JP2010133385A - Throttle valve device - Google Patents

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JP2010133385A
JP2010133385A JP2008312217A JP2008312217A JP2010133385A JP 2010133385 A JP2010133385 A JP 2010133385A JP 2008312217 A JP2008312217 A JP 2008312217A JP 2008312217 A JP2008312217 A JP 2008312217A JP 2010133385 A JP2010133385 A JP 2010133385A
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bearing
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exhaust gas
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Kenji Kubota
謙治 久保田
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Mikuni Corp
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Mikuni Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make an inside of a conduit high in pressure, to inhibit gas leak of a valve of a butterfly type or the like including a bearing of a valve shaft rotating a valve element, and to prevent wear of a seal part. <P>SOLUTION: The valve element 10 is disposed rotatably in a valve housing 2, and flow rate of a gas in the valve housing 2 is regulated by rotation of the valve element 10. The valve shaft 4 rotatably supporting the valve element 10 is supported by the bearings 7, 8 in the valve housing 2. The bearing 7 is sealed from an outside by a bearing housing 5. The bearing 8 has a structure enabling an exhaust gas to flow out to the outside, and is sealed by a seal ring 17 pressed by the bearing shaft 4 to prevent leak of the exhaust gas. The valve shaft 4 is pressed by keeping an inner pressure high by a communication path 21 introducing the exhaust gas into the bearing housing 5. The seal ring 17 is pressed by the bearing 8 with stronger pressing force thereby. Consequently, sealing capacity is increased, corresponding to the rise of the inner pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関の排気管通路等で好適に使用可能な絞り弁装置に関する。   The present invention relates to a throttle valve device that can be suitably used in an exhaust pipe passage of an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine.

従来、内燃機関の排気管には、排気圧調整バルブ、排気ブレーキバルブ、EGR(排気再循環)クーラー用通路切替バルブ等の絞り弁装置が備えられる場合がある。
このような絞り弁装置としてバタフライ型の排気バルブが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような排気バルブとしては、例えば、図3に示すものがある。図3は排気バルブを示す側面図、図4は図3のA−A線での断面図、図5は図4の符号Bで示される円で囲まれた部分の拡大図である。
Conventionally, an exhaust pipe of an internal combustion engine may be provided with a throttle valve device such as an exhaust pressure adjusting valve, an exhaust brake valve, or an EGR (exhaust gas recirculation) cooler passage switching valve.
As such a throttle valve device, a butterfly type exhaust valve is known (for example, see Patent Document 1).
An example of such an exhaust valve is shown in FIG. 3 is a side view showing the exhaust valve, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by a circle indicated by reference numeral B in FIG.

図3から図5に示すように、円管状のバルブハウジング2内の排ガス(気体)が流れる排気通路3で円板状の弁体10が回転角度を変更可能に配置されている。そして、弁体10の回転角度によって、排気通路3を通過する排ガスの遮られる量が変化するようになっており、これにより排気通路3を流れる排ガスの流量が変化することになり、排ガスの流量を調節することができる。
バルブハウジング2の中心部には弁軸4が貫通しており、バルブハウジング2の弁軸4が貫通する部分の外周部分の2箇所のうちの一方に有底筒状でバルブハウジング2の外部に対して密閉した状態の軸受ハウジング(密閉部材)5が設けられ、他方にバルブハウジング2の外部に対して開放した状態の円筒状の軸受ハウジング6がそれぞれ設けられている。
As shown in FIGS. 3 to 5, a disc-like valve body 10 is disposed in an exhaust passage 3 through which exhaust gas (gas) flows in a circular valve housing 2 so that the rotation angle can be changed. The amount of the exhaust gas passing through the exhaust passage 3 is changed depending on the rotation angle of the valve body 10, thereby changing the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 3. Can be adjusted.
A valve shaft 4 passes through the central portion of the valve housing 2, and has a bottomed cylindrical shape at one of two outer peripheral portions of the valve housing 2 through which the valve shaft 4 passes. On the other hand, a sealed bearing housing (sealed member) 5 is provided, and on the other side, a cylindrical bearing housing 6 in a state opened to the outside of the valve housing 2 is provided.

そして、これらの軸受ハウジング5,6内には、ブッシュ状の軸受7,8がそれぞれ保持されており、弁軸4の軸方向両端部は軸受7,8を介してバルブハウジング2に回動可能に支持されている。なお、バルブハウジング2の両端開口部は、それぞれ図示しないエンジンの排気側から延びる排気管の上流側と下流側とが接続されており、バルブハウジングが排ガスが流れる管路の一部となっている。すなわち、バルブハウジング2は排気管の途中に配置されている。
そして、弁軸4のバルブハウジング2内の排気通路3内に配置される部分(両軸受7,8の間の部位)には、排気通路3を開閉するための円板状の前記弁体10が2本のビスによって取り付けられている。なお、弁軸4が一方の軸受7側と、他方の軸受8側とに分割された構成とされ、これら分割された弁軸4どうしの間に弁体10が配置されることにより、弁体10の一部が弁軸として機能する構成となっていてもよい。
Bush-shaped bearings 7 and 8 are held in the bearing housings 5 and 6, respectively, and both axial ends of the valve shaft 4 can be rotated to the valve housing 2 via the bearings 7 and 8. It is supported by. The opening portions at both ends of the valve housing 2 are connected to the upstream side and the downstream side of an exhaust pipe extending from the exhaust side of the engine (not shown), respectively, and the valve housing is a part of a conduit through which exhaust gas flows. . That is, the valve housing 2 is arranged in the middle of the exhaust pipe.
A disc-shaped valve body 10 for opening and closing the exhaust passage 3 is provided in a portion (a portion between the bearings 7 and 8) disposed in the exhaust passage 3 in the valve housing 2 of the valve shaft 4. Are attached by two screws. The valve shaft 4 is divided into one bearing 7 side and the other bearing 8 side, and the valve body 10 is arranged between the divided valve shafts 4 to thereby provide the valve body. A part of 10 may function as a valve shaft.

