KR20140092250A

KR20140092250A - 밀봉장치 및 그 사용방법

Info

Publication number: KR20140092250A
Application number: KR1020140003793A
Authority: KR
Inventors: 올라프 나르월드; 토마스 잭; 마르쿠스 클레멘스; 에른스트 제이콥
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2014-07-23
Also published as: JP6369013B2; JP2014137139A; EP2754929A1; US20140197599A1; DE102013000514B4; DE102013000514A1; KR102148039B1

Abstract

각각이 밀봉대상 유체로 가득 채워진 2개의 밀봉대상 공간을 밀봉하는 2중 실을 갖춘 밀봉장치에 있어서, 양 밀봉대상 유체의 혼합이 보다 확실하게 회피되고, 또한 2중 실의 축방향의 양 단면 측의 각각에 배치된 밀봉 링이 보다 양호하게 윤활되도록 한다.
밀봉장치가 갖추는 2중 실(1)에 있어서, 제1 밀봉 링(6)이 가지는 밀봉 립(8) 중의 제2 밀봉 링(7)에 가장 근접해서 배치된 하나와, 제2 밀봉 링(7)이 가지는 밀봉 립(9) 중의 제1 밀봉 링(6)에 가장 근접해서 배치된 하나는, 서로 축방향의 간격(10)을 두고 배치됨과 더불어, 양 밀봉 립(8, 9)은 소정의 스트로크폭(12)을 축방향으로 왕복운동가능한 제1 기계요소(13)의 밀봉대상 표면(11)에 밀접하고 있고, 축방향의 간격(10)이 제1 기계요소(13)의 소정의 스트로크폭(12)보다 크게 구성된다.

Description

밀봉장치 및 그 사용방법 {SEALING DEVICE AND METHOD OF USING THE SAME}

본 발명은, 각각이 밀봉대상 유체로 가득 채워진 2개의 밀봉대상 공간을 밀봉하는 2중 실(dual seal, 2중 밀봉)을 갖춘, 중공(中空)의 원통 형상으로 형성된 밀봉장치 및 그 사용방법에 관한 것이다. 이 2중 실은, 축방향의 양 단면 측의 한쪽에 배치된 제1 밀봉 링(seal ring)과, 다른쪽에 배치된 제2 밀봉 링을 갖춘다. 각 밀봉 링은 동적 부하를 받는 밀봉 립(seal lip)을 적어도 하나 가진다. 제1 밀봉 링이 가진 밀봉 립 중의 제2 밀봉 링에 가장 근접해서 배치된 하나와, 제2 밀봉 링이 가진 밀봉 립 중의 제1 밀봉 링에 가장 근접해서 배치된 하나는, 서로 축방향의 간격을 두고 배치된다. 밀봉 립은, 소정의 스트로크폭을 축방향으로 왕복운동가능한 제1 기계요소의 밀봉대상 표면에 밀접(密接)한다.

이러한 밀봉장치는 특허문헌1로부터 주지(周知)이다. 이 기지(旣知)의 밀봉장치는 연료 피스톤 펌프에 적용된다. 2중 실은 축방향으로 극히 짧게 형성되어 있어, 밀봉대상의 피스톤 로드의 스트로크폭이 제1 밀봉 링의 밀봉 립과 제2 밀봉 링의 밀봉 립 사이의 축방향의 간격보다도 크다.

특허문헌1: 유럽 특허출원공개 제2067996호 명세서

밀봉 립에 의한 피스톤 로드의 동적 밀봉에서는, 항상 근소한 양의 밀봉대상 유체가 대응하는 밀봉 립을 빠져 나간다. 이 근소한 양의 밀봉대상 유체는, 밀봉 립의 과도한 마모를 방지하여, 긴 사용기간 동안 가능한 한 일관되게 양호한 사용특성을 보증하기 위해, 피스톤 로드에 대한 밀봉 립의 윤활을 위해 필요하다.

