KR20080018920A - 밀봉장치 - Google Patents

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KR20080018920A
KR20080018920A KR1020077031040A KR20077031040A KR20080018920A KR 20080018920 A KR20080018920 A KR 20080018920A KR 1020077031040 A KR1020077031040 A KR 1020077031040A KR 20077031040 A KR20077031040 A KR 20077031040A KR 20080018920 A KR20080018920 A KR 20080018920A
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inner circumferential
outer circumferential
sealing member
side sealing
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고 칸자키
히로키 마츠이
나오토 고바야시
사토시 야마나카
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엔오케이 가부시키가이샤
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Abstract

상대회전하는 두 부재 중 한쪽인 내주측 부착부재에 부착되는 내주측 밀봉부재(2)와, 다른 쪽인 외주측 부착부재에 부착되는 외주측 밀봉부재(3)의 조합으로 이루어지는 밀봉장치(1)로서, 래비린스에 의한 밀봉능력을 한층 높일 수 있으며, 이로써 이수 등의 더스트가 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 밀봉장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 내주측 밀봉부재(2)의 금속링(4)에서의 외주 부위에 외주 튜브부(4c)를 설치하고, 외주 튜브부(4c)의 외주면과 외주측 밀봉부재(3)의 사이, 외주 튜브부(4c)의 선단면과 외주측 밀봉부재(3)의 사이, 그리고 외주 튜브부(4c)의 내주면과 외주측 밀봉부재(3)의 사이에, 일련의 긴 래비린스 공간(8,9,10)을 마련하도록 한 것이다.

Description

밀봉장치{SEALING DEVICE}
본 발명은 밀봉기술에 관계된 밀봉장치에 관한 것이다. 본 발명의 밀봉장치는, 가령, 허브 베어링 시일(hub bearing seal)로서 자동차 관련분야에 이용되거나 또는 범용기계 등에 이용된다.
종래, 도 5와 같은 밀봉장치(51)가 알려져 있으며, 상기 밀봉장치(51)는 상대회전하는 두 부재(예컨대, 베어링의 내측 휠 및 외측 휠 ; 61,62) 중 한쪽인 내주(內周)측 부착부재(가령, 내측 휠 ; 61)에 부착되는 슬링거 부재(slinger member, 52)와, 다른 쪽인 외주측 부착부재(가령, 외측 휠 ; 62)에 부착되는 립 시일부재(lip seal member, 53)의 조합으로 구성되어 있다.
슬링거 부재(52)는 금속재로 이루어지며, 통형상부(52a)의 축방향 일단에 링형상(環狀)의 지름방향 기립부(52b)를 일체 성형하여 단면이 대략 L자형으로 형성되고, 통형상부(52a)에 의해 내주측 부착부재(가령, 내측 휠 ; 61)의 외주면에 끼움부착되어 있다. 립 시일부재(53)는 마찬가지로 단면이 대략 L자형을 나타내는 금속링(54)에 고무상(狀)의 탄성체로 만들어진 시일 립(55)을 복수(도면에서는 3개의 립)로 피착(被着)한 것으로서, 금속링(54)을 통해 외주측 부착부재(가령, 외측 휠 ; 62)의 내주면에 끼움부착되어 있다.
또한, 슬링거 부재(52)에서의 지름방향 기립부(52b)의 선단(도면의 상단)은 지름방향의 작은 간극(c)을 사이에 두고 립 시일부재(53)와 대향되어 있으며, 여기에, 외부(A)의 이수(泥水, muddy water)와 같은 더스트(dust)가 밀봉장치(51)의 내부(B)로 침입하는 것을 억제하기 위한 래비린스 시일(labyrinth seal, 56)이 설치되어 있다.
상기한 구성의 밀봉장치(51)는 상기한 바와 같이 슬링거 부재(52)에서의 지름방향 기립부(52b)의 선단과 이것에 대향되는 립 시일부재(53)의 사이에 이수 등의 더스트가 침입하는 것을 억제하는 래비린스 시일(56)이 설치되어 있기 때문에, 상기 래비린스 시일(56)에 의한 밀봉작용에 의해 어느 정도의 더스트에 대한 내성을 발휘할 수 있게 되어 있으나, 래비린스 시일(56)의 축방향 길이가 극단적으로 짧기 때문에, 그 밀봉성능이 그다지 높지 않다는 문제가 있다.
또한, 종래, 도 6에 나타낸 바와 같이 슬링거 부재(52)의 외주부위에 외주 튜브부(52c)를 일체 성형하여 상기 외주 튜브부(52c)의 외주면 전체 길이를 래비린스 공간으로 함으로써, 래비린스 시일(56)의 축방향 길이를 크게 설정하는 기술이 개발된 바 있으나, 여전히 길이가 불충분하여 래비린스 시일(56)에 의한 밀봉성능은 아직 충분하지 못하다(특허문헌 1).
