WO2020090180A1 - 密封装置 - Google Patents

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信行 江口
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device provided in an exhaust gas recirculation device.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view of a sealing structure including a sealing device according to a conventional example.
  • the sealing device 700 plays a role of sealing an annular gap between the rotary shaft 200 and the housing 300.
  • the sealing device 700 includes a metal ring 710, a resin seal 720, a leaf spring 730, and a metal fixed ring 740 fixed to the inner peripheral surface side of the metal ring 710.
  • the leaf spring 730 is fixed to the metal ring 710 on the outer peripheral side and is deformed so that the inner peripheral side is curved along the resin seal 720, and the vicinity of the inner peripheral end of the resin seal 720 is radially inward. It is configured to press toward. According to the sealing device 700 configured as described above, even when the resin seal 720 itself becomes fatigued by being used for a long time in a high temperature environment, stable sealing performance is maintained for a long time. be able to.
  • the rotating shaft 200 may be eccentric to the housing 300 with high frequency (see arrow P in the figure).
  • the follow-up operation (see arrow Q in the figure) of the inner peripheral end of the resin seal 720 may catch up with the eccentric operation of the rotating shaft 200.
  • the sealing property becomes unstable.
  • the structure in which the bearing is provided separately from the sealing device is adopted, the installation space is unnecessarily increased and the cost is increased.
  • An object of the present invention is to provide a sealing device capable of suppressing eccentricity of a rotating shaft without providing a bearing separately from the sealing device.
  • the present invention adopts the following means in order to solve the above problems.
  • the sealing device of the present invention In the sealing device provided in the exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas to the intake air, A sealing device for sealing an annular gap between a rotary shaft that rotates a valve body of a control valve that controls the amount of exhaust gas to be recirculated, and a housing having a shaft hole of the rotary shaft, A metal ring having a cylindrical portion fitted in a state of being in close contact with the inner peripheral surface of the shaft hole, and an inward flange portion provided at an end portion of the cylindrical portion, It is composed of a plate-shaped and annular resin member, the outer peripheral side is fixed to the metal ring, and the inner peripheral side is slidable on the outer peripheral surface of the rotating shaft in a deformed state so as to curve toward the sealing target region side.
  • a resin seal that sticks closely It is composed of a plate-shaped and annular metal member, the outer peripheral side is fixed to the metal ring, the inner peripheral side is deformed so as to curve along the resin seal, and the inner peripheral side of the resin seal is radially inside.
  • a resin seal that sticks closely It is composed of a plate-shaped and annular metal member, the outer peripheral side is fixed to the metal ring, the inner peripheral side is deformed so as to curve along the resin seal, and the inner peripheral side of the resin seal is radially inside.
  • the sealing device of the present invention is composed of a plate-shaped and annular resin member, and is made of a resin that slidably adheres to the outer peripheral surface of the rotary shaft in a state where the inner peripheral side is deformed to be curved toward the sealing target area side.
  • a structure with a seal is adopted.
  • the sealing device of the present invention includes the leaf spring that presses the inner peripheral side of the resin seal toward the inner side in the radial direction, even if the resin seal itself is depressed, it is stable for a long period of time. The sealed property can be maintained. Further, according to the present invention, since the sealing device is provided with the slide bearing, the eccentricity of the rotating shaft can be suppressed without providing a bearing separately from the sealing device.
  • the eccentricity of the rotating shaft can be suppressed without providing a bearing separately from the sealing device.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine including an exhaust gas recirculation device.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the control valve.
  • FIG. 3 is a plan view of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom view of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of the leaf spring according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing a sealing structure including the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partially cutaway perspective view showing a usage state of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic sectional view showing a sealing structure including a sealing device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view of a sealing structure including
  • the sealing device according to the present embodiment is provided in an exhaust gas recirculation device (hereinafter, referred to as an EGR device) that recirculates a part of exhaust gas to intake air.
  • an EGR device an exhaust gas recirculation device
  • FIGS. 1 and 2 Prior to the description of the sealing device according to the present embodiment, the EGR device will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine including an EGR device.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a control valve provided in the EGR device.
  • an intake pipe 510 and an exhaust pipe 520 are connected to the internal combustion engine 500.
