KR20200074220A - 환형상 더스트 씰 - Google Patents

Abstract

우수한 더스트 씰 기능을 가지면서, 국소 마모, 플래트닝(변형) 및 스틱 슬립(소음, 진동)이 개선된 환형상 더스트 씰을 제공한다. 탄성재료로 이루어지고, 하우징에 의해 지지되고, 링 형상의 더스트 립(4)을 갖고, 상기 하우징 내에 배치되고, 선단측을 대기측으로 돌출시킨 왕복운동 축의 외주면에 상기 더스트 립(4) 표면을 접촉시키는 환형상 더스트 씰로서, 상기 더스트 립(4)의 종단면에 있어서, 이 더스트 립(4)의 정수리부보다 상기 하우징 내측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4b)의 평균 곡률반경은, 이 더스트 립(4)의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4a)의 평균 곡률반경보다 크게 되어 있다.

Description

환형상 더스트 씰

본 발명은 환형상 더스트 씰에 관한 것으로서, 상세하게는, 우수한 더스트 씰 기능을 가지면서, 국소 마모, 플래트닝(flattening)(변형)이나 스틱 슬립(stick slip)(소음, 진동)이 생기지 않는 환형상 더스트 씰에 관한 것이다.

종래, 건설기계의 유압 실린더나 서스펜션, 및 자동차의 쇽업소버 등에 있어서 로드 씰부에 이용되는 더스트 씰에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 왕복운동 축(로드)(200)의 외주면에 슬라이딩 가능하게 밀봉 접촉하는 환형상 더스트 씰(300)이 있다(특허문헌 1).

왕복운동 축(200)은, 도시하지 않은 하우징 내에 배치되어, 도 8에서 화살표 A로 나타낸 바와 같이, 축방향으로 왕복운동 가능하게 되어 있다. 이 왕복운동 축(200)은, 기단측(도 8에서 좌측)을 하우징 내에 위치시키고, 선단측(도 8에서 우측)을 하우징의 개구 단부보다 축방향 외측(이하 "대기측"이라고 한다.)으로 돌출시키고 있다. 하우징 내에는 오일이 충전되어 있지만, 유압 실린더 등에는 더스트 씰의 하우징 내측(이하 "유압측"이라고 한다.)에, 외부 오일 누출을 막는 립 패킹, 및 고부하 시의 유압 완충과 고온 오일 컷을 목적으로 한 버퍼 링이 병용되는 일이 많아, 더스트 씰에는 립 패킹과 축 사이를 통과한 유막이 공급된다.

환형상 더스트 씰(300)은, 고무상 탄성재료에 의해 일체로 링 형상으로 형성되어 있고, 외주 측에 금속 링(310)이 부착되어 있다. 환형상 더스트 씰(300)은, 하우징에 형성된 환형상 홈 내에 배치되어 있다. 환형상 홈은, 왕복운동 축(200)의 외주면을 둘러싸도록 형성되어 있다.

환형상 더스트 씰(300)은, 유압측에, 왕복운동 축(200)의 주위면에 맞닿는 링 형상의 오일 립(320)을 가지고 있다. 또, 환형상 더스트 씰(300)은, 대기측에, 왕복운동 축(200)의 주위면에 맞닿는 링 형상의 더스트 립(330)을 가지고 있다.

환형상 더스트 씰(300)은, 고무상 탄성재료의 탄성력에 의해, 오일 립(320)을 왕복운동 축(200)의 외주면에 압접시키고 있다. 또, 환형상 더스트 씰(300)은, 고무상 탄성재료의 탄성력에 의해, 더스트 립(330)을 왕복운동 축(200)의 외주면에 압접시키고 있다. 이들 오일 립(320) 및 더스트 립(330)이 왕복운동 축(200)의 외주면에 압접되는 것에 의해, 하우징 내부가 밀봉된다.