[특허문헌 1] 일본 실용신안 공개공보 H3-59562호
본 발명은 이상의 사항을 감안하여 상기한 종래기술에 비해 래비린스 시일에 의한 밀봉성능을 한층 높일 수가 있으며, 이로써 이수 등의 더스트가 침입하는 것을 매우 효과적으로 억제할 수 있는 밀봉장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 청구항 1에 따른 밀봉장치는, 상대회전하는 두 부재 중 한쪽인 내주측 부착부재에 부착되는 내주측 밀봉부재와, 상기 두 부재 중 다른 쪽인 외주측 부착부재에 부착되는 외주측 밀봉부재의 조합으로 이루어지는 밀봉장치로서, 상기 내주측 밀봉부재는 상기 내주측 부착부재에 고정되는 금속링을 가지며, 상기 외주측 밀봉부재는 상기 외주측 부착부재에 고정되는 금속링과, 상기 금속링에 피착되어 상기 내주측 밀봉부재의 금속링에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 고무상의 탄성체로 만들어진 시일 립을 갖는 밀봉장치에서, 상기 내주측 밀봉부재의 금속링에서의 외주부위에 외주 튜브부를 설치하고, 상기 외주 튜브부의 외주면과 상기 외주측 밀봉부재의 사이, 상기 외주 튜브부의 선단면과 상기 외주측 밀봉부재의 사이, 그리고 상기 외주 튜브부의 내주면과 상기 외주측 밀봉부재의 사이에, 일련의 래비린스 공간을 마련한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 따른 밀봉장치는, 상대회전하는 두 부재 중 한쪽인 내주측 부착부재에 부착되는 내주측 밀봉부재와, 상기 두 부재 중 다른 쪽인 외주측 부착부재에 부착되는 외주측 밀봉부재의 조합으로 이루어지는 밀봉장치로서, 상기 내주측 밀봉부재는 상기 내주측 부착부재에 고정되는 금속링을 가지며, 상기 외주측 밀봉부재는 상기 외주측 부착부재에 고정되는 금속링과, 상기 금속링에 피착되어 상기 내주측 밀봉부재의 금속링에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 고무상의 탄성체로 만들어진 시일 립을 갖는 밀봉장치에서, 상기 내주측 밀봉부재의 금속링에서의 외주부위에 외주 튜브부를 설치하고, 상기 외주 튜브부의 외주면에 그 선단부로부터 기단부에 걸쳐 점차 지름이 확대되는 경사면을 형성하는 동시에, 대응되는 경사면을 상기 외주측 밀봉부재에 형성하고, 상기 경사면에 의해 래비린스 공간을 마련한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 따른 밀봉장치는, 상대회전하는 두 부재 중 한쪽인 외주측 부착부재에 부착되는 외주측 밀봉부재와, 상기 두 부재 중 다른 쪽인 내주측 부착부재에 부착되는 내주측 밀봉부재의 조합으로 이루어지는 밀봉장치로서, 상기 외주측 밀봉부재는 상기 외주측 부착부재에 고정되는 금속링으로 이루어지고, 상기 내주측 밀봉부재는 상기 내주측 부착부재에 고정되는 금속링과, 상기 금속링에 피착되어 상기 외주측 밀봉부재의 금속링에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 고무상의 탄성체로 만들어진 시일 립을 갖는 밀봉장치에서, 상기 외주측 밀봉부재의 금속링에서의 내주부위에 내주 튜브부를 설치하고, 상기 내주 튜브부는 상기 내주측 밀봉부재에 대하여 접촉하지 않으며, 상기 내주 튜브부와 상기 내주측 밀봉부재의 사이에 래비린스 공간이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
더욱이, 본 발명의 청구항 4에 의한 밀봉장치는, 상기한 청구항 3의 밀봉장치에 있어서, 내주 튜브부의 외주면과 내주측 밀봉부재의 사이, 상기 내주 튜브부의 선단면과 상기 내주측 밀봉부재의 사이, 그리고 상기 내주 튜브부의 내주면과 상기 내주측 밀봉부재의 사이에 래비린스 공간이 일련하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기한 구성을 구비한 본 발명의 청구항 1에 따른 밀봉장치에서는, 내주측 밀봉부재의 금속링에 설치되는 외주 튜브부의 외주측뿐만 아니라, 선단측 및 내주측에도 각각 래비린스 공간이 마련됨에 따라, 이들 래비린스 공간에 의한 래비린스 시일의 길이를 종래보다 길게 설정할 수 있게 된다.
또한, 상기 구성을 구비한 본 발명의 청구항 2에 따른 밀봉장치에서는, 외주 튜브부의 외주측에 설정되는 래비린스 공간이 축방향으로 곧은 형상이 아닌, 경사면 형상(테이퍼 형상 또는 원추면 형상)으로 형성됨에 따라, 밀봉장치의 회전시에 원심력의 작용에 의한 밀봉기능(이수를 되밀어내는 작용)(push-back operation)을 발휘할 수 있게 된다.
