CN108138989A - 轴封装置 - Google Patents

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CN108138989A
CN108138989A CN201680055137.4A CN201680055137A CN108138989A CN 108138989 A CN108138989 A CN 108138989A CN 201680055137 A CN201680055137 A CN 201680055137A CN 108138989 A CN108138989 A CN 108138989A
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Abstract

本公开的一个方面的轴封装置具备流路管、旋转部、阀、轴侧密封部、以及流路侧密封部。在流路管的内部具有气体的流路，并且流路管具有使该流路的内部和该流路的外部连通的通孔。将旋转部插入通孔而保持旋转部，并且旋转部通过预先设定的旋转轴而进行旋转。阀伴随着旋转部的旋转而开放或堵塞流路的至少一部分。轴侧密封部沿着旋转部的外周部而突出设置。流路侧密封部配置在流路管与旋转部之间，并围绕着旋转部与轴侧密封部进行线接触。

Description

轴封装置
技术领域
本公开涉及抑制旋转轴中气体泄漏的技术。
背景技术
下列专利文献1中公开了通过使设置在轴侧的部件与设置在排气管侧的部件进行面接触而抑制气体泄漏的轴封装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5345708号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，上述轴封装置中，由于通过面接触的形式使两个部件接触，因此存在难以使两个部件均匀接触，从而难以抑制气体泄漏的问题。
本公开的一个方面希望能够在轴封装置中更切实地抑制旋转轴中的气体泄漏。
解决问题的技术方案
本公开的一个方面的轴封装置具备流路管、旋转部、阀、轴侧密封部、以及流路侧密封部。
流路管的内部具有气体的流路，并且流路管具有使该流路与该流路的外部连通的通孔。将旋转部插入通孔中而保持旋转部，并且旋转部通过预先设定的旋转轴而进行旋转。阀伴随着旋转部的旋转而开放或堵塞流路的至少一部分。轴侧密封部沿着旋转部的外周部而突出设置。流路侧密封部配置在流路管与旋转部之间，并围绕着旋转部而与轴侧密封部进行线接触。
根据如上所述的轴封装置，由于使轴侧密封部与流路侧密封部进行线接触，因此，与使其进行面接触的情形相比，可构成为易于使轴侧密封部与流路侧密封部均匀地接触。由此，能够在轴封装置中抑制气体从流路向流路的外部泄漏。
此外，本公开的一个方面的轴封装置可具备施力部件，施力部件构成为朝向流路侧密封部侧对轴侧密封部施力。
根据如上所述的轴封装置，由于能够朝向流路侧密封部侧对轴侧密封部施力，因此，能够提高轴侧密封部与流路侧密封部的接触压力。由此，能够抑制气体从流路向流路的外部泄漏。
此外，在本公开的一个方面的轴封装置中，施力部件可朝向流路侧密封部侧对轴侧密封部施力，且将阀保持在预先设定的位置。
根据如上所述的轴封装置，由于使施力部件具备朝向流路侧密封部侧对轴侧密封部施力的功能和将阀保持在预先设定的位置的功能，因此，与针对每个功能而分别设置施力部件的情形相比，能够实现省空间化。
此外，在本公开的一个方面的轴封装置中，当用一通过旋转轴的假想平面将轴封装置切断时，在轴侧密封部和流路侧密封部的抵接部位处，轴侧密封部和流路侧密封部中的一者可由直线构成，并且轴侧密封部和流路侧密封部中的另一者可由曲线构成。
