KR102529286B1

KR102529286B1 - 베어링용 저토크 시일 조립체

Info

Publication number: KR102529286B1
Application number: KR1020220072142A
Authority: KR
Inventors: 안희섭; 원지환
Original assignee: 우성공업주식회사
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2023-05-08
Also published as: KR102558493B1

Abstract

본 발명은 탄성체와 슬링거의 구성을 포함하며 탄성부는 돌기를, 슬링거는 슬링거외경부를 포함한다. 또한, 돌기 및 슬링거외경부를 형성하여 조립 후 분리가 되지 않는 형상으로 하고, 탄성체에 머드포집 경방형립과 머드포집 축방향립을 형성하여 이물질의 시일 내 유입을 저감하고, 슬링거에 대한 접촉부 접촉 압력을 최소화하는 것으로서 드래그 토크 저감 베어링 설계 제작이 가능하다. 시일을 구비한 부품이 베어링에 조립 전 분리되지 않으므로 조립부내 이물 유입을 방지할 수 있으며, 베어링 장착 시 조립이 용이하며, 베어링이 자동차 휠에 장착되어 휠이 회전할 때 보강철원통부 단부에 형성된 돌기로 인하여 물을 포함한 이물질들이 베어링 내부로 유입되는 것이 제한되어 베어링수명이 연장되며, 실링 드래그 토크를 최소화하여 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

베어링용 저토크 시일 조립체{Low torque seal assembly for bearing}

본발명은 조립 시일 분리 방지 및 베어링 장착 후 베어링이 회전할 때 시일 내부로 물 등 외부 이물질의 유입 및 오일이 시일 외부로 누설되는 것을 방지하여 베어링의 효율을 증가하여 수명을 연장시키고, 시일의 립과 슬링거의 부착 드래그 토크압을 최소화하기 위한 베어링용 저토크 시일 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 베어링은 회전 요소와 비회전 요소 사이에 장착되어 회전 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다.

이러한 베어링의 한 종류로서, 차량에 사용되는 휠 베어링이 있으며, 이러한 휠 베어링은 회전하지 않는 차체 또는 너클에 대해 회전하는 휠(차륜)을 회전가능하게 연결하는 기능을 수행한다.

차량용 휠 베어링은, 휠 허브와 결합되는 내륜과, 휠 허브와 내륜을 전동체를 매개로 회전가능하게 지지하는 외륜을 포함한다. 이러한 차량용 휠 베어링의 내륜과 외륜 사이에는 베어링 공간이 형성되는데, 차량용 휠 베어링은 베어링 공간과 연통되는 내륜과 외륜 사이의 틈새에 장착되는 시일을 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 시일은, 외륜에 대해 내륜이 상대적으로 회전가능하면서, 베어링 공간으로 외부 이물질이 유입되는 것을 차단하고, 베어링 공간에 주입된 윤활유가 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있는 밀봉 구조를 가진다.

도 2에서 차량용 휠 베어링의 시일은 외륜(130)의 내주면에 장착되는 제1 지지부(300)와 제 1 지지부(300)에 결합되는 실링부(500)를 포함한다. 실링부(500)는 외륜(130)의 외주면과 대향하는 내륜(120)의 외주면을 향해 돌출하는 복수의 립부재(600,700,800)들을 포함하고, 실링부는(500) 제1 지지부(300)와 실링부(500)가 일체감으로 조립되어 사용 시 제1 지지부(300)가 실링부(500)의 부분적 이탈을 방지하면서 제2 지지부(400)에 상시 립부재들(600,700,800)이 접하게 함으로써 오일의 누설을 방지하게 되어 부품의 마모 및 파손을 방지하도록 하고 있다.

그러나 이러한 구조의 시일은 제1 지지부(300)가 실링부(500)를 기본적인 형태를 유지하도록 지지하면서 그 형태를 유지하고 있지만 탄성력을 갖는 립부재(600,700)가 제2 지지부(400)에 의해 큰 부착압 즉 드래그 토크압이 발생하고, 이러한 가압상태에서 계속되는 회전력에 의해 발생하는 내열로 인하여 열화되어 탄성력이 저하되고 오일이 누설되는 틈새를 발생시켜 이물질의 침입방지 성능이 감소하여 이물질을 효과적으로 차단할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국출원특허 제10-2020-0127030호 "휠 베어링용 실링 장치" 대한민국등록특허 제10-1532079호 "휠 베어링"

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래의 베어링용 조립 실의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 드래그 토크압 저감을 위해 사이드 립의 슬링거에 부착되는 압축압의 축소와 동시에 슬링거에 굴곡형상을 형성하고 탄성체에 머드포집 립들을 추가하여 외부 이물 유입을 제한하고 그리스가 도포된 탄성체와 슬링거 장착 후 분리되는 문제를 해결함으로서 베어링의 수명을 연장하고 드래그 토크를 저감하는 베어링용 저토크 조립 시일을 제공하는 것이다.

