KR102595002B1 - 휠베어링 및 휠베어링 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 휠을 차체에 회전가능하게 장착하는데 이용되는 휠베어링이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링의 휠허브는 반경방향 외측으로 연장하는 허브 플랜지를 포함하고, 허브 플랜지는 휠측에 위치하는 단면에 단면 치형부가 구비되어 휠에 형성된 대응 단면 치형부에 치형결합되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부는 복수의 치형(tooth)이 원주방향으로 이격되어 배치되도록 구성되며, 허브 플랜지의 단면 치형부의 반경방향 외측에는 허브 플랜지와 휠 사이에 형성되는 간극을 밀폐하는 밀봉부재가 구비되도록 구성될 수 있다.

Description

휠베어링 및 휠베어링 조립체

본 발명은 차량의 휠(wheel)을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 및 휠베어링 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠베어링과 휠 사이의 체결구조를 개선해 휠베어링 조립체를 조립하는데 소요되는 공정시간을 단축시키고 휠베어링 조립체의 경량화를 도모하면서 휠과 휠베어링 결합부위에 형성되는 간극의 밀봉성을 개선시킬 수 있도록 구성된 휠베어링 및 휠베어링 조립체에 관한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 종래에 이용되고 있는 통상의 차량용 휠베어링(소위 3세대 방식)이 예시적으로 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 차량용 휠베어링은 휠(wheel)이 장착되는 회전요소(10; 휠허브)가 차량의 차체(예컨대, 샤시)에 고정되는 비회전요소(20; 외륜)에 전동체(30)를 통해 연결되어, 회전요소(10; 휠허브)에 장착된 휠을 차량의 차체에 회전가능한 상태로 지지하도록 구성된다.

구체적으로, 차량용 휠베어링은 외륜(20)의 외주면에 형성된 장착 플랜지(22)를 통해 외륜(20)이 차체에 고정되고 휠허브(10)의 외주면에 형성된 허브 플랜지(12)를 통해 휠허브(10)에 휠이 장착되도록 구성되며, 이 때 휠과 휠허브(10) 사이의 결합은 휠허브(10)의 허브 플랜지(12)에 형성된 복수의 관통구멍에 허브볼트(40)를 체결함으로써 수행되게 된다.

