KR20200018671A - 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

펌프 작용을 이용하는 경우에도 축의 회전속도 값에 관계없이 밀봉대상물이 스며나오는 것을 억제한다. 축과 축이 삽입되는 구멍과의 사이의 환형상 간극의 밀봉을 도모하는 밀봉장치로서, 구멍에 끼워지는 밀봉장치 본체와, 축에 부착되는 슬링어를 구비하며, 밀봉장치 본체는, 축선 주위에서 환형상인 보강환과, 보강환에 부착되어 있는 축선 주위에서 환형상인 탄성체부를 가지며, 슬링어는, 외주측을 향하여 연장되는 축선 주위에서 환형상의 부분인 플랜지부를 가지며, 탄성체부는, 축선방향에 있어서 일측을 향하여 연장되는, 플랜지부에 축선방향에 있어서 타측으로부터 접촉하는 축선 주위에서 환형상의 립인 끝면 립을 가지며, 슬링어의 플랜지부의 타측에는 적어도 하나의 홈이 형성되며, 끝면 립의 내주면에는 축선 주위에서 환형상으로 연장되는 적어도 하나의 원주방향 돌기가 형성되어, 끝면 립의 내주면과 플랜지부에 있어서의 타측의 면과의 사이에서 돌출되어 있다.

Description

밀봉장치

본 발명은, 축과 이 축이 삽입되는 구멍과의 사이의 밀봉을 도모하기 위한 밀봉장치에 관한 것이다.

차량이나 범용 기계 등에 있어서, 예를 들어 윤활유 등의 밀봉대상물의 누설 방지를 도모하기 위해서, 축과 이 축이 삽입되는 구멍과의 사이를 밀봉하기 위해 종래부터 밀봉장치가 이용되고 있다. 이러한 밀봉장치에 있어서는, 씰 립을 축에 또는 축에 부착되는 환형상 부재에 접촉시키는 것에 의해 축과 밀봉장치와의 사이의 밀봉을 도모하고 있다. 밀봉을 위한 이 씰 립의 축과의 접촉은 축에 대한 슬라이딩 저항(토크 저항)이 되고 있다. 근년, 차량 등의 저연비화의 요구로부터, 밀봉장치에는, 축에 대한 슬라이딩 저항의 저감이 요구되고 있고, 밀봉 성능을 유지 또는 향상시키면서 축에 대한 슬라이딩 저항의 저감을 도모할 수 있는 구조가 요구되고 있다.

밀봉장치의 밀봉 성능의 향상에는 씰 립의 수를 증가시키는 것을 생각할 수 있지만, 씰 립의 수를 늘리는 것에 의해 슬라이딩 저항이 상승해 버린다. 그에 비해, 씰 립의 증가에 의한 밀봉이 아니라, 씰 립 또는 축에 부착되는 환형상 부재에 나사 구조를 설치하고, 이 나사 구조가 발휘하는 펌프 작용에 의해 밀봉장치의 밀봉 성능의 향상을 도모하는 구조가 개시되어 있다.(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조)

일본특허 제5637172호 공보 국제공개 제2015/190450호

이러한 펌프 작용을 이용한 종래의 밀봉장치에 있어서는, 밀봉 성능의 향상을 도모하면서 슬라이딩 저항의 저감을 도모할 수 있다. 그렇지만, 이러한 펌프 작용을 이용한 종래의 밀봉장치인, 축에 고정된 슬링어의 플랜지면에 씰 립이 접촉하는 소위 끝면(端面) 씰 타입의 밀봉장치에 있어서는, 축의 회전속도가 고속으로 되면 밀봉대상물이 외부로 스며나와 버리는 경우가 있다.

이와 같이, 종래의 펌프 작용을 이용한 밀봉장치에 있어서는, 축의 회전속도가 고속으로 되었을 경우에도 밀봉대상물이 스며나오지 않는 구조가 요구되고 있었다.

본 발명은, 전술한 과제전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 펌프 작용을 이용한 경우에도, 축의 회전속도 값에 관계없이 밀봉대상물이 스며나오는 것을 억제할 수 있는 밀봉장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 밀봉장치는, 축과 해당 축이 삽입되는 구멍과의 사이의 환형상 간극의 밀봉을 도모하기 위한 밀봉장치로서, 상기 구멍에 끼워지는 밀봉장치 본체와, 상기 축에 부착되는 슬링어를 구비하며, 상기 밀봉장치 본체는, 축선 주위에서 환형상인 보강환과, 해당 보강환에 부착되어 있는 탄성체로 형성되어 있는 상기 축선 주위에서 환형상인 탄성체부를 가지고 있으며, 상기 슬링어는, 외주측을 향하여 연장되는 상기 축선 주위에서 환형상의 부분인 플랜지부를 가지고 있으며, 상기 탄성체부는, 상기 축선방향에 있어서 일측을 향하여 연장되는, 상기 플랜지부에 상기 축선방향에 있어서 타측으로부터 접촉하는 상기 축선 주위에서 환형상의 립인 끝면 립을 가지고 있으며, 상기 슬링어의 상기 플랜지부의 상기 타측에는 적어도 하나의 홈이 형성되어 있으며, 상기 끝면 립의 내주면에는, 상기 축선 주위에서 환형상으로 연장되는 적어도 하나의 원주방향 돌기가 형성되어, 상기 끝면 립의 내주면과 상기 플랜지부에 있어서의 상기 타측의 면과의 사이에서 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양에 따른 밀봉장치에 있어서, 상기 원주방향 돌기는, 요철을 가지는 파형상인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 태양에 따른 밀봉장치에 있어서, 상기 원주방향 돌기는, 상기 끝면 립이 상기 슬링어의 상기 플랜지부에 접촉하는 부분인 슬링어 접촉부보다 내주측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 태양에 따른 밀봉장치에 있어서, 상기 끝면 립의 내주면에는, 상기 원주방향 돌기에 더하여 직경방향을 따라 연장되는 직경방향 돌기가 형성되고, 상기 원주방향 돌기는 상기 직경방향 돌기보다 외주측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 태양에 따른 밀봉장치에 있어서, 상기 원주방향 돌기는, 상기 끝면 립에 있어서, 상기 슬링어 접촉부로부터 내주측으로 소정의 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 태양에 따른 밀봉장치에 있어서, 상기 슬링어에 형성된 홈은 나사홈인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 밀봉장치에 의하면, 펌프 작용을 이용한 경우에도, 축의 회전속도의 값에 관계없이 밀봉대상물이 스며나오는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치의 개략 구성을 나타내기 위한 축선 x를 따른 단면에 있어서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치의 축선을 따른 단면의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 밀봉장치에 있어서의 탄성체부의 부분 확대 사시도로서, 베이스부로부터 내주측의 부분에 있어서의 탄성체부가 축선을 따른 면에 있어서 절단된 상태로 도시되어 있다.
도 4는 도 1에 나타내는 밀봉장치에 있어서의 탄성체부의 부분 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 밀봉장치에 있어서의 슬링어를 외측으로부터 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치가 하우징 및 축 구멍에 삽입된 축에 부착되는 사용상태에 있어서의 밀봉장치의 부분 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치에 있어서의, 끝면 립의 직경방향 돌기 및 원주방향 돌기의 작용에 의한 밀봉대상물의 유동 상태를 나타내기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 밀봉장치의 축선을 따른 단면의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 밀봉장치의 밀봉장치 본체를 내측으로부터 본 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 끝면 립의 원주방향 돌기의 작용에 의한 밀봉대상물의 유동 상태를 나타내기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 밀봉장치의 밀봉장치 본체를 내측으로부터 본 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시형태에 따른 밀봉장치의 밀봉장치 본체를 내측으로부터 본 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 밀봉장치의 개략 구성을 나타내기 위한 축선을 따른 단면에 있어서의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 밀봉장치의 밀봉장치 본체를 내측으로부터 본 사시도이다.
도 15는 밀봉장치에 있어서의 슬링어의 홈의 변형예를 나타내기 위한 도면으로서, (a)는 홈의 일 변형예를 나타내고, (b)는 홈의 다른 변형예를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

< 제1 실시형태 >

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)의 개략 구성을 나타내기 위한 축선(x)을 따른 단면에 있어서의 단면도이며, 도 2는, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)의 축선(x)을 따른 단면의 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도이다. 본 실시형태에 따른 밀봉장치(1)는, 축과 이 축이 삽입되는 구멍과의 사이의 환형상의 간극의 밀봉을 도모하기 위한 밀봉장치이며, 차량이나 범용 기계에 있어서, 축과 하우징 등에 형성된 이 축이 삽입되는 구멍(축 구멍)과의 사이를 밀봉하기 위해서 이용된다. 예를 들어, 엔진의 크랭크샤프트와 프런트 커버나 실린더 블록 및 크랭크 케이스에 형성되어 있는 축 구멍인 크랭크 구멍과의 사이의 환형상의 공간을 밀봉하기 위해서 이용된다. 또한, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)가 적용되는 대상은, 상기에 한정되지 않는다.

