KR101960720B1 - 휠 베어링 - Google Patents

Abstract

휠 베어링이 개시된다. 휠 허브에 장착된 슬링거; 및 상기 휠 허브와 외륜 사이에 형성된 베어링 공간의 입구를 반경 방향 외측에서 커버하도록 상기 외륜의 축방향 외측 선단부에 형성된 스커트부를 포함하여, 휠 베어링의 드래그 토크 저감 및 씰링 성능 향상을 도모할 수 있다.

Description

휠 베어링{Wheel bearing}

본 발명은 휠 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠 허브의 플랜지에 슬링거(Slinger)를 장착하고, 외륜에 축방향 외측으로 확장된 스커트부를 형성하여, 외륜과 휠 허브 사이의 틈새를 통한 외부 이물질 침입을 효과적으로 방지하도록 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) 사이의 베어링 공간에 삽입된 다수의 전동체(30), 및 베어링 공간을 밀봉하는 슬링거(40)와 씨일(50; 이른 바 오픈 씨일이라 함)을 각각 포함한다.

외륜(10)은 도시되지 않은 차체나 너클에 연결되어 고정되고, 휠 허브(20)를 반경방향 내측에 끼워서 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 외주면(24)과 플랜지(22)에 슬링거(40)가 장착되고, 씨일(50)은 휠 허브(20)의 외주면(24)과 대향하는 외륜(10)의 축방향 선단부 및 외주면에 장착된다.

씨일(50)은 외륜(10)에 장착되는 지지부재(52)와, 이 지지부재(52)와 일체로 결합된 씨일 부재(54)를 포함한다.

씨일 부재(54)는 슬링거(40)와 대향하는 다수 개의 씨일 립(542)과, 반경 방향 외측으로 확장된 댐 립(544)을 포함한다.

그런데, 상기와 같은 종래의 휠 베어링 씰링 구조에 있어서, 슬링거(40)를 통해 휠 허브(20)의 외부 이물질에 의한 부식을 방지하고, 댐 립(544)을 통한 외부 이물질 유입을 차단하기는 하지만, 오픈 씨일의 형상적 제약으로 인해 씰링 성능이 만족스럽지 못하고, 댐 립(544)과 휠 허브(20)의 허브 볼트와의 간섭 문제로 인해 댐 립(544)의 충분한 설계가 어려운 등의 결점이 있었다.

또한, 씨일 립(542)과 슬링거(40)에 의해 둘러 쌓인 공간이 유입된 외부 이물질을 저장하는 기능을 하지만, 그 공간의 크기가 충분하지 못하여 외부 이물질 차단 기능이 만족스럽지 못하는 결점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 휠 허브에 장착되는 슬링거 및 외륜의 적절한 형상과 구조의 변경을 통해 휠 베어링의 드래그 토크를 효과적으로 저감하면서 이와 동시에 씰링 성능도 향상시킬 수 있는 휠 베어링을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은, 휠 허브에 장착된 슬링거; 및 상기 휠 허브가 축방향 내측으로 끼워지는 원통부와, 상기 원통부의 축방향 외측 선단부로부터 축방향 외측으로 돌출되되 상기 원통부와 일체로 형성되는 스커트부를 구비하는 외륜 및 상기 슬링거의 반경 방향 외측 차단부에 부착되고, 상기 차단부로부터 축방향 외측과 반경 방향 외측으로 연장되어 상기 스커트부의 반경 방향 내측면에 접촉됨으로써 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 댐 립을 포함하고, 상기 스커트부는, 상기 휠 허브와 외륜 사이에 형성된 베어링 공간의 입구를 반경 방향 외측에서 커버하되, 그 외주면이 상기 원통부의 외주면의 외경과 동일한 크기의 외경을 가져 상기 원통부의 외주면보다 반경방향 외측으로 돌출되지 않고 상기 원통부의 외주면과 연속되게 형성되고, 축방향 외측으로 갈수록 내경이 증가하지만 외경은 일정하다.

상기 슬링거의 반경 방향 외측 선단부는 상기 입구를 차단하도록 반경 방향 외측으로 연장되게 형성될 수 있다.

