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JP2016070283A - Butterfly valve and exhaust system - Google Patents

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JP2016070283A
JP2016070283A JP2014196350A JP2014196350A JP2016070283A JP 2016070283 A JP2016070283 A JP 2016070283A JP 2014196350 A JP2014196350 A JP 2014196350A JP 2014196350 A JP2014196350 A JP 2014196350A JP 2016070283 A JP2016070283 A JP 2016070283A
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JP
Japan
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seal ring
valve
fixing member
groove
exhaust
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Application number
JP2014196350A
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Japanese (ja)
Inventor
大輔 鹿内
Daisuke Shikauchi
大輔 鹿内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Taiho Kogyo Co Ltd filed Critical Taiho Kogyo Co Ltd
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve sealability even when there is manufacturing variation in a gap of an abutment of a seal ring.SOLUTION: A butterfly valve 4 includes: a housing having a hole through which fluid passes; a valve shaft 42 rotating; a discoid valve body 43 having an outer peripheral edge 433 on which a groove 434 is formed, and connected to the valve shaft 42; a seal ring 44 having an abutment 441, and fitted into the groove 434; and a stationary member 45 fixed at a position of the abutment 441 in the groove 434. The abutment 441 is formed by the end part of the seal ring 44. The stationary member 45 has a first portion wider than the interval of the abutment 441, and a second portion narrower than the interval of the abutment 441, when viewed from in the radial direction of the seal ring 44.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、シールリングを用いたバタフライ弁において、シール性を向上させる技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving sealing performance in a butterfly valve using a seal ring.

流体の流量を制御するための弁としてバタフライ弁が知られている。例えば、特許文献1は、自動車用の内燃機関において排気ガスの一部を再度吸気させる、排気再循環(Exhaust Gas Recirculation、EGR)システムに用いるEGR弁として、バタフライ弁を用いた技術を開示している。特許文献1においては、弁体とハウジングとの間のシール性(気密性)を向上させるため、弁体の外周縁に溝を設け、この溝にシールリングをはめ込む構造が開示されている。ここで、シールリングは完全な環形状ではなく、一部に切り欠き(いわゆる合口)を有するC字形状を有する。シールリングが弁体に対して回転してしまうのを防止するため、切り欠きの位置に回り止めのピンが設けられる(図5)。   A butterfly valve is known as a valve for controlling the flow rate of fluid. For example, Patent Document 1 discloses a technique using a butterfly valve as an EGR valve used in an exhaust gas recirculation (EGR) system in which a part of exhaust gas is re-intaken in an internal combustion engine for automobiles. Yes. Patent Document 1 discloses a structure in which a groove is provided on the outer peripheral edge of the valve body and a seal ring is fitted in the groove in order to improve the sealing performance (air tightness) between the valve body and the housing. Here, the seal ring is not a perfect ring shape, but has a C-shape with a notch (a so-called joint) in part. In order to prevent the seal ring from rotating relative to the valve body, a non-rotating pin is provided at the position of the notch (FIG. 5).

特開2008−223505号公報JP 2008-223505 A

シールリングを量産すると、合口の隙間には製造ばらつきが生じる。しかし、特許文献1に記載の技術によっては、製造ばらつきにより合口の隙間が広がってしまうと、弁体とハウジングとのシール性が悪くなってしまうという問題があった。   When the seal ring is mass-produced, manufacturing variations occur in the gap at the joint. However, depending on the technique described in Patent Document 1, there is a problem in that the sealing performance between the valve body and the housing deteriorates when the gap between the joints is widened due to manufacturing variations.

これに対し本発明は、シールリングの合口の隙間に製造ばらつきがあっても、シール性を向上させる技術を提供する。   On the other hand, the present invention provides a technique for improving the sealing performance even if there is a manufacturing variation in the gap at the joint of the seal ring.

本発明は、流体が通過する孔を有するハウジングと、回転する弁軸と、前記孔の内部に設けられ、溝が形成された外周縁を有し、前記弁軸に接続された円板状の弁体と、合口を有し、前記溝にはめ込まれるシールリングと、前記溝において前記合口の位置に固定される固定部材とを有し、前記合口は、前記シールリングの第1端および第2端により形成され、前記固定部材は、前記シールリングの径方向から見て、前記第1端と前記第2端との間隔よりも広い第1部分、および当該第1端と当該第2端との間隔よりも狭い第2部分を有するバタフライ弁を提供する。   The present invention includes a housing having a hole through which a fluid passes, a rotating valve shaft, a disk-like shape provided inside the hole and having an outer peripheral edge formed with a groove and connected to the valve shaft. A valve body, a seal ring having a joint, and fitted in the groove; and a fixing member fixed at the position of the joint in the groove, wherein the joint has a first end and a second end of the seal ring. The fixing member includes a first portion wider than a distance between the first end and the second end, as viewed from a radial direction of the seal ring, and the first end and the second end. A butterfly valve having a second portion that is narrower than

前記固定部材は、前記シールリングの径方向から見て、前記第1端と前記第2端との間隔よりも広い第3部分をさらに有し、前記第2部分は、前記第1部分および前記第2部分に挟まれ、前記第1端および前記第2端は、前記第1部分および前記第2部分の間の隙間にかみ合っていてもよい。   The fixing member further includes a third portion that is wider than a distance between the first end and the second end when viewed from the radial direction of the seal ring, and the second portion includes the first portion and the second portion. The first end and the second end may be engaged with a gap between the first portion and the second portion between the second portions.