이하, 설명의 편의상, 축선(x)방향에 있어서 화살표 a(도 1 참조) 방향(축선방향에 있어서 일측)을 내측이라고 하고, 축선(x)방향에 있어서 화살표 b(도 1 참조) 방향(축선방향에 있어서 타측)을 외측이라고 한다. 보다 구체적으로는, 내측이란, 밀봉대상공간 쪽(밀봉대상물 측)으로서 윤활유 등의 밀봉대상물이 존재하는 공간 측이며, 외측이란 내측과는 반대쪽이다. 또, 축선(x)에 수직인 방향(이하, 「직경방향」이라고도 한다.)에 있어서, 축선(x)으로부터 멀어지는 방향(도 1의 화살표 c 방향)을 외주측이라고 하고, 축선(x)에 가까워지는 방향(도 1의 화살표 d 방향)을 내주측이라고 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 밀봉장치(1)는, 후술하는 설치 대상으로서의 구멍에 끼워지는 밀봉장치 본체(2)와, 후술하는 설치 대상으로서의 축에 부착되는 슬링어(3)를 구비하고 있다. 밀봉장치 본체(2)는, 축선(x) 주위에서 환형상인 보강환(10)과, 보강환(10)에 부착되어 있는 탄성체로 형성되어 있는 축선(x) 주위에서 환형상인 탄성체부(20)를 구비하고 있다. 슬링어(3)는, 외주측(화살표 c 방향)을 향해 연장되는 축선(x) 주위에서 환형상의 부분인 플랜지부(31)를 가지고 있다. 탄성체부(20)는, 축선(x)방향에 있어서 일측(내측, 화살표 a 방향)을 향해 연장되는, 플랜지부(31)에 축선방향(x)에 있어서 타측(외측, 화살표 b 방향)으로부터 접촉하는 축선(x) 주위에서 환형상의 립인 끝면 립(21)을 가지고 있다.

슬링어(3)의 플랜지부(31)의 타측(외측)에는, 적어도 하나의 홈(33)이 형성되어 있고, 끝면 립(21)의 내주측의 면(내주면(22))에는, 적어도 하나의 원주방향 돌기(24)가 형성되어 있다.

원주방향 돌기(24)는, 후술하는 바와 같이, 축선(x) 주위에서 환형상으로 연장되어 있고(후술하는 도 3 참조), 슬링어 접촉부(22a)보다 축선(x)방향에 있어서의 타측에 있어서 끝면 립(21)으로부터 돌출되어 있다. 즉, 원주방향 돌기(24)는, 끝면 립(21)의 내주면(22)과 플랜지부(31)에 있어서의 타측의 면인 외측면(31d)과의 사이에서 축선(x) 방향을 따라 돌출되어 있다.

이하, 밀봉장치(1)의 밀봉장치 본체(2) 및 슬링어(3)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

밀봉장치 본체(2)에 있어서 보강환(10)은, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하는 환형상의 금속제 부재이며, 후술하는 하우징의 축 구멍에 밀봉장치 본체(2)가 압입되어 끼워져 장착되도록 형성되어 있다. 보강환(10)은, 예를 들어, 외주측에 위치하는 통형상 부분인 통부(11)와, 통부(11)의 외측 단부로부터 내주측으로 연장되는 중공 원반형상의 부분인 원반부(12)와, 원반부(12)의 내주측의 단부로부터 내측 및 내주측으로 연장되는 원추 통형상의 환형상 부분인 원추형 링부(13)와, 원추형 링부(13)의 내측 또는 내주측의 단부로부터 내주측으로 직경방향으로 연장되어 보강환(10)의 내주측 단부에 이르는 중공 원반형상 부분인 원반부(14)를 가지고 있다. 보강환(10)의 통부(11)는, 보다 구체적으로는, 외주측에 위치하는 원통형상 또는 대략 원통형상 부분인 외주측 원통부(11a)와, 외주측 원통부(11a)보다 외측 및 내주측에 있어서 연장되는 원통형상 또는 대략 통형상 부분인 내주측 원통부(11b)와, 외주측 원통부(11a)와 내주측 원통부(11b)를 접속하는 부분인 접속부(11c)를 가지고 있다. 통부(11)의 외주측 원통부(11a)는, 밀봉장치 본체(2)가 후술하는 하우징(100)(도 5)의 축 구멍(101)에 끼워졌을 때에, 밀봉장치 본체(2)의 축선(x)과 축 구멍(101)의 축선이 일치하도록, 축 구멍(101)에 끼워진다. 보강환(10)에는, 대략 외주측 및 외측으로부터 탄성체부(20)가 부착되어 있고, 해당 보강환(10)에 의해 탄성체부(20)를 보강하고 있다.

탄성체부(20)는, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 보강환(10)의 원반부(14)의 내주측 끝 부분에 부착되어 있는 부분인 베이스부(25)와, 보강환(10)의 통부(11)에 외주측으로부터 부착되어 있는 부분인 개스킷부(26)와, 베이스부(25)와 개스킷부(26) 사이에 있어서 외측으로부터 보강환(10)에 부착되어 있는 부분인 후방 커버부(27)를 가지고 있다. 개스킷부(26)는, 보다 구체적으로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 보강환(10)의 통부(11)의 내주측 원통부(11b)에 부착되어 있다. 또, 개스킷부(26)의 외경은, 후술하는 축 구멍(101)을 구획형성하는 내주면(101a)(도 6 참조)의 직경보다 크다. 이 때문에, 밀봉장치 본체(2)가 후술하는 축 구멍(101)에 끼워질 경우, 개스킷부(26)는, 보강환(10)의 내주측 원통부(11b)와 축 구멍(101)과의 사이에서 직경방향에 압축되어, 축 구멍(101)과 보강환(10)의 내주측 원통부(11b)와의 사이를 밀봉한다. 이것에 의해, 밀봉장치 본체(2)와 축 구멍(101)과의 사이가 밀봉된다. 개스킷부(26)는, 축선(x)방향 전체에 걸쳐 외경이 축 구멍(101)의 내주면의 직경보다 커지지 않아도 되고, 일부에 있어서 외경이 축 구멍(101)의 내주면의 직경보다 커져 있어도 된다. 예를 들어, 개스킷부(26)의 외주측의 면에, 선단의 직경이 축 구멍(101)을 구획형성하는 내주면(101a)의 직경보다 큰 환형상의 볼록부가 형성되어 있을 수도 있다.

또, 탄성체부(20)에 있어서, 끝면 립(21)은, 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하여 링형상으로 베이스부(25)로부터 내측(화살표 a 방향)을 향해 연장되어 있고, 밀봉장치(1)가 설치 대상에 있어서 소망하는 위치에 부착된 사용상태에 있어서, 선단부가 소정의 마진(슬링어 접촉부(22a))을 갖고 슬링어(3)의 플랜지부(31)에 외측으로부터 접촉하도록 형성되어 있다. 끝면 립(21)은, 예를 들어, 축선(x)방향에 있어서 내측(화살표 a 방향)으로 향함에 따라 직경이 확대되는 원추 통형상의 형상을 가지고 있다. 즉, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 끝면 립(21)은, 축선(x)을 따른 단면(이하, 단순히 단면이라고도 한다.)에 있어서, 베이스부(25)로부터 내측 및 외주측으로, 축선(x)에 대해서 경사지게 연장되어 있다. 끝면 립(21)의 내주면(22)에는, 적어도 하나의 원주방향 돌기(24)가 설치되어 있다. 이 원주방향 돌기(24)의 상세에 대해서는 후술한다.

또, 탄성체부(20)는, 더스트 립(28)과 중간 립(29)을 가지고 있다. 더스트 립(28)은, 베이스부(25)로부터 축선(x)을 향해 연장되는 립이며, 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하여 링형상으로 베이스부(25)로부터 연장되어 있고, 후술하는 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 선단부가 소정의 마진을 갖고 슬링어(3)에 외주측으로부터 접촉하도록 형성되어 있다. 더스트 립(28)은, 예를 들어, 축선(x)방향에 있어서 외측(화살표 b 방향)을 향함에 따라 직경이 축소되는 원추 통형상의 형상을 가지고 있다. 더스트 립(28)은, 사용상태에 있어서, 밀봉대상물 쪽과는 반대쪽인 외측으로부터 더스트나 수분 등의 이물이 밀봉장치(1)의 내부에 침입하는 것의 방지를 도모하고 있다. 더스트 립(28)은, 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서 슬링어(3)와 접촉하지 않도록 형성되어 있을 수도 있다.

