KR102040732B1 - 실링 장치 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따라 휠 베어링 조립체용 실링 장치 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체가 제공된다. 휠 베어링 조립체용 실링 장치는 휠 허브와 휠 허브에 대하여 상대 회전하는 외륜 사이에 배치되고, 휠 허브에는 내측 반경 방향으로 파인 허브 홈부가 형성되며, 외륜에 결합되는 제1 프레임부 및 제1 프레임부의 내측 반경 방향 단부로부터 연장하는 제2 프레임부를 포함하는 프레임; 및 프레임의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 실링부를 포함하고, 실링부는, 프레임에 결합되는 플랜지부; 휠 허브에 슬라이딩하도록 접촉하는 제1 립; 및 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 홈부 내에 배치되는 고무 댐이 형성된 제2 립을 포함할 수 있다.

Description

실링 장치 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체{SEALING DEVICE AND WHEEL BEARING ASSEMBLY COMPRISING THE SAME}
개시된 실시예들은 차량용 휠 베어링을 밀봉하는 휠 베어링 실링 장치 및 이러한 휠 베어링 실링 장치를 구비하는 휠 베어링 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 휠 베어링 조립체는 차체에 휠을 회전 가능하게 연결하여 차량이 움직일 수 있도록 하는 장치를 말한다. 이러한 휠 베어링 조립체는 엔진에서 발생하는 동력을 전달하는 구동륜 휠 베어링과 구동력을 전달하지 않는 종동륜 휠 베어링으로 구별될 수 있다.
구동륜 휠 베어링은 회전 요소와 비회전 요소를 포함한다. 회전 요소는 엔진에서 발생하여 변속기를 통과한 토크에 의하여, 구동축과 함께 회전하도록 되어 있다. 또한, 비회전 요소는 차체에 고정되어 있으며, 회전 요소와 비회전 요소 사이에는 전동체(예를 들어, 볼)가 개재되어 있다. 종동륜 휠 베어링은 회전 요소가 엔진에서 발생하는 동력을 전달하는 구동축에 연결되어 있지 않을 뿐, 대부분의 구성은 구동륜 휠 베어링과 유사하다.
외륜은 비회전 요소로써 차량의 현가 장치에 결합되어 고정될 수 있고, 휠 허브는 회전 요소로써 외륜에 대하여 상대 회전할 수 있다. 이 때, 휠 허브와 외륜 사이에는 외부와 연통하는 빈 공간이 형성될 수 있어, 외부로부터 이 공간으로 이물질이 침입할 수 있다. 따라서, 휠 허브와 외륜 사이에 실링 장치가 설치되어 이물질의 유입을 방지할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 휠 허브와 외륜 사이에 형성되는 공간으로의 이물질 침입을 미리 방지하도록 구성된 실링 장치 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체를 제공한다.
본 개시는 휠 허브와 외륜 사이에 배치되는 실링 장치의 실시예들을 제공한다.
일 실시예에 따른 실링장치는, 휠 허브와 상기 휠 허브에 대하여 상대 회전하는 외륜 사이에 배치될 수 있다. 실링 장치는 외륜에 결합되는 제1 프레임부 및 제1 프레임부의 내측 반경 방향 단부로부터 연장하는 제2 프레임부를 포함하는 프레임 및, 프레임의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 실링부를 포함할 수 있다. 휠 허브에는 내측 반경 방향으로 파인 허브 홈부가 형성될 수 있으며, 실링부는 프레임에 결합되는 플랜지부, 플랜지로부터 돌출하여 휠 허브에 슬라이딩하도록 접촉하는 제1 립, 플랜지로부터 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 홈부 내 배치되는 고무 댐이 형성된 제2 립을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 고무 댐은 제2 립의 단부에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 고무 댐은 제2 립의 단부로부터 내측 축방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 고무 댐의 내측 축방향 단면은 허브 홈부의 내측 축방향 단면과 접촉할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 고무 댐은 비접촉 방식으로 허브 홈부 내에 삽입될 수 있고, 허브 홈부와 고무 댐은 래비린스 시일 구조를 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 래비린스 시일 구조는 허브 홈부의 외측 축방향 단면과 고무 댐의 외측 축방향 단면 사이에 형성된 제1 경로, 허브 홈부의 내측 반경 방향 단면과 고무 댐의 내측 반경 방향 단면 사이에 형성된 제2 경로, 허브 홈부의 내측 축방향 단면과 고무 댐의 내측 축방향 단면 사이에 형성된 제3 경로 및 제2 립의 내측 반경 방향 단면과 휠 허브의 외측 반경 방향 단면 사이에 형성된 제4 경로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 실링부의 플린지부의 축방향 단면과 제2 립의 내주면 사이에는 라운드가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 라운드의 반경은 1mm 이상 2mm 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 프레임부는, 외륜의 외측 축방향 단면에 결합하는 수직부 및 수직부의 외측 반경 방향 단부로부터 내측 축방향으로 연장하여 외륜의 외주면에 결합하는 수평부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 프레임은, 수평부의 내측 축방향 단부로부터 외측 축방향으로 구부러져서 연장되는 제3 프레임부를 더 포함하고, 제3 프레임부의 단부는 축방향을 기준으로 허브 홈부에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 