KR102584860B1

KR102584860B1 - 드라이브 액슬 조립체

Info

Publication number: KR102584860B1
Application number: KR1020210050290A
Authority: KR
Inventors: 정창희; 김희준; 이범재
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2023-10-04
Also published as: KR20220144075A

Abstract

본 발명은 휠베어링의 베어링이너씰을 제거하여 드래그 토크를 저감하는 한편, 부트의 주름부분에서 발생하는 마찰소음을 저감하도록 한 드라이브 액슬 조립체에 관한 것으로, 본 발명에서는, 휠하우징에 조립되는 휠베어링; 링 형상으로 형성되고, 외경부가 휠베어링의 외륜에 고정되는 아우터링; 일단의 대경부가 상기 아우터링의 내경부에 조립되는 부트; 및 상기 부트 타단의 소경부와 드라이브샤프트 사이에 조립되어 부트의 회전을 제한하면서 이물질 유입을 방지하는 베어링씰유닛;을 포함하여 구성되는 드라이브 액슬 조립체가 소개된다.

Description

드라이브 액슬 조립체{Drive axle assembly}

본 발명은 휠베어링의 베어링이너씰을 제거하여 드래그 토크를 저감하고 차량의 연비를 향상시키는 한편, 부트의 주름부분에서 발생하는 마찰소음을 저감하도록 한 드라이브 액슬 조립체에 관한 것이다.

통합형 드라이브 액슬(Integrated Drive Axle : IDA)은 드라이브 샤프트의 아우터레이스와 휠베어링의 허브를 일체화한 구조이다.

즉, 휠베어링과 드라이브샤프트의 기능이 통합됨으로서, 제품의 경량화는 물론 제품 원가를 축소하고, 또한 조인트 센터 거리를 축소하여 드라이브 샤프트의 절각을 증대시키는 한편, 휠베어링 PCD가 증대되어 차량의 횡강성이 증대되는 장점이 있다.

하지만, 휠베어링 사이즈의 증대는 휠베어링의 드래그 토크를 증대시키는 요인으로 작용하게 되고, 결국 차량 연비에 악영향을 주게 된다.

이에, 휠베어링의 씰링성을 담당하는 베어링이너씰의 구조 변경을 통해 휠베어링의 드래그 토크를 감소시킬 수 있다.

그러나, 휠베어링의 외륜과 내륜 사이에 끼워지는 베어링이너씰이 부트 외부로 노출됨으로써, 휠베어링 내부에 이물질이 유입되는 것을 막기 위해서는 베어링이너씰의 씰링성을 일정 수준 이상 유지해야 한다.

그런데, 베어링이너씰의 씰링성이 증대될수록 드래그 토크도 함께 커지게 되어, 드래그 토크를 저감시키는 데에 한계가 있다.

즉, 베어링이너씰이 내륜과 외륜 사이에 끼워지게 됨으로써, 베어링이너씰의 원주 길이가 상대적으로 길게 형성되고, 이에 베어링이너씰에 의한 씰링작용에 의해 드래그 토크가 커지는 단점이 있다.

더불어, 부트가 등속조인트와 함께 회전됨으로써, 풀턴 주행시 부트의 주름이 원주방향을 따라 연속적으로 접히고 펴지게 되는데, 이 과정에서 부트의 주름 안쪽에 흙/제설제 등이 수분과 접촉되어 붙거나 떨어지게 되어 마찰음이 발생하는 문제도 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

JP 5868643 B2 JP 2007-315423 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 휠베어링의 베어링이너씰을 제거하여 드래그 토크를 저감하고 차량의 연비를 향상시키는 드라이브 액슬 조립체를 제공하는 데 있다.

본 발명은 부트의 주름부분에서 발생하는 마찰소음을 저감하도록 한 드라이브 액슬 조립체를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 휠하우징에 조립되는 휠베어링; 링 형상으로 형성되고, 외경부가 휠베어링의 외륜에 고정되는 아우터링; 일단의 대경부가 상기 아우터링의 내경부에 조립되는 부트; 및 상기 부트 타단의 소경부와 드라이브샤프트 사이에 조립되어 부트의 회전을 제한하면서 이물질 유입을 방지하는 베어링씰유닛;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 아우터링이 휠베어링의 외륜과 내륜 사이의 공간을 통해 휠베어링 내부의 볼과 직접적으로 마주할 수 있다.

상기 아우터링에 ABS센서가 마련될 수 있다.