また、弁軸4の軸方向一端部(図1の右端部)は、軸受ハウジング6を貫通して軸受ハウジング6の外方へ突出している。そして、弁軸4の軸受ハウジング6から外方に突出した端部には、ワイヤーレバー12がナット13によって締結されている。なお、ワイヤーレバー12には、当該ワイヤーレバー12に設けられた係止部12aに、図示しないアクチュエータ(回転駆動手段)が一端部に接続されたワイヤーの他端部が接続されている。
ワイヤーレバー12の内面(バルブハウジング2側を向く面)には、スプリング受け14が設けられており、該スプリング受け14と軸受ハウジング6に設けられたスプリング受け15の間には付勢手段としてのスプリング16(圧縮コイルスプリング:付勢手段)が圧縮した状態に配置されている。
Further, one axial end portion (the right end portion in FIG. 1) of the valve shaft 4 penetrates the bearing housing 6 and protrudes outward from the bearing housing 6. A wire lever 12 is fastened by a nut 13 to an end portion of the valve shaft 4 protruding outward from the bearing housing 6. The wire lever 12 is connected to a locking portion 12a provided on the wire lever 12 at the other end of a wire to which an actuator (rotation drive means) (not shown) is connected at one end.
A spring receiver 14 is provided on the inner surface of the wire lever 12 (the surface facing the valve housing 2). Between the spring receiver 14 and the spring receiver 15 provided in the bearing housing 6, a biasing means is provided. The spring 16 (compression coil spring: urging means) is arranged in a compressed state.

このため、スプリング16の付勢力は、スプリング受け14とワイヤーレバー12を介して弁軸4によって受け止められ、弁軸4は、図1の矢印F方向(図1の右方向)に付勢されている。すなわち、密閉状態の軸受ハウジング5に支持された端部から開放状態の軸受ハウジング6に支持された端部側に向かって弁軸4が付勢されている。
なお、軸受7,8は、ラジアル軸受であり、弁軸4の軸方向に直交する方向の移動を規制しているが、弁軸4の軸方向に沿った移動を許容している。
そして、図4に示すように、弁軸4の一方の軸受8に近い部分には鍔部4aが一体に形成されており、弁軸4の鍔部4aに隣接する部位の外周にシールリング(シール手段)17が設けられている。また、シールリング17は、弁軸4の鍔部4aと、弁軸4の軸方向一端部を回動自在に支持する軸受8との間に挟まれた状態に配置されている。
Therefore, the urging force of the spring 16 is received by the valve shaft 4 via the spring receiver 14 and the wire lever 12, and the valve shaft 4 is urged in the direction of arrow F in FIG. 1 (right direction in FIG. 1). Yes. That is, the valve shaft 4 is urged from the end portion supported by the sealed bearing housing 5 toward the end portion supported by the open bearing housing 6.
The bearings 7 and 8 are radial bearings and restrict movement in a direction perpendicular to the axial direction of the valve shaft 4, but allow movement along the axial direction of the valve shaft 4.
As shown in FIG. 4, a flange 4 a is formed integrally with a portion of the valve shaft 4 near one of the bearings 8, and a seal ring ( Sealing means) 17 is provided. The seal ring 17 is disposed between the flange portion 4a of the valve shaft 4 and a bearing 8 that rotatably supports one axial end portion of the valve shaft 4.

ここで、弁軸4は、前述のようにスプリング16によって矢印F方向に付勢されているため、当該弁軸4に設けられたシールリング17の軸受8側の端面17aが軸受8のシールリング17側の端面8aに鍔部4aを介して押圧された状態となっている。
これにより、シールリング17の端面17aと軸受8の端面8aとが互いに接触している部分がシール面となって排気通路3を流れる排ガスが弁軸4の突出側を支持している軸受8の内側からバルブハウジング2の外部に漏出するのを防止している。
Here, since the valve shaft 4 is urged in the direction of arrow F by the spring 16 as described above, the end surface 17a on the bearing 8 side of the seal ring 17 provided on the valve shaft 4 is the seal ring of the bearing 8. The end surface 8a on the 17th side is pressed through the flange 4a.
As a result, the portion where the end surface 17a of the seal ring 17 and the end surface 8a of the bearing 8 are in contact with each other serves as a seal surface, and the exhaust gas flowing through the exhaust passage 3 supports the projecting side of the valve shaft 4. Leakage from the inside to the outside of the valve housing 2 is prevented.

そして、このような排気バルブ1においては、前記アクチュエータが前記ワイヤーを介して、ワイヤーレバー12を回転駆動することで、弁体10が回転して排気通路3内の排ガスの流量の調整が行われることになる。   And in such an exhaust valve 1, when the said actuator rotates the wire lever 12 via the said wire, the valve body 10 rotates and adjustment of the flow volume of the exhaust gas in the exhaust passage 3 is performed. It will be.

