KR102636950B1 - 엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소의 회전속도를 측정하는데 이용되는 엔코더링이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링은 회전요소에 장착되는 링부재와 링부재의 일측에 구비되는 엔코더를 포함하고, 링부재는 축방향을 따라 연장하는 축방향 연장부와 축방향 연장부로부터 반경방향으로 연장하는 경방향 연장부를 포함하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 링부재 및 엔코더는 플라스틱 소재로 형성되고, 링부재와 엔코더는 일체로 형성될 수 있다.

Description

엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링{ENCODER RING AND WHEEL BEARING PROVIDED THEREWITH}
본 발명은 회전요소의 회전속도를 측정하는데 이용되는 엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스틱 소재로 형성되어 경량화가 도모되면서 동시에 용이한 제조성 및 구조적 안정성을 확보할 수 있으며 제조비용 및 제조시간을 저감할 수 있도록 구성된 엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링에 관한 것이다.
베어링은 회전장치에서 회전요소를 비회전요소에 대해 상대회전 가능하게 장착하여 지지하는 장치로, 차량의 구동축 등 회전지지가 필요한 부분에 다양하게 장착되어 이용되고 있다.
예컨대, 도 1을 참조하면 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링(10)이 예시적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 휠베어링(10)은 차량의 차륜(wheel)이 장착되는 회전요소(20; 휠허브)가 차체에 고정되는 비회전요소(30; 외륜)에 전동체(40)를 통해 연결되어 회전요소(20; 휠허브)에 장착된 차륜을 차체에 대해 회전 가능하게 지지하도록 구성되며, 휠베어링의 일측에는 회전속도 검출부가 구비되어 회전요소의 회전속도를 검출하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 휠베어링은 회전요소의 일측에 엔코더링(50)이 장착되어 회전요소와 함께 회전하도록 구성되며, 속도 센서(60)가 엔코더링(50)에 인접하게 배치되어 엔코더링(50)의 회전에 의해 발생되는 자기장의 변화를 감지함으로써 차륜의 회전속도를 검출하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 엔코더링(50)은 도 2에 도시된 바와 같이 축방향 연장부(52a)와 경방향 연장부(52b)를 포함하는 대략 L자형 구조의 링부재(52)에 N/S극이 교대로 배치되도록 착자된 엔코더(54)가 부착된 구조로 형성되어 회전요소와 함께 회전하면서 엔코더(54)를 통해 자기장의 변화를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 엔코더(54)에 의해 발생되는 자기장의 변화를 인접하여 배치되는 센서 부재(60)를 통해 감지함으로써 회전요소의 회전속도를 검출하도록 구성될 수 있다.
이러한 엔코더링(50)은 통상적으로 베어링의 회전요소에 안정적으로 압입되어 장착될 수 있도록 기본 몸체를 형성하는 링부재(52)는 SUS 등의 강재를 프레스 가공하여 형성하고, 엔코더(54)는 NBR(Nitrile-butadiene rubber) 등의 합성 고무재를 이용해 링부재(52)의 일측에 부착되어 형성되도록 구성되게 된다.