중간 립(29)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스부(25)로부터 단면 대략 L자형으로 내측을 향해 연장되는 립이며, 축선(x)방향을 중심 또는 대략 중심으로 하여 링형상으로 베이스부(25)로부터 연장되어 있고, 베이스부(25)와의 사이에서 내측을 향해 개방되는 환형상의 오목부를 형성하고 있다. 중간 립(29)은, 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서 슬링어(3)와 접촉하고 있지 않다. 중간 립(29)은, 사용상태에 있어서, 끝면 립(21)과 슬링어(3)가 접촉하는 슬링어 접촉부(22a)를 넘어 밀봉대상물이 내부에 스며들어간 경우에, 이 스며들어간 밀봉대상물이 더스트 립(28) 측으로 흘러나오는 것의 방지를 도모하기 위해서 형성되어 있다. 중간 립(29)은, 후술하는 도 8에 도시된 바와 같이, 축선(x)방향에 있어서 내측을 향함에 따라 직경이 축소되는 원추 통형상의 형상을 가지고 있을 수도 있다. 중간 립(29)은, 그 선단이 슬링어(3)에 접촉하도록 형성되어 있을 수도 있다.

다음에, 끝면 립(21)의 형상에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 3은, 내주측에서 본 탄성체부(20)의 부분 확대 사시도이며, 베이스부(25)로부터 내측의 부분에 있어서의 탄성체부(20)가 축선(x)을 따른 면에 있어서 절단된 상태로 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 끝면 립(21)의 내주면(22)에는, 적어도 하나의 원주방향 돌기(24)가, 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하는 동일한 또는 대략 동일한 원주 상에 일정한 폭으로 환형상으로 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 하나의 원주방향 돌기(24)가 끝면 립(21)에 설치되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 반경이 다른 복수의 원주방향 돌기(24)가 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하여 설치되어 있을 수도 있다. 본 실시형태에 있어서는, 원주방향 돌기(24)는, 밀봉장치(1)에 있어서의 후술하는 펌프 영역보다 타측(외측 혹은 내주측)에 설치되어 있다. 원주방향 돌기(24)는, 바람직하게는, 후술하는 환류 영역에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 원주방향 돌기(24)는, 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 슬링어 접촉부(22a)보다 축선(x)방향에 있어서 외측의 영역 내에서 끝면 립(21)으로부터 돌출되어 있고, 원주방향 돌기(24)의 내측 단부인 선단면(24a)은, 축선(x)방향에 있어서, 슬링어 접촉부(22a)보다 외측에 위치하고 있다. 이와 같이, 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서 원주방향 돌기(24)는, 슬링어(3)와 접촉하지 않게 되는 형상으로 형성되어 있기 때문에, 원주방향 돌기(24)에 의해 슬링어(3)에 대한 슬라이딩 저항이 증가하지는 않는다.

또, 원주방향 돌기(24)의 원주방향을 따른 연장방향에 수직인 단면(도 2 참조)에 있어서의 형상은, 사각형으로 한정되지 않고 여러 가지의 형상일 수 있으며, 예를 들어 삼각형이나 사각형, 사다리꼴, 역 U자형상 등의 여러 가지의 형상이다. 원주방향 돌기(24)의 외주측에 면하는 면인 외주면(24b)은, 적어도 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 외주측에 면하는 면인 것이 바람직하고, 축선(x)을 따라 연장되는 면인 것이 바람직하고, 또는, 내주면(22) 측으로 경사 축선(x)에 대해서 외주측 또는 내주측에 경사지게 연장되는 면인 것이 바람직하다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 원주방향 돌기(24)의 원주방향을 따른 연장방향과 수직인 단면에 있어서의 형상으로서는 예를 들어 사다리꼴 형상일 수도 있다. 이 경우, 이 단면에 있어서의 형상은, 원주방향 돌기(24)의 내주측에 면하는 면인 내주면(24c)보다 외주면(24b)이 길고, 내주면(24c)과 외주면(24b) 사이에는 내주측으로부터 외주측을 향해 내주면(22)으로부터 멀어지도록 경사지는 선단면(24a)을 가지는 사다리꼴 형상인 것이 바람직하다.

원주방향 돌기(24)는, 슬링어 접촉부(22a)로부터 간격(G)을 두고 형성되어 있고, 슬링어 접촉부(22a)보다 내주측(외측)에, 즉 슬링어 접촉부(22a)보다 끝면 립(21)의 근원(21b) 측에 형성되어 있다.

구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)은, 슬링어 접촉부(22a)의 외측(내주측)의 가장자리부인 외측 가장자리(22b)로부터 외주면(24b)까지 소정의 간격(G)을 두고 위치되어 있다. 이 간격(G)은, 후술하는 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 슬링어(3)의 홈(33)으로 인한 펌프 작용이 발생하는 영역(펌프 영역)보다 내주측의 후술하는 환류 영역에 원주방향 돌기(24)가 존재하게 하는 간격이다.

또, 원주방향 돌기(24)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 슬링어(3)와 접촉하지 않게 하는 형상 및 높이로 형성되어 있다. 즉, 사용상태에 있어서, 원주방향 돌기(24)가 슬링어(3)의 플랜지부(31)의 외측의 면에 접촉하지 않게, 원주방향 돌기(24)의 내주면(22)으로부터의 높이 및 간격(G)이 설정되어 있다. 즉 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)의 최대 높이에 있어서도 슬링어(3)의 플랜지부(31)의 외측면(31d)에 접촉하지 않는 높이로 설정되어 있다. 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서 원주방향 돌기(24)는, 슬링어(3)의 플랜지부(31)와 접촉하지 않기 때문에, 원주방향 돌기(24)에 의해 슬링어(3)에 대한 슬라이딩 저항이 증가하지는 않는다.

전술한 바와 같이, 탄성체부(20)는, 끝면 립(21), 베이스부(25), 개스킷부(26), 후방 커버부(27), 더스트 립(28), 및 중간 립(29)을 가지고 있으며, 각 부분은 일체로 이루어져 있고, 탄성체부(20)는 동일한 재료로 일체로 형성되어 있다.

전술한 보강환(10)은, 금속재로 형성되어 있고, 이 금속재로서는, 예를 들어, 스테인리스강이나 SPCC(냉간압연강)가 있다. 또, 탄성체부(20)의 탄성체로서는, 예를 들어, 각종 고무재가 있다. 각종 고무재로서는, 예를 들어, 니트릴 고무(NBR), 수소 첨가 니트릴 고무(H－NBR), 아크릴 고무(ACM), 불소 고무(FKM) 등의 합성고무이다.

보강환(10)은, 예를 들어 프레스 가공이나 단조에 의해 제조되고, 탄성체부(20)는 성형 틀을 이용해 가교(가류) 성형에 의해 성형된다. 이 가교 성형 시에, 보강환(10)은 성형 틀 안에 배치되고, 탄성체부(20)가 가교 접착에 의해 보강환(10)에 접착되어, 탄성체부(20)와 보강환(10)이 일체로 성형된다.

슬링어(3)는, 후술하는 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서 축에 부착되는 환형상의 부재이며, 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하는 링형상의 부재이다. 슬링어(3)는, 단면이 대략 L자 모양의 형상을 가지고 있으며, 플랜지부(31)와 플랜지부(31)의 내주측의 단부에 접속하는 축선(x)방향으로 연장되는 통형상 또는 대략 통형상의 통부(34)를 가지고 있다.

플랜지부(31)는, 구체적으로는, 통부(34)로부터 직경방향으로 연장되는 중공 원반형상의 또는 대략 중공 원반형상의 내주측 원반부(31a)와, 내주측 원반부(31a)보다 외주측에 있어서 확장되고 있는 직경방향으로 연장되는 중공 원반형상의 또는 대략 중공 원반형상의 외주측 원반부(31b)와, 내주측 원반부(31a)의 외주측의 단부와 외주측 원반부(31b)의 내주측의 단부를 접속하는 접속부(31c)를 가지고 있다. 외주측 원반부(31b)는, 내주측 원반부(31a)보다 축선(x)방향에 있어서 외측에 위치하고 있다. 또한, 플랜지부(31)의 형상은, 전술한 형상에 한정되는 것은 아니고, 적용 대상에 따라 여러 가지의 형상으로 할 수 있다. 예를 들어, 플랜지부(31)는, 내주측 원반부(31a) 및 접속부(31c)를 가지지 않고, 외주측 원반부(31b)가 통부(34)까지 연장되어 통부(34)에 접속하고, 통부(34)로부터 직경방향으로 연장되는 중공 원반형상의 또는 대략 중공 원반형상의 부분일 수도 있다.