프레임부는, 외륜의 외측 축방향 단면에 결합하는 수직부 및 수직부의 외측 반경 방향 단부로부터 외측 축방향으로 연장하는 수평부를 포함하고, 수평부의 외측 축방향 단부는 축 방향을 기준으로 허브 홈부에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 허브는 허브 홈부에 대하여 내측 축방향 위치에 형성된 모서리부를 포함할 수 있고, 모서리부는 축방향에 대하여 30°이상 60°이하의 각도를 형성하는 외주면을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 홈부의 반경 방향 깊이는 0.5mm 내지 1.5mm일 수 있고, 허브 홈부의 축방향 폭은 0.5mm 내지 1.5mm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 고무 댐의 반경 방향 길이는 0.5mm 내지 1.5mm일 수 있고, 고무 댐의 축방향 폭은 0.5mm 내지 1.5mm일 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 실링 장치에 있어서, 휠 허브에는 외측 반경 방향으로 돌출된 허브 돌출부가 형성될 수 있고, 실링 장치는 외륜의 외주면에 접촉하는 제1 수평부 및 외륜의 외측 축방향 단면에 결합되는 제1 수직부를 포함하는 제1 프레임부와, 제1 프레임부의 내측 반경 방향 단부로부터 연장하는 제2 프레임부 및 제1 프레임부의 내측 축방향 단부로부터 외측 축방향으로 구부러져 축방향을 기준으로 허브 돌출부에 인접한 위치까지 연장하는 제3 프레임부를 포함하는 프레임 및, 프레임의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 실링부를 포함할 수 있다. 또한, 실링부는 프레임에 결합되는 플랜지부, 휠 허브에 슬라이딩하도록 접촉하는 제1 립 및 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 돌출부의 외측 축방향 단면에 접촉하는 고무 댐이 형성된 제2 립을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제3 프레임부는 제1 프레임부의 내측 축방향 단부로부터 외측 반경 방향으로 연장하는 제2 수직부 및 제2 수직부로부터 외측 축방향으로 연장하는 제2 수평부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 프레임부, 제3 프레임부의 제2 수평부 및 제2 수직부 사이에는 실링부가 인서팅될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체에 있어서, 휠 베어링 조립체는 차체에 고정되는 외륜, 내측 반경 방향으로 파인 허브 홈부가 형성되고 외륜의 외측 축방향에 위치하는 휠 허브 및 휠 허브와 외륜 사이에 배치되어 휠 허브에 대하여 상대 회전하는 실링 장치를 포함할 수 있다. 또한, 실링 장치는, 외륜에 결합되는 제1 프레임부 및 제1 프레임부의 내측 반경 방향 단부로부터 연장하는 제2 프레임부를 포함하는 프레임 및 프레임의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 실링부를 포함할 수 있다. 실링부는, 프레임에 결합되는 플랜지부, 휠 허브에 슬라이딩하도록 접촉하는 제1 립 및 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 홈부 내 배치되는 고무 댐이 형성된 제2 립을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링 조립체의 실링부에서, 플랜지부의 축방향 단면과 제2 립의 내주면 사이에는 라운드가 형성될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 휠 베어링과 외륜 사이에 형성되는 공간으로구성된 입구 자체를 밀봉하여, 외부로부터의 이물질의 침입을 미리 방지할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 슬라이딩 접촉하는 실링 립의 개수를 감소시킬 수 있으므로, 실링 장치와 휠 허브 간의 마찰을 줄이고, 차량의 연비를 개선할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 휠 베어링 조립체의 단면도이다.
도 2는 도 1에 표시된 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 3은 도 2에 표시된 B 영역을 확대한 확대도이다.
도 4는 도 3에 표시된 C 영역을 확대한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 실링 장치가 휠 허브와 외륜 사이에 배치되는 조립 과정을 나타낸 조립도이다.
도 6는 본 개시의 제1 실시예에서 허브 홈부와 고무 댐이 비접촉 방식으로 결합된 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 개시의 제2 실시예에 따른 실링 장치의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 개시의 제3 실시예에 따른 실링 장치의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 개시의 제4 실시예에 따른 실링 장치의 단면을 나타낸 단면도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "외측 반경 방향"의 방향지시어는 회전체의 축에 대한 방사상 방향(radial direction) 중 축으로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "내측 반경 방향"의 방향지시어는 외측 반경 방향의 반대 방향을 의미한다. 또한, 본 개시에서 사용되는 "외측 축방향", "외측" 등의 방향지시어는 상기 회전체의 축을 따라서 샤시의 내부로부터 휠을 향하는 방향을 의미하고, "내측 축방향", "내측 " 등의 방향지시어는 상기 회전체의 축을 따라서 휠로부터 샤시의 내부를 향하는 방향을 의미한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체(1)의, 축(RA)을 포함하는 단면을 나타낸 단면도이다.