상기 베어링씰유닛은, 상기 드라이브샤프트를 감싸는 형상으로 부트의 소경부와 드라이브샤프트 사이에 조립되는 샤프트베어링; 상기 샤프트베어링과 부트의 소경부 끝단 사이에 조립되는 샤프트씰;을 포함할 수 있다.

상기 부트의 소경부 내주면을 따라 샤프트베어링과 샤프트씰을 감싸는 형상으로 베어링하우징이 압입 조립되고; 상기 베어링하우징의 내면 중 샤프트베어링과 샤프트씰이 경계되는 부분에 경계단차부가 형성될 수 있다.

상기 부트의 소경부 끝단에 내측 반경방향을 향하여 하우징지지부가 연장 형성되고; 상기 하우징지지부와 마주하는 베어링하우징의 단부에 내측 반경방향을 향하여 씰지지부가 연장 형성되어 상기 씰지지부가 하우징지지부의 내면에 지지될 수 있다.

상기 씰지지부의 내주면을 따라 하우징지지부를 향해 미로형성부가 단차를 이루어 연장 형성되고; 상기 하우징지지부의 내주면을 따라 내측 반경방향으로 단차를 이루면서 이물방지부가 연장 형성되어 상기 이물방지부가 미로형성부를 덮는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 아우터링의 외경부에 결합되는 보강링;을 더 포함하고, 상기 보강링의 외주면이 외륜의 내주면에 삽입 체결될 수 있다.

상기 보강링과 이에 대응하는 휠베어링의 외륜이 홈과 돌기의 체결구조에 의해 결합될 수 있다.

상기 보강링과 이에 대응하는 휠베어링의 외륜 사이에 오링이 체결될 수 있다.

상기 아우터링의 내주면이 외륜의 외주면에 삽입 체결될 수 있다.

상기 외륜의 단부 외주면에 외경이 작아지는 단차 형상으로 압입단차부가 형성되고; 상기 압입단차부의 외주면에 아우터링의 내주면이 압입 고정될 수 있다.

상기 외륜의 단부 외주면에 외경이 작아지는 단차 형상으로 압입단차부가 형성되고; 상기 아우터링의 외경부에 상기 압입단차부에 대응하는 압입단차홈부가 형성되어, 상기 압입단차홈부가 압입단차부 내에 압입 고정될 수 있다.

상기 부트의 대경부가 아우터링의 내경부를 감싸는 형상으로 고정되어 부트의 대경부와 휠하우징 사이에 일정 간극 미만의 갭이 형성되고; 상기 아우터링의 내면에 휠베어링을 향하여 돌출부가 형성되어 상기 돌출부와 휠베어링의 내경 사이에 일정 간극 미만의 갭이 형성될 수 있다.

상기 베어링하우징의 샤프트씰측 내면에서 샤프트베어링 끝단까지의 길이에 대한 미로형성부를 제외한 베어링하우징의 축방향 길이의 비가 아래의 부등식(1)과 같을 수 있다.

1.1 ≤ b/B ≤ 1.4..................(1)

b : 미로형성부를 제외한 베어링하우징의 축방향 길이

B : 베어링하우징의 샤프트씰측 내면에서 샤프트베어링 끝단까지의 길이

드라이브샤프트 끝단의 스플라인부 외경에 대한 베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트의 외경의 길이비가 아래의 부등식(2)와 같을 수 있다.

1.03 ≤ d2/d1 ≤ 1.16..................(2)

d2 : 베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트의 외경

d1 : 드라이브샤프트 끝단의 스플라인부 외경

베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트의 외경에 대한 베어링하우징의 샤프트씰측 내경의 길이비가 아래의 부등식(3)과 같을 수 있다.

0.9 ≤ D2/d2 ≤ 1..................(3)

D2 : 휠하우징의 그루브 중심을 연결한 원의 직경

d2 : 베어링하우징의 샤프트씰측 내경

휠하우징의 내륜이 조립되는 외경에 대한 휠하우징 내에 형성된 그루브의 센터부분에서 샤프트베어링의 센터부분까지의 길이의 비가 아래의 부등식(4)와 같을 수 있다.

0.56 ≤ L/D1 ≤ 0.73..................(4)

L : 휠하우징 내에 형성된 그루브의 센터부분에서 샤프트베어링의 센터부분까지의 길이

D1 : 휠하우징의 내륜이 조립되는 외경

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 휠베어링의 외륜과 내륜 사이를 씰링하는 베어링이너씰 대신에 외륜에 아우터링을 덮어 이물질 유입을 방지함으로써, 씰링작용에 의해 발생하는 드래그 토크를 저감하여 차량의 연비를 향상시키는 효과가 있다.