환형상 더스트 씰(300)은, 오일 립(320)에 의해, 하우징 내의 오일을 밀봉한다. 또, 환형상 더스트 씰(300)은, 더스트 립(330)에 의해, 토사 등이 하우징 내에 침입하는 것을 저지한다. 이 환형상 더스트 씰(300)은, 더스트 립(330)보다 유압측에 있는 유압 유지 부품이나, 베어링, 기어 등의 슬라이딩 부품의 양호한 윤활 상태를 장기간 유지시키는 것에 의해, 기기의 수명 장기화에 공헌하고 있다. 또, 더스트 립(330)은, 왕복운동 축(200)의 외주면에 적당의 유막을 형성하게 되어 있다.

일본 공개특허공보 특개2014-214769호

환형상 더스트 씰(300)은, 더스트 립(330)에 의해 외부 이물이 하우징 내로 침입하는 것을 방지하기 위해서, 왕복운동 축(200)의 외주면과의 사이의 간극을 밀봉할 수 있는 탄성재료로서, 각종 고무, 우레탄, PTFE 등에 의해 형성된다. 또, 환형상 더스트 씰(300)은, 왕복운동 축(200)의 외주면에 고착된 외부 이물을 긁어 떼어낼 필요도 있으므로, 강성이 요구되어, 고경도의 고무나 우레탄 등의 합성수지재료에 의해 형성된다.

또, 환형상 더스트 씰(300)은, 왕복운동 축(200)의 외주면에 대한 씰 접촉압력을 높게 하여, 왕복운동 축(200)의 외주면에 고착된 외부 이물에 대한 밀봉성을 높이는 것에 의해, 기기의 수명 장기화에 공헌할 수 있다.

그런데, 환형상 더스트 씰(300)은, 왕복운동 축(200)의 외주면에 대한 씰 접촉압력을 높이면, 면압 구배가 높아지기 때문에, 축이 하우징 내측으로 스트로크 할 때, 더스트 립을 통과하는 유막이 얇아지고, 긁어냄 누출이 많아질 우려가 있다. 또, 환형상 더스트 씰(300)은, 씰 접촉압력을 높이기 위해서 조임력을 높일 경우, 국소 마모, 플래트닝(변형), 스틱 슬립(소음, 진동) 등이 발생할 우려가 있다.

여기서, 본 발명은, 우수한 더스트 씰 기능을 가지면서, 국소 마모, 플래트닝(변형)이나 스틱 슬립(소음, 진동)이 개선된 환형상 더스트 씰을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 다른 과제는, 이하의 기재에 의해 명확해진다.

상기 과제는, 이하의 각각의 발명에 의해 해결된다.

1.

탄성재료로 이루어지고, 하우징에 의해 지지되고, 링 형상의 더스트 립을 갖고, 상기 하우징 내에 배치되고, 선단측을 대기측으로 돌출시킨 왕복운동 축의 외주면에 상기 더스트 립 표면을 접촉시키는 환형상 더스트 씰로서,

상기 더스트 립의 종단면에 있어서, 이 더스트 립의 정수리부보다 상기 하우징 내측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경은, 이 더스트 립의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경보다, 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 환형상 더스트 씰.

2.

상기 더스트 립의 정수리부보다 상기 하우징 내측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경은, 이 더스트 립의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경의 1.5배 ~ 4배인 것을 특징으로 하는 상기 1에 기재된 환형상 더스트 씰.

3.

상기 더스트 립의 정수리부보다 상기 하우징 내측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경은, 이 더스트 립의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경의 2배 ~ 3배인 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 환형상 더스트 씰.

4.

상기 왕복운동 축의 외주면에 상기 더스트 립 표면을 접촉시켰을 때,

대기측을 향하는 끝면의, 적어도 상기 왕복운동 축의 외주면 부근은, 이 외주면의 모선에 대해서 이루는 각도가 90도 이상이 되는 것을 특징으로 하는 상기 1, 2 또는 3에 기재된 환형상 더스트 씰.

