KR20180019816A - 휠 베어링의 씰링장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휠 베어링 초기 구동의 드레그 토크를 낮추면서도 씰링성능이 향상될 수 있는 휠 베어링의 씰링장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 씰링장치는, 외철의 일부분으로서, 외륜에 장착되는 외륜 장착부; 상기 외륜 장착부에서 절곡되어 연장되는 외철 연장부; 내철의 일부분으로서, 상기 외륜 장착부와 마주보도록 내륜에 장착되는 내륜 장착부; 상기 외철 연장부와 마주보도록 상기 내륜 장착부에서 절곡되어 연장되는 내철 연장부; 및 상기 외철 및 상기 내철 중 하나에 장착되도록 상기 외철과 상기 내철의 사이 공간에 배치되는 씰링부재;를 포함할 수 있다.
상기 씰링부재에서 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 하나에 장착된 일부분으로부터 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 다른 하나를 향하여 그 단면적이 점진적으로 좁아지는 삼각형상으로 돌출되는 댐 립이 형성될 수 있다.

Description

휠 베어링의 씰링장치{SEALING APPARATUS OF WHEEL BEARING}
본 발명은 휠 베어링의 씰링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 씰링성능을 향상시킬 수 있는 휠 베어링의 씰링장치에 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(sealing)장치가 장착된다.
휠 베어링의 씰링장치는 보통 휠 베어링의 외륜의 내주면에 장착되는 외철과 내륜의 외주면에 장착되는 내철과 이들 사이에 배치되어 씰링을 수행하는 씰링부재로 구성된다. 한편, 상기 외철 및 상기 내철의 형상 그리고 상기 외철과 상기 내철의 이격거리에 따라 씰링부재의 압착정도가 약해질 수 있다. 따라서, 휠 베어링 씰링장치의 씰링성능이 저하될 수 있다. 또한, 씰링부재의 압착 정도가 지나치게 강하면, 휠 베어링 초기 구동의 드레그 토크가 높아져 구동성능이 악화될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 휠 베어링 초기 구동의 드레그 토크를 낮추면서도 씰링성능이 향상될 수 있는 휠 베어링의 씰링장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 씰링장치는, 휠 베어링에서 외륜의 내주면에 장착되는 외철, 내륜의 외주면에 장착되는 내철 그리고 상기 외철 및 내철 사이에 배치되는 씰링부재를 포함하는 휠 베어링의 씰링장치일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 씰링장치는, 상기 외철의 일부분으로서, 상기 외륜에 장착되는 외륜 장착부; 상기 외륜 장착부에서 절곡되어 연장되는 외철 연장부; 상기 내철의 일부분으로서, 상기 외륜 장착부와 마주보도록 상기 내륜에 장착되는 내륜 장착부; 상기 외철 연장부와 마주보도록 상기 내륜 장착부에서 절곡되어 연장되는 내철 연장부; 및 상기 외철 및 상기 내철 중 하나에 장착되도록 상기 외철과 상기 내철의 사이 공간에 배치되는 씰링부재;를 포함할 수 있다.
상기 씰링부재에서 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 하나에 장착된 일부분으로부터 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 다른 하나를 향하여 그 단면적이 점진적으로 좁아지는 삼각형상으로 돌출되는 댐 립이 형성될 수 있다.
상기 씰링부재에는, 상기 내륜 장착부의 내면을 향하여 돌출되는 제1 립; 및 상기 내철 연장부의 내면을 향하여 돌출되는 제2 립;이 더 형성될 수 있다.
상기 외철과 상기 내철의 사이 공간은 상기 댐 립, 상기 제1 립, 및 상기 제2 립에 의해 적어도 2개의 공간으로 구획될 수 있다.
상기 제1 립은 상기 내륜 장착부의 내면에 접촉되고, 상기 제2 립은 상기 내륜 연장부의 내면에 접촉될 수 있다.
상기 댐 립은 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 다른 하나에 접촉되지 않고, 일정거리 이격된 위치까지 연장될 수 있다.
상기 댐 립의 외주면은 상기 외철의 외륜 장착부와 평행하게 형성될 수 있다.
상기 댐 립의 내주면은 축방향 내측 및 경방향 외측을 향하여 경사지게 형성될 수 있다.
상기 댐 립은 그 외주면은 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 하나에 장착된 상기 씰링부재의 일부분과 직각을 형성하는 직각삼각형상으로 형성될 수 있다.
상기 댐 립의 외주면은 축방향에 평행하게 형성될 수 있다.
상기 댐 립은 상기 외륜 장착부로부터 반경 내측을 향하는 방향으로 순차적으로 배열되도록 적어도 2개가 형성될 수 있다.
상기 적어도 2개의 댐 립 중 적어도 하나는 상기 내철에 비접촉될 수 있다.
