(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気流通路に介装した排気ブレーキ本体のハウジングの内部にゲート弁を内装し、かつ該ゲート弁をハウジングの端部に連設したエアーシリンダーの底壁を貫通するピストン桿の先端に係着して排気流通路に対するゲート弁の開閉作動をピストン桿の往復動により行わしめるスライド式排気ブレーキ装置において、前記ピストン桿の後端に主ピストンをスライド可能にかつ気密が保持されるように貫通して設け、前記主ピストンと所望の間隔を隔てて副ピストンをスプリングまたはスペーサ部材を介して前記ピストン桿の最後端に取付け、かつ該ピストン桿の前記主ピストンのゲート弁側に前記主ピストンと間隔を隔ててストッパーを設け、さらに排気流通路全閉時に前記主ピストンと副ピストンの間の空間に給気するための給排気孔をシリンダーケース側壁に設け、前記給排気孔より主ピストンと副ピストンとの間に圧縮エアーを供給することにより副ピストンが戻り排気ガスの一部の通過が許容される状態にゲート弁が開く仕組みとなしたことを特徴とするスライド式排気ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にバス、トラック、機動車あるいは建設車両等の大型車両において、ディーゼルエンジンの排気管の途中に連設されて、急降坂時の排気ガスの排出を閉塞して車両に制動効果を付与せしめるスライド式排気ブレーキ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種排気ブレーキ装置は、図４にその一例を示すごとく、エンジンの排気流通路１２に介装した排気ブレーキ本体のハウジング１１の内部にゲート弁（排気弁）１３を内装し、かつ該ゲート弁１３をハウジング１１の端部に連設したエアーシリンダー１４の底壁１５を貫通するピストン桿１６の先端に係着して排気流通路１２に対するゲート弁１３の開閉作動をピストン桿１６の往復動により行わしめる構造となしたもので、ゲート弁１３は中央部付近にゲート孔１３−１を有し、ピストン桿１６の先端にＴブロック１７およびライナー１８を介して取着されている。また、エアーシリンダー１４には、シリンダーケース１４−１にスプリング１４−３を張架したピストン１４−２が内装され、シリンダーケース１４−１のヘッド側と底壁５側に給排気孔１４−４、１４−５が設けられている。１９、２０はそれぞれ底壁１５に設けられかつピストン桿１６の摺擦するブッシュとシール部材である。
【０００３】
上記構成のスライド式排気ブレーキ装置において、シリンダーケース１４−１のヘッド側に設けられた給排気孔１４−４より圧縮エアーを供給すると、ピストン１４−２がスプリング１４−３に抗して前進動することによりピストン桿１６の先端に係着されているゲート弁１３が閉作動すると共に、当該ゲート弁１３に設けられているゲート孔１３−１もライナー１８にて閉じられて排気流通路１２が全閉となる（図５参照）。一方、ゲート弁１３を開く場合は、シリンダーケース１４−１のヘッド側に設けられた給排気孔１４−４より圧縮エアーを排気し、かつシリンダーケース１４−１の底壁１５側の給排気孔１４−５より外気を吸引しながらスプリング１４−３のばね力によりピストン１４−２を押戻して図４に示す状態とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記排気ブレーキ装置において、通常の排気ブレーキとして使用することは勿論、特殊な使用方法として寒冷時にディーゼルエンジンのアイドリングによる暖機運転を行う場合、エンジン冷却水温度を例えば−１０℃付近から５０℃程度まで昇温させるウォーミングアップ時間は、ゲート弁１３を全開にした状態では約２時間程度かかるのに対し、排気ブレーキを作動させてゲート弁１３を全閉にした状態では約２０分と大幅に短縮される。すなわち、排気ブレーキ装置のゲート弁１３を全閉にすることにより、寒冷時のエンジンのアイドリングによる暖機運転時間を短縮できる。
しかるに、寒冷時にゲート弁１３を全閉にして暖機運転を行うと、排気ガス中に黒煙が大量に発生するという問題があり、したがってゲート弁１３を全閉にして暖機運転を行うことは公害対策上、好ましくなかった。
【０００５】
