KR20200073808A - 휠 베어링 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 휠 베어링 조립체에 관련된다. 예시적 실시예에 따른 휠 베어링 조립체는, 차량의 현가장치에 결합되는 외륜; 축을 중심으로 외륜에 대하여 상대 회전하는 내륜; 내륜이 결합되는 원통부, 및 원통부로부터 외측 반경방향으로 연장하고 내측 플랜지면과 외측 플랜지면을 가지는 허브 플랜지를 포함하는 휠 허브; 외륜과 원통부 사이 및 외륜과 내륜 사이에 배치되는 복수의 전동체; 및 외륜과 허브 플랜지 사이에 배치되는 실링 장치를 포함한다. 허브 플랜지는 외측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 돌출하는 돌출부를 포함한다. 허브 플랜지에는 내측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 오목한 리세스가 형성된다. 실링 장치는, 외륜의 외주면에 장착되는 프레임; 프레임에 결합되고 허브 플랜지의 리세스 내에 위치하는 복수의 실링부; 및 허브 플랜지의 리세스 내에 장착되는 슬링거를 포함한다.

Description

휠 베어링 조립체{WHEEL BEARING ASSEMBLY}
본 개시는 휠 베어링 조립체에 관한 것이다.
휠 베어링 조립체는 차체에 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 차량의 휠 베어링 조립체는 차체에 휠을 회전 가능하도록 연결시킴으로써, 차량이 움직일 수 있는 기능을 제공한다. 이러한 휠 베어링 조립체는 엔진에서 발생하는 동력을 전달하는 구동륜 휠 베어링과 구동력을 전달하지 않는 종동륜 휠베어링으로 구별될 수 있다.
구동륜 휠 베어링 조립체는 회전 요소와 비회전 요소를 포함한다. 회전 요소는 엔진에서 발생하여 변속기를 통과한 토크에 의하여, 구동축과 함께 회전하도록 되어 있다. 이에 반하여, 비회전 요소는 차체에 고정되어 있으며, 회전 요소와 비회전 요소 사이에는 전동 장치가 개재되어 있다. 종동륜 휠 베어링 조립체는 구동륜 휠 베어링 조립체와 유사한 구성을 포함하나, 회전 요소가 구동축에 연결되어 있지 않다.
휠 베어링 조립체는 지면과 가까이에 배치되므로, 주변 환경이 대체로 가혹하다. 휠 베어링 조립체의 내부로 이물질이 유입되는 경우, 휠 베어링 조립체의 내구성에 문제가 생기거나 휠 베어링 조립체가 원활하게 작동되지 않을 수 있다. 이에 따라, 휠 베어링 조립체의 내부로 유입되는 물이나 먼지와 같은 이물질을 차단하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들어, 서로 상대적으로 회전하는 회전 요소와 비회전 요소 사이에 실링 장치가 개재될 수 있다.
하지만, 종래의 휠 베어링 조립체는 비교적 큰 중량의 차체를 지지하기 어렵다. 따라서, 휠 베어링 조립체가 큰 중량의 차체를 지지하기 위해서는 전동체 사이의 축방향을 따른 이격 거리를 크게 설정할 필요가 있다. 하지만, 전동체 사이의 축방향을 따른 이격 거리를 크게 설정하는 경우에는, 회전 요소와 비회전 요소 사이에 개재되는 실링 장치의 설치 공간이 부족해질 수 있다.
본 개시는, 상술한 종래 기술의 결함을 해결하기 위한 것으로, 실링 장치의 일부가 허브 플랜지의 내부에 배치되는 휠 베어링 조립체를 제공한다.
본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 휠 베어링 조립체에 관련된다. 예시적 실시예에 따른 휠 베어링 조립체는, 차량의 현가장치에 결합되는 외륜; 축을 중심으로 외륜에 대하여 상대 회전하는 내륜; 내륜이 결합되는 원통부, 및 원통부로부터 외측 반경방향으로 연장하고 내측 플랜지면과 외측 플랜지면을 가지는 허브 플랜지를 포함하는 휠 허브; 외륜과 원통부 사이 및 외륜과 내륜 사이에 배치되는 복수의 전동체; 및 외륜과 허브 플랜지 사이에 배치되는 실링 장치를 포함한다. 허브 플랜지에는 내측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 오목한 리세스가 형성된다. 실링 장치는, 외륜의 외주면에 장착되는 프레임; 프레임에 결합되고 허브 플랜지의 리세스 내에 위치하는 복수의 실링부; 및 허브 플랜지의 리세스 내에 장착되는 슬링거를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 리세스는, 외륜의 외측 축방향 단부에 대향하는 제1 리세스; 및 제1 리세스의 내측 반경방향에서 제1 리세스보다 외측 축방향으로 더 오목하게 형성되고, 슬링거가 장착되는 제2 리세스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 슬링거는, 제2 리세스의 내측에 압입되는 제1 슬링거부; 제1 슬링거부의 외측 반경방향 단부로부터 외측 반경방향으로 연장하는 제2 슬링거부; 및 제2 슬링거부의 외측 반경방향 단부로부터 내측 축방향으로 연장하는 제3 슬링거부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 실링부는, 제1 리세스 내에 위치하고 제1 리세스로부터 이격되는 제1 실링부; 제2 리세스 내에 위치하고 제3 슬링거부에 평행하고 제2 리세스로부터 이격되는 제2 실링부; 및 제2 리세스 내에서 제1 슬링거부, 제2 슬링거부, 제3 슬링거부에 의해 형성되는 공간 내에 배치되는 제3 실링부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제3 실링부는, 외측 축방향으로 연장하고 제2 슬링거부에 접촉하는 복수의 제1 실링 립; 및 제1 실링 립의 내측 반경방향에서 내측 축방향으로 연장하고 제1 슬링거부에 접촉하는 제2 실링 립을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 슬링거부로부터 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(D)는 1mm보다 크게 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 슬링거부로부터 외측 축방향을 따른 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(D)는 하기의 수학식 1을 만족하도록 설정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, A1은 내측 플랜지면으로부터 외측 플랜지면까지의 두께이고, B1은 내측 플랜지면으로부터 외측 축방향을 따른 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이이다.