前記第1部分は、前記シールリングの径方向から見て、前記流体の流れの方向に対して、前記第2部分より上流側に位置してもよい。   The first portion may be located upstream of the second portion with respect to the fluid flow direction as viewed from the radial direction of the seal ring.

前記固定部材は、前記シールリングの径方向から見て、当該固定部材の重心が前記シールリングの中心線からずれている位置に固定されていてもよい。   The fixing member may be fixed at a position where the center of gravity of the fixing member is deviated from the center line of the seal ring as viewed from the radial direction of the seal ring.

また、本発明は、内燃機関の排気ガスを流すための排気管と、前記排気管の途中に取り付けられた、上記いずれかのバタフライ弁とを有する排気装置を提供する。   The present invention also provides an exhaust system having an exhaust pipe for flowing exhaust gas of an internal combustion engine, and any one of the butterfly valves attached in the middle of the exhaust pipe.

本発明によれば、シールリングの合口の隙間に製造ばらつきがあっても、シール性を向上させることができる。   According to the present invention, even if there is a manufacturing variation in the gap at the joint of the seal ring, the sealing performance can be improved.

一実施形態に係る吸排気システム1000の構成を例示する図。The figure which illustrates the structure of the intake / exhaust system 1000 which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るバルブアセンブリ1の斜視図。The perspective view of the valve assembly 1 which concerns on one Embodiment. バタフライ弁4における弁軸および弁体の構造を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the valve shaft in the butterfly valve 4, and a valve body. バタフライ弁4の分解斜視図。The disassembled perspective view of the butterfly valve 4. FIG. 合口441と固定部材45との関係を例示する図。The figure which illustrates the relationship between the abutment 441 and the fixing member 45. 合口441の拡大図。The enlarged view of the joint 441. FIG. 比較例に係る合口と固定部材45との関係を例示する図。The figure which illustrates the relationship between the joint which concerns on a comparative example, and the fixing member 45. FIG. 図2のVIII−VIII断面図。VIII-VIII sectional drawing of FIG. 図8の領域IXの拡大図。The enlarged view of the area | region IX of FIG. 半開状態におけるバルブアセンブリ1の断面図。Sectional drawing of the valve assembly 1 in a half open state. 固定部材45の形状の別の例を示す図。The figure which shows another example of the shape of the fixing member 45. FIG.

1.構造
図1は、一実施形態に係る吸排気システム1000の構成を例示する図である。吸排気システム1000は、エンジン2000への吸排気を制御するシステムである。この例でエンジン2000は自動車用のディーゼルエンジンである。吸排気システム1000は、排気の一部を吸気系に再循環させる、いわゆるEGRシステム(EGR装置)である。吸排気システム1000は、吸気系11と、排気系12と、HPL(High Pressure Loop)−EGR系13と、LPL(Low Pressure Loop)−EGR系14とを有する。
1. Structure FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an intake / exhaust system 1000 according to an embodiment. The intake / exhaust system 1000 is a system that controls intake / exhaust to the engine 2000. In this example, engine 2000 is an automobile diesel engine. The intake / exhaust system 1000 is a so-called EGR system (EGR device) that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system. The intake / exhaust system 1000 includes an intake system 11, an exhaust system 12, an HPL (High Pressure Loop) -EGR system 13, and an LPL (Low Pressure Loop) -EGR system 14.

吸気系11は、エンジン2000に混合気を供給する。吸気系11は、吸気側ターボバイパス弁111と、インタークーラー切替弁112と、インタークーラー113と、スロットル弁114とを有する。   The intake system 11 supplies an air-fuel mixture to the engine 2000. The intake system 11 includes an intake-side turbo bypass valve 111, an intercooler switching valve 112, an intercooler 113, and a throttle valve 114.

排気系12は、エンジン2000から、排気ガスを排出する。排気系12は、排気側ターボバイパス弁121と、排気ブレーキ弁122と、DPF(Diesel Particulate Filter)123と、排気絞り弁124とを有する。   The exhaust system 12 discharges exhaust gas from the engine 2000. The exhaust system 12 includes an exhaust-side turbo bypass valve 121, an exhaust brake valve 122, a DPF (Diesel Particulate Filter) 123, and an exhaust throttle valve 124.

吸気系11と排気系12との間には、第1ターボチャージャー15および第2ターボチャージャー16が設けられている。   A first turbocharger 15 and a second turbocharger 16 are provided between the intake system 11 and the exhaust system 12.