더욱이, 부트가 회전하지 않으므로, 풀턴 주행을 포함한 다양한 주행상황에서 부트의 주름이 원주방향을 따라 연속적으로 접히고 펴지는 작용이 일어나지 않아, 주행중 주름부분이 접촉 및 이격되면서 발생할 수 있는 마찰소음을 방지하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 드라이브 액슬 조립체를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 'A'부분을 확대하여 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 베어링하우징의 단면 형상을 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명에서 외륜의 내주면에 아우터링을 결합하는 구조를 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에서 외륜과 아우터링 사이에 체결되는 오링의 체결조를 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명에서 외륜의 외주면에 아우터링을 결합하는 구조를 도시한 도면.
도 10은 도 1의 'B'부분을 확대하여 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 드라이브 액슬 조립체의 주요 부분들에 대한 수치관계를 설명하기 위한 도면.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 드라이브 액슬 조립체를 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 드라이브 액슬 조립체는 통합형 드라이브 액슬((Integrated Drive Axle : IDA)로서, 너클 또는 캐리어에 휠베어링(200)의 외륜(210)이 고정되고, 상기 휠베어링(200)의 외륜(210)과 내륜(220) 사이에 볼(230)(또는 롤러)과 케이지가 조립되어 일체화된 휠하우징(100)의 외주면에 상기 휠베어링(200)이 삽입된다.

그리고, 상기 휠하우징(100)의 끝단부에 오비탈 포밍 가공을 수행하여 휠하우징(100)의 끝단부를 바깥방향으로 말아 올리는 형상으로 형성함으로써, 휠베어링(200)에 예압을 가하여 내륜(220)을 휠하우징(100)에 고정시킨다.

또한, 상기 휠하우징(100)의 내부에 등속조인트를 통해 드라이브샤프트(500)가 연결됨으로써, 파워트레인의 구동력이 드라이브샤프트(500)를 통해 등속조인트에 전달되고, 차량의 거동에 따라 등속조인트가 유동 및 절각되어지면서 휠하우징(100)을 회전시킨다.

특히, 본 발명은 부트(400)를 포함하는 부트어셈블리가 휠베어링(200)의 외륜(210)과 드라이브샤프트(500) 사이에 회전이 제한되는 상태로 조립된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 휠하우징(100)에 조립되는 휠베어링(200); 링 형상으로 형성되고, 외경부(300a)가 휠베어링(200)의 외륜(210)에 고정되는 아우터링(300); 일단의 대경부(400a)가 상기 아우터링(300)의 내경부(300b)에 조립되는 부트(400); 및 상기 부트(400) 타단의 소경부(400b)와 드라이브샤프트(500) 사이에 조립되어 부트(400)의 회전을 제한하면서 이물질 유입을 방지하는 베어링씰유닛;을 포함하여 구성이 된다.

예컨대, 부트(400)의 대경부(400a)에 플라스틱 재질의 아우터링(300)이 고정되고, 상기 아우터링(300)은 휠베어링(200)의 외륜(210)에 결합된다.

그리고, 상기 부트(400)의 소경부(400b)와 드라이브샤프트(500) 사이에서 베어링씰유닛이 드라이브샤프트(500)를 감싸는 형상으로 조립됨으로써, 부트(400)에 대한 드라이브샤프트(500)의 상대 회전을 허용하게 되고, 이에 부트(400)는 회전하지 않고 고정된 상태가 된다.

이처럼, 본 발명은 휠베어링(200)의 외륜(210)과 내륜(220) 사이가 아우터링(300)에 의해 덮여지게 됨으로써, 외부 이물질이 휠베어링(200) 내부에 유입되는 것을 방지하게 되어, 기존의 베어링이너씰을 제거하게 된다. 따라서, 베어링이너씰에 의한 드래그 토크를 저감하여 연비를 향상시키게 된다.

더욱이, 등속조인트가 회전하게 되더라도 부트(400)는 회전하지 않게 됨으로써, 풀턴 주행을 포함한 다양한 주행상황에서 부트(400)의 주름이 원주방향을 따라 연속적으로 접히고 펴지는 작용이 일어나지 않게 되고, 이에 주행중 주름부분이 접촉 및 이격되면서 발생하는 마찰소음을 방지하게 된다.

