KR20120114819A - 휠 베어링의 실링장치 및 이를 포함하는 휠 베어링 - Google Patents

휠 베어링의 실링장치 및 이를 포함하는 휠 베어링 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휠 베어링의 실링장치에 관한 것으로, "L"형상의 외철; 내측면이 상기 외철의 내측면과 마주보며 형성되는 "ㄷ"형상의 내철; 상기 외철의 내측면에 형성되어 상기 외철의 내측면을 감싸는 러버부재; 상기 러버부재로부터 축방향으로 돌출되어 상기 내철의 내측면에 접촉하여 실링하는 하나 이상의 내부립; 상기 러버부재로부터 경방향으로 돌출되어 상기 내철의 외측면을 향하여 형성되는 하나 이상의 외부립; 을 포함하여 구성되는 휠 베어링의 실링장치를 제공한다.

Description

휠 베어링의 실링장치 및 이를 포함하는 휠 베어링{SEALING APPARATUS OF WHEEL BEARING AND WHEEL BEARING INCLUDING THE SAME}
본 발명은 자동차의 휠 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경방향으로립을 형성하여 이물의 침입을 초기에 차단하여 베어링의 수명 향상과 이물침입에 따른 노이즈 발생을 억제할 수 있는 차량용 휠 베어링의 실링장치 및 이를 포함하는 휠 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 휠 베어링은 엔진의 동력을 차륜으로 전달하기 위한 동력전달장치의 하나로서 차체에 휠을 회전 가능하게 연결하여 차량이 움직일 수 있도록 하는 장치를 말한다.
휠 베어링 실링장치는 보통 휠 베어링의 외륜의 내주면에 장착되는 부품과 내륜의 외주면에 장착되는 부품과 이들 사이에 배치되어 실링(sealing)기능을 수행하는 부품들로 이루어진다. 도 5는 종래의 휠 베어링의 실링을 나타낸 휠 베어링의 개략적인 단면도인데, 도 5를 참조하면, 휠 베어링은 차축이 결합하도록 구성된 허브(90)가 구비되고, 상기 허브(90)의 외주면의 소정 단부에 압입되어 상기 허브(90)와 함께 회전하는 내륜(20)이 형성되며, 상기 허브(90) 및 내륜(20)과 소정 간격을 두고 외륜(10)이 배치되며, 상기 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 전동체(36)가 구비되어 구름운동을 한다.
상기 휠 베어링의 내부는 그리스(35)로 채워져 있고, 휠 베어링의 내부로의 이물의 유입과 그리스(35)의누설을 방지하기 위해 외륜(10)과 내륜(20) 사이에 휠 베어링 실링장치가 구비된다. 상기 휠 베어링 실링장치에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 도 5의 "A"의 부분확대도로서 종래의 휠 베어링 실링장치의 단면도인데, 도 5 및 도 6을 참조하면, 외철(30)이 외륜(10)에 밀착 접촉되어 있고, 내철(40)은 내륜(20)에 밀착 접촉하여 상대회전이 가능하도록 되어 있다. 상기 외철(30)에는 러버부재(70)가 결합되어 있고 상기 러버부재(70)로부터 연장되어 돌출된 내부립(55)에 의해 외부로부터의 이물(80)이 실링장치의 내부로 유입되는 것을 차단하도록 되어 있다.
종래의 휠 베어링 실링장치에서는 베어링 외부와 실링장치 내부가 차단되지 않고 열려있어 외부의 이물(80)이 쉽게 실링장치 내부로 유입될 수 있도록 되어 있다. 만약, 실링장치 내부로 유입되는 공기 또는 물 등의 이물(80)에 의해 베어링의 수명이 단축될 수 있고, 유입된 이물(80)에 의해 노이즈가 발생할 가능성이 높아질 수 있었다.
본 발명의 실시예들은 외부 이물이 실링장치 내부로 유입되는 것을 초기에 차단할 수 있는 휠 베어링 실링장치를 제공하고자 한다. 또한, 차량용 휠 베어링에 접촉하는 외부 이물의 흐름성을 개선하고 이물 유입에 따른 노이즈 발생을 억제할 수 있는 휠 베어링 실링장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 차량용 휠 베어링의 실링장치에 있어서, "L"형상의 외철; 내측면이 상기 외철의 내측면과 마주보며 형성되는 "ㄷ"형상의 내철; 상기 외철의 내측면에 형성되어 상기 외철의 내측면을 감싸는 러버부재; 상기 러버부재로부터 축방향으로 돌출되어 상기 내철의 내측면에 접촉하여 실링하는 하나 이상의 내부립; 상기 러버부재로부터 경방향으로 돌출되어 상기 내철의 외측면을 향하여 형성되는 하나 이상의 외부립; 을 포함하여 구성되는 휠 베어링의 실링장치를 제공될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 상기 내철은 상기 외륜에 가깝게 형성된 상부, 상기 내륜과 접하는 하부 및 상기 상부와 하부를 연결하는 중간부로 구성되고, 상기 하부의 단면적이 상부의 단면적보다 클 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 상기 외부립은 상기 상부 외주면과 접촉 또는 비접촉하도록 외측을 향해 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 상기 외부립은 상기 내철의 상부로부터 중간부로 절곡되는 부위에 접촉가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 상기 내철의 하부에 접촉되는 내부립에는 간섭량을 부여하도록 스프링이 형성될 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 상기 내철은 알루미늄 재질이고, 상기 외철은 스틸 재질일 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 휠 베어링은 상기 실링장치를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 휠 베어링에 접촉하는 이물의 흐름성을 개선하고, 이물의 내부 유입을 초기에 차단하여 휠 베어링의 수명을 향상시킴과 동시에 이물 유입에 따른 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링 실링장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이물의 흐름을 나타내는 휠 베어링 실링장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커버 타입의 외부립이 구비된 휠 베어링 실링장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 외부립의 접촉/비접촉 상태를 나타내는 휠베어링 실링장치의 단면도이다.
도 5는 종래의 실링장치가 장착된 베어링의 단면도이다.
도 6은 도 5의 "A"의 확대도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 위주로 설명하되, 종래기술에서와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용한다.
이러한 실시예는 본 발명에 따른 일실시예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 할 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 실링장치의 단면도인데, 도 1을 참조하면 "L"형상의 외철(30)의 일부가 외륜(10)에 밀착되어 있고, 상기 외철(30)의 내측면(32)에는 러버부재(70)가 형성되어 있다. 상기 외철(30)의 내측면(32)과 마주보며 형성되는 "ㄷ"형상의 내철(40)이 상기 외철(30)과 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.
