KR101322423B1 - 차축 어셈블리 - Google Patents

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KR101322423B1 KR1020110109958A KR20110109958A KR101322423B1 KR 101322423 B1 KR101322423 B1 KR 101322423B1 KR 1020110109958 A KR1020110109958 A KR 1020110109958A KR 20110109958 A KR20110109958 A KR 20110109958A KR 101322423 B1 KR101322423 B1 KR 101322423B1
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금동호
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60B2310/30—Manufacturing methods joining
    • B60B2310/305—Manufacturing methods joining by screwing

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차축 어셈블리는, 내주면에 제1외륜궤도와 제2외륜궤도가 각각 형성되고, 상기 차체에 연결된 외륜, 외주면 한쪽에 상기 제1외륜궤도와 대응하여 제1내륜궤도가 형성되고, 내주면 한쪽에 허브나사부가 형성되는 허브, 외주면 한쪽에 상기 허브나사부와 나사체결되는 내륜나사부가 형성되고, 상기 제2외륜궤도와 대응하여 그 외주면에 제2내륜궤도가 형성된 내륜, 및 상기 제1외륜궤도와 상기 제1내륜궤도 사이 및 상기 제2외륜궤도와 상기 제2내륜궤도 사이에 각각 장착되는 구름부재를 포함한다.
따라서, 내륜이 허브에 견고하게 나사체결되어 내구성과 안정성이 향상된다. 또한, 오비탈포밍없이 허브에 내륜을 나사체결하여 조립하여, 조립정밀도와 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 허브에 내륜을 나사체결한 상태에서, 상기 허브와 내륜의 내주면을 따라서 한번에 스플라인을 형성함으로써, 제조공정을 줄일 수 있고, 허브에 형성된 스플라인과 내륜에 형성되는 스플라인이 서로 균일하게 형성될 수 있다.

Description

차축 어셈블리{AXLE ASSEMBLY}
본 발명은 허브에 체결되는 내륜, 및 상기 허브와 상기 내륜이 함께 구름부재(베어링)을 통해서 차체에 연결된 외륜에서 회전가능하게 배치되는 차축 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 차축은 부착되어 있는 바퀴를 통해 차의 무게를 지지하는 부분으로서, 엔진에서 발생하는 동력을 전달하는 구동륜 차축과, 구동력을 전달하지 않는 종동륜 차축으로 구분 된다.
또한, 현가방식에 따라 좌/우 바퀴를 1개의 차축으로 결합한 일체식 차축과, 좌/우 바퀴가 각각 별개로 움직일 수 있게 되어 있는 분할식 차축으로 나누어진다.
그리고, 상기 구동륜 차축은 엔진에서 변속기 및 종감속기어를 통해 전달된 구동력을 바퀴에 전달하는 역할과, 노면에서 받는 상/하, 좌/우 및 전/후 방향의 힘을 지지하는 역할을 하며, 전륜 구동차의 앞차축이나 후륜 구동차의 뒤차축이 여기에 해당된다.
또한, 상기 종동륜 차축은 노면에서 받는 상/하, 좌/우 및 전/후 방향의 힘을 지지하는 역할을 하는 것으로 전륜 구동차의 뒤차축이나 후륜 구동차의 앞차축이 여기에 해당된다. 그리고, 상기 차축은 허브를 통해 바퀴의 휠과 연결되게 있는 바, 상기 허브의 내측단부에는 먼지나 이물질의 유입을 방지하는 카바가 씌워져 있다.
한편, 상기 허브는 허브베어링과 같은 구름부재를 통해서 휠과 함께 회전하는 구조를 갖는데, 상기 휠을 안정적으로 지지하도록 조립구조는 견고해야 하고, 그 내구성이 높아야 한다.
또한, 내륜을 상기 허브에 압입하고, 상기 내륜의 내측 가장자리를 오비탈포밍하여 상기 허브에 고정하는 경우, 상기 내륜의 형상이나 그 치수가 변하여 정밀도와 내구성이 저하될 수 있다.
본 발명의 목적은 오비탈포밍없이 허브와 내륜을 조립하여 견고하고 내구성이 향상된 차축 어셈블리를 제공하는 것이다.
