KR20080025287A

KR20080025287A - 회전축 시일

Info

Publication number: KR20080025287A
Application number: KR1020070068657A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 아시다; 히로노리 오이다
Original assignee: 미츠비시 덴센 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2008-03-20
Also published as: JP4800158B2; KR101368294B1; JP2008069909A; US20080067759A1; EP1900982A1

Abstract

양호한 밀봉성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 회전축 시일을 제공하는 것을 목적으로 한다.

축심(X)에 직교하는 축심 직교 벽부(2)와, 이 축심 직교 벽부(2)의 내측 단부에 연속되어 설치됨과 아울러 고압측(H)으로 만곡되는 만곡형상 중간부(3)와, 이 중간부(3)의 선단에 연속되어 설치되는 시일 립부(4)를 가지는 시일 엘리먼트(1)를 구비한 회전축 시일이다. 또한, 시일 엘리먼트(1)는 중간부(3)에 두께가 얇은부분(6)를 구비하고 있다. 또한, 두께가 얇은부분(6)에 저압측(L)으로부터 접촉하여 상기 중간부(3)를 지지하는 받침면(9)을 가지는 서포트 부재(7)를 구비한 것이다.

축심, 회전축 시일, 두께가 얇은부분, 시일 엘리먼트,시일 립부, 저압측, 고압측, 받침면, 서포트 부재

Description

회전축 시일{ROTATION SHAFT SEAL}

본 발명은 회전축 시일에 관한 것이다.

(액상 또는 가스상의) 고압 유체를 밀봉하는 데 사용되는 종래의 회전축 시일로서, 금속 케이스에 폴리테트라플루오르에틸렌(이하, PTFE 라고 함) 등의 불소 수지제의 시일 엘리먼트가 수용되고, 이 시일 엘리먼트의 저압측의 배면은 금속 케이스 또는 금속 케이스에 내장된 지지 금구로 지지되어 있는 것이 있다(예를 들어 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2003-194231호 공보

그러나, 도 12에 도시한 바와 같은 종래의 회전축 시일은, 시일 엘리먼트(101)에 유체 수용실측(고압측(H))으로부터 높은 압력이 작용한 경우, 유체 압력에 의해 시일 엘리먼트(101)의 만곡부(103)가 절곡되어 회전축(10)의 외주면(11)과 접촉하게 되는 과도한 변형이 발생하거나, 만곡부(103)가 금속 케이스(100)의 (회전축(10)을 삽입 관통하는)원형관통구멍(102)으로부터 저압측(L)으로 비어져 나오거나 하여(도 13 참조) 밀봉성이 저하된다. 또한 시일 엘리먼트(101)가 회전축(10)과의 미끄럼운동열에 의해 가열되어 강도가 저하된 경우, 만곡부(103)가 회전축(10)의 외주면(11)과 세게 접촉하여 국소적으로 커다란 마모가 발생한다는 문제가 있었다. 이와 같이, 종래의 회전축 시일에는 양호한 밀봉성을 장기적으로 유지할 수 없었다.

또한, 금속 케이스(100)의 내측 단부를 고압측(H) 측으로 경사 형상으로 연신시켜 만곡부(103)를 지지하도록 형성하는 것을 생각할 수 있지만, 만곡부(103)의 비어져 나옴이나 국소적인 마모를 방지할 수는 없었다.

따라서, 본 발명은, 양호한 밀봉성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 회전축 시일을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 회전축 시일은, 축심에 직교하는 축심 직교 벽부와, 이 축심 직교 벽부의 내측 단부에 연속되어 설치됨과 아울 러 고압측으로 만곡되는 만곡형상 중간부와, 이 중간부의 선단에 연속되어 설치되는 시일 립부를 가지는 시일 엘리먼트를 구비한 회전축 시일로서, 상기 시일 엘리먼트는 상기 중간부에 두께가 얇은부분을 구비하고, 이 두께가 얇은부분에 저압측으로부터 접촉하여 상기 중간부를 지지하는 받침면을 가지는 서포트 부재를 구비한 것이다.

또한, 상기 시일 엘리먼트의 상기 저압측을 두께 방향으로 잘라내어 상기 두께가 얇은부분을 형성하였다.