그러나, 이러한 구조의 엔코더링(50)의 경우에는 링부재(52)와 엔코더(54)가 서로 다른 재질 및 공정으로 형성되어야 하기 때문에 엔코더링(50)의 제조성이 저하될 수 있고, 링부재(52)에 부착된 엔코더(54)가 엔코더링(50)의 제조 과정 또는 베어링의 작동 과정에서 링부재(52)로부터 이탈 또는 분리되어 정확한 회전속도 검출이 수행되지 못하게 될 우려가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 회전요소의 회전속도를 검출하는데 이용되는 엔코더링의 재질 및 구조를 개선해 경량화를 도모하면서 동시에 향상된 제조성, 구조적 안정성 및 안정적 장착성을 확보할 수 있으며 제조비용 및 제조시간을 저감할 수 있도록 구성된 엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소의 회전속도를 측정하는데 이용되는 엔코더링이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링은 회전요소에 장착되는 링부재와 링부재의 일측에 구비되는 엔코더를 포함하고, 링부재는 축방향을 따라 연장하는 축방향 연장부와 축방향 연장부로부터 반경방향으로 연장하는 경방향 연장부를 포함하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 링부재 및 엔코더는 플라스틱 소재로 형성되고, 링부재와 엔코더는 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 링부재에는 축방향 연장부와 경방향 연장부 사이에서 연장하는 보강 리브가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 링부재 및 엔코더는 열가소성 폴리 우레탄 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 링부재 및 엔코더를 형성하는 열가소성 폴리 우레탄 소재에는 자성체가 함유될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강 리브는 엔코더링의 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비되거나 엔코더링의 전체 둘레를 따라 일체로 연장하여 형성되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 엔코더링을 구비하는 휠베어링이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링은 차륜이 장착되는 회전요소가 차체에 고정되는 비회전요소에 전동체를 통해 장착되어 회전요소를 비회전요소에 대해 회전 가능하게 지지하도록 구성되고, 엔코더링은 축방향 연장부가 회전요소에 결합되어 장착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링과 엔코더링이 장착되는 회전요소 중 하나 이상에는 엔코더링의 이탈을 방지하는 이탈방지구조가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링이 장착되는 회전요소에는 엔코더링의 축방향 연장부가 수용되는 수용홈이 구비되고, 엔코더링은 축방향 연장부가 수용홈에 수용된 상태로 회전요소에 장착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링의 축방향 연장부와 엔코더링이 장착되는 회전요소 중 어느 하나에는 반경방향으로 돌출하는 돌출부가 구비되고, 엔코더링의 축방향 연장부와 엔코더링이 장착되는 회전요소 중 다른 하나에는 돌출부가 수용되는 수용홈이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 돌출부는 엔코더링의 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비되거나 엔코더링의 전체 둘레를 따라 일체로 연장하여 형성되도록 구성될 수 있고, 수용홈은 회전요소의 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비되거나 회전요소의 전체 둘레를 따라 일체로 연장하여 형성되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 돌출부는 엔코더링이 삽입되는 방향에 엔코더링의 중심축에 대해 경사진 경사면을 포함하고 엔코더링이 삽입되는 방향의 반대방향에 수용홈에 걸림결합되는 걸림면을 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 경사면은 엔코더링의 중심축에 대해 비스듬하게 경사진 직선면을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 돌출부는 곡면의 표면을 갖도록 축방향 연장부의 내주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수용홈은 돌출부와 대응되는 형상의 리세스 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소는 차륜이 장착되는 휠허브와 휠허브에 압입되어 장착되는 내륜을 포함하고, 비회전요소는 차체에 장착되는 외륜으로 구성되고, 엔코더링은 내륜에 장착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링은 휠베어링의 내륜과 외륜 사이에 장착되는 씰링부재의 슬링거로 이용되도록 구성될 수 있다.
이 외에도, 본 발명에 따른 엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링에는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링은 회전요소에 장착되는 링부재와 자기장의 변화를 발생시키는 엔코더가 모두 플라스틱 소재로 형성되기 때문에 엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링의 경량화를 도모할 수 있고, 금속 소재의 프레스 가공 없이 엔코더링을 형성할 수 있어 엔코더링 및 휠베어링의 제조성을 향상시킬 수 있으며, 제조비용 및 제조시간을 저감할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링은 링부재와 엔코더가 모두 플라스틱 소재로 형성되도록 구성되어 있기 때문에 이들 부재를 일체형 구조로 형성할 수 있고, 이로 인해 플라스틱 사출 성형 등의 단일 공정을 통해 엔코더링을 한번에 제조할 수 있어 엔코더링의 제조성이 더욱 향상될 수 있으며, 착자부 체적 증가로 엔코더의 자력 세기를 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링은 회전요소에 장착되는 링부재의 축방향 연장부와 경방향 연장부 사이에 이들 사이에서 연장하는 보강 리브를 구비하고 있어, 엔코더링을 플라스틱 사출 성형 등으로 제조하는 과정에서 또는 엔코더링을 휠베어링의 회전요소에 압입하여 장착하는 과정에서 엔코더링이 변형될 위험을 감소시킬 수 있고, 이로 인해 엔코더링의 안정적인 장착 및 작동을 보장할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링 및/또는 이러한 엔코더링이 장착되는 회전요소에는 회전요소에 장착된 엔코더링의 이탈을 방지하는 이탈방지구조가 구비되어 있어, 엔코더링을 플라스틱 소재로 형성하더라도 엔코더링이 회전요소로부터 이탈되거나 분리되지 않고 안정적으로 장착되어 작동될 수 있고, 이로 인해 엔코더링을 통한 안정적인 회전속도 검출이 보장될 수 있게 된다.
