KR101402874B1 - 디프렌셜 사이드 오일씰 - Google Patents

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KR101402874B1
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Abstract

본 발명은 디프 사이드 오일씰을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디프 사이드 오일씰은, 차동기어 하우징 내측면에 끼워지는 강성 재질의 보강부재; 상기 보강부재에 결합되는 것으로, 상기 차동기어 하우징 내부 공간에 배치된 회전 샤프트에 간섭을 일으키며, 상기 회전 샤프트와의 사이를 씰링하는 씰링부재;를 포함하는 것으로, 상기 씰링부재는: 상기 보강부재와 결합된 것으로, 상기 회전 샤프트와 길이방향으로 이격 배치된 고무 소재의 씰링 본체부와; 상기 씰링 본체부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로 연장 돌출 형성된 것으로, 상기 회전 샤프트의 외측면에 간섭되어서, 차동기어 하우징 및 회전 샤프트 사이의 오일이 누유되는 것을 방지하는 메인립부와; 상기 씰링 본체부보다 바깥쪽에 위치하며, 상기 씰링 본체부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로 연장된 것으로, 상기 차동기어 하우징에 장착 시에 상기 회전 샤프트와는 간섭되지 않도록 연장 돌출 형성된 더스트 지지부와; 상기 더스트 지지부와 결합되어서 상기 회전 샤프트 방향으로 돌출된 것으로, 상기 회전 샤프트와 간섭을 일으키면서 바깥쪽으로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하는 불소 수지 소재의 수지 더스트립 부재;를 포함한다.

Description

디프렌셜 사이드 오일씰{A DIFFENTIAL SIDE OIL SEAL}
본 발명은, 차동장치 하우징에 설치되어 구동축과의 누유를 방지하는 디프렌셜 사이드 오일씰에 관한 것이다.
차동장치는 한 개의 기어가 다른 기어의 둘레를 회전하면서 동력을 전달하는 장치이다. 통상적으로 차동장치는 자동차의 차축의 중앙부에 장착되며 자동차가 커어브를 돌아갈 때 양측을 다른　속도로 회전 시켜서 운행을 원활하게 한다. 상기 차동장치는 바퀴 구동축과 연결된다.
상기 차동장치 하우징의 상기 바퀴 구동축이 삽입되는 홀에는 디프렌셜 사이드 오일씰이 형성된다.
상기 디프렌셜 사이드 오일씰은 차동장치 하우징과 상기 바퀴 구동축과 연결되는 회전 샤프트 사이에 개재되어서, 상기 차동장치 하우징 내의 오일이 외부로 누출되거나, 외부로부터 먼지 등 이물질이 유입되는 것을 방지한다.
통상적으로 디프렌셜 사이드 오일씰은 지지 프레임과, 씰링부재로 이루어진다.
지지 프레임은 오일씰을 외형을 이루는 것으로, 철 등 강성 소재로 이루어진다. 상기 지지 프레임은 상기 차동장치 하우징에 고정된다. 씰링부재는 지지 프레임에 결합된다. 상기 씰링부재는 고무 소재로 이루어지며, 회전 샤프트와 간섭을 일으키도록 형성된 메인 립(main lip)과 더스트 립(daust lip)을 포함한다.
메인 립은 차동장치 하우징 및 회전 샤프트 사이에, 단면이 산 형상으로 연결되어서, 차동장치 하우징 내의 오일이 차동장치 하우징과 회전 샤프트 사이를 통해 누설되는 것을 방지한다.
더스트 립은 대기에 포함된 더스트가 차동장치 하우징 내로 유입되는 것 방지하도록, 상기 메인 립보다 대기 방향에 배치되며, 상기 대기 방향으로 경사진 판 형상을 가지며, 기어축과의 간섭량이 0.3 내지 0.5mm 이다.
