KR20190105583A - 사출 성형된 밀봉 링 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대체로 자동차 변속기, 토크 컨버터 및 자동차 클러치와 같은 오일-윤활 시스템에 유용한 밀봉 링에 관한 것이다. 일 양태에서, 본 발명은 제1 단부 및 제1 단부와 체결될 수 있는 제2 단부 사이에서 연장되는 원형 링 본체를 포함하는 사출 성형 밀봉 링을 제공하며, 원형 링 본체는, 내주 면; 외주 면; 제1 측면; 제1 측면과 반대편의 제2 측면; 외주 면에 형성되고, 외주 면의 제1 측방향 에지 및 제2 측방향 에지 둘 모두로 연장되지 않는 오목부; 및 오목부 내에 배치되고 외주 면을 넘어서 연장되지 않는 사출 성형 게이트 표식을 포함한다.

Description

사출 성형된 밀봉 링 및 그의 제조 방법
본 출원은 2018년 1월 10일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/444,783호의 우선권을 주장하며, 그 전체는 참조로서 본원에 통합된다.
본 발명은 대체로 자동차 변속기, 토크 컨버터 및 자동차 클러치와 같은 시스템에 유용한 구성 요소에 관한 것이다. 본 발명은 보다 구체적으로 오일 윤활 시스템 및 공압 시스템과 같은 회전 시스템에 유용한 사출 성형 밀봉 링 및 이러한 밀봉 링을 제조하는 방법에 관한 것이다.
밀봉 링은 일반적으로 변속기 및 클러치와 같은 어셈블리, 특히 고압 하 어셈블리 부품에서의 유체 누출 및 압력 손실을 제한하기 위해 사용된다. 이들은 일반적으로 오일 또는 다른 윤활유와 같은 액체와 함께 회전 연결에 사용된다.
종래의 회전 연결의 예가 도 1의 투시 개략도에 도시되어 있다. 여기에서, 밀봉 링은 회전 샤프트 둘레의 조인트에서 주위 하우징을 밀봉하도록 홈(groove) 내에 배치된다. 밀봉 링은 샤프트나 하우징에 고정되어 있지 않기 때문에 어느 한쪽 또는 양쪽으로 회전할 수 있다. 밀봉 링 자체는 도 2의 단면 개략도에 도시된 바와 같이 3개의 밀봉 면을 갖는다. 밀봉 링의 외주 면은 샤프트 및 밀봉 링이 배치된 하우징을 밀봉한다. 측면 중 하나는 샤프트에 형성된 홈의 측벽을 밀봉한다. 대부분의 경우, 측면 중 하나만 설치하면 표면에 대해 실질적인 밀봉이 이루어진다. 그럼에도 불구하고, 밀봉 링은 일반적으로 대칭적이기 때문에 대면 방향에 관계없이 설치될 수 있다. 따라서, 밀봉 링은 합쳐지는 표면(즉, 홈 또는 하우징에 대해 합쳐지는 표면)에 대해 밀봉하기에 충분히 평평하고 원형인 3개의 면을 가질 필요가 있다.
외주 면 또는 측면의 임의의 제조 결함은 밀봉의 실패를 야기할 수 있다. 따라서, 이러한 밀봉 링의 제조에는 일반적으로 고정밀 사출 성형 기술이 사용된다. 사출 성형은 매우 정밀한 평평한 면의 구조를 만들 수 있다. 그러나, 사출 성형 공정은 전형적으로 용융 플라스틱 재료가 주형에 진입하는 밀봉 링 상의 위치, 즉, 게이트(용융 플라스틱이 공동으로 흘러 들어가는 주형 공동 내로의 입구)를 통해 소위 "흔적"을 야기한다. 이 흔적은 배치된 면의 밀봉을 방해할 수 있는 작은 융기 또는 다른 표면 불완전성을 만들 수 있다. 이는 밀봉을 위해 요구되지 않는 유일한 면이기 때문에, 통상적인 밀봉 링은 전형적으로 밀봉 링의 내주 면을 따라 배치된 게이트를 통해 사출 성형된다. 이는 우수한 밀봉 성능을 갖는 밀봉 링을 제공할 수 있지만, 보다 복잡한 사출 시스템을 필요로 하기 때문에 제조를 매우 복잡하게 만든다.
