KR20080059829A - 차량 크랭크축용 오일씰 - Google Patents

차량 크랭크축용 오일씰 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 크랭크축용 오일씰을 개시한다. 오일이 일부 채워진 크랭크 하우징과, 상기 크랭크 하우징에 대해 회전 가능하게 설치되고 차량 엔진의 구동력을 받아서 바퀴로 전달하는 크랭크 축을 구비한 차량 크랭크에 채용되는 차량 크랭크축용 오일씰에 있어서, 본 발명에 따른 차량 크랭크축용 오일씰은: 상기 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에 삽입된 지지 프레임과; 상기 크랭크 하우징 내의 오일이 상기 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이를 통해 누설되는 것을 방지하도록 상기 지지 프레임으로부터 상기 크랭크 축으로 돌출 형성된 메인 립과; 상기 크랭크 하우징의 외부로부터 상기 메인 립과 크랭크 축 사이로 대기에 포함된 더스트가 유입되는 것을 방지하도록 상기 지지 프레임으로부터 상기 크랭크 축으로 돌출 형성된 더스트 립과; 상기 더스트 립에서 상기 크랭크 축을 향한 면에 형성되어 상기 크랭크 축의 회전시 상기 메인 립과 상기 더스트 립 사이에 부압이 발생하는 것을 방지하는 적어도 하나의 부압 방지 돌기를 구비한다.

Description

차량 크랭크축용 오일씰{Oil seal for vehicle crankshaft}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 크랭크축용 오일씰의 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량 크랭크축용 오일씰에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 크랭크축용 오일씰이 장착된 크랭크 축을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A영역을 확대한 단면도이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
10..크랭크 하우징 20..크랭크 축
100.. 차량 크랭크축용 오일씰 110..지지 프레임
120..메인 립 130..더스트 립
140..부압 방지 돌기 150..탄성 부재
본 발명은 차량 엔진의 구동력을 받아서 바퀴로 전달하는 차량 크랭크에 있어서, 오일의 누설을 방지하는 차량 크랭크축용 오일씰에 관한 것이다.
일반적으로, 크랭크는 왕복운동을 회전운동으로 바꾸는 장치이다. 크랭크 축은 원활한 구동을 위해 크랭크 축을 감싸는 크랭크 하우징에는 오일이 일부 채워진다. 또한, 크랭크 하우징으로부터 오일이 누설되지 않도록, 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에는 오일씰이 설치되고 있다.
이러한 종래의 오일씰은 지지 프레임, 메인 립, 더스트립으로 이루어진다.
지지 프레임은 오일씰을 외형을 이루는 것으로, 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에 삽입된다.
메인 립은 크랭크 하우징 내의 오일이 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이를 통해 누설되는 것을 방지하도록 지지 프레임으로부터 크랭크 축으로 돌출 형성된다.
더스트 립은 크랭크 하우징의 외부로부터 메인 립과 크랭크 축 사이로 대기에 포함된 더스트가 유입되는 것을 방지하도록 지지 프레임으로부터 크랭크 축으로 돌출 형성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 오일씰은 더스트 립과 크랭크 축 사이에 0.2㎜ ~ 0.6㎜ 정도의 유격을 형성하여 크랭크 축이 구동되어 메인 립과 더스트 립 사이에 펌핑(Pumping)을 발생하더라도 메인 립과 더스트 립 사이에 부압이 발생하지 않게 한다.
그러나, 더스트 립과 크랭크 축 사이의 유격으로 인하여 더스트가 메인 립과 크랭크 축으로 유입되고, 유입된 더스트는 메인 립을 파손시켜 오일을 누유시키는 문제점이 있다. 이를 해결하고자 더스트 립과 크랭크 축이 간섭되도록 형성하여 더스트 립이 크랭크 축의 둘레를 유격없이 감싸도록 하였으나, 크랭크 축이 구동되 기 시작하면 메인 립과 더스트 립 사이에 펌핑(Pumping)이 일어나게 되고 메인 립과 더스트 립 사이에 부압이 발생하게 된다. 이러한 부압은 대기압과 압력차로 인해 메인 립의 형상을 변형시켜서 메인 립으로부터 오일이 누유되는 문제점을 야기한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더스트가 대기로부터 메인 립으로 유입되는 것을 최대한 차단함과 동시에, 메인 립과 더스트 립 사이에 부압을 발생하지 않게 하는 차량 크랭크축용 오일씰을 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 크랭크축용 오일씰은, 상기 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에 삽입된 지지 프레임과, 상기 크랭크 하우징 내의 오일이 상기 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이를 통해 누설되는 것을 방지하도록 상기 지지 프레임으로부터 상기 크랭크 축으로 돌출 형성된 메인 립과, 상기 크랭크 하우징의 외부로부터 상기 메인 립과 크랭크 축 사이로 대기에 포함된 더스트가 유입되는 것을 방지하도록 상기 지지 프레임으로부터 상기 크랭크 축으로 돌출 형성된 더스트 립과, 상기 더스트 립에서 상기 크랭크 축을 향한 면에 형성되어 상기 크랭크 축의 회전시 상기 메인 립과 상기 더스트 립 사이에 부압이 발생하는 것을 방지하는 적어도 하나의 부압 방지 돌기를 구비한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 크랭크축용 오일씰을 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 크랭크축용 오일씰(100)은 지지 프레임(110)과, 메인 립(120)과, 더스트 립(130)과, 부압 방지 돌기(140)를 구비한다.
