KR20080018610A - Brake disk wheel bearing assembly for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 종래 기술에 따른 디스크 브레이크-휠 베어링 조립체의 단면도.1 is a cross-sectional view of a disc brake-wheel bearing assembly according to the prior art.
도2는 종래 기술에 따른 디스크 브레이크-휠 베어링 조립체의 단면도.2 is a cross-sectional view of a disc brake-wheel bearing assembly according to the prior art.
도3은 종래 기술에 따른 구동륜용 디스크 브레이크-휠 베어링 조립체의 단면도.3 is a cross-sectional view of a disc brake-wheel bearing assembly for a drive wheel according to the prior art.
도4는 종래 기술에 따른 종동륜용 디스크 브레이크-휠 베어링 조립체의 단면도.4 is a cross-sectional view of a disc brake-wheel bearing assembly for a driven wheel according to the prior art.
도5는 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체의 일 실시 형태를 도시한 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view showing one embodiment of a wheel bearing assembly according to the present invention.
도6은 본 발명에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체의 분해도 6 is an exploded view of a brake disc wheel bearing assembly according to the present invention.
도7은 구동축 및 너클에 결합된 본 발명에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체의 조립상태도.7 is an assembled view of a brake disc-wheel bearing assembly according to the present invention coupled to a drive shaft and a knuckle.
도8은 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체의 일 실시 형태의 부분단면도.Figure 8 is a partial cross-sectional view of one embodiment of a wheel bearing assembly in accordance with the present invention.
도9는 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체의 다른 실시 형태를 도시한 단면도.9 is a sectional view showing another embodiment of the wheel bearing assembly according to the present invention;
도10은 도9의 선A-A에 따른 단면도.FIG. 10 is a sectional view taken along the line A-A of FIG.
도11은 본 발명에 따른 내륜축의 사시도 및 부분 확대도.11 is a perspective view and a partially enlarged view of the inner ring shaft according to the present invention;
도12는 도8의 화살표 B 방향에서 본 가이드가 형성된 스플라인을 도시한 평 면도.Fig. 12 is a plan view showing a spline on which guides are viewed in the direction of arrow B in Fig. 8;
도13은 본 발명에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체의 분해도.Figure 13 is an exploded view of a brake disc wheel bearing assembly according to the present invention.
도14는 도13의 선C-C에 따른 단면도.FIG. 14 is a sectional view along line C-C in FIG. 13; FIG.
도15는 구동축 및 너클에 결합된 본 발명에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체의 조립상태도 및 코킹부의 부분확대도.Fig. 15 is an enlarged view of a state of assembly and a caulking portion of a brake disc-wheel bearing assembly according to the present invention coupled to a drive shaft and a knuckle;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200: 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체100, 200: brake disc-wheel bearing assembly
101, 201: 휠 베어링 조립체101, 201: wheel bearing assembly
103, 203: 제1 전동체103, 203: first rolling element
104, 204: 제2 전동체104, 204: second rolling element
105, 205: 내륜축105, 205: inner ring shaft
106, 206: 외륜106, 206: outer ring
107, 207: 내륜107, 207: inner ring
112, 212: 너클112, 212: knuckles
118, 218: 허브형 브레이크 디스크118, 218: hub brake disc
140, 240: 구동축140, 240: drive shaft
150, 250: 휠 너트150, 250: wheel nuts
152: 분할 핀152: split pin
210: 코킹부210: caulking part
본 발명은 차량의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체에 관한 것으로, 특히 허브가 일체로 형성된 허브형 브레이크 디스크와 허브플랜지부가 없는 내륜축을 구비한 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake disc-wheel bearing assembly of a vehicle, and more particularly to a brake disc-wheel bearing assembly having a hub-type brake disc in which a hub is integrally formed and an inner ring shaft without a hub flange.
