KR20190002037A - 오일 씰 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 상대 회전되는 두 부재 사이에 기밀을 유지하여 오일 누유가 방지되고, 이물질 유입을 방지하기 위한 더스트 커버와 접촉 상태가 유지되도록 함으로써 이물질 유입이 차단된다. 특히, 상대 회전시 발생되는 원심력에 의해 오일 씰과 더스트 커버 간의 접촉이 해제되지 않음으로써 이물질 유입 차단 기능이 상실되지 않음에 따라 부품의 내구성이 향상되도록 하는 오일 씰이 소개된다.

Description

오일 씰 {OIL SEAL}

본 발명은 상대 회전되는 두 부재 사이에 기밀을 유지하여 오일 누유 및 이물질 유입이 방지되도록 하는 오일 씰에 관한 것이다.

일반적으로, 다양한 기계 부품이 구성됨에 있어 부품의 손상 및 원활한 작동을 위해 이물질 유입을 방지하거나 오일의 누유를 방지하기 위한 씰링 구조가 적용된다.

일례로, 차량 엔진의 구동력을 받아서 바퀴로 전달하는 차량 크랭크 구조의 경우 크랭크 축의 원활한 구동을 위해 크랭크 축을 감싸는 크랭크 하우징에는 오일이 채워지고, 이 오일이 누유되지 않도록 크랭크 하우징과 크랭크 축 사이에 오일 씰이 적용된다.

다른 예로, 차량의 주행을 감속 또는 정지시키는 브레이크 시스템의 경우 브레이크 페달의 답력을 배분하는 부스터로부터 힘을 전달받는 입력피스톤과 입력 피스톤에 전달된 힘에 의해 작동되는 유동피스톤을 포함하여 구성되는 마스터 실린더가 구비되며, 마스터 실린더에는 유압의 누설을 방지하기 위해 오일 씰이 적용된다.

이러한 오일 씰은 크랭크 축과 크랭크 하우징 또는 실린더와 피스톤 등 상대 운동되는 두 부품 사이에서 오일이 누유되거나 이물질이 유입되는 것을 차단하는데, 두 부품의 상대 운동됨에 의해 마찰이 계속적으로 발생되는바, 오일 씰이 변형 및 손상되어 씰링 기능이 저하되는 문제가 있다.

특히, 두 부품 사이에 외부 이물질의 유입이 차단되도록 커버가 구비되는 구조에 있어서, 오일 씰은 커버에 접촉되어 밀폐 구조를 이루는데, 상대 회전에 따른 원심력 작용시 오일 씰과 커버는 비접촉 상태가 됨에 따라 이물질이 유입되는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2012-0035024 A (2012.04.13)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 상대 회전되는 두 부재 사이에 기밀을 유지하여 오일 누유가 방지되고, 이물질 유입을 방지하기 위한 더스트 커버와 접촉 상태가 유지됨으로써 이물질 유입이 차단되도록 하는 오일 씰을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오일 씰은 고정부재에서 상대 회전하는 회전부재 사이에 마련되고, 고정부재와 회전부재의 선단을 감싸도록 형성된 커버부에 접촉되어 오일 누유 및 이물질 유입을 차단하는 오일 씰에 있어서, 고정부재와 회전부재 사이에 삽입된 몸체부와 몸체부에서 커버부를 향해 연장되어 커버부에 접촉되는 리브부가 형성되고, 리브부에는 회전부재의 회전시 오일 씰에 작용되는 원심력의 반대방향으로 반력을 제공하는 탄성체가 마련됨으로써, 회전부재가 회전되어 오일 씰에 원심력이 작용되더라도 리브부와 커버부의 접촉이 유지되는 것을 특징으로 한다.

커버부는 고정부재의 선단에 결합되고, 둘레방향으로 연장되게 형성되어 회전부재의 선단을 덮도록 형성된 것을 특징으로 한다.

몸체부는 일측끝단이 절곡되어 고정부재를 감싸는 내경단부와, 타측끝단이 절곡되어 회전부재를 감싸는 외경단부가 형성된 것을 특징으로 한다.

몸체부와 외경단부를 따라 연장되게 형성되어 몸체부와 외경단부에 결합됨으로써 몸체부와 외경단부의 형태가 고정되게 하는 보강부가 구비된 것을 특징으로 한다.

내경단부에는 둘레를 감싸 탄성력을 가하는 탄성부재가 결합되어, 내경단부가 탄성부재에 의해 고정부재에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

리브부는 일측단이 몸체부에 결합되고, 타측단이 몸체부에서 사선으로 연장되어 커버부에 접촉되는 것을 특징으로 한다.