일 양태에서, 본 발명은 제1 단부와 제1 단부와 체결될 수 있는 제2 단부 사이에서 연장되는 원형 링 본체를 포함하는 사출 성형 밀봉 링을 제공하며, 원형 링 본체는,
내주 면;
제1 측방향 에지 및 그 반대편의 제2 측방향 에지를 갖는, 내주 면의 반대편인 외주 면;
내주 면과 그 반대편의 외주 면 사이에서 연장되는 제1 측면;
내주 면과 그 반대편의 외주 면 사이에 배치되는, 제1 측면의 반대편인 제2 측면;
외주 면에 형성되고, 외주 면의 제1 측방향 에지 및 제2 측방향 에지 둘 모두로 연장되지 않는 오목부(recess, 움푹 들어간 부분); 및
오목부 내에 배치되고 외주 면을 넘어서 연장되지 않는 사출 성형 게이트 표식을 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 본원에 기술된 밀봉 링을 제조하는 방법을 제공하며, 방법은,
밀봉 링의 사출 성형 게이트 표식의 위치에 상응하는 오목부 내의 위치에서, 이에 커플링된 사출 성형 게이트를 갖는 공동(사출 성형 밀봉 링의 역방향의 위치임)을 가진 몰드를 제공하는 단계;
게이트를 통해 공동 내로 용융된 중합체를 주입하는 단계; 중합체가 경화되도록 하는 단계; 및
밀봉 링을 몰드로부터 제거하고, 밀봉 링 오목부의 표면의 중합체 러너로부터 이를 분리함으로써 사출 성형 게이트 표식을 형성하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은,
회전 샤프트;
회전 샤프트 둘레로 배치되고, 회전 샤프트와 결합된 홈의 측벽과 마주보게 배치된 제1 측면 및/또는 제2 측면을 갖는, 제1항 내지 제27항 및 제29항의 청구항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 링; 및
밀봉 링의 외주 면이 하우징 또는 보어의 내주 면과 마주보게 배치되도록 샤프트 및 밀봉 링 둘레에 배치된 하우징 또는 보어(bore, 구멍)를 포함하는 장치를 제공한다.
본 발명의 추가적인 양태는 다음의 개시로부터 명백해질 것이다.
첨부된 도면은 본 발명의 방법 및 장치에 대한 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 실제 축척이 아닐 수도 있으며, 명확한 설명을 위해 다양한 요소의 크기는 조정될 수 있다. 도면은 본 발명의 하나 이상의 구현예(들)를 도시하고, 본 명세서와 함께 본 발명의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 종래 회전 연결의 개략적인 사시도;
도 2는 도 1의 종래 회전 연결의 밀봉 링 어셈블리의 개략적인 단면도;
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 밀봉 링의 개략적인 사시도;
도 4는 도 3의 밀봉 링의 부분적인 개략적인 사시도;
도 5는 도 3 및 도 4의 밀봉 링의 개략적인 단면도;
도 6은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 밀봉 링의 개략적인 단면도;
도 7은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 밀봉 링의 개략적인 단면도;
도 8은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 밀봉 링의 개략적인 단면도;
도 9는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 밀봉 링의 개략적인 측면도;
도 10은 본 발명의 다양한 구현예에 따른 제1 단부 및 제2 단부에 대한 상이한 배치의 개략적인 사시도 세트이다.
본 발명자는 밀봉 링의 내주 면에서의 사출 성형과 관련하여 전술한 단점을 지적한 바 있다. 이러한 단점을 극복하며 필요한 밀봉 성능을 유지하기 위해, 본 발명은 사출 성형 공정이 그 외주 면에서의 게이트를 통해 수행되는 밀봉 링을 제공한다. 몰드는 밀봉 링의 외주 면에 오목부가 형성되도록 설계된다. 게이트는 용융 플라스틱의 유동이 이 오목부를 통과하도록 위치되어, 사출 성형 게이트 표식이 성형 밀봉 링의 오목부 내에 배치되어 외주 면을 넘어 연장되지 않도록 한다. 외주 면의 오목부는 외주 면의 제1 측면부 에지 및 제2 측면부 에지 둘 모두로 연장되지 않기 때문에, 외주 면의 오목하지 않은 측면부가 필요한 밀봉 성능을 제공하도록 한다.
본 발명의 일 양태는 사출 성형 밀봉 링이다. 이러한 밀봉 링의 예는 도 3의 개략적인 사시도 및 도 4의 부분적인 개략적인 사시도에 도시되어 있다. 사출 성형 밀봉 링(300)은 제1 단부(304)와 제2 단부(306) 사이에서 연장되는 원형 링 본체(302)를 갖는다. 보다 자세히 후술되는 바와 같이, 밀봉 링의 단부들이 샤프트를 중심으로 위치하여 당겨져 분리될 수 있고, 단부들이 함께 돌아올 경우 폐쇄되어 원형 외주를 갖도록 제2 단부(306)는 제1 단부(304)와 체결 가능하다. 원형 링 본체는 내주 면(310) 및 내주 면의 반대편인 외주 면(312)에 의해 일부분 정의된다. 외주 면(312)는 제1 측방향 에지(314) 및 반대편의 제2 측방향 에지(316)을 갖는다. 제1 측면(320) 및 제1 측면(320)의 반대편인 제2 측면(322)은 내주 면(310)과 외주 면(312) 사이에서 연장된다.