또, 상기 구성을 구비한 본 발명의 청구항 3에 따른 밀봉장치에서는, 외주측 밀봉부재의 금속링에서의 내주부위에 내주 튜브부가 설치되고, 상기 내주 튜브부가 내주측 밀봉부재에 대해 접촉되지 않는 동시에 내주측 밀봉부재와의 사이에 래비린스 공간을 마련하는 것으로 되기 때문에, 상기 래비린스 공간에 의한 비접촉식 래비린스 시일이 시일 립에 의한 접촉식 립 시일의 배후측에 배치되게 되며, 이에 따라 래비린스 시일이 담당하는 밀봉부담을 경감시킬 수 있게 된다(밀봉장치 외부의 이수 등의 더스트에서 볼 때 바로 앞쪽에 립 시일이 배치되며, 그 뒤쪽에 래비린스 시일이 배치되므로, 립 시일이 1차 시일을 담당하고, 래비린스 시일이 2차 시일을 담당한다. 따라서, 2차 시일인 래비린스 시일은, 1차 시일인 립 시일을 빠져나온 더스트만 밀봉대상으로 하기 때문에, 적은 양의 더스트라면 충분히 밀봉할 수 있다고 생각된다).
또한, 청구항 4에 기재된 바와 같이 상기 래비린스 공간을, 내주 튜브부의 외주면과 내주측 밀봉부재의 사이, 내주 튜브부의 선단면과 내주측 밀봉부재의 사이, 그리고 내주 튜브부의 내주면과 내주측 밀봉부재의 사이에 일련의 것으로서 마련하면, 내주 튜브부의 내주면과 내주측 밀봉부재의 사이에만 마련하는 경우보다, 래비린스 시일의 길이를 길게 설정할 수 있게 된다. 래비린스 시일은 그 길이에 따라 밀봉성능이 높아지므로, 이로써 밀봉성능을 높일 수 있게 된다.
본 발명은 이하의 효과를 거둔다.
즉, 본 발명의 청구항 1에 따른 밀봉장치에서는, 내주측 밀봉부재의 금속링에 설치되는 외주 튜브부의 외주면과 외주측 밀봉부재의 사이, 외주 튜브부의 선단면과 외주측 밀봉부재의 사이, 그리고 외주 튜브부의 내주면과 외주측 밀봉부재의 사이에 일련의 래비린스 공간이 마련되기 때문에, 이들 복수의 래비린스 공간에 의한 래비린스 시일의 길이가 종래보다 길게 설정되어 있다. 따라서, 이에 수반하여 래비린스에 의한 밀봉성능을 한층 높일 수 있어 이수 등의 더스트가 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수가 있다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 따른 밀봉장치에서는, 내주측 밀봉부재의 금속링에 설치되는 외주 튜브부에 그 선단부로부터 기단부에 걸쳐 점차 지름이 확대되는 경사면이 형성되는 동시에 외주측 밀봉부재에 대응되는 경사면이 형성되고, 상기 양 경사면에 의해 경사면 형상의 래비린스 공간이 마련되기 때문에, 상기 경사면 형상의 래비린스 공간은 래비린스 시일작용 외에, 원심력을 이용한 시일작용을 발휘한다. 따라서, 래비린스에 의한 밀봉성능을 한층 높일 수 있어 이수 등의 더스트가 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수가 있다.
또, 본 발명의 청구항 3에 따른 밀봉장치에서는, 외주측 밀봉부재의 금속링에서의 내주부위에 내주 튜브부가 설치되고, 상기 내주 튜브부가 내주측 밀봉부재에 대해 접촉되지 않는 동시에 내주측 밀봉부재와의 사이에 래비린스 공간을 마련하는 것으로 되기 때문에, 래비린스 공간에 의한 비접촉식의 래비린스 시일이 시일 립에 의한 접촉식의 립 시일의 배후측에 배치되어, 래비린스 시일이 담당하는 밀봉부담을 경감시킬 수 있게 되어 있다. 따라서, 래비린스 시일의 밀봉성능과 밀봉대상의 양의 관계에 있어서 전자의 밀봉성능이 상대적으로 높아지기 때문에, 이로써 래비린스에 의한 밀봉성능을 한층 높일 수 있어, 이수 등의 더스트가 침입하는 효과적으로 억제할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 청구항 4에 따른 밀봉장치에서는, 래비린스 공간이 내주 튜브부의 외주면과 내주측 밀봉부재의 사이, 내주 튜브부의 선단면과 내주측 밀봉부재의 사이, 그리고 내주 튜브부의 내주면과 내주측 밀봉부재의 사이에 일련하여 마련되기 때문에, 래비린스 시일의 길이를 길게 설정할 수 있게 되며, 이로써 밀봉성능을 한층 높일 수가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 밀봉장치의 주요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 밀봉장치의 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 관한 밀봉장치의 주요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 관한 밀봉장치의 주요부 단면도이다.
