KR101728031B1 - 휠 베어링 및 그 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 허브와, 상기 허브의 외주면에 결합되는 적어도 하나 이상의 내륜과, 상기 허브와 상기 적어도 하나 이상의 내륜으로부터 이격되어 있으며 상기 허브를 감싸는 외륜, 그리고 상기 허브와 상기 외륜 사이에 구비되는 전동체를 포함하는 휠 베어링이 개재된다. 상기 휠 베어링은 상기 허브의 외주면에 장착되며, 상기 허브와 서로 다른 비중을 가지는 플랜지;를 포함하되, 상기 허브와 상기 플랜지는 스플라인 결합함으로써, 전체 휠 베어링의 중량 및 제작 비용을 저감할 수 있다.

Description

휠 베어링 및 그 제작 방법{WHEEL BEARING AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 휠 베어링 및 그 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠베어링의 일부를 경량 소재로 대체함으로써, 중량을 줄여 연비를 향상시킬 수 있는 휠 베어링 및 그 제작 방법에 관한 것이다.

일반적으로 베어링은 차체에 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 차량의 휠 베어링은 차체에 휠을 회전 가능하도록 연결함으로써, 차량이 움직일 수 있도록 한다.

이러한 휠 베어링은 엔진에서 발생하는 동력을 전달하는 구동륜 휠 베어링과 구동력을 전달하지 않는 종동륜 휠 베어링으로 대분된다.

구동륜 휠 베어링은 회전 요소와 비회전 요소를 포함한다. 상기 회전 요소는 엔진에서 발생하여 변속기를 통과한 토크에 의하여, 구동축과 함께 회전하도록 되어 있다. 또한 상기 비회전 요소는 차체에 고정되어 있으며, 상기 회전 요소와 비회전 요소 사이에는 전동체가 개재되어 있다.

종동륜 휠 베어링은 회전 요소가 구동축에 연결되어 있지 않을 뿐 다른 구성은 구동륜 휠 베어링과 유사하다.

종래의 휠 베어링은 등속 조인트의 스핀들을 통하여 구동력을 전달받아 휠에 전달하는 허브와, 상기 허브의 외주면에 설치되는 내륜과, 상기 허브와 상기 내륜을 감싸는 외륜과, 상기 허브 및 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 설치되는 복수개의 전동체들을 포함한다.

그런데, 상기 허브는 휠 베어링에서 상당한 부피를 차지하는 한편, 그 재질이 스틸(탄소강; 예를 들어 S55CR) 소재로 구성되므로 휠 베어링의 전체 중량이 상당히 늘어나는 문제가 있으며, 이러한 중량 증가는 차량의 연비 감소를 초래하게 된다.

이에 따라, 상기 휠 베어링의 중량 저감을 위한 다양한 연구가 계속되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 휠 허브에 경량 소재의 플랜지를 별도로 장착으로써, 전체 휠 베어링의 중량 및 제작 비용을 저감할 수 있는 휠 베어링을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은 허브와, 상기 허브에 결합되는 적어도 하나 이상의 내륜과, 상기 허브와 상기 적어도 하나 이상의 내륜으로부터 이격되어 있으며 상기 허브를 감싸는 외륜, 그리고 상기 허브와 상기 외륜 사이에 구비되는 전동체를 포함할 수 있다.

상기 휠 베어링은 상기 허브의 외주면에 장착되며, 상기 허브보다 비교적 작은 비중의 소재로 형성된 플랜지;를 포함하되,상기 허브와 상기 플랜지는 스플라인 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 허브는 상기 플랜지가 장착되는 플랜지 장착부; 그리고 상기 플랜지 장착부의 타측에서 반경 내측으로 단차진 내륜 장착부;를 포함하며, 상기 플랜지 장착부의 외주면에는 치형과 치홈이 원주 방향을 따라 교대로 구비되는 제1허브 스플라인이 형성되고,상기 제1허브 스플라인은 상기 플랜지의 내주면에 형성된 플랜지 스플라인에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 허브의 일단부에는 상기 플랜지의 일측부를 고정하도록 반경 방향 외측으로 연장된 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 플랜지는 그 일면 또는 타면에서 축방향으로 돌출된 돌출부; 그리고 상기 돌출부로부터 반경 외측으로 연장되며 상기 돌출부보다 두께가 감소된 살빼기부; 를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 플랜지는 원주 방향을 따라 이격되도록 배치되며, 허브 볼트가 장착되도록 형성된 복수 개의 볼트 결합부; 그리고 상기 복수 개의 볼트 결합부의 사이에서 축방향으로 상기 볼트 결합부보다 두께가 감소되도록 형성된 오목부; 를 더 포함할 수 있다.

