KR20170043918A - 휠 베어링 - Google Patents

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KR20170043918A
KR20170043918A KR1020150143586A KR20150143586A KR20170043918A KR 20170043918 A KR20170043918 A KR 20170043918A KR 1020150143586 A KR1020150143586 A KR 1020150143586A KR 20150143586 A KR20150143586 A KR 20150143586A KR 20170043918 A KR20170043918 A KR 20170043918A
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윤효중
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Abstract

휠 베어링이 개시된다. 휠 허브에 장착된 슬링거 및 상기 슬링거를 상기 휠 허브에 고정시키도록 상기 슬링거에 결합된 고정부재를 포함하여, 슬링거의 휠 허브에 대한 장착 안정성을 향상시켜 휠 베어링의 씰링 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

휠 베어링{Wheel bearing}
본 발명은 휠 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬링거(Slinger)의 안정된 장착을 통한 베어링 내부로의 이물질 침입을 효과적으로 방지하도록 한 휠 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 베어링은 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고, 축의 자중과 함께 축에 걸리는 하중을 지탱하며, 축이 원활하게 회전할 수 있도록 지지하는 기계요소로서, 베어링과 축이 접촉하는 상태에 따라 미끄럼 베어링과 구름 베어링으로 분류됨과 더불어 하중을 지지하는 방향에 따라 레이디얼 베어링과 스러스트 베어링으로 분류된다.
상기 구름베어링은 회전하는 축을 볼 혹은 롤러와 같은 전동체를 사용하여 지지하는 것으로, 롤러의 형상에 따라 원통형 롤러 베어링과 테이퍼 롤러 베어링 및 니들 베어링 등이 있다.
차량에 사용되는 휠 베어링은 상기와 같은 베어링의 일종으로서 차량의 휠에 장착되어 휠과 차량의 하중을 지지하고, 구동축의 힘을 전달받아 회전저항을 최소화하여 휠에 전달하는 역할을 하며, 차량의 회전시에 발생되는 차축의 충격과 차량의 상하 바운싱 시에 발생되는 충격을 지탱하는 역할을 한다.
도 1에는 종래 기술에 따른 휠 베어링의 구조가 일부 절개된 상태로 단면도로 도시되어 있는 바, 외륜(10)과 휠 허브(20), 휠 허브(20)와 외륜(10) 사이의 베어링 공간에 삽입된 다수의 전동체(30), 및 베어링 공간을 밀봉하는 슬링거(40)와 씨일(50)을 각각 포함한다.
외륜(10)은 도시되지 않은 차체나 너클에 연결되어 고정되고, 휠 허브(20)를 반경방향 내측에 끼워서 지지하는 역할을 한다.
휠 허브(20)는 반경방향으로 확장된 플랜지(22)를 포함하고, 플랜지(22)를 관통하는 도시되지 않은 허브 볼트는 차륜(휠)에 체결되어, 휠을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.
전동체(30)는 볼 형상을 하고서 원주방향을 따라 다수개로 배치됨과 더불어 축방향을 따라 단열 혹은 복열로 배치되어, 외륜(10)과 휠 허브(20) 사이에 상대 회전이 이루어질 수 있도록 한다.
외륜(10)에 대한 휠 허브(20)의 원활한 상대 회전을 위해 형성된 상기 베어링 공간으로 수분과 같은 이물질의 침입을 방지하기 위해, 베어링 공간의 입구를 형성하는 휠 허브(20)의 외주면에 슬링거(40)가 장착되고, 씨일(50)은 휠 허브(20)의 외주면과 대향하는 외륜(10)의 축방향 선단부 및 외주면에 장착된다.
그런데 상기와 같은 종래의 휠 베어링 씰링 구조에 있어서, 휠 베어링에 하중이 가해지면, 슬링거(40)가 초기에 장착된 제위치를 유지하지 못하고 축방향 및/또는 반경방향으로 이동해서 베어링 공간의 입구를 적절히 차단하지 못하여, 외부 이물질이 베어링 공간의 입구를 통해 내부로 유입되어서 베어링의 성능이 저하될 우려가 있었다.
