JP2013142426A

JP2013142426A - Valve device

Info

Publication number: JP2013142426A
Application number: JP2012002162A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Niwa; 雄祐丹羽; Akira Sano; 亮佐野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-07-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve device which prevents a backup ring for preventing leakage from an abutment joint of a seal ring from being bitten into an inner peripheral wall of a channel.SOLUTION: A backup ring 7 having a ring disk shape and a seal ring 6 are fit into an annular groove 5 of the seal ring 6. Because the backup ring 7 blocks a gap generated by an abutment joint, a sealing property on total closure can be improved. Furthermore, an engagement part 7a which can be engaged with the inner peripheral surface of the seal ring 6 is disposed at the inner periphery of the backup ring 7. Even if a deviation force is applied to the backup ring 7 with respect to the seal ring 6 at valve opening, the engagement part 7a is engaged with the inner peripheral surface of the seal ring 6, and thereby, the "maximum amount of deviation" by which the backup ring 7 deviates radially with respect to the seal ring 6 is regulated. Accordingly, such a failure that the backup ring 7 is bitten into the inner peripheral wall of the nozzle 3 does not occur and the firm adhesion of the valve can be prevented.

Description

本発明は、流体通路をバタフライバルブによって全閉可能なバルブ装置に関し、特に全閉時における流体の洩れを防ぐ技術に関する。 The present invention relates to a valve device capable of fully closing a fluid passage by a butterfly valve, and more particularly to a technique for preventing fluid leakage when fully closed.

従来技術の一例を、図８、図９を参照して説明する。なお、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一機能物に同一符号を付すものである。
図８（ａ）のバタフライバルブ４の外周縁には、全周に亘る環状溝５が設けられており、この環状溝５にはシールリング６が装着されている。 An example of the prior art will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same function thing as [the form for inventing] mentioned later and [Example].
An annular groove 5 is provided on the outer peripheral edge of the butterfly valve 4 in FIG. 8A, and a seal ring 6 is attached to the annular groove 5.

このシールリング６には、合口（周方向の隙間）が設けられている。そして、シールリング６は、流体通路の内周壁（例えば、ノズルの内壁）に押し付けられて縮径するように組付けられるものであり、縮径に反発する復元力（拡径力）によって、シールリング６が流体通路の内周壁に押し付けられるものである。 The seal ring 6 is provided with an abutment (gap in the circumferential direction). The seal ring 6 is assembled so as to be reduced in diameter by being pressed against the inner peripheral wall (for example, the inner wall of the nozzle) of the fluid passage, and the seal ring 6 is sealed by a restoring force (expansion force) repelling the reduced diameter. The ring 6 is pressed against the inner peripheral wall of the fluid passage.

しかし、合口は、周方向の隙間であるため、合口から流体が洩れてしまう。
そこで、拡径力を持たないリング円板形状を呈したバックアップリング７を、シールリング６と重ねて環状溝５に配置することで、合口の洩れを防ぐ技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 However, since the joint is a circumferential gap, fluid leaks from the joint.
Therefore, a technique has been proposed in which a backup ring 7 having a ring disk shape having no diameter expansion force is disposed in the annular groove 5 so as to overlap the seal ring 6 (for example, patents). Reference 1).

開弁時に、流体の流れ作用（圧力等）や振動等の影響により、シールリング６とバックアップリング７が径方向へ相対的にズレる可能性がある。
具体的な一例として、図８（ａ）の矢印に示すように、シールリング６の一部が内径側へ押され、逆にバックアップリング７の一部が外径側へ押される可能性がある。その結果、図８（ｂ）に示すように、「バックアップリング７の外径端」が「シールリング６の外径端」より外径側へ大きくはみ出す可能性がある。
この状態で、バタフライバルブ４が閉じられると、図９に示すように、「シールリング６に対して外径側へはみ出したバックアップリング７」が流体通路の内周壁に食い込む可能性があり、バルブ固着が発生する懸念がある。 When the valve is opened, there is a possibility that the seal ring 6 and the backup ring 7 are relatively displaced in the radial direction due to the influence of fluid flow action (pressure, etc.) and vibration.
As a specific example, as indicated by an arrow in FIG. 8A, a part of the seal ring 6 may be pushed toward the inner diameter side, and conversely, a part of the backup ring 7 may be pushed toward the outer diameter side. . As a result, as shown in FIG. 8B, the “outer diameter end of the backup ring 7” may protrude beyond the “outer diameter end of the seal ring 6” to the outer diameter side.
If the butterfly valve 4 is closed in this state, as shown in FIG. 9, there is a possibility that “the backup ring 7 protruding to the outer diameter side with respect to the seal ring 6” may bite into the inner peripheral wall of the fluid passage. There is concern that sticking will occur.

特開２００７−６４２７７号公報JP 2007-64277 A

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールリングの合口の洩れを防ぐバックアップリングが、流体通路の内周壁に食い込むことのないバルブ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a valve device in which a backup ring that prevents leakage of the joint of the seal ring does not bite into the inner peripheral wall of the fluid passage. .

