JP2017198256A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は密封装置に係り、例えば、車両の排気ガス再循環システム(以下、EGRシステムという)におけるバタフライバルブの弁軸周を密封する密封装置に関する。 The present invention relates to a sealing device, for example, a sealing device that seals the periphery of a valve shaft of a butterfly valve in an exhaust gas recirculation system (hereinafter referred to as an EGR system) of a vehicle.
従来から、図3に示すような車両のEGRシステムに用いられるバタフライバルブ50が知られている。このバタフライバルブ50は、筒状部材51に形成された流路51aの中心線と直交する方向に設けられるハウジング52と、このハウジング52に形成された軸孔52aの軸孔内周52bに挿通される弁軸53と、流路51aに配置されるとともに弁軸53に取り付けられ、不図示のモータからの駆動力によって回転し、流路51aの流路断面積を変化させる弁体54と、を備えている。
Conventionally, a
そして、図3、図4に示すように、バタフライバルブ50には、ハウジング52の内周面52cに嵌合する金属環530と、弁軸53の外周面53aに摺動自在に接触するPTFE製のシールリップ540と、を備えた密封装置10が取り付けられている。また、筒状部材51に形成された流路51aと密封装置10の軸方向中間地点には、不図示のワイヤーフィルタが配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
かかるバタフライバルブ50によれば、ハウジング52の軸孔内周52bと、この軸孔内周52bに挿通された弁軸53との間の空間を密封対象側Aと反密封対象側Bとに区画し、かつ、ワイヤーフィルタが排気ガス中の煤等を捕捉し、その侵入を抑止する。
According to the
しかし、上記構成のバタフライバルブ50は、ワイヤーフィルタを設けることで煤等の侵入を抑制しているが完全に遮断することは困難である。
However, although the
そして、この煤等がワイヤーフィルタを通過すると、シールリップ540の外周面543と、金属環530の内周面534a側との間に煤等が堆積し、シールリップ540が固着することでシールリップ540が固定され、シールリップ540の締め代が低下し、シールリップ540の柔軟性が低下する可能性がある。そのため、図4に示す密封装置10は、煤等が堆積するたびに交換する等といった措置を講じなければならないおそれがある。
And when this wrinkle etc. passes a wire filter, wrinkles etc. accumulate between the outer
また、上記バタフライバルブ50に用いられる密封装置10として、図5に示すように、ハウジング52の内周面52cに嵌合される外周側金属環520と、この外周側金属環520の内周面に嵌合される内周側金属環530と、外周側金属環520と内周側金属環530との間に配置され、弁軸53の外周面53aと密接するように強制変形させられているPTFE製のシールリップ540と、を備えたものも知られている。
Further, as the
この密封装置10によれば、シールリップ540が弁軸53の外周面53aと密接するように強制変形させられているため、初期締め代が大きく、密封対象側Aから反密封空間側Bへ通過しようとする煤等の侵入をより効果的に防止することができる。
According to this
ところが、図5に示す密封装置10は、シールリップ540の外周面543と、内周側金属環530の内周面534aとの間に煤等が堆積してしまうという点に関して更なる改善の余地がある。
However, in the
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、シールリップの外周面と金属側の内周面との間に煤等の堆積によるシールリップの固着を防止することで、シールリップが固定されることを防止し、もって、シールリップの締め代の低下やシールリップの柔軟性の低下を防止することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is that the seal lip is fixed by accumulation of soot or the like between the outer peripheral surface of the seal lip and the inner peripheral surface of the metal side. By preventing the seal lip from being fixed, the seal lip is prevented from being lowered and the flexibility of the seal lip is prevented from being lowered.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明の密封装置は、ハウジングの内周面に嵌合する金属環と、前記金属環の一方の端部から延びることで、前記ハウジングの軸孔内周に挿通された軸の外周面に摺動自在に接触するシールリップと、を備えた密封装置において、前記金属環は、軸と同心状の金属環本体と、この金属環本体の他方の端部から内径方向にむけて延在するフランジ部と、からなり、前記フランジ部の内周面と、前記軸の外周面との間には、ラビリンスが形成されていることを特徴とする。 As a means for effectively solving the technical problem described above, the sealing device of the present invention includes a metal ring fitted to the inner peripheral surface of the housing, and extending from one end of the metal ring, so that the housing A sealing lip slidably contacting the outer peripheral surface of the shaft inserted through the inner periphery of the shaft hole, wherein the metal ring is a metal ring body concentric with the shaft, and the metal ring body A flange portion extending from the other end portion toward the inner diameter direction, and a labyrinth is formed between the inner peripheral surface of the flange portion and the outer peripheral surface of the shaft. And
また、前記フランジ部の内周側端部には、前記フランジ部の軸方向幅が長大となるクランク状の差込部が形成され、前記シールリップの先端縁が前記差込部へ差し込まれることで、前記差込部の内面と、前記シールリップの外周面及び先端面との間には、ラビリンスが形成されていてもよい。 In addition, a crank-shaped insertion portion in which an axial width of the flange portion is long is formed at an inner peripheral side end portion of the flange portion, and a leading edge of the seal lip is inserted into the insertion portion. And the labyrinth may be formed between the inner surface of the said insertion part, and the outer peripheral surface and front-end | tip surface of the said seal lip.