브레이크 디스크를 갖는 차량의 제동 장치는 바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크를 그 양면에서 제동 패드를 유압으로 가압하여 제동하는 방식으로 되어 있다. 이와 같이 브레이크 디스크를 갖는 방식의 제동장치는 허브플랜지에 결합되어 함께 회전하고 특수 주철로 제조된 브레이크 디스크와, 안장 모양으로 특수 주철로 제조된 캘리퍼와, 상기 캘리퍼의 좌·우에 결합된 2개의 브레이크 실린더와, 피스톤과, 상기 피스톤에 부착되어 브레이크 디스크와의 마찰로 제동력을 발생시키는 패드를 구비한다. 상기 제동 장치의 브레이크 디스크는 휠 베어링 조립체에 결합되고, 휠 베어링 조립체는 차체의 너클부와 구동축 사이에 결합된다. 휠 베어링 조립체는 차량의 하중을 지지하고 바퀴의 회전을 원활하게 하는 역할을 한다.The braking device of a vehicle having a brake disc is configured in such a manner that the brake disc that rotates together with the wheels is braked by hydraulically pressing the brake pads on both sides thereof. The brake device having a brake disc is coupled to a hub flange and rotates together and is made of a special cast iron brake disc, a caliper made of special cast iron in a saddle shape, and two brakes coupled to the left and right sides of the caliper. A cylinder, a piston, and a pad attached to the piston generate a braking force by friction with the brake disc. The brake disc of the braking device is coupled to the wheel bearing assembly, which is coupled between the knuckle portion of the vehicle body and the drive shaft. The wheel bearing assembly serves to support the load of the vehicle and to smooth the rotation of the wheel.
종래의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체로는, 도1에 도시된 바와 같이, 휠 베어링(1)이 허브플랜지(2)와는 별도의 부품으로 된 것이 있다. 또한, 이를 개량하여 관련 부품 수를 줄이고 조립과 분해가 용이하도록, 도2에 도시된 바와 같이 외륜(3)과 허브플랜지(4)를 일체로 형성한 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체가 있다. 그러나 이러한 휠 베어링 조립체는 내륜(5)이 고정되고 외륜(3)이 회전되는 것이어서 종동륜에만 적용 가능하며 구동륜에는 적용할 수 없는 단점이 있다.As a conventional brake disc wheel bearing assembly, as shown in Fig. 1, the wheel bearing 1 is a separate part from the
또 다른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체로, 도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 내륜과 허브플랜지를 일체로 형성한 것이 있다. 도3은 구동륜용 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체를, 도4는 종동륜용 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체를 도시한 것이다. 이 형식의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체는 통상의 내륜에 해당하는 요소로서 두 부품으로 나누어진 소내륜(6, 6')과 내륜허브(7, 7')를 포함한다. 내륜허브(7, 7')는 그 외측 단부에 휠 및 브레이크 디스크(8, 8')가 결합되는 허브플랜지(9, 9')가 형성되어 있다.As another brake disc wheel bearing assembly, as shown in Figs. 3 and 4, the inner ring and the hub flange are integrally formed. Figure 3 shows a brake disc-wheel bearing assembly for a drive wheel, and Figure 4 shows a brake disc-wheel bearing assembly for a driven wheel. This type of brake disc-wheel bearing assembly comprises small
도3을 참조하면, 구동륜용 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(10)는 허브플랜지(9)를 일체로 구비한 내륜허브(7), 다수의 제1 전동체(13), 다수의 제2 전동체(14), 외륜(16)과, 소내륜(6)을 포함한다. 내륜허브(7)의 반경방향 외측면에는 제1 및 제2 전동체(13, 14)와 외륜(16)이 결합되고, 그 다음 소내륜(6)이 압입된다. 내륜허브(7)와 소내륜(6)은 각각 제1 전동체(13)와 제2 전동체(14)의 내측 궤도면을 형성한다. 내륜허브(7)의 차량 바깥쪽 단부에 위치한 허브플랜지(9)에는 브레이크 디스크(8)와 휠(도시되지 않음)이 허브 볼트(18)에 의해 결합된다. 외륜(16)에는 차량의 너클(12)에 볼트(20)로 체결하기 위한 볼트 관통공을 갖는 플랜지(19)가 돌출 형성되어 있다.Referring to Fig. 3, the brake disc-wheel bearing
도4에 도시된 종동륜용 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(10')에는 구동축의 구동력이 전달되지 않기 때문에, 내륜허브(7')에 구동축의 삽입을 위한 보어가 형성되어 있지 않고, 대신에 소내륜(6')이 이탈하지 않도록 내륜허브(7')의 내측 단부에 플랜지(22')가 형성되어 있다.Since the driving force of the drive shaft is not transmitted to the brake disc-wheel bearing assembly 10 'for the driven wheel shown in Fig. 4, the bore for inserting the drive shaft is not formed in the inner ring hub 7', The flange 22 'is formed in the inner end of the inner ring hub 7' so that the inner ring 6 'does not escape.
