KR102551832B1 - 휠베어링 조립체 - Google Patents

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KR102551832B1
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    • F16D2003/22303—Details of ball cages

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면 차량의 차륜을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시에에 따른 휠베어링 조립체는 차륜을 장착하기 위한 허브 플랜지를 구비하는 휠허브와, 휠허브의 일측에 형성된 단차부에 압입되어 장착되는 내륜과, 내륜의 반경방향 외측에 장착되며 외주면에 차체에 장착되는 장착 플랜지를 구비하는 외륜과, 휠허브 및 내륜과 외륜 사이에 장착되는 하나 이상의 전동체를 포함하며, 휠허브 및 내륜의 외주면 일부에는 전동체를 지지하는 내측 궤도면이 형성되고, 외륜의 내주면 일부에는 전동체를 지지하는 외측 궤도면이 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부 내측에는 등속조인트를 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 수용공간이 위치하는 휠허브의 내주면에는 등속조인트의 회전요소를 수용하기 위한 리세스가 원주방향을 따라 이격되어 복수로 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부 내주면에는 제1 열처리 경화부가 형성되고, 제1 열처리 경화부는 등속조인트의 회전요소가 접촉하는 부분을 포함하도록 형성될 수 있고, 휠허브의 외주면에는 제2 열처리 경화부가 휠허브의 외주면에 형성된 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 단차부의 외주면과 휠허브의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D) 이전까지 형성될 수 있다.

Description

휠베어링 조립체{WHEEL BEARING ASSEMBLY}
본 발명은 차량의 차륜을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 구동축에 연결되는 등속조인트를 휠베어링 내부로 삽입시켜 소형화 및 경량화를 달성할 수 있으며 휠허브에 휠베어링의 전동체 및 등속조인트의 회전요소를 위한 안정적인 궤도면을 제공할 수 있도록 구성된 휠베어링 조립체에 관한 것이다.
차량용 휠베어링은 차량의 차륜을 차체에 회전가능하게 장착하는 장치로, 차량의 구동륜에 장착되는 구동륜용 휠베어링과 종동륜에 장착되는 종동륜용 휠베어링으로 구분될 수 있다. 이 중, 구동륜용 휠베어링은 구동축에 연결되는 등속조인트가 휠베어링에 결합되어 구동장치에서 발생된 구동력을 등속조인트를 통해 휠베어링으로 전달함으로써 차륜에 구동력을 제공하도록 구성된다.
도 1을 참조하면, 종래에 이용되고 있는 구동축용 휠베어링 조립체(소위, 3세대 휠베어링 조립체)가 예시적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 구동축용 휠베어링 조립체는 차륜이 장착되는 회전요소(10; 휠허브)가 차체에 고정되는 비회전요소(20; 외륜)에 전동체(30)를 통해 연결되어 회전요소(10; 휠허브)에 장착된 차륜을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하도록 구성되며, 휠베어링의 일측에는 등속조인트(40)가 결합되어 구동장치에서 발생된 구동력을 휠베어링으로 전달하도록 구성된다. 구체적으로, 등속조인트(40)는 내부에 회전요소가 구비되는 외측부재가 휠베어링의 축방향 단부에 접촉된 상태로 결합되며, 등속조인트의 중심축(50) 외주면에 형성된 스플라인이 휠허브(10)의 내주면에 형성된 스플라인과 결합해 구동장치에서 발생된 구동력을 휠허브(10)로 전달하도록 구성되게 된다.
그러나, 이러한 구조의 휠베어링 조립체는 등속조인트가 휠허브의 외측에서 휠허브의 축방향 단부에 접촉된 상태로 결합되도록 구성되기 때문에 휠베어링 조립체의 길이가 길어지게 된다. 더욱이, 이러한 구조의 휠베어링 조립체는 등속조인트의 중심축 외주면에 형성된 스플라인을 휠허브의 내주면에 형성된 스플라인에 결합시켜 동력을 전달하도록 구성되어 있기 때문에, 휠허브를 관통하는 긴 길이의 중심축이 등속조인트에 구비되어야 하여 장치가 중량화될 수 밖에 없고, 스플라인을 통해 동력을 전달하는 과정에서 가속 및 감속시 소음이 발생하는 문제가 나타날 수 있다.
