KR940010372B1 - 밀봉링 - Google Patents

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KR940010372B1
KR940010372B1 KR1019860007622A KR860007622A KR940010372B1 KR 940010372 B1 KR940010372 B1 KR 940010372B1 KR 1019860007622 A KR1019860007622 A KR 1019860007622A KR 860007622 A KR860007622 A KR 860007622A KR 940010372 B1 KR940010372 B1 KR 940010372B1
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헨리 오르간 알란
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사무엘 히드 앤드 산스 피엘씨
디. 에프. 코플레스톤
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Abstract

내용 없음.

Description

밀봉링
제 1 도는 본 발명에 따른 밀봉링의 일 실시예의 단부 면도.
제 2 도는 제 1 도의 A-A선을 따라 절취한 밀봉링의 직경 방향의 단면도.
제 3 도는 본발명의 밀봉링을 이용하는 유압 댐퍼를 합체한 문 폐쇄기의 일 실시예의 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 밀봉링 11, 12 : 반경 방향으로 연장된 표면
13 : 내측면 14 : 외측면
15 : 원통형 표면 16, 17 : 모따기 부분
20 : 돌출부 33 : 장홈
본 발명은 피스톤과 이 피스톤이 활주하는 실린더 사이의 주위를 밀봉하는데 사용하는 종류의 밀봉링에 관한 것으로, 특히 폐쇄기(door closer)와 그 이외에도 사용되는 유압 댐퍼(hydraulic damper)용 밀봉링에 관한 것이다.
이러한 밀봉링들은 보통 반경 방향 단면이 원형(즉 O-링)으로 되어 있으나, 종종 다른 단면 형태가 채용된다. 그러나, 밀봉링의 축방향 치수를 링이 장착되는 피스톤의 장홈(groove)의 축방향 치수 이하로 하는 것이 통상적이다. 이러한 것은 유압 유체에 장시간 동안 노출되는 경우에 발생하기 쉬운 링의 팽창이 반경 방향으로의 팽창이 없이 수용될 수 있게 한다.
유압 댐퍼에 있어서, 상기와 같이 어느 정도의 축방향 간극을 갖는 밀봉링의 사용은 피스톤의 이동 방향이 변경되는 지점에서 필요한 댐핑 특성으로부터의 바람직하지 않은 이탈을 야기할 수 있다. 예컨데, 문 폐쇄기에 있어서, 댐퍼는 문을 개방할 때는 작은 저항만을 받으면서 한 방향으로 실린더에 대해 이동 가능한 반면에 문이 스프링 또는 다른 작동 장치에 의해 폐쇄됨에 따라반대 방향으로 이동할 때 상당히 큰 저항을 받는 피스톤을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 비록 미소하지 폐쇄 이동 시작시에 장홈 내에서의 밀봉링의 축방향 이동은 문이 초기에 자유 모서리에서 수 cm정도되는 거리만큼 어떠한 댐핑도 받지 않고 이동되게 한다. 이러한 이동 중에 문은 가속되고, 댐퍼가 작동되기 시작하면 댐퍼는 이동 속도를 급격하게 제한하는데, 이는 문을 덜컹거리게 하거나 급격히 이동시킴으로써, 힌지, 폐쇄기 및 문 자체에 바람직하지 않는 변 형을 발생시킨다.
복잡한 형상의 여러 유형의 밀봉링이 특별 목적을 위해 제안되었지만, 이러한 목적에 적합한 밀봉링의 패턴은 발견되지 않았다.
영국 특허 명세서 제2044840호는 한 방향으로의 이동에 댐핑을 가하기 위하여 피스톤에 종래의 시일(seal)을 채용한 피스톤 및 실린더 유니트를 포함하는 스프링 작동식 문 폐쇄기를 기재하고 있다.
독일연방공화국 특허 출원 공개 제3016231호는 왕복 로드(rod)가 연장된 보어(bore) 둘레에 형성된 장홈내에 끼워지고, 반경 방향 단면이 복잡한 형상으로 되어 있으며, 하나의 측면 상에서 원주 방향으로 이격된 평면 직사각형 돌출부를 제공하는 밀봉링을 기재하고 있다.
독일연방공화국 실용신안 출원 공개 제8417939호는 하나의 표면상에서 축방향으로 돌출된 평면 돌출부가 형성되어 회전축과 하우징 사이에서 작동하는 시일을 기재하고 있다.
