KR20140053474A - 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰에 관한 것이다.
본 발명의 피스톤씰은, 형태 유지가 가능한 단단한 재질로 이루어진 환형의 골격형성체; 골격형성체의 외측에 골격형성체와 일체화된 형태로 위치되어 실린더케이스의 중공 내벽에 밀착됨으로써 실린더케이스의 중공을 구분하는 씰링고무;를 포함하여 구성되고, 상기 씰링고무는 골격형성체가 위치된 금형으로 주입되어 성형됨으로써 골격형성체와 일체화된 것이다.
본 발명의 피스톤씰은 단단한 재질의 골격형성체와 유연한 씰링고무가 사출성형을 통해 일체화된 것이므로 제조원가가 절감되고 조립의 편차가 발생되지 않을 뿐 아니라 피스톤씰의 슬라이딩 이동시 씰링고무의 씹힘현상도 발생되지 않으므로 씰링효율이 우수한 특징이 있다.

Description

골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰{PISTON SEAL}

본 발명은 자동차의 파워트레인이나 현가장치 등의 실린더케이스 내에서 상, 하로 움직이는 피스톤씰에 관한 것이다.

자동차의 파워트레인이나 현가장치 등 각종 기계장치에는 실린더가 구비된다.

이러한 실린더는 중공을 갖는 실린더케이스 및 실린더 케이스의 중공(1a) 내벽에 밀착됨으로써 실린더케이스의 중공(1a)을 구분하면서 중공(1a)을 따라 슬라이딩 이동하는 피스톤(2)으로 이루어져 있다.

이러한 피스톤에는 실린더케이스의 중공을 확실하게 구분할 수 있도록 중공의 내벽에 밀착되는 성능을 확보하기 위한 피스톤씰이 구비되어 있으며, 내측이 스프링 지지로 연결된 형태이다.

한국 특허출원 제10-2010-0099949호 등에는 피스톤씰의 구조에 대하여 제시되어 있다.

종래의 피스톤씰은 성형 및 절삭가공 등을 통해 만들어진 금속 재질의 골격형성체(3)에 링형태의 씰링고무(4)가 끼워지거나 부착된 형태로 되어 있었다.

이러한 종래의 피스톤씰은 제작의 어려움으로 인해 제조원가가 상승하고, 고무링을 끼우는 작업 등에서 조립의 편차로 인해 실린더케이스의 중공 내벽과의 사이에 틈새를 발생시키는 경우가 발생되며, 슬라이딩 이동시 씹힘 현상을 유발하는 등의 문제점이 있었다.

고무링의 씹힘 현상은 씰링 효율의 저하와 소음발생 및 감쇄력 저하 등을 유발하는 원인이 되고, 수명이 크게 단축되고 고장발생의 문제가 있다.

한국 특허출원 제10-2010-0099949호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 제조원가가 절감되고 조립의 편차가 발생되지 않아 씰링 효율이 우수하며, 슬라이딩 이동시 씹힘현상도 발생되지 않는 피스톤씰을 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 단단한 재질의 골격형성체와 유연한 씰링고무가 사출성형을 통해 일체화됨으로써 제조원가가 절감되고 조립의 편차가 발생되지 않을 뿐 아니라 슬라이딩 이동시 씹힘 현상도 발생되지 않아 씰링 효율이 우수한 피스톤씰이 되도록 한다.

이러한 본 발명의 피스톤씰은, 형태 유지가 가능한 단단한 재질로 이루어진 환형의 골격형성체를 갖는다.

또, 골격형성체의 외측에 골격형성체와 일체화된 형태로 위치되어 실린더케이스의 중공 내벽에 밀착됨으로써 실린더케이스의 중공을 구분하는 씰링고무를 갖는다.

또, 씰링고무는 골격형성체가 위치된 금형으로 주입되어 성형됨으로써 골격형성체와 일체화된 것이다.

본 발명의 피스톤씰은 단단한 재질의 골격형성체와 유연한 씰링고무가 사출성형을 통해 일체화된 것이므로 제조원가가 절감되고 조립의 편차가 발생되지 않을 뿐 아니라 피스톤씰의 슬라이딩 이동시 씰링고무의 씹힘현상도 발생되지 않으므로 씰링효율이 우수한 특징이 있다.

또, 씰링고무는 골격형성체를 전체적으로 감싸고 있되 골격형성체 중 금형과 접촉되어 있던 부분은 감싸지 않고 있는 경우 씰링고무에 의해 골격형성체가 보호되는 특징이 있다.

또, 골격형성체의 가장자리 부분은 실린더케이스의 중공 길이 방향으로 꺽인 형상을 갖고, 씰링고무 중 중공과 접촉되는 부분은 골격형성체의 꺽인 형상을 갖는 부분에 의해 지지되는 경우 씰링고무의 중공접촉부가 안정적인 형상을 유지하여 씰링효율이 우수한 특징이 있다.

