KR102576874B1

KR102576874B1 - 밀봉장치 및 밀봉장치의 장착방법

Info

Publication number: KR102576874B1
Application number: KR1020217029723A
Authority: KR
Inventors: 노부유키 에구치
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2023-09-11
Also published as: WO2020250613A1; US20220205538A1; DE112020002791B4; DE112020002791T5; KR20210126111A; CN113614425A; JP7254176B2; JPWO2020250613A1

Abstract

수지제 실이 판 스프링에 의해 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있는 밀봉장치를 제공한다.
금속환(110)과, 내주 측이 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 변형된 상태에서 축(200)의 외주면에 접동자재로 밀착되는 수지제 실(120)과, 수지제 실(120)의 내주 측을 반경방향 내측으로 향해 압압하는 판 스프링(130)을 갖춤과 더불어, 축(200)이 삽입된 상태에서 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면으로부터 떨어지도록 판 스프링(130)의 내주 측의 선단부의 일부가 미리 절곡된 굴곡부(133)가 갖추어져 있는 것을 특징으로 한다.

Description

밀봉장치 및 밀봉장치의 장착방법

본 발명은 수지제 실을 갖춘 밀봉장치에 관한 것이다.

본원의 출원인은, 수지제 실(resin seal)을 갖춘 밀봉장치에 있어서, 축 편심(偏心)이 생기는 경우에도, 안정한 밀봉성을 유지하는 것이 가능한 기술을 제안하고 있다(특허문헌 1 참조). 이 종래예에 관련된 밀봉장치에 대해, 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11은 종래예에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다.

종래예에 관련된 밀봉장치(500)는, 하우징(도시하지 않음)에 설치된 축공(軸孔, 축 구멍)의 내주면에 감합(嵌合)되는 금속환(510)과, 판모양이면서 고리모양의 수지 부재에 의해 구성된 수지제 실(520)과, 판모양이면서 고리모양의 금속 부재에 의해 구성된 판 스프링(530)과, 수지제 실(520)과 판 스프링(530)을 금속환(510)에 고정하기 위한 고정환(540)을 갖추고 있다. 수지제 실(520)은, 외주 측이 금속환(510)에 고정되어 축(200)의 삽입에 따라 내주 측이 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 변형된 상태에서 축(200)의 외주면에 접동자재로 밀착된다. 또, 판 스프링(530)은 외주 측이 금속환(510)에 고정되어 축(200)의 삽입에 따라 내주 측이 수지제 실(520)에 따라 만곡하도록 변형되고, 수지제 실(520)의 내주 측을 반경방향 내측으로 향해 압압한다.

이상과 같이 구성되는 밀봉장치(500)에 따르면, 축 편심이 생겨도, 수지제 실(520)은 판 스프링(530)에 의해 반경방향 내측으로 향해 압압되기 때문에, 축(200)의 외주면으로부터 떨어져 버리는 것이 억제된다. 따라서, 안정한 밀봉성이 유지된다.

그렇지만, 이 밀봉장치(500)에 있어서는, 축(200)의 삽입에 따라, 수지제 실(520)과 판 스프링(530)이 변형되는 과정에서, 판 스프링(530)의 선단이 수지제 실(520)에 먹혀 들어가 버리는 일이 있다는 것을 알았다. 즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 판 스프링(530)의 선단 중 수지제 실(520) 측의 각(角, 모서리)의 부분이 수지제 실(520)에 먹혀 들어가 버리는 일이 있다(도면 중, S부분 참조). 또한, 도 12는 축이 삽입되는 과정에 있어서의 수지제 실(520)과 판 스프링(530)의 일부를 나타내는 모식적 단면도이다.

이러한 현상이 발생해 버리면, 밀봉장치(500)의 본래의 기능이 충분히 발휘되지 못할 우려가 있어, 아직 개선의 여지가 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개 2015-203491호 공보

본 발명의 목적은 수지제 실이 판 스프링에 의해 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있는 밀봉장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하의 수단을 채용했다.

즉, 본 발명의 밀봉장치는,

상대적으로 이동하는 축과 하우징 사이의 환상 간극을 밀봉하는 밀봉장치에 있어서,

상기 하우징에 설치된 축공의 내주면에 감합되는 금속환과,

판모양이면서 고리모양의 수지 부재에 의해 구성되고, 외주 측이 상기 금속환에 고정되어 상기 축의 삽입에 따라 내주 측이 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 변형된 상태에서 상기 축의 외주면에 접동 자유자재로 밀착되는 수지제 실과,

판모양이면서 고리모양의 금속부재에 의해 구성되고, 외주 측이 상기 금속환에 고정되어 상기 축의 삽입에 따라 내주 측이 상기 수지제 실을 따라 만곡하도록 변형되고, 당해 수지제 실의 내주 측을 반경방향 내측으로 향해 압압하는 판 스프링을 갖춤과 더불어,

상기 판 스프링의 선단은 상기 수지제 실로의 먹혀듦(잠식)이 억제되는 잠식 억제 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 축을 삽입할 때 등에 있어서, 판 스프링의 내주 측의 선단이 수지제 실에 먹혀 들어가 버리는 것이 억제된다.