이러한 문제를 개선하기 위한 방안으로, 특허문헌 1 등을 참조하면 등속조인트를 휠베어링의 휠허브 내부로 삽입해 결합하는 휠베어링 조립체(소위, 4세대 휠베어링 조립체)가 제안되고 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 4세대 휠베어링 조립체는 등속조인트(40)의 일부를 휠베어링의 휠허브 내측에 위치시킨 상태로 휠베어링에 결합하도록 구성되어 있기 때문에, 등속조인트가 휠허브의 내측으로 삽입되는 만큼 휠베어링 조립체의 전체 길이가 짧아질 수 있고, 이로 인해 휠베어링 조립체의 소형화 및 경량화가 도모될 수 있게 된다.
그러나, 종래에 알려진 4세대 휠베어링 조립체의 경우에는 등속조인트와 휠허브 사이에 등속조인트의 회전요소(42)를 지지하고 휠베어링 측으로 구동력을 전달하는 외측부재(44)가 별도로 구비되고 이러한 외측부재(44)의 일단에 외측부재(44)의 이탈을 방지하기 위한 고정부재(46)가 추가로 구비되도록 구성되어 있어, 여전히 부품수가 많고 제품의 중량 및 비용이 증가되는 문제가 있다.
특허문헌 1: 미국특허 제6,790,145호 (등록일: 2004.9.14.)
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 부가적인 구성요소의 추가 없이도 등속조인트를 휠베어링 내부로 삽입시켜 결합할 수 있어 소형화 및 경량화가 가능하며, 동시에 휠베어링의 전동체와 등속조인트의 회전요소를 위한 안정적인 궤도면을 제공할 수 있는 휠베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 차량의 차륜을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시에에 따른 휠베어링 조립체는 차륜을 장착하기 위한 허브 플랜지를 구비하는 휠허브와, 휠허브의 일측에 형성된 단차부에 압입되어 장착되는 내륜과, 내륜의 반경방향 외측에 장착되며 외주면에 차체에 장착되는 장착 플랜지를 구비하는 외륜과, 휠허브 및 내륜과 외륜 사이에 장착되는 하나 이상의 전동체를 포함하며, 휠허브 및 내륜의 외주면 일부에는 전동체를 지지하는 내측 궤도면이 형성되고, 외륜의 내주면 일부에는 전동체를 지지하는 외측 궤도면이 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부 내측에는 등속조인트를 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 수용공간이 위치하는 휠허브의 내주면에는 등속조인트의 회전요소를 수용하기 위한 리세스가 원주방향을 따라 이격되어 복수로 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부 내주면에는 제1 열처리 경화부가 형성되고, 제1 열처리 경화부는 등속조인트의 회전요소가 접촉하는 부분을 포함하도록 형성될 수 있고, 휠허브의 외주면에는 제2 열처리 경화부가 휠허브의 외주면에 형성된 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 단차부의 외주면과 휠허브의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D) 이전까지 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 열처리 경화부는 휠허브의 외주면에 형성된 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해, 단차부의 외주면과 휠허브의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D)과 단차부의 단부면 사이의 축방향 중심부분 이전까지 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 열처리 경화부는 휠허브의 외주면에 형성된 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 단차부의 단부면까지 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열처리 경화부의 축방향 길이는 제2 열처리 경화부의 축방향 길이보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열처리 경화부의 차륜측 단부는 휠허브의 단차부의 단부면보다 차륜측에 위치하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내륜의 차체측 단부에는 스페이서가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열처리 경화부의 차체측 단부는 스페이서의 축방향 중간부보다 차륜측에 위치하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열처리 경화부 및 제2 열처리 경화부의 열처리 경화부 깊이는 1mm 이상 3mm 이하로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 차량의 차륜을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시에에 따른 휠베어링 조립체는 