지지 프레임(110)은 메인 립(120)과 더스트 립(130)을 지지하는 것으로, 크랭크 하우징(10)과 크랭크 축(20) 사이에 삽입될 수 있는 구조로 이루어진다. 이러한 지지 프레임(110)은 환형 형상으로 이루어질 수 있으며, 크랭크 축(20)이 통과할 수 있도록 중앙에 관통공이 형성된다. 그리고, 상기 지지 프레임(110)은 크랭크 하우징(10)과 크랭크 축(20) 사이에 끼움 결합시 크랭크 하우징(10)의 내벽에 지지됨으로써, 오일씰 전체가 지지될 수 있게 한다. 이를 위해, 지지 프레임(110)은 지지부를 구비한다.
지지부는 크랭크 하우징(10)에 지지되는 면적이 증대될 수 있도록, 크랭크 하우징(10)의 내벽과 나란하게 연장 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 지지 프레임(110)은 메인 립(120)과 더스트 립(130)과의 결합을 위해 절곡부를 구비할 수 있다. 여기서, 절곡부는 지지부로부터 크랭크 축(20)으로 절곡 형성된다. 절곡부는 오일씰 전체가 크랭크 하우징(10)과 크랭크 축(20) 사이에 삽입된 상태에서, 오일씰의 내부가 개방되지 않도록 지지부의 외측을 향한 단부로부터 절곡 형성되는 것이 바람직하다.
지지 프레임(110)은 메인 립(120)과 더스트 립(130)을 지지하는 효과를 높이는 한편, 크랭크 하우징(10)에 견고하게 지지될 수 있도록, 강성 재질, 예컨대 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
메인 립(120)은 크랭크 하우징(10) 내의 오일이 크랭크 하우징(10)과 크랭크 축(20) 사이를 통해 누설되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이를 위해, 메인 립(120)은 지지 프레임(110)으로부터 크랭크 축(20)으로 돌출 형성된다. 그리고, 메인 립(120)은 크랭크 축(20)의 둘레를 따라 립 형상으로 연속되게 형성된다.
상기 메인 립(120)은 크랭크 하우징(10)과 크랭크 축(20) 사이의 실링 효과를 높이기 위해, 돌출 부위가 크랭크 축(20)과의 간섭에 의해 탄성 변형될 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 메인 립(120)은 탄성 부재(150)에 의해 크랭크 축(20)으로 가압되는 것이 바람직하다. 여기서, 탄성 부재(150)는 메인 립(120)을 크랭크 축(20)으로 밀착시키려는 탄성력을 갖도록, 인장시 수축하려는 복원력을 갖는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. 이와 함께, 탄성 부재(150)는 메인 립(120)을 크랭크 축(20)으로 고르게 가압할 수 있도록, 메인 립(120)의 둘레를 감쌀 수 있는 링 형상으로 이루어질 수 있다.
더스트 립(130)은 대기에 포함된 더스트가 크랭크 하우징(10)의 외부로부터 메인 립(120)과 크랭크 축(20) 사이로 유입되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이에 따라, 크랭크 축(20)이 메인 립(120)에 대해 회전하는 과정에서, 더스트에 의해 메인 립(120)이 마모되는 현상이 방지될 수 있다. 아울러, 더스트 립(130)은 대기측 더스트가 크랭크 하우징(10) 내로 유입되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이를 위해, 더스트 립(130)은 메인 립(120)보다 외측에 배치된다. 더스트 립(130)은 지지 프레임(110)으로부터 크랭크 축(20)으로 돌출 형성된다. 그리고, 더스트 립(130)은 크랭크 축(20)의 둘레를 따라 립 형상으로 연속되게 형성된다.
상기 더스트 립(130)은 메인 립(120)과 크랭크 축(20) 사이로 대기측 더스트가 유입되는 것을 방지하는 효과를 높이기 위해, 돌출 부위가 크랭크 축(20)과의 간섭에 의해 탄성 변형될 정도로 형성되는 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면, 상기 더스트 립(130)은 상기 크랭크 축(20)과 0.2㎜ 내지 0.6㎜ 정도의 간섭량(T)으로 간섭되게 형성된 것이 바람직하다.