그리고, 상기 축이 삽입된 상태에서, 상기 판 스프링의 내주 측의 선단이 상기 수지제 실의 외주면으로부터 떨어지도록, 상기 판 스프링의 내주 측의 선단부의 일부가 미리 절곡된 굴곡부에 의해 상기 잠식 억제 구조가 구성되어 있으면 좋다.

이러한 구성을 채용하면, 굴곡부가 갖추어짐으로써, 판 스프링의 내주 측의 선단은 수지제 실의 외주면으로부터 떨어지도록 구성되기 때문에, 축을 삽입할 때 등에 있어서 판 스프링의 내주 측의 선단이 수지제 실에 먹혀 들어가 버리는 것이 억제된다.

상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 굴곡부에서의 상기 수지제 실측의 절곡각도 θ는 30°이상이면 좋다.

이로써, 판 스프링의 내주 측의 선단이 수지제 실에 먹혀 들어가 버리는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 굴곡부의 절곡부 중 상기 수지제 실 측의 곡률반경 R은 0.1mm 이상이면 좋다.

이로써,　굴곡부의 절곡부가 수지제 실에 먹혀 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다.

상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 수지제 실의 반경방향의 폭을 L로 하고, 상기 판 스프링의 내주 측의 선단과 상기 수지제 실의 내주 측의 선단과의 반경방향 거리를 X로 하면,

0 < X÷L< 0.2

를 만족시키면 좋다.

또, 상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 수지제 실의 반경방향의 폭을 L로 하고, 상기 수지제 실의 내주 측의 선단으로부터 상기 굴곡부의 절곡부까지의 반경방향 거리를 Y로 하면,

　0.03 < Y÷L< 0.3

을 만족시키는 것도 매우 적합하다.

또, 상기 판 스프링의 선단이 되접어 꺾이도록 만곡하는 만곡부에 의해 상기 먹어듦(잠식) 억제 구조가 구성되어 있는 것도 매우 적합하다. 더욱이, 상기 판 스프링의 선단에 당해 판 스프링의 선단을 덮는 보호부가 설치됨으로써 상기 잠식 억제 구조가 구성되어 있는 것도 매우 적합하다.

또한, 상기 각 구성은 가능한 한 조합하여 채용할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수지제 실이 판 스프링에 의해 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 관련된 판 스프링의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 사용 상태를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 6은 수지제 실에 판 스프링의 절곡부가 먹혀 들어가 버리는 모습을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 7은 절곡 각도와 절곡부의 곡률 반경과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다.
도 11은 종래예에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다.
도 12는 수지제 실에 판 스프링의 선단이 먹혀 들어가 버리는 모습을 나타내는 모식적 단면도이다.

이하에 도면을 참조하여, 이 발명을 실시하기 위한 형태를, 실시예에 근거하여 예시적으로 자세하게 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 이 발명의 범위를 그것들로만 한정하는 취지의 것은 아니다.

(실시예 1)

도 1∼도 7을 참조하여 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치에 대해 설명한다. 또한, 본 실시예에 관련된 밀봉장치는 상대적으로 이동하는 축과 하우징 사이의 환상 간극을 밀봉하는 역할을 담당하고 있다. 또한, 축과 하우징의 상대적인 이동의 구체적 예로서, 축과 하우징이 상대적으로 회전하는 경우, 축과 하우징이 상대적으로 왕복 이동하는 경우, 축과 하우징이 상대적으로 요동하는 경우 및 이들 중 어느 것인가 2개 이상의 동작이 복합적으로 행해지는 경우를 들 수 있다.