차륜을 장착하기 위한 허브 플랜지를 구비하는 휠허브와, 휠허브의 일측에 압입되어 장착되는 2개의 내륜과, 내륜의 반경방향 외측에 장착되며 외주면에 차체에 장착되는 장착 플랜지를 구비하는 외륜과, 내륜과 외륜 사이에 장착되는 하나 이상의 전동체를 포함하며, 내륜의 외주면 일부에는 전동체를 지지하는 내측 궤도면이 형성되고, 외륜의 내주면 일부에는 전동체를 지지하는 외측 궤도면이 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부 내측에는 등속조인트를 수용하기 위한 수용공간이 형성되고, 수용공간이 위치하는 휠허브의 내주면에는 등속조인트의 회전요소를 수용하기 위한 리세스가 원주방향을 따라 이격되어 복수로 형성되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부 내주면에는 제1 열처리 경화부가 형성되고, 제1 열처리 경화부는 등속조인트의 회전요소가 접촉하는 부분을 포함하도록 형성될 수 있고, 휠허브의 외주면에는 제2 열처리 경화부가 2개의 내륜 가운데 차륜측에 위치하는 내륜보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 휠허브의 차체측 단부 내주면에 형성되는 리세스가 최대 직경을 갖는 부분(D) 이전까지 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부의 내주면에 삽입되어 결합되는 등속조인트가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 등속조인트는 회전요소가 휠허브의 차체측 단부 내측에 형성된 수용공간의 리세스에 수용되도록 휠허브에 결합될 수 있다.
이 외에도, 본 발명에 따른 휠베어링 조립체에는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠허브의 차체측 단부 내주면에 등속조인트의 회전요소가 수용될 수 있는 수용공간을 형성하고 이러한 수용공간에 등속조인트의 회전요소를 직접 지지할 수 있는 리세스를 형성해 별도의 추가부재 없이도 등속조인트를 휠허브 내측에 안정적으로 위치시켜 지지할 수 있도록 구성되어 휠베어링 조립체의 소형화 및 경량화가 도모될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠베어링의 전동체가 접촉하는 휠허브의 외주면과 등속조인트의 회전요소가 접촉되는 휠허브의 내주면에 열처리 경화부를 형성해 휠베어링의 전동체와 등속조인트의 회전요소를 위한 궤도면을 제공하고 있으며, 휠베어링의 외주면에 형성되는 열처리 경화부(제2 열처리 경화부)를 1 열처리 경화부(250)와 열처리 영역이 중첩될 위험이 있는 영역[예컨대, 단차부의 외주면과 휠허브의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분] 이상까지 열처리가 수행되지 않도록 함으로써 열처리 부위의 중첩을 원천적으로 방지할 수 있고, 열처리 영역의 중복에 의한 깨짐 등의 문제를 방지할 수 있게 된다.
도 1은 종래에 이용되고 있는 구동륜용 휠베어링 조립체(소위, 3세대 구조의 휠베어링 조립체)를 예시적으로 도시한다.
도 2 및 도 3은 종래의 4세대 휠베어링 조립체를 예시적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 사시도를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 휠베어링 조립체에서 등속조인트 부분이 생략된 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 7은 도 5에 표시된 X 부분의 부분 확대도를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체에서 내륜 장착을 위해 형성되는 단차부 주변 구조를 예시적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 설명하도록 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들의 형상 및 크기는 설명의 편의를 위해 임의로 도시된 것이므로, 본 발명이 반드시 도시된 형상 및 크기로 한정되는 것은 아니다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변형되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예
도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)가 예시적으로 도시되어 있다. 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 차륜을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링(200)에 등속조인트(300)가 일체로 결합된 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링(200)은 통상의 차량용 휠베어링과 같이 휠허브(210; 회전요소), 내륜(220), 외륜(230; 비회전요소), 전동체(240) 등으로 구성될 수 있다.