도 5는 종래예에 관한 밀봉장치의 장착상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 다른 종래예에 관한 밀봉장치의 주요부 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1,21 : 밀봉장치 2,23 : 내주측 밀봉부재
3,22 : 외주측 밀봉부재 4 : 슬링거 부재(금속링)
4a,6a,24a,26a : 통형상부 4b,6b,24b,26b : 지름방향 기립부
4c : 외주 튜브부 4d,7h : 외주면
5,25 : 립 시일부재 6,24,26 : 금속링
7,27 : 고무상 탄성체 7a,27c : 외주 고무부
7b,27b : 선단 고무부 7c,27a : 내주 고무부
7d,27d : 단면 고무부 7e,7f,27e,27f : 시일 립
7g,27g : 팽출부(膨出部) 7i,27h : 내주면
8,9,10,12,28,29,31 : 래비린스공간 11,30 : 래비린스 시일
24c : 내주 튜브부
다음으로 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 밀봉장치(1)의 주요부 단면을 나타낸다. 본 실시예에 관한 밀봉장치(1)는, 자동차 관련분야에서 허브 베어링용 시일(허브 시일)로서 이용되는 것으로 이하와 같이 구성되어 있다. 또한, 본 실시예는 본원의 청구항 1에 관계된 발명에 대한 실시예이다.
즉, 우선 상기 밀봉장치(1)는, 상대회전하는 두 부재 중 한쪽 부재인 베어링 내측 휠(내주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 베어링 내측 휠과 함께 회전하는 내주측 밀봉부재(2)와, 두 부재 중 다른 쪽 부재인 베어링 외측 휠(외주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 회전하지 않는 외주측 밀봉부재(3)를 갖는다.
내주측 밀봉부재(2)는 금속링의 일종인 슬링거 부재(이하에서는 단순히 '슬링거'라고도 함 ; 4)에 의해 구성되어 있다.
상기 슬링거(4)는, 판금 등의 금속재로 이루어지며, 통형상부(4a)의 축방향 일측(도면의 우측) 단부에 지름방향 외측(도면의 상측)을 향해 링형상의 지름방향 기립부(평면부 ; 4b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(4a)를 통해 베어링 내측 휠의 외주면에 끼움부착된다.
한편, 외주측 밀봉부재(3)는 립 시일부재(이하에서는 단순히 '립 시일'이라고도 함 ; 5)에 의해 구성되어 있으며, 상기 립 시일(5)은 금속링(6)과, 상기 금속링(6)에 피착(가류접착)된 고무상 탄성체(7)의 조합으로 구성되어 있다.
금속링(6)은, 판금 등의 금속재로 이루어지며, 통형상부(6a)의 축방향 타측(도면의 좌측) 단부에 지름방향 내측(도면의 하측)을 향해 링형상의 지름방향 기립부(평면부 ; 6b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(6a)를 통해 베어링 외측 휠의 내주면에 끼움부착된다.
고무상 탄성체(7)는 금속링(6)의 통형상부(6a)의 선단 외주면에 피착된 외주 고무부(7a)와, 통형상부(6a)의 선단면에 피착된 선단 고무부(7b)와, 통형상부(6a)의 내주면에 피착된 내주 고무부(7c)와, 금속링(6)의 지름방향 기립부(6b)의 내측 단면에 피착된 단면 고무부(7d)와, 상기 단면 고무부(7d)에 의해 지지되며 슬링 거(4)의 지름방향 기립부(4b)의 내측 단면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(사이드 립 ; 7e)과, 마찬가지로 단면 고무부(7d)에 의해 지지되며 슬링거(4)의 부착부(4a)의 외주면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(래디얼 립(radial lip) ; 7f)을 일체로 갖는다.
또한, 슬링거(4)에서의 최외주 부위로서 지름방향 기립부(4b)의 선단에는, 축방향 타측을 향해 외주 튜브부(4c)가 일체로 성형되어 있으며, 이로써 슬링거(4)는 전체적으로 단면이 대략 コ형상으로 형성되어 있다.
또, 상기 외주 튜브부(4c)의 내주측에 위치하며, 립 시일(5)의 고무상 탄성체(7)에서의 단면 고무부(7d)에는, 축방향 일측을 향해 링형상의 팽출부(7g)가 일체 성형되어 있으며, 상기 팽출부(7g)는 통형상의 외주면(7h)을 갖는다.
따라서, 상기 구성에 따르면, 외주 튜브부(4c)의 외주면과 내주 고무부(7c)의 내주면의 사이, 외주 튜브부(4c)의 선단면과 단면 고무부(7d)의 내측단면의 사이, 그리고 외주 튜브부(4c)의 내주면과 팽출부(7g)의 외주면(7h)의 사이에 각각 미소한 간극(間隙)의 래비린스 공간(8,9,10)이 형성되고, 이들 3곳의 래비린스 공간(8,9,10)은 단면이 대략 コ형상을 나타내며 일련하여 연속되도록 구성되어 있기 때문에, 상기 래비린스 공간(8,9,10)에 의한 래비린스 시일(11)의 전체 길이가 종래보다 길게 설정되어 있다. 따라서, 이와 같이 래비린스 시일(11)의 전체 길이가 종래보다 길게 설정됨으로써, 래비린스 시일(11)에 의한 밀봉성능을 한층 높일 수 있어, 이수 등의 더스트가 밀봉장치(1) 내부, 나아가 베어링 내부로 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수가 있다.
