KR100476803B1 - 휠허브베어링장치및브레이크연결배치 - Google Patents

Abstract

자동차의 휠 허브 베어링 장치 및 브레이크 배치에 있어서, 베어링은 브레이크부재의 방사상 플랜지(12)에 고정하며 이와 함께 고정되어 회전하는 회전 방사상 플랜지(11)를 형성한다. 브레이크 플랜지(12)는 베어링 플랜지(11)의 동일 방사상 평면에 위치되고 원주부분에 직접 고정된다. 성형 또는 스플라인형 연결부(13, 14)는 비 회전방식으로 상기 플랜지(11, 12)에 결합한다. 상기 허브 베어링 플랜지들(11, 12)은 축방향의 내측면에서 방사상으로 돌출하는 걸림수단(15, 135)을 구비하여 브레이크 플랜지(12)에 대해 축방향의 내면 접촉상태를 제공하게 된다. 브레이크 플랜지(12)는 휠림(wheel rim)에 의해 축방향의 외측운동이 제한된다.

Description

휠허브 베어링 장치 및 브레이크 연결배치

본 발명은 자동차 휠허브의 브레이크 연결배치 또는 허브 베어링 장치에 관한 것이다.

공지의 자동차 휠허브의 베어링 부분은 디스크 또는 드럼 브레이크에 고정적으로 연결되어 브레이크로 부터 휠에 제동 토크를 전달하게 된다.

일반적으로 알려진 바와 같이, 휠(wheel)은 허브 또는 허브 베어링 플랜지에 대해 브레이크 로터를 고정하는데 사용되는 것이다. 휠림, 브레이크 플랜지 및 베어링 플랜지는 휠과 베어링 플랜지 사이에 브레이크 플랜지를 삽입할 수 있도록 축방향으로 중첩 설치 된다. 이러한 세 개의 부재는 고정 휠볼트에 의해 소정의 결함토크로 고정 된다.

볼트의 결합력은 브레이크 플랜지상의 휠림 및 베어링 플랜지 상의 휠림의 중앙 부분에 축방향의 압축력을 발생하게 한다. 이러한 결합은 휠림의 중앙부분의 다수의 흠집과 같은 기하학적 결합으로 인하여, 볼트 결합이 브레이크 표면 및 베어링 레이스의 변형을 발생하게 되는 문제점을 갖는다.

또다른 문제점은 브레이크/베어링 결합에 있어서 반지름 방향의 중앙부 틈새에 기인한다. 플랜지의 평면상 결함은 상기 결합볼트상의 브레이크 표면의 변형을 발생하게 된다.

다른 공지기술에 따르면, 이와 같은 연결 장치는 스냅링 또는 나사식 연결부를 사용하여 브레이크 로터를 교체하는 것을 가능하게 한다. WO 93/24761 에 기술된 바와 같은 다른 실시예에 따르면, 브레이크 디스크와 베어링에 대해 축방향의 휠 캐리어사이에 쉐핑연결부(shaping connection)를 사용하게 되고, 반면 다른 실시예에는 토크 전달용의 영구적인 결함을 제공한다.

현재, 자동차 산업에 있어서, 자동차 사용의 증가 및 연료소비의 감소를 위하여 구성부품 및 시스템의 무게를 감소시키고자 하는 요구가 증대하고 있다. 이러한 것은 브레이크 로터의 작동정확성 및 작동조건에서 비틀림에 대한 민감성에 대한 요구가 현저하게 증가시킬수 있는 브레이크 시스템을 제공한다. 이점에 있어서, 조립된 상태에서 브레이크 로터의 비틀림 뿐만 아니라 휠이 앞서 설명한 바와 같은 정상의 토크로 휠볼트로 조여져 설치될 경우, 고온의 온도조건에서 브레이크 표면의 비틀림이 매우 중요하다.

