KR20040008208A - 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내압성이 우수하고 파손이 방지될 수 있는 고성능 밀봉장치를 제공하기 위한 것으로, 고압측(H)의 고압연료를 제1밀봉부(2)에서 밀봉하고, 저압측(L)의 캠쪽으로부터 나오는 오일을 제2밀봉부(3)에서 밀봉하는 한편, 제1밀봉부(2)에서 미소하게 누설되는 연료를 제2밀봉부(3)에서 밀봉하는 2중밀봉구조로 된 밀봉장치(1)는 통상 0 ~ 2MPa에서 사용할 수 있고, 5MPa 이상인 고압의 연료압력이 걸려도 파손되는 일이 없게 되며, 제1밀봉부(2)에는 축(10)에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지링(21)이 사용됨으로써 윤활상태가 나쁜 연료에 대해서도 이상마찰이 일어나지 않아 밀봉내구성이 향상되게 된다.

Description

밀봉장치 {Sealing device}

근래에 들어 디젤엔진이나 휘발유엔진 등에서는 저연비나 고출력과 같이 성능을 향상시키기 위해 실린더 내에 고압력의 연료를 직접 분사시켜 연소되도록 하는 실린더 내 직접분사식으로 된 것이 개발되고 있다.

그리고, 이와 같은 실린더 내 직접분사식으로 된 엔진에서는 연료를 고압력으로 가압하기 위한 고압연료펌프가 필요하게 되고, 이 고압연료펌프에는 고압에 대한 밀봉성이 요구되는 왕복동용 밀봉장치를 사용하게 된다.

이러한 종래의 왕복동용 밀봉장치로는 도 9에 도시된 것을 들 수 있는 바, 이 도 9에 도시된 밀봉장치(101)는 연료를 분사하도록 된 엔진에 사용되는 고압연료펌프에서 축방향으로 왕복동하게 되는 축(110)의 밀봉대상쪽인 고압측(H)으로 공급되는 고압연료를 밀봉하는 것을 목적으로 채용된 것이다.

상기 도 9에 도시된 밀봉장치(101)는 고압측(H)으로부터 고압의 밀봉대상유체인 휘발유나 경유와 같은 연료가 작용하고, 하우징(111)의 축안내부의 미끄럼이동부를 통과한 것을 밀봉하도록 하우징(111)의 단부(端部)에 설치되는 것이다. 또, 상기 밀봉장치(101)의 저압측(L)에는 윤활이나 냉각을 목적으로 하는 오일이 밀봉되도록 되어 있다.

그리고, 상기 밀봉장치(101)는 하우징(111)의 단부 외주면에 끼워지는 원통형상부(102a)를 가진 금속링(102)과, 이 금속링(102)의 원통형상부(102a)의 저압측(L) 단부에 형성된 내향플렌지부(102b)로부터 고압측(H) 및 저압측(L)으로 각각 연장되어 축(110)에서 미끄럼이동하는 고무로 된 탄성체로 만들어진 제1 및 제2밀봉립(seal lip:103,104)을 갖춘 구조로 되어 있다.

그런데, 상기와 같이 도 9에 도시된 종래기술에 따른 밀봉장치에서는, 고압연료의 압력이 높아지게 된 경우에 밀봉부의 과도한 마찰이나, 고무로 된 탄성체부분이 파손되는 등의 이유로 연료가 누설되는 것을 방지하기 위해, 밀봉장치에 걸리는 고압연료의 압력이 항상 0 ~ 0.6MPa이 되도록 억제할 수 있는 펌프구조를 필요로 하게 된다.

이 때문에, 고무로 된 탄성체부분이 두께가 얇게 되어 있고, 1MPa 이상의 고압연료의 압력이 걸리면 한번의 작동에도 파손될 염려가 있었다.

또, 사용하는 연료에는 윤활성이 없기 때문에, 고압연료의 압력이 높아질수록 밀봉부에 이상마모가 생겨 연료가 쉽게 누설되었다.

한편, 알코올이 함유된 연료 등에 대해서는 고무로 된 탄성체부분에서 윤활이 이루어져 이 고무로 된 탄성체의 경도(硬度)와 강도가 낮아지게 됨으로써, 한번의 작동에도 파손되거나 밀봉립의 내밀함이 줄어들어 연료의 누설이 일어나게 된다.

그리고, 장치가 커져 설치공간을 줄일 수가 없었다.