아울러, 도 2와 같이, 본 발명에서는 상기 아우터링(300)이 휠베어링(200)의 외륜(210)과 내륜(220) 사이의 공간을 통해 휠베어링(200) 내부의 볼(230)과 직접적으로 마주하도록 구비될 수 있다.

즉, 상기 아우터링(300)이 휠베어링(200)의 외륜(210)에 결합됨으로써, 외륜(210)과 내륜(220) 사이를 막게 되어 휠베어링(200) 내부에 이물질이 유입되는 것을 차단하게 된다.

따라서, 휠베어링에 적용되는 기존의 베어링이너씰을 제거하게 됨으로써, 아우터링(300)이 휠베어링(200) 내부의 볼(230)과 마주하여 구비되고, 이에 베어링이너씰에 의한 드래그 토크 저감현상을 방지하게 된다.

더불어, 본 발명은 상기 아우터링(300)에 ABS센서(320)가 마련된다.

예컨대, 상기 ABS센서(320)가 휠베어링(200)과 인접한 아우터링(300)에 내장되어 휠속도를 센싱하게 된다.

계속해서, 도 2를 참조하면, 상기 베어링씰유닛은, 샤프트베어링(600)과, 샤프트씰(700)을 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 베어링씰유닛은, 상기 드라이브샤프트(500)를 감싸는 형상으로 부트(400)의 소경부(400b)와 드라이브샤프트(500) 사이에 조립되는 샤프트베어링(600); 상기 샤프트베어링(600)과 부트(400)의 소경부(400b) 끝단 사이에 조립되는 샤프트씰(700);을 포함하여 구성이 된다.

예컨대, 상기 샤프트베어링(600)은 볼베어링 또는 니들베어링 등의 베어링일 수 있는 것으로, 상기 샤프트베어링(600)의 내륜이 드라이브샤프트(500)에 지지되고, 상기 샤프트베어링(600)의 외륜이 부트(400)의 소경부(400b)에 지지된다.

그리고, 상기 부트(400)의 소경부(400b) 끝단 내부에는 드라이브샤프트(500)를 감싸는 형상으로 샤프트씰(700)이 설치됨으로써, 샤프트베어링(600)과 부트(400) 내에 이물질이 유입되는 것을 차단하게 된다.

다만, 샤프트씰(700)에 의해 드래그 토크에 영향을 주기는 하지만, 드라이브샤프트(500)에 구비되는 샤프트씰(700)의 위치 특성상, 샤프트씰(700)은 휠베어링(200)에 장착되는 베어링이너씰에 비해 상대적으로 원주 길이가 매우 짧게 형성된다. 따라서, 베어링이너씰 대비하여 드래그 토크의 증대 수준이 크지 않아, 차량의 연비 향상에 도움이 된다.

아울러, 도 3은 본 발명에 따른 베어링하우징(800)의 단면 형상을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 부트(400)의 소경부(400b) 내주면을 따라 샤프트베어링(600)과 샤프트씰(700)을 감싸는 형상으로 베어링하우징(800)이 압입 조립되고; 상기 베어링하우징(800)의 내면 중 샤프트베어링(600)과 샤프트씰(700)이 경계되는 부분에 경계단차부(820)가 형성될 수 있다.

예컨대, 베어링하우징(800)의 내면 중 경계단차부(820)를 기준으로 부트(400)의 대경부(400a) 측에 위치한 베어링하우징(800)의 안쪽 내면에 샤프트베어링(600)이 조립되고, 부트(400)의 소경부(400b) 측에 위치한 베어링하우징(800)의 바깥쪽 내면에 샤프트씰(700)이 조립된다.

즉, 베어링하우징(800)의 내면 중간에 형성된 경계단차부(820)를 통해 샤프트베어링(600)과 샤프트씰(700)이 베어링하우징(800) 내부에 견고하고 안정적으로 조립될 수 있게 된다.

참고로, 상기 베어링하우징(800) 내에 샤프트베어링(600)과 샤프트씰(700)이 압입 조립되고, 상기 베어링하우징(800)이 부트(400)에 일체화하여 조립될 수 있다.

더불어, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 부트(400)의 소경부(400b) 끝단에 내측 반경방향을 향하여 하우징지지부(410)가 연장 형성되고; 상기 하우징지지부(410)와 마주하는 베어링하우징(800)의 단부에 내측 반경방향을 향하여 씰지지부(810)가 연장 형성되어 상기 씰지지부(810)가 하우징지지부(410)의 내면에 지지되는 구조가 된다.

