフラン
   ジ部と、前記筒状の軸受部材を内部にそれぞれ嵌着させ
   るとともに、前記管部材に溶着される鉄または鋼材から
   なる２個のカバー部材とからなることを特徴とする排気
   ブレーキバルブ。
3. 【請求項３】 エンジンの排気管中に設けられ、その排
   気ガス通路の一部を形成するバルブ本体と、該バルブ本
   体の内部に配設される弁体と、該弁体を固着し、一方の
   端部に回転駆動力が伝達される回転軸と、前記排気ガス
   通路に連通するように前記バルブ本体に形成された２個
   の貫通穴内にそれぞれ嵌合され、前記回転軸の両端部を
   回動自在に支持する筒状の軸受部材と、前記貫通穴の一
   方の貫通穴を塞ぐように前記バルブ本体の外側に固着さ
   れるとともに、前記回転軸の前記一方の端部が貫通され
   る取付板とを備える排気ブレーキバルブにおいて、 前記軸受部材がステンレス鋼材から形成され、該軸受部
   材と前記回転軸との間で、両者が摺動する該回転軸の部
   位に、アルミニウム青銅材からなる摺動部材が遊嵌され
   ることを特徴とする排気ブレーキバルブ。