KR101142703B1 - 밀봉장치 - Google Patents

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KR101142703B1
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Abstract

부품수 및 조립인시(man-hour)의 증가를 방지하고, 설정 스페이스를 확대하지 않으면서 자기 인코더(12)를 보호하여, 자기센서에서의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 자기 인코더를 구비한 신뢰성이 높은 밀봉장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
환형부재의 밀봉대상 유체측에 피검지부(12a)를 배치하는 동시에, 축에 끼움장착되는 제 1 환형부재(11)를 축방향부와, 축방향부로부터 내경방향 및 외경방향으로 연장되는 직경방향부(11a, 11c)로 형성하고, 상기 직경방향부 중 한쪽의 직경방향부(11c)는 밀봉대상 유체측에 피검지부(12a)를 지지하며, 다른 쪽의 직경방향부(11a)는 시일 립(14a, 14b, 14c)이 슬라이딩 접촉 밀봉하는 것으로 하였다.
또한, 시일부를 시일 립과 미소 공간(8a, 8b, 8c)에 의해 형성할 수도 있다.

Description

밀봉장치{SEALING DEVICE}
본 발명은, 자기 인코더를 구비하고, 서로 상대회전하는 내측부재 및 외측부재의 사이에 형성되는 환형(環狀)공간을 시일하는 밀봉장치에 관한 것이다.
종래, 하기의 특허문헌 1에는, 도 7에 나타낸 바와 같이 전동체(轉動體, 103)를 통해 서로 상대회전하는 축(101) 및 하우징(102)간의 환형공간을 시일하는 밀봉장치(105)에 있어서, 밀봉장치(105)에 자기 인코더(106)가 일체화된 것이 개발되어 있다. 밀봉장치(105)는, 각각 단면이‘L’자형상으로 된 제 1 및 제 2 환형부재(107, 108)를 축(101) 및 하우징(102)에 각각 끼움장착시켜, 제 2 환형부재(108)에 시일부재(109)를 설치하고, 시일부재(109)와 일체로 성형되어 있는 시일 립(110)을 제 1 환형부재(107)에 밀봉 접촉시킴으로써, 외부로부터 이물질이 혼입되는 것을 방지하고, 내부의 그리스(grease)가 유출되는 것을 방지하고 있다. 자기 인코더(106)는, 자성체 분말이 혼입된 고무 또는 수지 등의 탄성체로 형성되어 있고, 제 1 시일 환형부재(107)의 플랜지부 외측면(도면상, 우측방향)에 가류(加硫) 접착되어 있다. 자기 인코더(106)는, 외부로부터 걸린 자계에 의해 원주방향으로 교대로 자극(磁極)이 형성되어 있고, 근접하게 배치된 자기센서(111)로 회전하는 자기 인코더(106)로부터 생기는 자계의 변화를 감지함으로써, 회전속도 등이 검출된다.
이러한 구성으로 하면, 자기 인코더(106) 및 자기센서(111)가 축방향 가장 외측의 대기에 노출된 위치에 배치되어 있기 때문에, 비산하는 탁한 물(泥水, muddy water), 이물질에 직접 노출되고, 또한 외부로부터의 자계를 받는 등 외란(外亂)의 영향을 받기 쉬운 상황에 있어, 이로 인해 자력의 저하나 자력의 교란이 발생함으로써, 안정된 자력의 공급이 어려운 상황이었다. 또한, 이물질이 침입하여 자기 인코더(106)와 자기센서(111)의 사이에 부착되면, 최악의 경우, 자기 인코더(106) 또는 자기센서(111)가 회전력으로 이물질이 낌으로 인해 손상을 일으켜 회전 검출수를 틀리게 할 우려가 있었다.
이에 대한 대책으로서, 하기의 특허문헌 2에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 자기 인코더(106)의 축방향 외측에 배치된 보호판(113)으로 자기 인코더(106)를 감싸서 보호하는 방법이 채용되어 있는데, 보호판(113)을 새롭게 설치하기 위해서는 부품수나 조립 인시(man-hour)의 증가를 초래하고, 게다가 설정 스페이스가 축방향으로 확대되기 때문에, 좁은 공간에 부착시키기에는 곤란하였다.