  • An EGR device is provided to control the generation of NO X by recirculating a part of the exhaust gas to the intake air.
  • the EGR device includes an EGR passage 530 and a control valve (EGR valve) 600 provided on the EGR passage 530.
  • the control valve 600 has a function of controlling the amount of exhaust gas to be recirculated.
  • the arrows in FIG. 1 indicate the directions of intake and exhaust flow.
  • the control valve 600 includes a rotary shaft 200 that rotates the valve body 220, and a housing 300 having a shaft hole of the rotary shaft 200 (see FIG. 2).
  • the rotating shaft 200 is configured to rotate by the rotating mechanism 210. Then, in order to prevent the exhaust gas flowing through the EGR passage 530 from leaking to the outside of the EGR passage 530, the sealing device 100 that seals the annular gap between the rotary shaft 200 and the housing 300 is provided. ..
  • FIG. 3 is a plan view of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom view of the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the sealing device according to the first embodiment of the present invention. Note that FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view of the leaf spring according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a sealing structure (a used state of the sealing device) including the sealing device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partially cutaway perspective view showing a usage state of the sealing device according to the first embodiment of the present invention. Note that FIG. 8 is a diagram schematically showing a state in which the vicinity of the cross section of the sealing device according to the first embodiment of the present invention is cut, as viewed obliquely. Further, in FIG. 8, the shaft and the housing are omitted in the state when the sealing device according to the first embodiment of the present invention is used.
  • the sealing device 100 includes a metal ring 110, a resin seal 120, a leaf spring 130, a metal plain bearing 140, and a metal fixing member fixed to the inner peripheral surface side of the metal ring 110. And a ring 150.
  • the metal ring 110 includes a cylindrical portion 111 that is fitted in close contact with the inner peripheral surface of the shaft hole provided in the housing 300. Further, the metal ring 110 is formed with an inward flange portion 112 provided at an end portion on one end side of the cylindrical portion 111 and a crimp formed by being bent inward in the radial direction on the other end side of the cylindrical portion 111. And a section 113 are provided.
  • the “one end side” corresponds to the opposite side (low pressure side (L)) to the sealing target area
  • the “other end side” is the sealing target area side (high pressure side). Side (H)).
  • the resin seal 120 is composed of a plate-shaped and annular resin member.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • This PTFE has characteristics that it is excellent in heat resistance, pressure resistance, and chemical resistance, and has little sliding wear.
  • the resin seal 120 according to the present embodiment has the outer peripheral side fixed to the metal ring 110 and the inner peripheral side deformed so as to curve toward the sealing target region side (high pressure side (H)). It is configured so as to slidably adhere to the outer peripheral surface of 200.
  • the leaf spring 130 is composed of a plate-shaped and annular metal member. Further, the leaf spring 130 is fixed to the metal ring 110 on the outer peripheral side and deforms so that the inner peripheral side is curved along the resin seal 120, and the vicinity of the end portion on the inner peripheral side of the resin seal 120 is radially inward. It is configured to press toward. Further, the leaf spring 130 is provided with a plurality of inner circumferential slits 131 extending from the inner circumferential end toward the outer circumferential end side at intervals in the circumferential direction. In the present embodiment, the plurality of inner circumferential slits 131 are provided at equal intervals in the circumferential direction. Note that the configuration of the leaf spring 130 shown in this embodiment is merely an example. For the leaf spring according to the present invention, for example, in addition to the configuration disclosed in FIG. 11 of Patent Document 1 described above, various known techniques can be adopted.
  • the plain bearing 140 is composed of an annular member made of metal such as SUS.
  • the slide bearing 140 is sandwiched between the resin seal 120 and the inward flange portion 112 of the metal ring 110, and is slidably provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 200. As a result, eccentricity of the rotary shaft 200 with respect to the housing 300 is suppressed. Since the plain bearing 140 according to the present embodiment is made of metal such as SUS as described above, it is excellent in heat resistance and condensed water resistance and maintains quality even when applied to an EGR device.