예컨대, 휠허브(210)는 축방향을 따라 연장하는 대략 원통형 형상의 구조로 형성될 수 있으며, 휠허브(210)의 일측 외주면에는 허브 플랜지(212)가 구비될 수 있다. 허브 플랜지(212)는 휠허브(210)의 원주방향을 따라 반경방향 외측으로 연장된 형상으로 형성되어, 허브 볼트 등을 통해 차륜을 휠허브(210)에 장착하는데 이용될 수 있다. 한편, 휠허브(210)의 차체측 단부에는 직경이 축소된 단차부(214)가 형성되어 이러한 단차부(214)에 내륜(220)이 압입되어 장착되도록 구성될 수 있으며, 휠허브(210)의 외주면 일부에는 전동체의 궤도면(내측 궤도면)이 형성되어 전동체(240)를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.
내륜(220)은 휠허브(210)의 외주면에 형성된 단차부(214)를 통해 휠허브(210)에 압입되어 장착되도록 구성될 수 있으며, 내륜(220)의 일측 외주면에는 전동체의 궤도면(내측 궤도면)이 형성되어 전동체(240)를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다. 휠허브(210)에 장착된 내륜(220)은 도 5에 도시된 바와 같이 휠허브(210)의 단부를 소성변형시키거나 휠허브(210)의 차체측 단부에 너트나 등속조인트 등을 결합해 휠허브(210)에 고정되도록 구성될 수 있다.
외륜(230)은 일측 외주면에 휠베어링(200)을 차체에 장착하는데 이용되는 장착 플랜지(232)를 구비하고, 일측 내주면에 전동체(240)가 접촉하는 궤도면을 구비하도록 구성될 수 있다. 외륜(230)의 내주면에 형성된 궤도면(외측 궤도면)은 휠허브(210) 및/또는 내륜(220)에 형성된 궤도면(내측 궤도면)과 협력해 이들 궤도면 사이에 구름요소인 전동체(240)를 수용하여 지지하도록 구성될 수 있다.
전동체(240)는 휠허브(210) 및/또는 내륜(220)에 형성된 궤도면(내측 궤도면)과 외륜(230)에 형성된 궤도면(외측 궤도면) 사이에 배치되어, 차륜이 장착되는 휠허브(210)를 차체에 고정되는 외륜(230)에 대해 회전가능하게 지지하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)의 차체측 단부의 내주면은 등속조인트(300)의 회전요소(310)를 외측에서 지지하는 기능(도 2 및 도 3에서 휠허브와 등속조인트 사이에 게재되는 외측부재가 수행하던 기능)을 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(200)은 휠허브(210)의 차체측 단부 중심부에 등속조인트(300)를 수용하기 위한 수용공간(216)을 구비해, 수용공간(216) 내에 등속조인트(300)가 적어도 부분적으로 삽입되어 장착되도록 구성될 수 있다. 한편, 수용공간(216)이 형성되는 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에는 등속조인트(300)의 회전요소(310)를 수용하기 위한 리세스(218)가 구비되어, 이러한 리세스(218)에 등속조인트의 회전요소(310)가 수용되어 결합되도록 구성될 수 있다. 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에 형성되는 리세스(218)는 등속조인트(300)에 구비되는 회전요소(310)의 수에 대응되는 수만큼 원주방향을 따라 복수개가 이격되어 형성될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(200)은 등속조인트(300)의 회전요소(310)가 휠허브(210)의 내주면에 직접 접촉하여 지지되도록 구성되기 때문에, 등속조인트(300)의 회전요소(310)가 