KR101089868B1 - 앵귤러 콘택트 볼 베어링 형 휠 베어링 유니트 - Google Patents

앵귤러 콘택트 볼 베어링 형 휠 베어링 유니트 Download PDF

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하인리히 호프만
다리우스 드루가이
옌스 하임
다비드 일게르트
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파그 쿠겔피셔 아게 & 씨오. 오에이치쥐
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Abstract

휠 베어링 유니트는 4-열 앵귤러 콘택트 볼 베어링 형태로 구성된다.

Description

앵귤러 콘택트 볼 베어링 형 휠 베어링 유니트{WHEEL BEARING UNIT EMBODIED AS AN ANGULAR CONTACT BALL BEARING}
본 발명은 휠 베어링 유니트의 중심축 주위로 회전하는 적어도 2 개의 제1열들의 볼들(ball)과 그리고 2개의 제1열에 병렬로 배열된 적어도 2 개의 제2열들의 볼들을 가진 앵귤러 콘택트 볼 베어링 형 휠 베어링 유니트에 관한 것으로 여기서 제1열 및 제2열로 이루어진 각각 하나의 제1쌍은 하나의 제1열 및 하나의 제2열로 이루어진 제2쌍에 대하여 밀려지게 배치된다.
GB 206, 606에는 이러한 휠 베어링 유니트가 개시된다. 이러한 휠 베어링 유니트는 특히 차량에 휠 베어링을 장착 할 때에 현대 차량의 요구사항으로는 더 이상 적합하지 않다. 전문가는 본 발명이 이루어질 때까지 휠 베어링을 위하여 중부하 및 대부하를 받는 차량에는 테이퍼롤러베어링(taper roller bearing)을 선택하였다. 테이퍼롤러베어링 적용의 장점은 동일한 설치공간에 요구되는 양 종류의 베어링을 서로 비교해 볼 때에 보통 사용되는 2열 앵귤러 볼 베어링(angular ball bearing)에 비하여 일반적으로 그의 부하용량(load capacity)이 크다. 따라서 테이퍼롤러베어링 사용으로 공지된 단점도 감수된다. 이러한 단점들은 일반적으로 다음과 같다:
- 차량에서의 큰 중량 및 이에 따르는 바람직하지 않은 높은, 스프링하 질량(unsprung mass),
- 내측 링(ring)의 림(rim) 및 테이퍼롤러사이의 바람직하지 않은 전면 측 접촉에 의한 높은 마찰저항,
- 상호 간의 작동유격에 의한 차량운행시 외측 링과 내측 링의 중첩
- 비교적 높은 제조비용
도 1에서 출원자의 공급범위에서 테이퍼롤러베어링을 가진 휠 베어링 유니트(38)가 도시되어 있다. 휠 베어링 유니트(38)는 일반적으로 외측 링(39), 내측 링(40), 2개의 서로 마주하여 위치한 열의 테이퍼롤러(41) 및 실(seal)(23)로 구성되어 있다. 실(23)은 카세트실(cassette seal)이며 외측 링에 설치된 보강부(reinforcement)(21)에 3 개의 실링 립(sealing lip)(14, 15, 24)을 가진다(도 1b). 실링 립(24) 중의 하나는 내측 링(40)에 대하여 주변방향 및 반경방향을 따라서 초기 응력을 받는다. 그 다음의 실(15)은 원심판(centrifugal plate)의 원통 부분에 대하여 반경 내측 방향으로 밀착된다. 이 부분에 의하여 원래의 원심판은 반경 방향을 따라서 외측으로 각을 이룬다.
원심판에는 선택적으로 도1b와 같이 도시한 쌍방자기인코더(two-way magnetic encoder) 또는 다른 신호발생기(signal generator)(42)가 설치되며 센서(sensor)(43)가 마주하고 있다. 원심판에 대하여 축 방향을 따라서 제3의 실링 립(15)이 밀착되어 있다. 베어링의 링(39, 40) 중의 어느 하나에는 브레이크디스크(brake disc)(44)가 부착되어 있다. 브레이크디스크는 도 1a에서 부착되어 있지 않다.
