KR100701533B1 - 차량용 휠 엔드 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 구동축이 아닌 비구동축 부분에 설치되는 차량용 휠 엔드 어셈블리의 구성을 단순화함과 아울러 베어링의 수명을 증대시킬 수 있는 차량용 휠 엔드 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명의 차량용 휠 엔드 어셈블리는 허브와 베어링이 결합 장착되는 휠 베어링 어셈블리와, 상기 휠 베어링 어셈블리의 일측에 설치되는 브레이크 어셈블리와, 그 몸체의 내측에 나사산이 형성된 캐리어와, 그 일측에 머리(H)부분이 형성되고, 그 타측에 나사산(3a)이 형성된 스핀들과, 상기 스핀들의 타측에 형성된 나사산(3a)과 결합되는 너트로 이루어지고, 상기 스핀들은 순차적으로 베어링 어셈블리, 브레이크 어셈블리 및 캐리어를 삽설하여 너트로 체결하는 것을 특징으로 한다.

허브, 베어링, 스핀들

Description

차량용 휠 엔드 어셈블리{Wheel End Assembly for Vehicle}

도1은 본 발명에 따른 차량용 휠 엔드 어셈블리의 체결장치를 도시한 조립 단면도,

도2는 도1의 분해도,

도3은 일반적인 차량용 휠 엔드 어셈블리의 체결장치를 도시한 조립 단면도,

도4는 도3의 분해도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊

1: 휠 베어링 2: 베어링 어셈블리

3, 5: 나사산 4: 스핀들

6: 캐리어 7: 너트

W: 와셔 H: 머리부

F, F': 볼간거리 B: 브레이크 어셈블리

본 발명은 차량용 휠 엔드 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 구동축이 아닌 비구동축 부분에 설치되는 휠 베어링 장치의 구성을 단순화함과 아울러 베어링의 수명을 증대시킬 수 있는 차량용 휠 엔드 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 휠 엔드 어셈블리에는 차륜의 원활한 회전을 위해 휠 베어링 어셈블리가 장착되어 있을 뿐만 아니라 상기 차륜에는 스트러트 어셈블리 등과 같은 차량용 현가 장치가 연결 설치되어 있게 된다. 즉, 상기 현가 장치가 차량의 바디에 고정된 상태에서 상기 현가 장치에 휠 엔드 어셈블리 및 차륜이 설치되어 차량의 주행 안정성을 유지하고, 충격 흡수하도록 되어 있다.

종래, 차량의 휠 엔드 어셈블리는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 스트러트 어셈블리(미도시됨)가 연결되는 캐리어(51)와, 타이어가 장착된 휠(미도시됨)이 결합되는 허브(57)와 베어링(55)이 조립된 휠 베어링 어셈블리(58)와, 상기 캐리어(51)와 휠 베어링 어셈블리(58)을 결합하기 위한 스핀들(54)과 너트(59) 및 와셔(60)와, 상기 휠 베어링 어셈블리(58)와 캐리어(51)의 사이에 개재되는 브레이크 어셈블리(B)로 구성되어 있다.
상기 캐리어(51)는 일측에 스트러트 어셈블리가 체결되는 결합부(50a)와 중앙부에는 상기 스핀들(54)가 관통하여 설치되는 몸체(50b)가 형성되어 있다.
상기 휠 베어링 어셈블리(58)는 타이어가 장착된 휠(미도시됨)을 결합하기 허브 볼트(56)가 삽설된 허브(57)와 베어링의 상기 허브(57)의 내측에 설치되는 볼간 거리가 F인 베어링(55)으로 구성되어 있다.
또한, 상기 스핀들(54)은 그 일단에 형성된 프랜지(52)와, 상기 프랜지(52)로부터 소정거리에 고주파 열처리된 베어링 지지부(53)와, 그 타단에는 너트(59)를 체결하기 위한 나사산과 너트의 풀림을 방지하기 위한 키홈(61)이 형성되어 있다. 상기 풀림을 방지하는 방법으로는 너트((59)를 코킹하는 것이 한 예로 사용되고 있다.
상기 휠 엔드 어셈블리의 조립에 대하여 설명하면, 상기 스핀들(54)을 차량의 내측방향에서 외측방향으로 캐리어(51)의 몸체(50b)와 휠 베어링 어셈블리(58)와 와셔(60)의 순으로 관통시켜 너트(59)에 의해 체결하고, 상기 캐리어(51)의 결합부(50a)에 스트러트 어셈블리(미도시됨)를 설치하고, 상기 휠 베어링 어셈블리(58)의 허브 볼트(56)에 타이어가 장착된 휠(미도시됨)을 체결하게 되면 휠 엔드 어셈블리가 완성된다.
상기 휠 엔드 어셈블리는 자동차의 차체와 샤시에 설치되어 조립이 완료되면, 차량의 주행 안정성을 유지하고, 충격 흡수하여 승차감을 증대시키는 역할을 하게 된다.
여기에서, 상기 휠 베어링 어셈블리(58)의 베어링(55)은 결과적으로 베어링 지지부(53)에 상기 베어링(55)의 내륜이 압입 설치되고, 또한, 허브(57)의 내측에 상기 베어링(55)의 외륜이 압입 설치되어, 차량이 구동하게 되면, 타이어가 체결된 상기 허브(57)가 회전하게 되고, 따라서 상기 베어링(55)의 외륜이 회전하게 된다. 또한, 차량의 하중은 상기 베어링(55)을 통하여 스핀들(54)에 인가된다.
한편, 휠 베어링 어셈블리(58)를 탈거하기 위해서는 조립한 순서와 반대로 실행하며, 우선, 타이어가 장착된 휠과 스트러트 어셈블리를 휠 엔드 어셈블리에서 제거하고, 코킹된 너트(59)를 분해하고, 베어링(55)의 내륜에 압입되어 있는 스핀들(54)을 이탈시키면 된다.