또, 골격형성체는 금속이나 합성수지 재질이고, 가장자리 부분에는 보강재삽입홈이 형성되어 있는 구조에서 보강재삽입홈에 삽입되는 테프론 재질의 보강링이 구비되어 있되 절단면을 갖는 링 형상을 이루고 절단면과 절단면이 접촉되는 링 형상의 보강링인 경우 높은 압력조건 및 고속 왕복운동에 사용 가능한 특징이 있다.

도 1은 종래의 피스톤 씰 단면 개략도
도 2는 본 발명의 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰의 단면 개략도
도 3은 골격형성체의 가장자리 부분은 실린더케이스의 중공 길이 방향으로 꺽인 형상을 갖고, 씰링고무 중 중공과 접촉되는 부분은 꺽인 형상을 갖는 부분에 의해 지지되는 구조의 본 발명 피스톤씰의 단면 개략도
도 4는 골격형성체가 합성수지 재질이고, 가장자리 부분에는 보강재삽입홈이 형성되어 있으며, 테프론 재질의 보강링을 갖는 본 발명의 피스톤씰을 설명하기 위한 개략도
도 5는 도 4에 적용된 보강링의 사시도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 자동차의 파워트레인이나 현가장치 등의 실린더케이스 내에서 상, 하로 움직이는 피스톤씰에 관한 것이다.

따라서 일반적인 피스톤씰과 같이 형태 유지가 가능한 단단한 재질로 이루어진 환형의 골격형성체(10)를 갖는다.

또, 골격형성체(10)의 외측에 위치되어 실린더케이스(1)의 중공(1a) 내벽에 밀착됨으로써 실린더케이스(1)의 중공(1a)을 구분하는 씰링고무(20)를 갖는다.

그런데 본 발명은 제조원가가 절감되고 조립의 편차가 발생되지 않아 씰링 효율이 우수하며, 슬라이딩 이동시 씹힘 현상도 발생되지 않는 피스톤씰을 제공하려는 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명에서는 단단한 재질의 골격형성체(10)와 유연한 씰링고무(20)가 사출성형을 통해 일체화됨으로써 제조원가가 절감되고 조립의 편차가 발생되지 않을 뿐만 아니라 슬라이딩 이동시 씹힘 현상도 발생되지 않아 씰링효율이 우수한 피스톤씰이 되도록 한다.

구체적으로 설명하면, 본 발명의 구성요소인 씰링고무(20)는 골격형성체(10)와 일체화된 형태로 위치되어 있는 것인데 겔형태로 만들어져 골격형성체(10)가 위치된 금형으로 주입되어 고체형태로 성형됨으로써 골격형성체(10)와 일체화된 것이다.

이와 같이 사출성형을 통해 씰링고무(20)가 골격형성체(10)와 일체화된 것이기에 씰링고무(20)와 골격형성체(10)의 조립공정이 필요하지 않고, 조립공정이 필요하지 않기 때문에 종래기술에서와 같은 조립편차에 의한 문제도 발생되지 않는 것이다.

또, 씰링고무(20)와 골격형성체(10)가 견고하게 일체화되어 분리되지 않기 때문에 슬라이딩 이동시 씰링고무(20)의 씹힘 현상도 발생되지 않는 것이다.

본 발명에 있어서, 씰링고무(20)는 골격형성체(10)를 전체적으로 감싸고 있도록 구현할 수 있다.(도 2참조)

물론, 골격형성체(10) 중 금형과 접촉되어 있던 부분은 감싸지 않는 형태가 된다. (도 2에서는 금형의 핀에 올려져 있어 씰링고무(20)가 씌워지지 않은 금형안치부(11)가 복수 개 위치되어 있음)

이러한 경우 씰링고무(20)에 의해 골격형성체(10)가 보호되는 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 골격형성체(10)의 가장자리 부분은 실린더케이스의 중공(1a) 길이 방향으로 꺽인 형상을 갖도록 할 수 있다.

즉, 도 3에서와 같은 꺽임형상부(12)를 갖도록 하는 것이다.

이러한 구조에서 씰링고무(20) 중 실린더케이스의 중공(1a)과 접촉되는 부분은 골격형성체(10)의 꺽인 형상을 갖는 부분(꺽임형상부(12)에 의해 지지되는 구조로 구현할 수 있다.(도 3참조)

이러한 경우 씰링고무(20)의 중공접촉부가 안정적인 형상을 유지하여 씰링효율이 우수한 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 씰링고무(20) 중 실린더케이스(1)의 중공(1a)에 밀착되는 부분은 원주를 그리며 돌출된 밀착돌기(21, 22, 23)인 것이 바람직하다.

이러한 구조는 실린더케이스(1)의 중공(1a)과 접촉되는 마찰력을 줄여 부드러운 슬라이딩 이동이 가능하도록 한다.

또, 실린더케이스의 중공(1a)에 본 발명의 피스톤씰이 삽입될 때 어느 한쪽으로 편심되게 삽입되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 실린더케이스의 중공(1a) 중심부와 피스톤씰의 중심부가 어긋나지 않고 일치되게 삽입할 수 있는 효과를 얻을 있는 것이다.