휠 베어링 유니트(38)는 플랜지 림(flanged rim)(7a)에 의하여 내측 링(40) 위로 유격 없이 또는 거의 유격 없이 에비 응력을 받는다. 차량주행 중에 작동 유격으로 인하여 외측 링(39)은 휠 베어링 유니트의 중심축에 수직인 평면(E)에 대하여 각도α만큼 내측 링(40)과 기울어져 있고 /또는 축 방향으로 이중 화살표방향을 따라서 테이퍼롤러(41) 또는 내측 링(40)으로 변위된다. 파선으로 도시된 외측 링(39)의 윤곽은 유격으로 인하여 이동된 외측 링(39)을 나타낸다. 레이스(race)와 테이퍼롤러(41)의 응력 피크(stress peak)에 따라서 베어링의 과부하의 위험이 결과적으로 나타나게 된다.
외측 링(39)의 위치 이탈 또한 연결 구조에 불리한 작용을 한다. 그리하여 베어링의 실(23)은 높은 요구사항을 받게 되며 그리고 위치 이탈이 크면 더 이상 요구되는 기밀특성을 가질 수 없게 된다. 외측 링(39)의 위치 이탈은 경우에 따라서는 실(23)의 하나 이상의 실 립(14, 15 또는 24)이 원심판 또는 내측 링(40)으로부터 일부 이탈하는 원인이 된다. 도 1b에서 가능한 작용은 파선으로 표시되어 있다. 실 작용은 이때 틈새(S1 및 S2)에서 불연속하게 된다. 또한, 예를 들면 외측 링(39) 또는 내측 링(40)에 고정된 브레이크디스크(44)는 도 1a에 도시된 바와 같이 각각의 링(39 또는 40)과 함께 기타 베어링구조와 주위구조에 이르기까지 이동 또는 이와 함께 기울어진다. 인코더는 센서(43)에 근접하며 센서(43)와 신호발생기(42) 사이의 거리는 일정하지 않다. 그 결과로 전자측정장치의 센서 기술의 신호가 부정확하다. 베어링의 링(39, 40) 중의 어느 하나에 고정된 브레이크디스크(44)는 각각의 베어링의 링(39, 40)과 함께 이탈한다. 따라서 브레이크디스크(44)와 상호 작용하는 브레이크 슈들(brake shoe)(45)에 대한 위치가 부정확하다. 그 결과 브레이크 성능의 감소와 브레이크디스크(44) 및 브레이크 슈의 조기 마모를 초래한다.
따라서 본 발명의 과제는 현대적인 휠 베어링요구 조건에 부응하고 조립공간의 변경 없이 휠 베어링 유니트를 보통 테이퍼롤러베어링과 호환이 되도록 하는, 4열 앵귤러 콘택트 볼 베어링 가지는 휠 베어링 유니트를 제공함에 있다.
본 과제는 청구범위 제1항의 대상으로 해결된다. 휠 베어링 유니트는 볼과 함께 공동으로 외측을 둘러싼 외측 링으로 된 열의 2개 쌍을 가진다. 외측 링은 쌍들을 위하여 반경 내측 방향으로 돌출된 중앙 림(middle rim)과 레이스(race)로 되어 있다. 외측 링에는 볼의 각 열을 위한 레이스가 형성되어 있다. 또한, 휠 베어링 유니트는 선택적으로 한 개의 내측 링 또는 2개의 내측 링을 가진다.
본 발명의 형태에 따라서 휠 베어링 유니트는 적어도 볼, 외측 링과 내측 링을 자체로 지지하는 조립체라는 점에서 중요하다. 이러한 조립체를 롤러베어링 제조업체가 충분히 예비조립하여 개별 부품의 분실 없이 차량제조업체에 공급할 수 있다. 차량제조업체는 휠 베어링 유니트를 직접 차량 축 구조물에 고정시켜서 이에 상당하는 차량휠을 장착할 수 있다.