상기 오목부에는 축방향으로 개구된 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 적어도 하나 이상의 내륜은 상기 내륜 장착부의 일측에 배치되는 제1내륜; 및 상기 내륜 장착부의 타측에 배치되는 제2내륜을 포함하며, 상기 제1내륜은 상기 플랜지의 타측부를 고정하도록 상기 내륜 장착부의 외주면에 압입되면서 상기 플랜지의 타면과 맞닿는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1내륜의 일면은 반경 방향으로 설정된 높이를 가지며, 상기 설정된 높이는 적어도 상기 플랜지 장착부의 외주면과 상기 제1내륜 장착부의 외주면 사이의 이격 거리보다 더 크게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 내륜 장착부는 적어도 그 외주면의 일부에 제2허브 스플라인이 형성되고, 상기 제2내륜은 그 내주면에 내륜 스플라인이 형성되며, 상기 제2내륜이 상기 제1내륜의 타측에 조립될 때, 상기 제2허브 스플라인은 상기 내륜 스플라인에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제2내륜의 타면에는 치형과 치홈이 원주 방향을 따라 교대로 구비되도록 페이스 스플라인이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 휠 베어링 제작 방법은 허브보다 비교적 작은 비중을 가진 플랜지를 상기 허브에 조립하는 제1단계;상기 플랜지의 타측에서 상기 플랜지를 고정하도록 제1내륜을 압입하여 장착하는 제2단계;상기 제1내륜의 반경외측으로 외륜을 조립하는 제3단계; 그리고 제2내륜을 제1내륜의 타측에 장착하는 제4단계;를 포함할 수 있다.

상기 허브는 상기 플랜지를 고정하도록 그 일측에 반경외측으로 돌출된 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1단계에서, 상기 허브는 상기 플랜지에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제4단계에서, 상기 다른 하나의 내륜은 상기 허브에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 허브와 다른 소재의 플랜지를 제작하여 허브에 장착함으로써, 휠 베어링 전체의 중량 및 제작 비용을 줄일 수 있다. 이에 따라, 차량의 연비가 개선되는 효과가 있다.

또한, 허브의 일단부에 걸림턱을 형성하는 동시에 플랜지를 허브에 스플라인 결합하여 장착함으로써, 플랜지의 체결 강도를 향상시키고 그 이탈을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 일부 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 각각의 구성을 분리하여 보여주는 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링 제작 방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

설명의 편의를 위하여, 축방향으로 휠에 가까운 쪽(도면에서 좌측)은 '일측', '일단', '일단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하며, 축방향으로 휠에서 먼쪽(도면에서 우측)은 '타측', '타단', '타단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하기로 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일 또는 유사한 구성요소들을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 일부 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 단면도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 휠 베어링은, 설명의 편의를 위하여, 다양한 종류의 휠 베어링 들 중 하나를 예시한 것으로 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에 예시된 휠 베어링에 한정되어 적용되지 않고 다양한 종류의 휠 베어링에 적용될 수 있다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링은 허브(10)와, 상기 허브(10)의 외주면에 결합하는 제1, 2 내륜(11, 21)과, 상기 허브(10) 및 제1, 2 내륜(11, 21)의 반경방향 외측에서 일정 간격 이격되어 구비되는 외륜(12)과, 상기 제1, 2 내륜(11, 21)과 상기 외륜(12) 사이에 장착되는 실링부(52)와, 상기 제1내륜(11)과 상기 외륜(12)의 사이에 구비되는 제1전동체(13), 상기 제2내륜(21)과 상기 외륜(12)의 사이에 구비되는 제2전동체(14), 그리고 상기 허브(10)의 일측에서 휠을 장착하기 위하여 구비되는 플랜지(200)를 포함한다.

상기 허브(10)는 고탄소강의 소재로 이루어질 수 있으며, 그 일측으로부터 플랜지(200)가 장착되는 플랜지 장착부(25), 상기 플랜지 장착부(25)의 타측에서 반경 내측으로 단차진 제1내륜 장착부(35), 그리고 상기 제1내륜 장착부(35)로부터 타측으로 연장되며 상기 제2내륜(21)이 결합되는 제2내륜 장착부(45)를 포함한다.