그러나, 유압 댐퍼의 피스톤 및 실린더 유니트의 피스톤 내에 형성된 장홈에서 여러 설계의 공지된 밀봉링을 이용하는 광범위한 시험들은 소요 특성을 제공하지 못하였다.
본 발명의 한 목적은 댐퍼에서 이러한 초기의 댐핑되지 않은 이동이 없도록 축방향 이동이 없이 장홈내에 장착될 수 있는 신규한 밀봉링을 마련하기 위한 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 하나의 반경 방향으로 연장된 표면 상에 원주 방향으로 이격된 위치들에서 축방향으로 돌출한 도출부들을 제공하는 밀봉링이 마련된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 장홈의 축방향 폭 이하의 거리만큼 이격되어 축방향으로 이격되고 반경방향으로 연장된 표면들과, 밀봉링이 장홈 내에서 축방향 이동을 하지 못하도록 상기 표면들 중 하나에 원주 방향으로 이격된 위치에서 축방향으로 둘출한 다수의 돌출부들을 제공하며, 장홈 내에 위치되는 밀봉링을 포함하는 피스톤 및 실린더 조립체가 마련된다.
상기 돌출부들은 횡단면이 원형이고, 양호하게는 원추형이다.
양호하게는, 밀봉링의 반경 방향으로 연장된 표면들(돌출부들을 제외하고는)평탄하며, 내측면은 원통형이고, 내측면과 반경 방향으로 연장된 표면들은 직각으로 만나며, 장홈은 횡단면이 직사각형 이다.
밀봉링의 외측면은 하나 또는 두개의 반경 방향으로 연장된 표면들과 인접하는 모따기 부분과, 중심 원통형 표면을 포함한다. 바람직하게는 밀봉링의 외경은 고도의 공차로 제어되며, 예컨대 소정 직경으로 기계 가공된다.
또한, 본 발명은 상기 피스톤 및 실린더 조립체를 합체한 유압 댐퍼와, 상기 댐퍼를 합체한 문 폐쇄기에 속하는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
본 발명에 따르면, 밀봉링(10)에는 하나의 반경 방향으로 연장된 표면 상에서 원주 방향으로 이격되어 축방향으로 연장된 돌알리부(20)들이 형성된다. 도시한 바와 같이, 횡단면이 원형이고, 각각이 밀봉링의 하나의 평탄한 반경 방향으로 연장된 표면(11)상에서 원추형으로 형성되어 균등하게 이격된 8개의 돌출부들이 있다. 제 1 도에서 알 수 있는 바와 같이, 표면(11)의 전체 면적 중의 작은 일부만을 돌출부(20)들이 차지하며, 이것은 돌출부 들 사이의 공간 내에서 축방향으로 팽창 될 수 있는 밀봉링의 능력을 현저히 저하시키지 않으면서 스페이서(spacer) 역할을 한다.
다른 하나의 반경 방향으로 연장된 표면(12)도 마찬가지로 편탄하게 되어 있으며, 내측면(13)은 원통형으로 되어 있어 반경 방향으로 연장된 표면(11, 12)와 직각으로 만나도록 한다. 밀봉링의 외측면(14)는 중심 원통형 표면(15) 및 반경 방향으로 연장된 표면들과 인접한 모따기 부분(16, 17)을 포함한다.
밀봉링(10)은 니트릴 고무와 같은 적합한 합성 고무로 성형함으로써 형성되나, 외측면은 연삭 또는 기계 가공되어 생산시 외경이 고도의 공차로 유지되도록 한다.
사용시에, 밀봉링은 링이 축방향 이동을 할 수 없게 꼭 끼워 맞춤으로써 수납되도록 하는 축방향 폭을 갖는 직사각형 단면의 장홈 내로 끼워 맞춤된다. 따라서, 돌출부(20)들은 장홈의일 측벽과 접촉하고 대향한 반경 방향으로 연장된 표면(12)는 장홈의 다른 측벽과 접촉한다. 링의 내측면(13)은 장홈의 바닥벽에 안좌되며, 외측벽(14)는 그 내부에서 피스톤이 활주하게 되는 실린더 내부면과 효과적인 밀봉 작용을 할 수 있도록 하는 정도까지 피스톤을 지나 연장된다.