휠 베어링의 개별 볼 열은 베어링 축(중심축)의 방향에서 서로에 대하여 이동되도록 배열된 내측 레이스와 외측 레이스를 가진다. 제1 및 제2열로 구성된 각각 하나의 쌍은 한 방향의 축력만을 받는다. 휠 베어링의 반경 방향으로의 하중의 경우에는 반력(反力)에 의해 균형이 잡혀야하는 휠 베어링에, 축 방향으로 작용하는 힘이 발생한다. 따라서 추가의 쌍에 대하여 각각 하나씩의 쌍이 미리 로딩되어 축 방향에 따라 고정된다. 내측 링은 이에 추가하여 전면측의 외측에 림이 제공되어 제2열의 레이스는 적어도 부분적으로 설계되고 이로 인하여 쌍들이 서로에 대한 조정 즉 버팀을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 횔 베어링 유니트의 쌍들은 플랜지 보디(flange body)의 원통 부분에 동심으로 놓인 내측 링을 통하여 또는 플랜지 보디에서 내측 레이스를 통하여 그리고 내측 링을 통하여 축 방향으로 서로 체결된다. 플랜지 보디는 일반적으로 휠 베어링의 중심축에 대하여 회전대칭으로 형성된다.
내측 링은 2개의 평행한 볼 열을 위한 2개의 레이스가 있으며 각각 제1 및 제2열 볼이 하나의 쌍으로 존재한다. 제2열 볼들은 베어링 내에서 축 방향으로 외측에 위치하며 그 사이에 서로 인접한 제1열의 볼들이 있다. 플랜지 보디 위에 한 개만의 내측 링을 사용하는 경우에 내측 링은 축 방향으로 플랜지 보디의 지지 림에 접해 있으며 2개의 레이스는 상기 내측 링에 축방향으로 인접하게 놓인 상기 쌍들 중 다른 하나를 위하여 플랜지 보디에 직접 형성된다. 휠 베어링 유니트의 조립시에 상기 쌍들은 반경 방향 외측으로 향하고 지지 림에 대하여 축 방향으로 마주하고 있는 플랜지 림에 의해 축방향으로 체결되어 지지된다. 또한, 플랜지 보디에서 축 방향 중공 원통형의 단부는 외측에서 축방향으로 위치한 내측 링들 중 하나의 단부측에 구비되도록 소성변형으로 반경 방향을 따라 외측을 향하여 형성된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따라서 휠 베어링 유니트는 휠 베어링을 차량에 부착하기 위한 적어도 한 개의 고정 부재 및/ 또는 휠 베어링에 휠을 부착하기 위한 또 다른 고정부재를 구비한다. 이러한 고정부재들은 예를 들면 내측 링 및/또는 외측 링의 플랜지 또는 링 주위에 분포되고 반경 방향으로 돌출한 다수의 돌기들이다. 본 발명의 또 다른 형태에 있어서 플랜지 보디는 하나의 고정 부재를 가진다. 이와 관련하여 고정 부재는 예를 들면 휠이나 브레이크를 고정하거나 휠 베어링 유니트를 차량에 고정하기 위하여 플랜지 보디로부터 반경 방향으로 연장되는 플랜지 또는 이와 유사한 것이다. 또한, 외측 링은 적어도 하나의 고정 부재를 가지고 있다. 고정 부재는 외측 링과 일체로 되어 있으며 적어도 하나의 반경 방향 돌기이다. 특히 반경 방향 돌기는 하나의 환상형 플랜지로 구성되는 것이 바람직하다. 외측 링에 플랜지 2개를 구성하는 것도 고려할만하다. 플랜지(들)는 선택적으로 브레이크디스크 또는 차량 휠을 고정하기 위해 제공되며 하나의 플랜지의 경우 선택적으로 상기 외측 링을 통하여 차랭에 휠 베어링 유니트를 고정하기 위하여 제공될 수도 있다.
본 발명의 기타 형태는 "도면의 상세한 설명" 절에서 상세히 설명되어 있다.