또한, 상기 시일 엘리먼트의 상기 저압측을 상기 축심 직교 벽부에서부터 상기 중간부에 걸쳐 두께 방향으로 잘라내어 상기 두께가 얇은부분을 형성하였다.

또한, 상기 서포트 부재는 상기 중간부의 내경면(內徑面)을 받쳐 지지하는 수압면부(受壓面部)를 가지며, 이 수압면부에는 회전축의 외주면과 평행한 형상의 평행면이 형성되어 있다.

또한, 상기 중간부의 두께 치수와 상기 서포트 부재의 받침면에서부터 상기 수압면부에 이르기까지의 두께 치수의 합계 두께 치수가 상기 시일 립부의 두께 치수보다 얇아지도록 형성되어 있다.

또한, 상기 시일 엘리먼트의 상기 고압측에 배치되어 설치됨과 아울러, 상기 서포트 부재와 함께 이 시일 엘리먼트를 유지하는 유지 부재를 구비하고, 이 유지 부재의 내측 단부 가장자리에 상기 중간부와 접촉하는 R형 누름면을 형성할 수도 있다.

또한, 상기 유지 부재의 상기 시일 엘리먼트와 접촉하는 내경각부(內徑角部) 를 상기 서포트 부재의 상기 중간부와 접촉하는 선단각부(先端角部)와 상기 축심 방향으로 어긋나게 하여 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명은 다음과 같은 현저하게 큰 효과를 이룬다.

본 발명에 따른 회전축 시일에 따르면, 수압시의 중간부의 과도한 변형을 방지할 수 있어 양호한 밀봉성을 발휘할 수 있다. 즉, 수압시에 중간부는 받침면에서 받쳐져 지지되므로 중간부가 크게 변형되어 회전축의 외주면에 눌리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 종래와 같은 중간부의 비어져나옴이나 국소적인 마모(도 13 참조)를 방지할 수 있고, 양호한 밀봉성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 또한, 회전축에 대한 과대한 접촉면압의 발생을 확실하게 방지하여---접촉면압을 저감시켜---발열의 억제와 미끄럼운동 토크의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 시일 엘리먼트에 두께가 얇은부분을 형성함으로써 중간부에서의 가요성이 향상되어 중간부의 서포트 부재와의 접촉면압 및 시일 립부의 회전축과의 접촉면압을 저감할 수 있다. 이에 따라, 시일 엘리먼트에 발생하는 미끄럼운동열이나 미끄럼운동 토크를 저감하여 마모, 열화를 억제할 수 있다. 또한 마모되기 쉬운 시일 립부에 대해서는 간단히 두껍게 하도록 설계 변경할 수 있다.

이하, 실시 형태를 도시한 도면에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 회전축 시일의 제 1 실시 형태를 나타내며, 도면에 있어서, 회전축 시일은 하우징(20)과 회전축(10) 사이에 장착한 상태(장착상태)로 되어 있다. 하우징(20)의 내주면에 형성된 오목한 둘레홈에는 고정링(19)이 걸리고, 회전축 시일은 이 고정링(19)에 의해 빠짐 방지된다. 그리고, 좌측이 밀봉 유체를 수납하는 고압측(H), 우측이 저압측(L)이다.

도 1에 있어서, 1은 PTFE 등의 수지제의 시일 엘리먼트이며, 장착상태에서는 내경측이 회전축(10)의 외주면(11)에 면접촉하도록 만곡되어 있다. 즉, 시일 엘리먼트(1)는 회전축(10)의 축심(X)에 직교하는 축심 직교 벽부(2)와, 축심 직교 벽부(2)의 내측 단부에 연속되어 설치됨과 아울러 고압측(H)으로 만곡되는 만곡형상 중간부(3)와, 중간부(3)의 선단에 연속되어 설치되는 시일 립부(4)를 가지고 있다. 또한, 시일 립부(4)의 회전축(10)과의 미끄럼접촉면에는 나선홈(5)이 형성되어 있다.

7은 시일 엘리먼트(1)를 유지하는 금속제의 서포트 부재이며, 서포트 부재(7)는 원통형 둘레벽부(17)와, 원통형 둘레벽부(17)의 저압측(L)의 단부로부터 내경 방향으로 돌출된 단면형상이 대략 J자 형인 유지편부(18)를 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 이 경우, 서포트 부재(7)는 아우터 케이스로 되어 있다.