일 실시예에서, 휠 베어링 조립체(1)는 자동차의 현가 장치와 휠 사이에 배치되어, 현가 장치에 대하여 휠을 회전시킬 수 있다. 휠 베어링 조립체(1)는 차체에 고정되는 외륜(outer ring, 30), 외륜에 대하여 상대 회전하는 휠 허브(wheel hub, 20), 내륜(inner ring, 40), 외륜(30)과 휠 허브(20) 또는 외륜(30)과 내륜(40)의 사이에 배치되어 구름 또는 회전하는 복수의 전동체(50) 및, 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 형성되는 공간에 배치되는 실링 장치(100)를 포함할 수 있다. 현가 장치는 휠 베어링 조립체(1)의 내측 축방향(IA)에 배치될 수 있고, 휠은 휠 베어링 조립체(1)의 외측 축방향(OA)에 배치될 수 있다. 휠 베어링 조립체(1)의 외측 반경 방향(OR)에는 차량의 샤시가 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 외륜(30)은 현가 장치의 일 측에 결합될 수 있다. 외륜(30)은 비회전 요소로 제공될 수 있고, 현가 장치의 일 측에 결합된 후에는 위치가 이동되지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 외륜(30)은 현가 장치의 너클에 결합되어 위치가 고정될 수 있다. 또한, 내륜(40)은 휠 허브(20)에 압입 고정되어, 휠 허브(20)의 회전 시에 휠 허브(20)와 함께 회전 할 수 있다.
전동체(50)는 외륜(30)과 휠 허브(20) 사이 또는 외륜(30)과 내륜(40) 사이에 개재될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전동체(50)는 볼 형상을 가질 수 있다. 또한, 전동체(50)의 외측 부분은 외륜(30)의 내주면과 접촉하고, 전동체(50)의 내측 부분은 휠 허브(20)와 내륜(40)의 외주면과 접촉할 수 있다. 일 실시예에서, 전동체(50)는 두 개의 열에서 다수 개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나의 열의 다수 개의 전동체(50)는 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 개재되고, 다른 하나의 열의 다수 개의 전동체(50)는 외륜(30)과 내륜(40) 사이에 개재될 수 있다. 두 개의 열에서 다수 개로 제공된 전동체(50)가 휠 허브(20)를 지지하므로 휠 허브(20)는 외륜(30)에 대하여 안정적으로 회전할 수 있다. 일 실시에에서, 외륜(30)과 내륜(40) 사이에는 밀봉 장치(90)가 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 형성되는 공간에는 실링 장치(100)가 압입될 수 있고, 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 형성되는 공간으로 외부로부터의 이물질이 침입하는 것을 방지할 수 있다.
본 개시의 휠 베어링 실링 장치(100)는 복수의 실링 립이 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 형성된 공간 내에만 위치하도록 형성된 구조와는 다르게, 이물질이 애초에 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이의 공간으로 들어오는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 이물질의 유입을 차단하는 실링성이 개선될 수 있다.
도 2는 도 1에 표시된 A 부분을 확대한 단면도이다.
일 실시예에서, 휠 허브(20)는 내측 반경 방향으로 파인 허브 홈부(21)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 실링 장치(100)는 프레임(110) 및 실링부(120)를 포함할 수 있다. 프레임(110) 및 실링부(120)는 전체적으로 환상의 형태를 가질 수 있다. 프레임(110)은 금속 재료로 구성될 수 있고, 외륜(30)의 단부의 적어도 일부를 감싸면서 외륜(30)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 프레임(110)은 외륜(30)과 결합하는 제1 프레임부(111) 및 제1 프레임부(111)의 내측 반경 방향 단부(113)로부터 연장하는 제2 프레임부(112)를 포함할 수 있다. 제1 프레임부(111)는 외륜(30)의 외측 축방향 단면에 결합하는 수직부(111a) 및 수직부(111a)의 외측 반경 방향 단부(114)로부터 내측 축 방향으로 연장하는 수평부(111b)를 포함할 수 있다. 제2 프레임부(112)는 수직부(111a)의 내측 반경 방향 단부(113)로부터 내측 축방향으로 기울어지며 내측 반경 방향으로 연장하는 제1 연장부(112a), 제1 연장부(112a)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제2 연장부(112b), 제2 연장부(112b)로부터 외측 축방향으로 연장하는 제3 연장부(112c) 및 제3 연장부(112c)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제4 연장부(112d)를 포함할 수 있다. 실링부(120)는 고무 재료로 구성될 수 있고, 프레임(110)의 적어도 일부를 감싸도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 실링부(120)는 프레임(110)에 결합되는 플랜지부(121) 및 플랜지부(121)에서 돌출 형성된 복수의 립을 포함할 수 있다. 복수의 립은 적어도 하나의 제1 립(122) 및 하나의 제2 립(123)을 포함할 수 있다. 제1 립(122)은 휠 베어링 조립체(1)에서 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 형성되는 공간 내에서, 횔 허브(20) 측으로 연장하여 휠 허브(20)와 슬라이딩 접촉하도록 형성될 수 있다. 슬라이딩 접촉이란 제1 립(122)이 휠 허브(20)에 대하여 압박되면서 접촉하여 구부러진 상태에서 접촉하는 것을 의미한다. 제1 립(122)은 휠 허브(20)의 내측 축방향 단면과 슬라이딩 접촉하는 메인 립(main lip, 122a) 및 휠 허브(20)의 외주면과 슬라이딩 접촉하는 서브 립(sub lip, 122b)을 포함할 수 있다. 제2 립(123)은, 제1 프레임부(111) 측의 플랜지부(121)로부터 휠 허브(20) 측으로 외측 축방향으로 연장하도록 형성될 수 있다. 제2 립(123)은, 제2 립(123)으로부터 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 홈부(21) 내에 배치되도록 형성되는 고무 댐(124)을 포함할 수 있다. 고무 댐(124)은 제2 립(123)의 외측 축방향 단부에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 립(122)은 2개 이하로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 립(123)은 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 형성되는 공간의 입구를 차단하므로, 외부로부터의 이물질의 유입을 입구에서부터 차단할 수 있다.
