KR20170065998A

KR20170065998A - 휠 베어링 슬링거 구조 및 그 조립을 위한 지그 부재

Info

Publication number: KR20170065998A
Application number: KR1020150172466A
Authority: KR
Inventors: 진성규; 차채영; 박종문; 고지웅
Original assignee: 주식회사 일진글로벌
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-06-14
Also published as: KR101802277B1

Abstract

본 발명은 휠 베어링의 슬링거 구조 및 그 조립을 위한 지그 부재로서, 플랜지와 상기 플랜지로부터 축방향으로 연장된 슬링거 장착부가 형성된 허브와, 상기 허브와 상대 회전하는 외륜을 포함하는 휠 베어링에서, 상기 휠 베어링의 베어링 토크를 저감하기 위하여 상기 허브에 장착되는 슬링거를 포함하는 휠 베어링 슬링거 구조에 있어서, 상기 슬링거는 상기 플랜지에 접촉하며 반경 방향으로 연장된 경방향 연장부; 상기 경방향 연장부의 반경 내측단으로부터 상기 슬링거 장착부의 외주면 방향으로 연장된 경사부; 그리고 그 일단이 상기 경사부의 단부로부터 일체로 형성되고, 상기 슬링거 장착부의 외주면에 접촉하며 축방향으로 연장되는 압입부;를 포함하며,상기 압입부의 타단에는 상기 압입부의 축방향 이동이 억제되도록 반경 외측으로 연장되는 하부 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

휠 베어링 슬링거 구조 및 그 조립을 위한 지그 부재{SLINGER STRUCTURE OF WHEEL BEARING AND JIG MEMBER FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 휠 베어링 슬링거 구조 및 그 조립을 위한 지그 부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠 허브와 외륜 사이에 구비되며 외부 충격으로부터 이탈 및 이동이 방지되는 휠 베어링 슬링거 구조 및 그 조립을 위한 지그 부재에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 현재 볼 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 연결하는 기능을 한다. 상기 휠 베어링은 휠 또는 차체 중 하나에 연결되는 내륜(및/또는 허브)과, 휠 또는 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜, 그리고 상기 외륜과 내륜 사이에 개재되는 전동체를 포함한다.

이러한 휠 베어링은 기본적으로 차량의 휠에 장착되기 때문에 먼지나 수분 등의 외부 이물질에 노출되어 있다. 위 이물질이 휠 베어링의 내부, 특히 전동체가 장착된 부위에 유입되는 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 유입을 방지하기 위한 실러가 장착된다.

종래에는 오픈 실 타입(Open seal-type)의 실링 구조가 휠 베어링에 적용되었다. 오픈 실 타입의 실링 구조는 외륜의 일단부에 복수 개의 립들이 부착된 실러를 장착하고, 이 복수 개의 립들을 허브에 접촉하게 함으로써 외부로부터 이물질의 침입을 방지하였다.

하지만 이러한 오픈 실 타입에 의하면, 립들이 허브에 직접 접촉함으로써 베어링의 드래그 토크(Drag Torque)를 악화시켜 연비가 저감되는 문제가 있었다. 이에, 최근에는 허브의 일면에 슬링거를 장착하여 위 립들과 접촉하게 하는 실링 구조가 연구되고 있다.

종래 기술에 따른 휠 베어링은 허브와, 허브로부터 반경 방향으로 일정 공간 이격된 외륜을 포함한다. 허브의 일단에는 플랜지가 반경 방향으로 연장되어 있는데, 플랜지의 일면에는 슬링거가 허브와 외륜 사이에 장착되며, 그 타면은 립들과 접촉하여 그 내측으로 이물질의 침입을 방지하도록 되어있다.

종래 기술에 의하면, 슬링거는 플랜지의 일면에 따라 장착된다. 예컨대, 플랜지가 허브로부터 반경 외측으로 수직하게 연장된 형상으로 형성되면, 그에 따라 슬링거도 수직으로 접촉되며 연장된다. 그런데, 이렇게 장착된 슬링거는 시간이 지나감에 따라, 플랜지로부터 축방향으로 이격되는 현상이 발생하게 되고, 슬링거와 플랜지 사이로 외부의 이물질이 침입하게 되는 문제가 발생한다. 외부의 이물질이 슬링거의 내측으로 유입될 경우, 슬링거와 플랜지가 접촉하는 부분에서는 부식이 일어날 수 있고, 위 부식으로 인하여 슬링거와 허브 사이에 접착력이 약화되어 틈새가 발생할 수 있다. 이처럼 틈새가 발생하게 되면, 슬링거에 접촉하는 립들의 간섭량도 함께 변동하게 되어 실링 성능 및 베어링의 드래그 토크가 악화될 수 있다.

나아가, 위 틈새로 이물질은 계속적으로 유입되고 부식이 심화되면, 틈새의 크기는 커지게 되는 한편, 슬링거(300)는 허브(310)로부터 이탈될 수 있다..

