JP4899130B2 - Butterfly valve - Google Patents
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Description
本発明はバタフライ弁に関し、詳しくはハウジングに形成した貫通孔に設けられた軸受と、該軸受に回転自在に軸支された弁軸と、該弁軸の端部に設けられて該弁軸よりも大径に形成された弁体保持部と、上記軸受のガス通路側の端部と上記弁体保持部の軸受側の端部との間で狭持されてこれらをシールするシール手段とを備えたバタフライ弁に関する。 The present invention relates to a butterfly valve, and more specifically, a bearing provided in a through hole formed in a housing, a valve shaft rotatably supported by the bearing, and an end of the valve shaft provided from the valve shaft. A valve body holding portion having a large diameter, and a sealing means for sealing between the end portion on the gas passage side of the bearing and the end portion on the bearing side of the valve body holding portion. It is related with the provided butterfly valve.
従来、ガスの流通するガス通路と該ガス通路と交差する方向に穿設された貫通孔とが形成されたハウジングと、上記貫通孔に設けられた軸受と、上記軸受によって回転自在に軸支された弁軸と、該弁軸におけるガス通路側の端部に設けられて該弁軸よりも大径に形成された弁体保持部と、上記弁体保持部に連結されて上記ガス通路を開閉する弁体と、上記軸受のガス通路側の端部と上記弁体保持部の軸受側の端部との間で狭持されてこれらをシールするシールリングとを備えたバタフライ弁が知られている。(特許文献1)
この特許文献1に記載されたバタフライ弁によれば、上記ガス通路内を流通する排気ガスの圧力によって弁体、弁体保持部、弁軸が一体的に軸受側に付勢されることで、軸受と弁体保持部との間で上記シールリングを狭持し、貫通孔から排気ガスが漏れるのを防止するようになっている。
According to the butterfly valve described in Patent Document 1, the valve body, the valve body holding portion, and the valve shaft are integrally biased toward the bearing side by the pressure of the exhaust gas flowing through the gas passage. The seal ring is held between the bearing and the valve body holding portion to prevent the exhaust gas from leaking from the through hole.
ここで、上記弁軸と弁体保持部とが一体に製造され、この弁軸と弁体保持部との境界に形成される段差部には、強度維持や加工工程の簡略化のため、R形状が形成されている場合がある。
このようなR形状が形成されている場合、軸受と弁体保持部との間で上記シールリングを狭持すると、シールリングの内周面が上記R形状に干渉して変形したり傾いたりしてしまい、シール性能が低下してしまうという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は軸受と弁体保持部との間でシール手段を狭持した際に、高いシール性能を得ることの可能なバタフライ弁を提供する。
Here, the valve shaft and the valve body holding portion are manufactured integrally, and the stepped portion formed at the boundary between the valve shaft and the valve body holding portion has an R shape in order to maintain strength and simplify the processing process. A shape may be formed.
In the case where such an R shape is formed, if the seal ring is pinched between the bearing and the valve body holding portion, the inner peripheral surface of the seal ring may be deformed or inclined due to interference with the R shape. As a result, there was a problem that the sealing performance deteriorated.
In view of such a problem, the present invention provides a butterfly valve capable of obtaining high sealing performance when a sealing means is sandwiched between a bearing and a valve body holding portion.