일 실시예에서, 휠 허브(20)와 슬라이딩 접촉하는 제1 립(122)은 2개 이하로 형성되므로, 제1 립(122)과 휠 허브(20) 간의 마찰은 감소하고, 따라서 차량의 연비를 상승시킬 수 있다. 또한, 제2 립(123)으로 인하여, 실링 장치(100)의 실링 성능은 향상될 수 있다.
도 3은 도 2의 B 영역을 확대한 단면도이다.
일 실시예에서, 휠 허브(20)는 허브 홈부(21)에 대하여 내측 축방향 위치에 형성된 모서리부(22)를 포함할 수 있고, 모서리부(22)는 축방향에 대하여 30° 이상 60° 이하의 각도(α)를 형성하는 외주면을 가질 수 있다. 예를 들어, 모서리부(22)의 외주면이 축방향에 대하여 형성하는 각도는 45°일 수 있다.
일 실시예에서, 실링부(120)에서 플랜지부(121)의 축방향 단면과 제2 립(123)의 내주면 사이에는 반경 1mm 이상 2mm 이하의 라운드(R)가 형성될 수 있다. 라운드(R)는, 예를 들어 1.5mm일 수 있다.
도 4는 도 3의 C 영역을 확대한 단면도이다.
일 실시예에서, 고무 댐(124)의 내측 축방향 단면(124c)은 허브 홈부(21)의 내측 축방향 단면(21c)과 접촉할 수 있다. 이 때, 고무 댐(124)과 허브 홈부(21)의 간섭량(d)은 예를 들어 0.1mm 이상 0.2mm 이하일 수 있다. 또한, 고무 댐(124)은 제2 립(123)의 단부로부터 내측 축방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 이 때, 고무 댐(124)의 내측 반경 방향 단부와 휠의 축(RA)이 형성하는 각도(β)는 65° 이상 85° 이하일 수 있다. 예를 들어, 고무 댐(124)의 내측 반경 방향 단부와 휠의 축(RA)이 형성하는 각도는 76°일 수 있다.
일 실시예에서, 허브 홈부(21)의 공간 체적이 고무 댐(124)의 체적보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 허브 홈부(21)의 축방향 폭(W1)은 고무 댐(124)의 축방향 폭(W2)보다 1.5 내지 2배 가량 클 수 있다. 또한, 허브 홈부(21)의 반경 방향 깊이(H1)는 고무 댐(124)의 반경 방향 길이(H2)보다 1.5 내지 1.7배 가량 클 수 있다.
일 실시예에서, 허브 홈부(21)의 반경 방향 깊이(H1)는 0.5mm 내지 1.5mm 이하일 수 있고, 축방향 폭(W1)은 0.5mm 내지 1.5mm 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 고무 댐(124)의 반경 방향 길이(H2)는 0.5mm 내지 1.5mm 이하일 수 있고, 축방향 폭(W2)은 0.5mm 내지 1.5mm 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 고무 댐(124)의 내측 축방향 단면(124c)은 허브 홈부(21)의 내측 축방향 단면(21c)과 접촉하도록 삽입되기 때문에, 이물질의 칩입을 더 확실하게 차단할 수 있다.
도 5는 실링 장치(100)가 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 배치되는 조립 과정을 나타낸 조립도이다.
일 실시예에서, 실링 장치(100)는 외륜(30)에 먼저 결합 된 후, 외륜(30) 및 실링 장치(100)의 결합체를 외측 축방향으로 이동하여 휠 허브(20)에 결합할 수 있다. 이 때, 휠 허브(20)의 모서리부(22)가 축방향에 대하여 경사면을 형성하는 외주면을 가지므로, 실링 장치(100)의 결합 시 고무 댐(124)이 모서리부(22)의 경사면을 따라 부드럽게 이동할 수 있고, 따라서 고무 댐(124)이 모서리부(22)에 걸려 허브 홈부(21)로의 삽입이 실패되는 것을 방지할 수 있다.
도 6는 본 개시의 제1 실시예에서 허브 홈부(21)와 고무 댐(124)이 비접촉 방식으로 결합된 구성을 나타내는 단면도이다.