그런데, 상기 더스트 립이 고무 소재로 이루어짐으로써 내마모성이 크지 않다. 이에 따라서 내구성이 열화하며, 오일씰의 수명이 단축될 수 밖에 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더스트 립의 내마모성이 향상되어서, 내구성이 우수한 디프 사이드 오일씰을 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디프 사이드 오일씰은, 차동기어 하우징 내측면에 끼워지는 강성 재질의 보강부재; 상기 보강부재에 결합되는 것으로, 상기 차동기어 하우징 내부 공간에 배치된 회전 샤프트에 간섭을 일으키며, 상기 회전 샤프트와의 사이를 씰링하는 씰링부재;를 포함하는 것으로, 상기 씰링부재는: 상기 보강부재와 결합된 것으로, 상기 회전 샤프트와 길이방향으로 이격 배치된 고무 소재의 씰링 본체부와; 상기 씰링 본체부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로 연장 돌출 형성된 것으로, 상기 회전 샤프트의 외측면에 간섭되어서, 차동기어 하우징 및 회전 샤프트 사이의 오일이 누유되는 것을 방지하는 메인립부와; 상기 씰링 본체부보다 바깥쪽에 위치하며, 상기 씰링 본체부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로 연장된 것으로, 상기 차동기어 하우징에 장착 시에 상기 회전 샤프트와는 간섭되지 않도록 연장 돌출 형성된 더스트 지지부와; 상기 더스트 지지부와 결합되어서 상기 회전 샤프트 방향으로 돌출된 것으로, 상기 회전 샤프트와 간섭을 일으키면서 바깥쪽으로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하는 불소 수지 소재의 수지 더스트립 부재;를 포함한다.
상기 수지 더스트립 부재는 상기 회전 샤프트와 0.6mm 내지 1.5mm 간섭이 발생하고, 상기 수지 더스트립 부재의 두께는 0.2 내지 0.5mm 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 더스트 지지부는 상기 회전 샤프트의 회전축에 수직한 방향으로 연장 형성되고, 상기 수지 더스트립 부재는 상기 더스트 지지부의 바깥쪽 면에 접합되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 수지 더스트립 부재는 상기 메인립부 방향으로 구부려지면서 상기 회전 샤프트와 간섭을 일으키는 것이 바람직하다.
상기 수지 더스트립 부재는 폴리테트라 플루오르 에틸렌(PTFE) 수지일 수 있다.
상기 보강부재는, 상기 차동기어 하우징 안쪽 방향으로 인입된 굴곡부 및 상기 굴곡부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로 연장형성되어 상기 씰링부재와 결합되는 결합부를 가지고, 상기 보강부재를 상기 디프 사이드 하우징 및 회전 샤프트 사이에 결합시키기 위하여, 상기 보강부재의 굴곡부에 압입되어 결합되고, 상기 씰링 본체부의 바깥측에 이격되어 위치하도록 형성된 조립 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 메인립부를 회전 샤프트 방향으로 탄성 바이어스 시키는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 더스트 립 소재를 자기 윤활성이 우수한 불소 수지를 적용함으로써, 내마모성이 향상되어서, 결과적으로 오일씰의 수명이 증가한다.
또한, 상기 불소 수지의 회전 샤프트와의 간섭량을 크게 할 수 있음으로써, 바깥으로부터의 이물질이 내부로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디프 사이드 오일씰이 장착되는 차동기어 하우징을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디프 사이드 오일씰의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 일단면을 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디프 사이드 오일씰(10)은, 보강부재(20)와, 씰링부재(30)를 포함한다.
보강부재(20)는 차동기어 하우징(1) 내측면에 끼워지며, 통상 철 등 강성 소재로 이루어진다.
씰링부재(30)는 상기 보강부재(20)에 결합되는 것으로, 상기 차동기어 하우징(1) 내부 공간에 배치된 회전 샤프트(3)에 간섭을 일으키며, 상기 회전 샤프트(3)와의 사이를 씰링한다.