  • the fixed ring 150 is composed of a cylindrical portion 151 fixed to the inner peripheral surface side of the metal ring 110, and an inward flange portion 152 provided on one end side of the cylindrical portion 151. Then, with the fixed ring 150 arranged on the inner peripheral surface side of the metal ring 110, the diameter of the metal ring 110 so that the end portion on the other end side (sealing target region side) abuts the end portion of the fixed ring 150.
  • the caulking portion 113 is formed by being bent inward in the direction. As a result, the outer peripheral end of the resin seal 120, the outer peripheral end of the leaf spring 130, and the slide bearing 140 are compressed between the inward flange 112 and the fixed ring 150. The outer peripheral side of the resin seal 120, the outer peripheral side of the leaf spring 130, and the slide bearing 140 are fixed to the metal ring 110.
  • ⁇ Installation method of sealing device and condition when used> a mounting method of the sealing device 100 according to the present embodiment and a state during use will be described.
  • a method of mounting the sealing device 100 will be described.
  • the sealing device 100 configured as described above is inserted into the shaft hole provided in the housing 300 and fitted into the shaft hole.
  • the outer peripheral surface of the cylindrical portion 111 of the metal ring 110 in the sealing device 100 is in close contact with the inner peripheral surface of the shaft hole.
  • the rotary shaft 200 is inserted from the left side in FIG.
  • the inner peripheral surface near the tip of the curved portion of the leaf spring 130 is in close contact with the outer peripheral surface near the tip of the curved portion of the resin seal 120. Then, due to the elastic restoring force of the leaf spring 130, the portion near the tip of the leaf spring 130 presses the vicinity of the tip in the curved portion of the resin seal 120 radially inward.
  • the sealing device 100 according to the present embodiment employs a configuration including a metal ring 110 having a cylindrical portion 111 that is fitted in close contact with the inner peripheral surface of the shaft hole provided in the housing 300.
  • a casting for example, a casting made of aluminum
  • sufficient sealing performance is provided between the outer peripheral surface of the metal ring 110 and the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 300.
  • Obtainable That is, even if there are a plurality of minute recesses such as cast holes on the inner peripheral surface of the shaft hole of the housing 300, the sealing performance can be exhibited.
  • the sealing device 100 is configured by a plate-shaped and annular resin member, the outer peripheral side is fixed to the metal ring 110, and the inner peripheral side is deformed to be curved toward the sealing target region side.
  • a configuration is adopted in which a resin seal 120 that slidably adheres to the outer peripheral surface of the rotating shaft 200 is provided.
  • the sealing device 100 includes the leaf spring 130 that presses the inner peripheral side of the resin seal 120 toward the inner side in the radial direction. Therefore, even if the resin seal 120 itself becomes fatigued by being used for a long time in a high temperature environment, it is possible to maintain stable hermeticity for a long period of time.
  • the sealing device 100 since the sliding device 140 is provided in the sealing device 100, it is possible to suppress the eccentricity of the rotating shaft 200 without providing a bearing separately from the sealing device 100. it can. As a result, it is possible to suppress a reduction in sealing performance due to the eccentricity of the rotary shaft 200, and at the same time, prevent an increase in installation space and cost.
  • Example 2 of the present invention is shown in FIG.
  • the structure relating to the slide bearing is different from that of the first embodiment. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a sealing structure (a used state of the sealing device) including the sealing device according to the second embodiment of the present invention.
  • the sealing device 100 according to the present embodiment includes a metal ring 110, a resin seal 120, a leaf spring 130, a metal annular spacer 141, a resin slide bearing 142, and an inner peripheral surface of the metal ring 110. And a metal fixed ring 150 fixed to the side.
  • the metal ring 110, the resin seal 120, the leaf spring 130, and the fixed ring 150 have the same configurations as those in the first embodiment, and therefore their explanations are omitted.
  • the spacer 141 is composed of an annular member made of metal such as SUS.
  • the spacer 141 is sandwiched between the resin seal 120 and the inward flange portion 112 of the metal ring 110. Since the spacer 141 is made of a metal such as SUS as described above, it has excellent heat resistance and condensed water resistance, and its quality is maintained even when applied to an EGR device.
  • the slide bearing 142 is made of a resin annular member.