〔請求項１の手段〕
シールリングとバックアップリングを重ね合わせて環状溝に配置することにより、合口をバックアップリングが閉塞する。このため、全閉時に、シールリングの合口から流体が洩れる不具合を回避することができる。
また、バックアップリングの内周に、シールリングの内周面に係合する係合部を設けることにより、開弁時に、流体等の影響によりシールリングとバックアップリングに径方向へ相対的にズレる力が加えられても、係合部がシールリングの内周面に係合することで、シールリングに対してバックアップリングが径方向へズレる「ズレの最大量」を規制することができる。
これにより、シールリングの合口の洩れを防ぐために設けたバックアップリングが、流体通路の内周壁に食い込む不具合を回避することができる。即ち、バックアップリングによるバルブ固着を防ぐことができる。 [Means of Claim 1]
By arranging the seal ring and the backup ring in the annular groove, the backup ring closes the joint. For this reason, it is possible to avoid the problem of fluid leaking from the joint of the seal ring when fully closed.
In addition, by providing an engagement part that engages the inner peripheral surface of the seal ring on the inner periphery of the backup ring, a force that causes a relative displacement in the radial direction between the seal ring and the backup ring due to the influence of fluid or the like when the valve is opened. Even if is added, the engagement portion engages with the inner peripheral surface of the seal ring, so that the “maximum amount of displacement” in which the backup ring is displaced in the radial direction with respect to the seal ring can be regulated.
As a result, it is possible to avoid the problem that the backup ring provided to prevent leakage at the joint of the seal ring bites into the inner peripheral wall of the fluid passage. That is, valve sticking due to the backup ring can be prevented.

〔請求項２の手段〕
シールリングの板厚方向には、
・環状溝の側壁とシールリングとの間の第１隙間、
・シールリングとバックアップリングとの間の第２隙間、
・環状溝の側壁とバックアップリングとの間の第３隙間、
が存在する。 [Means of claim 2]
In the thickness direction of the seal ring,
A first gap between the side wall of the annular groove and the seal ring,
The second gap between the seal ring and the backup ring,
A third gap between the side wall of the annular groove and the backup ring,
Exists.

ここで、バックアップリングを、シールリングの流体下流側に配置した場合、流体上流側から下流側に向かって、第１、第２、第３隙間が形成される｛図７（ａ）参照｝。
この場合、シールリングの上流側から環状溝の底側へ流入した流体は、シールリングの下流側に存在する第２、第３隙間の２箇所を通る。 Here, when the backup ring is arranged on the fluid downstream side of the seal ring, first, second, and third gaps are formed from the fluid upstream side to the downstream side {see FIG. 7A}.
In this case, the fluid flowing from the upstream side of the seal ring to the bottom side of the annular groove passes through two places of the second and third gaps existing on the downstream side of the seal ring.

これに対し、この請求項２では、バックアップリングを、シールリングの流体上流側に配置する。これにより、流体上流側から下流側に向かって、第３、第２、第１隙間が形成される｛図７（ｂ）参照｝。
この場合、シールリングの上流側から環状溝の底側へ流入した流体は、第１隙間の１箇所を通る。 On the other hand, in the second aspect, the backup ring is disposed on the fluid upstream side of the seal ring. Thereby, a 3rd, 2nd, 1st clearance gap is formed toward the downstream from the fluid upstream side {refer FIG.7 (b)}.
In this case, the fluid flowing from the upstream side of the seal ring to the bottom side of the annular groove passes through one place of the first gap.

このように、バックアップリングを、シールリングの流体上流側に配置することにより、流体の洩れ箇所を減らすことができるため、全閉時におけるシール性を向上することができる。 In this way, by arranging the backup ring on the fluid upstream side of the seal ring, it is possible to reduce the fluid leaking location, and therefore, it is possible to improve the sealing performance when fully closed.

〔請求項３の手段〕
係合部は、バックアップリングの内周縁の全周に設けられるものである。 [Means of claim 3]
The engaging portion is provided on the entire circumference of the inner peripheral edge of the backup ring.

〔請求項４の手段〕
バルブ装置は、ＥＧＲガスをエンジンの吸気側へ戻すＥＧＲ通路の開度制御を行うＥＧＲバルブである。
これにより、ＥＧＲバルブにおけるシールリングの合口からＥＧＲガスが洩れる不具合を回避することができるとともに、バックアップリングのはみ出しによるバルブ固着を防止することができる。 [Means of claim 4]
The valve device is an EGR valve that controls the opening degree of the EGR passage for returning EGR gas to the intake side of the engine.
As a result, it is possible to avoid a problem that EGR gas leaks from the joint of the seal ring in the EGR valve, and it is possible to prevent valve sticking due to the protrusion of the backup ring.

