KR20170132015A - 휠 베어링용 센서 어셈블리 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠 베어링용 센서 어셈블리에 관한 것으로, 휠 베어링의 정지륜에 결합되며 외부로부터 이물질의 유입을 차단하는 센서 캡;상기 센서 캡에 볼트 결합되고, 상기 휠 베어링의 회전륜의 회전 변위량을 검출하는 센서; 그리고 상기 센서 캡과 상기 센서 사이에 구비되며, 상기 센서 캡과 상기 센서 사이로 이물질의 유입이 차단되도록 액상의 이종 소재로 이루어진 코팅부; 를 포함하되, 상기 센서 캡에는 상기 센서 캡과 상기 센서 사이에 이물질의 유입을 차단하도록 상기 센서의 측벽과 대응되는 형상으로 실링댐이 축방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 센서와 센서 캡 사이의 접촉 면적이 증가하게 되어 외부의 이물질이 유입되는 경로가 길어지게 되고, 실링성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 센서 캡에 센서를 둘러싸도록 실링댐을 형성함으로써, 수분 등의 이물질이 센서 캡 내측의 센서 홀에 유입되는 것을 차단한다. 나아가, 센서와 센서 캡 사이에 접착성이 높은 코팅부를 형성함으로써, 센서와 센서 캡 사이의 조립성을 높이고 실링성능 향상시키는 효과가 있다. 이에 따라, 센서 캡 내측으로 유입되는 이물질이 현저히 감소하게 되어, 휠 베어링의 내구성이 향상될 수 있다.

Description

휠 베어링용 센서 어셈블리 및 그 제조 방법{SENSOR ASSEMBLY FOR WHEEL BEARING AND MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 휠 베어링용 센서 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센서 캡과 센서 사이의 외부 이물질이 유입되는 것을 억제하여 그 실링성을 개선할 수 있는 휠 베어링용 센서 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량이 감속하거나 정지하기 위해서는 제동장치가 마련되어야 한다. 이러한 제동장치는 브레이크 디스크와 패드 사이의 마찰력을 이용하여 차륜을 제동하는 구성으로 되어 있다.

그런데, 차량이 고속으로 주행 중에 제동하게 되면 브레이크 디스크에 패드가 완전히 밀착하게 되어 차륜의 회전이 정지된 상태(Lock, 이하 "로킹 상태"라 한다.)가 된다. 이 때, 차량은 핸들의 조작과는 무관하게 가속도가 발생하는 방향으로 미끄러지게 되고, 다른 차량 또는 도로상의 공작물 등을 충격하여 교통사고를 유발할 수 있게 된다.

이에 따라, 근래에는 차량의 주행 도중에 브레이크 페달을 조작할 시, 일시적으로 위 차륜의 로킹 상태를 해제하여 원활하게 제동되도록 하는 ABS(Anti-lock Brake System) 시스템이 널리 이용되고 있다.

ABS 시스템은 차량이 제동될 경우 차량의 속도 센서에서 검출된 차속의 정보를 기초로 하여 전자제어유닛(Electronic Control unit, ECU)에서 차량이 로킹 상태에 있는지 여부를 판단하고, 차량이 로킹 상태에 있을 경우 차륜에 대한 제동 상태를 해제하는 시스템을 의미한다. 위 ABS 시스템에 의하여, 차량이 로킹 상태에서 제동될 때, 미끄러지는 현상을 방지하고 높은 주행안정성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

이러한 ABS가 설치된 차량에는 차륜의 회전 속도나 회전 방향 등에 대한 정보를 ECU에 전달될 수 있도록 센서 어셈블리가 구비된다.

센서 어셈블리는 회전륜에 장착되는 엔코더(Encoder)와 정지륜에 장착되는 센서(Sensor)를 포함하여 구성된다. 위 엔코더는 그 둘레를 따라 N극성과 S극성을 가지는 영구자석이 교대로 배치되는 구성을 가진다. 따라서, 엔코더가 회전륜과 함께 회전하게 되면, 센서에서는 단위 시간당 자기장의 변화를 감지함으로써 차륜의 회전 속도 또는 회전 방향을 검출하게 되는 것이다.