즉, 상기 하우징지지부(410)의 내면에 씰지지부(810)가 밀착됨으로써, 외부의 이물질이 부트(400)의 소경부(400b)와 베어링하우징(800) 사이를 통해 부트(400) 내부로 유입되는 것을 방지하게 된다.

더 나아가, 상기 씰지지부(810)의 내주면을 따라 하우징지지부(410)를 향해 미로형성부(812)가 단차를 이루어 연장 형성되고; 상기 하우징지지부(410)의 내주면을 따라 내측 반경방향으로 단차를 이루면서 이물방지부(412)가 연장 형성되어 상기 이물방지부(412)가 미로형성부(812)를 덮는 형상으로 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 이물방지부(412)가 드라이브샤프트(500)를 향해 내측 반경방향으로 형성되면서 미로형성부(812)를 축방향으로 덮는 구조가 된다.

이에, 이물방지부(412)와 드라이브샤프트(500) 사이의 공간으로 이물질이 유입되더라도 미로형성부(812)가 이물방지부(412)의 내면에 밀착되어 있어, 이물질이 하우징지지부(410)와 씰지지부(810) 사이로 유입되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 외부의 이물질이 부트(400)의 소경부(400b)와 베어링하우징(800) 사이의 틈을 통해 부트(400) 내부로 유입되는 것을 방지하는 것은 물론, 샤프트씰(700)에 의해 부트(400) 내부에 이물질이 유입되는 것을 차단하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 아우터링(300)의 외경부(300a)에 결합되는 보강링(310);을 더 포함하여 구성이 된다.

이에, 상기 보강링(310)의 외주면이 외륜(210)의 내주면에 삽입 체결될 수 있다.

참고로, 상기 보강링(310)은 스틸 재질로 형성된 것으로, 아우터링(300)과 일체형으로 형성될 수 있고, 부트(400) 제조시 ABS센서(320)가 일체 형성된 아우터링(300)과 함께 베어링하우징(800)을 포함하여 일체형으로 제조할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명에서 외륜(210)의 내주면에 아우터링(300)을 결합하는 구조를 도시한 도면으로, 상기 보강링(310)과 이에 대응하는 휠베어링(200)의 외륜(210)이 홈과 돌기의 체결구조에 의해 결합될 수 있다.

일례로, 도 4를 참조하면 상기 보강링(310)의 외주면 원주방향을 따라 조립홈(312)이 형성되고, 상기 조립홈(312)에 대응하는 외륜(210)의 내주면 원주방향을 따라 조립돌기(212)가 형성되어 조립홈(312)에 조립된다.

다른 예시로서, 도 5를 참조하면 상기 보강링(310)의 외주면 원주방향을 따라 조립돌기(314)가 형성되고, 상기 조립돌기(314)에 대응하는 외륜(210)의 내주면 원주방향을 따라 조립홈(214)이 형성되어 조립돌기(314)가 조립된다.

따라서, 보강링(310)이 휠베어링(200)의 외륜(210)에 견고하게 조립됨으로써, 부트(400)가 휠베어링(200)의 외륜(210)에서 분리되는 것을 방지하게 된다.

더 나아가, 상기 휠베어링(200) 외륜(210)의 내주면 끝단이 챔퍼 형상으로 경사를 두어 형성됨으로써, 상기 보강링(310)에 형성된 조립돌기(314)가 외륜(210)에 형성된 조립홈(214) 내에 용이하게 조립될 수 있다.

계속해서, 도 6 및 도 7은 본 발명에서 외륜(210)과 아우터링(300) 사이에 체결되는 오링(O)의 체결구조를 도시한 도면으로, 상기 보강링(310)과 이에 대응하는 휠베어링(200)의 외륜(210) 사이에 오링(O)이 체결될 수 있다.

일례로, 도 6을 참조하면 상기 보강링(310)의 외주면 원주방향을 따라 링홈(316)이 형성되고, 상기 링홈(316) 내에 오링(O)이 체결될 수 있다.

다른 예시로서, 도 7을 참조하면 상기 휠베어링(200) 외륜(210)의 내주면 원주방향을 따라 링홈(216)이 형성되고, 상기 링홈(216) 내에 오링(O)이 체결될 수 있다.

따라서, 오링(O)을 통해 휠베어링(200) 내부에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 것은 물론, 휠베어링(200) 내부의 그리스가 누유되는 것을 방지하게 된다.