本発明は、従来のこのような実状に鑑みなされたものであり、その目的は、寒冷時のディーゼルエンジンのアイドリングによる暖機運転を、排気ガス中の黒煙を大量に発生させることなく短時間で行うことができるスライド式排気ブレーキ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気ブレーキ装置のゲート弁を全閉にして暖機運転を行う際に、排気ガス中に発生する黒煙を可及的に少なくする手段として、ゲート弁を全閉状態から排気ガスの一部が通過し得る状態に開弁できるようにエアーシリンダー装置を改良したもので、その要旨は、エンジンの排気流通路に介装した排気ブレーキ本体のハウジングの内部にゲート弁を内装し、かつ該ゲート弁をハウジングの端部に連設したエアーシリンダーの底壁を貫通するピストン桿の先端に係着して排気流通路に対するゲート弁の開閉作動をピストン桿の往復動により行わしめるスライド式排気ブレーキ装置において、前記ピストン桿の後端に主ピストンをスライド可能にかつ気密が保持されるように貫通して設け、前記主ピストンと所望の間隔を隔てて副ピストンをスプリングまたはスペーサ部材を介して前記ピストン桿の最後端に取付け、かつ該ピストン桿の前記主ピストンのゲート弁側に前記主ピストンと間隔を隔ててストッパーを設け、さらに排気流通路全閉時に前記主ピストンと副ピストンの間の空間に圧縮エアーを供給するための給排気孔をシリンダーケース側壁に設け、暖機運転時に前記給排気孔より主ピストンと副ピストンとの間に給気することにより副ピストンが戻り排気ガスの一部の通過が許容される状態にゲート弁が開く仕組みとなしたことを特徴とするものである。
【０００７】
すなわち、本発明はスライド式排気ブレーキ装置のエアーシリンダーのピストンを従来の単一構造から、主ピストンと副ピストンからなる２段式のピストン構造とし、ゲート弁をいったん全閉状態にしてから副ピストンを押戻して排気ガスの一部の通過が許容される状態にゲート弁を開くことができるように構成したもので、これにより排気ガス中の黒煙を少なくして暖機運転を短時間で行うことが可能となる。
【０００８】
また、排気ブレーキ作動時に本発明機構を作動させて排気ガスの一部をマフラー側にリークさせることにより、ブレーキ力を減少させて下り坂の勾配や車両の総重量等と車速をマッチングさせることも可能である。すなわち、ブレーキ力を調整することも可能である。
【０００９】
本発明における主ピストンと副ピストンの間隔を保持する手段としては、両ピストン間にスプリングを介装するか、またはどちらかのピストンに円筒状のスペーサ部材等を取付ける手段や、前記スプリングとスペーサ部材とを組合わせて間隔を保持する手段を用いることができる。
【００１０】
また、排気ブレーキ解除時には高い背圧によりゲート弁がバルブハウジングのシート面に強い力で押し付けられて開弁するのに大きな摩擦力が発生し、開弁時間が遅くなると共に大きなエアーシリンダーが必要となるため、開弁時にゲート弁を開き易くするために排気ガスの一部をリークさせるゲート孔がゲート弁などに設けられたものが用いられているブレーキ装置の場合は、このゲート孔を開放して排気ガスの一部を通過させて暖機運転を行うことができる。また、前記ゲート孔のないゲート弁が用いられているブレーキ装置の場合は、該ゲート弁自体を作動させて排気ガスの一部を通過させて暖機運転を行う。なお、ゲート孔を開放すると共にゲート弁自体を作動させてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るスライド式排気ブレーキ装置の一例を示す縦断側面図、図２は同上ブレーキ装置のゲート弁全閉状態を示す縦断側面図、図３は同上ブレーキ装置のゲート弁一部開弁状態を示す縦断側面図である。なおここでは、排気ガスの一部をリークさせるゲート孔が設けられたゲート弁を採用した図４と同じスライド式排気ブレーキ装置に適用した場合について説明する。
【００１２】
すなわち、図１に示すスライド式排気ブレーキ装置は、基本的には図４に示す従来のブレーキ装置と同様、エンジンの排気流通路２に介装した排気ブレーキ本体のハウジング１の内部にゲート弁（排気弁）３を内装し、かつ該ゲート弁３をハウジング１の端部に連設したエアーシリンダー４の底壁５を貫通するピストン桿６の先端に係着して排気流通路２に対するゲート弁３の開閉作動をピストン桿６の往復動により行わしめる構造となしたもので、ゲート弁３は中央部付近にゲート孔３−１を有し、ピストン桿６の先端にＴブロック７およびライナー８を介して取着されている。
【００１３】
本発明は、エアーシリンダー４のシリンダーケース４−１にスプリング４−３を張架した主ピストン４−２をピストン桿６の後端にスライド可能にかつシールリング等により気密が保持されるように設けると共に、該主ピストン４−２と所望の間隔を隔てて副ピストン４−４をスプリング４−５および円筒状のスペーサ部材４−６を介してピストン桿６の最後端部に取付け、ピストン桿６の後端部に主ピストン４−２に近接してスプリング４−３側にストッパー６−１を設ける。さらに、シリンダーケース４−１の側壁に排気流通路２全閉時に前記主ピストン４−２と副ピストン４−４との間の空間に圧縮エアーを供給するための給排気孔４−７を設ける。シリンダーケース４−１のヘッド側と底壁５側には給排気孔４−８、４−９が設けられている。９、１０はそれぞれ底壁５に設けられかつピストン桿６の摺擦するブッシュとシール部材である。
