JP2008190504A - Shaft seal retaining ring - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車に搭載される弁、特に排気ガス再循環制御用の弁の構成に用いられる軸シール用リングに関する。 The present invention relates to a shaft seal ring used in the configuration of a valve mounted on an automobile, particularly a valve for exhaust gas recirculation control.
自動車等のエンジンに付帯設置される排気ガス再循環装置において、排気ガス再循環制御用の弁として、弁体が設けられる一端部とアクチュエータからの駆動力が与えられる他端部とを有して軸線方向に往復動する軸と、この軸を前記一端部と前記他端部との間の位置で摺動可能に支持すると共に前記一端部が占める空間部と前記他端部が占める空間部とを該軸との摺動部からの流体洩れがないように仕切る軸摺動支持部と、を有したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In an exhaust gas recirculation device attached to an engine of an automobile or the like, the exhaust gas recirculation control valve has one end provided with a valve element and the other end provided with a driving force from an actuator. A shaft that reciprocates in the axial direction, and a space that slidably supports the shaft at a position between the one end and the other end, and a space that the one end occupies and a space that the other end occupies. There is known a shaft sliding support portion that partitions the shaft so as to prevent fluid leakage from the sliding portion with the shaft (see, for example, Patent Document 1).
前記一端部が占める前記空間部はハウジングの一部として形成されている排気ガス通路が相当する。また、前記他端部が占める前記空間部も、ハウジングの一部として形成されていて、前記軸が弁の開閉に際して往復動することができる空間であり、この空間には前記アクチュエータの取付け面が露出している。 The space occupied by the one end corresponds to an exhaust gas passage formed as a part of the housing. The space occupied by the other end is also formed as a part of the housing, and is a space in which the shaft can reciprocate when the valve is opened and closed. In this space, the mounting surface of the actuator is provided. Exposed.
前記軸摺動支持部には、前記軸にその内径部を挿通されたテーパ付きリング形状のシール部材が設けられている。このシール部材は弾性材からなり排気ガスの圧力によりその内径部が軸との隙間を狭める方向に変形して軸の外径部に密着すると共に、外径部側が前記軸摺動支持に設けられた対向部材に押し付けられるように変形してシール機能を果たし、軸受部まわりの隙間を通して、前記一方の空間部(排気ガス通路)の排気ガス及びこれに含まれる微小な異物などが、弁を駆動する前記アクチュエータの取付け面が露出した他方の空間部へ洩れるのを防止している。 The shaft sliding support portion is provided with a tapered ring-shaped seal member inserted through the inner diameter portion of the shaft. This seal member is made of an elastic material, and its inner diameter portion is deformed in the direction of narrowing the gap with the shaft due to the pressure of the exhaust gas, and is closely attached to the outer diameter portion of the shaft, and the outer diameter portion side is provided on the shaft sliding support. It is deformed so as to be pressed against the opposite member and performs a sealing function. Through the gap around the bearing portion, the exhaust gas in the one space portion (exhaust gas passage) and minute foreign matters contained in this drive the valve. The actuator mounting surface is prevented from leaking to the other exposed space.
しかし、従来技術は、排気ガスの圧力に依存してシール部材によるシール性能を得る構成であり、一方、排気ガスの圧力は変動する。このため、例えば、排気ガスの圧力が低いタイミングでは前記シール部材の変形量が小さくなるため、特にシール部材の外径部側で前記対向部材とシール部材との間のシール性能が低下して排気ガス等が洩れるおそれがある。 However, the prior art is configured to obtain the sealing performance by the seal member depending on the pressure of the exhaust gas, while the pressure of the exhaust gas varies. For this reason, for example, when the pressure of the exhaust gas is low, the deformation amount of the seal member is small, and therefore, the seal performance between the facing member and the seal member is deteriorated particularly on the outer diameter side of the seal member. There is a risk of gas leaking.
排気ガスにはアクチュエータの機能を損なう成分が含まれているので、これが一方の空間部から他方の空間部へ洩れた場合には、ハウジングを腐食させ、さらに、アクチュエータ取付け面を介してアクチュエータ部分に侵入した場合にはアクチュエータの動作不良の原因となる。 Since exhaust gas contains components that impair the function of the actuator, if it leaks from one space to the other, it will corrode the housing and, further, the actuator part via the actuator mounting surface. Intrusion may cause malfunction of the actuator.
この発明は上記のような課題を解決するもので、ガスの圧力にのみ依存することなくシール部材によるシール性能を得ることのできる軸シール保持用リングを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a shaft seal holding ring capable of obtaining a sealing performance by a sealing member without depending only on gas pressure.
この発明に係る軸シール保持用リングは、軸摺動支持部に設けられ軸にその内径部を挿通されたシール部材の外径側を、軸摺動支持部に設けられた対向部材との間で挟んで軸線方向に加圧する与圧部を有した弾性体からなるものである。 The shaft seal retaining ring according to the present invention is configured such that the outer diameter side of the seal member provided in the shaft sliding support portion and inserted through the inner diameter portion of the shaft is between the opposing member provided in the shaft sliding support portion. It consists of an elastic body which has a pressurizing part which presses in an axial direction on both sides.