실시예들 중에서, 베어링용 저토크 시일 조립체는, 허브축에 결합되어 함께 회전하는 내륜과, 회전하지 않는 외륜 사이에 형성되는 베어링장치의 내륜과 외륜 사이에 형성된 베어링 내부공간의 단부를 봉쇄하는 시일 조립체에 있어서, 경방향에 대하여 중심을 향하는 회전하지 않는 외륜의 내주면에 장착되는 것으로 베어링장치와 동심 축이 되도록 배치되는 보강철원통부; 경방향에 대하여 외주측을 향하는 회전하는 내륜의 외주면에 장착되는 것으로 베어링장치와 동심 축이 되도록 배치되는 슬링거원통부; 보강철원통부의 외측 단부에서 경방향 중심을 향하여 굴곡되어 연장되는 보강철; 슬링거원통부의 내측 단부에서 경방향 외주측을 향하여 굴곡되어 연장되는 슬링거; 보강철로부터 떨어지지 않도록 보강철에 고정되고, 탄성을 갖는 재료로 형성되는 탄성체; 슬링거의 축방향 내측 단면 일부로부터 떨어지지 않도록 고정되고, 탄성을 갖는 재료로 형성되는 인코더; 탄성체는 보강철원통부의 일측 단부에 형성된 돌기와, 슬링거에 접촉하지 않는 머드포집 립과, 슬링거에 접촉하는 사이드립과, 슬링거원통부에 접족하는 시일립을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성체는 보강철원통부의 경방향 중심측면 전체를 덮어 보강철원통부의 개방 단부에서 되집혀 외주측면 도중까지 연장되어 덮고, 보강철의 축방향 내측면을 따라 연장되어 덮어 보강철의 개방 단부에서 되집혀 외측면 도중까지 연장되어 덮고, 보강철원통부의 개방 단부에서 경방향 중심을 향하여 연장되어 돌출되는 돌기; 슬링거에 접촉되지 않는 머드포집 립; 슬링거에 경사지게 접촉되는 사이드립; 슬링거원통부에 접촉되는 시일립;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강철의 내측면에서 연장된 머드포집 립은 머드포집 경방향 립;과 머드포집 축방향 립;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강철원통부의 개방 단부에서 경방향 중심을 향하여 연장되어 돌출되는 돌기는, 슬링거외경부의 단부 보다 중심을 향하여 연장되어 돌출되고, 돌기의 두께는 0.15~0.25mm인 것을 특징으로 한다.

상기 슬링거외경부는 슬링거 곡면부로부터 경방향 외주측으로 10~20°경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성체와 인코더의 재료는, 고무배합물인 엘라스토머로 니트릴(NBR), 수소화된 니트릴(HNBR), 폴리아클레이트(CM), 플루오로카본(FKM) 중 어느 것을 특징으로 한다.