본 발명의 주요 목적은 브레이크 허브 플랜지에 향상된 브레이크 연결장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 특별한 목적은 자동차 브레이크 디스크의 수명이 차므로 인하여 교체로인한 수리시 용이하게 브레이크 로터(특히 브레이크 디스크)의 교체를 허용하는 수리 가능한 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 시스템의 무게를 감소시킬 수 있는 향상된 연결장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 휠볼트의 결합이 베어링레이스 및 브레이크 표면에 역작용을 일으키지 않는 베어링과 브레이크 사이의 향상된 연결장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 고온으로 인한 브레이크 로터의 비틀림을 현저하게 감소시키는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 감소된 축방향 벌크(bulk)를 갖는 브레이크와 베어링 사이의 커플링 배치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 선행 기술에 비해 전 축방향의 벌크가 감소할지라도 두께가 얇아져, 비평면림에 대해 결합에 의해 발생되는 변형을 일으키지 않는 커플링 배치를 제공하는데 있다.

청구된 바와 같은 본 발명의 목적에 따라서, 이러한 목적은 베어링이 브레이크의 방사상 플랜지에 고정하도록 회전 방사상 플랜지를 형성하고, 이와 함께 고정되어 회전하는 형식의 자동차의 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치에 있어서, 상기 브레이크 플랜지는 상기 베어링허브 장치 플랜지의 동일한 방사상 평면에 위치되고, 상기 브레이크 플랜지는 상기 베어링허브 장치플랜지의 원주부분에 직접 고정되고; 상기 플랜지를 비회전 방식으로 커플링으로 연결하고; 상기 허브 베어링 플랜지는 축방향 내측면에서 방사상으로 돌출하는 걸림단을 구비하여 상기 브레이크 플랜지에 대해 축방향으로의 내면 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 본 발명에 의해 달성된다. 상기 브레이크 플랜지는 휠림에 의해 축방향으로의 외측운동이 제한된다.

본 발명의 다른 목적에 따라서, 상기 브레이크 플랜지는 상기 플랜지 상에 형성된 구멍에 의해 축방향의 외측운동이 제한되어 상기 브레이크 플랜지를 상기 걸림단에대해 유지 가능하게 된다.

본 발명의 또다른 목적에 따라서, 상기 브레이크 플랜지는 상기 브레이크 플랜지에 결합된 탄성 유연수단에 의해 축방향으로의 외측운동이 제한되고, 상기 탄성 유연수단은 축방향의 외측면에 인접하는 베어링 허브 플랜지에 형성된 홈부에 결합되는 스냅에 설치되어, 상기 브레이크 플랜지를 상기 걸림단에 대해 유지가능하게 된다.

주어진 실시예에 의해 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 용이하게 이해할수 있도록 다수의 바람직한 실시예를 설명할 것이고, 도면을 통하여 동일 부재는 동일한 참조번호를 갖는다.

도 1a 및 도 1b 를 참조하면, 롤링베어링의 외측레이스(10)에는 방사상 베어링 플랜지(11)를 형성한다. 자동차 브레이크는 드럼형식(도 1a, 1b) 또는 디스크형식(도 2)으로 될 수 있고, 브레이크 플랜지(12)를 형성한다.

본 발명에 따라서, 베어링 또는 허브플랜지(11)는 거의 동일한 방사상 평면에서 브레이크 플랜지에 고정된다. 제동토크는 연결장치, 바람직하게는, 각각 플랜지(11)의 내경 및 외측으로 형성된 축방향의 스플라인(13, 14)를 포함한 스플라인형 연결장치에 의해 브레이크로 부터 허브로 전달된다.

베어링 플랜지(11)는 플랜지의 축방향 내측면으로 부터, 예를 들어 자동차의 내면상에 방사상으로 돌출하는 걸림단(15)을 형성한다. 상기 걸림단(15)은 상기 브레이크 부재가 외측으로 부터 축방향으로 압입될 수 있도록 축방향의 내면 조정 수단을 제공한다.

브레이크 부재는 휠(16)(외측에서)을 결합하므로써 걸림단에 대해 축방향으로 고정되고 베어링 또는 허브플랜지에 일반적인 볼트(17)와 같은 고정수단에 의해 분리 가능한 방식으로 플랜지에 형성된 개구구멍(18)따라 삽입되어 브레이크 부재를 고정하게 된다. 휠(16)은 브레이크 부재 플랜지(12)의 방사상 표면(19), 축방향 외측면에 대향하는 휠림(21)에서 축방향으로 구속된다. 도 1a 및 1b는 본 발명의 원리를 제공하는 일반적인 휠(16a, 16b)의 두개의 다른 종류를 도시한다.

