KR101003380B1 - 워터씰 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전되는 축과 회전되지 않는 하우징 등의 물체 사이에 누수가 발생되는 것을 방지하기 위한 워터씰에 관한 것이다.
본 발명의 워터씰은, 회전축 삽입되는 회전축삽입홀이 형성되고 삽입된 회전축과 함께 회전되는 내경형성몸체; 상기 내경형성몸체의 외측에 위치되어 있되 내경형성몸체와의 사이에 실링재설치공간을 형성하도록 위치되어 있고, 하우징에 설치되어 고정되는 외부형성몸체; 실링재설치공간에 위치되고 내경형성몸체에 밀착되는 제1립과 외부형성몸체에 밀착되는 제2립을 통해 물이 내경형성몸체와 외경형성몸체의 사이로 누수되는 것을 방지하는 고무재질의 고무립형성몸체; 고무립형성몸체의 제1립이 내경형성몸체에 밀착되도록 고무립형성몸체를 내경형성몸체 방향으로 밀어주는 탄성체; 고무립형성몸체의 제1립 주변에 위치된 윤활유;를 포함하여 구성된다.
따라서 본 발명의 워터씰은 누수 방지효과가 우수할 뿐만 아니라 내구성도 우수하고 제조원가도 매우 저렴한 특징이 있다.

Description

워터씰{THE WATER SEAL}

본 발명은 회전되는 축과 회전되지 않는 하우징 등의 물체 사이에 누수가 발생되는 것을 방지하기 위한 워터씰에 관한 것이다.

물체와 물체 사이로 오일이 새어나오는 것을 방지(누유방지)하거나 물이 새어나오는 것을 방지(누수방지)하기 위해서 각종 씰이 안출되었다.

일반적으로 오일이 새어나오는 것을 방지하기 위한 씰을 '오일씰'이라고 하고, 물이 새어나오는 것을 방지하기 위한 씰을 '워터씰'이라고 한다.

워터씰은 사용환경과 적용분야에 따라 다양한 형태의 것이 안출되어 있는데 고속회전이 이루어지는 회전축(4)과 회전되지 않는 하우징(5) 사이에 설치되는 워터씰은 탄성력을 갖지 않는 물체(부품)를 밀착시켜 누수를 방지하는 메케니컬(Mechanical) 방식의 것을 사용하고 있었다.

구체적인 예로 설명하면, 차량 등에 구비되는 워터펌프에서 고속으로 회전하는 회전축과 비회전체인 워터펌프의 하우징 사이로 누수가 발생되는 것을 방지하기 위해 메케니컬 방식의 워터씰을 사용하고 있었다.

그런데 메케니컬 방식은 도 1과 같이 탄성력을 갖지 않는 제1실링몸체(1)와 제2실링몸체(2))를 밀착시켜 누수방지 효과를 얻는 것이기 때문에 그 효과가 기대에 미치지 못하였다.

실제적으로 미량의 누수가 발생되는 경우가 많으나 이를 허용하면서 사용하고 있는 실정이다.

메커니컬 방식의 또 다른 문제점은, 마모현상에 대응되도록 하고 있으나 마모현상 자체를 방지하는 것이 아니기 때문에 빠르게 진행되는 마모현상에 의한 내구성 취약의 문제점이 있다는 것이었다.(스프링과 벨로우즈 형상의 고무(3)를 사용하여 마모에 대응되도록 하고 있음)

또, 많은 부품(9개 이상)으로 이루어질 뿐만 아니라 복잡한 구조를 갖기 때문에 제조 원가가 상당히 높은 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 누수 방지효과가 우수할 뿐만 아니라 내구성도 우수하고 제조원가도 매우 저렴한 구조를 가지는 워터씰을 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 축이 삽입되어 회전되는 내경형성몸체와 회전되지 않는 외부형성몸체에 의해 실링재설치공간이 형성되도록 하고, 상기 실링재설치공간에 위치되어 있고 내경형성몸체에 밀착되는 제1립과 외부형성몸체에 밀착되는 제2립을 갖는 고무립형성몸체를 통해 누수를 방지한다.

또, 고무립형성몸체의 제1립 주변에 그리스 등의 윤활제를 위치시켜 립의 마모를 방지하고, 제1립의 마모에 대응할 수 있는 탄성체를 구비한다.

이를 통해 누수 방지효과가 우수할 뿐만 아니라 내구성도 우수하고 제조 원가도 매우 저렴한 구조를 가지는 워터씰이 되도록 한다.

