KR100559585B1 - 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법 - Google Patents

캠 샤프트 오일 시일의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실린더 헤드에 장착되는 캠샤프트의 장착부분의 기밀유지를 위한 오일 시일을 사출을 통해 형성하므로서 시일의 성능이 향상되도록 하기 위한 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법에 관한 것으로,
캠 샤프트의 외주면에 접하기 위한 내측 러버와, 캠 샤프트 베어링 캡의 내주면에 접하기 위한 외측 러버의 사이에 강성보강을 위해 환형의 금속부재가 개재되는 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법에 있어서,
상기한 환형상의 금속부재를 오일 시일의 제작금형에 위치시킨 상태에서 상기 금형에 고무원료를 열입하는 열입공정과; 상기 금형에 인서트된 고무에 90~110℃ 범위의 열을 210~220초 동안 가하는 1차가류공정과; 1차가류공정 후 190~210℃ 범위의 열을 20시간 동안 가하는 2차가류공정과; 금속부재의 내주 및 외주에 내측 러버 및 외측 러버가 성형된 성형품을 사상하는 사상공정과; 상기한 내측 러버의 외주연 도중에 환형상의 코일 스프링을 개재하는 스프링 삽입공정; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
오일 시일, 인서트, 캠 샤프트

Description

캠 샤프트 오일 시일의 제조방법{Producing method for oil seal of cam shaft}
도 1은 본 발명에 의해 형성된 오일 시일의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 오일 시일의 제조공정을 나타낸 공정도.
도 3은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 캠 샤프트 오일 시일
31 : 금속부재
31a : 세로부
31b : 가로부
32 : 내측 러버
33 : 외측 러버
34 : 코일 스프링
35 : 스프링 장착홈
본 발명은 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 헤드에 장착되는 캠샤프트의 장착부분의 기밀유지를 위한 오일 시일을 사출을 통해 형성하므로서 시일의 성능이 향상되도록 하기 위한 캠 샤프트 오일 시일 및 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법에 관한 것이다.
차량의 엔진은 실린더 블럭과 실린더 헤드가 상하방향에서 조립되고, 실린더 블럭에는 피스톤이 구동됨에 따라서 회전력을 전달받는 크랭크 샤프트가 장착되고, 실린더 헤드에는 상기 크랭크 샤프트의 회전력을 체인 등으로써 전달받아 흡기 밸브 및 배기 밸브가 밸브 타이밍에 따라서 구동될 수 있도록 하기 위한 캠 샤프트가 장착된다. 이를 위해, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 일측단에는 체인 구동을 위한 스프로켓이 장착된다.
한편, 상기한 실린더 헤드에 장착되는 캠 샤프트 및 밸브 트레인에는 엔진의 구동과정에서 부품의 마모 및 온도상승에 따른 변형 등을 막기 위한 오일의 공급이 이루어질 수 있도록 구성된다. 오일은 엔진 하부에 마련된 오일 팬의 오일이 오일 펌프에서 펌핑된 후, 오일 갤러리 및 오일 홀 등을 통해서 각 마찰부 및 습동부로 공급되도록 구성된다.
이와 같이 실린더 헤드의 캠 샤프트로 공급되는 오일이 엔진의 외부로 누출되지 않도록 하기 위해서 실린더 헤드의 상부에는 로커 커버가 쒸워진다. 한편, 상기한 캠 샤프트의 중간부는 실린더 헤드에 캠 캡에 의해서 고정장착되며, 그 전방단과 후방단은 캠 샤프트 베어링 캡에 의해서 실린더 헤드에 고정장착된다. 특히, 상기한 캠 샤프트 베어링 캡의 내측에는 캠 샤프트 및 밸브 트레인으로 분사되는 오일이 엔진의 외부로 새는 것을 막기 위한 캠 샤프트 오일 시일이 개재된다.