特開2008−274895号公報JP 2008-274895 A

ところで、上述のような排気バルブの軸受部分のシール構造においては、シールリングを軸受に押し付けるスプリングの付勢力が弱いと、弁体を閉側に回転して排気管の弁体の上流側の圧が高くなった際に、弁軸が貫通している軸受を収納する筒状のハウジング部分から排ガスが漏出する。この場合に、排気バルブの弁体が閉側に回転して、排気バルブ内の上流側の内圧が高くなる程、排ガスの流出量が多くなる。   By the way, in the seal structure of the exhaust valve bearing portion as described above, if the biasing force of the spring that presses the seal ring against the bearing is weak, the valve body rotates to the closed side and the pressure on the upstream side of the valve body of the exhaust pipe is reduced. When the valve height increases, exhaust gas leaks from the cylindrical housing portion that houses the bearing through which the valve shaft passes. In this case, the outflow amount of the exhaust gas increases as the valve body of the exhaust valve rotates to the closed side and the upstream internal pressure in the exhaust valve increases.

したがって、排ガスの漏出を防止する上では、スプリングによる付勢力を強くすることが好ましいが、スプリングの付勢力を強くすると、上述のシールリングと軸受の端面との接触部分での磨耗や表面あれが増大し、シールリングと軸受の端面との摺動部分における抵抗が大きくなる。すなわち、弁体を回転させる弁軸の軸摺動抵抗が増大することになる。また、摺動音が大きくなる。   Therefore, in order to prevent the leakage of exhaust gas, it is preferable to increase the urging force by the spring. However, if the urging force of the spring is increased, wear and surface roughness at the contact portion between the seal ring and the end face of the bearing described above. The resistance at the sliding portion between the seal ring and the end face of the bearing increases. That is, the shaft sliding resistance of the valve shaft that rotates the valve body increases. Also, the sliding noise increases.

ここで、上述のようにシールリングをスプリングで押圧する構造の場合に、弁体10の回転角度や、排気バルブの内圧に関係なく、略一定の付勢力がシールリングに作用することになるが、排ガスの流出量は、上述のように弁体が閉側に回転して内圧が高くなることで増大する。   Here, in the case of the structure in which the seal ring is pressed by the spring as described above, a substantially constant urging force acts on the seal ring regardless of the rotation angle of the valve body 10 and the internal pressure of the exhaust valve. The amount of outflow of exhaust gas increases as the valve body rotates to the closed side as described above and the internal pressure increases.

ここで、スプリングの付勢力を内圧が高い場合に排ガスの漏出がほとんど発生しないように調整した場合に、内圧が低い状態では、無駄にシールリングが軸受に強く押し付けられた状態となってしまう。そして、付勢力が強いことから、上述のように磨耗や表面荒れが生じることになってしまう。
したがって、排ガスの流出量を減らし、かつ、シールリング等の磨耗や表面あれを抑制すること、すなわち、排ガス流出量の低減とシールリング等の磨耗防止とを両立させることが困難であった。
Here, when the biasing force of the spring is adjusted so that the leakage of the exhaust gas hardly occurs when the internal pressure is high, the seal ring is unnecessarily strongly pressed against the bearing when the internal pressure is low. And since the urging | biasing force is strong, wear and surface roughening will arise as mentioned above.
Therefore, it has been difficult to reduce the outflow amount of exhaust gas and to suppress wear and surface roughness of the seal ring, that is, to achieve both reduction of the exhaust gas outflow amount and prevention of wear of the seal ring and the like.

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、弁体を回転させる軸を備え、気体が流れる管路を、前記軸が貫通した構造において、排ガスの漏出を防止するとともに、軸のシール構造部分の磨耗を抑制することができる絞り弁装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a shaft that rotates a valve body, and in a structure in which the shaft passes through a conduit through which gas flows, while preventing leakage of exhaust gas and sealing the shaft An object of the present invention is to provide a throttle valve device that can suppress wear of a structural portion.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の絞り弁装置は、内部に気体が流れる管路と、
当該管路内を流れる気体の流量を回転角度の変更により調節する弁体と、
前記弁体に接続されて当該弁体を回転させる弁軸と、
前記弁軸を回転自在に支持する軸受と、
前記管路と前記軸受との間に設けられ、
前記軸受からの気体流出を防止するシール部材と、
前記シール部材と前記軸受との間に押圧力を作用させる付勢手段とを備えた絞り弁装置であって、
前記弁軸の一方の端部が収容される収容部と、当該収容部と前記管路内における前記弁体の上流側とを連通する連通路とが設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the object, the throttle valve device according to claim 1 includes a pipe through which a gas flows,
A valve body for adjusting the flow rate of the gas flowing through the pipe line by changing the rotation angle;
A valve shaft connected to the valve body and rotating the valve body;
A bearing that rotatably supports the valve shaft;
Provided between the pipe line and the bearing;
A seal member for preventing gas outflow from the bearing;
A throttle valve device comprising an urging means for applying a pressing force between the seal member and the bearing,
An accommodation portion in which one end portion of the valve shaft is accommodated, and a communication passage that communicates the accommodation portion and the upstream side of the valve body in the pipe line are provided.

請求項1に記載の本発明においては、弁体が気体の流量を絞る方向(閉方向)に回転し、管路の弁体より上流側の内圧が高くなると、連通路により内圧の高くなった管路の上流側と連通するとともに弁軸の一方の端部が収容された収容部も内圧が高くなる。
これにより、弁軸は収容部がある一方の端部側から他方の端部側に押圧されることになる。
なお、付勢手段によりシール部材と軸受とが付勢された状態で、軸受とシール部材との間で押圧力が作用する状態となっている。また、弁軸が上述のように押圧された場合に弁軸によりシール部材と軸受との間に押圧力が作用する状態となっている。
In the first aspect of the present invention, when the valve body rotates in the direction in which the gas flow rate is reduced (closed direction) and the internal pressure on the upstream side from the valve body of the pipe line increases, the internal pressure increases due to the communication path. The internal pressure of the accommodating portion that communicates with the upstream side of the pipe and accommodates one end portion of the valve shaft is also increased.
As a result, the valve shaft is pressed from one end side where the accommodating portion is located to the other end side.
The pressing force acts between the bearing and the seal member in a state where the seal member and the bearing are biased by the biasing means. Further, when the valve shaft is pressed as described above, a pressing force is applied between the seal member and the bearing by the valve shaft.