서포트 부재(아우터 케이스)(7) 내에는 저압측(L)에서 고압측(H)을 향하여 시일 엘리먼트(1), 원환형의 고무제 또는 수지제의 개스킷(40), 도립 L자형 단면의 이너 케이스(21)(유지 부재(8))가 차례대로 서로 포개지도록 하여 둘레벽부(17)의 고압측(H)의 단부 가장자리(17a)의 코킹에 의해 유지편부(18)와의 사이에서 유지 고정되어 있다. 또한, 개스킷(40)은 시일 엘리먼트(1)(축심 직교 벽부(2))와 서포트 부재(7) 사이에 개재되어 있을 수도 있다.

시일 엘리먼트(1)는 축심 직교 벽부(2)에서부터 중간부(3)에 걸쳐 저압측(L)을 두께 방향으로 잘라내어 형성한 두께가 얇은부분(6)을 구비한다. 또한, 시일 립부(4)는 두께가 두껍게 형성되어 있다. 그리고, 서포트 부재(7)는 이 두께가 얇은부분(6)에 저압측(L)으로부터 접촉하여 배열 설치되며, 만곡형상 중간부(3)를 지지하는 R형의 받침면(9)을 가지고 있다. 또한, 받침면(9)의 형상은 도시 생략하지만, 대략 직각형상의 절곡면이나 스트레이트형상의 구배면 등일 수도 있다.

도 2는, 도 1에 도시한 제 1 실시 형태의 요부를 나타내는 도면이며, 도 2에 도시한 바와 같이, 서포트 부재(7)는 중간부(3)의 내경면(15)을 받쳐 지지하는 수압면부(16)를 가지며, 수압면부(16)(의 전부 또는 일부)에는 회전축(10)의 외주면(11)과 평행한 형상의 평행면(16a)이 형성되어 있다. 이 "평행한 형상"에는 외주면(11)에 대하여 약간 경사지는 대략 평행인 경우도 포함된다고 정의한다. 또한, 평행면(16a)은 수압면부(16)의 전부에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 더욱이, 평행면(16a)은 외주면(11)과 완전히 평행하게 배열되어 설치되는 것이 바람직하다. 도 2에 도시한 바와 같이, 서포트 부재(7)는 상기 R형 받침면(9)과 연속되는 스트레이트형상의 수압면부(16)를 가지며, R형의 받침면(9)과 스트레이트형상의 수압면부(16)(평행면(16a))에서 중간부(3)(두께가 얇은부분(6))를 지지한다.

또한, 중간부(3)(두께가 얇은부분(6))의 두께 치수와 서포트 부재(7)의 받침면(9)에서부터 수압면부(16)에 이르기까지의 두께 치수의 합계 두께 치수(T)는 시일 립부(4)의 두께 치수(t)보다 얇아지도록 형성되어 있다.

또한, 시일 립부(4)의 배면(저압측(L)의 단면)을 지지하는 서포트 부재(7)의 선단면(25)은 축심(X)과 직교 방향으로 배열되어 설치되어 있다.

다음, 도 3은 본 발명의 제 2 실시 형태를 나타낸다. 이 도 3에 있어서, PTFE 등의 수지제의 시일 엘리먼트(1)를 유지하는 금속제의 서포트 부재(7)는 아우터 케이스(22)에 끼워넣어지는 이너 케이스로 되어 있다.

제 2 실시 형태의 회전축 시일의 구체적 구성은 아우터 케이스(22)가 그 고압측(H)의 단부 가장자리에 내측플랜지부(24)를 가지며, 아우터 케이스(22)의 외주면 및 내측플랜지부(24)의 전후 양면에 고무제 시일부(23)가 일체로 고정 장착되어 있다. 또한, 아우터 케이스(22)의 저압측(L)의 단부 가장자리(22a)의 코킹에 의해 서포트 부재(7)와 고무제 시일부(23) 사이에 시일 엘리먼트(1)가 끼워져서 장착되어 있다.

또한, 서포트 부재(7)는 원통형 둘레벽부(17)와, 원통형 둘레벽부(17)의 고압측(H)의 단부로부터 내경 방향으로 돌출된 단면형상이 대략 J자인 유지편부(18)를 가지고 있다.