또한, 허브에 내륜을 장착하고 고정할 때, 내륜의 형상이나 치수가 정밀하게 유지되어 조립의 정밀도가 향상되고 내구성이 향상된 차축 어셈블리를 제공하는 것이다. 뿐만 아니라, 허브와 내륜에 스플라인을 용이하게 형성하는 차축 어셈블리를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차축 어셈블리에 의하면, 내주면에 제1외륜궤도와 제2외륜궤도가 각각 형성되고, 차체에 연결된 외륜, 외주면 한쪽에 상기 제1외륜궤도와 대응하여 제1내륜궤도가 형성되고, 내주면 한쪽에 허브나사부가 형성되는 허브, 외주면 한쪽에 상기 허브나사부와 나사체결되는 내륜나사부가 형성되고, 상기 제2외륜궤도와 대응하여 그 외주면에 제2내륜궤도가 형성된 내륜, 및 상기 제1외륜궤도와 상기 제1내륜궤도 사이 및 상기 제2외륜궤도와 상기 제2내륜궤도 사이에 각각 장착되는 구름부재를 포함한다.
상기 허브에 상기 내륜이 나사 체결된 상태에서, 상기 허브의 내주면과 상기 내륜의 내주면에 제1스플라인을 형성한다.
상기 허브와 상기 내륜의 샤프트홀에 삽입되는 샤프트를 더 포함하고, 상기 샤프트의 외주면에는 상기 제1스플라인과 대응하는 제2스플라인이 형성된다.
상기 샤프트에 나사로 체결되어 상기 허브 또는 상기 내륜에 밀착되되, 상기 허브, 상기 내륜, 및 상기 구름부재들 사이에 형성되는 프리로드를 가변시키는 조임너트를 더 포함한다.
상기 허브의 내주면에는 휠측에서 차체측으로 그 내경이 커지도록 제1단차면이 형성되고, 상기 허브의 내주면으로 나사체결되어 삽입되는 상기 내륜의 그 단부면은 상기 단차에 의해서 형성된 제1단차면과 설정된 갭(G)이 형성되도록 나사체결된다.
상기 허브의 내주면에서, 상기 허브나사부는 상기 제1단차면에서 차체측 방향으로 형성된다.
상기 내륜의 외주면에는 차체측에서 휠측으로 그 내경이 작아지도록 제2단차면이 형성되고, 상기 내륜나사부는 상기 제2단차면에서 휠측 방향으로 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 차축 어셈블리에서, 내륜이 허브에 견고하게 나사체결되어 내구성과 안정성이 향상된다. 또한, 오비탈포밍없이 허브에 내륜을 나사체결하여 조립하여, 조립정밀도와 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 허브에 내륜을 나사체결한 상태에서, 상기 허브와 내륜의 내주면을 따라서 한번에 스플라인을 형성함으로써, 제조공정을 줄일 수 있고, 허브에 형성된 스플라인과 내륜에 형성되는 스플라인이 서로 균일하게 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 허브와 내륜을 포함하는 차축 어셈블리의 일부 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 허브와 내륜을 포함하는 차축 어셈블리의 일부 분해 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 허브와 내륜을 포함하는 차축 어셈블리의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차축 어셈블리에서 허브와 내륜이 조립된 상태에서 스플라인을 형성한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차축 어셈블리에서 허브와 내륜이 조립된 상태에서 샤프트홀을 따라서 샤프트를 조립한 상태를 보여주는 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차축 어셈블리에서 허브와 내륜을 조립하고 가공하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 허브와 내륜을 포함하는 차축 어셈블리의 일부 절개 사시도이다.
도 1을 참조하면, 차축 어셈블리는 너클(100), 더스트커버(110), 외륜(120), 내륜(130), 고정볼트(140), 허브(150), 플랜지(160), 허브볼트(170), 디스크너트(180), 및 브레이크 디스크(190)를 포함하여 구성된다.
아울러, 상기 허브(150)와 상기 내륜(130)의 회전중심부에 형성된 샤프트홀(300)의 내주면에는 제1스플라인(195)이 형성되고, 상기 플랜지(160)에는 외측면에서 내측면으로 관통하는 허브볼트 장착홀(197)들이 형성된다.