선행기술의 2열 앵귤러 콘택트 볼 베어링에 비하여 4열 앵귤러 콘택트 볼 베어링의 장점은 다음과 같다:
- 조밀한 구조에 의한 경량화
- 큰 정격하중
- 한 열(row)당 많은 소형 롤 부재를 가진 4열 볼에 의하여 외측 링/내측 링 및 휠 플랜지에 균일한 힘 전달. 균일한 힘 전달에 의하여 구성부품 하중이 경감되고 링 단면의 감소가능. 플랜지 림의 하중은 내측 링 시트와 플랜지 보디 시트간의 접합부에 걸리는 보다 균일한 압력분포에 의하여 경감됨.
- 표면 경화된 베어링 링 또는 레이스의 사용에 있어서 보다 지름이 작은 볼의 사용은 경화 깊이가 작아지며 경화 공정에서의 처리 시간이 짧아지는 것을 의미함. 또한, 링단면의 감소도 가능함. 소재와 가공에 있어서 비용절감을 위한 상당한 잠재력을 가짐.
- 베어링 경사(bearing tilting)은 50%까지 감소됨. 따라서 브레이크의 기능 안전도와 안정감이 향상됨.
- 축 방향 이동이 작아서 휠이 보다 양호하게 가이드됨. 이외에도 실 중첩(seal overlapping)의 감소로 베어링 경사가 작아지게되어 실 기능(seal function)의 향상과 실 마찰(seal friction)의 감소가 이루어짐.
- 열마다 상이한 지름을 가지며 또는 상이한 압력 각으로 밀려져 예비로딩되거나 또는 상이한 접촉을 가지는 볼의 사용함으로써 하중의 흡수를 최적화할 수 있다.
베어링 경사가 작아지고 외측 링이 덜 이동하는 것은 예를 들면 ABS-시스템의 구성부품인 차량 휠에 관한 전자계측장치의 정확한 기능을 위한 중요한 전제가 된다.
테이퍼롤러베어링유니트에 비하여 장점은 다음과 같다:
- 베어링 경사는 모든 상기 장점으로 인하여 40%까지 감소한다.
- 베어링 링의 림의 테이퍼롤러의 높은 림 마찰로 인한 출력손실이 없어진다. 이것은 차량의 연료소비에 유리하며 휠 베어링 유니트내의 열 발생도 감소시켜준다.
- 모든 상기 장점으로 인하여 부하를 받을 때 축 방향 전위가 작아지게 된다.
- 발명에 따른 4열 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 테이퍼롤러베어링유니트와 동일한 공간에서 호환이 가능하다.
본 발명의 보다 상세한 내용과 형태는 다음의 도 2 내지 8에 도시된 실시 예 들에서 보다 상세히 설명되며 도면의 내용은 다음과 같다:
도 1 도 1a 및 1b의 확대 도에 의한 공지된 테이퍼롤러베어링의 부분단면도,
도 2 일체형 외측 링이 차량에 부착을 위한 플랜지를 가지며 휠 베어링에서 동일한 지름의 일반 볼이 적용되는 본 발명의 일 실시예,
도 3 외측 링 위의 한 구멍에서 차량에 부착되는 발명에 따른 횔 베어링 유니트의 부분단면도,
도 4 볼 열이 TOT-배열에서 사용하는 발명에 따른 휠 베어링 유니트의 부분단면도,
도 5 상이한 압력 각을 가진 도 4에 따른 휠 베어링 유니트의 변형,
도 6 발명에 따른 휠 베어링 유니트의 부분 단면 투시도 및
도 7 및 도 8 내측 링 또는 외측 링의 구조형상이 보다 잘 도시되어 있는 상기 휠 베어링 유니트의 상세도.
도 1은 앞서 "배경기술" 절에서 상세히 설명하였다. 본 발명은 조향(steering) 및 비 조향(non-steering) 차량 휠의 휠 베어링에 적합하다. 도 2는 본 발명에 따른 휠 베어링 유니트(1)를 도시하며 본 발명에 따른 휠 베어링 유니트는 축(A) 주위로 선회 가능한 휠 베어링구조로 설치되고 세레이션(serration)(36) 또는 유사한 형상 결합 부재에 의해 구동된다. 휠 베어링 유니트(1)는 1개의 외측 링(2), 2개의 내측 링(3), 2개의 제1열(4)로 이루어진 볼(5) 및 2개의 제2열(6)로 이루어진 볼(5)을 가지고 있다. 베어링의 반경 방향 평면(E1) 양측에는 각각 제1열(4)과 제2열(6)으로 구성된 하나의 쌍이 배열되어 있다. 휠 베어링 유니트(1)는 또한 플랜지(37)형태인 고정부재(8)를 구비한 플랜지 보디(7)를 가진다. 이러한 플랜지(37)에는 휠 핀(9)이 고정되어 있다.