(제 2 실시예)
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 관계된 밀봉장치(1)의 주요부 단면을 나타낸다. 본 실시예에 관계된 밀봉장치(1)는, 자동차 관련분야에서 허브 베어링용 시일(허브 시일)로서 이용되는 것으로 이하와 같이 구성되어 있다. 또한, 본 실시예는 본원의 청구항 2에 관계된 발명에 대한 실시예이다.
즉, 먼저 상기 밀봉장치(1)는, 상대회전하는 두 부재 중 한쪽 부재인 베어링 내측 휠(내주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 베어링 내측 휠과 함께 회전하는 내주측 밀봉부재(2)와, 두 부재 중 다른 쪽 부재인 베어링 외측 휠(외주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 회전하지 않는 외주측 밀봉부재(3)를 갖는다.
내주측 밀봉부재(2)는 금속링의 일종인 슬링거 부재(이하, 단순히 '슬링거'라고도 함 ; 4)에 의해 구성되어 있다.
상기 슬링거(4)는, 판금 등의 금속재로 이루어지며, 통형상부(4a)의 축방향 일측(도면의 우측) 단부에 지름방향 외측(도면의 상측)을 향해 링형상의 지름방향 기립부(평면부 ; 4b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(4a)를 통해 베어링 내측 휠의 외주면에 끼움부착된다.
한편, 외주측 밀봉부재(3)는 립 시일부재(이하에서는 단순히 '립 시일'이라고도 함 ; 5)에 의해 구성되어 있으며, 상기 립 시일(5)은 금속링(6)과, 상기 금속링(6)에 피착(가류접착)된 고무상 탄성체(7)의 조합으로 구성되어 있다.
금속링(6)은, 판금 등의 금속재로 이루어지며, 통형상부(6a)의 축방향 타측(도면의 좌측) 단부에 지름방향 내측(도면의 하측)을 향해 링형상의 지름방향 기립 부(평면부 ; 6b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(6a)를 통해 베어링 외측 휠의 내주면에 끼움부착된다.
고무상 탄성체(7)는 금속링(6)의 통형상부(6a)의 선단 외주면에 피착된 외주 고무부(7a)와, 통형상부(6a)의 선단면에 피착된 선단 고무부(7b)와, 통형상부(6a)의 내주면에 피착된 내주 고무부(7c)와, 금속링(6)의 지름방향 기립부(6b)의 내측 단면에 피착된 단면 고무부(7d)와, 상기 단면 고무부(7d)에 의해 지지되며 슬링거(4)의 지름방향 기립부(4b)의 내측 단면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(사이드 립 ; 7e)과, 마찬가지로 단면 고무부(7d)에 의해 지지되며 슬링거(4)의 부착부(4a)의 외주면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(래디얼 립 ; 7f)을 일체로 갖는다.
또한, 슬링거(4)에서의 최외주 부위로서 지름방향 기립부(4b)의 선단에는, 축방향 타측을 향해 외주 튜브부(4c)가 일체로 성형되어 있으며, 본 실시예에서는 특히 상기 외주 튜브부(4c)가, 그 선단부로부터 기단부에 걸쳐 점차 지름이 확대되는 경사면 형상(테이퍼면 형상 내지는 원추면 형상)으로 형성되어 있다. 방향으로는, 축방향 타측(도면의 좌측)으로부터 일측(도면의 우측)에 걸쳐 점차 지름이 확대되는 방향이다. 또 이에 맞추어, 립 시일부재(5)에서의 고무상 탄성체(7)의 내주 고무부(7c)의 내주면(7i)도, 축방향 타측으로부터 일측에 걸쳐 점차 지름이 확대되는 경사면 형상으로 형성되어 있으며, 이에 따라 외주 튜브부(4c)의 외주면(4d)과 내주 고무부(7c)의 내주면(7i)의 사이에, 축방향 타측으로부터 일측에 걸쳐 점차 지름이 확대되는 경사면 형상의 래비린스 공간(12)이 형성되며, 이로써 래 비린스 시일(11)이 구성된다. 상기 경사면 형상의 래비린스 공간(12)은, 가령, 상기 제 1 실시예에서 나타낸 축방향으로 곧은 형상의 래비린스 공간(8)에 비해 그 길이를 길게 설정할 수 있는 것이기도 하다.
상기한 구성의 밀봉장치(1)에서, 회전측의 슬링거(4)가 베어링 내측 휠과 함께 고속으로 회전하면, 경사면 형상의 래비린스 공간(12) 내부에서 원심력의 작용에 의해 이수를 되밀어내는 기능이 발휘된다. 래비린스 공간(12)에 침입한 이수는 상기한 되밀어내는 기능에 의해 외측 방향(화살표 방향)으로 되돌려 보내진다. 따라서, 상기 래비린스 공간(12)에 의한 래비린스 시일효과에 추가하여, 상기 원심력에 의해 이수를 되밀어내는 효과가 발휘됨에 따라, 총체적으로 상기 밀봉장치(1)의 밀봉능력을 높일 수가 있으며, 따라서 이수 등의 더스트가 밀봉장치(1) 내부, 나아가 베어링 내부로 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또, 경사면 형상의 래비린스 공간(12)의 단면형상은 도시된 바와 같이 비스듬하게 곧은 형상 외에 원호형상으로 형성되어도 무방하다.
