KR101595560B1 - 엔코더 씰 어셈블리와 이를 이용한 차량용 휠 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따라서 엔코더 씰 어셈블리와 이를 이용한 차량용 휠 베어링이 개시되고, 직경방향 내측에 배치되는 내측디스크, 상기 내측디스크와 설정된 갭을 두고 직경방향 외측에 배치되는 외측디스크, 상기 내측디스크와 상기 제2 디스크 사이에 실링구조를 형성하는 씰링립, 상기 내측디스크에서 외측면으로 배치되는 엔코더, 및 상기 엔코더에서 외부로 노출된 부분을 커버하도록 상기 엔코더에 부착되는 엔코더커버를 포함할 수 있다.

Description

엔코더 씰 어셈블리와 이를 이용한 차량용 휠 베어링{Encoder seal assembly and Wheel bearing using the same for vehicle}

본 발명은 엔코더 씰 어셈블리와 이를 이용한 차량용 휠 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔코더를 외부 이물질로부터 보다 안전하게 보호할 수 있고, 사이즈를 컴팩트하게 구성할 수 있는 엔코더 씰 어셈블리와 이를 이용한 차량용 휠 베어링에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 현재 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링, 니들 베어링 및 볼 베어링 등 다양한 베어링 들이 사용되고 있다.

휠 베어링은 이러한 베어링의 한 종류로서, 회전하지 않은 차체 혹은 너클에 회전하는 요소인 휠(차륜)을 회전 가능하게 연결하는 기능을 한다.

도 1에는 종래 기술에 따른 엔코더 씰 어셈블리가 장착된 차량용 휠 베어링의 일예가 단면이 도시되어 있는 바, 회전하는 차륜에 연결되는 휠 휠허브(110)의 외주면에 내륜(115)이 일체로 회전되게 장착되고, 상기 내륜(115)과 상기 휠 휠허브(110)를 축방향으로 끼워서 감싸는 형태로 외륜(100)이 배치된다.

상기 외륜(100)은 회전하지 않는 차체나 혹은 너클(미도시)에 연결된다.

상기 외륜(100)과 내륜(115) 사이에는 전동체(105)가 개재되어, 상기 외륜(100)에 대해 상기 내륜(115)과 휠 휠허브(110)가 회전 가능하게 끼워져 지지된다.

상기 외륜(100)과 내륜(115) 사이에는 이들 사이의 원활한 상대 회전이 이루어질 수 있도록 경방향으로 적절한 공간이 형성되고, 상기 공간으로 이물질의 유입 및 휠 베어링 내부의 윤활유의 누출을 차단하기 위해 씰 어셈블리(120)가 설치된다.

상기 씰 어셈블리는 상기 외륜과 내륜 사이로 삽입되며 상기 내륜(115)의 외주면에 일체로 회전되게 장착된 슬링거 혹은 내측디스크(124)와, 상기 내측디스크(124)와 대향하도록 상기 외륜(100)의 내주면에 고정되게 부착된 외측디스크(126) 및, 상기 내측디스크(124)와 외측디스크(126) 사이로 이물질의 유입 및 윤활유의 누출을 방지하도록 상기 외측디스크(126)에 부착된 씰링립(122a, 122b)를 각각 포함한다.

상기 씰링립(122a, 122b)는 대향하는 상기 내측디스크(124)의 축방향 및 반경방향 내측면에 밀착되는 제1씰링립(122a)과 제2씰링립(122b)을 포함한다.

상기 내측디스크(124)의 차체측 외측면에는 엔코더(135)가 일체로 회전되게 부착되어 엔코더 씰 어셈블리를 구성한다.

상기 엔코더(135)는 N극과 S극이 환형을 이루도록 교대로 배치된 영구자석으로 구성되어, 상기 내륜(115)이 회전할 때에 상기 내측디스크(124)와 함께 회전하면서 자기장의 변화를 생성하고, 이러한 자기장의 변화를 센서(140)를 통해 감지하여 차륜의 회전 속도를 측정할 수 있다.

상기와 같은 종래의 엔코더 씰 어셈블리 구조에서, 엔코더(135)가 내측디스크(124)의 축방향 내측면에 고정되게 장착되어 있으므로 외부로 노출되는 구조를 가지고 있다.