상기 슬링거외경부는 슬링거의 몸체와 일자형의 직선형으로 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 탄성체와 슬링거의 구성을 포함하며 탄성부는 돌기를, 슬링거는 슬링거외경부를 포함한다. 또한, 돌기 및 슬링거외경부를 형성하여 조립 후 분리가 되지 않는 형상으로 하고, 탄성체에 머드포집 경방형립과 머드포집 축방향립을 형성하여 이물질의 시일 내 유입을 저감하고, 슬링거에 대한 접촉부 접촉 압력을 최소화하는 것으로서 드래그 토크 저감 베어링 설계 제작이 가능하다. 시일을 구비한 부품이 베어링에 조립 전 분리되지 않으므로 조립부내 이물 유입을 방지할 수 있으며, 베어링 장착 시 조립이 용이하며, 베어링이 자동차 휠에 장착되어 휠이 회전할 때 보강철원통부 단부에 형성된 돌기로 인하여 물을 포함한 이물질들이 베어링 내부로 유입되는 것이 제한되어 베어링수명이 연장되며, 실링 드래그 토크를 최소화하여 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 휠 베어링의 일부를 절개하여 도시한 도면이다.
도 2는 종래 발명의 일실시예에 따른 베어링용 시일 조립체의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어링용 저토크 시일 조립체의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 베어링용 저토크 시일 조립체의 구성을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 각 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경, 균등물 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1은 차량용의 베어링장치(1)의 개략 구성을 도시하는 수직 단면도이다. 도 1에 있어서, 베어링장치(1)에는 제1 실시 형태에 관한 시일(2, 3)이 설치되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 베어링장치(1)는 허브(110)와, 내륜(120)과, 외륜(130)과, 복수의 전동체(140)를 구비한다. 허브(110)는 대략 원통 형상의 허브축(111)과, 대략 환형의 허브플랜지(112)를 포함한다. 허브(110) 내에는 차축(A)이 삽입된다. 허브축(111) 및 차축(A)은 서로 고정된다. 이에 의해, 차축(A)과 함께 허브(110)가 회전한다.

허브플랜지(112)는 허브축(111)의 외주면으로부터 허브축(111)의 축방향 외측으로 돌출되어 있다. 허브플랜지(112)에는 복수의 체결부재(150)에 의해, 디스크 휠(도시 생략) 및 브레이크 디스크(도시 생략)가 고정된다.

내륜(120)은 베어링장치(1)의 축방향에 있어서, 차체에 가까운 쪽 허브축(11)의 단부에 배치된다. 이후, 베어링장치(1)의 축방향에 있어서, 차체에 가까운 쪽을 내측, 차체로부터 먼 쪽을 외측, 차축(A)의 경방향의 가운데를 중심, 차축(A) 바깥 쪽을 외주측이라고 칭한다.

내륜(120)은 대략 원통 형상을 이룬다. 내륜(120) 내에는 허브축(111)의 선단부가 삽입된다. 내륜(120)은 허브축(111)의 외주면에 고정되어 있다. 이에 의해, 내륜(120)은 허브(110) 및 차축(A)과 함께 회전한다.

외륜(130)은 외륜본체(131)와, 외륜플랜지(132)를 포함한다. 외륜본체(131)는 대략 원통 형상을 이룬다. 외륜본체(131) 내에는 허브축(111) 및 내륜(120)이 삽입된다. 외륜본체(131)는 허브축(111) 및 내륜(120)과 동심이 되도록 배치된다.

외륜플랜지(132)는 외륜본체(131)의 외주면으로부터 외륜본체(131)의 경방향 외주측으로 돌출된다. 외륜플랜지(132)는 대략 환형을 이룬다. 외륜플랜지(132)에는 예를 들어 너클(도시 생략) 등이 고정된다. 즉, 베어링장치(1)는 너클 등의 부재를 통해 차체에 지지된다.

외륜(130)은 인접하게 배치된 차체 또는 너클과 같은 비회전체에 결합되어 회전되지 않게 고정될 수 있다

허브축(111) 및 내륜(120)의 각 외주면과, 외륜본체(131)의 내주면 사이에는 대략 원통 형상의 베어링 내부공간(S)이 형성된다. 베어링 내부공간(S) 내에는 복수의 전동체(140)가 배치된다. 복수의 전동체(140)는 베어링 내부공간(S)의 둘레 방향을 따라 정렬되어 있다. 베어링 내부공간(S) 내에는 윤활제가 충전된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 시일(2, 3)은 베어링 내부공간(S)을 밀봉한다. 각각, 시일(2, 3)은 대략 원통 형상을 이룬다. 시일(2, 3)은 베어링 내부공간(S)의 단부를 각각 봉쇄하여 베어링 내부공간(S)으로 외부 이물질이 침투되는 것을 방지하고 베어링 내부공간(S)에 충진된 윤활유가 외부로 누출되는 것을 방지하는 것으로 오픈타입(open type)(3)(도시 생략)과 팩타입(pack type)(2)으로 형성될 수 있다. 여기서, 시일(2)은 팩타입으로서 베어링장치(1)의 축방향에 있어서, 베어링 내부공간(S)의 내측 단부를 봉쇄한다.

