KR102215143B1 - 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰에 관한 것이다. 이는, 작동유체를 수용하는 실린더와, 상기 실린더에 부분적으로 삽입되며 길이방향 왕복 운동하는 피스톤로드를 포함하는 쇽업소버에 장착되어, 상기 작동유체의 누설과 외부 이물질의 침투를 방지하는 것으로서, 상기 피스톤로드의 외주면에 밀착하며 이물질의 침투를 차단하는 더스트립, 상기 더스트립에 대해 평행하고 피스톤로드의 외주면을 탄력 가압하여 작동유체의 누설을 방지하는 메인립, 상기 메인립과 더스트립의 사이에 위치하며 피스톤로드 외주면의 유막형성 및 마찰저감을 위한 오일을 유지하는 오일유지부가 마련되어 있는 보조립을 포함하는 씰본체와; 상기 씰본체의 메인립을 피스톤로드측으로 가압하는 스프링을 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰은, 보조립의 내측에 오일을 유지하는 오일유지수단을 가져 두터운 유막층을 유지하고 오염물질에 의한 피스톤로드와 오일씰의 손상을 방지할 수 있다.

Description

마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰{Oil seal for shock absorbers with improved friction}

본 발명은 쇽업소버용 오일씰에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부로부터 침투한 이물질에 의해 피스톤로드가 마모되는 것을 방지하는 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰에 관한 것이다.

차량의 주행 안정성과 승차감 향상을 위하여 적용되는 쇽업소버는, 차축과 차체 사이에 설치되어, 주행 시 노면으로부터 올라오는 진동이나 충격을 흡수하는 역할을 한다.

이러한 쇽업소버는, 완충용 유체(오일이나 가스, 이하 작동유체)가 채워진 실린더와, 실린더에 끼워지며 길이방향 이동 가능한 피스톤로드 등을 포함한다. 피스톤로드는 차량 주행 중 발생하는 진동을 전달받으며 실린더에 지지된 상태로 상하 이동한다. 이 때 실린더 내의 작동유체는, 피스톤 밸브의 오리피스를 통해 상하로 이동하면서 피스톤로드에 저항 압력을 가해 진동이 감쇄되도록 한다.

도 1은 일반적인 쇽업소버(10)의 내부 구조를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 종래 쇽업소버(10)는, 원통형 케이스(11), 작동유체가 그 내부에 밀봉된 실린더(13), 실린더에 끼워지며 케이스(11) 외부로 연장된 피스톤로드(14), 피스톤로드(3)의 직선운동을 안내하는 로드가이드(15), 실린더 내부의 작동유체를 밀봉하는 오일씰(17), 로드가이드(15)와 오일씰(17)을 보호하는 캡(12)을 갖는다.

상기 오일씰(17)은, 로드가이드(15)의 상부에서 피스톤로드(14)의 외주면에 접하도록 설치되어, 실린더(13) 내부의 작동유체가 외부로 누설되거나, 외부의 이물질이 실린더로 침투하는 것을 차단한다.

이를 위해 오일씰(17)에는, 작동유체가 유출되는 것을 방지하는 메인립(17a) 및 보조립(17b)과, 이물질 침투를 방지하는 더스트립(17c)이 구비된다. 메인립(17a)과 보조립(17b)과 더스트립(17c)은 피스톤로드(14)의 외주면에 탄력적으로 밀착한다. 또한 메인립(17a)은 스프링(17e)의 작용에 힘입어 피스톤로드(14)을 더욱 강하게 압박한다. 도면부호 17d는 오일씰(17)의 형태를 유지하는 와셔이다.

그런데, 상기 오일씰(17)은, 피스톤로드(14)의 반복적 직선 운동 시, 피스톤로드와의 마찰에 의해 변형되거나 마모될 수 있다. 이러한 이유로, 피스톤로드(14)과 오일씰(17)의 사이에는 유막이 형성된다.