도3 및 도4에 도시된 상기 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체는 허브플랜지(9, 9')에 브레이크 디스크(8, 8')가 겹쳐져서 허브볼트(18, 18')에 결합되어 너트(도시되지 않음)로 고정되는 방식이기 때문에, 브레이크 디스크(8, 8')가 허브플랜지(9, 9')에 조립될 때 서로 접촉하는 표면이 많아서, 허브플랜지(9, 9')의 제조 공차와 브레이크 디스크(8, 8')의 제조 공차의 누적으로 인한 조립 공차의 상승으로 브레이크 디스크(8, 8')의 런아웃(run-out)을 작게 제한하고 강성을 증대시키기에 어려운 문제가 있다. 따라서, 종래의 브레이크 디스크는 런아웃 상한치가, 예컨대 50㎛ 수준으로 규제되고 있다. 이러한 수준의 런아웃을 가진 브레이크 디스크는 제동시 축방향 런아웃 불량에 의한 저더(judder) 현상이 발생되기 쉽기 때문에 이에 대한 소비자의 불만을 근본적으로 해소하기 어렵다. 또한, 브레이크 디스크(8, 8')가 허브플랜지(9, 9')에 볼트 결합하는 형태이기 때문에 이 부분이 일체로 되어 있는 경우보다 전체 중량이 상승되는 문제도 있다.The brake disc wheel bearing assembly shown in Figs. 3 and 4 has a brake disc (8, 8 ') superimposed on the hub flange (9, 9') and is coupled to the hub bolt (18, 18 ') to a nut (shown). And the surfaces of the
또한, 상기 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체는 브레이크 디스크와 허브플랜지가 결합되는 면이 오목한 직각면을 형성하기 때문에 정밀하게 면가공하기 어렵다. 또한, 브레이크 디스크의 조립을 위한 탭 홀의 가공도 필요하다. 따라서, 상기 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체는 가공 공정이 복잡하고 가공 시간이 많이 소요되고 원가가 높은 문제가 있다.In addition, the brake disc-wheel bearing assembly is difficult to process precisely because the surface where the brake disc and the hub flange are coupled to form a concave orthogonal surface. In addition, machining of tab holes for assembling the brake disc is also required. Accordingly, the brake disc-wheel bearing assembly has a problem in that the machining process is complicated, the machining time is high, and the cost is high.
한편, 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체가 최적의 수명으로 작동되도록 하기 위해서는 베어링 전동체에 소정의 예압을 가해주어야 하는데, 상기 종래의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체들은 대부분 모듈 또는 차량 제조업체에서의 최종 조 립 단계에서 관련 부품과의 결합으로 예압이 변하게 되어 베어링의 성능과 수명에 영향을 미친다.Meanwhile, in order for the brake disc wheel bearing assembly to operate at an optimal life, a predetermined preload is applied to the bearing rolling elements, and the conventional brake disc wheel bearing assemblies are mostly assembled at the final stage of the module or vehicle manufacturer. The preload changes due to the coupling with the associated components in the sluice, affecting the performance and life of the bearing.
