KR200363808Y1 - O-ring having multiple grooves formed on outer surface of a cross section along longitudinal direction - Google Patents
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Abstract
본 고안은 용기 구조물 내부에 밀봉된 가스나 액체 등의 유체가 외부로 누설되는 것이나, 외부의 이물질이 용기 내부로 침입하는 것을 차단하기 위한 오링에 관한 것이다. 보다 상세하게는 오링의 단면의 외주면을 따라서 길이방향으로 복수의 그루브가 형성되어 밀봉을 보다 효과적으로 할 수 있는 오링에 관한 것이다.The present invention relates to an o-ring for preventing the leakage of a fluid, such as a gas or a liquid sealed inside the container structure to the outside, the foreign matter from entering the container. More specifically, the present invention relates to an O-ring capable of sealing more effectively by forming a plurality of grooves in the longitudinal direction along the outer circumferential surface of the cross section of the O-ring.
본 고안에 의한 오링은, 탄성 재료로 제조된 오링에 있어서, 상기 오링 단면의 외주면에는 길이 방향으로 복수의 그루브가 형성되어 있고, 상기 각각의 그루브는 동일한 단면 형상을 갖고, 단면의 원주방향으로 일정한 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.O-ring according to the present invention, in the O-ring made of an elastic material, a plurality of grooves are formed in the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the cross section of the O-ring, each groove has the same cross-sectional shape, constant in the circumferential direction of the cross section Characterized in that formed at intervals.
본 고안에 의하면, 오링의 밀봉을 위하여 탄성변형을 크게 할 경우에도 국부적인 접촉면압의 집중 현상이 발생하지 않고, 아울러 탄성 복원력이 감소되지 않는 구조를 갖는 오링을 제공한다.According to the present invention, even when the elastic deformation is increased for the sealing of the O-ring, there is provided a O-ring having a structure in which local concentration of contact surface pressure does not occur and elastic restoring force is not reduced.
Description
본 고안은 용기 구조물 내부에 밀봉된 가스나 액체 등의 유체가 외부로 누설되는 것이나, 외부의 이물질이 용기 내부로 침입하는 것을 차단하기 위한 오링에 관한 것이다. 보다 상세하게는 오링의 단면의 외주면을 따라서 길이방향으로 복수의 그루브가 형성되어 밀봉을 보다 효과적으로 할 수 있는 오링에 관한 것이다.The present invention relates to an o-ring for preventing the leakage of a fluid, such as a gas or a liquid sealed inside the container structure to the outside, the foreign matter from entering the container. More specifically, the present invention relates to an O-ring capable of sealing more effectively by forming a plurality of grooves in the longitudinal direction along the outer circumferential surface of the cross section of the O-ring.
종래의 오링은 단일 소재로 제조되어, 단면이 단순한 원형상을 구비하고 있으며, 용기 구조물에 형성된 사각단면 형상의 홈에 삽입하고 플랜지 등으로 가압하여 설치된다. 압력 용기 등의 홈에 삽입되어 설치된 오링은, 초기에 원형인 단면 형상이 밀봉된 유체와 접촉하면서 압축력을 받거나, 작동유체의 압력과 온도 변화 등에 의하여 탄성 변형이 일어나서 오링을 설치한 홈과 플랜지 사이에서 압착되어 밀봉 작용을 한다.The conventional O-ring is made of a single material, has a simple circular cross section, and is inserted into a groove having a rectangular cross-sectional shape formed in a container structure and pressed by a flange or the like. The O-ring inserted into the groove of the pressure vessel is subjected to a compressive force in contact with the sealed fluid whose circular cross-section is initially circular, or between the groove and the flange where the O-ring is installed due to elastic deformation caused by pressure or temperature change of the working fluid. Press to act as a sealing.
도 1은 종래의 단일체 오링을 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래의 단일체 오링이 설치된 상태를 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 점선으로 나타낸 초기의 원형 단면을 갖는 오링(20)은 밀봉하고자 하는 용기 등의 구조물에 형성된 사각단면 형상의 오링설치홈(10)에 삽입되고, 상기 오링설치홈(10)의 상부를 플랜지(11)로 가압하여 밀봉한다. 플랜지(11)에 의한 압축력이 오링(20)에 가해지면, 오링설치홈(10)과 플랜지(11)에 접하는 오링(20)의 접촉면 (20a,20b,20c,20d)이 변형되어 국부적으로 압축력(또는, 밀봉력)이 집중되고, 동시에 오링(20)의 탄성 변형량은 크게 발생한다.1 is a perspective view showing a conventional one-piece O-ring, Figure 2 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional one-piece O-ring is installed. As shown in FIGS. 1 and 2, an o-ring 20 having an initial circular cross section shown by a dotted line is inserted into an o-ring installation groove 10 having a rectangular cross-sectional shape formed in a structure such as a container to be sealed, and the o-ring The upper portion of the installation groove 10 is sealed by pressing the flange (11). When the compressive force by the flange 11 is applied to the O-ring 20, the contact surface (20a, 20b, 20c, 20d) of the O-ring installation groove 10 and the O-ring 20 in contact with the flange 11 is deformed locally (Or sealing force) is concentrated, and at the same time, the amount of elastic deformation of the O-ring 20 is largely generated.