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 허브와 접촉하는 부분에는 녹방지 도료가 도포되고 그 단부는 절곡됨으로써, 그 이동을 방지하는 휠 베어링 슬링거 구조 및 그 조립을 위한 지그 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은 플랜지와 상기 플랜지로부터 축방향으로 연장된 슬링거 장착부가 형성된 허브와, 상기 허브와 상대 회전하는 외륜을 포함할 수 있다. 또한, 상기 휠 베어링의 베어링 토크를 저감하기 위하여 상기 허브에 장착되는 슬링거를 포함하는 휠 베어링 슬링거 구조에서, 상기 슬링거는 상기 플랜지에 접촉하며 반경 방향으로 연장된 경방향 연장부; 상기 경방향 연장부의 반경 내측단으로부터 상기 슬링거 장착부의 외주면 방향으로 연장된 경사부; 그리고 그 일단이 상기 경사부의 단부로부터 일체로 형성되고, 상기 슬링거 장착부의 외주면에 접촉하며 축방향으로 연장되는 압입부;를 포함하며, 상기 압입부의 타단에는 상기 압입부의 축방향 이동이 억제되도록 반경 외측으로 연장되는 하부 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 경방향 연장부의 반경 외측단에는 상기 외륜의 단부를 향하여 축방향으로 연장된 상부 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 슬링거는 그 두께가 0.6mm 이상 1.2mm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 하부 절곡부는 상기 압입부의 반경 외측면으로부터 1.5mm 이하로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면 사이 및 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면 사이에는 녹방지 도료가 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면 사이에는 녹방지 도료가 상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면이 접촉하는 전체 면적의 적어도 10% 이상 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면 사이에는 상기 녹방지 도료가 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면이 접촉하는 전체 면적의 적어도 30% 이상 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면이 접촉하는 면적과 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면이 접촉하는 면적을 더한 전체 접촉 면적의 30% 이상의 접촉면에는 상기 녹방지 도료가 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 슬링거가 상기 허브에 장착되기 전의 상태에서, 상기 압입부의 연장방향과 상기 경방향 연장부의 연장방향의 사이에는 설정각이 형성되며, 상기 설정각은 92도 이상 100도 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 상부 절곡부를 감싸도록 되어 있으며, 상기 상부 절곡부와 상기 플랜지 사이의 틈새를 실링하도록 구비되는 러버 부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 압입부는 상기 슬링거 장착부의 외주면에 압입되며, 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 압입 간섭량은 0.08mm 이상 0.2mm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 압입부의 내주면에는 고정홈이 형성되고, 상기 고정홈은 상기 슬링거 장착부에 형성된 고정돌기에 결합되어 그 축방향 이동이 제한되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정돌기와 상기 고정홈이 결합되는 위치는 적어도 상기 압입부의 중앙부보다 상기 플랜지 측으로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 입입부의 내주면에는 고정돌기가 형성되고, 상기 고정돌기는 상기 슬링거 장착부에 형성된 고정홈에 결합되어 그 축방향 이동이 제한되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정홈의 높이는 0.05mm 이상 0.5mm 이하이고, 상기 고정 돌기의 높이는 0.05mm 이상 0.5mm 이하이며, 상기 고정홈의 높이는 상기 고정 돌기의 높이보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정홈은 상기 플랜지에 인접하는 일단과 그 반대측인 타단을 포함하고, 상기 고정돌기는 상기 플랜지에 인접하는 일단과 그 반대측인 타단을 포함하며, 상기 고정홈의 일단과 타단 사이의 축방향 길이는 상기 고정돌기의 일단과 타단 사이의 축방향 길이보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정홈과 상기 고정돌기가 결합되도록 지그 부재가 상기 슬링거를 밀어주며, 상기 지그 부재가 작동하여 상기 슬링거를 밀어주면, 상기 고정홈이 축방향 일측으로 전진하게 되어 상기 고정홈의 일단과 상기 고정돌기의 일단 사이는 서로 이격되나, 상기 지그 부재의 작동이 해제되어 상기 슬링거로부터 떨어지게 되면, 상기 고정홈의 일단과 상기 고정돌기의 일단은 서로 접촉되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정홈의 내주면은 적어도 상기 고정돌기의 외주면보다 더 크게 형성되며, 상기 고정홈과 상기 고정돌기 사이에 형성된 공간에는 실런트가 충진되는 것을 특징으로 할 수 있다.

휠 베어링 슬링거 구조를 휠 베어링에 조립하기 위한 지그 부재는 축방향으로 연장되어 있으며, 그 일면으로 상기 경방향 연장부를 상기 플랜지에 고정시키는 제1지지부; 그리고 상기 제1지지부의 타단으로부터 반경 내측으로 연장되며, 그 일면의 일부가 상기 하부 절곡부의 타면을 밀어주도록 된 제2지지부; 를 포함할 수 있다.

상기 슬링거 장착부에는 상기 압입부를 상기 플랜지의 반대 방향으로 이동을 제한하도록 그 상부로 돌출된 단턱이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 압입부의 내주면 및 상기 하부절곡부의 타면 사이에는 만곡한 형상의 곡률부가 형성되고, 상기 곡률부는 상기 슬링거의 축방향 이동을 제한하도록 상기 단턱에 접촉될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 슬링거와 허브가 접촉하는 부분에 녹방지 도료를 도포함으로써, 그 내측에서 발생하는 부식 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라, 립들이 설정된 간섭량만큼 슬링거와 접촉하게 되고 베어링 토크를 저감하는 한편, 실링 성능이 향상될 수 있다.

