KR20170073370A - 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 씰바디(seal body); 상기 씰바디 내측에 장착되는 서포트프레임(support frame); 상기 씰바디에 형성되는 메인립(main lip); 상기 씰바디에 형성되어 상기 메인립으로 더스트의 침입을 차단하기 위한 더스트립(dust lip); 및 상기 메인립 또는 상기 더스트립, 또는 이들 모두에 형성되어 유입된 더스트를 걸러내기 위한 걸림부재;를 포함하여 구성된다.
본 발명은 크랭크 샤프트에 장착되는 댐퍼풀리와 오일씰 상부에 배치되는 체이커버 사이의 틈새로 유입되는 더스트가 메인립으로 유입되는 것을 방지하기 위해 1차적으로 더스트립이 더스트를 차단하게 되는데, 이 경우 더스트립을 통하여 유입된 더스트를 더스트의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 2차적으로 걸러내게 된다. 나아가 더스트립과 더스트립에 형성된 걸림부재를 통과한 더스트는 메인립의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 3차적으로 걸러냄으로써 내더스트성을 향상시킬 수 있는 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰을 제안하고자 한다.

Description

엔진 크랭크 샤프트용 오일씰{OIL SEAL FOR CRANK SHAFT OF ENGINE}

본 발명은 크랭크 샤프트에 장착되는 댐퍼풀리와 오일씰 상부에 배치되는 체이커버 사이의 틈새로 유입되는 더스트가 메인립으로 유입되는 것을 방지하기 위해 1차적으로 더스트립이 더스트를 차단하게 되는데, 이 경우 더스트립을 통하여 유입된 더스트를 더스트의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 2차적으로 걸러내게 된다. 나아가 더스트립과 더스트립에 형성된 걸림부재를 통과한 더스트는 메인립의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 3차적으로 걸러냄으로써 내더스트성을 향상시킬 수 있는 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰에 관한 것이다.

일반적으로 크랭크 축은 왕복운동을 회전운동으로 바꾸는 장치이며, 크랭크 축의 원활한 구동을 위해 크랭크 축을 감싸는 크랭크 하우징에는 오일이 일부 채워진다.

또한 크랭크 하우징으로부터 오일이 누설되지 않도록, 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에는 오일씰이 설치되고, 상기 오일씰은 지지프레임, 메인립, 더스트립으로 이루어진다.

지지프레임은 오일씰을 외형을 이루는 것으로, 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에 삽입되며, 메인립(main lip)은 크랭크 하우징 내의 오일이 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이를 통해 누설되는 것을 방지하도록 지지프레임으로부터 크랭크 축으로 돌출 형성된다.

더스트립(dust lip)은 크랭크 하우징의 외부로부터 메인립과 크랭크 축 사이로 대기에 포함된 더스트가 유입되는 것을 방지하도록 지지프레임으로부터 크랭크 축으로 돌출 형성된다.

이 경우 더스트립은 내더스트성을 확보하기 위해 더스트립과 축과의 죔량을 +0.4mm로 설계하게 되는데, 내구 후 열화 및 마모에 의해 더스트립의 죔량이 없어는 경우 틈새가 발생하여 더스트가 이 틈새를 통하여 메인립으로 침투되는 문제가 있다.

또한 더스트 취약지역에 더스트가 침입하는 경우 누유의 문제는 치명적인 결과를 낳게 된다.

특히 오일 누유에 영향을 주는 더스트 입자의 크기는 50㎛이상으로 이 사이즈의 더스트가 메인립의 습동부를 침투하는 경우 심각한 누유의 문제가 발생할 수 있다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 일거에 해소할 수 있는 오일씰의 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제0-2012-0110206호(2012.10.10.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

크랭크 샤프트에 장착되는 댐퍼풀리와 오일씰 상부에 배치되는 체이커버 사이의 틈새로 유입되는 더스트가 메인립으로 유입되는 것을 방지하기 위해 1차적으로 더스트립이 더스트를 차단하게 되는데, 이 경우 더스트립을 통하여 유입된 더스트를 더스트의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 2차적으로 걸러내게 된다. 나아가 더스트립과 더스트립에 형성된 걸림부재를 통과한 더스트는 메인립의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 3차적으로 걸러냄으로써 내더스트성을 향상시키고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.

