KR200282446Y1 - 핀 와이퍼 씰 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 건설중장비 등의 역학적 연결부위에 사용되는 핀 와이퍼 씰에 관한 것으로, 보다 상세하게는 립의 구조를 개선하여 그 효능을 향상시키고자 하는 핀 와이퍼 씰 구조에 관한 고안이다.

이를 위해 본 고안은 중장비용 동력전달 구조체 간을 연결하는 구조에서, 각 구조체와 링크 또는 각 구조체 간에 핀으로 연결되는 보스가 그 내면에 부시가 심어지고 양 단면에는 요입부가 형성되어 구비되고, 상기 요입부에 삽입되는 씰에 있어서, 상기 씰이 단면이 Ｌ자상의 환대형 보강재와 단면이 ㄷ자상의 환대형 립으로 되고, 상기 립의 내측 일단이 돌출되어 2중 립이 형성된 것임을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안은 그리스를 밀봉하는 씰이 많은 압력을 받아도 씰링에 이상이 없도록 하는 구조를 제공하여 그리스가 소요부위에 적량이 오랫동안 유지되도록 함으로서 마찰부위에 적절한 윤활이 되도록 하여 고가의 중장비의 보수기간을 보장하며, 특히 예기치 못한 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하고자 완성된 유용하고 효과적인 고안이다.

Description

핀 와이퍼 씰 구조{Construction of Pin Wiper Seal}

본 고안은 건설중장비 등의 역학적 연결부위에 사용되는 핀 와이퍼 씰에 관한 것으로, 보다 상세하게는 립의 구조를 개선하여 그 효능을 향상시키고자 하는 핀 와이퍼 씰 구조에 관한 고안이다.

건설용 중장비인 엑스카베이터(일명 크레인)나 지게차 등은 엔진의 동력을 전환하여 여러 가지 링크 기구를 통해 작업을 수행하는데, 예컨대 엑스카베이터는 차체 전면에 위치되는 버킷으로 토건작업을 할 시에 엔진의 동력이 붐(Boom) 및 암(Arm)이라는 구조체를 거쳐서 버킷으로 전달되어 조작자의 의사대로 버킷이 움직임으로서 작업이 수행되며, 이때 각 구조체 간에는 링크(Link)로 연결되어 지렛대의 원리에 의하여 각 구조체가 그들의 축에서 스윙됨으로서 이들 움직임의 합성에 의하여 요구되는 작업이 수행됨으로, 링크는 동력전달 수단으로서 중요한 위치를 점하고 있는 것이다.

그런데, 링크의 연결부위는 피봇턴(Pivot Turn)이 가능하면서 전단변형에 대한 충분한 지지력을 가져야 소기의 목적인 각 구조체의 스윙을 적절히 지지 전달할 수 있으므로, 링크의 연결부위는 특수강으로 되는 굵은 핀을 축으로 사용하는 것이 일반적이며, 이때 핀은 충분한 전단응력을 가지면서 부드러운 회전을 보장하도록 윤활이 되어야 함으로 핀이 박히는 부위에는 부시를 삽입하고 그리스를 주입하여 부드럽게 스윙될 수 있도록 한다.

그러나, 핀과 부시의 사이에 주입되는 그리스는 점도가 높아서 장기간 윤활능력을 가지는 반면, 대기중에서 탈수에 의한 응고되던가 이물질의 침입이 되면 윤활능력의 저하가 일어나기 때문에, 그리스의 주입부위는 씰링을 하여 그리스의 내구성을 보호해야할 필요가 있으며, 이러한 이유로 개발된 것이 도 5에 도시한 핀 와이퍼 씰로서, 이는 본 고안의 구성상태 발췌도인 도 3에서 C-C선을 절단하여 보시한 도 4에 상응하는 단면 상태도 이다.