5.

상기 왕복운동 축의 외주면에 상기 더스트 립 표면을 접촉시켰을 때,

대기측을 향하는 끝면은, 상기 왕복운동 축의 외주면에 가까울수록 대기측으로 돌출한 테이퍼 형상이 되는 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 환형상 더스트 씰.

본 발명에 의하면, 우수한 더스트 씰 기능을 가지면서, 국소 마모, 플래트닝(변형)이나 스틱 슬립(소음, 진동)이 개선된 환형상 더스트 씰을 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 환형상 더스트 씰의 제1 실시형태(장착 상태)를 나타내는 종단면도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 환형상 더스트 씰(미장착 상태)을 나타내는 종단면도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 환형상 더스트 씰의 주요부를 나타내는 주요부 확대 종단면도이다.
도 4는, 도 1에 도시된 환형상 더스트 씰의 왕복운동 축에 대한 접촉압력을 나타내는 그래프이다.
도 5는, 본 발명의 환형상 더스트 씰의 제2 실시형태(미장착 상태)를 나타내는 종단면도이다.
도 6은, 도 5에 도시된 환형상 더스트 씰의 주요부를 나타내는 주요부 확대 종단면도이다.
도 7은, 도 5에 도시된 환형상 더스트 씰의 왕복운동 축에 대한 접촉압력을 나타내는 그래프이다.
도 8은, 종래의 환형상 더스트 씰을 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다.

[제1 실시형태]

도 1은, 본 발명의 환형상 더스트 씰의 제1 실시형태(장착 상태)를 나타내는 종단면도이다.

이 환형상 더스트 씰(1)의 제1 실시형태는, 건설기계의 유압 실린더나 서스펜션, 및 자동차의 쇽업소버 등에 있어서 로드 씰에 이용된다. 본 실시형태는, 건설기계, 토목기계, 운반차량 등의 액추에이터로서 이용되는 유압 실린더(전체를 도시하지 않음)에 채용되는 로드 씰링 시스템에의 적용예이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로드 씰링 시스템은, 왕복 직선 운동을 하는 가동부로서의 피스톤 로드(102)와, 이 피스톤 로드(102)를 수납하는 고정부로서의 실린더 하우징(101)과의 사이에 설치되어 있다. 로드 씰링 시스템은 하우징(101)에 의해 지지되어 있다. 하우징(101)은, 대기측(도 1에서 우측)이 개구부(101a)로 되어 있고, 도시하지 않은 유압측(도 1에서 좌측, 내측)이 폐쇄되어 있다.

하우징(101) 내에는, 왕복운동 축(로드)(102)이 배치되어 있다. 이 왕복운동 축(102)은, 일측 선단을 하우징(101) 내의 유압측에 위치시키고, 타측 선단을 하우징(101)의 개구부(101a)보다 돌출시키고 있다. 왕복운동 축(102)은, 도 1에서 화살표 A로 나타낸 바와 같이, 축방향으로 왕복운동 가능하게 되어 있다. 왕복운동 축(102)은, 하우징(101) 내의 유체에 의해, 축방향으로의 왕복운동 속도가 규제된다.

로드 씰링 시스템은, 로드 패킹(도시하지 않음)과, 로드 패킹의 유압측에 배치된 버퍼 링(도시하지 않음)과, 로드 패킹의 대기측에 배치된 더스트 씰(1)을 구비하고 있다. 따라서 유압측으로부터 대기측을 향해, 버퍼 링, 로드 패킹, 더스트 씰(1)의 순서로 배열되어 있다.

로드 패킹은, 외부로의 작동유 누출을 방지하는 메인 씰이 되며, 링 형상의 U 패킹을 주 몸체로 하고, 이 U 패킹에 평평한 형상의 와셔형 백업 링을 인접시킨 구조의 것이다. 이러한 U 패킹과 백업 링은, 모두 실린더 하우징(101)의 내주면에 설치된 장착홈에 수납되어 있다.