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그러나, 상기 바와 같이 휠 엔드 어셈블리를 조립 및 구성할 때 차량 내측에서 스핀들을 삽입시킴과 아울러 차량 외측에서 너트와 와셔를 체결하고 코킹하여 고정 결합시키게 되면, 상기 휠 엔드 어셈블리를 분해/조립하기가 어렵게 되고 정비 시 너트의 재사용이 불가능하고 스핀들의 나사 부분이 파손되는 문제점이 있다.

즉, 상기 코킹된 너트를 강제로 분해시키다가 스핀들의 나사 부분이 파손되면 캐리어와 스핀들을 한꺼번에 교체해야 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 휠 엔드 어셈블리의 구성이 복잡하게 되어 중량이 불필요하게 많 이 나가게 되는 문제가 있을 뿐만 아니라 스핀들에 키홈을 가공하고 고주파 열처리를 하는데 따른 원가 상승의 문제점이 있다.

또한, 상기 너트와 와셔를 사용하게 됨으로써 휠 베어링 어셈블리의 폭이 그 만큼 제한되고, 이로 인해 베어링의 볼간 거리를 크게 하지 못하게 됨으로써 베어링의 내구 수명을 향상시키기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휠 엔드 어셈블리의 구성을 단순화하여 중량 감소 및 원가 절감을 이룸과 아울러 베어링의 내구 수명을 증대시키고 면압을 개선하며 분해 및 조립 성능이 향상된 차량용 휠 엔드 어셈블리를 제공함에 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 캐리어의 내측에 제3나사산을 형성시키고, 그 일측에 머리부(H), 그 중앙에는 제2나사산(3) 및 그 타측에도 제1나사산(3a)이 형성된 스핀들을 순차적으로 휠 베어링 어셈블리, 브레이크 어셈블리 및 캐리어에 삽설하여, 상기 캐리어에 형성된 제3나사산과 상기 스핀들의 외주에 형성된 제2나사산과 나사결합되도록 회전시켜 스핀들의 끝단에 형성된 제1나사산(3a)이 너트에 체결되는 것을 특징으로 하는 휠 엔드 어셈블리를 제공한다.

(실시예)

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 차량용 휠 베어링 장치를 도시한 조립 단면 도와 분해도이다.