스플라인(13, 14)는 플랜지(11, 12)의 전 둘레에 걸쳐 연속적으로 또는 일부분에만 불연속적으로 설치될 수 있다. 스플라인은 베어링 또는 허브 플랜지 상에 브로치가공 또는 기계가공 되어 롤형으로 될 수 있고 다양한 각도에 따라 형성될 수 있다.

변형된 실시예에서(비도시됨), 2개의 플랜지(11, 12)의 원주부에 축방향의 곡선상 홈부를 설치하므로써 동일한 형상의 커플링 배치로 대체될 수 있고, 이에 의해 핀 또는 다른 분리 가능한 고정부재(비도시됨)가 삽입되어 2개의 플랜지를 원주방향으로 고정하여 토크 전달을 확실히 하게 되는 장치를 고정한다.

도 4 및 도 5 는 다른 변형된 실시예를 도시하고, 여기서 토크를 전달하게 되는 스플라인형 연결부(13, 14)가 각각 방사상으로 돌출하는 걸림단(15) 및 브레이크 플랜지(12)의 축방향의 내측 방사상 표면에 형성되어 있다.

또한, 도 1 및 도 4 를 참조하면, 본 발명의 배치는 바람직 하게는 브레이크 플랜지(12)의 축방향의 방사상으로 외측 표면(19)이 조금 편심되게 허브 플랜지(11)의 외측 표면(19)으로부터 축방향으로 돌출하게 한다. 이에따라, 브레이크 플랜지(12)의 외측표면(19)이 휠림(21)에서 휠(16)과 접촉할 수 있고 휠 고정볼트(17)를 조여 브레이크 부재를 축방향으로 효과적으로 고정할 수 있다.

도 6 을 참조하면, 브레이크 플랜지(12)가 앞서 설명한 형상에 비해 박편으로 도 1 은 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 다른 변형에 따라, 바람직 하게는 탄성적으로 유연한(예를들어 스프링강으로 제조됨) 환형상 탄성 이격 삽입부(22)가 휠림(21)에서 휠과 브레이크 플랜지(12)의 외측면(20) 사이에 축방향으로 개재되어 볼트(17)의 결합시 휠에 의한 고정작용을 효과적으로 할 수 있다. 삽입부(22)의 축방향 치수는 브레이크에 전달되어 지는 휠의 축방향 트러스트에 따라 적당하게 설정되어 볼트(17)을 조여 고정하게 된다. 바람직한 실시예에서, 삽입부의 축방향 외표면(23)은 브레이크 부재를 효과적으로 고정하기 위하여 베어링 플랜지(11)의 외측표면(20)으로 부터 조금 편심되게 축방향으로 돌출하게 마련하게 된다.

도 7 및 도 8 을 참조하면, 볼 발명의 다른 실시예에서, 휠(16)은 앞서 설명한 바와 같은 브레이크 부재의 결합작용을 제공하지 않는다. 다른 변형예에서, 환형상의 별개의 탄성 유연 삽입부(24)는 핀(33)(또는, 다른 적당한 고정수단에 의해)에 의해 브레이크 부재 플랜지(12)의 축방향의 외측 방사상 표면(19)에 고정된다. 삽입부(24)에는 축방향 외측면에 인접하는 허브플랜지(11) 또는 베어링에 형성된 대응 원주상의 그루우브(26)내에 조립되는 스냅에 설치된 다수의 유연 부가물(25)를 설치한다. 이러한 배치에 따라, 삽입부(24)를 갖는 브레이크 부재는 내측 걸림단(15)에 대하여 축방향의 외측으로 부터 브레이크 부재를 간단히 가암하므로써 허브 플랜지에 용이하게 설치될 수 있다. 삽입부(24)는 브레이크를 외측으로 이동하는 것을 방지하도록 그루우브와 상호 작용하는 정지 부재로써 작용한다.