또, 어느 한쪽은 고무립형성몸체에 밀착되고 다른 한쪽은 내경형성몸체에 밀착되며 제1립과 내경형성몸체 주변의 물 사이에 위치되고, 내경형성몸체 주변에 위치되는 물의 압력에 견딜 수 있는 재질로 구현되어 물이 내경형성몸체와 외경형성몸체의 사이로 누수되는 것을 방지하면서 물의 압력이 제1립에 가해지는 것을 방지하는 마모방지몸체를 구비하여 물의 압력에 대응하면서 제1립이 빠르게 마모되는 것이 방지되도록 한다.

이러한 본 발명의 워터씰은, 회전축이 삽입되는 회전축삽입홀이 형성되고 삽입된 회전축과 함께 회전되는 환형의 내경형성몸체를 갖는다.

또, 내경형성몸체의 외측에 위치되어 있되 내경형성몸체와의 사이에 실링재설치공간을 형성하도록 위치되어 있고, 하우징에 설치되어 고정되는 외부형성몸체를 갖는다.

또, 실링재설치공간에 위치되고 내경형성몸체에 밀착되는 제1립과 외부형성몸체에 밀착되는 제2립을 통해 물이 내경형성몸체와 외경형성몸체의 사이로 누수되는 것을 방지하는 고무재질의 고무립형성몸체를 갖는다.

또, 고무립형성몸체의 제1립이 내경형성몸체에 밀착되도록 고무립형성몸체를 내경형성몸체 방향으로 밀어주는 탄성체를 갖는다.

또, 고무립형성몸체의 제1립 주변에 위치된 윤활유를 갖는다.

본 발명의 워터씰은, 회전축이 삽입되어 회전되는 내경형성몸체와 회전되지 않는 외부형성몸체에 의해 실링재설치공간이 형성되고, 상기 실링재설치공간에 위치되어 있으며 내경형성몸체에 밀착되는 제1립과 외부형성몸체에 밀착되는 제2립을 갖는 고무립형성몸체를 통해 누수를 방지한다.

또, 고무립형성몸체의 제1립 주변에 그리스 등의 윤활제가 위치되어 제1립의 마모가 방지되고, 제1립이 마모되더라도 탄성체에 의해서 제1립이 내경형성몸체에 밀착됨으로써 제1립의 마모가 진행되더라도 누수방지 기능이 온전히 수행되도록 한다.

따라서 본 발명의 워터씰은 누수 방지효과가 우수할 뿐만 아니라 내구성도 우수하고 제조원가도 매우 저렴한 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 마모방지몸체가 더 구비된 경우 물의 압력에 대응하면서 제1립이 빠르게 마모되는 것을 방지할 수 있으므로 내구성이 더욱 우수한 특징이 있다.

상기 마모방지몸체가 내경형성몸체와 선접촉되는 구조인 경우 누수방지 효과가 더욱 우수하다.

도 1은 종래 메케니컬 방식의 워터씰을 설명하기 위한 단면도
도 2는 본 발명의 워터씰을 설명하기 위한 개략도
도 3은 본 발명 워터씰의 사시도
도 4는 마모방지몸체가 면접촉되는 구조를 갖는 본 발명의 워터씰을 설명하기 위한 단면도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 고속 회전되는 회전축과 회전되지 않는 하우징 등의 물체 사이에 누수가 발생되는 것을 방지하기 위한 워터씰에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 워터씰은, 회전축(4)이 삽입되는 회전축삽입홀(11)이 형성되고 삽입된 회전축(4)과 함께 회전되는 내경형성몸체(10)를 갖는다.

또, 내경형성몸체(10)의 외측에 위치되어 있되 내경형성몸체(10)와의 사이에 실링재설치공간(30)을 형성하도록 위치되어 있고, 하우징(5)에 설치되어 고정되는 외부형성몸체(20)를 갖는다.(상기 설명에서 하우징이란 회전되지 않는 물체를 의미한다.)

상기와 같은 내경형성몸체(10)와 외부형성몸체(20)는 워터씰 분야에서 이미 공지된 것이고, 사용환경 등에 따라 다양한 형태로 구현되는 것이므로 이 부분에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그런데 본 발명은 종래의 메케니컬 방식의 워터씰과 달리 누수 방지효과가 우수할 뿐만 아니라 내구성도 우수하고 제조 원가도 매우 저렴한 구조를 가지는 워터씰을 제공하려는 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 출원의 발명자는 통상의 오일씰과 같이 립을 통해 누수를 방지하는 구조를 안출하였다.

