KR101418386B1 - 밀봉 링 - Google Patents

Abstract

절단부에서 대향하는 이음매를 복잡한 형상으로 하지 않고 유압측의 기름에 포함되는 이물질을 비유압측의 환형 간극으로 원활하게 배출할 수 있도록 하는 것이다.

절단부에서 대향하는 각 이음매(1a, 1b)에 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4a, 4b)를 축방향으로 나란히 배열 설치하고, 축 부재(12)의 환형 홈(13)의 비유압측(14b)의 측벽면(13a)과 밀착되는 측에 배열 설치되는 이음매(1a)의 볼록부(3a)와 상대방의 이음매(1b)의 오목부(4b) 사이에 반경 방향 간극(5a)을 설정하고, 이 반경 방향 간극(5a)과 이음매(1a, 1b) 사이의 원주 방향 간극(2)으로 차단한 환형 간극(14)의 유압측(14a)과 비유압측(14b)을 연통시키는 통로를 형성함으로써 각 이음매(1a, 1b)를 복잡한 형상으로 하지 않고 유압측(14a)의 기름에 포함되는 이물질을 비유압측(14b)으로 원활하게 배출할 수 있도록 하였다.

이음매, 볼록부, 오목부, 축 부재, 환형 홈, 유압측, 비유압측, 반경 방향 간극, 원주 방향 간극, 환형 간극

Description

밀봉 링{SEAL RING}

본 발명은 하우징과 그 속에 회전 가능하게 조립되는 축 부재 사이의 환형 간극을 밀봉하는 밀봉 링에 관한 것이다.

자동차의 자동 변속기나 무단 변속기의 유압 장치 등에 사용되며, 하우징과 그 속에 회전 가능하게 조립되는 축 부재 사이의 환형 간극을 밀봉하는 밀봉 링은 축 부재의 외경면에 설치된 환형 홈에 장착되며, 이 환형 홈의 비유압측의 측벽면과 환형 홈과 대향하는 하우징의 내경면에 밀착되어 환형 간극을 유압측과 비유압측으로 차단하도록 되어 있다.

이러한 종류의 밀봉 링은 원주 방향의 한 곳에 절단된 이음매가 설치된 수지제의 것이 많으며, 절단부에서 대향하는 이음매 사이에 밀봉 링의 열팽창을 허용하는 원주 방향 간극이 설정됨과 아울러, 대향하는 각 이음매에 볼록부와 오목부가 설치되고, 이들 볼록부와 오목부가 상대방의 이음매의 오목부와 볼록부에 상보적으로 걸어맞춤되도록 형성되어 있다. 또한 밀봉 링이 장착되어 밀착되는 환형 홈의 비유압측의 측벽면과 밀봉 링의 측면과의 슬라이딩 접촉부에서의 마모나 마찰 발열을 억제하기 위하여 대향하는 이음매 사이에 밀봉 링의 양측의 환형 간극에 연통시키는 기름 통로를 형성하고, 유압측의 환형 간극으로부터 비유압측의 환형 간극으 로 기름을 조금씩 누설시켜 환형 홈의 측벽면과 밀봉 링의 측면과의 슬라이딩 접촉부에 기름을 공급함과 아울러, 유압측의 기름에 포함되는 마모 가루 등의 이물질을 비유압측으로 배출하도록 한 것도 있다(예컨대 특허 문헌 1, 2 참조).

특허 문헌 1에 기재된 것은 밀봉 링의 외경면측에 축방향으로 연장되어 양 링 측면에 각각 개구하는 한 쌍의 제1 기름홈 및 제2 기름홈과, 원주 방향으로 연장되어 이들 기름홈을 접속하는 제3 기름홈으로 이루어지는 크랭크 형태의 기름 통로를 대향하는 이음매 사이에 형성하고 있다.