접촉하는 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에 높은 경도의 궤도면이 형성될 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(200)은 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에 열처리 경화부[제1 열처리 경화부(250)]를 형성해 휠허브(210)에 손상을 가하지 않으면서 등속조인트(300)의 회전요소(310)가 휠허브(210)에 안정적으로 구름상태로 유지될 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에 형성되는 제1 열처리 경화부(250)는 등속조인트(300)의 회전요소(310)의 안정적인 회전지지를 보장하기 위해 적어도 등속조인트(300)의 회전요소(310)가 접촉되는 부분을 모두 포함해 경화층이 형성되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링 조립체를 구성하는 휠허브(210)는 전술한 바와 같이 일측 외주면에 휠베어링의 전동체를 지지하는 내측 궤도면을 직접 형성하고 있어, 이러한 내측 궤도면이 형성되는 휠허브의 외주면 부분에도 높은 경도를 갖는 경화층을 형성할 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 전동체의 내측 궤도면이 형성되는 부분을 포함하는 휠허브의 외주면 부분에 전동체 궤도면 형성에 필요한 높은 경도를 갖는 열처리 경화부를 형성하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠허브(210)의 외주면에 형성되는 열처리 경화부[제2 열처리 경화부(260)]가 휠허브(210)의 외주면에 형성되는 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 내륜(220)이 압입되는 휠허브(210)의 단차부(214)의 외주면과 휠허브의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D)[즉, 휠허브의 차륜측 단부 내주면에 형성되는 리세스(218)가 최대 직경을 갖는 부분] 이전까지 연장되도록 구성될 수 있다.
만일, 휠허브(210)의 외주면에 형성되는 열처리 경화부[제2 열처리 경화부(260)]가 전동체의 내측 궤도면이 형성되는 부분보다 차체측의 위치에서 시작되게 되면 전동체의 내측 궤도면에 높은 강도를 갖는 충분한 접촉면을 제공하지 못해 휠베어링의 수명이 저하될 우려가 있으며, 휠허브(210)의 외주면에 형성되는 열처리 경화부[제2 열처리 경화부(260)]가 너무 차체측까지 연장하여 형성되게 되면 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에 형성되는 제1 열처리 결화부(250)와 제2 열처리 경화부(260)가 중첩되어 크랙 등의 손상이 발생될 우려가 있다.
이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(100)은 휠허브(210)에 형성되는 전동체의 내측 궤도면은 포함하되 제1 열처리 경화부(250)와 열처리 영역이 중첩될 위험이 있는 영역[예컨대, 휠허브(210)의 차륜측 단부 내주면에 형성되는 리세스(218)가 최대 직경을 갖는 부분(D)] 이상에서는 열처리가 수행되지 않도록 함으로써 열처리 부위의 중첩을 구조적으로 원천적으로 방지할 수 있게 된다. 또한, 이에 따라 보다 짧은 열처리 코일을 이용해 제2 열처리 경화부(260)를 형성할 수 있어 열처리 공정을 위한 설비가 간소해질 수 있고, 열처리 후 마무리 가공 부위가 감소되어 제품의 제조 시간이 감소될 수 있게 된다.