양 밀봉 립 사이의 극히 짧은 축방향의 간격과 피스톤 로드의 비교적 큰 스트로크폭에 기인해서, 밀봉장치의 통상의 사용 시에는, 밀봉대상 유체의 각각에 의한 다른쪽 측의 밀봉대상 공간으로의 바람직하지 않은 혼입이 발생할 수 있다. 이 밀봉대상 유체의 바람직하지 않은 혼입의 원인은, 스트로크폭이 상술한 축방향의 간격에 비해 큰 것에 의해, 피스톤 로드의 밀봉대상 표면이 밀봉 립의 윤활에 이용되는 양 밀봉대상 유체를, 각각 다른쪽 측의 밀봉 립을 통과시켜 다른쪽 측의 밀봉대상 공간 내까지 끌어들여 버리는 점에 있다.

이러한 점은, 이것이 연료 펌프 내의 밀봉장치이고, 2개의 밀봉대상 유체가 엔진 오일 및 연료인 경우에는, 특히 대단히 불편하다.

예컨대, 연료가 엔진 오일 중에 끌어 들여지면, 그에 따라 엔진 오일이 엷어진다. 그 결과, 엔진의 축 베어링에 있어서 유막이 벗겨지고, 더 나아가서는 높은 마찰 및 엔진의 정지가 일어날 수 있다.

반대로, 엔진 오일이 연료 중에 끌어 들여지면, 그 결과 분사 시스템의 파손이 일어날 수 있다. 분사 노즐에서는 소위 탄화(炭化)가 일어날지도 모르고, 그에 따라 분사 시스템의 효율이 저감된다. 또, 1개 이상의 분사 노즐의 정지도 초래할 수 있다.

본 발명은, 이러한 과제를 감안해서, 밀봉대상 유체의 혼합이 보다 확실하게 회피되고, 또한 밀봉 링이 보다 양호하게 윤활되도록, 기지의 기술의 밀봉장치를 개량하는 것을 목적으로 한다.

이 과제는, 청구항 1에 기재된 특징을 갖춘 본 발명에 의해 해결된다. 청구항 1의 종속항은 유리한 다른 구성에 관한 것이다.

과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 밀봉장치는,

각각이 밀봉대상 유체로 가득 채워진 2개의 밀봉대상 공간을 밀봉하는 2중 실을 갖춘, 중공(中空)의 원통 형상으로 형성된 밀봉장치로서,

상기 2중 실은, 축방향의 양 단면 측의 한쪽에 배치된 제1 밀봉 링과, 다른쪽에 배치된 제2 밀봉 링을 갖추고,

상기 제1 및 제2 밀봉 링의 각각은, 동적 부하를 받는 밀봉 립을 적어도 하나 가지며,

상기 제1 밀봉 링이 가진 밀봉 립 중의 상기 제2 밀봉 링에 가장 근접해서 배치된 하나와, 상기 제2 밀봉 링이 가진 밀봉 립 중의 상기 제1 밀봉 링에 가장 근접해서 배치된 하나는, 서로 축방향의 간격을 두고 배치되고,

상기 제1 및 제2 밀봉 링이 가진 밀봉 립은, 소정의 스트로크폭을 상기 축방향으로 왕복운동가능한 제1 기계요소의 밀봉대상 표면에 밀접하고,

상기 축방향의 간격이, 상기 제1 기계요소의 상기 소정의 스트로크폭보다 큰 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의해, 대응하는 밀봉 립의 윤활의 역할을 다하는 양 밀봉대상 유체의 각각이, 제1 기계요소의 축방향의 왕복운동에 의해, 다른쪽의 밀봉 링의 밀봉 립을 빠져 나가 다른쪽의 밀봉대상 공간 내로 침입해 버리는 일이 저지될 수 있다. 즉, 밀봉대상인 제1 기계요소의 밀봉대상 표면에 존재하는 밀봉대상 유체가 다른쪽의 밀봉 립에 도달하기 전에, 제1 기계요소의 이동방향이 반대방향으로 변화한다. 이에 따라, 양 밀봉대상 공간 내에서의 각 밀봉대상 유체의 혼합이 확실히 저지될 수 있다.

유리한 다른 구성에 의하면, 스트로크폭에 대한 축방향의 간격의 비는 적어도 1.1이도록 해도 좋다. 양 밀봉대상 유체의 각각의 유성비(濡性比, 젖음성비)에 관계없이, 스트로크폭에 대한 축방향의 간격의 비는 보다 큰 것으로 해도 좋은바, 예컨대 2이어도 좋다.

