KR20090042547A - 레디얼 오일씰 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일씰에 작용하는 오일의 압력변화에 대응하여 가변하여 씰링 압축력을 발휘할 수 있도록 하고, 열해나 마모로 인한 오일씰의 손상을 자체적으로 보정해줌으로써 내구성을 향상시키도록 한 레디얼 오일씰 구조를 제공한다.

오일씰, 엔진, 크랭크샤프트

Description

레디얼 오일씰 구조{Radial Oil Seal Structure}

본 발명은 레디얼 오일씰 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일씰에 작용하는 오일의 압력 변화나 샤프트의 흔들림 등에 대하여 능동적으로 대처하여 오일의 누유를 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래의 레디얼 오일씰이 설치된 구조를 설명한 것으로서, 크랭크샤프트(500)에는 플라이휠(502)이 결합되어 있고, 상기 플라이휠(502)의 외측에는 오일씰(504)이 결합되어 있으며, 상기 오일씰(504)의 외경부는 플라이휠커버(506)에 결합된 구조이다.

상기 오일씰(504)의 좌측으로는 엔진의 오일갤러리로부터 오일이 공급되고 있으며, 상기 오일씰(504)은 이러한 오일이 외부로 누유되지 않도록 하는 역할을 한다.

상기 오일씰(504)은 씰하우징이 상기 플라이휠커버(506)에 결합되어 오일씰(504)을 고정 지지하는 역할을 하고, 메인립(508)과 서브립(510)이 샤프트에 접촉하여 오일의 누유를 막는 역할을 한다.

참고로, 도 1에서 상기 오일씰(504)의 메인립(508)과 서브립(510)이 접촉하 고 있는 부위는 크랭크샤프트(500)와 일체로 결합되어 있는 플라이휠의 일부분이지만, 결국 크랭크샤프트(500)와 일체로서 상기 플라이휠커버(506)에 대하여 회전하는 상대물로서 오일씰(504)에 의해 오일의 누유는 억제되면서 상대적인 회전은 가능한 점에 있어서는 동일한 상황으로서, 이하에서는 이러한 의미로 오일씰(504)의 씰하우징이 고정된 고정물에 대하여 오일씰(504)의 내측을 관통하면서 상대적으로 회전하는 물체를 "샤프트"로 칭하기로 한다.

상기와 같은 오일씰(504)에는 스프링(512)이 구비되어 있어서, 메인립(508)과 서브립(510)의 소재 자체에서 발휘되는 탄성력과 함께 메인립(508)과 서브립(510)이 샤프트에 잘 밀착하도록 하여 오일의 누유를 방지하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 구조에서는 상기 샤프트와 메인립(508) 및 서브립(510) 사이에서 발생하는 마찰에 의해 발생하는 열해나, 마모 등에 의해 시간이 경과함에 따라 누유를 방지하는 오일씰(504)의 기능이 저하되게 된다.

또한, 상기 오일씰(504)의 일측으로 작용하는 오일의 압력은 엔진의 회전속도와 오일갤러리의 압력에 따라 변화하는데, 상기 메인립(508)과 서브립(510) 자체의 탄성력과 상기 스프링(512)의 탄성력은 일정하므로, 상기한 바와 같이 변화하는 오일의 압력에 대하여 적절한 탄성력을 제공하기 어려운 실정이다.

따라서 샤프트의 흔들림 등에 대하여 적절한 씰링 성능을 제공하지 못해 누유가 발생되는 경우가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 오일씰에 작용하는 오일의 압력변화에 대응하여 가변하여 씰링 압축력을 발휘할 수 있도록 하고, 열해나 마모로 인한 오일씰의 손상을 자체적으로 보정해줌으로써 내구성을 향상시키도록 한 레디얼 오일씰 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 레디얼 오일씰 구조는