특허문헌 1 : 일본특허공개공보 제2002-48247호
특허문헌 2 : 일본특허공개공보 H11(1999)-303879호
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여, 부품수 및 조립 인시의 증가를 방지하고, 설정 스페이스를 확대하지 않으면서 자기 인코더를 보호하여 자기센서로의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있어, 신뢰성이 높은 밀봉장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 청구항 1에 따른 밀봉장치는,
서로 동축적으로 상대회전이 가능한 두 부재 중 어느 한쪽의 부재에 끼움장착되는 제 1 환형부재와, 상기 두 부재 중 다른 쪽의 부재에 끼움장착되는 제 2 환형부재와, 상기 제 1 및 제 2 환형부재 사이에 설치되어 상기 두 부재간의 환형 틈새를 시일하는 시일부를 구비하는 동시에,
비(非)밀봉대상 유체측에 설치되는 검지수단에 의해 검지되는 자화된 피검지부를 상기 제 1 환형부재의 밀봉대상 유체측에 구비하여, 상기 두 부재의 상대회전을 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 피검지부는 제 1 환형부재의 밀봉대상 유체측(내부측)에 설치되기 때문에, 부품수를 증가시키지 않고, 비산하는 탁한 물, 이물질 등에 노출되거나 외부로부터의 자계를 받는 등 외란의 영향을 직접적으로 받는 것을 방지할 수 있어, 안정된 자력을 공급할 수 있으며, 검지수단에 의한 검출 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 검지수단은 비밀봉대상 유체측(외부측), 즉 밀봉장치보다 외부측에 배치하는 구성으로 하고 있기 때문에, 밀봉장치에 검지수단을 설치할 필요는 없으며, 밀봉장치의 구조를 간소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 따른 밀봉장치는, 청구항 1에 기재된 밀봉장치로서,
상기 제 1 환형부재는, 상기 한쪽의 부재에 끼움장착되는 축방향부와, 상기축방향부로부터 비밀봉대상 유체측이며 내경(內徑)방향 및 외경(外徑)방향으로 연장되는 직경방향부를 갖는 비자성재로 제조되며, 상기 직경방향부 중 어느 한쪽의 직경방향부는 상기 한쪽 부재의 축방향 단부에 형성된 오목부에 배치되는 상기 피검지부를 밀봉대상 유체측에 지지하고, 상기 다른 쪽의 직경방향부는 상기 제 2 환형부재에 고정된 상기 시일부의 시일 립에 밀봉 접촉되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 피검지부를 지지하고 있는 한쪽의 직경방향부 외측면의 축방향 위치를, 다른 쪽의 직경방향부 외측면의 축방향 위치, 및 두 부재의 축방향 외부측 단면의 위치와 동일하게 할 수 있기 때문에, 축방향의 스페이스를 확대할 필요가 없어져, 좁은 스페이스 범위에서 밀봉장치를 부착할 수 있게 할 수 있다.
또한, 제 1 환형부재가 내경방향 및 외경방향으로 연장되는 직경방향부를 가지며, 그 중 한쪽의 직경방향부가 상기 한쪽 부재의 축방향 단면에 형성된 오목부내에 배치되어 있는 피검지부를 내부측에 지지하고 있기 때문에, 피검지부를 탁한 물이나 이물질로부터 시일하는 기능을 유지시키는 동시에, 다른 쪽의 직경방향부의 내측면에 시일 립 부재를 밀봉 접촉시켜 외부로부터의 이물질이 내부로 침입하는 것을 저지하는 기능을 유지시키고 있다. 즉, 제 1 환형부재는, 밀봉장치의 구성부재로서의 기능 이외에 피검지부 보호부재로서 기능을 유지하고 있으므로, 부품수나 조립 인시(man-hour)를 증가시키지 않고 피검지부를 보호할 수 있다. 특히, 비자성재의 제 1 환형부재와 한쪽의 부재와의 사이에 피검지부가 끼워져 있으므로, 피검지부가 외부로부터의 탁한 물, 이물질 및 외부자계 등의 외란의 영향을 받지 않고, 안정된 자력을 공급할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 따른 밀봉장치는, 청구항 2의 밀봉장치로서,
상기 피검지부를 밀봉대상 유체측에 지지하고 있는 상기 한쪽의 직경방향부 외측면의 축방향 위치가, 상기 다른 쪽의 직경방향부 외측면의 축방향 위치보다 밀봉대상 유체측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 피검지부를 지지하고 있는 한쪽의 직경방향부 외측면의 위치가, 다른 쪽의 직경방향부 외측면의 위치, 및 두 부재의 축방향 외부측 단면의 위치보다 내부측에 위치하게 되기 때문에, 축방향의 스페이스를 확대시키지 않고, 검지수단을 한쪽 부재의 축방향 단면에 형성된 오목부 내에 배치할 수 있어, 탁한 물이나 이물질 등의 외란으로부터 피검지부와 함께 검지수단도 보호할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 청구항 4에 따른 밀봉장치는, 청구항 2의 밀봉장치로서,