도 9 를 참조하면, 원뿔형 스플라인 커플링(135, 145)을 플랜지(11, 12)의 정면 원주부분에 설치한 본 발명의 다른 변형된 형태를 도시한다. 이러한 배치에서, 스플라인은 자동차의 외측을 향하여 덮는 축방향의 원뿔표면상에 위치한다. 이러한 특별한 실시예에서, 이전에 설명한 변형예의 다른 방사상으로 돌출하는 림(15)을 제공하여 브레이크의 축방향 운동을 내측으로 정지하는 내측 걸림단으로써 작용한다. 도 6 에서 이미 설명한 바와 같이, 도 9 의 실시예에서도 또한, 환형상의 탄성 유연 이격 삽입부(22)는 바람직하게는 휠림(21)에서 휠 및 브레이크 플랜지(12)의 외측면(19) 사이에서 축방향으로 개재하여 휠 고정볼트(17)가 조여질 경우 브레이크를 내측으로 가압하여 휠에 의한 결합작용을 확실히 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 휠림이 브레이크를 축방향으로 정지하는데 사용하지 않는 것이 도 10 에 도시되어 있다. 또한 여기서, 베어링 또는 허브 플랜지(11)는 거의 동일한 방사상 평면에서 브레이크 플랜지(12)에 원주 방향으로 고정된다. 제동 토크는 스플라인 연결부를 통하여 브레이크 부재로부터 허브로 전달된다; 베어링 플랜지는 플랜지의 축방향 내측면으로 부터 방사상으로 돌출하는 걸림단(15)를 형성하고, 상기 걸림단은 브레이크 부재가 외측으로 부터 축방향으로 가압되어질 수 있는 축방향의 내측 조정 수단으로써 작용하게 된다.

휠(16)은 설치하기에 앞서, 브레이크 부재(12)의 축방향의 록킹은 이의 원주상 모서리부에 인접하는 허브 플랜지(11)의 축방향의 외측정면(20)의 임의의 구멍에 의해 달성된다. 이와 같은 구멍의 작용은 허브 플랜지의 원주부(28)를 형성하여, 이에 의해 베어링에 대하여 브레이크의 축방향의 변위를 방지하게 된다. 이에 따라, 분할 구멍이 사용될 수 있다.

도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 구멍의 작용을 브레이크 또는 베어링 플랜지에 일정하게 실행 될 수 있다. 도 11 의 또 다른 실시예에서, 구멍은 이의 원주방향의 모서리에 인접하는 브레이크 플랜지(12)의 축방향의 내면(29)에 형성된다. 브레이크 플랜지의 내부 만입부(27)에서 구멍은 브레이크 플랜지(12)의 원주부(28)를 형성하고, 또한 베어링에 대하여 브레이크의 축방향 변위를 방지하게 된다.

구멍의 작용은 허브베어링 및 브레이크 플랜지의 축방향의 내측면 또는 외측면을 따라 일정하게 실행되고, 거의 동일한 작용상의 이점을 얻을 수 있다. 브레이크 부재는 허브베어링 플랜지로 부터 외력에 의하여 분리될 수 있고 원래의 위치로 부터 각도적으로 편위되는 다양한 위치에서 새로운 구멍을 형성하여 다시 거기에 고정된다.

휠은 브레이크 부재에 의하지 않고 베어링 플랜지에 직접 결합된다. 베어링 플랜지 및 브레이크 플랜지는 측면 접촉없이 거의 동일한 방사상 평면에 위치하게 되므로, 베어링 플랜지는 이전 기술에 비해 박편으로 되고 더욱 견고하게 되며, 전체적인 벌크는 동일하다. 따라서, 불완전한 평면상 림에 결합시 발생하는 브레이크 표면의 변형은 최소로 된다.

본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명이 Ⅱ 및 Ⅲ의 플랜지형 베어링의 적용에 특히 적합하다는 것을 역시 알 수 있을 것이다.

마지막으로, 본 발명의 실시예는 또한 브레이크 플랜지가 가격면에서 효과적이며, 종래 기술에 비해 소형으로 되어, 또한 무게의 감소를 가져오게 된다.

지금까지 본 발명의 특정 실시예를 설명하였으나, 이와 같은 설명은 단지 본 발명의 목적으로만 이해될 것이고, 이에 의해 본 발명이 제한 되지는 않는다. 또한 기술분야에서 통상의 지식을 가진자들에게 앞서 설명한 실시예에 의하여 다양한 변형예이 가능함을 명백히 알 수 있다.

특히, 베어링 허브 플랜지를 브레이크 플랜지에 다양하게 유지하게 위한 다수의 부품이 다른 균등한 방식으로 제공될 수 있다.

도 1a, 1b 및 도 2 는 다양한 종류의 브레이크 및 휠이 설치된 본 발명의 배치에 따른 제 1 실시예를 도시하는 부분적인 축방향으로의 단면도.