내측 링(3)은 플랜지 보디(7)에 고정된다. 플랜지 보디(7)로부터 반경 방향 외측으로 형성되고 내측 링(3) 중의 하나에 대하여 눌린 플랜지 림(7a)이 내측 링(3)을 서로 체결하고 이에 따라서 쌍들은 서로 밀려지게 되어 예비 로딩된다. 이와 관련하여, 볼(5)은 접촉선(L1)방향으로 내측 링(3)의 내측 레이스(3a 및 3b)와 외측 링(2)의 외측 레이스(2c 및 2d)에 지지 된다.
일체형의 외측 링(2)은 플랜지 구멍(2b)을 가진 반경 방향 플랜지(2a)로 이동하여 이에 의하여 휠 베어링 유니트(1)는 휠 베어링 유니트 주위에 이 경우에는 축에 고정된다. 이를 위하여 핀이 플랜지구멍(2b)과 체결된다.
열(4 및 6)을 이루는 볼(5)들은 서로 모두 동일한 지름을 가진다. 한 쌍에서의 제1열(4) 및 제2열(6)은 탠덤배열(tandem arrangement)로 서로 마주하여 배열되어 있다. 이 쌍들은 서로에 대하여 소위 O-배열로 예비 로딩된다. 이와 관련하여 볼(5)은 중심축(1a)에 대하여 경사진 접촉선(L1)을 따라서 예비 응력을 받는다. 휠 베어링 유니트(1)의 반경 방향평면(E1)과 접촉선(L1) 사이에는 각각 동일한 압력각(α1: pressure angle)이 형성된다.
도 3과 4는 또한 그의 외측 링(17 및 18)의 구성에 의한 서로 다른 휠 베어링 유니트(10 및 16)를 도시하고 있다. 휠 베어링 유니트(10)의 외측 링(17)은 원통형 외측 쉘(shell)을 가지며 이에 의하여 휠 베어링 유니트(10)는 차량 측의 도시되어 있지 않은 구멍에 고정된다. 휠 베어링 유니트(16)의 외측 링(18)에는 차량에 고정하기 위한 반경 방향 플랜지(18a)가 제공된다. 양 휠 베어링 유니트(10, 16)는 각각 두 개의 서로 대칭으로 구성된 내측 링(11)을 가지고 있어서 림이 없는 측과 서로 접하고 있으며 플랜지 보디(7)의 플랜지 림(7a)에 의하여 서로 마주보고 예비 응력을 받는다. 각각 제1열(12)의 볼(19)은 제2열(13)의 볼(20)과 탠덤배열로 되어 있다. 제1열(12)의 볼(19)이 서로 동일한 지름을 가진 경우 그 지름이 제2열(13)의 볼(20)보다 작다. 반경 방향평면(E1)과 접촉선(L2 또는 L3) 간에 이루어진 압력각(α2 또는 α3)은 각각의 열마다 서로 다르며 쌍들은 서로 하나의 O-배열로 설정된다. 압력각(α3)은 압력각(α2)보다 크다. 각 쌍의 접촉선(L2 , L3)은 중심축(10a, 16a)의 방향에 대하여 비스듬하게 연장되고, 제1쌍의 접촉선(L2, L3)은 중심축으로부터의 감소하는 반경방향 간격으로 갈수록(r1 에서 r∞로 갈수록) 제2쌍의 접촉선(L2 , L3)으로부터 축방향으로 점점 멀어지고, 하나의 쌍내에서 서로 멀어지게 되어, 결국 축방향으로 외측에 있는 접촉선(L3)은 휠 베어링 축방향 외측에서 중심축(10a, 16a)과 교차하게 된다.