시일 엘리먼트(1)는 축심 직교 벽부(2)에서부터 중간부(3)에 걸쳐 저압측(L)을 두께 방향으로 잘라내어 형성한 두께가 얇은부분(6)를 구비한다. 그리고, 서포트 부재(7)는 이 두께가 얇은부분(6)에 접촉하여 배열 설치되며, 만곡형상 중간부(3)를 지지하는 R형의 받침면(9)을 가지고 있다.

도 4는 제 2 실시 형태의 요부를 나타내는 도면이며, 도 4에 있어서 서포트 부재(7)는 중간부(3)의 내경면(15)을 받쳐 지지하는 수압면부(16)를 가지며, 수압면부(16)는 회전축(10)의 외주면(11)과 평행한 형상의 평행면(16a)을 가지고 있다.

즉, 서포트 부재(7)는 상기 R형 받침면(9)과 연속되는 스트레이트형상의 수압면부(16)를 가지며, R형 받침면(9)과 스트레이트형상의 수압면부(16)(평행면(16a))에서 중간부(3)를 받쳐 지지한다.

또한, 중간부(3)의 두께 치수와 서포트 부재(7)의 R형 받침면(9)에서부터 수압면부(16)에 이르기까지의 두께 치수의 합계 두께 치수(T)는 시일 립부(4)의 두께 치수(t)보다 얇아지도록 형성되어 있다.

또한, 도 3과 도 4에 있어서 상기 설명한 구성 이외에 도 1 및 도 2와 동일한 부호는 도 1 및 도 2와 동일한 구성이므로 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시 형태를 나타낸다. 도 5에 있어서, PTFE 등의 수지제의 시일 엘리먼트(1)를 유지하는 금속제의 서포트 부재(7)는 아우터 케이스(22)에 끼워넣어지는 이너 케이스로 되어 있다.

22는 고압측(H)의 단부 가장자리에 내측플랜지부(24)를 가지는 아우터 케이스, 23은 아우터 케이스(22)의 외주면 및 내측플랜지부(24)의 전후 양면에 일체로 고정장착한 고무제 시일부이다. 아우터 케이스(22)에는 저압측(L)에서 고압측(H)을 향해 서포트 부재(7), 시일 엘리먼트(1), 원환형상의 유지 부재(8), 도립 L자형 단면의 이너 케이스(21)가 차례대로 서로 포개지도록 하여 끼워넣어지며, 아우터 케이스(22)의 저압측(L)의 단부 가장자리(22a)의 코킹에 의해 고무제 시일부(23)와의 사이에서 유지 고정되어 있다.

또한, 서포트 부재(7)는 원통형 둘레벽부(17)와, 원통형 둘레벽부(17)의 고압측(H)의 단부로부터 내경 방향으로 돌출된 단면형상이 대략 J자인 유지편부(18) 를 가지고 있다.

또한, 제 3 실시 형태의 요부를 도시한 도 6에 있어서, 서포트 부재(7)는 중간부(3)의 내경면(15)을 받쳐 지지하는 수압면부(16)를 가지며, 수압면부(16)는 회전축(10)의 외주면(11)과 평행한 형상의 평행면(16a)을 갖는다. 그리고, 서포트 부재(7)는 상기 R형의 받침면(9)과 연속되는 스트레이트형상의 수압면부(16)를 가지며, R형 받침면(9)과 스트레이트형상의 수압면부(16)(평행면(16a))에서 중간부(3)를 받쳐 지지한다.

또한, 도 5와 도 6에 있어서 상기 설명한 구성 이외에, 도 1 및 도 2와 동일한 부호는 도 1 및 도 2와 동일한 구성이므로 설명을 생략한다.

또한, 상기 제 2 실시 형태 및 제 3 실시 형태와 같은 회전축 시일은 카 에어콘용 컴프레서에 사용되는 회전축 시일로서 바람직하다.