상기 한쪽의 부재에 끼움장착되는 제 1 환형부재의 축방향부가 되접어 꺽여 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 청구항 5에 따른 밀봉장치는, 청구항 3의 밀봉장치로서,
상기 한쪽의 부재에 끼움장착되는 제 1 환형부재의 축방향부가 되접어 꺽여 있는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 구성을 구비한 청구항 4 내지 5에 따른 밀봉장치에서는, 제 1 환형부재가 한쪽의 부재에 끼움결합되어 있는 원통부에서 되접어 꺽여 있기 때문에, 밀봉장치의 수명을 연장할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 청구항 6에 따른 밀봉장치는, 청구항 1의 밀봉장치로서,
상기 시일부는,
상기 제 1 및 제 2 환형부재 중 적어도 어느 한쪽에 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 환형부재 중 적어도 다른 쪽에 밀봉 접촉하는 시일 립과,
상기 시일 립보다 피밀봉대상 유체측에 설치되어, 상기 제 1 환형부재가 상기 제 2 환형부재와 상기 다른 쪽의 부재 중 적어도 어느 한쪽에 근접함으로써 형성되는 미소(微小) 공간을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 두 부재간의 환형 틈새를 시일하는 시일부를, 시일 립과 상기 시일 립보다도 비밀봉대상 유체측에 형성한 미소 틈새에 의해 구성시키고 있기 때문에, 시일성, 특히, 탁한 물에 대한 내성을 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 밀봉대상 유체측에 설치한 피검지부를 보다 확실히 보호할 수 있고, 외부의 이물질, 탁한 물, 외부자계 등에 의한 외란의 영향을 직접적으로 받는 것을 방지할 수 있어, 안정된 자력을 공급할 수 있으며, 검지수단에 의한 검출 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 청구항 7에 따른 밀봉장치는, 청구항 6의 밀봉장치로서,
상기 한쪽의 부재는, 상기 다른 쪽 부재의 내주측에 설치되고,
상기 제 1 환형부재는, 상기 검지수단에 근접하여 설치되는 축방향부를, 상기 검지수단보다 외주측에 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 검지수단을 제 1 환형부재의 축방향부 및 직경방향부에 의해 형성되는 오목부에 배치함으로써, 검지수단을 보호할 수 있다. 또한, 검지수단과 축방향부를 근접하게 설치함으로써, 외주측에서 침입하는 이물질이나 탁한 물 등으로부터 검지수단을 보호할 수 있게 된다.
(발명의 효과)
본 발명은, 다음과 같은 효과를 나타낸다.
즉, 상기 구성을 구비한 본 발명의 밀봉장치는, 피검지부가 환형부재보다 밀봉대상 유체측에 위치하고 있기 때문에, 탁한 물, 이물질, 외부자계 등의 외란의 영향으로부터 보호할 수 있어, 안정된 자력을 공급할 수 있게 된다.
또한, 하나의 환형부재로, 밀봉장치의 구성부재로서의 기능 이외에 피검지부 보호부재로서 기능을 유지시키고 있기 때문에, 부품수나 조립공수(工數)를 증가시키지 않고 피검지부를 보호할 수 있다.
또한, 피검지부와 함께 검지수단도 외부로부터의 이물질이나 탁한 물에 대하여 보호할 수 있다.
도 1은 밀봉장치를 설치한 차륜지지장치의 주요부 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 밀봉장치의 단면도이다.
도 3은 다극화된 피검지부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 밀봉장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 3 실시예의 밀봉장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제 4 실시예의 밀봉장치의 단면도이다.
도 7은 종래예에서의 밀봉장치의 단면도이다.
도 8은 다른 종래예에서의 밀봉장치의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 축(부재) 2 : 하우징(부재)
3 : 전동체 4 : 밀봉장치
5 : 원통형상부 6 : 자기센서(검지수단)
8, 80 : 래버린스(labyrinth) 시일부 8a, 8b, 8c : 미소 틈새
9 : 미소 틈새 11, 13, 21, 22 : 환형부재
12 : 자기 인코더 12a : 피검지부
14 : 시일부재
14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g : 시일 립
15, 16 : 오목부
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 예시적으로 상세히 설명한다. 단, 본 발명의 범위는, 특별히 한정적인 기재가 없는 한, 본 실시형태에 기재되어 있는 내용으로 한정되는 것은 아니다.