특히, 밀봉 링은 그 외주 면(312)에 형성된 오목부(330)를 포함한다. 이러한 오목부(330)는 도 5의 개략적인 단면도(즉, 오목부가 배치된 밀봉 링의 원주를 따른 지점에서 취해짐)에서 보다 상세히 도시된다. 오목부(330)는 외주 면(312)의 제1 측방향 에지(314) 및 제2 측방향 에지(316) 모두로 연장되지 않는다. 이보다는, 이 구현예에서, 오목부(330)는 외주 면(312)의 제1 측방향 에지(314)까지 연장되지만 외주 면(312)의 제2 측방향 에지 (316)까지 연장되지는 않는다. 오목부 내에는 사출 성형 게이트 표식(340)이 배치된다. 사출 성형 게이트 표식(340)은 외주 면(312)을 넘어서 (즉, 반경 방향으로) 연장되지 않으므로 외주 면의 밀봉을 방해하지 않는다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 사출 성형 게이트 표식은 사출 성형 공정의 결과로서 사출 성형 게이트 위치의 부분에 남겨진 돌출, 거? 또는 다른 마크이다. 이는, 예를 들어 게이트 부위의 러너로부터 밀봉 링이 분리될 때 발생할 수 있다. 이는, 예를 들어, 사출 성형 게이트 표식이 배치되는 오목부의 표면(예를 들어, 도 5의 참조 번호(332)로 표시된 바와 같은 바닥면)으로부터 적어도 100 마이크론, 적어도 200 마이크론, 또는 심지어 적어도 500 마이크론으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 특정 구현예에서, 사출 성형 게이트 표식은 사출 성형 게이트 표식이 배치되는 오목부의 표면으로부터 100 내지 1000 마이크론의 범위, 예를 들어 100 내지 800 마이크론, 또는 100 내지 500 마이크론, 또는 200 내지 1000 마이크론, 또는 200 내지 800 마이크론, 또는 200 내지 500 마이크론의 범위로 연장된다. 이러한 사출 성형 게이트는 밀봉 링의 임의의 밀봉 면으로부터 멀리 있는 오목부 내에 위치하기 때문에 밀봉 링의 밀봉 성능을 방해하지 않는다.
밀봉 링의 외주 면은 바람직하게는 하우징 또는 보어의 내주 면에 대해 적절한 밀봉을 제공하도록 낮은 표면 조도를 갖는다. 물론, 당업자가 알 수 있듯이, 종래의 제조 공정에 기인하는 일정 조도가 허용될 수 있다. 제1 측면 및 제2 측면은 전술한 바와 같이 일반적으로 밀봉 면으로서 특정되기 때문에, 소정의 바람직한 구현예에서 이는 바람직하게는 낮은 표면 조도를 갖는다. 또한 당업자가 알 수 있듯이, 하나의 면의 오목부(예를 들어, 유체 취급 홈)로서 형성된 더 큰 특징부의 존재는 그 면의 표면 조도에 영향을 미치지 않는 것으로 간주되며, 이보다는, 해당 면의 밀봉부가 낮은 표면 조도를 갖는 것으로 충분하다. 본원에 기술된 바와 같이 낮은 표면 조도를 갖는 면은, 예를 들어 5 마이크론 미만, 2 마이크론 미만, 또는 심지어 1 마이크론 미만(예를 들어, 0.2 내지 1 마이크론)의 표면 조도 Ra 값; 20 마이크론 미만, 10 마이크론 미만, 또는 심지어 5 마이크론 미만(예를 들어, 1 내지 5 마이크론)의 표면 조도 Rz 값; 및/또는 30 마이크론 미만, 20 마이크론 미만, 또는 심지어 10 마이크론 미만(예를 들어, 2 내지 8 마이크론)의 표면 조도 Rmax 값을 가질 수 있으며, 이는 모두 ISO 4287에 기재된 바와 같이 측정된다. 제1 측면 및 제2 측면은 전술한 바와 같이 일반적으로 밀봉 면으로서 특정되기 때문에, 소정의 바람직한 구현예에서 이는 또한 낮은 표면 조도를 갖는다.
오목부는 그의 측방향 에지 사이의 외주 면을 따라 다양한 측방향 위치에 형성될 수 있다. 본원에서 달리 설명된 바와 같은, 도 3 내지 도 5에 도시된 밀봉 링의 특정 구현예에서, 오목부는 외주 면의 제1 측방향 에지를 따라 형성된다. 오목부(즉, 그 측방향 에지)와 외주 면의 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적절한 밀봉을 제공하기에 충분한 표면적을 제공하도록 충분한 것이 바람직하다. 예를 들어, 본원에서 달리 설명된 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예에서, 오목부와 외주 면의 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.2 mm, 예를 들어, 적어도 0.5 mm 또는 심지어 적어도 1.0 mm이다.