도 7은 본 발명의 제 4 실시 형태를 나타낸다. 도 7에 도시한 바와 같이, 시일 엘리먼트(1)는, 고압측(H)의 (원환형의) 유지 부재(8)와 저압측(L)의 서포트 부재(7)(유지편부(18))에 의해 끼워져 지지되어 있다(도 5 참조). 유지 부재(8)는 그 내측 단부 가장자리에 만곡형상 중간부(3)와 접촉하는 R형 누름면(12)을 가지고 있다. 즉, 도 7의 제 4 실시 형태는 도 5 및 도 6의 제 3 실시 형태의 유지 부재(8)를 내경 방향으로 연신하고, 그 내측 단부 가장자리의 저압측(L)의 각부(角部)를 중간부(3)의 만곡면을 따라 R형으로 형성한 것이다.

또한, 도 7에 있어서 도 6과 동일한 부호는 도 6과 동일한 구성이므로 설명을 생략한다.

도 8에 도시한 본 발명의 제 5 실시 형태는 도 7에 도시한 유지 부재(8)의 두께 치수를 크게 한 것이다. 그리고, 유지 부재(8)의 시일 엘리먼트(1)(실 립부(4)의 외주면)와 접촉하는 내경각부(13)는 서포트 부재(7)의 중간부(3)와 접촉하는 선단각부(14)와 축심(X) 방향으로 어긋나게 한 위치에 배치되어 있다. 즉, 내경각부(13)와 선단각부(14)는 축심 방향 간격 치수(A)만큼 어긋나게 하여 배치되어 있다.

이와 같이, 도 8의 회전축 시일은, 내경각부(13)를 (선단각부(14)와 축심(X) 방향으로 어긋나게 하여) 시일 립부(4)의 외주면과 접촉하는 위치에 배치함으로써 시일 립부(4)를 외경측으로부터 눌러 시일 립부(4)가 회전축(10)의 외주면(11)에 안정적으로 면접촉할 수 있음과 아울러, 수압시(압력을 받을 시)에 내경각부(13), 선단각부(14)와의 접촉 부위에서의 응력 집중을 회피할 수 있는 점에서 바람직하다.

또한, 도 9는 본 발명의 제 6 실시 형태를 나타내며, 도면과 같이 유지 부 재(8)의 선단(내측 단부)을 고압측(H)으로 만곡시킬 수도 있다. 구체적으로는, 유지 부재(8)를 만곡시킨 내측 단부 가장자리에 중간부(3)와 접촉하는 R형 누름면(12)을 형성하고, 시일 립부(4)의 외주면과 접촉하는 유지 부재(8)의 내경각부(13)는 서포트 부재(7)의 중간부(3)와 접촉하는 선단각부(14)와 축심(X) 방향으로 (축심 방향 간격 치수(A)만큼) 어긋나게 한 위치에 배치되어 있다.

또한, 도 10은 본 발명의 제 7 실시 형태를 나타내며, 이 경우, 시일 엘리먼트(1)는 축심 직교 벽부(2)에서부터 중간부(3) 근방에 걸쳐 저압측(L)과 고압측(H)을 두께 방향으로 잘라내어 형성한 두께가 얇은부분(6)를 구비하고 있다. 그리고, 그 고압측(H)의 절결부(26)에 유지 부재(8)가 접촉되어 배열 설치되어 있다. 또한 유지 부재(8)의 내측 단부 가장자리에는 중간부(3)와 접촉하는 R형 누름면(12)을 가지며, 고압측(H)의 절결부(26)와 접촉하는 내경각부(13)는 서포트 부재(7)의 선단각부(14)와 축심(X) 방향으로 (축심 방향 간격 치수(A)만큼) 어긋나게 한 위치에 배치되어 있다.

또한, 도 11에 도시한 본 발명의 제 8 실시 형태와 같이, 서포트 부재(7)의 (저압측(L)의) 내측 단부 가장자리가 각진 형상으로 성형되어 있을 수도 있다. 이에 대하여, 도 1 내지 도 10에서는 서포트 부재(7)의 (저압측(L)의) 내측 단부 가장자리는 R형으로 형성되어 있다. 즉, 도 1 내지 도 10은 프레스 가공에 의해 서포트 부재(7)를 제작한 경우이고, 도 11은 절삭 가공에 의해 서포트 부재(7)를 제작한 경우이다.

또한, 도 8 내지 도 11에 있어서 상기 설명한 구성 이외에, 도 6과 동일한 부호는 도 6과 동일한 구성이므로 설명을 생략한다.