제 3 도는 영국 특허 명세서 제2044840호에 기재된 형태의 문 폐쇄기를 도시한 것이다. 상기 명세서에 상세히 기재된 문 폐쇄기는 압축 스프링(26)과 결합되어 축(21) 및 체인(22)를 하우징 내부로 당기도록 하는 활주 가능한 크로스 헤드(cross - head)(24)를 포함한다. 체인(22)들은 그 외부 단부에서 사용할 때에 문 프레임에 고정된 고정판(27)에 부착되며 폐쇄기 자체는 문 두께 내부에 장착된다. 스프링(22)에 의한 문 폐쇄 방향으로의 크로스 헤드(42)의 이동은 크로스 헤드에 의해 지지되는 피스톤 로드(31)상의 피스톤(30)을 포함하는 유압 댐퍼에 의해 제어된다.
본 발명에 따른 밀봉링(10)은 밀봉링(30)내에 형성된 장홈(33)내에 위치하며, 피스톤은 문 폐쇄기의 하우징 내의 보어(35)로서 도시된 실시예에서 형서된 실린더 내에서 활주 가능하다.
보어(35)는 피스톤 로드(31)을 안내하는 부싱( bushing, 32)와, 피스톤 로드(31) 및 보어(35)의 내부면과 밀봉 결합되는 글랜드(gland, 34)를 내장한다. 부싱(32)에 대향한 보어(3)의 단부에는 자유 피스톤(38)이 마련되며, 압축 스프링(39)는 피스톤(38)과 하우징 단부 사이에서 자유 피스톤(38)을 보어(35)를 따라 내측으로 가압하는 작용을 한다.
피스톤(30)은 자유 피스톤(38)과 글랜드(34) 사이의 보어 내의 공간을 두 개의 격실로 분할하는데, 이 공간에는 유압 유체가 충진된다. 공지된 방식의 밸브(37)은 구멍 내의 유체가 2개의 격실들 사이에서 한 방향으로 비교적 자유롭게 유동하게 하나, 대향 방향으로의 유동에 대해서는 상당한 저항력을 부과한다. 따라서 피스톤 및 실린더 조립체는 문 폐쇄기의 작동을 제어하는 단방향 작동식 댐퍼를 마련한다.
따라서, 피스톤(10)이 실린더 내에서 이동 방향을 바꿀 때 밀봉링(20)은 축방향으로 전혀 이동할 수 없게 되어 피스톤의 이동은 댐퍼의 소요 특성에 따라 항상 제어된다.
특히, 댐퍼가 단방향 작동식이기 때문에, 피스톤이 적정 방향으로 이동하기 시작할 때, 특히 피스톤의 이동 방향이 변경될 때 소요 댐핑 특성이 즉시 부과된다.
돌출부(20)들 사이의 간극들은 링(10)이 중간 위치에서 축방향으로 팽창되게 하며, 이러한 방식으로 링이 반경 방향으로 팽창하려는 경향이 완전히 제거되어 밀봉링과 실린더 사이의 접촉에 의해 제공된 피스톤의 이동에 대한 저항력은 링의 노화에도 불구하고 연장된 사용 기간에 걸쳐 일정하게 유지된다.
댐퍼가 제 3 도의 실린더의 확장 단부(35a)에 의해 피스톤의 행정의 일 단부에서 피스톤이 댐핑되지 않는 이동을 하도록 하는 유형인 경우에 밀봉링의 외경을 정확하게 유지하는 것이 특히 중요하게 된다. 문의 스프링 작동식 폐쇄는 유압 댐퍼에 의해 제어된다. 보어(35)의 확장 단부(35a)의 내경은 다소 크게 되어 있어 문이 그 폐쇄되는 위치로 마지막으로 이동할 때 에 유압 유체가 피스톤(30)의 외측면을 지나 자유롭게 유동하도록 함으로써, 문이 가속되어 임의의 걸쇠 또는 잠금부에 의해 인가되는 마찰 저항을 극복할 수 있도록 하며, 이와 같이 하지 않으면 문은 완전히 폐쇄되지 않을 수 있다.
연장된 사용 기간에 걸쳐 이러한 최종 가속이 신뢰할 수 있게 성취될 수 있도록 피스톤(30)에 의해 지지된 밀봉링(10)의 외경은 댐퍼의 작동 수명 중에 일정하게 유지되는 것이 필수적이다. 밀봉링의 외경이 증가 되면 실린더의 확장 단부에서 링의 외부면을 지나는 유체 유동에 바람직하지 않은 저항이 부과되어 최종 폐쇄 작용의 효율이 저하되도록 한다.