（ａ）ＥＧＲバルブの断面図、（ｂ）その概略断面図である（実施例）。(A) Sectional drawing of EGR valve, (b) It is the schematic sectional drawing (Example). バタフライバルブの分解斜視図である（実施例）。It is a disassembled perspective view of a butterfly valve (example). バックアップリングの斜視図である（実施例）。It is a perspective view of a backup ring (Example). （ａ）バタフライバルブの概略断面図、（ｂ）バックアップリングの説明図である（実施例）。(A) Schematic sectional view of a butterfly valve, (b) An explanatory view of a backup ring (Example). シールリングに対するバックアップリングの最大はみ出し量の説明図である（実施例）。It is explanatory drawing of the maximum protrusion amount of the backup ring with respect to a seal ring (Example). （ａ）合口洩れの説明図、（ｂ）外周洩れの説明図、（ｃ）側面洩れの説明図である。(A) Explanatory drawing of joint leak, (b) Explanatory drawing of outer periphery leakage, (c) Explanatory drawing of side leakage. （ａ）バックアップリングを下流側に配置した説明図（参考例）、（ｂ）バックアップリングを上流側に配置した説明図（実施例）である。(A) It is explanatory drawing (reference example) which has arrange | positioned the backup ring in the downstream, (b) It is explanatory drawing (example) which has arrange | positioned the backup ring in the upstream. （ａ）バタフライバルブの概略断面図、（ｂ）バックアップリングの説明図である（従来例）。(A) Schematic sectional view of a butterfly valve, (b) An explanatory view of a backup ring (conventional example). バックアップリングの食い込みの説明図である（従来例）。It is explanatory drawing of the biting of a backup ring (conventional example).

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
ＥＧＲバルブ（バルブ装置の一例）は、
・エンジンの排気通路から吸気通路へ排気ガスの一部であるＥＧＲガスを戻すＥＧＲ流路１（流体通路の一例）が形成されるハウジング２と、
・ＥＧＲ流路１に固定されたノズル３（通路部材の一例）内を開閉可能なバタフライバルブ４と、
・このバタフライバルブ４の外周縁に形成された環状溝５の内部に嵌め入れられ、全閉時（バタフライバルブ４がノズル３の内側を閉じる際）にノズル３とバタフライバルブ４との隙間を塞ぐものであり、周方向の１箇所に合口αが設けられるシールリング６と、
を備えて構成される。 [Description of Embodiments] [Mode for carrying out the invention] will be described with reference to the drawings.
EGR valve (an example of a valve device)
A housing 2 in which an EGR flow path 1 (an example of a fluid path) that returns EGR gas that is part of exhaust gas from the exhaust path of the engine to the intake path is formed;
A butterfly valve 4 capable of opening and closing inside a nozzle 3 (an example of a passage member) fixed to the EGR flow path 1;
-Fits into the annular groove 5 formed on the outer peripheral edge of the butterfly valve 4 and closes the gap between the nozzle 3 and the butterfly valve 4 when fully closed (when the butterfly valve 4 closes the inside of the nozzle 3). A seal ring 6 provided with an abutment α at one place in the circumferential direction;
It is configured with.

このＥＧＲバルブは、環状溝５にシールリング６とともに嵌め入れられるバックアップリング７を備える。
このバックアップリング７は、シールリング６に重ね合わされて合口αによる隙間を塞ぐものであり、バックアップリング７の内周には、シールリング６の内周面に係合する係合部７ａが設けられる。 This EGR valve includes a backup ring 7 fitted into the annular groove 5 together with the seal ring 6.
The backup ring 7 is overlapped with the seal ring 6 to close the gap formed by the abutment α, and an engagement portion 7 a that engages with the inner peripheral surface of the seal ring 6 is provided on the inner periphery of the backup ring 7. .

以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。実施例は、具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。 Hereinafter, a specific example (example) to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The embodiments disclose specific examples, and it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the above-mentioned [Mode for Carrying Out the Invention] denote the same functional objects.

この実施例は、本発明を車両エンジンに搭載されるＥＧＲ装置のＥＧＲバルブに適用したものである。
ＥＧＲ装置は、エンジンの排出した排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気側に戻すことで、吸気の一部に不燃ガスであるＥＧＲガスを混入させる周知の技術である。
ＥＧＲ装置は、排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路へ戻すＥＧＲ流路１の開閉および開度調整を行なうＥＧＲバルブを備えるものであり、このＥＧＲバルブの開度が車両の走行状態に応じてＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）によって制御される。 In this embodiment, the present invention is applied to an EGR valve of an EGR device mounted on a vehicle engine.
The EGR device is a well-known technique in which part of exhaust gas discharged from the engine is returned to the intake side of the engine as EGR gas, thereby mixing EGR gas that is non-combustible gas into a part of the intake air.
The EGR device includes an EGR valve that opens and closes the EGR flow path 1 for returning a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage and adjusts the opening thereof. The opening of the EGR valve is in a traveling state of the vehicle. Accordingly, control is performed by an ECU (abbreviation of engine control unit).