일 실시예에 있어서, 제1 실링부는 축을 지나고 지면에 평행한 수평면을 기준으로 상하 비대칭으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 실링부가 형성되는 각도는 축을 지나고 수평면에 수직인 수직면을 기준으로 ±30° 내지 ±160°의 범위로 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지는 휠 허브의 원통부에 평행한 제2 리세스의 리세스면으로부터 외측 반경방향으로 연장하는 단차부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 리세스의 리세스면으로부터 단차부까지의 반경방향 길이(F)는 단차부로부터 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(E)보다 짧게 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지는 외측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 돌출하는 돌출부를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체는, 차량의 현가장치에 결합되는 외륜; 축을 중심으로 외륜에 대하여 상대 회전하는 내륜; 내륜이 결합되는 원통부, 및 원통부로부터 외측 반경방향으로 연장하고 내측 플랜지면과 외측 플랜지면을 가지는 허브 플랜지를 포함하는 휠 허브; 외륜과 원통부 사이 및 외륜과 내륜 사이에 배치되는 복수의 전동체; 및 외륜과 허브 플랜지 사이에 배치되는 실링 장치를 포함한다. 허브 플랜지는 외측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 돌출하는 돌출부를 포함한다. 허브 플랜지에는 내측 플랜지면으로부터 외측 축방향 및 외측 반경방향으로 오목한 리세스가 형성된다. 실링 장치는, 외륜의 외주면에 장착되는 프레임; 프레임에 결합되고 허브 플랜지의 리세스 내에 위치하는 복수의 실링부; 및 허브 플랜지의 리세스 내에 3개 이상의 내주면과 접촉하는 슬링거를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 리세스는, 외륜의 외측 축방향 단부에 대향하는 제1 리세스; 및 제1 리세스의 내측 반경방향에서 제1 리세스보다 외측 축방향으로 더 오목하게 형성되고, 슬링거가 장착되는 제2 리세스를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지는 제2 리세스의 외측 반경방향에 위치하는 리세스면으로부터 내측 반경방향으로 연장하는 걸림턱을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 슬링거가 제2 리세스에 장착된 상태에서 슬링거의 외경은 걸림턱의 내경보다 크게 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 슬링거는, 제2 리세스의 내측 반경방향에 위치하는 리세스면에 압입되는 제1 슬링거부; 제1 슬링거부로부터 연장하고 제2 리세스의 외측 축방향에 위치하는 리세스면에 접촉하는 제2 슬링거부; 및 제2 슬링거부로부터 연장하고 걸림턱에 걸리는 외측 반경방향 단부를 가지는 제3 슬링거부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 실링부는, 제1 리세스 내에 위치하고 제1 리세스로부터 이격되는 제1 실링부; 및 제2 리세스 내에 위치하고 슬링거에 접촉하는 제2 실링부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 실링부는, 프레임으로부터 외측 반경방향으로 연장하는 제1 실링 립; 및 제1 실링 립의 내측 반경방향에서 외측 축방향으로 연장하는 제2 실링 립을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 실링부는, 제2 슬링거부에 접촉하는 복수의 제1 실링 립; 및 제1 실링 립의 내측 반경방향에서 내측 축방향으로 연장하고 제1 슬링거부에 접촉하는 제2 실링 립을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지는 외측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 돌출하는 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체에 의하면, 실링 장치의 일부가 허브 플랜지의 리세스 내에 배치되므로, 회전 요소와 비회전 요소 사이에 개재되는 실링 장치의 설치 공간이 충분히 확보될 수 있을 뿐만 아니라 실링 장치의 실링 성능이 향상될 수 있다. 실링 장치의 설치 공간이 리세스와 축방향에 있어서 적어도 부분적으로 중첩되므로, 휠 베어링 조립체의 전동체 사이의 축방향을 따른 충분한 이격 거리가 확보될 수 있다. 따라서, 휠 베어링 조립체가 지지할 수 있는 차체의 중량이 증가될 수 있을 뿐만 아니라 휠 베어링 조립체의 수명이 증가될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A부분을 확대하여 도시하는 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실링 장치를 보인 부분 단면 사시도이다.
도 4는 도 1에 치수를 표시하고 부분 확대도를 포함하는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 실링부의 일부를 보인 부분 단면 사시도이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 B부분을 확대하고 치수를 표시한 확대 단면도이다.
도 8은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 C부분을 확대하여 도시하는 확대 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 실링 장치를 보인 부분 단면 사시도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, "축 방향"은 휠 베어링 조립체의 회전축(RA)(rotational axis)과 평행한 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있고, "반경 방향"은 회전 축으로부터 멀어지는 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있고, "원주 방향"은 축 방향을 중심으로 축 방향을 감싸는 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있다. 이하에서, 휠 베어링 조립체의 회전축 방향은 간단히 "축 방향"이라고 지칭될 수 있다.
본 개시에서, 화살표 "OA"는 휠 베어링 조립체의 축(RA)을 따르는 방향으로서 휠 허브에 대해 차륜이 배치되는 외측 축방향(outboard)을 가리키고, 화살표 "IA"는 "OA"의 반대 방향으로서 휠 허브에 대해 너클이 배치되는 내측 축방향(inboard)을 가리킨다. 또한, 화살표 "OR"은 휠 베어링 조립체의 회전축에 대한 방사상 방향(radial direction) 중 회전축으로부터 멀어지는 외측 반경방향을 가리키고, 화살표 "IR"는 "OR"의 반대 방향인 내측 반경방향을 가리킨다. 화살표 "CD"는 원주방향을 가리킨다.
본 개시에서, "예압(pre-load)"은 휠 베어링 조립체의 틈새 변화량을 의미할 수 있다. 즉, 예압은 휠 베어링 조립체를 구성하는 부품의 일부가 조립 과정에서 압축되어 소성 또는 탄성 변형되는 크기를 의미할 수 있다. 예압은 길이 단위를 가질 수 있고, 예를 들어 μm 단위의 크기로 측정될 수 있다. 예압은 구름 장치의 전동체 또는 오비탈 포밍부에 형성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체(1000)는 외륜(1100); 내륜(1200); 휠 허브(1300); 복수의 전동체(1400); 및 실링 장치(1500)를 포함한다. 휠 베어링 조립체(1000)는 차량의 현가 장치와 휠 사이에 배치되어 현가 장치에 대하여 휠을 회전시키도록 구성된다. 현가 장치는 휠 베어링 조립체(1000)의 내측 축방향(IA)에 배치될 수 있고, 휠은 휠 베어링 조립체(1000)의 외측 축방향(OA)에 배치될 수 있다.
외륜(1100)은 전체적으로 중공의 원통 형상을 가지며 축(RA)과 동심으로 배치된다. 외륜(1100)은 회전하지 않도록 차량의 현가장치에 결합된다. 예를 들어, 외륜(1100)은 차체의 일부 부품이 너클에 결합될 수 있지만, 외륜(1100)이 결합되는 차체의 부품이 이에 한정되지 않는다.
내륜(1200)은 축(RA)을 중심으로 외륜(1100)에 대하여 상대 회전하도록 구성된다. 내륜(1200)은 외륜(1100)으로부터 내측 반경방향(IR)으로 이격되어 있다. 일 실시예에 있어서, 내륜(1200)은 휠 허브(1300)의 원통부(1310)에 압입되어 결합될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 내륜(1200)은 원통부(1310)의 내측 축방향(IA) 단부를 오비탈 포밍(orbital forming)에 의해 휠 허브(1300)에 결합될 수 있다. 오비탈 포밍은 내륜(1200)이 휠 허브(1300)에 압입된 상태에서 휠 허브(1300)의 내측 축방향(IA) 단부를 외측 반경방향(OR)으로 소성 변형시켜 내륜(1200)에 예압을 가함으로써 내륜(1200)을 휠 허브(1300)에 고정하는 공정을 의미한다.