본 발명은 종래기술의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체들이 갖고 있는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 미리 설정된 베어링의 예압이 차량의 최종 조립 공정에서 영향을 받지 않거나 거의 받지 않는 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves these problems with prior art brake disc-wheel bearing assemblies, and provides a brake disc wheel bearing assembly structure in which the preload of a predetermined bearing is not affected or hardly affected in the final assembly process of the vehicle. It aims to provide.
본 발명은 또한 브레이크 디스크와 휠 베어링 조립체의 결합부가 용이하게 가공될 수 있는 휠 베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to provide a wheel bearing assembly in which the engaging portion of the brake disc and the wheel bearing assembly can be easily machined.
본 발명은 또한 브레이크 디스크의 런아웃을 작게 하여 운행 중 저더 현상으로 인한 불편함이 없는 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a brake disc-wheel bearing assembly which has a small run out of the brake disc and is free from inconvenience due to judging during operation.
본 발명은 브레이크 디스크의 강성이 커지고 전체 중량이 감소된 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a brake disc-wheel bearing assembly in which the rigidity of the brake disc is increased and the overall weight is reduced.
본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체는 궤도 상으로 배열된 다수의 제1 전동체와, 상기 제1 전동체보다 차량의 내측 방향에 궤도 상으로 배열된 다수의 제2 전동체와, 내주면에서 상기 제1 전동체의 외측 궤도면과 상기 제2 전동체의 외측 궤도면을 제공하는 외륜과, 외주면에서 상기 제1 전동체의 내측 궤도면을 제공하는 내륜과, 외주면에서 제2 전동체의 내측 궤도면을 제공하는 내륜축과, 브레이크 디스크를 포함하며, 상기 내륜축은 차량 내측 방향 단부에 위치하는 어깨부와, 타단부에 위치하는 수나사부와, 상기 어깨부와 수나사부 사이에 위치하고 상기 내륜이 억지 끼워 맞춤(press fit)되는 내륜 결합부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 전동체는 각각의 외측 궤도면과 내측 궤도면에 대해 각접촉(angular contact)하고, 상기 브레이크 디스크는 암나사부가 형성된 중심 보어를 구비하고, 상기 수나사부가 상기 중심 보어에 나사 체결되어 상기 제1 및 제2 전동체에 소정의 예압이 부여되는 것을 특징으로 한다.The brake disc wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention includes a plurality of first rolling elements arranged in track and a plurality of second rolling elements arranged in track in an inward direction of the vehicle than the first rolling elements. An outer ring providing an outer raceway surface of the first rolling element and an outer raceway surface of the second rolling element on an inner circumferential surface, an inner ring providing an inner raceway surface of the first rolling element on an outer circumferential surface, and a second on an outer circumferential surface; An inner raceway shaft providing an inner raceway surface of the rolling element, and a brake disc, the inner raceway shaft having a shoulder positioned at an inner end of the vehicle, a male threaded portion located at the other end, and between the shoulder portion and the male screwed portion; And an inner ring coupling portion in which the inner ring is press fit and the first and second rolling elements are angular contact with each of the outer raceway surface and the inner raceway, Disc is characterized in that it is provided, and is screwed into the male screw portion said central bore given a predetermined preload to the first and second rolling members the central bore the female thread portion is formed.