ＥＧＲバルブは、吸気通路における高負圧発生範囲（スロットルバルブの吸気下流側）へＥＧＲガスを戻す高圧ＥＧＲバルブであっても良いし、吸気通路における低負圧発生範囲（スロットルバルブの吸気上流側：例えばターボチャージャ搭載車両であればコンプレッサの吸気上流側）へＥＧＲガスを戻す低圧ＥＧＲバルブであっても良い。 The EGR valve may be a high-pressure EGR valve that returns EGR gas to a high negative pressure generation range in the intake passage (intake downstream of the throttle valve), or a low negative pressure generation range in the intake passage (intake upstream of the throttle valve) For example, a low-pressure EGR valve that returns EGR gas to the intake upstream side of the compressor in the case of a turbocharged vehicle may be used.

ＥＧＲバルブの具体的な一例を、図１を参照して説明する。
なお、以下では、図１（ａ）の図示右側を右、図示左側を左と称して説明するが、この左右は実施例の説明のための方向であり、限定されるものではない。
ＥＧＲバルブは、
・内部にＥＧＲ流路１の一部を形成するハウジング２と、
・ＥＧＲ流路１中に配置されるバタフライバルブ４と、
・このバタフライバルブ４と一体に回転するシャフト８と、
・このハウジング２の外部よりシャフト８に回転力を付与する電動アクチュエータ９と、を備えて構成される。 A specific example of the EGR valve will be described with reference to FIG.
In the following description, the right side in FIG. 1A is referred to as right, and the left side in the drawing is referred to as left. However, the left and right directions are directions for explaining the embodiments, and are not limited.
EGR valve is
A housing 2 that forms part of the EGR flow path 1 inside;
A butterfly valve 4 disposed in the EGR flow path 1;
A shaft 8 that rotates integrally with the butterfly valve 4;
An electric actuator 9 that applies a rotational force to the shaft 8 from the outside of the housing 2 is provided.

ハウジング２は、アルミニウム合金のダイキャスト製であり、ハウジング２の内部に形成されるＥＧＲ流路１の内壁には、耐熱性、耐腐食性に優れた部材（例えば、ステンレス）によって設けられた円筒形状を呈したノズル３が固定配置されている。このノズル３の内周は、ハウジング２内のＥＧＲ流路１（流体通路）の一部の内壁を成す。 The housing 2 is made of an aluminum alloy die-cast, and a cylinder provided on the inner wall of the EGR flow path 1 formed inside the housing 2 with a member (for example, stainless steel) having excellent heat resistance and corrosion resistance. A nozzle 3 having a shape is fixedly arranged. The inner periphery of the nozzle 3 forms a part of the inner wall of the EGR flow path 1 (fluid passage) in the housing 2.

バタフライバルブ４は、略円板形状を呈し、シャフト８の回動位置に応じてＥＧＲ流路１を開閉可能で、且つＥＧＲ流路１の開口面積を可変可能であり、ＥＧＲ流路１の開口面積を可変することで吸気通路へ戻されるＥＧＲ量の調整を行なうものである。 The butterfly valve 4 has a substantially disc shape, can open and close the EGR flow path 1 according to the rotational position of the shaft 8, and can change the opening area of the EGR flow path 1. The amount of EGR returned to the intake passage is adjusted by changing the area.

シャフト８は、バタフライバルブ４をＥＧＲ流路１の内部において回転可能に支持するものである。この実施例のシャフト８の軸線は、ＥＧＲ流路１の中心線（ノズル３の中心線）に対して傾斜配置される。
そして、シャフト８の左端部にバタフライバルブ４が傾斜した状態で固定されるものであり、シャフト８がＥＧＲ流路１の内部でバタフライバルブ４を片持ち支持するものである。 The shaft 8 supports the butterfly valve 4 so as to be rotatable inside the EGR flow path 1. The axis of the shaft 8 of this embodiment is inclined with respect to the center line of the EGR flow path 1 (center line of the nozzle 3).
The butterfly valve 4 is fixed to the left end portion of the shaft 8 in an inclined state, and the shaft 8 cantilever-supports the butterfly valve 4 inside the EGR flow path 1.

シャフト８は、ＥＧＲ流路１の右側のみに配置された２つの軸受１１によって回転自在に支持される。なお、軸受１１は、ボールベアリング、ローラベアリング等の転がりベアリング、あるいはメタルベアリング等の滑りベアリングであり、ハウジング２に形成されたベアリング収容穴の内部に圧入等の結合手段によって固定されて、内周に挿通されたシャフト８を回転自在に支持する。
また、２つの軸受１１の間には、ＥＧＲガスの洩れ出しを防ぐシール部材１２が配置される。なお、図１では、２つの軸受１１の間に独立したシール部材１２を設けているが、図１とは異なり、シール機能が組み合わされた軸受１１を用いても良い。 The shaft 8 is rotatably supported by two bearings 11 disposed only on the right side of the EGR flow path 1. The bearing 11 is a ball bearing, a rolling bearing such as a roller bearing, or a sliding bearing such as a metal bearing. The shaft 8 inserted through is rotatably supported.
In addition, a seal member 12 that prevents leakage of EGR gas is disposed between the two bearings 11. In FIG. 1, an independent seal member 12 is provided between the two bearings 11. However, unlike FIG. 1, a bearing 11 combined with a sealing function may be used.