HPL−EGR系13は、排気の一部を吸気系11に戻す。HPL−EGR系13は、エンジン2000の排気側と、吸気系11(具体的にはスロットル弁114下流側)との間に設けられている。HPL−EGR系13は、EGRクーラー切替弁131と、HPL−EGR弁132と、EGRクーラー133とを有する。   The HPL-EGR system 13 returns a part of the exhaust to the intake system 11. The HPL-EGR system 13 is provided between the exhaust side of the engine 2000 and the intake system 11 (specifically, the downstream side of the throttle valve 114). The HPL-EGR system 13 includes an EGR cooler switching valve 131, an HPL-EGR valve 132, and an EGR cooler 133.

LPL−EGR系14は、排気の一部を吸気系11に戻す。LPL−EGR系14は、排気系12(具体的にはDPF912の下流側)と、吸気系11(具体的には第2ターボチャージャー16の上流側)との間に設けられている。LPL−EGR系14は、LPL−EGR弁141と、EGRクーラー142とを有する。   The LPL-EGR system 14 returns a part of the exhaust gas to the intake system 11. The LPL-EGR system 14 is provided between the exhaust system 12 (specifically, downstream of the DPF 912) and the intake system 11 (specifically, upstream of the second turbocharger 16). The LPL-EGR system 14 includes an LPL-EGR valve 141 and an EGR cooler 142.

図2は、一実施形態に係るバルブアセンブリ1の斜視図である。バルブアセンブリ1は、吸排気システム1000において用いられる弁、例えば、排気側ターボバイパス弁121として用いられる弁である。バルブアセンブリ1は、駆動部2と、リンク機構部3と、バタフライ弁4とを有する。以下、説明のため、方向を以下のように定義する。バタフライ弁4において、流体の流れる方向の上流および下流をそれぞれ、「前」および「後」という。前からバタフライ弁4に向かって後ろを向いたときの上下左右を、「上」、「下」、「左」、および「右」という。なお、この定義は説明のための便宜的なものであって、システムにおいてバルブアセンブリ1が設置される向きや位置を限定するものではない。   FIG. 2 is a perspective view of the valve assembly 1 according to an embodiment. The valve assembly 1 is a valve used in the intake / exhaust system 1000, for example, a valve used as the exhaust-side turbo bypass valve 121. The valve assembly 1 includes a drive unit 2, a link mechanism unit 3, and a butterfly valve 4. Hereinafter, for the sake of explanation, the direction is defined as follows. In the butterfly valve 4, upstream and downstream in the fluid flow direction are referred to as “front” and “rear”, respectively. The top, bottom, left and right when facing backward from the front toward the butterfly valve 4 are referred to as “upper”, “lower”, “left”, and “right”. This definition is for convenience of explanation, and does not limit the direction and position where the valve assembly 1 is installed in the system.

バタフライ弁4は、ハウジング41と、弁軸(図2では不図示)および弁体43を有する。ハウジング41は、ハウジング本体411と、スリーブ412とを有する。ハウジング本体411は、例えばステンレス鋼で形成され、直方体形状を有している。ハウジング本体411は、前後方向に延在する孔を有する。この孔を流体が通過する。図2では、流体の流れる向きを矢印で示している。スリーブ412は、例えばステンレス鋼で形成され、円筒形状を有する。スリーブ412は、ハウジング本体411の孔にはめ込まれている。   The butterfly valve 4 includes a housing 41, a valve shaft (not shown in FIG. 2), and a valve body 43. The housing 41 includes a housing body 411 and a sleeve 412. The housing body 411 is made of, for example, stainless steel and has a rectangular parallelepiped shape. The housing body 411 has a hole extending in the front-rear direction. Fluid passes through this hole. In FIG. 2, the direction in which the fluid flows is indicated by arrows. The sleeve 412 is formed of stainless steel, for example, and has a cylindrical shape. The sleeve 412 is fitted in the hole of the housing body 411.

図3は、バタフライ弁4における弁軸および弁体の構造を例示する斜視図であり、図4はバタフライ弁4の分解斜視図である。バタフライ弁4は、弁軸42と、弁体43と、シールリング44と、固定部材45とを有する。   FIG. 3 is a perspective view illustrating the structure of the valve shaft and the valve body in the butterfly valve 4, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the butterfly valve 4. The butterfly valve 4 includes a valve shaft 42, a valve body 43, a seal ring 44, and a fixing member 45.

弁軸42は、例えばステンレス鋼で形成され、円柱形状(丸棒形状)を有する。弁軸42においては、弁体43を接続するため側面の一部が削られ、平坦部421が形成されている。   The valve shaft 42 is made of stainless steel, for example, and has a cylindrical shape (round bar shape). In the valve shaft 42, a part of the side surface is cut to connect the valve body 43 to form a flat portion 421.

弁体43は、例えばステンレス鋼で形成され、円板形状を有する。すなわち弁体43は、平坦面431および平坦面432、並びに外周縁433を有する。外周縁433には溝434(図4のハッチング部分)が形成されている。溝434は、外周縁433に沿って形成されており、前方から見ると円形である。また、上、下、左、または右方向から見ると、溝434は外周縁433に沿って真っ直ぐ延びている。弁軸42および弁体43は、平坦部421および平坦面432においてボルト46により互いに固定されている。   The valve body 43 is made of, for example, stainless steel and has a disk shape. That is, the valve body 43 has a flat surface 431, a flat surface 432, and an outer peripheral edge 433. Grooves 434 (hatched portions in FIG. 4) are formed in the outer peripheral edge 433. The groove 434 is formed along the outer peripheral edge 433 and is circular when viewed from the front. Further, the groove 434 extends straight along the outer peripheral edge 433 when viewed from above, below, left, or right. The valve shaft 42 and the valve body 43 are fixed to each other by a bolt 46 on the flat portion 421 and the flat surface 432.