또한 특허 문헌 2에 기재된 것은, 이음매의 볼록부의 외벽면 중 인접하는 2개의 외벽면이 교차하는 모서리에 능선 방향의 단면 형상이 다각형 또는 부채꼴인 홈을 설치하고, 이 홈이 설치된 볼록부와 걸어맞춤되는 오목부의 코너와의 사이에 생기는 간극에 의해 이음매 사이의 기름 통로의 일부를 형성하고 있다. 구체적으로는, 이들 오목부의 코너와의 사이에 간극을 형성하는 홈은 볼록부의 선단면과 외측면이 교차하는 반경 방향으로 연장되는 모서리, 선단면과 내경면이 교차하는 축방향으로 연장되는 모서리 및 내경면과 내측면이 교차하는 원주 방향으로 연장되는 모서리에 설치되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평 8-135797호 공보

특허 문헌 2: 일본 재공표 특허 제 WO2003/078873호 공보

(발명이 해결하고자 하는 과제)

특허 문헌 1에 기재된 밀봉 링은 이음매 사이에 형성된 크랭크 형태의 기름 통로의 일부가 볼록부의 내측면과 상대방의 이음매 사이에 형성되어 원주 방향으로 연장되는 제3 기름홈으로 형성되어 있으므로, 수지로 형성된 볼록부가 유압측의 유압으로 내측면 측으로 휘어 변형하기가 쉬워, 제3 기름홈의 폭을 좁히거나 막을 우려가 있다. 따라서, 유압측의 기름에 포함되는 이물질이 제3 기름홈에 막혀 비유압측의 환형 간극으로 원활하게 배출되지 않는 문제가 있다.

또한 특허 문헌 2에 기재된 밀봉 링은 이음매의 볼록부의 많은 모서리에 홈을 설치하고, 대향하는 이음매 사이에 기름 통로를 형성하고 있으므로, 이음매의 형상이 복잡해짐과 아울러, 이들 홈과 오목부의 코너와의 사이에 생기는 간극으로 형성된 기름 통로가 많은 굴곡부를 가지므로 이들 굴곡부에서 유압측의 기름에 포함되는 이물질이 막히기 쉬운 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 과제는 절단부에서 대향하는 이음매를 복잡한 형상으로 하지 않고 유압측의 기름에 포함되는 이물질을 비유압측의 환형 간극으로 원활하게 배출할 수 있도록 하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 하우징과 그 속에 회전 가능하게 조립되는 축 부재 사이의 환형 간극을 유압측과 비유압측으로 차단하는 밀봉 링으로서, 상기 축 부재의 외경면에 설치된 환형 홈에 장착되고, 이 환형 홈의 비유압측의 측벽면과, 환형 홈과 대향하는 상기 하우징의 내경면에 밀착되며, 원주 방향의 한 곳에 절단된 이음매가 설치되어, 이 절단부에서 대향하는 이음매 사이에 원주 방향 간극이 설정되고, 이들 각 이음매에 볼록부와 오목부가 설치되어, 이들 볼록부와 오목부가 상대방의 이음매의 오목부와 볼록부에 상보적으로 걸어맞춤되도록 형성된 수지제의 밀봉 링에 있어서, 상기 각 이음매의 볼록부와 오목부를 축방향으로 나란히 배열 설치하고, 상기 환형 홈의 비유압측의 측벽면과 밀착되는 측에 배열 설치되어 상기 상대방의 이음매와 상보적으로 걸어맞춤되는 볼록부와 오목부 사이에 반경 방향 간극을 설정하고, 이 반경 방향 간극과 상기 이음매 사이의 원주 방향 간극으로 상기 차단한 환형 간극의 유압측과 비유압측을 연통시키는 통로를 형성한 구성을 채용하였다.