상기 플랜지 장착부(25)의 외주면에는 치형과 치홈으로 구성된 제1허브 스플라인(125)이 원주방향을 따라 교대로 형성되어 있다. 상기 제1허브 스플라인(125)은 상기 허브(10)보다 상대적으로 저경도 재질의 플랜지(200)와 스플라인 결합될 수 있다. 따라서, 상기 제1허브 스플라인(125)에는 별도의 열처리 가공을 하지 않더라도, 그 내구성 및 성능이 유지된다. 나아가, 상기한 바와 같이 스플라인 결합에 의하여, 상기 제1허브 스플라인(125)은 상기 플랜지(200)에 견고하게 체결될 수 있다.

한편, 상기 플랜지 장착부(25)의 일단부에는 반경 외측으로 돌출된 걸림턱(15)이 형성되어 있다. 상기 걸림턱(15)은 플랜지(200)가 축방향으로 이동되는 것을 제한하고, 플랜지(200)를 고정시켜 그 이탈을 방지하게 한다. 상기 걸림턱(15)은 오비탈 포밍 공정에 의하여 반경 방향 외측으로 구부러질 수도 있다.

상기 제1내륜 장착부(35)에는 상기 제1내륜(11)이 압입되어 장착된다. 즉, 상기 제1내륜 장착부(35)의 외주면에 형성된 강제 압입부(110)를 통하여, 상기 제1내륜(11)이 강제 압입된다.

상기 제2내륜 장착부(45)의 외주면에는 적어도 치형과 치홈이 원주방향을 따라 교대로 구비된 허브 스플라인(145)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 제2내륜 장착부(45)는 상기 제2내륜(21)과 상기 제2허브 스플라인(145)을 통하여 스플라인 결합될 수 있다.

상기 제2내륜 장착부(45)에는 그 타측으로 말단부(50)가 형성된다. 상기 말단부(50)는 오비탈 포밍 전에는 허브 축(X1) 방향으로 곧게 연장되어 있으나, 오비탈 포밍 후에는 반경 방향 외측으로 구부러져 소성 변형된다. 상기 말단부(50)가 오비탈 포밍 공정을 거치게 되면서, 상기 허브(10)에 장착되는 내륜들(11, 21)은 견고하게 고정되는 한편, 전동체들(13, 14)에는 예압이 부여될 수 있다.

상기 제1내륜(11)은 그 재질이 베어링강으로 이루어질 수 있고, 상기 제1내륜 장착부(35)의 외주면에 형성된 강제 압입부(110)에 압입된다. 상기 제1내륜(11)의 외주면에는 제1내륜 레이스웨이(31)가 형성된다. 본 발명의 실시 예에서는 제1내륜 레이스웨이(31)가 제1내륜(11)의 외주면에 형성되어 있는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 아니한다. 즉, 제1내륜 레이스웨이(31)를 사용하는 대신에 허브(10)의 외주면에 허브 레이스웨이를 직접 형성할 수 있다.

상기 제2내륜(21)은 그 재질이 고탄소강으로 이루어질 수 있고, 상기 제1내륜(11)의 타측에 배치되며, 그 내주면에는 내륜 스플라인(121)이 형성될 수 있다. 상기 내륜 스플라인(121)은 축방향으로 연장되며, 원주 방향을 따라 치형과 치홈이 교대로 구비되며, 상기 제2허브 스플라인(145)에 스플라인 결합된다. 이 때, 상기 제2내륜(21)과 상기 허브(10)의 재질이 모두 고탄소강으로 제작함과 더불어 고경도를 갖도록 적절히 열처리를 할 수 있다. 따라서, 각각의 스플라인(121, 145)은 그 내구성이 향상되는 효과가 있다.

이처럼, 상기 제2내륜(21)과 상기 허브(10)는 견고하게 스플라인 결합되어 함께 회전할 수 있으며, 허브(10)의 동력이 원활하게 제2내륜(21)에 원활하게 전달될 수 있다. 상기 제2내륜(21)의 외주면에는 제2내륜 레이스웨이(32)가 형성되어 있다.

