KR101316124B1

KR101316124B1 - 쇽 업소버의 오일 씰

Info

Publication number: KR101316124B1
Application number: KR1020090084056A
Authority: KR
Inventors: 이해원
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2013-10-11
Also published as: KR20110026246A

Abstract

본 발명은 온도 하강에 따른 오일 씰 고무의 탄성 저하로 인한 죔력 저하를 보상할 수 있는 쇽 업소버의 오일 씰에 관한 것이다. 상기 쇽 업소버의 오일 씰은, 피스톤 로드 가이드의 상면에 위치하고, 피스톤 로드의 외주면과 밀착되어 오일 및 가스의 누설을 방지하고, 피스톤 로드의 외주면과 직접 밀착되어 상기 피스톤 로드의 축방향과 수직방향의 죔력을 가하는 고무 재질의 립부재; 상기 립부재의 외측에서 립부재의 형상유지를 돕는 보강와셔; 온도 하강에 따른 상기 립부재의 탄성 저하로 립부재와 피스톤 로드의 접촉면적이 줄어드는 것을 방지하기 위한 죔력 보상 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 온도 하강에 따른 오일 씰 고무의 탄성 저하로 인한 죔력 저하를 보상하여, 쇽 업소버 내의 오일의 누유를 방지할 수 있는 쇽 업소버의 오일 씰을 제공할 수 있다.

쇽 업소버, 오일 씰, 립부재, 보강와셔, 죔력 보상 수단, 죔력

Description

쇽 업소버의 오일 씰 {Oil seal of shock absorber}

본 발명은 쇽 업소버의 오일 씰에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도 하강에 따른 오일 씰 고무의 탄성 저하로 인한 죔력 저하를 보상할 수 있는 쇽 업소버의 오일 씰에 관한 것이다.

일반적으로 쇽 업소버(shock absorber)는 차축과 차체 사이에 설치되어 차량의 주행시 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키는 방진, 완충장치로서, 그 내부는 감쇠력을 증대시킬 수 있도록 가스 및 오일 등의 충진물이 채워진다.

도 1은 종래 쇽 업소버의 오일 씰을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 쇽 업소버(1)는 오일이 가득 채워진 내부관(10)과, 내부관(10)의 외측으로 오일과 가스가 채워진 외부관(20)과, 일단은 내부관(10) 내측으로 삽입되고 타단은 외부관(20) 외측으로 연장된 피스톤 로드(30)가 마련된다.

내부관(10)은 상단에 피스톤 로드(30)를 지지 안내하는 로드 가이드(40)가 결합되며, 외부관(20)에 삽입되어 있다.

외부관(20)은 밀폐된 중공관으로서 외부 하측에는 미도시된 차축과 연결될 수 있도록 하부 브래킷(21)이 마련되어 있고, 피스톤 로드(30)가 외부로 연장될 수 있도록 상단면의 중심축은 개구되어 있으며, 피스톤 로드(30)를 지지 안내하는 로드가이드(40)가 상단 내측에 결합되고, 로드 가이드(40)의 상단에 오일 누설을 방지할 수 있도록 오일 씰(50)과, 그 상단에 씌워져 결합되는 캡(60)이 설치된다.

로드 가이드(40)는 중심부에 피스톤 로드(30)를 안내하는 안내부시(43)가 설치되며, 안내부시(43)의 상부에는 오일씰(50)이 안착되는 가이드홈(42)이 형성된다. 가이드홈(42)에는 오리피스(orifice;41)가 형성되어 누설된 오일이나 가스를 오리피스(41)를 통해 외부관(20)으로 흐르도록 한다.

오일 씰(50)은 외주면이 외부관(20)의 내주면에 밀착됨과 아울러 내주면이 피스톤 로드(30)의 외주면과 밀착되어 내부관(10)과 외부관(20)으로부터 오일 및 가스의 누설을 방지하는 것이다.

오일 씰(50)은 중심축에 중공(51)이 형성된 원판형상으로 이루어지며, 내부에는 피스톤 로드(30)의 이동으로 인해 전달되는 하중으로 변형되는 것을 방지하는 금속재질의 보강와셔(52)가 설치된다. 그리고 하부면에는 로드 가이드(40)에 형성된 가이드홈(42)에 밀착되는 체크 립(check lip; 56)이 형성된다.

