KR20140005546A - 씰링 장치 및 이를 이용한 휠 베어링 조립체 - Google Patents

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KR20140005546A
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Abstract

본 발명은 씰링 장치 및 이를 이용한 휠 베어링 조립체를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 허브, 상기 허브에 결합하는 내륜, 상기 허브에 인접한 외륜 및 상기 외륜과 상기 허브 또는 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 구비되는 구름 부재를 포함하는 휠베어링에서 상기 허브와 상기 외륜 사이에 제공되는 씰링 장치에 있어서, 상기 허브가 제공된 방향의 상기 외륜의 끝단을 감싸도록 형성된 내측 지지체와, 상기 외륜의 끝단과 대응되는 위치의 상기 허브에 접하도록 형성된 외측 지지체 및 상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체를 감싸 일체로 성형되는 러버 부재를 포함하되, 상기 외측 지지체는 상기 허브의 반경 방향으로 돌출된 플랜지 방향의 외면에 접하는 플랜지 접촉부와, 상기 허브의 축 방향의 외면에 접하는 축방향 접촉부와, 상기 플랜지 접촉부와 상기 축방향 접촉부 사이를 연결하는 연결부 및 상기 플랜지 접촉부로부터 상기 외륜이 제공된 방향으로 돌출된 돌출부를 포함한다.

Description

씰링 장치 및 이를 이용한 휠 베어링 조립체{SEALING APPARATUS AND WHEEL BEARING ASSEMBLY THEREOF}
본 발명은 씰링 장치 및 이를 이용한 휠 베어링 조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량에 장착되는 휠 베어링 조립체의 허브와 외륜 사이에 제공되는 씰링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 베어링은 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 현재 롤러 베어링, 테이퍼 베어링, 니들 베어링 등 다양한 베어링들이 사용되고 있다.
휠 베어링은 이러한 베어링의 한 종류로서, 회전하지 않는 요소인 차체에 회전하는 요소인 휠을 회전 가능하게 연결한다. 상기 휠 베어링은 휠 또는 차체 중 하나에 연결되는 내륜(및/또는 허브)과 휠 또는 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜 및 상기 외륜과 내륜 사이에 개재되는 전동체를 포함한다.
이러한 휠 베어링은 기본적으로 차량의 휠에 장착되기 때문에 먼지나 수분 등의 이물질에 노출되어 있다. 이러한 이물질이 휠 베어링의 내부, 특히 전동체가 장착된 부위에 침입하는 경우, 연마면인 레이스웨이에 손상을 가할 수 있다. 이렇게 손상된 레이스웨이는 휠 베어링의 작동 시 소음과 진동을 발생시키고 휠 베어링의 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서, 상기 휠 베어링의 일단 또는 양단에는 외부로부터의 이물질의 침입을 방지하기 위한 씰링 장치가 장착된다.
그러나, 이러한 씰링 장치는 휠 베어링의 부품 즉, 허브 또는 외륜와 접촉되면서 산화시켜, 이에 의한 씰링 장치의 밀폐력이 약화된다. 또한, 씰링 장치의 러버 부재만으로는 허브와 외륜 사이에 침입하는 이물질을 효과적으로 차단할 수 없다.
본 발명은 외부 이물질의 침입을 효과적으로 방지하는 씰링 장치 및 이를 이용한 휠 베어링 조립체를 제공하는 데 있다.
본 발명은 씰링 장치와 접촉되는 부품의 산화를 방지하는 씰링 장치 및 이를 이용한 휠 베어링 조립체를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 허브, 상기 허브에 결합하는 내륜, 상기 허브에 인접한 외륜 및 상기 외륜과 상기 허브 또는 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 구비되는 구름 부재를 포함하는 휠베어링에서 상기 허브와 상기 외륜 사이에 제공되는 씰링 장치에 있어서, 상기 허브가 제공된 방향의 상기 외륜의 끝단을 감싸도록 형성된 내측 지지체와, 상기 외륜의 끝단과 대응되는 위치의 상기 허브에 접하도록 형성된 외측 지지체 및 상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체를 감싸 일체로 성형되는 러버 부재를 포함하되, 상기 외측 지지체는 상기 허브의 반경 방향으로 돌출된 플랜지 방향의 외면에 접하는 플랜지 접촉부와, 상기 허브의 축 방향의 외면에 접하는 축방향 접촉부와, 상기 플랜지 접촉부와 상기 축방향 접촉부 사이를 연결하는 연결부 및 상기 플랜지 접촉부로부터 상기 외륜이 제공된 방향으로 돌출된 돌출부를 포함한다.