상기와 같은 종래의 오링은, 단면 형상이 단순한 원형이므로 제조가 간단하나, 사각형상의 홈이나 플랜지와의 접촉부에 걸리는 밀봉압력을 높이기 위해 압축율을 증가시키면 구조물과의 접촉면에서는 탄성 변형이 크게 발생하여 접촉 응력이 균일하게 분포하지 않고 국부적으로 집중되는 문제가 발생한다.The conventional O-ring as described above is simple to manufacture because of its simple cross-sectional shape. However, when the compressibility is increased to increase the sealing pressure applied to the contact portion with the rectangular groove or the flange, the elastic deformation is greatly generated at the contact surface with the structure. The problem arises that the stress is not evenly distributed but is concentrated locally.
또한 탄성변형을 크게하여 오링의 접촉면압을 증가시키면 초기에는 밀봉성을 유지하나, 시간이 경과함에 따라서 오링의 탄성 복원력이 떨어지게 되어 영구 변형율이 증가되면서 내구성이 악화되는 문제점이 있다. 특히, 밀봉된 유체에 의한 압력이나 온도 하중에 의해 오링에 반복적인 변형이 발생하면, 피로 하중에 의한 오링의 밀봉 내구성이 현저하게 약화되어 누설이 발생하는 문제점이 있다.In addition, when the contact surface pressure of the O-ring is increased by increasing the elastic deformation, the initial sealability is maintained. However, as time passes, the elastic restoring force of the O-ring decreases, and thus the durability is deteriorated as the permanent strain is increased. In particular, if the O-ring repeatedly deforms due to the pressure or temperature load caused by the sealed fluid, the sealing durability of the O-ring due to the fatigue load is significantly weakened, causing a problem of leakage.
즉, 종래의 원형단면을 갖는 오링은 밀봉성을 높이기 위하여 압축율을 증가시킴에 따라서, 국부적인 변형량 및 접촉면압 증가로 탄성 복원력과 내구성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.That is, the conventional O-ring having a circular cross section has a problem in that elastic restoring force and durability are remarkably inferior due to the increase in the local deformation amount and the contact surface pressure as the compression rate is increased to increase the sealing property.
본 고안은 상기와 같이 오링의 밀봉을 위하여 탄성변형을 크게 할 경우에도 국부적인 접촉면압의 집중 현상이 발생하지 않고, 아울러 탄성 복원력이 감소되지 않는 구조를 갖는 오링을 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 단면의 외주면에 길이방향으로 복수의 그루브가 형성된 오링을 제공하여, 오링의 압축율이 증가하여도 복수의 그루브와 압력용기의 사각형상 홈이 접촉하는 부분의 접촉 면압이 여러 곳으로 고르게 분산되어 균일한 접촉면압이 형성되고, 반복 변동하중에 대한 내구성을 증대시킬 수 있는 오링을 제공하는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide an O-ring having a structure in which local concentration of contact surface pressure does not occur even when the elastic deformation is increased to seal the O-ring as described above, and the elastic restoring force is not reduced. That is, by providing the O-ring formed with a plurality of grooves in the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the cross-section, even if the compression ratio of the O-ring increases, the contact surface pressure of the portion where the grooves and the rectangular groove of the pressure vessel contacts evenly distributed to various places It is an object to provide an O-ring capable of forming a uniform contact surface pressure and increasing durability against repeated fluctuating loads.
또한, 본 고안은 오링의 압축시 탄성계수를 적절히 조절하기 위하여 오링의 내부에 다른 재질로 제조된 내부링을 더 포함하는 복합체 오링을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide a composite O-ring further comprising an inner ring made of a different material in the interior of the O-ring in order to properly adjust the elastic modulus during compression of the O-ring.
