KR101674424B1 - 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰 - Google Patents

자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보강테; 및 상기 보강테를 둘러싸는 장착부재와, 상기 장착부재와 연결되며 내주면에 그루브가 형성되는 립과, 상기 립과 연결되며 내주면에 샤프트가 슬라이딩되기 위한 슬라이딩면이 형성되는 슬라이딩부재를 포함하는 씰몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰에 관한 것이다.

Description

자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰{Low friction rotary shaft seal for automobile engine mission}
본 발명은 샤프트와 하우징 사이에 오일 누유를 방지하기 위하여 설치되는 샤프트 씰에 관한 것이다.
오일 씰은 축부에 접하는 메인 립(main lip)에 의해 윤활유의 밀봉이 이루어지도록 함과 아울러 역시 축부에 접하는 더스트 립(dust lip)에 의해 이물질의 침입이 방지되도록 하고 있는데, 더스트 립은 샤프트(축)과 직교하는 형태를 취하게끔 구성되어 있다.
이 때, 오일 씰은 고속으로 회전하는 샤프트의 간섭으로 인해 더스트 립에 긴박력 및 마찰력이 발생하여 더스트 립에 손상이 발생하고 샤프트 및 하우징의 편심으로 인해 더스트 립이 샤프트에 말려 들어가면서 뜯기는 현상이 발생하게 되는데, 위와 같이 더스트 립에 발생하는 손상 및 뜯김 현상은 오일 씰의 기능을 떨어트려 구동계에 나쁜 영향을 미치게 될 뿐만 아니라 뜯겨진 더스트 립 조각이 메인 립에 들어가면서 미세한 누유(leak)가 발생하여 오일 씰이 제기능을 못하게 되는바, 더스트 립의 손상 및 뜯김 현상은 오일 씰의 유지보수 및 교체를 위한 비용을 상승시키게 된다.
도 1은 종래의 래디얼 샤프트 씰을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 한국공개특허 제2014-0137408호의 종래의 레디얼 샤프트 씰(10)은 샤프트를 중심으로 하우징(housing) 내에 수용되어, 샤프트 씰(shaft seal)의 오일 사이드(oil-side)(O)로부터 에어 사이드(air-side)(A)를 밀봉식으로 격리시키도록 구성된 래디얼 샤프트 씰(radial shaft seal)(10)로서, 환 형의 장착부(mounting portion)(14)와, 이 장착부에 연결된 탄성 중합체(elastomeric)의 씰 몸체(seal body)(17)와, 이 씰 몸체(17)에 연결된 립(lip)(18)을 포함하며, 립(18)은, 오일 사이드 단부(oil-side end)(22) 및 자유의 에어 사이드 단부(free air-side end)(24) 사이에 축방향으로 연장되는 환형의 내측 씰링면(inner sealing surface)(20)을 갖으며, 이 내측 씰링면(20)은 제1그루브 영역(first groove region)(26)과, 원주방향으로 연속적인 환형의 스태틱 밴드(static band)(30)와, 제2그루브 영역(28)을 갖는다.
이 때, 제1그루브 영역(26) 및 제2그루브 영역(28)은, 이들 사이에서 연장되며 원주방향으로 연속적인 환형의 리브(rib)로써 서로 축방향으로 이격되어 있는데, 이는 밴드(band)(30)로도 칭해진다. 제1그루브 영역(26)은 윤할유, 예컨대 오일을 오일 사이드 'O' 쪽으로 유도하도록 형성되어 있고, 제2그루브 영역(28)은, 만일 윤할유가 예컨대 오일이 밴드(30)를 통과하는 일이 생길 경우, 윤할유 예컨대 오일을 밴드(30) 쪽으로 그리고 다시 오일 사이드 'O'로 유도하도록 형성되어 있다. 한편 제1 및 제2그루브 영역들(26, 28) 중간에 있는 밴드(30)는, 립(18) 및 샤프트 사이에 상대적 움직임이 없는 상태에서 스태틱 씰을 제공해주며, 또한 윤할유가 에어 사이드 'A'로 흘러 나와 밴드(30)의 에어 사이드에 잔존하는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한, 에어 사이드 단부는 비접촉 이물 배제 립(non-contact dust exclusion lip)을 갖는 것으로 형성될 수 있는데, 이 비접촉 이물 배제 립은 보조 립(auxiliary lip)(38)으로도 칭해지며, 에어 사이드 'A'에 있는 오염물질이 씰(10)의 오일 사이드 'O'로 들어오는 것을 방지해준다. 보조 립(38)은 립(18)의 에어 사이드 단부(24)에서 에어 사이드 'A' 쪽으로 연장되어 있으며, 제2그루브 영역(28)로부터는 이격되어 있다. 보조 립(38)은 샤프트와 접촉하지 않도록 내측 씰링면(20)의 내경 SD보다 큰 내경 AD를 갖는다. 이리하여 보조 립(38)은 립(18)과 샤프트 작동면(36) 사이의 작동 토크에는 영향을 미치지 않는다.
도 2는 종래의 래디얼 샤프트 씰의 립에 샤프트가 조립되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 래디얼 샤프트 씰(10)은 샤프트(40)가 조립되는 과정에서 샤프트(40)가 립(18)의 그루브 영역(26, 28)에 밀착되지 않고 보조 립(38)(또는 립(18)의 에어 사이드 단부(24))에 밀착됨으로써, 립(18)이 도 2에 도시된 'C' 방향으로 접혀져서 파손되는 문제점이 있었다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 샤프트 씰의 개발이 필요한 실정이다.
한국공개특허 제2014-0137408호 (2014.12.02)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 샤프트가 조립되는 과정에서 립이 접혀져서 파손되는 것을 방지할 수 있는 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(10000)은 보강테(100); 및 상기 보강테(100)를 둘러싸는 장착부재(210)와, 상기 장착부재(210)와 연결되며 내주면에 그루브(225)가 형성되는 립(220)과, 상기 립(220)과 연결되며 내주면에 샤프트(40)가 슬라이딩되기 위한 슬라이딩면(235)이 형성되는 슬라이딩부재(230)를 포함하는 씰몸체(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 슬라이딩부재(230)는 상기 립(220)의 외주면을 향하여 절곡되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 씰몸체(200)는 상기 립(220)이 회전되도록 상기 장착부재(210)와 립(220) 사이에 상기 장착부재(210)와 립(220)보다 폭이 좁게 형성되는 힌지부재(240)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 