본 발명의 휠 엔드 어셈블리는 허브(57)와 베어링(1)이 결합되는 휠 베어링 어셈블리(2)와, 상기 휠 베어링 어셈블리(2)의 일측에 설치되는 브레이크 어셈블리(B)와, 차량의 현가장치(도시 않음)가 설치되는 캐리어(6)와, 상기 캐리어(6)와 상기 휠 베어링 어셈블리(2)를 관통하여 와셔(W)를 삽입하고 너트(7)로 체결되는 스핀들(4)로 구성된 휠 엔드 어셈블리에 있어서, 상기 캐리어(6)는 그 내측에 제3나사산(5)이 형성되고, 상기 스핀들(4)은 그 일측에 머리부(H), 그 중앙에는 제2나사산(3) 및 그 타측에는 제1나사산(3a)이 형성되며, 상기 스핀들(4)을 차량(도시 않음)의 외부에서 내부 방향으로 휠 베어링 어셈블리(2)와 브레이크 어셈블리(B)에 삽설하여, 상기 스핀들(4)의 제2나사산(3)과 상기 캐리어(6)에 형성된 제3나사산(5)을 나사결합시키고, 상기 스핀들(4)에 형성된 제1나사산(3a)은 너트(7)에 체결되며, 상기 와셔(W)를 제거하여 베어링(1)의 볼간 거리(F')가 종래의 베어링(55)의 볼간 거리(F)보다 길어지는 것을 특징으로 하고 있다.

종래의 스핀들(54) 일단의 플랜지(52)가 종래의 캐리어(51)와 접촉하는 부분에서 스핀들(54)의 타단까지의 거리를 설계상 변경할 수 없기 때문에 종래의 스핀들(54)에서 본 발명의 스핀들(4)로 변경한 조립방법을 선택할 경우 종래의 와셔(60)의 폭의 길이만큼 본 발명의 베어링(1)의 볼간 거리(F' 〉 F)가 길어지게 되는 것이다.

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또한, 브레이크 어셈블리(B)를 지지하도록 상기 캐리어(6)에 돌출부(8)가 형성되어 있다.

특히, 상기 스핀들(4)과 캐리어(6)가 제2나사산(3) 및 제3나사산(5)에 의해 나사 결합되어 있는 상태에서, 너트(7)가 제1나사산(3a)에 나사 결합되어 있기 때문에 2중으로 나사 결합이 되어 너트(7)가 풀리지 않게 된다. 또한, 상기 스핀들(4)의 종단과 너트(7)에 구멍을 형성하고 핀(미 도시)등을 결합시키면 보다 안전하게 결합되게 된다.

상기 스핀들(4)과 캐리어(6)의 나사 결합 위치는 상기 브레이크 어셈블리(B) 및 휠 베어링 어셈블리(2)가 견고하게 결합되는 위치가 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 베어링의 작용을 설명하면, 작업자가 비구동축을 조립하게 위해서는 상기 허브(57)의 내주면에 볼간 거리가 F'로 길어진 베어링(1)을 압입하게 된다.

베어링(1)이 허브(57)에 압입된 휠 베어링 어셈블리(2)에 대하여, 차량 외부측에서 스핀들(4)을 삽입시켜 베어링(1)에 의해 회전을 자재하도록 함과 아울러 상기 스핀들(4)의 제2나사산(3)이 휠 베어링 어셈블리(2)의 외부로 노출된 상태에서 여기에 브레이크 어셈블리(B)를 끼우고 캐리어(6)를 나사 결합시키게 된다.

상기 캐리어(6)가 제2나사산(3)과 제3나사산(5)에 의해 나사 결합되면, 휠 베어링 어셈블리(2) 및 브레이크 어셈블리(B)가 고정되는 바, 이 상태에서 상기 캐리어(6)의 배면에서 너트(7)를 스핀들(4)의 종단에 형성된 제1나사산(3a)과 나사 결합시키게 된다.

스핀들(4)의 종단에 형성된 제1나사산(3a)이 너트(7)와 나사 결합되면 결과적으로 휠 베어링 어셈블리(2), 캐리어(6), 브레이크 어셈블리(B), 스핀들(4)이 일체가 되는 바, 상기 스핀들(4)을 차량 외부에서 결합시킴과 더불어 종래 너트(59)와 와셔(60)가 점유하는 공간을 감소시켜 베어링(1)의 폭을 증가시킬 수 있는 것이다.