즉, 각 이음매의 볼록부와 오목부를 축방향으로 나란히 배열 설치하고, 환형 홈의 비유압측의 측벽면과 밀착되는 측에 배열 설치되어 상대방의 이음매와 상보적으로 걸어맞춤되는 볼록부와 오목부 사이에 반경 방향 간극을 설정하고, 이 반경 방향 간극과 이음매 사이의 원주 방향 간극으로 차단한 환형 간극의 유압측과 비유압측을 연통시키는 통로를 형성함으로써 각 이음매를 복잡한 형상으로 하지 않고 상보적으로 걸어맞춤되는 볼록부와 오목부 사이에 반경 방향 간극을 설정하는 것만으로 유압측의 기름에 포함되는 이물질을 비유압측의 환형 간극으로 원활하게 배출할 수 있도록 하였다.

상기 볼록부와 오목부 사이에 설정한 반경 방향 간극은 상기 볼록부의 반경 방향 두께의 30% 이하로 하는 것이 바람직하다. 반경 방향 간극이 볼록부의 반경 방향 두께의 30%를 초과하면 볼록부의 두께가 얇아져 밀봉 링의 조립시에 변형하거나 절손할 우려가 있기 때문이다.

상기 환형 간극의 비유압측에서 상기 하우징의 내경면과 상기 축 부재의 환형 홈의 상단 가장자리의 외경면 사이에 개구하는 상기 이음매 사이의 원주 방향 간극의 상기 볼록부와 오목부 사이에서의 개구 면적을 상기 볼록부와 오목부 사이에 설정한 반경 방향 간극의 원주 방향의 단면적보다 넓게 함으로써 유압측의 기름에 포함되는 이물질을 반경 방향 간극의 부분에 정체시키지 않고 보다 원활하게 비유압측의 환형 간극으로 배출할 수 있다.

상기 수지제의 밀봉 링은 폴리에테르에테르케톤 수지의 조성물로 하는 것이 바람직하다. 폴리에테르에테르케톤 수지(PEEK)는 뛰어난 내마모성과 내유성을 가져 밀봉 링의 수명을 연장할 수 있다. 또한 PEEK에는 탄소 섬유 등의 각종 충전제를 배합할 수도 있다.

(발명의 효과)

본 발명의 밀봉 링은 절단부에서 대향하는 각 이음매의 볼록부와 오목부를 축방향으로 나란히 배열 설치하고, 환형 홈의 비유압측의 측벽면과 밀착되는 측에 배열 설치되어 상대방의 이음매와 상보적으로 걸어맞춤되는 볼록부와 오목부 사이에 반경 방향 간극을 설정하고, 이 반경 방향 간극과 이음매 사이의 원주 방향 간극으로 차단한 환형 간극의 유압측과 비유압측을 연통시키는 통로를 형성하도록 하였으므로, 각 이음매를 복잡한 형상으로 하지 않고 상보적으로 걸어맞춤되는 볼록부와 오목부 사이에 반경 방향 간극을 설정하는 것만으로 유압측의 기름에 포함되는 이물질을 비유압측의 환형 간극으로 원활하게 배출할 수 있다.

상기 환형 간극의 비유압측에서 하우징의 내경면과 축 부재의 환형 홈의 상단 가장자리의 외경면 사이에 개구하는 이음매 사이의 원주 방향 간극의 볼록부와 오목부 사이에서의 개구 면적을 볼록부와 오목부 사이에 설정한 반경 방향 간극의 원주 방향의 단면적보다 넓게 함으로써 유압측의 기름에 포함되는 이물질을 반경 방향 간극의 부분에 정체시키지 않고 보다 원활하게 비유압측의 환형 간극으로 배출할 수 있다.

도 1은 밀봉 링의 실시 형태를 도시한 정면도,

도 2a는 도 1의 요부를 확대하여 도시한 사시도, b는 a의 분해 사시도,

도 3a는 도 1의 밀봉 링을 축 부재의 환형 홈에 장착한 상태를 도시한 요부 확대 정면도, b는 a의 외경측으로부터의 측면도, c는 a의 Ⅲc-Ⅲc선을 따른 단면도.

