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KR20060109985A - 탄성중합체 힌지식 밀봉 - Google Patents

탄성중합체 힌지식 밀봉 Download PDF

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KR20060109985A
KR20060109985A KR1020067015995A KR20067015995A KR20060109985A KR 20060109985 A KR20060109985 A KR 20060109985A KR 1020067015995 A KR1020067015995 A KR 1020067015995A KR 20067015995 A KR20067015995 A KR 20067015995A KR 20060109985 A KR20060109985 A KR 20060109985A
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annular
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Abstract

회전 부품을 위한 유체동력학적 PTFE 밀봉은 가요성 탄성중합체 부재에 의해 지지된 제 1 부분과 상기 제 1 부분으로부터 상기 탄성중합체 부재를 지나서 상기 회전 부품을 따라 연장하는 제 2 부분을 포함한다. 상기 밀봉의 제 2 또는 말단 부분은 상기 회전 부품에 관해 동심적으로 배치되어 있다. 상기 탄성중합체 부재에 부착된 상기 밀봉의 제 1 부분은 상기 회전 부품 주위에 동심적으로 배치되어 있다. 상기 밀봉은 또한 상기 제 1 및 제 2 부분들 사이에 배치된 리빙(living) 힌지 부분을 포함한다. 상기 제 1 부분, 제 2 부분 및 리빙 힌지 부분은 연속적인 밀봉면을 접합적으로 한정한다.
탄성중합체 부재, 힌지식 밀봉, 밀봉 조립체, 지지 슬리브, 채널, 캐리어

