KR101189841B1 - 밀봉장치 - Google Patents

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KR101189841B1
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엔오케이 가부시키가이샤
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Abstract

하우징(11)에 부착되어 상대 부재(12)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 밀봉 장치(1)로서, 하우징(11)에 금속 끼움결합으로 고정되는 부착 고리(2)와 고무상 탄성체(3)를 구비하고, 고무상 탄성체(3)에 상대 부재(12)의 단면부(12a)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 사이드 립(3c)을 구비한 밀봉 장치(1)에 있어서, 하우징(11)의 단면부(11a)에 녹이 발생하는 것을 억제함으로써 녹의 발생을 원인으로 하여 금속 끼움결합부가 열화하거나 사이드 립(3c)이 슬라이딩 이동 마모하는 것을 억제할 수 있는 밀봉 장치(1)를 제공한다. 이 때문에, 부착 고리(2)에 지름 방향 외측을 향하여 플랜지부(2c)를 설치함과 동시에 플랜지부(2c)에 하우징(11)의 단면부(11a)에 밀착접촉한 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)를 피착하여 단면부(11a)를 피복한다.

Description

밀봉장치{SEALING DEVICE}
본 발명은, 밀봉 기술에 관련된 밀봉 장치에 관한 것이다. 본 발명의 밀봉 장치는 자동차 관련분야에서 허브 시일(허브 베어링 시일(hub bearing seal))로서 이용된다.
종래기술로부터, 예를 들어 도 4에 도시되는 밀봉 장치(51)가 알려져 있다. 상기 밀봉 장치(51)는, 베어링에서의 아우터 레이스(outer race) 등의 하우징(61)에 부착되어 회전축 등의 상대(相手) 부재(62)에 슬라이딩 이동이 가능하게 밀착접촉한 밀봉 장치(51)로서, 하우징(61)에 금속 끼움결합(嵌合)에 의해 고정되는 부착 고리(52)와, 부착 고리(52)에 피착된 고무상(rubber-like) 탄성체(53)를 갖고, 고무상 탄성체(53)에 상대 부재(62)의 단면(端面)부(62a)에 슬라이딩 이동이 가능하게 밀착접촉한 사이드 립(side lip)(53a)이 설치되어 있다(특허문헌 1 참조).
그러나, 상기 종래의 밀봉 장치(51)에 의하면, 하우징(61)의 단면부(61a)에 대한 시일 작용이 하등 행해지지 않기 때문에, 상기 하우징(61)의 단면부(61a)에 녹(rust)이 발생하는 경우가 있다. 하우징(61)의 단면부(61a)에 발생한 녹은, 하우징(61)의 내주면으로 성장하고, 하우징(61) 및 부착 고리(52)의 금속 끼움결합부를 열화시켜 상기 부분의 시일성에 좋지 않은 영향을 미친다. 또한, 하우징(61)의 단면부(61a)에 발생한 녹은, 근접 대향하는 상대 부재(62)의 단면부(62a)로 전이하는 경우도 있고, 이 경우에는 사이드 립(53a)의 마모를 진행시켜 상기 부분의 시일성에 좋지 않은 영향을 미친다.