하지만 쇽업소버의 사용 환경 상, 유막은 외부로부터 침투한 오염물질 등에 의해 쉽게 오염될 수밖에 없으며, 경우에 따라, 모래 등이 더스트립(17c)을 통과해 보조립(17b)까지 내려가기도 한다. 오염물질은 유막에 붙어 있으므로, 결국, 피스톤로드(14)의 직선 운동 시, 피스톤로드와 오일씰(17)에 스크래치가 발생하게 된다. 피스톤로드와 오일씰 사이의 기밀성이 떨어지면, 작동유체의 누설이나 오염물질의 침투가 더욱 심해진다.

국내 공개특허공보 특2003-0067328호 (쇽 업소버의 오일 씰) 국내 공개특허공보 제10-2006-0102212호 (오일 씰 일체형 캡을 가지는 쇽 업소버) 국내 등록특허공보 제10-0495168호 (쇽 업소버의 씰링 구조)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 두터운 유막층을 유지하고 오염물질에 의한 피스톤로드와 오일씰의 손상을 방지할 수 있는 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰은, 작동유체를 수용하는 실린더와, 상기 실린더에 부분적으로 삽입되며 길이방향 왕복 운동하는 피스톤로드를 포함하는 쇽업소버에 장착되어, 상기 작동유체의 누설과 외부 이물질의 침투를 방지하는 것으로서, 상기 피스톤로드의 외주면에 밀착하며 이물질의 침투를 차단하는 더스트립, 상기 더스트립에 대해 평행하고 피스톤로드의 외주면을 탄력 가압하여 작동유체의 누설을 방지하는 메인립, 상기 메인립과 더스트립의 사이에 위치하며 피스톤로드 외주면의 유막형성 및 마찰저감을 위한 오일을 유지하는 오일유지부가 마련되어 있는 보조립을 포함하는 씰본체와; 상기 씰본체의 메인립을 피스톤로드측으로 가압하는 스프링을 포함한다.

또한, 상기 오일유지부는; 상기 보조립의 표면상에 형성되며 상호 평행하게 연장되고, 그 사이에 오일을 보유하는 사이홈을 갖는 다수의 오일유지돌기를 구비한다.

아울러, 상기 오일유지돌기는, 일정피치 간격을 갖는 삼각톱니의 단면 형상을 취한다.

또한, 상기 오일유지부는, 상기 보조립의 표면상에 형성되며, 그 내부에 상기 오일을 보유하는 오일유지홈이고,, 상기 오일유지홈은, 일정폭을 가지며 길이방향으로 연장된 선형 홈으로서, 보조립의 원주방향을 따라 지그재그 형태로 연장된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰은, 보조립의 내측에 오일을 유지하는 오일유지수단을 가져 두터운 유막층을 유지하고 오염물질에 의한 피스톤로드와 오일씰의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 쇽업소버의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰의 구성을 설명하기 위한 일부 절제 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 오일씰의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 보조립의 변형 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로, 본 발명은 쇽업소버에서 자주 발생하는 문제, 즉, 오일씰의 손상이나 피스톤로드의 스크래치 발생 현상을 해결하기 위한 것이다.

상기 문제는 외부로부터 침투한 오염물질, 즉 모래나 먼지 등에 의해 유발되는 것이다. 쇽업소버가, 차량에 설치되는 것이니 만큼, 도로의 모래나 먼지에 노출되지 않을 수 없으므로, 위의 문제는 자주 발생한다.

본 발명은, 상기한 외부 이물질에 의한 피해를 최소화하기 위해, 후술하는 보조립에 유막 형성용 오일을 유지시킨다. 유지된 오일은 오일씰의 마찰저항을 줄임은 물론 유막을 두텁게 유지하여, 오염물질이 오일씰과 피스톤로드의 사이 틈새로 유입하지 않게 한다.

이러한 본 발명의 기본 구성은, 피스톤로드의 외주면에 밀착하며 이물질의 침투를 차단하는 더스트립, 상기 더스트립에 대해 평행하고 피스톤로드의 외주면을 탄력 가압하여 작동유체의 누설을 방지하는 메인립, 상기 메인립과 더스트립의 사이에 위치하며 피스톤로드 외주면의 유막형성 및 마찰저감을 위한 오일을 유지하는 오일유지부가 마련되어 있는 보조립을 포함하는 씰본체와; 상기 씰본체의 메인립을 피스톤로드측으로 가압하는 스프링으로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰(30)의 구성을 설명하기 위한 일부 절제 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시한 오일씰의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 오일씰(30)은, 고무로 성형 제작된 씰본체(31), 씰본체(31)의 내측에 삽입되며 지지력을 제공하는 링형 와셔(35), 씰본체(31)의 메인립(31a)을 죄어 피스톤로드(14) 측으로 가압하는 스프링(33)을 포함한다.