버퍼 링은, 고부하시의 충격압이나 변동압을 완충시키거나, 고온의 작동유가 로드 패킹 측으로 유입되는 것을 억제하거나 하여, 로드 패킹의 내구성을 유지하는 역할을 수행하고 있다. 이러한 버퍼 링은, 링 형상의 U 패킹을 주 몸체로 하고, 이 U 패킹의 힐(heel)부에 백업 링을 끼워넣은 구조의 것이다. 이러한 U 패킹과 백업 링은, 모두 실린더 하우징(101)의 내주면에 설치된 장착홈에 수납되어 있다.

도 2는, 도 1에 도시된 환형상 더스트 씰(미장착 상태)을 나타내는 종단면도이다.

환형상 더스트 씰(1)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 탄성재료에 의해, 일체로 링 형상으로 형성되어 있다. 환형상 더스트 씰(1)을 이루는 재료로서는, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)과의 사이의 간극을 밀봉할 수 있는 탄성재료로서, 각종 고무, 우레탄, PTFE 등의 합성수지재료가 바람직하다.

환형상 더스트 씰(1)은, 외주측에 금속 링(2)이 부착되어 있다. 금속 링(2)은, 원환판부(2a)와, 이 원환판부(2a)의 외주 부분이 굴곡되어 형성된 원통부(2b)를 가지고 있다. 금속 링(2)은, 원통부(2b)가 환형상 더스트 씰(1)의 외주면을 따르고, 원환판부(2a)가 환형상 더스트 씰(1)에 매설되는 것에 의해, 환형상 더스트 씰(1)에 부착되어 있다.

환형상 더스트 씰(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(101)에 형성된 환형상 홈(103) 내에 배치되어 있다. 환형상 홈(103)은, 하우징(101)의 개구부(101a) 부근에 위치하여, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)을 둘러싸고, 왕복운동 축(102)과 동축으로 형성되어 있다.

환형상 더스트 씰(1)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유압측(내측)에, 왕복운동 축(102)의 외주면에 접촉되는 링 형상의 오일 립(3)을 가지고 있다. 또, 환형상 더스트 씰(1)은, 대기측에, 왕복운동 축(102)의 외주면에 접촉되는 링 형상의 더스트 립(4)을 가지고 있다.

환형상 더스트 씰(1)은, 탄성재료의 탄성력에 의해, 오일 립(3)의 표면을 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 압접시키고 있다. 또, 환형상 더스트 씰(1)은, 탄성재료의 탄성력에 의해, 더스트 립(4)의 표면을 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 압접시키고 있다. 이들 오일 립(3) 및 더스트 립(4)이 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 압접되는 것에 의해, 하우징(101) 내부가 밀봉된다.

도 3은, 도 1에 도시된 환형상 더스트 씰의 주요부를 나타내는 주요부 확대 종단면도이다.

더스트 립(4)의 표면은, 토러스(torus) 형상으로 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 종단면이 원호형상으로 이루어져 있다. 더스트 립(4)의 종단면에 있어서, 더스트 립(4)의 정수리부(4c)보다 유압측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4b)의 평균 곡률반경(≒(R1＋R2)/2)은, 더스트 립(4)의 정수리부(4c)보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4a)의 평균 곡률반경(=R2)보다, 크게 되어 있다.

더스트 립(4)의 종단면에 있어서, 더스트 립(4)의 정수리부(4c)보다 유압측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4b)의 평균 곡률반경(≒(R1＋R2)/2)은, 더스트 립(4)의 정수리부(4c)보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4a)의 평균 곡률반경(R2)의 1.5배 ~ 4배인 것이 바람직하다.

