(57)【要約】【課題】排気ブレーキ装置において、流量管理に要するコストを削減すると共に流量の経時変化を抑制する。【解決手段】エンジンの排気管２４に配設されたバタフライバルブ２６の弁体２６Ｂに、バタフライバルブ２６を全閉位置まで回動させたときに、エンジンに負の仕事をさせることが可能な排気流量を確保する少なくとも１つの孔２６Ｃを開設する。そして、排気ブレーキ装置の作動時に、弁体２６Ｂの周縁部と排気管２４の内壁との間に存在する微小な隙間４０に代えて、バタフライバルブ２６の弁体２６Ｂに開設された孔２６Ｃにより、エンジンに負の仕事をさせることが可能な排気流量を確保する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気管に配設されたバタフライバルブと、
前記バタフライバルブを全開位置又は全閉位置に回動させるアクチュエータと、
制動力を発揮させるときに操作される排気ブレーキスイッチと、
前記排気ブレーキスイッチが操作されたときに、前記バタフライバルブが全開位置から全閉位置まで回動するように、前記アクチュエータの作動を制御する制御手段と、
を含んで構成され、
前記バタフライバルブの弁体に、前記バタフライバルブを全閉位置まで回動させたとき、エンジンに負の仕事をさせることが可能な排気流量を確保する少なくとも１つの孔が開設されたことを特徴とする排気ブレーキ装置。
【請求項２】
前記排気管に、前記バタフライバルブを全閉位置まで回動させたときに当接し、前記バタフライバルブの周縁部と排気管の内壁との間に存在する隙間を閉じるストッパが取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の排気ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック，バスなどの商用車には、常用ブレーキを補助する補助ブレーキ装置として、特開２００９−９１９３０号公報（特許文献１）に記載されるように、排気管を閉じることによりエンジンに負の仕事をさせ、これを制動力として利用する排気ブレーキ装置が搭載されている。排気ブレーキ装置は、エアシリンダなどのアクチュエータにより、エンジンの排気管に配設されたバタフライバルブを全開位置から全閉位置まで回動させ、排気管を閉じることで制動力を発揮させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９１９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気ブレーキ装置においては、制動力を発揮させるときに排気管を完全に閉じてしまうと、エンジンが回転できなくなって負の仕事をさせることができなくなってしまう。このため、バタフライバルブを全閉位置に回動させた状態で、バタフライバルブと排気管内壁との間に存在する隙間を通過する排気流量を高精度に管理する必要がある。
【０００５】
しかし、量産を考えると公差を大きくとらざるを得ず、排気ブレーキ装置の固体差を吸収するために、一個一個流量を測定してバタフライバルブの全閉位置を微調整しなければならなかった。また、このようにバタフライバルブの全閉位置を微調整しても、バタフライバルブと排気管内壁との間に存在する隙間に様々な物質が徐々に堆積し、ここを通過する排気流量が経時変化し易かった。
【０００６】
そこで、本発明は従来の問題点に鑑み、バタフライバルブと排気管内壁との間に存在する隙間に代えて、バタフライバルブの弁体に開設した孔で排気流量を管理することで、流量管理に要するコスト削減，流量の経時変化の抑制を可能とした排気ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明では、エンジンの排気管に配設されたバタフライバルブと、バタフライバルブを全開位置又は全閉位置に回動させるアクチュエータと、制動力を発揮させるときに操作される排気ブレーキスイッチと、排気ブレーキスイッチが操作されたときに、バタフライバルブが全開位置から全閉位置まで回動するように、アクチュエータの作動を制御する制御手段と、を含んで構成された排気ブレーキ装置において、バタフライバルブの弁体に、バタフライバルブを全閉位置まで回動させたとき、エンジンに負の仕事をさせることが可能な排気流量を確保する少なくとも１つの孔を開設する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、排気ブレーキ装置の作動時に、バタフライバルブの弁体に開設された孔により、エンジンに負の仕事をさせることが可能な排気流量を確保することができる。このとき、弁体の周縁部と排気管の内壁との間に存在する微小な隙間を管理する必要がないことから、一個一個流量を微調整しなくとも済み、流量管理に要するコストを削減することができる。また、弁体の孔は、多少の堆積物では流量がほとんど変化しないため、流量の経時変化も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排気ブレーキ装置の一例を示す概略構成図
【図２】バタフライバルブの具体的構造を示す断面図
【図３】バタフライバルブの具体的構造を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明を適用した排気ブレーキ装置の一例を示す。