본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 휠 허브에 슬링거를 보다 강건하게 장착하여 슬링거가 외부 하중을 받아도 제위치를 이탈하지 않고 지속적으로 안정된 장착 자세를 유지할 수 있도록 함으로써, 휠 베어링의 내부로 외부 이물질의 침입을 확실하게 방지할 수 있고, 또한 휠 베어링 내부의 윤활유 유출을 효과적으로 방지하여, 휠 베어링의 내구성 향상 및 수명 연장을 도모할 수 있는 휠 베어링을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은, 휠 허브에 장착된 슬링거; 및 상기 슬링거를 상기 휠 허브에 고정시키도록 상기 슬링거에 결합된 고정부재를 포함할 수 있다.
상기 슬링거와 상기 고정부재는 링 형상으로 형성될 수 있다.
상기 고정부재는 하나 이상의 고정돌기를 포함하고; 상기 휠 허브는 상기 하나 이상의 고정돌기가 삽입되어 결합되는 고정홈을 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 고정돌기는 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 고정부재는 블록 형상으로 형성되어 하나 이상의 개수로 상기 슬링거에 결합될 수 있다.
상기 슬링거는 링 형상으로 형성되고; 상기 하나 이상의 고정부재는 상기 링 형상의 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 하나 이상의 고정부재는 각각 고정돌기를 포함하고; 상기 휠 허브는 상기 고정돌기가 삽입되어 결합되는 고정홈을 포함할 수 있다.
상기 휠 허브는 외륜에 끼워져 상대 회전 가능하게 결합되고; 상기 휠 허브와 상기 외륜 사이에는 반경방향 및 축방향으로 연장된 베어링 공간이 형성되며; 상기 휠 허브는 베어링 공간의 입구를 형성하는 플랜지와, 이 플랜지로부터 연장된 원통부를 각각 포함하고; 상기 슬링거는 상기 플랜지와 원통부에 장착될 수 있다.
상기 외륜에는 상기 슬링거와 대향하고, 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 씨일부재가 장착될 수 있다.
상기 슬링거는 상기 휠 허브의 플랜지에 밀착되고 반경방향으로 연장된 제1연장부와, 상기 휠 허브의 원통부의 외주면이 압입되어 결합되고 축방향으로 연장된 제2연장부, 상기 제1연장부와 상기 제2연장부를 연결하고 축방향 및 반경방향으로 경사진 경사부, 및 상기 제1연장부의 반경방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 연장되어 상기 베어링 공간의 입구의 일부를 차단하는 차단부를 각각 포함하고; 상기 고정부재는 상기 슬링거의 경사부와 제2연장부에 밀착되는 다각 형상의 고정바디와, 이 고정바디로부터 반경방향 내측으로 돌출하는 상기 고정돌기를 각각 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 고정돌기는 상기 슬링거의 제2연장부에 형성된 관통홀을 통해 삽입되어 돌출할 수 있다.
상기 베어링 공간에는 상기 외륜에 대한 상기 휠 허브의 상대 회전이 이루어지도록 다수개의 전동체가 삽입될 수 있다.
상기 씨일부재는 상기 외륜에 장착되는 지지부재와, 이 지지부재에 고정되게 부착된 씨일을 포함하고; 상기 지지부재는 상기 외륜의 외주면이 압입되는 원통부와, 상기 원통부의 축방향 외측 선단부로부터 반경방향 내측으로 다단으로 절곡되어 연장되게 형성된 지지부를 각각 포함하고; 상기 씨일은 상기 원통부와 지지부에 각각 접착되는 루트와, 상기 루트로부터 각각 축방향 외측으로 연장되어 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 제1,2밀봉립, 및 상기 루트로부터 반경방향 내측으로 연장되어 상기 슬링거의 제2연장부에 밀착하는 제3밀봉립을 각각 포함하며; 상기 제1밀봉립은 상기 슬링거의 차단부보다 반경방향 외측으로 더 돌출하여 축방향 내측으로 연장되게 형성되어, 상기 차단부와 함께 상기 베어링 공간의 입구를 차단하도록 오버랩되게 배치되며, 상기 제2밀봉립은 상기 슬링거의 제1연장부에 밀착하도록 형성될 수 있다.