シールリング44は、例えばステンレス鋼で形成され、円環形状を有する。ただし、シールリング44は完全な円環形状を有しているわけではなく、環は一部で切れており、隙間(ギャップ)が形成されている。すなわち、シールリング44はC字形状を有する。環が切れている部分を合口441という。合口441を形成すると、合口の隙間がマージンとなって、シールリング44は弾性変形しやすくなる。なお、シールリング44および弁体43は、要求される特性に応じて互いに異なる材料で形成されていてもよい。例えば、シールリング44がSUS631J1で形成され、弁体43がSUS303で形成されていてもよい。   The seal ring 44 is formed of stainless steel, for example, and has an annular shape. However, the seal ring 44 does not have a complete annular shape, and the ring is partially cut and a gap (gap) is formed. That is, the seal ring 44 has a C shape. The portion where the ring is cut is referred to as an abutment 441. When the abutment 441 is formed, the gap at the abutment becomes a margin, and the seal ring 44 is easily elastically deformed. Note that the seal ring 44 and the valve body 43 may be formed of different materials depending on required characteristics. For example, the seal ring 44 may be formed of SUS631J1, and the valve body 43 may be formed of SUS303.

固定部材45は、シールリング44が弁体43に対し回転してしまうことを防ぐストッパーとして機能する。固定部材45は、溝434のうち合口441に相当する位置において、弁体43に固定されている。固定部材45を弁体43に固定する方法としては、例えば、圧入またはねじ込みが用いられる。固定部材45は、例えばステンレス鋼で形成され、所定の断面形状の柱形状を有するピンである。   The fixing member 45 functions as a stopper that prevents the seal ring 44 from rotating with respect to the valve body 43. The fixing member 45 is fixed to the valve body 43 at a position corresponding to the joint 441 in the groove 434. As a method of fixing the fixing member 45 to the valve body 43, for example, press-fitting or screwing is used. The fixing member 45 is a pin made of, for example, stainless steel and having a column shape with a predetermined cross-sectional shape.

図5は、合口441と固定部材45との関係を例示する図である。図5の上図は、前方から見た弁体43およびシールリング44の断面(図5下図のV−V断面)を示している。図5の下図は、弁体43およびシールリング44を下方から見た図である。すなわち図5の下図は、シールリング44の径方向から見た合口441の形状および固定部材45との位置関係を示している。なお、この図では説明のため、溝434およびシールリング44が大きく描かれている。合口441は、シールリング44の一端(端部442)および他端(端部443)により形成されている。シールリング44は、溝434の底面まではめ込まれているわけではなく、シールリング44の底面と溝434の底面との間には隙間(図9の隙間G3)が空いている。固定部材45は、一部が弁体43にはめ込まれ(またはねじ込まれ)、固定されている。弁体43は、固定部材を固定するための穴(凹部)を有している。固定部材45の径は溝434の幅以下であってもよいし、溝434の幅より広くてもよい。固定部材45の径が溝434の幅より広い場合、溝434は、固定部材45が固定される部分は、他よりも幅が広くなっている。シールリング44は、全てが溝434にはめ込まれているわけではなく、一部が溝434からはみ出ている。一例として、シールリング44の外径は40〜70mmであり、高さ(径方向の長さ)d1は1.8〜2.0mmであり、このうち溝434からはみ出している部分の高さd2は0.8〜1.1mmである。   FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the joint 441 and the fixing member 45. The upper part of FIG. 5 shows a cross section of the valve element 43 and the seal ring 44 as viewed from the front (the VV cross section of the lower part of FIG. 5). The lower view of FIG. 5 is a view of the valve body 43 and the seal ring 44 as viewed from below. That is, the lower diagram of FIG. 5 shows the shape of the abutment 441 and the positional relationship with the fixing member 45 as seen from the radial direction of the seal ring 44. In this figure, the groove 434 and the seal ring 44 are drawn large for explanation. The joint 441 is formed by one end (end portion 442) and the other end (end portion 443) of the seal ring 44. The seal ring 44 is not fitted to the bottom surface of the groove 434, and a gap (gap G3 in FIG. 9) is provided between the bottom surface of the seal ring 44 and the bottom surface of the groove 434. A part of the fixing member 45 is fitted into (or screwed into) the valve body 43 and is fixed. The valve body 43 has a hole (concave portion) for fixing the fixing member. The diameter of the fixing member 45 may be equal to or smaller than the width of the groove 434, or may be wider than the width of the groove 434. When the diameter of the fixing member 45 is wider than the width of the groove 434, the portion of the groove 434 where the fixing member 45 is fixed is wider than the others. The seal ring 44 is not entirely fitted in the groove 434, and a part of the seal ring 44 protrudes from the groove 434. As an example, the outer diameter of the seal ring 44 is 40 to 70 mm, the height (the length in the radial direction) d1 is 1.8 to 2.0 mm, and the height d2 of the portion protruding from the groove 434 is included. Is 0.8 to 1.1 mm.