  • the slide bearing 142 is provided on the inner peripheral surface side of the spacer 141, sandwiched between the resin seal 120 and the inward flange portion 112 of the metal ring 110, and is slidable on the outer peripheral surface of the rotating shaft 200. It is provided in. As a result, eccentricity of the rotary shaft 200 with respect to the housing 300 is suppressed.
  • the sealing device 100 according to this embodiment configured as described above, it is possible to obtain the same effect as that of the above-described first embodiment.
  • the slide bearing 142 is made of a resin material, the sliding resistance can be reduced as compared with the case of the first embodiment.
  • the slide bearing 142 according to the present embodiment has inferior heat resistance and the like as compared with the metal slide bearing 140 in the above-mentioned Embodiment 1, but when the slide bearing 142 deteriorates, the spacer 141 remains fixed. Since the plain bearing 142 can be replaced, there is no problem even if it is applied to an EGR device.
  • the sliding bearing 142 can be simplified by contracting the sliding bearing 142 inward in the radial direction at the time of replacement. It can be removed and attached to.
  • an abutment portion for example, a bias cut
  • Sealing device 110 Metal ring 111 Cylinder part 112 Inward flange part 113 Caulking part 120 Resin seal 130 Leaf spring 131 Inner peripheral slit 140 Bearing 141 Spacer 142 Bearing 150 Fixed ring 151 Cylindrical part 152 Inward flange part 200 Rotating shaft 210 Rotation Mechanism 220 Valve Body 300 Housing 500 Internal Combustion Engine 510 Intake Pipe 520 Exhaust Pipe 530 EGR Passage 600 Control Valve

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Abstract

密封装置とは別に軸受を設けることなく、回転軸の偏心を抑制可能とする密封装置を提供する。　円筒部１１１と、円筒部１１１の端部に設けられる内向きフランジ部１１２とを有する金属環１１０と、板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が金属環１１０に固定されて、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で回転軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シール１２０と、板状かつ環状の金属部材により構成され、外周側が金属環１１０に固定されて、内周側が樹脂製シール１２０に沿って湾曲するように変形し、樹脂製シール１２０の内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネ１３０と、樹脂製シール１２０と内向きフランジ部１１２との間に挟み込まれ、かつ、前記回転軸の外周面に摺動自在に設けられる金属製のすべり軸受１４０と、を備える。

Description

密封装置
　本発明は、排気再循環装置に備えられる密封装置に関する。
