KR100422173B1 - 피스톤 패킹 링을 제조하기 위한 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤 패킹 링에 관한 것으로, 피스톤 홈 내에 끼워져 하우징의 내벽에 대하여 미끄럼 이동하는 O-링 형태의 피스톤 패킹 링(10)에 있어서, 상기 피스톤 패킹 링(10)의 단면의 중심점(O)에 대한 수직 축선(B) 상의 외주면에 분리선(2)이 형성된 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명의 피스톤 패킹 링에 의하면, 미끄럼 운동시 외측 반구 표면이 하우징의 내벽에 대하여 균일하게 마모되므로 하우징 내벽에 대한 피스톤 패킹 링의 미끄럼 운동성 및 기밀성이 유지될 뿐만 아니라 피스톤 패킹 링의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

Description

피스톤 패킹 링을 제조하기 위한 지그{jig for making piston packing rings}

본 발명은 피스톤 패킹 링에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 분리선을 개선한 피스톤 패킹 링 및 이를 제조하기 위한 금형과 지그에 관한 것이다.

일반적으로, 피스톤 패킹 링은 유압장치 등에서 피스톤 홈 내에 끼워져서 하우징 내벽에 대하여 미끄럼 이동하면서 피스톤과 하우징 내벽 사이에 기밀을 유지시키는 기능을 한다.

이러한 피스톤 패킹 링은 주철, 청동, 화이트 메탈, 탄소체, 가죽, 합성수지 등을 재료로 하여 링의 단면 형상에 따라 O-링, V-링, U-링 등으로 제조될 수 있다. 본 명세서에서는 니트릴 고무(acrylonitrile-buthadiene rubber, NBR)를 재료로 하여 O-링 형태로 제조한 피스톤 패킹 링에 대하여 설명하기로 한다. 여기에서, 피스톤 패킹 링의 단면 상에 표시된 중심점에 대한 수평 축선을 기준으로 윗쪽 부분을 상측 반구라고 하고 그 아래쪽 부분을 하측 반구라고 하기로 한다. 또한, 피스톤 패킹 링의 단면 상에 표시된 중심점에 대한 수직 축선을 기준으로 바깥 부분을 외측 반구라고 하고 그 안쪽 부분을 내측 반구라고 하기로 한다.

종래에는, 니트릴 고무로 제조된 패킹 링 중에서 단면이 원형인 O-링 형태의 피스톤 패킹 링은 대칭 형상의 상형과 하형으로 이루어진 한 쌍의 금형에 의해 제조된다. 상형에는 피스톤 패킹 링의 상측 반구의 형상에 대응하는 곡면이 형성되어 있고, 하형에는 피스톤 패킹 링의 하측 반구의 형상에 대응하는 곡면이 형성되어 있다. 니트릴 고무의 금형 압출시, 피스톤 패킹 링의 상측 반구는 상형에 의해 형성되고, 피스톤 패킹 링의 하측 반구는 하형에 의해 형성된다. 상측 반구와 하측 반구는 피스톤 패킹 링의 단면의 중심점에 대한 수평 축선 상에서 만나게 되므로, 상형과 하형도 피스톤 패킹 링의 단면의 중심점에 대한 수평 축선 상에서 만나게 된다. 따라서, 피스톤 패킹 링의 단면의 중심점에 대한 수평 축선 상의 외주면에 플래시(flash), 즉, 분리선(parting line)이 발생된다.

도 1에 예시된 바와 같이, O-링 형태의 종래의 피스톤 패킹 링(1)은 그 단면의 중심점(O)에 대한 수평 축선(A) 상의 외주면에 분리선(2)이 돌출 형성되어 있다.

피스톤 패킹 링(1)을 피스톤 홈 내에 끼워서 하우징의 내벽에 대하여 이동시키면, 피스톤 패킹 링(1)의 외측 반구 표면(1a)은 하우징의 내벽에 밀접하게 맞닿아서 미끄럼 운동하게 된다. 이때, 피스톤 패킹 링(1)의 단면의 중심점(O)에 대한 수평 축선(A) 상의 외측 반구 표면(1a)에 돌출 형성된 분리선(2)으로 인해, 외측 반구 표면(1a)은 하우징의 내벽에 대하여 균일하게 마모되지 않고 분리선(2)을 중심으로 니트릴 고무가 떨어져 나가 흠집이 생기게 된다.

