KR101838706B1 - 휠 베어링 - Google Patents

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차채영
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Abstract

휠 베어링이 개시된다. 원통부, 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 확장된 플랜지 및, 상기 플랜지에 축방향 내측을 향하도록 형성된 플랜지 벽면을 구비한 휠 허브; 및 상기 휠 허브의 원통부에 끼워지는 슬링거 원통부와, 상기 휠 허브의 플랜지 벽면에 밀착되는 슬링거 플랜지를 구비한 슬링거를 포함하고; 상기 슬링거 플랜지에는 하나 이상의 수용홈이 형성되어, 슬링거의 씰링 성능의 향상 및 부식 방지를 도모할 수 있다.

Description

휠 베어링{Wheel bearing}
본 발명은 휠 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬링거(Slinger)의 씰링성 향상 및 휠 허브와 슬링거 사이의 부식을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 휠 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 베어링은 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 함께 축에 걸리는 하중을 지탱하며, 축이 원활하게 회전할 수 있도록 지지하는 기계요소로서, 베어링과 축이 접촉하는 상태에 따라 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 분류됨과 더불어 하중을 지지하는 방향에 따라 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 분류된다.
상기 구름베어링은 회전하는 축을 볼 혹은 롤러와 같은 전동체를 사용하여 지지하는 것으로, 롤러의 형상에 따라 원통형 롤러 베어링과 테이퍼 롤러 베어링 및 니들 베어링 등이 있다.
차량에 사용되는 휠 베어링은 상기와 같은 베어링의 일종으로서 차량의 휠에 장착되어 휠과 차량의 하중을 지지하고, 구동축의 힘을 전달받아 회전저항을 최소화하여 휠에 전달하는 역할을 하며, 차량의 회전시에 발생되는 차축의 충격과 차량의 상하 바운싱 시에 발생되는 충격을 지탱하는 역할을 한다.
도 1에는 종래 기술에 따른 휠 베어링의 구조가 일부 절개된 상태로 단면도로 도시되어 있는 바, 외륜(10)과 휠 허브(20), 휠 허브(20)와 외륜(10)이 반경 방향으로 이격되어 형성한 베어링 공간에 삽입된 다수의 전동체(30), 및 베어링 공간을 밀봉하는 슬링거(40)와 씨일(50)을 각각 포함한다.
외륜(10)은 도시되지 않은 차체나 너클에 연결되어 고정되고, 휠 허브(20)를 반경방향 내측에 끼워서 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.
휠 허브(20)는 반경방향으로 확장된 플랜지(22)를 포함하고, 플랜지(22)를 관통하는 도시되지 않은 허브 볼트는 차륜(휠)에 체결되어, 휠을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.
전동체(30)는 볼 형상을 하고서 원주방향을 따라 다수개로 배치됨과 더불어 축방향을 따라 단열 혹은 복열로 배치되어, 외륜(10)과 휠 허브(20) 사이에 상대 회전이 이루어질 수 있도록 한다.
외륜(10)에 대한 휠 허브(20)의 원활한 상대 회전을 위해 형성된 상기 베어링 공간으로 수분과 같은 이물질의 침입을 방지하기 위해, 베어링 공간의 입구를 형성하는 휠 허브(20)의 외주면에 슬링거(40)가 장착되고, 씨일(50)은 휠 허브(20)의 외주면과 대향하는 외륜(10)의 축방향 선단부 및 외주면에 장착된다.
그런데 상기와 같은 종래의 휠 베어링 구조에 있어서, 금속 재질로 만들어진 휠 허브(20)와 슬링거(40) 사이에 수분과 같은 이물질이 침입하면 부식이 발생할 수 있고, 이러한 부식은 슬링거(40)의 씰링 성능을 저하시키게 된다.