　排気再循環装置に備えられる密封装置においては、高温環境条件となるため、ゴム製の密封装置では品質を維持するのが難しく、耐熱性及び耐圧性に優れたＰＴＦＥなどの樹脂製のシールが用いられている。一方、ＰＴＦＥの場合には、高温環境下で長期使用されることで、クリープ現象により経時的に塑性変形（へたり）が生じ、密封性が低下していくという欠点を有している。そこで、本出願人は、樹脂製のシールを押圧する金属製の板バネを設ける技術を提案している（特許文献１参照）。図１０を参照して、従来例に係る密封装置について説明する。図１０は従来例に係る密封装置を備える密封構造の模式的断面図である。
　従来例に係る密封装置７００は、回転軸２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止する役割を担っている。この密封装置７００は、金属環７１０と、樹脂製シール７２０と、板バネ７３０と、金属環７１０の内周面側に固定される金属製の固定環７４０とから構成される。そして、板バネ７３０は、外周側が金属環７１０に固定されて、内周側が樹脂製シール７２０に沿って湾曲するように変形し、樹脂製シール７２０の内周側の端部付近を径方向内側に向かって押圧するように構成されている。以上のように構成される密封装置７００によれば、高温環境下で長時間使用されることによって、樹脂製シール７２０自体にへたりが生じても、長期に亘って安定した密封性を維持することができる。
　しかしながら、密封装置７００が適用される装置によっては、回転軸２００がハウジング３００に対して高頻度で偏心する場合がある（図中、矢印Ｐ参照）。特に、回転軸２００が高速度で偏心する場合には、樹脂製シール７２０の内周側の端部の追随動作（図中、矢印Ｑ参照）が回転軸２００の偏心動作に追い付いていくことができずに、シール性が不安定になってしまう。この対策として、回転軸２００の偏心を抑制する軸受を設けることが考えられる。しかしながら、密封装置とは別に軸受を設ける構成を採用する場合には、徒に、設置スペースが大きくなったり、コストが高くなったりしてしまう。
特開２０１５－２０３４９１号公報
　本発明の目的は、密封装置とは別に軸受を設けることなく、回転軸の偏心を抑制可能とする密封装置を提供することにある。
　本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
　すなわち、本発明の密封装置は、
　吸気に排気の一部を還流する排気再循環装置に備えられる密封装置において、
　還流させる排気の量を制御する制御弁の弁体を回転させる回転軸と、該回転軸の軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
　前記軸孔の内周面に密着した状態で嵌合される円筒部と、該円筒部の端部に設けられる内向きフランジ部とを有する金属環と、
　板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で前記回転軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シールと、
　板状かつ環状の金属部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、該樹脂製シールの内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネと、
　前記樹脂製シールと前記内向きフランジ部との間に挟み込まれ、かつ、前記回転軸の外周面に摺動自在に設けられる金属製のすべり軸受と、
　を備えることを特徴とする。
　また、本発明の他の密封装置は、
　吸気に排気の一部を還流する排気再循環装置に備えられる密封装置において、
　還流させる排気の量を制御する制御弁の弁体を回転させる回転軸と、該回転軸の軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
　前記軸孔の内周面に密着した状態で嵌合される円筒部と、該円筒部の端部に設けられる内向きフランジ部とを有する金属環と、
　板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で前記回転軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シールと、
　板状かつ環状の金属部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、該樹脂製シールの内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネと、
　前記樹脂製シールと前記内向きフランジ部との間に挟み込まれる金属製の環状のスペーサと、
　前記スペーサの内周面側に備えられ、前記樹脂製シールと前記内向きフランジ部との間に挟み込まれ、かつ、前記回転軸の外周面に摺動自在に設けられる樹脂製のすべり軸受と、
　を備えることを特徴とする。
　本発明の密封装置は、板状かつ環状の樹脂部材により構成され、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で回転軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シールを備える構成を採用している。これにより、ゴム状弾性体製のシールを用いた場合に比べて、耐熱性等に優れ、かつ摺動摩耗を少なくすることができる。そして、本発明の密封装置は、樹脂製シールの内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネを備えているので、樹脂製シール自体にへたりが生じても、長期に亘って安定した密封性を維持することができる。また、本発明によれば、密封装置にすべり軸受が備えられているので、密封装置とは別に軸受を設けなくても、回転軸の偏心を抑制することができる。