또한, 상기 연결부는 상기 허브의 외면에 접촉되지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 연결부는 단면이 직선으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내측 지지체가 상기 외륜의 외주면에 접하는 외주면 접촉부와, 상기 외륜의 끝단면에 접하는 끝단면 접촉부 및 상기 외륜의 내주면에 접하는 내주면 접촉부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 외주면 접촉부와 이격되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 외주면 접촉부의 반경방향을 따라 이격되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌출부를 감싸는 러버 부재의 외주면과 상기 외주면 접촉부를 감싸는 러버 부재의 외주면 사이의 거리가 3mm 이하일 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 허브의 플랜지를 기준으로 30° 내지 90° 각도로 절곡될 수 있다..
또한, 상기 러버 부재는 상기 돌출부의 끝단을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체가 산화 방지 금속 재질로 제공될 수 있다.
또한, 상기 산화 방지 금속 재질은 스테인레스 재질일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 일측이 차체에 고정되고 중심축을 따라 장착홀이 형성되는 외륜와, 상기 장착홀에 삽입되어 회전가능하게 제공되고, 반경 방향으로 플랜지가 형성되는 허브와, 상기 외륜과 상기 허브 사이에 삽입되되, 상기 허브에 체결되어 상기 허브와 함께 회전가능하게 제공되는 적어도 하나 이상의 내륜과 상기 허브와 상기 외륜 사이 또는 상기 내륜과 상기 외륜 사이 중 적어도 어느 하나에 제공되는 복수 개의 구름 부재 및 상기 허브와 외륜 사이에 제공되는 씰링 부재를 포함하되, 상기 허브가 제공된 방향의 상기 외륜의 끝단을 감싸도록 형성된 내측 지지체와, 상기 플랜지 방향의 외면에 접하는 플랜지 접촉부, 상기 허브의 축 방향의 외면에 접하는 축방향 접촉부, 상기 플랜지 접촉부와 상기 축방향 접촉부 사이를 연결하는 연결부와 상기 플랜지 접촉부로부터 상기 외륜이 제공된 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하는 외측 지지체 및 상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체를 감싸 일체로 성형되는 러버 부재를 포함한다.
또한, 상기 연결부는 상기 허브의 외면에 접촉되지 않고, 단면이 직선으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 내측 지지체의 반경 방향으로 이격되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 러버 부재는 상기 돌출부의 끝단을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 외측 지지체는 스테인레스 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 외부 이물질의 침입을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 씰링 장치와 접촉되는 부품의 산화를 방지하여 씰링 장치의 밀폐력을 강화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 씰링 장치의 간섭량 조절이 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 위주로 설명한다.
이러한 실시예는 본 발명에 따른 일실시예로서, 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 휠 베어링 조립체(1)는 허브(10), 내륜(20), 외륜(30) 구름 부재(40) 리테이너(50) 그리고 씰링 장치(100)를 포함한다.
허브(10)는 실린더 형상으로, 차량의 휠(도시하지 않음)이 결합된다. 허브(10)의 일측에는 반경 바깥쪽으로 돌출되어 플랜지(12)를 형성하고 허브 축(X1) 방향으로 돌출하여 파일럿(16)을 형성한다. 플랜지(12)에는 볼트공(14)이 천공되어 있어 차량의 휠이 볼트 등의 결합 수단으로 허브(10)에 결합할 수 있으며, 파일럿(16)은 허브(10)에 휠을 장착할 시 휠을 가이드하는 역할을 한다.
허브(10)의 타측에는 단차부(18)가 형성되어 있으며, 이 단차부(18)에 말단부(17)가 연장된다. 말단부(17)는 오비탈 포밍 전에는 허브 축(X1) 방향으로 곧게 연장되나, 오비탈 포밍 후에는 반경 바깥 방향으로 구부러지게 된다. 허브(10)는 단차부(18)와 플랜지(12) 사이의 외주면에 제 1 내륜 궤도(19)가 형성된다.
