KR100731651B1 - 더스트 시일 링 형상 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더스트 시일 링 형상에 관한 것으로, 본 발명의 구성은 회전운동 또는 왕복운동 하는 축(50)에 착설되는 탄성재질의 내측링(10)과, 상기 내측링(10)이 접착에 의해 결합되고 하우징(60) 내측 삽입면(61)에 끼워맞춤 조립되는 금속재질의 외측링(20)을 포함하여 구성된 더스트시일(100) 형상에 있어서, 상기 내측링(10)은 둘레방향으로 일측 또는 양측으로 대향되게 구비된 것 중 선택된 어느 하나로 계단형식의 주름(11)이 형성되며, 또 다른 형상의 더스트시일(101) 형상에 있어서, 상기 내측링(30)은 외측 둘레방향으로 다수의 원형의 돌부(32)가 구비되고, 내측 둘레방향으로 일측 또는 양측으로 대향되게 구비된 것 중 선택된 어느 하나로 계단 형식의 주름(31)이 형성되며, 상기 외측링(40) 내측 둘레방향으로 다수의 관통홀(41)이 구비되며 상기 구성에 의한 본 발명은 회전운동이나 왕복운동하는 축의 중심이 편심에 의해 내부로 이물질의 침투에 의한 기계고장을 방지하여 기계의 수명을 향상시키고 금속재질시는 접착에 의해 조립하고 플라스틱 재질일 경우에는 무접착으로 조립하여 제작공정을 줄여 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

더스트 시일, 탄성체, 엔지니어링플라스틱, 주름, 무접착

Description

더스트 시일 링 형상{Ring features for dust seal}

도 1은 종래의 더스트 시일을 나타내는 대한 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 더스트 시일 링 형상을 나타내는 단면도이고,

도 3a는 본 발명의 변형예로 플라스틱 재질을 사용시 더스트 시일의 결합구조를 나타내는 사시도이고,

도 3b는 도 3a의 결합구조를 나타내기 위한 확대도이고,

도 4는 도 3a에 의한 단면도이고,

도 5a는 도 2에 의한 실시예이고,

도 5b는 도 3a에 의한 실시예이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

10, 30 : 내측링 11, 31 : 주름

20, 40 : 외측링 32 : 돌부

41 : 관통홀 50 : 축

60: 하우징 61 : 삽입면

100, 101 : 더스트 시일 링

본 발명은 더스트 시일 링 형상에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 더스트 시일의 내측링이 마모등으로 더스트 시일의 내측링이 회전축과 틈이 발생하여도 고무의 주름에 의한 신축작용에 의해 더스트 시일의 내측링과 회전축과의 틈을 보정함으로서 외부로부터 유입되는 먼지나 기타 이물질이 유입되지 않도록 기밀성을 향상시키고 외측링을 금속재질과 플라스틱재질에 따라 내측링과의 결합구조를 접착 또는 무접착에 의해 결합시킬 수 있는 더스트 시일(Dust Seal)링에 관한 것이다.

일반적으로 더스트시일(dust seal)은 먼지등의 유입을 방지하기 위한 것으로, 기본적으로 내후성, 내열 내한성, 내약품성과 같은 성질이 요구되며, 모든 사용 조건에 적응할 수 있게 각종 재료가 있다. 이음을 갖는 유압기기등에 사용되며, 더스트 시일은 회전체에 먼지나 기타 이물질의 유입을 방지하기 위한 것이다.

우레탄 재질의 더블립(DOUBLE LIP)을 가진 패킹(PACKING)으로 외부로부터의 이물질 혼입을 강력하게 방지하여 주므로 실린더의 보호 및 로드패킹(ROD PACKING)의 기능을 유지, 증진시켜 준다.

도 1은 종래의 시일 구조를 나타내는 단면도로서, 종래의 립시일(lip seal)은 탄성체로 되는 립(lip)을 회전운동이나 왕복운동하는 축(230)에 압박하고, 압축에 의한 반발력으로 실링(sealing)하는 구조로 되어 있으며, 그 회전에 의해 내측링의 마모가 발생하고, 마찰열에 의한 재질의 열화가 내구성과 시일성능을 감소시 키는 결과가 되었으며, 회전축의 회전토오크의 부하가 컸다.

또한, 내측링(210)과 외측링(220)은 서로 결합시키기 위해 접착제를 사용하여 제조되었다.

따라서, 이와 같은 종래의 시일 구조는 접착제를 이용하여 내측링과 외측링을 결합시키기 위한 공정이 발생하게 되며 고속 회전시 내측링의 조직이 변형이 발생하게 되었으며 립 선단이 면에 접해 있기 때문에, 수평 방향의 압력에 대해 저항력이 약하고 그 때문에 내압성이 낮게 되는 문제점이 발생하게 되었다.

