KR100468367B1 - 워터펌프 베어링의 시일링장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 워터펌프 베어링의 시일링장치에 관한 것으로서, 내륜과 외륜 사이에 배열된 다수의 구름체와, 상기 다수의 구름체를 소정의 간격으로 유지시키는 리테이너와, 상기 내륜과 외륜의 사이에 형성된 공간의 개구단부에 결합된 밀봉시일을 구비한 워터펌프 베어링에 있어서, 상기 밀봉시일(30)은, 제1보강테(42)를 가지며 베어링의 축방향 내측에 끼워진 제1시일(40)과, 제2보강테(52)를 가지며 베어링의 축방향 외측에 끼워져 상기 제1시일에 결합된 제2시일(50)로 이루어지되, 상기 제1시일(40)은 상기 제1보강테(42)의 반경방향 내측에 끼워지되 상기 제2보강테(52)의 반경방향 내측에 밀착하는 두 개의 시일립을 가진 제1시일재(44)를 포함하고, 상기 제2시일(50)은 상기 제2보강테(52)의 반경방향 외측에 끼워지되 상기 제1보강테(42)의 반경방향 중간에 밀착하는 두 개의 시일립을 가진 제2시일재(54)를 포함하고 있으므로, 내부 그리이스의 누설을 방지할 뿐만 아니라, 외부로부터 워터 펌프 베어링의 내부로 이물 및 수분의 혼입방지기능을 더욱 향상하여 워터펌프 베어링의 내구성을 높이는 효과가 있다.

Description

워터펌프 베어링의 시일링장치{an apparatus for sealing a water pump bearing}
본 발명은 워터펌프 베어링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 워터펌프 베어링의 시일링장치에 관한 것이다.
자동차용, 농업용 및 산업용 엔진의 냉각시스템에 사용되는 워터펌프 어셈블리의 워터펌프 베어링은 종래 도1에 도시한 바와 같이, 내륜(2)과 외륜(4) 사이에 다수의 구름체(6)가 배열되고, 상기 다수의 구름체(6)를 소정의 간격으로 유지시키도록 리테이너(8)가 결합되며, 상기 내륜(2)과 외륜(4)의 사이에 형성된 공간(S)의 개구단부에는 이 공간(S)으로 이물질이 유입되지 않게 하도록 밀봉시일(10)이 결합되어 있다.
상기한 밀봉시일(10)은 냉간압연재를 소정의 형상으로 절곡하여 구성한 보강테(12)에 시일재(14)를 밀착성형시켜, 베어링 외륜(4)에 형성된 걸림홈띠(4a)에 압입 고정시키는 구조로 되어 있다.
상기 시일재(14)의 내측, 즉 내륜(2)의 외면에 밀착하는 부위에는 양측으로 갈라진 제1시일립(14a) 및 제2시일립(14b)이 형성되어 있다. 상기 제1시일립(14a)은 상기 공간(S)의 내측에 형성되어 이 공간에 투입된 그리이스의 누설을 방지하는 역활을 하고, 상기 제2시일립(14b)은 상기 공간(S)의 외측에 형성되어 외부로부터 상기 공간으로 이물 또는 수분의 혼입을 방지하는 역활을 한다.
그런데, 최근에는 워터펌프가 사용되는 엔진의 성능이 향상되어 이에 따라베어링의 고성능화가 점차적으로 요구되어 있으며, 이로 인해 베어링의 성능에 커다란 영향을 미치는 시일부의 밀봉성 및 이물침입방지 기능을 향상할 필요가 있다. 워터펌프용 베어링의 손상의 원인은 여러가지가 있으나, 그 중 그리이스 누설에 따른 윤활불량, 베어링 내 이물 및 수분 침투가 가장 큰 원인이다. 베어링의 수명은 이러한 그리이스 누설과 베어링 내 이물 및 수분 침투에 직접적인 관련이 있다.
종래 워터펌프용 베어링의 제1시일립(14a) 및 제2시일립(14b)이 그리이스의 누설 방지와 이물 및 수분침투의 방지를 하기는 하지만, 베어링이 외부 이물에 항상 노출되어 있으므로 이물의 혼입을 충분히 방지하지 못하며, 특히 물에 노출될 경우 다량의 수분이 침투하여 베어링을 손상케 한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 외부로부터 베어링의 내부로 이물 및 수분의 혼입방지기능을 더욱 향상하여 베어링의 내구성을 높이는 워터펌프 베어링의 시일링장치를 제공하는데 있다.