또한, 외주 튜브부(4c) 또는/및 내주 고무부(7c)의 내주면(7i)에 돌기 또는 홈을 형성할 수도 있다. 상기 돌기 또는 홈의 형상으로는, 축방향과 평행한 것으로 하여 분리효과(shaking off effect)를 향상시키거나, 축방향에 대해 경사지게 하거나, 나선형으로 하여 나사형상으로 함으로써, 펌핑작용에 의한 밀봉효과를 기대할 수도 있다.
(제 3 실시예)
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 관계된 밀봉장치(21)의 주요부 단면을 나타 낸다. 본 실시예에 관계된 밀봉장치(21)는, 자동차 관련분야에서 허브 베어링용 시일(허브 시일)로서 이용되는 것으로 이하와 같이 구성되어 있다. 또, 본 실시예는 본원의 청구항 3에 관계된 발명에 대한 실시예이다.
즉, 우선 상기 밀봉장치(21)는, 상대회전하는 두 부재 중 한쪽 부재인 베어링 외측 휠(외주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 회전하지 않는 외주측 밀봉부재(22)와, 두 부재 중 다른 쪽 부재인 베어링 내측 휠(내주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 베어링 내측 휠과 함께 회전하는 내주측 밀봉부재(23)를 갖는다.
외주측 밀봉부재(22)는 금속링(24)의 단품으로 구성되어 있으며, 상기 금속링(24)은 판금 등의 금속재로 이루어지고, 통형상부(24a)의 축방향 일측(도면의 좌측) 단부에 지름방향 내측(도면의 하측)을 향해 링형상의 지름방향 기립부(평면부 ; 24b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(24a)를 통해 베어링 외측 휠의 내주면에 끼움부착된다.
한편, 내주측 밀봉부재(23)는 립 시일부재(이하에서는 단순히 '립 시일'이라고도 함 ; 25)에 의해 구성되어 있으며, 상기 립 시일(25)은 금속링(26)과, 상기 금속링(26)에 피착(가류접착)된 고무상 탄성체(27)의 조합으로 구성되어 있다.
금속링(26)은, 판금 등의 금속재로 이루어지며, 통형상부(26a)의 축방향 타측(도면의 우측) 단부에 지름방향 외측(도면의 상측)을 향해 링형상의 지름방향 기립부(평면부 ; 26b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(26a)를 통해 베어링 내측 휠의 외주면에 끼움부착된다.
고무상 탄성체(27)는 금속링(26)의 통형상부(26a)의 선단 내주면에 피착된 내주 고무부(27a)와, 통형상부(26a)의 선단면에 피착된 선단 고무부(27b)와, 통형상부(26a)의 외주면에 피착된 외주 고무부(27c)와, 금속링(26)의 지름방향 기립부(26b)의 내측 단면에 피착된 단면 고무부(27d)와, 상기 단면 고무부(27d)에 의해 지지되며 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 통형상부(24a)의 내주면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(래디얼 립 ; 27e)과, 마찬가지로 단면 고무부(27d)에 의해 지지되며 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 지름방향 기립부(24b)의 내측 단면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(사이드 립(side lip) ; 27f)을 일체로 갖는다.
또한, 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 최내주 부위로서 지름방향 기립부(24b)의 선단에는, 축방향 일측을 향해 내주 튜브부(24c)가 일체로 성형되어 있으며, 이로써 금속링(24)은 전체적으로 단면이 대략 コ형상으로 형성되어 있다.
또, 내주 튜브부(24c)는 내주측 밀봉부재(23)에 근접배치되지만 내주측 밀봉부재(23)에 대해 접촉되지 않도록 되어 있으며, 상기 내주 튜브부(24c)의 선단면과 단면 고무부(27d)의 내측 단면의 사이, 그리고 내주 튜브부(24c)의 내주면과 외주 고무부(27c)의 외주면의 사이에 각각 미소한 간극의 래비린스 공간(28,29)이 형성되어 있고, 이들 두 곳의 래비린스 공간(28,29)은, 단면이 대략 L자형을 나타내며 일련하여 연속되도록 구성되고, 이로써 해당 부분에 래비린스 시일(30)이 형성되어 있다.