상기 휠 허브는 원통부 및; 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 연장되게 형성된 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 슬링거는 상기 휠 허브의 플랜지에 밀착되고 반경방향으로 연장된 슬링거 바디; 상기 휠 허브의 원통부의 외주면이 압입되어 결합되고 축방향으로 연장된 원통부; 상기 슬링거 바디와 상기 원통부를 연결하고 축방향 및 반경방향으로 경사진 경사 연결부; 및 상기 슬링거 바디의 반경방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 연장된 다음에 반경 방향 외측으로 연장되어 상기 베어링 공간의 입구의 일부를 차단하는 차단부를 포함할 수 있다.

상기 슬링거의 차단부와 상기 외륜의 축방향 끝단면 사이에 형성되는 입구를 상기 스커트부가 반경 방향 외측에서 커버하여 차단할 수 있다.

상기 슬링거의 차단부와 상기 외륜의 축방향 끝단면 및 상기 스커트부에 의해 미로가 형성될 수 있다.

상기 베어링 공간의 입구를 차단하기 위해 상기 외륜에는 씨일 부재가 장착될 수 있다.

상기 씨일 부재는 상기 외륜의 내주면에 압입되는 원통부와, 이 원통부의 축방향 외측 선단부로부터 반경방향 내측으로 다단으로 절곡되어 연장되게 형성된 지지부를 포함하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 원통부와 지지부에 각각 접착되는 루트와, 이 루트로부터 각각 축방향 외측으로 연장되어 상기 슬링거에 접촉해서 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 제1,2씨일 립, 및 상기 루트로부터 반경방향 내측으로 연장되어 상기 슬링거의 원통부에 밀착하는 제3씨일 립을 포함하는 씨일을 포함할 수 있다.

상기 슬링거의 반경 방향 외측 차단부에 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 댐 립이 부착될 수 있다.

상기 댐 립은 상기 스커트부의 반경 방향 내측면에 접촉되게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링에 의하면, 휠 허브의 플랜지 벽면에 슬링거가 장착되고, 외륜의 축방향 외측 선단부에 축방향 외측으로 확장된 스커트부를 형성하되, 스커트부를 슬링거의 반경 방향 외측 선단부보다 반경 방향 외측 및 축방향 외측에 위치하도록 형성함으로써, 스커트부가 외륜과 휠 허브 플랜지 사이의 틈새 입구를 적절히 커버하여 씰링 성능을 향상시키게 된다.

또한 슬링거의 반경 방향 외측 선단부에 외륜 스커트부와 접촉되는 댐 립을 형성함으로써, 슬링거와 외륜 스커트부 사이의 틈새 입구를 원천적으로 차단하여 씰링 성능을 보다 향상시키게 된다.

상기와 같이 향상된 씰링 성능을 감안하여, 슬링거와 외륜 사이의 미로를 차단하기 위해 씨일 부재에 형성해야 하는 씨일 립들의 개수를 감소시킬 수 있으므로, 씨일 립에 의한 드래그를 저감하여 휠 베어링의 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 다른 실시 예에 따른 휠 베어링의 일부 절개 단면도이다.

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

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은, 외륜(110)과 휠 허브(120), 휠 허브(120)와 외륜(110) 사이에 형성된 베어링 공간에 삽입되어 설치된 다수개의 전동체(130), 및 상기 베어링 공간의 입구를 막아서 밀봉하는 슬링거(140)와 씨일부재(150)를 각각 포함할 수 있다.

휠 허브(120)는 원통부(122)를 포함하고, 외륜(110)도 원통부(112)를 포함하며, 외륜(110)의 원통부(112)는 휠 허브(120)의 원통부(122)의 외경보다 크게 형성되어, 휠 허브(120)의 원통부(122)를 축방향 내측에 끼워서 지지한다.

외륜(110)은 차체나 너클에 연결되어 고정되고, 휠 허브(120)는 외륜(110)에 끼워져서 다수개의 전동체(130)를 매개로 외륜(110)에 대해 상대 회전 가능하게 지지된다.

휠 허브(120)는 원통부(122)로부터 반경방향 외측으로 확장된 플랜지(124)를 포함하고, 플랜지(124)를 관통하는 도시되지 않은 허브 볼트는 차륜에 체결되어, 차륜을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.

