KR200179237Y1 - 노이즈 방지를 위한 유압실린더용 실 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유압실린더의 저속 작동시 피스톤의 마찰부에서 발생되는 노이즈를 방지하기 위한 유압실린더용 실에 관한 것으로, 유압실린더의 피스톤부에 장착되어 작동유의 밀봉기능을 위해 고무패킹(52)과, 고무패킹(52)의 외주면 중앙에 배치된 연질수지재의 메인 실(54)과, 상기 메인 실(54)의 양측으로 고무패킹(52)에 지지되고 메인 실(54)의 파열을 방지하기 위한 경질 수지재의 백업링(56A,56B)을 구비한 슬리퍼 실(50)에 있어서, 상기 백업링(56A,56B)의 외측 모서리부가 링폭(b)의 10％∼50％이내 범위에 해당하는 곡률반경(r)을 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

노이즈 방지를 위한 유압실린더용 실{SEAL FOR USING HYDRAULIC CYLINDER FOR PREVENTING NOISE}

본 고안은 유압실린더용 실에 관한 것으로, 특히 유압실린더의 저속 작동시 피스톤의 마찰부에서 발생되는 노이즈를 방지하기 위한 유압실린더용 실에 관한 것이다.

일반적으로 유압실린더는 도 1에서와 같이 실린더튜브(11), 피스톤(12) 그리고 실이 장착되어 밀봉기능을 하는 로드밀봉부(13)와 피스톤밀봉부(14)를 포함하고 있다.

로드밀봉부(13)는 피스톤로드(15)와 접촉하여 왕복운동이 이루어지며 외부의 이물질 침입방지를 위한 더스트 와이퍼(16), 작동유의 밀봉기능을 하는 U패킹(17)과 버퍼실(18)이 장착되어 있다.

피스톤밀봉부(14)에는 피스톤(12)과 실린더튜브(11)내경이 접촉하여 왕복운동이 이루어지며 작동유의 밀봉기능을 하는 슬리퍼 실(slipper seal)(50)과, 슬리퍼 실(50)을 중심으로 좌,우에 이물질 침입을 방지하는 슬라이드 링(20)과, 피스톤(12) 왕복운동시 가이드역할을 하는 웨어링(wear ring)(21)이 장착되어 있다.

이같이 종래 유압실린더의 피스톤밀봉부(14)는 슬리퍼 실(50)로 밀봉성능을 향상하게 되어 있고, 특이하게는 실린더튜브(11)와 접촉되는 슬리퍼 실(50)의 모서리부 형상이 직각형태로 되어 있다.

그런데 슬리퍼 실(50)의 모서리부가 직각 형태로 이루어져 있어 실링에는 유리하지만 유압실린더의 저속 작동시 스틱슬립(Stick Slip)에 의해 발생되는 노이즈현상이 발생되는 문제점을 가지고 있었다.

스틱슬립이란 슬라이딩 시스템에서 시간에 따른 마찰계수 변화현상을 말하며 유압실린더에서는 마찰이 발생하는 스틸과 실 접촉면에서 발생된다. 이러한 접촉면의 기동마찰력이 슬라이드 마찰력보다 큰 경우 나타나며 진동에 의한 노이즈(noi se)를 수반한다. 특히 저속 이동시 발생하는 것으로 알려져 있다.

이러한 스틱슬립에 의한 이음을 방지하기 위하여 종래에는 유압작동유에 마찰조정제를 투입함으로써 기동마찰력을 감소시키는 방법을 사용하였다.

그러나 이러한 첨가제 투입에 의한 개선효과는 완벽히 이루어지지 않으며 (80% 수준) 첨가제에 의한 비용상승과 첨가제에 의해 실의 물성저하를 일으키는 문제점이 나타났다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유압실린더용 실의 구조를 개선하여 마찰조정제를 투입하지 않아도 유압실린더의 저속 작동시 피스톤부에서 발생되는 노이즈를 방지할 수 있도록 한 유압실린더용 실을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단은,

유압실린더의 피스톤부에 장착되어 작동유의 밀봉기능을 위해 고무패킹(52)과, 고무패킹(52)의 외주면 중앙에 배치된 연질수지재의 메인 실(54)과, 상기 메인 실(54)의 양측으로 고무패킹(52)에 지지되고 메인 실(54)의 파열을 방지하기 위한 경질 수지재의 백업링(56A,56B)을 구비한 슬리퍼 실(50)에 있어서,

상기 백업링(56A,56B)의 외측 모서리부가 링폭(b)의 10％∼50％이내 범위에 해당하는 곡률반경(r)을 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 유압실린더의 단면구성도 및 요부확대도이고,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 슬리퍼 실의 설치상태도로서 요부확대도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 슬리퍼 실 52 : 고무패킹

54 : 메인 실 56A,56B : 메인 실

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2에 본 고안의 실시예에 따른 슬리퍼 실의 설치상태도로서 요부확대도이다.