내륜(20)은 허브(10)의 단차부(18)에 압입되며, 내륜(20)의 외주면에는 제 2 내륜 궤도(29)가 형성된다. 즉, 내륜(20)은 허브(10)의 외주면에 결합되며 내륜(20)의 외주면에는 축방향을 따라 제 2 내륜 궤도(29)가 형성된다.
외륜(30)은 허브(10)의 반경 바깥쪽을 둘러싸며 제공되는 데, 중심축을 따라 허브(10) 및 내륜(20)이 삽입되는 장착홀이 형성된다. 외륜(30)의 반경 내측면에는 제 1 내륜 궤도(19)와 제 2 내륜 궤도(29)에 대응하는 제 1 및 제 2 외륜 궤도(39a, 39b)가 형성되어 있으며, 반경 외측면의 일부는 반경 외측으로 돌출되어 플랜지(32)를 형성한다. 플랜지(32)에는 볼트공(34)이 천공되어 볼트 등의 결합 수단에 의하여 외륜(30)이 차체에 결합된다.
구름 부재(40)는 허브(10)와 외륜(30) 사이 및/또는 내륜(20)과 외륜(30) 사이에 복수 개가 제공된다. 즉, 구름 부재(40)는 제 1 내륜 궤도(19)와 제 1 외륜 궤도(39a) 사이 및/또는 제 2 내륜 궤도(29)와 제 2 외륜 궤도(39b) 사이에 각각 개재된다. 구름 부재(40)는 궤도에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 것처럼, 구름 부재(40)는 볼 형상일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 구름 부재(40)는 직경이 점점 작아지는 테이퍼 형상일 수 있다.
리테이너(60)는 복수 개의 구름 부재(50) 사이의 간격을 유지시킨다.
허브(10)와 외륜(30) 사이 및 내륜(20)과 외륜(30) 사이에는 구름부재(40)에 먼지나 수분 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위하여 씰링 장치(60 100)가 각각 장착될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 허브(10)와 외륜(20) 사이에 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위한 씰링 장치(100)는 내측 지지체(110), 외측 지지체(120), 그리고 러버 부재(130)를 포함한다.
내측 지지체(110)는 허브(10)가 제공된 방향의 외륜(10)의 끝단을 감싸면서 외륜(30)에 압입된다. 내측 지지체(110)는 외주면 접촉부(112), 끝단면 접촉부(114), 그리고 내주면 접촉부(116)를 포함한다.
외주면 접촉부(112)는 외륜(30)의 끝단의 외주면에 접하고, 끝단면 접촉부(114)는 허브(10) 방향의 외륜(30) 끝단면에 접하고, 내주면 접촉부(116)은 외륜(30)의 끝단의 내주면에 접한다. 외주면 접촉부(112), 끝단면 접촉부(114), 그리고 내주면 접촉부(116)는 일체로 성형된다. 도 2에 도시한 것처럼, 외주면 접촉부(112), 끝단면 접촉부(114), 그리고 내주면 접촉부(116)는 외륜(30)의 끝단의 면 전체를 둘러싸지 않으며, 각각의 단면이 직선으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
내측 지지체(110)는 산화 방지 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 스테인레스 재질일 수 있다. 이는 외륜(30)과 접하는 부분에 물이 스며들어 내측 지지체(110)뿐만 아니라 외륜(30)이 산화되는 것을 방지하기 위함이다.
외측 지지체(120)는 외륜(30)의 끝단에 대응되는 위치의 허브(10)에 접하도록 형성된다. 즉, 허브(10)에 접하면서 씰링 장치(100)를 지지한다. 외측 지지체(120)는 플랜지 접촉부(122), 축방향 접촉부(124), 연결부(126), 그리고 돌출부(128)을 포함한다.
플랜지 접촉부(122)는 플랜지(12) 방향으로 허브(10)의 외면에 접하고, 축방향 접촉부(124)는 허브(10)의 축방향을 따라 허브(10)의 외면에 접한다. 연결부(126)는 플랜지 접촉부(122)와 축방향 접촉부(124) 사이를 연결하되, 허브(10)의 외면에 접촉되지 않는다.