일 실시예에서, 허브 홈부(21)와 고무 댐(124)은 비접촉 결합하며 래비린스(labyrinth) 시일 구조를 형성할 수 있다. 래비린스 시일 구조는 허브 홈부(21)의 외측 축방향 단면(21a)과 고무 댐(124)의 외측 축방향 단면(124a) 사이에 형성된 제1 경로(P1), 허브 홈부(21)의 내측 반경 방향 단면(21b)과 고무 댐(124)의 내측 반경 방향 단면(124b) 사이에 형성된 제2 경로(P2), 허브 홈부(21)의 내측 축방향 단면(21c)과 고무 댐(124)의 내측 축방향 단면(124c) 사이에 형성된 제3 경로(P3) 및 제2 립(123)의 내주면(124d)과 휠 허브(20)의 외주면(20a) 사이에 형성된 제4 경로(P4)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 고무 댐(124)이 허브 홈부(21) 내에 비접촉하는 방식으로 삽입되어 래비린스 구조를 형성하기 때문에, 외부로부터의 이물질의 침입을 효과적으로 방지하면서도, 제2 립(123)과 휠 허브(20) 사이의 마찰을 저감시킬 수 있고, 따라서 차량의 발열 억제 및 연비 향상을 도모할 수 있다.
도 7는 제2 실시예에 따른 실링 장치(200)의 단면을 나타낸 단면도이다.
일 실시예에서, 실링 장치(200)의 프레임(210)은 외륜(30)에 결합되는 제1 프레임부(211), 제1 프레임부(211)의 내측 반경 방향 단부(216)로부터 연장하는 제2 프레임부(212)를 포함할 수 있다. 제1 프레임부(211)는 외륜(30)의 외측 축방향 단면에 결합하는 수직부(211a) 및 수직부(211a)의 외측 반경 방향 단부(214)로부터 내측 축방향으로 연장하는 수평부(211b)를 포함할 수 있다.
제2 프레임부(212)는 수직부(211a)의 내측 반경 방향 단부(216)로부터 내측 축방향으로 기울어지며 내측 반경 방향으로 연장하는 제1 연장부(212a), 제1 연장부(212a)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제2 연장부(212b), 제2 연장부(212b)로부터 외측 축방향으로 연장하는 제3 연장부(212c) 및 제3 연장부(212c)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제4 연장부(212d)를 포함할 수 있다.
프레임(210)은 수평부(211b)의 내측 축방향 단부(215)로부터 외측 축방향으로 구부러져서 연장되는 제3 프레임부(213)를 더 포함할 수 있다. 제3 프레임부(213)는 축방향을 기준으로 허브 홈부(21)에 인접한 위치까지에 연장될 수 있다. 예를 들어, 제3 프레임부(213)는 허브 홈부(21)의 내측 축방향 단면(21c)이 위치하는 축방향에 있어서의 위치까지 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 실링 장치(200)의 프레임(210)이 허브 홈부(21)에 인접한 위치까지 연장하는 제3 프레임부(213)를 포함하므로, 제2 립(223)은 허브 홈부(21)의 인근 위치로부터 연장하게 되고, 따라서 실링 장치(200)의 결합 시 휠 허브(20)의 모서리부(22)에 걸려 허브 홈부(21) 내로의 결합이 실패하는 상황이 발생할 염려가 없어진다. 또한, 제3 프레임부(213)가 형성됨으로 인하여 실링부(220)의 조립성이 향상되고 프레임(210)의 강성이 보강될 수 있다.
일 실시예에서, 실링부(220)는 프레임(210)에 결합되는 플랜지부(221) 및 플랜지부(221)에서 돌출 형성된 복수의 립을 포함할 수 있다. 복수의 립은 적어도 하나의 제1 립(222) 및 하나의 제2 립(223)을 포함할 수 있다. 제1 립(222)은 휠 허브(20)의 내측 축방향 단면과 슬라이딩 접촉하는 메인 립(main lip, 222a) 및 휠 허브(20)의 외주면과 슬라이딩 접촉하는 서브 립(sub lip, 222b)을 포함할 수 있다. 제2 립(223)은, 제1 프레임부(211) 측의 플랜지부(221)로부터 휠 허브(20) 측으로 외측 축방향으로 연장하도록 형성될 수 있다. 제2 립(223)은, 제2 립(223)으로부터 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 홈부(21) 내에 배치되도록 형성되는 고무 댐(224)을 포함할 수 있다. 고무 댐(224)은 제2 립(223)의 외측 축방향 단부에 형성될 수 있다.
도 8은 제3 실시예에 따른 실링 장치(300)의 단면을 나타낸 단면도이다.
일 실시예에서, 실링 장치(300)는 프레임(310) 및 실링부(320)를 포함할 수 있다. 프레임(310)은 외륜(30)과 결합하는 제1 프레임부(311) 및 제1 프레임부(311)의 내측 반경 방향 단부(313)로부터 연장하는 제2 프레임부(312)를 포함할 수 있다. 제1 프레임부(311)는 외륜(30)의 외측 축방향 단면에 결합하는 수직부(311a) 및 수직부(311a)의 외측 반경 방향 단부(314)로부터 외측 축방향으로 연장하는 수평부(311b)를 포함할 수 있다.