도1은 종래 시일링장치가 적용된 워터펌프 베어링을 나타내는 부분단면도,
도2는 본 발명에 의한 시일링장치가 적용된 워터펌프 베어링을 나타내는 부분단면도,
도3은 본 발명에 의한 워터펌프 베어링의 시일링장치가 적용된 워터펌프 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
22 : 내륜 24 : 외륜
24a : 걸림홈띠 26 : 구름체
30 : 밀봉시일 40 : 제1시일
42 : 제1보강테 44 : 제1시일재
44a : 제1시일립 44b : 제2시일립
46 : 제3시일재 50 : 제2시일
52 : 제2보강테 54 : 제2시일재
54a : 제3시일립 54b : 제4시일립
본 발명에 의한 워터펌프 베어링의 시일링장치는, 내륜과 외륜 사이에 배열된 다수의 구름체와, 상기 다수의 구름체를 소정의 간격으로 유지시키는 리테이너와, 상기 내륜과 외륜 사이에 형성된 공간의 개구단부에 결합된 밀봉시일을 구비한 워터펌프 베어링에 있어서, 상기 밀봉시일은, 제1보강테를 가지며 베어링의 축방향 내측에 끼워진 제1시일과, 제2보강테를 가지며 베어링의 축방향 외측에 끼워져 상기 제1시일에 결합된 제2시일로 이루어지되, 상기 제1시일은 상기 제1보강테의 반경방향 내측에 끼워지되 상기 제2보강테의 반경방향 내측에 밀착하는 두 개의 시일립을 가진 제1시일재를 포함하고, 상기 제2시일은 상기 제2보강테의 반경방향 외측에 끼워지되 상기 제1보강테의 반경방향 중간에 밀착하는 두 개의 시일립을 가진 제2시일재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1보강테는, 그 중간에 베어링의 축방향으로 형성된 웨브와, 상기 웨브의 양단에서 베어링의 반경방향으로 서로 반대측을 향해 연장형성된 내, 외측플랜지로 이루어지고, 상기 제2보강테는, 그 중간에 베어링의 반경방향으로 형성된 웨브와, 상기 웨브의 양단에서 베어링의 축방향으로 상기 제1보강테를 향해 연장형성된 내, 외측플랜지로 이루어지며, 상기 제1시일재의 두 개의 시일립은 상기 제2보강테의 내측 플랜지의 외면에 밀착하고, 상기 제2시일재의 하나의 시일립은 상기 제1보강테의 웨브의 외면에 밀착하며, 상기 제2시일재의 나머지 하나의 시일립은 상기 제1보강테의 내측플랜지의 외면에 밀착하게 되어 있다.
상기 제1시일재의 시일립과 상기 제2시일재의 시일립 사이에는 시일립을 윤활하도록 그리이스가 주입되어 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
자동차용, 농업용 및 산업용 엔진의 냉각시스템에 사용되는 워터펌프 어셈블리는 도3에 도시한 바와 같으며, 101은 워터펌프 베어링, 113은 브라켓, 103은 워터펌프 풀리, 109는 워터펌프 하우징, 105는 미케니컬 시일 어셈블리, 107은 임펠러, 111은 시일링 장치를 나타낸다. 상기 워터펌프 베어링(101)은 워터펌프하우징(109)에 압입되고, 상기 미케니컬 시일 어셈블리(105)와 임펠러(107) 및 브라켓(113)은 워터펌프 베어링의 내륜(102)에 압입되며, 상기 시일링 장치(111)는 워터펌프 베어링의 내륜(102)와 외륜(104)사이에 결합되며, 워터펌프 풀리(103)는 상기 브라켓(113)과 체결되어 벨트로 구동된다. 여기서 미케니컬 시일 어셈블리(105)가 1차적으로 냉각수의 침입을 방지하고, 상기 시일링 장치(111)가 2차적으로 이물질의 침입을 방지한다.
