KR20180051391A

KR20180051391A - 밀봉 구조

Info

Publication number: KR20180051391A
Application number: KR1020170145254A
Authority: KR
Inventors: 사토시 요시다; 유키오 이가타
Original assignee: 가부시키가이샤 제이텍트; 고요 실링 테크노 가부시키가이샤
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2018-05-16
Also published as: JP2018080828A; JP6953264B2; KR102433047B1

Abstract

밀봉 구조(1)는, 제1 부재(11), 제1 부재(11)에 대해 회전하도록 구성되는 제2 부재(6), 및 제1 부재(11)에 부착되는 시일 부재(7)를 포함한다. 시일 부재(7)는, 제2 부재(6)의 제1 시일면(41)에 접촉하는 접촉부(31c; 31f)를 갖는 제1 립부(31), 및 제1 립부(31)를 제1 시일면(41)을 향해 압박하도록 구성되는 제1 압박 부재(51)를 구비한다. 제1 립부(31)에는 제1 압박 부재(51)를 수용하는 수용 공간(S) 및 수용 공간(S)을 축 방향으로 개방하는 개구(A)가 제공된다. 개구(A)의 폭은, 접촉부(31c; 31f)가 제1 시일면(41)에 접촉할 때 유발되는 접촉부(31c; 31f)의 탄성 변형에 의해 축소된다.

Description

밀봉 구조{SEALING STRUCTURE}

본 발명은, 예를 들어 십자 조인트의 트러니언(trunnion)과 베어링 컵 사이에서 서로 상대 회전하도록 구성되는 두 개의 부재 사이에 제공되는 밀봉 구조에 관한 것이다.

예를 들어, 철강용 압연기의 스핀들 장치나 자동차의 드라이브 샤프트에는, 샤프트와 다른 샤프트 사이의 연결부로서 유니버설 조인트로서의 십자 조인트가 사용된다. 이 십자 조인트는, 4개의 트러니언을 십자 구성으로 배치한 조인트 스파이더(joint spider)와, 바닥이 있는 원통형 형상을 가지며 트러니언에 각각 배치되는 베어링 컵과, 각각의 트러니언의 외주면과 베어링 컵 중 대응하는 것의 내주면 사이에서 롤링가능하게 배치되는 복수의 니들 롤러를 포함한다. 또한, 샤프트의 단부 부분에 각각 제공되는 요크(yoke)가 베어링 컵에 결합된다. 또한, 트러니언과 베어링 컵 사이에 형성되는 니들 롤러를 위한 수용 공간에 물 등이 침입하는 것을 방지하고, 수용 공간으로부터 외부로 윤활제가 누출하는 것을 감소시키기 위해서, 각각의 트러니언의 기단부와 베어링 컵의 대응하는 것의 단부 사이에 밀봉 구조가 제공된다(예를 들어, 일본 미심사 특허 출원 공개 제2015-124836호(JP 2015-124836A) 및 유럽 특허 공개 제1783384호 참조).

종래의 밀봉 구조의 예로서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 조인트 스파이더의 트러니언(104)의 기초부에 부착된 슬링거(slinger)(106), 및 베어링 컵(111)의 내주면에 부착된 시일 부재(107)를 포함하는 밀봉 구조가 있다. 슬링거(106)는, 축 방향 제1 측(일방 측)(도 8에서의 상측 방향을 향함)을 향하는 제1 시일면(141), 및 트러니언(104)의 반경 방향 외측(도 8에서의 우측 방향을 향함)을 향하는 제2 및 제3 시일면(142, 143)을 구비하고 있다. 시일 부재(107)는, 슬링거(106)의 제1 시일면(141), 제2 시일면(142), 및 제3 시일면(143)에 각각 접촉하는 제1 립부(131), 제2 립부(132), 및 제3 립부(133)를 포함한다. 제1 내지 제3 립부(131 내지 133)는 베어링 컵(111)에 고정된 금속 코어(134)에 고착되어 있다. 제2 립부(132)에는 가터 스프링(152)이 끼워짐으로써, 제2 립부(132)를 제2 시일면(142)에 압박한다.

유럽 특허 공개 제1783384호에 기재된 밀봉 구조는, 도 9에 도시한 바와 같이, 트러니언(204)의 기초부에 부착된 시일 리테이너(218), 및 시일 리테이너(218)에 고정된 시일 부재(207)를 포함한다. 시일 부재(207)는, 베어링 컵(211)의 내주면에 미끄럼 접촉하는 제1 립부(231) 및 제2 립부(232)를 구비하고 있다. 제1 및 제2 립부(231, 232)는 시일 리테이너(218)에 고정된 금속 코어(234)에 고착되어 있다.