상기한 구성의 밀봉장치(21)에서는, 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 내주부위에 내주 튜브부(24c)가 설치되고, 상기 내주 튜브부(24c)가 내주측 밀 봉부재(23)에 대해 접촉되지 않는 동시에 내주측 밀봉부재(23)와의 사이에 래비린스 공간(28,29)을 마련하는 것으로 되어 있기 때문에, 상기 래비린스 공간(28,29)에 의한 비접촉식의 래비린스 시일(30)이 시일 립(27e,27f)에 의한 접촉식 립 시일의 배후측에 배치되어, 래비린스 시일(30)이 담당하는 밀봉부담을 실질적으로 경감시킬 수 있게 되어 있다. 따라서, 래비린스 시일(30)의 밀봉성능과 밀봉대상의 양(amount)의 관계에서 전자의 밀봉성능이 상대적으로 높아짐에 따라, 래비린스에 의한 밀봉성능을 한층 높일 수 있어 이수 등의 더스트가 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수가 있다.
또, 래비린스 공간(28,29)이 내주 튜브부(24c)의 선단면과 단면 고무부(27d)의 내측 단면의 사이, 그리고 내주 튜브부(24c)의 내주면과 외주 고무부(27c)의 외주면 사이의 두 곳에 마련되며, 이들 두 곳의 래비린스 공간(28,29)은 단면이 대략 L자형을 나타내며 일련하여 연속되도록 구성되어 있기 때문에, 상기 래비린스 공간(28,29)에 의한 래비린스 시일(30)의 전체 길이가 종래보다 길게 설정되어 있다. 따라서, 이와 같이 래비린스 시일(30)의 전체 길이가 종래보다 길게 설정됨에 따라, 래비린스 시일(30)에 의한 밀봉성능을 한층 높일 수 있어, 이수 등의 더스트가 밀봉장치(21) 내부, 나아가 베어링 내부로 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수가 있다.
(제 4 실시예)
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 관계된 밀봉장치(21)의 주요부 단면을 나타낸다. 본 실시예에 관계된 밀봉장치(21)는, 자동차 관련분야에서 허브 베어링용 시일(허브 시일)로서 이용되는 것으로 이하와 같이 구성되어 있다. 또한, 본 실시예는 본원의 청구항 4에 관계된 발명에 대한 실시예이다.
즉, 먼저 상기 밀봉장치(21)는, 상대회전하는 두 부재 중 한쪽 부재인 베어링 외측 휠(외주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 회전하지 않는 외주측 밀봉부재(22)와, 두 부재 중 다른 쪽 부재인 베어링 내측 휠(내주측 부착부재, 도시생략)에 부착되며 베어링 내측 휠과 함께 회전하는 내주측 밀봉부재(23)를 갖는다.
외주측 밀봉부재(22)는 금속링(24)의 단품으로 구성되어 있으며, 상기 금속링(24)은 판금 등의 금속재로 이루어지고, 통형상부(24a)의 축방향 일측(도면의 좌측) 단부에 지름방향 내측(도면의 하측)을 향해 링형상의 지름방향 기립부(평면부 ; 24b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(24a)를 통해 베어링 외측 휠의 내주면에 끼움부착된다.
한편, 내주측 밀봉부재(23)는 립 시일부재(이하에서는 단순히 '립 시일'이라고도 함 ; 25)에 의해 구성되어 있으며, 상기 립 시일(25)은 금속링(26)과, 상기 금속링(26)에 피착(가류접착)된 고무상 탄성체(27)의 조합으로 구성되어 있다.
금속링(26)은, 판금 등의 금속재로 이루어지며, 통형상부(26a)의 축방향 타측(도면의 우측) 단부에 지름방향 외측(도면의 상측)을 향해 링형상의 지름방향 기립부(평면부 ; 26b)를 일체 성형한 것으로서, 전자의 통형상부(26a)를 통해 베어링 내측 휠의 외주면에 끼움부착된다.
고무상 탄성체(27)는 금속링(26)의 통형상부(26a)의 선단 내주면에 피착된 내주 고무부(27a)와, 통형상부(26a)의 선단면에 피착된 선단 고무부(27b)와, 통형 상부(26a)의 외주면에 피착된 외주 고무부(27c)와, 금속링(26)의 지름방향 기립부(26b)의 내측 단면에 피착된 단면 고무부(27d)와, 상기 단면 고무부(27d)에 의해 지지되며 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 통형상부(24a)의 내주면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(래디얼 립 ; 27e)과, 마찬가지로 단면 고무부(27d)에 의해 지지되며 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 지름방향 기립부(24b)의 내측 단면에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 시일 립(사이드 립 ; 27f)을 일체로 갖는다.
또한, 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 최내주 부위로서 지름방향 기립부(24b)의 선단에는, 축방향 일측을 향해 내주 튜브부(24c)가 일체로 성형되어 있으며, 이로써 금속링(24)은 전체적으로 단면이 대략 コ형상으로 형성되어 있다.
또, 상기 내주 튜브부(24c)의 외주측에 위치하며, 립 시일(25)의 고무상 탄성체(27)에서의 단면 고무부(27d)에는, 축방향 일측을 향해 링형상의 팽출부(27g)가 일체 성형되어 있으며, 상기 팽출부(27g)는 통형상의 내주면(27h)을 갖는다.