본원에서 달리 설명된 바와 같은 밀봉 링의 다른 구현예에서, 오목부는 외주 면의 제1 측방향 에지와 제2 측방향 에지 사이에 형성되어, 오목부는 제1 측방향 에지 및 제2 측방향 에지 중 어느 하나로 연장되지 않는다. 이러한 구현예는 도 6의 개략적인 단면도(즉, 오목부가 배치된 밀봉 링의 원주를 따른 지점에서 취해짐)에서 도시된다. 여기에서, 오목부(630)는 밀봉 링(600)의 외주 면(612)의 제1 측방향 에지(614)와 제2 측방향 에지(616) 사이에 형성된다. 특히, 오목부(630)는 측방향 에지(614 또는 616) 중 어느 하나로 연장되지 않는다. 여기에서 또한, 오목부(즉, 그 측방향 에지)와 외주 면의 제1 측방향 에지 및 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적절한 밀봉을 제공하기에 충분한 표면적을 제공하도록 충분한 것이 바람직하다. 예를 들어, 본원에서 달리 설명된 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예에서, 오목부와 외주 면의 제1 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.1 mm, 예를 들어, 적어도 0.2 mm, 적어도 0.5 mm 이상 또는 심지어 적어도 1.0 mm이다. 유사하게, 본원에서 달리 설명된 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예에서, 오목부와 외주 면의 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.1 mm, 예를 들어, 적어도 0.2 mm, 적어도 0.5 mm 이상 또는 심지어 적어도 1.0 mm이다.
오목부는 다양한 크기로 제공될 수 있다. 본 발명에 기초하여, 당업자는 오목부가 밀봉 링의 외주 면의 제1 측방향 에지 및 제2 측방향 에지 둘 모두로 연장되지 않게 사출 성형 게이트 표식이 그 안에 배치될 수 있는 적절한 크기의 오목부를 제공할 것이다. 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 다양한 구현예에서, 오목부는 예를 들어, 1 내지 20 mm2, 또는 1 내지 15 mm2, 또는 1 내지 10 mm2, 1 내지 8 mm2, 1 내지 5 mm2, 또는 2 내지 20 mm2, 또는 2 내지 15 mm2, 또는 2 내지 10 mm2, 또는 2 내지 8 mm2의 범위 내의 영역(즉, 외주 면의 폐색된 표면에 대한 표면)을 가질 수 있다.
유사하게, 오목부는 다양한 깊이로 형성될 수 있다. 본 발명에 기초하여, 당업자는 사출 성형 게이트 표식이 밀봉 링의 외주 면을 넘어 연장되지 않게 그 안에 배치될 수 있는 적절한 깊이의 오목부를 제공할 것이다. 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 다양한 구현예에서, 오목부는 예를 들어, 적어도 0.05 mm, 예를 들어, 적어도 0.1 mm 또는 심지어 적어도 0.2 mm의 깊이(즉, 외주 면에 대한 깊이)를 가질 수 있다. 깊이는, 예를 들어, 0.05 내지 2 mm, 또는 0.1 내지 2 mm, 또는 0.2 내지 2 mm, 또는 0.05 내지 1 mm, 또는 0.1 내지 1 mm, 또는 0.2 내지 1 mm, 또는 0.05 내지 0.7 mm, 또는 0.1 내지 0.7 mm, 또는 0.2 내지 0.7 mm의 범위 내일 수 있다.
전술한 바와 같이, 사출 성형 게이트 표식은 밀봉 링의 외주 면을 넘어 연장되지 않는다. 바람직하게는, 사출 성형 게이트 표식은 넉넉한 제조 허용 공차를 제공하기 위해 외주 면의 레벨로부터 충분히 멀리 떨어져 있도록 오목부에 배치된다. 예를 들어, 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예에서, 사출 성형 게이트 표식은 외주 면 레벨의 0.2 mm 이내 또는 심지어 0.5 mm 이내로 연장되지 않는다.