[특허문헌 1]: 일본 특허 공개 평성 9-287619호 공보
본 발명은 이상의 점을 감안하여, 밀봉 장치를 부착하는 아우터 레이스의 단면부에 녹이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 이에 의해 상기 녹의 발생을 원인으로 하여 금속 끼움결합부가 열화하거나 사이드 립이 슬라이딩 이동 마모되거나 하는 것을 억제할 수 있는 밀봉 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 청구범위 제 1 항에 의한 밀봉 장치는, 자동차용 차륜 현가(車輪懸架) 장치의 베어링부에서의 아우터 레이스에 부착되어 회전축에 슬라이딩 이동이 가능하게 밀착접촉한 밀봉 장치로서, 상기 아우터 레이스에 금속 끼움결합에 의해 고정되는 부착 고리와, 상기 부착 고리에 피착(被着)된 고무상(rubber-like) 탄성체를 갖고, 상기 고무상 탄성체에는 상기 회전축의 단면(端面)부에 슬라이딩 이동이 가능하게 밀착접촉한 사이드 립을 갖는 밀봉 장치에서, 상기 부착 고리에 지름 방향 외측으로 향하여 설치된 플랜지부와, 상기 플랜지부에 피착되어 상기 아우터 레이스의 단면부에 밀착접촉한 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구범위 제 2 항에 의한 밀봉 장치는, 상기 청구범위 제 1 항의 밀봉 장치에 있어서, 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부에, 아우터 레이스의 단면부에 밀착접촉한 비즈(beads) 형상 돌기를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구범위 제 3 항에 의한 밀봉 장치는, 상기 청구범위 제 1 항 또는 제 2 항의 밀봉 장치에 있어서, 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부에, 사이드 립의 외주에 위치하여 회전축의 단면부에 슬라이딩 이동이 가능하게 밀착접촉한 외주측 사이드 립을 병설(倂設)한 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 본 발명의 청구범위 제 4 항에 의한 밀봉 장치는, 상기 청구범위 제 1 항 또는 제 2 항의 밀봉 장치에 있어서, 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부에 사이드 립의 외주에 위치하여 회전축의 단면부와의 사이에 미소 간극을 형성하여 시일 작용을 하는 래비린스(labyrinth) 시일을 병설한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 이하의 효과를 갖는다.
즉, 상기 구성을 구비한 본 발명의 청구범위 제 1 항에 의한 밀봉 장치에 있어서는, 부착 고리에 지름 방향 외측으로 향하여 플랜지부가 설치됨과 동시에 상기 플랜지부에 아우터 레이스의 단면부에 밀착접촉한 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부가 피착되어 있기 때문에, 상기 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부에 의해 아우터 레이스의 단면부를 외부 분위기로부터 차단하고, 단면부를 피복하고, 그에 의해 단면부에 녹이 발생하는 것을 유효하게 억제할 수 있다. 따라서 소기의 목적대로, 아우터 레이스의 단면부에 녹이 발생하는 것을 원인으로 하여 금속 끼움결합부가 열화하거나 사이드 립이 슬라이딩 이동 마모하거나 하는 것을 유효하게 억제할 수 있다.
또한, 이에 더하여, 본 발명의 청구범위 제 2 항에 의한 밀봉 장치에 있어서는, 고무상 탄성체로 이루어지는 단면 시일부에 아우터 레이스의 단면부에 밀착접촉한 비즈 형상 돌기가 설치되어 있기 때문에, 상기 비즈 형상 돌기에 의해 단면 시일부의 시일성을 높일 수 있고, 금속 끼움결합부로 향하여 이수(흙탕물, muddy water)가 침입하거나 하는 것을 유효하게 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구범위 제 3 항에 의한 밀봉 장치에 있어서는, 고무상 탄성체로 이루어지는 단면 시일부에 사이드 립의 외주에 위치하여 회전축의 단면부에 슬라이딩 이동이 가능하게 밀착접촉한 외주측 사이드 립이 병설되어 있기 때문에, 상기 외주측 사이드 립에 의해 단면 시일부 및 회전축의 단면부 사이의 시일성을 높일 수 있고, 사이드 립으로 향하여 다량의 이수가 침입하거나 먼지가 침입하는 것을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 이와 같이 밀봉 장치의 외주 부위에 외주측 사이드 립이 설치되면, 그로부터 내주에 있는 시일면의 녹 방지 효과를 기대할 수도 있다.
또한, 본 발명의 청구범위 제 4 항에 의한 밀봉 장치에 있어서는, 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부에 사이드 립의 외주에 위치하여 회전축의 단면부와의 사이에 미소 간극을 형성하여 시일 작용을 하는 래비린스 시일이 병설되어 있기 때문에, 상기 래비린스 시일에 의해 단면 시일부 및 회전축의 단면부 사이의 시일성을 높일 수 있고, 사이드 립으로 향하여 다량의 이수가 침입하거나 먼지가 침입하는 것을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 이와 같이 밀봉 장치의 외주 부위에 래비린스 시일이 설치되면, 그로부터 내주에 있는 시일면의 방녹 효과를 기대할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 밀봉 장치의 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 밀봉 장치의 요부 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 각각 본 발명의 다른 실시예에 관련된 밀봉 장치에서의 단면 시일부의 설명도이다.