この発明によれば、ガスの圧力にのみ依存することなく、シール部材によるシール性能を得ることができる。 According to this invention, the sealing performance by the sealing member can be obtained without depending only on the gas pressure.
以下に、軸シール保持用リングの実施の形態を説明する。
実施の形態1.
図1において、弁機構が構成されたハウジング1の上端部は取り付け座21になっていて、接合ラインX‐Xを境界としてアクチュエータ13の下端部に形成された基台20が取付けボルト30で取付けられている。アクチュエータ13はモータ本体とこのモータ本体に電気信号を供給するための制御回路を備える。
Hereinafter, embodiments of the shaft seal holding ring will be described.
In FIG. 1, the upper end portion of the
ハウジング1内の弁の構成を説明する。
ハウジング1は上部空間22と下部空間23を有し、これら上部空間22と下部空間23との間は軸摺動支持部24で仕切られている。下部空間23は排気ガス通路を構成し、バルブシート2が設けられている。
The configuration of the valve in the
The
バルブシート2に接離して排気ガス通路を開閉する弁体3は軸4の一端部(本例では下端部)に設けられている。軸摺動支持部24を挿通する軸4の他端部(本例では上端部)は上部空間22に位置し、コッタ12を介してスプリングホルダ11に連結されている。
軸摺動支持部24に形成されたばね座とスプリングホルダ11との間には伸張性のスプリング10が設置されていて、軸4を上向き(閉弁方向)に付勢している。この付勢力による軸4の移動は弁体3がバルブシート2に当接することにより阻止されている。
A
An
軸4の上端部はアクチュエータ13の動作軸と対向しており、アクチュエータ13の動力が軸4に伝わり軸4の上端部がスプリング10の弾性に勝る力で押されるとスプリング10が圧縮されて軸4が軸線方向で下降移動(開弁方向)し、弁体3がバルブシート2から下方へ離れて弁が開き、下部空間23を通って排気ガスが流れる(開弁)。
The upper end portion of the
一方、アクチュエータ13の動力が逆向きに切り換えられると、圧縮されていたスプリング10の反発力がスプリングホルダ11とコッタ12を介して軸4に伝わり、軸4と弁体3が上動して弁体3がバルブシート2に接して排気ガスの流れが遮断される(閉弁)。
On the other hand, when the power of the
ハウジング1の軸摺動支持部24には、下からフィルタ5、ブッシュからなる滑軸受タイプの軸受6、リング7、シール部材8、プラグ9の各部材が積層状に保持されていて、これら部材の中心部を軸4が貫通している。フィルタ5は軸4の摺動部に付着する排ガス成分を掻き落とすためのもので通気性素材からなり、シール性能は有さない。
The shaft sliding
軸摺動支持部24について円Aで囲んだ部分を拡大して示したのが図2であり、さらにリング7周辺部を拡大して示したのが図3である。プラグ9は本発明における対向部材の一例でありリング状の形状をしていて、軸摺動支持部24に嵌合し上方に抜けないように抜け止めされて位置保持されている。プラグ9の下端部は凹形に形成された小径座部9aと、この小径座部9aに対して下方に環状に突出した大径座部9bを有している。
FIG. 2 is an enlarged view of the portion surrounded by the circle A with respect to the shaft sliding
シール部材8は耐熱性と摺動性が良いことから素材としてテフロン(登録商標)系ゴムが用いられ、テーパ付きのリング形状をしている。なお、本例ではシート状の素材を2枚重ねた如き構造であるがこれに限るものではない。シール部材8はテーパ形状により、下にいくほど径が小さくなる漏斗形をしている。シール部材8の内径部は軸4に摺動可能に嵌合し、外径側つまり外縁近傍部の上面部がリング状に小径座部9aに接するようになっている。
Since the
リング7は本発明における軸シール保持用リングの一例であり、弾性材からなり軸4の軸線方向と直交する方向に挟持用の厚みの広がりを有した鍔状部7aと、シール部材8の外径側に接する与圧部7bを有している。リング7は軸受6の上端部に形成された断面形状L字形の段部6aに嵌合保持されている。軸受6の下端部は軸摺動支持部24にリング状に形成された断面形状L字形の段部24aに嵌合保持されて下動が阻止されている。
The
上動を阻止されたプラグ9の大径座部9bと下動を阻止された軸受6の上面とによりリング7の鍔状部7aは弾性変形する程度に挟圧されて保持されている。さらに、この状態のもとで、リング7の与圧部7bとプラグ9の小径座部9aとの間でシール部材8の外径側を挟んで軸線方向に加圧している。このため、与圧部7bとシール部材8との接触部P1と、これに対向する小径座部9aとシール部材8との接触部P1のそれぞれの箇所でのシール性が強化される。
The flange-
リング7を有しない従来の構成では、開弁により軸4と軸受6との隙間を介して排気圧力がシール部材8に作用すると、シール部材8のテーパ部がこの排気圧力により変形してシール部材8の小径部が軸4に密着し、かつ外径部がプラグ9に密着して矢印で示した流路を絶ち、シール効果を得るのであるが、開弁に際し軸4が動き出す場合にシール部材8は軸4に密着しているために共に動き、シール部材8とプラグ9との間に隙間ができてこの部分から排気ガスが吹き抜けてしまう。
In the conventional configuration without the