스트로크폭에 대한 축방향의 간격의 비가 비교적 크게 설정되는 경우에는, 양호한 유성이 달성된다. 그렇지만, 이 경우에는, 당해 비가 보다 커질수록, 보다 큰 설치공간이 필요하게 되는 점에 주의하지 않으면 안된다. 이 경우에는, 가능한 한 큰 비와, 그래도 또한 컴팩트한 설치공간과의 사이에서, 합리적인 타협안을 찾는 것이 간요(肝要)하다.

유성비가 양호하면, 밀봉대상의 기계요소에 있어서 밀봉대상 유체가 「크리프(creep)」하기 시작한다. 한편, 유성비는 온도에 의존한다.

이에 대해, 스트로크폭에 대한 축방향의 간격의 비가 비교적 작게 정해지는 경우에는, 유성은 나빠진다.

본 발명에 의하면, 2중 실의 양 밀봉 링은 단일의 부품으로 일체적으로 형성되어도 좋다. 이에 따라, 2중 실은 특히 부품이 적은 구조를 갖고, 용이하게 또한 저가로 제조가능하다.

다른 구성에 의하면, 2중 실은, 양 밀봉 링의 사이에 축방향으로 배치된, 별개로 제조되고, 또한 중공의 원통 형상으로 형성된 스페이서를 갖추어도 좋다. 여기서, 양 밀봉 링 사이의 스페이서는, 심플하면서 저가의 재료로 구성되어도 좋은 점에서 유리하다. 바람직하게는, 스페이서는 고분자 재료로 구성되어도 좋다. 예컨대, 폴리아미드 재료가 적용가능하다.

즉, 이러한 구성의 경우, 고무 탄성적인 밀봉 재료는 밀봉 링의 제조에만 사용된다.

스페이서는, 밀봉대상 표면에 밀접해도 좋고, 제1 가이드면을 갖추어도 좋다. 이 제1 가이드면은 제1 기계요소에 대해 직경방향으로 간격을 두고 배치된 제2 기계요소에서의 스페이서에 직경방향으로 대향하는 제2 가이드면에 밀접한다. 제1 기계요소는, 예컨대 피스톤 로드이어도 좋은바, 이 경우에는 제2 기계요소 내의 스페이서에 의해 가이드된다. 제2 기계요소는, 예컨대 하우징이어도 좋다.

제2 기계요소는, 예컨대 제1 기계요소의 외주(外周)를 포위하는 하우징에 의해 구성되어도 좋다. 2중 실의 축방향의 길이가 비교적 큰 것에 의해, 제1 기계요소가 2중 실에 대해 양호하게 가이드되는 것이 중요하다. 제1 기계요소가 2중 실에 대해 기울어지면, 2중 실의 기능 및 수명에 불리한 영향이 생길 수 있다.

스페이서는, 알맞게는 직선적인 가이드를 위해 사용되는 재료로 구성되어도 좋다. 그러한 재료는, 예컨대 PTFE와 같은 고분자 재료이어도 좋다. 스페이서는, 소결 청동 또는 세라믹 재료로 제조되어도 좋다.

스페이서는, 축방향으로 탄성적으로 유연하게 형성된 부분을 갖추고 있어도 좋다. 통상, 밀봉장치에서의 2중 실은, 축방향으로 늘림이 없도록 부착된다. 밀봉장치의 통상의 사용에 있어서는, 2중 실이 가열됨으로써 축방향의 열팽창이 일어날 수 있다. 온도에 의해 발생되는 2중 실의 축방향으로의 과대한 왜곡을 회피하기 위해, 축방향으로 탄성적으로 유연하게 형성된 부분을 설치해도 좋다. 스페이서는, 2중 실이 가열에 의해 축방향으로 신장할 정도로, 축방향으로 탄성적으로 유연하게 압축된다. 이에 따라, 2중 실은 밀봉장치의 전 사용기간에 걸쳐, 항상 배치공간 내에 늘림이 없도록 배치될 수 있다.