이로 인해 차량의 주행 중에 이물질이 엔코더(135)의 표면에 부착되어 엔코더(135)가 제 기능을 원활하게 수행할 수 없는 경우가 발생할 수 있고, 또한 외부로부터 날카로운 이물질이 엔코더(135)를 타격하여 엔코더(135)가 손상을 입을 우려가 있었다.

상기와 같은 결점을 해소하는 방안으로서, 미국 특허 제5,575,568호에는 내측디스크(124)의 내측면(축방향 내측면)에 엔코더를 장착하는 방안이 제시되어 있지만, 이러한 엔코더 씰 어셈블리 구조에서는 씰링 성능이 저하될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 차량 주행시 외부 이물질에 의해서 엔코더 표면에 손상을 줄이고, 센서의 이상신호 발생을 줄이며, 실링성능과 드레그(drag) 성능을 높여서 내구성과 연료소모를 줄일 수 있는 엔코더 씰 어셈블리 및 이를 이용한 차량용 휠 베어링을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 엔코더 씰 어셈블리는 직경방향 내측에 배치되는 내측디스크, 상기 내측디스크와 설정된 갭을 두고 직경방향 외측에 배치되는 외측디스크, 상기 내측디스크와 상기 제2 디스크 사이에 실링구조를 형성하는 씰링립, 상기 내측디스크에서 외측면으로 배치되는 엔코더, 및 상기 엔코더에서 외부로 노출된 부분을 커버하도록 상기 엔코더에 부착되는 엔코더커버를 포함할 수 있다.

상기 엔코더커버는 상기 내측디스크와 상기 외측디스크 사이에 형성되는 씰링공간 측으로 삽입되는 삽입부재를 포함할 수 있다.

상기 씰링립은 상기 내측디스크와 상기 외측디스크 사이에 배치되는 제1,2씰링립, 및 상기 외측디스크의 내주면에 고정되고, 그 단부는 상기 삽입부재의 외주면 측으로 연장되는 머드립을 포함할 수 있다.

상기 머드립의 단부는 상기 삽입부재의 외주면과 설정된 갭을 형성할 수 있다.

상기 삽입부재는 상기 엔코더커버와 일체로 절곡되어 형성될 수 있다.

상기 삽입부재에서 상기 실링공간의 안쪽으로 삽입되는 부분에는 직경방향 내측으로 향하도록 경사진 제1경사부재 및 상기 제1경사부재와 설정된 각도를 두고 일체로 절곡되어 직경방향 외측으로 향하도록 경사진 제2경사부재가 형성될 수 있다.

상기 제2경사부재에서 회전중심부와 가장 멀리 떨어진 부분의 제1거리(D1)는

상기 머드립에서 상기 회전중심부와 가장 가까운 부분의 제2거리(D2)보다 길 수 있다.

상기 제1경사부재와 상기 제2경사부재가 만나는 부분에 형성되는 돌출부에 의해서 상기 엔코더커버가 상기 엔코더에 고정될 수 있다.

상기 내측디스크는 직경방향 내측에 배치되는 밀착부재, 및 상기 밀착부재에서 일체로 절곡되어 직경방향 외측으로 연장되는 외향부재를 포함하고, 상기 엔코더에는 상기 외향부재의 단부가 삽입되는 홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 엔코더 씰 어셈블리를 포함하는 차량용 휠 어셈블리는 상기 내측디스크의 내주면이 그 외주면에 밀착되는 내륜, 상기 외측디스크의 외주면이 그 내주면에 배치되는 외륜, 및 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 배치되는 전동체를 포함할 수 있다.

상기 엔코더커버에 인접하여 배치되어 상기 엔코더에서 발생되는 신호를 통해서 상기 내륜 또는 상기 외륜의 회전을 감지하는 감지부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 엔코더 씰 어셈블리 및 이를 이용한 차량용 휠 베어링에 의하면, 씰 어셈블리의 외측면에 엔코더가 부착되고, 상기 엔코더에서 외부로 노출된 부분을 엔코더커버가 커버함으로써 엔코더를 안전하게 보호할 수 있고, 이상신호 등을 줄일 수 있다.