상기 구성을 갖는 오일씰(30)은, 쇽업소버의 구성 부품으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 그 중앙으로 피스톤로드(14)를 통과시키며, 피스톤로드(14)의 외주면을 탄력적으로 죄어 작동유체의 누설을 방지함과 아울러 외부 이물질의 침투를 차단한다. 이러한 오일씰(30)의 설치 위치는 도 1에 도시한 오일씰(17)과 같다.

상기 씰본체(31)는 고무로 사출 성형된 것으로서, 그 중앙에 통로(30a)를 갖는다. 통로(30a)에 피스톤로드(14)가 끼워짐은 물론이다.

상기 씰본체(31)의 통로(30a)에는, 더스트립(31e), 이격벽부(31d), 보조립(31b), 메인립(31a)이 형성되어 있다.

더스트립(31e)은 화살표 z 방향으로 침투하는 외부의 이물질을 차단하기 위한 것이다. 일반적인 더스트립과 마찬가지로, 상기 더스트립(31e)은 단지 이물질을 차단하기만 하면 되는 것이므로, 그 자신이 탄성 변형될 정도로 피스톤로드(14)의 외주면을 가압하지는 않는다.

또한, 메인립(31a)은, 도면상, 통로(30a)의 하단부 내주면에 형성된 돌출부로서, 피스톤로드(14)의 외주면을 탄력 가압하여 작동유체의 누설을 방지한다. 즉, 실린더(도 1의 13)에 봉입되어 있는 작동유체가 상부로 빠지는 것을 차단하는 것이다.

아울러, 메인립(31a)의 외측부에는 포켓부(31f)가 형성되어 있고, 포켓부(31f)에는 스프링(33)이 장착된다. 스프링(33)은 메인립(31a)을 죄어 메인립(31a)이 피스톤로드(14)의 외주면에 더욱 긴밀히 밀착하게 작용한다.

상기 이격벽부(31d)는 보조립(31b)과 더스트립(31e)의 사이에 위치하는 부분으로서, 도 3에 도시한 바와 같이 피스톤로드(14)의 외주면으로부터 이격되어 마찰저항을 낮추고, 피스톤로드(14)에 대한 더스트립(31e)과 메인립(31a)과 보조립(31b)의 탄력적 접촉을 가능하게 한다.

상기 보조립(31b)은 세 가지 기능을 겸한다. 그 중 하나는, 메인립(31a)을 보조하는 것이고, 또 하나는 유막용 오일을 보유하는 것이며, 나머지 하나는 더스트립(31e)을 통과한 미세 오염물질을 수용하는 것이다. 오염물질을 수용한다는 의미는, 입자성 오염물질, 가령 미세모래나 먼지 등을 포집하여 구속하는 것을 뜻한다.

메인립(31a)을 보조하는 기능은, 작동유체가 통로(30a)를 통해 상부로 빠지는 것을 차단하는 것이다. 작동유체는 메인립(31a) 및 보조립(31b)에 의해 2중으로 차단되어 누설되지 않는다.

또한, 유막용 오일을 보유하고, 오염물질을 수용하는 기능을 수행하기 위하여, 보조립(31b)의 표면에는 오일유지부가 마련되어 있다. 오일유지부는, 다수의 오일유지돌기(31c)와 사이홈(31m)을 포함한다.

상기 오일유지돌기(31c)는, 보조립의 표면상에서, 메인립(31a)과 나란하게 연장된 삼각톱니형 돌출부로서 다수 개가 일정피치 간격을 이룬다. 또한 사이홈(31m)은 각 오일유지돌기(31c)의 사이에 형성되어 있는 홈으로서, 그 내부에 유막용 오일을 수용한다. 유막용 오일이라 함은, 피스톤로드(14)의 외주면에 코팅되는 오일이다.