상기와 같은 십자 조인트에서는, 십자 조인트를 사용하는 중에 베어링 컵에 대하여 트러니언이 허용 치수 편차 범위 내에서 반경 방향 및 축 방향으로 약간 이동한다. 도 8에 나타내는 밀봉 구조에서, 예를 들어 장기 사용에 의한 열화에 의해 제1 립부(131)의 탄성이 저하되어 있으면, 베어링 컵(111)에 대한 트러니언(104)의 축 방향 이동에 의해, 제1 립부(131)가 제1 시일면(141)으로부터 이격되는 방향으로 이동할 수 있다. 이는 밀봉성을 저하시킬 수 있다.

도 9에 도시된 밀봉 구조에서, 제1 및 제2 립부(231, 232)의 양쪽이, 베어링 컵(211)의 내주면에 미끄럼 접촉하고 있기 때문에, 베어링 컵(211)에 대한 트러니언(204)의 축 방향 이동이 밀봉성을 저하시키는 일은 거의 없다. 그러나, 베어링 컵(211)에 대하여 트러니언(204)이 반경 방향으로 이동하면, 트러니언(204)의 반경 방향의 일방 측에서는 제1 및 제2 립부(231, 232)가 베어링 컵(211)의 내주면을 향하는 방향으로 이동하지만, 트러니언(204)의 반경 방향의 타방 측에서는 제1 및 제2 립부(231, 232)가 베어링 컵(211)의 내주면으로부터 이격되는 방향으로 이동한다. 그로 인해, 시일 부재(207)의 반경 방향의 양 측에서 균일한 밀봉성을 얻는 것이 곤란해진다. 제2 립부(232)는, 가터 스프링(압박 부재)(252)에 의해 반경 방향 외측을 향해서 제2 립부(232)에 가압력이 부여됨에 따라, 베어링 컵(211)의 내주면에 압박된다. 그러나, 가터 스프링(252)은 압축된 상태에서 제2 립부(232)에 끼워지기 때문에 가터 스프링(252)은 휘기 쉽고, 가터 스프링(252)은 제2 립부(232)의 내주면의 홈으로부터 이탈해버릴 가능성이 있다.

본 발명은, 베어링 컵에 대한 트러니언의 축 방향 이동에 의한 밀봉성의 저하를 억제하면서, 압박 부재의 수용 공간으로부터의 이탈을 방지하도록 구성되는 밀봉 구조를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따른 밀봉 구조는 제1 부재, 제1 부재에 반경 방향으로 대면하는 제2 부재, 및 환상 형상을 갖는 시일 부재를 포함한다. 제2 부재는 제1 부재와 동심으로 배치되며 제1 부재에 대해 회전하도록 구성된다. 시일 부재는 제1 부재에 부착되며 제2 부재와 미끄럼 접촉한다. 제2 부재는 제2 부재의 반경 방향 제1 측을 향하는 제1 시일면을 갖는다. 시일 부재는, 제1 부재에 고정되는 고정부, 고정부에 접착되고 제1 시일면에 접촉하는 접촉부를 갖는 제1 립부, 및 제1 립부를 제1 시일면을 향해 압박하도록 구성된 제1 압박 부재를 구비한다. 제1 립부의 내부에, 제1 압박 부재를 수용하는 수용 공간이 제공된다. 제1 립부는, 수용 공간을 축 방향 일측을 향해 개방하고, 제1 압박 부재를 수용 공간에 삽입하기 위한 개구를 갖는다. 접촉부는, 수용 공간보다 반경 방향 제2 측에 배치되어 있다. 반경 방향 제2 측은 반경 방향에서의 제1 시일면측이다. 개구의 폭은, 접촉부가 제1 시일면에 접촉할 때에 유발되는 접촉부의 탄성 변형에 의해 축소된다.

상기 구성에 의하면, 제1 립부의 접촉부는 반경 방향 제1 측을 향하는 제1 시일면에 접촉한다. 따라서, 제2 부재가 축 방향으로 제1 부재에 대해 이동하는 경우에도, 제1 립부에 의해 제공되는 밀봉성은 저하되지 않는다. 또한, 제1 립부에서의 수용 공간에 제1 압박 부재를 삽입하기 위한 개구의 폭은, 제1 립부의 접촉부를 제1 시일면에 접촉시킬 때 축소된다. 따라서, 제1 압박 부재는 수용 공간으로부터 이탈되는 것이 방지된다.

접촉부는 측연부를 포함할 수 있다. 측연부는, 개구의 반경 방향 제2 측 단부의 주연을 구성할 수 있다. 상기 접촉부를 상기 제1 시일면에 접촉시키지 않는 제1 상태에서, 측연부는, 제1 압박 부재보다 반경 방향 제2 측에 배치되어 있어도 된다. 접촉부를 제1 시일면에 접촉시킨 제2 상태에서, 측연부는, 제1 압박 부재에서의 반경 방향 제2 측 단부보다 반경 방향 제1 측에 배치되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 제1 립부의 접촉부를 제1 시일면에 접촉시키지 않고 있는 제1 상태에서는, 개구의 폭을 가급적으로 넓게 해서 수용 공간에의 제1 압박 부재의 삽입을 쉽게 하고, 접촉부를 제1 시일면에 접촉시킨 제2 상태에서는, 개구의 폭을 축소해서 제1 압박 부재의 수용 공간으로부터의 이탈을 확실하게 방지할 수 있다.

