JP2004353695A

JP2004353695A - バタフライ弁

Info

Publication number: JP2004353695A
Application number: JP2003148967A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Usami; 昇志宇佐美
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【解決手段】円筒状の軸受４をハウジング２の貫通孔２Ａに圧入することで、上記軸受４における内方側の端面４Ａとその隣接位置の貫通孔２Ａとによって環状凹部９を形成する。
上記環状凹部９に環状シール部材からなるシール手段１１を装着している。このシール手段１１は、弁軸５における大径部５Ａの段部端面５Ｂと、上記軸受４の端面４Ａとで挟持している。
【効果】従来と比較すると、製造コストが低く、かつシール性が良好なシール手段１１を提供することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば排気ブレーキ装置に用いて好適なバタフライ弁に関し、より詳しくは、その弁軸とハウジングの貫通孔との間に設けたシール手段の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ブレーキ装置に用いられるバタフライ弁として次のような構成を備えたものは知られている。すなわち、ガスが流通するガス通路およびこのガス通路と交差する方向に穿設した貫通孔とを有するハウジングと、上記ハウジングのガス通路内に設けた弁体と、上記ハウジングの貫通孔に嵌合した軸受と、上記軸受によって回転自在に軸支されて、内方側の端部を上記弁体に連結した弁軸と、上記弁軸と上記ハウジングの貫通孔との間のシールを維持するシール手段とを備えたバタフライ弁は知られている（例えば特許文献１）。
従来一般に、排気ブレーキ装置に用いられるバタフライ弁は排気ガスの熱によって高温となるので、焼き付き防止のために軸受の外周面とハウジングの貫通孔との間、および軸受と弁軸との間には僅かな隙間を維持するようにしている。
図３に示すように、上記特許文献１におけるシール手段１１は、大小２組の環状シール部材からなり、それら大小２組の環状シール部材を軸受４の外方側の端面とブラケット７との間に配置している。そして、排気ガスＧの圧力によって弁体３およびそれに連結した弁軸５が外方へ付勢されると、上記軸受４が貫通孔２Ａ内で外方側へ僅かに移動して、該軸受４の外方側の端面と上記ブラケット７との間で大小２組の環状シール部材が強く挟持されるようになっていたものである。それによって、ハウジング２の貫通孔２Ａと弁軸５との間のシールが維持されるようになっている。
さらに、その他の従来のバタフライ弁として、特許文献２、特許文献３、特許文献４が知られている。
【特許文献１】
実開昭５５−１９０５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８１２０３号公報
【特許文献３】
特開平１０−４７４９８号公報
【特許文献４】
特開平６−１１７５５１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献１のシール手段においては、大小２組の環状シール部材を用いて、それらを軸受の外方側の端面と上記ブラケットとの間で挟持させるように構成している。
つまり、図３に示すように、軸受４の隣接外方側となる貫通孔に上記シール手段１１を設けていたので、上記ハウジング２の貫通孔２Ａの内周面と軸受４の外周面との間の隙間内に排気ガスＧが侵入していたものである。このように、貫通孔２Ａと軸受４の外周面との隙間に排気ガスのすすや錆びなどが侵入することで、上記隙間が埋まってしまう結果となり、軸受４の軸方向外方側への移動が阻害されることになる。これにより、ブラケット７と軸受４の外方側の端面とによるシール手段１１の挟持力が弱くなる。そのため、シール手段１１によるシールの維持が不良となるという欠点があった。