이에 따라 슬링거(40)의 부식을 방지하기 위해 방청 페인트나 방청 재료를 휠 허브(20)와 슬링거(40) 사이에 도포할 경우에 슬링거(40)는 휠 허브(20)에 밀착되게 장착됨에 따라 도포 작업이 어렵고, 도포량이 많지 않아서 슬링거(40)의 부식 방지 및 씰링 성능 향상이 미흡하게 되는 결점이 있었다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 휠 허브에 밀착되게 장착되는 슬링거에 방청 재료를 수용할 수 있는 수용홈을 형성하여 슬링거 및 휠 베어링의 씰링 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있는 휠 베어링을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은, 원통부, 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 확장된 플랜지 및, 상기 플랜지에 축방향 내측을 향하도록 형성된 플랜지 벽면을 구비한 휠 허브; 및 상기 휠 허브의 원통부에 끼워지는 슬링거 원통부와, 상기 휠 허브의 플랜지 벽면에 밀착되는 슬링거 플랜지를 구비한 슬링거를 포함하고; 상기 슬링거 플랜지에는 하나 이상의 수용홈이 형성될 수 있다.
상기 슬링거는 상기 슬링거의 플랜지와 상기 슬링거의 원통부를 일체로 연결하도록 축방향 외측 및 반경 방향 외측으로 경사지게 형성된 경사 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 슬링거는 상기 슬링거의 플랜지의 반경 방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 절곡된 절곡부를 더 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 수용홈은 원주 방향으로 연속될 수 있다.
상기 하나 이상의 수용홈은 반경 방향으로 이격된 2개의 수용홈으로 구성될 수 있다.
상기 하나 이상의 수용홈은 상기 플랜지의 축방향 외측면으로부터 축방향 내측을 향해 파여진 형태로 형성될 수 있다.
상기 하나 이상의 수용홈은 그 단면이 원호 형상으로 형성될 수 있다.
상기 하나 이상의 수용홈에는 방청 재료가 충진될 수 있다.
상기 하나 이상의 수용홈의 폭은 0.1mm ~ 2mm 사이이다.
상기 하나 이상의 수용홈의 깊이는 슬링거 플랜지의 두께 대비 80% 이내이다.
상기 2개 수용홈 사이의 이격폭은 1mm ~ 4mm 사이이다.
상기 휠 허브를 축방향으로 끼워서 회전 가능하게 지지하고, 상기 휠 허브와의 사이에 베어링 공간을 형성하는 외륜; 및 상기 외륜에 장착되고 상기 베어링 공간을 폐쇄하도록 상기 슬링거에 밀착되는 2개의 씨일립을 더 포함하고; 상기 2개의 씨일립의 축방향 외측을 향하는 선단부들은 상기 2개의 수용홈과 중첩되지 않게 배치될 수 있다.
상기 2개의 수용홈은 상기 2개의 씨일립의 선단부들보다 반경 방향 내측에 위치할 수 있다.
상기 하나 이상의 수용홈은 각각 원주 방향으로 다수 개로 분할되고 반경 방향으로는 서로 이격된 2열의 수용홈을 포함하고; 상기 2열의 수용홈은 각 수용홈들은 반경 방향으로 서로 중첩되게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 휠 베어링의 슬링거의 제작 및 조립 방법은, 강판에 하나 이상의 수용홈을 형성하고, 상기 수용홈이 형성된 강판을 프레스로 성형하여 슬링거를 제작하며, 제작이 완료된 상기 슬링거에 방청 재료를 도포하여 휠 허브에 결합할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링에 의하면, 슬링거가 휠 허브의 원통부에 밀착되어 장착되는 원통부와, 휠 허브의 축방향 내측을 향하는 플랜지 벽면에 밀착되는 플랜지, 이 플랜지와 원통부를 연결하는 경사 연결부, 및 상기 플랜지의 반경 방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 절곡된 절곡부를 각각 포함하고, 상기 플랜지에는 그 두께 방향으로 파여진 형상의 하나 이상의 수용홈이 형성되며, 상기 수용홈에 방청 재로가 수용됨으로써, 상기 방청 재료에 의해 슬링거와 휠 허브의 부식 등이 효과적으로 방지되어 휠 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 방청 재료는 또한 슬링거의 플랜지와 휠 허브의 플랜지 벽면 사이로 유입되는 외부 이물질을 효과적으로 차단하여 슬링거 및 휠 베어링의 씰링 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 휠 베어링의 일부 절개 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 일부 절개 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거의 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거와 씨일부재의 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 슬링거의 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은 외륜(10)과 휠 허브(20), 휠 허브(20)와 외륜(10) 사이에 형성된 베어링 공간에 삽입되어 설치된 다수개의 전동체(30), 및 상기 베어링 공간의 입구를 막아서 밀봉하는 슬링거(60)와 씨일부재(50)를 각각 포함할 수 있다.