한편, 열처리 영역의 중복을 더욱 안정적으로 회피하기 위해 제2 열처리 경화부(260)는 휠허브(210)의 외주면에 형성되는 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해, 단차부(214)의 외주면과 휠허브의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D)과 단차부의 단부면(214a) 사이의 축방향 중심부분 이전까지 연장되어 형성되거나, 또는 도 9에 도시된 바와 같이 휠허브(210)의 외주면에 형성되는 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 단차부(214)의 단부면(214a)까지 연장되어 형성되도록 구성되어도 좋다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열처리 경화부(250)의 축방향 길이(A)는 제2 열처리 경화부(260)의 축방향 길이(B)보다 길게 형성되도록 구성될 수 있다. 만일, 제2 열처리 경화부(260)의 축방향 길이(A)가 길게 형성되면 이는 휠베어링의 축방향 길이가 길어지는 원인이 되기 때문에 소형화 및 경량화에 불리하고 휠베어링의 설계 공간에 좋지 않은 영향을 끼칠 우려가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 열처리 경화부(250)의 차륜측 단부는 제2 열처리 경화부(260)의 차체측 단부보다 차륜측에 위치하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 제1 열처리 경화부(250)가 보다 차륜측에 위치하는 부분까지 형성될 수 있어 등속조인트의 회전요소가 접촉하는 휠허브의 내주면에 등속조인트의 회전요소를 위한 열처리 궤도면을 보다 안정적으로 제공할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)의 내주면에 형성되는 제1 열처리 경화부(250) 및 휠허브(210)의 외주면에 형성되는 제2 열처리 경화부(260)는 고주파 ??칭(Quenching), 전경화 열처리 등 다양한 공지의 열처리 방법을 통해 수행될 수 있으며, 제1 열처리 경화부(250) 및 제2 열처리 경화부(260)는 등속조인트의 회전요소(310) 및 휠베어링의 전동체(240)에 안정적인 구름면을 제공하는데 충분한 경도를 갖도록 열처리되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(200)은 내륜(220)의 차체측 단부에 스페이서(270)를 결합해 소성변형이 시작되는 위치가 열처리 경화부의 차체측 축방향 단부로부터 차체측으로 축방향을 따라 소정의 거리만큼 이격되어 위치하도록 구성될 수 있다. 이러한 스페이서(270)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 내륜(220)과 별도의 부재로 형성되어 내륜(220)의 차체측 단부에 결합되도록 구성되어도 좋고, 내륜(220)과 일체로 형성되도록 구성되어도 좋다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열처리 경화부(250)의 차체측 단부는 스페이서(270)의 축방향 중간부(C)보다 차륜측에 위치하도록 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 열처리 경화부(250)가 스페이서(270)의 축방향 중간부(C)보다 차륜측에 위치하게 되면 휠허브(210)의 끝단부를 소성변형시키는 등의 방법으로 내륜(220) 및 스페이서(270)를 휠허브(210)에 고정시킬 때 휠허브(210) 끝단의 소성변형이 제1 열처리 경화부(250)의 경화층에 영향을 받지 않고 보다 원활하게 진행될 수 있게 된다.
또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만 스페이서(270)의 반경방향 외측[스페이서가 내륜 일체형으로 형성되는 경우에는 대응하는 내륜 부분의 반경방향 외측]에는 고무부트 등으로 형성되는 부트체결부가 추가로 장착될 수 있다. 이러한 부트체결부는 스페이서 또는 내륜의 반경방향 외측에 장착되어 휠베어링 조립체 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지해 등속조인트의 회전요소 및/또는 궤도면 등이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(200)을 구성하는 휠허브(210)의 차체측 단부에는 도 5에 도시된 바와 같이 구동장치의 구동축에 연결되는 등속조인트(300)가 삽입되어 결합될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 등속조인트(300)는 회전요소(310)와 회전요소를 내측에서 지지하는 내측부재(320)와 회전요소가 삽입되는 포켓부가 구비된 중간부재(330; 케이지) 등으로 구성될 수 있으며, 등속조인트(300)의 내측부재(320)는 중심부에 관통구멍이 형성되어 구동장치의 구동축에 연결되는 중심축이 삽입되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 등속조인트(300)가 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에 형성된 수용공간(216)에 삽입되어 장착되도록 구성될 수 있으며, 등속조인트의 회전요소(310)는 수용공간(216)에 형성된 리세스(218) 내에 삽입되어 안착되도록 구성될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠베어링과 등속조인트 사이에 별도의 추가 부재를 게재하지 않은 상태로 등속조인트를 휠베어링의 휠허브 내측으로 삽입시킨 상태로 간단히 결합할 수 있어 휠베어링 조립체를 소형화 및 경량화하는 것이 가능해지게 되며, 휠베어링의 휠허브에 휠베어링의 전동체 및 등속조인트의 회전요소가 접촉되는 높은 경도의 궤도면을 형성해 휠베어링의 전동체와 등속조인트의 회전요소에 안정적인 구름 궤도면을 제공할 수 있게 된다.