예를 들어, 차륜과 일체로 회전하는 휠 허브의 외주면에 내륜이 장착되고, 이 내륜과 함께 회전하도록 엔코더가 내륜의 외주면에 부착될 수 있다.

또한, 회전하지 않는 외륜의 하측으로 센서 캡이 삽입 결합되고, 위 센서 캡에는 엔코더와 축방향으로 마주보도록 센서가 설치되어 엔코더의 자기장의 변화를 감지하게 구성할 수 있다.

종래의 기술에 의하면, 센서 캡의 외측면에는 안착부가 축방향으로 돌출된 형상으로 형성되어 있다. 그리고 위 안착부의 외측으로 센서가 안착부와 면접촉하며 결합된다.

그런데, 종래 기술에 의하면, 센서 캡과 센서가 각각 플라스틱 소재로 구성되어 있기 때문에, 양 구성간에 볼트로 연결하여 면접촉하게 조립하더라도, 센서 캡과 센서 사이에는 미세한 틈이 생길 수 있다. 이 틈 사이로 수분, 먼지 등의 외부 이물질이 유입될 수 있게 되고, 이렇게 유입된 외부 이물질들은 센서 홀로 유입되거나 내륜과 외륜 사이에 형성된 베어링 공간으로 흘러 들어가게 되어, 베어링의 성능을 악화시키는 요소로 작용하는 한편, 베어링의 기대 수명을 저하시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 센서 캡의 외측면에 센서의 외주면과 대응되는 형상의 실링댐을 축방향으로 돌출 형성하고, 위 센서를 실링댐 내측으로 삽입 결합함으로써, 센서와 센서 캡 사이에 이물질이 유입되는 것을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리는 휠 베어링의 정지륜에 결합되며 외부로부터 이물질의 유입을 차단하는 센서 캡;상기 센서 캡에 볼트 결합되고, 상기 휠 베어링의 회전륜의 회전 변위량을 검출하는 센서; 그리고 상기 센서 캡과 상기 센서 사이에 구비되며, 상기 센서 캡과 상기 센서 사이로 이물질의 유입이 차단되도록 액상의 이종 소재로 이루어진 코팅부;를 포함하되, 상기 센서 캡에는 상기 센서 캡과 상기 센서 사이에 이물질의 유입을 차단하도록 상기 센서를 감싸는 형상으로 실링댐이 축방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 센서 캡에는 축방향 외측으로 돌출되는 안착부가 형성되고, 상기 안착부는 상측으로 볼록한 형상의 제1곡면;하측으로 볼록한 형상의 제2곡면; 그리고 상기 제1곡면의 양 단으로부터 상기 제2곡면의 양 단으로 연장되는 제1, 2경사면을 포함하되, 상기 제2곡면의 곡률 반경은 상기 제1곡면의 곡률 반경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 안착부의 상부에는 상기 제1곡면과 가까이에 위치하도록 볼트구가 형성되고, 상기 안착부의 하부에는 상기 제2곡면과 가까이에 위치하도록 센서 홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 센서의 일면에는 센싱 소자를 그 내측에 구비한 센싱부가 형성되고, 상기 센서는 상기 안착부의 일면과 상기 실링 댐의 내측면 사이에 삽입 결합되며, 상기 센싱부는 상기 안착부의 센서 홀에 수용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 센서의 측벽과 상기 실링 댐의 반경 방향 내측면 사이에 형성된 하나의 미세 통로와 상기 센서의 축방향 내측면과 상기 코팅부 사이에 형성된 다른 하나의 미세 통로는 절곡된 형상으로 이어지고, 상기 다른 하나의 미세 통로는 상기 센서 캡에 형성된 센서 홀과 절곡된 형상으로 이어지며, 상기 하나의 미세 통로와 상기 다른 하나의 미세 통로와 상기 센서 홀은 미로(Labyrinth)형상으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 코팅부는 점성이 높은 그리스로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 실링 댐의 두께는 0.03mm 이상 2mm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 실링 댐은 상기 센서와 상기 코팅부 사이에 형성된 미세통로보다 축방향 외측으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 센서 캡은 상기 볼트구의 내주면에 장착되며, 그 외주면에 결합 홈이 형성된 결합 부재; 그리고 상기 결합 부재의 결합 홈으로 삽입되는 돌기부가 형성된 고정 핀;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 휠 베어링용 센서 어셈블리의 제조 방법은 상기 결합 부재를 제작하는 단계;상기 결합 부재에 장착되도록 고정 핀을 사출하는 단계; 그리고 상기 고정 핀과 결합 부재가 장착된 센서 캡을 사출하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 센서 캡을 사출하는 단계에 있어서, 상기 센서 캡에는 상기 센서를 감싸는 형상으로 축방향으로 돌출된 실링 댐이 사출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정 핀을 사출하는 단계에서, 상기 고정 핀에 형성된 돌기부는 상기 결합 부재의 외주면에 형성된 결합 홈에 장착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리 및 그 제조 방법에 의하면, 센서와 센서 캡 사이의 접촉 면적이 증가하게 되어 외부의 이물질이 유입되는 경로가 길어지게 되고 실링성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 센서 캡에 센서를 둘러싸도록 실링댐을 형성함으로써, 수분 등의 이물질이 센서 캡 내측의 센서 홀에 유입되는 것을 차단한다. 나아가, 센서와 센서 캡 사이에 접착성이 높은 코팅부를 형성함으로써, 센서와 센서 캡 사이의 조립성을 높이고 실링성능 향상시키는 효과가 있다. 이에 따라, 센서 캡 내측으로 유입되는 이물질이 현저히 감소하게 되어, 종국적으로 휠 베어링의 내구성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리가 적용된 휠 베어링의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 센서 캡의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리에 코팅부가 도포된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 센서의 사시도이다.
도 7은 도 3의 "A"부분의 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리 제조 방법의 흐름도이다.