물론, 상기와 같은 밀착돌기(21, 22, 23)는 첨부된 도면에서와 같이 씰링고무(20)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 형성되어 있는 것이 좋다.

또, 밀착돌기(21)와 밀착돌기(23) 사이에 위치되는 또 다른 밀착돌기(22)는 그 상부와 하부에 위치된 밀착돌기(21, 23)보다 돌출높이가 낮도록 구현하여 슬라이딩 이동이 원활하면서도 씰링 효과가 우수하도록 할 수도 있다.(도 2참조)

본 발명에 있어서, 골격형성체(10)는 합성수지 재질로 구현할 수 있다.

이러한 경우 골격형성체(10)를 금속으로 구현하는 경우보다 내구성이 약한 단점이 있지만 형상 구현이 자유롭고 제조원가가 저렴하다는 장점이 있다.

또, 금속재 골격형성체(10)를 사용하는 경우는 매우 강한 압력조건에서도 사용이 가능하지만 합성수지 재질의 경우 사용가능한 압력이 낮다는 단점이 있다.

그러나 골격형성체(10)를 합성수지재로 구현할 경우 경제적이고, 가볍다는 장점이 있다.

따라서 본 발명에서는 합성수지 재질의 골격형성체가 갖는 장점은 살리고 단점은 보완하는 구조를 제시한다.

이러한 구조는 골격형성체(10)의 가장자리 부분에 보강재삽입홈(13)이 형성되어 있고, 보강재삽입홈(13)에 삽입되는 단단한 재질(테프론 재질이 바람직함)의 보강링(30)이 구비되는 구조이다.

이러한 구조에서 보강링(30)은 절단면을 갖는 링 형상을 이루고 있어 절단면을 벌려 보강재삽입홈(13)에 보강링(30)을 삽입하는 것이 용이하도록 한다.

씰링효율 향상을 위해서는 절단면과 절단면이 접촉되는 링 형상의 보강링(30)이 되도록 하는 것이 좋다.(도 5참조)

또, 보강링(30)의 절단면은 보강링(30)의 상, 하 방향으로 연장된 부분(L1)과 좌, 우 방향으로 연장된 부분(L2)을 갖도록 하는 것이 좋다.

상기와 같은 보강링(30)이 테프론 재질인 경우 보강링(30) 외주면이 실린더케이스의 중공(1a) 내벽에 접촉되도록 할 수도 있다.

1. 실린더케이스
1a. 중공
2. 피스톤
3. 골격형성체
4. 씰링고무
10. 골격형성체
11. 금형안치부
12. 꺽임형상부
13. 보강재삽입홈
20. 씰링고무
21, 22, 23. 밀착돌기
30. 보강링

Claims (6)

1. 피스톤씰에 있어서,
   형태 유지가 가능한 단단한 재질로 이루어진 환형의 골격형성체(10);
   상기 골격형성체(10)의 외측에 골격형성체(10)와 일체화된 형태로 위치되어 실린더케이스(1)의 중공(1a) 내벽에 밀착됨으로써 실린더케이스(1)의 중공(1a)을 구분하는 씰링고무(20);를 포함하여 구성되고,
   상기 씰링고무(20)는 골격형성체(10)가 위치된 금형으로 주입되어 성형됨으로써 골격형성체(10)와 일체화된 것을 특징으로 하는, 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 씰링고무(20)는 골격형성체(10)를 전체적으로 감싸고 있되 골격형성체(10) 중 금형과 접촉되어 있던 부분은 감싸지 않고 있는, 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰.
   
3. 제 1항 있어서,
   상기 골격형성체(10)의 가장자리 부분은 실린더케이스(1)의 중공(1a) 길이 방향으로 꺽인 형상을 갖고,
   상기 씰링고무(20) 중 중공(1a)과 접촉되는 부분은 상기 꺽인 형상을 갖는 부분에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는, 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 씰링고무(20) 중 실린더케이스(1)의 중공(1a)에 밀착되는 부분은 원주를 그리며 돌출된 밀착돌기(21, 22, 23)이며, 상기 밀착돌기(21, 22, 23)가 씰링고무(20)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 형성되어 있는, 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰.
   
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 골격형성체(10)는 합성수지 재질이고, 가장자리 부분에는 보강재삽입홈(13)이 형성되어 있으며,
   테프론 재질로 이루어져 있으며, 상기 보강재삽입홈(13)에 삽입되도록 절단면을 갖는 링 형상을 이루되 절단면과 절단면이 접촉되는 링 형상을 이루는 보강링(30);이 더 구비된, 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 보강링(30)의 절단면은 보강링(30)의 상, 하 방향으로 연장된 부분(L1)과 좌, 우 방향으로 연장된 부분(L2)을 갖는, 골격형성체와 씰링고무가 일체화된 피스톤씰.
   

Images