【００１４】
上記構成のスライド式排気ブレーキ装置において、当該ブレーキ装置の非作動時には、図１に示すごとく、ゲート弁３が全開状態で排気ブレーキは作動していない。
次に、暖機運転を行う場合または排気ブレーキを作動させる場合は、シリンダーケース４−１のヘッド側の給排気孔４−８より圧縮エアーを供給すると、図２に示すごとく、主ピストン４−２および副ピストン４−４がスプリング４−５および円筒状のスペーサ部材４−６により所望の空間Ｐを保持した状態でスプリング４−３に抗して底壁５側へスライドし、ピストン桿６の先端に係着されているゲート弁３を全閉状態にする。続いて、図３に示すごとく、シリンダーケース４−１のほぼ中間部に設けた給排気孔４−７より主ピストン４−２と副ピストン４−４との間の空間Ｐに圧縮エアーを供給して副ピストン４−４を押戻して、ピストン桿６のストッパー６−１が主ピストン４−２に当接する位置まで後退させると、該ピストン桿６にＴブロック７を介して取付けられたライナー８が後方にずれることによりゲート弁３のゲート孔３−１が開き、このゲート孔３−１より排気ガスの一部がマフラー側へリークするので、排気ガス中の黒煙が減少しクリアーな排気ガスとなり、かつ短時間で暖機運転を行うことができる。
【００１５】
なお、ゲート孔３−１のないゲート弁（図面省略）が用いられているブレーキ装置の場合も、主ピストン４−２とストッパー６−１との間隔に相当する長さゲート弁３が押戻されて後退して当該ゲート弁自体を排気ガスの一部が通過できる程度に開くこととなって暖機運転もしくはブレーキ力の調整を行うことができる。
【００１６】
上記スライド式排気ブレーキ装置の暖機運転後、図３に示す状態から図１に示す非作動状態にする場合は、シリンダーケース４−１のヘッド側に設けた給排気孔４−８より圧縮エアーを排気してスプリング４−３のばね力により主ピストン４−２と副ピストン４−４をヘッド側に押戻す。この時、主ピストン４−２および副ピストン４−４は、スプリング４−５および円筒状のスペーサ部材４−６により所望の空間Ｐを保持した状態で後退し、図１に示す状態となる。なお、スプリング４−５が圧縮ばねの場合、図１の状態とはならず主ピストン４−２とストッパー６−１が当接し、空間Ｐが図３のごとく開いた状態となる。
【００１７】
なお、ウォーミングアップがある程度進んでゲート弁を全閉しても黒煙が発生しない温度までエンジン冷却水温度が上昇した場合、給排気孔４−７から圧縮エアーを排気して図３の一部開弁状態から図２の全閉状態としてさらなるウォーミングアップを続行することもある。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明はスライド式排気ブレーキ装置において、ゲート弁を作動させた状態で排気ガスの一部を通過させることができるように構成したことにより、寒冷時のエンジンのアイドリングによる暖機運転を、排気ガス中の黒煙の発生を抑えて短時間で行うことができ、またブレーキ力を調整することもできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスライド式排気ブレーキ装置の一例を示す縦断側面図である。
【図２】  同上ブレーキ装置のゲート弁全閉状態を示す縦断側面図である。
【図３】  同上ブレーキ装置のゲート弁一部開状態を示す縦断側面図である。
【図４】  本発明の対象とする従来のスライド式排気ブレーキ装置の一例を示す縦断側面図である。
【図５】  同上ブレーキ装置のゲート弁全閉状態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  排気流通路
３  ゲート弁
３−１  ゲート孔
４  エアーシリンダー
４−１  シリンダーケース
４−２  主ピストン
４−４  副ピストン
４−３、４−５  スプリング
４−６  スペーサ部材
４−７、４−８、４−９  給排気孔
５  底壁
６  ピストン桿
７  Ｔブロック
８  ライナー
９  ブッシュ
１０  シール部材
【図１】
0004428802.tif 000002
【図２】
0004428802.tif 000003
【図３】
0004428802.tif 000004
【図４】
0004428802.tif 000005
【図５】
0004428802.tif 000006