제2 프레임부(312)는 수직부(311a)의 내측 반경 방향 단부(313)로부터 내측 축방향으로 연장하고 외륜(30)의 내주면과 결합하는 제1 연장부(312a), 제1 연장부(312a)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제2 연장부(312b), 제2 연장부(312b)로부터 외측 축방향으로 연장하는 제3 연장부(312c) 및 제3 연장부(312c)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제4 연장부(312d)를 포함할 수 있다.
제1 프레임부(311)는 허브 홈부(21)의 인근 위치까지 연장할 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임부(311)의 수평부(311b)는 허브 홈부(21)의 내측 축방향 단면(21c)이 위치하는 축방향에 있어서의 위치까지 연장될 수 있다. 또한, 실링 장치(300)는 내경 압입 방식으로 휠 허브(20)와 외륜(30) 사이에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 내경 압입 방식의 실링 장치(300)를 사용함으로 인하여, 제3 프레임부(213)를 형성하지 않고도 제2 립(323)은 허브 홈부(21)의 인근 위치로부터 내측 반경 방향으로 연장하게 되고, 따라서 실링 장치(300)의 결합 시 휠 허브(20)의 모서리부(22)에 걸려 허브 홈부(21) 내로의 결합이 실패하는 상황이 발생할 염려가 없어진다. 또한, 제3 프레임부(213)를 형성할 필요가 없으므로, 프레임(310)의 제조 공정이 간단해지고 따라서 제품 양산성이 상승할 수 있다.
일 실시예에서, 실링부(320)는 프레임(310)에 결합되는 플랜지부(321) 및 플랜지부(321)에서 돌출 형성된 복수의 립을 포함할 수 있다. 복수의 립은 적어도 하나의 제1 립(322) 및 하나의 제2 립(323)을 포함할 수 있다. 제1 립(322)은 휠 허브(20)의 내측 축방향 단면과 슬라이딩 접촉하는 메인 립(main lip, 322a) 및 휠 허브(20)의 외주면과 슬라이딩 접촉하는 서브 립(sub lip, 322b)을 포함할 수 있다. 제2 립(323)은, 제1 프레임부(311) 측의 플랜지부(321)로부터 휠 허브(20) 측으로 외측 축방향으로 연장하도록 형성될 수 있다. 제2 립(323)은, 제2 립(323)으로부터 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 홈부(21) 내에 배치되도록 형성되는 고무 댐(324)을 포함할 수 있다. 고무 댐(324)은 제2 립(323)의 외측 축방향 단부에 형성될 수 있다.
도 9는 제4 실시예에 따른 실링 장치(400)의 단면을 나타낸 단면도이다.
일 실시예에서, 휠 허브(60)는 외측 반경 방향으로 돌출된 허브 돌출부(61)를 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 휠 허브(60)는, 도 2에 도시된 내측 반경 방향으로 파인 허브 홈부(21)를 포함하는 휠 허브(20)의 구성과 일부 차이가 있다. 이하에서는 허브 돌출부(61)를 포함하는 휠 허브(60)와 관련된 실시예에 대하여 설명한다.
일 실시예에서, 실링 장치(400)는 프레임(410) 및 실링부(420)를 포함할 수 있다. 프레임(410)은 외륜(30)과 결합하는 제1 프레임부(411) 및 제1 프레임부(411)의 내측 반경 방향 단부(417)로부터 연장하는 제2 프레임부(412)를 포함할 수 있다. 제1 프레임부(411)는 외륜(30)의 외측 축방향 단면에 결합하는 제1 수직부(411a) 및 제1 수직부(411a)의 외측 반경 방향 단부(414)로부터 내측 축방향으로 연장하는 제1 수평부(411b)를 포함할 수 있다. 제2 프레임부(412)는 제1 수직부(411a)의 내측 반경 방향 단부(417)로부터 내측 축방향으로 기울어지며 내측 반경 방향으로 연장하는 제1 연장부(412a), 제1 연장부(412a)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제2 연장부(412b), 제2 연장부(412b)로부터 외측 축방향으로 연장하는 제3 연장부(412c) 및 제3 연장부(412c)로부터 내측 반경 방향으로 연장하는 제4 연장부(412d)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 프레임(410)은 제1 프레임부(411)의 제1 수평부(411b)의 내측 축방향 단부(415)로부터 외측 축방향으로 구부러져서 연장되는 제3 프레임부(413)를 더 포함할 수 있다. 제3 프레임부(413)는 제1 수평부(411b)의 내측 축방향 단부(415)에서 외측 반경 방향으로 연장하는 제2 수직부(413a) 및 제2 수직부(413a)의 외측 반경 방향 단부(416)에서 외측 축방향으로 연장하는 제2 수평부(413b)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 수평부(411b), 제2 수평부(413b) 및 제2 수직부(413a) 사이의 공간에는 실링부가 인서팅 될 수 있다.