부압 방지 돌기(140)는 더스트 립(130) 상에 형성되어, 메인 립(120)과 더스트 립(130) 사이에 부압이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 크랭크축용 오일씰(100)에서 부압 방지 돌기(140)의 형상은 더스트 립(130) 상으로부터 크랭크 축(20)으로 하향 경사지게 형성되게 도시하였지만, 반드시 이러한 형상으로 한정하지는 않으며 크랭크 축(20)과 부압 방지 돌기(140)가 접촉하여 더스트 립(130)과 크랭크 축(20) 사이에 유격을 형성할 수 있는 조건을 만족하는 형상이면 어떠한 형상이 될 수 있다.
한편, 부압 방지 돌기(140)는 전술한 기능을 수행할 수 있도록, 2개 내지 4개의 부압 방지 돌기(140)가 하나의 그룹으로 이루어진 것이 바람직하다. 이러한 그룹 각각은 크랭크 축(20)과 접촉하여 유격을 형성하여, 상기 유격에 의해 메인 립(120)과 더스트 립(130) 사이가 대기압과 같은 상태를 유지한다.
상기와 같은 부압 방지 돌기(140)의 동작과 그 동작에 대한 효과를 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 크랭크 축(20)들은 크랭크 하우징(10)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 크랭크 축(20)들이 크랭크 하우징(10)에 설치됨에 따라, 크랭크 하우 징(10) 내의 오일이 크랭크 하우징(10)과 크랭크 축(20) 사이를 통해 누설될 우려가 있다. 이를 방지하고자, 크랭크 하우징(10)과 크랭크 축(20) 사이에는 오일씰이 설치된다.
더스트 립(130)에 부압 방지 돌기(140)가 형성되면, 부압 방지 돌기(140)는 크랭크 축(20)의 둘레를 따라 접촉되고, 부압 방지 돌기(140)들이 형성된 영역은 부압 방지 돌기(140)들이 형성되지 않은 영역과는 다르게, 부압 방지 돌기(140)들 사이의 이격 공간에 의해 크랭크 축(20)과 더스트 립(130)이 완전히 밀착되지 않게 된다. 이에 따라 메인 립(120)과 더스트 립(130) 사이가 대기에 대해 밀폐되지 않게 함으로써, 메인 립(120)과 더스트 립(130) 사이에 펌핑이 일어나더라도 부압이 발생하지 않게 된다.
한편, 메인 립(120) 또는 더스트 립(130)은 탄성 재질, 예컨대 고무 재질로서 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 메인 립(120) 또는 더스트 립(130)은 인서트 사출 성형 등에 의해 지지 프레임(110)과 일체를 이룰 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량 크랭크축용 오일씰(100)은 메인 립(120)을 상기 크랭크 축(20)으로 가압하는 탄성 부재(150)를 더 구비할 수 있다. 이러한 탄성 부재(150)는 메인 립(120)을 크랭크 축(20)으로 밀착시키려는 탄성력을 갖도록, 인장시 수축하려는 복원력을 갖는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. 이와 함께, 탄성 부재(150)는 메인 립(120)을 크랭크 축(20)으로 고르게 가압할 수 있도록, 메인 립(120)의 둘레를 감쌀 수 있는 링 형상으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 크랭크 축과 부압 방지 돌기가 접촉되어 유격을 형성하여 더스트 립과 메인 립 사이가 대기로부터 밀폐되지 않게 함으로써, 더스트 립과 메인 립 사이가 펌핑 되더라도 부압이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 오일이 일부 채워진 크랭크 하우징과, 상기 크랭크 하우징에 대해 회전 가능하게 설치되고 차량 엔진의 구동력을 받아서 바퀴로 전달하는 크랭크 축을 구비한 차량 크랭크에 채용되는 차량 크랭크축용 오일씰에 있어서,
    상기 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에 삽입된 지지 프레임;
    상기 크랭크 하우징 내의 오일이 상기 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이를 통해 누설되는 것을 방지하도록 상기 지지 프레임으로부터 상기 크랭크 축으로 돌출 형성된 메인 립;
    상기 크랭크 하우징의 외부로부터 상기 메인 립과 크랭크 축 사이로 대기에 포함된 더스트가 유입되는 것을 방지하도록 상기 지지 프레임으로부터 상기 크랭크 축으로 돌출 형성된 더스트 립; 및
    상기 더스트 립에서 상기 크랭크 축을 향한 면에 형성되어 상기 크랭크 축의 회전시 상기 메인 립과 상기 더스트 립 사이에 부압이 발생하는 것을 방지하는 적어도 하나의 부압 방지 돌기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 크랭크축용 오일씰.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부압 방지 돌기는 2개 내지 4개가 그룹을 지어 상기 크랭크 축의 둘레를 따라 배열된 것을 특징으로 하는 차량 크랭크축용 오일씰.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 더스트 립은 상기 크랭크 축과 0.2㎜ 내지 0.6㎜ 정도의 간섭량으로 간섭되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 크랭크축용 오일씰.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 립을 상기 크랭크 축으로 가압하는 탄성 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 크랭크축용 오일씰.
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