상기 시일링 장치(111)는 도2에 상세히 도시되어 있다. 도시한 바와 같이(도3과 별도의 번호로 표시함), 내륜(22)과 외륜(24) 사이에는 다수의 구름체(26)가 배열되어 있고, 상기 다수의 구름체(26)는 이 구름체(26)를 감싸는 리테이너(28)에 의해 소정의 간격으로 유지되고 있다. 상기 내륜(22)과 외륜(24)의 사이에 형성된 공간(S)의 개구단부에는 이 공간(S)으로 이물질이 유입되지 않게 하도록 밀봉시일(30)이 결합되어 있다. 상기 외륜(24)의 내면 가장자리에는 상기 밀봉시일(30)이 걸리도록 걸림홈띠(24a)가 원주방향을 따라 형성되어 있다.
상기 밀봉시일(30)은, 제1보강테(42)를 가지며 베어링의 축방향 내측에 끼워진 제1시일(40)과, 제2보강테(52)를 가지며 베어링의 축방향 외측에 끼워져 상기 제1시일(40)에 결합된 제2시일(50)로 이루어진다.
상기 제1시일(40)은, 상기 제1보강테(42)의 반경방향 내측에 끼워진 제1시일재(44)와, 상기 제1보강테(42)의 반경방향 외측에 끼워져 상기 걸림홈띠(24a)에 압입 고정된 제3시일재(46)를 포함하고 있다. 상기 제1시일재(44)와 제3시일재(46)는 서로 이어져 하나로 이루어질 수도 있으며, 이때에는 후술하는 제2시일재가 밀착하는 제1보강테의 부분은 외부로 노출되게 상기 제1보강테를 감싸면서 밀착성형된다.
상기 제1보강테(42)는, 그 중간에 베어링의 축방향으로 형성된 웨브(42a)와, 상기 웨브(42a)의 양단에서 베어링의 반경방향으로 서로 반대측을 향해 연장형성된 내, 외측플랜지(42b, 42c)로 이루어진다. 상기 내측플랜지(42b)는 수직방향으로 상기 제1시일재(44)에 박혀있고, 상기 외측플랜지(42c)는 그 단부가 구부려져서 상기 제3시일재(46)에 박혀 있다.
상기 제1시일재(44)는 그 하단에 제1, 제2시일립(44a)(44b)이 형성된 구조이다. 상기 제1시일립(44a)은 베어링의 축방향 내측으로 벌어져 그 단부면이 상기 제2보강테(52)의 후술하는 내측플랜지 외면에 밀착하여 있고, 상기 제2시일립(44b)은 베어링의 축방향 외측으로 벌어져 그 단부면이 상기 제2보강테(52)의 후술하는 내측플랜지 외면에 밀착하고 있다. 상기 제1, 제2시일립(44a)(44b)이 합쳐진 부분 상측에는 베어링의 축방향 내측으로 돌출된 보강부(44c)가 형성되어 있다.
상기 제2시일(50)은, 상기 제2보강테(52)의 반경방향 외측에 끼워진 제2시일재(54)를 포함하고 있다.
상기 제2보강테(52)는, 그 중간에 베어링의 반경방향으로 형성된 웨브(52a)와, 상기 웨브(52a)의 양단에서 베어링의 축방향으로 상기 제1보강테(42)를 향해 연장형성된 내, 외측플랜지(52b, 52c)로 이루어져, 그 단면이 ㄷ형으로 되어 있다. 상기 외측플랜지(52c) 및 웨브(52a)에는 상기 제2시일재(54)가 밀착성형되어 있다. 그리고, 상기 내측플랜지(52b)의 내면은 상기 내륜(22)의 외면에 밀착하여 고정되고, 상기 내측플랜지(52b)의 외면은 상기 제1시일재(44)의 제1, 제2시일립(44a, 44b)에 접촉한다.
상기 제2시일재(54)에는, 상기 제1보강테(42)의 웨브(42a)의 외면에 밀착하는 제3시일립(54a)이 돌출형성되는 한편, 상기 제1보강테(42)의 내측플랜지(42b)의 외면에 밀착하는 제4시일립(54b)이 돌출형성되어 있다.
상기 제2시일립(44b)와 제4시일립(54b) 사이 공간과, 제4시일립(54b)와 제3시일립(54a) 사이 공간에는 시일립을 윤활하도록 소량의 그리이스(G)가 주입되어 있다.