상기 너클(100)은 차체와 연결되고, 상기 더스트커버(110)와 상기 외륜(120)이 상기 너클(100)에 장착되며, 상기 고정볼트(140)는 상기 외륜(120)과 상기 더스트커버(110)를 상기 너클(100)에 고정시킨다.
상기 허브(150)의 회전중심부에 형성된 샤프트홀(300) 안으로 상기 내륜(130)이 나사체결되고, 상기 내륜(130)의 외주면이 상기 허브(150)의 내주면에 고정된다.
상기 허브(150)에 일체로 형성된 상기 플랜지(160)의 외측면으로 휠(미도시)이 장착되고, 상기 휠과 함께 상기 허브(150)와 상기 내륜(130)은 상기 너클에 고정된 상기 외륜(120)을 기준으로 회전되는 구조를 갖는다.
상기 허브(150)와 상기 내륜(130)은 함께 회전하고, 상기 외륜(120)과 상기 허브(150) 및 상기 외륜(120)과 상기 내륜(130) 사이에는 베어링과 같은 구름부재가 개재된다.
상기 허브(150)의 외주면에 그 회전방향으로 돌출되어 형성된 상기 플랜지(160)에는 회전중심부를 기준으로 그 회전방향으로 간격을 두고 상기 허브볼트 장착홀(197)이 형성되고, 상기 허브볼트 장착홀(197)로 상기 허브볼트(170)가 삽입되어 장착된다.
상기 플랜지(160)의 외측면으로 상기 휠이 장착되고, 상기 플랜지(160)의 내측면으로 상기 디스크(190)가 장착되며, 상기 디스크너트(180)는 상기 허브볼트(170)에 나사체결되어 상기 디스크(190)를 상기 플랜지(160)의 내측면에 고정한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 허브와 내륜을 포함하는 차축 어셈블리의 일부 분해 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 허브(150)의 내주면에는 휠측에서 차체측 방향으로 그 내경이 커지는 제1단차면(360a)이 형성되고, 상기 허브(150)의 내주면에서 상기 제1단차면(360a)에서 차체측 방향으로 허브나사부(340b)가 형성된다.
상기 내륜(130)의 외주면에서 차체측에는 제2내륜궤도(320b)가 둘레방향으로 형성되고, 상기 제2내륜궤도(320b)와 인접하여 차체측에서 휠측 방향으로 그 외경이 작아지도록 제2단차면(332)이 형성된다. 아울러, 상기 내륜(130)의 외주면에서 상기 제2단차면(332)에서 휠측 방향으로 내륜나사부(340a)가 형성된다.
상기 허브(150)의 상기 허브나사부(340b)와 상기 내륜(130)의 상기 내륜나사부(340a)는 서로 대응하는 구조로, 상기 허브(150)의 안쪽으로 상기 내륜(130)이 직접 나사결합되는 구조를 가진다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 허브와 내륜을 포함하는 차축 어셈블리의 일부 단면도이다.
도 3을 참조하면, 도 2의 상태에서 상기 허브(150)의 회전중심부에 형성된 샤프트홀(300)의 중심축을 따라서 상기 내륜(130)이 나사 체결된다.
상기 내륜(130)은 상기 허브(150)의 내주면으로 나사체결되어 고정된 상태이므로 그 결합구조는 견고하다. 따라서, 상기 허브(150)와 상기 내륜(130)이 서로 견고하게 고정되어 상기 허브(150)와 상기 내륜(130)은 상기 외륜(120)에서 함께 회전하는 구조를 갖는다.
상기 외륜(120)의 내주면에서 휠측에는 제1외륜궤도(310a)가 형성되고, 그 내주면의 차체측에는 제2외륜궤도(310b)가 형성된다.
아울러, 상기 허브(150)의 외주면에는 상기 제1외륜궤도(310a)와 대응하는 부분에 제1내륜궤도(320a)가 형성되고, 상기 내륜(130)의 외주면에는 상기 제2외륜궤도(310b)와 대응하는 위치에 제2내륜궤도(320b)가 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1,2외륜궤도가 형성되어 있으나, 제1외륜궤도 및 제2외륜궤도 중 하나 또는 두 개 이상의 많은 개수가 형성될 수 있다.