도 4는 종래예에 관련된 밀봉 장치의 요부 단면도이다.
부호의 설명
1 밀봉 장치
2 부착 고리
2a 통 형상부
2b, 2c 플랜지부
3 고무상 탄성체
3a, 3b, 3g, 3h, 3i 고리 형상 부위
3c, 3d 사이드 립
3e 라디얼 립(radial lip)
3f 단면 시일부
3j 외주측 사이드 립
3k 비즈 형상 돌기
3m 돌기 또는 홈
4 래비린스 시일(labyrinth seal)
5 미소 간극
11 아우터 레이스(outer race)(하우징)
11a, 12a 단면부
12 회전축(상대 부재)
12b 주면부(周面部)
A 베어링 외부
B 베어링 내부
본건 출원에는, 이하의 실시 형태가 포함된다.
상대 축 단면부와 하우징(아우터 레이스) 면은 모두 금속 면(面)이기 때문에, 한쪽에 발생한 녹이 반대 면에 전이하는 등, 녹 발생을 촉진할 가능성이 있다. 따라서, 시일을 플랜지 타입으로 하여 하우징 면을 고무로 덮을 수 있다면 녹 진행을 둔화시킬 수 있고, 시일 수명을 향상시킬 수 있다. 시일 형상으로서는, 종래 타입의 시일 외주에 고무가 둘러싸인 플랜지부를 설치한다. 하우징과의 끼움결합부는 금속 끼움결합으로 하고, 플랜지부의 하우징 접촉 면에 고무 돌기를 설치함으로써, 시일 외주로부터의 이수 침입을 방지하는 형상으로 한다. 또한 이수성을 향상시키기 위해 플랜지부의 상대 축 측에 립을 설치하는 것도 가능하다. 이상의 구성에 의하면, 녹 진행을 둔화시킴으로써, 시일 수명이 향상한다. 또한, 플랜지부에 립을 설치하면, 내이수성?내먼지성의 향상도 기대할 수 있다.
실시예
이하에 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 밀봉 장치(1)의 요부 단면을 나타낸다. 상기 밀봉 장치(1)는 예를 들어, 자동차용 차륜 현가(懸架) 장치에서의 베어링부에 허브 시일(허브 베어링용 시일)로서 이용되는 것으로서, 이하와 같이 구성되어 있다.
먼저, 상기 베어링부에서의 부착 부재(하우징)인 아우터 레이스(11)에 부착되는 금속제의 부착 고리(2)가 설치되어 있고, 상기 부착 고리(2)에 고무상 탄성체(3)가 가류(加硫) 접착되어 있다.
부착 고리(2)는 아우터 레이스(11)의 내주면에 금속 끼움결합되는 통 형상부(2a)의 축 방향의 일 단부에 지름 방향 내측으로 향하여 안쪽 방향의 플랜지부(2b)를 일체 성형함과 동시에 통 형상부(2a)의 축 방향 타 단부에 지름 방향 외측으로 향하여 바깥 방향의 플랜지부(2c)를 일체 성형한 것으로서, 후자의 바깥 방향 플랜지부(2c)는 아우터 레이스(11)의 축 방향 단면부(11a)와 축 방향으로 대향하도록 배치된다.
고무상 탄성체(3)는, 부착 고리(2)의 통 형상부(2a)의 내주 측에서 안쪽 방향의 플랜지부(2b)의 축 방향 타 단측에 배치된 제 1 고리 형상 부위(3a)와, 안쪽 방향 플랜지부(2b)의 내주 단부에 배치된 제 2 고리 형상 부위(3b)를 갖고, 전자의 제 1 고리 형상 부위(3a)에, 회전축(12)의 단면부(12a)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 사이드 립(3c)이 일체 성형됨과 동시에, 후자의 고리 형상 부위(3b)에, 상기 사이드 립(3c)의 내주에 위치하여 회전축(12)의 단면부(12a)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 내주 측 사이드 립(3d)과, 회전축(12)의 주면(周面)부(12b)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 라디얼 립(3e)이 일체 성형되어 있다.