씰몸체(200)는 상기 립(220)의 회전이동이 제한되도록 상기 장착부재(210)에 결합되어 상기 립(220)의 외주면을 향하여 돌출되는 돌출부재(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 립(220)은 상기 힌지부재(240)와 연결되는 부위 내주면에 돌출된 돌출그루브(258)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 립(220)과 슬라이딩부재(230)는 고무 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰은 샤프트가 조립되는 과정에서 샤프트가 슬라이딩부재를 따라 슬라이딩 된 후, 립의 그루브에 밀착됨으로써, 샤프트가 조립되는 과정에서 립이 접혀져서 파손되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 래디얼 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰을 나타낸 개략도
도 2는 종래의 래디얼 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 립에 샤프트가 조립되는 과정을 나타낸 개략도
도 3은 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 개략도
도 4는 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 작동도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 개략도
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 개략도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000)은 샤프트(40)와 하우징 사이에 오일 누유를 방지하기 위하여 설치되는 것으로, 중공의 환형 형상으로 이루어질 수 있으며, 중공에 샤프트가 삽입되며, 보강테(100), 씰몸체(200)를 포함하여 구성된다.
상기 보강테(100)는 강성을 가지는 재질로 이루어지며, 'I'자형이나 'L'자형으로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 보강테(100)는 강성이 우수한 스테인리스강 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 씰몸체(200)는 상기 보강테(100)를 둘러싸며 샤프트와 하우징 사이에 설치되는 구성으로, 장착부재(210)와, 립(220)과, 슬라이딩부재(230)를 포함하여 구성된다.
상기 장착부재(210)는 상기 보강테(100)를 둘러싸며, 고무 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 립(220)은 상기 장착부재(210)의 단부와 수직하게 연결되며, 내주면에 그루브(225)가 형성되며, 고무 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 그루브(225)는 상기 립(220)의 내주면에 웨이브진 구조로 형성되며, 샤프트의 외주면에 밀착되어 오일이 누유되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 슬라이딩부재(230)는 상기 립(220)과 연결되며 내주면에 샤프트가 슬라이딩되기 위한 슬라이딩면(235)이 형성되며, 고무 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 작동도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000)은 샤프트(40)가 조립되는 과정에서 샤프트(40)가 슬라이딩부재(230)의 슬라이딩면(235)을 따라 슬라이딩 된 후, 립(220)의 그루브(225)에 밀착된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000)은 샤프트(40)가 조립되는 과정에서 샤프트(40)가 슬라이딩부재(230)를 따라 슬라이딩 된 후, 립(220)의 그루브(225)에 밀착됨으로써, 샤프트(40)가 조립되는 과정에서 립(220)이 접혀져서 파손되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 슬라이딩부재(230)는 상기 립(220)의 외주면을 향하여 절곡되는 구조로 형성될 수 있다.
이에 따라, 샤프트(40)가 상기 슬라이딩부재(230)에 좀 더 용이하게 슬라이딩 될 수 있다.
또한, 상기 씰몸체(200)는 상기 립(220)이 회전되도록 상기 장착부재(210)와 립(220) 사이에 상기 장착부재(210)와 립(220)보다 폭이 좁게 형성되는 힌지부재(240)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 상기 립(220)이 상기 장착부재(210)를 향하는 방향으로 회전이동 될 경우, 상기 립(220)의 회전이동이 허용치를 넘어서면 상기 립(220)이 접혀져서 파손될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000)에서 상기 씰몸체(200)는 상기 립(220)의 회전이동이 제한되도록 상기 장착부재(210)에 결합되어 상기 립(220)의 외주면을 향하여 돌출되는 돌출부재(250)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 돌출부재(250)는 상기 립(220)이 상기 장착부재(210)를 향하는 방향으로 회전이동되는 것을 제한하여 상기 립(220)이 접혀져서 파손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 씰몸체(200)의 그루브(225)는 샤프트와의 밀착성을 강화하기 위하여 플라즈마 처리될 수 있다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰의 개략도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 립(220)은 상기 힌지부재(240)와 연결되는 부위의 내주면에 돌출된 돌출그루브(258)가 형성될 수 있다.
상기 돌출그루브(258)는 상기 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000))에 샤프트가 조립된 후, 샤프트가 회전하다가 정지시에 샤프트와의 씰링성을 좀 더 강화하는 역할을 한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
40 : 샤프트
1000 : 본 발명에 따른 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰
100 : 보강테
200 : 씰몸체
210 : 장착부재
220 : 립
225 : 그루브
230 : 슬라이딩부재
235 : 슬라이딩면
240 : 힌지부재
250 : 돌출부재