제2 부재는, 반경 방향 제2 측을 향하는 제2 시일면을 가져도 된다. 시일 부재는, 고정부에 접착되고 상기 제2 시일면에 접촉하는 제2 립부, 및 제2 립부를 제2 시일면을 향해 압박하도록 구성되는 제2 압박 부재를 더 구비하고 있어도 된다.

상기 구성에 의해, 제1 부재에 대해 제2 부재가 반경 방향으로 이동했을 때, 반경 방향의 일방 측에서 제1 립부가 제1 시일면에서 이격되는 방향으로 이동하더라도 제2 립부는 제2 시일면을 향하는 방향으로 이동하고, 반경 방향의 타방 측에서 제2 립부가 제2 시일면에서 이격되는 방향으로 이동하더라도 제1 립부가 제1 시일면을 향하는 방향으로 이동한다. 따라서, 시일 부재의 반경 방향의 양 측에서 실질적으로 균일한 밀봉성을 얻을 수 있다.

제2 부재는, 반경 방향 제2 측을 향하는 제3 시일면을 가져도 된다. 시일 부재는, 고정부에 접착되고, 제3 시일면에 접촉하는 제3 립부를 더 구비하고 있어도 된다. 이와 같은 구성에 의해, 제1 립부 및 제2 립부에 추가하여 제3 립부에 의해 밀봉성을 높일 수 있다.

제1 시일면 및 제2 시일면 중 하나의 시일면이, 반경 방향 외측을 향할 수 있다. 제1 시일면 및 제2 시일 중 다른 하나는, 반경 방향을 향할 수 있고, 제1 시일면과 제2 시일면 사이에 공간을 둔 상태로 상기 하나의 시일면의 반경 방향 외측에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 반경 방향으로 그들 사이에 공간을 두고 배치된 제1 시일면과 제2 시일면 사이에 시일 부재를 삽입할 수 있고, 제1 립부 및 제2 립부를 제1 및 제2 시일면에 각각 접촉시킬 수 있다. 또한, 제2 부재의 제1 시일면 및 제2 시일면의 배치를 간소화할 수 있고, 제1 및 제2 시일면을 정밀하게 형성할 수 있다.

제1 시일면 및 제2 시일면과 제3 시일면을 포함하는 통합 시일면 중 하나의 시일면이 반경 방향의 외측을 향할 수 있다. 제1 시일면 및 통합 시일면 중 다른 하나는, 반경 방향 내측을 향할 수 있고, 제1 시일면과 통합 시일면 사이에 공간을 둔 상태로 상기 하나의 시일면의 반경 방향 외측에 배치될 수 있다. 통합 시일면을 구성하는 제2 시일면과 제3 시일면이 축 방향으로 서로 옆으로 배치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 반경 방향으로 그들 사이에 공간을 두고 배치된 제1 시일면, 및 제2 시일면과 제3 시일면을 포함하는 통합 시일면 사이에 시일 부재를 삽입할 수 있고, 이들 시일면에 제1 내지 제3 립부를 접촉시킬 수 있다. 또한, 제2 부재의 제1 내지 제3 시일면의 배치를 간소화할 수 있고, 제1 내지 제3 시일면을 정밀하게 형성할 수 있다.

본 발명의 밀봉 구조에 의하면, 베어링 컵에 대한 트러니언의 축 방향 이동에 의한 밀봉성의 저하를 억제하면서, 압박 부재의 수용 공간으로부터의 이탈을 방지할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호들로 나타낸 첨부 도면을 참조하여 후술될 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 밀봉 구조가 제공된 십자 조인트의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 밀봉 구조의 단면도이다.
도 3은 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다.
도 4는 제1 립부의 작용을 도시하는 단면도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다.
도 8은 종래 기술에 따른 밀봉 구조의 단면도이다.
도 9는 다른 종래 기술에 따른 밀봉 구조의 단면도이다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 제1 실시예에 따른 밀봉 구조가 제공된 십자 조인트의 부분 분해 사시도이다. 십자 조인트(20)는, 예를 들어 철강용 압연기의 스핀들 장치(도시 생략)에 사용된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 십자 조인트(20)는, 4개의 트러니언(4)을 갖는 조인트 스파이더(2), 트러니언(4)에 각각 배치된 롤러 베어링 유닛(5), 및 한 쌍의 요크(17)를 구비하고 있다.