すなわち、請求項1に記載のバタフライ弁は、ガスの流通するガス通路と該ガス通路と交差する方向に穿設された貫通孔とが形成されたハウジングと、上記貫通孔に設けられた軸受と、上記軸受によって回転自在に軸支された弁軸と、該弁軸におけるガス通路側の端部に設けられて該弁軸よりも大径に形成された弁体保持部と、上記弁体保持部に連結されて上記ガス通路を開閉する弁体と、上記軸受のガス通路側の端部と上記弁体保持部の軸受側の端部との間で狭持されてこれらをシールするシール手段とを備えたバタフライ弁において、
上記弁軸と弁体保持部との境界に形成された段差部にはR形状が形成され、
上記シール手段を、上記軸受のガス通路側の端部に当接して該当接部をシールする少なくとも1枚の第1シールリングと、弁体保持部の軸受側の端部に当接して該当接部をシールする第2シールリングとから構成するとともに、これら第1シールリングと第2シールリングとを当接させて該当接部をシールさせ、
また上記第2シールリングの内周面と上記R形状とが干渉しないようにし、かつ第2シールリングの厚さを、上記第1シールリングの内周面と上記R形状とが干渉しないような厚さとしたことを特徴としている。
That is, the butterfly valve according to claim 1 includes a housing in which a gas passage through which a gas flows and a through hole formed in a direction intersecting the gas passage is formed, and a bearing provided in the through hole. A valve shaft rotatably supported by the bearing, a valve body holding portion provided at an end of the valve shaft on the gas passage side and having a larger diameter than the valve shaft, and the valve body holding A valve body that is connected to a portion and opens and closes the gas passage, and a sealing means that seals between the end of the bearing on the gas passage side and the end of the valve body holding portion on the bearing side In the butterfly valve with
An R shape is formed in the step portion formed at the boundary between the valve shaft and the valve body holding portion,
At least one first seal ring that abuts the end of the bearing on the gas passage side to seal the corresponding contact portion, and the end of the valve body holding portion on the bearing side contacts the corresponding contact. A second seal ring that seals the part, and abuts the first seal ring and the second seal ring to seal the corresponding contact part,
Also, the inner peripheral surface of the second seal ring and the R shape are prevented from interfering with each other, and the thickness of the second seal ring is set so that the inner peripheral surface of the first seal ring and the R shape do not interfere with each other. It is characterized by its thickness.
本発明によれば、上記第2シールリングを設けることにより、第1、第2シールリングを軸受と弁体保持部との間で狭持しても、第1シールリングが上記R形状に干渉して変形したり傾いたりすることはないため、上記R形状を除去する工程を設けなくとも、高いシール性能を得ることができる。 According to the present invention, by providing the second seal ring, the first seal ring interferes with the R shape even when the first and second seal rings are sandwiched between the bearing and the valve body holding portion. Therefore, it is not deformed or tilted, so that high sealing performance can be obtained without providing a step for removing the R shape.
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1は排気ブレーキ装置に用いるバタフライ弁1を示し、当該バタフライ弁1は図示しない排気管の途中に配置されている。そしてこのバタフライ弁1により排気管を開閉することで、従来公知の排気ブレーキ作用を得ることができる。
上記バタフライ弁1は、上記排気管の途中に設けられたハウジング2と、このハウジング2内に配置した円板状の弁体3と、ハウジング2に軸支されて上記弁体3を開閉させる弁軸4とを備えている。
上記弁軸4の外方側の端部は図示しないアクチュエータに連結され、内方側の端部には上記弁体3を保持する弁体保持部5が形成されている。そして上記アクチュエータにより弁軸4および弁体保持部5を介して弁体3を回転させることにより、排気管の開閉を行うようになっている。
The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a butterfly valve 1 used in an exhaust brake device, and the butterfly valve 1 is disposed in the middle of an exhaust pipe (not shown). And by opening and closing the exhaust pipe by this butterfly valve 1, a conventionally known exhaust brake action can be obtained.
The butterfly valve 1 includes a
An outer end portion of the
ハウジング2には、上記弁体3を収納するガス通路2aと、上記ガス通路2aに直交して穿設されると共に上記弁軸4を軸支する貫通孔2bとが形成されており、このうち上記ガス通路2aは上記排気管に接続されている。
上記貫通孔2bには上記弁軸4を回転可能に軸支する軸受6が圧入固定されており、この軸受6のガス通路2a側の端面は上記ガス通路2aに開口する貫通孔2bの開口部よりも若干アクチュエータ側に位置するようになっている。
そして軸受6を貫通孔2bに圧入固定することで、軸受6の外周面と貫通孔2bの内周面との間を気密を保った状態でシールするようになっている。
The
A
The
上記弁軸4は上記軸受6によって回転自在に軸支され、このため軸受6の内周面と弁軸4の外周面との間には微小な間隔が形成されている。
上記弁軸4と弁体保持部5とは一体的に製造され、また弁体保持部5の外径は上記弁軸4の外径よりも大径に製造されており、これらの境界には段差部が形成されている。
そして上記段差部には断面円弧状のR形状Rが形成されており、このR形状Rは、上記弁軸4および弁体保持部5を一体的に製造する際に使用するエンドミル等の工具の先端形状によって形成されるものとなっている。
このR形状Rを小さくするには、先端Rの小さな工具を使用するなどの必要があるため、加工時間が長くなったり、工具交換等の加工工程が増大するといった問題があった。
The
The
The stepped portion is formed with an R shape R having an arcuate cross section, and this R shape R is used for a tool such as an end mill used when the
In order to reduce the R-shape R, it is necessary to use a tool having a small tip R, which causes problems such as a longer processing time and increased processing steps such as tool replacement.