도 1은 종래의 오링의 사시도1 is a perspective view of a conventional O-ring
도 2는 종래의 오링이 설치된 상태를 나타내는 단면도2 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional O-ring is installed
도 3은 본 고안에 따른 외주면에 원주방향으로 형성된 복수의 그루브를 구비한 오링의 사시도Figure 3 is a perspective view of the O-ring having a plurality of grooves formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface according to the present invention
도 4는 도 3의 오링이 설치된 상태를 나타내는 단면도4 is a cross-sectional view showing a state in which the O-ring of FIG. 3 is installed.
도 5는 본 고안에 따른 외주면에 단면의 원주방향으로 형성된 복수의 그루브를 구비한 오링의 다른 실시예의 설치된 상태를 나타내는 단면도Figure 5 is a cross-sectional view showing an installed state of another embodiment of the O-ring having a plurality of grooves formed in the circumferential direction of the cross section on the outer peripheral surface according to the present invention
<도면 부호의 간단한 설명><Short description of drawing symbols>
10 오링설치홈 11 플랜지10 O-ring mounting groove 11 Flange
20 원형단면을 갖는 오링 20a,20b,20c,20d 접촉면O-rings 20a, 20b, 20c, 20d with 20 circular cross sections
30 그루브를 갖는 오링(파형오링) 31 변형전의 단면 형상O-rings with 30 grooves (waveform o-rings) 31 Cross-sectional shape before deformation
30a,30b,30c,30d 접촉면 40 그루브를 갖는 복합체 오링30a, 30b, 30c, 30d Composite O-ring with 40 Grooves
41 변형전 단면 형상 40a,40b,40c,40d 접촉면41 Cross-sectional shape before deformation 40a, 40b, 40c, 40d Contact surface
43 외부링 44 내부링43 Outer Ring 44 Inner Ring
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 오링은, 탄성 재료로 제조된 오링에 있어서, 상기 오링 단면의 외주면에는 길이 방향으로 복수의 그루브가 형성되어 있고, 상기 각각의 그루브는 동일한 단면 형상을 갖고, 단면의 원주방향으로 일정한 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.O-ring according to the present invention for achieving the above object, in the O-ring made of an elastic material, a plurality of grooves are formed in the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the cross section of the O-ring, each groove has the same cross-sectional shape It is characterized in that formed at regular intervals in the circumferential direction of the cross section.
또한, 본 고안에 의한 오링은 상기 복수의 그루브가 단면의 원주방향으로 산과 골이 연속적으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 그루브의 단면 형상은 설치되는 환경에 따라서, 정현파형상, 구형파형상, 반원형상, 사다리꼴형상, 타원형상 중에서 선택할 수 있다. 상기 복수의 그루브는 밀봉 효과를 높이기 위하여 압축 변형이 될 경우, 적어도 2개 이상의 산이 오링에 삽입되는 사각형상 홈의 측면과 접촉하도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 오링의 탄성계수를 적절히 조절하기 위하여, 상기 오링의 단면의 중심부에는 길이 방향으로 삽입되고 외부링과 다른 탄성계수를 갖는 재료로 제조된 내부링을 더 포함할 수도 있다.In addition, the O-ring according to the present invention is preferably such that the groove and the valley are continuously formed in the circumferential direction of the plurality of grooves. In addition, the cross-sectional shape of the groove can be selected from a sinusoidal wave shape, a square wave shape, a semicircle shape, a trapezoid shape, and an elliptical shape according to the environment in which the groove is installed. When the plurality of grooves are subjected to compression deformation in order to increase the sealing effect, at least two or more acids are preferably formed in contact with the side surface of the rectangular groove inserted into the O-ring. In addition, in order to appropriately adjust the elastic modulus of the O-ring, the central portion of the cross section of the O-ring may further include an inner ring made of a material inserted in the longitudinal direction and having a different elastic modulus from the outer ring.