오목부는 밀봉 링의 원주를 따라 임의의 편리한 각 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예에서, 오목부는 밀봉 링의 체결된 제1 단부 및 제2 단부에 대해 5 내지 355도, 예를 들어 15 내지 345도 또는 30 내지 330도에 상응하는 위치에 위치될 수 있다. 그러나, 특정 구현예에서, 밀봉 링의 체결된 제1 단부 및 제2 단부에 대해 실질적으로 180도 떨어져 있는 지점에서 오목부를 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 이 영역은 밀봉 링이 굴곡되어 샤프트 둘레에 설치될 경우 높은 응력을 받을 수 있기 때문에, 오목부는 그러한 굴곡으로 인해 밀봉 링을 약화시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 특정 구현예에서, 오목부는 밀봉 링의 체결된 제1 단부 및 제2 단부에 대해 5 내지 135도, 또는 15 내지 135도, 또는 30 내지 135도, 또는 225 내지 330도, 또는 225 내지 345도, 또는 225 내지 355도의 각도에 상응하는 위치에 위치된다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본원에서 기술된 밀봉 링은 설치될 시스템의 특정 파라미터(예를 들어, 샤프트 크기, 홈 크기, 하우징 또는 보어 내경)에 따라 다양한 크기로 제조될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기술된 밀봉 링은 다양한 크기의 회전 샤프트와 함께 사용하기 위해 다양한 내주를 갖도록 제조될 수 있다. 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예에서, 내경(즉, 내주 면의 직경)은 10 mm 내지 200 mm, 예를 들어 10 내지 150 mm, 또는 10 내지 100 mm, 또는 10 내지 80 mm, 또는 10 내지 50 mm, 또는 20 내지 200 mm, 또는 20 내지 150 mm, 또는 20 내지 100 mm, 또는 20 내지 80 mm, 또는 20 내지 50 mm, 또는 40 내지 200 mm, 또는 40 내지 150 mm, 또는 40 내지 100 mm, 또는 40 내지 80 mm, 또는 40 내지 50 mm의 범위 내이다.
유사하게, 본원에서 기술된 밀봉 링은 다양한 크기의 홈에 끼워질 수 있는 다양한 폭을 가지도록 제조될 수 있다. 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예에서, 밀봉 링의 제1 측면으로부터 제2 측면까지의 폭은 1 mm 내지 20 mm, 예를 들어 1 내지 10 mm, 또는 1 내지 8 mm, 또는 1 내지 6 mm, 또는 1 내지 4 mm, 또는 2 내지 20 mm, 또는 2 내지 10 mm, 또는 2 내지 8 mm, 또는 2 내지 6 mm, 또는 2 내지 4 mm, 또는 4 내지 20 mm, 또는 4 내지 10 mm, 또는 4 내지 8 mm, 또는 6 내지 20 mm, 또는 6 내지 10 mm의 범위 내이다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본원에서 기술된 밀봉 링은 다양한 단면 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예는 직사각형 단면 형상(즉 밀봉 링의 원주를 따르는 위치에서 이는 오목부 또는 제1 단부와 제2 단부의 체결된 특징부를 포함하지 않음)을 갖는다. 도 3 및 도 5의 밀봉 링(300)은 실질적으로 제1 측면(320)이 제2 측면(322)에 실질적으로 평행인 직사각형 단면을 갖는다. 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 다른 구현예에서, 밀봉 링은 실질적으로 사다리꼴 단면을 갖는다. 도 7은 제1 측면(720) 및 제2 측면(722)이 외주 면(712)의 법선으로부터 실질적으로 동일한 각도로 기울어진 실질적으로 사다리꼴 단면을 갖는 밀봉 링(700)의 개략적인 단면도이다. 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 밀봉 링의 다른 구현예에서, 밀봉 링은 그 외측 단부에서 제1 직사각형 단면, 그리고 그 내측 단부에서 제2 좁은 직사각형 단면을 갖는 단면 형상을 갖는다. 도 8은 이러한 단면을 갖는 밀봉 링(800)의 개략적인 단면도이다. 여기에서, 제1 측면(820) 및 제2 측면(822)은 제1 직사각형 단면(850)의 양 단부에 배치된 밀봉 면이고, 제2 직사각형 단면(852)은 제1 직사각형 단면(850)에 바로 인접하여 배치되고 내주 면(810)까지 연장된다. 물론, 당업자는 예를 들어, 밀봉 링이 배치되는 홈의 특정 기하학적 형상에 따라, 다른 단면 형상이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 당업자는 본원에 기술된 형상이 본원에 기재된 형상으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 모따기 또는 둥근 모서리를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 도 5의 단면 형상은 내주 면의 에지에서 모따기된 모서리를 포함하지만, 그럼에도 불구하고 직사각형인 것으로 간주된다.
본원에서 설명된 밀봉 링에는 다양한 추가적인 특징부가 포함될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 달리 설명된 밀봉 링의 특정 구현예에서, 제1 측면, 제2 측면 또는 둘 모두는 그 안에 형성된 하나 이상의 홈을 포함할 수 있다. 홈은, 예를 들어, 오일 또는 다른 윤활유를 그 측면을 따라 끌어 올리도록 구성될 수 있고, 따라서 홈 측벽과 측면 사이에 충분한 밀봉을 유지하기 위해 측면과 홈 측벽 사이에 충분한 오일을 유지하는 것을 돕는다. 도 9의 부분적인 개략적인 측면도는 이러한 밀봉 링의 예를 도시한다. 특정 구현예에서, 측면에 형성된 홈 중 어느 것도 측면의 외측 단부로부터 측면의 내측 단부로 연장되지 않는다. 예를 들어,도 9의 구현예에서, 홈(960)은 측방향 단부 면(920)의 내측 단부(924)까지 연장되지만, 그 외측 단부(925)까지 연장되지는 않는다.