또한, 중공(51)의 상.하측으로부터 연장 형성되는 상측단과 하측단이 피스톤 로드(30)와 밀착됨과 아울러 상측단과 하측단 사이의 중공(51)의 중간부분이 피스톤 로드(30)와 일정 간격으로 이격되는 메인립(53a)과 더스트립(53b)이 형성되며, 메인립(53a)과 더스트립(53b)의 외주면에는 피스톤 로드(30)측으로 압착하는 금속 재질의 압착스프링(54)이 상, 하에 각각 설치된다.

상기 오일 씰(50)은 상하로 습동하는 피스톤 로드(30)와 접촉하여 씰링 성능을 유지한다. 오일 씰(50)의 씰링 기능은 탄성 고무 재질인 메인립(53a)과 더스트립(53b)의 형상과, 메인립(53a) 및 더스트립(53b)과 피스톤 로드(30)의 겹칩량에 의한 죔력과 오일 씰(50) 내부에 장착된 압착스프링(54)의 죔력의 합으로 씰링을 한다.

죔력이 과다하면 피스톤 로드(30)와 겹쳐지는 메인립(53a)과 더스트립(53b) 부위와 피스톤 로드(30)와의 마찰에 의해 립부위의 마모가 쉬워지고, 죔력이 약하면 씰링이 약해져서 쇽 압쇼버(1) 내부의 오일이 약해진 씰링 부위로 누유가 될 수 있다.

외기 온도가 영하의 저온상태에서는 고무의 특성상 립부위가 탄성을 잃어 죔력이 약해질 수 있고, 그에 따른 씰링 저하로 쇽 업소버(1) 내의 오일이 누출되는 문제점이 발생될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 온도 하강에 따른 오일 씰 고무의 탄성 저하로 인한 죔력 저하를 보상할 수 있는 쇽 업소버의 오일 씰을 제공하고자 함에 목적이 있다.

본 발명의 쇽 업소버의 오일 씰은, 피스톤 로드 가이드의 상면에 위치하고, 피스톤 로드의 외주면과 밀착되어 오일 및 가스의 누설을 방지하고, 피스톤 로드의 외주면과 직접 밀착되어 상기 피스톤 로드의 축방향과 수직방향의 죔력을 가하는 고무 재질의 립부재; 상기 립부재의 외측에서 립부재의 형상유지를 돕는 보강와셔; 온도 하강에 따른 상기 립부재의 탄성 저하로 립부재와 피스톤 로드의 접촉면적이 줄어드는 것을 방지하기 위한 죔력 보상 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 죔력 보상 수단은, 상기 립부재의 내부에 설치되어, 온도 저하시 상기 립부재에 대한 죔력을 증가시키는 방향으로 변형되는 바이메탈인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 죔력 보상 수단은, 상기 립부재의 외측에 위치되어 립부재를 피스톤 로드 측으로 압착하는 압착스프링이고, 상기 압착스프링은 열팽창계수가 큰 금속재질로 제작되어, 온도 저하시 상기 립부재에 대한 죔력을 증가시키도록 변형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 죔력 보상 수단은, 상기 립부재의 외측에 위치되어 립부재를 피스톤 로드 측으로 압착하는 압착스프링이고, 상기 압착스프링은 온도에 따라 형상이 달라지는 형상기억합금으로 제작되어, 온도 저하시 상기 립부재에 대한 죔력을 증가시키도록 변형되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 온도 하강에 따른 오일 씰 고무의 탄성 저하로 인한 죔력 저하를 보상하여, 쇽 업소버 내의 오일의 누유를 방지할 수 있는 쇽 업소버의 오일 씰을 제공할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 죔력 보상 수단을 갖는 쇽 업소버용 오일 씰의 일 실시예를 나타내는 도면으로, (a)는 온도가 높은 상태에서 상기 죔력 보상 수단의 형태를 나타내고, (b)는 온도가 낮은 상태에서 상기 죔력 보상 수단의 형태를 나타낸다.

일반적으로, 오일 씰은 립부재(110), 보강와셔(120) 및 압착스프링(140)을 포함한다.