또한, 고무상 탄성체(3)에는, 외측 방향 플랜지부(2c)의 둘레에 가류 접착되어 아우터 레이스(11)의 단면부(11a)에 밀착접촉한 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)가 일체 성형되어 있고, 도면에서는 상기 단면 시일부(3f)가, 외측 방향 플랜지부(2c)의 축 방향 타단 측의 단면에 피착된 제 3 고리 형상 부위(3g)와, 외측 방향 플랜지부(2c)의 외주 단부에 피착된 제 4 고리 형상 부위(3h)와, 외측 방향 플랜지부(2c)의 축 방향 일단 측의 단면에 피착된 제 5 고리 형상 부위(3i)를 일체로 구비하고, 제 3 고리 형상 부위(3g)의 외주 단부에 사이드 립(3c)의 외주에 위치하여 회전축(12)의 단면부(12a)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 외주측 사이드 립(3j)이 일체 성형되고, 제 5 고리 형상 부위(3i)의 단면부에 아우터 레이스(11)의 단면부(11a)에 밀착접촉한 고리 형상 비즈 모양 돌기(3k)가 일체 성형되어 있다.
상기 구성의 밀봉 장치(1)는, 상기한 바와 같이 허브 시일로서 이용되고, 베어링 외부(A)의 이수나 먼지 등의 이물이 베어링 내부(B)에 침입하지 않도록 이들을 시일하는 것으로서, 상기 구성에 의해 이하의 작용 효과를 발생시키는 점에 특징을 갖는다.
우선 첫째로, 상기한 바와 같이 부착 고리(2)에서의 통 형상부(2a)의 축 방향 일단에 지름 방향 외측으로 향하여 외측 방향 플랜지부(2c)가 일체 성형되어 상기 외측 방향 플랜지부(2c)에 아우터 레이스(11)의 단면부(11a)에 밀착접촉한 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)가 가류 접착되어 있기 때문에, 상기 단면 시일부(3f)에 의해 아우터 레이스(11)의 단면부(11a)를 외부 분위기로부터 차단하고, 단면부(11a)를 피복하여 단면부(11a)에 녹이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 아우터 레이스(11)의 단면부(11a)에 녹이 발생하는 것을 원인으로 하여, 아우터 레이스(11)와 부착 고리(2)와의 금속 끼움결합부가 열화하거나, 사이드 립(3c)이 슬라이딩 이동 마모하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)에 아우터 레이스(11)의 단면부(11a)에 밀착접촉한 비즈 형상 돌기(3k)가 설치되어 있기 때문에, 상기 비즈 형상 돌기(3k)에 의해 단면 시일부(3f)의 시일성을 높일 수 있다. 따라서, 아우터 레이스(11)와 부착 고리(2)와의 금속 끼움결합부에 이수가 침입하거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)에 사이드 립(3c)의 외주에 위치하여 회전축(12)의 단면부(12a)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 외주측 사이드 립(3j)이 설치되어 있기 때문에, 상기 외주측 사이드 립(3j)에 의해 단면 시일부(3f) 및 회전축(12)의 단면부(12a) 사이의 시일성을 높일 수 있다. 따라서, 사이드 립(3c) 쪽으로 다량의 이수가 침입하거나 먼지가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이와 같이 밀봉 장치(1)의 최외주 부위에 외주측 사이드 립(3j)을 설치함으로써, 상기 사이드 립(3j)보다 내주측의 시일면의 녹 방지 효과를 기대할 수 있다.