스페이서와 밀봉 링은, 점착력(粘着力) 및/또는 형상 밀착에 의해 서로 결합되어도 좋다. 대체적(代替的)으로는, 스페이서는 열적 및/또는 화학적인 결합인 재료 밀착에 의해 밀봉 링과 결합되어도 좋다. 밀봉 링이, 스페이서와의 결합에 의해, 함께 미리 조립가능한 유닛을 구성하면 유리하다. 이에 따라 고정하고 있지 않은 부품의 총수가 삭감되고, 밀봉장치의 조립이 용이하게 된다.

전술한 결합방법을 조합시키는 것도, 각각의 용도에 따라 가능하다.

형상 밀착에 의한 스페이서와 양 밀봉 링의 결합에는, 스페이서와 밀봉 링이 비파괴적으로 분해가능하다고 하는 이점이 있다. 이에 따라, 사용 후의 밀봉장치의 분류된 리사이클(recycle)이 용이하게 된다.

양 밀봉 링은 동일 형상으로 형성되어도 좋다. 여기서, 양 밀봉 링은 2중 실의 축방향의 중앙에 배치된 가상 직경방향면에 대해 대칭으로 형성된다. 2중 실의 제조 및 조립은, 이것에 따라 특히 용이하게 된다.

다른 구성에 의하면, 양 밀봉 링은 서로 다른 형상으로 형성되고, 및/또는 서로 다른 재료로 구성되어도 좋다. 이에 따라, 양 밀봉 링은 특히 양호하게 각 용도, 특히 각각의 밀봉대상 유체에 적합하게 될 수 있다. 엔진 오일의 밀봉을 위해서는, 밀봉 링은 예컨대 바람직하게는 불소고무(FKM), 아크릴고무(ACM), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR), 또는 수소화 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(HNBR)로 구성되어도 좋다. 이들 재료에는, 밀봉대상의 유체와의 접촉 시에, 전혀 또는 극히 조금밖에 팽창하지 않는다고 하는 이점이 있다.

연료는, 예컨대 바람직하게는 폴리테트라 플루오로 에틸렌(PTFE), PTFE 화합물, 즉 예컨대 청동 또는 폴리에테르 케톤(PEEK) 등의 충전재를 포함하는 PTFE로 이루어진 밀봉 링에 의해 밀봉되어도 좋다. 이들 재료에 대해서도, 밀봉대상 유체와의 접촉 시에, 전혀 또는 극히 조금밖에 팽창하지 않는다고 하는 이점이 있다.

각 용도에 적합한 재료의 선택에 의해, 각각 적당한 재료 중 가장 저가격의 재료가 선택될 수 있다. 심플한 오일 밀봉을 위해 고가의 PTFE 재료가 이용될 필요는 없다. 본 발명의 밀봉장치는, 이와 같이 저가로 제조가능하다.

2중 실은, 제2 기계요소에 밀접하는, 정적 부하를 받는 정적 밀봉을 적어도 하나 가져도 좋다. 이 정적 밀봉에 의해, 제1 기계요소와 제2 기계요소 사이의 동축 오차가 보상가능하다. 이에 따라, 양 기계요소의 서로에 대한 위치 이상은 밀봉 링의 밀봉 립에는 전달되지 않는다. 이 때문에, 밀봉 립에 대한 과도한 기계적 부하가 회피된다.

정적 밀봉은 O링에 의해 구성되어도 좋다. O링은, 그 유연하게 탄성적인 성질에 의해, 양 기계요소 사이에 경우에 따라 생길 수 있는 동축 오차를 보상하고, 밀봉 링의 정적 밀봉 측을 밀봉한다.

2중 실의 기울어짐을 방지하기 위해, 2개 이상의 O링을 적용해도 좋다. O링은, 여러 가지 크기의 것을 저가로 입수할 수 있다. 또한, 일반적으로는, 다른 단면을 가진 밀봉 링, 예컨대 X링을 정적 밀봉으로서 이용하는 것도 가능하다.

O링은, 2중 실에서의 제2 기계요소를 향해 직경방향으로 열린 오목부(凹部)에 배치되어도 좋다. 여기서, 열린 오목부는 2중 실에 설치되는 것이 가능하고, 그 경우, 양 밀봉 링은 단일의 부품으로 일체적으로 형성되거나, 또는 스페이서에 의해 서로 결합된다.