<밀봉장치>

본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 저면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다. 또한, 도 3은 도 2 중의 AA 단면도이며, 깊이선을 생략하고 또한 일부를 확대하여 나타내고 있다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 관련된 판 스프링의 평면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에 관련된 밀봉장치의 사용상태를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 6은 수지제 실에 판 스프링의 절곡부가 먹혀 들어가 버리는 모습을 나타내는 모식적 단면도이다. 도 7은 절곡 각도와 절곡부의 곡률 반경과의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)는, 금속환(110)과, 수지제 실(120)과, 판 스프링(130)과, 금속환(110)의 내주면 측에 고정되는 금속제의 고정환(140)으로 구성된다. 금속환(110)은 하우징(300)에 설치된 축공의 내주면에 밀착된 상태에서 감합되는 원통부(111)를 갖추고 있다. 또, 금속환(110)에는 원통부(111)의 일단 측으로부터 반경방향 내측으로 향해 신장하는 내향 플랜지부(112)와, 원통부(111)의 타단 측에 있어서 반경방향 내측으로 향해 절곡됨으로써 형성되는 조임부(clamping part; 113)가 설치되어 있다. 또한, 밀봉장치(100)의 사용 시에 있어서는, 상기의 「일단 측」은 밀봉대상영역과는 반대 측(저압 측(L))에 상당하고, 상기의 「타단 측」은 밀봉대상영역 측(고압 측(H))에 상당한다.

수지제 실(120)은 판모양이면서 고리모양의 수지부재에 의해 구성된다. 또한, 본 실시예에서 이용되는 수지 재료로서는, PTFE(폴리 테트라 플루오로 에틸렌)가 채용되고 있다. 이 PTFE는 내열성, 내압성 및 내약품성이 뛰어나고 또한 접동 마모가 적다는 특성을 가지고 있다. 또, 본 실시예에 관련된 수지제 실(120)은 외주 측이 금속환(110)에 고정되어 내주 측이 밀봉대상영역 측(고압 측(H))으로 향해 만곡하도록 변형된 상태에서 축(200)의 외주면에 접동자재로 밀착되도록 구성되어 있다.

판 스프링(130)은 판모양이면서 고리모양의 금속(예를 들면 SUS) 부재에 의해 구성된다. 또, 판 스프링(130)은 외주 측이 금속환(110)에 고정되어 내주 측이 수지제 실(120)에 따라 만곡하도록 변형되고, 수지제 실(120)의 내주 측의 단부 부근을 반경방향 내측으로 향해 압압하도록 구성되어 있다. 또, 이 판 스프링(130)에는 내주단으로부터 외주단 측으로 향해 신장하는 내주 측 슬릿(131)이 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 개 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 이들 복수의 내주 측 슬릿(131)은, 둘레방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 또, 본 실시예에 관련된 판 스프링(130)에는 외주단으로부터 내주단 측으로 향해 신장하는 외주 측 슬릿(132)이 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 개 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 이들 복수의 외주 측 슬릿(132)은 둘레 방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 그리고, 내주 측 슬릿(131)과 외주 측 슬릿(132)은 둘레 방향으로 교대로 설치되어 있다. 더욱이, 본 실시예에 관련된 판 스프링(130)에는 판 스프링(130)의 내주 측의 선단부 일부가 미리 절곡된 굴곡부(133)가 갖추어져 있다.

고정환(140)은, 금속환(110)의 내주면 측에 고정되는 원통부(141)와, 원통부(141)의 일단 측으로부터 반경방향 내측으로 향해 신장하는 내향 플랜지부(142)로 구성된다. 그리고, 이 고정환(140)이 금속환(110)의 내주면 측에 배치된 상태에서, 금속환(110)에서의 타단 측(밀봉대상영역 측)의 단부가 고정환(140)의 단부에 닿도록 반경방향 내측으로 향해 절곡되어 조임부(113)가 형성된다. 이에 따라, 수지제 실(120)의 외주 측의 단부와 판스프링(130)의 외주 측의 단부가, 내향 플랜지부(112)와 고정환(140)과의 사이에 압축됨으로써, 이들 수지제 실(120)의 외주 측과 판스프링(130)의 외주 측이 금속환(110)에 고정된다.

< 밀봉장치의 장착방법 및 사용시의 상태>

특히, 도 5를 참조하여 본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)의 장착방법 및 사용 시의 상태에 대해 설명한다. 먼저, 밀봉장치(100)의 장착 방법에 대해 설명한다. 상기와 같이 구성되는 밀봉장치(100)는, 하우징(300)에 설치된 축공 내에 삽입되어 이 축공 내에 감합된다. 이 때, 밀봉장치(100)에서의 금속환(110)의 원통부(111)의 외주면이 축공의 내주면에 밀착된 상태로 된다. 그리고, 축(200)이 도 5 중 좌측(사용 시에 있어서의 밀봉대상영역과는 반대 측(저압 측(L))으로부터 우측(사용 시에 있어서의 밀봉대상영역 측(고압 측(H))으로 삽입된다. 이에 따라, 수지제 실(120) 및 판 스프링(130)은 그 내주 측의 단부가 축(200)으로 떠밀린다. 그 때문에, 이들 수지제 실(120) 및 판 스프링(130)은 내향 플랜지부(112)와 고정환(140) 사이에 압축되어 있는 위치보다 내주 측이 밀봉대상영역 측(고압 측(H))으로 향해 만곡하도록 변형된다. 즉, 수지제 실(120)은 축(200)의 삽입에 따라 내주 측이 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 변형된 상태에서 축(200)의 외주면에 접동자재로 밀착된다. 또, 판 스프링(130)은 축(200)의 삽입에 따라 내주 측이 수지제 실(120)에 따라 만곡하도록 변형되고, 수지제 실(120)의 내주 측을 반경방향 내측으로 향해 압압한다.