한편, 펌프의 구조를 간소화하기 위해 드레인포트(drain port)를 없애는 것도 생각할 수 있지만, 드레인포트를 없애면 고압연료의 압력이 높아지기 때문에 고압연료의 압력을 항상 0 ~ 0.6MPa로 제한하기 위해서는 없앨 수가 없어, 펌프구조를 간소화할 수가 없었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술이 갖고 있는 문제를 해결하기 위해 발명한 것으로, 그 목적으로 하는 바는 내압성이 뛰어나 파손을 방지할 수 있는 고성능 밀봉장치를 제공함에 있다.

본 발명은 예컨대 연료를 고압력으로 가압하기 위한 고압연료펌프의 왕복동용 밀봉부재로 사용되는 밀봉장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 밀봉장치를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 밀봉장치가 적용되는 주변시스템을 나타낸 반단면도,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 밀봉장치의 다른 예를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 밀봉장치를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 밀봉장치를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 밀봉장치를 나타낸 도면,

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 밀봉장치를 나타낸 도면,

도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 밀봉장치를 나타낸 도면,

도 9는 종래기술에 따른 밀봉장치를 나타낸 반단면도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 왕복이동하는 2개의 대향면 사이에 형성된 환상의 간극을 밀봉하는 밀봉장치로서, 상기 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재와 이 수지제 밀봉부재를 상기 대향면에 밀어붙이는 탄성부재로 구성되는 제1밀봉부와, 이 제1밀봉부의 밀봉대상과 반대되는 쪽에 배치되는 제2밀봉부를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 제1밀봉부로부터 미소한 누출이 있게 되더라도 이를 제2밀봉부에서 밀봉하게 되는 2중밀봉구조를 이루게 되어, 항상 0 ~ 2MPa의 상태에서 사용할 수 있고, 5MPa 이상의 압력이 걸리게 되더라도 파손이 일어나지 않게 된다.

또, 제1밀봉부에는 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있도록 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재가 사용되기 때문에, 윤활상태가 나쁜 연료에 대해서도 이상마모가 일어나지 않아 밀봉내구성이 향상될 수 있게 된다.

그리고, 알코올이 함유된 연료에 대해서도, 제1밀봉부에서는 수지제 밀봉부재를 사용하기 때문에 부풀어 팽윤(澎潤)하게 되는 일이 없고, 탄성부재도 종래기술의 밀봉장치와 달리 두께가 얇은 부분이 없기 때문에 파손되는 일이 없으며, 내밀함의 저하에 따른 누설도 일어나기 어렵게 된다.

또한, 제1 및 제2밀봉부가 간단한 구조로 되어 있어서, 종래기술의 밀봉부를 갖춘 밀봉장치의 구조보다도 소형화되어 설치공간을 줄일 수 있게 된다.

또, 항상 0 ~ 2MPa로서 고압연료의 압력이 높게 되어도 사용할 수 있기 때문에, 드레인포트를 없애서 펌프구조를 간소화시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 밀봉장치는, 상기 제1밀봉부가 끼워지는 홈의 밀봉대상과 반대되는 쪽의 홈측벽을 형성하는 밀봉압압부재를 갖추고서, 이 밀봉압압부재에는 상기 제2밀봉부가 끼워지는 제2홈이 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 간단한 구성으로 2중밀봉구조의 밀봉장치가 구성될 수 있다.

상기 제2밀봉부는 스퀴즈패킹(squeeze packing)으로 이루어지도록 하는 것이 좋다.

이에 따라, 밀봉성의 향상이 도모될 수 있게 된다.

또한, 상기 제2밀봉부는 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재와, 이 수지제 밀봉부재를 상기 대향면에 대해 밀어붙이는 탄성부재로 구성되는 것이 좋다.

이에 따라, 장치를 보다 더 고압상태에서 사용할 수가 있게 된다.

또, 상기 제2밀봉부는 배압누설특성을 가진 패킹으로 이루어지는 것이 좋다.

이에 따라, 제1밀봉부와 제2밀봉부 사이에 축압(蓄壓)이 생겨도 제2밀봉부의 배압누설특성을 가진 패킹으로부터 축압을 개방시킬 수가 있어 내구성이 향상될 수 있게 된다.

상기 제2밀봉부는 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 밀봉립을 가진 밀봉부재인 것이 바람직하다.