제 1 실시예
도 1은 밀봉장치를 설치한 차륜지지장치의 주요부 단면도이며, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밀봉장치의 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 밀봉장치는 전동체(3)를 통해 서로 상대회전하는 내측부재(1) 및 외측부재(2)에 의해 형성되는 환형공간을 밀봉하도록 양단에 부착되어 있다. 일단의 밀봉장치(4)는, 회전수를 계측하는 자기 인코더(12)를 구비하고 있다. 내측부재(1) 및 외측부재(2)는, 전동체(3)의 궤도면을 가지고 있으며, 각 궤도면은 홈형상으로 형성되어 있다. 내측부재(1) 및 외측부재(2)는, 축받이 내부링 및 축받이 외부링이 단독으로 이루어진 부재여도 되고, 이들 축받이 내 부링이나 축받이 외부링과 다른 부품이 조합된 조립부재여도 된다. 또한, 내측부재(1)는 축이어도 된다. 이들 밀봉장치는, 예컨대, 자동차나 가전제품, 산업기계, 자전거 등의 회전하는 부분에 이용할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 밀봉장치(4)는 서로 동축적으로 상대회전 가능하게 설치되는 두 부재 중 다른 쪽의 부재로서의 하우징(2)과, 하우징(2)의 축 구멍내에 삽입되는 한쪽의 부재로서의 축(1)간의 환형 틈새를 밀봉하는 것이며, 축(1)의 축방향 단부에 형성된 오목부(15)내에 배치되어 있는 피검지부(12a)를 갖는 자기 인코더(12)와, 축(1)의 둘레면에 끼움장착되어 2부분의 직경방향부(플랜지부)(11a, 11c)를 갖는 제 1 환형부재(11)와, 하우징(2)의 직경방향 단면(端面)에 끼움장착되어 있는 제 2 환형부재(13)와, 제 2 환형부재(13)에 가류접착되어 있는 시일부재(14)를 구비하고 있다.
피검지부(12a)를 갖는 자기 인코더(12)는, 축(1)의 축방향 단부에 형성된 오목부(15)내에 배치되어 있다. 자기 인코더(12)는, 고무재에 페라이트계 자석분말, 희토류 자석분말, 알코니 자석분말 등의 자성체를 단독 또는 혼합하여 첨가한 것을 가류성형한 후에 자화시킨 것이며, 도 3에 나타낸 바와 같이 원주방향으로 교대로 자극이 형성되어 피검지부(12a)를 구성하고 있으며, 근접 배치된 자기저항효과소자 등에 의해 구성되는 자기센서(6)로, 회전하는 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)로부터 생기는 자계의 변화를 감지하여, 회전속도 등이 검출된다. 자기 인코더(12)는, 축(1)의 축방향 단부에 형성된 오목부(15)의 저면(15a)에 밀착접촉되어 있으며, 후술하는 제 1 환형부재(11)의 보호용 직경방향부(11c)의 내측면(11g)에 가류접착에 의해 지지되어 있다.
자기센서(6)는, 제 1 환형부재를 통해(사이에 끼워), 제 1 환형부재의 내부측에 구비된 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)에 대향하여 설치되어 있다. 즉, 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)보다 축방향 외부측에 설치되어 있고, 하우징(2)측에 유지되어 있다.
제 1 환형부재(11)는, 축(1)의 둘레면에 끼움결합되어 있는 축방향부(원통부; 11b)에서의 되접어 꺽임에 의해 2부분의 직경방향부(11a, 11c)를 가지고 있으며, 한쪽의 시일용 직경방향부(11a)는, 축방향부(11b)의 외경부(11d)에서 대략 ‘L’자형상을 형성하고, 후술하는 제 2 환형부재(13)와 대향하여 시일부를 형성하고 있다. 다른 쪽의 보호용 직경방향부(11c)는 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)보다 축방향 외부측에 설치되어 있어, 자기 인코더(12)를 덮도록 지지하는 동시에 탁한 물이나 이물질로부터 보호하고 있다. 제 1 환형부재(11)는, 내포하는 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)로부터 생기는 자계를 유효최대로 자기센서(6)에 미치도록 하기 위해, 비자성재의 재료로 성형되어 있다.
제 2 환형부재(13)는, 하우징(2)에 끼움결합되어 있는 축방향부(13a)와 축방향부(13a)의 축방향 내부측 일단으로부터 직경방향으로 연장되어 있는 직경방향부(13b)에 의해 형성되어 있다. 제 2 환형부재(13)의 축방향부(13a)의 내경면(內徑面) 및 직경방향부(13b)의 외측면에는, 고무형상 탄성체로 이루어진 시일부재(14)가 가류접착되어 있다.
시일부재(14)는, 한쪽의 시일용 직경방향부(11a)의 내측면(11f)에 슬라이딩 접촉하는 시일 립(14a)과, 축(1)의 둘레면에서 끼움결합되어 있는 축방향부(11b)의 외경부(11d)의 외경면(11k)에 슬라이딩 접촉하는 시일 립(14b, 14c)을 일체로 하여 가지고 있다.