상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 금속재질의 외측링에는 내측링을 접착제를 이용하여 더스트 시일을 제조하고 플라스틱 재질의 외측링에는 접착제를 사용하지 않고 사출성형에 의해서 일체형으로 외측링과 내측링을 결합시켜 더스트 시일을 제작할 수 있으며, 또한, 더스트 시일의 내측링의 탄성체 형상을 주름 형상으로 하여 주름형상에 의한 신축작용으로 왕복운동이나 회전운동하는 축과 내측링이 일정하게 접촉하게 함으로서 외부로부터 유입되는 먼지나 기타 이물질의 유입을 방지함으로서 기밀성이 우수한 더스트 시일 링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 회전운동 또는 왕복운동 하는 축(50)에 착설되는 탄성재질의 내측링(10)과, 상기 내측링(10)이 접착에 의해 결합되고 하우징(60) 내측 삽입면(61)에 끼워맞춤 조립되는 금속재질의 외측링(20)을 포함하여 구성된 더스트시일 링(100) 형상에 있어서, 상기 내측링(10)은 둘레방향으로 일측 또는 양측으로 대향되게 구비된 것 중 선택된 어느 하나로 계단형식의 주름(11)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 회전운동 또는 왕복운동 하는 축(50)에 착설되는 탄성재질의 내측링(30)과, 상기 내측링(30)을 내재하고 하우징(60) 내측 삽입면(61)에 끼워맞춤 조립되는 플라스틱 재질의 외측링(40)을 포함하여 구성되는 더스트시일 링(101) 형상에 있어서, 상기 내측링(30)은 외측 둘레방향으로 다수의 원형의 돌부(32)가 구비되고, 내측 둘레방향으로 일측 또는 양측으로 대향되게 구비된 것 중 선택된 어느 하나로 계단 형식의 주름(31)이 형성되며, 상기 외측링(40) 내측 둘레방향으로 다수의 관통홀(41)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 탄성재질의 상기 내측링(30)은 플라스틱 재질로 성형된 상기 외측링(40)에 사출 성형에 의해 상기 내측링(30)의 돌부(32)와 외측링(40)의 관통홀(41)이 무접착에 의해 일체로 결합되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 다음 설명에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 더스트 시일 형상을 나타내는 단면도이고, 도 3a는 본 발명의 변형예로 플라스틱 재질을 사용시 더스트시일의 결합구조를 나타내는 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 결합구조를 나타내기 위한 확대도이고, 도 4는 도 3a에 의한 단면도이고, 도 5a는 도 2에 의한 실시예이고, 도 5b는 도 3a에 의한 실시예이다.

도 2를 참조하여 본 발명의 구성을 살펴보면, 회전운동 하거나 왕복운동하는 축(50)에 착설되는 탄성재질의 내측링(10)과, 내측링(10)을 내재하고 하우징(60) 내측의 삽입면(61)에 설치되는 금속재질의 외측링(20)을 포함하여 구성되며,

여기서 상기 내측링(10)는 탄성 재질로 구성되고, 상기 내측링(10)는 계단 형식의 주름(11)이 형성되는데 이것은 축(50)의 중심이 일치하지 않고 틀려지더라도 상기 내측링(10)의 주름(11)에 의한 신축작용으로 축(50)과 내측링(10)의 접촉이 유지되어 외부로부터 유입될 수 있는 먼지(dust)를 효과적으로 차단할 수 있다.

또한, 계단형식의 주름(11)은 구조적으로 압축하지 않아서 상기 축(50)과 내측링(10)의 마찰압이 극히 작기 때문에 회전토크의 부하가 경감됨으로 접촉에 의한 마찰을 최소화하면서 최적의 씰링 효과를 얻을 수 있는 구성된다.

상기 외측링(20)은 금속재질로 예를 들면 냉간압연강판(SPCC) 등이 사용된다.

따라서, 상기 외측링(20)이 금속재질일 때에는 상기 외측링(20)과 내측링(10)의 결합은 종래와 같이 상기 외측링(20) 내측으로 탄성체인 내측링(10)을 성형한 다음 접착제에 의한 접착방식으로 상기 더스트시일 링(100)을 제작하게 된다.

도 3a와 3b는 본 발명의 다른 변형예에 의한 더스트시일 링(101)의 형상의 결합구조를 나타내는 것으로 상기 더스트시일 링(101)은 축(50)에 착설되는 탄성재질의 내측링(30)과, 상기 내측링(30)을 내재하고 하우징(60) 내측의 삽입면(61)에 설치되고 플라스틱 재질의 외측링(40)을 포함하여 구성한다.