상기 제1보강테(42)와 제2보강테(52)는 항상 수분에 노출될 위험이 있으므로 내식성이 뛰어난 스테인레스 강재 등으로 되어 있고, 상기 제1, 제2, 제3시일재(44, 54, 46)의 재질은 고무로 되어 있으나, 다양한 종류의 합성수지를 사용할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 워터펌프 베어링의 시일링 장치는, 제1시일(40)의 제3시일재(46)를 외륜(24)을 걸림홈띠(24a)에 먼저 끼워 조립한 후, 제2시일(50)의 제2보강테(52)의 내측플랜지(52b)의 내면을 내륜(22)의 외면에 밀착되게 억지끼움하여 조립한다. 따라서, 상기 제2시일(50)은 상기 내륜(22)과 함께 회전하게 되어 있다.
상기 제1시일립(44a) 및 제2시일립(44b)는 베어링 내부의 그리이스가 외부로 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 제3시일립(54a)는 1차로 외부로부터 이물의 혼입 및 수분의 침투를 방지하는 역할을 하는데, 베어링의 내륜(22)이 회전할시에 같이 회전하면서 외부 이물이나 수분을 외부로 쳐내게 된다. 그리고, 상기 제4시일립(54b)는 2차적으로 외부 이물의 혼입 및 수분 침투를 방지하는 역할을 하는데, 시일 립의 윤활을 위해 주입된 그리이스(G)가 제1보강테(42)의 외면과 이 제4시일립(54b)사이에 윤활막을 형성시켜 수분 침투방지효과를 더욱 높인다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명에 의한 워터펌프 베어링의 시일링장치에 의하면, 내부 그리이스의 누설을 방지할 뿐만 아니라, 외부로부터 워터펌프 베어링의 내부로 이물질의 혼입방지기능을 더욱 향상하여 워터펌프 베어링의 내구성을 높이는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 내륜과 외륜사이에 배열된 다수의 구름체와, 상기 다수의 구름체를 소정의 간격으로 유지시키는 리테이너와, 상기 내륜과 외륜 사이에 형성된 공간의 개구 단부에 결합된 밀봉시일을 구비하고, 상기 밀봉시일은, 제1보강테를 가지며 베어링의 축방향 내측에 끼워진 제1시일과, 제2보강테를 가지며 베어링의 축방향 외측에 끼워져 상기 제1시일에 결합된 제2시일로 이루어져, 워터펌프 어셈블리에 적용되는 워터펌프 베어링에 있어서,
    상기 제1시일(40)은 상기 제1보강테(42)의 반경방향 내측에 끼워지되 상기 제2보강테(52)의 반경방향 내측에 밀착하는 두 개의 시일립(44a, 44b)을 가진 제1시일재(44)를 포함하고,
    상기 제2시일(50)은 상기 제2보강테(52)의 반경방향 외측에 끼워지되 상기 제1보강테(42)의 반경방향 중간에 밀착하는 두 개의 시일립(54a, 54b)를 가진 제2시일재(54)를 포함하며,
    상기 제1보강테(42)는, 그 중간에 베어링의 축방향으로 형성된 웨브(42a)와, 상기 웨브(42a)의 양단에서 베어링의 반경방향으로 서로 반대측을 향해 연장형성된 내, 외측플랜지(42b, 42c)로 이루어지고,
    상기 제2보강테(52)는, 그 중간에 베어링의 반경방향으로 형성된 웨브(52a)와, 상기 웨브(52a)의 양단에서 베어링의 축방향으로 상기 제1보강테(42)를 향해 연장형성된 내, 외측플랜지(52b, 52c)로 이루어지며,
    상기 제1시일재(44)의 두 개의 시일립(44a, 44b)은 상기 제2보강테(52)의 내측 플랜지(52b)의 외면에 밀착하고,
    상기 제2시일재(54)의 하나의 시일립(54a)이 상기 제1보강테(42)의 웨브(42a)의 외면에 밀착하며, 상기 제2시일재(54)의 나머지 하나의 시일립(54b)은 상기 제1보강테(42)의 내측플랜지(42b)의 외면에 밀착하고,
    상기 제1시일재(44)의 시일립(44b)과 제2시일재(54)의 시일립(54b) 사이, 상기 제2시일재(54)의 시일립(54b)와 시일립(54a) 사이에는 시일립을 윤활하도록 그리이스(G)가 주입된 것을 특징으로 하는 워터펌프 베어링의 시일링 장치.
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