Description

탄성중합체 힌지식 밀봉{ELASTOMERIC HINGED SEAL}
본 발명은 유체동력학적 밀봉(hydrodynamic seals)에 관한 것으로, 특히 회전 부품을 에워싸는 유체동력학적 밀봉에 관한 것이다.
유체동력학적 밀봉은 소정의 위치에 오일 또는 그리스(grease)를 함유하는 회전 샤프트와 맞물릴 수 있다. 이러한 밀봉을 위한 공통적인 적용은 엔진 크랭크샤프트와 변속기 샤프트를 포함한다. 밀봉은 탄성적으로 변형될 수 있는 탄성중합체(elastomeric) 부재에 의해 지지될 수 있다. 이 탄성중합체 부재는 상기 밀봉이 상기 밀봉을 지지하는 구조와 회전 샤프트 사이에서 어떤 동심성의 부족에도 불구하고 상기 샤프트와 연속적으로 친밀한 접촉으로 지속할 수 있는 가능성을 향상시키기 위해 변형될 수 있다. 이 밀봉은 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene)으로 형성될 수 있고 그 전체 길이에 따라 탄성중합체 부재와 접합될 수 있다.
본 발명은 탄성중합체 부재와 연결되는 제 1 부분과 샤프트의 길이를 따라 상기 탄성중합체 부재를 지나서 연장하는 제 2 부분을 포함하는 밀봉을 제공하는 것이다. 상기 밀봉의 양 부분은 상기 샤프트와 밀봉 결합 관계에 있다. 상기 제 1 및 제 2 부분은 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene)으로 형성될 수 있다.
본 발명은 또한 환형 리빙(living) 힌지 부분을 갖는 밀봉을 제공한다. 상기 힌지 부분은 상기 제 1 부분과 제 2 부분 사이로 연장할 수 있고 상기 탄성중합체 부재를 지나서 연장할 수 있다. 상기 힌지 부분은 외향으로 향한 환형 노치에 의해 한정될 수 있다.
본 발명의 다른 적용은 본 발명을 실행하기 위해 예측된 최상 모드의 하기 설명이 첨부된 도면과 관련하여 판독될 시에 당업자들에게 명확하게 나타날 것이다.
이하에선, 본 명세서의 설명은 몇몇 도면들을 통하여 유사한 부품에 동일한 참조부호를 부여한 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 회전가능한 샤프트와 밀봉 결합 관계로 도시한 본 발명의 적합한 실시예에 따른 밀봉의 부분 단면도.
도 2는 회전가능한 샤프트에 대해 분리된 도 1에 도시된 밀봉의 부분 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 밀봉의 대안적인 실시예의 부분 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 밀봉의 제 2 대안적인 실시예의 부분 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 밀봉의 제 3 대안적인 실시예의 단면도.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 환형 가요성 지지 부재(24)와 밀봉(32)을 포함하는 밀봉 조립체(10)를 제공한다. 상기 환형 가요성 지지 부재(24)는 제 1 엣지(60)로부터 제 2 엣지(62)로 연장하는 환형 지지면(30)을 한정하는 립(lip)(28)을 포함한다. 상기 시일(32)은 상기 환형 지지면(30)에 연결된 제 1 칼라 부분(34)을 포함한다. 제 1 칼라 부분(34)은 제 1 밀봉면(40)을 한정한다. 상기 밀봉(32)은 립(28)의 엣지(62)를 지나서 제 2 칼라 부분(38)을 한정하는 단부(50)까지 연장할 수 있다. 제 2 칼라 부분(38)은 상기 환형 지지면(30)을 지나서 연장하여 제 2 밀봉면(46)을 한정한다.
상기 밀봉(32)은 회전가능한 샤프트(12), 또는 이 샤프트에 확고하게 연결된 지지(wear) 슬리브(14)에 대해 맞물려서 밀봉된다. 지지 슬리브(14)는 회전가능한 샤프트(12)와 동심적이고 외향으로 향한 환형 밀봉면(16)을 한정한다. 밀봉면들(40, 46)은 상기 면(16)에 대해 접촉하여 밀봉된다. 상기 면들(16, 30, 40, 46)은 서로에 대해 동심적이다.
상기 밀봉(32)은 상기 환형 가요성 지지 부재(24)와 협력하여 캐리어(18)에 의해 샤프트(12)에 결합하기 위해 지지된다. 상기 캐리어(18)는 상기 지지 슬리 브(14)로부터 이격되고 이와 실질적으로 동심적인 관형 부분(20)을 포함한다. 캐리어(18)는 또한 상기 관형 부분(20)으로부터 연장하는 방사형 플랜지 부분(22)을 포함한다. 상기 방사형 플랜지 부분(22)은 구멍(26)을 한정한다. 상기 환형 가요성 지지 부재(24)의 부분(52)은 상기 구멍(26)에서 상기 플랜지 부분(22)의 단부(29)를 수용하기 위한 채널(54)를 한정한다. 상기 부분(52)은 상기 구멍(26)에 대해 확고하게 연결된다.
상기 환형 탄성중합체 부재(24)는 상기 립(28)과 상기 부분(52) 사이에 배치된 리빙(living) 힌지 부분(58)을 포함한다. 상기 리빙 힌지 부분(58)은 상기 샤프트(12)와 관형 부분(20)이 오정렬(misaligned)될 때에 상기 시일(32)과 지지 슬리브(14) 사이의 연속적인 결합을 촉진한다. 상기 환형 가요성 지지 부재(24)는 상기 면들(40, 46)이 상기 면(16)과 연속적으로 친밀한 결합을 유지하는 가능성을 향상시키기 위해 상기 리빙 힌지 부분(58)에 관해 구부러지며 탄성적으로 변형된다. 상기 탄성중합체 부재(24)는 또한 파편 립(56)을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 칼라 부분들(34, 38)은 서로에 대해 일체식으로 형성된다. 양 부분들(34, 38)은 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene)으로 형성된다. 상기 부분들(34, 38) 중 하나 또는 양자는 소정 방향으로 오일을 안내하기 위해 유체정력학적 보조제를 포함한다. 예를 들면, 상기 밀봉(32)은 미국특허 제6,168,164호에 개시된 홈들 또는 채널들을 포함하고, 상기 특허는 본 명세서에서 참조를 위해 합체했다. 대안적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시일(32a)은 제 2 단부(50a)에 인접한 홈들(66)을 한정하고 상기 부분(34a)에 인접한 실질적으로 편평한 밀봉면을 한정한다. 