휠 허브(20)는 원통부(22)를 포함하고, 외륜(10)은 휠 허브(20)의 원통부(22)의 외경보다 크게 형성되어, 휠 허브(20)의 원통부(122)를 축방향 내측에 끼워서 지지한다.
외륜(10)은 차체나 너클에 연결되어 고정되고, 휠 허브(20)는 외륜(10)에 끼워져서 다수개의 전동체(30)를 매개로 외륜(10)에 대해 상대 회전 가능하게 지지된다.
휠 허브(20)는 원통부(22)로부터 반경방향 외측으로 확장된 플랜지(24)를 포함하고, 플랜지(24)를 관통하는 도시되지 않은 허브 볼트는 차륜에 체결되어, 차륜을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.
플랜지(24)에는 축방향에 대해 대체로 수직하고 축방향 내측을 향하는 플랜지 벽면(26)을 포함한다.
다수개의 전동체(130)는 볼 형상을 하고서 원주방향을 따라 다수개로 배치됨과 더불어 축방향을 따라 단열 혹은 복열로 배치되어, 외륜(10)과 휠 허브(20) 사이에 상대 회전이 이루어질 수 있도록 한다.
외륜(10)에 대한 휠 허브(20)의 원활한 상대 회전을 위해 외륜(10)과 휠 허브(20) 사이에는 축방향 및 반경방향으로 연장된 베어링 공간(70)이 형성되고, 상기 베어링 공간(70)을 통한 수분과 같은 이물질의 침입을 방지하기 위해 슬링거(60)와 씨일부재(50)가 베어링 공간(60)의 입구를 폐쇄도록 장착된다.
휠 허브(20)의 플랜지(24)와 이에 대향하는 외륜(10)의 축방향 외측 끝단면 사이에 베어링 공간(70)의 입구가 형성되고, 슬링거(60)는 베어링 공간(60)의 입구를 형성하는 휠 허브(20)의 플랜지 벽면(26)과 이에 연속된 원통부(22)에 장착되어, 베어링 공간(70)의 입구의 일부를 차단하게 되며, 씨일부재(50)도 외륜(10)의 축방향 외측 끝단면에 장착되어, 베어링 공간(70)의 입구의 나머지 부분을 차단하게 된다.
슬링거(60)는 휠 허브(20)의 원통부(22)의 외주면이 압입되고 축방향으로 연장되게 형성된 원통부(62)와, 휠 허브(20)의 플랜지 벽면(26)에 밀착되고 반경 방향 외측으로 연장되게 형성된 플랜지(64), 이 플랜지(64)와 원통부(62)를 일체로 연결하도록 원통부(62)로부터 축방향 외측 및 반경 방향 외측으로 경사지게 형성된 경사 연결부(66) 및, 상기 플랜지(64)의 반경 방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 절곡된 절곡부(68)를 각각 포함할 수 있다.
씨일부재(50)는 적절한 강성을 가진 지지부재(52)와, 이 지지부재(52)에 고정되게 부착된 씨일(54)을 각각 포함한다.
지지부재(52)는 외륜(10)의 외주면이 압입되고, 반경 방향 내측을 향해 연장되게 형성될 수 있다.