이상과 같이, 축(200)이 삽입된 상태에서는, 수지제 실(120)의 만곡한 부분에서의 선단 부근의 내주면이 축(200)의 외주면에 밀착된 상태로 된다. 또, 판 스프링(130)의 만곡한 부분에 있어서의 선단 부근의 내주면이, 수지제 실(120)의 만곡한 부분에 있어서의 선단 부근의 외주면에 밀착된 상태로 된다. 그리고, 판 스프링(130)의 탄성복원력에 의해, 판 스프링(130)의 선단 부근의 부분에 의해, 수지제 실(120)의 만곡한 부분에서의 선단 부근이 반경방향 내측으로 향해 압압된다.

<굴곡부>

판 스프링(130)의 내주 측에 갖추어진 굴곡부(133)에 대해 상세하게 설명한다. 본 실시예에 관련된 판 스프링(130)에는, 축(200)이 삽입된 상태에서, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면으로부터 떨어지도록 상술한 굴곡부(133)가 갖추어져 있다. 본 실시예에 있어서는, 이 굴곡부(133)에 의해, 판 스프링(130)의 선단의 수지제 실(120)로의 먹혀듦(잠식)이 억제되는 잠식 억제 구조가 구성되어 있다. 도 3을 참조해, 이 굴곡부(133)의 치수 설정에 대해 설명한다.

(1) 축(200)이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 굴곡부(133)에 있어서의 수지제 실(120) 측의 절곡각도 θ는 30°이상으로 설정되어 있다.

(2) 축(200)이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 굴곡부(133)의 절곡부 중 수지제 실(120) 측의 곡률 반경 R은 0.1mm 이상으로 설정되어 있다.

(3) 축(200)이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 수지제 실(120)의 반경방향의 폭을 L로 하고, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단과 수지제 실(120)의 내주 측의 선단과의 반경방향 거리를 X로 하면, 0<X÷L<0.2를 만족시키도록 설정되어 있다.

(4) 축(200)이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 수지제 실(120)의 내주 측의 선단으로부터 굴곡부(133)의 절곡부(133a)까지의 반경방향 거리를 Y로 하면, 0.03 < Y÷L< 0.3을 만족시키도록 설정되어 있다. 또한, 「반경방향 거리」란 축방향의 어긋나는 분량만큼의 거리는 포함하지 않고, 반경방향에 따른 방향의 길이만의 거리를 의미한다.

(1)∼(4)와 같이 설정한 이유에 대해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 판 스프링(130)의 내주 측의 선단에 설치하는 굴곡부(133)에 대하여, 굴곡부(133)의 절곡각도 θ를 다양하게 바꾸어 가공하였을 때의 각도 θ와 상기 곡률반경 R의 실측치에 대해 나타낸 그래프이다. 또한, 그래프는 복수의 실측치에 기초한 근사 곡선을 나타내고 있다.

도면 중의 백색 동그라미는, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가지 않은 경우의 실측치를 나타내고 있다. 이에 대해, 도면 중의 흑색 동그라미는, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버린 경우의 실측치를 나타내고 있다. 이와 같이, 굴곡부(133)를 설치한다고 하더라도, 굴곡부(133)의 절곡 각도 θ가 작으면, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리는 것을 알았다. 그리고, 그래프로부터 굴곡부(133)의 절곡 각도 θ를 30°이상으로 설정함으로써, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다는 것을 알았다. 이상이 상기 (1)과 같이 설정한 이유이다.