또한, 슬링거의 내주면에 홈을 형성하고 그 홈에 허브의 돌기를 결합시키는한편 그 단부를 절곡시킴으로써, 슬링거의 움직임이 저하되고 슬링거가 허브로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 단면도이다.
도 2는 도 1의 "A" 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거가 허브에 압입되어 있는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거를 허브에 고정시키는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 슬링거를 고정하기 위하여 지그 부재를 전진하였을 때, 도 4의 "B" 부분의 확대도이다.
도 6은 슬링거가 고정된 이후에 지그 부재를 후퇴하였을 때, 도 4의 "B"부분의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 휠 베어링 슬링거 구조를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

설명의 편의를 위하여, 축방향으로 휠에 가까운 쪽(도면에서 좌측)은 '일측', '일단', '일단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하며, 축방향으로 휠에서 먼쪽(도면에서 우측)은 '타측', '타단', '타단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하기로 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일 또는 유사한 구성요소들을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 단면도이다.

도 1에서 도시된 휠 베어링은, 설명의 편의를 위하여, 다양한 종류의 휠 베어링 들 중 하나를 예시한 것으로 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에 예시된 휠 베어링에 한정되어 적용되지 않고 다양한 종류의 휠 베어링 조립체에 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은 허브(10)와, 허브(10)의 외주면에 결합하는 내륜(11)과, 허브(10) 및 내륜(11)의 경방향 외측에서 일정 간격 이격되어 구비되는 외륜(12)을 포함한다.

허브(10)는 그 일측으로부터 파일럿(18)과, 반경 외측으로 연장된 원판 형상의 플랜지(15)와, 플랜지(15)로부터 타측으로 평평하게 연장되는 슬링거 장착부(16)와, 슬링거 장착부(16)의 타측에서 반경 내측으로 단차지게 형성되며 원통 형상으로 연장되는 중간부(25)와, 허브(10)의 타측 외주면에 형성되며 중간부(25)보다 반경 내측으로 단차진 내륜 장착부(35)를 포함한다.

파일럿(18)은 허브(10)의 일면에 형성되며 축방향으로 돌출되어 있다. 파일럿(18)은 플랜지(15)에 휠이 장착될 때, 휠을 가이드하는 역할을 한다.

플랜지(15)에는 볼트 구멍(17)이 형성되어 있으며, 볼트 구멍(17)에는 허브 볼트(도시하지 않음)가 고정적으로 장착된다. 허브 볼트에는 브레이크 디스크 및 휠이 장착될 수 있다.

슬링거 장착부(16)와 중간부(25)의 사이 외주면에는 전동체를 수용할 수 있도록 허브 레이스웨이(31)가 형성되어 있다.

내륜 장착부(35)에는 내륜이 압입되며, 내륜 장착부(35)의 타측에는 절곡부(50)가 형성되어 내륜 장착부(35)에 장착된 내륜(11)을 잡아주고 전동체들에 예압을 가하는 역할을 수행한다.

내륜(11)은 원통 형상으로 되어 있으며, 그 외주면에는 내륜 레이스웨이(32)가 형성되어 전동체가 수용된다.

외륜(12)은 허브(10)의 외주면을 둘러싸도록 중공의 원통형상으로 형성된다. 즉, 외륜(12)의 반경 내측에는 중심축을 따라 허브(10) 및 내륜(11)이 삽입되는 중공이 형성된다.

외륜(12)의 외주면에는 반경 외측으로 연장된 외륜 플랜지(39)가 형성되어 있으며, 외륜 플랜지(39)에는 휠 베어링을 차체(특히, 너클)에 장착하기 위한 외륜 볼트구멍(37)이 형성되어 있다.

또한, 외륜(12)의 양 단부 내주면에는 제1,2 외륜 레이스웨이(41, 42)가 형성되어 있다. 외륜(12)의 일단부 내주면에 형성된 제1외륜 레이스웨이(41)는 허브 레이스웨이(31)와 서로 마주보도록 형성되고, 외륜(12)의 타단부 내주면에 형성된 제2외륜 레이스웨이(42)는 내륜 레이스웨이(32)와 서로 마주보도록 형성된다.

이에 따라, 전동체들은 허브 레이스웨이(31)와 제1외륜 레이스웨이(41) 및 내륜 레이스웨이(32)와 제2외륜 레이스웨이(42) 사이에 설치될 수 있다. 이러한 전동체들은 볼 또는 원통 형상을 비롯하여 다양한 형상으로 형성되며, 내륜(11)과 외륜(12)의 상대회전이 가능하게 한다.

한편, 도 1에 도시되어 있지는 않지만, 외륜(12)의 양 단에는 실러가 장착되어 허브(10)와 외륜(12) 사이에 형성되는 반경방향 공간을 폐쇄하고 외부로부터 이물질의 유입을 방지한다. 이를 위해, 실러에는 복수 개의 립들이 부착될 수 있다. 이 립들은 슬링거(100)와 접촉함으로써 이물질을 차단하게 된다.