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 도면에서 좌측은 '일측', '일단', '일단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하며, 축방향으로 도면에서 우측은 '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 베어링용 센서 어셈블리가 적용된 휠 베어링의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 센서 캡의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리에 코팅부가 도포된 상태를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리의 센서의 후방 사시도이다.

센서 어셈블리는, 설명의 편의를 위하여, 다양한 종류의 센서 어셈블리 중 하나를 예시한 것으로 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에 예시된 휠 베어링용 센서 어셈블리에 한정되어 적용되지 않고 다양한 종류의 센서 어셈블리에 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 어셈블리(1)이 적용되는 휠 베어링은 허브(210)와, 허브(210)의 외주면에 압입되는 내륜(220)과, 허브(210) 및 내륜(220)의 반경 방향 외측에서 일정 간격 이격되어 구비되는 외륜(230)과, 허브(210)와 외륜(230)의 사이에 구비되는 제1전동체(251)와, 외륜(230)과 내륜(220)의 사이에 구비되는 제2전동체(253)와, 외륜(230)의 일측에서 허브(210)와 외륜(220) 사이로 유입되는 이물질을 차단하도록 장착되는 씨일부(240)와, 상기 내륜(220)에 장착되는 엔코더(265)를 포함한다.

허브(10)는 그 일측에서 반경 외측으로 연장된 원판 형상의 플랜지(215)와, 플랜지(215)로부터 타측으로 원통 형상으로 연장되는 중간부(225)와, 허브(210)의 타측에 형성되며 반경 내측으로 단차진 내륜 장착부(235)를 포함한다.

플랜지(215)에는 볼트 구멍(217)이 형성되어 있으며, 허브 볼트(도시하지 않음)가 볼트 구멍(217)에 고정적으로 장착된다. 이러한 허브 볼트에는 브레이크 디스크 또는 휠이 장착될 수 있다.

허브(210)의 일면에는 축방향으로 파일럿(218)이 돌출되어 있다. 파일럿(218)은 플랜지(215)에 휠을 장착할 때 휠을 가이드하는 역할을 한다.

플랜지(215)와 중간부(225) 사이에는 그 외주면을 따라 만곡한 곡면의 허브 레이스웨이(211)가 형성되고, 허브 레이스웨이(211)의 타단으로부터 중간부(225)의 외주면이 대체적으로 편평하게 이어진다. 본 발명의 실시 예에서는 허브 레이스웨이(211)가 휠 허브(210)의 외주면에 직접 형성되어 있는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 아니한다. 즉, 허브 레이스웨이(211)를 사용하는 대신에 별도의 내륜에 내륜 레이스웨이를 형성할 수 있다. 즉, 두 개의 내륜을 허브(210)에 장착하고 각각의 내륜의 외주면에 내륜 레이스웨이를 형성할 수 있다.