더스트 립(4)의 종단면에 있어서, 더스트 립(4)의 정수리부(4c)보다 유압측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4b)의 평균 곡률반경(≒(R1＋R2)/2)은, 더스트 립(4)의 정수리부(4c)보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면(4a)의 평균 곡률반경(R2)의 2배 ~ 3배인 것이 더욱 바람직하다.

이 실시형태와 같이, 건설기계의 유압 실린더나 서스펜션, 및 자동차의 쇽업소버에 있어서의 로드 씰에 이용되는 경우의 일반적인 재질, 온도 조건 및 더스트의 종류에 있어서, 유압측의 곡률반경(R1)은, 0.4mm ~ 0.5mm 정도이며, 대기측의 곡률반경(R2)은, 0.15mm ~ 0.2mm 정도인 것이 바람직하다. 다만, 이러한 구체적 수치의 최적값은, 환형상 더스트 씰(1)을 이루는 재질이나, 온도 조건, 더스트의 종류 등에 의해 변동한다.

도 4는, 도 1에 도시된 환형상 더스트 씰의 왕복운동 축에 대한 접촉압력을 나타내는 그래프이다.

도 4에 있어서, 접촉압력이 정으로 되는 영역은, 더스트 립(4)이 탄성변형 하여 뭉개져서 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 접촉하고 있는 영역이다. 이 접촉 영역의 대기측이 가로축 우측 끝이며, 가로축 좌측이 유압측으로의 거리를 나타내고 있다.

도 4에서 종래제품에 있어서 접촉압력이 최대가 되는 곳은, 더스트 립의 정수리부이다. 본 실시형태의 환형상 더스트 씰(1)에 있어서는, 정수리부(4c)의 위치는 종래제품과 같지만, 더스트 립(4) 표면의 곡률반경의 차이로부터, 정수리부(4c)에 있어서 접촉압력이 최대가 되지 않을 수가 있다.

더스트 립(4)의 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 대한 접촉압력은, 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 종래제품과 비교해서, 피크값이 낮아져 있고, 또한, 피크값을 받는 부분의 축방향 길이가 유압측으로 길어지고 있다. 접촉압력이 필요면압(p)을 초과하고 있는 필요면압 폭(w1)이 종래제품보다 넓어지고 있다. 이것은, 유압측의 곡률반경(R1)을 크게 하였기 때문이다. 도 4에 나타내는 종래제품과 본 실시형태의 환형상 더스트 씰(1)은, 재질, 전체 형상, 온도 조건 등이 동일한 것이다.

더스트 립(4)는, 유압측의 곡률반경(R1)이 큰 것에 의해, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 대한 접촉압력이 작아져, 국소 마모, 플래트닝(변형)이나 스틱 슬립(소음, 진동)이 방지되고, 액체(오일)의 긁어냄 누출이 방지된다. 또, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 부착된 액체막(유막 등)이 적당한 두께가 된다. 그리고, 더스트 립(4)은, 대기측의 곡률반경(R2)이 작은 것에 의해, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 대해서 충분한 접촉압력을 가하므로, 우수한 더스트 씰 기능을 가진다.

즉, 이 환형상 더스트 씰(1)은, 외부 이물(토사, 광석, 오일, 물, 얼음, 수액 등)이 하우징(101) 내에 침입하는 것을 저지하는 더스트 씰 기능이 우수하여, 환형상 더스트 씰(1)보다 유압측에 있는 유압 유지 부품이나, 베어링, 기어 등의 슬라이딩 부품을 양호한 윤활 상태가 되게 한다. 이 환형상 더스트 씰(1)은, 우수한 더스트 씰 기능을 장기간 유지할 수 있어, 기기의 수명 장기화에 공헌할 수 있다.