아울러, 도 8 및 도 9는 본 발명에서 외륜(210)의 외주면에 아우터링(300)을 결합하는 구조를 도시한 도면으로, 상기 아우터링(300)의 내주면이 외륜(210)의 외주면에 삽입 체결될 수 있다.

일례로, 도 8을 참조하면, 상기 외륜(210)의 단부 외주면에 외경이 작아지는 단차 형상으로 압입단차부(218)가 형성되고; 상기 압입단차부(218)의 외주면에 아우터링(300)의 내주면이 압입 고정될 수 있다.

즉, 상기 휠베어링(200) 외륜(210)의 끝단 외주면에 압입단차부(218)가 단을 이루어 형성되고, 상기 단 부분에 아우터링(300)이 압입 고정되면서, 상기 압입단차부(218)의 축방향 끝단이 아우터링(300)의 내면에 밀착됨으로써, 외륜(210)과 아우터링(300) 간의 씰링은 물론 부트(400)의 이탈을 방지하게 된다.

참고로, 상기 아우터링(300)의 내주면에 보강링(310)이 고정되는 경우, 상기 보강링(310)이 압입단차부(218)의 외주면에 압입 고정될 수 있다.

다른 예시로서, 도 9를 참조하면 상기 외륜(210)의 단부 외주면에 외경이 작아지는 단차 형상으로 압입단차부(218)가 형성되고; 상기 아우터링(300)의 외경부(300a)에 상기 압입단차부(218)에 대응하는 압입단차홈부(308)가 형성되어, 상기 압입단차홈부(308)가 압입단차부(218) 내에 압입 고정될 수 있다.

즉, 상기 휠베어링(200) 외륜(210)의 끝단 외주면에 압입단차부(218)가 단을 이루어 형성되고, 상기 단 부분을 감싸는 형상으로 아우터링(300)에 형성된 압입단차홈부(308)가 압입 고정되면서 상기 압입단차부(218)의 축방향 끝단이 압입단차홈부(308)의 내면 끝단에 밀착됨으로써, 외륜(210)과 아우터링(300) 간의 씰링은 물론 부트(400)의 이탈을 방지하게 된다.

한편, 도 10은 도 1의 'B'부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 부트(400)의 대경부(400a)가 아우터링(300)의 내경부(300b)를 감싸는 형상으로 고정되어 부트(400)의 대경부(400a)와 휠하우징(100) 사이에 일정 간극 미만의 갭(g1)이 형성되고; 상기 아우터링(300)의 내면에 휠베어링(200)을 향하여 돌출부(302)가 형성되어 상기 돌출부(302)와 휠베어링(200)의 내경 사이에 일정 간극 미만의 갭(g2)이 형성될 수 있다.

예컨대, 휠베어링(200)의 내륜(220)과, 이와 마주하는 아우터링(300)의 내면 사이에 미세한 간극을 갖도록 형성되고, 또한 휠하우징(100)의 오비탈 포밍 가공된 끝단과, 이와 마주하는 부트(400)의 대경부(400a) 사이에 미세한 간극을 갖도록 형성될 수 있다.

따라서, 두 부분의 미세한 간극 형성으로 인해 부트(400) 내부에 미로 구조를 형성하여, 휠하우징(100) 내부의 등속조인트용 그리스와 휠베어링(200) 내부의 베어링용 그리스가 섞이는 것을 방지하게 된다.,

한편, 도 11은 본 발명에 따른 드라이브 액슬 조립체의 주요 부분들에 대한 수치관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 상기 베어링하우징(800)의 샤프트씰(700)측 내면에서 샤프트베어링(600) 끝단까지의 길이(B)에 대한 미로형성부(812)를 제외한 베어링하우징(800)의 축방향 길이(b)의 비가 아래의 부등식(1)과 같을 수 있다.

1.1 ≤ b/B ≤ 1.4..................(1)

b : 미로형성부를 제외한 베어링하우징의 축방향 길이

이 같은 수치범위에 따라, 베어링하우징(800) 내에 샤프트베어링(600)과 샤프트씰(700)이 안정적으로 조립됨으로써, 베어링씰유닛의 조립성을 향상시킴은 물론, 씰링성을 확보하게 된다.

계속해서, 도 11을 참조하면 드라이브샤프트(500) 끝단의 스플라인부 외경(d1)에 대한 베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트(500)의 외경(d2)의 길이비가 아래의 부등식(2)와 같을 수 있다.