즉, 종래의 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 중장비용 동력전달 구조체(B) 간을 연결하는 구조에 있어서, 각 구조체(B)와 링크(L) 또는 각 구조체 간에 핀(P)으로 연결되는 보스(1)가 그 내면에 부시(11)가 심어지고 양 단면에는 요입부(12)가 형성되어 구비되고, 단면이 Ｌ자상의 환대형 보강재(23)와 단면이 ㄷ자상의 환대형 립(21)으로 되는 씰(2)이 상기 요입부(12)에 삽입되어 이루어지는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 종래의 고안은 보스(1)의 내면인 부시(11)와 핀(P)간에는 저항 없는 미끄럼이 되어야 하며, 부시(11)는 자체로서 오일레스 베어링의 기능을 가지나, 보다 원활한 미끄럼을 위하여 보스(11)의 외주에서 내면측으로 천공되는 주입구(13)를 통해 그리스가 주입되는데, 주입된 그리스(G)는 보스(1)의 양측에 형성된 요입부(12)에서 씰(2)에 의하여 밀봉됨으로 외기를 차단하여 주유된 그리스(G)의 내구성을 유지하게 하면서 토건작업시 침입될 수 있는 외부의 흙먼지 등을 차단하게 된다.

그러나, 핀(P)과 보스(1)의 부시(11)간에는 회전력과 전단변형력이 함께 작용됨으로 아무리 정밀한 가공으로 저항력을 작게 하여도 반복작업 시에는 많은 마찰열이 발생되어 주입된 그리스가 팽창됨으로 주입구(13)가 밀봉된 상태에서는 팽창된 그리스는 씰(2)을 밀어내고 누출되게 되며, 이렇게 그리스(G)가 누출되면 윤활이 부적절하여 마모가 심해짐으로 이들 마찰부위는 충분한 내구성을 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 파손에 의한 안전사고의 위험까지 않고 있는 것이다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하고자 이를 예의 주시하고 연구하여 오던 바 안출된 것인데, 그리스를 밀봉하는 씰이 많은 압력을 받아도 씰링에 이상이 없도록 하는 구조를 제공하여 그리스가 소요부위에 적량이 오랫동안 유지되도록 함으로서 마찰부위에 적절한 윤활이 되도록 하여 고가의 중장비의 보수기간을 보장하며, 특히 예기치 못한 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하고자 완성된 고안으로, 이를 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 구성상태도,

도 2는 도 1의 A부 발췌 상태도,

도 3은 도 2의 B부 발췌 상태도,

도 4는 도 3의 C-C선 단면도,

도 5는 종래 고안의 구성 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 보스

11. 부시 12. 요입부 13. 주입구

2. 씰

21. 립(lip) 22. 2중 립

221. 내면 222. 밀봉면

23. 보강재

B. 구조체(붐, 암 또는 버킷) L. 링크 P. 핀 G. 그리스

도 1은 본 고안의 구성상태도이고, 도 2는 본 고안의 시방을 알 수 있도록 도 1의 A부를 발췌하여 확대 도시한 상태도이고, 도 3은 다시 도 2의 B부를 발췌하여 보다 더 확대 도시한 상태도이고, 도 4는 도 3의 C-C선 단면도이다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 중장비용 동력전달 구조체(B) 간을 연결하는 구조에서, 각 구조체(B)와 링크(L) 또는 각 구조체 간에 핀(P)으로 연결되는 보스(1)가 그 내면에 부시(11)가 심어지고 양 단면에는 요입부(12)가 형성되어 구비되고, 상기 요입부(12)에 삽입되는 씰(2)에 있어서, 상기 씰(2)이 단면이 Ｌ자상의 환대형 보강재(23)와 단면이 ㄷ자상의 환대형 립(21)으로 되고, 상기 립(21)의 내측 일단이 돌출되어 2중 립(22)이 형성된 것임을 특징으로 한다.

상기한 구성에 있어서, 상기 돌출된 2중 립(22)의 내면(221)은 만곡 돌출되게 하고, 상기 돌출된 2중 립(22)의 밀봉면(222)은 만곡 요입되게 하는 것임을 특징으로 하면 바람직하다.