한편, 상기 제2내륜(21)의 타면에는 원주 방향을 따라 페이스 스플라인(150)이 형성된다. 상기 페이스 스플라인(150)은 치형 및 치홈이 반경 방향으로 연장되고 원주 방향을 따라 교대로 구비될 수 있다. 이렇게 제2내륜(21)에 형성된 페이스 스플라인(150)은 회전 운동하는 등속 조인트(도시하지 않음)의 일단에 스플라인 결합되어, 엔진의 구동력을 휠 베어링에 전달되도록 할 수 있다.

종래의 기술에 의하면, 상기 말단부(50)를 오비탈 포밍하여 반경 방향 외측으로 구부러지게 한 이후에, 그 타면에 페이스 스플라인을 형성하도록 되어 있었다. 그런데, 말단부(50)의 타면에 페이스 스플라인을 형성하는 과정에서, 과도한 후프 응력이 내륜(11)에 전달되었고, 이 후프 응력에 의하여 상기 내륜들(11, 21)이 파손되거나 압흔이 발생될 수 있었다. 특히, 페이스 스플라인을 형성할 때 말단부(50)에 발생하는 가압력이 그대로 상기 내륜들(11, 21)에 전달되어 과도한 예압이 부여될 수 있었다. 또한, 상기 말단부(50)에 응력이 집중되어 크랙(crack) 또는 균열 등이 발생하여 말단부(50)의 파손을 초래할 수 있었다.

그러나, 본 발명의 실시 예와 같이, 상기 제2내륜(21)의 타면에 페이스 스플라인(150)을 형성하는 한편, 상기 제2내륜(21)과 등속 조인트를 스플라인 결합을 하도록 구성하게 되면, 페이스 스플라인(100)을 형성하는 과정에서 위와 같이 종래의 기술에서 발생하는 과도한 응력이 내륜들(11, 21)에 걸리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제2내륜(21)의 타면에는 상기 허브(10)와 만나는 가장자리에서 축방향 일측으로 단차를 가진 고정홈(29)이 형성된다. 따라서, 상기 말단부(50)는 오비탈 포밍되면서 반경 방향 외측으로 구부러질 때, 상기 고정홈(29)으로 예압을 전달하게 된다. 이 때 발생하는 예압은 상기 내륜들(11, 21)을 거쳐 상기 플랜지(200)까지 전달될 수 있으며, 오비탈 포밍된 말단부(50)에 의하여 상기 플랜지(200)의 타측이 고정될 수 있는 것이다.

상기 외륜(12)은 상기 허브(10)의 외주면을 둘러싸도록 중공의 원통형상으로 형성된다. 즉, 상기 외륜(12)의 반경 내측에는 허브 축(X1)을 따라 상기 허브(10) 및 제1, 2내륜(11, 21)이 삽입되는 중공이 형성된다. 상기 외륜(12)의 외주면에는 반경 외측으로 연장된 외륜 플랜지(39)가 형성되어 있으며, 상기 외륜 플랜지(39)에는 상기 휠 베어링을 차체(특히, 너클)에 장착하기 위한 외륜 볼트 구멍(37)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 외륜(12)의 양 단부 내주면에는 제1,2외륜 레이스웨이(41, 42)가 형성되어 있다. 상기 외륜(12)의 일단부 내주면에 형성된 상기 제1외륜 레이스웨이(41)는 제1내륜 레이스웨이(31)와 서로 마주보도록 형성된다. 또한, 상기 외륜(12)의 타단부 내주면에 형성된 제2외륜 레이스웨이(42)는 제2내륜 레이스웨이(32)와 서로 마주보도록 형성된다.

상기 실링부(52)는 상기 외륜(12)의 일단부 및/또는 타단부에 결합될 수 있으며, 상기 외륜(12)과 상기 허브(10) 사이의 반경 방향 공간에 이물질이 침투하는 것을 방지한다.

상기 제1전동체(13)는 상기 제1내륜 레이스웨이(31)와 제1외륜 레이스웨이(41) 사이에 설치되고 상기 제2전동체(14)는 상기 제2내륜 레이스웨이(32)와 외륜 레이스웨이(42) 사이에 설치될 수 있다. 상기 제1전동체(13)와 상기 제2전동체(14)는 볼 형상 또는 원통 형상과 같이 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1전동체(13)와 상기 제2전동체(14)를 구성하는 하나의 볼 베어링은 리테이너(28)에 의해 이웃하는 다른 볼 베어링과 일정한 간격을 유지한다.