슬링어(3)가 끝면 립(21)에 접촉하는 부분인 립 접촉부(32)는, 플랜지부(31)에 있어서, 외주측 원반부(31b)의 외측에 접하는 면인 외측면(31d)에 위치되어 있다. 외측면(31d)은 직경방향으로 확장되는 평면을 따르는 면인 것이 바람직하다. 또, 도 5에 도시된 바와 같이, 플랜지부(31)의 외측면(31d)에는, 내측으로 오목한 오목부에 의해 홈(33)이 형성되어 있다. 홈(33)은, 예를 들어 나사홈이다. 이 홈(33)에 의해, 슬링어(3)가 회전했을 때에, 펌프 작용을 발생시킬 수 있다. 플랜지부(31)의 외측면(31d)에 있어서, 홈(33)은, 립 접촉부(32)보다 내주측으로부터, 립 접촉부(32)보다 외주측의 영역에 걸쳐 형성되어 있다. 홈(33)은, 외주측 원반부(31b)의 외측면(31d)에 있어서 내주측의 단부로부터 외주측의 단부까지 연장되어 형성될 수도 있고, 립 접촉부(32)를 포함하는 외측면(31d)의 직경방향 일부 폭의 영역(주위면)에 형성될 수도 있다. 또, 홈(33)은, 외주측 원반부(31b)의 외측면(31d)에 있어서, 립 접촉부(32)보다 내주측에 위치될 수도 있다. 플랜지부(31)의 외측면(31d)에는, 예를 들어 복수의 홈(33)이 형성되어 있고, 플랜지부(31)의 외측면(31d)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어 4개의 나사형상 홈(33)이 형성되어 있고, 이들 4개의 나사형상 홈(33)은 4조 나사를 형성하고 있다. 홈(33)의 개수나 홈(33)이 연장하면서 그리는 형상은 4조 나사가 아니라 다른 것일 수도 있다. 홈(33)은, 예를 들어, 원추면에 형성된 나선형상의 나사홈을 이 원추면의 축선에 직교하는 평면에 투영시켰을 때 이 평면에 그려지는 선을 따른 형상으로 되어 있다.

또, 슬링어(3)에 있어서, 통부(34)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 부분적으로, 원통형상 또는 대략 원통형상의 부분인 원통부(35)를 가지고 있고, 이 원통부(35)는 축에 끼워질 수 있게 형성되어 있다. 즉, 원통부(35)가 축에 억지 끼워맞춤(interference-fitted) 가능하도록, 원통부(35)의 내경이 축의 외주면의 직경보다 작다. 슬링어(3)는, 원통부(35)가 축에 억지 끼워맞춤되는 것에 의해 고정되는 것으로 한정되지 않고, 통부(34)에 있어서 축에 접착되어 고정되는 것일 수도 있고, 다른 공지의 고정 방법에 의해 축에 고정되는 것일 수도 있다. 또한, 통부(34)는, 그 전체가 원통부(35)에 의해 형성되어 있는 것일 수도 있다.

슬링어(3)는, 금속재료를 기재로서 만들어지고, 예를 들어, SPCC(냉간압연강철)를 기재로 하여, SPCC에 인산염 피막 처리가 실시되어 방수 처리가 이루어져 만들어지고 있다. 인산염 피막 처리로서는, 예를 들어 인산아연 피막 처리가 있다. 방수 성능의 높은 슬링어(3)에 의해, 끝면 립(21)에 대한 슬라이딩부인 립 접촉부(32)에 녹이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 끝면 립(21)의 밀봉 기능이나 밀봉 성능을 오래 유지할 수 있다. 또, 녹이 발생하는 것에 의해, 홈(33)의 형상이 변화하는 것을 억제할 수 있어, 홈(33)이 발휘하는 펌프 효과의 저감을 억제할 수 있다. 슬링어(3)의 기재로서는, 스테인리스 등의 내부식성(rust resistance), 녹 방지성(rust-proofness)이 뛰어난 다른 금속이 이용될 수도 있다. 또, 슬링어(3)의 기재의 방수 처리는, 금속 도금 등의 다른 처리일 수도 있다.

다음에, 전술한 구성을 가지는 밀봉장치(1)의 작용에 대해 설명한다. 도 6은, 밀봉장치(1)가 부착대상으로서의 하우징(100) 및 이 하우징(100)에 형성된 관통공인 축 구멍(101)에 삽입된 축(102)에 부착된 사용상태에 있어서의 밀봉장치(1)의 부분 확대 단면도이다. 하우징(100)은, 예를 들어 엔진의 프런트 커버, 또는 실린더 블록 및 크랭크 케이스이며, 축 구멍(101)은, 프런트 커버, 또는 실린더 블록 및 크랭크 케이스에 형성된 크랭크 구멍이다. 또, 축(102)은, 예를 들어, 크랭크샤프트이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 밀봉장치 본체(2)는 축 구멍(101)에 압입되어 축 구멍(101)에 끼워지고, 슬링어(3)는 축(102)에 억지 끼워맞춤되어 축(102)에 부착되어 있다. 보다 구체적으로는, 보강환(10)의 외주측 원통부(11a)가 축 구멍(101)의 내주면(101a)에 접촉하여, 밀봉장치 본체(2)의 축 구멍(101)에 대한 축심 맞댐이 이루어지고, 또한, 탄성체부(20)의 개스킷부(26)가 축 구멍(101)의 내주면(101a)과 보강환(10)의 내주측 원통부(11b)와의 사이에서 직경방향으로 압축되어 개스킷부(26)가 축 구멍(101)의 내주면(101a)에 밀착되고, 밀봉장치 본체(2)와 축 구멍(101)과의 사이가 밀봉되고 있다. 또, 슬링어(3)의 원통부(35)가 축(102)에 압입되어, 원통부(35)의 내주면(35a)이 축(102)의 외주면(102a)에 밀착되고, 축(102)에 슬링어(3)가 고정된다.

밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 탄성체부(20)의 끝면 립(21)이, 내주면(22)의 선단(21a)측 부분인 슬링어 접촉부(22a)에 있어서, 슬링어(3)의 플랜지부(31)의 외주측 원반부(31b)의 외측면(31d)의 부분인 립 접촉부(32)와 접촉하도록, 밀봉장치 본체(2)와 슬링어(3)와의 사이의 축선(x)방향에 있어서의 상대 위치가 결정되고 있다. 또, 더스트 립(28)은 선단측 부분에 있어서 슬링어(3)의 통부(34)에 외주측으로부터 접촉하고 있다. 더스트 립(28)은, 예를 들어, 슬링어(3)의 원통부(35)의 외주면(35b)에 접촉하고 있다.

이와 같이, 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 끝면 립(21)은, 슬링어 접촉부(22a)에 있어서, 플랜지부(31)의 립 접촉부(32)에 슬링어(3)가 슬라이딩 가능하게 접촉하고 있어, 끝면 립(21) 및 슬링어(3)는, 슬링어 접촉부(22a) 및 립 접촉부(32)를 넘어 밀봉대상물 측으로부터 내부로 윤활유 등의 밀봉대상물이 스며나오는 것을 방지하고 있다. 또, 더스트 립(28)은 슬링어(3)의 통부(34)가 슬라이딩 가능하게 통부(34)에 접촉하고 있어, 외부에서 내부로의 이물의 진입을 방지하고 있다.

또, 밀봉장치(1)의 사용상태에 있어서, 슬링어(3)의 플랜지부(31)의 외주측 원반부(31b)에 형성된 4조 나사를 형성하는 홈(33)은, 축(슬링어(3))이 회전할 경우에 펌프 작용을 일으킨다. 축(슬링어(3))의 회전에 의해, 플랜지부(31)와 끝면 립(21)과의 사이의 공간인 협소공간(S)에 있어서, 슬링어 접촉부(22a) 및 립 접촉부(32) 근방의 영역에 펌프 작용이 발생한다. 이 펌프 작용에 의해, 밀봉대상물 측으로부터 밀봉대상물이 협소공간(S)에 스며나온 경우에도, 스며나온 밀봉대상물이 협소공간(S)으로부터 슬링어 접촉부(22a) 및 립 접촉부(32)를 넘어 밀봉대상물 측으로 되돌려진다. 이와 같이, 슬링어(3)의 플랜지부(31)에 형성된 홈(33)이 발생시키는 펌프 작용에 의해, 협소공간(S)으로의 밀봉대상물의 스며나옴이 억제된다.