さらに、上記特許文献２〜４のバタフライ弁においては、弁体と軸受の内方側の端面との間で環状シール部材を強く挟持することで、シール手段のシール性を向上させている。しかしながら、上記特許文献２および３ではシール部材にゴム等の弾性部材が使用されているため耐久性が低く、上記特許文献４では軸受５をシールリング１０に密着させるために弾性部材９を設けてあり、構成が複雑であった。従って、これらの特許文献のシール手段では、耐久性が劣ったり構成が複雑で製造コストが高くなるという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、製造コストが低く、かつシール性も良好なバタフライ弁のシール手段を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ガスが流通するガス通路およびこのガス通路と交差する方向に穿設した貫通孔とを有するハウジングと、上記ハウジングのガス通路内に設けた弁体と、上記ハウジングの貫通孔に嵌合した軸受と、上記軸受によって回転自在に軸支されて、内方側の端部を上記弁体に連結した弁軸と、上記弁軸と上記ハウジングの貫通孔との間のシールを維持するシール手段とを備えたバタフライ弁において、
上記軸受を上記ハウジングの貫通孔に圧入して、該軸受の内方側の端面とその隣接位置となるハウジングの貫通孔とによって環状凹部を形成し、上記シール手段としての環状シール部材を上記環状凹部に装着するとともに、上記環状シール部材を上記軸受の内方側の端面と上記弁軸に設けた段部端面とによって挟持したものである。
このような構成によれば、軸受と弁軸の外周部との間に僅かに隙間が有ったとしても、その隙間へ排気ガスが侵入することを抑制することが可能となる。したがって、従来と比較して製造コストが低く、しかもシール性が良好なバタフライ弁を提供することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は排気ブレーキ装置のバタフライ弁であり、図示しない排気管の途中に配置されている。
このバタフライ弁１により所要時に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出来る。
上記バタフライ弁１は、上記排気管の途中に設けたハウジング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における半径方向の貫通孔２に嵌合した軸受４と、この軸受４により軸支されて内方側の端部を上記弁体３に連結した弁軸５とを備えている。上記弁軸５の外方側の端部は、図示しないアクチュエータに連結してあり、このアクチュエータにより弁軸５を介して弁体３をハウジング２のガス通路６内で回転させることで、このガス通路６を開閉できるようになっている。
【０００６】
ハウジング２には、上記弁体３を収納した大径の軸方向孔を形成してあり、これを上記ガス通路６としている。このガス通路６を図示しない排気管に接続している。
ハウジング２には、上記ガス通路６まで到達する半径方向の貫通孔２Ａを水平に穿設してあり、この貫通孔２Ａを設けた位置のハウジング２の側面を固定フレームのブラケット７に重合させて、ボルト８により連結している。
このブラケット７には、ハウジング２の貫通孔２Ａの位置に合わせて貫通孔７Ａを穿設している。そして、ブラケット７の貫通孔７Ａ、ハウジング２の貫通孔２Ａおよび軸受４に弁軸５を貫通させて設けている。この弁軸５の内方側の端部とその隣接箇所は段付の大径部５Ａとしてあり、この大径部５Ａを弁体３の外周部に連結している。これにより、弁体３はハウジング２のガス通路６内で上記弁軸５によって回転されるようになっている。
【０００７】
しかして、本実施例は、従来のものとは異なり、軸受４をハウジング２の貫通孔２Ａに圧入することで、貫通孔２Ａ内の所定位置に軸受４を嵌着している。これにより、軸受４の内方側の端面４Ａを、僅かに貫通孔７Ａの内方側の端部よりもこの貫通孔２Ａの内方側に退没させている。また、このように軸受４を貫通孔２Ａに圧入することで、軸受４の外周面と貫通孔２Ａとの間のシールを維持している。
そして、内方側の端面４Ａの隣接位置に、該内方側の端面４Ａと貫通孔２Ａとによる環状凹部９を形成し、この環状凹部９にシール手段１１を装着している。このシール手段１１により、貫通孔２Ａと弁軸５の外周面との間のシールを維持するようにしている。
なお、軸受４の隣接外方側には環状シール部材は配置しておらず、環状の空間部となっている。つまり軸受４の外方側の端面とブラケット７の端面との間は離隔させている。なお、上記軸受４の外方側の端面を上記ブラケット７の端面に当接させても良い。
【０００８】