これに対して、本実施の形態では、軸摺動支持部24に設けられ軸4にその内径部を挿通されたシール部材8の外径側を、与圧部7bとプラグ9との間で加圧挟持する構成であるので、上記のように開弁に際し軸4が動き出す場合にシール部材8は軸4に密着していても共に動くことはなく、かつ、挟持部におけるずれや隙も生じないのでシール性が維持される。また、排気ガス圧は有効に作用するので、軸4とシール部材8とのシール性も良好である。リング7は弾性体からなるので、軸4の変位に伴うシール部材8の横振れ(軸直角方向のずれ)に対しても規制せず追従性があるので、シール性が向上する。
In contrast, in the present embodiment, the outer diameter side of the
図4にシール部材8及びリング7の全体形状を例示する。図4(a)にシール部材8の外形を例示している。矢印の方向に傾斜したテーパ形状をしている。内径部は軸4が挿通される孔であり、外径部より内側の同心円で示す一点鎖線に沿って与圧部7bからの与圧が与えられる。
FIG. 4 illustrates the overall shape of the
図4(b)に示したリング7―1は、与圧部7bがリング状に突出した突出部からなり、図4(c)に示したリング7−2は、与圧部7bが内径部と同心の円上に均等間隔で形成された複数の突出部からなる。何れの例においても、与圧部7bが突出部からなるので、接触面積が小さく、軸4の横振れ追従性があるのでシール性が向上する。
The ring 7-1 shown in FIG. 4 (b) includes a projecting portion in which the pressurizing
図4(b)、(c)何れの例においても、該突出部は軸心に対して均等に形成されていて、シール部材8を軸心から均等な部位で挟圧するのでシール性が向上する。また、リングを構成する弾性体としてテフロン(登録商標)系のゴムを使用することで耐熱性と耐薬品性を向上させることができる。
4 (b) and 4 (c), the projecting portions are formed uniformly with respect to the shaft center, and the
実施の形態2.
実施の形態1で説明したリング7とは異なる構成のリングを図5に示した。図5(a)のリング7−3は図4におけるリング7−1、図5(b)のリング7−3は図4(c)におけるリング7−2にそれぞれ対応し、基本的な形状および材質的な特徴はそれぞれ対応するリング7−1、7−2と共通である。異なる点は、これらリング7−3、7−4の各外径部にシール用のリング(所謂Oリング)26を一体形成した点である。
FIG. 5 shows a ring having a configuration different from that of the
このシール用のリング26は、軸受6とプラグ9との隙間を埋めると共に、上部空間22への排気ガス洩れを抑制してハウジング1に取付けられたアクチュエータ13側の腐食も予防することができる。本例のように一体形成した場合には、別体として形成して装着する場合に比べて軸受まわりの構成について部品点数の削減をはかることができる。
The
1 ハウジング、2 バルブシート、3 弁体、4 軸、5 フィルタ、6 軸受、 6a 段部、7、7−1、7−2 シール保持用のリング、7a 鍔状部、7b 与圧部、8 シール部材、9 プラグ、9a 小径座部、9b 大径座部、10 スプリング、11 スプリングホルダ、12 コッタ、13 アクチュエータ、20 基台、21 取り付け座、22 上部空間、23 下部空間、24 軸摺動支持部、24a 段部、25 与圧部、26 シール用のリング、X‐X 接合ライン。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記軸摺動支持部に設けられ前記軸にその内径部を挿通されたシール部材の外径側を、前記軸摺動支持部に設けられた対向部材との間で挟んで前記軸線方向に加圧する与圧部を有した弾性体からなることを特徴とする軸シール保持用リング。 A shaft having one end provided with the valve body and the other end to which a driving force from the actuator is applied, and moving in the axial direction, and sliding the shaft at a position between the one end and the other end. A shaft used for the configuration of a valve having a shaft sliding support portion that supports the movable portion and partitions the space portion occupied by the one end portion and the space portion occupied by the other end portion while maintaining a sealing property. In the seal retaining ring,
An outer diameter side of a seal member provided on the shaft sliding support portion and having an inner diameter portion inserted through the shaft is sandwiched between opposing members provided on the shaft sliding support portion and applied in the axial direction. A shaft seal holding ring comprising an elastic body having a pressurizing portion for pressing.
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