상기 씰링부재에는 상기 내륜 장착부의 내면을 향하여 돌출되는 제1 립 및 상기 내철 연장부의 내면을 향하여 돌출되는 제2 립이 더 형성되고, 상기 외철과 상기 내철의 사이 공간은 상기 적어도 2개의 댐 립, 상기 제1 립, 및 상기 제2 립에 의해 적어도 3개의 공간으로 구획될 수 있다.
상기 댐 립은 마모가 방지되도록 마모 방지 재질로 코팅처리 될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 외철과 내철로 둘러싸인 내부 공간이 작아짐으로써, 이물질의 차단이 효과적으로 구현됨과 동시에 휠 베어링 설계의 레이아웃 및 공간활용도가 개선될 수 있다.
또한, 댐 립의 적용으로 외철과 내철이 간단한 형상을 가지면서도 씰링성능이 확보되고, 드레그 토크를 최소화할 수 있다.
나아가, 씰링부재의 형상이 단순해짐으로써, 생산성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 구성도이다.
도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 휠 베어링의 씰링장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링(10)은 허브(20), 외륜(40), 전동체(50) 및 내륜(30)를 포함한다.
이어지는 설명에서 설명의 편의상, 축방향으로 휠을 향하는 쪽(도면에서 좌측)을 축방향 외측으로 정의하고, '일측', '일단', '일단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하기로 하며, 축방향으로 차체를 향하는 쪽(도면에서 우측)을 축방향 내측으로 정의하고, '타측', '타단', '타단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하기로 한다.
상기 허브(20)는 휠(도시하지 않음)에 결합된다. 또한, 상기 허브(20)는 상기 휠과의 결합부로써 일체로 형성된 플랜지(22)를 포함한다. 나아가, 상기 플랜지(22)는 허브(20)의 원주 방향을 따라 연장된 디스크 형상으로 형성될 수 있다.
상기 외륜(40)은 상기 허브(20)의 외주면을 감싸도록 형성되고, 상기 허브(20)의 외주면과 상기 외륜(40)의 내주면은 이격되어 배치된다. 또한, 상기 외륜(40)은 차체(도시하지 않음)에 결합된다.
상기 전동체(50)는 상기 이격된 허브(20)의 외주면과 상기 외륜(40)의 내주면 사이에 개재되어 상기 허브(20)와 상기 외륜(40)을 회전 가능하게 연결시킨다. 또한, 상기 전동체(50)는 복수개가 구비될 수 있다. 나아가, 상기 휠 베어링(10)의 구동이 원활하도록 상기 전동체(50)가 개재되는 공간에는 그리스(60)가 충진될 수 있다.
상기 내륜(30)은 상기 허브(20)의 일단에서 상기 허브(20)의 외주면을 감싸며 구비된다. 또한, 상기 내륜(30)은 상기 전동체(50) 중 적어도 하나와 구름접촉한다.
일반적으로, 휠 베어링의 허브 및 내륜은 휠 또는 차체 중 하나에 연결되고, 외륜은 상기 휠 또는 상기 차체 중 상기 허브 및 상기 내륜과 연결되지 않은 다른 하나에 연결된다. 한편 도 1에서는 차체(도시하지 않음)에 연결되는 외륜(40)과 휠(도시하지 않음)에 연결되는 허브(20)를 도시하였지만 이에 한정되지 않는다. 또한, 휠 베어링(10)의 구조는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '당업자')에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 휠 베어링(10)은 씰링장치(100)를 더 포함한다. 또한, 상기 씰링장치(100)는 전동체(50)가 개재되는 공간의 양단을 막으며 구비된다. 특히, 상기 씰링장치(100) 중 적어도 하나는 외륜(40)의 내주면과 내륜(30)의 외주면 사이에 배치된다. 나아가, 씰링장치(100)는 그리스(60)의 누출 및 이물질의 침투를 방지한다.
도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 휠 베어링의 씰링장치의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 따른 휠 베어링의 씰링장치(100)는 외철(120), 내철(110) 및 씰링부재(130)를 포함한다.
상기 외철(120)은 외륜 장착부(122) 및 외철 연장부(124)를 포함한다.
상기 외륜 장착부(122)는 상기 외륜(40)의 내주면 중 일단에 장착된다. 여기서, 상기 일단은 내륜(30)의 외주면과 마주보는 면이다. 또한, 상기 외철 연장부(124)는 상기 외륜 장착부(122)와 일체로 형성되며, 상기 외륜 장착부(122)의 축방향 외측단에서 반경 내측방향으로 절곡되어 연장된다. 즉, 상기 외철(120)은 적어도 한번 절곡되는 일정한 두께의 판형상일 수 있다. 한편, 상기 외철(120)은 금속재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 내철(110)은 내륜 장착부(112) 및 내철 연장부(114)를 포함한다.
