(57)【要約】      （修正有）【課題】排気ブレーキ作動時のシャフトの変形を抑え、シールリングの摩耗を効果的に抑止することで、シール性能を向上するバルブ構造を提供する。【解決手段】排気管１１０の排気流路を開閉可能なバルブ１１と、バルブ１１が取り付けられたシャフト１２と、シャフト１２の一端側を回転自在に軸支する筒状の第１ブシュと、シャフト１２の他端側を回転自在に軸支する筒状の軸受部３１及び、その内径を軸受部３１よりも拡径された筒状のシール部３２を有する第２ブシュ３０と、シール部３２内に収容された複数のシールリング４１，４２と、シール部３２内に収容されて、その内外径差をシールリング４１，４２の内外径差よりも大きく形成されたスペーサリング４３とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の排気流路を開閉可能なバルブと、
前記バルブが取り付けられたシャフトと、
前記シャフトの一端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の第１ブシュと、
前記シャフトの他端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の軸受部及び、その内径を前記軸受部よりも拡径された筒状のシール部を有する第２ブシュと、
前記シール部内に収容された複数のシールリングと、
前記シール部内に収容されて、その内外径差を前記シールリングの内外径差よりも大きく形成されたスペーサリングと、を備える
ことを特徴とするバルブ構造。
【請求項２】
前記スペーサリングの軸方向長さが、前記シールリングの軸方向長さよりも長く形成された
請求項１に記載のバルブ構造。
【請求項３】
前記シールリングは、交互に配列された大径シールリングと小径シールリングとを含み、前記スペーサリングは、その外径を前記大径シールリングの外径と同径に形成されると共に、その内径を前記小径シールリングの内径と同径に形成された
請求項１又は２に記載のバルブ構造。
【請求項４】
前記シャフトの前記軸受部に軸支される部位に、その外径を前記大径シールリングの内径よりも大きく拡径された拡径部が設けられた
請求項３に記載のバルブ構造。
【請求項５】
排気管の排気流路を開閉可能なバルブと、
前記バルブが取り付けられたシャフトと、
前記シャフトの一端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の第１ブシュと、
前記シャフトの他端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の軸受部及び、その内径を前記軸受部よりも拡径された筒状のシール部を有する第２ブシュと、
前記シール部内に収容された複数のシールリングと、を備え、
前記シールリングは、交互に配列された大径シールリングと小径シールリングとを含み、
前記シャフトの前記軸受部に軸支される部位に、その外径を前記大径シールリングの内径よりも大きく拡径された拡径部が設けられた
ことを特徴とするバルブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ構造に関し、特に、排気ブレーキ装置のバルブ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、排気ブレーキ装置は、排気管にメタル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取り付けて構成されている。
【０００３】
このような排気ブレーキ装置のシール構造として、例えば、シャフト外周とメタルブシュ内周との間に大小のシールリングを交互に配置してラビリンスを形成し、排気ガスが外部に漏れることを防止する構造が広く用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４１３５８号公報
【特許文献２】実開平０７−１０４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排気ブレーキの作動時に排圧が上昇すると、各シールリングは排気管側から伝わるガス圧によって外側に押圧される。このような状態で、シャフトが回転しながらバタフライバルブに大きな排圧が作用すると、シャフトは排気下流側向かってに湾曲するように弾性変形される。この結果、シャフトの外周面が各シールリングの内周面に強く圧接され、特に外側に配置されたシールリングほど内周側が大きく摩耗することで、シール性能を低下させる課題がある。
【０００６】
本開示の技術は、排気ブレーキ作動時のシャフトの変形を抑え、シールリングの摩耗を効果的に抑止することで、シール性能を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の技術は、排気管の排気流路を開閉可能なバルブと、前記バルブが取り付けられたシャフトと、前記シャフトの一端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の第１ブシュと、前記シャフトの他端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の軸受部及び、その内径を前記軸受部よりも拡径された筒状のシール部を有する第２ブシュと、前記シール部内に収容された複数のシールリングと、前記シール部内に収容されて、その内外径差を前記シールリングの内外径差よりも大きく形成されたスペーサリングと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記スペーサリングの軸方向長さが、前記シールリングの軸方向長さよりも長く形成されてもよい。