시일(2)의 내부에 형성되는 립 구조에 있어서, 슬링거(80)와의 접촉에 의한 마찰 면적이 증가하는 경우에 외륜(130)에 대한 휠 허브(110)와 내륜(120)의 상대 회전 시 큰 저항으로 작용하게 되며, 이 경우 시일(2)은 차축으로부터 차륜으로 전달되는 구동력을 감소시킨다. 이러한 이유로, 시일(2)의 내부에 형성되는 립 구조를 접촉에 의한 마찰이 최소화되는 구조로 형성함으로써 베어링장치(1)의 토크 성능을 향상시킬 수 있다. 이하의 실시예들에서는, 베어링장치(1)의 토크 성능을 개선하기 위한 시일(2)의 구조에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 중심축을 통하는 수직면에서 시일(2)을 절단한 때의 절단면을 도시하는 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 시일(2)은 보강철(10)과 슬링거(80)를 구비한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 보강철(10)은 보강철원통부(10a)를 포함한다. 보강철(10)의 재료로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 금속을 사용할 수 있다. 예를 들어, 보강철(10)은 스테인리스강에 의해 형성되어 있어도 된다.

보강철원통부(10a)는 대략 원통 형상을 이룬다. 보강철원통부(10a)는 베어링장치(1)와 동심 축이 되도록 배치된다. 보강철원통부(10a)는 베어링장치(1)의 축방향을 따라 연장된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 시일(2)이 베어링장치(1)에 설치된 때, 보강철(10)은 보강철원통부(10a)로부터 베어링장치(1)의 경방향에 대하여 중심쪽으로 연장된다.

일 실시예의 시일(2)은 경방향에 대하여 중심을 향하는 외륜(130)의 내주면에 장착되는 보강철(10), 보강철(10)에 고정되게 부착되는 탄성체(20), 경방향에 대하여 외주측을 향하는 내륜(120)의 외주면에 장착되는 슬링거(80)를 포함한다.

도 3의 예에서는, 베어링장치(1)의 축 방향에 있어서의 보강철(10)의 일단부는 보강철원통부(10a)의 일단부와 접속되어 있다.

탄성체(20)는 보강철(10)에 설치되어 있다. 탄성체(20)는 보강철(10)로부터 떨어지지 않도록 보강철(10)에 대해 고정되어 있다.

탄성체(20)는 탄성을 갖는 재료로 형성할 수 있다. 탄성체(20)의 재료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고무배합물인 엘라스토머로 0.1Nm이내, 2000RPM에서 무그리스 상태로 20시간동안 마모 및 토르크 테스트 결과 선정되는 것으로 니트릴(NBR), 수소화된 니트릴(HNBR), 플루오로카본(FKM)을 포함한다. 탄성체(20)의 재료로서 엘라스토머를 사용하는 경우, 예를 들어 가황 접착에 의해, 탄성체(20)를 보강철(10)에 고정할 수 있다.

탄성체(20)는 보강철원통부(10a)의 개방 단부 및 경방향 중심측면 전체를 덮는다. 탄성체(20)는 보강철(10)의 내측면을 따라 연장된 후, 개방 단부에서 되접혀, 외주면 도중까지 연장되어 있다.

탄성체(20)는 보강철원통부(10a)의 축방향 내측 단부에 돌기(30)를 포함한다. 보강철원통부(10a)의 내측 단부에 형성된 돌기(30)로 인하여 1차로 이물질 침투를 방지하고, 2차로 보강철원통부(10a) 및 슬링거(80)의 조립 후 분리되는 것을 방지한다.

탄성체(20)는 머드포집 립(50)과, 머드포집 경방향립(50a)과, 머드포집 축방향립(50b)과, 사이드립(60)과 시일립(70)을 더 포함한다. 사이드립(60)과 시일립(70)은 보강철(10)과 슬링거(80) 사이에 발생되는 간극을 봉쇄한다.

인코더(160)는 축방향에 대하여 슬링거(80)의 내측 표면에 설치된다. 인코더(160)는 슬링거(80)로부터 떨어지지 않도록 슬링거(80)에 대해 고정되어 있다.