상기 내륜 장착부(112)는 상기 내륜(30)의 외주면에 장착된다. 즉, 상기 내륜 장착부(112)는 상기 외륜 장착부(122)와 마주보는 형상일 수 있다. 또한, 상기 내철 연장부(114)는 상기 내륜 장착부(112)와 일체로 형성되며, 상기 내륜 장착부(112)의 축방향 내측단에서 반경 외측방향으로 절곡되어 연장된다. 즉, 상기 내철 연장부(114)는 상기 외철 연장부(124)와 마주보는 형상일 수 있다. 즉, 상기 내철(110)은 적어도 한번 절곡되는 일정한 두께의 판형상일 수 있다. 한편, 상기 내철(110)은 금속재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 씰링부재(130)는 상기 외철(120)과 상기 내철(110) 사이에 배치되며, 상기 외철(120) 및 상기 내철(110) 중 하나에 장착된다. 즉, 상기 씰링부재(130)는 상기 외철(120)과 상기 내철(110)에 둘러싸여 형성된 내부공간에 구비된다. 도 2에는 일 예로서 상기 씰링부재(130)가 외철(120)과 결합된 것이 도시되었다. 한편, 상기 씰링부재(130)는 고무재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 상기 씰링부재(130)는 제1 립(132), 제2 립(134), 및 댐 립(135)을 포함한다.
상기 제1 립(132)은 상기 내륜 장착부(112)의 내면에 압착되도록 형성된다. 또한, 상기 제2 립(134)은 상기 내철 제1연장부(114)의 내면에 압착되도록 형성된다. 나아가, 상기 제1 립(132) 및 상기 제2 립(134)은 상기 외철(120)에 결합된 씰링부재(130)의 몸체로부터 돌출되어 연장된 형상일 수 있다. 여기서, 상기 제1 립(132) 및 상기 제2 립(134)의 압착은 통상적인 압착의 높은 압력과는 달리 낮은 압력에 의한 접촉일 수 있으며, 이러한 압착의 정도는 당업자에 의해 설정될 수 있다.
상기 댐 립(135)은 상기 외철(120)의 외철 연장부(124)에 결합된 씰링부재(130)의 몸체로부터 돌출되고, 상기 내철(110)의 내철 연장부(114)를 향하여 연장된다. 또한, 상기 댐 립(135)은 상기 내철(110)의 내철 연장부(114)에 접촉되지 않고, 일정거리 이격된 위치까지 연장된다. 나아가, 상기 댐 립(135)이 축방향으로 절개된 단면은 상기 내철 연장부(114)를 향하여 연장되면서 그 단면적이 점진적으로 좁아지는 삼각형상으로 형성된다. 더 나아가, 상기 댐 립(135)의 외주면은 상기 외철(120)의 외륜 장착부(122)와 평행하고, 상기 외철 연장부(124)와 직각을 형성함으로써, 상기 댐 립(135)의 삼각형상은 직각삼각형일 수 있다. 즉, 상기 댐 립(135)의 외주면은 축방향에 평행하게 형성되고, 내주면은 축방향 내측 및 경방향 외측을 향하여 경사진 경사면일 수 있다. 여기서, 상기 댐 립(135)이 상기 내철(110)의 내철 연장부(114)에 접촉되지 않으면서도 씰링성능을 확보할 수 있는 직각삼각형의 댐(dam) 형상으로 형성됨으로써, 드래그 토크를 줄이면서도 상기 휠 베어링(10)의 성능을 유지하는 것이 가능하다. 힌편, 상기 댐 립(135)은 그 형상이 설계에 따라 달라질 수 있으며. 다양한 형상에 있어서도 마모가 방지되도록 하기 위하여 마모 방지 재질로 코팅처리 될 수 있다.
상기 댐 립(135)은 제1 댐 립(137) 및 제2 댐 립(138)을 포함한다.
상기 제1 댐 립(137) 및 상기 제2 댐 립(138)은 상기 외륜 장착부(122)로부터 반경 내측을 향하는 방향으로 순차적으로 배열된다. 이와 같이, 2개 이상의 댐 립(135)이 형성되는 경우에는 상기 댐 립(135) 중 적어도 하나는 상기 내철(110)의 내철 연장부(114)로부터 일정거리 이격된 위치까지 연장되고, 나머지 중 하나 이상은 당업자의 설계에 따라 상기 내철 연장부(114)에 접촉될 수 있다.