また、前記シールリップは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、前記密封装置は、バタフライバルブ用のオイルシールであってもよい。 The seal lip may be made of polytetrafluoroethylene, and the sealing device may be an oil seal for a butterfly valve.
上記構成の密封装置によれば、金属環が弁軸の外周面との間に微小の隙間たるラビリンスを形成するため、密封対象側から煤等の侵入を防止し、シールリップの外周面と金属環との間に煤等が堆積することを防止し、シールリップが固定されることに伴うシールリップの締め代の低下やシールリップの柔軟性の低下を防止することができる。 According to the sealing device having the above configuration, the metal ring forms a labyrinth that is a minute gap between the valve shaft and the outer peripheral surface of the valve shaft. It is possible to prevent soot and the like from accumulating between the ring and the seal lip and the flexibility of the seal lip can be prevented from being lowered as the seal lip is fixed.
以下において、本発明の実施形態に係る密封装置10について図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る密封装置10を示す断面図であり、図2は、本発明の実施形態に係る密封装置10におけるシールリップ40の先端縁42近傍を示す要部拡大断面図である。なお、本実施形態に係る密封装置10における密封対象側A及び反密封対象側Bは、請求項に記載の他方の端部及び一方の端部に相当する。
Hereinafter, a
本実施形態に係る密封装置10は、図3に示すような車両のEGRシステムに用いられるバタフライバルブ50に装着されるものである。このバタフライバルブ50は、筒状部材51に形成された流路51aの中心線と直交する方向に設けられるハウジング52と、このハウジング52に形成された軸孔52aの軸孔内周52bに挿通される弁軸53と、流路51aに配置されるとともに弁軸53に取り付けられ、不図示のモータからの駆動力によって回転し、流路51aの流路断面積を変化させる弁体54と、を備えている。
The
密封装置10は、ハウジング52の内周面52cに嵌合される外周側金属環20と、この外周側金属環20の内周面に金属嵌合される内周側金属環30と、外周側金属環20と内周側金属環30との間に挟持されるシールリップ40と、からなる。
The
外周側金属環20は、全体がコ字状をなし、ハウジング52と同心状にある外周側金属環本体21と、この外周側金属環本体21の反密封対象側Bの端部から内径方向に向けて折り曲げられる外周側挟持部22と、この外周側金属環本体21の密封対象側Aの端部から内径方向に向けて折り曲げられる折り曲げ部23とからなる。また、図1に示すようにこの外周側金属環20は、後述する内周側金属環30とシールリップ40の基端41を覆うほどの軸方向長さを有する。
The outer peripheral
内周側金属環30は、ハウジング52及び外周側金属環本体21と同心状にある内周側金属環本体31と、この内周側金属環本体31の反密封対象側Bの端部から内径方向に向けて折り曲げられる内周側挟持部32と、この内周側金属環本体31の密封対象側Aの端部から内径方向に向けて折り曲げられるフランジ部33と、からなる。また、フランジ部33の内周側には、差込部34が形成されている。
The inner peripheral
差込部34は、フランジ部33の内径方向の途中(フランジ部33の内周側端部)に設けられるものであって、全体がクランク状をなすものである。この差込部34が設けられることで、フランジ部33は、差込部34を境に図1に示すように軸方向幅が長大となり、差込部34の内周端は、軸方向に凹んでいる。そして、図2に示すように、差込部34(フランジ部33)の内周面34aと弁軸53の外周面53aとの間には、軸方向に延びる微小の隙間c3たるラビリンスが設定されている。
The
シールリップ40は、化学的に安定的で耐熱性、耐化学性に優れるポリテトラフルオロエチレンなどといったフッ素樹脂(以下、単に、PTFEと称す。)からなるものであって、図1に示す装着状態では、全体としてL字状をなし、外周側挟持部22と内周側挟持部32との間に挟持される基端41と、弁軸53の外周面53aに摺動自在に接触し、後述する差込部34に差し込まれる先端縁42とを備える。
The
上記構成の密封装置10は、外周側金属環20における折り曲げ部23と内周側金属環30における内周側金属環本体31の密封対象側Aの端部が金属嵌合し、かつ、外周側挟持部22と内周側挟持部32がシールリップ40の基端41を介して固定される。換言すれば、シールリップ40の基端41は、外周側挟持部22と内周側挟持部32との間で挟持されることにより固定されている。
In the
そして、シールリップ40の先端縁42を差込部34の内面に差し込む(軸方向に差し込む)ことによって、図2に示すように、シールリップ40の外周面43と差込部34の円筒面34cとの間に軸方向に延びる隙間c1が設定され、シールリップ40の先端縁42における先端面44と差込部34の端面34bとの間に径方向に延びる隙間c2が設定される。
Then, by inserting the