본 발명은 제1 걸림돌기와 제2 걸림돌기가 각각 더스트립과 메인립의 원주면상에 환형 형태로 평행하게 복수로 구성되고, 각 걸림돌기의 돌출면이 더서트의 진입방향으로 마주하도록 형성됨으로써 더스트의 차단효과를 극대화시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명은 복수로 이루어진 각 걸림돌기의 돌출면의 길이가 서로 다르게 하되, 보다 구체적으로는 후방에 배치되는 돌출면의 길이가 전방에 배치되는 돌출면의 길이보다 길게 함으로써 전방 돌출면을 통과한 더스트를 후방 돌출면에 의하여 걸러지도록 하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰은 씰바디(seal body); 상기 씰바디 내측에 장착되는 서포트프레임(support frame); 상기 씰바디에 형성되는 메인립(main lip); 상기 씰바디에 형성되어 상기 메인립으로 더스트의 침입을 차단하기 위한 더스트립(dust lip); 및 상기 메인립 또는 상기 더스트립, 또는 이들 모두에 형성되어 유입된 더스트를 걸러내기 위한 걸림부재;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 상기 걸림부재는 상기 더스트립에 형성되고, 돌출면이 더스트의 침입방향에 마주하도록 배치되는 제1 걸림돌기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 걸림부재는 상기 메인립에 형성되고, 돌출면이 상기 제1 걸림돌기를 통과한 더스트의 이동방향에 마주하도록 배치되는 제2 걸림돌기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 걸림부재는 복수로 이루어져 상기 더스트립 또는 상기 메인립, 또는 이들 모두의 원주면상에 환형 형태로 형성되고, 서로 팽행하게 배치되어 유입된 더스트를 순차적으로 걸러내는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰은 크랭크 샤프트에 장착되는 댐퍼풀리와 오일씰 상부에 배치되는 체이커버 사이의 틈새로 유입되는 더스트가 메인립으로 유입되는 것을 방지하기 위해 1차적으로 더스트립이 더스트를 차단하게 되는데, 이 경우 더스트립을 통하여 유입된 더스트를 더스트의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 2차적으로 걸러내게 된다. 나아가 더스트립과 더스트립에 형성된 걸림부재를 통과한 더스트는 메인립의 원주면상에 형성된 걸림부재에 의하여 3차적으로 걸러냄으로써 내더스트성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 제1 걸림돌기와 제2 걸림돌기가 각각 더스트립과 메인립의 원주면상에 환형 형태로 평행하게 복수로 구성되고, 각 걸림돌기의 돌출면이 더서트의 진입방향으로 마주하도록 형성됨으로써 더스트의 차단효과를 극대화시킬 수 있게 된다.

본 발명은 복수로 이루어진 각 걸림돌기의 돌출면의 길이가 서로 다르게 하되, 보다 구체적으로는 후방에 배치되는 돌출면의 길이가 전방에 배치되는 돌출면의 길이보다 길게 함으로써 전방 돌출면을 통과한 더스트를 후방 돌출면에 의하여 걸러낼 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰을 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰을 나타내는 사시도 및 절개도,
도 3은 본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰을 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프프용 오일씰을 나타내는 확대단면도,
도 5는 본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰의 또 다른 변형례를 나타내는 단면도.

이하에서는 본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰은

씰바디(10)(seal body)와, 씰바디(10) 내측에 장착되는 서포트프레임(20)(support frame)과, 씰바디(10)에 형성되는 메인립(30)(main lip)과, 씰바디(10)에 형성되어 메인립(30)으로 더스트(D)의 침입을 차단하기 위한 더스트립(40)(dust lip)과, 메인립(30) 또는 상기 더스트립(40), 또는 이들 모두에 형성되어 유입된 더스트(D)를 걸러내기 위한 걸림부재(50)를 포함하여 구성된다.

먼저 본 발명에 따른 오일씰(OS)이 적용되는 엔진 크랭크 샤프트(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 샤프트의 단부에 댐퍼풀리(2)(damper pulley)가 조립되고, 댐퍼풀리(2) 축 외측에는 체인커버(3)가 배치된다.

본 발명에 따른 오일씰(OS)은 도 1의 도시와 같이 댐퍼풀리(2) 축과 제인커버 사이의 공간에 장착되는데, 이 경우 댐퍼풀리(2)와 체인커버(3) 사이에는 틈새(G)가 형성되어 있어 이 틈새(G)를 통하여 더스트(D)의 침입이 문제된다.

또한 배경기술에서 언급한 바와 같이 오일씰(OS)은 크랭크 샤프트(1)에 직접 장착되는 경우에 마찬가지이다.

따라서 본 발명에 따른 오일씰(OS)은 틈새(G)를 통하여 유입된 더스트(D)를 보다 효율적으로 차단하기 위해 다음과 같이 구성된다.