Claims (6)

  1. 보강테(100); 및
    상기 보강테(100)를 둘러싸는 장착부재(210)와,
    내주면에 그루브(225)가 형성되고, 상기 장착부재(210)와 연결되어 상기 보강테(100)의 반대방향으로 연장 형성된 립(220)과, 상기 립(220)의 끝단에 연결되어 상기 보강테(100)측으로 굴곡 되어 연장 형성되고, 내주면에 샤프트(40)가 슬라이딩되기 위한 슬라이딩면(235)이 형성되는 슬라이딩부재(230)를 포함하는 씰몸체(200);
    를 포함하되,
    상기 샤프트(40)가 삽입될 때, 상기 립(220)은 상기 장착부재(210)측으로 굴곡되어 상기 슬라이딩부재(230)가 상기 장착부재(210)와 립(220) 사이의 공간의 적어도 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 씰몸체(200)는
    상기 립(220)이 회전되도록 상기 장착부재(210)와 립(220) 사이에 상기 장착부재(210)와 립(220)보다 폭이 좁게 형성되는 힌지부재(240)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000).
  4. 제3항에 있어서, 상기 씰몸체(200)는
    상기 립(220)의 회전이동이 제한되도록 상기 장착부재(210)에 결합되어 상기 립(220)의 외주면을 향하여 돌출되는 돌출부재(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000).
  5. 제3항에 있어서, 상기 립(220)은
    상기 힌지부재(240)와 연결되는 부위의 내주면에 돌출된 돌출그루브(258)가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000).
  6. 제1항에 있어서, 상기 립(220)과 슬라이딩부재(230)는
    고무 또는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진미션용 저마찰 회전용 샤프트 씰(1000).
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