아울러, 씰 어셈블리에 형성되는 머드립이 상기 엔코더커버와 실링구조를 형성함으로써, 전체적인 실링구조를 강화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 엔코더 씰 어셈블리를 장착한 차량용 휠 베어링의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 씰 어셈블리를 장착한 차량용 휠 베어링의 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 씰 어셈블리를 장착한 차량용 휠 베어링의 일부 상세 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 씰 어셈블리의 일부 상세 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 씰 어셈블리를 장착한 차량용 휠 베어링의 일부 단면도이다.

도 2를 참조하면, 씰 어셈블리를 장착한 차량용 휠 베어링은 휠허브(110), 내륜(115), 외륜(100), 전동체(105), 케이지(250), 씰 어셈블리(120), 엔코더(135), 및 엔코더커버(200)를 포함하고, 상기 씰 어셈블리(120)는 내측디스크(124), 외측디스크(126), 제1씰링립(122a), 제2씰링립(122b), 및 머드립(122c)을 포함한다.

상기 휠허브(110)의 외주면에서 축방향 내측에는 상기 내륜(115)이 고정되고, 상기 휠허브(110), 및 상기 내륜(115)의 외주면과 설정된 간격을 구도 상기 외륜(100)이 배치된다.

상기 외륜(100)과 상기 휠허브(110) 및 상기 내륜(115)과 상기 외륜(100) 사이에는 각각 상기 전동체(105)가 배치되는데, 상기 전동체(105)는 별도의 케이지(250) 안에서 그 위치가 고정된 상태로 슬라이딩되면서 회전가능하게 배치된다.

상기 외륜(100)과 상기 내륜(115) 사이에는 상기 전동체(105)가 설치된 공간으로 이물질이 침투하는 것을 방지하는 씰 어셈블리(120)가 배치된다.

그리고, 상기 씰 어셈블리(120)의 축방향 내측에 대응하는 외측면에는 엔코더(135)가 배치되고, 상기 엔코더(135)에서 외부로 노출되는 외측면에는 엔코더커버(200)가 장착된다.

상기 엔코더커버(200)의 일면은 상기 엔코더(135)의 외측면에 밀착되고, 직경방향외측의 일단부는 상기 씰 어셈블리(120) 안쪽으로 삽입되어 고정되는 구조를 갖는다.

상기 엔코더(135)는 N극과 S극이 환형을 이루도록 교대로 배치된 영구자석으로 구성되어, 상기 내륜(115)이 회전할 때에 상기 내측디스크(124)와 함께 회전하면서 자기장의 변화를 생성하고, 이러한 자기장의 변화를 센서(140)를 통해 감지하여 차륜의 회전 속도를 측정할 수 있다.

상기 씰 어셈블리(120)는 상기 내륜(115)의 외주면에 밀착되는 내륜밀착부재(124a), 상기 내륜밀착부재(124a)의 축방향 내측 단부에서 직경방향 외측으로 연장되는 외향부재(124b)를 포함한다.

그리고, 상기 씰링립은 일측이 상기 외측디스크(126)에 고정되고 타측은 내측디스크(124)의 상기 내륜밀착부재(124a)의 외주면에 접촉하는 제1씰링립(122a), 일측이 상기 외측디스크(126)에 고정되고 타측은 내측디스크(124)의 상기 외향부재(124b)의 내측면에 접촉하는 제2씰링립(122b)을 포함한다.

아울러, 상기 씰링립은 일측이 상기 외측디스크(126)의 내주면에 고정되고, 타측이 상기 엔코더커버(200)의 외주면으로 향하도록 연장되는 머드립(122c)을 포함한다. 상기 머드립(122c)은 외부에서 상기 씰 어셈블리 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 씰 어셈블리에 대한 좀 더 상세한 구조에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 씰 어셈블리를 장착한 차량용 휠 베어링의 일부 상세 단면도이다.

도 3을 참조하면, 씰 어셈블리(120)에서 상기 내측디스크(124)는 상기 내륜(115)의 외주면에 밀착되는 내륜밀착부재(124a), 및 상기 내륜밀착부재(124a)의 단부에서 직경방향 외측으로 연장되는 외향부재(124b)를 포함한다.