그러나, 이러한 구조의 휠베어링의 경우에는 휠을 휠베어링에 장착하기 위해 다수의 허브볼트(통상적으로 5개~6개의 허브볼트)를 체결하는 공정을 거쳐야 하기 때문에 휠과 휠베어링의 조립공정에 많은 시간이 소요되고, 다수의 허브볼트의 체결로 인해 휠베어링 조립체의 중량이 증가되게 되는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 휠베어링의 휠허브와 휠에 형성된 단면 치형부를 통한 맞물림 결합으로 휠과 휠베어링 사이의 체결구조를 개선해 다수의 허브볼트를 사용하지 않고도 휠을 휠베어링에 안정적으로 장착할 수 있도록 하여 공정시간 단축 및 경량화를 도모할 수 있으며 밀봉부재를 통해 단면 치형부 구조에 의해 휠과 휠허브 사이에 발생하는 간극을 충실하게 밀봉할 수 있도록 구성된 휠베어링 및 휠베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 휠을 차체에 회전가능하게 장착하는데 이용되는 휠베어링이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은, 휠이 장착되어 휠과 함께 회전하는 휠허브와, 휠허브에 압입되어 장착되는 하나 이상의 내륜과, 하나 이상의 내륜의 반경방향 외측에 장착되며 외주면에 차체에 장착되는 장착 플랜지를 구비하는 외륜과, 하나 이상의 내륜과 외륜 사이에 장착되는 하나 이상의 전동체를 포함하고, 휠허브는 반경방향 외측으로 연장하는 허브 플랜지를 포함하고, 허브 플랜지는 휠측에 위치하는 단면에 단면 치형부가 구비되어 휠에 형성된 대응 단면 치형부에 치형결합되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부는 복수의 치형(tooth)이 원주방향으로 이격되어 배치되도록 구성되며, 허브 플랜지의 단면 치형부의 반경방향 외측에는 허브 플랜지와 휠 사이에 형성되는 간극을 밀폐하는 밀봉부재가 구비되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지는 단면 치형부의 반경방향 외측에 밀봉부재를 장착하기 위한 장착부를 구비하고, 장착부는 밀봉부재가 장착되는 바닥면의 직경이 휠측으로 갈수록 증가되는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 장착부는 밀봉부재가 장착되는 바닥면이 휠측으로 갈수록 직경이 증가되는 경사면 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀봉부재는 원형 단면의 와이어가 링형상으로 형성된 와이어링부와 와이어링부를 둘러싸는 탄성부로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀봉부재의 탄성부에서 장착부에 접촉하는 면은 장착부의 접촉면에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 와이어링부는 일부가 개방된 링형상의 구조로 형성되고, 와이어링부의 개방된 부분은 용접을 통해 연결되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부의 치형은 휠에 형성되는 대응 단면 치형부의 치형보다 작은 부피를 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부의 치형은 휠에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형과 1:1.2 내지 1:1.4 범위의 부피비를 갖도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부는 90mm 이상 130mm 이하의 피치원 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 휠베어링을 구비하는 휠베어링 조립체가 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠베어링의 휠허브에 결합되는 휠을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠은 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부와 치형결합되는 대응 단면 치형부를 구비하고, 휠에 구비되는 대응 단면 치형부는 복수의 치형(tooth)이 원주방향으로 이격되어 배치되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠에 구비되는 대응 단면 치형부는 90mm 이상 130mm 이하의 피치원 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 및 휠베어링 조립체는 휠베어링과 휠이 단면 치형부(face-spline)를 통해 맞물림 결합되어 체결되도록 구성되어 있기 때문에 중심부에 하나의 클램핑 부재(예컨대, 체결너트)를 체결하는 작업만으로 휠을 휠베어링의 휠허브에 장착할 수 있고, 이로 인해 공정시간 단축 및 제품의 경량화를 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 및 휠베어링 조립체는 휠과 휠베어링 사이의 결합에 이용되는 단면 치형부의 반경방향 외측에 밀봉부재를 구비해 단면 치형부에 의해 휠과 휠베어링 사이에 발생하게 되는 간극을 밀폐시켜 휠베어링 조립체의 밀봉성을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 종래에 이용되고 있는 차량용 휠베어링의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링의 조립체의 허브 플랜지 부위의 결합구조를 예시적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링의 조립체에서 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링의 조립체에서 휠에 구비되는 대응 단면 치형부의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 밀봉부재를 구성하는 와이어링부의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체가 차량의 구동륜에 적용되는 실시형태를 예시적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체가 차량의 구동륜에 적용되는 또다른 실시형태를 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 3 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)가 예시적으로 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 휠(wheel)을 차량의 차체(예컨대, 샤시)에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링(200)과 휠베어링의 일측에 결합되는 휠(300) 및 브레이크 디스크(400)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링(200)은 통상의 차량용 휠베어링과 전체적으로 유사한 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 도면에 도시된 바와 같이 휠허브(210; 회전요소), 외륜(220; 비회전요소), 내륜(230), 전동체(240) 등으로 휠베어링(200)을 구성할 수 있다.

휠허브(210)는 후술하는 휠(300)이 장착되는 부재로, 축방향을 따라 연장하는 대략 원통형 형상의 구조로 형성되며 휠허브(210)의 휠측 단부 부근에는 허브 플랜지(212)가 구비될 수 있다. 허브 플랜지(212)는 휠허브(210)의 반경방향 외측으로 연장된 형상으로 형성되어 후술하는 휠(300) 및/또는 브레이크 디스크(400)를 장착하는데 이용될 수 있다. 한편, 휠허브(210)의 차체측 단부에는 직경이 축소되는 단차부(214)가 구비되어 내륜(230)을 휠허브(210)에 장착하도록 구성될 수 있으며, 휠허브(210)의 외주면 일부에는 전동체(240)가 접촉하는 궤도륜(내측 궤도륜)이 형성될 수 있다.

외륜(220)은 외주면에 차체(예컨대, 샤시)와의 결합에 이용되는 장착 플랜지(222)를 구비하고 내주면에 전동체(240)가 접촉하는 궤도륜을 구비하도록 구성될 수 있다. 외륜(220)의 내주면에 형성된 궤도륜(외측 궤도륜)은 휠허브(210) 및/또는 내륜(230)에 형성된 궤도륜(내측 궤도륜)과 협력해 궤도륜 사이에 구름요소인 전동체(240)를 수용하여 지지하는 기능을 수행한다.