상기 고정부재는 강화 플라스틱으로 제작될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링에 의하면, 슬링거에 고정부재가 장착되고, 고정부재는 슬링거의 내주면을 관통하여 돌출하는 고정돌기를 각각 포함하며, 휠 허브에는 고정돌기가 삽입되어 결합되는 고정홈이 형성되어, 슬링거가 휠 허브의 외주면에 끼워져 결합되면, 고정부재의 고정돌기가 휠 허브의 고정홈에 각각 삽입되어 결합됨으로써, 슬링거와 휠 허브 사이의 강제 압입 결합력 이외에도 고정부재의 고정돌기와 휠 허브의 고정홈의 상호 결합 구조에 의해, 슬링거가 휠 허브의 외주면에 안정되게 장착된 자세를 지속적으로 유지할 수 있으므로, 휠 베어링 내부로의 이물질 침입을 슬링거를 통해 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 슬링거가 안정된 장착 자세를 지속으로 유지함에 따라 슬링거에 밀착하는 씨일부재의 씰링 성능도 향상되어, 외부 이물질 침입으로 인한 휠 베어링의 성능 저하를 예방할 수 있다.
이와 더불어 휠 베어링에 외부 하중이 작용하여도 고정부재의 고정돌기와 휠 허브의 고정홈의 상호 구속에 의해 슬링거의 유동을 방지해서 휠 베어링의 이물질 침입 방지성능을 향상시킬 수 있고, 이로 인한 휠 베어링의 성능 향상과 수명 연장을 도모할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 휠 베어링의 일부 절개 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슬링거와 고정부재의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 일부 절개 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은 외륜(110)과 휠 허브(120), 휠 허브(120)와 외륜(110) 사이에 형성된 베어링 공간에 삽입되어 설치된 다수개의 전동체(130), 및 상기 베어링 공간의 입구를 막아서 밀봉하는 슬링거(140)와 씨일부재(150)를 각각 포함할 수 있다.
휠 허브(120)는 원통부(122)를 포함하고, 외륜(110)은 휠 허브(120)의 원통부(122)의 외경보다 크게 형성되어, 휠 허브(120)의 원통부(122)를 축방향 내측에 끼워서 지지한다.
외륜(110)은 차체나 너클에 연결되어 고정되고, 휠 허브(120)는 외륜(110)에 끼워져서 다수개의 전동체(130)를 매개로 외륜(110)에 대해 상대 회전 가능하게 지지된다.
휠 허브(120)는 원통부(122)로부터 반경방향 외측으로 확장된 플랜지(124)를 포함하고, 플랜지(124)를 관통하는 도시되지 않은 허브 볼트는 차륜에 체결되어, 차륜을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.
다수개의 전동체(130)는 볼 형상을 하고서 원주방향을 따라 다수개로 배치됨과 더불어 축방향을 따라 단열 혹은 복열로 배치되어, 외륜(110)과 휠 허브(120) 사이에 상대 회전이 이루어질 수 있도록 한다.
외륜(110)에 대한 휠 허브(120)의 원활한 상대 회전을 위해 외륜(110)과 휠 허브(120) 사이에는 축방향 및 반경방향으로 연장된 베어링 공간이 형성되고, 상기 베어링 공간을 통한 수분과 같은 이물질의 침입을 방지하기 위해 슬링거(140)와 씨일부재(150)가 상기 베어링 공간(160)의 입구를 밀봉하도록 장착된다.
즉 휠 허브(120)의 플랜지(124)와 이에 대향하는 외륜(110)의 축방향 외측 끝단면(112) 사이에 베어링 공간(160)의 입구가 형성되고, 슬링거(140)는 베어링 공간(160)의 입구를 형성하는 휠 허브(120)의 플랜지(124)와 이에 연속된 원통부(122)에 장착되어, 베어링 공간(160)의 입구의 일부를 차단하게 되며, 씨일부재(150)도 외륜(110)의 끝단면(112)에 장착되어, 베어링 공간(160)의 입구의 나머지 부분을 차단하게 된다.
슬링거(140)는 대체로 링 형상으로 형성되고, 금속 재질로 형성될 수 있다.
슬링거(140)는 휠 허브(120)의 플랜지(124)에 밀착되고 반경방향으로 연장된 제1연장부(142)와, 휠 허브(120)의 원통부(122)의 외주면이 압입되어 결합되고 축방향으로 연장된 제2연장부(144), 제1연장부와 제2연장부를 연결하고 축방향 및 반경방향으로 경사진 경사부(146), 및 제1연장부(142)의 반경방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 연장되어 베어링 공간(160)의 입구의 일부를 차단하는 차단부(148)를 각각 포함할 수 있다.