내륜 장착부(235)의 타측에는 절곡부(250)가 오비탈 포밍에 의하여 반경 방향 외측으로 연장되도록 형성되고, 절곡부(250)는 허브(210)에 장착된 내륜(220)을 축방향으로 고정시켜주는 한편 전동체들(251, 253)에 예압(축력)을 부여하는 역할을 수행한다.

내륜(220)은 원통 형상으로 되어 있으며, 허브(210)의 내륜 장착부(235)에 강제 압입되고, 강제 압입된 내륜(220)은 절곡부(250)에 의하여 견고하게 고정된다. 그러나, 내륜(220)의 허브(210)에 대한 고정 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 내륜(220)을 허브(210)의 단차진 부분에 강제 압입 후, 상기 내륜(220)의 타단면에 접촉하는 너트를 별도로 구비하여 허브(210)의 일측부에 의하여 지지되는 볼트를 상기 너트와 결합함으로써 내륜(220)을 허브(210)에 장착할 수 있다. 내륜(220)의 외주면에는 내륜 레이스웨이(221)가 형성되어 있다.

외륜(230)은 허브(210)의 외주면을 둘러싸도록 중공의 원통형상으로 형성된다. 즉, 상기 외륜(230)의 반경 내측에는 중심축을 따라 허브(210) 및 내륜(220)이 삽입되는 중공이 형성된다. 외륜(230)의 외주면에는 반경 외측으로 연장된 외륜 플랜지(235)가 형성되어 있으며, 외륜 플랜지(235)는 휠 베어링(200)을 차체(특히, 너클)에 장착하기 위한 외륜 볼트구멍(237)이 형성되어 있다.

또한, 외륜(230)의 양 단부 내주면에는 제1,2 외륜 레이스웨이(231, 233)가 형성되어 있다. 외륜(230)의 일단부 내주면에 형성된 제1외륜 레이스웨이(231)는 허브 레이스웨이(211)와 서로 마주보도록 형성된다. 또한, 외륜(230)의 타단부 내주면에 형성된 제2외륜 레이스웨이(233)는 내륜 레이스웨이(221)와 서로 마주보도록 형성된다.

제1전동체(251)는 허브 레이스웨이(211)와 제1외륜 레이스웨이(231) 사이에 설치되고, 제2전동체(253)는 상기 내륜 레이스웨이(221)와 제2외륜 레이스웨이(233) 사이에 설치된다. 제1전동체(251)와 제2전동체(253)로 볼 또는 롤러가 사용될 수 있다.

제1, 2전동체(251, 253)를 포함하는 각각의 볼 베어링은 리테이너 또는 케이지(239)에 의해 이웃하는 다른 볼 베어링과 원주 방향으로 일정한 간격을 유지할 수 있다.

엔코더(265)는 내륜(220)의 외주면 모서리에 장착된 장착링(260)에 고정되어, 장착링(260)과 함께 회전한다. 엔코더(265)는 N극과 S극이 환형을 이루도록 교대로 배치된 영구 자석으로 구성되어, 내륜(220)이 회전할 때 엔코더(265)도 함께 회전하면서 자기장의 변화를 생성하고, 이러한 자기장을 이하에서 설명할 센서(100)를 통해 감지하여 차륜의 회전 속도를 검출할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 휠 베어링(200)은 센서 어셈블리(1)를 더 포함한다. 센서 어셈블리(1)에 대하여는 도 1 내지 도 6을 참조로, 더욱 자세히 상술하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 센서 어셈블리(1)는 차량의 정지륜인 외륜(230)에 결합되어 외부로부터 이물질의 유입을 방지하는 센서 캡(10)과, 위 센서 캡(10)에 장착되며 회전륜인 내륜(220)과 함께 회전하는 엔코더(265)로부터 회전 변위량을 검출하는 센서(100)를 포함한다. 위 센서(100)는 엔코더의 자기 격자의 위치를 자속으로 검출하는 자기 방식의 형태로 구성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 광학 격자의 위치를 판독하거나 코일패턴의 위치를 전자적으로 판독하는 등 다양한 센서(100)의 형태가 적용 가능하다.