종래의 기술에 의하면, 허브에는 휠을 장착하기 위한 플랜지가 일체로 형성되어 있었다. 그런데, 허브는 통상적으로 스틸 소재의 탄소강(예를 들어, S55CR)으로 제작되는 것을 감안하였을 때, 플랜지까지 일체로 형성하게 되면 그 중량이 상당하여 차량의 연비를 악화시키는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명의 실시 예에 의하며, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지(200)는 상기 허브(10)와 일체로 형성되는 것이 아니라, 상기 허브(10)와는 별도로 구비된다. 즉, 상기 플랜지(200)는 상기 허브(10)와는 별개의 가벼운 소재의 조각으로 형성되며, 상기 허브(10)의 일측에 장착된다. 예를 들어, 상기 플랜지(200)는 고강도 경량 소재의 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics), 알루미늄, 또는 마그네슘 합금 재질로 이루어 질 수 있다.

상기 플랜지(200)는 상기 플랜지 장착부(25)의 외주면에 장착되며, 반경 외측으로 연장되도록 형성된다. 상기 플랜지(200)의 일면에는 그 축방향 두께가 감소된 살빼기부(225)와, 상기 살빼기부(225)보다 축방향 두께가 더 두꺼운 돌출부(215)가 형성되어 있다. 상기 돌출부(215)는 하중이 비교적 크게 걸리는 허브(10)와의 결합 부위에 형성된다. 즉, 허브(10)와 결합되는 플랜지(200)의 반경 내측부는 축방향 두께가 비교적 두껍도록 돌출부(215)를 형성하는 한편, 돌출부(215)보다 두께가 감소된 살빼기부(225)가 반경 방향 외측으로 연장되는 것이다. 따라서, 상기 플랜지(200)의 기능 및 내구성을 유지하는 동시에 전체 중량을 저감할 수 있다.

상기 플랜지(200)의 내주면에는 원주 방향을 따라 치형과 치홈이 번갈아 구비되는 플랜지 스플라인(135)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 플랜지 스플라인(135)은 상기 제1허브 스플라인(125)과 스플라인 결합되며, 상기 스플라인 결합을 매개로, 상기 플랜지(200)는 상기 허브(10)에 견고하게 장착될 수 있다.

이 때, 상기 플랜지는 상기 걸림턱(15)과 상기 제1내륜(11) 사이에서 고정된다. 즉, 상기 플랜지(200)의 돌출부(215)는 걸림턱(15)의 타면에 맞닿게 되고, 상기 플랜지(200)의 타면은 상기 제1내륜(11)에 맞닿게 된다. 따라서, 상기 플랜지(200)는 축방향 일측 또는 타측으로의 이동이 제한되고, 상기 허브(10)에 고정되는 것이다.

예를 들어, 상기 제1내륜(11)의 일면은 상기 플랜지(200)의 타면 및 상기 플랜지 장착부(25)의 타면에 동시에 접촉하도록 되어 있으며, 반경 방향으로 설정된 높이(D)를 가질 수 있다. 상기 설정된 높이(D)는 적어도 상기 플랜지 장착부(25)의 외주면과 상기 제1내륜 장착부(35)의 외주면 사이의 이격 거리(F)보다 크게 설정된다. 이에 따라, 상기 제1내륜(11)은 상기 플랜지(200)의 축방향 타측으로의 이동을 제한하는 걸림턱 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 제1내륜(11)의 일면은 상기 걸림턱(15)의 외주면보다 더 높게 연장되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1내륜(11)이 압입될 때, 상기 플랜지(200)가 넓은 면적으로 고정될 수 있다.

상기 플랜지(200)에는 허브 볼트(19)가 체결되는 볼트 결합부(160)가 축방향 일측 또는 타측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 볼트 결합부(160)은 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 복수 개로 형성될 수 있으며, 상기 볼트 결합부(160)에는 허브 볼트(19)가 고정적으로 장착될 수 있도록 볼트 구멍(17)이 형성되어 있다. 상기 허브 볼트(17)에는 휠 또는 디스크가 장착될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 볼트 결합부(160) 사이에는 원주 방향을 따라 적어도 상기 볼트 결합부(160)의 축방향 두께보다 더 얇도록 복수 개의 오목부(170)가 형성될 수 있다. 또한 상기 복수 개의 오목부(170)에는 축방향으로 개구된 적어도 하나 이상의 개구부(175)가 형성되며, 상기 개구부(175)는 그 단면이 원형 형상으로 형성될 수 있다.