일 실시예에서, 실링부(420)는 프레임(410)에 결합되는 플랜지부(421) 및 플랜지부(421)에서 돌출 형성된 복수의 립을 포함할 수 있다. 복수의 립은 적어도 하나의 제1 립(422) 및 하나의 제2 립(423)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 립(422)은 휠 베어링 조립체(1)에서 휠 허브(60)와 외륜(30) 사이에 형성되는 공간 내에서, 횔 허브(60) 측으로 연장하여 휠 허브(60)와 슬라이딩 접촉하도록 형성될 수 있다. 제1 립(422)은 휠 허브(60)의 내측 축방향 단면과 슬라이딩 접촉하는 메인 립(422a) 및 휠 허브(60)의 외주면과 슬라이딩 접촉하는 서브 립(422b)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 립(423)은, 제1 프레임부(411) 측의 플랜지부(421)로부터 휠 허브(60) 측으로 외측 축방향으로 연장하도록 형성될 수 있다. 제2 립(423)은, 제2 립(423)으로부터 내측 반경 방향으로 돌출하여 허브 돌출부(61)의 외측 축방향 단면에 접촉하도록 형성되는 고무 댐(424)을 포함할 수 있다. 고무 댐(424)은 제2 립(423)의 외측 축방향 단부에 형성될 수 있다. 고무 댐(424)은 제2 립(423)의 단부로부터 내측 축방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 고무 댐(424)과 허브 돌출부(61)의 접촉으로 인하여 외부로부터의 이물질의 침입을 효과적으로 방지할 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 제2 립(123, 223, 323, 423), 고무 댐(124, 224, 324, 424) 및 허브 홈부(21) 또는 허브 돌출부(61)가 형성하는 구조에 의하여, 휠 허브(20, 60)와 외륜(30) 사이에 형성된 공간의 입구를 차단하고, 외부로부터의 이물질의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 휠 허브(20, 60)와 슬라이딩 접촉하는 제1 립(122, 222, 322, 422)의 개수를 줄여도 실링 효과가 우수하므로, 제1 립(122, 222, 322, 422)의 개수를 줄여 휠 허브(20, 60)와의 마찰을 저감시키고, 차량의 연비 향상을 도모할 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
1: 휠 베어링 조립체
100, 200, 300, 400: 실링 장치
20, 60: 휠 허브
21: 허브 홈부
61: 허브 돌출부
30: 외륜
40: 내륜
50: 전동체
110, 210, 310, 410: 프레임
120, 220, 320, 420: 실링부
123, 223, 323, 423: 제2 립
124, 224, 324, 424: 고무 댐

Claims (20)

  1. 휠 허브와 상기 휠 허브에 대하여 상대 회전하는 외륜 사이에 배치되는 실링 장치에 있어서,
    상기 휠 허브에는 내측 반경 방향으로 파인 허브 홈부가 형성되고,
    상기 외륜에 결합되는 제1 프레임부 및 상기 제1 프레임부의 내측 반경 방향 단부로부터 연장하는 제2 프레임부를 포함하는, 일체로 형성된 프레임; 및
    상기 프레임의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 실링부를 포함하고,
    상기 실링부는,
    상기 프레임에 결합되는 플랜지부;
    상기 휠 허브와 상기 외륜 사이에 형성되는 공간 내에 배치되고, 상기 휠 허브에 슬라이딩하여 접촉하도록 상기 플랜지부에서 돌출되는 제1 립;
    상기 공간의 입구를 차단하도록 배치되고, 내측 반경 방향으로 돌출하여 상기 허브 홈부 내에 배치되는 고무 댐이 형성되고, 상기 플랜지부에서 돌출되는 제2 립을 포함하고,
    상기 고무 댐의 내측 축방향 단면은 상기 허브 홈부의 내측 축방향 단면과 접촉하고,
    상기 고무 댐의 내측 반경방향 단면은 상기 허브 홈부의 내측 반경방향 단면과 이격되고,
    상기 고무 댐의 외측 축방향 단면은 상기 허브 홈부의 외측 축방향 단면과 이격되는, 실링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고무 댐은 상기 제2 립의 단부에 형성되는, 실링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고무 댐은 상기 제2 립의 단부로부터 내측 축방향으로 기울어지도록 형성된, 실링 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고무 댐의 내측 축방향 단면과 상기 허브 홈부의 내측 축방향 단면의 간섭량은 0.1mm 이상 0.2mm 이하인, 실링 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실링부에서, 상기 플랜지부의 축방향 단면과 상기 제2 립의 내주면 사이에는 라운드가 형성되는, 실링 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 라운드의 반경은 1mm 이상 2mm 이하인, 실링 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임부는, 상기 외륜의 외측 축방향 단면에 결합하는 수직부 및 상기 수직부의 외측 반경 방향 단부로부터 내측 축방향으로 연장하여 상기 외륜의 외주면에 결합하는 수평부를 포함하는, 실링 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 수평부의 내측 축방향 단부로부터 외측 축방향으로 구부러져서 연장되는 제3 프레임부를 더 포함하고,
    상기 제3 프레임부의 단부는 축방향을 기준으로 상기 허브 홈부에 인접한 위치에 배치되는, 실링 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임부는, 상기 외륜의 외측 축방향 단면에 결합하는 수직부 및 상기 수직부의 외측 반경 방향 단부로부터 외측 축방향으로 연장하는 수평부를 포함하고,
    상기 수평부의 외측 축방향 단부는 축 방향을 기준으로 상기 허브 홈부에 인접한 위치에 배치되는, 실링 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 휠 허브는 상기 허브 홈부에 대하여 내측 축방향 위치에 형성된 모서리부를 포함하고,
    상기 모서리부는 축방향에 대하여 30°이상 60°이하의 각도를 형성하는 외주면을 갖는, 실링 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 허브 홈부의 반경 방향 깊이는 0.5mm 내지 1.5mm이고,
    상기 허브 홈부의 축방향 폭은 0.5mm 내지 1.5mm인, 실링 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 고무 댐의 반경 방향 길이는 0.5mm 내지 1.5mm이고,
    상기 고무 댐의 축방향 폭은 0.5mm 내지 1.5mm인, 실링 장치.