센서 캡(10)은 대체적으로 원판의 형상으로 형성될 수 있고, 축방향 연장부(11)와 경방향 연장부(12)를 포함한다. 축방향 연장부(11)는 링의 형상으로 형성되어, 그 외주면이 외륜(230)의 일단 내주면에 삽입 장착된다. 또한, 경방향 연장부(12)는 축방향 연장부(11)의 타단으로부터 축방향으로 연장되어 축방향 타측으로부터의 이물질을 차단한다.

도 2를 참조하면, 센서 캡(10)의 반경 외측면에는 센서(100)가 안착되며, 센서(100)는 센서 캡(10)에 볼트(33)에 의하여 조립된다. 센서 캡(10)의 가장자리를 따라 실링댐(50)이 돌출 형성되어 센서(100) 내측으로 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 이러한 센서 캡(10)에 대하여는 이하에서 자세히 상술하기로 한다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 센서 캡(10)의 외측면에는, 안착부(20)가 축방향 외측으로 돌출되도록 형성된다. 이 안착부(20)의 하측부에는 센서 홀(30)이 형성되어 있고, 그 상측부에는 볼트(33)를 삽입하기 위한 볼트구(35)가 형성된다. 볼트구(35)의 내주면에는 원통 형상의 결합 부재(40)가 장착되고, 위 결합 부재(40)의 내주면에는 나사선이 형성되어 있어 볼트(33)와 결합될 수 있다.

위 결합 부재(40)의 외주면 일부에는 반경 내측으로 결합 홈(41)이 파여져 있고, 이 결합 홈(41)에는 고정 핀(43)의 돌기부(44)가 걸리게 된다. 이를 위해, 고정 핀(43)은 몰딩 사출 성형될 수 있다. 이 고정 핀(43)은 센서 캡(10) 내측에 삽입 장착되고, 고정 핀(43)에 형성된 돌기부(44)가 결합 부재(40)의 결합 홈(41)에 끼워지는 방법으로 결합 부재(40)는 축방향으로 고정될 수 있다.

도 4를 참조하면, 안착부(20)는 그 상면에 형성되는 제1곡면(21), 제1곡면(21)과 반대측인 안착부(20)의 하면에 형성되는 제2곡면(23), 안착부(20)의 일측에서 제1곡면(21)과 제2곡면(23) 사이로 연장된 제1경사면(25), 그리고 안착부(20)의 타측에서 제1곡면(21)과 제2곡면(23) 사이로 연장된 제2경사면(27)을 포함한다.

제1곡면(21)은 상측으로 볼록한 형상으로 형성되고, 그 하측으로 볼트구(35)가 형성된다. 또한, 제2곡면(23)은 하측으로 볼록한 형상으로 형성되며, 그 내측으로 센서 홀(30)이 형성되어 있다.

이 때, 제2곡면(23)은 제1곡면(21)보다 곡률반경이 비교적 크게 형성되므로, 안착부(20)의 측면을 구성하는 제1, 2경사면(25, 27)의 사이의 거리는 상측으로 갈수록 작아지게 된다. 이에 따라, 센서 홀(30)이 형성되는 안착부(20)의 하측부는 상측부보다 넓은 면적을 갖게 된다. 이렇게 비교적 넓은 면적을 가지게 되는 안착부(20)의 하측부에 센서 홀(30)을 형성하고, 위 센서 홀(30)에 센서(100)를 장착함으로써, 센서(100)가 넓은 면적에 걸쳐 보다 안정적으로 안착부(20)에 장착되는 한편, 외부 이물질이 센서 홀(30)에 유입되기 위한 경로가 길어지게 되어 실링성 향상을 도모할 수 있다.

한편, 안착부(20)의 가장자리를 따라 실링댐(50)이 축방향 외측으로 돌출 형성된다. 이 실링댐(50)은 위 제1곡면(21)을 따라 만곡된 형상으로 형성되는 실링 곡면(51)과, 실링 곡면(51)으로부터 위 제1, 2경사면(25, 27)을 따라 하측으로 경사지게 연장되는 실링 경사면(53)과, 실링 경사면(53)으로부터 하측으로 더 연장되며 위 안착부(20)의 제2곡면(23) 측부에 배치되는 실링 연장면(55)과, 실링 연장면(55)의 하단을 연결하는 실링 하부면(57)을 포함한다. 이러한 구성으로 실링댐(50)을 형성하게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부에서 유입되는 이물질이 센서 캡(10)의 경방향 연장부(12)를 타고 흘러내리다가 실링댐(50)의 상면에 부딪혀 1차적으로 차단된다. 또한, 이 이물질은 위 실링 곡면(51)을 따라 실링 경사면(53)을 타고 지면에 떨어지게 되는 효과가 있다.