이러한 흠집은 하우징 내벽에 대한 피스톤 패킹 링의 미끄럼 운동성 및 기밀성을 저하시킬 뿐만 아니라 하우징 내벽과 피스톤 패킹 링 사이에 마찰열을 증가시키므로 피스톤 패킹 링의 수명을 단축시킨다.

따라서, 본 발명은 이를 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 미끄럼 운동시 외측 반구 표면이 하우징의 내벽에 대하여 균일하게 마모되도록 형성한 피스톤 패킹 링을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 피스톤 패킹 링을 제조하기 위한 금형을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 다수의 피스톤 패킹 링을 동시에 제조하기 위한 지그를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 피스톤 패킹 링의 단면도,

도 2는 본 발명의 피스톤 패킹 링의 단면도,

도 3은 본 발명의 피스톤 패킹 링을 제조하기 위한 금형의 단면도,

도 4는 다수의 피스톤 패킹 링을 동시에 제조하기 위한 금형 및 지그의 사시도,

도 5는 도 4의 지그의 Ⅴ-Ⅴ선을 따른 단면도, 및

도 6은 본 발명의 다른 하나의 실시예의 피스톤 패킹 링의 단면도이다.

상기한 바와 같은 목적 달성을 위하여 본 발명에 의한 피스톤 패킹 링은, 본 발명은 피스톤 홈 내에 끼워져 하우징의 내벽에 대하여 미끄럼 이동하는 O-링 형태의 피스톤 패킹 링(10)에 있어서, 상기 피스톤 패킹 링(10)의 단면의 중심점(O)에 대한 수직 축선(B) 상의 외주면에 분리선(2)이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적 달성을 위하여 본 발명에 의한 피스톤 패킹 링을 제조하기 위한 금형은, 피스톤 홈 내에 끼워져 하우징의 내벽에 대하여 미끄럼 이동하는 O-링 형태의 피스톤 패킹 링(10)을 제조하기 위한 금형(20)에 있어서, 상기 금형(20)은 비대칭 형상의 상형(21)과 하형(22)으로 이루어져 있으며, 상기 상형(21)에는 상기 피스톤 패킹 링(10)의 내측 반구의 형상에 대응하는 곡면(21a)이 형성되어 있으며, 상기 하형(22)에는 상기 피스톤 패킹 링(10)의 외측 반구의 형상의 형상에 대응하는 곡면(22a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적 달성을 위하여 본 발명에 의한 다수의 피스톤 패킹 링을 동시에 제조하기 위한 지그는, 다수의 피스톤 패킹 링을 동시에 압출하도록 다수의 금형(20)이 형성된 금형판(30)에서 띠 형상의 니트릴 고무(5)를 각각의 금형(20) 위에 동시에 위치시키기 위한 지그(40)에 있어서, 상기 지그(40)는 그 크기가 상기 금형판(30)과 동일하고 상기 금형(20)의 중심에 대응하는 위치에 상기 띠 형상의 니트릴 고무(5)가 삽입되는 가로 장공(41a)이 각각 형성된 고정판(41)과, 상기 고정판(41)의 하부에서 미끄럼 이동가능하게 설치되는 가동판(42)으로 구성되며, 상기 가동판(42)에는 상기 가로 장공(41a)과 동일한 간격 및 크기의 가로 장공(42a)이 형성되어 있으며, 상기 고정판(41)의 가로 장공(41a)의 옆에는 세로장공(41b)이 형성되어 있으며, 상기 가로 장공(41a, 42a)이 일치되게 상기 가동판(42)을 상기 고정판(41)의 하부에 위치시킨 후, 상기 고정판(41)의 세로 장공(41b)의 하단부에 조정핀(43)을 위치시켜 가동판(42)에 고정시킨 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 다른 특징 및 구성에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 피스톤 패킹 링을 보여주는 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 피스톤 패킹 링(10)은 그 단면의 중심점(O)에 대한 수직 축선(B) 상의 외주면에 분리선(2)이 형성되어 있다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 피스톤 패킹 링(10)을 피스톤 홈 내에 끼워서 하우징의 내벽에 대하여 이동시키더라도, 하우징의 내벽과 맞닿게 되는 피스톤 패킹 링(10)의 외측 반구 표면(10a)에는 분리선(2)이 없으므로 피스톤 패킹 링(10)의 외측 반구 표면(10a)은 하우징의 내벽에 대하여 균일하게 마모된다. 따라서, 피스톤 패킹 링(10)의 외측 반구 표면(10a)에서 니트릴 고무가 떨어져 나가 흠집이 생기는 일이 없다.