휠 허브(1300)는 원통부(1310)와 허브 플랜지(1320)를 포함한다. 원통부(1310)의 외주면에는 내륜(1200)이 결합되고, 그 내주면에는 등속 조인트 또는 차축이 결합된다. 허브 플랜지(1320)는 내륜(1200)의 외측 축방향(OA)에서 원통부(1310)로부터 외측 반경방향(OR)으로 연장한다. 허브 플랜지(1320)는 내측 축방향(IA)에 위치하는 내측 플랜지면(1320a) 및 외측 축방향(OA)에 위치하는 외측 플랜지면(1320b)을 포함한다. 허브 플랜지(1320)에는 축(RA)을 중심으로 원주방향으로 동일한 간격으로 복수의 볼트 홀(1321)이 형성된다. 허브 볼트가 휠과 허브 플랜지(1320)의 볼트 홀(1321)을 관통하여 너트와 체결됨으로써, 휠이 휠 허브(1300)에 결합된다.
허브 플랜지(1320)는 외측 플랜지면(1320b)으로부터 외측 축방향(OA)으로 돌출하는 돌출부(1322)를 포함한다. 허브 플랜지(1320)에는 내측 플랜지면(1320a)으로부터 외측 축방향(OA)으로 오목한 리세스(1330)가 형성된다. 허브 플랜지(1320)의 내측 플랜지면(1320a)에 리세스(1330)가 형성되는 경우에도, 돌출부(1322)가 허브 플랜지(1320)의 두께를 보강함으로써 허브 플랜지(1320)에 요구되는 강성을 확보하는 것이 가능하다.
도 2는 도 1에 도시된 A부분을 확대하여 도시하는 확대 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 리세스(1330)는 내측 반경방향(IR)을 따라 순서대로 형성되는 제1 리세스(1331) 및 제2 리세스(1332)를 포함할 수 있다. 리세스(1330)는 연삭 가공 또는 선삭 가공에 의해 형성될 수 있다. 제1 리세스(1331)는 외륜(1100)의 외측 축방향(OA) 단부에 대향한다. 제2 리세스(1332)는 제1 리세스(1331)의 내측 반경방향(IR)에서 제1 리세스(1331)보다 외측 축방향(OA)으로 더 오목하게 형성되고, 제2 리세스(1332)에는 실링 장치(1500)의 슬링거(1530)가 장착된다. 즉, 제2 리세스(1332)의 최대 깊이 지점은 제1 리세스(1331)의 최대 깊이 지점보다 외측 축방향(OA)에 위치한다. 이와 같이, 리세스(1330)(즉, 제1 리세스(1331) 및 제2 리세스(1332))가 허브 플랜지(1320)의 내측 플랜지면(1320a)으로부터 외측 축방향(OA)으로 오목하게 형성되고 실링 장치(1500)의 일부가 리세스(1330) 내에 배치되므로, 리세스(1330)와 실링 장치(1500)의 일부 사이는 래비린스(labyrinth) 구조의 유로를 형성한다. 따라서, 이러한 래비린스 구조로 인해, 이물질이 외륜(1100)과 휠 허브(1300) 사이로 유입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이의 밀봉 성능이 향상될 수 있다. 제2 리세스(1332)에는 제1 리세스(1331)로부터 오목한 곡면으로 연결되는 제1 리세스면(1332a) 및 제1 리세스면(1332a)으로부터 편평한 평면으로 연결되는 제2 리세스면(1332b)이 형성된다. 제2 리세스면(1332b)은 휠 허브(1300)의 원통부(1310)와 평행하고 원통부(1310)보다 외측 반경방향(OR)에 위치한다.
다른 예로서, 도 2에 도시된 바와 다르게, 제1 리세스가 다각형 형상을 가지지 않고 곡면으로 이루어지고, 제1 리세스가 제2 리세스(1332)의 제1 리세스면(1332a)까지 곡면으로 이어질 수도 있다. 즉, 리세스는 내측 플랜지면(1320a)으로부터 외측 축방향(OR)으로 오목한 단일의 리세스로 구성될 수 있다.
복수의 전동체(1400)는 외륜(1100)과 휠 허브(1300)의 원통부(1310) 사이 및 외륜(1100)과 내륜(1200) 사이에 배치된다. 도 1에 도시된 예에서, 복수의 전동체(1400)는 2열로 구성되어 있지만, 다른 실시예로서, 전동체는 복수열로 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 전동체(1400)는 볼로 구성되어 있지만, 다른 실시예로서, 전동체는 롤러 또는 테이퍼 롤러로 구성될 수 있다. 복수의 전동체(1400)는 리테이너(1410)에 의해 축(RA)의 원주방향(CD)을 따라 일정한 간격을 유지하도록 구성된다. 다른 실시예로서, 복수의 전동체는 외륜과 외측 축방향에 배치되는 하나의 내륜 사이 및 외륜과 내측 축방향에 배치되는 다른 하나의 내륜 사이에 배치될 수도 있다.
도 3은 도 1에 도시된 실링 장치를 보인 부분 단면 사시도이다.
실링 장치(1500)는 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이에 배치된다. 실링 장치(1500)는 외륜(1100)의 외측 축방향(OA) 단부에서 외륜(1100)과 휠 허브(1300)의 허브 플랜지(1320) 사이를 밀봉하여 그 사이로 물이나 먼지와 같은 이물질이 유입되는 것을 억제 또는 방지한다. 또한, 외륜(1100)의 내측 축방향(IA) 단부에서 외륜(1100)과 내륜(1200)의 사이를 밀봉하기 위한 내측 실링 장치(1120)가 더 설치된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 실링 장치(1500)는 외륜(1100)의 외주면(1110)에 장착되는 프레임(1510); 프레임(1510)에 결합되고 허브 플랜지(1320)의 리세스(1330) 내에 위치하는 복수의 실링부(1520); 및 허브 플랜지(1320)의 리세스(1330) 내에 장착되는 슬링거(1530)를 포함할 수 있다. 실링 장치(1500)의 일부(즉, 실링부(1520) 및 슬링거(1530))가 허브 플랜지(1320)의 리세스(1330) 내에 배치되므로, 휠 베어링 조립체(1000)의 내부 공간이 확장될 수 있다. 휠 베어링 조립체(1000)의 내부 공간이 확장되면, 전동체(1400) 사이의 축방향 이격 거리가 크게 설정될 수 있다. 따라서, 휠 베어링 조립체(1000)는 큰 중량을 가지는 차체를 지지할 수 있다. 즉, 휠 베어링 조립체(1000)의 내부 공간이 확장되고 전동체(1400) 사이의 축방향 이격 거리가 크게 설정되므로, 휠 베어링 조립체(1000)가 큰 중량을 가지는 차체를 지지하는 경우에도, 휠 베어링 조립체(1000)가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 휠 베어링 조립체(1000)의 수명이 증가될 수 있다. 허브 플랜지(1320)의 내측 플랜지면(1320a)에 리세스(1330)가 형성되고 실링 장치(1500)의 일부(즉, 실링부(1520) 및 슬링거(1530))가 리세스(1330) 내에 배치되므로, 실링 장치(1500)와 허브 플랜지(1320) 사이에는 래비린스 구조가 형성된다. 따라서, 이물질이 휠 베어링 조립체(1000)의 내부로 유입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그 결과, 휠 베어링 조립체(1000)의 밀봉 성능이 향상될 수 있다.