각 밀봉 링은, 제2 기계요소에 직경방향으로 대향하는 면에, 고리모양의 융기로서 형성된 정적 부하를 받는 정적 밀봉을 갖추어도 좋다. 그러한 고리모양의 융기는, 앞서 설명한 O링과 조합시켜 적용되어도 좋다.

밀봉 장치의 밀봉 링은, 단면도로 보면, 예컨대 축방향으로 열린 대강 C자형으로 형성되어 있다. 자유 각부의 단부에는 동적 부하를 받는 밀봉 립 및 원고리모양의 융기가 배치되어도 좋다. 여기서, 밀봉 립 및 융기는, 밀봉 링의 C자형 형상에 의한 초기 탄성력에 의해, 각각의 밀봉대상의 기계요소를 억누른다. 밀봉 립 및 융기의 각 기계요소에 대한 직경방향의 억누르는 힘을 높이기 위해서는, 예컨대 당해 밀봉대상의 기계요소의 방향에 자유 각부를 밀어붙이는 C자형의 스프링이 밀봉 링의 공동(空洞) 내에 배치되어도 좋다.

제1 기계요소가 피스톤 로드로 구성되고, 또한 제2 기계요소가 직경방향으로 간격을 두고 당해 제1 기계요소를 포위하는 하우징에 의해 구성되어도 좋다. 따라서, 동적 부하를 받는 밀봉 립이 직경방향 내측을 봉지(封止)하고, 고리모양의 융기가 직경방향 외측을 봉지하도록 형성된다.

전술한 밀봉장치는, 2개의 밀봉대상 공간을 갖는 연료 피스톤 펌프에 있어서 사용되어도 좋다. 여기서, 2개의 밀봉대상 공간 중의 한쪽은 연료로 가득 채워지고, 다른쪽은 오일로 가득 채워져 있다. 연료 피스톤 펌프는, 내연기관과 더불어, 자동차에 적용되어도 좋다.

이하, 특허를 청구하는 밀봉장치에 따른 8개의 실시예를 도 1 내지 도 8에 개략적으로 나타냄과 더불어 상세히 설명한다.

도 1은 2중 실의 양 밀봉 링이 단일의 부품으로 일체적으로 형성된 밀봉장치의 제1 실시예에서의 스트로크폭에 대한 축방향의 간격의 비를 나타내는 모식적 단면도.
도 2는 2중 실의 외주 측이 O링 형상의 정적 밀봉에 의해 포위된 밀봉장치의 제2 실시예를 나타내는 모식적 단면도.
도 3은 2중 실의 양 밀봉 링 사이에 스페이서가 배치된 도 1의 실시예와 유사한 제3 실시예를 나타내는 모식적 단면도.
도 4는 제1 기계요소의 가이드로서의 스페이서가 제2 기계요소 내에 설치된 도 2의 실시예와 유사한 제4 실시예를 나타내는 모식적 단면도.
도 5는 2중 실이 서로 다른 형상으로 형성된 밀봉 링을 갖는 제5 실시예를 나타내는 모식적 단면도.
도 6은 2중 실의 양 밀봉 링이 동일 형상으로 형성되고 또한 형상 밀착에 의해 스페이서와 결합된 제6 실시예를 나타내는 모식적 단면도.
도 7은 스페이서가 축방향으로 탄성적으로 유연하게 형성된 부분을 갖는 도 3의 실시예와 유사한 제7 실시예를 나타내는 모식적 단면도.
도 8은 O링이 정적 밀봉으로서 스페이서의 외주를 포위하고 있는 도 2의 제2 실시예와 유사한 제8 실시예를 나타내는 모식적 단면도.

도 1 내지 도 8에 밀봉장치의 8개의 실시예를 나타낸다. 중공(中空)의 원통 형상으로 형성된 밀봉장치는, 각각 밀봉대상 유체(2, 3)로 가득 채워진 2개의 밀봉대상 공간(4, 5)을 밀봉하는 2중 실(dual seal; 1)을 갖추고 있다. 이 밀봉장치는 연료 피스톤 펌프에 적용되는 것이다. 제1 기계요소(13)는 피스톤 로드(27)로서 형성되고, 제2 기계요소(17)는 하우징(28)으로서 형성되어 있다. 밀봉대상 공간 중의 한쪽의 밀봉대상 공간(4)은 연료로, 다른쪽의 밀봉대상 공간(5)은 엔진 오일로 가득 채워져 있다. 연료는, 예컨대 가솔린 또는 디젤 연료이어도 좋다.