제 1 실시예에 따르면, 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)를 지지하고 있는 한쪽의 보호용 플랜지부(11c)의 외측면(11i)의 축방향 위치를, 다른 쪽의 시일용 플랜지부(11a)의 외측면(11h)의 축방향 위치, 및 축(1)의 축방향 단면(端面, 1a) 및 하우징(2)의 축방향 단면(2a)의 위치와 동일하게 할 수 있기 때문에, 축방향의 스페이스를 확대할 필요가 없어져, 좁은 스페이스 범위에서 자기 인코더(12)를 구비한 밀봉장치(4)를 부착할 수 있게 된다.
또한, 제 1 환형부재(11)에 2부분의 직경방향부(11a, 11c)를 설치하고, 한쪽의 보호용 직경방향부(11c)가 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)를 내부측에 지지하고 있기 때문에, 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)를 탁한 물이나 이물질로부터 시일하고, 또한 제 1 환형부재(11)는 비자성체의 재료로 성형되어 있으므로 자계의 영향을 받지 않아, 자기 인코더(12)가 안정된 자력을 공급할 수 있도록 하는 기능을 유지시키고 있다. 다른 쪽의 시일용 직경방향부(11a)는, 시일 립(14a, 14b, 14c)을 슬라이딩 접촉시켜 외부로부터의 이물질이 내부로 침입하는 것을 저지하고, 내부의 그리스가 유출되는 것을 방지하는 기능을 유지시키고 있다. 즉, 하나의 부재인 제 1 환형부재(11)로 시일부의 구성부재로서의 기능 이외에 자기 인코더 보호부재로서 기능을 유지시키고 있기 때문에, 부품수나 조립 인시를 증가시키지 않고 자기 인코더를 보호할 수 있게 된다.
제 2 실시예
도 4는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밀봉장치의 단면도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 밀봉장치(4)는, 제 1 실시예에 따른 축(1)의 축방향 단부에 형성되어 있는 오목부(15)의 깊이(h)를 변경한 것이며, 보호용 직경방향부(11c)의 외측면(11i)의 축방향 위치를 시일용 직경방향부(11a)의 외측면(11h), 그리고 축(1)의 축방향 단면(1a) 및 하우징(2)의 축방향 단면(2a)보다 내부측에 위치시켜 자기센서(6)를 오목부(15)내에 배치시킨 것이다.
또, 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 있어서, 자성 인코더(12)를 형성하고 있는 재질은, 고무재 이외의 플라스틱 등의 합성수지여도 된다.
또한, 시일용 플랜지부(11a)의 내측면(11f) 및 원통부(11b)의 외경부(11d)의 외경면(11k)에 슬라이딩 접촉하는 시일 립의 형상, 방향 및 개수 등은 시일성을 고려하여 사용 조건에 따라 적당히 선택하는 것으로 한다.
제 2 실시예에 따르면, 또한, 한쪽의 보호용 직경방향부(11c)의 외측면(11i)의 축방향 위치가, 다른 쪽의 시일용 직경방향부(11a)의 외측면(11h)의 축방향 위치, 그리고 하우징(2)의 축방향 단면(2a) 및 축(1)의 축방향 단면(1a)의 위치보다 축방향 내측에 위치되어 있으므로, 자기센서(6)를 내측부재(1)의 축방향 단부에 형성된 오목부(15)내에 배치할 수 있으며, 탁한 물이나 이물질 등으로부터 인코더와 함께 자기센서도 보호할 수 있다.
제 3 실시예
도 5는, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밀봉장치(4)의 단면도이다.
본 실시형태에 따른 밀봉장치(4)는, 상대회전하는 두 부재의 회전을 검출할 수 있는 자기 인코더를 구비한 밀봉장치이며, 예컨대, 자동차나 가전제품, 산업기계, 자전거 등의 회전하는 부분에 이용할 수 있다. 그리고, 자동차에 적용될 경우에는, 예를 들면 허브 베어링 유닛(hub bearing unit)(하우징)과 드라이브 샤프트(축)와의 사이를 시일하는 자기 인코더가 부착된 허브 시일(hub seal)로서, ABS 차속센서(ABS vehicle speed sensor)가 부착된 허브 베어링 유닛에 적합하게 이용할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이 밀봉장치(4)는, 서로 동축적으로 상대회전이 가능하게 설치되는 두 부재 중 다른 쪽의 부재로서의 하우징(2)과, 하우징(2)의 축 구멍내에 삽입되는 한쪽의 부재로서의 축(1)간의 환형 틈새를 밀봉하는 것이며, 축(1)에 끼움장착된 제 1 환형부재(21)와, 제 1 환형부재(21)에 베이킹(baking) 성형된 자기 인코더(12)와, 하우징(2)에 끼움장착된 제 2 환형부재(22)와, 제 2 환형부재(22)에 베이킹 성형된 시일부재(14)를 구비하고 있다.