또한, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 시일 엘리먼트(1)를 두 개 이상 가지는 것일 수도 있으며, 이 경우에는 가장 고압측(H)에 배열되어 설치되는 시일 엘리먼트(1)에 대하여 상기 본 발명의 구성을 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 모든 시일 엘리먼트(1)에 대하여 본 발명의 구성을 적용하는 것도 자유이다.

또한, 두께가 얇은부분(6)를 시일 엘리먼트(1)의 축심 직교 벽부(2)에 형성하지 않고, 도시는 생략하지만, 중간부(3)에 있어서 선단으로 갈수록 점점 얇아지도록 (잘라내어) 형성할 수도 있다.

서포트 부재(7)는 금속제 이외의 것일 수도 있다. 서포트 부재(7)가 금속제인 경우의 제조 방법은 프레스 가공(도 1 내지 도 10 참조), 절삭 가공(도 11 참조), 단조 등의 일반적인 제조 방법이어도 무방하다. 또한, 서포트 부재(7)의 두께 치수는 균일하게 형성되어 있을 수도 있고, 또한 도 4에 도시한 바와 같이 서포트 부재(7)의 두께 치수를 선단면(25)을 향해 얇아지도록 (불균일하게) 형성할 수도 있다.

또한, 시일 립부(4)의 미끄럼운동면에 형성되는 홈은 나선형 이외에 동심원 형상으로 복수의 독립 홈을 형성한 것일 수도 있고, 또한 홈을 갖지 않는 경우일 수도 있다.

도 1 내지 도 11의 어느 것에 있어서도, 서포트 부재(7)의 내주면과 회전축(10)의 외주면(11) 사이에는 작은 갭(30)이 형성되어 있다.

전술한 본 발명의 회전축 시일의 사용 방법(작용)에 대하여 설명한다.

본 발명의 회전축 시일을 하우징(20)과 회전축(10) 사이에 장착한 장착상태로 한다(도 1 참조). 고압측(H)에 수납된 밀봉 유체가 가압되면, 시일 엘리먼트(1)에는 도 2에 도시한 화살표 방향으로 유체 압력이 작용한다.

그리고, 유체 압력이 작용하는 수압시에 중간부(3)는 받침면(9)에서 받쳐져 지지된다. 바꾸어 말하면, (R형의) 받침면(9)에서 수압 전(장착 미가압 상태)의 중간부(3)의 만곡 형상이 수압 후에도 유지되고 있다.

또한, 중간부(3)의 시일 립부(4)와의 접속부 근방에서는 유체 압력에 의한 지름 방향 내측의 가압력이 작용한다. 그리고, 중간부(3)의 내경면(15)은 외주면(11)과 평행한 형상의 평행면(16a)(수압면부(16))에 의해 유지된다. 이와 같이, 중간부(3)의 시일 립부(4)의 접속 근방부가 평행면(16a)(수압면부(16))에 의해 외주면(11)과 평행한 형상이 되도록 받쳐져 지지됨으로써 시일 립부(4)의 미끄럼운동면이 외주면(11)에 대하여 평행하게 (접촉면압이 균일하게) 가압된다.

또한, 시일 립부(4)의 선단면에는 축심과 평행한 유체 압력이 작용한다. 그리고, 시일 립부(4)는 저압측(L)으로 가압되어 서포트 부재(7)의 선단면(25)에 절결부와의 단차면(31)이 맞닿아 지지된다. 이와 같이, 서포트 부재(7)의 선단면(25)에서 시일 립부(4)를 지지하여 저압측(L)으로의 이동을 방지한다.