[제2 실시형태]

도 5는, 본 발명의 환형상 더스트 씰의 제2 실시형태(미장착 상태)를 나타내는 종단면도이며, 도 6은, 도 5에 나타내는 환형상 더스트 씰의 주요부를 나타내는 주요부 확대 종단면도이다. 도 5 및 도 6에 있어서, 도 1 ~ 도 3과 동일한 부호가 부여된 부위는 동일 구성의 부위이기 때문에, 이들의 설명은 상기 실시형태의 설명을 원용하고, 여기에서는 생략한다.

환형상 더스트 씰(1)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 대기측을 향하는 대기측 끝면(1a)이, 장착 상태에 있어서, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 가까울수록 대기측으로 돌출한 테이퍼 형상이 되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이, 대기측 끝면(1a)의 형상이, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 가까울수록 대기측으로 돌출한 테이퍼 형상인 것에 의해, 대기측 끝면(1a)에 의해, 외주면(102a)에 부착된 이물을 긁어 떼어내는 것을 양호하게 실시할 수 있다.

또, 환형상 더스트 씰(1)의 대기측 끝면(1a)은, 원추면(종단면이 직선)일 필요는 없고, 적어도 왕복운동 축(102)의 외주면(102a) 부근이, 장착 상태에 있어서, 외주면(102a)의 모선에 대해서 이루는 각도가 90도 이상이면 된다.

환형상 더스트 씰(1)은, 대기측 끝면(1a)의 외주면(102a) 부근이, 외주면(102a)의 모선에 대해서 90도 이상의 각도를 이루는 것에 의해, 외주면(102a)에 부착된 이물을 긁어 떼어내는 것을 양호하게 실시할 수 있다. 대기측 끝면(1a)의 외주면(102a) 부근이 외주면(102a)의 모선에 대해서 90도 미만의 각도인 경우에는, 외주면(102a)에 부착된 이물은, 왕복운동 축(102)의 왕복운동에 수반하여, 양호하게 긁혀 떨어지지 않고, 왕복운동 축(102) 및 환형상 더스트 씰(1) 사이에 침입해 버릴 우려가 있다.

또한, 환형상 더스트 씰(1)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 왕복운동 축(102)의 주위에 장착되어 있지 않은 상태에 있어서는, 대기측 끝면(1a)은, 장착되는 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)이 모선에 대해서 이루는 각도가 90도 미만이며, 외주면(102a)로부터 멀어질수록 대기측으로 돌출하는 테이퍼 형상으로 되어 있을 수 있다. 즉, 환형상 더스트 씰(1)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 왕복운동 축(102)의 주위에 장착되었을 때, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 가압되어 변위하고, 대기측 끝면(1a)의 외주면(102a)이 모선에 대해서 이루는 각도가 90도 이상이 되어, 외주면(102a)에 가까울수록 대기측으로 돌출한 테이퍼 형상이 된다. 이 때의 환형상 더스트 씰(1)의 변위량이 간섭 마진으로 된다.

도 7은, 도 5에 나타내는 환형상 더스트 씰의 왕복운동 축에 대한 접촉압력을 나타내는 그래프이다.

도 7에 있어서, 접촉압력이 정으로 되는 영역은, 더스트 립(4)이 탄성변형하여 뭉개져서 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 접촉하고 있는 영역이다. 이 접촉 영역의 대기측이 가로축 우측 끝이며, 가로축 좌측이 유압측으로의 거리를 나타내고 있다.

도 7에서 종래제품에 있어서 접촉압력이 최대가 되는 곳은, 더스트 립의 정수리부이다. 본 실시형태의 환형상 더스트 씰(1)에 있어서는, 정수리부(4c)의 위치는 종래제품과 같지만, 더스트 립(4)의 표면의 곡률반경의 차이로부터, 정수리부(4c)에 있어서 접촉압력이 최대가 되지 않을 수가 있다.