내륜(230)은 휠허브(210)의 일측에 장착되어 전동체(240)의 내측 궤도륜을 형성하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 내륜(230)은 외주면에 전동체(240)가 접촉하는 궤도륜(내측 궤도륜)을 구비할 수 있으며, 휠허브(210)의 차체측 단부에 형성된 단차부(214)에 삽입된 상태에서 휠허브(210)의 끝단부를 도 5에 도시된 바와 같이 반경방향 외측으로 소성변형시키거나 휠허브(210)의 차체측 단부에 너트 등을 체결해 휠허브(210)에 안착되어 유지되도록 구성될 수 있다.

전동체(240)는 휠허브(210) 및/또는 내륜(230)에 형성된 궤도륜(내측 궤도륜)과 외륜(220)에 형성된 궤도륜(외측 궤도륜) 사이에 배치되어, 휠이 장착되는 휠허브(210)를 차체에 체결되는 외륜(220)에 대하여 회전가능하게 지지하는 기능을 수행한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)의 허브 플랜지(212)에는 휠(300)이 장착되어 고정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)에 이용되는 휠(300)은 통상의 차량용 휠과 전체적으로 유사한 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 휠(300)은 중심부에 위치하는 휠보스(310)와 휠보스(310)로부터 반경방향 외측으로 연장하는 복수의 휠아암(320)과 휠아암(320)의 끝단에 연결되는 휠림(330) 등으로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 휠(300)은 단면 치형부를 통한 맞물림 결합으로 휠허브(210)의 허브 플랜지(212)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링(200)은 휠허브(210)의 일측 단면(휠측에 위치하는 단면)에 복수의 치형(215)이 원주방향을 따라 이격되어 배치된 단면 치형부를 구비하고, 휠(300)은 휠허브(210)와 결합시 휠허브(210)의 단면 치형부에 대응하는 위치에 복수의 치형(315)이 원주방향을 따라 이격되어 배치된 대응 단면 치형부를 구비해[도 5에 도시된 A 부분에 단면 치형부가 형성], 휠허브(210)의 허브 플랜지(212)에 구비된 단면 치형부와 휠(300)에 구비된 대응 단면 치형부 사이의 맞물림 결합을 통해 휠(300)이 휠베어링의 휠허브(210)에 체결되도록 구성될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링의 허브 플랜지(212)에 구비되는 단면 치형부와 휠(300)에 구비되는 대응 단면 치형부의 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 허브 플랜지(212)에 구비되는 단면 치형부 및 휠(300)에 구비되는 대응 단면 치형부는 복수의 치형이 중심축을 중심으로 원주방향을 따라 이격되어 배치된 형상으로 형성될 수 있으며(예컨대, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 치형을 반으로 가르는 중심선이 중심축에서 교차되도록 구성될 수 있음), 치형은 휠허브 및 휠로부터 축방향으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 한편, 원활한 맞물림 결합을 위해 허브 플랜지(212)에 구비되는 단면 치형부의 치형(215)과 휠(300)에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형(315)은 서로 맞물릴 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 허브 플랜지(212)에 구비되는 단면 치형부의 치형(215)과 휠(300)에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형(315)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 중심축으로 접근할수록 치형의 양측 측면 사이의 거리가 좁아지는 구조로 형성될 수 있다(축방향에서 바라볼 때 사다리꼴 형상을 갖는 구조). 다만, 단면 치형부는 도면에 도시된 형상으로 한정되어야 하는 것은 아니고 양측 단면 치형부가 맞물림 결합될 수 있다면 임의의 다양한 형상으로 형성되어도 무방하다. 예컨대, 도면에 도시된 치형과 달리 단면 치형부는 치형의 양측 측면이 서로 평행하게 형성되도록 구성될 수도 있다(축방향에서 바라볼 때 직사각형 형상을 갖는 구조).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링(200)의 허브 플랜지(212)에 구비되는 단면 치형부는 치형(215)의 부피가 휠(300)에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형(315)의 부피보다 작은 부피를 갖도록 형성될 수 있다. 