根据如上所述的轴封装置，能够切实地使轴侧密封部和流路侧密封部进行线接触。
此外，在本公开的一个方面的轴封装置中，当用一通过旋转轴的假想平面将轴封装置切断时，轴侧密封部和流路侧密封部的每一个抵接部位均可由曲线构成。
根据如上所述的轴封装置，能够切实地使轴侧密封部和流路侧密封部进行线接触。
此外，在本公开的一个方面的轴封装置中，当用一通过旋转轴的假想平面将轴封装置切断时，轴侧密封部以及流路侧密封部可具备处在隔着旋转部的位置的多个抵接部位，并且轴侧密封部可在多个抵接部位处承受朝向旋转轴侧的力，或承受朝向旋转轴的相反侧的力。
根据如上所述的轴封装置，可具备将旋转部保持在固定位置的功能。由此，能够使流路侧密封部作为保持旋转部的轴承而发挥作用。
附图说明
图1是示出轴封装置的结构的立体图。
图2是轴封装置的II-II剖视图。
图3是阀以及阀开闭机构的分解立体图。
图4是阀的主视图。
图5是阀的V-V剖视图。
图6是实施方式的阀的剖视图中密封部的放大图。
图7是组装施力部件前的轴封装置的VII-VII剖视图。
图8是组装施力部件后的轴封装置的剖视图。
图9是第1变形例的阀的剖视图中密封部的放大图。
图10是第2变形例的阀的剖视图中密封部的放大图。
图11是第3变形例的阀的剖视图中密封部的放大图。
附图标记的说明
1…轴封装置；2…流路管；3…气体流路；4…通孔；6…阀座；
10…阀；12…阀芯；14…旋转部；14A…前端部；
14B、14C、14D、14E…轴侧密封部；14F…突起部；16…第1圆筒部；
16B、16C、16D、16E…流路侧密封部；17…抵接部位；18…第2圆筒部；
20…阀开闭机构；22…被卡合部件；22A…卡止孔；24…施力部件；
26…保持部。
具体实施方式
以下，结合附图对本公开的示例性实施方式进行说明。
[1.第1实施方式]
[1-1.结构]
图1所示的轴封装置1安装在例如乘用车等具有内燃机的移动体中。该轴封装置1使配置在供来自内燃机的废气等气体142流动的流路管2内部的阀10在抑制气体142由流路管2的外部泄漏的同时进行动作。
如图1以及图2所示，轴封装置1具备流路管2、阀10、以及阀开闭机构20。流路管2形成为两端开口的筒形，并在流路管2内部形成作为气体的流路的气体流路3。流路管2与供来自内燃机的气体142流入的排气管或排气歧管等连接。此外，在流路管2设置有使气体流路3的内部与气体流路3的外部连通的通孔4。其中，连通表示使多个空间处于相连的状态。
如图3以及图4所示，阀10具备阀芯12、旋转部14、第1圆筒部16、以及第2圆筒部18。
阀芯12是用于开放或堵塞至少一部分的气体流路3的部位，并与旋转部14的旋转一体地位移。阀芯12在与设置于流路管2内部的阀座6接触的闭阀位置和离开阀座6的开阀位置之间位移。其中，在图2中以实线示出闭阀位置，并在图2中以虚线示出开阀位置。
通过将旋转部14插入通孔4中而保持旋转部14，旋转部14是通过预先设定的旋转轴21而进行旋转的圆柱形的部件。
如图如3～图5所示，第1圆筒部16形成为两端开口的圆筒形，并且，旋转部14插通第1圆筒部16的内部。其中，插通是表示使插入到孔中的部件的前端从孔中突出的状态。第1圆筒部16保持插通第1圆筒部16的旋转部14中比阀芯12更靠通孔4侧的部位。此外，第1圆筒部16的外周部与通孔4的内侧无间隙地接合。
如图3～图5所示，第2圆筒部18形成为两端开口的圆筒形，并且，旋转部14插通第2圆筒部18的内部。第2圆筒部18被保持在流路管2的内部。即，在流路管2中，仅旋转部14的一端露出到流路管2的外部，旋转部14的另一端不露出到流路管2的外部而被保持在流路管2的内部。
此外，第2圆筒部18具备作为将旋转部14保持为能够旋转的轴承的功能。即，如图5所示，第2圆筒部18具备封堵部件32、轴支承部件34、轴支座部件36。