돌출부(128)는 플랜지 접촉부(122)로부터 외륜(30)이 제공된 방향으로 돌출되도록 형성된다. 구체적으로, 돌출부(128)은 허브(10)의 플랜지(12)를 기준으로 30° 내지 90° 각도로 절곡되도록 형성될 수 있다. 이는 외측 지지체(100)의 상부를 절곡하여 외부로부터 이물질이 침입하는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
돌출부(128)는 내측 지지체(110)와 이격되게 제공된다. 특히, 돌출부(128)는 내측 지지체(110)의 외주면 접촉부(112)와 이격되게 제공된다. 일 예에 의하면, 돌출부(128)은 외륜(30)의 반경 방향을 따라 이격되게 제공될 수 있다. 이로 인해, 돌출부(128)가 허브(10)와 외륜(30) 사이의 간격을 외부로부터 차단하면서 내측 지지체(110)와의 마찰을 없앨 수 있다.
플랜지 접촉부(122), 축방향 접촉부(124), 연결부(126), 그리고 돌출부(128)를 포함하는 외측 지지체(120)는 일체로 성형된다. 또한, 플랜지 접촉부(122), 축방향 접촉부(124), 연결부(126), 그리고 돌출부(128) 각각은 그 단면이 직선으로 형성된다. 특히, 연결부(126)는 허브(10)의 축방향을 따라 형성된 외주면에서 플랜지(12)로 향하는 외면이 대체로 곡선으로 형성되어 있는 바, 허브(10)의 외면에 접하지 않고 플랜지 접촉부(122)와 축방향 접촉부(124)를 직선면으로 연결한다. 이로 인해, 씰링 장치가 허브에 접촉하는 부분을 직선으로 함으로써, 씰링 장치와 허브와의 간섭량 조절이 용이하게 된다.
또한, 축방향 접촉부(124)의 끝단과 플랜지 접촉부(122)와 접촉되는 외면까지의 거리(L1)는 축방향을 따라 5mm 이상으로 제공될 수 있다.
외측 지지체(120)는 산화 방지 금속 재질로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 스테인레스 재질일 수 있다. 이는 허브(10)과 접하는 부분에 물이 스며들어 외측 지지체(120)뿐만 아니라 허브(10)가 산화되는 것을 방지하기 위함이다.
이와 같이, 내측 지지체(110)와 외측 지지체(120)를 산화 방지 금속 재질로 형성함으로써, 씰링 장치(100)가 산화되는 방지하여 씰링 장치(100)의 밀폐력을 강화시킬 수 있다.
러버 부재(130)는 내측 지지체(110)와 외측 지지체(120)를 둘러싸면서 제공되며, 허브(10)와 외륜(30) 사이의 간격을 밀폐시킨다. 즉, 내측 지지체(110)와 외측 지지체(120)를 연결하고, 허브(10)와 외륜(30)에 접하는 내측 지지체(110)와 외측 지지체(120) 면을 제외한 부분을 감싸면서 형성된다.
특히, 러버 부재(130)는 외측 지지체(120)의 돌출부(128) 끝단을 감싸도록 제공된다. 이는 상기에서 설명한 것처럼, 돌출부(128)와 내측 지지체(110) 사이의 마찰을 최소화하기 위함이다. 이에 덧붙여, 돌출부(128)의 외주면과 외주면 접촉부(128)의 외주면을 러버 부재(130)가 감싼다. 이 때, 러버 부재(130)으로 감싸진 돌출부(128)과 외주면 접촉부(112)는 이격되게 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 돌출부(128)를 감싸는 러버 부재(130)의 외주면과 외주면 접촉부(112)를 감싸는 러버 부재(130)의 외주면 사이의 거리(L2)가 3mm 이하일 수 있다.
러버 부재(130)는 탄성 재질로 제공되며, 휠 베어링 조립체(1)의 회전 또는 외력에 의해 씰링 장치가 충격받는 경우에도 충격 흡수력과 탄성력을 이용하여 허브(10)와 외륜(30) 사이가 효과적으로 밀폐할 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.