위에서 간략히 설명한 바와 같이, 원형 외주를 갖는 밀봉 링을 제공하도록 제2 단부는 제1 단부와 체결 가능하다. 당업자가 이해하듯이, 제1 단부 및 제2 단부는 다양한 방식으로 서로 체결될 수 있다. 예를 들어, 도 10은 본원에서 달리 설명된 바와 같은 밀봉 링에 대한 체결 가능한 제1 단부 및 제2 단부의 다양한 예의 개략적인 부분 사시도를 제공한다. 체결 유형의 예는 맞대기(butt) 이음부, 후크 이음부, 바이어스 이음부, 2-L 이음부 및 2-T 이음부를 포함한다. 그러나, 당업자는 다양한 유형의 체결 방법이 밀봉 링의 제1 단부 및 제2 단부에 대해 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상이한 허용 오차 및 팽창을 수용하기 위해, 단부가 서로에 대해 상대적으로 이동할 수 있도록, 예를 들어 원형 밀봉의 원주를 약간 팽창시키거나 수축시키는 것이 바람직하다.
사출 성형 공정은 다양한 상이한 재료로부터 본원에 기술된 밀봉 링을 제조하는데 사용될 수 있다. 고온 열가소성 재료는 본원에 기술된 밀봉 링에 특히 유용하다. 예를 들어, 본원에서 달리 설명된 바와 같은 밀봉 링의 특정 구현예는 나일론(PA), 폴리페닐렌 술파이드(PPS), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리이미드(PI), 열가소성 폴리이미드(TPI) 및 폴리아미드-이미드(PAI)로부터 선택되는 재료로 제조된다. 이러한 재료는 속이 채워질 수도 있고 채워지지 않을 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 본원에서 달리 설명된 바와 같은 사출 성형 밀봉 링을 제조하는 방법에 관한 것이다. 방법은, 밀봉 링의 사출 성형 게이트 표식의 위치에 상응하는 오목부 내의 위치에서 공동에 커플링된 사출 성형 게이트를 갖는, 본원에서 달리 설명되는 바와 같은 사출 성형 밀봉 링의 형상의 역방향 형상을 갖는 공동을 가진 몰드를 제공하는 단계; 게이트를 통해 공동 내로 용융 중합체를 주입하는 단계; 중합체가 경화되도록 하는 단계; 밀봉 링을 몰드로부터 제거하고, 밀봉 링의 오목부의 표면의 중합체 러너로부터 이를 분리함으로써 사출 성형 게이트 표식을 형성하는 단계를 포함한다. 본 명세서의 관점에서, 당업자는 본원에서 기술된 방법의 실행에 있어서 종래의 사출 성형 장치 및 기술을 사용할 것이다.
본원에 기술된 밀봉 링은 광범위하고 다양한 회전 밀봉 링 적용 분야에서 산업적 용도를 갖는다. 예를 들어, 본원에 기술된 밀봉 링은 심지어 높은 회전 속도 하에서도 400 psi만큼의 높은 압력 조건을 견딜 수 있기 때문에, 본원에 기술된 밀봉 링은 불도저 및 대형 트럭과 같은 중장비용 변속기의 클러치 팩에 사용될 수 있다. 본원에 기술된 밀봉 링은 자동 변속기, 연속 가변 변속기 및 이중 클러치 변속기와 같은 변속기를 포함하는 다양한 유형의 장치 뿐만 아니라 차동 장치 및 캠샤프트 조정 장치에서도 유용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 구현예는, 회전 샤프트; 샤프트 둘레로 배치되고 회전 샤프트에 연관된 홈의 측벽을 마주보게 배치된 제1 측면 및/또는 제2 측면을 갖는 본원에 기술된 바와 같은 밀봉 링; 및 밀봉 링의 외주 면이 하우징 또는 보어의 내주 면을 마주보도록 샤프트 및 밀봉 링의 둘레에 배치되는 하우징 또는 보어를 포함하는 장치이다. 오일과 같은 윤활제는 완전한 밀봉을 제공하도록 밀봉 링의 외주 면 및 밀봉 측면(들)에 배치될 수 있다. 이러한 장치는 전술한 바와 같은 도 1 및 도 2와 관련하여 위에 나타나 있다. 특히, 전술한 이유로, 밀봉 링의 외주 면에서의 사출 성형 게이트 표식의 존재는 외주 면의 레벨 아래의 오목부에 배치되기 때문에 보어 또는 하우징을 마주보는 그 면의 밀봉을 실질적으로 방해하지 않는다. 또한, 오목부는 외주 면의 폭을 통해 완전히 연장되지 않기 때문에 하우징 또는 보어에 대한 외주 면의 밀봉을 실질적으로 방해하지 않는다.