여기서, 돌기(30)는 슬링거외경부(40)의 단부 보다 경방향 중심측으로 충분히 연장되어 슬링거(80)가 보강철(10)로부터 분리되는 것을 방지하고, 동시에 고무의 탄성에 의해서 외부로부터 돌기(30)와 인코더(160)에 의해 형성된 개구부를 통해 유입되는 이물질 및 수분의 외부 압력에 작용하여 이물질 및 수분의 투입경로 간극을 최소화한다. 이 때 돌기(30)의 축방향 단면의 두께는 0.15~0.25mm인 것이다.

슬링거(80)에 접촉하지 않는 머드포집 경방향립(50a)과 머드포집 축방향립(50b)은 외부에서 시일(2)내로 들어 올 수 있는 일부 이물질 및 수분의 침투를 억제하는 것으로, 외부에서 돌기(30)와 슬링거외경부(40) 사이 개구부를 거쳐 시일(2)내 경방향으로 들어오는 일부 입자가 미세한 이물질 및 수분은 머드포집 경방향립(50a)이 이를 포집하고, 외부에서 돌기(30)와 슬링거외경부(40) 사이 개구부를 거쳐 축방향으로 들어오는 일부 입자가 큰 이물질 및 수분은 머드포집 축방향립(50b)이 이를 포집하므로서 효과적으로 일부 이물질 및 머드의 베어링장치(1)로의 유입을 차단할 수 있다.

제1 머드포집 골(101) 및 제2 머트포집 골(201)이 있어서, 돌기(30)와 슬링거외경부(40) 사이 개구부를 거쳐 유입된 이물질 및 수분 중 일부는 머드포집 축방향립(50a)과 머드포집 축방향립(50b)의 작용에 의하여 제1 머드포집 골 (101) 및 제2 머트포집 골(201)에 저장된다.

이러한, 경방향 외주측으로 개방된 구성으로 된 제1 머드포집 골(101) 및 제2 머트포집 골(201)에 저장된 일부 이물질 및 수분은 휠 허브(110)와 내륜(120)의 회전 시에 원심력에 의해 돌기(30)와 슬링거외경부(40) 사이 개구부를 거쳐 배출되도록 유도되어 베어링장치(1) 외부로 용이하게 배출된다.

또한, 머드포집 경방향립(50a)과 머드포집 축방향립(50b)은 슬링거(80)에 접촉하지 않으므로서, 회전하지 않는 슬링거(80)에 가압 접촉되어 회전하는 탄성체(20)의 수를 줄여 탄성체(20)와 슬링거(80)에 의해 발생하는 마찰력 즉 토크력을 감소하고, 베어링장치(1)의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

사이드립(60)은 탄성체(20)에서 슬링거(80)의 표면을 향해 돌출 형성되고, 보강철(10)의 둘레 방향을 따라 설치되어, 대략 환형을 이룬다. 사이드립(60)은 슬링거(80)의 축방향 외측 표면에 경방향 외주측으로 경사지게 가압 접촉되어, 머드포집 경방향립(50a)과 머드포집 축방향립(50b)이 일부 차단하지 못하여 실링(2)내로 유입된 이물질이나 수분을 차단하므로서 더욱 효과적으로 일부 이물질 및 수분의 베어링장치(1)로의 유입을 차단할 수 있다.

또한, 사이드립(60)을 이물질이나 수분의 유입되는 경방향 외주측으로 경사지게 슬링거(80)의 표면에 가압 접촉함에 따라 이물질이나 수분의 유입은 어려운 반면 배출은 용이한 구조를 갖는다.

시일립(70)은 보강철(10)의 개방 단부의 근방으로부터, 슬링거원통부(80a)를 향해 돌출된다.

시일립(70)은 보강철(10)의 단부 둘레 방향을 따라 설치되어, 대략 환형을 이룬다. 시일립(70)의 선단부는 슬링거원통부(80a)에 가압된다.

따라서, 시일립(70)은 베어링장치(1) 내부의 오일이 외부로 유출되는 것을 방지하게 된다.

슬링거(80)와 보강철(10)의 결합에 의해 형성되는 공간에는 그리이스가 충진되는데, 이러한, 그리이스는 점착성 및 내수성이 우수하며, 내열성이 우수하여 고온에서 윤활부위에 대한 윤활성능이 우수한 특성을 가지므로 자동차 휠 베어링의 보다 원활한 작동을 위하여 마련된다.