상기 내철(40)은 상부(44), 중간부(46) 및 하부(48)로 구성되는데, 이 때, 상부(44)는 휠 베어링의 외륜(10)에 가깝게 형성되고 축방향으로 형성된 부분을 말하고, 하부(48)는 내륜(20)에 접촉하는 부분으로서 축방향으로 형성된 부분을 말하며, 중간부(46)는 상기 상부(44)와 하부(48)를 연결하는 부분으로서 경방향으로 형성된 부분을 말한다.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 외철(30)은 외륜(10)의 내주면(12)에 소정의 간섭량을 가지고 압입되어, 상기 외륜(10)과 함께 회전한다. 또한, 상기 내철(40)은 내륜(20)의 외주면(22)에 소정의 간섭량을 가지고 압입된다. 이에 따라 하부 외측면(49)과 내륜 외주면(22)이 밀착접촉할 수 있게 된다.
따라서, 상기 외륜(10)과 내륜(20)이 상대회전할 때는 상기 외철(30) 및 내철(40) 또한 상대회전한다. 이 때, 후술하는 복수의 립(50,51,54,55)들에 의해 상기 외철(30)과 내철(40) 사이에서 기밀이 유지된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 허브(90) 및 상기 내륜(20)과 상기 외륜(10)은 각각 회전링과 비회전링일 수 있고, 반대로 비회전링과 회전링으로서 상대적인 회전이 가능한 구성일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 상부(44)의 단면적보다 하부(48)의 단면적이 보다 크도록 형성될 수 있는데, 이는 상기 내철(40)이 상기 내륜(20)과 보다 안정적으로 접촉하여 상기 내철(40)이 내륜(20)과 함께 회전하는 것이 용이하도록 하기 위함이다.
상기 러버부재(70)에는 하나 이상의 립(52,56)이 돌출형성되어 있는데 축방향으로 형성되면서 상기 내철(40)의 내측면(42)에 밀착되는 하나 이상의 내부립(56)이 형성되며, 상기 러버부재(70)로부터 경방향으로 형성되면서 상기 상부 외측면(45)에 접촉 또는 비접촉되는 하나 이상의 외부립(52)이 형성되어 있다. 이 때, 상기 외부립(52)의 돌출된 부분은 외부로부터의 이물 유입의 차단이 용이하도록 외측을 향하여 기울어져 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이물(80)의 흐름을 나타내는 휠 베어링 실링장치의 단면도인데, 도 2를 참조하면 상기 외부립(52) 중 최외곽에 형성된 립(50)이 상부 외측면(45)에 접촉되어 있어, 공기 또는 물 등의 이물(80)이 실링장치 내부로 유입되지 못하고 외부로 바로 배출되도록 되어 있다.
나아가, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커버 타입의 외부립(50)이 구비된 휠 베어링 실링장치의 단면도인데, 도 3을 참조하면 상기 외부립(50)이 상기 내철(40)의 상부(44)로부터 중간부(46)로 절곡되는 부위에 접촉가능하도록 형성되어 있음을 알 수 있다. 이에 의해 외부의 이물(80)이 도 2의 경우에 비해 보다 용이하게 배출될 수 있다. 즉, 외부립(50)이 커버의 기능을 수행할 수 있도록 하였다.
이 때의 외부립(50)은 상기 중간부(46)와 거의 평행이 되도록 형성되어 있어 이물(80)의 유입을 초기에 차단할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 외부립(50)은 상부 외측면(31)과 접촉 또는 비접촉이 가능한데, 이는 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 a는 본 발명의 실시예에 따른 외부립(50)의 접촉 상태를 나타내는 휠 베어링 실링장치의 단면도이고, 도 4의 b는 본 발명의 실시예에 따른 외부립(50)의 비접촉 상태를 나타내는 휠 베어링 실링장치의 단면도이다. 도 4의 a에서는 외부립(52) 중 최외곽에 형성되는 립(50)의 길이를 작게 형성하여 외부의 이물(80)이 다소 유입되더라도 다른 외부립(51)이 상부(44)에 접촉되어 있어 이물(80)을 초기에 차단할 수 있도록 한다. 그리고, 도 4의 b에서는 최외곽의 외부립(50)을 상부 외측면(45)에 접촉할 수 있도록 형성하여 도 4의 a의 경우보다 더 초기에 이물(80)의 유입을 차단할 수 있도록 한다.
또한, 내부립(56) 중에서 내철(40)의 하부(48)와 접촉하는 내부립(55)에는 소정의 간섭량을 부여하기 위하여 스프링(60)이 개재되어 있다. 이는 내철(40)이 회전함에 따라 내부립(55)이 이격될 수 있는 점을 감안하여 내부립(55)이 내철 내측면(42)에 밀착되도록 함으로써 내부립(56)과 내철(40) 사이로 이물이나 그리스(grease) 등이 빠져나가지 못하도록 하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따르면 상기 내철(40)과 외철(30)의 재질에 특별한 제한은 없으나 본 발명의 일실시예에서는 상기 내철(40)은 알루미늄의 재질을 사용하고, 상기 외철(30)은 스틸을 사용할 수 있다.
상기 내철(40)은 외부로 노출되므로 녹방지를 위하여 SUS 등의 알루미늄 재질을 사용할 수 있고, 상기 외철(30)은 수분침투가 없다면 쉽게 부식되지 않으므로 비교적 가격이 저렴한 SPCC 등의 스틸 재질을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 내부립(56), 외부립(52) 및 내철(40) 로 이루어지는 밀폐공간에는 그리스가 충진되어 있어 이물(80)이 실링장치의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 휠 베어링 실링장치는 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 형성되는 내철(40)과 외철(30)을 포함하여 구비되는 실링장치에 의해 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 그리스가 누출되지 않도록 충진되어 있어 기밀이 유지되고, 상기 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 위치하는 전동체(36)가 구름접촉하는 접촉면으로 먼지 등과 같은 이물이 유입되지 않게 됨은 물론, 상기 전동체(36)의 구름운동시 발생되는 열을 냉각시키게 된다.
본 발명의 실시예에 따르면 상기와 같이 휠 베어링 내부로 유입되는 이물을 차단함으로써 베어링의 수명을 향상시킬 수 있으며 이물의 유입에 따르는 노이즈(noise)의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 앞서 설명한 실링장치가 장착된 휠 베어링을 제공하는데, 이에 의해 휠 베어링의 내부로 이물질이 유입되는 것을 초기에 방지할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 외륜 12: 외륜 내주면
20: 내륜 22: 내륜 외주면
30: 외철 31: 상부 외측면
32: 외철 내측면 35: 그리스
36: 전동체 40: 내철
42: 내철 내측면 44: 상부
45: 상부 외측면 46: 중간부
48: 하부 49: 하부 외측면
50,51,52: 외부립 54,55,56: 내부립
60: 스프링 70: 러버부재
80: 이물 90: 허브