또한, 실링댐(50)이 안착부(20)의 측면들을 모두 감싸도록 형성되어 있기 때문에, 센서 캡(10)이 외륜(230)에 장착될 때 원주 방향으로 일정 각도 회전하더라도 실링성을 확보할 수 있다.

도 5를 참조하면, 안착부(20)의 외측면에는 코팅부(60)가 도포된다. 이 코팅부(60)는 센서(100)와 안착부(20)의 면 사이에 구비되며, 센서(100)와 안착부(20) 사이에 유입되는 이물질을 완전히 차단한다. 센서(100)와 실링댐(50)은 플라스틱 소재로 구성되기 때문에, 센서(100)를 실링댐(50)에 강제로 끼워 맞출 수는 없다. 따라서, 필연적으로, 위 센서(100)의 측벽(105)과 실링댐(50) 사이에는 미세한 틈이 발생되는데, 이 틈으로 외부 이물질이 유입될 수 있다. 그런데, 본 발명의 실시 예와 같이, 코팅부(60)가 센서(100)와 안착부(20)의 면 사이에 구비됨으로써, 센서(100)와 실링댐(50) 사이에 유입된 이물질을 현저히 차단할 수 있게 된다.

한편, 코팅부(60)는 센서(100)와 안착부(20) 사이의 결합력을 높이는 역할을 한다. 이를 위해, 위 코팅부(60)는 접착력이 우수한 액상의 이종 소재(colloid), 예컨대, 접착력 강한 끈적한 기름 또는 반고체 상태의 그리스 등으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 액상의 이종 소재가 아니더라도, 실링성 및 접착성이 우수한 실리콘 또는 에폭시 소재로 이루어질 수도 있다.

도 6은 센서(100)의 후방 사시도로서, 센서(100)의 일측에는 센싱 소자를 내측에 구비하는 센싱부(120)가 형성되고, 그 타측에는 직사각 기둥 형상으로 형성된 센서 하우징(110)이 형성된다. 이 센싱부(120)는 위 센서 캡(10)의 센서 홀(30)에 삽입되어 엔코더(265)와 마주보도록 되어 있다. 또한, 센서 하우징(110)의 상측에는 개구홀(135)이 형성되어 있고, 이 개구홀(135)은 볼트구(35)와 대응되는 위치에 형성되어 볼트(33)를 수용하게 되어 있다.

센서(100)의 측벽(105)은 대체적으로 실링댐(50)의 측면들(51, 53, 55, 57)에 대응되는 형상으로 형성되고, 센서(100)는 볼트(33)에 의하여 센서캡(10)에 결합된다. 즉, 센서(100)의 결합면(103)은 센서캡(10)에 부착된 코팅부(60)의 외측면에 장착되는 동시에 센서(100)의 측벽(105)은 실림댐(50)의 내측으로 삽입된다. 이에 따라, 센서(100)와 센서 캡(10)과의 사이에 틈새가 줄어들고, 센서(100)는 센서 캡(10)에 견고하게 조립될 수 있다.

센서(100)와 센서 캡(10)이 조립된 상태에 대하여는 이하에서 도 3과 도 7을 참조로 더욱 자세히 상술하기로 한다. 도 7은 도 3의 "A"부분의 확대 단면도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 센서 캡(10)의 축방향 외측면에는 실링댐(50)이 축방향 외측으로 돌출 형성되어 있다. 이 실링댐(50)의 반경 방향 내측 및 센서 캡(10)의 축방향 타측면에는 접착력이 우수한 소재로 구성된 코팅부(60)가 부착될 수 있고, 이 코팅부(60)와 센서(100)가 볼트(33)에 의하여 볼팅 조립되어 센서 어셈블리(1)가 완성된다.