封堵部件32封堵第2圆筒部18中的与第1圆筒部16相反的一侧。具体而言，封堵部件32具有与第2圆筒部18的内径大致相同的外径，并且封堵部件32以使其至少一部分插入到第2圆筒部18中的状态而被固定。
轴支承部件34沿旋转部14的外周而配置，并且作为将旋转部14支撑为能够旋转的公知的轴承而构成。轴支承部件34可采用公知的轴承等任意的结构。
轴支座36固定在封堵部件32上，且配置在旋转部14的旋转轴21上。该轴支座36由例如被抛光成使得摩擦变小的金属构成，并且轴支座36通过与旋转部14中的于封堵部件32侧的端部接触，来抑制旋转部14朝封堵部件32移动。此外，在具备施力部件24的结构中，由于朝着使旋转部14离开封堵部件32的方向对旋转部14施力，因此也可以不具备轴支座36。另一方面，在不具备施力部件24的结构中，由于旋转部14在旋转轴21上向任意方向移动的可能性较高，因此优选具备轴支座36。
在此，流路管2构成为，设置通孔4并能够从流路管2的外部使旋转部14进行旋转，因此，需要实施使得在流路管2中流动的气体不会从第1圆筒部16与旋转部14之间的间隙泄漏的对策。因此，在本实施方式中，如图5以及图6所示，在旋转部14具备轴侧密封部14B，同时沿着第1圆筒部16的内周面而具备向内侧突出的流路侧密封部16B。轴侧密封部14B沿着旋转部14的外周部而突出设置。
流路侧密封部16B配置在流路管2中，并且流路侧密封部16B与轴侧密封部14B围绕着旋转部14并在抵接部位17处进行线接触。抵接部位17表示流路侧密封部16B与轴侧密封部14B相接触的部位。抵接部位17的形状构成为呈圆形或椭圆形。
另外，如图5或图6所示，在轴侧密封部14B以及流路侧密封部16B中，例如，当用通过旋转部14的旋转轴21的任意一个假想平面将轴封装置1切断时，轴侧密封部14B中包含抵接部位17的接触面由直线构成，而流路侧密封部16B中包含抵接部位17的接触面由曲线构成。此外，轴侧密封部14B中的抵接部位17朝向着旋转部14的旋转轴21内侧，而流路侧密封部16B中的抵接部位17朝向着旋转部14的旋转轴外侧。
如图6所示，此时，当用一通过旋转部14的旋转轴21的假想平面将轴封装置1切断时，轴侧密封部14B中的抵接部位17处在隔着旋转部14的位置。在该图中，轴侧密封部14B在多个抵接部位17处分别受到朝向与旋转部14的旋转轴21相反的一侧的力P1和P2。即，将旋转部14保持成，向使得多个抵接部位17与旋转部14的中心轴之间的距離相等的中心位置趋近，以使得旋转部14从抵接部位17处承受的力P1以及P2均等。通过上述作用，在轴封装置1中能够使流路侧密封部16B作为旋转部14的轴承之一而发挥作用。
接下来，如图3所示，阀开闭机构20具备被卡合部件22、施力部件24、以及保持部26。
被卡合部件22形成有卡止孔22A。作为阀轴的旋转部14的前端部14A插通并固定于卡止孔22A。利用配置在流路管2外部的电机或热致动器等动力部使被卡合部件22旋转，由此使旋转部14旋转，从而使阀芯12动作。
保持部26由金属构成，并将施力部件24的于阀10侧的端部保持成使得该端部不会进行移动。
施力部件24由例如扭转螺旋弹簧构成。施力部件24的于阀10侧的端部固定在保持部26，相反侧的端部与被卡合部件22连接。此外，施力部件24的与被卡合部件22连接的端部伴随着被卡合部件22的旋转而位移。通过该结构而使得当阀芯12从预先设定的位置进行位移时，施力部件24会施加作用力以使阀芯12返回到该位置。
其结果为，施力部件24欲将阀10的阀芯12保持在预先设定的位置。其中，预先设定的位置表示例如阀芯12开阀时的位置或闭阀时的位置等。特别是，在本实施方式中，将施力部件24安装成朝使得阀芯12闭阀的方向而施加作用力。