조인트 스파이더(2)는, 조인트 스파이더(2)의 중심에 제공된 기초부(3), 및 기초부(3)로부터 서로 직교하는 축선 X 및 축선 Z을 따라 4개의 각 방향으로 연장되는 4개의 트러니언(4)을 갖고 있다. 조인트 스파이더(2)는, 기초부(3)의 중심을 통과하고, 트러니언(4)의 축선 X 및 축선 Z과 직교하는 중심 축선 C 주위로 회전가능하다. 조인트 스파이더(2)는, 롤러 베어링 유닛(5)의 내부에 윤활제를 공급하기 위해 축선 X 및 축선 Z을 따라 십자 형상으로 배치된 윤활제 공급로(13)를 갖는다.

각 롤러 베어링 유닛(5)은, 복수의 니들 롤러(9) 및 베어링 컵(11)을 구비하고 있다. 니들 롤러(9)는, 각각 전술한 트러니언(4)의 외주면을 따라 롤링가능하게 배치된다. 베어링 컵(11)은, 바닥이 있는 통 형상을 갖고 있으며, 니들 롤러(9)를 통해 트러니언(4)의 외주면에 끼워져 있다. 따라서, 니들 롤러(9)는, 외륜 궤도로서의 베어링 컵(11)의 내주면에서 롤링하고, 내륜 궤도로서의 트러니언(4)의 외주면에서 롤링하며, 이에 의해 베어링 컵(11)이 트러니언(4)의 축선 Z 주위로 요동할 수 있다. 트러니언(4)의 선단면과 베어링 컵(11)의 저면과의 사이에는 와셔(10)가 제공된다. 니들 롤러(9)의 축선 Z 방향 내측에는, 롤러 가이드(8), 시일 부재(7) 및 슬링거(6)가 배치되어 있다. 시일 부재(7), 슬링거(6)("제2 부재"의 일례) 및 베어링 컵(11)("제1 부재"의 일례)이 본 발명에 따른 밀봉 구조(1)를 구성한다.

도 2는 밀봉 구조의 단면도이다. 도 3은, 슬링거에 접촉하지 않고 있는 시일 부재, 즉 슬링거에 끼워지지 않은 시일 부재를 도시하는 단면도이다. 밀봉 구조(1)는, 트러니언(4)과 베어링 컵(11) 사이에 형성되는 니들 롤러(9)의 수용 공간 내에 물 등이 침입하는 것을 방지하고, 상기 수용 공간으로부터 외부로의 윤활제의 누출을 감소시키기 위해서 제공된다. 본 명세서에서는, 도 2에서의 하측을 "축 방향 제1 측" 또는 "축방향으로 제1 측"이라 칭할 것이고, 도 2에서의 상측을 "축 방향 제2 측" 또는 "축방향으로 제2 측"이라 칭할 것이다. 그러나, 이들 용어는 축 방향을 따른 절대적인 특정 방향으로 나타내는 것이 아니라 축 방향을 따른 상대적인 방향으로 나타내며, 제1 측 및 제2 측은 교환될 수 있다. "반경 방향 제1 측(반경방향으로 제1 측)" 및 "반경 방향 제2 측(반경방향으로 제2 측)"에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

밀봉 구조(1)에 포함되는 슬링거(6)는, 환상 형상을 가지며 트러니언(4)의 기단부의 외주면에 끼워진다. 슬링거(6)는 시일 부재(7)의 립부(31), 립부(32), 및 립부(33)에 각각 접촉하는 시일면(41), 시일면(42), 및 시일면(43)을 갖는다. 슬링거(6)는, 트러니언(4)의 외주면에 따라 관 형상을 갖고 그것을 따라 연장되는 슬링거 본체(6a), 슬링거 본체(6a)의 축방향으로 제1 측(도 2의 하측)에서 반경 방향 외측으로 연장되는 제1 연장부(6b), 및 제1 연장부(6b)의 선단측으로부터 축 방향 제2 측(도 2의 상측)으로 연장되는 제2 연장부(6c)를 포함하는 단일 부재이다.

슬링거 본체(6a)의 외주면은, 축 방향으로 서로 옆으로 배치되는 제2 및 제3 시일면(42, 43)을 갖고 있다. 제2 연장부(6c)의 내주면은 제1 시일면(41)을 갖고 있다. 슬링거(6)는, 제2 연장부(6c)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 제3 연장부(6d)를 더 포함한다. 제2 연장부(6c)의 외주면 및 제3 연장부(6d)의 축방향 제2 측 측면은, 그 사이에 간극을 둔 상태로 베어링 컵(11)의 단부와 대면하고 있다. 이 간극은, 슬링거(6)와 베어링 컵(11) 사이로부터의 물 등의 침입을 방지하도록 구성되는 밀봉 간극이다.