상기 휠 베어링에 충진되는 그리이스로는 리튬 그리이스(HIREX OHD REASE)가 바람직하다.

슬링거(80)는 개구부로 유입되는 이물질 및 수분의 흐름을 차단한다.

슬링거원통부(80a)는 대략 원통 형상을 이룬다. 슬링거원통부(80a)는 베어링장치(1)와 동심 축이 되도록 배치된다. 시일(2)을 베어링장치(1)에 설치한 때, 슬링거원통부(80a)의 내주면은 내륜(12)의 외주면에 대향된다. 슬링거원통부(80a)는 베어링장치(1)의 축방향을 따라 연장된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 슬링거원통부(80a)의 외주면은 보강철(10)의 개방 단부에 대향된다. 슬링거원통부(80a)의 외주면에는 시일립(70)의 선단부가 가압 접촉된다.

슬링거(80)는 대략 환형을 이룬다. 시일(2)이 베어링장치(1)에 설치된 때, 슬링거(80)는 슬링거원통부(80a)로부터 베어링장치(1)의 축 방향에 대하여 외측으로 굴곡되어 연장된다. 도 3의 예에서는, 베어링장치(1)의 축 방향에 있어서의 슬링거(80)의 일단부는 슬링거원통부(80a)의 일단부와 접속되어 있다.

베어링장치(1)에 시일(2)이 설치된 때, 보강철원통부(10a) 및 슬링거원통부(80a)의 축방향은 베어링장치(1)의 축방향과 일치한다.

슬링거(80)의 표면은 보강철(10)의 표면과 대향된다. 슬링거(80)의 표면에는 사이드립(60)의 선단부가 가압 접촉된다.

슬링거(80)의 재료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 스테인리스강 등의 금속을 사용할 수 있다.

인코더(160)는 슬링거(80)의 축방향 내측 표면 일부를 덮는다.

인코더(160)의 재료로서는, 상술한 탄성체(20)와 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 인코더(160)의 재료로서는, 고무배합물인 엘라스토머로 0.1Nm이내, 2000RPM에서 무그리스 상태로 20시간동안 마모 및 토르크 테스트 결과 선정되는 것으로 니트릴(NBR), 수소화된 니트릴(HNBR), 플루오로카본(FKM)을 포함한다. 인코더(160)의 재료로서 엘라스토머를 사용스는 경우, 예를 들어 가황 접착에 의해, 인코더(160)를 슬링거(80)에 고정할 수 있다.

또한, 인코더(160)의 일부는 자성을 가진 물질로 형성될 수 있다. 시일(2)의 인코더(160)는 휠 베어링에 설치될 수 있는 센서(도시 생략)에 자기적 신호를 제공할 수 있다. 이에 더하여, 센서는 휠 스피드를 측정할 수 있는 휠 스피드 센서를 포함할 수 있다. 자기적 신호를 발생하기 위해, 인코더(160)의 적어도 일부는 자성을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 돌기부(30)에도 상기 자성을 가지는 재료가 포함될 수 있다. 회전축(A)을 중심으로 하여 인코더(160)가 회전함에 따라, 상기 인코더(160) 및 돌기부(30)의 자성을 가지는 재료가 포함된 부분에 의해 발생하는 자기장이 변화하며, 센서는 이러한 자기장의 변화를 감지할 수 있다. 실시예들에 있어서, 인코더(160)는 페라이트(ferrite), 희토류(희토류 원소; rare earth elements) 재료 등 자성을 갖는 재료를 포함할 수 있으며, 구체적으로는 네오디듐(Nd), 사마륨(Sm), 코발트(Co) 등을 포함할 수 있다.

인코더(160) 중 슬링거(80)의 표면 상에 배치되는 부분의 두께는 제조의 용이함 등에 따라 적절히 결정하면 된다.

이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 슬링거(80)는 축방향 외측으로 굴곡진 곡면부(40a)에 연장되는 슬링거외경부(40)를 갖는다.

슬링거외경부(40)는 곡면부(40a)로부터 경방향 외주측으로 각도 10~20°정도로 경사지게 형성된다.