도 3 은 도 2 의 화살표 A를 따른 부분적인 개략 정면도.

도 4 및 도 5 는 각각 제 2 실시예의 부분적인 축방향으로의 단면도 및 정면도.

도 6 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부분적인 축방향으로의 단면도.

도 7 은 제 4 실시예에 따른 부분적인 축방향으로의 단면도.

도 8 은 도 7 의 확대 상세도.

도 9, 도 10 및 도 11 은 본 발명에 따른 배치의 세가지 실시예를 도시하는 부분적인 축방향으로의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 외측레이스 11 : 허브플랜지

12 : 브레이크 플랜지 13, 14 : 스플라인

15 : 걸림단 16 : 휠

17 : 볼트 18 : 구멍

19 : 외측방사상표면 20 : 외측정면

21 : 휠림(wheel rim) 22, 24 : 삽입부

26 : 그루우브 27 : 브레이크 플랜지 내부 만입부

28 : 원주부 135, 145 : 커플링

Claims (13)

1. 베어링이 브레이크의 방사상 플랜지에 고정하도록 회전 방사상 플랜지를 형성하고, 이와함께 고정되어 회전하는 형식의 자동차의 휠 허브 베어링장치 및 브레이크 배치에 있어서,

   a) 상기 브레이크 플랜지(12)는 상기 베어링 허브 장치 플랜지(11)와 동일한 방사상 평면에 위치되고;

   b) 상기 브레이크 플랜지(12)는 상기 베어링 허브 장치 플랜지(11)의 원주부분에 직접 고정되고;

   c) 연결부(13, 14)는 상기 플랜지들(11, 12)을 비회전식(non-rotatable)으로 결합하고;

   d) 상기 허브 베어링 플랜지(11)는 상기 브레이크 플랜지(12)에 대해 축방향으로의 내면조정이 가능 하도록 축방향 내측면에서 방사상으로 돌출하는 걸림단 수단(15, 135)을 구비하며;

   e) 상기 브레이크 플랜지(12)는 휠림(wheel rim)에 의해 축방향으로의 외측운동이 제한되는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 플랜지(12)의 축방향의 외측면, 방사상면은 상기 브레이크 플랜지(12)가 상기 걸림단 수단(15, 135)에 접촉할 경우 상기 허브 베어링 플랜지(11)의 외측면(20)으로부터 축방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
3. 제 1 항에 있어서, 환형상의 탄성 이격 삽입부(22)가 상기 휠과 상기 브레이크 플랜지(12)의 축방향 외측면(20)사이에 축방향으로 개재되는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
4. 제 3 항에 있어서, 사기 환형상의 이격 삽입부(22)는 탄성 유연체인 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 삽입부(22)는 상기 브레이크 플랜지(12)가 상기 걸림단 수단(15, 135)에 접촉시 상기 베어링 플랜지(11)의 축방향 외측표면(20)으로 부터 축방향으로 돌출하는 축방향 외측표면을 갖는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부는 축방향 연결부인 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 축방향 연결부는 분할형 연결부인 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부가 방사상 분할형 연결부인 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 방사상 분할형 연결부가 상기 방사상으로 돌출하는 걸림단(15)에 형성되는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부가 원추형 분할 연결부이고, 상기 스플라인은 자동차의 외측방향으로 밀폐하는 축방향의 원추표면에 설치되는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 원추의 스플라인형 연결부의 방사상의 내측 스플라인이 상기 걸림단 수단(135)을 형성하는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 플랜지(12)는 상기 플랜지들(11, 12)중 어느 하나에 형성된 구멍에 의해 축방향으로의 외측운동이 제한되어 상기 걸림단 수단(15)에 대해 상기 브레이크 플랜지(12)를 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 플랜지(12)는 상기 브레이크 플랜지에 결합되는 탄성 유연수단(24, 25)에 의해 축방향으로의 외측운동이 제한되고, 상기 탄성유연수단(24, 25)은 축방향 외측면에 인접하는 상기 베어링 허브 플랜지(11)에 형성된 홈부(26)내에 결합되는 스냅에 설치되어 상기 걸림단 수단(15)에 대해 상기 브레이크 플랜지(12)를 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 휠허브 베어링 장치 및 브레이크 배치.