상기 내측링(30)은 도 2의 구성에 나타난 내측링(10)과 같은 것으로, 탄성 재질로 구성되고, 계단 형식의 주름(31)이 형성되며, 이것은 회전운동하거나 왕복운동하는 축(50)의 중심이 일치하지 않고 편심이 발생하더라도 상기 내측링(30)의 주름(31)에 의한 신축작용으로 축(50)과 내측링(30)의 접촉이 유지되어 외부로부터 유입될 수 있는 먼지(dust)를 효과적으로 차단할 수 있고, 구조적으로 압축하지 않아서 상기 축(50)과 내측링(30)의 마찰압이 극히 작기 때문에 회전토크의 부하가 경감됨으로 접촉에 의한 마찰을 최소화하면서 최적의 씰링 효과를 얻을 수 있는 구성이며, 여기서 상기 내측링(30)은 외측 둘레방향으로 돌부(32)가 형성되는 구성이 더 포함된다. 이는 아래에 자세히 설명하도록 한다.

여기서 상기 주름(11, 31)은 도면에 도시되는 것으로 한정되는 것이 아니라 적용되는 분야에 따라 선택적으로 양측으로 대향되게 구비되거나 일측으로만 구비하도록 다양하게 변형 가능하게 된다.

한편, 상기 외측링(40)이 플라스틱 재질로 구성되며, 플라스틱 재질을 사용하는 것은 플라스틱의 성질인 유리나 금속에 비하여 가볍고, 금속에 비교할 만큼 강도가 크며, 전기를 통하지 않고, 고무와 같이 탄성을 가지고 있으며, 빛을 잘 통과시키는 것도 있고, 화학 약품에 의해 부식되지 않고, 열을 차단하며, 외부의 힘이나 충격을 흡수하는 성질을 이용하기 위한 것이며, 상기 플라스틱 재질에서 엔지니어링 플라스틱은 강철보다도 강하고 알루미늄보다도 전성(展性)이 풍부하며, 금·은보다도 내약품성(耐藥品性)이 강한 고분자(高分子) 구조의 고기능 수지(樹脂)이다. 몇 십만 ∼ 몇 백만이나 되는 고분자물질이고, 강도·탄성(彈性)뿐만 아니 라, 내충격성(耐衝擊性)·내마모성(耐磨耗性)·내열성(耐熱性)·내한성(耐寒性)·내약품성·전기절연성(電氣絶緣性) 등이 뛰어난 성질이 있으므로 상기 엔지니어링 플라스틱을 사용함이 더 바람직하며, 본원 발명에서 플라스틱 재질을 사용함으로서 탄성체인 상기 내측링(30)과 일체로 사출 성형하여 결합시키기 위한 것이며, 상기 외측링(40)을 엔지니어링 플라스틱을 사용하여 제작할 경우에는 상기 내측링(30)이 안착할 수 있도록 내측에 둘레방향으로 다수의 관통홀(41)을 구비시키게 된다. 자세한 설명은 도 4를 참조로 설명하도록 한다.

여기서 상기 돌부(32)와 관통홀(41)의 결합하기 위한 형상은 원형이나 사각등 다양하게 변형하여 결합시킬 수 있다.

도 4는 상기 더스트시일(101)의 결합상태를 나타내는 단면도로서, 상기 더스트시일(101)은 상기 내측링(30)의 돌부(32)와 외측링(40)의 관통홀(41)이 결합되어 고정되는 것으로 플라스틱 재질인 상기 외측링(40)을 관통홀(41)이 구비되도록 금형에 의해 외측링(40)을 제작하고, 제작된 엔지니어링 플라스틱 재질인 상기 외측링(40)에 내측링(30)을 제작하기 위한 금형에 조립후 탄성체인 내측링(30)을 제작하기 위해 금형에 탄성재질을 유입시켜 사출성형함으로서 상기 관통홀(41)에서 가압된 내측링(30) 외측으로 돌부(32)가 형성되어 결합되는 것으로 종래에 외측링(20)과 내측링(10)을 제작함에 접착제를 사용하던 것을 본 발명에서는 상기 외측링(40)을 성형한 후에 상기 내측링(30)을 성형하기 위한 탄성 소재를 금형에 의해 사출 성형함으로서 상기 내측링(30)과 외측링(40)을 무접착에 의해 결합시키게 되는 것이다.