이 경우, 상기 디프 사이드 오일씰(10)은 차동기어 하우징(1)에 설치된다. 상기 차동기어 하우징(1) 내에는 차동기어 어셈블리(미도시)가 수납된다. 상기 디프 사이드 오일씰(10)은 상기 차동기어 어셈블리의 출구측에 상기 기어와 연결하여 회전하는 회전 샤프트(이하, '회전 샤프트(3)' 라 칭한다.)와 차동기어 하우징(1) 사이에 개재된다. 이 경우, 상기 회전 샤프트(3)는 바퀴 구동축(5)과 슬리브 결합될 수 있다.
씰링부재(30)는 씰링 본체부(31)와, 메인립부(33)와, 더스트 지지부(35)와, 수지 더스트립 부재(40)를 포함한다.
씰링 본체부(31)는 상기 보강부재(20)와 결합된 것으로, 상기 회전 샤프트(3)의 길이방향으로 길게 형성되며, 이 때에 상기 회전 샤프트(3)와는 이격 배치된다. 상기 씰링 본체부(31)는 고무 소재로 이루어진다.
메인립부(33)는 상기 씰링 본체부(31)로부터 상기 회전 샤프트(3) 방향으로 연장 돌출 형성된다. 따라서 메인립부(33)는 씰링 본체부(31)와 동일 소재로 이루어진다. 상기 메인립부(33)는 상기 회전 샤프트(3)의 외측면에 간섭되어서, 차동기어 하우징(1) 및 회전 샤프트(3) 사이의 오일이 누유되는 것을 방지한다.
이 경우, 상기 메인립부(33)는 상기 회전 샤프트에 장착시에, 상기 회전 샤프트와 0.3 내지 0.5mm로 간섭이 일어나는 것이 바람직하다. 이는 상기 간섭량이 0.5mm 이상인 경우 윤활성이 저하되어서 회전 부하가 커지게 되고, 내구성이 열화되고, 상기 간섭이 0.3mm 미만인 경우에는 씰링력이 약해지기 때문이다.
더스트 지지부(35)는 상기 씰링 본체부(31)보다 바깥쪽에 위치하며, 상기 씰링 본체부(31)로부터 상기 회전 샤프트(3) 방향으로 연장 돌출 형성된다. 이 경우, 상기 더스트 지지부(35)는 상기 차동기어 하우징에 장착시에, 상기 회전 샤프트(3)와 간섭되지 않는다. 상기 더스트 지지부(35)는 상기 씰링 본체부(31)와 동일한 고무 소재로 이루어진다.
상기 더스트 지지부(35)는 상기 회전 샤프트(3)와 장착시에, 상기 회전 샤프트(3)에 간섭을 일으키지 않고, 후술하는 수지 더스트립 부재(40)를 지지하는 기능을 행한다. 이 경우, 상기 더스트 지지부(35)는 잘 구부려짐과 동시에, 후술하는 수지 더스트립 부재(40)가 잘 접착되는 두께 및 폭을 가지는 것이 바람직하다. 상기 더스트 지지부(35)는 0.2 내지 0.4mm의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
수지 더스트립 부재(40)는 상기 더스트 지지부(35)와 결합되어서 상기 회전 샤프트(3) 방향으로 돌출된 것으로, 상기 회전 샤프트(3)와 간섭을 일으키면서 바깥쪽으로부터 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 상기 수지 더스트립 부재(40)는 불소 수지 소재로 이루어진다. 상기 불소 수지 소재는 자기 윤활성이 우수하다. 따라서, 회전 샤프트(3)의 회전으로 인한 마찰 저항이 낮아지게 된다.