2중 실(1)은, 밀봉대상 공간(4, 5)을 밀봉하기 위해, 축방향의 양 단면 측에 서로 역방향으로 배치된 제1 밀봉 링(6)과 제2 밀봉 링(7)을 갖춘다. 양 밀봉 링(6, 7)은 동적 부하를 받는 밀봉 립(8, 9)을 각각 가지며, 밀봉 립(8, 9)은 피스톤 로드(27)에 의해 구성되는 제1 기계요소(13)에서의 밀봉대상 표면(11)을 외주 측으로 밀접하여 포위한다.

제1 밀봉 링(6)의 밀봉 립(8)은, 축방향의 간격(10)을 두고 제2 밀봉 링(7)의 밀봉 립(9)과 이웃하여 배치되어 있고, 이 간격(10)은 축방향으로 왕복운동가능한 기계요소(13)의 스트로크폭(12)보다도 크다.

밀봉 링(6, 7)의 각각에 2개 이상의 동적 부하를 받는 밀봉 립(8, 9)이 설치되는 경우, 축방향의 간격(10)은 축방향으로 가장 근접하여 배치된 제1 밀봉 링(6)에서의 하나의 밀봉 립과, 제2 밀봉 링(7)에서의 하나의 밀봉 립 사이의 간격이다.

여기에 나타낸 실시예에 있어서는, 축방향의 간격(10)의 스트로크폭(12)에 대한 비는 1.3이다.

밀봉 립(8)과 밀봉 립(9) 사이의 축방향의 간격(10)이 제1 기계요소(13)의 스트로크폭(12)보다도 큰 것에 의해, 밀봉 립(8)의 윤활에 이용되는 밀봉대상 공간(4) 내의 밀봉대상 유체(2)가 밀봉대상 표면(11)에 의해 밀봉 립(9)을 통과하여 밀봉대상 공간(5) 내로 끌어 들여져서, 그래서 밀봉대상 유체(3)와 혼합되는 일이 회피된다.

역도 또한 마찬가지이다. 밀봉대상의 공간(5) 내의 밀봉대상 유체(3)가 밀봉장치의 통상의 사용 시에, 밀봉 립(8)을 통과하여 밀봉대상 공간(4) 내로 끌어 들여져서, 그래서 밀봉대상 유체(2)와 혼합되는 일도 없다.

도 1에 밀봉장치의 제1 실시예를 나타낸다. 2중 실(1)의 양 밀봉 링(6, 7)은 단일의 부품으로 일체적으로 형성되어 있고, 밀봉 립(8, 9)에 의해 제1 기계요소(13)의 밀봉대상 표면(11)이 동적으로 밀봉됨과 더불어, 원고리모양의 융기(25, 26)에 의해 제2 기계요소(17)가 정적으로 밀봉된다. 양 밀봉 링(6, 7)은 단일의 부품으로 일체적으로 또한 같은 재료로 형성된다.

도 2에 밀봉장치의 제2 실시예를 나타낸다. 이 제2 실시예는, 2중 실(1)의 제1 밀봉 링(6)과 제2 밀봉 링(7) 사이에, 제2 기계요소(17)를 향해 직경방향으로 열린 오목부(凹部; 24)가 설치되는 점에 있어서, 도 1에 나타낸 제1 실시예와 상위하다. 오목부(24)에는 O링(23)이 배치되어 있다. 탄성적으로 유연한 O링(23)에 의해, 서로의 사이가 밀봉되는 양 기계요소(13, 17) 사이에 생길 수 있는 동축 오차가 보상된다.

도 3에는 도 1의 실시예와 유사한 제3 실시예를 나타낸다. 양 밀봉 링(6, 7)은 별개로 제조되고, 또한 중공의 원통 형상으로 형성된, 여기서는 고분자 재료로 이루어진 스페이서(14)에 의해 서로 결합되어 있다.