당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본원에서 설명된 공정 및 장치에 다양한 변형 및 변경을 가할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에서, 그러한 본 발명의 변형 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (39)

  1. 제1 단부 및 상기 제1 단부에 체결될 수 있는 제2 단부 사이에서 연장되는 원형 링 본체를 포함하는 사출 성형 밀봉 링으로서, 상기 원형 링 본체는,
    내주 면;
    제1 측방향 에지 및 그 반대편의 제2 측방향 에지를 갖는, 상기 내주 면과 반대편인 외주 면;
    상기 내주 면과 상기 그 반대편의 외주 면 사이에서 연장되는 제1 측면;
    상기 내주 면과 상기 그 반대편의 외주 면 사이에 배치되는, 상기 제1 측면의 반대편의 제2 측면;
    상기 외주 면에 형성되고, 상기 외주 면의 상기 제1 측방향 에지 및 상기 제2 측방향 에지 둘 모두로 연장되지 않는 오목부; 및
    상기 오목부 내에 배치되고 상기 외주 면을 넘어서 연장되지 않는 사출 성형 게이트 표식을 포함하는, 사출 성형 밀봉 링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사출 성형 게이트 표식은 상기 사출 성형 게이트 표식이 배치되는 상기 오목부의 표면으로부터 적어도 100 마이크론만큼 연장되는, 사출 성형 밀봉 링.
  3. 제1항에 있어서, 상기 사출 성형 게이트 표식은 상기 사출 성형 게이트 표식이 배치되는 상기 오목부의 표면으로부터 적어도 200 마이크론, 예를 들어 적어도 500 마이크론만큼 연장되는, 사출 성형 밀봉 링.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외주 면은 5 마이크론 미만, 2 마이크론 미만, 또는 심지어 1 마이크론 미만(예를 들어, 0.2 내지 1 마이크론)의 표면 조도 Ra 값; 20 마이크론 미만, 10 마이크론 미만, 또는 심지어 5 마이크론 미만(예를 들어, 1 내지 5 마이크론)의 표면 조도 Rz 값; 및/또는 30 마이크론 미만, 20 마이크론 미만, 또는 심지어 10 마이크론 미만(예를 들어, 2 내지 8 마이크론)의 표면 조도 Rmax 값을 갖는(모든 값은 ISO 4287에 기재된 바와 같이 측정됨), 사출 성형 밀봉 링.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면 각각은 5 마이크론 미만, 2 마이크론 미만, 또는 심지어 1 마이크론 미만(예를 들어, 0.2 내지 1 마이크론)의 표면 조도 Ra 값; 20 마이크론 미만, 10 마이크론 미만, 또는 심지어 5 마이크론 미만(예를 들어, 1 내지 5 마이크론)의 표면 조도 Rz 값; 및/또는 30 마이크론 미만, 20 마이크론 미만, 또는 심지어 10 마이크론 미만(예를 들어, 2 내지 8 마이크론)의 표면 조도 Rmax 값을 갖는(모든 값은 ISO 4287에 기재된 바와 같이 측정됨), 사출 성형 밀봉 링.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 상기 외주 면의 상기 제1 측방향 에지를 따라 형성되는, 사출 성형 밀봉 링.
  7. 제6항에 있어서, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.2 mm인, 사출 성형 밀봉 링.
  8. 제6항에 있어서, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.5 mm인, 사출 성형 밀봉 링.
  9. 제6항에 있어서, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 1.0 mm인, 사출 성형 밀봉 링.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부가 상기 제1 측방향 에지 및 상기 제2 측방향 에지 중 어느 하나로 연장되지 않도록, 상기 오목부는 상기 외주 면의 상기 제1 측방향 에지와 상기 제2 측방향 에지 사이에 형성되는, 사출 성형 밀봉 링.
  11. 제10항에 있어서, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제1 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.1 mm이고, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.1 mm인, 사출 성형 밀봉 링.
  12. 제10항에 있어서, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제1 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.2 mm이고, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 0.2 mm인, 사출 성형 밀봉 링.
  13. 제10항에 있어서, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제1 측방향 에지 사이의 거리는 적어도 0.5 mm이고, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제2 측방향 에지 사이의 거리는 적어도 0.5 mm인, 사출 성형 밀봉 링.