본 발명의 다른 실시예에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체는 궤도 상으로 배열된 다수의 제1 전동체와, 상기 제1 전동체보다 차량의 내측 방향에 궤도 상으로 배열된 다수의 제2 전동체와, 내주면에서 상기 제1 전동체의 외측 궤도면과 상기 제2 전동체의 외측 궤도면을 제공하는 외륜과, 외주면에서 상기 제1 전동체의 내측 궤도면을 제공하는 내륜과, 외주면에서 제2 전동체의 내측 궤도면을 제공하는 내륜축과, 브레이크 디스크를 포함하며, 상기 내륜축은 차량 내측 방향 단부에서부터 차례로 어깨부와, 상기 내륜이 억지 끼워 맞춤되는 내륜 결합부와, 수스플라인부와, 코킹부를 구비하고, 상기 제1 및 제2 전동체는 각각의 외측 궤도면과 내측 궤도면에 대해 각접촉하고, 상기 브레이크 디스크는 상기 내륜축의 수스플라인부와 결합되는 암스플라인이 형성된 중심 보어를 구비하고, 상기 브레이크 디스크는 상기 코킹부에 의해 상기 내륜과 코킹부에 사이에서 가압되어 고정되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a brake disc-wheel bearing assembly includes a plurality of first rolling elements arranged on track and a plurality of second rolling elements arranged on track in an inward direction of the vehicle than the first rolling elements. An outer ring providing an outer raceway surface of the first rolling element and an outer raceway surface of the second rolling element on an inner circumferential surface, an inner ring providing an inner raceway surface of the first rolling element on an outer circumferential surface, and a second on an outer circumferential surface; An inner wheel shaft providing an inner raceway surface of the rolling element, and a brake disc, the inner wheel shaft having a shoulder portion, an inner ring coupling portion in which the inner ring is forcibly fitted, a spline portion, and a caulking in turn from an inner end portion of the vehicle; And first and second rolling elements in angular contact with each of the outer raceway surface and the inner raceway surface, and the brake disc is coupled to the male spline portion of the inner ring shaft. Having a central bore which is formed, and wherein the brake disk is characterized in that by the caulking portion is pressed and fixed between the inner ring and the crimping portion.
도5에는 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체(101)의 일 실시 형태가 도시되어 있다. 상기 휠 베어링 조립체(101)는 제1 및 제2 전동체(103, 104)와, 외륜(106)과, 내륜(107)과, 내륜축(105)을 포함한다. 외륜(106)은 내주면에 제1 전동체(103)의 외측 궤도면과 제2 전동체(104)의 외측 궤도면을 구비하고 있으며, 외륜(106)의 외주면에는 차체에의 장착을 위한 나사 관통 구멍(106a)이 구비되어 있는 플랜지가 형성되어 있다. 내륜(107)은 제1 전동체(103)에 대하여 차륜 외측에 배치되고 상기 제1 전동체(103)의 내측 궤도면을 구비하고 있다.5 shows one embodiment of a