시일 부재(7)는, 금속 코어(34)("고정부"의 일례) 및 립부(31, 32, 33)를 포함한다. 금속 코어(34)는, 베어링 컵(11)의 내주면에 끼워짐으로써 거기에 고정된다. 금속 코어(34)는, 제1 원통부(34a1) 및 제1 원통부(34a1)의 축방향 제2 측 단부로부터 반경방향 내측으로 굴곡되는 제1 환상부(34a2)를 갖는 제1 금속 코어(34a), 및 제2 원통부(34b1) 및 제2 원통부(34b1)의 축방향 제1 측 단부로부터 반경방향 내측으로 굴곡되는 제2 환상부(34b2)를 포함하는 제2 금속 코어(34b)를 포함한다. 제2 원통부(34b1)는, 제1 원통부(34a1)의 반경방향 내측에 배치되고, 제1 원통부(34a1)의 축방향 제1 측 단부를 스웨이징(swaging)함으로써 제2 금속 코어(34b)가 제1 금속 코어(34a)에 고정된다.

립부(31, 32, 33)는, 금속 코어(34)에 접착된 제1 립부(31), 제2 립부(32) 및 제3 립부(33)로 각각 구성된다. 제1 립부(31) 및 제3 립부(33)는, 제2 금속 코어(34b)의 제2 환상부(34b2)에 접착되고, 제2 립부(32)는 제1 금속 코어(34a)의 제1 환상부(34a2)에 접착되어 있다.

제2 립부(32)는, 제1 환상부(34a2)로부터 축 방향 제1 측으로 연장된다. 제2 립부(32)의 반경방향 내측 측면은 슬링거(6)의 제2 시일면(42)에 접촉한다. 제2 립부(32)의 반경방향 외측 측면에는 오목부(32a)가 제공되고, 이 오목부(32a)에는 가터 스프링(52)("제2 압박 부재"의 일례)이 배치된다. 가터 스프링(52)은, 링 형상으로 형성된 코일 스프링이며, 신장 방향으로 탄성 변형된 상태에서 제2 립부(32)의 오목부(32a)에 수용된다. 가터 스프링(52)은, 압축 방향으로 그 원래의 형상으로 탄성 복귀하려고 함으로써 제2 립부(32)를 제2 시일면(42)을 향해 압박한다.

제3 립부(33)는, 제2 환상부(34b2)의 반경방향 내측 단부로부터 축 방향 제1 측으로 연장된다. 제3 립부(33)의 반경방향 내측 측면은 슬링거(6)의 제3 시일면(43)에 접촉한다. 제3 시일면(43)은, 축 방향 제1 측으로부터 제2 측을 향해서 서서히 외경이 작아지는 경사면(원추면)이다.

제1 립부(31)는, 제2 환상부(34b2)의 축방향 제1 측 측면으로부터 축 방향 제1 측을 향해 연장되는 제1 부분(31a), 제1 부분(31a)의 연장 단부(축방향 제1 측 단부)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 제2 부분(31b), 및 제2 부분(31b)의 연장 단부(반경방향 외측 단부)로부터 축 방향 제2 측을 향해서 연장되는 제3 부분(31c)을 구비하고 있다. 제3 부분(31c)의 반경 방향 외측 측면(외주면)은 슬링거(6)의 제1 시일면(41)에 접촉한다. 따라서, 제3 부분(31c)은 제1 시일면(41)에 접촉하는 접촉부의 일례이다.

제1 부분(31a), 제2 부분(31b) 및 제3 부분(31c)에 의해 둘러싸인 공간(S)("수용 공간"의 일례)에 가터 스프링(51)("제1 압박 부재"의 일례)이 수용된다. 또한, 제1 부분(31a)과 제3 부분(31c) 사이에는, 가터 스프링(51)을 수용 공간(S)에 삽입하기 위한 개구(A)가 형성되어 있다. 개구(A)는 축 방향 제2 측을 향해 개방된다. 가터 스프링(51)은, 링 형상으로 형성된 코일 스프링이며, 압축 방향으로 탄성 변형된 상태에서 수용 공간(S)에 수용된다. 가터 스프링(51)은 연신 방향으로 그 원래의 형상으로 탄성 복귀하려고 함으로써 제3 부분(31c)을 제1 시일면(41)을 향해 압박한다.

도 4는, 제1 립부의 작용을 도시하는 단면도이다. 제1 립부(31)의 제3 부분(31c)은, 도 4에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제3 부분(31c)이 슬링거(6)의 제1 시일면(41)에 접촉하지 않고 있는 제1 상태에서는, 반경방향 외측을 향해서 경사져 있다. 이 제1 상태에서는, 제1 부분(31a)과 제3 부분(31c) 사이의 개구(A)의 폭(W1)은 비교적 넓다. 구체적으로는, 제1 상태에서, 개구(A)의 한쪽 테두리인 제3 부분(31c)의 선단의 내주연(31d)("측연부"의 일례)의 반경방향 위치(a)는, 가터 스프링(51)의 반경방향 외측 단부의 반경방향 위치(b)보다 반경 방향 외측에 배치된다. 따라서, 이 개구(A)를 통해 가터 스프링(51)이 수용 공간(S)에 용이하게 삽입된다.