프레임(1510)은 금속 재질의 판재 또는 관재로 이루어지고 프레스 가공을 통해 제작될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 프레임(1510)은 외륜(1100)의 외주면(1110)에 장착되고 중공의 원통형상인 외륜 장착부(1511) 및 외륜 장착부(1511)로부터 내측 반경방향(IR)으로 연장하는 플랜지부(1510)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어, 플랜지부(1510)는 외륜(1100)의 외측 축방향(OA) 단부에 맞닿는 제1 플랜지부(1512a) 및 제1 플랜지부(1512a) 보다 외측 축방향(OA)에 위치하고 제1 플랜지부(1512a)에 평행한 제2 플랜지부(1512b)를 포함할 수 있다. 즉, 제2 플랜지부(1512b)는 외륜(1100)의 외측 축방향(OA) 단부로부터 외측 축방향(OA)으로 이격되어 있다.
실링부(1520)는 고무 재질로 이루어지고 프레임(1510)을 인서트로 하여 가류 성형(또는 가황 성형)을 통해 미리 결정된 형상을 가지도록 제작될 수 있다. 실링부(1520)는 외륜 장착부(1511)의 내측 축방향(IA) 단부로부터 내측 축방향으로 연장하는 서브 실링부(1520a)를 포함할 수 있다. 서브 실링부(1520a)는 외륜(1100)의 외주면(1110)에 접촉하도록 구성되어, 외륜(1100)의 외주면(1110)과 프레임(1510)의 외륜 장착부(1511) 사이에 이물질이 침투하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
슬링거(1530)는 허브 플랜지(1320)의 리세스(1330) 내에 장착되고 프레임(1510)과는 이격되도록 배치된다. 슬링거(1530)는 금속 재질의 판재 또는 관재로 이루어지고 프레스 가공을 통해 제작될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 슬링거(1530)는, 제2 리세스(1332)의 내측에 압입되는 제1 슬링거부(1531); 제1 슬링거부(1531)의 외측 반경방향(OR) 단부로부터 외측 반경방향(OR)으로 연장하는 제2 슬링거부(1532); 및 제2 슬링거부(1532)의 외측 반경방향(OR) 단부로부터 내측 축방향(IA)으로 연장하는 제3 슬링거부(1533)를 포함할 수 있다. 제1 슬링거부(1531)는 제2 리세스(1332)의 제2 리세스면(1332b)에 압입된다. 제2 슬링거부(1532)는 제1 슬링거부(1531)에 대하여 수직으로 배치되고, 제3 슬링거부(1533)는 제2 슬링거부(1532)에 대하여 수직이며 제1 슬링거부(1531)에 대하여 평행하게 배치된다.
일 실시예에 있어서, 실링부(1520)는, 제1 리세스(1331) 내에 위치하고 제1 리세스(1331)로부터 이격되는 제1 실링부(1521); 제2 리세스(1332) 내에 위치하고 제3 슬링거부(1533)에 평행하고 제2 리세스(1332)로부터 이격되는 제2 실링부(1522); 및 제2 리세스(1332) 내에서, 제1 슬링거부(1531), 제2 슬링거부(1532), 및 제3 슬링거부(1533)에 의해 형성되는 공간 내에 배치되는 제3 실링부(1523)를 포함할 수 있다.
제1 실링부(1521)는 프레임(1510)의 외륜 장착부(1511)와 플랜지부(1510)(즉, 제1 플랜지부(1512a))가 만나는 모서리로부터 외측 반경방향(OR)으로 연장하고 제1 리세스(1331)로부터 내측 반경방향(IR)으로 이격되어 배치된다. 제1 실링부(1521)는 내측 플랜지면(1320a)보다 외측 축방향(OA)에 배치된다. 제1 실링부(1521)는 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이로 유입되는 이물질을 1차적으로 차단하는 역할을 한다.
제2 실링부(1522)는 프레임(1510)의 플랜지부(1510)(즉, 제1 플랜지부(1512a)와 제2 플랜지부(1512b)가 만나는 부분)로부터 연장하고 제1 실링부(1521)의 내측 반경방향(IR)에 위치한다. 제2 실링부(1522)는 제2 리세스(1332)의 제1 리세스면(1332a)으로부터 이격되어 배치된다. 제2 실링부(1522)는 제1 실링부(1522)와 다른 방향으로 연장하여 제1 실링부(1521)와 함께 래비린스 구조를 형성하는 역할을 한다. 즉, 제1 실링부(1521)가 제1 리세스(1331) 내에서 외측 반경방향(OR)으로 연장하고 제2 실링부(1522)가 제2 리세스(1332) 내에서 외측 축방향(OA)으로 연장하도록 구성되므로, 제1 실링부(1521)와 제1 리세스(1331) 사이 및 제2 실링부(1522)와 제2 리세스(1332)의 제1 리세스면(1332a) 사이는 래비린스 구조의 유로를 형성한다. 따라서, 이러한 래비린스 구조로 인해, 제1 실링부(1521)와 제1 리세스(1331) 사이로 유입된 이물질이 외륜(1100)과 휠 허브(1300) 사이로 유입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그 결과, 휠 베어링 조립체(1000)의 밀봉 성능이 향상될 수 있다.
제3 실링부(1523)는 프레임(1510)의 플랜지부(1510)(즉, 제2 플랜지부(1512b))로부터 연장하고 제1 실링부(1521) 및 제2 실링부(1522)의 내측 반경방향(IR)에 위치한다. 일 실시예에 있어서, 제3 실링부(1523)는 외측 축방향(OA)으로 연장하고 제2 슬링거부(1532)에 접촉하는 복수의 제1 실링 립(1523a) 및 제1 실링 립(1523a)의 내측 반경방향(IR)에서 내측 축방향(IA)으로 연장하고 제1 슬링거부(1531)에 접촉하는 제2 실링 립(1523b)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 제1 실링 립(1523a)이 형성될 수 있다. 제1 실링 립(1523a)의 개수가 너무 많은 경우에, 제1 실링 립(1523a)과 슬링거(1530)의 마찰 저항이 커져서 외륜(1100)에 대한 휠 허브(1300)의 전체 회전 저항이 커지게 된다. 반대로, 제1 실링 립(1523a)의 개수가 너무 적은 경우에, 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이의 밀봉 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 제1 실링 립(1523a)의 개수는 차량의 제조사에서 요구하는 회전 저항 및 실링 성능을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 다른 예로서, 도 2에 도시된 바와 다르게, 제3 실링부(1523)는 제1 슬링거부(1531), 제2 슬링거부(1532), 및 제3 슬링거부(1533)에 의해 형성되는 공간 내에서 슬링거(1530)와 비접촉식으로 구성될 수 있다. 즉, 제3 실링부(1523)는 제1 슬링거부(1531) 또는 제2 슬링거부(1532)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
제2 실링 립(1523b)은 프레임(1510)의 플랜지부(1510)(즉, 제2 플랜지부(1512b))를 기준으로 제1 실링 립(1523a)과는 반대방향으로 연장하여 제1 슬링거부(1531)와 접촉하도록 구성된다. 다른 예로서, 제2 실링 립(1523b)은 슬링거(1530)에 비접촉식으로 구성될 수 있다. 이물질이 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이로 침투하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 또한, 외륜(1100)과 휠 허브(1300) 사이에 충진된 윤활제가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도 1에 치수를 표시하고 부분 확대도를 포함하는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 제2 슬링거부(1532)로부터 외측 축방향(OA)을 따른 제2 리세스(1332)의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(D)는 1mm보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 제2 슬링거부(1532)와 제2 리세스(1332)의 제1 리세스면(1332a) 사이에는 축방향 길이(D)만큼의 갭이 형성되므로, 이물질이 유입될 수 있는 경로가 이러한 갭에 의해 길어질 수 있다. 따라서, 리세스(1330)와 실링 장치(1500) 사이의 래비린스 효과가 극대화될 수 있다. 그 결과, 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이의 밀봉 성능이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 슬링거부(1532)로부터 외측 축방향(OA)을 따른 제2 리세스(1332)의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(D)는 하기의 수학식 1을 만족하도록 설정될 수 있다. 따라서, 차량의 휠이 가혹한 노면에서 운행될 때, 허브 플랜지(1320)가 변형됨에 따라 허브 플랜지(1320)에 크랙이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00002
여기서, A1은 내측 플랜지면(1320a)으로부터 외측 플랜지면(1320b)까지의 두께이다. B1은 내측 플랜지면(1320a)으로부터 외측 축방향(OA)을 따른 제2 리세스(1332)의 최대 깊이 지점까지의 길이이다.