리브부의 일측단에는 둘레를 따라 변형유도홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

리브부는 회전부재의 회전시 원심력이 작용되는 방향인 외측 방향을 향해 사선으로 연장되고, 외측면에는 탄성체를 감싸도록 함몰된 고정홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 오일 씰에 따르면, 상대 회전되는 두 부재 사이에 기밀을 유지하여 오일 누유가 방지되고, 이물질 유입을 방지하기 위한 더스트 커버와 접촉 상태가 유지되도록 함으로써 이물질 유입이 차단된다.

특히, 상대 회전시 발생되는 원심력에 의해 오일 씰과 더스트 커버 간의 접촉이 해제되지 않음으로써 이물질 유입 차단 기능이 상실되지 않음에 따라 부품의 내구성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 씰을 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 도 1에 도시된 오일 씰을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 씰에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 씰을 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 도 1에 도시된 오일 씰을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 오일 씰(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 고정부재(1)에서 상대 회전하는 회전부재(2) 사이에 마련되고, 고정부재(1)와 회전부재(2)의 선단을 감싸도록 형성된 커버부(3)에 접촉되어 오일 누유 및 이물질 유입을 차단하는 오일 씰(100)에 있어서, 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이에 삽입된 몸체부(10)와 몸체부(10)에서 커버부(3)를 향해 연장되어 커버부(3)에 접촉되는 리브부(20)가 형성되고, 리브부(20)에는 회전부재(2)의 회전시 오일 씰(100)에 작용되는 원심력의 반대방향으로 반력을 제공하는 탄성체(30)가 마련됨으로써, 회전부재(2)가 회전되어 오일 씰(100)에 원심력이 작용되더라도 리브부(20)와 커버부(3)의 접촉이 유지되도록 한다.

여기서, 고정부재(1)는 크랭크 하우징이 될 수 있고, 회전부재(2)는 크랭크 축이 되어 오일 씰(100)은 크랭크축 용으로 적용될 수 있다. 이외에, 고정부재(1)와 회전부재(2)는 각각 실린더 및 피스톤으로도 적용될 수 있으며, 본 발명의 오일 씰(100)은 엔진 크랭크, 브레이크 실린더 등 다양한 기계 부품에 적용되어, 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이의 기밀을 유지하고, 외부로부터 유입되는 이물질의 침입을 방지하면서 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이의 섭동 부위로 도포된 윤활유의 누유를 방지한다.

특히, 고정부재(1)에는 커버부(3)가 결합되어 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이로 이물질이 유입되지 않도록 하며, 본 발명의 오일 씰(100)은 커버부(3)에 접촉됨으로써 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이로 이물질의 유입을 차단함과 동시에 오일이 누유되지 않도록 한다. 다만, 통상적으로 회전부재(2)가 빠른 속도로 회전시, 오일 씰(100)에 원심력이 작용함에 따라 오일 씰(100)의 형상이 변경되어 커버부(3)와 접촉이 유지되지 못하는 문제가 발생된다.

본 발명은 이러한 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 오일 씰(100)은 몸체부(10)와 리브부(20)로 구성되고, 몸체부(10)는 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이에 삽입되어 오일이 누유되지 않도록 하며, 리브부(20)는 커버부(3)에 접촉되어 외부의 이물질이 유입되지 않도록 한다. 특히, 리브부(20)에는 탄성체(30)가 마련되어 리브부(20)가 커버부(3)에 접촉된 상태가 유지되도록 탄성력을 전달함으로써 회전부재(2)가 회전됨에 따라 리브부(20)에 원심력이 작용되더라도 원심력이 작용되는 방향의 반대 방향으로 탄성력이 작용하여 리브부(20)는 커버부(3)에 접촉된 상태가 유지된다.

이로 인해, 오일 씰(100)은 회전부재(2)가 높은 회전속도로 회전되더라도, 오일 씰(100)에 작용되는 원심력이 리브부(20)에 마련된 탄성체(30)에 의해 상쇄되어 리브부(20)와 커버부(3)의 접촉상태가 유지됨으로써 오염 방지에 의해 부품 내구성이 향상된다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2에서 볼 수 있듯이, 커버부(3)는 고정부재(1)의 선단에 결합되고, 둘레방향으로 연장되게 형성되어 회전부재(2)의 선단을 덮도록 형성될 수 있다.

이러한 커버부(3)는 고정부재(1)의 선단에 결합되는 더스트 커버로 구성될 수 있으며, 회전부재(2)의 선단을 덮도록 형성되어 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이로 이물질이 유입되지 않도록 한다.

또한, 커버부(3)는 고정부재(1)의 선단에서 둘레 방향으로 돌출됨에 따라 형성되는 단차로 구성될 수 있으며, 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이로 이물질이 유입되지 않도록 형성될 수 있다.