電動アクチュエータ９は、ハウジング２の右部に固定されて、シャフト８を回動駆動するものであり、
・通電により回転動力を発生する電動モータ（例えば、通電量に応じた回転トルクを発生する周知の直流モータ）と、
・この電動モータの回転トルクを増幅してシャフト８に伝達する減速装置１３（この実施例では、複数の歯車を組み合わせた歯車式減速機）と、
・バタフライバルブ４（シャフト８）を初期開度へ戻すリターンスプリング１４（例えば、ねじりコイルバネ）と、
・バタフライバルブ４（シャフト８）の開度を検出する回転角センサ１５（例えば、シャフト８の角度を非接触で検出する磁気回転角センサ）と、
を備える。 The electric actuator 9 is fixed to the right part of the housing 2 and rotationally drives the shaft 8.
An electric motor that generates rotational power when energized (for example, a well-known DC motor that generates rotational torque in accordance with the energization amount);
A speed reducer 13 that amplifies the rotational torque of this electric motor and transmits it to the shaft 8 (in this embodiment, a gear type speed reducer combining a plurality of gears);
A return spring 14 (for example, a torsion coil spring) that returns the butterfly valve 4 (shaft 8) to the initial opening;
A rotation angle sensor 15 that detects the opening of the butterfly valve 4 (shaft 8) (for example, a magnetic rotation angle sensor that detects the angle of the shaft 8 in a non-contact manner);
Is provided.

そして、電動モータがＥＣＵによって通電制御されることで、バタフライバルブ４（シャフト８）の開度、即ちエンジンに戻されるＥＧＲ量の調整が行なわれる。
具体的に、ＥＣＵは、マイクロコンピュータを搭載した周知の電子制御装置であり、回転角センサ１５によって検出される実際のバタフライバルブ４（シャフト８）の開度が、車両走行状態に応じて算出された目標開度となるように、電動モータを通電制御するように設けられている。 The electric motor is energized and controlled by the ECU, thereby adjusting the opening of the butterfly valve 4 (shaft 8), that is, the EGR amount returned to the engine.
Specifically, the ECU is a known electronic control device equipped with a microcomputer, and the actual opening degree of the butterfly valve 4 (shaft 8) detected by the rotation angle sensor 15 is calculated according to the vehicle running state. The electric motor is provided with energization control so that the target opening is obtained.

〔実施例１の特徴技術１〕
バタフライバルブ４は、上述したように、開度に応じてＥＧＲ量の調整を行なうものであり、バタフライバルブ４の外周縁には、バタフライバルブ４とノズル３との隙間を無くすシールリング６が設けられている。
このシールリング６は、略円板形状を呈するバタフライバルブ４の外周縁に全周に亘って形成された環状溝５に嵌め入れられている。 [Feature Technology 1 of Example 1]
As described above, the butterfly valve 4 adjusts the EGR amount according to the opening degree, and a seal ring 6 that eliminates the gap between the butterfly valve 4 and the nozzle 3 is provided on the outer peripheral edge of the butterfly valve 4. It has been.
The seal ring 6 is fitted into an annular groove 5 formed over the entire outer periphery of the butterfly valve 4 having a substantially disc shape.

シールリング６は、ステンレス等の金属材料によって形成された断面が四角形状の線材（具体的には、角部がＲ面に面取り加工された断面が略矩形の線材）を円環状に設けたものであり、周方向の１箇所に、合口α（周方向の分離部）が設けられている。なお、シールリング６は、金属材料に限定されるものではなく、耐熱性、耐油性、耐摩耗性に優れた樹脂材料によって設けても良い。 The seal ring 6 is provided with a wire rod having a quadrangular cross section formed by a metal material such as stainless steel (specifically, a wire rod having a chamfered corner surface on the R surface) in an annular shape. And an abutment α (circumferential separation part) is provided at one place in the circumferential direction. The seal ring 6 is not limited to a metal material, and may be provided by a resin material having excellent heat resistance, oil resistance, and wear resistance.

合口αは、シールリング６の自由長において、合口αにおける周方向の隙間距離が、少量離間するように設けられており、シールリング６の外周縁がノズル３の内壁に押し付けられて組付けられる。これにより、バタフライバルブ４、ノズル３およびシールリング６に膨張変化が生じても、全閉時にはシールリング６の外周縁が常にノズル３の内壁に接する状態に保たれる。 In the free length of the seal ring 6, the abutment α is provided such that the clearance distance in the circumferential direction at the abutment α is slightly separated, and the outer peripheral edge of the seal ring 6 is pressed against the inner wall of the nozzle 3 and assembled. . Thereby, even if expansion changes occur in the butterfly valve 4, the nozzle 3 and the seal ring 6, the outer peripheral edge of the seal ring 6 is always kept in contact with the inner wall of the nozzle 3 when fully closed.