1.03 ≤ d2/d1 ≤ 1.16..................(2)

d2 : 베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트의 외경

d1 : 드라이브샤프트 끝단의 스플라인부 외경

이 같은 수치범위에 따라, 부품의 조립성을 향상시키고, 드라이브샤프트(500)를 포함하는 회전체의 진동을 저감할 수 있게 된다.

그리고, 도 11을 참조하면 베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트(500))의 외경(d2)에 대한 베어링하우징(800)의 샤프트씰(700)측 내경(D2)의 길이비가 아래의 부등식(3)과 같을 수 있다.

0.9 ≤ D2/d2 ≤ 1..................(3)

D2 : 휠하우징의 그루브 중심을 연결한 원의 직경

d2 : 베어링하우징의 샤프트씰측 내경

이 같은 수치범위에 따라, 미로형성부(812) 내에 이물방지부(412)를 형성하게 되고, 이에 미로 구조 구현을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지하게 된다.

또한, 도 11을 참조하면 휠하우징(100)의 내륜(220)이 조립되는 외경(D1)에 대한 휠하우징(100) 내에 형성된 그루브의 센터부분에서 샤프트베어링(600)의 센터부분까지의 길이(L)의 비가 아래의 부등식(4)와 같을 수 있다.

0.56 ≤ L/D1 ≤ 0.73..................(4)

D1 : 휠하우징의 내륜이 조립되는 외경

상술한 바와 같이, 본 발명은 휠베어링(200)의 외륜(210)과 내륜(220) 사이를 씰링하는 베어링이너씰 대신에 외륜(210)에 아우터링(300)을 덮어 이물질 유입을 방지함으로써, 씰링작용에 의해 발생하는 드래그 토크를 저감하여 차량의 연비를 향상시키게 된다.

더욱이, 부트(400)가 회전하지 않으므로, 풀턴 주행을 포함한 다양한 주행상황에서 부트(400)의 주름이 원주방향을 따라 연속적으로 접히고 펴지는 작용이 일어나지 않아, 주행중 주름부분이 접촉 및 이격되면서 발생할 수 있는 마찰소음을 방지하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 휠하우징
200 : 휠베어링
210 : 외륜
212 : 조립돌기
214 : 조립홈
216 : 링홈
218 : 압입단차부
220 : 내륜
230 : 볼
300 : 아우터링
300a : 외경부
300b : 내경부
302 : 돌출부
308 : 압입단차홈부
310 : 보강링
312 : 조립홈
314 : 조립돌기
316 : 링홈
320 : ABS센서
400 : 부트
400a : 대경부
400b : 소경부
410 : 하우징지지부
412 : 이물방지부
500 : 드라이브샤프트
600 : 샤프트베어링
700 : 샤프트씰
800 : 베어링하우징
810 : 씰지지부
812 : 미로형성부
820 : 경계단차부
O : 오링
g1, g2 : 갭