도면 중의 백색 삼각형은, 굴곡부(133)에 있어서의 절곡부가 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리지 않은 경우의 실측치를 나타내고 있다. 이에 대해, 도면 중의 흑색 삼각형은, 굴곡부(133)에 있어서의 절곡부가 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버린 경우의 실측치를 나타내고 있다. 이와 같이, 굴곡부(133)를 설치함으로써, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리는 것을 억제할 수 있어도, 절곡부의 곡률 반경이 작으면, 이 절곡부가 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리는 것을 알았다. 또한, 도 6에는 수지제 실(120)에 판 스프링(130)의 절곡부가 먹혀 들어가 버린 때의 모습을 나타내고 있다(도면 중, T부분 참조). 그리고, 그래프로부터 상기의 곡률반경 R을 0.1mm 이상으로 설정함으로써, 절곡부가 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리는 것을 억제할 수 있다는 것을 알았다. 이상이 상기 (2)와 같이 설정한 이유이다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 절곡 각도 θ를 60°이하로 설정함으로써, 곡률 반경 R을 0.1mm 이상으로 설정할 수 있었다. 따라서, 30°＜θ＜60°로 설정하면, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리는 것을 억제할 수 있고, 또한 절곡부가 수지제 실(120)의 외주면에 먹혀 들어가 버리는 것도 억제할 수 있다는 것을 알았다.

또, (3)과 같이 설정한 이유는, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 축(200)에 직접 접촉해 버리는 것을 억제함과 더불어, 수지제 실(120)을 압압한다고 하는 판 스프링(130)의 본래의 기능을 안정적으로 발휘시키기 위함이다. 더욱이, (4)와 같이 설정한 이유는, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단을 수지제 실(120)의 외주면으로부터 보다 확실히 떨어지도록 함과 더불어, 수지제 실(120)을 압압한다는 판 스프링(130)의 본래의 기능을 안정적으로 발휘시키기 위함이다.

<본 실시예에 관련된 밀봉장치의 뛰어난 점>

본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)에 따르면, 판 스프링(130)에 굴곡부(133)가 갖춰짐으로써, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단은 수지제 실(120)의 외주면으로부터 떨어지도록 구성된다. 이로써, 축(200)을 삽입할 때 등에 있어서, 판 스프링(130)의 내주 측의 선단이 수지제 실(120)에 먹혀 들어가 버리는 것이 억제된다. 따라서, 수지제 실(120)이 판 스프링(130)에 의해 손상되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기와 같이 각 부의 치수를 설정함으로써, 보다 확실하게 수지제 실(120)의 손상을 억제할 수 있다.

또, 본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)는, 하우징(300)에 설치된 축공의 내주면에 밀착된 상태에서 감합되는 원통부(111)을 가진 금속환(110)을 갖춘 구성을 채용하고 있다. 이에 따라, 하우징(300)이 주물(예컨대, 알루미늄제의 주물)로 구성되는 경우이더라도, 금속환(110)의 외주면과 하우징(300)의 축공의 내주면 사이에 충분한 밀봉성을 얻을 수 있다. 즉, 하우징(300)의 축공의 내주면에 주소(鑄巢)와 같은 미소한 오목부가 복수 존재하고 있어도, 밀봉성을 발휘시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)는, 판모양이면서 고리모양의 수지부재에 의해 구성되고, 외주 측이 금속환(110)에 고정되어 내주 측이 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 변형된 상태에서 축(200)의 외주면에 접동자재로 밀착되는 수지제 실(120)을 갖춘 구성을 채용하고 있다. 이에 따라, 고무상 탄성체제의 실을 이용한 경우에 비해 내열성 등이 뛰어나고 접동마모를 적게 할 수 있다.

그리고, 본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)는, 수지제 실(120)의 내주 측을 반경방향 내측으로 향해 압압하는 판 스프링(130)을 갖추고 있다. 따라서, 고온환경하에서 장시간 사용됨으로써, 수지제 실(120) 자체에 소성 변형이 생겨도, 장기에 걸쳐 안정한 밀봉성을 유지할 수 있다.

(실시예 2)

도 8에는 본 발명의 실시예 2가 도시되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 판 스프링 중 굴곡부보다 더 반경방향의 외측에, 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 절곡 가공이 실시되어 있는 경우의 구성에 대해 설명한다. 그 밖의 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)에 있어서도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 금속환(110)과, 수지제 실(120)과, 판 스프링(130)과, 금속환(110)의 내주면에 고정되는 금속제의 고정환(140)으로 구성된다. 금속환(110), 수지제 실(120) 및 고정환(140)의 구성에 대해서는, 상기 실시예 1과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.

또, 본 실시예에 있어서도, 판 스프링(130)에는 판 스프링(130)의 내주 측의 선단부의 일부가 미리 절곡된 굴곡부(133)가 갖추어져 있다. 또한, 실시예 1에서 나타낸 치수 설정 중 (1)과 (2)에 대해서는 상기 실시예 1과 마찬가지이다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 판 스프링(130)에는 굴곡부(133)보다 반경방향 외측에, 미리 밀봉장치(100) 사용 시에 있어서의 밀봉대상영역 측(도면 중, 우측)으로 향해 만곡하도록 절곡 가공이 실시되어 있다(도면 중, 만곡부(134) 참조). 이 점만이 상기 실시예 1의 경우와 다르다. 상기 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 밀봉장치(100)에 축(200)이 삽입됨으로써, 판 스프링(130)의 내주 측은 밀봉대상영역 측(고압 측(H))으로 향해 만곡하도록 변형된다.