도 5는 도 4의 휠 베어링 유니트(16)와 대체로 동일한 구조를 가진 휠 베어링 유니트(22)를 도시한다. 휠 베어링 유니트(22)에 있어서 그러나 볼(19)의 접촉선(L4)과 반경 방향 평면(E1) 사이의 압력각(α4)은 제2열(13)의 볼(20)의 접촉선(L5) 사이의 압력각(α5)보다 크다. 각 쌍의 접촉선(L4 및 L5)은 중심축(22a)의 방향에 대하여 비스듬하게 연장되어, 제1쌍의 접촉선 (L4, L5)은 중심축으로부터의 감소하는 반경 방향 간격으로 갈수록(r1 에서 r∞로 갈수록) 제2쌍의 접촉선(L2 , L3)으로부터 축방향으로 점점 멀어지고, 하나의 쌍내에서 서로 축방향으로 근접하게 되어 결국 축방향으로 외측에 있는 접촉선(L5)은 휠 베어링 유니트(22) 축방향 외측에서 중심축(22a)과 교차하게 되고 각각의 경우에 접촉선(L4)과 교차하게 된다.
도 1 내지 6에 도시된 모든 휠 베어링 유니트(1, 10, 16 및 22)는 휠 베어링배열 양측에서 실(23)로 밀폐된다. 실(23)은 도 1b에 확대 도시되어 있으며 일반적으로 2 분할 구조로 되어 있다. 각 형상의 강판 링의 형상인 보강부(21)는 외측 링(2, 17, 18)의 내측 구멍으로 압입되어 있으며 적어도 2개 그러나 특히 3개의 탄성 실링 립(14, 15, 24)으로 되어 있다. 2개의 실링 립(14, 15)은 경우에 따라서는 하나의 원심판으로 되어 있는 실(23)의 각진 형상의 링(25)에 밀착된다. 실링 립(24)은 내측 링(3, 11)에 밀착된다.
도 6은 휠 베어링 유니트(16 또는 22)의 부분 단면 투시도를 도시한다. 제1열(12) 또는 제2열(13)의 볼(19 또는 20)은 각각 볼 케이지(ball cage)(26, 26a)내에 지지 안내되어 있다. 볼(19 또는 20)은 특히 볼 케이지(26, 26a)의 각각의 포켓 (pocket)(35 또는 35a) 안에 스냅 장착되는 것이 바람직하다. 이와 관련하여 포켓(35 또는 35a)은 축방향을 따라 한 방향으로 열려있으며 포켓(35a)의 개구(開口)들은 서로 마주보고 배치되고 그리고 볼 케이지(26)의 포켓(35) 개구들은 멀어지도록 배치된다.
도 7 및 8은 실(23)을 도시하지 않은 채 링(11, 17, 18)의 형상 확대 도를 도시하며 이에 의하여 휠 베어링 유니트(10, 16, 22)의 상기 형태가 선택적으로 형성된다.
제1열(12)의 볼(5, 19) 중심을 통과하며 중심축(10a 또는 16a, 22a)을 중심으로 연장되는 가상의 기준원의 지름(dm)은 제2열(13) 볼(20)의 중심을 통과하고 중심축을 중심으로 연장되는 가상의 기준원의 지름(Dm)보다 작다. 외측 링(17,18)은 반경 방향 내측으로 돌출한 중앙 림(central rim)(27)을 가지고 있다. 중앙 림(27)의 축 방향 양측으로는 각각 제1열(12)들 중 하나에 대한 제1 내측 레이스(28)와 제2열(13) 중 하나에 대한 중앙 림(27)에 직접 축 방향으로 밀착되는 제2 내측 레이스(29)가 배치된다.