　以上説明したように、本発明によれば、密封装置とは別に軸受を設けることなく、回転軸の偏心を抑制することができる。
図１は排気再循環装置を備える内燃機関の概略構成図である。 図２は制御弁の概略構成図である。 図３は本発明の実施例１に係る密封装置の平面図である。 図４は本発明の実施例１に係る密封装置の底面図である。 図５は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。 図６は本発明の実施例１に係る板バネの平面図である。 図７は本発明の実施例１に係る密封装置を備える密封構造を示す模式的断面図である。 図８は本発明の実施例１に係る密封装置の使用状態を示す一部破断斜視図である。 図９は本発明の実施例２に係る密封装置を備える密封構造を示す模式的断面図である。 図１０は従来例に係る密封装置を備える密封構造の模式的断面図である。
　以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　本実施例に係る密封装置は、吸気に排気の一部を還流する排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）に備えられる。本実施例に係る密封装置の説明に先立って、ＥＧＲ装置について、図１及び図２を参照して説明する。図１はＥＧＲ装置を備える内燃機関の概略構成図である。図２はＥＧＲ装置に備えられる制御弁の概略構成図である。
　図１に示すように、内燃機関５００には、吸気管５１０と排気管５２０が接続されている。そして、吸気に排気の一部を還流することによって、ＮＯＸの発生を制御するために、ＥＧＲ装置が設けられている。ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路５３０と、ＥＧＲ通路５３０上に設けられる制御弁（ＥＧＲ弁）６００とを備えている。制御弁６００は、還流させる排気の量を制御する機能を有している。なお、図１中の矢印は、吸気と排気の流れる方向を示している。
　制御弁６００は、弁体２２０を回転させる回転軸２００と、回転軸２００の軸孔を有するハウジング３００とを備えている（図２参照）。回転軸２００は、回転機構２１０により回転するように構成されている。そして、ＥＧＲ通路５３０を流れる排気が、ＥＧＲ通路５３０の外部に漏れてしまうことを抑制するために、回転軸２００とハウジング３００との間の環状隙間を封止する密封装置１００が設けられている。
　（実施例１）
　＜密封装置＞
　図３～図８を参照して、本発明の実施例１に係る密封装置１００の構成について説明する。図３は本発明の実施例１に係る密封装置の平面図である。図４は本発明の実施例１に係る密封装置の底面図である。図５は本発明の実施例１に係る密封装置の模式的断面図である。なお、図５は図４中のＡＡ断面図である。図６は本発明の実施例１に係る板バネの平面図である。図７は本発明の実施例１に係る密封装置を備える密封構造（密封装置の使用状態）を示す模式的断面図である。図８は本発明の実施例１に係る密封装置の使用状態を示す一部破断斜視図である。なお、図８は、本発明の実施例１に係る密封装置を切断した断面付近を斜めから見た様子を模式的に示した図である。また、図８においては、本発明の実施例１に係る密封装置の使用時の状態について、軸及びハウジングを省略して示している。
　本実施例に係る密封装置１００は、金属環１１０と、樹脂製シール１２０と、板バネ１３０と、金属製のすべり軸受１４０と、金属環１１０の内周面側に固定される金属製の固定環１５０とから構成される。金属環１１０は、ハウジング３００に設けられた軸孔の内周面に密着した状態で嵌合される円筒部１１１を備えている。また、金属環１１０には、円筒部１１１の一端側の端部に設けられる内向きフランジ部１１２と、円筒部１１１の他端側において径方向内側に向かって折り曲げられることにより形成される加締め部１１３とが設けられている。なお、密封装置１００の使用時においては、上記の「一端側」は密封対象領域とは反対側（低圧側（Ｌ））に相当し、上記の「他端側」は密封対象領域側（高圧側（Ｈ））に相当する。
　樹脂製シール１２０は、板状かつ環状の樹脂部材により構成される。なお、本実施例で用いられる樹脂材料としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が採用されている。このＰＴＦＥは、耐熱性，耐圧性及び耐薬品性に優れ、かつ摺動摩耗が少ないといった特性を有している。また、本実施例に係る樹脂製シール１２０は、外周側が金属環１１０に固定されて、内周側が密封対象領域側（高圧側（Ｈ））に向かって湾曲するように変形した状態で回転軸２００の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。
　板バネ１３０は、板状かつ環状の金属部材により構成される。また、板バネ１３０は、外周側が金属環１１０に固定されて、内周側が樹脂製シール１２０に沿って湾曲するように変形し、樹脂製シール１２０の内周側の端部付近を径方向内側に向かって押圧するように構成されている。また、この板バネ１３０には、内周端から外周端側に向かって伸びる内周側スリット１３１が周方向に間隔を空けて複数設けられている。本実施例では、これら複数の内周側スリット１３１は、周方向に等間隔に設けられている。なお、本実施例において示す板バネ１３０の構成については、一例に過ぎない。本発明に係る板バネについては、例えば、上述した特許文献１の図１１に開示されている構成の他、各種公知技術を採用し得る。