이와 같이, 축방향 길이(D)가 수학식 1을 만족하도록 설정되는 경우에는, 이물질이 유입될 수 있는 경로가 축방향 길이(D)까지 길어질 수 있다. 따라서, 리세스(1330)와 실링 장치(1500) 사이의 래비린스 효과가 극대화될 수 있다. 그 결과, 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이의 밀봉 성능이 향상될 수 있다.
수학식 1은 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수도 있다.
[수학식 2]
Figure pat00003
여기서, C1은 제1 리세스(1331)와 제2 리세스(1332)를 연결하는 직선(L1)과 외측 플랜지면(1320b)과 돌출부(1322)가 만나는 지점을 지나고 직선(L1)에 평행한 직선(L2) 사이의 거리이다.
일 실시예에 있어서, C1은 아래의 수학식 3을 만족하도록 설정될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00004
도 5는 도 1에 도시된 실링부의 일부를 보인 부분 단면 사시도이다. 도 5에 있어서, 프레임(1510), 제1 실링부(1521), 제2 실링부(1522), 제3 실링부(1523)는 평면(P2)를 기준으로 절단하여 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 제1 실링부(1521)는 축(RA)을 지나고 지면에 평행한 수평면(P1)을 기준으로 상하 비대칭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 실링부(1521)는, 수평면(P1)을 기준으로 상측에는 부분적으로 형성되고, 수평면(P1)을 기준으로 하측에는 형성되지 않을 수 있다. 또한, 제1 실링부(1521)는, 수평면(P1)을 기준으로 상측에는 모두 형성되고, 수평면(P1)을 기준으로 하측에는 부분적으로 형성될 수 있다. 제1 실링부(1521)와 허브 플랜지(1320) 사이로 침투한 이물질은 제2 실링부(1522) 및 제3 실링부(1523)에 의해 외륜(1100)과 휠 허브(1300) 사이로 유입되지 않고 제1 실링부(1521)가 형성되지 않은 하측을 통해 이물질이 배출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 실링부(1521)가 형성되는 각도(α)는 축(RA)을 지나고 수평면(P1)에 수직인 수직면(P2)을 기준으로 ±30° 내지 ±160°의 범위로 설정될 수 있다. 각도(α)가 ±30°미만인 경우에는, 제1 실링부(1521)가 형성되는 부분이 너무 작아진다. 따라서, 수평면(P1)을 기준으로 상측에서 이물질이 제1 실링부(1521)와 허브 플랜지(1320) 사이로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 없다. 그 결과, 실링 장치(1500)의 시일 성능이 저하될 수 있다. 각도(α)가 ±160°를 초과하는 경우에는, 제1 실링부(1521)가 형성되는 부분이 너무 커진다. 따라서, 수평면(P1)을 기준으로 하측에서 이물질이 원활하게 배출되지 않는다. 배출되지 않는 이물질이 실링부(1520)를 마모시키거나 손상시킬 수 있어, 실링 장치(1500)의 내구성이 저하될 수 있다. 도 5에는 각도(α)의 범위가 반시계 방향으로 -30° 및 -160°로 도시되어 있지만, 각도(α)의 범위가 시계 방향으로 +30° 및 +160°로 이해될 수 있다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체(2000)는 외륜(1100); 내륜(1200); 휠 허브(2300); 복수의 전동체(1400); 및 실링 장치(1500)를 포함한다. 이 실시예에 따른 외륜(1100); 내륜(1200); 복수의 전동체(1400); 및 실링 장치(1500)는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예에 따른 휠 베어링 조립체(1000)의 외륜(1100); 내륜(1200); 복수의 전동체(1400); 및 실링 장치(1500)와 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 휠 허브(2300)에 대해서 상세하게 설명한다.
휠 허브(2300)는 원통부(2310) 및 허브 플랜지(2320)를 포함한다. 허브 플랜지(2320)는 외측 플랜지면(2320a)으로부터 외측 축방향(OA)으로 돌출하는 돌출부(2322)를 포함한다. 허브 플랜지(2320)에는 내측 플랜지면(2320a)으로부터 외측 축방향(OA)으로 오목한 리세스(2330)가 형성된다. 리세스(2330)는 제1 리세스(2331) 및 제2 리세스(2332)를 포함한다. 제2 리세스(2332)에는 제1 리세스(2331)로부터 오목한 곡면으로 이루어지는 제1 리세스면(2332a) 및 제1 리세스면(2332a)으로부터 편평한 평면으로 이루어지는 제2 리세스면(2332b)이 형성된다.
도 7은 도 6에 도시된 B부분을 확대하고 치수를 표시한 확대 단면도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 허브 플랜지(2320)는 휠 허브(2300)의 원통부(2310)에 평행한 제2 리세스(2332)의 리세스면(즉, 제2 리세스면(2332b))으로부터 외측 반경방향(OR)으로 연장하는 단차부(2340)를 포함한다. 슬링거(1530)가 리세스(2330)(즉, 제2 리세스(2332)) 내에 장착될 때, 단차부(2340)로 인하여, 슬링거(1530)가 제2 리세스(2332) 내에 용이하고 정확하게 배치될 수 있다. 따라서, 슬링거(1530)와 실링부(1520)(즉, 제3 실링부(1523))는 미리 결정된 마찰 저항을 가지도록 설치될 수 있다. 또한, 단차부(2340)는 슬링거(1530)의 제2 슬링거부(1532)와 맞닿아 슬링거(1530)가 외측 축방향(OA)으로 이동하는 것을 방지한다. 슬링거(1530)와 실링부(1520)(즉, 제3 실링부(1523))는 차량의 운행시 미리 결정된 마찰 저항을 유지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 리세스(2332)의 리세스면(즉, 제2 리세스면(2332b))으로부터 단차부(2340)까지의 반경방향 길이(F)는 단차부(2340)로부터 외측 축방향(OA)을 따른 제2 리세스(2332)의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(E)보다 짧게 설정될 수 있다. 반경방향 길이(F)가 축방향 길이(E)보다 길게 형성되는 경우에는, 제2 리세스(2332)와 슬링거(1530) 사이에 형성되는 공간이 감소될 수 있다. 따라서, 이물질이 유입될 수 있는 경로가 짧아지게 되어, 리세스(2330)와 실링 장치(1500) 사이의 래비린스 효과가 저하될 수 있다.