복수의 부품으로 형성된 다른 실시예와 마찬가지로, 양 밀봉 링(6, 7)과 스페이서(14)는 여러 가지 수법에 의해 결합되어, 미리 조립가능한 유닛을 구성해도 좋다. 결합은 점착력 및/또는 형상 밀착에 의해 행해져도 좋고, 혹은 후술하는 재료 밀착으로 행해져도 좋다. 이것들을 조립시키는 것도 가능하다.

도 4에는 제4 실시예를 나타낸다. 여기서는, 스페이서(14)는 가이드 슬립으로서 형성되어 있다. 스페이서(14)는 제1 기계요소(13)의 밀봉대상 표면(11)을 외주 측으로부터 밀접하여 포위함과 더불어, 제2 기계요소(17)에 의해 외주 측으로부터 밀접하여 포위된다. 이렇게 해서, 2중 실(1)은 제1 기계요소(13) 및 제2 기계요소(17)의 쌍방에 대해 동심적으로 배치된다. 이에 따라, 2중 실(1)의 기울어짐이 보다 확실하게 방지된다.

스페이서(14)는 제2 기계요소(17)에서의 제2 가이드면(16)에 밀접하는 제1 가이드면(15)을 가진다. 스페이서(14)는 직경방향 내측에 제1 기계요소(13)에서의 밀봉대상 표면(11)을 밀접하여 포위하는 또 다른 가이드면(29)을 가지고 있다.

도 5에 제5 실시예를 나타낸다. 제5 실시예는, 양 밀봉 링(6, 7)이 서로 다른 형상으로 형성되어 있고, 더욱이 각각이 밀봉대상 유체(2, 3)를 밀봉하기 위해 특별히 양호하게 적합한 밀봉재료로 이루어지는 점에 있어서, 도 3에 나타낸 실시예와 상위하다. 여기에 나타낸 실시예에 있어서는, 엔진 오일 측에는 FKM 재료가 적용되고, 연료 측에는 PTFE 재료가 적용된다.

도 6에 제6 실시예를 나타낸다. 제6 실시예에 있어서는, 양 밀봉 링(6, 7)은 연미(燕尾) 형상으로 형성된 형상 밀착식의 결합부에 의해, 스페이서(14)와 결합되어 있다. 이 형상 밀착식의 결합부의 보호유지력이 충분하지 않은 경우에는, 밀봉장치의 통상의 사용에 즈음하여 2중 실(1)을 한데 모아두기 위해, 추가적으로 예컨대 열적 및/또는 화학적인 결합에 의한 재료 밀착식의 결합부를 상정해도 좋다.

도 7에는 도 3에 나타낸 제3 실시예와 유사한 밀봉장치의 제7 실시예를 나타낸다. 여기서는, 스페이서(14)는 축방향으로 탄성적으로 유연하게 형성된 부분(18)을 가진다. 이 부분(18)은 2중 실(1)의 축방향 중앙에 배치되어 있고, 가상 직경방향면(19)에 의해 중앙에서 둘로 나누어진다. 이 부분은 밀봉장치의 축방향의 열팽창을 보상하기 위해 설치되어 있고, 과도한 변형이나 밀봉장치 내에 있어서 2중 실이 늘림을 가진 배치로 되는 것을 방지한다.

도 8에는 본 발명에 따른 밀봉장치의 제8 실시예를 나타낸다. 제8 실시예는, 대강 도 3에 나타낸 제3 실시예와 도 2에 나타낸 제2 실시예를 조합시킨 것이다. 2중 실(1)의 축방향 중앙에는, 제2 기계요소(17)를 정적으로 밀봉하는 O링(23)을 위한 오목부(24)가 설치되어 있다.

여기에 나타낸 실시예에 있어서, 2중 실(1)은 정적 부하를 받는 3개의 정적 밀봉(20, 21, 22)을 가지고 있고, 이들은 각각 제2 기계요소(17)에 정적으로 밀접한다. 정적 밀봉(20)은 O링(23)에 의해 구성되고, 다른 정적 밀봉(21, 22)은 양 밀봉 링(6, 7)의 각각의 구성요소를 형성하는, 고리모양의 융기(25, 26)에 의해 구성된다.