다수개의 전동체(130)는 볼 형상을 하고서 원주방향을 따라 다수개로 배치됨과 더불어 축방향을 따라 단열 혹은 복열로 배치되어, 외륜(110)과 휠 허브(120) 사이에 상대 회전이 이루어질 수 있도록 한다.

외륜(110)에 대한 휠 허브(120)의 원활한 상대 회전을 위해 외륜(110)과 휠 허브(120) 사이에는 축방향 및 반경방향으로 연장된 베어링 공간(160)이 형성되고, 상기 베어링 공간을 통한 수분과 같은 이물질의 침입을 방지하기 위해 슬링거(140)와 씨일 부재(150)가 상기 베어링 공간(160)의 입구를 밀봉하도록 장착된다.

즉 휠 허브(120)의 플랜지(124)와 이에 대향하는 외륜(110)의 원통부(112)의 축방향 외측 끝단면(114) 사이에 베어링 공간(160)의 입구가 형성되고, 슬링거(140)는 베어링 공간(160)의 입구를 형성하는 휠 허브(120)의 플랜지(124)와 이에 연속된 원통부(122)에 장착되어, 베어링 공간(160)의 입구의 일부를 차단하게 되며, 씨일 부재(150)도 외륜(110)의 원통부(112)의 내주면에 장착되어, 베어링 공간(160)의 입구의 나머지 부분을 차단하게 된다.

슬링거(140)는 대체로 링 형상으로 형성되고, 금속 재질로 형성될 수 있다.

슬링거(140)는 휠 허브(120)의 플랜지(124)에 밀착되고 반경방향으로 연장된 슬링거 바디(142)와, 휠 허브(120)의 원통부(122)의 외주면이 압입되어 결합되고 축방향으로 연장된 원통부(144), 슬링거 바디(142)와 원통부(144)를 연결하고 축방향 및 반경방향으로 경사진 경사 연결부(146), 및 슬링거 바디(142)의 반경방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 연장된 다음에 반경 방향 외측으로 연장되어 휠 허브(120)의 플랜지(124)와 외륜(110)의 원통부(112)의 끝단면(114) 사이에 형성된 베어링 공간(160)의 입구의 일부를 차단하는 차단부(148)를 각각 포함할 수 있다.

외륜(110)의 원통부(112)에는 축방향 외측으로 연장된, 즉 베어링 공간(160)의 입구의 일부를 차단하는 방향으로 연장된 스커트부(116)가 구비될 수 있다.

스커트부(116)에 의해 베어링 공간(160)의 입구의 일부가 차단됨으로써, 특히 슬링거(140)의 차단부(148)와 외륜(110)의 끝단면(114) 사이의 좁은 입구(170)를 반경 방향 외측에서 커버하여 차단함으로써, 외부 이물질이 베어링 공간의 입구를 통해 베어링 공간의 내부로 유입될 염려가 거의 없게 되어, 휠 베어링의 씰링 성능이 효과적으로 향상되게 된다.

또한, 외륜(110)의 스커트부(116)와 슬링거(140)의 차단부(148)에 의해 미로가 형성되어, 외부 이물질이 베어링 공간의 입구를 통해 베어링 공간의 내부로 유입될 염려가 거의 없게 되어, 휠 베어링의 한층 더 씰링 성능이 향상되게 된다.

스커트부(116)는 차단부(148)보다 반경 방향 외측 및 축방향 외측에 위치하도록 형성될 수 있다.

씨일 부재(150)는 적절한 강성을 가진 지지부재(152)와, 이 지지부재(152)에 고정되게 부착된 씨일(154)을 각각 포함한다.

지지부재(152)는 외륜(110)의 내주면에 압입되는 원통부와, 이 원통부의 축방향 외측 선단부로부터 반경방향 내측으로 다단으로 절곡되어 연장되게 형성된 지지부를 각각 포함한다.

상기 씨일(154)은 지지부재(152)의 원통부와 지지부에 각각 접착되는 루트(154a)와, 루트로부터 각각 축방향 외측으로 연장되어 상기 슬링거에 접촉해서 베어링 공간(160)의 입구를 차단하는 제1,2씨일 립(154b, 154c), 및 루트(154a)로부터 반경방향 내측으로 연장되어 슬링거(140)의 원통부 (144)에 밀착하는 제3씨일 립(154d)을 각각 포함한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휠 베어링은, 상기 실시 예의 휠 베어링에 비해, 슬링거(140)의 반경 방향 외측 차단부(148)에 댐 립(156)이 부착되어, 슬링거(140)와 외륜(110)의 끝단면 사이의 베어링 공간(160)의 입구를 막아줌으로써, 댐 립(156)을 통해 베어링 공간을 통하는 입구를 원천적으로 봉쇄함으로써, 상기 실시 예보다 씰링 성능이 한층 더 향상되는 효과가 있다.