한편, 도 4에 이점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 제3 부분(31c)이 제1 시일면(41)에 접촉하고 있는 제2 상태에서는, 제3 부분(31c)이 반경방향 내측으로 탄성 변형되어 있고, 제2 상태에서의 제1 부분(31a)과 제3 부분(31c) 사이의 개구(A)의 폭인 폭(W2)은 제1 상태에서의 제1 부분(31a)과 제3 부분(31c) 사이의 개구(A)의 폭인 폭(W1)보다 작은 폭으로 축소된다. 따라서, 제2 상태에서, 제3 부분(31c)의 선단의 내주연(31d)의 반경방향 위치(ａ')는, 가터 스프링(51)의 반경방향 외측 단부 반경방향 위치(b)보다 반경방향 내측에 배치된다. 그로 인해, 가터 스프링(51)이 수용 공간(S)으로부터 용이하게 이탈되기 않게 되어, 제1 립부(31)를 제1 시일면(41)에 확실하게 접촉시킬 수 있다. 구체적으로, 가터 스프링(51)은, 압축 방향으로 탄성 변형되어 있으므로, 가터 스프링(51)은 용이하게 휘어지고 수용 공간(S)으로부터 용이하게 이탈되게 된다. 그러나, 개구(A)의 폭을 축소함으로써 가터 스프링(51)이 수용 공간(S)으로부터 이탈되는 것을 확실하게 방지하게 된다.

제1 립부(31)의 제3 부분(31c)의 선단의 내주연(31d)에는 반경방향 내측으로 팽출하는 팽출부(31c1)가 제공된다. 이러한 팽출부(31c1)의 제공에 의해, 제3 부분(31c)을 제1 시일면(41)에 접촉시켰을 때에, 제3 부분(31c)을 반경 방향 내측으로 탄성 변형시키기 쉽게 하면서, 개구(A)의 폭(W2)을 가능한으로 작게할 수 있다.

본 실시예의 시일 부재(7)는, 제1 립부(31)가 반경 방향 내측을 향하는 제1 시일면(41)에 접촉하고, 제2 립부(32) 및 제3 립부(33)가 반경 방향 외측을 향하는 제2 및 제3 시일면(42, 43)에 각각 접촉하도록 구성된다. 그로 인해, 트러니언(4)이 베어링 컵(11)에 대하여 축 방향으로 이동하는 경우에도 밀봉성이 저하되지 않는다.

트러니언(4)이 베어링 컵(11)에 대하여 반경 방향으로 이동하는 경우, 트러니언(4)의 반경 방향의 일방 측에서는, 제1 립부(31)가 제1 시일면(41) 로부터 이격되는 방향으로 이동하는 반면, 제2 및 제3 립부(32, 33)는 제2 및 제3 시일면(42, 43)을 향하는 방향으로 이동한다. 이때, 트러니언(4)의 반경 방향의 타방 측에서는, 제2 및 제3 립부(32, 33)가 제2 및 제3 시일면(42, 43)으로부터 이격되는 방향으로 이동하는 반면, 제1 립부(31)는 제1 시일면(41)을 향하는 방향으로 이동한다. 그로 인해, 시일 부재(7)의 반경 방향의 양 측에서 실질적으로 균일한 밀봉성을 얻는 것이 가능하게 된다.

슬링거(6)는, 슬링거 본체(6a)의 외주면에 제공된 제2 및 제3 시일면(42, 43)과, 제2 및 제3 시일면(42, 43)의 반경방향 외측에 배치되고 제2 연장부(6c)의 내주면에 제공되는 제1 시일면(41)을 갖는다. 따라서, 제2 및 제3 시일면(42, 43)과 제1 시일면(41)은 그 사이에 공간을 둔 상태로 반경 방향으로 서로 대면하므로, 그 사이에는 시일 부재(7)를 위한 공간이 제공된다. 상기 공간에 시일 부재(7)를 삽입하면, 립부(31 내지 33)는 제1 시일면(41) 및 제2 및 제3 시일면(42, 43)에 각각 접촉하게 될 수 있다. 제1 시일면(41)은 제2 및 제3 시일면(42, 43)이 대면하는 반경 방향과 반대의 반경 방향을 향한다. 제1 시일면(41)과 제3 시일면(43)은, 축 방향으로 서로 중첩하는 위치에 배치되어 있으므로 밀봉 구조(1)의 축 방향 치수를 가능한 작게 할 수 있다.