이러한 커버부(3)는 고정부재(1)에 결합된 상태에서 회전부재(2)와 고정부재(1) 사이에 마련된 오일 씰(100)에 인접하도록 형성될 수 있으며, 오일 씰(100)과 함께 이물질이 유입되지 않도록 밀봉 기능한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체부(10)는 일측끝단이 절곡되어 고정부재(1)를 감싸는 내경단부(12)와, 타측끝단이 절곡되어 회전부재(2)를 감싸는 외경단부(14)가 형성될 수 있다.

즉, 몸체부(10)에는 일측끝단에 내경단부(12)가 형성되고, 타측끝단에 외경단부(14)가 형성됨으로써, 오일 씰(100)은 고정부재(1)와 회전부재(2)에 삽입시 내경단부(12)와 외경단부(14)에 의해 밀폐 기능이 수행된다. 아울러, 몸체부(10)는 변형 가능한 연질의 재질인 고무 소재로 이루어져, 고정부재(1)와 회전부재(2)에 사이에 삽입시 씰링 기능을 수행할 수 있다.

이러한 몸체부(10)의 내경단부(12)와 외경단부(14)에는 돌기 구조를 적용하여 씰링 기능이 더욱 향상되도록 할 수 있다.

한편, 도 2에서 볼 수 있듯이, 몸체부(10)와 외경단부(14)를 따라 연장되게 형성되어 몸체부(10)와 외경단부(14)에 결합됨으로써 몸체부(10)와 외경단부(14)의 형태가 고정되게 하는 보강부(16)가 구비될 수 있다.

이러한 보강부(16)는 강성 재질인 스틸 소재로 이루어질 수 있으며, 몸체부(10)와 외경단부(14)를 따라 '┏' 형상으로 형성되어 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이에 삽입된 오일 씰(100)의 형태가 유지되도록 한다. 물론, 보강부(16)의 경우 몸체부(10), 외경단부(14) 및 내경단부(12)의 형상을 포함하도록 형성될 수 있지만, 몸체부(10)와 외경단부(14)의 형상에만 맞추더라도 충분한 강성으로 오일 씰(100)의 형태가 유지되도록 할 수 있다. 또한, 하기 설명할 탄성부재(18)에 의해 내경단부(12)가 고정부재(1)에 밀착되도록 이루어짐에 따라 내경단부(12)는 형태가 변경되도록 구성한다.

상세하게, 내경단부(12)에는 둘레를 감싸 탄성력을 가하는 탄성부재(18)가 결합되어, 내경단부(12)가 탄성부재(18)에 의해 고정부재(1)에 밀착될 수 있다.

여기서, 탄성부재(18)는 가터 스프링(환 스프링)으로 구성될 수 있으며, 내측방향으로 탄성력이 작용되도록 이루어져 내경단부(12)가 고정부재(1)에 밀착되도록 한다. 이로 인해, 오일 씰(100)은 고정부재(1)와 회전부재(2) 사이에 삽입된 상태에서, 내경단부(12)에 장착된 탄성부재(18)의 탄성력이 작용함에 따라 고정부재(1) 및 회전부재(2)에 밀착된 상태가 유지됨으로써 씰링 기능이 유지될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 리브부(20)는 일측단이 몸체부(10)에 결합되고, 타측단이 몸체부(10)에서 사선으로 연장되어 커버부(3)에 접촉될 수 있다.

즉, 리브부(20)는 커버부(3)에 접촉되도록 이루어지는데, 리브부(20)가 수평하게 연장될 경우 커버부(3)에 접촉된 상태에서 씰링 기능이 수행될 수 있지만, 마찰에 의한 손상이 발생되면, 그 갭을 메우지 못함에 따라 이물질의 유입을 허용하게 된다.

따라서, 리브부(20)는 몸체부(10)에서 사선으로 연장되도록 형성됨으로써 커버부(3)에 접촉시 굴곡지게 변형된 상태가 유지되고, 마찰에 의한 손상시 굴곡지게 변형된 부분이 원복됨에 따라 마찰에 의한 갭을 메꿈으로써 씰링 기능이 유지되도록 할 수 있다.

이에 따라, 리브부(20)의 일측단에는 둘레를 따라 변형유도홈(22)이 형성되어 커버부(3)가 리브부(20)에 접촉시 변형유도홈(22)에 의해 굴곡진 형태로 변형될 수 있다.

특히, 본 발명의 리브부(20)에는 회전부재(2)의 회전시 오일 씰(100)에 작용되는 원심력의 반대방향으로 반력을 제공하는 탄성체(30)가 마련된다. 이에 따라, 리브부(20)는 몸체부(10)에서 회전부재(2)의 회전시 원심력이 작용되는 방향인 외측 방향을 향해 사선으로 연장되고, 외측면에는 탄성체(30)를 감싸도록 함몰된 고정홈(24)이 형성될 수 있다. 여기서, 탄성체(30)는 가터 스프링으로 구성될 수 있으며, 내측방향으로 탄성력이 작용되게 이루어질 수 있다.