상기 제1외륜궤도(310a)와 상기 제1내륜궤도(320a) 사이에 제1구름부재(350a)가 개재되고, 상기 제2외륜궤도(310b)와 상기 제2내륜궤도(320b) 사이에 제2구름부재(350b)가 개재된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1외륜궤도(310a)와 상기 제2외륜궤도(310b)는 상기 내륜(130)의 회전방향으로 설정된 간격을 두고 형성되고, 상기 제1구름부재(350a)와 상기 제2구름부재(350b)는 상기 제1외륜궤도(310a) 및 상기 제2외륜궤도(310b)와 대응하여 상기 내륜(130)의 회전방향으로 설정된 간격을 두고 배치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 허브(150)의 내주면에는 휠측에서 차체측 방향으로 그 내경이 커지도록 제1단차면(360a)이 형성된다.
특히, 본 발명의 실시예에서는, 상기 내륜(130)이 상기 허브(150)에 삽입될 때, 상기 허브(150)의 단부와 상기 내륜(130)의 상기 제2단차면(332)이 밀착되는 밀착면(330)이 형성되도록 조립되되, 삽입된 상기 내륜(130)의 단부면(360b)은 상기 제1단차면(360a)과 설정된 갭(G)을 두고 조립된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차축 어셈블리에서 허브와 내륜이 조립된 상태에서 스플라인을 형성한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 도 3의 상태에서, 상기 허브(150)와 상기 내륜(130)이 조립된 상태에서 상기 허브(150)의 내주면과 상기 내륜(130)의 내주면에 상기 제1스플라인(195)이 한번에 형성된다.
이와 같이, 상기 허브(150)의 내주면과 상기 내륜(130)의 내주면에 제1스플라인(195)을 동시에 형성함으로써, 제조공정을 간단하게 하여 제조비용을 절약할 수 있다. 특히, 상기 허브(150)의 내주면에 스플라인을 가공하고, 상기 내륜(130)의 내주면에 따로 스플라인을 형성하는 경우, 제조공정이 복잡해진다.
아울러, 상기 내륜(130)이 상기 허브(150)에 나사체결됨으로서, 압입되는 경우와 비교하여, 크립(creep)의 발생을 줄일 수 있다. 따라서, 상기 허브(150)에 나사결합된 상기 내륜(130)이 풀리는 것을 미연에 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 내륜(130)을 상기 허브(150)에 나사체결할 때, 그 조임력과 조임양을 조절하여 상기 내륜(130), 상기 허브(150), 및 상기 구름부재(350a, 350b)들 사이에 형성되는 프리로드(pre load)를 제어하여, 구름성, 내구성, 및 소음을 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차축 어셈블리에서 허브와 내륜이 조립된 상태에서 샤프트홀을 따라서 샤프트를 조립한 상태를 보여주는 일부 단면도이다.
도 5를 참조하면, 도 4와 같이, 상기 허브(150)에 상기 내륜(130)을 나사체결한 상태에서 제1스플라인(195)을 형성하고, 상기 제1스플라인(195)이 형성된 상기 샤프트홀(300)을 따라서 샤프트(300a)를 삽입한다.
상기 샤프트(300a)의 외주면에는 상기 제1스플라인(195)과 대응하여 제2스플라인이 형성된다. 상기 제1스플라인(195)과 제2스플라인의 접촉구조에 의해서 상기 샤프트(300a)가 상기 허브(150) 및 상기 내륜(130)에 고정되어 그 결합구조가 견고해진다.
아울러, 상기 샤프트(300a)에 나사체결되는 조임너트(300b)를 조임으로써, 상기 샤프트(300a)가 상기 허브(150) 및 상기 내륜(130)과 견고하게 체결된 상태를 유지하고, 상기 조임너트(300b)를 조임으로써, 상기 허브(150), 상기 내륜(130), 및 상기 구름부재(350a, 350b)에 형성되는 프리로드(pre load)를 용이하게 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차축 어셈블리에서 허브와 내륜을 조립하고 가공하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6을 참조하면, S500에서 상기 허브(150)의 내경(내주면)에 허브나사부(340b)을 형성한다. 상기 허브나사부(340b)을 형성하기 전에 상기 허브(150)의 내주면에는 휠측에서 차체측으로 그 내경이 커지는 제1단차면(360a)이 형성될 수 있다.