본 발명에 따른 오일씰(OS)의 씰바디(10)는 대략적인 형상은 'ㄷ'자 형태로 이루어지고, 소재는 러버(rubber)로 구성되는 것이 바람직하나, 다양한 형태의 가요성부재로 형성되는 것이 가능하다.

이 경우 씰바디(10)가 가요성부재로 이루어진 경우 씰바디(10)의 향상이 일정하게 유지될 수 있도록 내측면에 스틸소재로 이루어진 지지프레임이 장착되고, 이 지지프레임은 씰바디(10)의 성형 시, 인서트 사출에 의하여 형성되거나, 또는 본딩을 통하여 장착될 수 있다.

또한 씰바디(10)에는 메인립(30) 외측부에 고정링(60)이 장착되어 오일씰(OS)이 댐퍼풀리(2)에 안정적으로 장착될 수 있다.

특히 본 발명에 따른 오일씰(OS)에는 메인립(30)이 형성되어 그 단부가 댐퍼풀리(2) 축에 밀착되고, 메인립(30) 전방에는 더스트립(40)이 형성되어 그 단부가 댐퍼풀리(2) 축에 밀착된다.

이 경우 더스트립(40)은 틈새(G)를 통하여 유입되는 더스트(D)가 메인립(30)으로 침투하는 것을 1차적으로 차단하게 된다.

그러나 유입된 더스트(D)가 더스트립(40)을 통과하는 경우 침투한 더스트(D)는 메인립(30)으로 침투하는 경우 기밀에 문제가 발생할 수 있고, 이러한 경우 누유되는 문제가 있다.

이는 내더스트(D)성을 확보하기 위해 더스트립(40)과 축과의 죔량을 +0.4mm로 설계하게 되는데, 이 경우 내구 후 열화 및 마모에 의해 더스트립(40)의 죔량이 없어져 틈새가 발생할 수 있다.

또한 더스트(D) 취약지역에 더스트(D)가 침입하는 경우 누유되는 문제가 발생할 수 있다.

이 경우 오일 누유에 영향을 주는 더스트(D) 입자의 크기는 50㎛이상으로 이 사이즈의 더스트(D)가 메인립(30)의 습동부를 침투하는 경우 심각한 누유의 문제가 발생할 수 있다.

따라서 이하에서는 이러한 문제를 해결하고자 도입된 걸림부재(50)에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 걸림부재(50)는 메인립(30) 또는 더스트립(40), 또는 이들 모두의 원주면상에 형성될 수 있다.

먼저 틈새(G)로 유입되는 더스트(D)는 전술한 바와 같이 더스트립(40)에 의하여 1차적으로 걸러지나, 상기한 바와 같이 더스트립(40)의 죔량이 약해져 더스트립(40)과 댐퍼풀리(2) 축 사이에 틈새가 발생하는 경우 이 틈새를 통하여 더스트(D)는 더스트립(40)을 통과하게 된다.

이렇게 더스트립(40)을 통과한 더스트(D)를 걸러내기 위해 걸림부재(50)는 더스트(D)림의 원주면상에 환형으로 형성되는 제1 걸림돌기(51)로 구성된다.

이 경우 제1 걸림돌기(51)는 대략적으로 단면 형상이 삼각형 형상으로 형성되는 것이 바람직한데, 이 경우 제1 걸림돌기(51)에서 더스트(D)의 침입방향에 마주하는 면은 돌출면(55)을 이루게 된다.

따라서 침투한 더스트(D)(50㎛이상)는 제1 걸림돌기(51)의 돌출면(55)에 의하여 2차적으로 걸러지게 된다.

이 경우 더스트(D)의 차단율을 높이기 위해 제1 걸림돌기(51)를 복수로 배치시키는 것이 가능한데, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 두 개소를 형성하여 전후방향으로 더스트립(40)의 원주면상에서 팽행하게 형성될 수 있다.

따라서 전방에 있는 제1 걸림돌기(51)의 돌출면(55)을 통과한 더스트(D)는 후방에 있는 제1 걸림돌기(51)의 돌출면(55)에 의하여 걸러지게 된다.

나아가 도 5에 도시된 바와 같이 더스트립(40)에 형성된 복수의 걸림돌기에서 돌출면(55)의 길이를 서로 다르게 형성하되, 보다 구체적으로는 후방에 배치되는 돌출면(55) 길이가 전방에 배치되는 돌출면(55)의 길이보다 길게 형성하는 것이 바람직하다.