상기 베어링(1)의 볼간 거리 F'가 증대되면 스핀들(4)에 걸리는 면압이 보다 균일하게 넓은 면적으로 분산됨으로써, 스핀들(4)에 걸리는 집중 하중등을 감소시킬 수 있게 된다. 이로 인해 스핀들(4)과 베어링(1)이 접촉되는 부분을 고주파 열처리하지 않아도 될 뿐만 아니라 베어링(1)의 수명이 대폭 연장되는 것이다.

또한, 상기 스핀들(4)이 중량이 종래에 비해 대폭 감소하게 됨으로써, 비구동륜 전체의 중량이 감소되어 차량 중량을 감소시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 휠 베어링 어셈블리(2), 캐리어(6), 스핀들(4)등이 결합된 비구동륜 장착 차량이 주행 후 정비 또는 분해 조립 등이 필요할 경우에는 상기 캐리어(6)의 배면에서 너트(7)를 쉽게 풀은 후 스핀들(4)을 회전시키면 캐리어(6)와 나사 결합된 스핀들(4)이 용이하게 분해된다.

스핀들(4)이 분해되면 휠 베어링 어셈블리(2)와 브레이크 어셈블리 (B)도 분해 가능하게 됨으로써, 용이하게 비구동륜의 분해/조립/수리가 이루어지게 된다.

즉, 종래에는 비구동륜을 분해하기 위해서는 코킹된 너트(59)를 풀어야 하는 바, 상기 너트(59)를 풀 때 강제로 이를 풀어야 하기 때문에 너트(59) 또는 스핀들(54)이 파손될 위험이 있는 것을 개선하게 된 것이다.

비구동륜의 휠 엔드 어셈블리 조립/수리 등이 완료되면 다시 분해의 역순으로 조립을 하게 되는 바, 상기 조립 후 캐리어(6)와 스핀들(4)이 나사 결합되어 있고, 스핀들(4)의 종단이 너트(7)에 의해 나사 결합되어 있기 때문에 2중 결합으로 견고하게 결합되어 풀리지 않게 된다.

이와 같이 본원발명은 비구동륜에 설치된 휠 베어링 어셈블리의 구성을 단순화함과 아울러 스핀들을 차량의 외측에서 내측으로 삽입이 가능하여 조립 및 분해가 쉬워지고, 제거된 와셔의 폭만큼 베어링의 볼간 거리의 증대로 베어링의 수명을 향상시킬 수 있으며, 또한, 스핀들과 캐리어를 나사 결합하고 이를 다시 너트로 고정하여 2중 나사 결합에 의해 고정시킴으로써, 종래의 코킹 등과 같이 너트 또는 스핀들에 변형을 가하는 별도의 나사 풀림 방지 구조를 채용하지 않고도 풀림을 방지할 수 있고, 스핀들에 키홈을 가공하고 고주파 열처리하는 공정이 불필요하여 원가절감과 생산성 향상의 효과가 있다.

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Claims (5)

1. 허브(57)에 베어링(1)이 장착되는 휠 베어링 어셈블리(2)와,

   상기 휠 베어링 어셈블리(2)의 일측에 설치되는 브레이크 어셈블리(B)와,

   몸체(5)의 일측에 상기 브레이크 어셈블리(B)를 지지할 수 있도록 돌출부(8)가 형성되고, 상기 돌출부(8)와 상기 몸체(50)의 내측에 각각 제3나사산(5)이 형성되는 캐리어(6)와,

   일측에 머리(H)부분이 일체로 형성되며 타측에 제1나사산(3a)이 형성되고, 상기 머리(H)부분과 상기 제1나사산(3a) 사이에 제2나사산(3)을 형성하여 상기 제2나사산(3)이 상기 캐리어(6)의 몸체(50)와 상기 돌출부(8)에 각각 형성된 제3나사산(5)과 상호 체결되는 스핀들(4)과,

   상기 스핀들(4)의 타측에 형성된 제1나사산(3a)과 결합되는 너트(7)로 이루어지고,

   상기 스핀들(4)을 순차적으로 휠 베어링 어셈블리(2)와 브레이크 어셈블리(B)에 삽설하고 제2나사산(3)을 상기 제3나사산(5)에 체결하여 스핀들(4)을 캐리어(6)에 삽설한 후 상기 제1나사산(3a)을 너트(7)로 체결하여 스핀들(4)을 캐리어(6)에 결합시키는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 엔드 어셈블리의 체결장치.
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