내측 링(11)은 각각 제1열(12)중의 하나에 대한 제1 외측 레이스(31)를 가지고 있다. 각각 제2열(13)중의 하나에 대한 제2 외측 레이스(32)가 인접하여 배치된다. 각 내측 링은 외측 레이스(31 또는 32)를 가지고 있다. 휠 베어링배열의 축 방향 외측에는 제1 외측 레이스(31)에 각각 하나의 외측 림(33)이 인접한다. 외측 림(33)의 최대 림의 지름(Da)는 제1 외측 레이스를 향하여 외측 림에 인접하는 모든 내측 링 상에서 중심축(10a, 16a, 22a)에 대하여 수직한 최대 외경과 적어도 동일하거나 또는 그보다 크다.
도 7에 도시된 내측 링(11)의 형태에 있어서 제1 외측 레이스(31)와 제2 외측 레이스(32) 사이에서 축 방향을 따라서 반경 방향 레이스 돌출부(34)가 배치된다. 제1 외측 레이스(31)는 제2 외측 레이스(32)의 방향을 따라서 레이스 돌출부(34)로 이어지게 된다. 제1 외측 레이스(31)의 중심축에 대하여 수직인 최소 외경(Da1)은 레이스 돌출부(Dah)의 최대 외경보다 작다.
도 8에서 외측 링(17, 18)은 도 7의 도시에 비하여 수정되어 있다. 제2 내측 레이스(29)는 제1 내측 레이스(28)와 축방향 반대편에서 지름 수축부(30)와 인접하게 된다. 이와 관련하여, 제1 내측 레이스(28)는 지름 수축부(30)로 이어지게 된다. 제2 내측 레이스(29)의 중심축(16a, 22a)에 대하여 수직인 최대 내경(D1)은 지름 수축부(30)에서 중심축(10a, 16a, 22a)에 대하여 수직인 최소 내경(D2)보다 크다. 제2 외측 레이스(32)의 중심축에 대하여 수직인 최소 외경은 제2 외측 레이스(32)에 외측 림(33)에서 축 방향으로 떨어진 측에 인접하는 내측 링(11)의 모든 기타 외경 같거나 그보다 크다.
내측 링 또는 외측 링이 이러한 형태에 의하여 일반적으로 휠 베어링의 충전 을 방해하는 어깨(shoulder)와 림이 생략된다. 양 열의 볼 또는 볼을 가진 양 볼 레이스(ball race) 중의 각각 하나는 각 한 열에 끼울 수 있으며 그 다음 링을 서로 건드리지 않고 옮길 수 있다.
본 발명은 앵귤러 콘택트 볼 베어링 형 휠 베어링 유니트에 이용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 앵귤러 콘택트 볼 베어링의 휠 베어링 유니트(1, 10, 16, 22)에 있어서, 상기 휠 베어링 유니트는,
    - 적어도 2개의 제1열(4, 12)을 이루는 볼(5, 19)과,
    - 상기 제1열(4, 12)에 나란하게 배열된 2개의 제2열(6, 13)을 이루는 볼(5, 20)과,
    - 모든 볼(5, 19, 20)을 반경 방향 외측에서 함께 둘러싸는 외측 링(2,17, 18)을 가지며,
    여기서, 각각 제1열(4, 12)중의 하나와 제2열(6, 13)중의 하나로 구성된 제1쌍은 제1열(4, 12)중의 하나와 제2열(6, 13)중의 하나로 구성된 제2쌍에 대하여 밀려져서 배치되어 있으며, 상기 외측 링(2, 17, 18)은 반경 방향 내측으로 돌출된 중앙 림(27)의 축 방향 양측으로 각각 제1열 중의 하나에 대하여 제1 내측 레이스(28)와 그리고 제2열(6, 13) 중의 하나에 대하여 제1 내측 레이스에 인접하게 배치되는 제2 내측 레이스(29)를 가지며,
    앵귤러 콘택트 볼의 접촉선과 중심축(10a, 16a, 22a)에 대하여 하나의 가상 수직평면 사이에 포함되는 압력각을 가지며 상기 압력각은 한 쌍의 제1열(12) 및 제2열(13) 사이에서 각도의 절대크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트(1, 10, 16, 22).