この場合にシール手段と軸受には、付勢手段の付勢力による押圧力と、前記高くなった内圧に基づく押圧力が作用することになり、付勢手段の付勢力だけが作用した場合と比較して気体の流出防止能力が高くなる。
また、内圧に基づく押圧力は、内圧が高くなれば強くなり、内圧が低くなれば弱くなることになる。
したがって、内圧が高く、気体の流出量が増加してしまう状態では、内圧に基づく強い押圧力でシール能力が高くなり、気体の流出を抑制することが可能となる。
In this case, a pressing force based on the urging force of the urging means and a pressing force based on the increased internal pressure act on the seal means and the bearing. Compared with the case where only the urging force of the urging means acts. As a result, the ability to prevent the outflow of gas increases.
Further, the pressing force based on the internal pressure increases as the internal pressure increases, and decreases as the internal pressure decreases.
Therefore, in a state where the internal pressure is high and the amount of gas outflow increases, the sealing capability is increased by a strong pressing force based on the internal pressure, and the outflow of gas can be suppressed.

また、内圧が低く、気体の流出量が多くなることがない状態では、内圧に基づく押圧力が弱くなる。
したがって、付勢手段による付勢力を大きくした場合のように、内圧に関係なく常に強い押圧力がシール手段に作用する状態と異なり、本発明では、シール手段に内圧が高い状態では強い押圧力が作用するが内圧が低い状態では弱い押圧力が作用することになり、常時強い押圧力が作用している場合に比較してシール手段における摺動部分の磨耗や表面荒れが抑制されることになる。
したがって、気体の流出の防止と、シール手段の磨耗や表面あれの防止との両方を実現することが可能となる。
In addition, when the internal pressure is low and the amount of gas outflow does not increase, the pressing force based on the internal pressure becomes weak.
Therefore, unlike the state in which a strong pressing force is always applied to the sealing means regardless of the internal pressure as in the case where the biasing force by the biasing means is increased, in the present invention, the strong pressing force is applied to the sealing means when the internal pressure is high. A weak pressing force is applied when the internal pressure is low, but wear and surface roughness of the sliding portion of the sealing means are suppressed as compared with a case where a strong pressing force is always applied. .
Therefore, it is possible to realize both prevention of gas outflow and prevention of wear and surface roughness of the sealing means.

また、請求項2に記載の絞り弁装置は、請求項1に記載の発明において、前記収容部には、前記管路内の気体を前記連通路を介して導入するための空間が設けられていることを特徴とする。   The throttle valve device according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein the accommodating portion is provided with a space for introducing the gas in the pipe line through the communication passage. It is characterized by being.

請求項2に記載の発明においては、管路の上流側の内圧が高くなった場合に、前記収容部の空間の圧が高くなり、確実に弁軸を押圧する状態とすることができる。   In the second aspect of the present invention, when the internal pressure on the upstream side of the pipe line is increased, the pressure in the space of the housing portion is increased, and the valve shaft can be reliably pressed.

本発明によれば、気体の流量を調整する絞り弁装置において、弁軸の軸受部における排ガスの漏出を防止することができるとともに、排ガスの漏出を防止するシール構造部分の磨耗を抑制することができる。   According to the present invention, in the throttle valve device that adjusts the gas flow rate, it is possible to prevent the exhaust gas from leaking from the bearing portion of the valve shaft and to suppress wear of the seal structure portion that prevents the exhaust gas from leaking. it can.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る絞り弁装置としての排気バルブを示す断面図である。
なお、本実施の形態の排気バルブは、密閉状態の軸受ハウジング部分の構造が従来の排気バルブと異なるが、それ以外の部分の基本的な構造は、図3、図4および図5に示す従来の排気バルブと同様となっている。そこで、従来の排気バルブと同様の構成要素には図3、図4および図5に示される排気バルブと同じ符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an exhaust valve as a throttle valve device according to an embodiment of the present invention.
The exhaust valve of the present embodiment is different from the conventional exhaust valve in the structure of the bearing housing portion in a sealed state, but the basic structure of the other portions is the conventional one shown in FIG. 3, FIG. 4 and FIG. This is the same as the exhaust valve. Therefore, the same components as those of the conventional exhaust valve are denoted by the same reference numerals as those of the exhaust valve shown in FIGS. 3, 4 and 5, and the description thereof is omitted.

図1に示すように、この例の排気バルブ1aにおいては、弁軸4を回転自在に支持する一方の軸受7は、従来と同様に有底筒状の軸受ハウジング51に覆われることで、管路の一部となるバルブハウジング2の外側に対して密閉された構造とされている。
また、弁軸4を回転自在に支持する他方の軸受8は、両端部が開放状態の概略筒状の軸受ハウジングにより覆われており、密閉された状態なっていないが、従来と同様のシール構造により排ガスの漏出が防止されている。
As shown in FIG. 1, in the exhaust valve 1a of this example, one bearing 7 that rotatably supports the valve shaft 4 is covered with a bottomed cylindrical bearing housing 51 in the same manner as in the prior art. The structure is hermetically sealed with respect to the outside of the valve housing 2 that is a part of the path.
The other bearing 8 that rotatably supports the valve shaft 4 is covered with a substantially cylindrical bearing housing with both ends open, and is not sealed, but has a seal structure similar to the conventional one. This prevents the exhaust gas from leaking out.