따라서, 상기한 구성에 따르면, 상기 제 3 실시예와 동일한 작용효과를 발휘할 수 있는 이외에, 내주 튜브부(24c)의 외주면과 팽출부(27g)의 내주면(27h)의 사이, 내주 튜브부(24c)의 선단면과 단면 고무부(27d)의 내측 단면의 사이, 그리고 내주 튜브부(24c)의 내주면과 외주 고무부(27c)의 외주면의 사이에 각각 미소한 간극의 래비린스 공간(28,29,31)이 형성되고, 이들 세 곳의 래비린스 공간(28,29,31)은, 단면이 대략 コ형상을 나타내며 일련하여 연속되도록 구성되어 있기 때문에, 상기 래비린스 공간(28,29,31)에 의한 래비린스 시일(30)의 전체 길이가 상기 제 3 실시예의 경우보다 한층 길게 설정된다. 따라서, 이와 같이 래비린스 시일(30)의 길이가 길게 설정됨에 따라 밀봉성능을 한층 높일 수가 있다.

Claims (4)

  1. 상대회전하는 두 부재 중 한쪽인 내주측 부착부재에 부착되는 내주측 밀봉부재(2)와, 상기 두 부재 중 다른 쪽인 외주측 부착부재에 부착되는 외주측 밀봉부재(3)의 조합으로 이루어지는 밀봉장치(1)로서,
    상기 내주측 밀봉부재(2)는 상기 내주측 부착부재에 고정되는 금속링(4)을 가지며,
    상기 외주측 밀봉부재(3)는 상기 외주측 부착부재에 고정되는 금속링(6)과, 상기 금속링(6)에 피착되어 상기 내주측 밀봉부재(2)의 금속링(4)에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 고무상의 탄성체로 만들어진 시일 립(7e,7f)을 갖는 밀봉장치(1)에서,
    상기 내주측 밀봉부재(2)의 금속링(4)에서의 외주부위에 외주 튜브부(4c)를 설치하고,
    상기 외주 튜브부(4c)의 외주면과 상기 외주측 밀봉부재(3)의 사이, 상기 외주 튜브부(4c)의 선단면과 상기 외주측 밀봉부재(3)의 사이, 그리고 상기 외주 튜브부(4c)의 내주면과 상기 외주측 밀봉부재(3)의 사이에, 일련의 래비린스 공간(8,9,10)을 마련한 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
  2. 상대회전하는 두 부재 중 한쪽인 내주측 부착부재에 부착되는 내주측 밀봉부재(2)와, 상기 두 부재 중 다른 쪽인 외주측 부착부재에 부착되는 외주측 밀봉부 재(3)의 조합으로 이루어지는 밀봉장치(1)로서,
    상기 내주측 밀봉부재(2)는 상기 내주측 부착부재에 고정되는 금속링(4)을 가지며,
    상기 외주측 밀봉부재(3)는 상기 외주측 부착부재에 고정되는 금속링(6)과, 상기 금속링(6)에 피착되어 상기 내주측 밀봉부재(2)의 금속링(4)에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 고무상의 탄성체로 만들어진 시일 립(7e,7f)을 갖는 밀봉장치에서,
    상기 내주측 밀봉부재(2)의 금속링(4)에서의 외주부위에 외주 튜브부(4c)를 설치하고,
    상기 외주 튜브부(4c)의 외주면(4d)에 그 선단부로부터 기단부에 걸쳐 점차 지름이 확대되는 경사면을 형성하는 동시에, 대응되는 경사면을 상기 외주측 밀봉부재(3)에 형성하고,
    상기 경사면에 의해 래비린스 공간(12)을 마련한 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
  3. 상대회전하는 두 부재 중 한쪽인 외주측 부착부재에 부착되는 외주측 밀봉부재(22)와, 상기 두 부재 중 다른 쪽인 내주측 부착부재에 부착되는 내주측 밀봉부재(23)의 조합으로 이루어지는 밀봉장치(21)로서,
    상기 외주측 밀봉부재(22)는 상기 외주측 부착부재에 고정되는 금속링(24)으로 이루어지고,
    상기 내주측 밀봉부재(23)는 상기 내주측 부착부재에 고정되는 금속링(26)과, 상기 금속링(26)에 피착되어 상기 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에 슬라이딩이 가능하도록 밀접하는 고무상의 탄성체로 만들어진 시일 립(27e,27f)을 갖는 밀봉장치(21)에서,
    상기 외주측 밀봉부재(22)의 금속링(24)에서의 내주부위에 내주 튜브부(24c)를 설치하고,
    상기 내주 튜브부(24c)는 상기 내주측 밀봉부재(23)에 대하여 접촉되지 않으며, 상기 내주 튜브부(24c)와 상기 내주측 밀봉부재(23)의 사이에 래비린스 공간(28,29)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    내주 튜브부(24c)의 외주면과 내주측 밀봉부재(23)의 사이, 상기 내주 튜브부(24c)의 선단면과 상기 내주측 밀봉부재(23)의 사이, 그리고 상기 내주 튜브부(24c)의 내주면과 상기 내주측 밀봉부재(23)의 사이에 래비린스 공간(28,29,31)이 일련하여 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
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