이에 따라, 장치의 밀봉성이 보다 더 향상될 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조로 해서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 단, 이들 실시예에 기재되는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그들의 상대적인 배치는 특히 특정적으로 기재하지 않는 한 발명의 범위가 그에 한정된다는 취지로 기재한 것이 아니다.

(제1실시예)

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 밀봉장치(1)를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 밀봉장치(1)가 적용되는 주변시스템을 나타낸 도면이다.

본 제1실시예에 따른 밀봉장치(1)는, 실린더 내에 고압력의 연료를 직접분사해서 연소시키는 실린더 내 직접분사방식의 엔진에 쓰이는 연료를 고압력으로 가압하기 위한 고압연료펌프에서, 고압의 밀봉성이 요구되는 왕복동용 밀봉장치로 사용될 수 있는 것으로, 축방향으로 왕복동하는 축(10)의 밀봉대상쪽인 고압측(H)으로 공급되는 고압연료를 밀봉하는 것을 목적으로 채용할 수 있도록 된 것이다.

이 제1실시예에 따른 밀봉장치(1)는, 고압측(H)으로부터 밀봉대상유체인 휘발유나 경유와 같은 연료가 작용해서 하우징(11)의 축안내부의 미끄럼이동부를 통과한 것을 밀봉하도록 하우징(11)의 단부에 설치되는 것이다. 또, 밀봉장치(1)의 저압측(L)에는 윤활이나 냉각을 목적으로 하는 오일이 밀봉되어져 있다.

상기 밀봉장치(1)는 내경이 넓혀진 하우징(11)의 단부에 고압측(H)으로부터제1밀봉부(2) 및 제2밀봉부(3)가 차례로 부착된 구조로 되어 있다.

또한, 상기 제1밀봉부(1)가 끼워지는 부착용 홈은 하우징(11)의 단부 내경이 확대되는 단차부를 고압측 홈측벽으로 하고서, 밀봉부재를 압압하는 밀봉압압부재(4)가 저압측(L)에 배치되는 구조로 되어 있다.

이 부착용 홈에 끼워지는 제1밀봉부(2)는 축(10)에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재로 되는 수지링(21)과, 이 수지링(21)을 축(10)에다 밀어붙이는 탄성부재인 O링(22)으로 구성되어 있다.

상기 제1밀봉부(2)의 수지링(21)은 단면이 각형으로 된 원형고리형상을 하도록 된 것으로, 이는 4불화에틸렌계의 수지재료로 만들어지게 된다. 이 재료를 쓰게 되면 내연료성에 뛰어난 내열성과 내마모성 및 미끄럼이동성이 우수해지게 된다. 이 수지링(21)의 내주면은 축(10)에 닿아 미끄럼이동하게 되는 슬라이드면으로 되어 있다.

상기 O링(22)은 수지링(21)의 하우징(11)쪽(홈의 바닥쪽)의 배면(背面)에 배치되는 고무로 된 탄성체로 된 것이다. 이 O링(22)이 직경방향으로 찌부러질 때의 반작용으로 발생하는 탄발력에 의해 수지링(21)이 축(10)에 대해 밀어붙여지게 된다. 이 O링(22)은 불소계 고무나 아크릴고무 등으로 만들어진다. 이러한 재료를 쓰게 되면 내연료성 및 내열성이 우수해지게 된다. 바람직하기로는 내저온성도 뛰어난 불소계 고무(예컨대 미국 듀폰(Dupont)사의 Viton GLT)를 사용하는 것이 좋다.

한편, 제1밀봉부(2)가 끼워지는 부착용 홈의 저압측 홈측벽을 형성하는 밀봉압압부재(4)는 직경이 확대된 하우징(11) 단부의 내주면에 끼워지는 금속 등으로된 원형환상부재로 되어 있다. 이 밀봉압압부재(4)의 내주에는 제2밀봉부(3)를 끼워맞추기 위한 제2부착용 홈이 형성되어 있다.

밀봉압압부재(4)의 제2부착용 홈에는 제2밀봉부(3)가 끼워져, 이 제2밀봉부(3)가 축(10)에 닿아 미끄러져 저압측(L)을 밀봉하도록 되어 있다.