도시된 바와 같이 유압실린더의 실린더 튜브(11) 내벽과 접촉하여 작동유의 밀봉작용을 하기 위해, 고무패킹(52)과, 고무패킹(52)의 외주면 중앙에 배치된 연질수지재(예로, 테프론수지)의 메인 실(main seal)(54)과, 상기 메인 실(54)의 양측에 메인 실(54)의 파열을 방지하기 위한 경질 수지재(예로 폴리아마이드 나이론)의 백업링(56A,56B)을 구비한 슬리퍼 실(50)에 있어서,

상기 백업링(56A,56B)의 외측모서리부에 소정의 곡률반경(r)이 형성되어 있다.

여기서 백업링(56A,56B)은 고강도, 내마모성, 내열성 및 내한성이 우수한 수지를 주원료로 하여 성형한 후 그들의 외측 모서리부를 스틱슬립 발생의 방지를 위해 링폭(b)의 10％∼50％ 범위에 해당하는 곡률반경(r)을 갖도록 가공함으로써 유압실린더의 노이즈를 방지할 수 있게 되어 있다.

이같이 본 발명은 피스톤의 왕복작동중 메인실(54)의 돌출을 방지하기 위해 사용하는 백업링(56A,56B)바깥측 형상을 곡률반경(r)을 갖도록 곡면화하여 피스톤 (12)과 실린더튜브(11)와의 접촉면에 발생되는 기동마찰력을 최소화 하는 것을 본 발명의 특징으로 한다.

본 발명에 적용되는 백업링(56A,56B)의 바깥쪽의 곡률반경(r)의 한정 이유를 표1을 참고하여 설명한다. 표1은 백업링의 모서리부 곡률반경(r) 정도에 따른 실차시험을 실시하여 노이즈 발생 유무를 확인하였다.

제1실시예에서와 같이 백업링의 곡률반경(r)이 없을 경우 노이즈가 발생하였고, 이는 기동마찰력의 절감효과를 기대하기 어렵게 나타났다.

제2내지 제5실시예에서와 같이 백업링을 링폭(b)의 10％∼50％이내로 할 경우 노이즈와 누유발생이 없는 것으로 나타났다.

반면에 제 6실시예에서와 같이 링폭(b)의 50％를 초과하여 백업링의 곡률반경(r)을 형성할 경우 노이즈발생이 없는데 반해, 작동유 밀봉압력에 의해 백업링의 변형 및 파손이 일어나고 고유의 기능인 메인실(54)의 돌출방지기능이 상실(메인 실 파손에 의한 누유발생)되는 것으로 나타났다.

실시예	백업링의 곡률반경(r)	성능 시험 결과
1	없음	노이즈발생	누유없음
2	링폭의 10％	노이즈발생 없음	누유없음
3	링폭의 20％	노이즈발생 없음	누유없음
4	링폭의 30％	노이즈발생 없음	누유없음
5	링폭의 40％	노이즈발생 없음	누유없음
6	링폭의 50％	노이즈발생 없음	누유발생

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 유압으로 작동하는 실린더의 밀봉작용 실의 외측모서리부에 소정의 곡률반경을 갖도록 구성함으로써 기동마찰력이 최소화되어 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 유압실린더의 피스톤부에 장착되어 작동유의 밀봉기능을 위해 고무패킹(52)과, 고무패킹(52)의 외주면 중앙에 배치된 연질수지재의 메인 실(54)과, 상기 메인 실(54)의 양측으로 고무패킹(52)에 지지되고 메인 실(54)의 파열을 방지하기 위한 경질 수지재의 백업링(56A,56B)을 구비한 슬리퍼 실(50)에 있어서,

   상기 백업링(56A,56B)의 외측 모서리부가 링폭(b)의 10％∼50％이내 범위에 해당하는 곡률반경(r)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 노이즈 방지를 위한 유압실린더용 실.