슬링거(140)에는 고정부재(170)가 결합될 수 있다. 고정부재(170)는 링 형상으로 형성될 수 있다.
고정부재(170)는 슬링거(140)의 경사부(146)와 제2연장부(144)에 밀착되는 대체로 다각 형상의 고정바디(172)와, 이 고정바디(172)로부터 반경방향 내측으로 돌출하는 고정돌기(174)를 각각 포함할 수 있다.
고정돌기(174)는 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 하나 이상으로 형성될 수 있다.
도면에 도시하지 않았지만, 고정부재는 링 형상이 아닌 블록 형상으로 형성될 수 있고, 하나 이상의 고정부재가 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치된 상태에서 슬링거(140)에 결합될 수 있다.
고정부재(170)는 슬링거(140)와 다른 재질, 예를 들면 강화 플라스틱을 제작될 수 있다.
고정부재(170)의 고정돌기(174)가 관통하도록 슬링거(140)의 제2연장부(144)에는 관통홀이 형성될 수 있다.
고정돌기(174)는 슬링거(140)의 관통홀을 통해 삽입되어 슬링거(140)로부터 반경방향 내측으로 돌출하도록 충분한 길이를 가질 수 있다.
휠 허브(120)의 원통부(122)에는 하나 이상의 고정홈(126)이 고정돌기(174)의 개수에 상응하여 형성될 수 있다.
고정홈(126)은 원통부(122)의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 파여지게 형성될 수 있다. 고정돌기(174)와 고정홈(126)은 서로 형합하는 형상으로 다양하게 형성될 수 있다.
씨일부재(150)는 적절한 강성을 가진 지지부재(152)와, 이 지지부재(152)에 고정되게 부착된 씨일을 각각 포함한다.
지지부재(152)는 외륜(110)의 외주면이 압입되는 원통부(152a)와, 이 원통부(152a)의 축방향 외측 선단부로부터 반경방향 내측으로 다단으로 절곡되어 연장되게 형성된 지지부(152b)를 각각 포함한다.
상기 씨일은 원통부(152a)와 지지부(152b)에 각각 접착되는 루트(154a)와, 루트(154a)로부터 각각 축방향 외측으로 연장되어 베어링 공간(160)의 입구를 차단하는 제1,2밀봉립(154b, 154c), 및 루트(154a)로부터 반경방향 내측으로 연장되어 슬링거(140)의 제2연장부(144)에 밀착하는 제3밀봉립(154d)을 각각 포함한다.
제1밀봉립(154b)은 슬링거(140)의 차단부(148)보다 반경방향 외측으로 더 돌출하여 축방향 내측으로 연장되게 형성되어, 차단부(148)와 함께 베어링 공간(160)의 입구를 차단하도록 오버랩되게 배치되며, 제2밀봉립(154c)은 슬링거(140)의 제1연장부(142)에 밀착하도록 형성된다.
상기 제1밀봉립(154b)과 제2밀봉립(154c)은 각각 베어링 공간(160)으로의 이물질 침입을 차단하는 역할을 주로 하는 반면에 제3밀봉립(154d)은 베어링 공간(160)의 내부에 충진된 윤활유의 외부 누출을 차단하는 역할을 주로 한다.
상기와 같이, 슬링거(140)에 고정부재(170)가 결합된 상태로 슬링거(140)가 휠 허브의 외주면에 끼워져 결합되면, 고정부재(170)의 하나 이상의 고정돌기(174)가 휠 허브의 고정홈(126)에 각각 삽입되어 결합됨으로써, 슬링거(140)와 휠 허브(120) 사이의 강제 압입 결합력 이외에도 고정돌기(174)와 고정홈(126)의 상호 결합 구조에 의해, 슬링거(140)가 휠 허브(120)의 외주면에 안정되게 장착된 자세를 지속적으로 유지할 수 있으므로, 휠 베어링 내부로의 이물질 침입을 슬링거(140)를 통해 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 슬링거(140)가 안정된 장착 자세를 지속으로 유지함에 따라 슬링거(140)에 밀착하는 씨일부재(150)의 씰링 성능도 향상되어, 외부 이물질 침입으로 인한 휠 베어링의 성능 저하를 예방할 수 있다.