そして、本実施例のバタフライ弁1には、ガス通路2a内を流通する排気ガスが貫通孔2bより流出するのを防止するため、上記軸受6と上記弁体保持部5との間に以下のシール手段を設けている。
このシール手段は、2枚のステンレス製の第1、第2シールリング11、12から構成されている。なお、上記シール手段11としては、ステンレスを窒化処理したもの、あるいは、アルミ青銅合金を用いても良い。
第1シールリング11は上記軸受6側に設けられており、その外周面の径は上記貫通孔2bよりも小径で、内周面の径は上記弁軸4の外周面と略同径となっている。このため、この第1シールリング11の内周面と弁軸4の外周面とによってシールが行われるようになっている。
第2シールリング12は上記弁体保持部5側に設けられており、その外周面の径は上記貫通孔2bよりも小径で、内周面の径は上記R形状Rに干渉しないような径になっている。
具体的には、第2シールリング12の内周面の径は、上記R形状Rにおける弁体保持部5側の終端部の径よりも大径となっている。
さらに、第2シールリング12の厚さは、上記第1シールリングの内周面と上記R形状Rとが干渉しないような厚さとなっており、具体的には第1、第2シールリング11、12が狭持された際に、上記R形状Rの弁軸4側の終端部の位置よりも第2シールリング12の軸受6側の端面の位置が軸受6側に位置するようになっている。
And in the butterfly valve 1 of the present embodiment, in order to prevent the exhaust gas flowing through the
This sealing means is composed of two stainless steel first and
The
The
Specifically, the diameter of the inner peripheral surface of the
Furthermore, the thickness of the
上記構成を有するシール手段により、以下のようなシール効果を得ることができる。
ガス通路2a内を流通する排気ガスによって弁軸4がガス通路2aの外周側に付勢されると、上記弁体保持部5の軸受6側の端面と軸受6のガス通路2a側の端面との間で上記第1、第2シールリング11、12が狭持される。
これにより上記軸受6のガス通路2a側の端部と第1シールリング11との間でシールされ、弁体保持部5の軸受6側の端部と第2シールリング12との間でシールされ、さらに第1シールリング11と第2シールリング12との間でシールされている。
また上記軸受6の外周面と貫通孔2bの内周面との間でシールされ、さらに第1シールリング11の内周面と弁軸4の外周面との間でシールされていることから、ガス通路2aと貫通孔2bとはこれら軸受6および第1、第2シールリング11、12によってシールされており、ガス通路2aから排気ガスが貫通孔2bを介して漏出するのを防止することができる。
また、弁体保持部5の軸受6側の端面と軸受6のガス通路2a側の端面との間で上記第1、第2シールリング11、12を狭持した際、上記第2シールリング12によって上記R形状Rと第1シールリング11とが干渉することはないので、第1シールリング11の変形や傾きによるシール不良が発生しないようになっている。
さらに、上記貫通孔2bの内周面と第1、第2シールリング11、12の外周面との間には空間が形成されているため、この空間にガス通路2aを流れる排気ガス中の煤などが詰まっても、第1、第2シールリング11、12がこの煤によって貫通孔2bに固着せず、第1、第2シールリング11、12によるシール性能を長期間にわたって維持することができる。
なお、第2シールリング12の内周面および外周面はいずれも弁軸4または貫通孔2bに接していないが、第2シールリング12の内周面が上記R形状Rの弁体保持部5側終端部の径方向外周側近傍に位置しているので、実際には第2シールリング12はほとんど第1シールリング11に対して搖動することはなく、シール性能を維持することができる。
With the sealing means having the above configuration, the following sealing effect can be obtained.