이처럼, 하중이 집중되는 볼트 결합부(160)는 두께를 두껍게 형성하고, 상기 볼트 결합부(160)보다 비교적 하중이 작게 걸리는 오목부(170)는 두께를 얇게 형성함으로써, 그 내구성을 확보하는 동시에 상기 플랜지(200)의 전체 중량을 저감할 수 있고, 나아가 원가도 함께 절감될 수 있다. 이와 더불어, 상기 오목부(170)에 형성된 개구부(175)에 의하여, 상기 플랜지(200)의 중량은 더 감소될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 각각의 구성을 분리하여 보여주는 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링 제작 방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 각 단계는 설명의 편의를 위하여 순서를 정한 것으로서 도 4에 도시된 순서에 의하여 특허청구범위가 한정되지는 아니한다.

도 3 내지 도 4를 참고하면, 휠 베어링의 제작 방법은 허브(10)에 플랜지(200)를 조립하는 제1단계(S301), 제1내륜(11)을 허브(10)에 조립하는 제2단계(S302), 외륜(12)을 조립하는 제3단계(S303), 그리고 제2내륜(21)을 허브(10)에 조립하는 제4단계(S304)를 포함한다.

상기 제1단계(S301)에서는, 허브(10)의 반경 외측에서 플랜지(200)가 허브(10)에 조립된다. 이 때, 플랜지(200)의 일측은 허브(10)의 일단부에 형성된 걸림턱(15)에 의하여 축방향으로 고정된다. 상기 허브(10)는 고탄소강과 같은 소재를 열간 단조 금형에 의하여 제작되며, 상기 플랜지(200)는 상기 허브(10)보다 작은 비중의 재질로 형성된다.

또한, 상기 제1단계(S301)에서는 상기 허브(10)의 외주면에 형성된 제1허브 스플라인(125)과 플랜지(200)의 내주면에 형성된 플랜지 스플라인(135)이 서로 스플라인 결합하게 된다. 상기 제1허브 스플라인(125)에는 별도의 열처리 공정이 생략된다.

상기 제2단계(S302)에서는 베어링강과 같은 소재로 이루어진 제1내륜(11)이 축방향 일측으로 압입된다. 상기 제1내륜(11)은 허브(10)의 반경 방향 내측으로 단차진 제1내륜 장착부(35)에 압입된다. 이 때, 상기 플랜지(200)는 허브(10)의 일단부에 형성된 걸림턱(15)과 상기 제1내륜(11)의 사이에서 그 양 측이 고정되어 축방향 이동이 제한된다.

상기 제3단계(S303)에서는 외륜(12)이 상기 제1내륜(11)의 반경 외측에서 장착된다. 상기 제1내륜(11)과 상기 외륜(12) 사이에는 제1전동체(13)가 개재될 수 있다.

상기 제4단계(S304)에서는 제2내륜(21)이 허브(10)에 축방향 일측으로 삽입되며, 상기 제2내륜(21)과 상기 허브(10)는 스플라인 결합된다. 즉, 상기 허브(10)의 타측부 외주면에 형성된 제2허브 스플라인(145)은 제2내륜(21)의 내주면에 형성된 내륜 스플라인(121)과 스플라인 결합된다. 상기 제2내륜(21)과 상기 외륜(12) 사이에는 제2전동체(14)가 개재될 수 있다. 또한, 상기 제2내륜(21)의 타면에 형성된 고정홈(29)으로 허브(10)의 타단부를 오비탈 포밍하여 반경 방향 외측으로 구부러지게 함으로써, 상기 플랜지(200)는 견고하게 상기 허브(10)에 고정된다.

위와 같은 방법에 의하면, 플랜지(100)는 고탄소강의 허브(10)와 일체로 형성되지 않고 별도의 가벼운 이종 재질로 허브(10)에 장착될 수 있다. 따라서, 휠 베어링의 전체 중량이 저감될 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (16)