마찰 저항이 낮아지면, 오일씰의 마모가 적게 되어서 수명이 연장된다. 또한, 상기 수지 더스트립 부재(40)가 상기 회전 샤프트와 간섭되는 양을 크게 함으로써, 이물질이 차동기어 하우징(1) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이 경우, 상기 수지 더스트립 부재(40)는 상기 회전 샤프트(3)와 0.6mm 내지 1.5mm 간섭(L)이 발생하도록 상기 더스트 지지부(35)에 접착될 수 있다. 통상적으로, 일반적인 오일씰에서 더스트립은, 상기 메인립부와 동일한 이유로, 회전 샤프트(3)와 0.2 내지 0.3mm 정도의 간섭을 가지도록 한다. 본 발명에 따르면, 수지 더스트립 부재(40)가 자기 윤활성이 있는 소재로서 상기 간섭 길이를 충분히 할 수 있다.
상기 수지 더스트립 부재(40)의 두께(t)는 0.2mm 내지 0.5mm 인 것이 바람직한데, 이는 상기 두께(t)가 0.2mm 미만인 경우에는, 그 두께가 너무 얇아서 손상이 일어날 가능성이 많고, 회전 샤프트와의 씰링력이 열화되기 때문이다. 또한, 상기 두께(t)가 0.5mm를 초과하는 경우에는 탄성력이 우수하지 못한 수지 소재로 이루어져서 상기 회전 샤프트(3)과의 사이에 미세 틈이 발생할 가능성이 크다.
상기 불소 시트는 낮은 마찰 저항을 가져야 한다. 따라서, 상기 불소 시트는 폴리테트라 플루오르 에틸렌(PTFE) 수지로 이루어질 수 있다. 상기 PTFE 수지는 자기 윤활성을 가지고 있음과 동시에, 내구성이 우수하다는 장점이 있다.
이 경우, 상기 더스트 지지부(35)는 상기 회전 샤프트(3)의 회전축에 수직한 방향으로 연장 형성되고, 상기 수지 더스트립 부재(40)는 상기 더스트 지지부(35)의 바깥쪽 면에 접합될 수 있다.
이에 따라서 상기 오일씰이 회전 샤프트(3)와 접하지 않은 경우에는, 상기 더스트 지지부(35) 및 수지 더스트립 부재(40)가 회전 샤프트(3)의 회전축에 수직인 상태로 있고, 상기 오일씰이 상기 차동기어 하우징(1)에 장착되어서 상기 회전 샤프트(3)와 간섭되는 경우에는, 상기 수지 더스트립 부재(40)가 상기 회전 샤프트의 안쪽 방향, 즉 메인립부(33) 방향으로 말려들면서 상기 회전 샤프트(3)와 간섭을 일으킬 수 있다. 이에 따라서 외부로부터의 더스트 등의 이물질 유입을 보다 효율적으로 막을 수 있다.
이 경우, 상기 더스트 지지부(35)의 바깥쪽 면에는 상기 수지 더스트립 부재(40)가 삽입되도록 홈이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 더스트 지지부(35) 및 수지 더스트립 부재(40)는 하나의 금형으로 인서트 사출될 수 있다.
한편, 상기 보강부재(20)는, 굴곡부(23) 및 결합부(25)를 구비할 수 있다. 굴곡부(23)는 상기 차동기어 하우징(1) 안쪽 방향으로 인입된다. 이와 더불어 굴곡부(23)의 외측 단부는 상기 차동기어 하우징(1)에 고정되도록 절곡 연장된 고정부(21)와 연결될 수 있다. 이에 따라서, 상기 보강부재(20)가 차동기어 하우징(1)에 결합될 수 있다. 결합부(25)는 상기 굴곡부(23)로부터 상기 회전 샤프트(3) 방향으로 연장 형성되어 상기 씰링부재(30)와 결합된다.
이 경우, 본 발명의 디프 사이드 오일씰(10)은 상기 보강부재(20)를 상기 차동기어 하우징에 결합시키기 위하여 조립부재(50)를 더 포함할 수 있다.