如图3以及图7所示，施力部件24构成为，在不受外力作用时构成扭转螺旋弹簧的钢线的间隔会扩开。并且，在对旋转部14组装施力部件24时，如图8所示，施力部件24处于受到外力作用以使钢线的间隔缩窄的状态。在该状态下，施力部件24产生朝向使钢线的间隔扩开的方向的作用力。即，施力部件24产生朝向使得旋转部14向被卡合部件22侧移动的方向的作用力。通过该施力部件24，提高了欲使流路侧密封部16B与轴侧密封部14B在其抵接部位17处彼此接触的力。
[1-2.效果]
根据以上详述的第1实施方式，可获得以下效果。
(1a)上述轴封装置1具备流路管2、旋转部14、阀10、轴侧密封部14B、以及流路侧密封部16B。
流路管2的内部形成有气体的气体流路3，并且在流路管2设置有使该气体流路3的内部与该气体流路3的外部连通的通孔4。将旋转部14插入通孔4而保持旋转部14，并且旋转部14通过预先设定的旋转轴21而进行旋转。阀10伴随着旋转部14的旋转而开放或堵塞气体流路3的至少一部分。轴侧密封部14B设置成沿着旋转部14的外周部而突出。流路侧密封部16B配置在流路管2与旋转部14之间，并围绕着旋转部14与轴侧密封部14B进行线接触。
根据如上所述的轴封装置1，由于使轴侧密封部14B和流路侧密封部16B进行线接触，因此，与使其进行面接触的情形相比，可构成为易于使轴侧密封部14B和流路侧密封部16B均匀地接触。由此，能够抑制在轴封装置1中气体从气体流路3向气体流路3的外部泄漏。此外，由于使轴侧密封部14B和流路侧密封部16B进行线接触，因此，与使其进行面接触的情形相比，能够减小使阀10位移时的摩擦阻力。
(1b)上述轴封装置1具备构成为朝流路侧密封部16B侧对轴侧密封部14B施力的施力部件24。
根据如上所述的轴封装置1，由于能够朝流路侧密封部16B侧对轴侧密封部14B施力，因此，能够使轴侧密封部14B与流路侧密封部16B的接触压力提高。由此，能够进一步抑制气体从气体流路3向气体流路3的外部泄漏。
(1c)在上述轴封装置1中，施力部件24朝流路侧密封部16B侧对轴侧密封部14B施力，且将阀10保持在预先设定的位置。
根据如上所述的轴封装置1，能够使施力部件24具备朝流路侧密封部16B侧对轴侧密封部14B施力的功能、以及将阀10保持在预先设定的位置的功能，因此与针对每个功能而分别设置施力部件24的情形相比，能够实现省空间化。此外，与针对每个功能而分别设置施力部件24的情形相比，还能够减少部件数量，并有助于削减成本。
(1d)在上述轴封装置1中，当用一通过旋转轴21的假想平面将轴封装置1切断时，在轴侧密封部14B与流路侧密封部16B的抵接部位17处，轴侧密封部14B和流路侧密封部16B中的一者由直线构成，轴侧密封部14B和流路侧密封部16B中的另一者由曲线构成。
根据如上所述的轴封装置1，由于在截面处呈直线与曲线的点接触，因此，能够切实地使轴侧密封部14B和流路侧密封部16B进行线接触。
(1e)在上述轴封装置1中，当用一通过旋转轴21的假想平面将轴封装置1切断时，轴侧密封部14B以及流路侧密封部16B具备处在隔着旋转部14的位置的多个抵接部位，并且，轴侧密封部14B在多个抵接部位处承受朝向旋转轴21侧的力，或承受朝向旋转轴21的相反侧的力。
根据如上所述的轴封装置1，可具备将旋转部14保持在固定位置的功能。由此，能够使流路侧密封部16B作为保持旋转部14的轴承而发挥作用。
[2.其他实施方式]
以上，对于用于实施本公开的方式进行了说明，不过，本公开不限于上述实施方式，能够进行各种变形而加以实施。