제 1 환형부재(21)는, 다단으로 구부러진 형상을 이루는 비자성재에 의해 구성되며, 축(1)에 끼움장착되는 축방향부(21a; 원통부)와, 축방향부(21a)의 외부측(비밀봉대상 유체측) 단부로부터 외경방향으로 연장되는 직경방향부(21b; 플랜지부)와, 직경방향부(21b)의 외경측 단부로부터 축방향 외부측으로 연장되는 축방향부(21c)와, 축방향부(21c)의 외부측 단부로부터 외경방향으로 연장되는 직경방향부(21d)와, 직경방향부(21d)의 외경측 단부로부터 축방향 내부측으로 연장되는 축방향부(21e)로 구성되어 있다.
자기 인코더(12)는, 예컨대 페라이트(철)를 분산시킨 자화성 고무 재료로 이루어지고, 축(1)에 끼움장착되는 제 1 환형부재(21)의 직경방향부(21b)의 내부측(밀봉대상 유체측)의 면에 베이킹 성형되어 있다.
도 3은 자기 인코더(12)를 설명하기 위한 개략도로서, 도 5에서 내부측으로부터(시일부재(14)로부터) 자기 인코더(12)를 축방향으로 바라본 상태를 나타낸 것이다.
자기 인코더(12)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 원주방향으로 자극(NS)이 교대가 되도록 다자극화(多磁極化)되어 피검지부(12a)를 구성하고 있다. 그리고, 자기저항효과소자 등에 의해 구성되는 검지수단으로서의 자기센서(6)에 의해, 회전하는 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)로부터 생기는 자화(자계)의 변화가 감지되어, 회전속도 등이 검출된다.
자기센서(6)는, 제 1 환형부재(21)를 통해(사이에 끼워서), 제 1 환형부재(21)의 내부측에 구비된 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)에 대향하여 설치되어 있다. 즉, 자기 인코더(12)의 피검지부(12a)보다 축방향 외부측(직경방향부(21b)보다 외부측)에 설치되어 있으며, 하우징(2) 측에 유지되어 있다.
여기서, 본 실시예에서 자기센서(6)는, 직경방향부(21b) 및 축방향부(21c)에 근접하여 설치되어 있다. 이와 같이, 직경방향부(21b) 및 축방향부(21c)에 의해 형성되는, 축방향으로 움푹 들어간 오목부(16)를 제 1 환형부재(21)에 형성하고, 상기 오목부(16)에 자기센서(6)를 배치함으로써, 자기센서(6)를 보호할 수 있다.
또한, 자기센서(6)와 축방향부(21c)를 근접하게 설치하여, 자기센서(6)와 축 방향부(21c)의 사이에 미소 틈새(9)를 형성함으로써, 외주측으로부터 침입하는 이물질이나 탁한 물 등으로부터, 자기센서(6)를 보다 확실히 보호할 수 있다.
또, 축방향부(21c)는 축방향부(21c)에 의해 형성되는 오목부(16)에 의해 자기센서(6)를 보호하는 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 축방향에 평행하게 설치될 필요는 없으며, 축방향의 성분을 가지고 있으면 무방하고, 축방향에 대해 경사지는 것이어도 된다.
제 2 환형부재(22)는, 제 1 환형부재(21)와 마찬가지로 다단으로 구부러진 형상을 이루고 있으며, 하우징(2)에 끼움장착되는 축방향부(22a)와, 축방향부의 외부측 단부로부터 외경방향으로 연장되는 직경방향부(22b)와, 축방향부(22a)의 내부측 단부로부터 내경방향으로 연장되는 직경방향부(22c)로 구성되어 있다.
그리고, 직경방향부(22b)의 외경측 단부와, 직경방향부(22b)의 외부측과, 축방향부(22a)의 내경측과, 직경방향부(22c)의 외부측과, 직경방향부(22c)의 내경측 단부에, 시일부재(14)가 베이킹 성형되어 있다.
직경방향부(22b)의 외부측에는, 외부측에서 외경방향을 향하여 연장되는 시일 립(14d, 14e)이 형성되어 있고, 시일 립(14d, 14e)은 제 1 환형부재(21)의 직경방향부(21d)의 내부측의 단면에 슬라이딩 가능하게 밀봉 접촉되어 있다. 또한, 직경방향부(22c)의 내경측 단부에는, 외부측에서 내경측으로 연장되는 시일 립(14f, 14g)이 형성되어 있고, 시일 립(14f, 14g)은 제 1 환형부재(21)의 축방향부(21a)( 의 외경측 둘레면)에 슬라이딩 가능하게 밀봉 접촉되어 있다.