  2. 제1항에 있어서,
    제1열(4, 12)의 볼(5, 19)의 중심을 통과하며 중심축(1a, 10a, 16a, 22a)을 중심으로 연장되는 가상의 제 1 기준원의 최대 지름은 제2열(6, 13)의 볼(5, 20)의 중심을 통과하며 중심축(1a, 10a, 16a, 22a)을 중심으로 연장되는 가상의 제 2 기준원의 최대 지름보다 작은 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  3. 제1항에 있어서,
    제1열(12)의 볼(19)은 제2열(13)의 볼(20)보다 작은 볼 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 내측 레이스(29)는 축 방향을 따라서 제1 내측 레이스(28)로부터 반대편으로 지름 수축부(30)에 인접하게 되며 제2 내측 레이스(29)는 지름 수축부(30)로 이어지게 되며 제2 내측 레이스(29)의 최대 자유 내경은 지름 수축부(30)에서의 최소 자유 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  5. 제1항에 있어서,
    최소한 하나의 내측 링(3, 11)을 가지며, 내측 링(3, 11)은 상기 쌍들 중 하나에 대하여 적어도 하나의 제1 외측 레이스(31) 및 제 2 외측 레이스(32)를 가지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 휠 베어링 유니트는 최소한 2 개의 내측 링(3, 11)을 가지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  7. 제5항에 있어서,
    내측 링(3, 11)에서 반경 방향 외측을 향하고 있는 외측 림(33)을 가지며, 외측 림(33)은 제1 외측 레이스(31)로부터 떨어져 제2 외측 레이스(32)에 인접하게 배치되며 외측 림(33)은 제1 외측 레이스(31)를 향하여 외측 림(33)에 인접하는 내측 링(3, 11)의 최대 외경보다 큰 최대 외측 림 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 외측 레이스(31) 및 제2 외측 레이스(32) 사이에서 축 방향으로 반경 방향 레이스 돌기(34)를 가지며, 제2 외측 레이스(32)는 제1 외측 레이스(31)의 방향을 따라서 레이스 돌기로 이동하며, 제2 외측 레이스(32)의 최소 바깥지름은 레이스 돌기(34)의 최소 바깥지름보다 작은 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  9. 제7항에 있어서,
    적어도 볼(5, 19, 20), 외측 링(2, 17, 18) 및 내측 링(3, 11)은 자체 결합한 조립단위에 유지되어 있으며, 플랜지 보디(7)에 적어도 내측 링(3, 11)의 최소한 어느 하나가 동심으로 배열되어 있으며 동시에 내측 링(3, 11)은 축 방향으로 플랜지 보디(7)에 접하며, 반경 방향을 따라서 외측으로 향하며 축 방향 전면측으로 내측 링(3, 11)에 대하여 눌린 플랜지 림(7a)에 의하여 축 방향을 따라서 지지가 되어 있는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  10. 제9항에 있어서,
    플랜지 보디(7) 위에는 2개의 전면에서 서로 접하는 내측 링(3, 11)이 배열되어 있으며 플랜지 림(7a)에 의하여 축 방향을 따라서 서로 마주하여 예비 응력을 받으며, 내측 링(3, 11) 중의 하나는 축 방향을 따라서 플랜지 보디(7)에 대하여 눌려지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    하나의 쌍의 접촉선과 인접한 쌍의 접촉선 간의 축방향 거리가 중심축(10a, 16a, 22a)으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  14. 제1항에 있어서,
    휠 베어링 유니트(1,10,16, 22)의 주위에 적어도 하나의 고정부재(8)를 가지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  15. 제14항에 있어서,
    고정부재(8)는 반경 방향으로 연장되는 플랜지(2a, 37)인 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  16. 제14항에 있어서,
    고정부재(8) 중의 어느 하나는 최소한 일체형으로 외측 링(2, 18)에 의하여 구성된 돌기이며, 상기 돌기는 동시에 반경 방향을 따라서 외측 링(2, 18)에서 외측으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
  17. 제16항에 있어서,
    고정부재(8)는 중심축(1a, 16a, 22a)을 중심으로 연장되며 주변부에 서로 간격을 둔 다수의 플랜지구멍(2b)을 가진 플랜지(2a)인 것을 특징으로 하는 휠 베어링 유니트.
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