이처럼, 실러의 립들이 플랜지(15)에 직접 접촉하지 않고 슬링거(100)와 접촉하여 실링함으로써, 접촉면에 작용하는 마찰이 감소하여 베어링 토크가 증대되는 것을 방지할 수 있다. 슬링거(100)에 대하여는 이하에서 더욱 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 "A" 부분의 확대도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 슬링거(100)는 슬링거 장착부(16)에 압입되는 동시에 플랜지(15)의 타면과 접촉함으로써, 허브(10)에 장착된다. 슬링거(100)는 일반적으로 그 재질의 특성상 고가의 사양이 이용되어, 제조 원가를 절감하기 위하여 그 두께를 설정하는 것이 중요하다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 슬링거(100)는 그 두께가 0.6mm 이상 1.2mm 이하로 형성된다. 슬링거(100)의 두께가 0.6mm보다 작을 경우 내구성이 약하게 되어 베어링의 작동 중에 파손될 수 있고, 외부 충격으로 인하여 쉽게 허브(10)로부터 이탈될 수 있고, 그 두께가 1.2mm보다 크게 될 경우 재료가 과다하게 투여되어 원가가 증대되는 문제가 있기 때문이다.

슬링거(100)는 경방향 연장부(110), 상부 절곡부(105), 경사부(120), 압입부(130), 그리고 하부 절곡부(150)를 포함한다.

경방향 연장부(110)는 반경 방향으로 연장되어 있으며, 플랜지(15)의 타면을 따라 슬링거 접촉면(15a)에 접촉하도록 구비된다. 슬링거 접촉면(15a)은 플랜지(15)의 타면에 형성되며, 플랜지(15)와 슬링거(100)의 접촉되는 면을 의미한다.

경방향 연장부(110)와 슬링거 접촉면(15a) 사이에는 제1녹방지 도료(M1, anti-corrosion material)가 노즐에 의하여 도포되는데, 제1녹방지 도료(M1)는 부식 방지 재질로 형성되며, 슬링거 접촉면(15a) 전체 면적의 적어도 10% 이상에 도포된다.

제1녹방지 도료(M1)가 슬링거 접촉면(15a) 전체 면적의 10%보다 작게 도포된다면, 외부의 이물질이 유입되어 경방향 연장부(110)와 슬링거 접촉면(15a) 사이에 부식 발생이 용이하게 된다. 하지만, 전체 면적의 10% 이상을 도포하게 된다면, 그러한 부식 발생이 베어링의 성능에 영향을 주지 않는 한도 내에서 억제된다. 즉, 전체 면적의 10%만 도포하더라도 슬링거 접촉면(15a) 전체 면적을 도포한 것과 마찬가지로, 휠 베어링의 성능 유지 및 부식 억제 측면에서 유사한 효과가 있게 된다.

상부 절곡부(105)는 경방향 연장부(110)의 반경 외측단으로부터 축방향 타측으로 연장되어 있다. 이처럼, 상부 절곡부(105)가 형성됨으로써, 플랜지(15)의 타면을 타고 흘러내리는 이물질들은 1차적으로 차단되며, 상부 절곡부(105)의 외주면을 따라 지면으로 떨어지게 된다.

경사부(120)는 경방향 연장부(110)의 반경 내측단으로부터 반경 내측 및 축방향 타측으로 경사지게 연장되어 있으며, 경사부(120)의 일단은 플랜지(15)의 타면에 접촉되고, 그 타단은 슬링거 장착부(16)의 외주면에 접촉된다.

압입부(130)는 경사부(120)의 타단으로부터 축방향 타측으로 연장되며, 슬링거 장착부(16)의 외주면을 따라 슬링거 압입면(16a)에 접촉하도록 구비된다. 슬링거 압입면(16a)은 슬링거 장착부(16)의 외주면에 형성되며, 슬링거 장착부(16)와 슬링거(100)의 접촉되는 면을 의미한다.

압입부(130)와 슬링거 압입면(16a) 사이에는 제2녹방지 도료(M2)가 도포된다. 이 때, 제2녹방지 도료(M2)는 앞서 제1녹방지 도료(M1)를 도포하는 노즐과는 다른 노즐로 도포하게 된다. 제2녹방지 도료(M2)도 부식 방지 재질로 형성되며, 슬링거 압입면(16a) 전체 면적의 적어도 30%이상 도포하게 된다. 슬링거 압입면(16a) 전체 면적의 30%이상 도포함으로써, 휠 베어링의 성능에 영향을 주지 않으며 부식 발생을 효과적으로 억제할 수 있게 되는 것이다.

한편, 제1, 2녹방지 도료(M1, M2)가 슬링거 접촉면(15a) 및 슬링거 압입면(16a)에 도포되는 면적은 슬링거(100)와 허브(10)가 접촉하는 전체 면적의 적어도 30% 이상이 되어야 한다. 위 30% 수치는 휠 베어링의 성능을 유지하는 한도에서 부식 발생이 최소가 되는 수렴값에 해당하게 되며, 이러한 도포 방법에 의하여 최적의 도포량으로 효과적으로 부식 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 압입되기 전의 슬링거(100)의 압입부(130)는 X1축 상으로 연장되고, 경방향 연장부(110)는 Y1축 상에 있게 된다. 그리고, X1축과 Y1축은 슬링거(100)가 허브(10)에 장착된 이후에는 도 2에 도시된 바와 같이, 허브(10)의 외주면과 같은 방향으로 향하게 된다.