상기 오일 씰(100)은 도시되지 않은 하우징 내에서 쇽 업소버의 피스톤 로드(130) 측으로 가압되도록 설치되어 쇽 업소버 내의 오일 및 가스의 누설을 방지하는 역할을 한다.

상기 립부재(110)는 피스톤 로드(130) 측으로 가압되어 피스톤 로드의 외주면과 직접 밀착되면서, 상기 피스톤 로드(130)의 축방향과 수직방향의 죔력을 가한다. 상기 립부재(110)는 메인립(110a)과 더스트립(110b)으로 구성되고, 통상 고무 재질로 형성된다.

상기 보강와셔(120)는 립부재(110)의 외측에 환형으로 설치되어, 피스톤 로드(130)의 이동에 따른 하중으로 오일 씰의 형상이 변형되는 것을 방지한다.

상기 압착스프링(140)은 립부재(110)의 외측에 링 형상으로 설치되어 립부재(110)를 피스톤 로드 측으로 압착하는 힘을 전달한다.

오일 씰(50)의 씰링 기능은 립부재(110)를 피스톤 로드(130) 측으로 가압하는 피스톤 로드의 축방향과 수직방향의 죔력에 따라 결정된다. 죔력이 크면, 립부재(110)와 피스톤 로드(130)의 접촉면적이 넓어져 씰링이 강해진다. 죔력이 작으면, 립부재(110)와 피스톤 로드(130)의 접촉면적이 줄어들어 씰링이 약해진다.

상기 립부재(110)는 고무재질로 형성되므로, 외기 온도가 영하의 저온상태에서는 고무의 특성상 립부재가 탄성을 잃어 립부재(110)와 피스톤 로드(130)의 접촉면적이 줄어든다. 이는 씰링 기능을 저하시켜 쇽 업소버(1) 내의 오일이 누출되는 원인이 될 수 있다. 따라서, 외기 온도가 저하되는 경우에는 립부재(110)에 대한 죔력을 증가시켜 항상 일정한 씰링 상태가 유지되게 하는 죔력 보상 수단이 설치되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 죔력 보상 수단은 온도 변화에 따라 열팽창계수가 다른 2종류의 금속을 포개어서 만든 바이메탈(150)로 구현된다. 상기 바이메탈(150)은 립부재(110)의 내부에 설치되어, 온도 저하시 상기 립부재(110)의 죔력을 증가시키는 방향으로 변형된다.

상기 바이메탈(150) 중 내측에는 열팽창계수가 큰 금속이 위치한다. 열팽창계수가 큰 금속으로는 예를 들어, 니켈·망간·철의 합금, 니켈·몰리브덴·철의 합금, 니켈·망간·구리의 합금 등이 사용될 수 있다.

상기 바이메탈(150) 중 외측에는 열팽창계수가 작은 금속이 위치한다. 열팽창계수가 작은 금속으로는 예를 들어, 니켈(Ni)과 철(Fe)의 합금이 사용될 수 있다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 온도가 높은 상태에서는 내측의 금속(150a)이 외측의 금속(150b)보다 더 많이 팽창되어, 상기 바이메탈(150)은 죔력이 작아지는 쪽으로 변형된다. 따라서, 립부재(110)와 피스톤 로드(130)의 접촉면적이 줄어들어 씰링 기능이 약해진다.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 온도가 낮은 상태에서는 내측의 금속(150a)이 외측의 금속(150b)보다 더 많이 수축되어, 상기 바이메탈(150)은 죔력이 커지는 쪽으로 변형된다. 따라서, 립부재(110)와 피스톤 로드(130)의 접촉면적이 증가되어 씰링 기능이 강해진다.

이러한 바이메탈(150)을 이용하면, 외기 온도가 저하되는 경우에는 바이메탈의 변형에 따른 힘이 립부재(110)에 대한 죔력을 증가시켜, 주위 온도의 변화에 관계없이 항상 일정한 씰링 상태를 유지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 바이메탈(150)은 보강와셔(120)에 일단부가 부착된다. 이는 바이메탈(150)의 일단부를 지지하여 온도변화에 따른 바이메탈의 변형력이 립부재(110)에 더욱 잘 전달될 수 있게 한다.