이상 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명하였으나, 이들 실시예들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
예컨대, 전술한 실시예의 경우에는 휠허브의 일측에 하나의 내륜을 장착하는 형태의 휠베어링 구조를 이용해 본 발명에 따른 휠베어링 조립체를 설명하였으나 본 발명에 따른 휠베어링 조립체는 이러한 구조로 한정되어야 하는 것은 아니고, 휠허브에 2개의 내륜을 장착하는 형태의 휠베어링 구조 등 다른 형태의 휠베어링 구조로 형성되어도 무방하다. 이러한 경우에도 전술한 목적을 달성하기 위해 휠허브의 외주면에 형성되는 제2 열처리 경화부는 2개의 내륜 가운데 차륜측에 위치하는 내륜보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 휠허브의 차체측 단부 내주면에 형성되는 리세스가 최대 직경을 갖는 부분 이전까지 형성되도록 구성되어 휠허브의 내주면과 외주면에 형성되는 열처리 영역이 중첩되는 것을 방지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위에 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 휠베어링 조립체
200: 휠베어링
210: 휠허브
212: 허브 플랜지
214: 단차부
214a: 단차부의 단부면
216: (등속조인트) 수용공간
218: 리세스
220: 내륜
230: 외륜
240: 전동체
250: 제1 열처리 경화부
260: 제2 열처리 경화부
270: 스페이서
300: 등속조인트
310: 회전요소
320: 내측부재
330: 중간부재

Claims (11)

  1. 차륜을 장착하기 위한 허브 플랜지를 구비하는 휠허브(210)와,
    상기 휠허브(210)의 일측에 형성된 단차부(214)에 압입되어 장착되는 내륜(220)과,
    상기 내륜(220)의 반경방향 외측에 장착되며 외주면에 차체에 장착되는 장착 플랜지를 구비하는 외륜(230)과,
    상기 휠허브(210) 및 내륜(220)과 상기 외륜(230) 사이에 장착되는 하나 이상의 전동체(240)를 포함하고,
    상기 휠허브(210) 및 상기 내륜(220)의 외주면 일부에는 상기 전동체(240)를 지지하는 내측 궤도면이 형성되고,
    상기 외륜(230)의 내주면 일부에는 상기 전동체(240)를 지지하는 외측 궤도면이 형성되는 휠베어링 조립체(100)에 있어서,
    상기 휠허브(210)의 차체측 단부 내측에는 등속조인트(300)를 수용하기 위한 수용공간(216)이 형성되고,
    상기 수용공간(216)이 위치하는 휠허브(210)의 내주면에는 등속조인트(300)의 회전요소(310)를 수용하기 위한 리세스(218)가 원주방향을 따라 이격되어 복수로 형성되고,
    상기 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에는 제1 열처리 경화부(250)가 형성되고,
    상기 제1 열처리 경화부(250)는 등속조인트(300)의 회전요소(310)가 접촉하는 부분을 포함하도록 형성되고,
    상기 휠허브(210)의 외주면에는 제2 열처리 경화부(260)가 차륜측에 위치하는 전동체의 궤도면 보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작하여 상기 내륜(220)이 장착되는 단차부(214)의 일부를 포함해 상기 단차부(214)의 외주면과 상기 휠허브(210)의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D) 이전까지 형성되며,
    상기 제2 열처리 경화부(260)는 상기 휠허브(210)의 외주면에 형성된 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해, 상기 단차부(214)의 외주면과 상기 휠허브(210)의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D)과 상기 단차부(214)의 단부면(214a) 사이의 축방향 중심부분 이전까지 형성되고,
    상기 내륜(220)의 차체측 단부에는 스페이서(270)가 더 구비되며,