구체적으로 설명하면 본 발명의 워터씰은, 실링재설치공간(30)에 위치되고 내경형성몸체(10)에 밀착되는 제1립(41)과 외부형성몸체(20)에 밀착되는 제2립(42)을 통해 내경형성몸체(10)와 외부형성몸체(20)의 사이로 누수가 발생되는 것을 방지하는 고무재질의 고무립형성몸체(40)를 갖는다.

그런데 단순히 상기와 같은 구조만으로는 내구성이 너무 취약하여 고속회전되는 회전축(4)과 하우징(5)의 사이에 설치하여 사용하는 것이 불가능하다.

이것은 제1립(41)이 고속회전되는 내경형성몸체(10)에 접촉되기 때문에 마모가 매우 빠르게 진행될 수 있기 때문이다.

이를 방지하기 위하여 본 출원의 발명자는 고무립형성몸체(40)의 제1립(41) 주변에 그리스(Grease) 등의 윤활유를 위치시키는 구조를 안출하였다.

상기와 같은 윤활유는 본 발명의 워터씰을 조립할 때 제1립(41)이나 내경형성몸체(10) 중 제1립(41)이 접촉되는 부분에 도포해 놓은 형태의 것일 수 있다.

물론, 바람직한 것은 제1립(41) 주변의 윤활유충진공간(12)에 윤활유가 채워져 있는 것이다.

첨부된 도면에서는 제1립(41)이 복수 개 형성되어 있고 어느 하나의 제1립(41)과 또 다른 제1립(41) 사이에 윤활유충진공간(12)이 형성되어 있다.

또, 도 2에서는 제1립(41)과 후술하는 마모방지몸체(50)의 사이에도 윤활유충진공간(12)이 형성되어 있다.

그런데 상기와 같은 윤활유를 제1립(41) 주변에 위치시키더라도 제1립(41)의 마모가 원천적으로 방지되는 것은 아니다.

따라서 내구성 향상을 위해서는 제1립(41)의 마모에 적절히 대응하여 제1립(41)이 마모되더라도 누수방지 효과가 유지되도록 하는 수단이 필요하다.

이를 위하여 본 발명에서는 고무립형성몸체(40)의 제1립(41)이 내경형성몸체(10)에 밀착되도록 고무립형성몸체(40)를 내경형성몸체(10) 방향으로 밀어주는 스프링 등의 탄성체(60)를 구비한다.

즉, 탄성체(60)가 고무립형성몸체(40)를 내경형성몸체(10) 방향으로 밀어줌으로써 제1립(41)의 마모에 적절히 대응되도록 하는 것이다.

그런데 상기와 같은 구조만으로는 워터씰이 설치되는 장소에 위치된 물이 강한 압력을 갖는 경우에 제1립(41)의 변형 등이 발생되어 누수방지 기능을 온전히 수행할 수 없는 경우도 발생할 수 있다.

또, 윤활유를 통해 제1립(41)의 마모를 방지하더라도 윤활유를 통한 마모현상의 방지에는 한계가 있다.

따라서 물의 압력이 제1립(41)에 가해지는 것을 방지하면서 제1립(41)의 마모를 방지할 수 있는 마모방지몸체(50)를 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 마모방지몸체(50)는 어느 한쪽이 고무립형성몸체(40)에 밀착되고 다른 한쪽이 내경형성몸체(10)에 밀착되며 제1립(41)과 내경형성몸체(10) 주변의 물 사이에 위치되는 형태가 된다.

또, 내경형성몸체(10) 주변에 위치되는 물의 압력에 견딜 수 있는 재질로 구현된다.

즉, 물이 내경형성몸체(10)와 외부형성몸체(20)의 사이로 누수되는 것을 방지하면서 물의 압력이 제1립(41)에 직접 가해지는 것을 방지하는 것이다.

상기와 같은 마모방지몸체(50)는 다양한 재질로 구현될 수 있지만 내마모성이 우수한 플루오로수지(fluororesin)로 구현되는 것이 바람직하며, 플루오르수지의 대표적인 수지인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 가공성 등의 여러 가지 사항을 고려할 때 가장 바람직하다.

상기 설명에서 마모방지몸체(50)가 내경형성몸체(10) 주변에 위치되는 물의 압력에 견딜 수 있다는 의미는 압력에 파손되지 않으며 그 기능을 수행할 수 없을 정도로 변형되지 않는다는 것을 의미한다.