図6は、合口441の拡大図である。この例で、固定部材45は、円柱に2つの凹部(切り欠き)が形成された形状を有している。凹部は、溝434に沿った方向の、左右それぞれに形成されている。これらの凹部に、端部442および端部443が噛み合っている。固定部材45の断面形状は、左右方向の長さについてみると、端部442と端部443との間隔G1よりも長い第1部分451および第3部分453と、間隔G1よりも短い第2部分452とを含んでいるということもできる。第2部分452は、第1部分451および第3部分453により挟まれている。なお第2部分452の幅は、シールリング44の幅(詳細には、端部442の幅および端部443の幅)よりも広い。なお、ここで「幅」とは、前後方向の長さをいう。   FIG. 6 is an enlarged view of the joint 441. In this example, the fixing member 45 has a shape in which two concave portions (notches) are formed in a cylinder. The recesses are formed on the left and right sides in the direction along the groove 434, respectively. The end 442 and the end 443 are engaged with these recesses. The cross-sectional shape of the fixing member 45 is the first portion 451 and the third portion 453 that are longer than the interval G1 between the end portion 442 and the end portion 443, and the second portion that is shorter than the interval G1, in terms of the length in the left-right direction. 452 may also be included. The second portion 452 is sandwiched between the first portion 451 and the third portion 453. The width of the second portion 452 is wider than the width of the seal ring 44 (specifically, the width of the end portion 442 and the width of the end portion 443). Here, “width” refers to the length in the front-rear direction.

図6(a)は流体による圧力がかかっていない状態を、図6(b)は圧力がかかっている状態を、それぞれ示している。流体により圧力がかかると、シールリング44は固定部材45に押しつけられる。このとき、端部442および端部443は固定部材45の凹部に噛み合っているので、第1部分451と端部442および端部443とが接触して気密状態になる。なおここで、気密性をより高める観点から、固定部材45の凹部のうち端部y442および端部443と噛み合う面は、シールリング44の周方向に平行な平面部分を有することが望ましい。また、このとき、固定部材45は、シールリング44の径方向から見て、固定部材45の重心Cがシールリング44の中心線(図の一点鎖線)から(前方に)ずれている位置にある。   6A shows a state where no pressure is applied by the fluid, and FIG. 6B shows a state where the pressure is applied. When pressure is applied by the fluid, the seal ring 44 is pressed against the fixing member 45. At this time, since the end portion 442 and the end portion 443 are engaged with the concave portion of the fixing member 45, the first portion 451, the end portion 442, and the end portion 443 come into contact with each other to be in an airtight state. Here, from the viewpoint of further improving the airtightness, it is desirable that the surface of the concave portion of the fixing member 45 that meshes with the end portion y442 and the end portion 443 has a flat portion parallel to the circumferential direction of the seal ring 44. Further, at this time, the fixing member 45 is located at a position where the center of gravity C of the fixing member 45 is shifted (forward) from the center line of the seal ring 44 (a chain line in the drawing) when viewed from the radial direction of the seal ring 44. .

再び図5を参照する。固定部材45の上下方向の寸法をシールリング44と合わせて形成すれば、すなわち、シールリング44および固定部材45の外周縁(外周面)が滑らかな円弧を描いていれば、シール性を高めることができる。   Refer to FIG. 5 again. If the vertical dimension of the fixing member 45 is formed together with the seal ring 44, that is, if the outer peripheral edge (outer peripheral surface) of the seal ring 44 and the fixing member 45 draws a smooth arc, the sealing performance is improved. Can do.

図7は、比較例に係る固定部材55と合口との関係を例示する図である。固定部材55の断面形状は円であって、切り欠き(凹部)は形成されていない。製造誤差および製造ばらつき等の要因により、合口441の隙間を固定部材55の径と完全に同じサイズにすることはできない。合口441の隙間が固定部材55の径よりも大きいと、合口441と固定部材55とがシールされず、流体が漏れてしまう。   FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the fixing member 55 and the joint according to the comparative example. The cross-sectional shape of the fixing member 55 is a circle, and no notch (concave portion) is formed. Due to factors such as manufacturing errors and manufacturing variations, the gap of the joint 441 cannot be made the same size as the diameter of the fixing member 55. If the gap of the joint 441 is larger than the diameter of the fixing member 55, the joint 441 and the fixing member 55 are not sealed, and fluid leaks.

これに対し、本実施形態の固定部材45を用いれば、固定部材55を用いた場合と比較してシール性を高めることができる。   On the other hand, if the fixing member 45 of this embodiment is used, a sealing performance can be improved compared with the case where the fixing member 55 is used.