上記シール構造とは、図5に示されるように、弁軸4の鍔部4aと、弁軸4の軸方向一端部を回動自在に支持する軸受8との間に挟まれた状態のシールリング(シール部材)17が、付勢手段としてのスプリング16の付勢力で、軸受8に押し付けられること、すなわち、これらシールリングと軸受との間に押圧力が作用することによりガスの漏出を防止するものである。すなわち、シールリング17の端面17aと軸受8の端面8aとが互いに接触している部分がシール面となって排気通路3を流れる排ガスが弁軸4の突出側を支持している軸受8の内側からバルブハウジング2の外部に漏出するのを防止することになる。   As shown in FIG. 5, the seal structure is a seal sandwiched between a flange 4 a of the valve shaft 4 and a bearing 8 that rotatably supports one axial end of the valve shaft 4. The ring (seal member) 17 is pressed against the bearing 8 by the urging force of the spring 16 as the urging means, that is, gas pressure is prevented by acting between the seal ring and the bearing. To do. That is, the portion where the end surface 17a of the seal ring 17 and the end surface 8a of the bearing 8 are in contact with each other serves as a seal surface, and the exhaust gas flowing through the exhaust passage 3 supports the protruding side of the valve shaft 4 inside the bearing 8. Therefore, leakage from the outside of the valve housing 2 is prevented.

そして、この例において、有底筒状の軸受ハウジング51は、円筒状ではなく、バルブハウジング2の軸方向に沿って流れる排気の上流側に向かって膨出した状態となっている。
そして、軸受ハウジング51内では、軸受8の前記上流側に連通路21が形成された状態となっている。また、軸受ハウジング51の底部(図1において上端部)の内面と軸受8の管路の外側を向く端面との間に隙間としての空間22が形成されている。
また、当該空間22に対して軸受8に支持された弁軸4の軸受8側の端部の端面が露出した状態(臨んだ状態)となっている。すなわち、軸受8の管路の外側を向く端部がキャップ等により閉塞された状態とはなっておらず、軸受8の開口から弁軸4の端面が見える状態となっている。
In this example, the bottomed cylindrical bearing housing 51 is not cylindrical, but bulges toward the upstream side of the exhaust gas flowing along the axial direction of the valve housing 2.
In the bearing housing 51, the communication path 21 is formed on the upstream side of the bearing 8. Further, a space 22 is formed as a gap between the inner surface of the bottom portion (upper end portion in FIG. 1) of the bearing housing 51 and the end surface facing the outside of the pipe line of the bearing 8.
Further, the end surface of the end portion on the bearing 8 side of the valve shaft 4 supported by the bearing 8 with respect to the space 22 is exposed (facing state). That is, the end of the bearing 8 facing the outside of the pipe line is not closed by a cap or the like, and the end face of the valve shaft 4 is visible from the opening of the bearing 8.

これら連通路21と空間22は連通した状態となっている。
また、上述の軸受8の上流側に形成された連通路21は、バルブハウジング2内の排ガスが流れる空間に向けて開放した状態となっている。したがって、上記連通路21は、排ガスが流れる管路(バルブハウジング2)の弁体10を回転させる弁軸4の軸心よりも上流側と連通している。
また、従来のように、軸受ハウジング51の内周面の全周に渡って軸受8の外周面に当接した状態となることで、軸受ハウジング51に軸受8が支持された状態となっておらず、軸受ハウジング51内には、軸受8の外周面の排ガスの流れの上流側を向く面(前記連通路21に臨む側の面)に当接して軸受8を軸受ハウジング51に固定する固定部材31が設けられている。
The communication path 21 and the space 22 are in communication with each other.
Further, the communication passage 21 formed on the upstream side of the bearing 8 is open toward the space in the valve housing 2 where the exhaust gas flows. Therefore, the communication path 21 communicates with the upstream side of the axis of the valve shaft 4 that rotates the valve body 10 of the pipe line (valve housing 2) through which the exhaust gas flows.
Further, as in the prior art, the bearing 8 is supported by the bearing housing 51 by being in contact with the outer peripheral surface of the bearing 8 over the entire inner peripheral surface of the bearing housing 51. First, in the bearing housing 51, a fixing member that fixes the bearing 8 to the bearing housing 51 in contact with the surface facing the upstream side of the flow of exhaust gas on the outer peripheral surface of the bearing 8 (the surface facing the communication path 21). 31 is provided.

軸受ハウジング51の固定部材31に軸受8を固定する部分と固定部材31とからなる部分の内側が軸受8を収容する収容部32となっている。すなわち、軸受ハウジング51内の前記連通路21を除き、空間22を含む部分が収容部32となる。そして、バルブハウジング2の排ガスが通過する排ガスの通過路(流路)となる部分の弁軸4の軸心より排ガスの流れの上流側となる部分に開放され、かつ、軸受8の一方の端部が臨む空間22に連通する連通路21が、一方の軸受8に支持された弁軸4の一方の端部が収容される収容部32と、当該収容部32と管路の一部としてのバルブハウジング2の弁軸4の軸心より排ガスの流れの上流側(弁体10の上流側)とを連通している。なお、空間22を含めて連通路21とし、連通路21となる空間の一部が収容部32内に存在するものとしてもよい。   An inner portion of a portion formed by the fixing member 31 and a portion for fixing the bearing 8 to the fixing member 31 of the bearing housing 51 is an accommodating portion 32 for accommodating the bearing 8. That is, the portion including the space 22 is the accommodating portion 32 except for the communication path 21 in the bearing housing 51. The valve housing 2 is opened to a portion on the upstream side of the flow of the exhaust gas from the axial center of the valve shaft 4 which is a passage (flow path) of the exhaust gas through which the exhaust gas passes, and one end of the bearing 8 The communication passage 21 that communicates with the space 22 facing the portion includes an accommodation portion 32 in which one end portion of the valve shaft 4 supported by the one bearing 8 is accommodated, and the accommodation portion 32 and a part of the pipe line. The upstream side of the exhaust gas flow (upstream side of the valve body 10) communicates with the axis of the valve shaft 4 of the valve housing 2. The communication path 21 including the space 22 may be used, and a part of the space serving as the communication path 21 may be present in the accommodating portion 32.