(2a)上述实施方式中，当用任意一个通过旋转部14的旋转轴21的假想平面将轴封装置切断时，轴侧密封部14B中的与流路侧密封部16B的抵接部位由直线构成，流路侧密封部16B中的与轴侧密封部14B的抵接部位由曲线构成，不过不限于此。例如图9所示，轴侧密封部14C中的与流路侧密封部16C的每一个抵接部位17也可以均由曲线构成。
(2b)在上述实施方式中，当用一通过旋转部14的旋转轴21的假想平面将轴封装置1切断时，轴侧密封部14B构成为，在多个抵接部位17的每一个抵接部位处承受朝向与旋转部14的旋转轴21相反的一侧的力，不过也可以承受朝向旋转轴21侧的力。
即，如图10所示，轴侧密封部14D中的抵接部位朝向旋转部14的旋转轴21外侧，而流路侧密封部16D中的抵接部位朝向旋转部14的旋转轴21内侧。
(2c)此外，流路侧密封部和轴侧密封部14B只要是围绕着旋转部14进行线接触即可，可采用任意的形状。例如图11所示，可以使流路侧密封部14E沿着旋转部14的外周从旋转部14突出而配置，并在该流路侧密封部14E中的于流路侧密封部16E的一侧可以具备围绕着旋转部14的旋转轴21并形成为环状的突起部14F。
(2d)在上述实施方式中，使废气在流路管2中流动，不过也可以使除废气以外的气体在流路管2中流动。
上述(2a)～(2d)也可以获得与上述(1a)相同的效果。
(2E)可以使上述实施方式中的1个构成元素所具有的功能分散到多个构成元素中，或将多个构成元素所具有的功能统合到1个构成元素中。此外，可以省略上述实施方式的构成的一部分。此外，也可以将上述一实施方式的构成的至少一部分添加到上述其他实施方式的构成中，或对上述一实施方式的构成的至少一部分和上述其他实施方式的构成进行置换。此外，由权利要求中记载的语句所确定的技术思想所包含的所有形式均为本公开的实施方式。
(2F)除上述轴封装置，本公开也可以通过以该轴封装置为构成元素的系统、轴封方法等各种方式而予以实现。

Claims (6)

1.一种轴封装置，其特征在于，具备：
流路管，在所述流路管的内部具备气体的流路，并且所述流路管具有使该流路的内部与该流路的外部连通的通孔；
旋转部，将所述旋转部插入所述通孔而保持所述旋转部，并且所述旋转部构成为通过预先设定的旋转轴而进行旋转；
阀，所述阀构成为伴随着所述旋转部的旋转而开放或堵塞所述流路的至少一部分；
轴侧密封部，所述轴侧密封部沿着所述旋转部的外周部而突出设置；以及
流路侧密封部，所述流路侧密封部配置在所述流路管与所述旋转部之间，并构成为围绕着所述旋转部与所述轴侧密封部进行线接触。
2.根据权利要求1所述的轴封装置，其特征在于，
还具备施力部件，所述施力部件构成为朝向所述流路侧密封部侧对所述轴侧密封部施力。
3.根据权利要求2所述的轴封装置，其特征在于，
所述施力部件构成为，朝向所述流路侧密封部侧对所述轴侧密封部施力，且将所述阀保持在预先设定的位置。
4.根据权利要求1～3中任1项所述的轴封装置，其特征在于，
当用一通过所述旋转轴的假想平面将该轴封装置切断时，在所述轴侧密封部和所述流路侧密封部的抵接部位处，所述轴侧密封部和所述流路侧密封部中的一者由直线构成，所述轴侧密封部和所述流路侧密封部中的另一者由曲线构成。
5.根据权利要求1～3中任1项所述的轴封装置，其特征在于，
当用一通过所述旋转轴的假想平面将该轴封装置切断时，所述轴侧密封部和所述流路侧密封部的每一个抵接部位均由曲线构成。
6.根据权利要求1～5中任1项所述的轴封装置，其特征在于，
当用一通过所述旋转轴的假想平面将该轴封装置切断时，所述轴侧密封部以及所述流路侧密封部具备处在隔着所述旋转部的位置的多个抵接部位，并且
所述轴侧密封部构成为，在所述多个抵接部位处承受朝向所述旋转轴侧的力，或承受朝向所述旋转轴的相反侧的力。
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