이하, 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 중장비용 동력전달 구조체(B) 간을 연결하는 구조에서, 각 구조체(B)와 링크(L) 또는 각 구조체 간에 핀(P)으로 연결되는 보스(1)가 그 내면에 부시(11)가 심어지고 양 단면에는 요입부(12)가 형성되어 구비되고, 상기 요입부(12)에 삽입되는 씰(2)에 있어서, 상기 씰(2)이 단면이 Ｌ자상의 환대형 보강재(23)와 단면이 ㄷ자상의 환대형 립(21)으로 되고, 상기 립(21)의 내측 일단이 돌출되어 2중 립(22)이 형성된 것인데, 본 고안은 씰(2)에 2중 립(22)이 형성된 것임으로, 예컨대 부시(1)와 핀(P)간에 마찰력이 크던가 또는 구조체(B, B)간 이나 구조체(B)와 링크(L)간에 걸리는 힘이 핀(P)을 편심(片心)시켜서 마찰력이 커져서 마찰력이 허용치 이상으로 발생하여 그리스(G)가 팽창되어도 일단은 2중 립(22)이 이를 지지하며 씰링을 유지하면서 외측에 형성되는 립(21)이 최종적으로 밀폐를 함으로로서 기밀을 유지할 수 있게 되며, 특히, 립(21)은 외부의 흙먼지가 침입하는 것을 막도록 하면서 2중 립(22)은 그리스(G)의 기밀을 유지하도록 하는 등의 분담된 전문화를 도모함으로서 씰(2)의 각부를 특화시키기 용이하여, 향후의 특화된 씰(2)로서의 개발 가능성을 향상시키게 된다.

본 고안의 다른 구성에 의하면, 이는 상기한 구성과 더불어, 상기 돌출된 2중 립(22)의 내면(221)은 만곡 돌출되게 하고, 상기 돌출된 2중 립(22)의 밀봉면(222)은 만곡 요입되게 하는 것으로 하였는데, 이렇게 2중 립(22)중 주입된 그리스(G)로부터 압력을 받는 밀봉면(222)을 만곡 요입되게 하면, 그리스(G)에서받는 압력이 만곡 요입된 밀봉면(222)의 전면적에 대하여 동일하게 압력을 작용하나, 2중 립(22)의 하부는 힘의 작용방향이 립(22)을 핀(P)측으로 밀어붙이게 작용됨으로 밀폐력을 보다 향상시킬 수 있으며, 내면(221)을 만곡 돌출되게 하는 것은 2중 립(22)의 살 두께를 유지하기 위한 배려이다.

본 고안은 그리스를 밀봉하는 씰이 많은 압력을 받아도 씰링에 이상이 없도록 하는 구조를 제공하여 그리스가 소요부위에 적량이 오랫동안 유지되도록 함으로서 마찰부위에 적절한 윤활이 되도록 하여 고가의 중장비의 보수기간을 보장하며, 특히 예기치 못한 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하고자 완성된 유용하고 효과적인 고안이다.

Claims (2)

1. 중장비용 동력전달 구조체(B) 간을 연결하는 구조에서, 각 구조체(B)와 링크(L) 또는 각 구조체 간에 핀(P)으로 연결되는 보스(1)가 그 내면에 부시(11)가 심어지고 양 단면에는 요입부(12)가 형성되어 구비되고, 상기 요입부(12)에 삽입되는 씰(2)에 있어서,

   상기 씰(2)이 단면이 Ｌ자상의 환대형 보강재(23)와 단면이 ㄷ자상의 환대형 립(21)으로 되고, 상기 립(21)의 내측 일단이 돌출되어 2중 립(22)이 형성된 것임을 특징으로 하는 핀 와이퍼 씰 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 돌출된 2중 립(22)의 내면(221)은 만곡 돌출되게 하고, 상기 돌출된 2중 립(22)의 밀봉면(222)은 만곡 요입되게 하는 것임을 특징으로 하는 핀 와이퍼 씰 구조.