도 3은 종래의 일반적인 캠 샤프트 오일 시일의 장착상태를 도시한 도면으로서, 상기한 캠 샤프트 오일 시일(20)은 그 골격을 유지하기 위해 형성되는 환형상의 금속부재(21)와, 상기한 캠 샤프트(11)의 외주 및 캠 샤프트 베어링 캡(12)의 내주 간의 기밀유지를 위해 상기 금속부재(21)의 내주 및 외주 측에 압축성형되는 내측 러버(22) 및 외측 러버(23)와, 상기한 내측 러버(22)가 캠 샤프트(11)의 외주면에 가압될 수 있도록 하기 위한 스프링(24)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 형성된 캠 샤프트 오일 시일(20)의 구성을 위하여 상기한 금속부재(21) 및 내측 러버(22)와 외측 러버(23)는 환형상으로 각각 가공되거나 성형된다. 그리고 상기한 금속부재(21)의 내측단에는 내측 러버(22)가 위치되도록 하고, 상기 금속부재(21)의 외주면에는 외측 러버(23)의 내주면이 접하도록 위치시킨 다음에 압축장비로써 고온 고압을 가하여 압축시키므로서, 상기한 금속부재(21)와 내측 및 외측 러버(22)(23)가 일체가 되도록 형성한다. 그런 다음, 상기한 내측 러버(22)의 외주면 도중에는 환형상의 스프링(24)이 장착되도록 한다.
그런데 상기와 같이 압축공정에 의하여 형성되는 캠 샤프트 오일 시일은 압축공정의 특성에 의해서 정확한 정밀한 가공이 되지 못하여 부정확한 치수의 제품이 생산될 뿐만 아니라, 압축성형과정에서 러버가 소비되는 양이 많게 되고, 제작공정에서도 수작업이 필요하게 되어 제품의 비용 측면에서도 불리하게 되었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실린더 헤드에 장착되는 캠샤프트의 장착부분의 기밀유지를 위한 오일 시일을 사출을 통해 형성하므로서 시일의 성능이 향상되도록 하기 위한 캠 샤프트 오일 시일 및 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서,
캠 샤프트의 외주면에 접하기 위한 내측 러버와, 캠 샤프트 베어링 캡의 내주면에 접하기 위한 외측 러버의 사이에 강성보강을 위해 환형의 금속부재가 개재되는 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법에 있어서,
상기한 환형상의 금속부재를 오일 시일의 제작금형에 위치시킨 상태에서 상기 금형에 고무원료를 열입하는 열입공정과;
상기 금형에 인서트된 고무에 90~110℃ 범위의 열을 210~220초 동안 가하는 1차가류공정과;
1차가류공정 후 190~210℃ 범위의 열을 20시간 동안 가하는 2차가류공정과;
금속부재의 내주 및 외주에 내측 러버 및 외측 러버가 성형된 성형품을 사상하는 사상공정과;
상기한 내측 러버의 외주연 도중에 환형상의 코일 스프링을 개재하는 스프링 삽입공정; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법 및 작용에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 형성된 오일 시일의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 오일 시일의 제조공정을 나타낸 공정도이다.
도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성되는 오일 시일을 지시하는 것으로서, 상기한 캠 샤프트 오일 시일(30)은 환형상의 금속부재(31)의 내주연 및 외주연에 각각 내측 러버(32)와 외측 러버(33)가 성형되어 하나의 몸체를 이루는 것이다.
상기한 캠 샤프트 오일 시일(30)은 캠 샤프트의 베어링 장착부에 장착되기 위한 것으로, 그의 형상이 유지될 수 있도록 하기 위한 환형상의 금속부재(31)가 종래의 경우와 같이 금속판을 환형상으로 가공하는 가공공정 및 세정공정을 거쳐 제작된다.
그리고 상기한 금속부재(31)의 내주 및 외주 측에 각각 내측 러버(32)와 외측 러버(33)가 성형될 수 있도록, 인서트 금형에 상기한 금속부재(31)를 위치시키고 휘발분이나 회분 등이 첨가된 고무원료를 열입하는 공정을 거치게 된다.
열입공정 후에는 고무재가 금형 내에서 성형될 수 있도록 1차가류공정과 2차가류공정을 거치게 된다.