이 때, 위 실링 댐(50)의 반경 방향 내측면과 센서(100)의 측벽(105) 사이에는 제1미세 통로(100a)가 형성되고, 센서(100)의 축방향 내측면과 코팅부(60)의 외측면 사이에는 제2미세 통로(100b)가 형성될 수 있다. 위 제1미세통로(100a)는 축방향으로 연장되고, 제2미세통로(100b)는 반경 방향으로 연장되어 있어 있으며, 제2미세통로(100b)와 연통되는 센서 홀(30)은 다시 축방향으로 연장된다. 이처럼, 제1, 2미세통로(100a, 100b)와 센서 홀(30)은 함께 미로 형상을 구성하게 된다. 따라서, 외부 이물질이 센서 홀(30) 내측에 위치되는 센싱부(120) 측으로 유입되는 것을 현저히 차단할 수 있다.

위 실링 댐(50)의 두께(d)는 0.03mm 이상 2mm 이하로 형성될 수 있다. 실링 댐(50)의 두께(d)가 0.03mm 미만으로 형성될 경우, 그 구조적 강성이 약하게 되어 조립 과정에서의 외부 충격에 의하여 파손될 수 있고, 실링 댐(50)의 두께(d)가 2mm를 초과하게 되면 센서(100)의 장착 면적이 부족하고 원가가 증대되는 문제가 있다.

또한, 실링 댐(50)의 높이(f)는 적어도 센서(100)의 결합면(103)보다 축방향 외측으로 더 연장되어야 한다. 실링 댐(50)의 높이(f)가 결합면(103)보다 더 축방향 외측으로 연장되지 않으며, 외부 이물질을 1차적으로 차단하는 실링 댐(50)의 효과를 충분히 달성할 수 없게 된다.

이처럼 본 발명의 실시 예에 의하면, 수분 등의 외부 이물질들은 일차적으로 위 실링댐(50)에 의하여 튕겨져 나가거나, 실링댐(50)의 상측을 구성하는 실링 곡면(51)을 타고 실링 경사면(53)을 따라 지면으로 떨어지게 된다. 따라서, 실링댐(50)의 실링 곡면(51) 내측과 센서(100)의 사이에 유입되는 외부 이물질들이 현저히 차단될 수 있다. 또한, 실링 댐(50)은 코팅부(60)와 함께 미로 형상을 구성하게 되므로 외부 이물질이 래비린스(Labyrinth) 효과로 인하여 센서 홀(30) 내측으로의 유입이 완전히 차단된다. 또한, 실링 댐(50)이 1차적으로 차단하지 못한 수분 등의 이물질은 위 코팅부(60)에 의하여 최종적으로 차단된다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링용 센서 어셈블리 제조 방법의 흐름도이다.

본 발명의 실시 예에 의한 휠 베어링용 센서 어셈블리의 제조 방법은 결합 부재(40)를 제작하는 단계(S1), 고정 핀(43)을 사출하는 단계(S2), 그리고 센서 캡(10)을 사출하는 단계(S3)를 포함한다.

위 결합 부재(40)를 제작하는 단계(S1)에서는 결합 부재(40)의 외주면에 반경 내측으로 파여진 결합 홈(41)이 형성되도록 금속 소재의 결합 부재(40)를 주조 또는 사출 성형에 의하여 제작한다.

다음으로, 금형에 결합 부재(40)를 놓고, 인서트 수지를 위 금형 내측으로 주입하게 된다. 이 인서트 수지가 경화되면, 결합 부재(40)의 결합 홈(41) 내측으로 돌기부(44)가 삽입되는 형상으로 고정 핀(43)이 몰딩 사출된다(S2)

센서 캡(10)을 사출하는 단계(S3)에서는 위 고정 핀(43)이 사출된 결합 부재(40)를 하부 금형에 놓고, 상부 금형을 닫는다. 그리고, 상부 금형과 하부 금형 사이로 센서캡 인서트 수지를 넣고, 경화시키게 된다. 위 상부 금형과 하부 금형을 탈형하게 되면, 결합 부재(40)가 장착된 센서 캡(10)이 완성된다.

이 후에, 센서(100)를 위 완성된 센서 캡(10)에 볼트(33)로 장착함(S4)으로써, 센서 어셈블리(1)를 제조할 수 있다.