본 고안에 의하면, 오링 외주면의 일부 또는 전체에 형성된 다양한 형상의 산과 골로 이루어진 파형(그루브)을 구비하여, 설치시 조립 하중이나 사용 유체의 압력, 온도 하중 등에 의해 변형되는 오링의 접촉면압을 균일하게 유지시키고, 탄성변형 거동성을 안정화시킨다. 즉, 오링의 접촉면압을 균일하게 증가시켜서 밀봉효과와 내구성을 향상시키게 된다.According to the present invention, the contact surface pressure of the O-ring, which is deformed by the assembly load, the pressure of the working fluid, the temperature load, and the like, is uniformly provided by having a corrugation (groove) formed of various shapes of peaks and valleys formed on a part or the whole of the O-ring outer circumferential surface. And stabilize the elastic deformation behavior. That is, by increasing the contact surface pressure of the O-ring to improve the sealing effect and durability.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 외주면에 원주방향으로 형성된 복수의 그루브를 구비한 오링의 사시도이고, 도 4는 도 3의 오링이 설치된 상태를 나타내는 단면도이다.Figure 3 is a perspective view of the O-ring having a plurality of grooves formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a state in which the O-ring of Figure 3 is installed.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 오링(30)은 단면의 외주면에 길이 방향으로 복수의 그루브가 형성되어 있다. 본 실시예의 그루브는 정현파형상이나 이에 한정되는 것은 아니고, 사각형, 반원, 사다리꼴, 타원 등으로 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예의 그루브는 골과 산이 연속적으로 연결되어 있으나, 또는단면의 원주면에 등간격으로 연속되지 않도록 형성될 수도 있다.3 and 4, the o-ring 30 of this embodiment has a plurality of grooves formed in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the cross section. The groove of the present embodiment is not limited to the sine wave shape, but may be formed into a rectangle, a semicircle, a trapezoid, an ellipse, or the like. In addition, the groove of the present embodiment may be formed so that the bone and the acid are continuously connected, or not to be continuous at equal intervals on the circumferential surface of the cross section.
도 4에 점선으로 도시된 단면 형상은 본 실시예의 오링이 오링설치홈(10)에 설치되어 변형되기 전의 단면형상이고, 실선으로 표시된 단면 형상은 오링설치홈(10)에 삽입되어 플랜지(11)로부터 가압력을 받아서 변형된 상태를 도시하는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 사각형 단면의 오링설치홈(10)에 삽입되어 설치된 본 실시예의 오링(30)은 오링설치홈(10)과 플랜지(11)에 접촉하여 복수의 그루브 산(30a,30b,30c,30d)이 오링설치홈(10) 및 플랜지(11)와 접촉하여, 국부적인 압축력(또는, 밀봉력)을 받아 접촉면압과 탄성변형이 각각의 산과 골을 중심으로 균일하게 분포하기 때문에 밀봉성과 내구성이 향상되는 응력분포 특성을 갖는다.4 is a cross-sectional shape before the O-ring of the present embodiment is installed in the O-ring installation groove 10 and deformed, and the cross-sectional shape indicated by the solid line is inserted into the O-ring installation groove 10 to be flange 11. It is sectional drawing which shows the state which deform | transformed by receiving a pressing force from the. As shown, the O-ring 30 of the present embodiment is inserted into the O-ring installation groove 10 of the rectangular cross section is in contact with the O-ring installation groove 10 and the flange 11, a plurality of grooves (30a, 30b, 30c) 30d) comes into contact with the O-ring mounting groove 10 and the flange 11 and is subjected to local compressive force (or sealing force) so that the contact surface pressure and elastic deformation are uniformly distributed around each acid and valley. It has stress distribution characteristics that improve durability.
도 5는 본 고안에 따른 외주면에 단면의 원주방향으로 형성된 복수의 그루브를 구비한 오링의 다른 실시예의 설치된 상태를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing an installed state of another embodiment of the O-ring having a plurality of grooves formed in the circumferential direction of the cross-section on the outer peripheral surface according to the present invention.
도 5에 도시된 실시예의 그루브를 갖는 복합체 오링(40)이 도 4에 도시된 실시예의 오링(30)과 다른 점은 파형단면을 갖는 외부링(43)의 내부에 다른 탄성 재질로 제조된 내부링(44)을 구비하고 있는 점이다. 즉, 외부링(43)과 내부링(44)의 재질이 다르므로, 전체 오링(40)이 적당한 탄성계수를 갖도록 하여 오링의 변형량과 탄성 복원력, 내구성 등을 조절할 수 있다. 즉, 다른 종류의 소재를 사용하여 외부링(43)과 내부링(44)을 조합하는 방법에 따라 기계적 특성, 화학적 특성, 열적 특성, 가격 경쟁력 등을 크게 향상시킬 수 있게 된다. 특히, 내부링(44)과 외부링(43)으로 구성된 구루브를 갖는 복합체 오링(40)이 단일링 형상의 그루브를 갖는 오링(30)처럼 변형 거동을 할 수 있도록 하기 위하여 그루브를 갖는 복합체 오링(40)의 외부링(43)과 내부링(44)이 완벽하게 결합되어야 한다.The difference between the composite O-ring 40 having the groove of the embodiment shown in FIG. 5 and the O-ring 30 of the embodiment shown in FIG. 4 is that the inside is made of another elastic material inside the outer ring 43 having a corrugated cross section. It is the point provided with the ring 44. That is, since the material of the outer ring 43 and the inner ring 44 is different, the entire O-ring 40 has an appropriate elastic modulus so that the amount of deformation, elastic restoring force, durability, and the like of the O-ring can be adjusted. That is, according to a method of combining the outer ring 43 and the inner ring 44 by using different kinds of materials, mechanical properties, chemical properties, thermal properties, price competitiveness, etc. can be greatly improved. In particular, the composite O-ring having grooves to allow the composite O-ring 40 having a groove composed of the inner ring 44 and the outer ring 43 to be deformable like the O-ring 30 having a groove having a single ring shape. The outer ring 43 and the inner ring 44 of the 40 must be perfectly coupled.