도 1은 종래의 베어링 장치(휠베어링)를 예시적으로 도시한다.
도 2는 종래의 베어링 장치(휠베어링)에 이용되는 엔코더링의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링을 예시적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링에 이용될 수 있는 엔코더링 및 엔코더링 장착부의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링에 이용될 수 있는 엔코더링의 구조를 예시적으로 도시한다(부분 절단 사시도).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링에 이용될 수 있는 엔코더링 및 엔코더링 장착부의 다른 실시형태를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링에 이용될 수 있는 엔코더링 및 엔코더링 장착부의 또 다른 실시형태를 예시적으로 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 설명하도록 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들의 형상 및 크기는 설명의 편의를 위해 임의로 도시된 것이므로, 본 발명이 반드시 도시된 형상 및 크기로 한정되는 것은 아니다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변형되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링 및 이를 구비하는 휠베어링
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링 및 이를 구비하는 베어링 장치(휠베어링)가 예시적으로 도시되어 있다. 도 3 내지 도 8에 도시된 실시형태의 경우에는 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는데 이용되는 휠베어링 형태로 베어링 장치가 도시되어 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링은 반드시 이러한 구조의 휠베어링에 장착되어 이용되어야만 하는 것은 아니고 다른 형태의 베어링 장치에 장착되어 이용되도록 구성될 수도 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링을 구비하는 베어링 장치(휠베어링)의 구조를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(100)은 통상의 휠베어링과 유사하게 회전요소(200)가 비회전요소(300)에 전동체(400)를 통해 회전 가능하게 장착되어, 회전요소(200)에 장착된 차륜을 차체에 대해 회전 가능한 상태로 지지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소(200)는 차륜이 장착되는 휠허브(210)와 휠허브(210)에 압입되어 장착되는 내륜(220)을 포함하도록 구성될 수 있으며, 비회전요소(300)는 차량의 샤시 부품에 결합되어 차체에 고정되는 외륜 등으로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은 도면에 도시된 실시형태의 구조로 한정되어야 하는 것은 아니고, 통상의 휠베어링에 적용될 수 있는 다른 다양한 구조로 형성되어도 무방하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소(200)를 구성하는 휠허브(210)는 축방향을 따라 연장하는 대략 원통형 형상으로 형성될 수 있으며, 휠허브(210)의 일측 외주면에는 차륜 장착 플랜지(212; 허브 플랜지)가 구비될 수 있다. 차륜 장착 플랜지(212)는 휠허브(220)의 반경방향 외측으로 연장된 형상으로 형성되어 허브 볼트 등을 통해 차륜의 휠 및/또는 브레이크 디스크를 장착하는데 이용될 수 있다. 한편, 휠허브(210)의 차체측 단부에는 내륜(220)이 장착되도록 구성될 수 있으며, 휠허브(210)의 외주면 일부에는 궤도면(내측 궤도면)이 형성되어 전동체(400)를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내륜(220)은 휠허브(210)의 일측에 하나 이상 압입되어 장착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 내륜(220)은 휠허브(210)의 차체측 단부에 압입된 상태에서 휠허브(210)의 단부를 도 4에 도시된 바와 같이 소성변형시키거나 휠허브(210)의 차체측 단부에 너트 등을 체결해 휠허브(210)에 안착되어 유지되도록 구성될 수 있다. 