  14. 제10항에 있어서, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제1 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 1.0 mm이고, 상기 외주 면의 상기 오목부와 상기 제2 측방향 에지 사이의 측방향 거리는 적어도 1.0 mm인, 사출 성형 밀봉 링.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 1 mm2 내지 20 mm2 범위 내의 면적을 갖는, 사출 성형 밀봉 링.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 1 mm2 내지 10 mm2 범위 내의 면적을 갖는, 사출 성형 밀봉 링.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 적어도 0.05 mm, 예를 들어, 적어도 0.1 mm 또는 적어도 0.2 mm의 깊이를 갖는, 사출 성형 밀봉 링.
  18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 0.05 mm 내지 2 mm 범위 내의 깊이를 갖는, 사출 성형 밀봉 링.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사출 성형 게이트 표식은 상기 외주 면 레벨의 0.2 mm 이내로 연장되지 않는, 사출 성형 밀봉 링.
  20. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사출 성형 게이트 표식은 상기 외주 면 레벨의 0.5 mm 이내로 연장되지 않는, 사출 성형 밀봉 링.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 상기 밀봉 링의 체결된 제1 단부 및 제2 단부에 대해 30 내지 330도의 각도에 상응하는 위치에 위치되는, 사출 성형 밀봉 링.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오목부는 상기 밀봉 링의 체결된 제1 단부 및 제2 단부에 대해 5 내지 135도 또는 225 내지 355도의 각도에 상응하는 위치에 위치되는, 사출 성형 밀봉 링.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 10 mm 내지 200 mm 범위 내의 내경을 갖는 사출 성형 밀봉 링.
  24. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 10 mm 내지 100 mm 범위 내의 내경을 갖는 사출 성형 밀봉 링.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 측면까지 1 mm 내지 20 mm 범위 내의 폭을 갖는 사출 성형 밀봉 링.
  26. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 측면까지 2 mm 내지 10 mm 범위 내의 폭을 갖는 사출 성형 밀봉 링.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 직사각형 단면 형상을 갖는 사출 성형 밀봉 링.
  28. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 사다리꼴 단면 형상을 갖는 사출 성형 밀봉 링.
  29. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 단부에서 제1 직사각형 단면을 가지고, 내측 단부에서 제2 좁은 직사각형 단면을 갖는 사출 성형 밀봉 링.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 측면, 상기 제2 측면 또는 둘 모두의 위에 형성된 하나 이상의 홈을 추가로 포함하는 사출 성형 밀봉 링.
  31. 제30항에 있어서, 상기 측면에 형성된 상기 홈 중 어느 것도 상기 측면의 외측 단부로부터 상기 측면의 내측 단부로 연장되지 않는 사출 성형 밀봉 링.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부는 상기 제2 단부와 2-T 이음부를 통해 체결 가능한, 사출 성형 밀봉 링.
  33. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부는 상기 제2 단부와 2-L 이음부를 통해 체결 가능한, 사출 성형 밀봉 링.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 나일론(PA), 폴리페닐렌 술파이드(PPS), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리이미드(PI), 열가소성 폴리이미드(TPI) 및 폴리아미드-이미드(PAI)로부터 선택되는 열가소성 재료로 형성되는 사출 성형 밀봉 링.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 사출 성형 밀봉 링을 제조하는 방법으로서,
    상기 밀봉 링의 상기 사출 성형 게이트 표식의 위치에 상응하는 상기 오목부 내의 위치에서, 공동에 커플링된 사출 성형 게이트를 갖는, 상기 사출 성형 밀봉 링의 역방향 위치인 공동을 갖는 몰드를 제공하는 단계;
    상기 게이트를 통해 상기 공동 내로 용융 중합체를 주입하는 단계;
    상기 중합체를 경화시키는 단계; 및
    상기 밀봉 링을 상기 몰드로부터 제거하고, 상기 밀봉 링 오목부의 표면의 중합체 러너로부터 이를 분리함으로써 상기 사출 성형 게이트 표식을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  36. 제35항의 방법에 따라 제조되는 밀봉 링.
  37. 회전 샤프트;
    상기 회전 샤프트 둘레로 배치되고, 상기 회전 샤프트와 연관된 홈의 측벽과 마주보게 배치된 제1 측면 및/또는 제2 측면을 갖는, 제1항 내지 제34항 또는 제36항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 링; 및
    상기 밀봉 링의 상기 외주 면이 하우징 또는 보어의 내주 면과 마주보게 배치되도록 상기 샤프트 및 상기 밀봉 링 둘레에 배치된 하우징 또는 보어를 포함하는, 장치.
  38. 제37항에 있어서, 상기 밀봉 링의 외주 면 및 밀봉 측면(들)에 배치되는 윤활제를 추가로 포함하는 장치.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 장치는 자동 변속기, 연속 가변 변속기 또는 이중 클러치 변속기와 같은 변속기; 차동 장치; 또는 캠샤프트인 장치.
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