본 실시예의 그루브를 갖는 복합체 오링(40)은, 오링설치홈(10)에 삽입되고, 상부의 플랜지(11)에 의해 밀봉을 위한 압축력이 가해지면, 복수의 그루브 산(40a,40b,40c,40d)이 오링설치홈(10) 및 플랜지(11)와 접촉하여, 국부적인 압축력(또는, 밀봉력)을 받아 접촉면압과 탄성변형이 각각의 산과 골을 중심으로 균일하게 분포하기 때문에 밀봉성과 내구성이 향상되는 응력분포 특성을 갖는다.The composite O-ring 40 having the groove of the present embodiment is inserted into the O-ring mounting groove 10, and when a compressive force for sealing is applied by the upper flange 11, a plurality of grooves 40a, 40b, 40c, 40d) is in contact with the O-ring mounting groove 10 and the flange 11, and is subjected to local compressive force (or sealing force) so that the contact surface pressure and elastic deformation are uniformly distributed around each acid and valley so that the sealability and durability This has improved stress distribution characteristics.
이상과 같이 설명한 본 고안에 의하면, 단일체 파형 오링이나 이중 복합체 파형 오링은 사각형상의 홈에 설치되어 플랜지와 조립하는 과정에서 파형 오링에 가압력이나 밀봉된 유체에 의한 압력, 온도하중 등이 가해지면 파형 오링은 최소 2곳 이상의 부위에서 동시에 접촉하면서 균일한 밀봉 접촉면압을 유지하고, 탄성변형 거동성을 안정되게 유지하므로 밀봉성과 내구성이 향상된다.According to the present invention as described above, the monolithic corrugated O-ring or the double-composite corrugated O-ring is installed in the square groove and when the pressure is applied to the corrugated O-ring, the pressure of the sealed fluid, the temperature load, etc. is applied to the corrugated O-ring. Maintains a uniform sealing contact surface pressure at the same time in at least two sites, and maintains the elastic deformation behavior to improve the sealing properties and durability.
특히, 구루브를 갖는 복합체 오링의 내부링에 탄성 에너지가 높은 소재를 사용하고, 외부링에 내마모성, 내화학성, 저마찰성 등 물리적, 화학적 특성이 우수한 소재를 선정하여 이중으로 접합한 그루브를 갖는 복합체의 파형 오링을 사용하면 내부링에 의한 탄성변형 거동성은 우수해지고 외부링에 의한 기계적, 열적, 화학적 특성이 우수하면서 밀봉성과 내구성을 발휘하고, 동시에 오링의 원주면을 따라서 형성된 여러 종류의 파형 구조에 의한 접촉면압의 균일한 분포와 탄성변형 거동에 따른 내구성의 확보는 파형을 갖는 오링의 성능을 크게 향상시켜 준다.In particular, a composite having a groove that is double-bonded by using a material having high elastic energy for the inner ring of the composite O-ring having a groove and having excellent physical and chemical properties such as wear resistance, chemical resistance, and low friction to the outer ring Using the O-Ring of O-ring, the elastic deformation behavior of the inner ring is excellent, and the mechanical, thermal, and chemical properties of the outer ring are excellent, and the sealing and durability are exerted. The uniform distribution of the contact surface pressure and the securing of durability due to the elastic deformation behavior greatly improve the performance of the O-ring with wave shape.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 고안의 실시예는, 본 고안을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention as long as it will be apparent to those skilled in the art.
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2004
- 2004-06-23 KR KR20-2004-0017730U patent/KR200363808Y1/en not_active IP Right Cessation
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