도 3은 본 발명에 따른 죔력 보상 수단을 갖는 쇽 업소버용 오일 씰의 다른 실시예를 나타내는 도면으로, (a)는 온도가 높은 상태에서 상기 죔력 보상 수단의 형태를 나타내고, (b)는 온도가 낮은 상태에서 상기 죔력 보상 수단의 형태를 나타낸다.

본 실시예에서, 상기 죔력 보상 수단은 온도 변화에 따라 열팽창계수가 큰 금속재질의 압착스프링(140)으로 구현된다. 열팽창계수가 높은 금속으로는 예를 들어, 니켈·망간·철의 합금, 니켈·몰리브덴·철의 합금, 니켈·망간·구리의 합금 등이 있다.

상기 압착스프링(140)은 립부재(110)의 외측에 링 형상으로 설치되어 립부재(110)를 피스톤 로드 측으로 압착하는 힘을 전달하는 부재이다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 온도가 높은 상태에서는 압착스프링(140)은 팽창되어 링 형상의 전체 지름이 증가되면서, 립부재(110)에 대한 죔력이 적어진다. 따라서, 립부재(110)와 피스톤 로드(130)의 접촉면적이 줄어들어 씰링 기능이 약해진다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 온도가 낮은 상태에서는 압착스프링(140)은 수축되어 링 형상의 전체 지름이 감소되면서, 스프링의 형상이 촘촘해져 립부재(110)에 대한 죔력이 커진다. 따라서, 립부재(110)와 피스톤 로드(130)의 접촉면적이 증가되어 씰링 기능이 강해진다.

상기 압착스프링(140)은 스프링의 재질을 온도에 따라 형상이 달라지는 형상기억합금으로 제작되어, 온도 저하시 상기 립부재에 대한 죔력을 증가시키도록 변형되게 할 수도 있다.

이러한 압착스프링(140)을 이용하면, 외기 온도가 저하되는 경우에는 링 형 상의 전체 지름이 감소되면서 립부재(110)에 대한 죔력을 증가시켜, 주위 온도의 변화에 관계없이 항상 일정한 씰링 상태를 유지할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 종래의 쇽 업소버의 오일 씰을 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 죔력 보상 수단을 갖는 쇽 업소버용 오일 씰의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 죔력 보상 수단을 갖는 쇽 업소버용 오일 씰의 다른 실시예를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 오일 씰

110 : 립부재

110a : 메인립

110b : 더스트립

120 : 보강와셔

130 : 피스톤 로드

140 : 압착스프링

150 : 바이메탈

Claims

피스톤 로드 가이드의 상면에 위치하고, 피스톤 로드의 외주면과 밀착되어 오일 및 가스의 누설을 방지하는 쇽 업소버의 오일 씰에 있어서,

피스톤 로드의 외주면과 직접 밀착되어 상기 피스톤 로드의 축방향과 수직방향의 죔력을 가하는 고무 재질의 립부재;

상기 립부재의 외측에서 립부재의 형상유지를 돕는 보강와셔; 및

온도 하강에 따른 상기 립부재의 탄성 저하로 립부재와 피스톤 로드의 접촉면적이 줄어드는 것을 방지하기 위한 죔력 보상 수단; 을 포함하며,

상기 죔력 보상 수단은,

상기 립부재의 내부에 설치되어, 온도 저하시 상기 립부재에 대한 죔력을 증가시키는 방향으로 변형되는 바이메탈인 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 오일 씰.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 죔력 보상 수단은, 상기 립부재의 외측에 위치되어 립부재를 피스톤 로드 측으로 압착하는 압착스프링이고,

상기 압착스프링은 열팽창계수가 큰 금속재질로 제작되어, 온도 저하시 상기 립부재에 대한 죔력을 증가시키도록 변형되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 오일 씰.
청구항 1에 있어서, 상기 죔력 보상 수단은, 상기 립부재의 외측에 위치되어 립부재를 피스톤 로드 측으로 압착하는 압착스프링이고,

상기 압착스프링은 온도에 따라 형상이 달라지는 형상기억합금으로 제작되어, 온도 저하시 상기 립부재에 대한 죔력을 증가시키도록 변형되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 오일 씰.