再び図2を参照する。駆動部2は、弁軸42を回転させる(すなわち弁軸42を駆動する)。駆動部2は、モータ21と、ブラケット22とを有する。モータ21は、ブラケット22に固定されている。リンク機構部3は、モータ21から弁軸42に駆動力(回転力)を伝達する。リンク機構部3は、モータ21の回転軸(図略)と弁軸42とを連結している。   Refer to FIG. 2 again. The drive unit 2 rotates the valve shaft 42 (that is, drives the valve shaft 42). The drive unit 2 includes a motor 21 and a bracket 22. The motor 21 is fixed to the bracket 22. The link mechanism unit 3 transmits driving force (rotational force) from the motor 21 to the valve shaft 42. The link mechanism unit 3 connects the rotating shaft (not shown) of the motor 21 and the valve shaft 42.

図8は、図2のVIII−VIII断面図を示す。この図で、バタフライ弁4は全閉状態である。この状態において、弁体43は、弁軸42の前方(上流側)に位置する。すなわち、弁軸42の軸線O1に対して、弁体43の径方向中心O2は、前方に位置している。   FIG. 8 shows a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. In this figure, the butterfly valve 4 is fully closed. In this state, the valve body 43 is located in front of the valve shaft 42 (upstream side). That is, the radial center O2 of the valve body 43 is located forward with respect to the axis O1 of the valve shaft 42.

スリーブ412の内部には流体が通過する流体路となる孔が形成されている。この孔の壁面の一部には、摺動面4121が形成されている。摺動面4121は、弁体43(シールリング44)と摺動する面であり、曲率半径r1の球面の一部の形状を有する。曲率半径r1は、シールリング44を含めた弁体43の半径に相当する長さである。摺動面4121は、上方向から見たときに軸線O1より上流側に形成されている。軸線O1より下流側においては、スリーブ412の孔は一定であるかまたは下流に向かって広がるテーパを有する。   A hole serving as a fluid path through which a fluid passes is formed in the sleeve 412. A sliding surface 4121 is formed on a part of the wall surface of the hole. The sliding surface 4121 is a surface that slides with the valve body 43 (seal ring 44), and has a part of a spherical surface with a radius of curvature r1. The curvature radius r <b> 1 is a length corresponding to the radius of the valve body 43 including the seal ring 44. The sliding surface 4121 is formed upstream of the axis O1 when viewed from above. On the downstream side of the axis O1, the hole of the sleeve 412 is constant or has a taper widening toward the downstream.

図9は、図8の領域IXの拡大図である。シールリング44は、弁体43の外周縁433
に形成された溝434にはめ込まれている。この例で、シールリング44の断面形状は、長方形である。なお、この例で、シールリング44は溝434の奥まで完全に押し込まれているわけではなく(シールリング44と溝434の底面とが接しているわけではなく)、シールリング44と溝434の底面との間には隙間G3が空いている。隙間G3があるとこれがマージンとなり、シールリング44がより弾性変形しやすくなる。
FIG. 9 is an enlarged view of a region IX in FIG. The seal ring 44 is an outer peripheral edge 433 of the valve body 43.
Is fitted into a groove 434 formed in In this example, the cross-sectional shape of the seal ring 44 is a rectangle. In this example, the seal ring 44 is not completely pushed into the groove 434 (the seal ring 44 and the bottom surface of the groove 434 are not in contact), and the seal ring 44 and the groove 434 are not in contact with each other. There is a gap G3 between the bottom surface. If there is a gap G3, this becomes a margin, and the seal ring 44 is more easily elastically deformed.

再び図8を参照する。理想的には、弁軸42の軸線O1は、摺動面4121を形成する球の中心を通過する。さらに、理想的には、摺動面4121の曲率半径r1と、弁軸42の軸線O1から弁体43(シールリング44)の外周縁までの距離とは同じである。このような理想的な状態においては、弁体43の外周縁と摺動面4121とがずれず、隙間無く接触する。   Refer to FIG. 8 again. Ideally, the axis O <b> 1 of the valve shaft 42 passes through the center of the sphere that forms the sliding surface 4121. Further, ideally, the radius of curvature r1 of the sliding surface 4121 and the distance from the axis O1 of the valve shaft 42 to the outer peripheral edge of the valve body 43 (seal ring 44) are the same. In such an ideal state, the outer peripheral edge of the valve body 43 and the sliding surface 4121 do not shift and contact with no gap.

しかし、実際には、弁体43や摺動面4121の形状精度、弁軸42と弁体43との組付誤差、弁体43やハウジング41の熱収縮など、種々の要因により、弁体43の外周縁と摺動面4121とにずれが生じる。   However, in actuality, due to various factors such as the shape accuracy of the valve body 43 and the sliding surface 4121, the assembly error between the valve shaft 42 and the valve body 43, and the thermal contraction of the valve body 43 and the housing 41, the valve body 43 There is a deviation between the outer peripheral edge of the lens and the sliding surface 4121.