씰하우징에 일체로 형성된 메인립과 서브립을 구비한 레디얼 오일씰 구조에 있어서,

상기 메인립의 외측에서 메인립을 샤프트쪽으로 가압할 수 있도록 설치되며, 내경부에는 스프링이 일체로 구비되고, 상기 스프링으로부터 외측으로 연장되는 격벽부가 상기 씰하우징과의 사이에 오일챔버를 형성하며, 상기 스프링으로부터 연장되는 격벽부에는 오일출구홀이 구비된 오일압제어립과;

상기 오일압제어립의 내경부가 안착되도록 하며 오일압제어립의 변형에 의해 메인립의 변형을 유도하도록 메인립의 외경부에 형성된 안착부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 씰하우징은 수평부와 수직부가 연결된 단면구조를 가지며;

상기 오일압제어립의 격벽부는 상기 스프링으로부터 연장되되 상기 씰하우징 의 수직부로부터 이격되는 방향으로 연장되는 제1격벽구간과, 상기 제1격벽구간으로부터 연장되되 상기 수평부와 수직부의 연결부를 향하여 연장되는 제2격벽구간 및 상기 제2격벽구간으로부터 연장되되 상기 수직부를 향하여 하향하여 연장되는 제3격벽구간으로 이루어질 수 있다.

상기 제3격벽구간의 단부와 상기 씰하우징의 수직부 사이에 상기 오일챔버로 유입되는 오일의 오일유입통로가 형성되고;

상기 오일출구홀은 상기 제1격벽구간에 형성될 수 있다.

본 발명은 오일씰에 작용하는 오일의 압력변화에 대응하여 가변하여 씰링 압축력을 발휘할 수 있도록 하고, 열해나 마모로 인한 오일씰의 손상을 자체적으로 보정해줌으로써 내구성을 향상시키도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 실시예의 오일씰 구조는 기본적으로는 종래와 동일하게 씰하우징(1)에 일체로 형성된 메인립(3)과 서브립(5)을 구비한 레디얼 오일씰 구조를 가지고 있지만, 여기에, 도시된 바와 같이 오일압제어립(7)을 더 포함한 구성이다.

상기 오일압제어립(7)은 상기 메인립(3)의 외측에서 메인립(3)을 샤프트쪽으로 가압할 수 있도록 설치되며, 내경부에는 스프링(9)이 일체로 구비되고, 상기 스프링(9)으로부터 외측으로 연장되는 격벽부(11)가 상기 씰하우징(1)과의 사이에 오일챔버(13)를 형성하며, 상기 스프링(9)으로부터 연장되는 격벽부(11)에는 오일출구홀(15)이 구비된 구조이다.

여기서, 상기 씰하우징(1)은 그 단면구조가 수평부(17)와 수직부(19)가 연결된 상태이고, 이에 대하여 상기 오일압제어립(7)의 격벽부(11)는 상기 스프링(9)으로부터 연장되되 상기 씰하우징(1)의 수직부(19)로부터 이격되는 방향으로 연장되는 제1격벽구간(21)과, 상기 제1격벽구간(21)으로부터 연장되되 상기 수평부(17)와 수직부(19)의 연결부를 향하여 연장되는 제2격벽구간(23) 및 상기 제2격벽구간(23)으로부터 연장되되 상기 수직부(19)를 향하여 하향하여 연장되는 제3격벽구간(25)으로 이루어진 구조이다.

물론, 상기 오일압제어립(7)의 격벽부(11) 구조는 상기한 바와 같은 구조에 한정되는 것이 아니라 상기 오일씰의 씰하우징(1)과의 사이에서 오일챔버(13)를 형성할 수 있는 구조이면 된다.

한편, 메인립(3)에는 상기 오일압제어립(7)의 내경부가 안착되도록 하며 오일압제어립(7)의 변형에 의해 메인립(3)의 변형을 유도하도록 메인립(3) 외경부에 안착부(27)가 형성된다.

본 실시예와 같은 오일압제어립(7)의 격벽부(11) 구조에서는, 상기 제3격벽구간(25)의 단부와 상기 씰하우징(1)의 수직부(19) 사이에 상기 오일챔버(13)로 유 입되는 오일의 오일유입통로(29)가 형성되고, 상기 오일출구홀(15)은 상기 제1격벽구간(21)에 형성된다.