제2밀봉부(3)는 스퀴즈패킹인 X링(31)을 쓰고 있다. 한편, 이 제2밀봉부(3)에 쓰이는 스퀴즈패킹으로서는 O링이나 D링이어도 상관없다. 스퀴즈패킹의 재료에는 내연료성과 내열성이 뛰어난 불소계 고무나 아크릴고무를 사용하게 된다. 바람직하기로는 불소계 고무를 사용하는 것이 좋다.

이상과 같이 구성된 밀봉장치(1)는 도 2에 도시된 시스템에 적용되는 바, 즉 도 2에서 엔진에 직결되어 있는 캠(5)의 작동회전에 따라 축(10)이 왕복이동을 해서 고압측(H)의 고압연료를 고압으로 만들게 된다. 여기서는, 스프링(6)이 항상 축(10)을 캠(5)에 접촉하도록 해서 캠(5)의 작동이 축(10)에 직접 연결되도록 되어 있다.

여기서, 제1밀봉부(2)와 제2밀봉부(3) 사이의 거리는 축(10)의 왕복동 스트로크에 대해 길게 설정함으로써, 제1밀봉부(2)에서의 밀봉대상유체가 제2밀봉부(3)로 침입하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다. 또, X링(31)이 축(10)에 접하는 2개의 립 사이의 거리는 축(10)의 왕복동 스트로크에 대해 짧게 설정하게 되면, 윤활유가 양쪽 립으로 옮겨져 윤활성이 유지됨으로써 립의 마모가 줄어들어 수명이 길어질 수 있게 된다.

이와 같은 밀봉장치(1)는 고압측(H)의 고압연료가 제1밀봉부(2)에서 밀봉되고, 저압측(L)의 캠(5)쪽에 있는 엔진오일 등의 오일이 제2밀봉부(3)에서 밀봉되며, 더욱이 제1밀봉부(2)에서 미소하게 누설되는 고압연료를 제2밀봉부(3)에서 밀봉하는 2중밀봉구조가 이루어지도록 되어 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 밀봉장치(1)는 항상 0 ~ 2MPa에서 사용할 수 있고, 5MPa 이상의 고압연료의 압력이 걸리더라도 파손되는 일이 없게 된다.

또, 제1밀봉부(2)에는 축(10)에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지링(21)을 사용하기 때문에, 윤활상태가 나쁜 연료에 대해서도 이상마모가 일어나지 않아 밀봉내구성이 향상될 수 있게 된다.

그리고, 알코올이 함유된 연료에 대해서도, 제1밀봉부(2)에서는 수지링(21)을 사용하기 때문에 팽윤이 거의 일어나지 않고, O링(22)도 종래기술의 밀봉장치와는 달리 얇은 두께부분이 없기 때문에 파손되는 일이 일어나지 않게 됨으로써 내밀함의 저하에 따른 누설이 일어나기 어렵게 된다.

또한, 제1 및 제2밀봉부(2,3)가 간단한 구조로 되어 있어서, 종래기술의 밀봉립을 구비한 밀봉장치보다도 소형화될 수 있고 설치공간을 줄일 수 있게 된다.

그리고, 항상 0 ~ 2MPa로서 고압연료의 압력이 높아도 사용할 수 있기 때문에 드레인포트를 없앨 수가 있어 펌프구조가 간소화될 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서는 제1밀봉부(2)의 수지링(21)으로 단면이 4각형인 것을 쓰도록 되어 있으나, 이에 한정되지 않고 도 3에 도시된 단면형상의 수지링(23,24)을 써도 좋다. 도 3의 (a)에 도시된 수지링(23)은 슬라이드면의 축방향 중앙을 돌출시켜 저압측(L)을 테이퍼면에 형성시킨 것이고, 도 3의 (b)에 도시된 수지링(24)은 슬라이드면의 고압측(H)을 고압쪽으로 갈수록 축에서 떨어지는 테이퍼면으로 형성시킨 것이다. 이에 따라, 밀봉의 면압분포(面壓分布)가 고압측(H)의 밀봉대상유체를 밀봉하도록 함과 더불어, 제1밀봉부(2)와 제2밀봉부(3) 사이에서 축압된 압력을 고압측(H)으로 배출할 수 있게 된다.

또, 밀봉장치의 장착 자체도, 먼저 제1밀봉부(2)인 수지링(21)과 O링(22)을 부착용 홈의 고압측 홈측벽까지 밀어넣은 다음, 밀봉압압부재(4)에 제2밀봉부(3)의 X링(31)을 끼운 상태에서, 밀봉압압부재(4)를 하우징(11)에 끼워줌으로써 쉽게 장착시킬 수가 있게 된다.