통상적으로, 차량용 휠베어링의 휠허브(210)는 상대적으로 높은 강도를 갖는 탄소강 등의 소재로 형성되는데 반해, 휠허브에 결합되는 휠(300)은 상대적으로 강도가 낮은 알루미늄 합금 등의 소재로 형성되게 된다. 따라서, 서로 맞물리는 양측 단면 치형부의 치형을 동일하게 형성하게 되면 휠허브로부터 휠로 회전력이 원활하게 전달되지 않거나 일측 단면 치형부의 치형[예컨대, 휠에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형]이 결합되는 상대측 부재에 의해 손상될 위험이 있다. 이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체와 같이 상대적으로 높은 강도를 갖는 휠허브에 구비되는 단면 치형부의 치형(215)을 상대적으로 낮은 강도를 갖는 휠에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형(315)에 비해 작은 부피로 형성하게 되면, 결합되는 양쪽 부재 사이의 강도 차이로 인해 발생할 수 있는 전술한 문제를 상쇄하고 단면 치형부가 보다 안정적이고 오랜 시간 작동할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브에 구비되는 단면 치형부의 치형(215)은 차량용 휠베어링의 휠허브와 이에 결합되는 휠을 제조하는데 이용되는 재질의 특성을 고려해 볼 때 휠에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형(315)과 1:1.2 내지 1:1.4 범위의 부피비를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 휠허브에 구비되는 단면 치형부와 휠에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형들 사이의 부피비가 너무 크게 형성되면 휠허브에 구비되는 단면 치형부의 치형이 너무 작게 형성되어 치형부의 결합력에 문제가 발생할 수 있고, 부피비가 너무 작게 형성되면 휠허브와 휠의 재질 사이의 강도 차이를 충분히 상쇄되지 못하여 휠에 구비되는 대응 단면 치형부가 쉽게 손상될 수 있기 때문에, 휠허브와 휠에 구비되는 단면 치형부의 치형은 전술한 범위의 부피비로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 휠허브와 휠에 구비되는 단면 치형부의 치형은 반드시 전술한 범의 부피비로 한정되어 실시되어야만 하는 것은 아니고, 통상의 기술자는 휠허브와 휠의 구체적인 재질 및 휠베어링의 세부 구조 등을 고려해 부피비를 적절히 변형해 실시하는 것도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)에 구비되는 단면 치형부 및 휠(300)에 구비되는 대응 단면 치형부는 원활한 회전력 전달을 위해 통상의 차량용 휠베어링 조립체(도 1 및 도 2 참조)에서 허브볼트가 장착되던 위치에 대응되게 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예 따른 휠베어링 조립체는 휠허브 및 휠에 구비되는 단면 치형부의 피치원 직경(도 6에 도시된 PCD_hub 및 도 7에 도시된 PCD_wheel)이 90mm 이상 130mm 이하가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 휠허브와 휠에 구비되는 단면 치형부를 너무 중심축에 가깝게 형성하게 되면 휠베어링에 등속조인트를 결합하는데 이용되는 체결너트의 직경이 너무 작아져 등속조인트와 휠베어링 사이에 안정적인 결합력이 제공되지 못할 우려가 있고, 단면 치형부를 중심축에서 너무 이격된 위치에 형성하게 되면 브레이크 디스크를 체결하는데 간섭이 발생하게 되어 브레이크 디스크의 설계 자유도를 감소시킬 수 있기 때문에, 단면 치형부는 전술한 범위를 만족하도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 단면 치형부의 형성 위치는 반드시 전술한 범위로 한정되어 형성되어야만 하는 것은 아니고, 휠베어링의 구체적인 구조나 등속조인트 및 브레이크 디스크와의 결합 구조 등을 고려해 통상의 기술자가 적절하게 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예와 같이 휠(300)과 휠허브(210) 사이를 단면 치형부를 통해 결합하게 되면 휠(300)과 휠허브(210) 사이에 간극이 발생해 외부의 수분이나 오염물 등이 휠베어링 내부로 유입될 위험이 생길 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 휠(300)과 휠허브(210) 사이에 밀봉부재(250)를 장착해 휠(300)과 휠허브(210) 사이에 형성되는 간극을 밀폐할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠(300)과 휠허브(210)를 결합하는 단면 치형부의 반경방향 외측에서 휠허브의 허브 플랜지의 일부에 밀봉부재(250)를 장착해 휠(300)과 휠허브(210) 사이의 간극을 밀폐하도록 구성하고 있다.