또한, 내륜(220)의 외주면에는 전동체(400)가 접촉하는 궤도면(내측 궤도면)이 구비되어 전동체를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비회전요소(300)를 구성하는 외륜은 외주면에 휠베어링(100)을 차체에 장착하는데 이용되는 차체측 장착 플랜지(310)를 구비하고, 내주면에 전동체(400)가 접촉하는 궤도면(외측 궤도면)을 구비하도록 구성될 수 있다. 비회전요소인 외륜의 내주면에 형성된 궤도면(외측 궤도면)은 회전요소[휠허브(210) 및/또는 내륜(220)]에 형성된 궤도면(내측 궤도면)과 협력해 궤도면 사이에 구름요소인 전동체(400)를 수용하여 지지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전동체(400)는 회전요소(200)와 비회전요소(300) 사이에 배치되어, 회전요소(200)에 장착된 차륜을 비회전요소(300)가 결합되는 차체에 대해 회전 가능하게 지지하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은 일측에 회전요소 및/또는 이에 장착되는 회전부재(예컨대, 차륜의 휠)의 회전속도를 검출하기 위한 속도 검출부를 구비하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 회전요소[도면에 도시된 실시형태의 경우에는 휠허브(210)에 장착된 내륜(220)]에 장착되어 회전요소와 함께 회전하는 엔코더링(500)을 구비해 엔코더링(500)의 회전에 의해 발생되는 자기장의 변화를 센서 부재(미도시)를 통해 감지함으로써 회전요소(및 이에 장착된 회전부재)의 회전속도를 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링(500)은 회전요소(200)에 장착되는 링부재(510)와 이러한 링부재(510)의 일측에 위치하는 엔코더(540)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 링부재(510)는 엔코더링(500)의 기본 몸체를 형성하는 부분으로, 베어링 장치의 회전요소에 장착되는 축방향 연장부(520)와 축방향 연장부(520)로부터 반경방향으로 연장하는 경방향 연장부(530)를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 축방향 연장부(520)는 중심부가 관통된 대략 원통형의 구조로 형성되어 회전요소(200)[예컨대, 도면에 도시된 실시형태의 경우에는 휠허브(210)에 장착된 내륜(220)]에 장착되도록 구성될 수 있으며, 경방향 연장부(530)는 축방향 연장부(520)로부터 반경방향을 따라 연장하여 회전속도 검출을 위한 자기장 변화를 발생시키는 엔코더(540)가 구비될 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더(540)는 링부재(510)의 일측에, 예컨대 링부재(510)의 경방향 연장부(530)의 일측에 구비되어 회전요소(200)와 함께 회전하면서 자기장의 변화를 발생시켜 인접하여 배치되는 센서 부재(미도시)를 통해 회전요소(200)의 회전속도가 검출될 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 엔코더(540)는 통상의 휠베어링에 이용되는 엔코더와 유사하게 원주방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배치되도록 착자된 상태로 형성되어 회전요소(200)와 함께 회전하면서 자기장의 변화를 발생시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 링부재(510) 및 엔코더(540)는 모두 플라스틱 소재, 예컨대 열가소성 폴리 우레탄(Thermoplastic polyurethane; TPU) 등의 열가소성 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 링부재(510)와 엔코더(540)가 모두 플라스틱 소재로 형성되도록 구성되어 있기 때문에, SUS 등의 강재로 링부재를 형성하던 종래의 엔코더링에 비해 보다 경량으로 형성될 수 있고, 엔코더링을 제조하기 위해 금속 부재의 프레스 가공 등을 수행하지 않아도 되기 때문에 엔코더링의 제조성 및 설계 자유도가 한층 향상될 수 있게 된다.