여기서, 판 스프링(130)에 의한 압압력을 장기간에 걸쳐 안정시키기 위해서는, 축(200)의 삽입에 따라 변형되는 판 스프링(130)의 변형량은, 탄성역 내에 거두는 것이 바람직하다. 즉, 소성변형이 생기지 않도록 하는 것이 바람직하다. 상기 실시예 1의 경우에는, 축(200)의 삽입에 따른 판 스프링(130)의 변형량이 비교적 많아지기 때문에, 변형량을 탄성역 내에 거둘 수 없는 경우가 있다. 그래서, 본 실시예에 있어서는, 판 스프링(130)의 내주 측에 절곡 가공을 실시함으로써, 미리 어느 정도 소성변형시키고 있다. 이에 따라, 축(200)의 삽입에 따라 변형되는 판 스프링(130)의 변형량을 적게 할 수 있고, 축(200)의 삽입에 의해 변형되는 변형량을 탄성역 내에 거두는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이 구성되는 밀봉장치(100)에 있어서도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 판 스프링(130)의 내주 측의 부분과 수지제 실(120)의 내주 측의 부분에 미리 절곡 가공을 실시함으로써, 사용 시에 있어서의 밀봉대상영역 측(고압 측(H))으로부터 밀봉대상 영역과는 반대 측(저압 측(L))으로 축(200)을 삽입하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 이 경우, 수지제 실(120)에 절곡 가공이 실시된 상태에서, 수지제 실(120)의 내주단의 내경(최소부분의 내경)이 축(200)의 선단의 외경보다 커지도록 설정할 필요가 있음은 물론이다.

(실시예 3)

도 9에는 본 발명의 실시예 3이 도시되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 판 스프링의 선단에서의 잠식 억제 구조의 구성이 상기 실시예 1의 경우와는 다른 구성에 대해 나타낸다. 그 밖의 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도 9는 본 발명의 실시예 3에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다. 도 9는 실시예 1에서 나타낸 도 2 중 AA 단면도에 상당하며, 깊이선을 생략하고 또한 일부를 확대하여 나타내고 있다. 본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)에 있어서도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 금속환(110)과, 수지제 실(120)과, 판 스프링(130)과, 금속환(110)의 내주면에 고정되는 금속제의 고정환(140)으로 구성된다. 금속환(110), 수지제 실(120) 및 고정환(140)의 구성에 대해서는 상기 실시예 1과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 판 스프링(130)에는 판 스프링(130)의 내주 측의 선단부의 일부가 미리 절곡된 만곡부(133X)가 갖추어져 있다. 이 만곡부(133X)는 판 스프링(130)의 선단이 되접어 꺽이도록 만곡함으로써 구성되어 있다. 이 점만이 상기 실시예 1의 경우와 다르다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 만곡부(133X)에 의해 잠식 억제 구조가 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 밀봉장치(100)에 축(200)이 삽입됨으로써 판 스프링(130)의 내주 측은 밀봉대상영역 측(고압 측(H))으로 향해 만곡하도록 변형된다.

이상과 같이 구성되는 밀봉장치(100)에 있어서는, 만곡부(133X)에 의해 판 스프링(130)의 선단이 되접어 꺽여 있기 때문에, 판 스프링(130)의 선단이 수지제 실(120)에 먹혀 들어가 버리는 일은 없다. 또, 만곡부(133X) 자체가 수지제 실(120)에 먹혀 들어가 버리는 일도 없다. 또한, 본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 2에서 나타낸 바와 같이, 만곡부(133X)보다 반경방향 외측에, 미리 밀봉장치(100)의 사용 시에 있어서의 밀봉대상영역 측(도면 중, 우측)으로 향해 만곡하도록 절곡 가공이 실시되는 구성을 채용해도 좋다.

(실시예 4)

도 10에는 본 발명의 실시예 4가 도시되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 판 스프링의 선단에서의 잠식 억제 구조의 구성이 상기 실시예 1의 경우와는 다른 구성에 대해 나타낸다. 그 밖의 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하므로, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도 10은 본 발명의 실시예 4에 관련된 밀봉장치의 모식적 단면도이다. 도 10은 실시예 1에서 나타낸 도 2 중의 AA 단면도에 상당하며, 깊이선을 생략하고 또한 일부를 확대하여 나타내고 있다. 본 실시예에 관련된 밀봉장치(100)에 있어서도, 상기 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 금속환(110)과, 수지제 실(120)과, 판 스프링(130)과, 금속환(110)의 내주면에 고정되는 금속제의 고정환(140)으로 구성된다. 금속환(110), 수지제 실(120) 및 고정환(140)의 구성에 대해서는, 상기 실시예 1과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.