Claims

휠하우징에 조립되는 휠베어링;
링 형상으로 형성되고, 외경부가 휠베어링의 외륜에 고정되는 아우터링;
일단의 대경부가 상기 아우터링의 내경부에 조립되는 부트; 및
상기 부트 타단의 소경부와 드라이브샤프트 사이에 조립되어 부트의 회전을 제한하면서 이물질 유입을 방지하는 베어링씰유닛;을 포함하고,
상기 베어링씰유닛은,
상기 드라이브샤프트를 감싸는 형상으로 부트의 소경부와 드라이브샤프트 사이에 조립되는 샤프트베어링;
상기 샤프트베어링과 부트의 소경부 끝단 사이에 조립되는 샤프트씰;을 포함하며,
상기 부트의 소경부 내주면을 따라 샤프트베어링과 샤프트씰을 감싸는 형상으로 베어링하우징이 압입 조립되고;
상기 베어링하우징의 내면 중 샤프트베어링과 샤프트씰이 경계되는 부분에 경계단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 아우터링이 휠베어링의 외륜과 내륜 사이의 공간을 통해 휠베어링 내부의 볼과 직접적으로 마주하는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 아우터링에 ABS센서가 마련되는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 부트의 소경부 끝단에 내측 반경방향을 향하여 하우징지지부가 연장 형성되고;
상기 하우징지지부와 마주하는 베어링하우징의 단부에 내측 반경방향을 향하여 씰지지부가 연장 형성되어 상기 씰지지부가 하우징지지부의 내면에 지지되는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 6에 있어서,
상기 씰지지부의 내주면을 따라 하우징지지부를 향해 미로형성부가 단차를 이루어 연장 형성되고;
상기 하우징지지부의 내주면을 따라 내측 반경방향으로 단차를 이루면서 이물방지부가 연장 형성되어 상기 이물방지부가 미로형성부를 덮는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 아우터링의 외경부에 결합되는 보강링;을 더 포함하고,
상기 보강링의 외주면이 외륜의 내주면에 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 8에 있어서,
상기 보강링과 이에 대응하는 휠베어링의 외륜이 홈과 돌기의 체결구조에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 8에 있어서,
상기 보강링과 이에 대응하는 휠베어링의 외륜 사이에 오링이 체결된 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
휠하우징에 조립되는 휠베어링;
링 형상으로 형성되고, 외경부가 휠베어링의 외륜에 고정되는 아우터링;
일단의 대경부가 상기 아우터링의 내경부에 조립되는 부트; 및
상기 부트 타단의 소경부와 드라이브샤프트 사이에 조립되어 부트의 회전을 제한하면서 이물질 유입을 방지하는 베어링씰유닛;을 포함하며,
상기 아우터링의 내주면이 외륜의 외주면에 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 11에 있어서,
상기 외륜의 단부 외주면에 외경이 작아지는 단차 형상으로 압입단차부가 형성되고;
상기 압입단차부의 외주면에 아우터링의 내주면이 압입 고정되는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 11에 있어서,
상기 외륜의 단부 외주면에 외경이 작아지는 단차 형상으로 압입단차부가 형성되고;
상기 아우터링의 외경부에 상기 압입단차부에 대응하는 압입단차홈부가 형성되어, 상기 압입단차홈부가 압입단차부 내에 압입 고정되는 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
휠하우징에 조립되는 휠베어링;
링 형상으로 형성되고, 외경부가 휠베어링의 외륜에 고정되는 아우터링;
일단의 대경부가 상기 아우터링의 내경부에 조립되는 부트; 및
상기 부트 타단의 소경부와 드라이브샤프트 사이에 조립되어 부트의 회전을 제한하면서 이물질 유입을 방지하는 베어링씰유닛;을 포함하며,
상기 부트의 대경부가 아우터링의 내경부를 감싸는 형상으로 고정되어 부트의 대경부와 휠하우징 사이에 일정 간극 미만의 갭이 형성되고;
상기 아우터링의 내면에 휠베어링을 향하여 돌출부가 형성되어 상기 돌출부와 휠베어링의 내경 사이에 일정 간극 미만의 갭이 형성된 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
청구항 7에 있어서,
상기 베어링하우징의 샤프트씰측 내면에서 샤프트베어링 끝단까지의 길이에 대한 미로형성부를 제외한 베어링하우징의 축방향 길이의 비가 아래의 부등식(1)과 같은 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
1.1 ≤ b/B ≤ 1.4..................(1)
b : 미로형성부를 제외한 베어링하우징의 축방향 길이
B : 베어링하우징의 샤프트씰측 내면에서 샤프트베어링 끝단까지의 길이
청구항 1에 있어서,
드라이브샤프트 끝단의 스플라인부 외경에 대한 베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트의 외경의 길이비가 아래의 부등식(2)와 같은 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
1.03 ≤ d2/d1 ≤ 1.16..................(2)
d2 : 베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트의 외경
d1 : 드라이브샤프트 끝단의 스플라인부 외경
청구항 1에 있어서,
베어링씰유닛이 조립되는 드라이브샤프트의 외경에 대한 베어링하우징의 샤프트씰측 내경의 길이비가 아래의 부등식(3)과 같은 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
0.9 ≤ D2/d2 ≤ 1..................(3)
D2 : 휠하우징의 그루브 중심을 연결한 원의 직경
d2 : 베어링하우징의 샤프트씰측 내경
청구항 1에 있어서,
휠하우징의 내륜이 조립되는 외경에 대한 휠하우징 내에 형성된 그루브의 센터부분에서 샤프트베어링의 센터부분까지의 길이의 비가 아래의 부등식(4)와 같은 것을 특징으로 하는 드라이브 액슬 조립체.
0.56 ≤ L/D1 ≤ 0.73..................(4)
L : 휠하우징 내에 형성된 그루브의 센터부분에서 샤프트베어링의 센터부분까지의 길이
D1 : 휠하우징의 내륜이 조립되는 외경