한편, 도면에 도시된 실시형태에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)의 구체적인 구조 및 기능을 설명하기 위해 링부재(510)와 엔코더(540)가 서로 구분되어 도시 및 설명되어 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)에서 링부재(510)와 엔코더(540)는 별도의 부재로 구분되어 형성되어야 하는 것은 아니고 하나의 부재로 일체로 형성될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 플라스틱 사출 성형 등으로 링부재(510)를 형성한 다음 링부재(510)의 일측에 엔코더링(540)을 추가로 사출 성형하는 등의 방식으로 형성될 수도 있고, 플라스틱 사출 성형 공정 등을 통해 링부재(510) 및 엔코더(540)를 포함하는 전체 엔코더링(500)이 일체로 한번에 형성되도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 링부재(510)와 엔코더(540)가 모두 플라스틱 소재를 이용해 제조되도록 구성되어 있기 때문에, 링부재(510)와 엔코더(540)를 하나의 성형 공정(예컨대, 플라스틱 사출 성형 등)으로 일체로 형성하는 것이 가능해질 수 있으며, 이와 같이 엔코더링(500)을 하나의 성형 공정을 통해 일체로 형성하게 되면 공정 단축으로 인해 제조성이 더욱 향상될 수 있을 뿐만 아니라 엔코더가 링부재로부터 분리 또는 이탈되어 회전속도 측정에 문제가 발생할 위험을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 이와 같이 링부재(510)와 엔코더(540)를 하나의 일체형 구조로 형성하게 되면, 엔코더에 형성되는 착자부를 보다 큰 체적으로 형성할 수 있기 때문에[예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 통상의 엔코더링의 경우에는 엔코더 부분에만 착자가 가능하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링과 같이 링부재와 엔코더가 일체로 형성된 구조의 경우에는 통상의 엔코더에서 경방향 연장부에 해당하는 부분까지 착자부를 확대하여 형성할 수 있기 때문에 착자부를 보다 큰 체적으로 형성할 수 있게 됨] 엔코더링에 의해 발생하는 자력의 세기를 증가시킬 수 있게 되고, 이로 인해 보다 민감한 속도 검출이 가능해질 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링(500)의 링부재(510) 및 엔코더(540)는 엔코더의 착자를 위해 열가소성 폴리 우레탄(Thermoplastic polyurethane; TPU) 등의 플라스틱에 페라이트(Ferrite) 등의 자성체 성분이 함유된 소재로 형성되도록 구성될 수 있으며, 엔코더 부분은 착자 공정을 통해 N/S극이 교대로 배치된 구조로 형성될 수 있다. 이러한 엔코더의 착자 공정은 통상의 엔코더 착자 공정과 실질적으로 동일하게 수행될 수 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 링부재(510)와 엔코더(540)를 모두 플라스틱 소재로 형성하고 있어 엔코더링(500)의 제조 공정을 단순화하고 제품의 경량화를 구현할 수 있으나, 플라스틱 소재를 사출 성형해 엔코더링(500)을 형성하거나 엔코더링(500)을 회전요소에 장착하는 과정에서 엔코더링(500)에 변형이 발생할 우려가 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 플라스틱 사출 성형을 통해 제조되는 과정에서 플라스틱의 수축에 의해 제품에 변형이 발생하거나 엔코더링을 회전요소에 장착하는 과정에서 하중에 의해 경방향 연장부에 휨이 발생해 엔코더(540)가 센서 부재에 대해 수직한 방향으로 배향되지 못하게 되고, 이로 인해 정확한 회전속도 검출이 수행되지 못할 우려가 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 링부재(510)의 축방향 연장부(520)와 경방향 연장부(530) 사이에 이들 사이에서 연장하는 보강 리브(550)를 구비하도록 구성될 수 있다(도 5 및 도 6 참조).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강 리브(550)는 도 6에 도시된 바와 같이 엔코더링(500)의 원주방향을 따라 복수의 보강 리브가 서로 이격되어 배치되도록 구성되거나 엔코더링(500)의 전체 둘레를 따라 하나의 보강 리브(550)가 일체로 연장되어 형성되도록 구성될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 링부재(510)의 축방향 연장부(520)와 경방향 연장부(530)가 이들 사이에서 연장하여 형성되는 보강 리브(550)에 의해 지지될 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 엔코더링(500)을 구성하는 링부재(510)와 엔코더(540)를 모두 플라스틱 소재로 형성하더라도 엔코더링(500)을 형성하거나 엔코더링(500)을 장착하는 과정에서 엔코더링(500)에 변형이 발생할 위험을 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 엔코더링(500)은 엔코더(540)가 센서 부재(미도시)에 대해 수직하게 배치된 상태에서 회전속도를 검출하도록 구성되어야 정확한 회전속도가 검출될 수 있다. 따라서, 엔코더링(500)은 작동 과정에서 의도치 않은 이탈/분리가 발생되지 않도록 구성될 필요가 있다.