S510에서 상기 내륜(130)의 내경에 내륜나사부(340b)을 형성한다. 상기 내륜나사부(340b)을 형성하기 전에 상기 내륜(130)의 외주면에는 차체측에서 휠측으로 그 내경이 작아지는 제2단차면(332)이 형성될 수 있다.
S520에서 상기 허브(150)의 중심을 따라서 상기 내륜(130)이 나사체결된다. 상기 내륜(130)이 상기 허브에 나사체결될 때, 조임력이나 조임양을 조절하여, 상기 내륜(130), 상기 허브(150), 및 상기 구름부재(350a, 350b)에 형성되는 프리로드(pre load)를 조절할 수 있다.
S530에서 상기 허브(150)와 상기 내륜(130)이 나사 체결된 상태에서, 상기 허브(150)의 내주면과 상기 내륜(130)의 내주면에 제1스플라인(195)을 동시에 형성한다.
아울러, 상기 제1스플라인(195)과 대응하여 그 외주면에 제2스플라인을 갖는 샤프트(300a)를 상기 허브(150)와 상기 내륜(130)의 샤프트홀(300)을 따라서 삽입하고, 상기 조임너트(300b)를 이용하여 상기 샤프트(300a)를 상기 허브(150) 및 상기 내륜(130)에 체결할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 너클
110: 더스트커버
120: 외륜
130: 내륜
140: 고정볼트
130: 내륜
150: 허브
170: 허브볼트
180: 디스크너트
195: 제1스플라인
197: 장착홀
300: 샤프트홀
330: 밀착면
340b: 허브나사부
340a: 내륜나사부
360a: 제1단차면
360b: 단부면

Claims (8)

  1. 내주면에 휠측에서 차체측으로 제1외륜궤도와 제2외륜궤도가 각각 형성되고, 차체에 연결된 외륜;
    외주면에 상기 제1외륜궤도와 대응하여 제1내륜궤도가 형성되고, 내주면에 허브나사부가 형성되는 허브;
    외주면에 상기 허브나사부와 직접 나사체결되는 내륜나사부가 형성되고, 상기 제2외륜궤도와 대응하여 그 외주면에 제2내륜궤도가 형성된 내륜; 및
    상기 제1외륜궤도와 상기 제1내륜궤도 사이 및 상기 제2외륜궤도와 상기 제2내륜궤도 사이에 각각 장착되는 구름부재; 를 포함하고,
    상기 허브의 내주면에는 휠측에서 차체측으로 그 내경이 커지도록 제1단차면이 형성되고, 상기 허브의 내주면으로 나사 체결되는 상기 내륜의 단부면은 상기 제1단차면과 설정된 갭(G)이 형성되며,
    상기 내륜의 외주면에는 차체측에서 휠측으로 그 외경이 작아지도록 제2단차면이 형성되고, 상기 허브에 상기 내륜이 나사 체결될 때 상기 허브의 휠측 단부면은 상기 내륜의 상기 제2단차면에 설정된 프리로드(pre load)를 가지고 밀착되며,
    상기 내륜나사부는 상기 제2단차면을 기준으로 휠측 방향의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  2. 제1항에서,
    상기 허브에 상기 내륜이 나사 체결되어 고정된 상태에서, 상기 허브의 내주면과 상기 내륜의 내주면에 제1스플라인을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  3. 제2항에서,
    상기 허브와 상기 내륜의 샤프트홀에 삽입되는 샤프트; 를 더 포함하고,
    상기 샤프트의 외주면에는 상기 제1스플라인과 대응하는 제2스플라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  4. 제3항에서,
    상기 샤프트에 나사로 체결되어 상기 허브 또는 상기 내륜에 밀착되되, 상기 허브, 상기 내륜, 및 상기 구름부재들 사이에 형성되는 프리로드를 가변시키는 조임너트; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 허브의 내주면에서, 상기 허브나사부는 상기 제1단차면에서 차체측 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  7. 삭제
  8. 제1항에서,
    상기 제2내륜괘도는, 상기 제2단차면을 기준으로 차체 방향의 외주면에 형성되는 차축 어셈블리.
KR1020110109958A 2011-10-26 2011-10-26 차축 어셈블리 KR101322423B1 (ko)

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