(제2실시예)

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 밀봉장치(1)를 나타낸 반단면도이다. 각 구성부재의 형상과 재질 등은 제1실시예와 같기 때문에 그에 대한 설명은 생략한다.

이 제2실시예에 따른 밀봉장치(1)에서는 제2밀봉부(3)가 제1밀봉부(2)와 마찬가지로 축(10)에서 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 제2수지링(32)과, 이 제2수지링(32)을 축(10)으로 밀어붙이는 제2의 O링(33)으로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에서도 제1실시예와 같은 효과가 발휘될 수 있게 된다. 또, 상기 제2밀봉부(3)와 같은 구성이라면 고압에 대해서도 내구성이 높아지기 때문에 장치를 보다 더 높은 고압상태에서 사용할 수 있게 된다.

(제3실시예)

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 밀봉장치(1)를 나타낸 반단면도이다. 이제3실시예는 밀봉압압부재(4)를 쓰지 않는 점 이외에는 각 부재의 형상과 재질 등이 제1실시예와 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.

이 제3실시예에 따른 밀봉장치(1)에서는 제2밀봉부(3)에 배압누설특성을 가진 패킹으로서 U패킹(34)을 쓰도록 되어 있다. 한편, 제2밀봉부(3)에 쓰이는 배압누설특성을 가진 패킹으로서는 U패킹(34)에 한하지 않고 그 외의 패킹을 쓰더라도 상관없다. 이 패킹의 재료에는 내연료성과 내열성이 뛰어난 불소계 고무나 아크릴고무가 사용된다. 바람직하기로는 불소계 고무가 좋다.

이와 같은 구성으로서도 제1실시예와 같은 효과가 발휘될 수 있게 된다. 또, 제1밀봉부(2)와 제2밀봉부(3) 사이에 축압이 생기더라도 제2밀봉부(3)의 U패킹(34)으로부터 축압을 저압측(L)으로 개방시킬 수 있어 내구성이 향상될 수 있게 된다.

여기서, 본 실시예에서는 제1밀봉부(2)가 끼워지는 부착용 홈이 선 A부분에서 분할되도록 되어 있다. 이 때문에, 선 A부분에서 하우징(11)을 분할시켜 제1밀봉부(2)의 수지링(21) 및 O링(22)을 끼울 수가 있고, 특히 수지링(21)이 변형되기가 어려워 수지링(21) 및 O링(22)을 장착하기가 쉬워지게 된다.

또, 본 실시예에서는 제1밀봉부(2)와 제2밀봉부(3)가 배치된 사이의 간격이 축(10)의 왕복동 스트로크보다 길게 설정되어 있어서, 연료가 제2밀봉부(3)에 도달하기가 어려워 연료가 제2밀봉부(3)로 침입하는 것이 방지될 수 있게 된다.

(제4실시예)

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 밀봉장치(1)를 나타낸 반단면도이다. 본 실시예에서도 각 구성부재의 형상과 재질 등이 제3실시예와 같기 때문에 그에 대한설명은 생략한다.

이 제4실시예에 따른 밀봉장치(1)에서는, 제2밀봉부(3)에 밀봉립을 가진 밀봉부재로 오일밀봉부(oil seal:35)가 쓰이고 있다. 고압측(H)에 오일밀봉부(35)가 배치되고, 저압측(L)에는 오일밀봉부(36)가 배치되도록 되어 있다.

상기 오일밀봉부(35,36)는 양자 모두 금속고리에 고무로 된 탄성체가 달궈져 붙여진 구조로 되어 있다. 이 고무로 된 탄성체의 재료로는 양쪽의 오일밀봉부(35,36)에 내연료성과 내열성이 뛰어난 동일한 불소계 고무나 아크릴고무가 사용된다. 바람직하기로는 불소계 고무를 사용하는 것이 좋다. 또, 오일밀봉부(35)의 금속고리의 밀봉립이 달궈져 붙여진 내부직경의 표면부를 될 수 있으면 작게 설정해서, 밀봉립이 변형되는 것이 억제되도록 해서 내압성이 높아지도록 되어 있다.

각각의 오일밀봉부(35,36)의 밀봉립은 가터(garter)스프링에 의해 축(10)에 대해 밀어붙여지도록 되어 있다.