그러나, 엔코더링(500)은 회전요소(200)에 장착되어 회전하면서 이용되는 제품의 특성상 작동 과정에서 장착위치에서 이탈되는 경우가 발생할 수 있고, 더욱이 본 발명의 일 실시예와 같이 링부재(510)를 낮은 강성의 플라스틱 소재로 형성한 엔코더링(500)의 경우에는 엔코더링(500)을 회전요소(200)에 장착할 때 충분한 간섭량으로 압입시켜 장착하지 못해 작동 과정에서 엔코더링(500)의 이탈이나 분리가 발생될 위험이 보다 높아질 수 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500) 및/또는 이러한 엔코더링이 장착되는 회전요소(200)에는 장착된 엔코더링(500)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지구조가 구비되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링의 이탈방지구조는 엔코더링(500)의 축방향 연장부(520)와 엔코더링(500)이 장착되는 회전요소(200) 중 어느 하나에 반경방향으로 연장하는 돌출부를 형성하고 다른 하나에 이러한 돌출부가 수용되는 수용홈(230)을 형성하는 방식으로 구현될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)은 축방향 연장부(520)의 내주면에 반경방향으로 돌출하는 돌출부(560)를 구비하고, 엔코더링(500)이 장착되는 회전요소(200)[예컨대, 도면에 도시된 휠베어링의 경우 엔코더링(500)이 장착되는 내륜(220)]는 이러한 돌출부(560)가 수용되는 리세스 구조의 수용홈(230)을 구비해, 엔코더링에 형성된 돌출부(560)가 회전요소에 형성된 수용홈(230)에 수용되어 결합됨으로써 회전요소(200)에 장착된 엔코더링(500)에 의도치 않은 이탈이 발생되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다(도 4 및 도 5 참조).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링(500)의 축방향 연장부(520)에 구비되는 돌출부(560)는 엔코더링(500)이 회전요소에 장착될 때 엔코더링(500)이 삽입되는 방향에 엔코더링의 중심축에 대해 경사진 경사면(562)을 구비하고, 이의 반대측(엔코더링이 삽입되는 방향의 반대방향)에 회전요소에 형성된 수용홈(230)에 걸림결합되는 걸림면(564)을 구비함으로써, 엔코더링(500)의 삽입시에는 엔코더링(500)이 경사면(562)을 타고 넘으면서 회전요소에 용이하게 장착되고 장착 이후에는 걸림면(564)이 수용홈(230)에 걸림결합되어 엔코더링(500)의 이탈이 방지되도록 구성될 수 있다. 이 때, 돌출부(560)의 일측에 구비되는 경사면(562)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 엔코더링(500)의 중심축에 대해 비스듬하게 경사진 직선면으로 형성되도록 구성되어도 좋고, 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되도록 구성되어도 좋다. 뿐만 아니라, 돌출부(560)의 일측에 구비되는 경사면(562)은 서로 다른 경사각을 갖는 복수의 경사면으로 형성되거나, 경사진 직선면과 곡면이 조합된 구조로 형성되어도 좋다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 돌출부(560)는 도 6에 도시된 바와 같이 엔코더링(500)의 원주방향을 따라 복수의 돌출부가 서로 이격된 상태로 구비되거나 또는 엔코더링(500)의 전체 둘레를 따라 하나의 돌출부가 일체로 연장하여 형성되도록 구성될 수 있고, 수용홈(230)은 회전요소(200)의 원주방향을 따라 이격되어 복수의 수용홈이 서로 이격된 상태로 구비되거나 또는 회전요소(200)의 전체 둘레를 따라 하나의 수용홈이 일체로 연장하여 형성되도록 구성될 수 있다.
다만, 엔코더링 및/또는 엔코더링이 장착되는 회전요소에 형성되는 이탈방지구조는 전술한 구조로 한정되어 형성되어야 하는 것은 아니고 엔코더링 및 이를 구비하는 베어링 장치의 구체적인 설계에 따라 적절한 다양한 형상으로 변형되어 실시되어도 무방하다.