내륜축(105)은 어깨부(105a)와, 궤도부(105b)와, 내륜 결합부(105d)와, 수나사부(105e)로 구분된다. 내륜축(105)의 차량 내측 방향 단부에 형성된 어깨부(105a)와 궤도부(105b)는 제2 전동체(104)의 내측 궤도면을 형성한다. 내륜 결합부(105d)에는 내륜(107)이 억지 끼워 맞춤된다. 상기 내륜(107)은 차량 외측(즉, 바퀴 측)에서부터 축방향으로 억지 끼워 맞춤된다. 따라서, 내륜이 전동체에 대하여 차량 내측에 배치된 형상의 종래 기술들과 비교하여, 휠 베어링의 조립이 쉽고 베어링 관련 부품의 교체가 용이하다. 내륜 결합부(105d)와 궤도부(105b) 사이에는 턱(105c)이 형성되어 있다. 내륜(107)은 그 일단부가 상기 턱(105c)에 맞닿을 때까지 삽입 설치되어 억지 끼워 맞춤을 형성한다.The
제1 및 제2 전동체(103, 104)는 각각의 외측 궤도면과 내측 궤도면에 대해 각접촉(angular contact)하고 있다. 여기서 각접촉이란 전동체(예를 들면, 베어링 볼)가 내륜과 맞닿는 접촉점과 전동체가 외륜과 맞닿는 접촉점을 이은 선이 회전축의 축방향에 대해 소정의 각도를 이루도록 전동체가 베어링의 외륜과 내륜에 접촉되어 있는 상태를 말한다. 본 실시예의 전동체는 각접촉을 하기 때문에 축방향 하 중과 반경방향 하중을 모두 지지할 수 있다. 위와 같은 결합을 통해서, 휠 베어링 조립체는 제1 및 제2 전동체와, 외륜과, 내륜과, 내륜축으로 이루어진 하나의 서브 모듈을 이루게 된다.The first and second
내륜축의 타단부의 외주면에는 수나사부(105e)가 형성되어 있다. 수나사부(105e)에는 브레이크 디스크의 결합을 위한 허브(도시되지 않음) 부품이 결합될 수 있고, 바람직하게는 허브와 일체로 형성된 허브형 브레이크 디스크(118)(도6 참조)가 결합될 수 있다. 상기 수나사부에 결합되는 허브 부품 또는 허브형 브레이크 디스크의 내주면에는 암나사가 형성되어 있다.A
도6 및 도7은 본 발명의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100)와 차량의 너클(112)과 구동축(140)의 결합 관계를 도시한 것이다. 허브형 브레이크 디스크(118)는 암나사부가 형성된 중심 보어를 구비하고 있다. 내륜축(105)의 수나사부(105e)는 허브형 브레이크 디스크(118)의 중심 보어에 나사 결합된다. 이렇게 함으로써, 휠 베어링 조립체(101)와 허브형 브레이크 디스크(118)는 일체로 결합되어 하나의 모듈인 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100)를 이루게 된다. 특히, 이 모듈은 내륜이 내륜축(105)의 내륜 결합부(105d)에 억지 끼워 맞춤되고, 허브형 브레이크 디스크(118)가 수나사부(105e)에 나사 결합됨에 따라, 상기 제1 전동체와 상기 제2 전동체에 미리 설정된 예압이 부여된다. 휠 베어링의 전동체는 외륜과 내륜(또는 내륜축)에 의해 형성되는 궤도 내에서 전동되는데, 전동체는 일정한 압력으로 탄성 압축된 상태로 작동한다. 상기 압력을 예압이라 하며, 이는 베어링의 성능과 수명에 매우 중요한 영향을 미친다.6 and 7 illustrate a coupling relationship between the brake disc-
허브형 브레이크 디스크(118)가 내륜축(105)에 나사에 의해 결합되므로, 휠 베어링 조립체(101)의 예압을 정밀하게 조절할 수 있다. 또한, 과도하게 예압이 부여된 경우에는 다시 예압을 감소시키는 조절을 하는 것이 용이하다.Since the
상기 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100)에서, 허브형 브레이크 디스크(118)가 내륜축에 나사 결합되어 서브 모듈을 구성하고 있기 때문에 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100)의 제조 과정에서 베어링에 미리 부여된 조절된 예압이 차량의 다른 부품들과 함께 조립될 때에는 거의 영향을 받지 않는다. 또한, 정비 과정에서 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100)를 구동축으로부터 분리하여도 베어링 볼들이 이탈할 염려가 없다.In the brake disc