<부호의 설명>

1a, 1b…이음매

2, 2a, 2b…원주 방향 간극

3a, 3b…볼록부

4a, 4b…오목부

5a, 5b…반경 방향 간극

6…단차

7…개구

11…하우징

11a…내경면

12…축 부재

13…환형 홈

13a…측벽면

14…환형 간극

14a…유압측

14b…비유압측

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이 밀봉 링은 자동차의 자동 변속기의 유압 장치에 사용되는 것으로서, 도 1에 도시한 바와 같이 원주 방향의 한 곳에 절단된 이음매(1a, 1b)가 설치되고, 절단부에서 대향하는 이음매(1a, 1b) 사이에는 밀봉 링의 열팽창을 허용하는 원주 방향 간극(2)이 설정되어 있으며, PEEK에 탄소 섬유를 배합하여 사출 성형으로 형성된 수지제의 것으로 되어 있다.

도 2(a), (b)에 도시한 바와 같이, 상기 각 이음매(1a, 1b)에는 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4a, 4b)가 축방향으로 나란히 배열 설치되어, 일측의 이음매(1a)의 볼록부(3a)와 오목부(4a)가 상대방의 이음매(1b)의 오목부(4b)와 볼록부(3b)에 상보적으로 걸어맞춤되도록 형성되어 있으며, 상보적으로 걸어맞춤되는 볼록부(3a)와 오목부(4b) 사이 및 볼록부(3b)와 오목부(4a) 사이에는 각각 반경 방향 간극(5a, 5b)이 설정되어 있다. 이들 반경 방향 간극(5a, 5b)은 각 볼록부(3a, 3b)의 두께 치수의 30% 이하로 되어 있다. 또한, 볼록부(3a)와 오목부(4b) 사이 및 볼록부(3b)와 오목부(4a) 사이에도 밀봉 링의 열팽창을 허용하는 원주 방향 간극(2a, 2b)이 설정되어, 양 볼록부(3a, 3b)의 내측면끼리는 밀착되어 있다.

상기 밀봉 링은, 도 3(a), (b), (c)에 도시한 바와 같이, 유압 장치의 하우징(11) 속에 회전 가능하게 조립되는 축 부재(12)의 외경면에 설치된 환형 홈(13)에 장착되고, 하우징(11)과 축 부재(12) 사이의 환형 간극(14)을 유압측(14a)과 비유압측(14b)으로 차단하도록 밀봉 링의 외경면이 하우징(11)의 내경면(11a)에, 한 쪽의 측면이 환형 홈(13)의 비유압측(14b)의 측벽면(13a)에 밀착되어 있다. 또한, 밀봉 링의 측면의 내경측에는 단차(6)가 형성되며, 측벽면(13a)과의 밀착 면적을 줄여 측벽면(13a)과 밀봉 링 사이의 슬라이딩 저항을 저감하도록 되어 있다.

상기 환형 홈(13)의 비유압측(14b)의 측벽면(13a)에는 이음매(1a)의 볼록부(3a) 측과 이음매(1b)의 오목부(4b) 측이 밀착되어 있으며, 이들 사이의 원주 방향 간극(2a)은 하우징(11)의 내경면(11a)과 환형 홈(13)의 상단 가장자리의 외경면 사이에서 환형 간극(14)의 비유압측(14b)에 개구되어 있다. 따라서, 환형 간극(14)의 비유압측(14b)은 이 개구(7)로부터 볼록부(3a)와 오목부(4b) 사이의 원주 방향 간극(2a)과 반경 방향 간극(5a) 및 이음매(1a, 1b) 사이의 원주 방향 간극(2)을 통하여 환형 간극(14)의 유압측(14a)과 연통되어 있으며, 도 2(a)에 화살표로 도시한 바와 같이 이 연통된 통로를 지나 유압측(14a)의 기름이 비유압측(14b)으로 누설된다.