以上により、本実施形態に係る密封装置によれば、差込部34(フランジ部33)の内周面34aと弁軸53の外周面53aとの間には、微小の隙間c3が設定されているとともに、シールリップ40の外周面43と差込部34の円筒面34cとの間に軸方向の隙間c1が、シールリップ40の先端縁42における先端面44と差込部34の端面34bとの間に径方向の隙間c2が設定される。したがって、密封対象側Aから侵入しようとしてくる煤等の侵入を防止することができる。しかも、本実施形態に係る隙間c1、c2、c3は、それぞれが交互に軸方向及び径方向へ延びるものであるため、煤等は隙間c1、c2、c3を交互に乗り越えなければならない。したがって、密封対象側Aから侵入しようとしてくる煤等の侵入がより困難なものとなるため、煤等の侵入をより効率よく防止することができる。
As described above, according to the sealing device according to the present embodiment, the minute gap c <b> 3 is set between the inner
また、本実施形態に係る密封装置10によれば、内周側金属環30は、シールリップ40の基端41を保持する役割と、シールリップ40の先端縁42及び外周面43との間に微小の隙間(ラビリンス)cを設定する役割を兼ねる。したがって、図5に示す従来技術に係る密封装置10から部品点数を増やす必要がない。
Further, according to the sealing
10 密封装置
20 外周側金属環
21 外周側金属環本体
22 外周側挟持部
23 折り曲げ部
30 内周側金属環
31 内周側金属環本体
32 内周側挟持部
33 フランジ部
34 差込部
34a 内周面
34b 端面
34c 円筒面
40 シールリップ
41 基端
42 先端縁
43 外周面
44 先端面
50 バタフライバルブ
51 筒状部材
51a 流路
52 ハウジング
52a 軸孔
52b 軸孔内周
52c 内周面
53 弁軸
53a 外周面
54 弁体
A 密封対象側
B 反密封対象側
c,c1,c2,c3 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記金属環は、軸と同心状の金属環本体と、この金属環本体の他方の端部から内径方向にむけて延在するフランジ部と、からなり、
前記フランジ部の内周面と、前記軸の外周面との間には、ラビリンスが形成されていることを特徴とする密封装置。 A metal ring that fits to the inner peripheral surface of the housing, and a seal lip that slidably contacts the outer peripheral surface of the shaft that is inserted into the inner periphery of the shaft hole of the housing by extending from one end of the metal ring And a sealing device comprising:
The metal ring is composed of a metal ring main body concentric with the shaft, and a flange portion extending from the other end of the metal ring main body toward the inner diameter direction,
A labyrinth is formed between an inner peripheral surface of the flange portion and an outer peripheral surface of the shaft.
前記フランジ部の内周側端部には、前記フランジ部の軸方向幅が長大となるクランク状の差込部が形成され、前記シールリップの先端縁が前記差込部へ差し込まれることで、前記差込部の内面と、前記シールリップの外周面及び先端面との間には、ラビリンスが形成されていることを特徴とする密封装置。 The sealing device according to claim 1,
A crank-shaped insertion part in which the axial width of the flange part is long is formed at the inner peripheral side end of the flange part, and the leading edge of the seal lip is inserted into the insertion part. A labyrinth is formed between an inner surface of the insertion portion and an outer peripheral surface and a front end surface of the seal lip.
前記シールリップは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、
前記密封装置は、バタフライバルブ用のオイルシールであることを特徴とする密封装置。 The sealing device according to claim 1 or 2,
The seal lip is made of polytetrafluoroethylene,
The sealing device is an oil seal for a butterfly valve.
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