1 2중 실
2, 3 밀봉대상 유체
4, 5 밀봉대상 공간
6 제1 밀봉 링
7 제2 밀봉 링
8, 9 밀봉 립
10 축방향의 간격
11 밀봉대상 표면
12 스트로크폭
13 제1 기계요소(피스톤 로드(27))
14 스페이서
15 제1 가이드면
16 제2 가이드면
17 제2 기계요소(하우징(28))
18 부분
19 가상 직경방향면
20, 21, 22 정적 밀봉
13 O링
24 오목부(凹部)
25, 26 융기
27 피스톤 로드
28 하우징
29 가이드면

Claims

각각이 밀봉대상 유체로 가득 채워진 2개의 밀봉대상 공간을 밀봉하는 2중 실을 갖춘, 중공(中空)의 원통 형상으로 형성된 밀봉장치로서,
상기 2중 실은, 축방향의 양 단면 측의 한쪽에 배치된 제1 밀봉 링과, 다른쪽에 배치된 제2 밀봉 링을 갖추되,
상기 제1 및 제2 밀봉 링의 각각은, 동적 부하를 받는 밀봉 립을 적어도 하나 가지며,
상기 제1 밀봉 링이 가진 밀봉 립 중의 상기 제2 밀봉 링에 가장 근접해서 배치된 하나와, 상기 제2 밀봉 링이 가진 밀봉 립 중의 상기 제1 밀봉 링에 가장 근접해서 배치된 하나는, 서로 축방향의 간격을 두고 배치되고,
상기 제1 및 제2 밀봉 링이 가진 밀봉 립은, 소정의 스트로크폭을 상기 축방향으로 왕복운동가능한 제1 기계요소의 밀봉대상 표면에 밀접하고,
상기 축방향의 간격이, 상기 제1 기계요소의 상기 소정의 스트로크폭보다 큰 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 상기 소정의 스트로크폭에 대한 상기 축방향의 간격의 비가 적어도 1.1인 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2중 실의 상기 제1 및 제2 밀봉 링이 단일의 부품으로 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2중 실이, 상기 제1 및 제2 밀봉 링 사이에 축방향으로 배치된, 별개로 제조되고, 또한 중공의 원통 형상으로 형성된 스페이서를 갖춘 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제4항에 있어서, 상기 스페이서가, 상기 밀봉대상 표면에 밀접함과 더불어, 상기 제1 기계요소에 대해 직경방향으로 간격을 두고 배치된 제2 기계요소에서의 상기 스페이서에 직경방향으로 대향하는 제2 가이드면에 밀접하는 제1 가이드면을 갖춘 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제4항에 있어서, 상기 스페이서가 고분자 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제4항에 있어서, 상기 스페이서가, 축방향으로 탄성적으로 유연하게 형성된 부분을 갖춘 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제4항에 있어서, 상기 스페이서와 상기 제1 및 제2 밀봉 링이, 점착력 및/또는 형상 밀착에 의해 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제4항에 있어서, 상기 스페이서와 상기 제1 및 제2 밀봉 링이 재료 밀착에 의해 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 밀봉 링이 동일 형상으로 형성됨과 더불어, 그 제1 및 제2 밀봉 링이 상기 2중 실의 축방향의 중앙에 배치된 가상 직경방향면에 대해 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제3항에 있어서, 상기 밀봉 링이 서로 다른 형상으로 형성되고, 및/또는 서로 다른 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 상기 2중 실이, 상기 제2 기계요소에 밀접하는 정적 부하를 받는 정적 밀봉을 적어도 하나 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제12항에 있어서, 상기 정적 밀봉이 O링인 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제13항에 있어서, 상기 O링이, 상기 2중 실에서의 상기 제2 기계요소를 향해 직경방향으로 열린 오목부에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 밀봉 링의 각각이, 상기 제2 기계요소에 직경방향으로 대향하는 면에, 고리모양의 융기로서 형성된 정적 부하를 받는 정적 밀봉을 갖춘 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 기계요소가 피스톤 로드로 구성되고, 또한 상기 제2 기계요소가 직경방향으로 간격을 두고 상기 제1 기계요소를 포위하는 하우징에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
제1항에 기재된 밀봉장치의 사용방법으로서, 한쪽이 연료로 가득 채워지고, 다른쪽이 오일로 가득 채워진, 연료 피스톤 펌프가 가진 2개의 밀봉대상 공간을 밀봉하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 밀봉장치의 사용방법.