도 5 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉부재(250) 및 이러한 밀봉부재를 장착하기 위한 장착부 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(250)는 원형 단면의 와이어가 링형상으로 형성된 와이어링부(252)와 와이어링부(252)를 둘러싸는 탄성부(254)로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 와이어링부(252)는 일부가 개방된 링형상의 구조로 형성된 다음(도 8 참조) 개방된 부분을 용접을 통해 연결(252a)하여 형성될 수 있으며, 탄성부(254)는 일측 단부에 하나 이상의 씰링립(254a)을 구비해 씰링립(254a)을 휠의 단면에 접촉시켜 휠베어링과 휠 사이의 밀봉을 수행하도록 구성될 수 있고, 탄성부(254)에서 휠허브의 장착부(218)에 접촉하는 면은 장착부(218)의 접촉면에 대응되는 형상으로 형성되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)의 허브 플랜지(212)에는 전술한 밀봉부재(250)를 장착하기 위한 장착부(218)가 구비될 수 있다. 예컨대, 장착부(218)는 허브 플랜지(212)에 구비되는 단면 치형부의 반경방향 외측의 위치에 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀봉부재(250)가 장착되는 장착부(218)의 바닥면은 장착된 밀봉부재(250)가 임의로 이탈하는 것을 방지할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 밀봉부재(250)가 장착되는 장착부(218)는 도 5에 도시된 바와 같이 바닥면이 휠측으로 갈수록 직경이 증가되는 경사면 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 허브 플랜지(212)의 장착부에 장착된 밀봉부재(250)가 장착부의 경사진 바닥면 구조에 의해 걸림결합되어 임의로 이탈되는 것이 방지될 수 있게 된다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀봉부재(250)는 후술하는 브레이크 디스크(400)를 휠허브에 장착할 때 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위해 휠허브에 형성된 장착부(218)로부터 반경방향으로 외측 돌출되지 않도록 구성될 수 있다[예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 휠허브의 장착부에 인접한 휠허브의 외주면(219) 보다 반경방향 외측으로 돌출되지 않도록 구성]

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)는 휠측 단부에 축방향으로 연장하는 휠파일럿(216)을 더 구비할 수 있다. 휠파일럿(216)은 도 5에 도시된 바와 같이 휠허브(210)에 휠(300)을 체결할 때 휠(300)의 중심부에 형성된 관통구멍을 통해 삽입되어 휠(300)이 휠허브(210)의 중심축을 따라 체결 위치로 잘 이동될 수 있도록 안내하는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠파일럿(216)은 외주면에 나사산을 구비해 내부에 대응하는 나사산을 구비한 클램핑 부재(340)를 나사결합함으로써 휠(300)을 휠허브(210)에 고정시키도록 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 휠(300)은 중심부에서 하나의 클램핑 부재(340)를 휠허브(210)의 휠파일럿(216)에 나사결합하는 작업만으로 휠(300)과 휠허브(210) 사이에 축방향 고정력을 제공해 휠(300)을 휠허브(210)에 안정적으로 고정시킬 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(210)의 허브 플랜지(212)에는 브레이크 디스크(400)가 결합될 수 있다(도 3 내지 도 5 참조). 브레이크 디스크(400)는 통상의 차량용 휠베어링과 유사한 형상으로 구성될 수 있으며, 휠허브(210)의 허브 플랜지(212)에 형성된 체결구멍을 통해 체결볼트 등을 이용해 결합될 수 있다. 도면에 도시된 실시예의 경우에는 브레이크 디스크가 휠허브의 차륜측에서 결합되도록 구성되어 있으나, 브레이크 디스크는 이와 반대로 휠허브의 차체측에서 결합되도록 구성되어도 무방하다.

이상에서는 종동륜용 휠베어링 조립체를 이용해 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 및 휠베어링 조립체를 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 및 휠베어링 조립체는 도 9와 같이 휠허브의 내주면에 형성된 스플라인 구조에 등속조인트(500)의 중심축(510)을 결합해 구동력을 전달하거나 도 10과 같이 휠베어링과 등속조인트의 단면에 형성된 페이스 스플라인 구조(520)를 통해 구동장치의 구동력을 휠베어링으로 전달하도록 구성된 구동륜용 휠베어링 조립체에도 적용될 수 있다.

뿐만 아니라, 전술한 실시예의 경우에는 휠허브에 하나의 내륜이 장착되는 3세대 구조의 휠베어링을 이용해 발명을 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 및 휠베어링 조립체는 3세대 구조 이외에 임의의 다양한 구조의 휠베어링에도 물론 적용될 수 있다.