ここで、この実施の形態の排気バルブ1aにおいては、後述のように排気管である管路の弁体10より上流側の内圧が、弁体10を管路内の排ガス流量を低下させるように動作させることで上昇した場合に、弁軸4をスプリング16の付勢方向と同じ方向に押圧するように作用するので、スプリング16の付勢力を、スプリング16の付勢力によってシールリング17を押圧していた従来の場合よりも低く設定している。すなわち、付勢力が従来よりも低いスプリング16が用いられている。   Here, in the exhaust valve 1a of this embodiment, as will be described later, the internal pressure upstream of the valve body 10 of the pipe line that is the exhaust pipe causes the valve body 10 to reduce the exhaust gas flow rate in the pipe line. When lifted by the operation, the valve shaft 4 acts so as to press in the same direction as the biasing direction of the spring 16, so that the biasing force of the spring 16 is pressed against the seal ring 17 by the biasing force of the spring 16. It is set lower than the conventional case. That is, the spring 16 having a lower urging force than that of the prior art is used.

そして、このような構成の排気バルブ1aを動作させた場合に、排気バルブ1aの弁体10が開放状態となっていることにより、排ガスが排気管(管路)内を流れた状態でも排気管の内圧が余り高くなっておらず、大気圧に近い状態(但し、大気圧よりは高い)では、主に、スプリング16の付勢力により、前記シールリング17の端面17aを軸受8の端面8aに押し付けた状態となっている。   Further, when the exhaust valve 1a having such a configuration is operated, the exhaust body 1 of the exhaust valve 1a is in an open state, so that the exhaust pipe can be exhausted even when exhaust gas flows through the exhaust pipe (pipe). When the internal pressure of the seal ring 17 is not so high and is close to atmospheric pressure (but higher than atmospheric pressure), the end surface 17a of the seal ring 17 is mainly applied to the end surface 8a of the bearing 8 by the biasing force of the spring 16. It is in a pressed state.

この場合、従来よりスプリング16の付勢力が弱いが、排気管内の圧が高くないことから、排気ガスの軸受8部分からの漏れ量は少なく、従来と同様に軸受8部分からの排ガスの流出はほとんどない。
この状態で弁体20を回転駆動した場合、従来よりスプリングの付勢力が弱いため、シールリング17の軸受8への押圧力が低く、これらの摩耗や、接触部分の表面あれが防止される。
In this case, although the biasing force of the spring 16 is weaker than before, the pressure in the exhaust pipe is not high, so the amount of exhaust gas leakage from the bearing 8 portion is small, and the exhaust gas outflow from the bearing 8 portion is the same as in the past. rare.
When the valve body 20 is rotationally driven in this state, since the biasing force of the spring is weaker than before, the pressing force of the seal ring 17 to the bearing 8 is low, and wear and surface roughness of the contact portion are prevented.

そして、弁体10を弁軸4周りに回転することで、弁体10が排気管内の排ガスの流れを遮る状態とすると、排気管内の弁体10より上流側の内圧が上昇する。この場合に、連通路33によって、収容部32の弁軸4の一方の端部の少なくとも端面が露出する空間22(弁軸4の端面が軸受8内にある場合に、軸受8内の前記端面までの空間も空間22に含まれるものとする)が排気管(バルブハウジング2としての管路)の弁体10より上流側(弁軸4の軸心より上流側)と連通しているので、空間22内の内圧も上昇する。   When the valve body 10 is rotated around the valve shaft 4 so that the valve body 10 blocks the flow of exhaust gas in the exhaust pipe, the internal pressure on the upstream side of the valve body 10 in the exhaust pipe increases. In this case, the space 22 in which at least the end surface of one end of the valve shaft 4 of the accommodating portion 32 is exposed by the communication passage 33 (when the end surface of the valve shaft 4 is in the bearing 8, the end surface in the bearing 8 is Up to the upstream side of the valve body 10 of the exhaust pipe (the pipe line as the valve housing 2) (upstream side of the axis of the valve shaft 4). The internal pressure in the space 22 also increases.

これにより、弁軸4は、他方の端部が管路の外側の大気圧中にあることから、収容部32の空間22の内圧の上昇により生じる押圧力により、一方の端部から他方の端部に向かう方向に押圧されることになる。
したがって、上述のシールリング17部分には、スプリング16による付勢力と、排気管内の内圧の上昇に基づく押圧力とが作用し、スプリング16のみの場合よりも強い押圧力が作用する。
As a result, the other end portion of the valve shaft 4 is in the atmospheric pressure outside the pipe line, and therefore, the pressing force generated by the increase in the internal pressure of the space 22 of the accommodating portion 32 causes the one end to the other end. It will be pressed in the direction toward the part.
Therefore, the urging force by the spring 16 and the pressing force based on the increase of the internal pressure in the exhaust pipe act on the seal ring 17 portion, and a stronger pressing force than the case of the spring 16 alone acts.