이렇게 본 발명의 다른 변형예로 엔지니어링 플라스틱 재질인 외측링(40)과 탄성체인 내측링(30)을 사출성형에 의해 성형함과 동시에 돌부(32)와 관통홀(41)이 동시에 결합되어 틀어짐 없이 단단히 고정될 수 있으며, 종래에 접착제를 사용하여 발생하던 공정을 줄일 수 있으며 또한 접착제를 이용하여 결합시킬 때 접착부위가 틀어져 발생하는 불량 더스트시일이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 5a와 도 5b는 금속재질의 외측링(20)에 의해 구성된 더스트시일 링(100)과 플라스틱의 외측링(40)과 탄성체(30)에 의해 구성된 더스트 시일 링(101)에 의한 실시예로, 도 5a와 같이 금속재질의 외측링(20)에 탄성체인 내측링(10)에 주름(11) 형상에 의해 축(50) 회전하게 될 때, 가공 불량이나 기타 외부의 힘에 의해 축(50)의 중심이 일치하지 않고, 편심에 의해 틀어질 경우에 주름(11)에 의한 신축작용으로 축(50)과 내측링(10)의 접촉이 유지되어 외부로부터 유입될 수 있는 먼지(dust)를 효과적으로 차단할 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 5b에서 보는 바와 같이, 도 5a와 같이 탄성체인 내측링(30)에 주름(31) 형상으로 성형하여 축(50)의 중심이 일치하지 않고, 편심이 지게 될 경우에 주름(31)에 의한 신축작용으로 축(50)과 내측링(30)의 접촉이 유지되어 외부로부터 유입될 수 있는 먼지(dust)를 효과적으로 차단함과 동시에 외측링(40)과의 결합구조를 무접착에 의해 결합시키기 위해 구조를 외측링(40)의 내측에 다수의 관통홀(41)을 구비시켜, 탄성소재를 삽입하여 내측링(30)의 돌부(32)에 의해 일체로 사출 성형하여 단단하게 결합됨은 물론 접착제의 사용에 의해 발생할 수 있는 불량률을 줄일 수 있고 또한, 일체로 성형됨으로 추가공정 없이 더스트 시일 링(101)을 제작할 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며, 다양한 변화와 변형이 가능함은 당업자는 알 수 있을 것이나, 이는 모두 본 출원의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위를 통해서 알 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 더스트 시일을 금속재질에 의해서는 접착에 의해 제조하고 플라스틱 재질에 의해서는 사출성형에 의한 무접착 조립으로 제작함으로서 제작공정이 줄어들어 생산효율이 증가하게 되고, 더스트시일의 내측링이 마모등으로 회전운동이나 왕복운동하는 축과 틈이 발생하여도 고무의 주름에 의한 신축작용으로 기계 내부에 먼지나 기타 이물질이 침투하는 것을 방지하여 먼지나 기타 이물질에 의한 기계고장을 방지하여 기계의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 회전운동 또는 왕복운동 하는 축(50)에 착설되는 탄성재질의 내측링(10)과 , 상기 내측링(10)이 접착에 의해 결합되고 하우징(60) 내측 삽입면(61)에 끼워맞춤 조립되는 금속재질의 외측링(20)로 구성된 더스트시일 링(100) 형상에 있어서,

   상기 내측링(10)은 회전운동 또는 왕복운동 하는 축(50)의 둘레방향으로 계단형식의 주름(11)이 형성되며, 상기 주름(11)은 일측 또는 양측으로 대향되게 구비된 것 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 더스트 시일 링 형상.
2. 회전운동 또는 왕복운동 하는 축(50)에 착설되는 탄성재질의 내측링(30)과 , 상기 내측링(30)을 내재하고 하우징(60) 내측 삽입면(61)에 끼워맞춤 조립되는 플라스틱 재질의 외측링(40)을 포함하여 구성되는 더스트시일(101)에 있어서,

   상기 내측링(30)은 외측 둘레방향으로 다수의 원형의 돌부(32)가 구비되고 내측 둘레방향으로 회전운동 또는 왕복운동 하는 축(50)의 일측 또는 양측으로 대향되게 구비된 것 중 선택된 어느 하나로 계단 형식의 주름(31)이 형성되며,

   상기 외측링(40) 내측 둘레방향으로 다수의 관통홀(41)이 구비되는 것을 특징으로 하는 더스트 시일 링 형상.
3. 제 2항에 있어서.

   탄성재질의 상기 내측링(30)은 플라스틱 재질로 성형된 상기 외측링(40)에 사출 성형에 의해 상기 내측링(30)의 돌부(32)와 외측링(40)의 관통홀(41)이 무접착에 의해 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 더스트 시일 링 형상.

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