이들 오일밀봉부(35,36)의 밀봉립에서 상호간의 립선단부 사이의 간격이 축(10)의 왕복동 스트로크보다도 짧게 설정되어 있어서, 윤활유가 양쪽 오일밀봉부(35,36)로 옮겨지도록 되어 있다.

여기서, 오일밀봉부(35)의 밀봉립은 고압측(H)을 향해 뻗도록 되어 있되, 이는 오일밀봉부(35)에 의해 고압측(H)으로 연료가 누설되는 것을 확실하게 밀봉하기 위한 것이다. 이 오일밀봉부(35)의 밀봉립은 축(10)의 표면에 접촉하는 립선단부위의 형상이 원호형을 하도록 되어 있는 바, 이 원호형상에 의해 축(10)의 표면과의미끄럼저항을 저하시켜, 특히 연료에서의 미끄럼이동에서도 마모가 방지되도록 할 수 있고, 축(10)의 표면을 매개로 저압측(L)에서 보내져오는 기름이 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또, 오일밀봉부(36)의 밀봉립은 저압측(L)을 향해 뻗어 있되, 이는 오일밀봉부(36)에 의해 저압측(L)에서 오일이 누설되는 것을 방지하기 위한 것이다.

여기서, 상기 오일밀봉부(35)는 끼움부가 고무로 된 탄성체로 피복되어 고무끼움이 이루어짐으로써 누설이 이루어지지 않도록 하고 있다. 또, 상기 오일밀봉부(36)는 끼움부가 금속고리만으로 구성되어 있고, 이 금속끼움부에 의해 오일밀봉부(35,36)가 고정되도록 되어 있다.

이상과 같은 구성으로서도 상기 제1실시예와 같은 효과가 발휘될 수 있게 된다. 또, 제2밀봉부(3)에 밀봉립을 가진 오일밀봉부(35,36)를 쓰기 때문에 장치의 밀봉성이 보다 더 좋아지게 된다.

한편, 본 실시예에서도 제3실시예와 마찬가지로 제1밀봉부(2)가 끼워지는 부착용 홈이 선 A부분에서 분할될 수 있고, 제1밀봉부(2)와 제2밀봉부(3)가 배치된 사이의 간격이 축(10)의 왕복동 스트로크보다 길게 설정되어 있는 바, 이로 인한 효과는 제3실시예에서 설명한 것과 같다.

(제5실시예)

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 밀봉장치(1)를 나타낸 반단면도이다. 본 실시예에서도 각 구성부재의 형상과 재질 등이 제3실시예와 같기 때문에 그에 대한 설명은 생략한다.

이 제5실시예에 따른 밀봉장치(1)에서는, 제2밀봉부(3)에 밀봉립을 가진 밀봉부재로서 오일밀봉부(37)가 쓰이고 있다. 이 오일밀봉부(37)의 고압측(H)에 보조밀봉부재로서 서브패킹(38)이 배치되어 있다.

상기 오일밀봉부(37)는 양자 모두 금속고리에 고무로 된 탄성체가 달궈져 붙여진 구조로 되어 있다. 이 고무로 된 탄성체의 재료로는 내연료성과 내열성이 뛰어난 불소계 고무나 아크릴고무를 사용한다. 바람직하기로는 불소계 고무를 사용하는 것이 좋다. 또, 오일밀봉부(37)가 금속고리에 의해 하우징(11)의 외주면을 에워싸는 형태로 부착되도록 되어 있다.

그리고, 오일밀봉부(37)의 밀봉립은 가터스프링에 의해 축(10)의 표면에 밀어붙여지도록 되어 있다.

여기서, 오일밀봉부(37)의 밀봉립은 고압측(H)을 향해 뻗어 있되, 이는 오일밀봉부(37)에 의해 저압측(H)으로 오일이 누설되는 것을 확실하게 밀봉하기 위한 것이다.

상기 서브패킹(38)은 오일밀봉부(37)의 고압측(H)의 각형의 부착용 홈에 배치된 U패킹 등으로 되어 있고, 이 서브패킹(38)의 패킹외주면에는 돌기가 형성되어 면압(面壓)이 높아져 밀봉성이 향상되도록 되어 있다. 또, 상기 서브패킹(38)은 패킹내주면이 축(10)에 미끄럼이동하여 고압측(H)에서 연료가 누설되는 것을 확실하게 밀봉하도록 되어 있다. 그리고, 상기 서브패킹(38)은 저압측(L)에서 하우징(11)이 축(10)에 될 수 있으면 근접하도록 되어 있기 때문에 변형이 억제되어 내압성이 좋다. 이 서브패킹(38)에도 오일밀봉부(37)의 고무로 된 탄성체와 같은 재료가 쓰이게 된다.