그리고, 본 실시예에 있어서는, 판 스프링(130)의 선단에 판 스프링(130)의 선단을 덮는 보호부(133Y)가 설치됨으로써 잠식 억제 구조가 구성되어 있다. 이 점만이 상기 실시예 1의 경우와 다르다. 보호부(133Y)에 대해서는, 예를 들어 수지재 등을 판 스프링(130)의 선단에 접착시킴으로써 구성할 수 있다. 본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 밀봉장치(100)에 축(200)이 삽입됨으로써, 판 스프링(130)의 내주 측은 밀봉대상영역 측(고압 측(H))으로 향해 만곡하도록 변형된다.

이상과 같이 구성되는 밀봉장치(100)에 있어서는, 보호부(133Y)에 의해 판 스프링(130)의 선단이 덮여 있기 때문에, 판 스프링(130)의 선단이 수지제 실(120)에 먹혀 들어가 버리는 일은 없다. 또, 보호부(133Y)의 형상이나 재료를 적당히 설정함으로써, 보호부(133Y)가 수지제 실(120)에 먹혀 들어가 버리는 일도 없다. 또한 본 실시예에 있어서도, 상기 실시예 2에서 나타낸 바와 같이, 보호부(133Y)보다 반경방향 외측에, 미리 밀봉장치(100) 사용 시에 있어서의 밀봉 대상 영역 측(도면 중, 우측)으로 향해 만곡하도록 절곡 가공이 실시되는 구성을 채용해도 좋다.

100 밀봉장치
110 금속환
111 원통부
112 내향 플랜지부
113 조임부
120 수지제 실
130 판 스프링
131 내주 측 슬릿
132 외주 측 슬릿
133 굴곡부
133X 만곡부
133Y 보호부
134 만곡부
140 고정환
141 원통부
142 내향 플랜지부
200 축
300 하우징