밀봉링(10)의 모따기 부분(16, 17)은 밀봉링이 피스톤의 외측면의 중심 원통형 표면(15)가 실린더 내부와 밀봉 접촉되는 보어(35)의 주 부분과, 외측면의 중심 원통형 표면(15)에 대해 반경 방향 간극을 제공해 주는 확장 단부
Figure kpo00001
사이의 연결부를 반복 통과할 때 밀봉링에 가해지는 손상을 최소로 해준다.
밀봉링의 단면을 대체로 직사각형으로 함으로써 장홈(33)내에서 밀봉링이 비틀리는 것을 방지하게 된다.
밀봉링(10)을 제 3 도에 도시한 바와 같이 단방향 유압 댐퍼에 사용할 경우에, 양호하게는 돌출부(20)들을 피스톤(30)의 고압측을 향하도록 하여, 피스톤 상에 가해지는 우세한 압력이 돌출부들이 마련되지 않은 반경 방향으로 연장된 표면(12)를 장홈의 대응된 측벽으로 가압하도록 한다.
돌출부들을 예컨대 원통형이 아닌 원추형으로 형성함으로써, 링의 축방향 팽창에 이용될 수 있는 체적은 최대가 된다. 그러나, 돌출부들은 평탄 단부 또는 둥근 단부를 가지거나, 몇몇 경우에서는 일부 구형 또는 돔형일 수 있다.
이상의 설명 또는 첨부 도면에 기재되고 기재된 기능을 수행하기 위하여 특정 형태 또는 수단에 의해 표현된 특징, 또는 기재된 결과를 얻기 위한 방법 또는 공정은, 본 발명을 다양한 형태로 실시하기 위해 상기 특징들을 별개로 또는 임의로 조합한 상태에서 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 실린더(35)내에서 축방향으로 이동하도록 활주 가능하게 수납된 피스톤(30)과 상기 피스톤 내의 장홈(33)내에 위치된 밀봉링(10)을 포함하고, 상기 밀봉링(10)은 장홈(33)의 축방향 폭 이하의 거리만큼 이격되어서 축방향으로 이격 되고 반경 방향으로 연장된 표면(11,12)들을 제공하며, 상기 표면(11, 12)들 중의 하나는 상기 밀봉링(10)이 장홈(33)내에서 축방향으로 이동되지 않도록 축방향으로 돌출한 다수의 돌출부(20)을 원주 방향으로 이격된 위치에 제공하는 피스톤 및 실린더 조립체에 있어서, 상기 돌출부(20)은 원추형이며, 밀봉링(10)의 외측면(14)는 중심 원통형 표면(15)와 하나 또는 두 개의 반경 방향으로 연장된 표면(11, 12)에 인접한 모따기 부분(16, 17)을포함하고, 밀봉링(10)의 반경 방향으로 연장된 표면(11, 12)는 상기 돌출부(20)을 제외하고는 평탄한 것을 특징으로 하는 피스톤 및 실린더 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 밀봉링(10)의 내측면(13)은 원통형이며, 내측면(13)과 각각의 반경 방향으로 연장된 표면(11, 12)는 서로 직각으로 만나는 것을 특징으로 하는 피스톤 및 실린더 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 밀봉링(10)의 외경은 성형 후에 소정 직경으로 기계 가공되는 것을 특징으로 하는 피스톤 및 실린더 조립체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항 있어서, 실린더(35)에는 상기 피스톤의 행정의 일 단부에서 확장 단부
    Figure kpo00002
    가 형성된 것을 특징으로 하는 피스톤 및 실린더 조립체.
  5. 제 1 항에 기재된 피스톤 및 실린더 조립체를 합체한 유압 댐퍼.
  6. 제 5 항에 기재된 유압 댐퍼를 합체한 문 폐쇄기.
  7. 반경 방향으로 연장된 표면(11)상에 원주 방향으로 이격된 위치에서 축방향으로 돌출한 돌출부(20)을 제공하는 밀봉링(10)에 있어서, 돌출부(20)은 원추형이고, 밀봉링(10)의 반경 방향으로 연장된 표면(11, 12)는 돌출부(20)을 제외하고는 평탄하며, 밀봉링(10)의 외측면(14)는 중심 원통형 표면(15)와 하나 또는 두 개의 반경 반향으로 연장된 표면(11, 12)에 인접한 모따기 부분(16, 17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉링.
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