협소공간(S)에 있어서, 홈(33)에 의한 펌프 작용이 발생하는 영역(이하, 펌프 영역이라고도 한다.)을 넘어 더욱 내주측으로 스며나온 밀봉대상물은, 축의 회전에 의해, 펌프 영역에 내주측에서 인접하는 영역에 있어서, 슬링어(3)의 회전방향으로 축선(x) 주위에서 회전하여, 그 영역(이하, 환류 영역이라고도 한다.)에 머물(retained) 수 있다.

그 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 끝면 립(21)에는, 내주면(22)의 환류 영역에 원주방향 돌기(24)가 형성되어 있기 때문에, 해당 환류 영역에서 회전하면서 머무는 밀봉대상물은 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)에 의해 제지당해, 끝면 립(21)의 근원(21b) 측으로 더욱 스며나오는 것이 억제된다. 이 경우, 원주방향 돌기(24)에 의해 제지당한 밀봉대상물은, 해당 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)을 따라 계속해서 저류된다. 여기서, 원주방향 돌기(24)는, 돌기의 높이를 플랜지부(31)의 외측면(31d)과 접촉하지 않는 최대 높이로 설정되어 있는 것에 의해, 밀봉대상물을 제지시킨 상태로 계속 저류시킬 수 있다. 즉, 원주방향 돌기(24)는, 끝면 립(21)의 내주면(22)을 선단(21a) 측으로부터 근원(21b) 측으로 흐르는 밀봉대상물을 받아내어, 밀봉대상물이 내주면(22)의 선단(21a) 측으로부터 근원(21b) 측으로 스며나오는 흐름을 제지시킬 수 있다. 또, 밀봉대상물은, 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)이 내주면(24c)보다 높으므로(도 4 참조), 해당 외주면(24b)에 충돌하면, 펌프 영역 쪽으로 뒤집어지기 때문에, 펌프 영역으로 인도된 후, 홈(33)의 펌프 작용을 받아 밀봉대상물 쪽으로 복귀된다.

그런데, 펌프 영역은 축의 회전속도에 의해 직경방향의 폭이 변화한다고 생각된다. 이 때문에, 원주방향 돌기(24)는 환류 영역에 존재하지만, 축의 회전속도에 따라 펌프 영역을 형성하는 직경방향의 폭이 넓어졌을 때에 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)이 펌프 영역에 진입하게 되는 위치에 배치되어 있을 수도 있다.

또, 슬링어(3)의 정지상태에 있어서, 슬링어 접촉부(22a) 및 립 접촉부(32)로부터 스며나온 밀봉대상물은, 그 자중에 의해 끝면 립(21)의 내주면(22)에 있어서 선단(21a) 측으로부터 근원(21b) 측으로 흘러 떨어지지만, 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)에 부딪쳐 제지당한다. 이 때문에, 슬링어(3)의 정지상태에 있어서, 즉, 축(102)의 정지상태에 있어서, 원주방향 돌기(24)는 밀봉대상물이 외부로 스며나오는 것을 방지할 수 있다. 슬링어(3)의 정지상태에 있어서 밀봉대상물이 외부로 스며나오는 것을 방지하기 위해서, 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)은, 축선(x)에 대해서 외주측으로 경사지게 또는 구부러져 연장될 수도 있다. 끝면 립(21)의 내주면(22)과 원주방향 돌기(24)의 외주면(24b)과의 사이에 밀봉대상물을 용이하게 머무르게 할 수 있기 때문이다.

이와 같이, 밀봉장치(1)에 있어서는, 펌프 작용이 영향을 미치는 펌프 영역을 넘어 환류 영역에까지 밀봉대상물이 스며나오더라도, 이 스며나온 밀봉대상물을 원주방향 돌기(24)에 의해 제지시켜 저류시킬 수 있음과 함께 펌프 영역으로 되돌릴 수 있으므로, 펌프 작용에 의해 밀봉대상물을 밀봉대상물 측으로 되돌릴 수 있다.

슬링어(3)의 홈(33)으로 인한 펌프 작용은, 슬링어(3)의 회전이 고속으로 될수록 저감한다. 이것은, 슬링어(3)의 회전이 고회전이 되는 만큼, 펌프 영역이 슬링어 접촉부(22a) 및 립 접촉부(32) 측에 향해 수축하기 때문이라고 생각된다. 이 때문에, 밀봉대상물이 밀봉대상물 측으로부터 협소공간(S)으로 스며나올 경우, 슬링어(3)의 회전이 고속으로 될수록, 환류 영역에 진입하는 밀봉대상물이 늘어나게 된다. 환류 영역에서 환류하는 밀봉대상물의 양이, 환류 영역에 머물 수 있는 밀봉대상물의 양을 넘으면, 밀봉대상물은 협소공간(S)의 내부로 더욱 스며나오게 되고, 그 결과, 밀봉장치(1)의 외부로 더욱 스며나올 수가 있다.

본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)에 있어서는, 전술한 바와 같이, 펌프 영역을 넘어 환류 영역에까지 밀봉대상물이 스며나왔다고 하더라도, 이 스며나온 밀봉대상물을 원주방향 돌기(24)에 의해 제지시킴과 함께 펌프 영역에 되돌릴 수 있고, 더욱이 펌프 작용에 의해 밀봉대상물 측으로 되돌릴 수 있다. 게다가, 원주방향 돌기(24)는, 펌프 영역을 넘어 환류 영역에까지 스며나온 밀봉대상물이 안정적으로 환류 영역에 머무르도록 안내할 수 있다. 이 때문에, 슬링어(3)의 회전이 고회전이 되어, 환류 영역에 머무는 밀봉대상물이 늘어났다고 하더라도, 이 환류 영역에 머무는 밀봉대상물을 원주방향 돌기(24)에 의해 펌프 영역에 되돌릴 수 있어, 환류 영역에서 환류하는 밀봉대상물의 양이 환류 영역에 머물 수 있는 밀봉대상물의 양을 넘는 것을 억제할 수 있다. 또, 슬링어(3)의 고회전에 의해 펌프 작용이 저감하더라도, 원주방향 돌기(24)에 의해 밀봉대상물을 펌프 영역에 되돌릴 수 있으므로, 슬링어(3)의 고회전시에 있어서, 펌프 작용에 의해 밀봉대상물 측으로 되돌릴 수 있는 밀봉대상물을 많게 할 수 있다. 또, 원주방향 돌기(24)는, 밀봉대상물이 안정적으로 환류 영역에 머물도록 안내할 수 있으므로, 환류 영역에 머물 수 있는 밀봉대상물의 양을 늘릴 수 있어, 슬링어(3)의 고회전에 의해 펌프 작용이 저감하더라도, 밀봉대상물이 협소공간(S)의 외부로 누출되는 것을 더욱 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)에 의하면, 슬링어(3)의 홈(33)에 의한 펌프 작용을 이용할 경우에도, 축의 회전속도 값에 관계없이 밀봉대상물이 스며나오는 것을 억제할 수 있다.

< 제2 실시형태 >

이하, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 밀봉장치(64)에 대해 도 8을 참조하면서 설명한다. 본 발명의 제2 실시형태에 따른 밀봉장치(64)는, 전술한 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)의 원주방향 돌기(24)에 더하여, 해당 원주방향 돌기(24)의 내주측에 서브 원주방향 돌기(30)이 설치되어 있는 점이 다르다.

또한, 중간 립(29)에 대해서도, 제1 실시형태에 있어서의 밀봉장치(1)와는 달리, 축선(x)방향에 있어서 내측으로 향함에 따라 직경이 축소하는 원추 통형상의 형상을 가지고 있다. 중간 립(29)은, 그 선단이 밀봉장치(64)의 사용상태에 있어서 슬링어(3)에 접촉하지 않는다. 다만, 이것에 한정하는 것은 아니고, 중간 립(29)은, 그 선단이 슬링어(3)에 접촉하도록 형성될 수도 있다. 중간 립(29)은, 사용상태에 있어서, 끝면 립(21)과 슬링어(3)가 접촉하는 슬링어 접촉부(22a)를 넘어 밀봉대상물이 내부에 스며들어간 경우에, 이 스며들어간 밀봉대상물이 더스트 립(28) 측으로 유출되는 것을 방지하기 위해서 형성되어 있다.

이 서브 원주방향 돌기(30)는, 탄성체부(20)의 베이스부(25)로부터 축선(x) 방향을 따라 내측으로 직선 형상으로 연장되어 있고, 슬링어(3)의 플랜지부(31)의 외측면(31d)과 접촉하지 않는 범위에서 해당 외측면(31d)에 근접한 위치까지 연장되어 있다. 예를 들어, 원주방향 돌기(24)의 선단면(24a)과 서브 원주방향 돌기(30)의 선단면(30a)이 축선(x)과 수직인 방향을 따라 동일 면으로 되어 있다. 다만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 어느 한 쪽이 플랜지부(31)의 외측면(31d)에 근접하고 있을 수도 있다.