도 3에 예시된 바와 같이, 본 발명의 피스톤 패킹 링(10)은 비대칭 형상의 상형(21)과 하형(22)으로 이루어진 한 쌍의 금형(20)에 의해 제조된다. 상형(21)에는 피스톤 패킹 링(10)의 내측 반구의 형상에 대응하는 곡면(21a)이 형성되어 있고, 하형(22)에는 피스톤 패킹 링(10)의 외측 반구의 형상에 대응하는 곡면(22a)이 형성되어 있다. 도 3에서는 금형을 조립하는데 필요한 나사와 나사홈 등의 체결구는 도시를 생략하였다. 니트릴 고무의 금형 압출시, 피스톤 패킹 링(10)의 내측 반구는 상형(21)에 의해 형성되고, 피스톤 패킹 링(10)의 외측 반구는 하형(22)에 의해 형성된다. 내측 반구와 외측 반구는 피스톤 패킹 링의 단면의 중심점(O)에 대한 수직 축선(B) 상에서 만나게 되므로, 상형(21)과 하형(22)도 피스톤 패킹 링(10)의 단면의 중심점(O)에 대한 수평 축선(B) 상에서 만나게 된다. 따라서, 피스톤 패킹 링(10)의 단면의 중심점(O)에 대한 수직 축선(B) 상의 외주면에 분리선(2)이 발생된다.

도 4 및 도 5는 다수의 피스톤 패킹 링을 동시에 압출하도록 다수의 금형(20)이 형성된 금형판(30)에서 프리폼 상태의 띠 형상의 니트릴 고무(5)를 각각의 금형(20) 위에 동시에 위치시키기 위한 지그(40)를 도시하고 있다.

지그(40)는 고정판(41)과 가동판(42)으로 구성된다. 고정판(41)은 그 크기가 금형판(30)과 동일하며, 금형(20)의 중심에 대응하는 위치에 가로 장공(41a)이 각각 형성되어 있다. 상판(41)은 가동판(42)이 하부에서미끄럼 이동할 수 있도록 가장자리 부분을 제외한 내부가 오목하게 파여진 구조이다. 가동판(42)에도 가로 장공(41a)과 동일한 간격 및 크기의 가로 장공(42a)이 형성되어 있다. 고정판(41)의 가로 장공(41a)의 옆에는 세로 장공(41b)이 형성되어 있다. 조립시, 각각의 가로 장공(41a, 42a)이 일치되게 가동판(42)을 고정판(41)의 하부에 위치시킨 후, 고정판(41)의 세로 장공(41b)의 하단부에 조정핀(43)을 위치시켜 가동판(42)에 용접이나 나사 등으로 고정시킨다. 조정핀(43)은 헤드부가 형성되어 있어 고정판(41)의 세로 장공(41b) 주변에 지지되므로, 가동판(42)은 고정판(41)에 대하여 미끄럼 이동 가능하게 지지된다. 세로 장공(41b)의 길이는 그 안에 삽입되는 조정핀(43)의 직경에 가로 장공(41a, 42a)의 폭 길이를 더한 것이 바람직하다. 고정판(41)의 4개의 코너에는 금형판(30)의 삽입공(31)에 삽입되는 삽입핀(44)이 형성되어 있으므로, 지그(40)는 금형판(30)에 대하여 정확하게 위치된다. 또한, 고정판(41)의 양측 가장자리에는 손잡이(45)가 형성될 수도 있다.