  16. 휠 허브와 상기 휠 허브에 대하여 상대 회전하는 외륜 사이에 배치되는 실링 장치에 있어서,
    상기 휠 허브에는 외측 반경 방향으로 돌출된 허브 돌출부가 형성되고,
    상기 외륜의 외측 축방향 단면에 결합되는 제1 수직부 및 상기 외륜의 외주면과 결합되는 제1 수평부를 포함하는 제1 프레임부, 상기 제1 수직부의 내측 반경 방향 단부로부터 연장하는 제2 프레임부 및 상기 제1 수평부의 내측 축방향 단부로부터 외측 축방향으로 구부러져 축방향을 기준으로 상기 허브 돌출부에 인접한 위치까지 연장하는 제3 프레임부를 포함하는, 일체로 형성된 프레임; 및
    상기 프레임의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 실링부를 포함하고,
    상기 실링부는,
    상기 프레임에 결합되는 플랜지부;
    상기 휠 허브와 상기 외륜 사이에 형성되는 공간 내에 배치되고, 상기 휠 허브에 슬라이딩하여 접촉하도록 상기 플랜지부에서 돌출되는 제1 립;
    상기 공간의 입구를 차단하도록 배치되고, 내측 반경 방향으로 돌출하여 상기 허브 돌출부의 외측 축방향에 형성된 면에 접촉하는 고무 댐이 형성되고, 상기 플랜지부에서 돌출되는 제2 립을 포함하고,
    상기 고무 댐의 내측 축방향 단면은 상기 허브 돌출부의 외측 축방향 단면과 접촉하고,
    상기 고무 댐의 내측 반경 방향 단면은 상기 휠 허브의 외주면과 이격되는, 실링 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 프레임부는 상기 제1 프레임부의 내측 축방향 단부로부터 외측 반경 방향으로 연장하는 제2 수직부 및 상기 제2 수직부로부터 외측 축방향으로 연장하는 제2 수평부를 포함하는, 실링 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 프레임부, 상기 제3 프레임부의 상기 제2 수평부 및 상기 제2 수직부 사이에는 실링부가 인서팅되는, 실링 장치
  19. 차체에 고정되는 외륜, 내측 반경 방향으로 파인 허브 홈부가 형성되고 상기 외륜의 외측 축방향에 위치하는 휠 허브 및 상기 휠 허브와 외륜 사이에 배치되어 상기 휠 허브에 대하여 상대 회전하는 실링 장치를 포함하는 휠 베어링 조립체에 있어서,
    상기 실링 장치는,
    상기 외륜에 결합되는 제1 프레임부 및 상기 제1 프레임부의 내측 반경 방향 단부로부터 연장하는 제2 프레임부를 포함하는, 일체로 형성된 프레임; 및
    상기 프레임의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 실링부를 포함하고,
    상기 실링부는,
    상기 프레임에 결합되는 플랜지부;
    상기 휠 허브와 상기 외륜 사이에 형성되는 공간 내에 배치되고, 상기 휠 허브에 슬라이딩하여 접촉하도록 상기 플랜지부에서 돌출되는 제1 립;
    상기 공간의 입구를 차단하도록 배치되고, 내측 반경 방향으로 돌출하여 상기 허브 홈부 내 배치되는 고무 댐이 형성되고, 상기 플랜지부에서 돌출되는 제2 립을 포함하고,
    상기 고무 댐의 내측 축방향 단면은 상기 허브 홈부의 내측 축방향 단면과 접촉하고,
    상기 고무 댐의 내측 반경방향 단면은 상기 허브 홈부의 내측 반경방향 단면과 이격되고,
    상기 고무 댐의 외측 축방향 단면은 상기 허브 홈부의 외측 축방향 단면과 이격되는, 휠 베어링 조립체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 실링부에서, 상기 플랜지부의 축방향 단면과 상기 제2 립의 내주면 사이에는 라운드가 형성되는, 휠 베어링 조립체.
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