즉, 상기 오일유입통로(29)는 상기 오일압제어립(7)과 상기 씰하우징(1) 사이에 자연적으로 형성되는 공간이 된다.

상기한 바와 같은 오일압제어립(7)을 구비하면, 도 3에 도시된 바와 같이 오일갤러리에서 제공되는 오일압이 상기 오일씰에 작용하면, 오일은 상기 오일유입통로(29)의 비교적 좁은 단면적을 통해 빠른 유속으로 상기 오일챔버(13)로 유입되고, 상기 오일챔버(13)로 유입된 오일은 도 4에 도시된 바와 같이 A와 같은 압력을 형성하고, 이 오일의 일부가 상기 오일출구홀(15)을 통해 빠져나가지만, 상기 오일출구홀(15)로 미처 빠져나가지 못한 오일은 오일압제어립(7)에 B와 같은 방향의 힘을 발생시켜서, 이에 의해 상기 메인립(3)의 안착부(27)의 단부가 상기 오일압제어립(7)의 변형에 의해 변형되면서 C와 같은 방향으로 메인립(3)을 가압하여 샤프트에 밀착되게 한다.

상기와 같은 메커니즘에 의해 작용하는 메인립(3)의 씰링 압축력은 그 근원이 상기 오일압으로서, 엔진의 회전속도에 따라 오일갤러리의 오일압이 변화하므로, 결과적으로 엔진 및 오일갤러리의 압력변화에 상응하는 씰링 압축력을 얻어 능동적으로 씰링 성능이 제어되게 된다.

상기한 바와 같이 얻어지는 씰링 압축력은 열해나 마모로 인한 오일씰의 손상을 자체적으로 보정해주는 기능을 하여, 오일씰의 내구성을 향상시키는 효과를 가져온다.

도 1은 종래 기술에 의한 레디얼 오일씰 설치 구조를 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 레디얼 오일씰 구조를 설명한 도면,

도 3은 본 발명의 레디얼 오일씰에서 오일압의 작용을 설명한 도면,

도 4는 도 3의 오일압 작용에 의한 오일씰의 작용을 설명한 도면,

도 5는 본 발명의 요부인 오일압제어립을 도시한 도면이다.

Claims (3)

1. 씰하우징에 일체로 형성된 메인립과 서브립을 구비한 레디얼 오일씰 구조에 있어서,

   상기 메인립의 외측에서 메인립을 샤프트쪽으로 가압할 수 있도록 설치되며, 내경부에는 스프링이 일체로 구비되고, 상기 스프링으로부터 외측으로 연장되는 격벽부가 상기 씰하우징과의 사이에 오일챔버를 형성하며, 상기 스프링으로부터 연장되는 격벽부에는 오일출구홀이 구비된 오일압제어립과;

   상기 오일압제어립의 내경부가 안착되도록 하며 오일압제어립의 변형에 의해 메인립의 변형을 유도하도록 메인립의 외경부에 형성된 안착부;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레디얼 오일씰 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 씰하우징은 수평부와 수직부가 연결된 단면구조를 가지며;

   상기 오일압제어립의 격벽부는 상기 스프링으로부터 연장되되 상기 씰하우징의 수직부로부터 이격되는 방향으로 연장되는 제1격벽구간과, 상기 제1격벽구간으로부터 연장되되 상기 수평부와 수직부의 연결부를 향하여 연장되는 제2격벽구간 및 상기 제2격벽구간으로부터 연장되되 상기 수직부를 향하여 하향하여 연장되는 제3격벽구간으로 이루어진 것

   을 특징으로 하는 레디얼 오일씰 구조.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 제3격벽구간의 단부와 상기 씰하우징의 수직부 사이에 상기 오일챔버로 유입되는 오일의 오일유입통로가 형성되고;

   상기 오일출구홀은 상기 제1격벽구간에 형성되는 것

   을 특징으로 하는 레디얼 오일씰 구조.

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