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.

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
215: (휠허브의 허브 플랜지에 형성되는) 단면 치형부
216: 휠파일럿
220: 외륜
222: 장착 플랜지
230: 내륜
240: 전동체
250: 밀봉부재
252: (밀봉부재의) 와이어링부
254: (밀봉부재의) 탄성부
254a: (밀봉부재 탄성부의) 씰링립
300: 휠
310: 휠보스
315: (휠에 형성되는) 대응 단면 치형부
320: 휠아암
330: 휠림
340: 클램핑 부재
400: 브레이크 디스크
500: 등속조인트
510: (등속조인트의) 중심축
520: (등속조인트와 휠허브 사이의) 페이스 스플라인 구조

Claims (11)

1. 휠이 장착되어 휠과 함께 회전하는 휠허브와,
   상기 휠허브에 압입되어 장착되는 하나 이상의 내륜과,
   상기 하나 이상의 내륜의 반경방향 외측에 장착되며 외주면에 차체에 장착되는 장착 플랜지를 구비하는 외륜과,
   상기 하나 이상의 내륜과 상기 외륜 사이에 장착되는 하나 이상의 전동체를 포함하고,
   상기 휠허브는 반경방향 외측으로 연장하는 허브 플랜지를 포함하고,
   상기 허브 플랜지는 휠측에 위치하는 단면에 단면 치형부가 구비되어 휠에 형성된 대응 단면 치형부에 치형결합되도록 구성되고,
   상기 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부는 복수의 치형(tooth)이 원주방향으로 이격되어 배치되도록 구성되고,
   상기 허브 플랜지의 단면 치형부의 반경방향 외측에는 상기 허브 플랜지와 휠 사이에 형성되는 간극을 밀폐하는 밀봉부재가 구비되는,
   휠베어링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 휠허브의 허브 플랜지는 상기 단면 치형부의 반경방향 외측에 밀봉부재를 장착하기 위한 장착부를 구비하고,
   상기 장착부는 밀봉부재가 장착되는 바닥면의 직경이 휠측으로 갈수록 증가되는 형상으로 형성되는,
   휠베어링.
3. 제2항에 있어서,
   상기 장착부는 밀봉부재가 장착되는 바닥면이 휠측으로 갈수록 직경이 증가되는 경사면 형상으로 형성되는,
   휠베어링.
4. 제1항에 있어서,
   상기 밀봉부재는 원형 단면의 와이어가 링형상으로 형성된 와이어링부와 상기 와이어링부를 둘러싸는 탄성부로 구성되는,
   휠베어링.
5. 제4항에 있어서,
   상기 휠허브의 허브 플랜지는 상기 단면 치형부의 반경방향 외측에 밀봉부재를 장착하기 위한 장착부를 구비하고,
   상기 밀봉부재의 탄성부에서 상기 장착부에 접촉하는 면은 상기 장착부에 대응되는 형상으로 형성되는,
   휠베어링.
6. 제5항에 있어서,
   상기 와이어링부는 일부가 개방된 링형상의 구조로 형성되며,
   상기 와이어링부의 개방된 부분은 용접을 통해 연결되도록 구성되는,
   휠베어링.
7. 제1항에 있어서,
   상기 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부의 치형은 휠에 형성되는 대응 단면 치형부의 치형보다 작은 부피를 갖도록 형성되는,
   휠베어링.
8. 제7항에 있어서,
   상기 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부의 치형은 휠에 구비되는 대응 단면 치형부의 치형과 1:1.2 내지 1:1.4 범위의 부피비를 갖도록 구성되는,
   휠베어링.
9. 제1항에 있어서,
   상기 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부는 90mm 이상 130mm 이하의 피치원 직경을 갖도록 형성되는,
   휠베어링.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 휠베어링을 구비하는 휠베어링 조립체이며,
    상기 휠베어링의 휠허브에 결합되는 휠을 더 포함하며,
    상기 휠은 상기 휠허브의 허브 플랜지에 구비되는 단면 치형부와 치형결합되는 대응 단면 치형부를 구비하고,
    상기 휠에 구비되는 대응 단면 치형부는 복수의 치형(tooth)이 원주방향으로 이격되어 배치되도록 구성되는,
    휠베어링 조립체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 휠에 구비되는 대응 단면 치형부는 90mm 이상 130mm 이하의 피치원 직경을 갖도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.

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