이와 같이 소정의 조정된 베어링 예압을 갖는 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100)는 외륜(106)이 볼트(120)에 의해 차량의 너클(112)에 결합됨으로써 차량에 고정된다. 한편, 내륜축(105)의 중심부에 형성된 보어에는 구동축(140)이 삽입되어 내륜축(105)과 구동축(140)이 서로 스플라인 결합을 한다. 구동축(140)의 단부에 형성된 수나사부에는 휠 너트(150)가 체결되고, 휠 너트(150)에 형성된 홈과 구동축(140)에 단부에 형성된 구멍을 관통하도록 분할핀(152)이 삽입되고, 분할핀(152)의 단부가 구부려져서 휠 너트(150)가 고정된다. 이로써 구동축(140)의 구동력이 내륜축(105)을 통해 허브형 브레이크 디스크(118)에까지 전달된다. 허브형 브레이크 디스크(118)를 내륜축(105)에 나사 결합할 때 베어링에 미리 정해진 예압이 부여되어 있으므로, 휠 너트(150)를 체결하는 과정에서는 베어링의 예압을 고려할 필요없이 구동축(140)과의 체결을 위한 토크로 휠 너트(150)를 구동축(140)에 체결하면 된다.The brake disc-
한편, 제동 시에는 허브형 브레이크 디스크(118)가 나사 잠김 방향으로 진행하려고 하면서 내륜(107)에 압축력을 가할 수 있다. 나사산을 따라 움직이는 허브형 브레이크 디스크(118)의 내륜축(105)에 대한 상대 회전을 방지하기 위해 키(key)나 핀(pin) 등의 다양한 공지된 고정 수단이 사용될 수 있다. 또한, 도8에 도시한 바와 같이, 내륜 두께(a)를 전동체 직경의 0.3배 이상으로 하고 내륜 최소 길이(b)를 2 mm ~ 4 mm 로 하여 내륜의 강성을 크게 하면, 허브형 브레이크 디스크가 잠기는 방향으로 힘을 받는다 하더라도, 허브형 브레이크 디스크에 의해 압축력을 받는 내륜의 강성이 매우 크므로, 내륜의 축방향 변화량이 거의 생기지 않으며, 이에 의해 내륜이 디스크의 차량 내측 방향 움직임을 저지하는 스토퍼(stopper) 역할을 충분히 한다.On the other hand, during braking, the hub-
도7을 참조하면, 허브형 브레이크 디스크(118)는 반경 방향 바깥쪽에서부터 차례로 마찰재 접촉면(132), 휠 접촉면(134), 허브볼트 삽입 홀(138), 중심 보어(139)를 포함한다. 중심 보어(139)는 내주면에는 암나사가 형성되어 있다. 허브볼트 삽입 홀(138)과 중심 보어(139) 사이에는 돌기부(136)가 형성되어 있다. 돌기부(136)는 전동체의 궤도면으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 효과를 제공한다. 차량 외부의 이물질 및 수분이 베어링의 씰(seal)부에 이르기 전에 이를 1차적으로 막아 외부 이물질 및 수분이 씰(seal)부로 침투할 가능성을 현저히 감소시킴으로써 씰의 기능을 향상시킨다. 또한, 돌기부(136)는 후술할 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100)의 마찰재 접촉면(132) 및 휠 접촉면(134)의 가공 공정에 서 조립 후 가공을 가능하게 하는 역할도 한다.Referring to FIG. 7, the
상기 내륜축(105)은 나사 결합에 의해 허브형 브레이크 디스크(118)와 직접 결합되므로, 허브플랜지와 브레이크 디스크 간의 조립면의 가공 공정이 생략되고, 그러한 조립으로 인한 공차 누적도 없다. 그 결과, 브레이크 디스크의 런아웃을 작게 제한할 수 있다.Since the
도9에는 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체(201)의 다른 실시 형태가 도시되어 있다. 내륜축(205)은 외주면에 차량 내측 단부로부터 차례대로 어깨부(205a)와, 궤도부(205b)와, 턱(205c), 내륜결합부(205d), 수스플라인부(205f), 코킹(caulking) 형성부(205g)를 포함한다. 도10에 도시된 바와 같이, 내륜축(205)은 외주면의 일부에 수스플라인부(205f)를 구비하고 있고, 내주면에는 암스플라인부를 구비하고 있다. 내륜축(205)의 수스플라인부(205f)는 허브형 브레이크 디스크(218)(도13 참조)와의 결합을 위한 것이고, 내륜축(205)의 암스플라인부는 구동축(240)(도13 참조)과의 결합을 위한 것이다.9 shows another embodiment of a