또한 도 3(a)에 도시한 개구(7)의 개구 면적(A)은 도 3(c)에 도시한 반경 방향 간극(5a)의 원주 방향의 단면적(B)보다 넓게 되어 있으며, 유압측(14a)의 기름에 포함되는 이물질은 반경 방향 간극(5a)의 부분에서 정체하지 않고 원활하게 환형 간극(14)의 비유압측(14b)으로 배출된다.

또한, 본 실시 형태에서는 밀봉 링에 대칭성을 부여하기 위하여 유압측(14a)에 배열 설치된 볼록부(3b)과 오목부(4a) 사이에도 반경 방향 간극(5b)이 설정되어 있으므로, 개구(7)로부터 원주 방향 간극(2)으로 연속되는 통로는 이 반경 방향 간극(5b)과 볼록부(3b)와 오목부(4a) 사이의 원주 방향 간극(2b)에 의해서도 유압측(14a)과 연통되어 있다. 이 유압측(14a)의 볼록부(3b)와 오목부(4a) 사이의 반경 방향 간극(5b)은 없앨 수도 있다.

Claims (4)

1. 하우징(11)과 그 속에 회전 가능하게 조립되는 축 부재(12) 사이의 환형 간극(14)을 유압측(14a)과 비유압측(14b)으로 차단하는 밀봉 링으로서, 상기 축 부재(12)의 외경면에 설치된 환형 홈(13)에 장착되고, 이 환형 홈(13)의 비유압측(14b)의 측벽면(13a)과, 환형 홈(13)과 대향하는 상기 하우징(11)의 내경면(11a)에 면접촉에 의해 밀착되며, 원주 방향의 한 곳에 절단된 이음매(1a, 1b)가 설치되어, 이 절단부에서 대향하는 이음매(1a, 1b) 사이에 원주 방향 간극(2a, 2b)이 설정되고, 이들 각 이음매(1a, 1b)에 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4a, 4b)가 설치되어, 이들 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4a, 4b)가 상대방의 이음매(1a, 1b)의 오목부(4a, 4b)와 볼록부(3b, 3a)에 상보적으로 걸어맞춤되도록 형성된 수지제의 밀봉 링에 있어서,

   상기 각 이음매(1a, 1b)의 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4b, 4a)를 축방향으로 나란히 배열 설치하고, 상기 환형 홈(13)의 비유압측(14b)의 측벽면(13a)과 밀착되는 측에 배열 설치되어 상기 상대방의 이음매(1a, 1b)와 상보적으로 걸어맞춤되는 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4b, 4a)의 반경 방향의 대향면 사이가 비접촉이고, 또한, 상기 측벽면(13a)에 개구하는 반경 방향 간극(5a, 5b)을 설정하고, 이 반경 방향 간극(5a, 5b)과 상기 이음매(1a, 1b) 사이의 원주 방향 간극(2a, 2b)으로 상기 차단한 환형 간극(14)의 유압측(14a)과 비유압측(14b)을 연통시키는 통로를 형성한 것을 특징으로 하는 밀봉 링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4b, 4a) 사이에 설정한 반경 방향 간극(5a, 5b)을 상기 볼록부(3a, 3b)의 반경 방향 두께의 30% 이하로 한 것을 특징으로 하는 밀봉 링.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 환형 간극(14)의 비유압측(14b)에서 상기 하우징(11)의 내경면(11a)과 상기 축 부재(12)의 환형 홈(13)의 상단 가장자리의 외경면 사이에 개구하는 상기 이음매(1a, 1b) 사이의 원주 방향 간극(2a, 2b)의 상기 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4b, 4a) 사이의 개구 면적을 상기 볼록부(3a, 3b)와 오목부(4b, 4a) 사이에 설정한 반경 방향 간극의 원주 방향의 단면적보다 넓게 한 것을 특징으로 하는 밀봉 링.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 수지제의 밀봉 링이 폴리에테르에테르케톤 수지의 조성물인 것을 특징으로 하는 밀봉 링.

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