상기 조립부재(50)는, 상기 보강부재(20)의 굴곡부(23)에 압입되어 결합되고, 상기 씰링 본체부(31)의 바깥측에 이격되어 위치한다. 상기 조립부재(50)가 있음으로써, 상기 조립부재(50)를 작업자가 잡고 차동기어 하우징(1) 바깥에서부터, 상기 디프 사이드 오일씰을 끼워 넣기 간편해진다.
한편, 본 발명은 탄성부재(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 탄성부재(60)는 상기 메인립부(33)를 회전 샤프트 방향으로 탄성 바이어스 시킨다. 이 경우, 상기 씰링 본체부(31)의 메인립부(33)가 형성된 면의 반대면에 홈이 형성되고, 상기 홈에 탄성부재(60)가 삽입되어서 상기 메인립부(33)가 회전 샤프트 방향으로 탄성력을 받도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 차동기어 하우징 3: 회전 샤프트
10: 디프 사이드 오일씰 20: 보강부재
23: 굴곡부 25: 결합부
30: 씰링부재 31: 씰링 본체부
33: 메인립부 35: 더스트 지지부
40: 수지 더스트립 부재 60: 탄성부재

Claims (7)

  1. 차동기어 하우징 내측면에 끼워지는 강성 재질의 보강부재;
    상기 보강부재에 결합되는 것으로, 상기 차동기어 하우징 내부 공간에 배치된 회전 샤프트에 간섭을 일으키며, 상기 회전 샤프트와의 사이를 씰링하는 씰링부재;를 포함하는 것으로,
    상기 씰링부재는:
    상기 보강부재와 결합된 것으로, 상기 회전 샤프트와 길이방향으로 이격 배치된 고무 소재의 씰링 본체부와;
    상기 씰링 본체부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로 연장 돌출 형성된 것으로, 상기 회전 샤프트의 외측면에 간섭되어서, 차동기어 하우징 및 회전 샤프트 사이의 오일이 누유되는 것을 방지하는 메인립부와;
    상기 씰링 본체부보다 바깥쪽에 위치하며, 상기 씰링 본체부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로, 상기 회전 샤프트의 회전축에 수직한 방향으로 연장된 것으로, 상기 차동기어 하우징에 장착 시에 상기 회전 샤프트와는 간섭되지 않도록 연장 돌출 형성된 더스트 지지부와;
    상기 더스트 지지부와 결합되어서 상기 회전 샤프트 방향으로 돌출된 것으로, 상기 회전 샤프트와 간섭을 일으키면서 바깥쪽으로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하는 불소 수지 소재의 수지 더스트립 부재;를 포함하고,
    상기 수지 더스트립 부재는 상기 더스트 지지부의 바깥쪽 면에 접합되어서, 상기 메인립부 방향으로 구부려지면서 상기 회전 샤프트와 간섭을 일으키는 것을 특징으로 하는 디프 사이드 오일씰.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지 더스트립 부재는 상기 회전 샤프트와 0.6mm 내지 1.5mm 간섭이 발생하고, 상기 수지 더스트립 부재의 두께는 0.2 내지 0.5mm 인 것을 특징으로 하는 디프 사이드 오일씰.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수지 더스트립 부재는 폴리테트라 플루오르 에틸렌(PTFE) 수지인 것을 특징으로 하는 디프 사이드 오일씰.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는, 상기 차동기어 하우징 안쪽 방향으로 인입된 굴곡부 및 상기 굴곡부로부터 상기 회전 샤프트 방향으로 연장형성되어 상기 씰링부재와 결합되는 결합부를 가지고,
    상기 보강부재를 상기 디프 사이드 하우징 및 회전 샤프트 사이에 결합시키기 위하여, 상기 보강부재의 굴곡부에 압입되어 결합되고, 상기 씰링 본체부의 바깥측에 이격되어 위치하도록 형성된 조립 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디프 사이드 오일씰.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 메인립부를 회전 샤프트 방향으로 탄성 바이어스 시키는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디프 사이드 오일씰.
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