그리고, 상기 외측디스크(126)는 상기 외륜(100)의 내주면에 밀착되는 외륜밀착부재(126a), 및 상기 외륜밀착부재(126a)의 단부에서 직경방향 내측으로 연장되는 내향부재(126b)를 포함한다.

상기 내측디스크(124)와 상기 외측디스크(126) 사이에는 씰링공간(350)이 형성되고, 상기 씰링공간(350)에 제1씰링립(122a)과 제2씰링립(122b)이 배치되고, 상기 제1씰링립(122a)은 상기 내향부재(126b)의 단부에서 연장되어 상기 내륜밀착부재(124a)의 외주면에 접하고, 상기 제2씰링립(122b)은 상기 내향부재(126b)의 내측면에서 연장되어 상기 외향부재(124b)의 내측면에 접한다.

그리고, 상기 머드립(122c)은 상기 외륜밀착부재(126a)의 내주면에서 연장되어 상기 삽입부재(200a)의 외주면 측으로 연장된다. 그리고, 상기 머드립(122c)의 단부는 상기 삽입부재(200a)의 외주면에 접하지 않는다.

따라서, 상기 머드립(122c)과 상기 삽입부재(200a) 사이에 마찰손실이 줄어들어 전체적인 드레그(drag)손실이 적어지고 회전저항의 감소로 인하여 연료소모가 줄어든다.

아울러, 상기 삽입부재(200a)의 단부에는 제1경사부재(305)와 제2경사부재(310)가 형성된다. 상기 제1경사부재(305)는 직경방향 내측으로 경사지도록 배치되고, 상기 제2경사부재(310)는 직경방향 외측으로 경사지도록 배치된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1경사부재(305)와 상기 제2경사부재(310)에 의해서 상기 삽입부재(200a)의 단부에서 내주면에는 돌출부(400)가 형성되고, 상기 엔코더커버(200)의 상기 삽입부재(200a)의 상기 돌출부(400)가 상기 엔코더(135)에 걸려서 상기 엔코더커버(200)가 상기 엔코더(135)에서 이탈되는 것이 방지된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 씰 어셈블리의 일부 상세 단면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 엔코더(135)에는 상기 내측디스크(124)의 상기 외향부재(124b)의 단부가 삽입되는 홈(440)이 형성되고, 상기 엔코더(135)는 상기 홈(440)을 통해서 상기 외향부재(124b)에 고정되는 구조를 갖는다.

아울러, 상기 머드립(122c)의 하단부는 상기 삽입부재(200a)의 외주면과 설정된 갭(G)을 두고 형성되어 접촉하지 않는 구조를 갖는다. 그리고, 상기 제1경사부재(305)와 상기 제2경사부재(310)는 직경방향 외측으로 설정된 각도(A)를 두고 배치되고, 상기 제1경사부재(305)와 상기 제2경사부재(310)가 만나는 부분에서 내주면에 돌출부(400)를 형성한다.

본 발명의 실시예에서, 회전중심부(420)에서 상기 제2경사부재(310)의 단부까지 가장 먼 제1거리(D1)는 상기 회전중심부에서 상기 머드립(122c)의 단부까지 가장 가까운 제2거리(D2)보다 길게 형성된다.

상기 엔코더커버(200)는 스틸(SUS 403)재질로 구성될 수 있고, 외부 이물질로부터 상기 엔코더(135)를 보호하여 상기 엔코더(135)의 손상을 방지하여 내구성을 향상시키고, 전체적인 이상신호를 줄일 수 있다.

아울러, 상기 엔코더커버(200)는 차량 주행시 외부 이물질에 의해서 상기 엔코더(135) 표면에 손상을 줄이고, 센서신호의 안정성을 향상시키며, 머드립(122c)과 실링구조를 형성하여, 전체적인 씰 어셈블리의 실링성능과 드레그(drag) 성능을 높일 수 있다.