이상과 같이, 본 발명의 회전축 시일은 축심(X)에 직교하는 축심 직교 벽부(2)와, 축심 직교 벽부(2)의 내측 단부에 연속되어 설치됨과 아울러 고압측(H)으로 만곡되는 만곡형상 중간부(3)와, 중간부(3)의 선단에 연속되어 설치되는 시일 립부(4)를 가지는 시일 엘리먼트(1)를 구비한 회전축 시일로서, 시일 엘리먼트(1) 는 중간부(3)에 두께가 얇은부분(6)를 구비하고, 두께가 얇은부분(6)에 저압측(L)으로부터 접촉하여 중간부(3)를 지지하는 받침면(9)을 가지는 서포트 부재(7)를 구비하였으므로, 수압시의 중간부(3)의 과도한 변형을 방지할 수 있어 양호한 밀봉성을 발휘할 수 있다. 즉, 수압시에 중간부(3)는 받침면(9)에서 받쳐져 지지되므로, 중간부(3)가 크게 변형하여 회전축(10)의 외주면(11)에 눌리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 종래와 같은 중간부(3)의 비어져나옴이나 국소적인 마모(도 13 참조)를 방지할 수 있고, 양호한 밀봉성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 또한, 회전축(10)에 대한 접촉면압을 저감시킬 수 있어 발열의 억제 및 미끄럼운동 토크의 저하를 도모할 수 있다.

또한, 마모되기 쉬운 시일 립부(4)에 대해서는 간단히 두껍게 하도록 설계 변경할 수 있다.

또한, 시일 엘리먼트(1)의 저압측(L)을 두께 방향으로 잘라내어 두께가 얇은부분(6)를 형성하였으므로 간단하게 두께가 얇은부분(6)를 형성할 수 있다. 또한 그 절결부 내에 서포트 부재(7)를 배열하여 설치함으로써 수압시에 시일 립부(4)(의 저압측(L)의 단차면(31))를 서포트 부재(7)의 선단면(25)에서 지지할 수 있고, 시일 립부(4)의 저압측(L)으로의 이동을 방지하여 양호한 밀봉성을 발휘할 수 있다.

또한, 시일 엘리먼트(1)의 저압측(L)을 축심 직교 벽부(2)에서부터 중간부(3)에 걸쳐 두께 방향으로 잘라내어 두께가 얇은부분(6)를 형성하였으므로, 간단히 두께가 얇은부분(6)을 형성할 수 있다. 또한 그 절결부 내에 서포트 부재(7)를 배열하여 설치함으로써 수압시에 시일 립부(4)(의 저압측(L)의 단차면(31))를 서포트 부재(7)의 선단면(25)에서 지지할 수 있고, 시일 립부(4)의 저압측(L)으로의 이동을 방지하여 양호한 밀봉성을 발휘할 수 있다.

또한, 서포트 부재(7)는 중간부(3)의 내경면(15)을 받쳐 지지하는 수압면부(16)를 가지며, 수압면부(16)에는 회전축(10)의 외주면(11)과 평행한 형상의 평행면(16a)이 형성되어 있으므로, 수압시에 평행면(16a)에서 중간부(3)의 내경면(15)을 외주면(11)과 평행한 형상이 되도록 받쳐 지지할 수 있다. 즉, 수압 시에 중간부(3)의 시일 립부(4)의 접속 근방부가 평행면(16a)에서 지지되어 외주면(11)과 평행해짐으로써 시일 립부(4)의 미끄럼운동면을 외주면(11)에 대하여 평행하게 가압(면접촉)할 수 있다. 이에 의해, 시일 립부(4)의 이끄럼이동면에 발생하는 접촉면압을 균일하게 할 수 있고, 시일 립부(4)의 국소적인 마모를 방지하여 장기간에 걸쳐 밀봉성을 유지할 수 있다.

또한, 중간부(3)의 두께 치수와 서포트 부재(7)의 R형 받침면(9)에서부터 수압면부(16)에 이르기까지의 두께 치수의 합계 두께 치수(T)가 시일 립부(4)의 두께 치수(t)보다 얇아지도록 형성되어 있으므로, 수압 에 시일 립부(4)가 외주면(11)에 확실하게 밀착되어 양호한 밀봉성을 발휘할 수 있다.

또한, 시일 엘리먼트(1)의 고압측(H)에 배열되어 설치됨과 아울러 서포트 부재(7)와 함께 시일 엘리먼트(1)를 유지하는 유지 부재(8)를 구비하며, 유지 부재(8)의 내측 단부 가장자리에 중간부(3)와 접촉하는 R형 누름면(12)을 형성하였으므로, 수압전(장착 미가압 상태)의 중간부(3)의 만곡 형태를 수압 후에도 확실하게 유지할 수 있어 양호한 밀봉성을 발휘할 수 있다.