서브 원주방향 돌기(30)는, 선단면(30a), 외주면(30b), 내주면(30c)에 의해 구획형성되어 있어, 원주방향을 따른 연장방향에 수직인 단면 형상은 사각형 모양이다. 다만, 이 단면 형상은, 원주방향 돌기(24)(도 4)와 마찬가지로, 내주면(30c)보다 외주면(30b)이 긴 사다리꼴 형상인 것이 바람직하지만, 단면 형상은 이것으로 한정되지 않고, 여러 가지의 형상을 취할 수 있다.

이 경우, 밀봉장치(64)에서는, 끝면 립(21)의 원주방향 돌기(24)를 더욱 넘어 협소공간(S)에 스며들어간 밀봉대상물이 존재하고 있어도, 서브 원주방향 돌기(30)의 외주면(30b)에 의해 밀봉대상물이 제지당하기 때문에, 원주방향 돌기(24) 및 서브 원주방향 돌기(30)에 의해 밀봉대상물이 협소공간(S)의 외부로 스며나오는 것을 이중으로 억제할 수 있다. 또한, 서브 원주방향 돌기(30)는, 하나에 한정되지 않고, 복수 설치될 수도 있다.

< 제3 실시형태 >

다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 밀봉장치(74)에 대해 설명한다. 이 밀봉장치(74)는, 전술한 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)에 비해서, 원주방향 돌기의 형태가 달라, 원주방향 돌기(24) 대신에, 도 9에 도시된 바와 같은 형상의 원주방향 돌기(44)를 가지고 있다. 이하, 전술한 본 발명의 제1 실시형태에 따른 밀봉장치(1)와 동일 또는 유사한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략하고, 다른 구성에 대해 설명한다.

도 9는, 전술한 도 3에 대응하는 도면으로서, 밀봉장치(74)에 있어서의 탄성체부(20)의 끝면 립(21)의 부분 확대 사시도이며, 베이스부(25)로부터 내측의 부분에 있어서의 탄성체부(20)가 축선(x)을 따른 면에 있어서 절단된 상태로 도시되어 있다. 밀봉장치(74)에 있어서, 원주방향 돌기(44)는, 전술한 밀봉장치(1)의 원주방향 돌기(24)와 마찬가지로, 축선(x) 주위에서 환형상으로 연장되어 있고, 적어도 하나의 원주방향 돌기(44)가, 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하는 동일한 또는 대략 동일한 원주 상에 일정한 폭으로 환형상으로 설치되어 있다. 다만, 이 경우도, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 반경이 다른 복수의 원주방향 돌기(44)가 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하여 설치될 수도 있다. 또한, 원주방향 돌기(44)는, 원주방향 돌기(24)로 마찬가지로, 밀봉장치(1)에 있어서의 펌프 영역보다 타측(외측 혹은 내주측)에 설치되어 있다. 원주방향 돌기(44)는, 환류 영역에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

원주방향 돌기(44)는, 슬링어 접촉부(22a)보다 축선(x)방향에 있어서 외측의 영역 내에서 끝면 립(21)으로부터 돌출되어 있고, 원주방향 돌기(44)의 내측 단부인 선단면(44a)은, 축선(x)방향에 있어서, 슬링어 접촉부(22a)보다 외측에 위치하고 있다. 즉, 원주방향 돌기(44)는, 끝면 립(21)의 내주면(22)과 플랜지부(31)에 있어서의 외측면(31d)과의 사이에서 돌출되어 있다. 이와 같이, 밀봉장치(74)의 사용상태에 있어서 원주방향 돌기(44)는, 슬링어(3)와 접촉하지 않도록 하는 형상으로 형성되어 있기 때문에, 원주방향 돌기(44)에 의해 슬링어(3)에 대한 슬라이딩 저항이 증가하지는 않는다.

원주방향 돌기(44)는, 축선(x)을 중심으로 하여 일정한 폭으로 연장되는 환형상으로 형성됨과 함께, 전체적으로 요철을 가지는 파형상으로 형성되어 있다. 특히, 원주방향 돌기(44)는, 내측 혹은 외주측(도 9의 위쪽)으로부터 볼 때 오목하게 형성된 복수의 오목부(441)와, 복수의 오목부(441)의 사이에 형성된 복수의 볼록부(442)를 구비하고 있다. 여기서, 오목부(441)는 매끄러운 곡선으로 오목하게 만곡되는 곡선형상으로 형성된 오목형상 부분이다. 한편, 볼록부(442)는, 예각인 정점을 가지는 역 V자 모양으로 형성된 볼록형상 부분이다. 다만, 이것에 한정하는 것은 아니고, 볼록부(442)는, 매끄러운 곡선으로 볼록하게 만곡되는 곡선형상으로 형성된 볼록형상 부분일 수도 있다.

원주방향 돌기(44)는, 원주방향을 따른 연장방향과 수직인 단면에 있어서의 형상은 사각형이지만, 사각형으로 한정되지 않고 여러 가지의 형상일 수 있으며, 예를 들어 삼각형이나 사각형, 사다리꼴, 역 U자 모양 등의 형상 등일 수도 있다. 원주방향 돌기(44)의 외주측에 면하는 면인 외주면(44b)은, 적어도 밀봉장치(74)의 사용상태에 있어서, 외주측에 면하는 면으로서 축선(x)을 따라 연장되는 면인 것이 바람직하고, 또는, 축선(x)에 대해서 외주측을 향해 경사지게 연장되는 면인 것이 바람직하다.

특히, 도 4에 도시된 원주방향 돌기(24)와 마찬가지로, 원주방향 돌기(44)가 연장방향에 수직인 단면(도 2 참조)에 있어서의 형상으로서는 예를 들어 사다리꼴 형상일 수도 있다. 이 경우, 원주방향 돌기(44)의 내주측에 면하는 면인 내주면(44c)보다 외주면(44b) 쪽이 길고, 내주면(44c)과 외주면(44b) 사이에는 내주측으로부터 외주측을 향해 내주면(22)으로부터 멀어지도록 경사지는 선단면(44a)을 갖는 사다리꼴 형상의 원주방향 돌기(44)가 바람직하다.

다음에, 상술한 구성을 가지는 밀봉장치(74)의 작용에 대해 설명한다. 도 10은, 끝면 립(21)의 원주방향 돌기(44)의 작용에 의한 밀봉대상물의 유동 상태를 나타내기 위한 도면이다. 밀봉장치(74)에 있어서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 전술한 밀봉장치(1)와 마찬가지로, 파선 및 점선으로 나타낸 바와 같이, 원주방향 돌기(44)는, 전술한 밀봉장치(1)의 원주방향 돌기(24)와 마찬가지로 협소공간(S)으로 스며나온 밀봉대상물에 작용하여, 축(102)의 정지상태에 있어서, 전술한 밀봉장치(1)의 원주방향 돌기(24)와 마찬가지로 제방으로서 작용한다.

이와 같이, 밀봉장치(74)에 있어서도, 제1 실시형태에 있어서의 밀봉장치(1)와 동일한 작용 효과를 거둘 수 있고, 구체적으로는, 펌프 작용이 영향을 미치는 펌프 영역을 넘어 환류 영역에까지 밀봉대상물이 더욱 스며나오더라도, 이 스며나온 밀봉대상물을 원주방향 돌기(44)에 의해 제지시켜 저류시킬 수 있음과 함께 펌프 영역에 되돌릴 수 있으므로, 펌프 작용에 의해 밀봉대상물 측으로 되돌릴 수 있다.

또한, 원주방향 돌기(44)에서는, 제1 실시형태에 있어서의 원주방향 돌기(24)에 비해, 오목부(441)의 오목형상 영역에 밀봉대상물을 많이 머물게 할 수 있으므로, 슬링어(3)의 회전이 고회전이 되어, 환류 영역에 머무는 밀봉대상물이 늘어나더라도, 증대한 만큼의 밀봉대상물을 환류 영역에 머무르게 하면서 펌프 영역으로 되돌릴 수 있다. 또, 밀봉장치(74)에서는, 원주방향 돌기(44)의 오목부(441)의 오목형상에 따라 밀봉대상물이 유동하므로, 자연스럽게 펌프 영역으로 밀봉대상물을 되돌릴 수 있다.

이와 같이, 밀봉장치(74)에 있어서는, 원주방향 돌기(44)에 의해 밀봉대상물을 제지시킴과 함께 밀봉대상물을 펌프 영역으로 되돌릴 수 있으므로, 밀봉대상물이 외부로 누출되는 것을 더욱 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 밀봉장치(74)에 의하면, 슬링어(3)의 홈(33)에 의한 펌프 작용을 이용하는 경우에도, 축의 회전속도 값에 관계없이 밀봉대상물의 스며나옴을 억제할 수 있다.