また、環状溝５には、シールリング６とともに、リング形状を呈したバックアップリング７が嵌め入れられている。このバックアップリング７は、シールリング６に重ね合わされて合口αによる隙間を塞ぐものである。
また、バックアップリング７は、シールリング６とは異なり、径方向の拡張力を持たないものであり、この実施例では周方向に切れ目のないリング体を用いている。 A backup ring 7 having a ring shape is fitted in the annular groove 5 together with the seal ring 6. The backup ring 7 is overlapped with the seal ring 6 to close the gap formed by the joint α.
Further, unlike the seal ring 6, the backup ring 7 does not have a radial expansion force, and in this embodiment, a ring body having no cut in the circumferential direction is used.

切れ目の無いバックアップリング７を環状溝５に嵌め入れる手段として、この実施例では、図１（ｂ）に示すように、バタフライバルブ４を、
・シャフト８にネジやリベット等の締結手段１６あるいは溶接等で固定されるバルブ本体４ａと、
・このバルブ本体４ａに圧入等の固定技術で組付けられるバルブリング４ｂと、
の２つで構成し、
バルブ本体４ａとバルブリング４ｂの間にバックアップリング７を挟む構成を採用している。 As means for fitting the continuous backup ring 7 into the annular groove 5, in this embodiment, as shown in FIG.
A valve body 4a fixed to the shaft 8 by fastening means 16 such as screws or rivets or welding;
A valve ring 4b that is assembled to the valve body 4a by a fixing technique such as press fitting;
It consists of two,
A configuration in which a backup ring 7 is sandwiched between the valve body 4a and the valve ring 4b is employed.

具体的には、図２に示すように、バルブ本体４ａに設けられた環状溝５の一部を成す段差部分にシールリング６とバックアップリング７を重ねて装着し（シールリング６は後から装着しても良い）、その後、バルブ本体４ａにバルブリング４ｂを圧入等の固定技術で固定することで、環状溝５に「シールリング６」と「径方向に切れ目の無いバックアップリング７」とを組付けるものである。 Specifically, as shown in FIG. 2, a seal ring 6 and a backup ring 7 are mounted on a stepped portion forming a part of an annular groove 5 provided in the valve body 4 a (the seal ring 6 is mounted later). Then, by fixing the valve ring 4b to the valve body 4a by a fixing technique such as press-fitting, the "seal ring 6" and the "radially unbroken backup ring 7" are formed in the annular groove 5. It is to be assembled.

バックアップリング７の内周縁には、シールリング６の内周面に係合する係合部７ａが設けられている。この実施例に示す係合部７ａは、バックアップリング７の内周の全周に亘って連続するものである。即ち、この実施例の係合部７ａは、図３に示すように筒状を呈するものであり、係合部７ａ（筒部分）の外径寸法は、環状溝５の底径寸法より大きく、全閉時のシールリング６の内径寸法より小さく設けられている。
具体的に、バックアップリング７は、耐腐食性に優れた薄いステンレス等の金属板をプレス成形により成形した断面がＬ字形を呈するものであり、シールリング６に重ね合わされる部分（リング円板：バックアップリング本体部分）と係合部７ａとが同時形成されるものである。 An engaging portion 7 a that engages with the inner peripheral surface of the seal ring 6 is provided on the inner peripheral edge of the backup ring 7. The engaging portion 7 a shown in this embodiment is continuous over the entire inner circumference of the backup ring 7. That is, the engaging portion 7a of this embodiment has a cylindrical shape as shown in FIG. 3, and the outer diameter of the engaging portion 7a (cylindrical portion) is larger than the bottom diameter of the annular groove 5, It is provided smaller than the inner diameter dimension of the seal ring 6 when fully closed.
Specifically, the backup ring 7 has a L-shaped cross section obtained by press-molding a thin metal plate such as stainless steel having excellent corrosion resistance, and is overlapped with the seal ring 6 (ring disk: The backup ring body portion) and the engaging portion 7a are formed simultaneously.

バックアップリング７の作動を説明する。
開弁時に、ＥＧＲガスの圧力や車両振動等の影響により、図４（ａ）の矢印に示すように、シールリング６とバックアップリング７に、径方向へ相対的にズレる力が加えられる可能性がある。
しかるに、図４（ｂ）に示すように、係合部７ａがシールリング６の内周面に係合することで、シールリング６に対してバックアップリング７が径方向へズレる「ズレの最大量」が規制される。
即ち、係合部７ａによってシールリング６に対するバックアップリング７の「飛び出し量」を規制することができる。 The operation of the backup ring 7 will be described.
When the valve is opened, there is a possibility that a force that is relatively displaced in the radial direction is applied to the seal ring 6 and the backup ring 7 as shown by the arrow in FIG. There is.
However, as shown in FIG. 4B, the engagement portion 7 a engages with the inner peripheral surface of the seal ring 6, so that the backup ring 7 is displaced in the radial direction with respect to the seal ring 6. Is regulated.
That is, the “projection amount” of the backup ring 7 relative to the seal ring 6 can be regulated by the engaging portion 7 a.