예컨대, 엔코더링(500)에 구비되는 돌출부(560)는 도 4 내지 도 6에 도시된 전술한 구조뿐만 아니라 도 7에 도시된 바와 같이 곡면의 표면(예컨대, 타원형 원호 등)을 갖도록 축방향 연장부(520)의 내주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 형성되고 수용홈(230)은 이러한 돌출부(560)에 대응되는 리세스 형상으로 형성되는 등 다른 임의의 구조로 변형되어 실시될 수도 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 엔코더링(500)에는 별도의 추가 구조를 형성하지 않고 회전요소의 엔코더링 장착부에 엔코더링(500)의 축방향 연장부(520)에 대응되는 형상의 수용홈(230)을 형성해 엔코더링(500)의 축방향 연장부(520)가 전체적으로 수용홈(230)에 수용되어 엔코더링(500)의 이탈이 방지되도록 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 엔코더링(500)은 베어링 장치(예컨대, 휠베어링)의 씰링부재를 구성하는 슬링거로 이용되도록 구성될 수도 있다. 예컨대, 도면에 도시된 실시형태의 휠베어링(100)의 경우에는 회전요소를 구성하는 내륜과 비회전요소를 구성하는 외륜 사이에 엔코더링(500)을 장착한 다음 휠베어링(100)의 차체측 단부에 커버 부재(320)를 결합해 커버 부재(320)를 통해 차체측 씰링을 수행하도록 구성되어 있으나(도 4 참조), 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(100)은 커버 부재(320) 대신 내륜과 외륜 사이에 통상의 휠베어링에 이용되는 팩씰 구조의 씰링부재를 형성해 차체측 씰링을 수행하도록 구성될 수도 있으며, 이 때 이러한 씰링부재의 슬링거(내철)를 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)이 수행하도록[즉, 비회전요소(외륜)에 압입되어 장착되는 씰링부재의 씰링립이 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링의 일측면에 접촉하거나 인접하게 배치되어 씰링을 수행하도록] 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔코더링(500)이 엔코더 기능 뿐만 아니라 씰링부재의 슬링거(slinger)로서의 기능도 함께 수행하도록 구성되기 때문에 베어링 장치의 구성요소가 감소되고 베어링 장치의 중량 및 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.
이상 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명하였으나, 이들 실시예들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위에 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 베어링 장치(휠베어링)
200: 회전요소
210: 휠허브
212: 차륜 장착 플랜지(허브 플랜지)
220: 내륜
230: 수용홈
300: 비회전요소
310: 차체측 장착 플랜지
320: 커버 부재
400: 전동체
500: 엔코더링
510: 링부재
520: 축방향 연장부
530: 경방향 연장부
540: 엔코더
550: 보강 리브
560: 돌출부
562: (돌출부의) 경사면
564: (돌출부의) 걸림면

Claims (17)

  1. 차륜이 장착되는 회전요소(200)가 차체에 고정되는 비회전요소(300)에 전동체(400)를 통해 장착되어 회전요소(200)를 비회전요소(300)에 대해 회전 가능하게 지지하도록 구성되는 휠베어링(100)이며,
    상기 회전요소(200)의 일측에는 회전요소(200)의 회전속도를 측정하는데 이용되는 엔코더링(500)이 장착되고,
    상기 엔코더링(500)은 상기 회전요소(200)에 장착되는 링부재(510)와, 상기 링부재(510)의 일측에 구비되는 엔코더(540)를 포함하고,
    상기 링부재(510)는 축방향을 따라 연장하는 축방향 연장부(520)와 상기 축방향 연장부(520)로부터 반경방향으로 연장하는 경방향 연장부(530)를 포함하고,
    상기 링부재(510) 및 상기 엔코더(540)는 플라스틱 소재로 형성되고,
    상기 링부재(510)와 상기 엔코더(540)는 일체로 형성되고,
    상기 엔코더링(500)이 장착되는 회전요소(200)에는 엔코더링(500)의 축방향 연장부(520)가 수용되는 수용홈(230)이 구비되고,
    상기 엔코더링(500)은 축방향 연장부(520)가 상기 수용홈(230)에 수용된 상태로 상기 회전요소(200)에 장착되도록 구성되는,
    휠베어링.