도 5는, 제2 실시예에 따른 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다. 본 실시예의 시일 부재(7)는, 본 발명의 시일 부재(7)가 제3 립부(33)를 구비하지 않고 있는 점에서 제1 실시예의 시일 부재(7)와 상이하다. 기타의 구성은, 제1 실시예와 마찬가지이기 때문에, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

도 6은, 제3 실시예에 따른 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다. 본 실시예의 시일 부재(7)는, 본 발명의 시일 부재(7)가 제3 립부(33)를 구비하지 않고 있는 점에서 제1 실시예의 시일 부재(7)와 상이하다. 또한, 제1 립부(31)는, 슬링거 본체(6a)의 외주면에 접촉하고 있다. 즉, 제1 시일면(41)이 슬링거 본체(6a)의 외주면에 제공되고, 제2 시일면(42)의 축 방향 제1 측의 소정 위치에서 제2 시일면(42) 옆으로 배치된다. 제1 립부(31)는, 제2 환상부(34b2)로부터 축 방향 제1 측을 향해 연장되는 제1 부분(31a), 제1 부분(31a)의 연장 단부로부터 반경방향 내측으로 연장되는 제2 부분(31b), 및 제2 부분(31b)의 연장 단부로부터 축 방향 제2 측을 향해 연장되는 제3 부분(31c)을 포함한다. 가터 스프링(51)은 제1 부분(31a), 제2 부분(31b), 및 제3 부분(31c)에 의해 둘러싸이는 수용 공간(S)에 수용된다. 본 실시예의 가터 스프링(51)은, 신장된 상태에서 제1 립부(31)에 부착되고, 수축 방향으로 탄성 변형하려고 함으로써 제3 부분(31c)을 압박한다. 또한, 제1 부분(31a)과 제3 부분(31c) 사이에 형성되는 개구(A)의 폭은, 제3 부분(31c)이 슬링거(6)의 제1 시일면(41)에 접촉하지 않고 있는 제1 상태와, 이 제1 상태로부터 제3 부분(31c)이 제1 시일면(41)에 접촉하고 반경방향 외측으로 탄성 변형하고 있는 제2 상태 사이에서 변화한다. 구체적으로는, 제2 상태에서의 제1 부분(31a)과 제3 부분(31c) 사이의 개구(A)의 폭은, 제1 상태에서의 제1 부분(31a)과 제3 부분(31c) 사이의 개구(A)의 폭보다 작은 폭으로 축소된다.

본 실시예는 제1 실시예와 실질적으로 동일한 유리한 효과를 발휘한다. 단, 제1 립부(31) 및 제2 립부(32)는 반경 방향의 동일한 측을 향하는 제1 및 제2 시일면(41, 42)에 각각 접촉한다. 따라서, 트러니언(4)이 베어링 컵(11)에 대하여 반경 방향으로 이동할 때에, 트러니언(4)의 반경 방향의 일방 측에서 양쪽 립부(31, 32)가 시일면(41, 42)으로부터 이격되는 방향으로 이동한다. 그로 인해, 밀봉성의 균일성의 관점에서는 제1 실시예가 제3 실시예에 비해 이점을 갖는다. 본 실시예의 가터 스프링(51)은, 신장된 상태에서 제1 립부(31)에 부착되기 때문에, 제1 실시예와 비교해서 가터 스프링(51)이 수용 공간(S)으로부터 이탈될 가능성은 낮다. 또한, 개구(A)의 폭을 축소함으로써, 수용 공간(S)으로부터 가터 스프링(51)이 이탈할 가능성을 더 낮출 수 있다.

도 7은, 제4 실시예에 따른 밀봉 구조의 시일 부재의 단면도이다. 본 실시예의 시일 부재(7)는, 제1 립부(31)에 제공되고 축 방향 제1 측(도 7에서 하측)을 향해 개방되는 개구(A)를 갖는다. 즉, 제1 립부(31)는, 제2 환상부(34b2)로부터 축 방향 제1 측을 향해 연장하는 기초부(31g), 및 기초부(31g)로부터 두 갈래 형상으로 연장되는 제4 부분(31e) 및 제5 부분(31f)을 갖는다. 제5 부분(31f)은 제1 시일면(41)에 접촉하는 접촉부의 일례이다.

본 실시예에서는, 제5 부분(31f)은 제1 시일면(41)에 접촉함으로써 반경방향 내측으로 탄성 변형하므로, 개구(A)의 폭이 축소된다. 따라서, 본 실시예는 상기 제1 실시예와 실질적으로 동일한 유리한 효과를 발휘한다.

본 발명은, 상기의 실시예에 한정되지 않고 적절히 변형된 실시예로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 시일면은 상기 실시예에서는 축 방향을 따라서(평행하게) 연장되어 있었지만, 제1 및 제2 시일면은 축 방향에 대하여 약간 경사져 있어도 된다. 상기 실시예에서는 제3 시일면은 축 방향에 대하여 약간 경사져 있지만, 제3 시일면은 축 방향으로 따라 연장되어도 된다. 제3 실시예에서, 제2 시일면을 반경 방향 내측을 향하는 면에 제공할 수 있으며, 제2 립부를 반경 방향 내측으로부터 제2 시일면에 접촉시켜도 된다.