1. 허브와, 상기 허브에 결합되는 적어도 하나 이상의 내륜과, 상기 허브와 상기 적어도 하나 이상의 내륜으로부터 이격되어 있으며 상기 허브를 감싸는 외륜, 그리고 상기 허브와 상기 외륜 사이에 구비되는 전동체를 포함하는 휠 베어링에 있어서,
   상기 허브의 외주면에 장착되고, 상기 허브보다 비교적 작은 비중의 소재로 형성되며, 반경방향으로 연장 형성된 플랜지;
   를 포함하되,
   상기 플랜지의 내주면에는 치형과 치홈이 원주 방향을 따라 연속되게 교대로 구비되는 플랜지 스플라인이 형성되고,
   상기 허브는
   상기 플랜지가 장착되는 플랜지 장착부;
   상기 플랜지 장착부의 타측에서 반경 내측으로 단차진 내륜 장착부; 및
   상기 내륜 장착부의 타측에서 반경 외측으로 구부러진 말단부;
   를 포함하고,
   상기 플랜지 장착부의 외주면에는 치형과 치홈이 원주 방향을 따라 연속되게 교대로 구비되는 제1허브 스플라인이 형성되며,
   상기 제1허브 스플라인과 상기 플랜지 스플라인은 서로 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하고,
   상기 적어도 하나 이상의 내륜은
   상기 내륜 장착부의 외주면 일측에 배치되는 제1내륜; 및
   상기 내륜 장착부의 외주면 타측에서 상기 제1내륜과 접촉하는 제2내륜;
   을 포함하며,
   상기 제1내륜은 상기 플랜지의 타측부를 고정하도록 상기 내륜 장착부의 외주면에 압입되면서 상기 플랜지의 타면과 맞닿는 것을 특징으로 하고,
   상기 말단부는 오비탈 포밍되어 상기 제2내륜과 상기 제1내륜을 상기 플랜지 방향으로 밀어주어 상기 플랜지를 고정시키는 것을 특징으로 하며,
   상기 허브의 일단부에는 상기 플랜지의 일측부를 고정하도록 반경 방향 외측으로 연장된 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지는
   그 일면 또는 타면에서 축방향으로 돌출된 돌출부; 그리고
   상기 돌출부로부터 반경 외측으로 연장되며 상기 돌출부보다 두께가 감소된 살빼기부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 플랜지는
   원주 방향을 따라 이격되도록 배치되며, 허브 볼트가 장착되도록 형성된 복수 개의 볼트 결합부; 그리고
   상기 복수 개의 볼트 결합부의 사이에서 축방향으로 상기 볼트 결합부보다 두께가 감소되도록 형성된 오목부;
   를 더 포함하는 휠 베어링.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 오목부에는 축방향으로 개구된 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1내륜의 일면은 반경 방향으로 설정된 높이를 가지며,
   상기 설정된 높이는 적어도 상기 플랜지 장착부의 외주면과 상기 제1내륜이 위치하는 내륜 장착부의 외주면 사이의 이격 거리보다 더 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 내륜 장착부는 적어도 그 외주면의 일부에 제2허브 스플라인이 형성되고,
   상기 제2내륜은 그 내주면에 내륜 스플라인이 형성되며,
   상기 제2내륜이 상기 제1내륜의 타측에 조립될 때, 상기 제2허브 스플라인은 상기 내륜 스플라인에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2내륜의 타면에는 축방향 일측으로 단차를 가진 고정홈이 형성되고, 상기 허브의 타단은 오비탈 포밍되면서 상기 고정홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2내륜의 타면에는
    치형과 치홈이 원주 방향을 따라 교대로 구비되도록 페이스 스플라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링.
    
12. 그 일측에 반경 외측으로 연장된 걸림턱이 형성되어 있는 허브에 상기 허브보다 비교적 작은 비중을 가진 플랜지를 상기 허브에 스플라인 결합하는 제1단계;
    상기 플랜지를 상기 걸림턱 측으로 밀어주는 동시에 상기 플랜지의 타측을 고정하도록 제1내륜을 압입하여 장착하는 제2단계;
    상기 제1내륜의 반경외측으로 외륜을 조립하는 제3단계; 그리고
    제2내륜을 상기 제1내륜의 타측에 장착하고, 상기 제1내륜과 상기 제2내륜을 밀어주어 상기 플랜지의 타측을 고정시키도록 상기 허브의 타단부를 반경 외측으로 오비탈 포밍하여 상기 제2내륜에 형성된 고정홈으로 구부러지게 하는 제4단계;
    를 포함하는 휠 베어링 제작 방법.
    
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 제12항에 있어서,
    상기 제4단계에서, 상기 제2내륜은 상기 허브에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 제작 방법.
    
    
    

Images