도 8은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체를 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 개시의 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체(3000)는 외륜(1100); 내륜(1200); 휠 허브(3300); 복수의 전동체(1400); 및 실링 장치(3500)를 포함한다. 이 실시예에 따른 외륜(1100); 내륜(1200); 및 복수의 전동체(1400)는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 따른 휠 베어링 조립체(1000, 2000)의 외륜(1100); 내륜(1200); 복수의 전동체(1400); 및 실링 장치(1500)와 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 휠 허브(3300) 및 실링 장치(3500)에 대해서 상세하게 설명한다.
도 9는 도 8에 도시된 C부분을 확대하고 치수가 표시된 확대 단면도이다.
휠 허브(3300)는 원통부(3310)와 허브 플랜지(3320)를 포함한다. 허브 플랜지(3310)는 외측 플랜지면(3320b)으로부터 외측 축방향(OA)으로 돌출하는 돌출부(3322)를 포함한다. 허브 플랜지(3320)에는 내측 플랜지면(3320a)으로부터 외측 축방향(OA) 및 외측 반경방향(OR)으로 오목한 리세스(3330)가 형성된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 리세스(3330)는 외륜(1100)의 외측 축방향(OA) 단부에 대향하는 제1 리세스(3331); 및 제1 리세스(3331)의 내측 반경방향(IR)에서 제1 리세스(3331)보다 외측 축방향(OA)으로 더 오목하게 형성되고, 슬링거(3530)가 장착되는 제2 리세스(3332)를 포함할 수 있다. 제2 리세스(3332)는 외측 반경방향(OR)에 위치하는 제1 리세스면(3332a); 내측 반경방향(IR)에 위치하는 제2 리세스면(3332b); 및 제1 리세스면(3332a)과 제2 리세스면(3332b) 사이에 위치하는 제3 리세스면(3332c)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지(3310)는 제2 리세스(3332)의 외측 반경방향(OR)에 위치하는 리세스면(즉, 제1 리세스면(3332a))으로부터 내측 반경방향(IR)으로 연장하는 걸림턱(3340)을 포함할 수 있다. 걸림턱(3340)은 슬링거(3530)가 제2 리세스(3332)에 장착된 이후에, 슬링거(3530)가 제2 리세스(3332)로부터 분리되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 슬링거(3530)가 제2 리세스(3332)에 장착된 상태에서 슬링거(3530)의 외경(R1)은 걸림턱(3340)의 내경(R2)보다 크게 설정될 수 있다. 따라서, 슬링거(3530)가 제2 리세스(3332)로부터 분리되는 것을 더욱 확실하게 억제하거나 방지할 수 있다.
도 10은 도 8에 도시된 실링 장치를 보인 부분 단면 사시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 실링 장치(3500)는 외륜(1100)의 외주면(1110)에 장착되는 프레임(3510); 프레임(3510)에 결합되고 허브 플랜지(3310)의 리세스(3330) 내에 위치하는 복수의 실링부(3520); 및 허브 플랜지(3310)의 리세스(3330) 내에 3개 이상의 내주면과 접촉하는 슬링거(3530)를 포함한다.
프레임(3510)은 금속 재질의 판재 또는 관재로 이루어지고 프레스 가공을 통해 제작될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 프레임(3510)은 외륜(1100)의 외주면(1110)에 장착되고 중공의 원통형상인 외륜 장착부(3511) 및 외륜 장착부(3511)로부터 내측 반경방향(IR)으로 연장하는 플랜지부(3512)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어, 플랜지부(3512)는 외륜(1100)의 외측 축방향(OA) 단부에 맞닿는 제1 플랜지부(3512a) 및 제1 플랜지부(3512a) 보다 외측 축방향(OA)에 위치하고 제1 플랜지부(3512a)에 평행한 제2 플랜지부(3512b)를 포함할 수 있다. 즉, 제2 플랜지부(3512b)는 외륜(1100)의 외측 축방향(OA) 단부로부터 외측 축방향(OA)으로 이격되어 있다. 제2 플랜지부(3512b)가 슬링거(3530)의 내측을 향하여 돌출하고 슬링거(3530)의 제3 슬링거부(3533)가 경사지도록 구성되므로, 제2 플랜지부(3512b)와 슬링거(3530) 사이는 래비린스 구조의 유로를 형성한다. 따라서, 이러한 래비린스 구조로 인해, 제1 실링부(3521)와 제1 리세스(3331) 사이로 유입된 이물질이 외륜(1100)과 휠 허브(3300) 사이로 유입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그 결과, 휠 베어링 조립체(3000)의 밀봉 성능이 향상될 수 있다.
실링부(3520)는 고무 재질로 이루어지고 프레임(3510)을 인서트로 하여 가류 성형(또는 가황 성형)을 통해 미리 결정된 형상을 가지도록 제작될 수 있다. 실링부(3520)는 외륜 장착부(3511)의 내측 축방향(IA) 단부로부터 내측 축방향으로 연장하는 서브 실링부(1520a)를 포함할 수 있다. 서브 실링부(3520a)는 외륜(1100)의 외주면(1110)에 접촉하도록 구성되어, 외륜(1100)의 외주면(1110)과 프레임(3510)의 외륜 장착부(3511) 사이에 물이나 이물질이 침투하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
슬링거(3530)는 허브 플랜지(3310)의 리세스(3330) 내에 장착되고 프레임(3510)과는 이격되도록 배치된다. 슬링거(3530)는 금속 재질의 판재 또는 관재로 이루어지고 프레스 가공을 통해 제작될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 슬링거(3530)는 제2 리세스(3332)의 내측 반경방향(IR)에 위치하는 리세스면(즉, 제2 리세스면(3332b))에 압입되는 제1 슬링거부(3531); 제1 슬링거부(3531)로부터 연장하고 제2 리세스(3332)의 외측 축방향(OA)에 위치하는 리세스면(즉, 제3 리세스면(3332c))에 접촉하는 제2 슬링거부(3532); 및 제2 슬링거부(3532)로부터 연장하고 걸림턱(3340)에 걸리는 외측 반경방향 단부(3533a)를 가지는 제3 슬링거부(3533)를 포함할 수 있다. 제2 슬링거부(3532)는 제1 슬링거부(3531)의 외측 축방향(OA) 단부로부터 제3 리세스면(3332c)까지 외측 반경방향(OR) 및 외측 축방향(OA)으로 경사지게 연장하는 경사부(3532a)와 경사부(3532a)로부터 외측 반경방향(OR)으로 연장하고 제3 리세스면(3332c)과 접촉하는 수직부(3532b)를 포함할 수 있다. 제3 슬링거부(3533)는 제2 슬링거부(3532)의 수직부(3532b)로부터 외측 반경방향(OR) 및 내측 축방향(IA)으로 경사지게 연장한다. 제3 슬링거부(3533)가 경사지게 형성되어 걸림턱(3340)에 걸리도록 구성되므로, 슬링거(3530)가 제2 리세스(3332)로부터 분리되는 것이 확실하게 억제되거나 방지될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 실링부(3520)는 제1 리세스(3331) 내에 위치하고 제1 리세스(3331)로부터 이격되는 제1 실링부(3521) 및 제2 리세스(3332) 내에 위치하고 슬링거(3530)에 접촉하는 제2 실링부(3522)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 실링부(3521)는 프레임(3510)으로부터 외측 반경방향(OR)으로 연장하는 제1 실링 립(3521a) 및 제1 실링 립(3521a)의 내측 반경방향(IR)에서 외측 축방향(OA)으로 연장하는 제2 실링 립(3521b)을 포함할 수 있다. 