1차가류공정을 본 발명의 청구항에 기재된 바와 같이, 90~110℃ 범위의 열을 210~220초 동안 가하게 된다. 본원인의 실험결과에 의하면 상기 범위중에서는 100℃의 온도를 215초 동안 유지할 때, 또는 110℃의 온도를 210초 동안 유지할 때에 캠 샤프트 오일 시일(30)의 불량률이 낮은 것으로 나타났다.
그리고 2차가류공정에서는 190~210℃ 범위의 온도가 20시간 정도 유지되도록 가류한다. 상기한 2차가류공정의 온도 및 시간의 바람직한 설정은 상기 온도 및 시 간의 범위내에서 200℃, 20시간으로 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이 금속부재(31)의 내주에 성형된 내측 러버(32) 및 외주에 성형된 외측 러버(33)의 표면처리를 위한 사상공정이 이루어지게 된다.
사상공정이 끝난 캠 샤프트 오일 시일(30)의 내측 러버(32)의 외주 도중에 상기 캠 샤프트 오일 시일(30)의 장착성 향상을 위한 코일 스프링(34)을 감는 스프링 삽입공정이 이루어지게 된다. 상기 코일 스프링(34)의 삽입을 위해서 상기 내측 러버(32)의 외주 도중에는 스프링 장착홈(35)이 형성된다.
상기와 같은 공정에 의한 캠 샤프트 오일 시일은 특히, 측단면형상이 세로부(31a)와 가로부(31b)로 구분되도록 절곡된 형상으로 형성되는 금속부재(31)의 세로부(31a)와 가로부(31b)의 각 끝단은 상기한 내측 러버(32) 및 외측 러버(33)의 도중에 수용되어지만, 상기 가로부(31a)의 내측 주연부는 상기 외측 러버(33)로 감싸지지 않아 외부에 노출된 채로 형성된다.
즉, 종래기술에 의한 압축성형방법에 의해서는 상기한 금속부재(31)의 가로부(31b) 내주연에 외측 러버(32)의 압축과정에서 불가피하게 고무재가 잔류되었으나, 본 발명에 의한 금속부재(31)의 가로부(31b) 내주연에는 고무재가 형성되지 않아 고무재가 절약될 뿐만 아니라, 불필요한 부분의 삭제에 따른 심플하면서도 말끔한 모양새의 캠 샤프트 오일 시일(30)의 제작이 가능하게 되는 것이다.
이상과 같은 공정에 의해서 제작된 캠 샤프트 오일 시일(30)은 캠 샤프트를 실린더 헤드에 장착하는 과정에서 그 전단 및 후단에 개재되는 베어링 캡의 일측에 장착되어, 상기한 실린더 헤드로 공급되는 오일이 실린더 헤드 커버의 외부로 새는 것을 방지하게 된다.
이상과 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 캠 샤프트 오일 시일을 성형하는 과정에서 내측 러버 및 외측 러버의 성형을 위한 압축공정이 금속부재를 금형에 위치시킨 채로 고무원료를 열입하여 상기 내측 러버 및 외측 러버를 성형하는 사출공정으로 바뀌게 되므로서, 수작업을 필요로 하는 단계가 감소되어 캠 샤프트 오일 시일의 제작공정의 축소와 생산성 향상 및 제조원가의 절감이 이루어게 되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 캠 샤프트의 외주면에 접하기 위한 내측 러버와, 캠 샤프트 베어링 캡의 내주면에 접하기 위한 외측 러버의 사이에 강성보강을 위해 환형의 금속부재가 개재되는 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법에 있어서,
    상기한 환형상의 금속부재(31)를 오일 시일의 제작금형에 위치시킨 상태에서 상기 금형에 고무원료를 열입하는 열입공정과;
    상기 금형에 인서트된 고무에 90~110℃ 범위의 열을 210~220초 동안 가하는 1차가류공정과;
    1차가류공정 후 190~210℃ 범위의 열을 20시간 동안 가하는 2차가류공정과;
    금속부재(31)의 내주 및 외주에 내측 러버(32) 및 외측 러버(33)가 성형된 성형품을 사상하는 사상공정과;
    상기한 내측 러버(32)의 외주연 도중에 환형상의 코일 스프링(34)을 개재하는 스프링 삽입공정; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캠 샤프트 오일 시일의 제조방법.
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