하지만, 슬링거(100)가 허브(10)에 장착되기 전에는, X1축과 Y1축 사이에 형성된 설정각(G)는 적어도 92도 이상 100도 이하가 된다. 이처럼 슬링거(100)의 설정각(G)을 92도 이상으로 설정함으로써, 슬링거(100)의 압입부(130)가 슬링거 장착부(16)에 압입될 때, 경사를 가지고 있던 경방향 연장부(110)는 플랜지(15)의 연장 방향을 따라 반경 방향으로 곧게 변형된다. 이 때, 경방향 연장부(110)는 다시 설정각(G)으로 회복하려는 탄성력을 가지게 되며, 이 탄성력에 의하여 경방향 연장부(110)는 상기 플랜지(15)에 밀착하게 된다. 따라서, 슬링거(100)가 견고하게 허브(10)에 고정 장착되며, 경방향 연장부(110)를 고정하기 위한 추가적인 공정이 생략될 수 있는 것이다.

다만, 위 설정각(G)이 100도보다 커지게 되면, 슬링거(100)가 자체의 반발력으로 인하여 슬링거 장착부(16)에 장착되지 않고, 변형될 수 있다. 따라서, 위 설정각(G)는 92도 이상 100도 이하가 적절하다.

하부 절곡부(150)는 압입부(130)의 타단부에서 반경 외측으로 절곡된 형상으로 원주 방향을 따라 링 형상으로 형성된다.

앞서 발명의 배경이 되는 기술에서 살펴본 바와 같이, 휠 베어링이 작동되면 슬링거(100)는 허브(10)에 장착되어 허브(10)와 함께 회전 운동을 하게 되는데, 이 때 축방향으로 상당한 변위 변화를 가지게 된다. 이에 따라, 허브(10)에 압입되어 고정된 슬링거(100)는 축방향 타측으로 이탈되는 동시에 립들과 설정된 양 이상으로 접촉하게 되어 드래그 토크가 악화될 수 있다. 하지만, 위와 같이 하부 절곡부(150)를 압입부(130)의 타단부에서 반경 외측으로 연장되게 형성하여 슬링거(100)의 관성 모멘트를 증대시킴으로써, 축방향으로 병진 운동하려는 슬링거(100)의 이동을 억제할 수 있다. 그런데, 하부 절곡부(150)가 압입부(130)의 반경 외측면으로부터 반경 외측으로 1.5mm를 초과하여 연장되면, 위와 같은 효과는 더 이상 증대되지 않는다. 따라서, 하부 절곡부(150)는 압입부(130)의 반경 외측면으로부터 1.5mm 이하의 수치만큼 연장됨이 바람직하다.

한편, 슬링거(100)가 허브(10)에 장착되기 전에는 90도 이상의 설정각(G)이 형성되어 있으나, 허브(10)에 장착되면서 위 설정각(G)은 플랜지(15)의 연장방향을 맞추기 위하여 작아지게 된다. 이처럼, 설정각(G)이 작아지게 되면, 슬링거(100)가 플랜지(15)와 슬링거 장착부(16)에 밀착하게 되는데, 이 때 슬링거(100)에는 설정각(G)을 회복하려는 방향으로 탄성력이 발생하게 된다. 이러한 탄성력은 슬링거(100)의 양 단부인 상부 절곡부(105)와 하부 절곡부(150)에서 가장 크게 걸리게 된다. 이로 인해 상부 절곡부(105) 및 하부 절곡부(150)와 접촉하는 플랜지(15)와 슬링거 장착부(16)에는 응력이 발생하게 되고, 이 응력은 슬링거(100)의 허브(10)에 대한 고정력으로 작용한다.

위와 같이, 슬링거(100)의 양 단에 상부 절곡부(105)와 하부 절곡부(150)를 탄성력이 작용하는 방향으로 연장되게 형성하게 되면, 플랜지(15)와 슬링거 장착부(16)에 작용하는 응력의 크기를 증대시키게 되므로, 슬링거(100)의 허브(10)에 대한 고정력도 함께 커지게 된다. 따라서, 슬링거(100)의 이동이 방지될 수 있다.

이러한 슬링거(100) 구조에 의하면, 슬링거(100)가 일반적으로 고가임을 감안할 때, 슬링거(100) 전체 두께를 증대시켜 슬링거(100)의 이동을 제한하는 것보다, 슬링거(100)의 양 단부에 상부 절곡부(105)와 하부 절곡부(150)만을 형성하여 슬링거(100)의 이동을 방지함으로써. 원가 절감을 도모할 수 있다.