또한, 유지 부재(8)의 시일 엘리먼트(1)와 접촉하는 내경각부(13)를 서포트 부재(7)의 중간부(3)와 접촉하는 선단각부(14)와 축심(X) 방향으로 어긋나게 하여 배치하였으므로, 내경각부(13), 선단각부(14)와의 시일 엘리먼트(1)의 접촉 부위에서의 수압시의 응력 집중을 회피할 수 있고, 시일 엘리먼트(1)의 조기 열화를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 회전축 시일의 제 1 실시 형태를 나타내는 단면도이다.

도 2는 요부 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시 형태를 나타내는 단면도이다.

도 4는 요부 확대 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시 형태를 나타내는 단면도이다.

도 6은 요부 확대 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제 4 실시 형태를 나타내는 요부 확대 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제 5 실시 형태를 나타내는 요부 확대 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제 6 실시 형태를 나타내는 요부 확대 단면도이다.

도 10은 본 발명의 제 7 실시 형태를 나타내는 요부 확대 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제 8 실시 형태를 나타내는 요부 확대 단면도이다.

도 12는 종래의 회전축 시일의 단면도이다.

도 13은 요부 확대 단면도이다.

<부호의 설명>

1 : 시일 엘리먼트 2 : 축심 직교 벽부

3 : 중간부 4 : 시일 립부

6 : 두께가 얇은부분 7 : 서포트 부재

8 : 유지 부재 9 : 받침면

10 : 회전축 11 : 외주면

12 : 누름면 13 : 내경각부

Claims

축심(X)에 직교하는 축심 직교 벽부(2)와, 이 축심 직교 벽부(2)의 내측 단부에 연속되어 설치됨과 아울러 고압측(H)으로 만곡되는 만곡형상 중간부(3)와, 이 중간부(3)의 선단에 연속되어 설치되는 시일 립부(4)를 가지는 시일 엘리먼트(1)를 구비한 회전축 시일로서,

상기 시일 엘리먼트(1)는 상기 중간부(3)에 두께가 얇은부분(6)를 구비하고, 이 두께가 얇은부분(6)에 저압측(L)으로부터 접촉하여 상기 중간부(3)를 지지하는 받침면(9)을 가지는 서포트 부재(7)를 구비한 것을 특징으로 하는 회전축 시일.
제 1 항에 있어서, 상기 시일 엘리먼트(1)의 상기 저압측(L)을 두께 방향으로 잘라내어 상기 두께가 얇은부분(6)을 형성한 것을 특징으로 하는 회전축 시일.
제 1 항에 있어서, 상기 시일 엘리먼트(1)의 상기 저압측(L)을 상기 축심 직교 벽부(2)에서부터 상기 중간부(3)에 걸쳐 두께 방향으로 잘라내어 상기 두께가 얇은부분(6)를 형성한 것을 특징으로 하는 회전축 시일.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서포트 부재(7)는 상기 중간부(3)의 내경면(15)을 받쳐 지지하는 수압면부(16)를 가지며, 이 수압면부(16)에는 회전축(10)의 외주면(11)과 평행한 형상의 평행면(16a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축 시일.
제 4 항에 있어서, 상기 중간부(3)의 두께 치수와 상기 서포트 부재(7)의 받침면(9)에서부터 상기 수압면부(16)에 이르기까지의 두께 치수의 합계 두께 치수(T)가 상기 시일 립부(4)의 두께 치수(t)보다 얇아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전축 시일.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시일 엘리먼트(1)의 상기 고압측(H)에 배치되어 설치됨과 아울러 상기 서포트 부재(7)와 함께 상기 시일 엘리먼트(1)를 유지하는 유지 부재(8)를 구비하고, 이 유지 부재(8)의 내측 단부 가장자리에 상기 중간부(3)와 접촉하는 R형 누름면(12)을 형성한 것을 특징으로 하는 회전축 시일.
제 6 항에 있어서, 상기 유지 부재(8)의 상기 시일 엘리먼트(1)와 접촉하는 내경각부(13)를 상기 서포트 부재(7)의 상기 중간부(3)와 접촉하는 선단각부(14)와 상기 축심(X) 방향으로 어긋나게 하여 배치한 것을 특징으로 하는 회전축 시일.