대안적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉(32b)은 상기 부분(34b)과 상기 단부(50b) 사이에 실질적으로 편평한 밀봉면을 한정한다. 대안적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 밀봉(32c)은 단부(50c)에 인접한 동심적인 또는 나선형 홈들(66a) 뿐만아니라 상기 밀봉(32c)로부터 외향으로 연장하는 U형 돌출부들(68)을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 시일(32)은 또한 상기 부분들(34, 38) 사이에 배치된 리빙 힌지 부분(36)을 포함한다. 상기 리빙 힌지 부분(36)은 외향으로 향한 환형 노치(64)를 한정한다. 상기 리빙 힌지 부분(36)은 상기 시일(32)의 가요성을 향상시키고 또한 파손의 가능성을 감소시킨다. 예를 들어, 상기 힌지 부분(36)은 상기 밀봉(32)의 굽힘을 촉진한다. 상기 리빙 힌지 부분(36)은 밀봉면(44)을 한정한다. 상기 밀봉면들(40, 44, 46)은 실질적으로 연속적인 밀봉면을 한정하기 위해 일체식으로 형성된다.
본 발명이 현재 최상의 실용성과 적합한 실시예를 고려하여 기술된 반면에, 본 발명은 상술된 실시예에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구범위의 정신과 범주 내에 포함되는 다양한 변경과 동등한 구성을 커버한다. 첨부된 청구범위는 특허법 하에서 허용되는 상기 모든 변경과 동등한 구조를 포함하도록 가능한 가장 넓은 설명에 따른다. 또한 상술된 실시예의 어떤 특징은 다른 실시예의 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있음도 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. 강성 캐리어와,
    상기 강성 캐리어와 결합되고 환형 지지면을 한정하는 립을 갖는 환형 지지 부재, 및
    상기 환형 지지면에 연결되고 제 1 밀봉면을 한정하는 제 1 칼라 부분과, 상기 환형 지지면을 지나서 연장하고 제 2 밀봉면을 한정하는 제 2 칼라 부분을 갖는 밀봉을 포함하는 밀봉 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 밀봉면은 상기 환형 지지면에 대해 동심적인 밀봉 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 칼라 부분들은 서로에 대해 일체식으로 형성되는 밀봉 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 환형 지지 부재는 고무를 포함하는 밀봉 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉은 상기 제 1 및 제 2 밀봉면을 따라 연장하는 유체동력학적 형상을 부가로 포함하는 밀봉 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉은 상기 제 1 및 제 2 밀봉면을 따라 연장하는 일체식으로 형성된 홈들을 부가로 포함하는 밀봉 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉은 다수의 외향으로 향한 U형 리세스들을 한정하는 밀봉 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 칼라 부분과 제 2 칼라 부분 사이에서 상기 환형 지지 부재의 립을 지나서 연장하는 환형 리빙(living) 힌지 부분을 부가로 포함하는 밀봉 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 환형 리빙 힌지 부분은 환형 노치를 한정하는 밀봉 조립체.
  10. 회전가능한 샤프트를 에워싸도록 채용되고 외향으로 향한 환형 밀봉면을 갖는 지지(wear) 슬리브와,
    상기 지지 슬리브로부터 이격되고 이 슬리브와 실질적으로 동심적인 관형 부분과 상기 관형 부분으로부터 연장하는 방사형 플랜지 부분을 갖는 캐리어와,
    상기 관형 부분과 대향하게 상기 방사형 플랜지 부분에 연결되고 상기 지지 슬리브의 상기 환형 밀봉면과 대향하게 환형 지지면을 한정하는 립을 갖는 환형 지지 부재, 및
    상기 지지 슬리브와 밀봉 결합 관계에 있고 상기 환형 지지면에 연결된 제 1 칼라 부분과 상기 제 1 칼라 부분으로부터 상기 환형 지지면을 지나서 연장하는 제 2 칼라 부분을 갖는 PTFE 밀봉을 포함하는 밀봉 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 칼라 부분과 제 2 칼라 부분 사이에서 상기 환형 지지 부재의 상기 립을 지나서 연장하는 환형 리빙 힌지 부분을 부가로 포함하는 밀봉 조립체.
  12. 회전가능한 샤프트를 에워싸도록 채용되고 외향으로 향한 환형 밀봉면을 갖는 지지 슬리브와,
    상기 지지 슬리브로부터 이격되고 이 슬리브와 실질적으로 동심적인 관형 부분과 상기 관형 부분으로부터 연장하는 방사형 플랜지 부분을 갖는 캐리어와,
    상기 관형 부분과 대향하게 상기 방사형 플랜지 부분의 단부에 연결되고 상기 지지 슬리브의 상기 환형 밀봉면과 대향하게 환형 지지면을 한정하는 립을 갖는 환형 지지 부재, 및
    상기 지지 슬리브와 밀봉 결합 관계에 있고 상기 환형 지지면에 연결된 제 1 칼라 부분과 제 2 칼라 부분 및 상기 제 1 칼라 부분과 제 2 칼라 부분 사이에서 연장하는 환형 리빙 힌지 부분을 갖는 PTFE 밀봉을 포함하는 밀봉 조립체.
  13. 강성 캐리어와,
    상기 강성 캐리어로 성형되는 고무로 구성되고 환형 지지면을 한정하는 립을 갖는 환형 지지 부재, 및
    상기 환형 지지면에 연결된 제 1 칼라 부분과 제 2 칼라 부분 및 상기 제 1 칼라 부분과 제 2 칼라 부분 사이에서 연장하는 환형 리빙 힌지 부분을 갖는 PTFE 밀봉을 포함하는 밀봉 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 칼라 부분, 제 2 칼라 부분 및 환형 리빙 힌지 부분은 동심적인 밀봉 조립체.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 칼라 부분과, 제 2 칼라 부분 및 환형 리빙 부분 각각은 밀봉면을 한정하는 밀봉 조립체.
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