ここで、バックアップリング７の「飛び出し量」を０（ゼロ）以下に設けても良いが（即ち、全く飛び出さないように設けても良いが）、この実施例では図５の破線に示すように、「小さな飛び出し量」を許容するものである。
この「小さな飛び出し量」は、図５の実線に示すように、バックアップリング７の外径端が、シールリング６の外径側のＲ面（面取りされた曲面）に沿って変形した状態において、シールリング６の外径寸法より、バックアップリング７の外径寸法が小さくなる範囲のものである。 Here, the “jumping amount” of the backup ring 7 may be set to 0 (zero) or less (that is, it may be set not to pop out at all), but in this embodiment, as shown by the broken line in FIG. In addition, a “small pop-out amount” is allowed.
As shown by the solid line in FIG. 5, this “small protrusion amount” is obtained when the outer diameter end of the backup ring 7 is deformed along the R surface (curved curved surface) on the outer diameter side of the seal ring 6. The outer diameter of the backup ring 7 is smaller than the outer diameter of the seal ring 6.

この実施例のＥＧＲバルブは、上述したように、シールリング６の合口αをバックアップリング７で塞ぐため、全閉時のシール性を高めることができる。
また、この実施例のＥＧＲバルブは、バックアップリング７に係合部７ａを設けることで、シールリング６に対してバックアップリング７にズレる力が加えられても、バックアップリング７がノズル３の内周壁に食い込む不具合が生じない。即ち、バックアップリング７によるバルブ固着が発生せず、ＥＧＲバルブの信頼性を高めることができる。 Since the EGR valve of this embodiment closes the joint a of the seal ring 6 with the backup ring 7 as described above, the sealing performance when fully closed can be improved.
Further, the EGR valve of this embodiment is provided with the engaging portion 7 a in the backup ring 7, so that the backup ring 7 can be connected to the inner peripheral wall of the nozzle 3 even when a force that shifts to the seal ring 6 is applied to the seal ring 6. There is no problem of biting in. That is, valve sticking due to the backup ring 7 does not occur, and the reliability of the EGR valve can be improved.

〔実施例１の特徴技術２〕
ここで、全閉時における洩れの種類（３大要因）を説明する。
洩れの種類は、
・図６（ａ）に示す合口洩れ（合口αによる洩れ）と、
・図６（ｂ）に示す外周洩れ（ノズル３とシールリング６との隙間による洩れ）と、
・図６（ｃ）に示す側面洩れ（環状溝５の側面を通過する洩れ）と、
が存在する。 [Feature Technology 2 of Example 1]
Here, the types of leakage (three major factors) when fully closed will be described.
The type of leakage is
-Joint leakage shown in Fig. 6 (a) (leakage due to joint α),
-Perimeter leakage (leakage caused by a gap between the nozzle 3 and the seal ring 6) shown in FIG.
-Side leakage (leak passing through the side surface of the annular groove 5) shown in FIG.
Exists.

以下では、この実施例において側面洩れを抑える技術を説明する。
シールリング６の板厚方向（図７の上下方向）には、
・環状溝５の側壁とシールリング６との間の第１隙間Ａ、
・シールリング６とバックアップリング７との間の第２隙間Ｂ、
・環状溝５の側壁とバックアップリング７との間の第３隙間Ｃ、
が存在する。 Hereinafter, a technique for suppressing side leakage in this embodiment will be described.
In the plate thickness direction of the seal ring 6 (vertical direction in FIG. 7),
A first gap A between the side wall of the annular groove 5 and the seal ring 6;
A second gap B between the seal ring 6 and the backup ring 7,
A third gap C between the side wall of the annular groove 5 and the backup ring 7,
Exists.

ここで、バックアップリング７は、
・図７（ａ）に示すように、シールリング６の下流側に配置する場合と、
・図７（ｂ）に示すように、シールリング６の上流側に配置する場合と、
がある。
そして、この実施例は、バックアップリング７を、図７（ｂ）に示すように、シールリング６の上流側に配置するものである。 Here, the backup ring 7 is
As shown in FIG. 7 (a), when arranged on the downstream side of the seal ring 6,
As shown in FIG. 7 (b), when arranged upstream of the seal ring 6,
There is.
In this embodiment, the backup ring 7 is arranged on the upstream side of the seal ring 6 as shown in FIG.

その理由を説明する。
・図７（ａ）に示すように、バックアップリング７をシールリング６の下流側に配置すると、上流側から下流側に向かって、第１、第２、第３隙間Ａ〜Ｃが形成される。
この場合、シールリング６の上流側から環状溝５の底側へ流入したＥＧＲガスは、シールリング６の下流側に存在する第２、第３隙間Ｂ、Ｃの２箇所を通る。 The reason will be explained.
As shown in FIG. 7A, when the backup ring 7 is arranged on the downstream side of the seal ring 6, first, second, and third gaps A to C are formed from the upstream side to the downstream side. .
In this case, the EGR gas that has flowed from the upstream side of the seal ring 6 to the bottom side of the annular groove 5 passes through the second and third gaps B and C existing on the downstream side of the seal ring 6.