또한, 하부 절곡부(150)를 반경 방향으로 연장하게 되면, 슬링거(100)를 허브(10)에 압입한 이 후에, 지그 부재(200)에 의하여 축방향으로 슬링거(100)를 밀어주는 추가적인 공정에 있어서, 슬링거(100)와 지그 부재(200) 사이의 접촉 면적이 넓게 되어, 보다 안정적으로 슬링거(100)의 장착을 도모할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 의한 슬링거 구조는 그 실링성을 확보하기 위하여, 러버 부재(160)를 더 포함할 수 있다. 러버 부재(160)는 위 상부 절곡부(105)를 감싸는 형상으로 형성되어, 외부로부터 유입되는 이물질을 1차적으로 차단하는 한편, 경방향 연장부(110)와 슬링거 접촉면(15a) 사이에서 발생하는 부식을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 러버 부재(160)는 제1축방향 실링부(161), 경방향 실링부(163), 그리고 제2축방향 실링부(165)으로 구성될 수 있으며, 제1축방향 실링부(161)는 상부 절곡부(105)의 반경 외측면을, 경방향 실링부(163)은 상부 절곡부(105)의 축방향 타면을, 제2축방향 실링부(165)는 상부 절곡부(105)의 반경 내측면을 감싸게 된다. 위 제1축방향 실링부(161)는 상부 절곡부(105)가 경방향 연장부(110)로 구부러질 때 상기 상부 절곡부(105)와 플랜지(15)의 타면 사이의 틈새까지 모두 감싸므로, 이물질이 침입을 원천적으로 봉쇄하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거가 허브에 압입되어 있는 상태를 보여주는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 압입부(130)는 슬링거 장착부(16)의 외주면에 압입되며, 이 때 압입부(130)가 슬링거 장착부(16)에 대하여 가지는 압입 간섭량(D)은 0.08mm 이상 0.2mm 이하가 되어야 한다. 만일, 압입 간섭량(D)이 0.08mm보다 작게 된다면, 슬링거(100)에 외부 충격이 가해질 경우 허브(10)에 견고하게 고정되지 않아 쉽게 이탈될 수 있고, 0.2mm보다 크게 된다면 압입부(130)가 압입되지 않고 파손될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거를 허브에 고정하는 상태를 보여주는 단면도이고, 도 5는 슬링거를 고정하기 위하여 지그 부재를 전진하였을 때, 도 4의 "B" 부분의 확대도이며, 도 6은 슬링거가 고정된 이후에 지그 부재를 후퇴하였을 때, 도 4의 "B"부분의 확대도이다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 슬링거(100)를 슬링거 장착부(16)에 압입한 이후에, 슬링거(100)를 허브(10)에 더욱 견고하게 고정시키기 위하여 슬링거(100)의 일부에 고정홈(131)이 형성될 수 있고, 허브(10)의 일부에는 고정홈(131)에 대응되는 고정돌기(116)가 형성될 수 있다. 이는 슬링거(100)를 허브(10)에 고정시키기 위한 하나의 실시 예로서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 허브(10)의 일부에 고정홈을 형성하게 하고, 슬링거의 일부에는 고정돌기를 형성하게 하여, 고정홈과 고정돌기의 결합으로 슬링거(100)의 이동을 제한할 수 있다. 이하에서는, 슬링거(100)에 고정홈(131)이 형성되고 허브(10)에 고정돌기(116)가 형성되는 구조로 설명하기로 한다.

고정홈(131)과 고정돌기(116)가 결합되는 위치는 적어도, 압입부(130)의 축방향 중앙부보다 축방향 일측로 설정된다. 즉, 압입부(130)의 축방향 길이를 반으로 가르는 가상의 압입부 중앙선(Z)를 기준으로 그 일측에 고정홈(131)과 고정돌기(116)가 배치되는 것이다. 이처럼, 고정홈(131)과 고정돌기(116)의 결합되는 부분은 압입부(130)의 일측에 형성함으로써, 보다 견고하게 슬링거(100)를 허브(10)에 고정시킬 수 있게 된다.

슬링거(100)의 압입부(130) 내주면에는 반경 외측으로 파인 형상의 고정홈(131)이 형성된다. 이 고정홈(131)은 고정홈 일단 (131a)로부터 고정홈 타단(131b)로 만곡된 형상으로 연장되어 있다. 그리고 슬링거 장착부(16)의 외주면에는 고정돌기(116)가 반경 외측으로 돌출되도록 형성되어 있고, 이 고정돌기(116)는 고정돌기 일단(116a)으로부터 고정돌기 타단(116b)으로 연장된다.

고정돌기(116)는 그 높이(H)가 0.05mm 이상 0.5mm 이하로 형성된다. 여기에서 고정돌기(116)의 높이(H)는 슬링거 장착부(16)로부터 고정돌기(116)의 반경 최외측단 사이의 거리를 의미한다. 고정돌기(116)의 높이가 0.05mm보다 작게 되면 슬링거(100)의 이동을 제한하는 목적을 달성하기 어려워진다. 하지만, 0.5mm 보다 크게 된다면, 슬링거(100)를 슬링거 장착부(16)에 압입할 때 간섭량이 과도하게 되어, 슬링거(100)의 파손을 초래할 수 있다. 따라서, 고정돌기(116)의 높이는 0.05mm이상 0.5mm 이하가 적절하다.

한편, 고정홈(131)의 높이(J)는 고정돌기(116)를 수용하도록 고정돌기(116)의 높이(H)보다 크게 형성된다. 여기에서, 고정홈(131)의 높이(J)는 슬링거 장착부(116)로부터 고정홈(131)의 반경 최외측단 사이의 거리를 의미한다. 고정홈(131)의 높이는 0.05mm이상 0.5mm이하로 형성됨으로써, 고정돌기(116)와 결합될 수 있다.