전술한 바와 같이, 씰 어셈블리(120)의 외측면에 엔코더(135)가 부착되고, 상기 엔코더(135)에서 외부로 노출된 부분을 엔코더커버(200)가 커버함으로써 엔코더(135)를 안전하게 보호할 수 있고, 센서의 이상신호 등을 줄일 수 있다.

아울러, 본 발명의 실시예에서는 씰 어셈블리(120)에 형성되는 머드립(122c)이 상기 엔코더커버(200)와 실링구조를 형성함으로써, 씰 어셈블리(120)의 전체적인 실링구조를 강화할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 외륜 105: 전동체
110: 휠허브 115: 내륜
120: 씰 어셈블리 122a: 제1씰링립
122b: 제2씰링립 122c: 머드립
124: 내측디스크 124a: 내륜밀착부재
124b: 외향부재 126: 외측디스크
126a: 외륜밀착부재 126b: 내향부재
135: 엔코더 140: 센서
200: 엔코더커버 200a: 삽입부재
250: 케이지 305: 제1경사부재
310: 제2경사부재 350: 씰링공간
400: 돌출부 440: 홈

Claims (11)

1. 직경방향 내측에 배치되는 내측디스크;
   상기 내측디스크와 설정된 갭을 두고 직경방향 외측에 배치되는 외측디스크;
   상기 내측디스크와 상기 외측 디스크 사이에 형성되는 씰링공간에 배치되어 실링구조를 형성하는 씰링립;
   상기 내측디스크 또는 상기 외측디스크에서 외측면에 배치되는 엔코더; 및
   상기 엔코더에서 외부로 노출된 부분을 커버하도록 상기 엔코더에 부착되는 엔코더커버를 포함하고,
   상기 엔코더커버는 상기 내측디스크와 상기 외측디스크 사이에 형성되는 씰링공간 측으로 삽입되는 삽입부재를 포함하며,
   상기 삽입부재에서,
   상기 실링공간의 안쪽으로 삽입되는 부분에는 직경방향 내측으로 향하도록 경사진 제1경사부재 및 상기 제1경사부재와 설정된 각도를 두고 일체로 절곡되어 직경방향 외측으로 향하도록 경사진 제2경사부재가 형성되는 것을 특징으로 하는 엔코더 씰 어셈블리.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 외측디스크의 내주면에 고정되고, 그 단부는 상기 삽입부재의 외주면 측으로 연장되는 머드립;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔코더 씰 어셈블리.
4. 제3항에 있어서,
   상기 머드립의 단부는 상기 삽입부재의 외주면과 설정된 갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 엔코더 씰 어셈블리.
5. 제1항에 있어서,
   상기 삽입부재는 상기 엔코더커버와 일체로 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 엔코더 씰 어셈블리.
6. 삭제
7. 제3항에 있어서,
   상기 제2경사부재에서 회전중심부와 가장 멀리 떨어진 부분의 제1거리(D1)는
   상기 머드립에서 상기 회전중심부와 가장 가까운 부분의 제2거리(D2)보다 긴 것을 특징으로 하는 엔코더 씰 어셈블리.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1경사부재와 상기 제2경사부재가 만나는 부분에 형성되는 돌출부에 의해서 상기 엔코더커버가 상기 엔코더에 고정되는 것을 특징으로 하는 엔코더 씰 어셈블리.
9. 제1항에 있어서,
   상기 내측디스크는,
   직경방향 내측에 배치되는 밀착부재; 및
   상기 밀착부재에서 일체로 절곡되어 직경방향 외측으로 연장되는 외향부재;
   를 포함하고,
   상기 엔코더에는 상기 외향부재의 단부가 삽입되는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 엔코더 씰 어셈블리.
10. 제1항에 따른 엔코더 씰 어셈블리;
    상기 내측디스크의 내주면이 그 외주면에 밀착되는 내륜;
    상기 외측디스크의 외주면이 그 내주면에 배치되는 외륜; 및
    상기 내륜과 상기 외륜 사이에 배치되는 전동체;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 어셈블리.
11. 제10항에 있어서,
    상기 엔코더커버에 인접하여 배치되어 상기 엔코더에서 발생되는 신호를 통해서 상기 내륜 또는 상기 외륜의 회전을 감지하는 감지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 어셈블리.

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