이상과 같은 구성으로서도 상기 제1실시예와 같은 효과가 발휘될 수 있게 된다. 또, 제2밀봉부(3)에 밀봉립을 가진 오일밀봉부(37) 및 서브패킹(38)을 쓰고 있기 때문에 장치의 밀봉성이 보다 더 좋아지게 된다. 그리고, 콤팩트한 오일밀봉부(37)를 쓰기 때문에 장치의 축방향 크기를 콤팩트화할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서도 제3실시예와 마찬가지로 제1밀봉부(2)가 끼워지는 부착용 홈이 선 A부분에서 분할될 수 있고, 제1밀봉부(2)와 제2밀봉부(3)가 배치된 사이의 간격이 축(10)의 왕복동 스트로크보다 길게 설정되어 있는 바, 이로 인한 효과는 제3실시예에서 설명한 것과 같다.

(제6실시예)

도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 밀봉장치(1)를 나타낸 반단면도이다. 본 실시예에서도 각 구성부재의 형상과 재질 등이 제3실시예와 같기 때문에 그에 대한 설명은 생략한다.

이 제6실시예에 따른 밀봉장치(1)에서는, 제2밀봉부(3)에 밀봉립을 가진 밀봉부재로서 오일밀봉부(39)가 쓰이고 있다.

이 오일밀봉부(39)는 금속고리에 고무로 된 탄성체가 달궈져 붙여진 구조로 되어 있다. 이 고무로 된 탄성체의 재료로는 내연료성과 내열성이 뛰어난 불소계 고무나 아크릴고무를 사용한다. 바람직하기로는 불소계 고무를 사용하는 것이 좋다. 또, 오일밀봉부(39)는 끼워맞춰지는 힘을 높이기 위해 금속끼움이 될 수 있게 금속고리로 하우징(11)의 외주면에 부착되도록 되어 있다. 여기서, 오일밀봉부(39)의 금속고리와 하우징(11) 사이에는 O링(39a)이 끼워져 잡혀지도록 되어 있어서, 이 O링(39a)에 의해 금속끼움부분에서 누설되는 것을 방지하도록 되어 있다.

오일밀봉부(39)의 밀봉립은 고압측(H)과 저압측(L)으로 각각 뻗어, 이들 각각이 가터스프링에 의해 축(10)의 표면에 밀어붙여지도록 되어 있다.

이렇게 오일밀봉부(39)의 밀봉립이 고압측(H)과 저압측(L)으로 각각 따로 뻗도록 되어 있어서, 그 근본의 고무로 된 탄성체가 달궈져 부착되어 있는 금속고리 내주선단에 양쪽으로 가로지르는 영역이 넓혀지도록 원주방향으로 표면에 오목한 복수의 요홈부를 형성하거나, 원주방향으로 복수의 구멍을 형성함으로써, 성형할 때 고무로 된 탄성체의 생지(生地)가 2개의 밀봉립으로 옮겨질 수 있게 하면 좋다.

오일밀봉부(39)의 고압측(H)을 향해 뻗어 있는 밀봉립은 고압측(H)에서 연료가 누설되는 것을 확실하게 밀봉하게 되는 바, 이 오일밀봉부(39)의 고압측(H)을 향해 뻗어 있는 밀봉립에는 축(10)의 표면에 접촉하는 립선단부위의 형상이 원호형을 하도록 되어 있다. 이 원호형상에 의해 축(10)의 표면과의 미끄럼저항을 저하시켜, 특히 연료에서의 미끄럼이동에서도 마모가 방지될 수 있고, 축(10)의 표면을 매개로 저압측(L)에서 보내져오는 기름이 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또, 오일밀봉부(39)의 저압측(L)을 향해 뻗어 있는 밀봉립은 저압측(L)에서 오일이 누설되는 것을 밀봉하게 된다.

이상과 같은 구성으로서도 상기 제1실시예와 같은 효과가 발휘될 수 있게 된다. 또, 제2밀봉부(3)에 밀봉립을 가진 오일밀봉부(39)를 쓰기 때문에 장치의 밀봉성이 보다 더 좋아지게 된다.