　すべり軸受１４０は、ＳＵＳなどの金属製の環状部材により構成される。このすべり軸受１４０は、樹脂製シール１２０と金属環１１０における内向きフランジ部１１２との間に挟み込まれ、かつ、回転軸２００の外周面に摺動自在に設けられる。これにより、回転軸２００のハウジング３００に対する偏心が抑制される。なお、本実施例に係るすべり軸受１４０は、上記の通り、ＳＵＳなどの金属により構成されるため、耐熱性及び耐凝縮水に優れており、ＥＧＲ装置に適用されても品質が維持される。
　固定環１５０は、金属環１１０の内周面側に固定される円筒部１５１と、円筒部１５１の一端側に設けられる内向きフランジ部１５２とから構成される。そして、この固定環１５０が金属環１１０の内周面側に配置された状態で、金属環１１０における他端側（密封対象領域側）の端部が固定環１５０の端部に突き当たるように径方向内側に向かって折り曲げられて加締め部１１３が形成される。これにより、樹脂製シール１２０の外周側の端部と、板バネ１３０の外周側の端部と、すべり軸受１４０が、内向きフランジ部１１２と固定環１５０との間に圧縮されることによって、これら樹脂製シール１２０の外周側と板バネ１３０の外周側とすべり軸受１４０が金属環１１０に固定される。
　＜密封装置の装着方法及び使用時の状態＞
　特に、図７及び図８を参照して、本実施例に係る密封装置１００の装着方法及び使用時の状態について説明する。まず、密封装置１００の装着方法について説明する。上記のように構成される密封装置１００は、ハウジング３００に設けられた軸孔内に挿入され、この軸孔内に嵌合される。このとき、密封装置１００における金属環１１０の円筒部１１１の外周面が、軸孔の内周面に密着した状態となる。そして、回転軸２００が図７中左側（使用時における密封対象領域とは反対側（低圧側（Ｌ）））から右側（使用時における密封対象領域側（高圧側（Ｈ）））に挿入される。これにより、樹脂製シール１２０及び板バネ１３０は、その内周側の端部が回転軸２００に押される。そのため、これら樹脂製シール１２０及び板バネ１３０は、すべり軸受１４０と固定環１５０との間に圧縮されている位置よりも内周側が密封対象領域側（高圧側（Ｈ））に向かって湾曲するように変形する。これにより、樹脂製シール１２０の湾曲した部分における先端付近の内周面が回転軸２００の外周面に密着した状態となる。また、板バネ１３０の湾曲した部分における先端付近の内周面が、樹脂製シール１２０の湾曲した部分における先端付近の外周面に密着した状態となる。そして、板バネ１３０の弾性復元力によって、板バネ１３０の先端付近の部分により、樹脂製シール１２０の湾曲した部分における先端付近が径方向内側に向かって押圧される。
　＜本実施例に係る密封装置の優れた点＞
　本実施例に係る密封装置１００は、ハウジング３００に設けられた軸孔の内周面に密着した状態で嵌合される円筒部１１１を有する金属環１１０を備える構成を採用している。これにより、ハウジング３００が鋳物（例えば、アルミニウム製の鋳物）で構成される場合であっても、金属環１１０の外周面とハウジング３００の軸孔の内周面との間に十分な密封性を得ることができる。つまり、ハウジング３００の軸孔の内周面に鋳巣のような微小の凹部が複数存在していても、密封性を発揮させることができる。
　また、本実施例に係る密封装置１００は、板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が金属環１１０に固定されて、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で回転軸２００の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シール１２０を備える構成を採用している。これにより、ゴム状弾性体製のシールを用いた場合に比べて、耐熱性等に優れ、かつ摺動摩耗を少なくすることができる。
　そして、本実施例に係る密封装置１００は、樹脂製シール１２０の内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネ１３０を備えている。従って、高温環境下で長時間使用されることによって、樹脂製シール１２０自体にへたりが生じても、長期に亘って安定した密封性を維持することができる。
　また、本実施例に係る密封装置１００においては、密封装置１００にすべり軸受１４０が備えられているので、密封装置１００とは別に軸受を設けなくても、回転軸２００の偏心を抑制することができる。これにより、回転軸２００の偏心を起因とするシール性の低下を抑制しつつ、設置スペースが大きくなったり、コストが高くなったりしてしまうことを抑制することができる。
　（実施例２）
　図９には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、すべり軸受に関する構成が、上記実施例１とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