이와 같이, 제 2 환형부재(22)에 베이킹 성형된 시일 립(14d, 14e, 14f, 14g)이 제 1 환형부재(21)의 축방향부(21a)와 직경방향부(21d)에 밀봉 접촉함으로써, 밀봉영역(M)이 형성된다. 이에 따라, 외부로부터 먼지가 침입되는 것을 억제할 수 있으며, 또한, 내부로부터 그리스가 유출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이 밀봉영역(M)에 그리스를 충전하여 유지시킬 수 있으므로, 외부로부터 탁한 물이 침입하는 것을 억제할 수 있다.
또, 시일 립(14d, 14e, 14f, 14g)에 있어서는, 도 5에 나타낸 바와 같은 형상으로 한정되는 것이 아니고, 적당히 적절한 형상으로 설정되는 것이다. 또한, 시일 립의 수도, 본 실시예에서는 2개씩(시일 립(14d, 14e)과, 시일 립(14f, 14g)) 형성하고 있는데, 이에 한정하지 않고 적절히 설정하면 된다. 또한, 본 실시예에 서, 시일 립은 제 2 환형부재(22)에 형성되어 제 1 환형부재(21)에 슬라이딩 가능하게 밀봉 접촉하고 있는데, 이에 한정되지 않으며, 제 1 환형부재(21)에 형성되어 제 2 환형부재(22)에 슬라이딩 가능하게 밀봉 접촉해도 되고, 전자와 후자가 혼재하고 있어도 된다.
또한, 제 1 환형부재(21)에 베이킹 성형된 자기 인코더(12)는, 상기 밀봉영역(M) 내에 배치되게 되므로, 자기 인코더(12), 특히 피검지부(12a)를 보호할 수 있다. 피검지부(12a)를 보호할 수 있게 됨으로써, 피검지부(12a)가 노출된 상태가 아니게 되므로, 피검지부(12a)가 외부의 이물질, 탁한 물, 외부자계 등에 의한 외란의 영향을 직접적으로 받는 것을 방지할 수 있어, 안정된 자력을 공급할 수 있게 되며, 검지수단에 의한 검출정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 시일 립(14d, 14e)보다 외부측에 래버린스시일부(8) 를 형성하고 있다. 여기서, 시일 립(14d, 14e) 및 래버린스 시일부(8)에 의해, 두 부재간의 환형 틈새를 시일하는 시일부를 구성하고 있다.
래버린스시일부(8)는, 제 1 환형부재(21)의 축방향부(21e)의 내부측 선단(21f)과 하우징(2)의 축방향 외부측 단부(2a)에 의해 형성되는 미소 공간(8a) 및 제 1 환형부재(21)의 축방향부(21e)의 내주면(21g)과 제 2 환형부재(22)의 직경방향부(22b)의 외경측 단부에 베이킹 성형된 시일부재(14)의 외경측 단부(14h)에 의해 형성되는 미소 공간(8b)에 의해 구성된다.
이와 같이, 시일 립(14d, 14e)보다 외부측에 래버린스시일부(8)를 형성함으로써, 탁한 물에 대한 내성을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시예에서, 밀봉장치(4)는 축받이부를 밀봉하는 것이며, 3은 베어링을 나타낸다.
제 4 실시예
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 밀봉장치의 단면도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제 4 실시예에 따른 밀봉장치(4)는, 제 3 실시예에 나타낸 래버린스시일부(8)에 대하여, 하우징(2)의 형상을 변경시킴으로써, 래버린스시일부(80)를 구성하는 미소 공간의 수를 늘리고 있다. 도 6에 나타낸 밀봉장치(4)는, 제 3 실시예로서 도 5에 나타낸 밀봉장치(4)와 동일하며, 도 6에서 도 5에 나타낸 구성과 동일한 구성부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 있다.
도 6에 나타낸 래버린스시일부(80)에 있어서는, 도 5에 나타낸 래버린스시일부(8)를 구성하는 미소 공간(8a, 8b)에 덧붙여, 또 제 1 환형부재(21)의 축방향부 (21e)의 외주면(21h)과, 하우징(2)의 원통형상부(5)의 내주면(5a)에 의해 형성되는 미소 틈새(8c)를 형성하고 있다.
이와 같이 래버린스시일부(80)를 구성함으로써, 탁한 물에 대한 내성을 비약적으로 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 제 3 실시예, 제 4 실시예에 나타낸 래버린스 시일부에 있어서는, 제 1 환형부재(21)와, 제 2 환형부재(22)에 베이킹 성형된 시일부재(14)의 사이, 및 제 1 환형부재(21)와, 하우징(2)과의 사이에서 미소 틈새를 형성하고 있는데, 시일부재(14) 또는 하우징(2) 중 어느 한쪽이 제 1 환형부재(21)와의 사이에서 미소 틈새를 형성하여도 된다.