이는 전방의 돌출면(55)을 통과한 더스트(D)를 더 많이 돌출된 후방 돌출면(55)에 의하여 재차 걸러지도록 함으로써 더스트(D)의 차단 효율을 높이고자 함이다.

다음으로 본 발명에 따른 걸림부재(50)는 메인립(30)에도 형성되는 것이 바람직한데, 이는 더스트립(40)과 제1 걸림돌기(51)에 의하여도 걸러지지 않은 더스트(D)가 존재하는 경우 메인립(30)으로 침투할 수 있는 더스트(D)를 3차적으로 차단하기 위한 목적으로 도입되는 것이다.

즉 본 발명에 따른 메인립(30)에 형성되는 걸림부재(50)는 메인립(30)의 원주면상에 환형으로 형성되는 제2 걸림돌기(53)로 구성되고, 이 경우 제2 걸림돌기(53) 역시 대략적으로 단면 형상이 삼각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이 경우 제2 걸림돌기(53)에서 더스트(D)의 침입방향에 마주하는 면은 돌출면(55)을 이루게 된다.

따라서 더스트립(40)과 제1 걸림돌기(51)를 통과한 더스트(D)는 제2 걸림돌기(53)의 돌출면(55)에 의하여 3차적으로 걸러지게 된다.

이 경우에도 더스트(D)의 차단율을 높이기 위해 제2 걸림돌기(53)를 복수로 배치시키는 것이 가능하고, 이 경우 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 두 개소를 형성하여 전후방향으로 메인립(30)의 원주면상에서 팽행하게 형성될 수 있다.

따라서 전방에 있는 제2 걸림돌기(53)의 돌출면(55)을 통과한 더스트(D)는 후방에 있는 제2 걸림돌기(53)의 돌출면(55)에 의하여 걸러지게 된다.

나아가 도 5에 도시된 바와 같이 제1 걸림돌기(51)의 돌출면(55)과 마찬가지로 제2 걸림돌기(53)의 돌출면(55) 역시, 후방에 배치되는 돌출면(55) 길이가 전방에 배치되는 돌출면(55)의 길이보다 길게 형성하여 더스트(D)의 차단 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 걸림부재(50)는 다양한 형상과 설치 개수의 증감을 통하여 보다 효율적으로 더스트(D)의 침입을 차단할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

한편 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 더스트립(40)에는 부압을 차단하기 위해 더스트립(40)의 경사방향으로 형성되는 부압방지돌기(70)가 형성될 수 있다.

또한 메인립(30)에는 펌핑능력 향상을 위해 헬릭스(80)(helix)가 형성될 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

OS : 오일씰
G : 틈새
1 : 크랭크 샤프트 2 : 댐퍼풀리
3 : 체인커버
10 : 씰바디
20 : 서포트프레임
30 : 메인립
40 : 더서트립
50 : 걸림부재
51 : 제1 걸림돌기 53 : 제2 걸림돌기
55 : 돌출면
60 : 고정링
70 : 부압방지돌기
80 : 헬릭스(Helix)

Claims (4)

1. 씰바디(10)(seal body);
   상기 씰바디(10) 내측에 장착되는 서포트프레임(20)(support frame);
   상기 씰바디(10)에 형성되는 메인립(30)(main lip);
   상기 씰바디(10)에 형성되어 상기 메인립(30)으로 더스트(D)의 침입을 차단하기 위한 더스트립(40)(dust lip); 및
   상기 메인립(30) 또는 상기 더스트립(40), 또는 이들 모두에 형성되어 유입된 더스트(D)를 걸러내기 위한 걸림부재(50);
   를 포함하여 이루어진 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 걸림부재(50)는
   상기 더스트립(40)에 형성되고, 돌출면(55)이 더스트(D)의 침입방향에 마주하도록 배치되는 제1 걸림돌기(51)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 걸림부재(50)는
   상기 메인립(30)에 형성되고, 돌출면(55)이 상기 제1 걸림돌기(51)를 통과한 더스트(D)의 이동방향에 마주하도록 배치되는 제2 걸림돌기(53)로 이루어진 것을 특징으로 하는 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 걸림부재(50)는 복수로 이루어져 상기 더스트립(40) 또는 상기 메인립(30), 또는 이들 모두의 원주면상에 환형 형태로 형성되고, 서로 팽행하게 배치되어 유입된 더스트(D)를 순차적으로 걸러내는 것을 특징으로 하는 엔진 크랭크 샤프트용 오일씰.

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