エンジン１０の吸気マニフォールド１２に接続される吸気管１４には、吸気流通方向に沿って、空気中の埃などを除去するエアクリーナ１６，ターボチャージャ１８のコンプレッサ１８Ａ，ターボチャージャ１８により高温となった吸気を冷却するインタークーラ２０がこの順番で配設される。一方、エンジン１０の排気マニフォールド２２に接続される排気管２４には、排気流通方向に沿って、ターボチャージャ１８のタービン１８Ａ，排気管２４の排気通路を開閉するバタフライバルブ２６，エンジン排気の爆音を消すマフラ２８がこの順番で配設される。
【００１１】
また、バタフライバルブ２６を全開位置又は全閉位置に回動させるために、バタフライバルブ２６には、公知のリンク機構を介して、圧縮空気を駆動源として作動するエアシリンダ３０が連結される。ここで、「全開位置」とは、排気管２４を開通させるべくバタフライバルブ２６を排気流れと略平行にした位置、「全閉位置」とは、排気管２４を閉じるべくバタフライバルブ２６を排気流れと略直角にした位置のことをいう。エアシリンダ３０に圧縮空気を供給する空気配管３２には、コンピュータを内蔵したコントロールユニット３４により電子制御される電磁開閉弁３６が配設される。コントロールユニット３４は、エアシリンダ３０と協働して制御手段を具現化し、運転席近傍に配設された排気ブレーキ装置３８からの作動信号を監視し、作動信号がＯＦＦのときに空気配管３２を閉じる一方、作動信号がＯＮのときに空気配管３２を開通させるように、電磁開閉弁３６に対して制御信号を出力する。
【００１２】
なお、バタフライバルブ２６の作動系としては、エアシリンダ３０に限らず、油圧モータ，電動モータなどの公知のアクチュエータであってもよい。この場合、アクチュエータの制御系としては、その構成に適合したものを適宜選択するようにすればよい。
【００１３】
バタフライバルブ２６は、図２及び図３に示すように、排気管２４の周壁に回動可能に軸支される弁軸２６Ａと、円板形状をなす弁体２６Ｂと、が一体化されたものである。弁体２６Ｂには、バタフライバルブ２６を全閉位置まで回動させたとき、エンジン１０に負の仕事をさせることが可能な排気流量を確保する孔２６Ｃが開設される。なお、弁体２６Ｂの孔２６Ｃは、１つに限らず、複数であってもよい。
【００１４】
また、排気管２４の内壁には、バタフライバルブ２６を全閉位置まで回動させたときに当接し、バタフライバルブ２６の周縁部と排気管２４の内壁との間に存在する円環状の隙間４０を閉じるストッパ４２が取り付けられる。ストッパ４０は、円環部材を中心点を通る線で２分割した形状をなし、弁軸２６Ａを挟んだ弁体２６Ｂの排気上流側及び排気下流側に夫々取り付けられる。
【００１５】
次に、このような排気ブレーキ装置の作用について説明する。
車両運転者が排気ブレーキスイッチ３８を操作すると、コントロールユニット３４は、バタフライバルブ２６が全開位置から全閉位置まで回動するように、エアシリンダ３０への圧縮空気の供給を制御する電磁開閉弁３６に制御信号を出力する。すると、バタフライバルブ２６は、全開位置からストッパ４２に当接するまで回動して全閉位置となる。このとき、バタフライバルブ２６の弁体２６Ｂの周縁部と排気管２４の内壁との間に存在する隙間４０がストッパ４２により閉じられるため、排気管２４を流通する排気は、弁体２６Ｂに開設された孔２６Ｃのみを介して流通する。
【００１６】
このため、弁体２６Ｂの孔２６Ｃの面積を適切に設定すれば、排気ブレーキ装置の作動時に、エンジン１０に負の仕事をさせることが可能な排気流量を確保することができる。このとき、弁体２６Ｂの周縁部と排気管２４の内壁との間に存在する微小な隙間４０を管理する必要がないことから、一個一個流量を微調整しなくとも済み、流量管理に要するコストを削減することができる。また、弁体２６Ｂの孔２６Ｃは、多少の堆積物では流量がほとんど変化しないため、流量の経時変化も抑制することができる。
【００１７】
ここで、弁体２６Ｂの孔２６Ｃの面積について考察する。
従来技術において、弁体２６Ｂの直径をφ１１０[mm]、管理すべき隙間４０を０．５[mm]とした場合、隙間４０の面積は約１７４[mm2］となる。一方、本発明においては、隙間４０を管理する代わりに、弁体２６Ｂに約１７４[mm2]の面積を有する孔２６Ｃを開設すればよい。弁体２６Ｂに１つの孔２６Ｃを開設する場合には、その直径を約φ１４．８[mm]とすればよい。
【００１８】
なお、弁体２６Ｂの周縁部と排気管２４の内壁との間に存在する隙間４０を無視することができるのであれば、ストッパ４２を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１０    エンジン
２４    排気管
２６    バタフライバルブ
２６Ｂ  弁体
２６Ｃ  孔
３０    エアシリンダ
３４    コントロールユニット
３６    電磁開閉弁
３８    排気ブレーキスイッチ
４０    隙間
４２    ストッパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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