これに対し、図７（ｂ）に示すように、バックアップリング７をシールリング６の上流側に配置すると、上流側から下流側に向かって、第３、第２、第１隙間Ｃ〜Ａが形成される。
この場合、シールリング６の上流側から環状溝５の底側へ流入した流体は、第１隙間Ａの１箇所だけを通る。 On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the backup ring 7 is arranged on the upstream side of the seal ring 6, the third, second, and first gaps C to A are formed from the upstream side to the downstream side. It is formed.
In this case, the fluid flowing from the upstream side of the seal ring 6 to the bottom side of the annular groove 5 passes through only one location of the first gap A.

このように、この実施例のＥＧＲバルブは、バックアップリング７をシールリング６の上流側（ＥＧＲガスの上流側）に配置することで、全閉時における洩れの発生箇所を減らすことができるため、全閉時におけるシール性を向上することができる。 As described above, the EGR valve of this embodiment can reduce the occurrence of leakage when fully closed by disposing the backup ring 7 upstream of the seal ring 6 (upstream of EGR gas). The sealing performance when fully closed can be improved.

上記の実施例では、バックアップリング７に切れ目（切れ込み）の無いタイプを用いる例を示したが、バックアップリング７に、周方向の１箇所に切れ目を設けても良い。
このように、バックアップリング７に切れ目を設けることで、環状溝５の内部にバックアップリング７を後付けすることが可能になる。即ち、上記の実施例で示したように、バタフライバルブ４を「バルブ本体４ａとバルブリング４ｂの２部品」で設ける必要がなくなり、１部品で設けたバタフライバルブ４の環状溝５に、バックアップリング７を装着することが可能になる。 In the above-described embodiment, an example in which the backup ring 7 has no cut (cut) is shown, but the backup ring 7 may be provided with a cut at one place in the circumferential direction.
Thus, by providing a cut in the backup ring 7, the backup ring 7 can be retrofitted inside the annular groove 5. That is, as shown in the above embodiment, it is not necessary to provide the butterfly valve 4 with “two parts of the valve body 4a and the valve ring 4b”, and the backup ring is provided in the annular groove 5 of the butterfly valve 4 provided with one part. 7 can be mounted.

上記の実施例では、係合部７ａをバックアップリング７の全周に設ける例を示したが、係合部７ａを複数箇所に分けて形成しても良い。係合部７ａを複数箇所に設けても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the example in which the engaging portion 7a is provided on the entire circumference of the backup ring 7 has been described. However, the engaging portion 7a may be formed at a plurality of locations. Even if the engaging portions 7a are provided at a plurality of locations, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

上記の実施例では、本発明をＥＧＲバルブに適用する例を示したが、流体は排気ガスに限定されるものではなく、他のバルブ装置に本発明を適用しても良い。
具体的な一例として、ターボチャージャに供給される排気ガスの一部を逃がすウエストゲートバルブのバタフライバルブ４に本発明を適用するなど、バタフライバルブ４を用いた全ての開閉弁、流量調整弁、圧力調整弁に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the EGR valve has been shown. However, the fluid is not limited to the exhaust gas, and the present invention may be applied to other valve devices.
As a specific example, the present invention is applied to the butterfly valve 4 of the wastegate valve that releases a part of the exhaust gas supplied to the turbocharger. For example, all on-off valves, flow control valves, and pressures using the butterfly valve 4 are used. The present invention may be applied to a regulating valve.

１ＥＧＲ流路（流体通路）
３ノズル（通路部材）
４バタフライバルブ
５環状溝
６シールリング
７バックアップリング
７ａ係合部
α 合口 1 EGR flow path (fluid path)
3 Nozzle (passage member)
4 Butterfly valve 5 Annular groove 6 Seal ring 7 Backup ring 7a Engagement part α Joint

Claims

A passage member (3) in which a fluid passage (1) is formed;
A butterfly valve (4) that rotates in the fluid passage (1) and can open and close the fluid passage (1);
A seal ring (6) fitted in an annular groove (5) provided on the outer peripheral edge of the butterfly valve (4) and provided with a joint (α) at one place in the circumferential direction;
In a valve device comprising:
This valve device
A backup ring (7) that is fitted in the annular groove (5) together with the seal ring (6) and closes the gap formed by the joint (α),
A valve device characterized in that an engagement portion (7a) that engages with the inner peripheral surface of the seal ring (6) is provided on the inner periphery of the backup ring (7).

The valve device according to claim 1,
The valve device, wherein the backup ring (7) is disposed on the fluid upstream side of the seal ring (6).

The valve device according to claim 1 or 2,
The valve device according to claim 1, wherein the engaging portion (7a) is provided on the entire circumference of the inner peripheral edge of the backup ring (7).

In the valve apparatus in any one of Claims 1-3,
This valve device is an EGR valve that controls the opening degree of the EGR flow path (1) for returning EGR gas to the intake side of the engine.