上記シール手段１１は、ステンレス製で単一の環状シール部材からなり、このシール手段１１の内径は、弁軸５の外径よりも僅かに大きな寸法に設定してあり、シール手段１１の外径はハウジング２の貫通孔２Ａの内径よりも小さな寸法に設定している。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。
本実施例では、弁軸５にシール手段１１を装着し、その後ハウジング２の貫通孔２Ａに軸受４を圧入により嵌着している。そして、上記軸受４の内方側の端面４Ａと上記弁軸５の段部端面５Ｂとによってシール手段１１を挟持するようにしている。
この状態において、シール手段１１の内周部は弁軸５の外周面との間に僅かな隙間をもってそこに近接しており、またシール手段１１の外周部は貫通孔２Ａとの間に僅かな隙間をもってそこに近接している。また、シール手段１１の外方側の端面（図面上での左方側の端面）は、軸受４の内方側の端面４Ａに密着するとともに、シール手段１１の内方側の端面（図面上での右方側の端面）は、上記弁軸５の大径部５Ａの段部端面５Ｂに密着している。
なお、本実施例においても、弁軸５の外周面と軸受４との間には、僅かに間隙を維持している。これにより、排気ガスＧの熱によって、軸受４と弁軸５が焼き付くのを防止するようにしている。
【０００９】
以上のように本実施例は、従来一般のシール手段１１と比較すると、軸受４を設けた箇所から洩れる排気ガスＧの洩れ量を減少させることが可能である。
図４は、本実施例のバタフライ弁１と、上記特許文献１及び図３に示した従来のバタフライ弁１について、排気ガスＧが軸受４の内周部及び外周部の隙間を介して外部へ洩れる際の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Ｇとしてガス通路内に１００Ｋｐａの排気ガスを流通させて、軸受４の外方側への排気ガスＧの洩れ量を検出したものである。
【００１０】
この図４に示すように、従来品の排気ガスＧの洩れ量に対して本実施例は半分以下の洩れ量となっており、良好なシール性を備えていることが明らかである。
また、シール手段１１は、軸受４の内方側の端面を塞ぐ状態で環状凹部９に設けてあるので、弁軸５の外周面と軸受４との間の微小な隙間に排気ガスＧのすすが詰まり難くなっている（図２参照）。そのため、長期間にわたって弁軸５の作動信頼性が良好である。
さらに、本実施例によれば、シール手段１１としての環状シール部材は、少なくとも一枚だけ設ければ良いので、複数の環状シール部材を設けていた図３の従来品と比較すると、本実施例におけるシール手段１１は製造コストを低下させることが出来る。
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）の流量制御弁にも用いることが出来る。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来と比較してシール性が良好なシール手段を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１の要部の拡大図。
【図３】従来技術を示す断面図。
【図４】本実施例と従来品とについてガス洩れ量を検出した実験結果を示す図。
【符号の説明】
１…バタフライ弁７…ブラケット
２…ハウジング３…弁体
５…弁軸２Ａ…貫通孔
１１…シール手段

Claims

ガスが流通するガス通路およびこのガス通路と交差する方向に穿設した貫通孔とを有するハウジングと、上記ハウジングのガス通路内に設けた弁体と、上記ハウジングの貫通孔に嵌合した軸受と、上記軸受によって回転自在に軸支されて、内方側の端部を上記弁体に連結した弁軸と、上記弁軸と上記ハウジングの貫通孔との間のシールを維持するシール手段とを備えたバタフライ弁において、
上記軸受を上記ハウジングの貫通孔に圧入して、該軸受の内方側の端面とその隣接位置となるハウジングの貫通孔とによって環状凹部を形成し、上記シール手段としての環状シール部材を上記環状凹部に装着するとともに、上記環状シール部材を上記軸受の内方側の端面と上記弁軸に設けた段部端面とによって挟持したことを特徴とするバタフライ弁。
上記環状シール部材の外周部は上記環状凹部を構成する貫通孔の内周面に近接させてあり、また、上記環状シール部材の内周部は上記弁軸の外周面に近接させてあることを特徴とする請求項１に記載のバタフライ弁。
上記弁軸は、上記内方側の端部としての大径部を備えており、その大径部の端面が上記段部端面を構成することを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載のバタフライ弁。