本実施形態のシールリング44は、隙間G1〜G3により、無負荷状態から弾性変形することができる。軸線O1と摺動面4121との距離が設計値よりも短い部分においては、シールリング44が弾性変形することにより、弁体43と摺動面4121との摺動を損なわずに、シールすることができる。すなわち、全閉状態において、シールリング44の外周縁の全周にわたって摺動面4121に接触させることができる。シールリング44と摺動面4121との接触部分をシール部Sとして図示している(以下の図においても同様)。   The seal ring 44 of the present embodiment can be elastically deformed from an unloaded state by the gaps G1 to G3. In a portion where the distance between the axis O1 and the sliding surface 4121 is shorter than the design value, the seal ring 44 is elastically deformed so that the sliding between the valve element 43 and the sliding surface 4121 is not impaired. Can do. That is, in the fully closed state, the sliding surface 4121 can be brought into contact with the entire circumference of the outer peripheral edge of the seal ring 44. A contact portion between the seal ring 44 and the sliding surface 4121 is illustrated as a seal portion S (the same applies to the following drawings).

図10は、半開状態におけるバルブアセンブリ1の断面図を示す。図10は、図8と同じ断面を示している。この状態で、弁体43は全開状態と比較して傾いており、流体路Aが部分的に開かれている。弁体43の外周縁は、上下部分の一部において摺動面4121に接触している。換言すると、シールリング44の上下2箇所が、摺動面4121により支持される。全開状態においても同様である。   FIG. 10 shows a cross-sectional view of the valve assembly 1 in a half-open state. FIG. 10 shows the same cross section as FIG. In this state, the valve body 43 is inclined as compared with the fully opened state, and the fluid path A is partially opened. The outer peripheral edge of the valve body 43 is in contact with the sliding surface 4121 at a part of the upper and lower portions. In other words, the upper and lower portions of the seal ring 44 are supported by the sliding surface 4121. The same applies to the fully opened state.

2.変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち複数のものが組み合わせて用いられてもよい。
2. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. Hereinafter, some modifications will be described. A plurality of the following modifications may be used in combination.

図11は、固定部材45の形状の別の例を示す図である。固定部材45の形状は、実施形態で説明した、凹部を有する円柱に限定されない。図11は、固定部材45が、第3部分453を有さず、第1部分451および第2部分452のみを有する例を示している。この場合、第1部分451は第2部分452より前方に位置することが好ましい。   FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the shape of the fixing member 45. The shape of the fixing member 45 is not limited to the cylinder having the recess described in the embodiment. FIG. 11 shows an example in which the fixing member 45 does not have the third portion 453 but has only the first portion 451 and the second portion 452. In this case, the first portion 451 is preferably positioned in front of the second portion 452.

また、固定部材45の形状は、図6および図11で例示したもの以外であってもよい。例えば、固定部材45は、四角柱に切り欠き(凹部)を形成したものであってもよい。   Further, the shape of the fixing member 45 may be other than those illustrated in FIGS. 6 and 11. For example, the fixing member 45 may be a rectangular column formed with a notch (concave portion).

吸排気システム1000の構造は図1で例示したものに限定されない。エンジン2000からの排気の一部を吸気管に再循環させるものであれば、吸排気システム1000の具体的な構造はどのようなものであってもよい。また、エンジン2000は自動車用のディーゼルエンジンに限定されない。船舶等、自動車以外の用途に用いられるエンジンであってもよいし、ガソリンエンジンであってもよい。   The structure of the intake / exhaust system 1000 is not limited to that illustrated in FIG. As long as a part of the exhaust from the engine 2000 is recirculated to the intake pipe, the specific structure of the intake / exhaust system 1000 may be any. Engine 2000 is not limited to a diesel engine for automobiles. It may be an engine used for applications other than automobiles, such as ships, and may be a gasoline engine.

バルブアセンブリ1の用途は、吸排気システム1000の排気側ターボバイパス弁121に限定されない。吸排気システム1000の他の弁に用いられてもよい。また、バルブアセンブリ1は、EGRシステム以外の排気システム(排気装置)に用いられてもよい。別の例で、バルブアセンブリ1は、気体(例えば混合気および排気)の流れを制御するものに限定されず、液体または気体の流れを制御する用途に用いられてもよい。   The use of the valve assembly 1 is not limited to the exhaust-side turbo bypass valve 121 of the intake / exhaust system 1000. It may be used for other valves of the intake / exhaust system 1000. Further, the valve assembly 1 may be used in an exhaust system (exhaust device) other than the EGR system. In another example, the valve assembly 1 is not limited to one that controls the flow of gas (eg, air-fuel mixture and exhaust), and may be used for applications that control the flow of liquid or gas.

バルブアセンブリ1の構成部品の材料は実施形態で説明したものに限定されない。構成部品の各々は、ステンレス鋼以外にも、アルミニウムや鉄などの単体金属またはその合金、もしくは樹脂により形成されてもよい。また、バルブアセンブリ1およびその構成部品の形状は実施形態で例示したものに限定されない。実施形態で説明したサイズはあくまで一例である。   The materials of the components of the valve assembly 1 are not limited to those described in the embodiment. Each of the component parts may be formed of a single metal such as aluminum or iron, an alloy thereof, or a resin other than stainless steel. Further, the shapes of the valve assembly 1 and its components are not limited to those illustrated in the embodiment. The size described in the embodiment is merely an example.