시일 부재는, 트러니언에 고정되고, 베어링 컵에 접촉하도록 구성해도 된다. 본 발명의 밀봉 구조는, 십자 조인트에서의 트러니언과 베어링 컵 사이의 위치 이외의 위치에도 제공될 수 있다.

Claims

밀봉 구조에 있어서,
제1 부재(11);
상기 제1 부재(11)에 반경 방향으로 대면하는 제2 부재(6)로서, 제2 부재(6)는 상기 제1 부재(11)와 동심으로 배치되고, 제2 부재(6)는 상기 제1 부재(11)에 대해 회전하도록 구성되는, 제2 부재(6); 및
환상 형상을 갖는 시일 부재(7)로서, 시일 부재(7)는 상기 제1 부재(11)에 부착되고 상기 제2 부재(6)와 미끄럼 접촉하는, 시일 부재(7)를 포함하고,
상기 제2 부재(6)는 상기 제2 부재(6)의 반경 방향 제1 측을 향하는 제1 시일면(41)을 갖고;
상기 시일 부재(7)는, 상기 제1 부재(11)에 고정되는 고정부(34), 상기 고정부(34)에 접착되고 상기 제1 시일면(41)에 접촉하는 접촉부(31c; 31f)를 갖는 제1 립부(31), 및 상기 제1 립부(31)를 상기 제1 시일면(41)을 향해 압박하도록 구성된 제1 압박 부재(51)를 구비하고;
상기 제1 립부(31)의 내부에, 상기 제1 압박 부재(51)를 수용하는 수용 공간(S)이 제공되고;
상기 제1 립부(31)는, 상기 수용 공간(S)을 축 방향 일방 측을 향해 개방하고, 상기 제1 압박 부재(51)를 상기 수용 공간(S)에 삽입하기 위한 개구(A)를 갖고;
상기 접촉부(31c; 31f)는, 상기 수용 공간(S)보다 반경 방향 제2 측에 배치되고;
상기 반경 방향 제2 측은 반경 방향에서의 상기 제1 시일면(41) 측이며;
상기 개구(A)의 폭이, 상기 접촉부(31c; 31f)가 상기 제1 시일면(41)에 접촉할 때에 유발되는 상기 접촉부(31c; 31f)의 탄성 변형에 의해 축소되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조.
제1항에 있어서,
상기 접촉부(31c; 31f)는 측연부(31d)를 갖고;
상기 측연부(31d)는 상기 개구(A)의 반경방향 제2 측 단부의 주연을 구성하고;
상기 접촉부(31c; 31f)를 상기 제1 시일면(41)에 접촉시키지 않는 제1 상태에서, 상기 측연부(31d)는 상기 제1 압박 부재(51)보다 상기 반경 방향 제2 측에 배치되어 있으며;
상기 접촉부(31c; 31f)를 상기 제1 시일면(41)에 접촉시킨 제2 상태에서, 상기 측연부(31d)는, 상기 제1 압박 부재(51)의 반경방향 제2 측 단부보다 반경 방향 제1 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 부재(6)는 반경 방향 제2 측을 향하는 제2 시일면(42)을 가지며;
상기 시일 부재(7)는, 상기 고정부(34)에 접착되고 상기 제2 시일면(42)에 접촉하는 제2 립부(32), 및 상기 제2 립부(32)를 상기 제2 시일면(42)을 향해 압박하도록 구성되는 제2 압박 부재(52)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조.
제3항에 있어서,
상기 제2 부재(6)는 반경 방향 제2 측을 향하는 제3 시일면(43)을 가지며;
상기 시일 부재(7)는, 상기 고정부(34)에 접착되고 상기 제3 시일면(43)에 접촉하는 제3 립부(33)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조.
제3항에 있어서,
상기 제1 시일면(41) 및 상기 제2 시일면(42) 중 하나의 시일면이 반경 방향의 외측을 향하며;
상기 제1 시일면(41) 및 상기 제2 시일면(42) 중 다른 하나는, 반경 방향 내측을 향하며, 상기 제1 시일면(41)과 상기 제2 시일면(42) 사이에 공간을 둔 상태로 상기 하나의 시일면의 반경 방향 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조.
제4항에 있어서,
상기 제1 시일면(41) 및 상기 제2 시일면(42)과 제3 시일면(43)을 구비하는 통합 시일면 중 하나의 시일면이 반경 방향 외측을 향하고;
상기 제1 시일면(41) 및 상기 통합 시일면 중 다른 하나는, 반경 방향 내측을 향하며, 상기 제1 시일면(41)과 상기 통합 시일면 사이에 공간을 둔 상태로 상기 하나의 시일면의 반경 방향 외측에 배치되며;
상기 통합 시일면을 구성하는 상기 제2 시일면(42) 및 상기 제3 시일면(43)은 축 방향으로 서로 옆으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밀봉 구조.