さらに、内圧の上昇に基づく押圧力は、内圧が高くなると強くなるので、内圧が高くなって、軸受8の部分からの排ガスの流出量が大きくなる傾向となると、シールリング17部分に作用する押圧力が強くなり、シール能力が向上する、これによって排ガスの流出量の増大を抑制することになる。
すなわち、内圧が大きくなって排ガスの流出量が増加傾向になると、シール能力が向上し、排ガスの流出量が抑制されるので、内圧が上昇しても排ガスの流出量の増大が防止される。
Further, since the pressing force based on the increase in the internal pressure becomes stronger as the internal pressure increases, when the internal pressure increases and the amount of exhaust gas flowing out from the bearing 8 tends to increase, the pressing force acting on the seal ring 17 portion is increased. The pressure becomes stronger and the sealing ability is improved, thereby suppressing an increase in the outflow amount of exhaust gas.
That is, when the internal pressure increases and the outflow amount of the exhaust gas tends to increase, the sealing ability is improved and the outflow amount of the exhaust gas is suppressed. Therefore, even if the internal pressure increases, the increase in the outflow amount of the exhaust gas is prevented.

ここで、排気管の内圧が上昇してシールリング17部分への押圧力が高くなると、弁軸4が回転することによる摩耗が増大する虞があるが、上述のように内圧が低い場合は押圧力が弱く磨耗が軽減されているので、例えば、内圧が高い状態でも排ガスの流出量の増大が抑制できるように、スプリング16の付勢力を高くしてしまった場合のように内圧が低下しても押圧力が強い状態が維持されるようなことがない。したがって、内圧に応じて押圧力を変動可能とすることで、スプリング16の付勢力を高くした場合よりも磨耗を低減することができる。   Here, when the internal pressure of the exhaust pipe rises and the pressing force to the seal ring 17 increases, there is a risk that wear due to the rotation of the valve shaft 4 may increase, but when the internal pressure is low as described above, Since the pressure is weak and wear is reduced, for example, the internal pressure decreases as the urging force of the spring 16 is increased so that the increase in the outflow amount of exhaust gas can be suppressed even when the internal pressure is high. However, a strong pressing force is not maintained. Therefore, by making the pressing force variable according to the internal pressure, wear can be reduced as compared with the case where the urging force of the spring 16 is increased.

すなわち、シールリング17部分への押圧力が排気管の内圧によって変化するので磨耗を抑制しながら排ガスの流出量を効率的に低減することができる。   That is, since the pressing force to the seal ring 17 portion changes depending on the internal pressure of the exhaust pipe, it is possible to efficiently reduce the outflow amount of the exhaust gas while suppressing wear.

ここで、図2に示すグラフは、(a)が排気管内の内圧の一例を示すものであり、板状の弁体10が管体の軸方向に対して直交した状態、すなわち、全閉状態(実際には隙間があり、完全に閉塞した状態とはなっていない)から、全開状態までに対応する内圧を示している。なお、この内圧は、弁体10よりも排気の上流側部分となる。   Here, in the graph shown in FIG. 2, (a) shows an example of the internal pressure in the exhaust pipe, and the plate-like valve body 10 is orthogonal to the axial direction of the pipe body, that is, the fully closed state. The internal pressure corresponding to the fully opened state (in fact, there is a gap and is not completely closed) is shown. The internal pressure is an upstream portion of the exhaust gas from the valve body 10.

そして、図2の(b)は、前記内圧に対応して弁軸4に作用する押圧力を示すものである。この例の排気バルブ1aにおいては、例えば、スプリング16の付勢力を従来の同規格の排気バルブ1の半分としている。なお、図2(b)に示すグラフには、従来のスプリング16に基づく押圧力が破線で図示されている。   FIG. 2B shows the pressing force acting on the valve shaft 4 corresponding to the internal pressure. In the exhaust valve 1a of this example, for example, the urging force of the spring 16 is half that of the conventional exhaust valve 1 of the same standard. In the graph shown in FIG. 2B, the pressing force based on the conventional spring 16 is shown by a broken line.

内圧が上昇すると、弁軸4に押圧力が作用することになり、全閉状態では、従来より高い押圧力がシールリング17部分に作用し、十分なシール能力を得ることができる。   When the internal pressure rises, a pressing force acts on the valve shaft 4, and in the fully closed state, a higher pressing force acts on the seal ring 17 portion than before, and a sufficient sealing ability can be obtained.

言い換えると、従来の構成において、内圧が高い状態での排ガス漏れを防止するために、スプリング16の付勢力を現状よりさらに高くした場合には、排気管の内圧に拘らず、常時強い押圧力が作用することになり、摩耗が激しくなってしまい、排ガス漏れの防止効果に対して、摩耗が大きくなりすぎてしまう虞がある。
それに対して、この例の排気バルブ1aによれば、内圧に応じた押圧力をシール構造部分に作用させることで、摩耗を抑えながら、確実に排ガスの漏れ量を低減することができる。
In other words, in the conventional configuration, in order to prevent exhaust gas leakage when the internal pressure is high, when the urging force of the spring 16 is further increased from the current level, a strong pressing force is always applied regardless of the internal pressure of the exhaust pipe. As a result, the wear becomes intense, and there is a possibility that the wear becomes excessively large with respect to the effect of preventing exhaust gas leakage.
On the other hand, according to the exhaust valve 1a of this example, by applying a pressing force according to the internal pressure to the seal structure portion, it is possible to reliably reduce the amount of exhaust gas leakage while suppressing wear.