Claims

상대적으로 이동하는 축과 하우징 사이의 환상 간극을 밀봉하는 밀봉장치에 있어서,
상기 하우징에 설치된 축공의 내주면에 감합되는 원통부와, 상기 원통부의 일단 측으로부터 반경방향 내측으로 향해 신장하는 내향 플랜지부와, 상기 원통부의 타단 측에 있어서 반경방향 내측으로 향해 절곡됨으로써 형성되는 조임부를 가진 금속환과,
판모양이면서 고리모양의 수지 부재에 의해 구성되는 수지제 실,
판모양이면서 고리모양의 금속 부재에 의해 구성되는 판 스프링,
상기 금속환의 내주면 측에 고정되고, 상기 타단 측에서 상기 조임부에 닿는 고정환을 갖추고,
상기 수지제 실의 외주 측의 단부와 상기 판 스프링의 외주 측의 단부가, 상기 내향 플랜지부와 상기 고정환의 사이에 압축됨으로써, 상기 수지제 실의 외주 측과 상기 판 스프링의 외주 측이 상기 금속환에 고정되는 밀봉장치로서,
상기 수지제 실은, 상기 밀봉장치에 상기 축이 삽입되는 과정에서 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 구성된 만곡부를 내주 측에 가지며,
상기 판 스프링은,
상기 밀봉장치에 상기 축이 삽입되는 과정에서 상기 수지제 실을 따라 만곡하도록 변형되고, 상기 수지제 실의 만곡한 부분을 상기 판 스프링의 탄성복원력에 의해 반경방향 내측으로 향해 압압하도록 구성된 압압부를 내주 측에 가짐과 더불어,
미리 외주 측으로 절곡된 굴곡부를 내주 측의 선단부에 가지며,
상기 굴곡부에 의해, 상기 밀봉장치에 상기 축이 삽입되는 과정에서 상기 수지제 실로의 먹혀듦이 억제되는 잠식 억제 구조를 이루며,
상기 축이 삽입된 상태에서,
상기 판 스프링의 내주 측의 선단이 상기 수지제 실의 외주면으로부터 떨어지도록 상기 판 스프링의 내주 측의 선단부의 일부가 미리 절곡된 굴곡부에 의해
상기 수지제 실로의 먹혀듦이 억제되는 잠식 억제 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 굴곡부에서의 상기 수지제 실 측의 절곡각도 θ는 30°이상인 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 굴곡부의 절곡부 중 상기 수지제 실 측의 곡률반경 R은 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,　상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 수지제 실의 반경방향의 폭을 L로 하고, 상기 판 스프링의 내주 측의 선단과 상기 수지제 실의 내주 측의 선단과의 반경방향 거리를 X로 하면,
　0 < X÷L< 0.2
을 만족시키는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,　상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 수지제 실의 반경방향의 폭을 L로 하고, 상기 수지제 실의 내주 측의 선단으로부터 상기 굴곡부(133)의 절곡부(133a)까지의 반경방향 거리를 Y로 하면,
　0.03 < Y÷L< 0.3
을 만족시키는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 상기 굴곡부는 되접어 꺽이도록 만곡하는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
상대적으로 이동하는 축과 하우징 사이의 환상 간극을 밀봉하는 밀봉장치에 있어서,
상기 하우징에 설치된 축공의 내주면에 감합되는 금속환과,
판모양이면서 고리모양의 수지 부재에 의해 구성되고, 외주 측이 상기 금속환에 고정되어 상기 축의 삽입에 따라 내주 측이 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 변형된 상태에서 상기 축의 외주면에 접동 자재로 밀착되는 수지제 실과,
판모양이면서 고리모양의 금속 부재에 의해 구성되고, 외주 측이 상기 금속환에 고정되어 상기 축의 삽입에 따라 내주 측이 상기 수지제 실을 따라 만곡하도록 변형되고, 당해 수지제 실의 내주 측을 반경방향 내측으로 향해 압압하는 판 스프링을 갖춤과 더불어,
상기 판 스프링의 선단은, 상기 판 스프링의 선단에, 당해 판 스프링의 선단을 덮는 보호부가 설치됨으로써, 상기 수지제 실로의 먹혀듦이 억제되는 잠식 억제 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
금속환과, 판모양이면서 고리모양의 수지 부재에 의해 구성되고 외주 측이 상기 금속환에 고정되는 수지제 실과, 판모양이면서 고리모양의 금속 부재에 의해 구성되고 외주 측이 상기 금속환에 고정되는 판 스프링을 갖추고, 상대적으로 이동하는 축과 하우징과의 사이의 환상 간극을 밀봉하는 밀봉장치의 장착방법으로서,
상기 하우징에 설치된 축공 내에 상기 밀봉장치를 삽입하여 상기 축공 내에 감합하는 공정과,
사용 시에 있어서의 밀봉대상영역과는 반대 측으로부터 사용 시에 있어서의 밀봉대상영역 측으로 상기 축을 삽입하는 공정을 갖는 밀봉장치의 장착방법에 있어서,
상기 축을 삽입하는 공정에 있어서, 상기 수지제 실의 내주 측을 상기 밀봉대상영역 측으로 향해 만곡하도록 변형시키면서, 또한 상기 판 스프링의 내주 측을 상기 수지제 실을 따라 만곡하도록 변형시키면서, 상기 축을 삽입하고,
상기 판 스프링의 선단은, 상기 밀봉장치에 상기 축을 삽입하는 과정에서 수지제 실 및 상기 판 스프링이 변형될 때에, 상기 수지제 실로의 먹혀듦이 억제되는 잠식 억제 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 장착방법.
제8항에 있어서, 상기 축이 삽입된 상태에서 상기 판 스프링의 내주 측의 선단이 상기 수지제 실의 외주면으로부터 떨어지도록 상기 판 스프링의 내주 측의 선단부의 일부가 미리 절곡된 굴곡부에 의해 상기 잠식 억제 구조가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 장착방법.
제9항에 있어서, 상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 굴곡부에서의 상기 수지제 실 측의 절곡각도 θ는 30°이상인 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 장착방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 굴곡부의 절곡부 중 상기 수지제 실 측의 곡률반경 R은 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 장착방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,　상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 수지제 실의 반경방향의 폭을 L로 하고, 상기 판 스프링의 내주 측의 선단과 상기 수지제 실의 내주 측의 선단과의 반경방향 거리를 X로 하면,
　0 < X÷L< 0.2
을 만족시키는 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 장착방법.
제9항 또는 제10항에 있어서,　상기 축이 삽입되기 전의 상태에 있어서, 상기 수지제 실의 반경방향의 폭을 L로 하고, 상기 수지제 실의 내주 측의 선단으로부터 상기 굴곡부(133)의 절곡부(133a)까지의 반경방향 거리를 Y로 하면,
　0.03 < Y÷L< 0.3
을 만족시키는 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 장착방법.
제8항에 있어서, 상기 판 스프링의 선단이 되접어 꺽이도록 만곡하는 만곡부에 의해 상기 잠식 억제 구조가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 장착방법.