1: 휠 베어링 조립체
10: 허브
20: 내륜
30: 외륜
40: 구름 부재
100: 씰링 장치
110: 내측 지지체
120: 외측 지지체
130: 러버 부재

Claims (16)

  1. 허브, 상기 허브에 결합하는 내륜, 상기 허브에 인접한 외륜 및 상기 외륜과 상기 허브 또는 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 구비되는 구름 부재를 포함하는 휠베어링에서 상기 허브와 상기 외륜 사이에 제공되는 씰링 장치에 있어서,
    상기 허브가 제공된 방향의 상기 외륜의 끝단을 감싸도록 형성된 내측 지지체;
    상기 외륜의 끝단과 대응되는 위치의 상기 허브에 접하도록 형성된 외측 지지체; 및
    상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체를 감싸 일체로 성형되는 러버 부재;
    를 포함하되,
    상기 외측 지지체는
    상기 허브의 반경 방향으로 돌출된 플랜지 방향의 외면에 접하는 플랜지 접촉부;
    상기 허브의 축 방향의 외면에 접하는 축방향 접촉부;
    상기 플랜지 접촉부와 상기 축방향 접촉부 사이를 연결하는 연결부; 및
    상기 플랜지 접촉부로부터 상기 외륜이 제공된 방향으로 돌출된 돌출부;를 포함하는 씰링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 허브의 외면에 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 씰링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 단면이 직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 씰링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내측 지지체가
    상기 외륜의 외주면에 접하는 외주면 접촉부;
    상기 외륜의 끝단면에 접하는 끝단면 접촉부; 및
    상기 외륜의 내주면에 접하는 내주면 접촉부를 포함하는 씰링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 외주면 접촉부와 이격되도록 형성되는 씰링 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 외주면 접촉부의 반경방향을 따라 이격되도록 형성되는 씰링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 돌출부를 감싸는 러버 부재의 외주면과 상기 외주면 접촉부를 감싸는 러버 부재의 외주면 사이의 거리가 3mm 이하인 것을 특징으로 하는 씰링 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 허브의 플랜지를 기준으로 30° 내지 90° 각도로 절곡된 것을 특징으로 하는 씰링 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 러버 부재는 상기 돌출부의 끝단을 감싸도록 형성되는 씰링 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 지지체와 상기 내측 지지체가 산화 방지 금속 재질로 제공되는 씰링 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 산화 방지 금속 재질은 스테인레스 재질인 것을 특징으로 하는 씰링 장치.
  12. 일측이 차체에 고정되고 중심축을 따라 장착홀이 형성되는 외륜;
    상기 장착홀에 삽입되어 회전가능하게 제공되고, 반경 방향으로 플랜지가 형성되는 허브;
    상기 외륜과 상기 허브 사이에 삽입되되, 상기 허브에 체결되어 상기 허브와 함께 회전가능하게 제공되는 적어도 하나 이상의 내륜;
    상기 허브와 상기 외륜 사이 또는 상기 내륜과 상기 외륜 사이 중 적어도 어느 하나에 제공되는 복수 개의 구름 부재; 및
    상기 허브와 외륜 사이에 제공되는 씰링 부재를 포함하되,
    상기 허브가 제공된 방향의 상기 외륜의 끝단을 감싸도록 형성된 내측 지지체;
    상기 플랜지 방향의 외면에 접하는 플랜지 접촉부, 상기 허브의 축 방향의 외면에 접하는 축방향 접촉부, 상기 플랜지 접촉부와 상기 축방향 접촉부 사이를 연결하는 연결부와 상기 플랜지 접촉부로부터 상기 외륜이 제공된 방향으로 돌출된 돌출부를 포함하는 외측 지지체; 및
    상기 내측 지지체와 상기 외측 지지체를 감싸 일체로 성형되는 러버 부재;
    를 포함하는 휠 베어링 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 허브의 외면에 접촉되지 않고, 단면이 직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 조립체.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 내측 지지체의 반경 방향으로 이격되도록 형성되는 휠 베어링 조립체.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 러버 부재는 상기 돌출부의 끝단을 감싸도록 형성되는 휠 베어링 조립체.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 외측 지지체는 스테인레스 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 휠 베어링 조립체.

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