제1 실링 립(3521a)은 프레임(3510)의 외륜 장착부(3511)와 플랜지부(3512)(즉, 제1 플랜지부(3512a))가 만나는 모서리로부터 외측 반경방향(OR)으로 연장하고 제1 리세스(3331)로부터 내측 반경방향(IR)으로 이격되어 배치된다. 제1 실링 립(3521a)은 외륜(1100)과 허브 플랜지(1320) 사이로 유입되는 이물질을 1차적으로 차단하는 역할을 한다. 제2 실링 립(3521b)은 플랜지부(3512)(즉, 제1 플랜지부(3512a))로부터 외측 축방향(OA)으로 경사지게 연장하여 제1 리세스(3331)로부터 내측 축방향(IA)으로 이격되어 배치된다. 제2 실링 립(3521b)은 제1 실링 립(3521a)과 다른 방향으로 연장하여 제1 실링 립(3521a)과 함께 래비린스 구조를 형성하는 역할을 한다. 즉, 제1 실링 립(3521a)이 제1 리세스(3331) 내에서 외측 반경방향(OR)으로 연장하고 제2 실링 립(3521b)이 제1 리세스(3332) 내에서 외측 축방향(OA)으로 경사지게 연장하도록 구성되므로, 제1 실링 립(3521a)과 제1 리세스(3331) 사이 및 제2 실링 립(3521b)과 제1 리세스(3331) 사이는 래비린스 구조의 유로를 형성한다. 따라서, 이러한 래비린스 구조로 인해, 제1 실링 립(3521a)과 제1 리세스(3331) 사이로 유입된 이물질이 외륜(1100)과 휠 허브(3300) 사이로 유입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그 결과, 휠 베어링 조립체(3000)의 내구성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 실링부(3522)는 제2 슬링거부(3532)에 접촉하는 복수의 제1 실링 립(3522a) 및 제1 실링 립(3522a)의 내측 반경방향(IR)에서 내측 축방향(IA)으로 연장하고 제1 슬링거부(3531)에 접촉하는 제2 실링 립(3522b)을 포함할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 2개의 제1 실링 립(3522a)이 형성될 수 있다. 2개의 제1 실링 립(3522a) 중 하나는 제2 슬링거부(3532)의 수직부(3532b)에 접촉하고, 2개의 제1 실링 립(3522a) 중 나머지 하나는 제2 슬링거부(3532)의 경사부(3532a)에 접촉한다. 제1 실링 립(3522a)의 개수가 너무 많은 경우에, 제1 실링 립(3522a)과 슬링거(3530)의 마찰 저항이 커져서 외륜(1100)에 대한 휠 허브(3300)의 전체 회전 저항이 커지게 된다. 반대로, 제1 실링 립(3522a)의 개수가 너무 적은 경우에, 외륜(1100)과 허브 플랜지(3310) 사이의 밀봉 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 제1 실링 립(3522a)의 개수는 차량의 제조사에서 요구하는 회전 저항 및 실링 성능을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
제2 실링 립(3522b)은 프레임(3510)의 플랜지부(3512)(즉, 제2 플랜지부(3512b))를 기준으로 제1 실링 립(3522a)과는 반대방향으로 연장하여 제1 슬링거부(3531)와 접촉하도록 구성된다. 다른 예로서, 제2 실링 립(3522b)은 슬링거(3530)에 비접촉식으로 구성될 수 있다. 이물질이 외륜(1100)과 허브 플랜지(3310) 사이로 침투하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 또한, 외륜(1100)과 휠 허브(3300) 사이에 충진된 윤활제가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 실링부(3521)(즉, 제1 실링 립(3521a) 및 제2 실링 립(3521b))는 축(RA)을 지나고 지면에 평행한 수평면(P1)을 기준으로 상하 비대칭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 실링부(3521)는, 수평면(P1)을 기준으로 상측에는 부분적으로 형성되고, 수평면(P1)을 기준으로 하측에는 형성되지 않을 수 있다. 또한, 제1 실링부(3521)는, 수평면(P1)을 기준으로 상측에는 모두 형성되고, 수평면(P1)을 기준으로 하측에는 부분적으로 형성될 수 있다. 제1 실링부(3521)와 허브 플랜지(3310) 사이로 침투한 이물질은 제2 실링부(3522)에 의해 외륜(1100)과 휠 허브(3300) 사이로 유입되지 않고 제1 실링부(3521)가 형성되지 않은 하측을 통해 이물질이 배출될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
1000, 2000, 3000: 휠 베어링 조립체, 1100: 외륜, 1110: 외주면, 1120: 내측 실링 장치, 1200: 내륜, 1300: 휠 허브, 1310: 원통부, 1320: 허브 플랜지, 1320a: 내측 플랜지면, 1320b: 외측 플랜지면, 1321: 볼트 홀, 1322: 돌출부, 1330: 리세스, 1331: 제1 리세스, 1332: 제2 리세스, 1332a: 제1 리세스면, 1332b: 제2 리세스면, 1400: 복수의 전동체, 1410: 리테이너, 1500: 실링 장치, 1510: 프레임, 1511: 외륜 장착부, 1512: 플랜지부, 1512a: 제1 플랜지부, 1512b: 제2 플랜지부, 1520: 실링부, 1520a: 서브 실링부, 1521: 제1 실링부, 1522: 제2 실링부, 1523: 제3 실링부, 1523a: 제1 실링 립, 1523b: 제2 실링 립, 1530: 슬링거, 1531: 제1 슬링거부, 1532: 제2 슬링거부, 1533: 제3 슬링거부, 2300: 휠 허브, 2310: 원통부, 2320: 허브 플랜지, 2320a: 내측 플랜지면, 2320b: 외측 플랜지면, 2322: 돌출부, 2330: 리세스, 2331: 제1 리세스, 2332: 제2 리세스, 2332a: 제1 리세스면, 2332b: 제2 리세스면, 2340: 단차부, 3300: 휠 허브, 3310: 원통부, 3320: 허브 플랜지, 3320a: 내측 플랜지면, 3320b: 외측 플랜지면, 3330: 리세스, 3331: 제1 리세스, 3332: 제2 리세스, 3332a: 제1 리세스면, 3332b: 제2 리세스면, 3332c: 제3 리세스면, 3340: 걸림턱, 3322: 돌출부, 3500: 실링 장치, 3510: 프레임, 3511: 외륜 장착부, 3512: 플랜지부, 3512a: 제1 플랜지부, 3512b: 제2 플랜지부, 3520: 실링부, 3520a: 서브 실링부, 3521: 제1 실링부, 3521a: 제1 실링 립, 3521b: 제2 실링 립, 3522: 제2 실링부, 3522a: 제1 실링 립, 3522b: 제2 실링 립, 3530: 슬링거, 3531: 제1 슬링거부, 3532: 제2 슬링거부, 3532a: 경사부, 3532b: 수직부, 3533: 제3 슬링거부, 3533a: 단부

Claims (21)

  1. 차량의 현가장치에 결합되는 외륜;
    축을 중심으로 상기 외륜에 대하여 상대 회전하는 내륜;
    상기 내륜이 결합되는 원통부, 및 상기 원통부로부터 외측 반경방향으로 연장하고 내측 플랜지면과 외측 플랜지면을 가지는 허브 플랜지를 포함하는 휠 허브;
    상기 외륜과 상기 원통부 사이 및 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 배치되는 복수의 전동체; 및
    상기 외륜과 상기 허브 플랜지 사이에 배치되는 실링 장치
    를 포함하고,
    상기 허브 플랜지에는 상기 내측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 오목한 리세스가 형성되고,