< 제4 실시형태 >

계속해서, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 밀봉장치(84)에 대해 설명한다. 본 발명의 제4 실시형태에 따른 밀봉장치(84)는, 전술한 본 발명의 제3 실시형태에 따른 밀봉장치(74)에 비해서, 원주방향 돌기(44)에 더하여 복수의 직경방향 돌기(23)을 가지고 있다. 이하, 전술한 본 발명의 제3 실시형태에 따른 밀봉장치(74)와 동일 또는 유사한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략하고, 다른 구성에 대해 설명한다.

도 11은, 전술한 도 9에 대응하는 도면으로서, 밀봉장치(84)에 있어서의 탄성체부(20)의 끝면 립(21)의 부분 확대 사시도이며, 베이스부(25)로부터 내측의 부분에 있어서의 탄성체부(20)가 축선(x)을 따른 면에 있어서 절단된 상태로 도시되어 있다. 밀봉장치(84)의 원주방향 돌기(44)는, 전술한 제3 실시형태에 있어서의 밀봉장치(74)의 원주방향 돌기(44)와 동일하고, 축선(x) 주위에서 환형상으로 연장되어 있다. 이 끝면 립(21)에서는, 원주방향 돌기(44)보다 내주측(외측)에 복수의 직경방향 돌기(23)가 동일 또는 대략 동일한 원주 상에, 원주방향으로 등각도 간격 또는 대략 등각도 간격으로 배열되어 있고, 등피치 간격 또는 대략 등피치 간격으로 배열되어 있다.

직경방향 돌기(23)는, 타측(내주측 또는 외측)으로부터 일측(외주측 또는 내측)을 향해 축(102)(슬링어(3))의 회전 방향으로 나선형상으로 연장되어 있고, 끝면 립(21)에 있어서 끝면 립(21)이 슬링어(3)의 플랜지부(31)에 접촉하는 부분인 슬링어 접촉부(22a)보다 내주측 및 원주방향 돌기(44)보다 내주측에 형성되어 있다. 즉, 각 직경방향 돌기(23)는, 끝면 립(21)의 근원(21b) 측으로부터 선단(21a) 측을 향해 슬링어(3)의 회전 방향에 대해서 경사지게 연장되어 있다.

즉, 직경방향 돌기(23)의 내측(외주측)의 단부인 내측단(23a)은, 끝면 립(21)의 내주면(22)을 따라 설치된 원주방향 돌기(44)의 오목부(441)의 대략 중앙을 향해 연장되어 있고, 직경방향 돌기(23)의 외측(내주측)의 단부인 외측단(23b)은, 끝면 립(21)의 근원(21b) 측까지 연장되어 있다. 여기서, 직경방향 돌기(23)의 내측단(23a)과 원주방향 돌기(44)의 오목부(441)는 접촉한다. 다만, 이것으로 한정하는 것은 아니고, 직경방향 돌기(23)의 내측단(23a)과 원주방향 돌기(44)의 오목부(441)는 이격되어 있을 수도 있다.

또, 각 직경방향 돌기(23)는, 밀봉장치(84)의 사용상태에 있어서, 슬링어(3)와 접촉하지 않도록 하는 형상으로 형성되어 있다. 즉, 사용상태에 있어서, 직경방향 돌기(23)가 슬링어(3)의 플랜지부(31)의 외측면(31d)과 접촉하지 않도록, 직경방향 돌기(23)의 내주면(22)으로부터의 높이가 설정되어 있다. 제4 실시형태에 있어서, 직경방향 돌기(23)는, 내측단(23a)으로부터 외측단(23b)을 향해 내주면(22)으로부터의 높이가 점차 높아지고 있다.

전술한 바와 같이, 직경방향 돌기(23)는, 끝면 립(21)의 내주면(22)에 있어서, 리브 형상으로 형성되어 있고, 원주방향을 따라 외주측에 면하는 면인 측면(23c), 원주방향을 따라 내주측에 면하는 면인 측면(23d)은 끝면 립(21)의 내주면(22)에 대해서 경사지게 연장되어 있다. 다만, 이것으로 한정되지 않고, 측면(23c, 23d)은 내주면(22)에 대해서 직교 또는 대략 직교하여 연장될 수 있다.

직경방향 돌기(23)의 내주면(22)으로부터의 높이는 상기 구체적인 형상으로 한정되지 않는다. 직경방향 돌기(23)는, 내측단(23a)으로부터 외측단(23b)에 걸쳐 내주면(22)으로부터 일정한 높이일 수도 있고, 내측단(23a)으로부터 외측단(23b)을 향해 내주면(22)으로부터의 높이가 낮아지고 있을 수도 있다. 또, 직경방향 돌기(23)는, 내측단(23a)으로부터 외측단(23b)에 걸친 내주면(22)으로부터의 높이가, 전술한 높아지는 것, 낮아지는 것, 및 일정한 것 등의 여러 가지의 조합일 수도 있다. 또, 직경방향 돌기(23)의 연장방향에 수직인 단면에 있어서의 형상은, 여러 가지의 형상일 수 있으며, 예를 들어 삼각형이나 사각형, 사다리꼴, 역 U자 모양 등의 형상이다. 밀봉장치(84)의 사용상태에 있어서 직경방향 돌기(23)는, 슬링어(3)와 접촉하지 않도록 하는 형상으로 형성되어 있기 때문에, 직경방향 돌기(23)에 의해 슬링어(3)에 대한 슬라이딩 저항이 증가하지는 않는다.

또, 직경방향 돌기(23)의 연장방향 형상은, 외측단(23b)으로부터 내측단(23a)을 향해 끝이 가늘어지는 형상일 수 있으며, 외측단(23b)과 내측단(23a) 사이에 걸쳐, 연장방향에 직교하는 방향의 폭이 연장방향을 향해 변화하는 형상일 수도 있고, 여러 가지의 형상일 수도 있다. 또, 직경방향 돌기(23)는, 내측단(23a)과 외측단(23b) 사이에서 똑바로 연장될 수도 있고, 구부러지게 연장될 수도 있다.

도 11에 파선으로 도시된 바와 같이, 밀봉대상물이 원주방향 돌기(44)의 오목부(441)를 넘어 끝면 립(21)의 근원(21b) 측으로 유동하여도, 원주방향 돌기(44)의 내주측에 존재하는 직경방향 돌기(23)의 측면(23c)에 맞닿아, 밀봉대상물을 튕겨내거나, 또는 밀봉대상물을 측면(23c)을 따라 내측단(23a)까지 인도하고, 그 후, 원주방향 돌기(44)의 오목부(441)를 다시 넘어가게 한 후 펌프 영역으로 되돌릴 수 있다. 이 때, 원주방향 돌기(44)에서는, 외주면(44b)보다 내주면(44c) 쪽이 높이가 낮기 때문에, 밀봉대상물을 펌프 영역 측으로 되돌리기 쉽다. 또, 전술한 바와 같이 원주방향 돌기(44)를 넘어 끝면 립(21)의 근원(21b) 측으로 더욱 진행되는 밀봉대상물이 있기 때문에, 직경방향 돌기(23)는, 원주방향에 있어서 인접하는 다른 직경방향 돌기(23)와 축선(x)방향에 있어서 내주측(외측)으로부터 외주측(내측)으로 볼 때 부분적으로 겹쳐지도록 배열되는 것이 바람직하다.

또, 직경방향 돌기(23)를 넘은 밀봉대상물을 인접하는 다른 직경방향 돌기(23)에 의해 펌프 영역으로 되돌리는 기능을 향상시키기 위해서, 서로 인접하는 직경방향 돌기(23)끼리가 축선(x)방향에 있어서 내주측으로부터 외주측으로 볼 때 겹쳐지는 부분을 크게 할 수 있도록, 직경방향 돌기(23)의 연장방향(각도)이나, 서로 인접하는 직경방향 돌기(23)의 간격(피치)을 조정하는 것이 바람직하다. 또, 전술한 직경방향 돌기(23)의 기능을 끝면 립(21)이 원주방향에 있어서 균등하게 가지도록, 직경방향 돌기(23)는, 서로 동일한 간격으로 인접하고 있는 것이 바람직하다.

< 제5 실시형태 >

이하, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 밀봉장치(94)에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명의 제5 실시형태에 따른 밀봉장치(94)는, 전술한 본 발명의 제4 실시형태에 따른 밀봉장치(84)에 비해서, 원주방향 돌기(44)에 대해서 배치되는 직경방향 돌기(23)의 원주방향에 있어서의 위치가 상이하다. 이하, 전술한 본 발명의 제4 실시형태에 따른 밀봉장치(84)에 비해서 동일 또는 유사한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략하고, 다른 부분에 대해 설명한다.