씨일(54)은, 베어링 공간(70)의 입구를 막아서 이물질의 유입을 방지하기 위해 축방향 외측 및 반경 방향 외측으로 연장되게 형성되어, 슬링거(60)의 플랜지(64)와 경사 연결부(66)에 각각 밀착하는 2개의 제1,2씨일립(542, 544); 및 슬링거(60)의 원통부(62)에 밀착하도록 반경 방향 내측 및 축방향 내측으로 연장되게 형성된 제3씨일립(546)을 포함할 수 있다.
휠 허브(20)의 플랜지 벽면(26)에 밀착하는 슬링거(60)의 플랜지(64)의 축방향 외측면에는 하나 이상의 수용홈(642, 644)이 형성될 수 있다.
하나 이상의 수용홈(642, 644)은 플랜지(64)의 두께를 줄이는 방향으로 오목하게 형성될 수 있다.
수용홈(642, 644)은 그 단면이 원호 형상으로 형성되지만, 방청 재료를 적절히 수용할 수 있는 형상이라면 사각 혹은 삼각 등의 다른 형태를 가질 수 있다.
수용홈(642, 644)에는 슬링거(60)를 휠 허브(20)에 조립할 때에 슬링거 혹은 휠 허브에 도포된 방청 재료(80)의 일부가 충진되어, 슬링거(60)의 조립시 방청 재료가 휠 허브와 슬링거 사이로부터 외부로 누출되는 누출양을 저감할 수 있고, 슬링거(60)가 휠 허브(20)로부터 이격되어 그 사이에 틈새를 형성할 경우에, 그 틈새를 통해 유입되는 이물질을 차단하여 씰링 성능을 향상시키며, 수분 등과 같은 이물질에 의한 슬링거(60)와 휠 허브(20)의 부식을 적절히 방지할 수 있다.
수용홈(642, 644)은 원주 방향으로 연속된 형상을 가질 수 있고, 수용홈(642,644)이 2개로 형성될 경우에는 반경 방향으로 서로 이격되게 형성되는 것이 바람직하다.
수용홈(642, 644)의 폭(a)은 0.1mm ~ 2mm 사이가 바람직하고, 수용홈(642, 644)의 깊이(b)는 슬링거의 플랜지(64)의 두께 대비 80% 이내가 바람직하며, 2개 수용홈(642, 644) 사이의 이격폭(c)은 1mm ~ 4mm 사이가 바람직하다.
또한 씨일부재(50)를 외륜에 장착하고, 슬링거(50)를 휠 허브(20)에 조립한 경우에, 도 5에 도시된 바와 같이 제1,2씨일립(542, 544)의 축방향 외측을 향하는 외측 선단부들은 상기 수용홈(642,644)과 중첩되지 않게 중첩 라인(L)보다 상방 및 하방에 배치하는 것이 바람직하다.
즉, 상부 수용홈(642)은 제1씨일립(542)의 외측 선단부보다 반경 방향 외측에 위치되고, 하부 수용홈(644)은 제1씨일립(542)과 제2씨일립(544) 사이에 위치되게 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 수용홈(642,644)과 2개의 씨일립(542,544)의 선단부들이 중첩되지 않게 배치하면, 수용홈(642, 644)에 의한 씰링 성능과 2개의 씨일립(542, 544)에 의한 씰링 성능이 중복되지 않고 각각 별개로 작용하여 전체 씰링 성능이 향상될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수용홈의 다른 실시 예로서, 2개의 수용홈(642a, 644a)은 각각 원주 방향으로 다수 개로 분할하여 서로 이격되게 형성되고, 반경 방향으로 서로 중첩되게 배치할 수 있다.
상기와 같이 구성된 슬링거(60)의 제작 및 조립 방법은, 먼저 강판에 하나 이상의 수용홈(642,644)을 형성하고, 수용홈이 형성된 강판을 프레스로 성형하여 슬링거를 제작하며, 제작이 완료된 슬링거에 방청 재료를 도포한 이후에 휠 허브에 결합한다.