한편, 본 실시예에서도 제3실시예와 마찬가지로 제1밀봉부(2)가 끼워지는 부착용 홈이 선 A부분에서 분할될 수 있고, 제1밀봉부(2)와 제2밀봉부(3)가 배치된 사이의 간격이 축(10)의 왕복동 스트로크보다 길게 설정되어 있는 바, 이로 인한 효과는 제3실시예에서 설명한 것과 같다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는, 제1밀봉부와 이 제1밀봉부의 밀봉대상과 반대되는 쪽에 배치되는 제2밀봉부를 갖추도록 되어 있어서, 제1밀봉부로부터 미소한 누출이 있더라도 제2밀봉부에서 밀봉하는 2중밀봉구조를 이루게 됨으로써, 항상 0 ~ 2MPa의 상태에서 사용할 수가 있고, 5MPa 이상의 높은 압력이 걸리더라도 파손이 일어나지 않게 된다.

또, 제1밀봉부에는 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재를 사용하기 때문에, 윤활상태가 나쁜 연료에 대해서도 이상마모가 일어나지 않아 밀봉내구성이 향상되게 된다.

그리고, 알코올이 들어간 연료에 대해서도 제1밀봉부에서는 수지제 밀봉부재를 사용하기 때문에 부풀어 팽윤하는 일이 없고, 탄성부재도 종래기술의 밀봉장치와 달리 두께가 얇은 부분이 없기 때문에 파손되는 일이 없으며, 내밀함의 저하에 따른 누설도 일어나기 어렵게 된다.

또한, 제1 및 제2밀봉부가 간단한 구조로 되어 있어서, 종래기술의 밀봉립을 갖춘 밀봉장치의 구조보다도 소형화되어 설치공간을 절약할 수 있게 된다.

그리고, 항상 0 ~ 2MPa로서 고압연료의 압력이 높아도 사용할 수 있어서 드레인포트를 없애 펌프구조를 간소화할 수 있게 된다.

제1밀봉부가 끼워지게 되는 부착용 홈의 밀봉대상과 반대되는 쪽의 홈측벽을 형성하는 밀봉압압부재를 갖추고서, 이 밀봉압압부재에는 상기 제2밀봉부가 끼워지는 제2홈이 형성되어 있어서, 간단한 구성으로 2중밀봉구조의 밀봉장치가 구성될 수 있게 된다.

상기 제2밀봉부는 스퀴즈패킹으로 이루어져, 밀봉성의 향상이 도모될 수 있게 된다.

제2밀봉부는 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재와, 이 수지제 밀봉부재를 상기 대향면에 대해 밀어붙이는 탄성부재로 구성되어 있어서, 장치를 보다 더 고압상태에서 사용할 수가 있게 된다.

제2밀봉부는 배압누설특성을 가진 패킹으로 이루어져 있어서, 제1밀봉부와 제2밀봉부 사이에 축압이 생겨도 제2밀봉부의 배압누설특성을 가진 패킹으로부터 축압을 개방시킬 수 있어 내구성이 향상될 수 있게 된다.

제2밀봉부는 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 밀봉립을 가진 밀봉부재로 되어 있어서, 밀봉장치의 밀봉성이 보다 더 향상될 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 왕복이동하는 2개의 대향면 사이에 형성되는 환상의 간극을 밀봉하는 밀봉장치에 있어서,

   한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재와 이 수지제 밀봉부재를 상기 한쪽 대향면에다 밀어붙이는 탄성부재로 구성되는 제1밀봉부와,

   이 제1밀봉부의 밀봉대상 반대쪽에 배치되는 제2밀봉부를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1밀봉부가 끼워지는 홈의 밀봉대상 반대쪽 홈측벽을 형성하는 밀봉압압부재를 갖추고, 이 밀봉압압부재에는 상기 제2밀봉부가 끼워지는 제2홈이 형성된 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2밀봉부가 스퀴즈패킹인 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2밀봉부가 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 수지제 밀봉부재와, 이 수지제 밀봉부재를 한쪽 대향면에 대해 밀어붙이는 탄성부재로 구성된 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2밀봉부가 배압누설특성을 가진 패킹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2밀봉부가 한쪽 대향면에 자유로이 미끄럼이동할 수 있게 밀봉접촉하는 밀봉립을 가진 밀봉부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 밀봉장치.