돌기(30)는 곡면부(40a) 보다 경방향 중심측으로 충분히 연장되어 슬링거(80)가 보강철(10)로부터 분리되는 것을 방지하고, 동시에 고무의 탄성에 의해서 외부로부터 돌기(30)와 인코더(160)에 의해 형성된 개구부를 통해 유입되는 이물질 및 수분의 외부 압력에 작용하여 슬링거의 표면을 향하여 휘어져 이물질 및 수분의 투입경로 간극을 최소화한다. 이 때 슬링거(80)를 지탱하고 외부 압력에 대해 탄성에 의한 적절한 유연성을 갖기 위하여 돌기(30)의 축방향 단면의 두께는 0.15~0.25mm인 것이다.

따라서, 경방향 외주측으로 개방된 구성으로 된 제1 머드포집 골(101) 및 제2 머트포집 골(201)에 저장된 일부 이물질 및 수분은 휠 허브(110)와 내륜(120)의 회전 시에 원심력에 의해 배출 시에 상기 경사진 슬링거외경부(40)의 형태에 의하여, 이물질이나 수분의 유입은 어려운 반면 슬링거외경부(40)의 경사면을 따라 배출은 용이한 구조를 갖는다.

본 발명의 바람직한 제1 실시 예 및 제2 실시 예의 설명에 있어서, 베어링장치(1)가 장착되어 작동할 때, 회전하는 내륜(120)과 정지한 외륜(110) 사이에 형성된 개구부에 장착하는 인코더 일체형 시일(160)에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 권리는 이에 한정되는 것은 아니다.

10: 보강철
10a;보강철원통부
20: 탄성체
20a: 붙음방지턱
30: 돌기
40: 슬링거외경부
50a: 머드포집 경방향 립
50b: 머드포집 축방향 립
60: 사이드립
70: 시일립
80: 슬링거
80a: 슬링거원통부
160 인코더

Claims

허브축에 결합되어 함께 회전하는 내륜과, 회전하지 않는 외륜 사이에 형성되는 베어링장치의 상기 내륜과 외륜 사이에 형성된 베어링 내부공간의 단부를 봉쇄하는 시일 조립체에 있어서,
경방향에 대하여 중심을 향하는 상기 외륜의 내주면에 장착되는 것으로 상기 베어링장치와 동심 축이 되도록 배치되는 보강철원통부;
경방향에 대하여 외주측을 향하는 상기 내륜의 외주면에 장착되는 것으로 상기 베어링장치와 동심 축이 되도록 배치되는 슬링거원통부;
상기 보강철원통부의 외측 단부에서 경방향 중심을 향하여 굴곡되어 연장되는 보강철;
상기 슬링거원통부의 내측 단부에서 경방향 외주측을 향하여 굴곡되어 연장되는 슬링거;
상기 보강철로부터 떨어지지 않도록 상기 보강철에 고정되고, 탄성을 갖는 재료로 형성되는 탄성체;
상기 슬링거의 축방향 내측 단면 일부로부터 떨어지지 않도록 고정되고, 탄성을 갖는 재료로 형성되는 인코더;
상기 탄성체는 상기 보강철원통부의 경방향 중심측면 전체를 덮어 상기 보강철원통부의 개방 단부에서 되집혀 외주측면 도중까지와, 상기 보강철의 축방향 내측면을 따라 연장되어 덮어 상기 보강철의 개방 단부에서 되집혀 외측면 도중까지 연장되어 덮고,
상기 보강철 외측면 도중에 형성되는 붙음방지턱;
상기 보강철원통부의 개방 단부에서 경방향 중심을 향하여 연장되어 슬링거외경부의 단부 보다 중심을 향하여 돌출되고 두께 0.15~0.25mm인 돌기;
상기 슬링거에 접촉되지 않는 머드포집 립;
상기 슬링거에 경사지게 접촉되는 사이드립;
상기 슬링거원통부에 접촉되는 시일립;
상기 머드포집 립은 경방향 외주측을 향하는 머드포집 경방향 립;과 축방향 내측을 향하는 머드포집 축방향 립;
상기 보강철의 곡면부 일부에 외측으로 돌출되어 형성된 붙음방지턱;
상기 슬링거와 일자형의 직선형으로 연장되어 상기 머드포집 경방향 립과 나란히 배치되는 슬링거외경부;를 포함하고,
상기 탄성체와 상기 인코더의 재료는, 고무배합물인 엘라스토머로 니트릴(NBR), 수소화된 니트릴(HNBR), 플루오로카본(FKM) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 베어링용 저토크 시일 조립체.
삭제
삭제
삭제