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.
10: 외륜
20: 휠 허브
30: 전동체
40: 슬링거
50: 씨일부재
60: 슬링거
70: 베어링 공간
80: 방청 재료

Claims (15)

  1. 원통부, 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 확장된 플랜지 및, 상기 플랜지에 축방향 내측을 향하도록 형성된 플랜지 벽면을 구비한 휠 허브; 및
    상기 휠 허브의 원통부에 끼워지는 슬링거 원통부와, 상기 휠 허브의 플랜지 벽면에 밀착되는 슬링거 플랜지를 구비한 슬링거를 포함하고,
    상기 슬링거 플랜지에는 하나 이상의 수용홈이 형성되고,
    상기 하나 이상의 수용홈에는 방청 재료가 충진되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬링거는
    상기 슬링거 플랜지와 상기 슬링거 원통부를 일체로 연결하도록 축방향 외측 및 반경 방향 외측으로 경사지게 형성된 경사 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬링거는
    상기 슬링거 플랜지의 반경 방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 절곡된 절곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수용홈은 원주 방향으로 연속된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  5. 원통부, 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 확장된 플랜지 및, 상기 플랜지에 축방향 내측을 향하도록 형성된 플랜지 벽면을 구비한 휠 허브; 및
    상기 휠 허브의 원통부에 끼워지는 슬링거 원통부와, 상기 휠 허브의 플랜지 벽면에 밀착되는 슬링거 플랜지를 구비한 슬링거를 포함하고,
    상기 슬링거 플랜지에는 하나 이상의 수용홈이 형성되고,
    상기 하나 이상의 수용홈은 원주 방향으로 연속되고, 또한 반경 방향으로 이격된 2개의 수용홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수용홈은
    상기 플랜지의 축방향 외측면으로부터 축방향 내측을 향해 파여진 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수용홈은 그 단면이 원호 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수용홈의 폭은 0.1mm ~2mm인 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 수용홈의 깊이는 상기 슬링거 플랜지의 두께 대비 80% 이내인 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 2개 수용홈 사이의 이격폭은 1mm ~4mm 사이인 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 휠 허브를 축방향으로 끼워서 회전 가능하게 지지하고, 상기 휠 허브와의 사이에 베어링 공간을 형성하는 외륜; 및
    상기 외륜에 장착되고 상기 베어링 공간을 폐쇄하도록 상기 슬링거에 밀착되는 하나 이상의 씨일립을 더 포함하고;
    상기 하나 이상의 씨일립의 축방향 외측을 향하는 선단부는 상기 2개의 수용홈과 중첩되지 않게 배치된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 2개의 수용홈은 상기 하나 이상의 씨일립의 선단부보다 반경 방향 외측 및 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  14. 원통부, 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 확장된 플랜지 및, 상기 플랜지에 축방향 내측을 향하도록 형성된 플랜지 벽면을 구비한 휠 허브; 및
    상기 휠 허브의 원통부에 끼워지는 슬링거 원통부와, 상기 휠 허브의 플랜지 벽면에 밀착되는 슬링거 플랜지를 구비한 슬링거를 포함하고,
    상기 슬링거 플랜지에는 하나 이상의 수용홈이 형성되고,
    상기 하나 이상의 수용홈은 각각 원주 방향으로 다수 개로 분할되고 반경 방향으로는 서로 이격된 2열의 수용홈을 포함하고;
    상기 2열의 수용홈의 각 수용홈들은 반경 방향으로 서로 중첩되게 배치된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  15. 강판에 하나 이상의 수용홈을 형성하고,
    상기 수용홈이 형성된 강판을 프레스로 성형하여 슬링거를 제작하며,
    제작이 완료된 상기 슬링거에 방청 재료를 도포하여 휠 허브에 결합하고,
    상기 하나 이상의 수용홈에는 방청 재료가 충진되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 슬링거의 제작 및 조립 방법.

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