【０００９】
また、前記シールリングは、交互に配列された大径シールリングと小径シールリングとを含み、前記スペーサリングは、その外径を前記大径シールリングの外径と同径に形成されると共に、その内径を前記小径シールリングの内径と同径に形成されてもよい。
【００１０】
また、前記シャフトの前記軸受部に軸支される部位に、その外径を前記大径シールリングの内径よりも大きく拡径された拡径部が設けられてもよい。
【００１１】
また、本開示の技術は、排気管の排気流路を開閉可能なバルブと、前記バルブが取り付けられたシャフトと、前記シャフトの一端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の第１ブシュと、前記シャフトの他端側を前記排気管に回転自在に軸支する筒状の軸受部及び、その内径を前記軸受部よりも拡径された筒状のシール部を有する第２ブシュと、前記シール部内に収容された複数のシールリングと、を備え、前記シールリングは、交互に配列された大径シールリングと小径シールリングとを含み、前記シャフトの前記軸受部に軸支される部位に、その外径を前記大径シールリングの内径よりも大きく拡径された拡径部が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の技術によれば、排気ブレーキ作動時のシャフトの変形を抑え、シールリングの摩耗を効果的に抑止することで、シール性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る排気ブレーキ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るバルブ構造のバルブ開弁時の状態を示す模式的な部分断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るバルブ構造の要部をバルブ閉弁時の状態で示す模式的な部分断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係るバルブ構造の要部をバルブ閉弁時の状態で示す模式的な部分断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るバルブ構造の要部をバルブ閉弁時の状態で示す模式的な部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係るバルブ構造を説明する。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。
【００１５】
［第一実施形態］
図１は、本実施形態に係る排気ブレーキ装置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にリンク機構等を介して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。
【００１６】
排気ブレーキを作動させる際は、電磁バルブ５がＯＮにされ、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てバタフライバルブ１１を閉弁することで、排気管１１０内の流路を遮閉するようになっている。一方、排気ブレーキを非作動にする際は、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が開弁されるようになっている。
【００１７】
次に、図２，３に基づいて、本実施形態に係るバルブ構造１０の詳細について説明する。
【００１８】
図２に示すように、バルブ構造１０は、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の一端側を回転自在に軸支する第１メタルブシュ２０と、シャフト１２の他端側を回転自在に軸支する第２メタルブシュ３０と、複数のシールリング４０とを備えている。シャフト１２の他端側は、排気管１１０の外側に突出するように延設されており、その延設端にはエアシリンダ２（図１に示す）に接続された操作レバー１３が連結されている。
【００１９】
第１メタルブシュ２０は、略有底円筒状に形成されており、排気管１１０の第１ボス部１１１に穿設された第１貫通穴１１１Ａ内に遊嵌されている。第１メタルブシュ２０は、その内径をシャフト１２の一端側外径よりも僅かに大きく形成されており、シャフト１２の一端側を回転可能に軸支している。第１ボス部１１１の開口端面には、第１蓋体１１２が図示しないボルト等によって固定されている。
【００２０】
第２メタルブシュ３０は、略円筒状に形成されており、排気管１１０の第２ボス部１１３に穿設された第２貫通穴１１３Ａ内に遊嵌されている。第２ボス部１１３の開口端面には、シャフト１２の他端側を挿通させる挿通孔１１４Ａを有する第２蓋体１１４が図示しないボルト等によって固定されている。
【００２１】
次に、図３に基づいて、第２メタルブシュ３０及び、シールリング４０の詳細について説明する。
【００２２】