상기 다수의 오일유지돌기(31c)는 도 3에 도시한 바와 같이, 통로(30a)에 피스톤로드(14)가 삽입된 상태에서, 피스톤로드(14)의 외주면과 접하며, 보유하고 있던 오일을 피스톤로드(14) 측으로 제공한다.

아울러, 피스톤로드(14)의 외주면과 보조립(31b)의 사이에는 사이홈(31m)이 위치하게 되는데, 사이홈(31m)은 일정한 용적을 가지므로, 외부로부터 침투한 이물질을 포집하여 그 내부에 가둬 놓을 수 있다. 입자성 오염물질이 메인립(31a) 측으로 내려가는 것을 방지하는 것이다.

참고로, 종래 오일씰은 입자성 미세 오염물질이 메인립까지 내려가는 것을 차단하지 못하여, 오염물질에 의한 메인립의 손상과, 피스톤로드(14) 외주면의 스크래치 발생을 막지 못하였다.

도 4는 도 2에 도시한 보조립의 변형 예를 도시한 도면이다.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도 4에 도시한 바와 같이, 오일유지부로서 오일유지홈(31k)이 적용될 수 있다. 오일유지홈(31k)은 보조립(31b)의 표면상에 형성되며 그 내부에 상기 오일을 보유하는 선형 홈이다.

즉, 오일유지홈(31k)은, 일정폭 및 깊이를 가지며 길이방향으로 연장된 선형 홈으로서, 보조립의 원주방향을 따라 지그재그 형태로 연장된 형태를 취한다. 오일유지홈(31k)은 도 2를 통해 설명한 사이홈(31m)과 같은 기능을 한다.

아울러, 도 4에서는, 3열의 오일유지홈(31k)이 지그재그 패턴을 가지지만, 오일을 유지하며 피스톤로드(14) 측으로 오일을 제공할 수 있고, 또한 오염물질을 수용할 수 있는 한, 그 형상은 얼마든지 변경 가능하다.

가령, 원주방향으로 연속된 선형홈을 대신하여, 서로 분리된 오목홈이나, 격자형 홈 또는 v커팅된 형태의 노치형 홈을 적용할 수도 있는 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:쇽업소버 11:케이스 12:캡
13:실린더 14:피스톤로드 15:로드가이드
17:오일씰 17a:메인립 17b:보조립
17c:더스트립 17d:와셔 17e:스프링
30:오일씰 30a:통로 31:씰본체
31a:메인립 31b:보조립 31c:오일유지돌기
31d:이격벽부 31e:더스트립 31f:포켓부
31k:오일유지홈 31m:사이홈 33:스프링
35:와셔

Claims (5)

1. 작동유체를 수용하는 실린더와, 상기 실린더에 부분적으로 삽입되며 길이방향 왕복 운동하는 피스톤로드를 포함하는 쇽업소버에 장착되어, 상기 작동유체의 누설과 외부 이물질의 침투를 방지하는 것으로서,
   상기 피스톤로드의 외주면에 밀착하며 이물질의 침투를 차단하는 더스트립, 상기 더스트립에 대해 평행하고 피스톤로드의 외주면을 탄력 가압하여 작동유체의 누설을 방지하는 메인립, 상기 메인립과 더스트립의 사이에 위치하며 피스톤로드 외주면의 유막형성 및 마찰저감을 위한 오일을 유지하는 오일유지부가 마련되어 있는 보조립을 포함하는 씰본체와;
   상기 씰본체의 메인립을 피스톤로드측으로 가압하는 스프링을 포함하고,
   상기 오일유지부는, 상기 보조립의 표면상에 형성되며 그 내부에 상기 오일을 보유하는 오일유지홈이고,
   상기 오일유지홈은, 일정폭을 가지며 길이방향으로 연장된 선형 홈으로서, 상기 보조립의 원주방향을 따라 지그재그 형태로 연장된 것을 특징으로 하는, 마찰력이 개선된 쇽업소버용 오일씰.
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