    상기 제1 열처리 경화부(250)의 차체측 단부는 상기 스페이서(270)의 축방향 중간부(C)보다 차륜측에 위치하도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 열처리 경화부(260)는 상기 휠허브(210)의 외주면에 형성된 전동체의 내측 궤도면보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해 상기 단차부(214)의 단부면(214a)까지 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열처리 경화부(250)의 축방향 길이(A)는 상기 제2 열처리 경화부(260)의 축방향 길이(B)보다 크게 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열처리 경화부(250)의 차륜측 단부는 상기 휠허브(210)의 단차부(214)보다 차륜측에 위치하도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열처리 경화부(250) 및 상기 제2 열처리 경화부(260)의 열처리 경화부 깊이는 1mm 이상 3mm 이하로 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  9. 차륜을 장착하기 위한 허브 플랜지를 구비하는 휠허브(210)와,
    상기 휠허브(210)의 일측에 압입되어 장착되는 2개의 내륜(220)과,
    상기 내륜(220)의 반경방향 외측에 장착되며 외주면에 차체에 장착되는 장착 플랜지를 구비하는 외륜(230)과,
    상기 내륜(220)과 상기 외륜(230) 사이에 장착되는 하나 이상의 전동체(240)를 포함하고,
    상기 내륜(220)의 외주면 일부에는 상기 전동체(240)를 지지하는 내측 궤도면이 형성되고,
    상기 외륜(230)의 내주면 일부에는 상기 전동체(240)를 지지하는 외측 궤도면이 형성되는 휠베어링 조립체(100)에 있어서,
    상기 휠허브(210)의 차체측 단부 내측에는 등속조인트(300)를 수용하기 위한 수용공간(216)이 형성되고,
    상기 수용공간(216)이 위치하는 휠허브(210)의 내주면에는 등속조인트(300)의 회전요소(310)를 수용하기 위한 리세스(218)가 원주방향을 따라 이격되어 복수로 형성되고,
    상기 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에는 제1 열처리 경화부(250)가 형성되고,
    상기 제1 열처리 경화부(250)는 등속조인트(300)의 회전요소(310)가 접촉하는 부분을 포함하도록 형성되고,
    상기 휠허브(210)의 외주면에는 제2 열처리 경화부(260)가 차륜측에 위치하는 전동체의 궤도면 보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작하여 상기 내륜(220)이 장착되는 단차부(214)의 일부를 포함해 상기 휠허브(210)의 차체측 단부 내주면에 형성되는 리세스(218)가 최대 직경을 갖는 부분(D) 이전까지 형성되며,
    상기 제2 열처리 경화부(260)는 2개의 내륜(220) 가운데 차륜측에 위치하는 내륜(220)보다 차륜측에 위치하는 부분에서 시작해, 상기 휠허브(210)의 외주면과 상기 휠허브(210)의 내주면 사이에서 반경방향 두께가 최소가 되는 부분(D)과 상기 2개의 내륜(220)이 접하는 위치 사이의 축방향 중심부분 이전까지 형성되고,
    상기 2개의 내륜 중 차체측에 위치하는 내륜(220)의 차체측 단부에는 스페이서(270)가 더 구비되며,
    상기 제1 열처리 경화부(250)의 차체측 단부는 상기 스페이서(270)의 축방향 중간부(C)보다 차륜측에 위치하도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  10. 제1항, 제3항 내지 제5항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휠허브(210)의 차체측 단부의 내주면에 삽입되어 결합되는 등속조인트(300)를 더 포함하는,
    휠베어링 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 등속조인트(300)는 회전요소(310)가 상기 휠허브(210)의 차체측 단부 내측에 형성된 수용공간(216)의 리세스(218)에 수용되도록 휠허브(210)에 결합되는,
    휠베어링 조립체.
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