Claims (7)

  1. 차량용 휠 베어링의 실링장치에 있어서,
    "L"형상의 외철;
    내측면이 상기 외철의 내측면과 마주보며 형성되는 "ㄷ"형상의 내철;
    상기 외철의 내측면에 형성되어 상기 외철의 내측면을 감싸는 러버부재;
    상기 러버부재로부터 축방향으로 돌출되어 상기 내철의 내측면에 접촉하여 실링하는 하나 이상의 내부립;
    상기 러버부재로부터 경방향으로 돌출되어 상기 내철의 외측면을 향하여 형성되는 하나 이상의 외부립;
    을 포함하여 구성되는 휠 베어링의 실링장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내철은 상기 외륜에 가깝게 형성된 상부, 상기 내륜과 접하는 하부 및 상기 상부와 하부를 연결하는 중간부로 구성되고, 상기 하부의 단면적이 상부의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 실링장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외부립은 상기 상부 외주면과 접촉 또는 비접촉하도록 외측을 향해 경사지게 형성되는 휠 베어링의 실링장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외부립은 상기 내철의 상부로부터 중간부로 절곡되는 부위에 접촉가능하도록 형성되는 휠 베어링의 실링장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 내철의 하부에 접촉되는 내부립에는 간섭량을 부여하도록 스프링이 형성되는 휠 베어링의 실링장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 내철은 알루미늄 재질이고, 상기 외철은 스틸 재질인 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 실링장치.
  7. 제1항의 실링장치를 포함하는 휠 베어링.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20230417287A1 (en) * 2022-06-23 2023-12-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sealing device for a bearing

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