도 12는, 밀봉장치(94)에 있어서의 탄성체부(20)의 끝면 립(21)의 부분 확대 사시도이다. 이 밀봉장치(94)는, 전술한 밀봉장치(84)와 마찬가지로, 축(102)과 이 축(102)이 삽입되는 구멍과의 사이의 환형상 간극을 밀봉하기 위한 밀봉장치이다.

이 경우, 직경방향 돌기(23)의 내측(외주측) 단부인 내측단(23a)은, 원주방향 돌기(44)의 오목부(441)와 오목부(441) 사이의 볼록부(442)의 함몰부를 향해 연장되어 있고, 직경방향 돌기(23)의 외측(내주측) 단부인 외측단(23b)은, 끝면 립(21)의 근원(21b) 측까지 연장되어 있다. 즉, 제4 실시형태에 있어서의 직경방향 돌기(23)에 비해 제5 실시형태에 있어서의 직경방향 돌기(23)는 구성적으로 동일하지만, 그 배치가 원주방향으로 어긋나 있다. 이 경우, 제5 실시형태에 있어서의 직경방향 돌기(23)는, 제4 실시형태에 있어서의 직경방향 돌기(23)에 비해, 직경방향에 있어서 외주측 부근의 위치에 배치되기 때문에, 원주방향 돌기(44)를 넘은 밀봉대상물을 직경방향 돌기(23)에 의해 단시간 내에 펌프 영역으로 되돌릴 수 있다.

< 제6 실시형태 >

이하, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 밀봉장치(104)에 대해 도 13 및 도 14를 참조하면서 설명한다. 본 발명의 제6 실시형태에 따른 밀봉장치(104)는, 전술한 본 발명의 제4 실시형태에 따른 밀봉장치(84)의 원주방향 돌기(44)를 대신하여 제1 실시형태에 있어서의 원주방향 돌기(24)를 이용하고 있는 점이 다르다.

이 밀봉장치(104)에서는, 직경방향 돌기(23)의 내측(외주측) 단부인 내측단(23a)은, 원주방향 돌기(24)의 내주면(24c)을 향해 연장되어 있고, 직경방향 돌기(23)의 외측(내주측) 단부인 외측단(23b)은, 끝면 립(21)의 근원(21b) 측으로 연장되어 있다. 이 경우도, 원주방향 돌기(24)와 복수의 직경방향 돌기(23)의 조합에 의해, 제1 실시형태에 있어서의 작용 효과에 더하여, 제4 및 제5 실시형태에 있어서의 작용 효과도 거둘 수 있다.

또한, 제4 실시형태 내지 제6 실시형태에 있어서는, 환형상의 원주방향 돌기(24, 44)를 이용하도록 하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 원주방향 돌기(24, 44)에 있어서 일정 간격마다 복수의 간격(홈)을 설치하도록 할 수도 있다. 특히, 원주방향 돌기(24, 44)에 있어서, 직경방향 돌기(23)의 내측단(23a) 부근에 간격(홈)을 설치하는 것에 의해, 직경방향 돌기(23)의 측면(23c)을 따라 펌프 영역으로 인도되는 밀봉대상물을 원주방향 돌기(24, 44)의 간격(홈)을 통과시켜 펌프 영역에 양호한 효율로 단시간 내에 되돌릴 수 있다.

< 다른 실시형태 >

상술한 직경방향 돌기(23)는, 나선 형상으로 연장되어 있는 것으로 하였지만, 끝면 립(21)의 내주면(22) 상에서 여러 가지의 형상을 형성하도록 연장되어 있고, 끝면 립(21)의 내주면(22) 상에 나선 형상으로 배치될 수도 있다. 또, 직경방향 돌기(23)의 각각의 측면(23c, 23d)은, 평면 형상일 수도 있고, 곡면 형상일 수도 있다.

슬링어(3)가 가지는 홈(33)은, 전술한 바와 같이, 도 4에 도시된 나사(4조 나사) 형상으로 한정되지 않고, 다른 형상일 수도 있다. 예를 들어, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 내주측으로부터 외주측을 향해 축선(x)을 중심 또는 대략 중심으로 하여 방사상으로 연장되는 홈일 수도 있고, 또한, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 원주방향으로 경사지게 연장되는 홈일 수도 있다.

밀봉장치(1, 64, 74, 84, 94, 104)에 있어서, 탄성체부(20)는, 더스트 립(28) 및 중간 립(29)을 가지고 있는 것으로 하였지만, 탄성체부(20)는, 더스트 립(28) 및 중간 립(29)을 가지지 않을 수도 있고, 더스트 립(28) 및 중간 립(29) 중 어느 하나만을 가질 수도 있다.

또, 본 실시형태에 따른 밀봉장치(1, 64, 74, 84, 94, 104)는, 엔진의 크랭크 구멍에 적용되는 것으로 하였지만, 본 발명에 따른 밀봉장치의 적용 대상은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 다른 차량이나 범용 기계, 산업 기계 등, 본 발명이 거둘 수 있는 효과를 이용할 수 있는 모든 구성에 대해서 본 발명은 적용 가능하다.

1, 64, 74, 84, 94, 104: 밀봉장치, 2: 밀봉장치 본체, 3: 슬링어, 10: 보강환, 11: 통부, 11a: 외주측 원통부, 11b: 내주측 원통부, 11c: 접속부, 12, 14: 원반부, 13: 원추형 링부, 20: 탄성체부, 21: 끝면 립, 21a: 선단, 21b: 근원, 22: 내주면, 22a: 슬링어 접촉부, 22b: 외측 가장자리, 23: 직경방향 돌기, 23a: 내측단, 23b: 외측단, 23c, 23d: 측면, 24, 44: 원주방향 돌기, 24a, 44a: 선단면, 24b, 44b: 외주면, 24c: 내주면, 25: 베이스부, 26: 개스킷부, 27: 후방 커버부, 28: 더스트 립, 29: 중간 립, 29a: 외주면, 30: 서브 원주방향 돌기, 30a: 선단면, 30b: 외주면, 30c: 내주면, 31: 플랜지부, 31a: 내주측 원반부, 31b: 외주측 원반부, 31c: 접속부, 31d: 외측면, 32: 립 접촉부, 33: 홈, 34: 통부, 35: 원통부, 35a: 내주면, 35b: 외주면, 42: 간극, 52e: 끝면, 100: 하우징, 101: 축 구멍, 101a: 내주면, 102: 축, 102a: 외주면, 441: 오목부, 442: 볼록부, G: 간격, S: 협소공간, x: 축선

Claims (6)

1. 축과 해당 축이 삽입되는 구멍과의 사이의 환형상 간극을 밀봉하기 위한 밀봉장치로서,
   상기 구멍에 끼워지는 밀봉장치 본체와,
   상기 축에 부착되는 슬링어를 포함하며,
   상기 밀봉장치 본체는, 축선 주위에서 환형상인 보강환과, 해당 보강환에 부착되어 있는 탄성체로 형성되어 있는 축선 주위에서 환형상인 탄성체부를 가지고 있으며,
   상기 슬링어는, 외주측을 향하여 연장되는 상기 축선 주위에서 환형상의 부분인 플랜지부를 가지고 있으며,
   상기 탄성체부는, 상기 축선방향에 있어서 일측을 향하여 연장되는, 상기 플랜지부에 상기 축선방향에 있어서 타측으로부터 접촉하는 상기 축선 주위에서 환형상의 립인 끝면 립을 가지고 있으며,
   상기 슬링어의 상기 플랜지부의 상기 타측에는 적어도 하나의 홈이 형성되어 있으며,
   상기 끝면 립의 내주면에는, 상기 축선 주위에서 환형상으로 연장되는 적어도 하나의 원주방향 돌기가 형성되어, 상기 끝면 립의 내주면과 상기 플랜지부에 있어서의 상기 타측의 면과의 사이에서 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 원주방향 돌기는 요철을 가지는 파형상인 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 원주방향 돌기는, 상기 끝면 립이 상기 슬링어의 상기 플랜지부에 접촉하는 부분인 슬링어 접촉부보다 내주측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 끝면 립의 내주면에는, 상기 원주방향 돌기에 더하여 직경방향을 따라 연장되는 직경방향 돌기가 형성되고, 상기 원주방향 돌기는 상기 직경방향 돌기보다 외주측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 원주방향 돌기는, 상기 끝면 립에 있어서, 상기 슬링어 접촉부로부터 내주측으로 소정의 간격을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀봉장치.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬링어에 형성된 홈은 나사홈인 것을 특징으로 하는 밀봉장치.

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