따라서, 상기 씰링부재(130)가 구비된 상기 내철(110)과 상기 외철(120)의 내부공간에서 상기 제1 댐 립(137)과 상기 제2 댐 립(138)의 사이에는 제1 공간(142)이 형성되고, 상기 제2 댐 립(138)과 상기 제2 립(134)의 사이에는 제2 공간(144)이 형성되며, 상기 제1 립(132)과 상기 제2 립(134)의 사이에는 제3 공간(146)된다. 즉, 상기 휠 베어링(10) 외부의 이물질이 상기 그리스(60)가 충진된 공간에 침투되려면, 상기 제1 공간(142), 상기 제2 공간(144), 및 상기 제3 공간(146)을 순차적으로 경유해야 한다. 또한, 상기 그리스(60)가 외부로 누출되려면, 상기 제3 공간(146), 상기 제2 공간(142), 및 상기 제1 공간(140)을 순차적으로 경유해야 한다. 다시 말해, 이물질의 침투 및 그리스(60)의 누출은 4개의 립(132, 134, 137, 138)을 거쳐야 발생된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 외철(120)과 내철(110)로 둘러싸인 내부 공간이 작아짐으로써, 이물질의 차단이 효과적으로 구현됨과 동시에 휠 베어링(10) 설계의 레이아웃 및 공간활용도가 개선될 수 있다. 또한, 댐 립(135)의 적용으로 외철(120)과 내철(110)이 간단한 형상을 가지면서도 씰링성능이 확보되고, 드레그 토크를 최소화할 수 있다. 나아가, 씰링부재(130)의 형상이 단순해짐으로써, 생산성이 향상될 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: 휠 베어링 20: 허브
22: 플랜지 30: 내륜
40: 외륜 50: 전동체
60: 그리스(grease)
100: 씰링장치
110: 내철 112: 내륜 장착부
114: 내철 연장부
120: 외철 122: 외륜 장착부
124: 외철 연장부
130: 씰링부재 132: 제1 립
134: 제2 립 135: 댐 립
137: 제1 댐 립 138: 제2 댐 립
142: 제1 공간 144: 제2 공간
146: 제3 공간

Claims (13)

  1. 휠 베어링에서 외륜의 내주면에 장착되는 외철, 내륜의 외주면에 장착되는 내철 그리고 상기 외철 및 내철 사이에 배치되는 씰링부재를 포함하는 휠 베어링의 씰링장치에 있어서,
    상기 외철의 일부분으로서, 상기 외륜에 장착되는 외륜 장착부;
    상기 외륜 장착부에서 절곡되어 연장되는 외철 연장부;
    상기 내철의 일부분으로서, 상기 외륜 장착부와 마주보도록 상기 내륜에 장착되는 내륜 장착부;
    상기 외철 연장부와 마주보도록 상기 내륜 장착부에서 절곡되어 연장되는 내철 연장부; 및
    상기 외철 및 상기 내철 중 하나에 장착되도록 상기 외철과 상기 내철의 사이 공간에 배치되는 씰링부재;
    를 포함하되,
    상기 씰링부재에서 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 하나에 장착된 일부분으로부터 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 다른 하나를 향하여 그 단면적이 점진적으로 좁아지는 삼각형상으로 돌출되는 댐 립이 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 씰링부재에는,
    상기 내륜 장착부의 내면을 향하여 돌출되는 제1 립; 및
    상기 내철 연장부의 내면을 향하여 돌출되는 제2 립;
    이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외철과 상기 내철의 사이 공간은 상기 댐 립, 상기 제1 립, 및 상기 제2 립에 의해 적어도 2개의 공간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 립은 상기 내륜 장착부의 내면에 접촉되고, 상기 제2 립은 상기 내륜 연장부의 내면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 댐 립은 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 다른 하나에 접촉되지 않고, 일정거리 이격된 위치까지 연장되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 댐 립의 외주면은 상기 외철의 외륜 장착부와 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 댐 립의 내주면은 축방향 내측 및 경방향 외측을 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 댐 립은 그 외주면은 상기 외철 연장부 및 상기 내철 연장부 중 하나에 장착된 상기 씰링부재의 일부분과 직각을 형성하는 직각삼각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 댐 립의 외주면은 축방향에 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 댐 립은 상기 외륜 장착부로부터 반경 내측을 향하는 방향으로 순차적으로 배열되도록 적어도 2개가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 댐 립 중 적어도 하나는 상기 내철에 비접촉되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 씰링부재에는 상기 내륜 장착부의 내면을 향하여 돌출되는 제1 립 및 상기 내철 연장부의 내면을 향하여 돌출되는 제2 립이 더 형성되고,
    상기 외철과 상기 내철의 사이 공간은 상기 적어도 2개의 댐 립, 상기 제1 립, 및 상기 제2 립에 의해 적어도 3개의 공간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 댐 립은 마모가 방지되도록 마모 방지 재질로 코팅처리 되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링장치.
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