なお、本発明の絞り弁装置は、排気管に設けられるバルブだけではなく、内圧が高圧となり、かつ、弁体を回転させる弁軸の軸受のシール構造として、スプリングの付勢力でシール部分の押圧を行っているバルブに適用可能である。
通常の自然吸気エンジンの吸気管においては、下流側から空気が吸い込まれることになり、内圧が負圧となる構成なので、本発明を適用することはできないが、例えば、吸気管のバルブより上流側に機械式過給機や排気タービン式過給機等の過給機が設けられている場合には、吸気管に設けられたバルブ部分が高圧になるので、例えば、上述のように弁軸をスプリングで付勢してシール部分を押圧するような構成であれば、吸気管側でも本発明の絞り弁装置を適用可能である。
The throttle valve device according to the present invention is not only a valve provided in the exhaust pipe, but also has a high internal pressure and a seal structure for a valve shaft bearing that rotates the valve body. It is applicable to the valve which is performing.
In an intake pipe of a normal natural intake engine, air is sucked from the downstream side, and the internal pressure is a negative pressure, so the present invention cannot be applied. For example, the upstream side of the valve of the intake pipe If a turbocharger such as a mechanical supercharger or an exhaust turbine supercharger is provided, the valve portion provided in the intake pipe is at a high pressure. The throttle valve device of the present invention can be applied to the intake pipe side as long as it is configured to press the seal portion by urging with a spring.

本発明の実施の形態の絞り弁装置としての排気バルブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the exhaust valve as a throttle valve apparatus of embodiment of this invention. 前記排気バルブの弁軸に作用する押圧力を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the pressing force which acts on the valve shaft of the said exhaust valve. 従来の排気バルブを示す平面図である。It is a top view which shows the conventional exhaust valve. 図3のA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3. 図4の円Bで囲まれる部分の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by a circle B in FIG. 4.

符号の説明Explanation of symbols

1 排気バルブ
2 バルブハウジング(管路)
4 弁軸
4a 鍔部
51 軸受ハウジング
7 軸受
8 軸受
8a 軸受のシールリングと接触する端面
10 弁体
16 スプリング(付勢手段)
17 シールリング(シール部材)
17a シールリングの軸受と接触する端面
21 連通路
22 空間
32 収容部
1 Exhaust valve 2 Valve housing (pipe)
4 valve shaft 4a flange 51 bearing housing 7 bearing 8 bearing 8a end face 10 in contact with bearing seal ring 10 valve element 16 spring (biasing means)
17 Seal ring (seal member)
17a End surface 21 in contact with seal ring bearing 22 Communication path 22 Space 32 Housing portion

Claims (2)

内部に気体が流れる管路と、
当該管路内を流れる気体の流量を回転角度の変更により調節する弁体と、
前記弁体に接続されて当該弁体を回転させる弁軸と、
前記弁軸を回転自在に支持する軸受と、
前記管路と前記軸受との間に設けられ、
前記軸受からの気体流出を防止するシール部材と、
前記シール部材と前記軸受との間に押圧力を作用させる付勢手段とを備えた絞り弁装置であって、
前記弁軸の一方の端部が収容される収容部と、当該収容部と前記管路内における前記弁体の上流側とを連通する連通路とが設けられていることを特徴とする絞り弁装置。
A conduit through which gas flows;
A valve body for adjusting the flow rate of the gas flowing through the pipe line by changing the rotation angle;
A valve shaft connected to the valve body and rotating the valve body;
A bearing that rotatably supports the valve shaft;
Provided between the pipe line and the bearing;
A seal member for preventing gas outflow from the bearing;
A throttle valve device comprising an urging means for applying a pressing force between the seal member and the bearing,
A throttle valve comprising: a housing portion that houses one end of the valve shaft; and a communication passage that communicates the housing portion with the upstream side of the valve body in the pipe. apparatus.
前記収容部には、前記管路内の気体を前記連通路を介して導入するための空間が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の絞り弁装置 The throttle valve device according to claim 1, wherein a space for introducing the gas in the pipe line through the communication path is provided in the housing portion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104696523A (en) * 2014-12-17 2015-06-10 浙江金仪盛世生物工程有限公司 Shaft seal device for disposable technical bag for bioengineering
CN109538787A (en) * 2018-12-25 2019-03-29 上海博隆粉体工程有限公司 A kind of operated pneumatic valve control mechanism

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58134632U (en) * 1982-03-04 1983-09-10 三菱自動車工業株式会社 Butterfly valve type exhaust brake device
JPS63130646U (en) * 1987-02-18 1988-08-26
JPH08312389A (en) * 1995-05-17 1996-11-26 Jidosha Kiki Co Ltd Exhaust brake valve
JP2008274895A (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Mikuni Corp Seal structure of exhaust valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58134632U (en) * 1982-03-04 1983-09-10 三菱自動車工業株式会社 Butterfly valve type exhaust brake device
JPS63130646U (en) * 1987-02-18 1988-08-26
JPH08312389A (en) * 1995-05-17 1996-11-26 Jidosha Kiki Co Ltd Exhaust brake valve
JP2008274895A (en) * 2007-05-07 2008-11-13 Mikuni Corp Seal structure of exhaust valve

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104696523A (en) * 2014-12-17 2015-06-10 浙江金仪盛世生物工程有限公司 Shaft seal device for disposable technical bag for bioengineering
CN109538787A (en) * 2018-12-25 2019-03-29 上海博隆粉体工程有限公司 A kind of operated pneumatic valve control mechanism

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