When the
As a result, sealing is performed between the end of the
Further, since the seal is performed between the outer peripheral surface of the
When the first and
Further, since a space is formed between the inner peripheral surface of the
Although neither the inner peripheral surface nor the outer peripheral surface of the
図3は、本実施例のバタフライ弁1と、上記特許文献1に示した従来のバタフライ弁1について、排気ガスが貫通孔2bを介して外部へ洩れる洩れ量を検出する実験結果を示したものである。
この実験においては、排気ガスとしてガス通路2a内に100KPaの排気ガスを流通させて、貫通孔2bから排出される排気ガスの洩れ量を検出したものである。
また、この実験で使用する弁軸4および弁体保持部5とは同一の形状を有している。すなわち、弁軸4と弁体保持部5との間には同一半径のR形状Rが形成されたものを使用している。
そして実験結果に示すように、従来品のバタフライ弁における排気ガスの洩れ量に対して、本実施例のバタフライ弁1における排気ガスの漏れ量は半分以下となっており、良好なシール性を備えていることが理解できる。
なお、上記特許文献1の図4に記載されている実験結果(漏れ量:0.5〜4L/min)を得るには、弁軸4と弁体保持部5との間に形成されているR形状Rを極力小さくする加工が必要となる。
FIG. 3 shows experimental results for detecting the amount of leakage of exhaust gas to the outside through the through-
In this experiment, 100 KPa exhaust gas was circulated in the
Further, the
As shown in the experimental results, the amount of exhaust gas leakage in the butterfly valve 1 of the present embodiment is less than half of the amount of exhaust gas leakage in the conventional butterfly valve, providing good sealing performance. I can understand that.
In addition, in order to obtain the experimental result (leakage amount: 0.5-4 L / min) described in FIG. 4 of the said patent document 1, it forms between the
なお、上記実施例は、本発明を排気ブレーキ装置のバタフライ弁1に適用した場合を説明したが、上記本実施例のバタフライ弁1は、排気ガス再循環装置(EGR)の流量制御弁や、排気絞り弁、排気切替弁などにも用いることが出来る。 In addition, although the said Example demonstrated the case where this invention was applied to the butterfly valve 1 of an exhaust brake device, the butterfly valve 1 of the said this Example is a flow control valve of an exhaust-gas recirculation apparatus (EGR), It can also be used for an exhaust throttle valve, an exhaust switching valve, and the like.
1 バタフライ弁 2 ハウジング
2a ガス通路 2b 貫通孔
3 弁体 4 弁軸
5 弁体保持部 6 軸受
11 第1シールリング 12 第2シールリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
上記弁軸と弁体保持部との境界に形成された段差部にはR形状が形成され、
上記シール手段を、上記軸受のガス通路側の端部に当接して該当接部をシールする少なくとも1枚の第1シールリングと、弁体保持部の軸受側の端部に当接して該当接部をシールする第2シールリングとから構成するとともに、これら第1シールリングと第2シールリングとを当接させて該当接部をシールさせ、
また上記第2シールリングの内周面と上記R形状とが干渉しないようにし、かつ第2シールリングの厚さを、上記第1シールリングの内周面と上記R形状とが干渉しないような厚さとしたことを特徴とするバタフライ弁。 A housing in which a gas passage through which a gas flows and a through hole formed in a direction intersecting the gas passage is formed, a bearing provided in the through hole, and a valve rotatably supported by the bearing A valve body holding portion formed at the end of the valve shaft on the gas passage side and having a larger diameter than the valve shaft, and a valve connected to the valve body holding portion to open and close the gas passage A butterfly valve comprising a body, and a sealing means for sealing between the end portion on the gas passage side of the bearing and the end portion on the bearing side of the valve body holding portion,
An R shape is formed in the step portion formed at the boundary between the valve shaft and the valve body holding portion,
At least one first seal ring that abuts the end of the bearing on the gas passage side to seal the corresponding contact portion, and the end of the valve body holding portion on the bearing side contacts the corresponding contact. A second seal ring that seals the part, and abuts the first seal ring and the second seal ring to seal the corresponding contact part,
Also, the inner peripheral surface of the second seal ring and the R shape are prevented from interfering with each other, and the thickness of the second seal ring is set so that the inner peripheral surface of the first seal ring and the R shape do not interfere with each other. A butterfly valve characterized by its thickness.
上記第1、第2シールリングの外周面の径を上記貫通孔の径よりも小径とすることを特徴とする請求項1に記載のバタフライ弁。 The bearing is press-fitted into the through hole of the housing to seal between the outer peripheral surface of the bearing and the inner peripheral surface of the through hole,
2. The butterfly valve according to claim 1, wherein a diameter of an outer peripheral surface of each of the first and second seal rings is smaller than a diameter of the through hole.
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