  2. 차륜이 장착되는 회전요소(200)가 차체에 고정되는 비회전요소(300)에 전동체(400)를 통해 장착되어 회전요소(200)를 비회전요소(300)에 대해 회전 가능하게 지지하도록 구성되는 휠베어링(100)이며,
    상기 회전요소(200)의 일측에는 회전요소(200)의 회전속도를 측정하는데 이용되는 엔코더링(500)이 장착되고,
    상기 엔코더링(500)은 상기 회전요소(200)에 장착되는 링부재(510)와, 상기 링부재(510)의 일측에 구비되는 엔코더(540)를 포함하고,
    상기 링부재(510)는 축방향을 따라 연장하는 축방향 연장부(520)와 상기 축방향 연장부(520)로부터 반경방향으로 연장하는 경방향 연장부(530)를 포함하고,
    상기 링부재(510) 및 상기 엔코더(540)는 플라스틱 소재로 형성되고,
    상기 링부재(510)와 상기 엔코더(540)는 일체로 형성되고,
    상기 엔코더링(500)의 축방향 연장부(520)와 상기 엔코더링(500)이 장착되는 회전요소(200) 중 어느 하나에는 반경방향으로 돌출하는 돌출부(560)가 구비되고,
    상기 엔코더링(500)의 축방향 연장부(520)와 상기 엔코더링(500)이 장착되는 회전요소(200) 중 다른 하나에는 상기 돌출부(560)가 수용되는 수용홈(230)이 구비되는,
    휠베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(560)는 엔코더링(500)의 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비되거나 엔코더링(500)의 전체 둘레를 따라 일체로 연장하여 형성되도록 구성되고,
    상기 수용홈(230)은 회전요소(200)의 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비되거나 회전요소(200)의 전체 둘레를 따라 일체로 연장하여 형성되도록 구성되는,
    휠베어링.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부(560)는 엔코더링이 삽입되는 방향에 엔코더링의 중심축에 대해 경사진 경사면(562)을 포함하고 엔코더링이 삽입되는 방향의 반대방향에 수용홈(230)에 걸림결합되는 걸림면(564)을 포함하는,
    휠베어링.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경사면(562)은 엔코더링(500)의 중심축에 대해 비스듬하게 경사진 직선면을 포함하는,
    휠베어링.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부(560)는 곡면의 표면을 갖도록 축방향 연장부(520)의 내주면으로부터 반경방향으로 돌출되어 형성되는,
    휠베어링.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 수용홈(230)은 상기 돌출부(560)와 대응되는 형상의 리세스 구조로 형성되는,
    휠베어링.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전요소(200)는 차륜이 장착되는 휠허브(210)와 상기 휠허브에 압입되어 장착되는 내륜(220)을 포함하고,
    상기 비회전요소(300)는 차체에 장착되는 외륜으로 구성되고,
    상기 엔코더링(500)은 상기 내륜(220)에 장착되도록 구성되는,
    휠베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 엔코더링(500)은 휠베어링의 내륜과 외륜 사이에 장착되는 씰링부재의 슬링거로 이용되는,
    휠베어링.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 링부재(510)에는 축방향 연장부(520)와 경방향 연장부(530) 사이에서 연장하는 보강 리브(550)가 구비되는,
    휠베어링.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 링부재(510) 및 상기 엔코더(540)는 열가소성 폴리 우레탄(TPU; Thermoplastic polyurethane) 소재로 형성되는,
    휠베어링.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 링부재(510) 및 상기 엔코더(540)를 형성하는 열가소성 폴리 우레탄(TPU; Thermoplastic polyurethane) 소재에는 자성체가 함유되어 있는,
    휠베어링.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 보강 리브(550)는 엔코더링(500)의 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비되거나 엔코더링(500)의 전체 둘레를 따라 일체로 연장하여 형성되는,
    휠베어링.
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