이와 더불어 휠 베어링에 외부 하중이 작용하여도 고정부재(170)의 고정돌기(174)와 휠 허브(120)의 고정홈(126)의 상호 구속에 의해 슬링거(140)의 유동이 방지되어 휠 베어링의 이물질 침입 방지성능을 향상시킬 수 있고, 이로 인한 휠 베어링의 성능 향상과 수명 연장을 도모할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
110: 외륜
120: 휠 허브
126: 고정홈
130: 전동체
140: 슬링거
150: 씨일부재
160: 베어링 공간
170: 고정부재
172: 고정바디
174: 고정돌기

Claims (14)

  1. 휠 허브에 장착된 슬링거; 및
    상기 슬링거를 상기 휠 허브에 고정시키도록 상기 슬링거에 결합된 고정부재;
    를 포함하는 휠 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬링거와 상기 고정부재는 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정부재는 하나 이상의 고정돌기를 포함하고;
    상기 휠 허브는 상기 하나 이상의 고정돌기가 삽입되어 결합되는 고정홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 고정돌기는 상기 링 형상의 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재는 블록 형상으로 형성되어 하나 이상의 개수로 상기 슬링거에 결합된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬링거는 링 형상으로 형성되고;
    상기 하나 이상의 고정부재는 상기 링 형상의 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 고정부재는 각각 고정돌기를 포함하고;
    상기 휠 허브는 상기 고정돌기가 삽입되어 결합되는 고정홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  8. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 휠 허브는 외륜에 끼워져 상대 회전 가능하게 결합되고;
    상기 휠 허브와 상기 외륜 사이에는 반경방향 및 축방향으로 연장된 베어링 공간이 형성되며;
    상기 휠 허브는 베어링 공간의 입구를 형성하는 플랜지와, 이 플랜지로부터 연장된 원통부를 각각 포함하고;
    상기 슬링거는 상기 플랜지와 원통부에 장착된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외륜에는 상기 슬링거와 대향하고, 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 씨일부재가 장착된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 슬링거는 상기 휠 허브의 플랜지에 밀착되고 반경방향으로 연장된 제1연장부와, 상기 휠 허브의 원통부의 외주면이 압입되어 결합되고 축방향으로 연장된 제2연장부, 상기 제1연장부와 상기 제2연장부를 연결하고 축방향 및 반경방향으로 경사진 경사부, 및 상기 제1연장부의 반경방향 외측 선단부로부터 축방향 내측으로 연장되어 상기 베어링 공간의 입구의 일부를 차단하는 차단부를 각각 포함하고;
    상기 고정부재는 상기 슬링거의 경사부와 제2연장부에 밀착되는 다각 형상의 고정바디를 포함하며;
    상기 고정돌기는 상기 고정바디로부터 반경방향 내측으로 돌출하도록 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고정돌기는 상기 슬링거의 제2연장부에 형성된 관통홀을 통해 삽입되어 돌출하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 베어링 공간에는 상기 외륜에 대한 상기 휠 허브의 상대 회전이 이루어지도록 다수개의 전동체가 삽입되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 씨일부재는 상기 외륜에 장착되는 지지부재와, 이 지지부재에 고정되게 부착된 씨일을 포함하고;
    상기 지지부재는 상기 외륜의 외주면이 압입되는 원통부와, 상기 원통부의 축방향 외측 선단부로부터 반경방향 내측으로 다단으로 절곡되어 연장되게 형성된 지지부를 각각 포함하고;
    상기 씨일은 상기 원통부와 지지부에 각각 접착되는 루트와, 상기 루트로부터 각각 축방향 외측으로 연장되어 상기 베어링 공간의 입구를 차단하는 제1,2밀봉립, 및 상기 루트로부터 반경방향 내측으로 연장되어 상기 슬링거의 제2연장부에 밀착하는 제3밀봉립을 각각 포함하며;
    상기 제1밀봉립은 상기 슬링거의 차단부보다 반경방향 외측으로 더 돌출하여 축방향 내측으로 연장되게 형성되어, 상기 차단부와 함께 상기 베어링 공간의 입구를 차단하도록 오버랩되게 배치되며, 상기 제2밀봉립은 상기 슬링거의 제1연장부에 밀착하도록 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재는 강화 플라스틱으로 제작된 것을 특징으로 하는 휠 베어링.

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