고정홈(131)의 축방향 길이(L2)는 고정홈 일단(131a)과 고정홈 타단(131b) 사이의 거리이고, 고정돌기(116)의 축방향 길이(L1)는 고정돌기 일단(116a)과 고정돌기 타단(116b) 사이의 거리이다. 위 고정홈(131)의 축방향 길이(L2)는 고정돌기(116)의 축방향 길이(L1)보다 더 크게 형성된다. 따라서, 고정홈(131)과 고정돌기(116) 사이에는 일정한 공간(S)이 형성된다. 위와 같이, 고정홈(131)과 고정돌기(116) 사이에 공간(S)을 형성함으로써, 압입부(130)의 고정홈(131)은 보다 용이하게 슬링거 장착부(16)의 고정 돌기(16)와 결합될 수 있다.

나아가, 위 공간(S)에는 실런트(190)가 충진될 수 있다. 따라서, 압입부(130)와 슬링거 장착부(16) 사이를 실런트(190)에 의하여 지속적으로 실링할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 4를 참조하면, 고정홈(131)에 고정돌기(116)를 삽입하기 위하여, 지그 부재(200)가 이용될 수 있다. 지그 부재(200)는 축방향으로 연장된 제1지지부(210)와, 제1지지부(210)의 타단부로부터 반경 내측으로 연장된 제2지지부(220)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 제1지지부(210)는 그 일면(215)으로 경방향 연장부(110)를 밀어서 지지하고, 제2지지부(220)는 그 일면(225)으로 하부 절곡부(150)의 타면을 밀어주게 된다. 제1, 2지지부(210, 220)는 동시에 슬링거(100)를 축방향 일측으로 밀어주게 되어 있으며, 이로 따라 고정돌기(116)가 고정홈(131)에 결합된다.

도 5는 지그 부재(200)가 슬링거(100)를 축방향 일측으로 밀어줄 때의 상태를 도시한 것으로, 이 때 고정돌기(116)는 대체적으로 고정홈(131)의 축방향 중앙부에 위치하게 된다. 즉, 고정돌기 일단(116a)은 고정홈 일단(131a)보다 축방향 타측에 위치하게 되는 것이다.

도 6은 지그 부재(200)가 슬링거(100)로부터 떨어져 축방향 타측으로 후퇴할 때의 상태를 도시한 것으로, 이 때 압입부(130)는 축방향 타측으로 이동될 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 조립되기 전 슬링거(100)의 설정각(G; 도 2참조)이 90도 이상으로 형성되어 있기 때문에, 경방향 연장부(110)의 플랜지(15)에 대한 반발력에 의하여 압입부(130)가 축방향으로 밀리는 현상이다. 이로 인해, 고정돌기 일단(116a)은 고정홈 일단(131a)와 만나게 되고, 고정돌기(116)와 고정홈(131)이 결합되어 슬링거(100)는 더 이상 축방향 타측으로 이동되지 않게 된다. 따라서, 베어링의 작동 시 발생되는 외부 충격에 의한 슬링거(100)의 이탈이 방지되는 한편, 보다 정밀하게 슬링거(100)의 축방향 위치를 조정함으로써, 슬링거(100)에 접촉하는 립들의 간섭량을 보다 정밀하게 설정할 수 있게 된다. 나아가, 슬링거(100)를 보다 용이하게 허브(10)에 장착할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 휠 베어링의 슬링거 구조를 나타낸 단면도이다. 도 7을 참조하면, 플랜지(15)의 타면과 슬링거 장착부(16)의 외주면 사이의 슬링거 장착각(C)은 90도를 초과하고 100도 이하로 설정될 수 있다. 또한, 슬링거 장착부(16)의 타단 외주면에는 슬링거(100)의 압입부(130) 타단을 고정시키도록 반경 외측으로 돌출된 단턱(400)이 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 슬링거(100)의 설정각(G)과 위 슬링거 장착각(C)을 둔각으로 설정함으로써, 슬링거(100)의 견고한 장착을 도모할 수 있다. 또한, 슬링거(100)의 축방향 이동을 제한하도록 슬링거 장착부(16)에 설정된 높이(t)의 단턱(400)을 형성함으로써, 그 이탈을 방지할 수 있다. 즉, 압입부(130)의 내주면 및 하부 절곡부(150)의 타면 사이에는 만곡한 형상의 곡률부(170)가 형성되고, 이 곡률부(170)는 슬링거(100)의 축방향 이동을 제한하도록 단턱(400)에 접촉되어 고정되는 것이다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims

플랜지와 상기 플랜지로부터 축방향으로 연장된 슬링거 장착부가 형성된 허브와, 상기 허브와 상대 회전하는 외륜을 포함하는 휠 베어링에서, 상기 휠 베어링의 베어링 토크를 저감하기 위하여 상기 허브에 장착되는 슬링거를 포함하는 휠 베어링 슬링거 구조에 있어서,
상기 슬링거는
상기 플랜지에 접촉하며 반경 방향으로 연장된 경방향 연장부;
상기 경방향 연장부의 반경 내측단으로부터 상기 슬링거 장착부의 외주면 방향으로 연장된 경사부; 그리고
그 일단이 상기 경사부의 단부로부터 일체로 형성되고, 상기 슬링거 장착부의 외주면에 접촉하며 축방향으로 연장되는 압입부;
를 포함하며,
상기 압입부의 타단에는 상기 압입부의 축방향 이동이 억제되도록 반경 외측으로 연장되는 하부 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제1항에 있어서,
상기 경방향 연장부의 반경 외측단에는 상기 외륜의 단부를 향하여 축방향으로 연장된 상부 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제2항에 있어서,
상기 슬링거는 그 두께가 0.6mm 이상 1.2mm 이하인 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제3항에 있어서,
상기 하부 절곡부는 상기 압입부의 반경 외측면으로부터 1.5mm 이하로 연장되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제2항에 있어서,
상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면 사이 및 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면 사이에는 녹방지 도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제5항에 있어서,
상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면 사이에는 녹방지 도료가 상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면이 접촉하는 전체 면적의 적어도 10% 이상 도포되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제6항에 있어서,
상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면 사이에는 상기 녹방지 도료가 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면이 접촉하는 전체 면적의 적어도 30% 이상 도포되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제7항에 있어서,
상기 경방향 연장부와 상기 플랜지의 면이 접촉하는 면적과 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 외주면이 접촉하는 면적을 더한 전체 접촉 면적의 30% 이상의 접촉면에는 상기 녹방지 도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제5항에 있어서,
상기 슬링거가 상기 허브에 장착되기 전의 상태에서,
상기 압입부의 연장방향과 상기 경방향 연장부의 연장방향의 사이에는 설정각이 형성되며, 상기 설정각은 92도 이상 100도 이하인 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제9항에 있어서,
상기 상부 절곡부를 감싸도록 되어 있으며, 상기 상부 절곡부와 상기 플랜지 사이의 틈새를 실링하도록 구비되는 러버 부재;
를 더 포함하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제10항에 있어서,
상기 압입부는 상기 슬링거 장착부의 외주면에 압입되며, 상기 압입부와 상기 슬링거 장착부의 압입 간섭량은 0.08mm 이상 0.2mm 이하인 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제10항에 있어서,
상기 압입부의 내주면에는 고정홈이 형성되고, 상기 고정홈은 상기 슬링거 장착부에 형성된 고정돌기에 결합되어 그 축방향 이동이 제한되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제12항에 있어서,
상기 고정돌기와 상기 고정홈이 결합되는 위치는 적어도 상기 압입부의 중앙부보다 상기 플랜지 측으로 설정되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제13항에 있어서,
상기 고정홈의 높이는 0.05mm 이상 0.5mm 이하이고, 상기 고정 돌기의 높이는 0.05mm 이상 0.5mm 이하이며, 상기 고정홈의 높이는 상기 고정 돌기의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제10항에 있어서,
상기 입입부의 내주면에는 고정돌기가 형성되고, 상기 고정돌기는 상기 슬링거 장착부에 형성된 고정홈에 결합되어 그 축방향 이동이 제한되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제13항에 있어서,
상기 고정홈은 상기 플랜지에 인접하는 일단과 그 반대측인 타단을 포함하고, 상기 고정돌기는 상기 플랜지에 인접하는 일단과 그 반대측인 타단을 포함하며, 상기 고정홈의 일단과 타단 사이의 축방향 길이는 상기 고정돌기의 일단과 타단 사이의 축방향 길이보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제16항에 있어서,
상기 고정홈과 상기 고정돌기가 결합되도록 지그 부재가 상기 슬링거를 밀어주며,
상기 지그 부재가 작동하여 상기 슬링거를 밀어주면,
상기 고정홈이 축방향 일측으로 전진하게 되어 상기 고정홈의 일단과 상기 고정돌기의 일단 사이는 서로 이격되나,
상기 지그 부재의 작동이 해제되어 상기 슬링거로부터 떨어지게 되면,
상기 고정홈의 일단과 상기 고정돌기의 일단은 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제17항에 있어서,
상기 고정홈의 내주면은 적어도 상기 고정돌기의 외주면보다 더 크게 형성되며, 상기 고정홈과 상기 고정돌기 사이에 형성된 공간에는 실런트가 충진되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제13항에 따른 휠 베어링 슬링거 구조를 휠 베어링에 조립하기 위한 지그 부재에 있어서,
축방향으로 연장되어 있으며, 그 일면으로 상기 경방향 연장부를 상기 플랜지에 고정시키는 제1지지부; 그리고
상기 제1지지부의 타단으로부터 반경 내측으로 연장되며, 그 일면의 일부가 상기 하부 절곡부의 타면을 밀어주도록 된 제2지지부;
를 포함하는 지그 부재.
제1항에 있어서,
상기 슬링거 장착부에는 상기 압입부를 상기 플랜지의 반대 방향으로 이동을 제한하도록 반경외측으로 돌출된 단턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.
제20항에 있어서,
상기 압입부의 내주면 및 상기 하부절곡부의 타면 사이에는 만곡한 형상의 곡률부가 형성되고,
상기 곡률부는 상기 슬링거의 축방향 이동을 제한하도록 상기 단턱에 접촉되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 슬링거 구조.