상세하게, 리브부(20)는 외측 방향을 향해 사선으로 연장되게 형성되고, 탄성체(30)를 통해 내측 방향으로 탄성력을 전달받는다. 이에 따라, 리브부(20)는 커버부(3)에 접촉된 상태가 유지됨으로써 이물질 유입의 차단이 유지된다.

다만, 회전부재(2)가 높은 회전속도로 회전되는 경우 오일 씰(100)에 원심력이 작용되어 리브부(20)는 원심력이 작용되는 방향으로 변형된다. 그러나 본 발명에서는 리브부(20)에 탄성체(30)가 마련됨에 따라 외측 방향으로 작용되는 원심력이 탄성체(30)의 내측 방향으로 작용되는 탄성력에 의해 상쇄됨으로써 리브부(20)는 커버부(3)에 접촉된 상태가 유지된다. 이로 인해, 회전부재(2)가 높은 회전속도로 회전되더라도, 리브부(20)는 커버부(3)에 접촉된 상태가 유지됨에 따라 이물질 유입의 차단이 유지될 수 있다.

아울러, 리브부(20)는 탄성체(30)의 탄성력에 의해 내측 방향으로 변형이 유도됨으로써 커버부(3)와 마찰에 의한 손상이 발생되더라도, 그 갭이 메꾸어짐으로써 외부 이물질 차단 기능이 유지될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 오일 씰(100)에 따르면, 상대 회전되는 두 부재 사이에 기밀을 유지하여 오일 누유가 방지되고, 이물질 유입을 방지하기 위한 더스트 커버와 접촉 상태가 유지됨으로써 이물질 유입이 차단된다.

특히, 상대 회전시 발생되는 원심력에 의해 오일 씰(100)과 더스트 커버 간의 접촉이 해제되지 않음으로써 이물질 유입 차단 기능이 상실되지 않음에 따라 부품의 내구성이 향상된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100:오일 씰 10:몸체부
12:내경단부 14:외경단부
16:보강부 18:탄성부재
20:리브부 22:변형유도홈
24:고정홈 30:탄성체

Claims (8)

1. 고정부재에서 상대 회전하는 회전부재 사이에 마련되고, 고정부재와 회전부재의 선단을 감싸도록 형성된 커버부에 접촉되어 오일 누유 및 이물질 유입을 차단하는 오일 씰에 있어서,
   고정부재와 회전부재 사이에 삽입된 몸체부와 몸체부에서 커버부를 향해 연장되어 커버부에 접촉되는 리브부가 형성되고,
   리브부에는 회전부재의 회전시 오일 씰에 작용되는 원심력의 반대방향으로 반력을 제공하는 탄성체가 마련됨으로써, 회전부재가 회전되어 오일 씰에 원심력이 작용되더라도 리브부와 커버부의 접촉이 유지되는 것을 특징으로 하는 오일 씰.
2. 청구항 1에 있어서,
   커버부는 고정부재의 선단에 결합되고, 둘레방향으로 연장되게 형성되어 회전부재의 선단을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 오일 씰.
3. 청구항 1에 있어서,
   몸체부는 일측끝단이 절곡되어 고정부재를 감싸는 내경단부와, 타측끝단이 절곡되어 회전부재를 감싸는 외경단부가 형성된 것을 특징으로 하는 오일 씰.
4. 청구항 3에 있어서,
   몸체부와 외경단부를 따라 연장되게 형성되어 몸체부와 외경단부에 결합됨으로써 몸체부와 외경단부의 형태가 고정되게 하는 보강부가 구비된 것을 특징으로 하는 오일 씰.
5. 청구항 3에 있어서,
   내경단부에는 둘레를 감싸 탄성력을 가하는 탄성부재가 결합되어, 내경단부가 탄성부재에 의해 고정부재에 밀착되는 것을 특징으로 하는 오일 씰.
6. 청구항 1에 있어서,
   리브부는 일측단이 몸체부에 결합되고, 타측단이 몸체부에서 사선으로 연장되어 커버부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 오일 씰.
7. 청구항 6에 있어서,
   리브부의 일측단에는 둘레를 따라 변형유도홈이 형성된 것을 특징으로 하는 오일 씰.
8. 청구항 6에 있어서,
   리브부는 회전부재의 회전시 원심력이 작용되는 방향인 외측 방향을 향해 사선으로 연장되고, 외측면에는 탄성체를 감싸도록 함몰된 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 오일 씰.

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