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 (13)

1. 휠 베어링의 정지륜에 결합되며 외부로부터 이물질의 유입을 차단하는 센서 캡;
   상기 센서 캡에 볼트 결합되고, 상기 휠 베어링의 회전륜의 회전 변위량을 검출하는 센서; 그리고
   상기 센서 캡과 상기 센서 사이에 구비되며, 상기 센서 캡과 상기 센서 사이로 이물질의 유입이 차단되도록 접착력 높은 액상의 이종 소재로 이루어진 코팅부;
   를 포함하되,
   상기 센서 캡에는 상기 센서 캡과 상기 센서 사이에 이물질의 유입을 차단하도록 상기 센서를 감싸는 형상으로 실링 댐이 축방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서 캡의 축방향 외측면에는 축방향 일측으로 돌출되는 안착부가 형성되고,
   상기 안착부는
   상측으로 볼록한 형상의 제1곡면;
   하측으로 볼록한 형상의 제2곡면; 그리고
   상기 제1곡면의 양 단으로부터 상기 제2곡면의 양 단으로 연장되는 제1, 2경사면을 포함하되,
   상기 제2곡면의 곡률 반경은 상기 제1곡면의 곡률 반경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 안착부의 상부에는 상기 제1곡면과 가까이에 위치하도록 볼트구가 형성되고,
   상기 안착부의 하부에는 상기 제2곡면과 가까이에 위치하도록 센서 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 센서의 일면에는 상기 휠 베어링의 회전 변위를 검출하도록 센싱 소자를 그 내측에 구비한 센싱부가 형성되고,
   그 타면에는 다각 형상으로 축방향 외측으로 연장된 센서 하우징이 형성되며,
   상기 센서는 상기 안착부의 축방향 외측면과 상기 실링 댐의 반경 방향 내측면 사이에 삽입 결합되며, 상기 센싱부는 상기 안착부의 센서 홀에 수용되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 센서의 측벽과 상기 실링 댐의 반경 방향 내측면 사이에 형성된 하나의 미세 통로와, 상기 센서의 축방향 내측면과 상기 코팅부 사이에 형성된 다른 하나의 미세 통로는 서로 절곡된 형상으로 이어지고, 상기 다른 하나의 미세 통로는 상기 센서 캡에 형성된 센서 홀과 절곡된 형상으로 이어지며, 상기 하나의 미세 통로와 상기 다른 하나의 미세 통로와 상기 센서 홀은 미로(Labyrinth)형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 코팅부는 점성이 높은 그리스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 실링 댐의 두께는 0.03mm 이상 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 실링 댐은 상기 센서와 상기 코팅부 사이에 형성된 미세통로보다 축방향 외측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리.
   
9. 제3항에 있어서,
   상기 센서 캡은
   상기 볼트구의 내주면에 장착되며, 그 외주면에 결합 홈이 형성된 결합 부재; 그리고
   상기 결합 부재의 결합 홈으로 삽입되는 돌기부가 형성된 고정 핀;
   을 포함하는 휠 베어링용 센서 어셈블리.
   
10. 휠 베어링의 정지륜에 결합되며 외부로부터 이물질의 유입을 차단하는 센서 캡과, 상기 센서 캡에 상기 센서 캡과 결합 부재와 고정 핀에 의하여 볼트 결합되는 센서를 포함하는 휠 베어링용 센서 어셈블리의 제조 방법에 있어서,
    상기 결합 부재를 제작하는 단계;
    상기 결합 부재에 장착되도록 고정 핀을 사출하는 단계; 그리고
    상기 고정 핀과 결합 부재가 장착된 센서 캡을 사출하는 단계;
    를 포함하는 휠 베어링용 센서 어셈블리 제조 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 센서 캡을 사출하는 단계에서, 상기 센서 캡에는 상기 센서를 감싸는 형상으로 축방향으로 돌출된 실링 댐이 사출되는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리 제조 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 실링 댐의 두께는 0.03mm 이상 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 휠 베어링용 센서 어셈블리 제조 방법.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 고정 핀을 사출하는 단계에서, 상기 고정 핀에 형성되는 돌기부는 상기 결합 부재의 외주면에 형성된 결합홈에 결합되는 형상으로 사출되는 것을 특징으로 하는 센서 어셈블리 제조 방법.

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