第２メタルブシュ３０は、排気管１１０側に形成された軸受部３１と、第２蓋体１１４側に形成されたシール部３２とを有する。軸受部３１は、その内径をシャフト１２の外径よりも僅かに大きく形成されており、シャフト１２の他端側を回転可能に軸支している。シール部３２は、その内径を軸受部３１の内径よりも大きく形成されている。シール部３２の内周とシャフト１２の外周との間には、複数のシールリング４０が収容されている。
【００２３】
シールリング４０は、例えば、金属材料等で形成されており、小径シールリング４１と大径シールリング４２とを交互に配列して構成されている。小径リング４１は、その外径をシール部３２の内径よりも小さく形成されると共に、その内径をシャフト１２の外径よりも僅かに大きく形成されている。大径シールリング４２は、その外径をシール部３２の内径よりも僅かに小さく形成されると共に、その内径をシャフト１２の外径よりも大きく、且つ、小径リング４１の外径よりも小さく形成されている。
【００２４】
本実施形態において、シール部３２内には、最も外側のシールリング４１，４２（図示例では小径シールリング４１）と第２蓋体１１４裏面との間に、シールリングとしても機能するスペーサリング４３が収容されている。
【００２５】
より詳しくは、スペーサリング４３は、例えば、金属材料等で形成されており、好ましくは、その外表面に窒化処理または浸炭処理によって表面硬化層が形成されている。スペーサリング４３は、その外径をシール部３２の内径よりも僅かに小さく形成されると共に、その内径をシャフト１２の外径よりも僅かに大きく形成されている。さらに、スペーサリング４３は、その軸方向長さ（厚み）を各シールリング４１，４２よりも長く形成されている。
【００２６】
すなわち、スペーサリング４３は、その内外径差が各シールリング４１，４２の内外径差よりも大きい幅広に形成され、且つ、その軸方向長さが各シールリング４１，４２の軸方向長さよりも長い肉厚に形成されている。このように、各シールリング４１，４２よりも幅広且つ肉厚のスペーサリング４３をシール部３２内に収容することで、シャフト１２の他端側がスペーサリング４３の内周によって支持されるようになっている。
【００２７】
以上詳述したように、本実施形態のバルブ構造１０によれば、第２メタルブシュ３０のシール部３２内に各シールリング４１，４２よりも幅広且つ肉厚に形成されたスペーサリング４３を収容したことで、排気ブレーキ作動時にバタフライバルブ１１に大きな排圧が作用しても、シャフト１２の他端側がスペーサリング４３の内周に当接支持されて、シャフト１２の変形が効果的に抑制されるようになる。これにより、シャフト１２の外周面が各シールリング４１，４２の内周面に圧接することで引き起こされる各シールリング４１，４２の摩耗を効果的に抑止することが可能となり、シール性能を確実に向上することができる。
【００２８】
［第二実施形態］
次に、図４に基づいて、第二実施形態に係るバルブ機構１０の詳細について説明する。第二実施形態のバルブ機構１０は、上記第一実施形態のスペーサリング４３を省略すると共に、シャフト１２の一部と、第２メタルブシュ３０の軸受部３１の形状を変更したものである。他の構成については第一実施形態と同様に構成されるため、それらについての詳細な説明は省略する。
【００２９】
第二実施形態の第２メタルブシュ３０は、軸受部３１の内径を第一実施形態よりも拡径したものである。また、軸受部３１の内径拡大に伴い、シャフト１２には、軸受部３１の内周面と摺接する部位に拡径部１２Ａが形成されている。拡径部１２Ａの外径は、好ましくは、大径シールリング４２の内径よりも大きく、且つ、小径リング４１の外径Ｄ３よりも小さく形成されている。
【００３０】
このように、シャフト１２の軸受部３１に軸支される部位に、大径シールリング４２の内径よりも拡径された拡径部１２Ａを設けることで、シャフト１２の剛性が効果的に向上されるようになる。これにより、排気ブレーキ作動時のシャフト１２の変形が抑制されて、各シールリング４１，４２の摩耗を効果的に抑止することが可能となり、上記第一実施形態と同様にシール性能を確実に向上することができる。
【００３１】
なお、本発明は、上述の各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。
【００３２】
例えば、図５に示すように、上記第一実施形態及び上記第二実施形態を組み合わせて構成してもよい。この場合も上記各実施形態と同様に、排気ブレーキ作動時のシャフト１２の変形が効果的に抑制されるようになり、シール性能を確実に向上することができる。
【００３３】
また、上記第一実施形態において、スペーサリング４３を配置する位置は、各シールリング４１,４２の間、或は、シール部３２内の各シールリング４１,４２よりも軸受部３１側に配置されてもよい。
【００３４】
また、上記各実施形態のバルブ機構１０の適用範囲は、排気ブレーキ装置１に限定されず、排気スロットル等の他のバルブ装置にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  バルブ構造
１１  バタフライバルブ
１２  シャフト
２０  第１メタルブシュ
３０  第２メタルブシュ
３１  軸受部
３２  シール部
４０  シールリング
４１  小径シールリング
４２  大径シールリング
４３  スペーサリング
１１０  排気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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