이상과 같이, 제 3 실시예, 제 4 실시예에 따르면, 밀봉영역(M)내에 자기 인코더(12)를 설치함으로써, 피검지부(12a)를 보호할 수 있다. 따라서, 피검지부(12a)가 외부의 이물질, 탁한 물, 외부자계 등에 의한 외란의 영향을 직접적으로 받는 것을 방지할 수 있어, 안정된 자력을 공급할 수 있으며, 검지수단에 의한 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 자기센서(6)는 밀봉장치(4)보다 외부측에 배치하는 구성으로 하고 있기 때문에, 밀봉장치(4) 자체에 자기센서(6)를 설치할 필요는 없으며, 밀봉장치의 구조를 간소화할 수 있다. 그리고, 자기센서(6)를 직경방향부(21b) 및 축방향부(21c)에 의해 형성되는 오목부(16)에 배치함으로써, 자기센서(6)를 보호할 수 있다. 또한, 자기센서(6)와 축방향부(21c)를 근접하게 설치함으로써, 외주측에서 침입하는 이물질이나 탁한 물 등으로부터, 자기센서(6)를 보다 확실히 보호할 수 있 다.
또한, 두 부재 간의 환형 틈새를 시일하는 시일부를, 시일 립(14d, 14e)과, 시일 립(14d, 14e)보다 외부측에 설치한 래버린스 시일부(8)에 의해 구성하고 있기 때문에, 시일성, 특히, 탁한 물에 대한 내성을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 따라서, 내부측에 설치한 피검지부(12a)를 보다 확실히 보호할 수 있으며, 외부의 이물질, 탁한 물, 외부자계 등에 의한 외란의 영향을 직접적으로 받는 것을 방지할 수 있어, 안정적으로 자력을 공급할 수 있으며, 검지수단에 의한 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 밀봉장치는, 피검지부가 환형부재보다 밀봉대상 유체측에 위치하고 있기 때문에, 탁한 물, 이물질, 외부자계 등의 외란의 영향으로부터 보호할 수 있어, 안정된 자력을 공급할 수 있게 된다.
또한, 하나의 환형부재로, 밀봉장치의 구성부재로서의 기능 이외에 피검지부 보호부재로서 기능을 유지시키고 있기 때문에, 부품수나 조립 인시(man-hour)를 증가시키지 않고 피검지부를 보호할 수 있다.
또한, 피검지부와 함께 검지수단도 외부로부터의 이물질이나 탁한 물에 대하여 보호할 수 있다.

Claims (7)

  1. 서로 동축적으로 상대회전이 가능한 두 부재(1 및 2) 중 어느 한쪽의 부재(1 또는 2)에 끼움장착되는 제 1 환형부재(11, 21)와, 상기 두 부재(1 및 2) 중 다른 쪽의 부재(2 또는 1)에 끼움장착되는 제 2 환형부재(13, 22)와, 상기 제 1 및 제 2 환형부재 사이에 설치되어 상기 두 부재간의 환형 틈새를 밀봉하는 시일부(seal portion)를 구비하는 동시에,
    비(非)밀봉대상 유체측에 설치되는 검지수단(6)에 의해 검지되는 자화된 피검지부(12a)를 상기 제 1 환형부재(11, 21)의 밀봉대상 유체측에 구비하여, 상기 두 부재(1 및 2)의 상대회전을 검출할 수 있도록 구성하고,
    상기 제 1 환형부재(11)는, 상기 한쪽의 부재(1)에 끼움장착되는 축방향부(11b)와, 상기 축방향부(11b)로부터 비밀봉대상 유체측이며 내경(內徑)방향 및 외경(外徑)방향으로 연장되는 직경방향부(11a 및 11c)를 갖는 비자성재로 제조되며, 상기 직경방향부(11a 및 11c) 중 어느 한쪽의 직경방향부(11a 또는 11c)는 상기 한쪽의 부재(1)의 축방향 단부에 형성된 오목부(15)에 배치되는 상기 피검지부(12a)를 밀봉대상 유체측에 지지하고, 상기 다른 쪽의 직경방향부(11c 또는 11a)는 상기 제 2 환형부재(13)에 고정된 상기 시일부의 시일 립(14a)에 밀봉 접촉되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 환형부재(11)의 축방향부(11b)는, 상기 한쪽의 부재(1)에 끼움장착되는 되접어 꺽임부(fold-back portion)를 갖는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피검지부(12a)를 밀봉대상 유체측에 지지하고 있는 상기 한쪽의 직경방향부(11a 또는 11c) 외측면의 축방향 위치가, 상기 다른 쪽의 직경방향부(11c 또는 11a) 외측면의 축방향 위치보다 밀봉대상 유체측에 위치하는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
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