이러한 구성에 의해, 조정핀(43)을 세로 장공(41b)내에서 상하로 이동시키면 조정핀(43)이 고정된 가동판(42)도 가로 장공(41a)의 폭 길이 만큼 상하로 이동하게 되므로, 가동판(42)은 고정판(41)의 가로 장공(41a)을 개폐시킨다.

따라서, 금형판(30) 상에 일치되게 위치된 지그(40)의 조정핀(43)을 위쪽으로 이동시켜 가동판(42)으로 고정판(41)의 가로 장공(41a)을 막고 니트릴 고무(5)를 가로 장공(41a)에 위치시킨 다음, 조정핀(43)을 아래쪽으로 이동시키면 니트릴 고무(5)가 금형(20)의 중간에 위치된다.

프리폼 상태의 니트릴 고무를 압출하면, 각각의 피스톤 패킹 링을 형성하고 남는 부분이 생기게 된다. 이렇게 남는 부분은 각각의 피스톤 패킹 링을 연결하고 있으므로 금형에서 피스톤 패킹 링을 떼어 낼 때 필요하지만 각각의 피스톤 패킹 링을 최소한으로 연결하는 부분을 제외한 나머지 부분은 불필요한 부분이다. 특히, 프리폼 상태의 니트릴 고무를 띠 형태로 형성하면, 각각의 피스톤 패킹 링을 형성하고 남는 부분이 많이 생기게 된다. 그러나, 프리폼 상태의 니트릴 고무를 피스톤 패킹 링의 형상에 대응하는 중공 원형으로 형성하고 이 중공 원형의 외주연 4곳에 90°간격으로 연결용 팁을 형성하면, 각각의 피스톤 패킹 링들을 연결하면서도 재료의 낭비를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 지그에도 가로 장공 대신 다수의 원형공을 다수의 금형의 중심에 대응하는 위치에 형성하면 된다.

이상에서는, 단면 형상이 원형인 피스톤 패킹 링에 대하여 설명하였지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 피스톤 패킹 링(10')의 단면을 타원형에 가까운 형상으로 형성할 수도 있다. 이 경우에도, 분리선(2)은 타원형의 외측 초점(F)에 대한 수직 축선(B) 상의 외주면에 생성된다. 이러한 피스톤 패킹 링(10')을 제조하기 위한 금형은 도 3의 금형과 유사하므로 별도로 설명하지 않기로 한다.

본 발명은 그 주요 특징을 이루는 사상을 벗어나지 않으면서 다른 특정 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이상의 예와 실시예는 어느 경우에나 제한적인 아닌 예시적인 것으로서 고려되어야 하며, 본 발명은 이상의 상세한 설명으로 한정되어서는 안 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 피스톤 패킹 링에 의하면, 미끄럼 운동시 외측 반구 표면이 하우징의 내벽에 대하여 균일하게 마모되므로 하우징 내벽에 대한 피스톤 패킹 링의 미끄럼 운동성 및 기밀성이 유지될 뿐만 아니라 피스톤 패킹 링의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 다수의 피스톤 패킹 링을 동시에 압출하도록 다수의 금형(20)이 형성된 금형판(30)에서 띠 형상의 니트릴 고무(5)를 각각의 금형(20) 위에 동시에 위치시키기 위한 지그(40)에 있어서,

   상기 지그(40)는 그 크기가 상기 금형판(30)과 동일하고 상기 금형(20)의 중심에 대응하는 위치에 상기 띠 형상의 니트릴 고무(5)가 삽입되는 가로 장공(41a)이 각각 형성된 고정판(41)과, 상기 고정판(41)의 하부에서 미끄럼 이동가능하게 설치되는 가동판(42)으로 구성되며,

   상기 가동판(42)에는 상기 가로 장공(41a)과 동일한 간격 및 크기의 가로 장공(42a)이 형성되어 있으며,

   상기 고정판(41)의 가로 장공(41a)의 옆에는 세로 장공(41b)이 형성되어 있으며,

   상기 가로 장공(41a, 42a)이 일치되게 상기 가동판(42)을 상기 고정판(41)의 하부에 위치시킨 후, 상기 고정판(41)의 세로 장공(41b)의 하단부에 조정핀(43)을 위치시켜 가동판(42)에 고정시킨 것을 특징으로 하는 지그.