    상기 실링 장치는,
    상기 외륜의 외주면에 장착되는 프레임;
    상기 프레임에 결합되고 상기 허브 플랜지의 리세스 내에 위치하는 복수의 실링부; 및
    상기 허브 플랜지의 리세스 내에 장착되는 슬링거
    를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리세스는,
    상기 외륜의 외측 축방향 단부에 대향하는 제1 리세스; 및
    상기 제1 리세스의 내측 반경방향에서 상기 제1 리세스보다 외측 축방향으로 더 오목하게 형성되고, 상기 슬링거가 장착되는 제2 리세스
    를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬링거는,
    상기 제2 리세스의 내측에 압입되는 제1 슬링거부;
    상기 제1 슬링거부의 외측 반경방향 단부로부터 외측 반경방향으로 연장하는 제2 슬링거부; 및
    상기 제2 슬링거부의 외측 반경방향 단부로부터 내측 축방향으로 연장하는 제3 슬링거부
    를 포함하는 휠 베어링 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실링부는,
    상기 제1 리세스 내에 위치하고 상기 제1 리세스로부터 이격되는 제1 실링부;
    상기 제2 리세스 내에 위치하고 상기 제3 슬링거부에 평행하고 상기 제2 리세스로부터 이격되는 제2 실링부; 및
    상기 제2 리세스 내에서 상기 제1 슬링거부, 상기 제2 슬링거부, 및 제3 슬링거부에 의해 형성되는 공간 내에 배치되는 제3 실링부
    를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 실링부는,
    외측 축방향으로 연장하고 상기 제2 슬링거부에 접촉하는 복수의 제1 실링 립; 및
    상기 제1 실링 립의 내측 반경방향에서 내측 축방향으로 연장하고 상기 제1 슬링거부에 접촉하는 제2 실링 립
    을 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 슬링거부로부터 상기 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(D)는 1mm보다 크게 설정되는, 휠 베어링 조립체.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 슬링거부로부터 외측 축방향을 따른 상기 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(D)는 하기의 수학식 1을 만족하도록 설정되고:
    [수학식 1]
    Figure pat00005
    ,
    여기서, 상기 A1은 상기 내측 플랜지면으로부터 상기 외측 플랜지면까지의 두께이고, 상기 B1은 내측 플랜지면으로부터 외측 축방향을 따른 상기 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이인, 휠 베어링 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실링부는 상기 축을 지나고 지면에 평행한 수평면을 기준으로 상하 비대칭으로 형성되는, 휠 베어링 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 실링부가 형성되는 각도는 상기 축을 지나고 상기 수평면에 수직인 수직면을 기준으로 ±30° 내지 ±160°의 범위로 설정되는, 휠 베어링 조립체.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는 상기 휠 허브의 상기 원통부에 평행한 상기 제2 리세스의 리세스면으로부터 외측 반경방향으로 연장하는 단차부를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 리세스의 리세스면으로부터 상기 단차부까지의 반경방향 길이(F)는 상기 단차부로부터 상기 제2 리세스의 최대 깊이 지점까지의 축방향 길이(E)보다 짧게 설정되는, 휠 베어링 조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는 상기 외측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 돌출하는 돌출부를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  13. 차량의 현가장치에 결합되는 외륜;
    축을 중심으로 상기 외륜에 대하여 상대 회전하는 내륜;
    상기 내륜이 결합되는 원통부, 및 상기 원통부로부터 외측 반경방향으로 연장하고 내측 플랜지면과 외측 플랜지면을 가지는 허브 플랜지를 포함하는 휠 허브;
    상기 외륜과 상기 원통부 사이 및 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 배치되는 복수의 전동체; 및
    상기 외륜과 상기 허브 플랜지 사이에 배치되는 실링 장치
    를 포함하고,
    상기 허브 플랜지에는 상기 내측 플랜지면으로부터 외측 축방향 및 외측 반경방향으로 오목한 리세스가 형성되고,
    상기 실링 장치는,
    상기 외륜의 외주면에 장착되는 프레임;
    상기 프레임에 결합되고 상기 허브 플랜지의 리세스 내에 위치하는 복수의 실링부; 및
    상기 허브 플랜지의 리세스 내에 3개 이상의 내주면과 접촉하는 슬링거
    를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 리세스는,
    상기 외륜의 외측 축방향 단부에 대향하는 제1 리세스; 및
    상기 제1 리세스의 내측 반경방향에서 상기 제1 리세스보다 외측 축방향으로 더 오목하게 형성되고, 상기 슬링거가 장착되는 제2 리세스
    를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는 제2 리세스의 외측 반경방향에 위치하는 리세스면으로부터 내측 반경방향으로 연장하는 걸림턱을 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 슬링거가 상기 제2 리세스에 장착된 상태에서 상기 슬링거의 외경은 상기 걸림턱의 내경보다 크게 설정되는, 휠 베어링 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 슬링거는,
    상기 제2 리세스의 내측 반경방향에 위치하는 리세스면에 압입되는 제1 슬링거부;
    상기 제1 슬링거부로부터 연장하고 상기 제2 리세스의 외측 축방향에 위치하는 리세스면에 접촉하는 제2 슬링거부; 및
    제2 슬링거부로부터 연장하고 상기 걸림턱에 걸리는 외측 반경방향 단부를 가지는 제3 슬링거부
    를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 실링부는,
    상기 제1 리세스 내에 위치하고 상기 제1 리세스로부터 이격되는 제1 실링부; 및
    상기 제2 리세스 내에 위치하고 상기 슬링거에 접촉하는 제2 실링부
    를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 실링부는,
    상기 프레임으로부터 외측 반경방향으로 연장하는 제1 실링 립; 및
    상기 제1 실링 립의 내측 반경방향에서 외측 축방향으로 연장하는 제2 실링 립
    을 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 실링부는,
    상기 제2 슬링거부에 접촉하는 복수의 제1 실링 립; 및
    상기 제1 실링 립의 내측 반경방향에서 내측 축방향으로 연장하고 상기 제1 슬링거부에 접촉하는 제2 실링 립
    을 포함하는, 휠 베어링 조립체.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는 상기 외측 플랜지면으로부터 외측 축방향으로 돌출하는 돌출부를 포함하는, 휠 베어링 조립체.
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