1000…吸排気システム
11…吸気系
111…吸気側ターボバイパス弁
112…インタークーラー切替弁
113…インタークーラー
114…スロットル弁
12…排気系
121…排気側ターボバイパス弁
122…排気ブレーキ弁
123…DPF
124…排気絞り弁
13…HPL−EGR系
131…EGRクーラー切替弁
132…HPL−EGR弁
133…EGRクーラー
14…LPL−EGR系
141…LPL−EGR弁
142…EGRクーラー
15…第1ターボチャージャー
16…第2ターボチャージャー
エンジン2000
バルブアセンブリ1
2…駆動部
3…リンク機構部
4…バタフライ弁
41…ハウジング
411…ハウジング本体
412…スリーブ
42…弁軸
421…平坦部
43…弁体
431…平坦面
432…平坦面
433…外周縁
434…溝
44…シールリング
441…合口
442…端部
443…端部
45…固定部材
451…第1部分
452…第2部分
453…第3部分
55…固定部材
551…合口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1000 ... Intake / exhaust system 11 ... Intake system 111 ... Intake side turbo bypass valve 112 ... Intercooler switching valve 113 ... Intercooler 114 ... Throttle valve 12 ... Exhaust system 121 ... Exhaust side turbo bypass valve 122 ... Exhaust brake valve 123 ... DPF
124 ... Exhaust throttle valve 13 ... HPL-EGR system 131 ... EGR cooler switching valve 132 ... HPL-EGR valve 133 ... EGR cooler 14 ... LPL-EGR system 141 ... LPL-EGR valve 142 ... EGR cooler 15 ... First turbocharger 16 ... Second turbocharger engine 2000
Valve assembly 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Drive part 3 ... Link mechanism part 4 ... Butterfly valve 41 ... Housing 411 ... Housing main body 412 ... Sleeve 42 ... Valve shaft 421 ... Flat part 43 ... Valve body 431 ... Flat surface 432 ... Flat surface 433 ... Outer peripheral edge 434 ... Groove 44 ... Seal ring 441 ... Joint 442 ... End 443 ... End 45 ... Fixed member 451 ... First part 452 ... Second part 453 ... Third part 55 ... Fixed member 551 ... Joint

Claims (5)

流体が通過する孔を有するハウジングと、
回転する弁軸と、
前記孔の内部に設けられ、溝が形成された外周縁を有し、前記弁軸に接続された円板状の弁体と、
合口を有し、前記溝にはめ込まれるシールリングと、
前記溝において前記合口の位置に固定される固定部材と
を有し、
前記合口は、前記シールリングの第1端および第2端により形成され、
前記固定部材は、前記シールリングの径方向から見て、前記第1端と前記第2端との間隔よりも広い第1部分、および当該第1端と当該第2端との間隔よりも狭い第2部分を有する
バタフライ弁。
A housing having holes through which fluid passes;
A rotating valve stem,
A disc-shaped valve body provided inside the hole, having an outer peripheral edge formed with a groove, and connected to the valve shaft;
A seal ring having a joint and fitted in the groove;
A fixing member fixed to the position of the joint in the groove,
The joint is formed by a first end and a second end of the seal ring,
The fixing member has a first portion wider than the interval between the first end and the second end and a interval smaller than the interval between the first end and the second end when viewed from the radial direction of the seal ring. A butterfly valve having a second portion.
前記固定部材は、前記シールリングの径方向から見て、前記第1端と前記第2端との間隔よりも広い第3部分をさらに有し、
前記第2部分は、前記第1部分および前記第2部分に挟まれ、
前記第1端および前記第2端は、前記第1部分および前記第2部分の間の隙間に噛み合っている
ことを特徴とする請求項1に記載のバタフライ弁。
The fixing member further includes a third portion that is wider than a distance between the first end and the second end when viewed from a radial direction of the seal ring;
The second part is sandwiched between the first part and the second part;
The butterfly valve according to claim 1, wherein the first end and the second end mesh with a gap between the first portion and the second portion.
前記第1部分は、前記シールリングの径方向から見て、前記流体の流れの方向に対して、前記第2部分より上流側に位置する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のバタフライ弁。
3. The butterfly according to claim 1, wherein the first portion is located upstream of the second portion with respect to the fluid flow direction when viewed from a radial direction of the seal ring. valve.
前記固定部材は、前記シールリングの径方向から見て、当該固定部材の重心が前記シールリングの中心線からずれている位置に固定されている
ことを特徴とする請求項1の記載のバタフライ弁。
2. The butterfly valve according to claim 1, wherein the fixing member is fixed at a position where a center of gravity of the fixing member deviates from a center line of the seal ring as viewed from a radial direction of the seal ring. .
内燃機関の排気ガスを流すための排気管と、
前記排気管の途中に取り付けられた、請求項1ないし4のいずれか一項に記載のバタフライ弁と
を有する排気装置。
An exhaust pipe for flowing the exhaust gas of the internal combustion engine;
The exhaust apparatus which has a butterfly valve as described in any one of Claim 1 thru | or 4 attached in the middle of the said exhaust pipe.
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