이 실시형태에 있어서도, 더스트 립(4)의 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 대한 접촉압력은, 도 7에 도시된 바와 같이, 전술한 종래제품과 비교해서, 피크값이 낮아져 있고, 또한, 피크값 부근을 취한 부분의 축방향 길이가 유압측으로 길어지고 있다. 접촉압력이 필요면압(p)을 초과하고 있는 필요면압 폭(w2)이 종래제품보다 넓어지고 있다. 이것은, 유압측의 곡률반경(R1)을 크게 하였기 때문이다. 도 7에 나타내는 종래제품과 본 실시형태의 환형상 더스트 씰(1)은, 재질, 전체 형상, 온도 조건 등이 동일한 것이다.

따라서, 이 환형상 더스트 씰(1)은, 더스트 씰 기능이 우수하고, 또한, 우수한 더스트 씰 기능을 장기간 유지할 수 있어, 기기의 수명 장기화에 공헌할 수 있다. 또, 본 실시형태의 환형상 더스트 씰(1)은, 대기측 끝면(1a)에 의해, 왕복운동 축(102)의 외주면(102a)에 부착된 이물을 긁어 떼어내는 것을 양호하게 실시할 수 있다.

이상의 각 실시형태의 설명에 있어서의 구체적인 구성, 형상, 재질, 동작 및 수치 등은, 본 발명을 설명하기 위한 예시에 지나지 않고, 이것들에 의해 본 발명이 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

또, 이상 설명한 환형상 더스트 씰은, 건설기계, 토목기계, 운반차량 등의 액추에이터로서 이용되는 유압 실린더의 로드 씰링 시스템에 이용되고 있지만, 이 환형상 더스트 씰은, 유압 실린더의 로드 씰링 시스템으로 한정되지 않고, 샤프트의 주위에 있어서 하우징 내부를 대기로부터 밀봉할 필요가 있는 장치라면, 모든 장치에 적용 가능하다.

1: 환형상 더스트 씰, 1a: 대기측 끝면, 2: 금속 링, 3: 오일 립, 4: 더스트 립, 4a: 더스트 립의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면, 4b: 더스트 립의 정수리부보다 유압측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면, R1: 유압측의 곡률반경, R2: 대기측의 곡률반경, 101: 하우징, 101a: 개구부, 102: 왕복운동 축(로드), 102a: 외주면, 103: 환형상 홈

Claims (5)

1. 탄성재료로 이루어지고, 하우징에 의해 지지되고, 링 형상의 더스트 립을 갖고, 상기 하우징 내에 배치되고, 선단측을 대기측으로 돌출시킨 왕복운동 축의 외주면에 상기 더스트 립 표면을 접촉시키는 환형상 더스트 씰로서,
   상기 더스트 립의 종단면에 있어서, 상기 더스트 립의 정수리부보다 상기 하우징 내측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경은, 이 더스트 립의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경보다, 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 환형상 더스트 씰.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 더스트 립의 정수리부보다 상기 하우징 내측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경은, 상기 더스트 립의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경의 1.5배 ~ 4배인 것을 특징으로 하는 환형상 더스트 씰.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 더스트 립의 정수리부보다 상기 하우징 내측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경은, 상기 더스트 립의 정수리부보다 대기측에 있어서의 볼록 곡률을 가지는 표면의 평균 곡률반경의 2배 ~ 3배인 것을 특징으로 하는 환형상 더스트 씰.
4. 청구항 1, 2 또는 3에 있어서,
   상기 왕복운동 축의 외주면에 상기 더스트 립 표면을 접촉시켰을 때,
   대기측을 향하는 끝면의, 적어도 상기 왕복운동 축의 외주면 부근은, 상기 외주면의 모선에 대해서 이루는 각도가 90도 이상이 되는 것을 특징으로 하는 환형상 더스트 씰.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 왕복운동 축의 외주면에 상기 더스트 립 표면을 접촉시켰을 때,
   대기측을 향하는 끝면은, 상기 왕복운동 축의 외주면에 가까울수록 대기측으로 돌출한 테이퍼 형상이 되는 것을 특징으로 하는 환형상 더스트 씰.

Images