　図９は本発明の実施例２に係る密封装置を備える密封構造（密封装置の使用状態）を示す模式的断面図である。本実施例に係る密封装置１００は、金属環１１０と、樹脂製シール１２０と、板バネ１３０と、金属製の環状のスペーサ１４１と、樹脂製のすべり軸受１４２と、金属環１１０の内周面側に固定される金属製の固定環１５０とから構成される。金属環１１０，樹脂製シール１２０，板バネ１３０及び固定環１５０については、上記実施例１に示す構成と同一であるので、その説明は省略する。
　スペーサ１４１は、ＳＵＳなどの金属製の環状部材により構成される。このスペーサ１４１は、樹脂製シール１２０と金属環１１０における内向きフランジ部１１２との間に挟み込まれる。このスペーサ１４１は、上記の通り、ＳＵＳなどの金属により構成されるため、耐熱性及び耐凝縮水に優れており、ＥＧＲ装置に適用されても品質が維持される。
　すべり軸受１４２は、樹脂製の環状部材により構成される。このすべり軸受１４２は、スペーサ１４１の内周面側に備えられ、樹脂製シール１２０と金属環１１０における内向きフランジ部１１２との間に挟み込まれ、かつ、回転軸２００の外周面に摺動自在に設けられる。これにより、回転軸２００のハウジング３００に対する偏心が抑制される。
　密封装置１００の装着方法、及び密封装置１００の使用時の状態については、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。
　以上のように構成される本実施例に係る密封装置１００においても、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることができる。なお、本実施例に係る密封装置１００の場合には、すべり軸受１４２が樹脂材により構成されるため、摺動抵抗を実施例１の場合に比べて低減させることができる。また、本実施例に係るすべり軸受１４２は、上記実施例１における金属製のすべり軸受１４０に比べると耐熱性等は劣るものの、すべり軸受１４２が劣化した場合には、スペーサ１４１が固定されたまま、すべり軸受１４２を交換することができるので、ＥＧＲ装置に適用されても問題はない。例えば、環状のすべり軸受１４２における周方向の１箇所に合口部（例えば、バイアスカット）を設けることにより、交換の際にはすべり軸受１４２を径方向内側に縮ませることによって、すべり軸受１４２を簡単に外したり取り付けたりすることができる。
　１００　密封装置
　１１０　金属環
　１１１　円筒部
　１１２　内向きフランジ部
　１１３　加締め部
　１２０　樹脂製シール
　１３０　板バネ
　１３１　内周側スリット
　１４０　軸受
　１４１　スペーサ
　１４２　軸受
　１５０　固定環
　１５１　円筒部
　１５２　内向きフランジ部
　２００　回転軸
　２１０　回転機構
　２２０　弁体
　３００　ハウジング
　５００　内燃機関
　５１０　吸気管
　５２０　排気管
　５３０　ＥＧＲ通路
　６００　制御弁
 

Claims (2)

  1. 　吸気に排気の一部を還流する排気再循環装置に備えられる密封装置において、
    　還流させる排気の量を制御する制御弁の弁体を回転させる回転軸と、該回転軸の軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
    　前記軸孔の内周面に密着した状態で嵌合される円筒部と、該円筒部の端部に設けられる内向きフランジ部とを有する金属環と、
    　板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で前記回転軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シールと、
    　板状かつ環状の金属部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、該樹脂製シールの内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネと、
    　前記樹脂製シールと前記内向きフランジ部との間に挟み込まれ、かつ、前記回転軸の外周面に摺動自在に設けられる金属製のすべり軸受と、
    　を備えることを特徴とする密封装置。
  2. 　吸気に排気の一部を還流する排気再循環装置に備えられる密封装置において、
    　還流させる排気の量を制御する制御弁の弁体を回転させる回転軸と、該回転軸の軸孔を有するハウジングとの間の環状隙間を封止する密封装置であって、
    　前記軸孔の内周面に密着した状態で嵌合される円筒部と、該円筒部の端部に設けられる内向きフランジ部とを有する金属環と、
    　板状かつ環状の樹脂部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が密封対象領域側に向かって湾曲するように変形した状態で前記回転軸の外周面に摺動自在に密着する樹脂製シールと、
    　板状かつ環状の金属部材により構成され、外周側が前記金属環に固定されて、内周側が前記樹脂製シールに沿って湾曲するように変形し、該樹脂製シールの内周側を径方向内側に向かって押圧する板バネと、
    　前記樹脂製シールと前記内向きフランジ部との間に挟み込まれる金属製の環状のスペーサと、
    　前記スペーサの内周面側に備えられ、前記樹脂製シールと前記内向きフランジ部との間に挟み込まれ、かつ、前記回転軸の外周面に摺動自在に設けられる樹脂製のすべり軸受と、
    　を備えることを特徴とする密封装置。
     
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