상기와 같은 마모방지몸체(50)는 도 2와 같이 내경형성몸체(10)와 선접촉되도록 할 수도 있고 도 4와 같이 면접촉되도록 할 수도 있다.

마모방지몸체(50)가 내경형성몸체(10)와 면접촉되는 경우에는 마모방지 효과가 우수한 장점이 있지만 누수방지 기능이 우수하도록 하기 위해서는 접촉면이 매우 평탄하게 가공되어야 하는 단점이 있다.

반면, 마모방지몸체(50)가 내경형성몸체(10)와 선접촉되는 경우에는 마모방지 효과는 다소 저하되지만 접촉면이 최소화되기 때문에 우수한 누수방지 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 구성요소인 제1립(41)이나 제2립(42)은 복수 개 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 경우 어느 하나의 제1립(41)이나 제2립(42)이 누수방지 기능을 온전히 수행하지 못하는 경우에 또 다른 제1립(41)이나 제2립(42)이 누수방지 기능을 온전히 수행할 수 있어 안전한 특징이 있다.

본 발명의 워터씰이 설치될 때 하우징(5)과 외부형성몸체(20)의 외주면 사이에 틈새가 발생되어 누수가 발생되는 것을 방지할 수 있도록 외부형성몸체(20)에 라텍스 코팅을 실시할 수 있다.

즉, 탄성을 갖는 라텍스가 코팅되어 있어 하우징(5)과 외부형성몸체(20)가 매우 견고하게 밀착되고 이로 인해 하우징(5)과 외부형성몸체(20)의 사이로 누수가 발생되는 것을 방지하는 것이다.

도면부호 70은 코팅된 라텍스이다.

미설명 부호 80은 고무립형성몸체(40)에 내설된 강도보강용 철심이다.

1. 제1밀착몸체 2. 제2밀착몸체
3. 고무 4. 회전축
5. 하우징 10. 내경형성몸체
11. 회전축삽입홀 12. 윤활유충진공간
20. 외부형성몸체 30. 실링재설치공간
40. 고무립형성몸체 41. 제1립
42. 제2립 50. 마모방지몸체
60. 탄성체 70. 코팅된 라텍스
80. 강도보강용 철심

Claims (7)

1. 회전축과 하우징 사이의 누수를 방지하는 워터씰에 있어서,
   회전축(4)이 삽입되는 회전축삽입홀(11)이 형성되고 삽입된 회전축(4)과 함께 회전되는 내경형성몸체(10);
   상기 내경형성몸체(10)의 외측에 위치되어 있되 내경형성몸체(10)와의 사이에 실링재설치공간(30)을 형성하도록 위치되어 있고, 하우징(5)에 설치되어 고정되는 외부형성몸체(20);
   상기 실링재설치공간(30)에 위치되고 내경형성몸체(10)에 밀착되는 제1립(41)과 외부형성몸체(20)에 밀착되는 제2립(42)을 통해 물이 내경형성몸체(10)와 외경형성몸체의 사이로 누수되는 것을 방지하는 고무재질의 고무립형성몸체(40);
   상기 고무립형성몸체(40)의 제1립(41)이 내경형성몸체(10)에 밀착되도록 고무립형성몸체(40)를 내경형성몸체(10) 방향으로 밀어주는 탄성체(60);
   상기 고무립형성몸체(40)의 제1립(41) 주변에 위치된 윤활유;를 포함하여 구성된 워터씰.
   
2. 제 1항에 있어서,
   어느 한쪽은 상기 고무립형성몸체(40)에 밀착되고 다른 한쪽은 내경형성몸체(10)에 밀착되며 제1립(41)과 내경형성몸체(10) 주변의 물 사이에 위치되고, 내경형성몸체(10) 주변에 위치되는 물의 압력에 견딜 수 있는 재질로 구현되어 물이 내경형성몸체(10)와 외경형성몸체의 사이로 누수되는 것을 방지하면서 물의 압력이 제1립(41)에 가해지는 것을 방지하는 마모방지몸체(50)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 워터씰.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 마모방지몸체(50)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 워터씰.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 마모방지몸체(50)는 내경형성몸체(10)와 선접촉되는 것을 특징으로 하는 워터씰.
   
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 윤활유는 제1립(41) 주변의 윤활유충진공간(12)에 채워져 있는 것을 특징으로 하는 워터씰.
   
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외부형성몸체(20)의 외주면에는 하우징(5)과의 사이에 틈새가 발생되지 않도록 라텍스가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 워터씰.
   
7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1립(41)이나 제2립(42)이 복수 개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 워터씰.
   

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