댐 립(156)은 스커트부(116)의 반경 방향 내측면에 접촉되게 형성될 수 있다.

상기와 같은 씰링 성능의 향상으로 상기 다수 개의 씰링 립들 중에 어느 하나의 씰링 립, 예를 들면 제1씰링 립을 제거할 수 있으므로, 휠 베어링의 드래그 토크를 저감하여 휠 베어링의 성능 향상을 도모할 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.

110: 외륜
120: 휠 허브
130: 전동체
140: 슬링거
150: 씨일 부재
160: 베어링 공간
170: 입구

Claims (10)

1. 휠 허브에 장착된 슬링거;
   상기 휠 허브가 축방향 내측으로 끼워지는 원통부와, 상기 원통부의 축방향 외측 선단부로부터 축방향 외측으로 돌출되되 상기 원통부와 일체로 형성되는 스커트부를 구비하는 외륜; 및
   상기 슬링거의 반경 방향 외측 차단부에 부착되고, 상기 차단부로부터 축방향 외측과 반경 방향 외측으로 연장되어 상기 스커트부의 반경 방향 내측면에 접촉됨으로써 베어링 공간의 입구를 차단하는 댐 립을 포함하고,
   상기 스커트부는, 상기 휠 허브와 외륜 사이에 형성된 베어링 공간의 입구를 반경 방향 외측에서 커버하되, 그 외주면이 상기 원통부의 외주면의 외경과 동일한 크기의 외경을 가져 상기 원통부의 외주면보다 반경방향 외측으로 돌출되지 않고 상기 원통부의 외주면과 연속되게 형성되고, 축방향 외측으로 갈수록 내경이 증가하지만 외경은 일정한 휠 베어링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬링거의 반경 방향 외측 선단부는 상기 입구를 차단하도록 반경 방향 외측으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
3. 제1항에 있어서,
   상기 휠 허브는
   원통부 및;
   상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 연장되게 형성된 플랜지;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
4. 제3항에 있어서,
   상기 슬링거는
   상기 휠 허브의 플랜지에 밀착되고 반경방향으로 연장된 슬링거 바디;
   상기 휠 허브의 원통부의 외주면이 압입되어 결합되고 축방향으로 연장된 원통부;
   상기 슬링거 바디와 상기 원통부를 연결하고 축방향 및 반경방향으로 경사진 경사 연결부; 및
   상기 슬링거 바디의 반경방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 연장된 다음에 반경 방향 외측으로 연장되어 상기 베어링 공간의 입구의 일부를 차단하는 차단부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
5. 제4항에 있어서,
   상기 슬링거의 차단부와 상기 외륜의 축방향 끝단면 사이에 형성되는 입구를 상기 스커트부가 반경 방향 외측에서 커버하여 차단하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
6. 제4항에 있어서,
   상기 슬링거의 차단부와 상기 외륜의 축방향 끝단면 및 상기 스커트부에 의해 미로가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
7. 제4항에 있어서,
   상기 베어링 공간의 입구를 차단하기 위해 상기 외륜에는 씨일 부재가 장착된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
8. 제7항에 있어서,
   상기 씨일 부재는
   상기 외륜의 내주면에 압입되는 원통부와, 이 원통부의 축방향 외측 선단부로부터 반경방향 내측으로 다단으로 절곡되어 연장되게 형성된 지지부를 포함하는 지지부재; 및
   상기 지지부재의 원통부와 지지부에 각각 접착되는 루트와, 이 루트로부터 각각 축방향 외측으로 연장되어 상기 슬링거에 접촉해서 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 제1,2씨일 립, 및 상기 루트로부터 반경방향 내측으로 연장되어 상기 슬링거의 원통부에 밀착하는 제3씨일 립을 포함하는 씨일;
   을 구비한 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
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