제 2 실시예
또한, 상기 제 1 실시예에서는, 상기한 바와 같이 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)에 외주측 사이드 립(3j)이 설치되어 있지만, 상기 외주측 사이드 립(3j)은 이에 대신하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 래비린스 시일(4)을 설치해도 된다. 상기 래비린스 시일(4)은, 사이드 립(3c)의 외주에 위치하여 회전축(12)의 단면부(12a)와의 사이에 미소 간극(고리 형상을 이루는 축 방향 미소 간극)(5)을 형성하여 래비린스 시일 작용을 하는 것으로서, 외주측 사이드 립(3j)과 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 이와 같이 단면 시일부(3f)와 회전축(12)과의 사이에 래비린스 시일(4)을 설치하는 경우, 회전축(12)의 단면부(12a)에 대향하는 단면 시일부(3f)의 단면(端面) 표면에 비즈 형상 돌기나 홈을 설치하는 것이 고려되어, 이와 같이 돌기나 홈을 설치하면, 회전축(12)의 단면부(12a)에 대해 단면 시일부(3f)를 더 근접시키거나(돌기의 경우), 나사 효과에 의해 시일성을 향상시키거나(돌기 또는 홈의 경우) 할 수 있다. 도 3 및 도 4는 그러한 예를 나타내고, 각각 이하와 같이 구성되어 있다.
즉, 도 3a의 경우에는 단면 시일부(3f)의 단면 표면에 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)이 고리 형상으로 설치되어 있고, 또한 복수가 동심(同心) 형상으로 설치되어 있다. 도 3b의 경우에는, 단면 시일부(3f)의 단면 표면에 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)이 V자 형상인 것을 원주 상에 다수 나열한 형상으로 형성되어 있다. 도 3c의 경우에는, 단면 시일부(3f)의 단면 표면에 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m) 이 원호 형상인 것(원호의 중심점은 원호보다 내주측에 배치되어 있음)을 원주 상에 다수 나열한 형상으로 형성되어 있다. 도 3d의 경우에는, 단면 시일부(3f)의 단면 표면에 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)이 원호 형상인 것(원호의 중심점은 원호보다 외주측에 배치되어 있음)을 원주 상에 다수 나열한 형상으로 형성되어 있다. 또한, 도 3e의 경우에는, 단면 시일부(3f)의 단면 표면에 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)이 나선 형상으로 설치되어 있다.

Claims (5)

  1. 베어링부에서의 아우터 레이스(outer race) 등의 하우징(11)에 부착되어 회전축 등의 상대 부재(12)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 밀봉 장치(1)로, 상기 하우징(11)에 금속 끼움결합(嵌合)에 의해 고정되는 부착 고리(2)와, 상기 부착 고리(2)에 피착(被着)된 고무상(rubber-like) 탄성체(3)를 구비하고, 상기 고무상 탄성체(3)에는 상기 상대 부재(12)의 단면(端面)부(12a)에 슬라이딩 이동 가능하게 밀착접촉한 사이드 립(3c; side lip)을 구비하는 밀봉 장치(1)로서,
    상기 부착 고리(2)에 지름 방향 외측으로 향하여 설치된 플랜지부(2c)와, 상기 플랜지부(2c)에 피착되어 상기 하우징(11)의 단면부(11a)에 밀착접촉한 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)를 구비하고,
    상기 고무상 탄성체로 이루어진 단면 시일부(3f)에, 상기 사이드 립(3c)의 외주(外周)에 위치하여 상기 상대 부재(12)의 단면부(12a)와의 사이에 미소 간극(5)을 형성하여 시일 작용을 하는 래비린스 시일(4; labyrinth seal)을 설치하며,
    또한, 상기 상대 부재(12)의 단면부(12a)에 대향하는 상기 단면 시일부(3f)의 단면 표면에, 비즈(beads) 형상의 돌기 또는 홈(3m)을 설치한 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)은, 고리(ring) 형상으로 설치되며, 또한 복수가 동심(同心) 형상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)은, V자 형상인 것을 원주 상 다수 나열한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)은, 원호 형상인 것을 원주 상 다수 나열한 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비즈 형상의 돌기 또는 홈(3m)은, 나선 형상인 것으로서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
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