도11은 내륜축(205)의 사시도이다. 내륜축(205)의 수스플라인부(205f)에서 각각의 수스플라인 치형의 일단부에는 허브형 브레이크 디스크의 중심 보어로의 삽입을 안내하는 가이드(205f')를 구비할 수 있다. 도12는 도9의 화살표 B 방향으로 본 가이드의 형상을 도시한 것이다. 수스플라인부(205f)는 가이드(205f')에서 더 작은 폭을 갖는다. 또한, 가이드에서의 수스플라인의 지름을 수스플라인부의 다른 부분보다 더 작게 할 수도 있다. 가이드는 디스크 결합부가 허브형 브레이크 디스크와 결합될 때 그 선단부에서 결합 위치를 안내하는 역할을 하여 조립을 용이하게 한다. 도12에는 측면에서 본 스텝 형상의 가이드를 도시한 것이다. 가이드는 이 밖에도 테이퍼 등 다양한 형태로 실시될 수 있다.11 is a perspective view of the
도13에는 휠 베어링 조립체(201), 허브형 브레이크 디스크(218), 구동축(240)과, 너클(212)의 결합 관계가 도시되어 있다. 휠 베어링 조립체(201)의 수스플라인부는 허브형 브레이크 디스크(218)의 중심 보어에 삽입된다. 도14에 도시된 바와 같이, 허브형 브레이크 디스크(218)의 중심 보어에는 암스플라인이 형성되어 있다. 스플라인 결합 방식은 결합부의 접촉면적이 넓기 때문에, 보다 큰 구동력을 지지할 수 있다.13 shows a coupling relationship between the
도15는 본 발명에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(200)를 도시한 것이다. 도15에 도시된 바와 같이, 허브형 브레이크 디스크(218)가 내륜축의 디스크 결합부에 끼워 맞춤되고 난 후, 코킹 형성부(205g)(도9)를 코킹하여 허브형 브레이크 디스크(218)를 고정하고 예압을 부여한다. 코킹부(210)의 차량 최외측에는 평탄부(211)가 형성되어 있다. 이 평탄부(211)는 휠 너트(250)와 접촉하는 면으로서, 휠 너트(250)는 코킹부의 평탄부(211)에 정확히 면접촉을 하여 휠 너트(250)의 조임력을 정확히 구동축(240)과 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(200)에 전달한다.Figure 15 illustrates a brake disc-
상기 코킹부(210)는 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(200)가 구동축 및 너클에 조립되기 전에 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(200)의 전동체에 미리 소정의 예압을 설정하고 유지하는 역할을 한다. 모듈 조립 공정에서는 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(200)를 구동축에 결합시키고 휠 너트(250)를 구동축(240)의 수나사부에 체결하는데, 이 때, 조여지는 휠 너트(250)의 체결력은 설정된 전동체 의 예압에 영향을 미치지 않으며, 단지 휠 너트(250)는 구동축(240)과 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(200)를 결합하는 역할을 한다.The
[휠 베어링 조립체의 가공방법][Method of processing wheel bearing assembly]
허브형 브레이크 디스크(118, 218)가 휠 베어링 조립체(101, 201)에 결합된 상태에서 허브형 브레이크 디스크의 마찰재 접촉면을 연삭가공 또는 절삭가공을 한다.The hub-
본 발명의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100, 200)의 마찰재 접촉면의 가공 방법은 다음과 같다. 허브형 브레이크 디스크(118, 218)와 휠 베어링 조립체(101, 201)가 조립된 상태에서, 휠 베어링 조립체(101, 201)의 외륜의 플랜지면을 기준으로 하여 외륜(106,206)의 외주면을 척킹(chucking)한다. 그 다음, 한쪽에서는 고정축을 이용하여 내륜축(105,205)의 어깨부에 차량 조립 시에 상당하는 축방향 압력을 가하고, 반대쪽에서는 허브형 브레이크 디스크(118, 218)의 중심부 측면에 고정축을 이용하여 차량 조립시에 상당하는 축방향의 압력을 가한다. 허브형 브레이크 디스크(118, 218)의 양면에 연삭 또는 절삭 공구를 배치시킨다. 고정축의 스핀들을 회전하면서 허브형 브레이크 디스크(118, 218)의 마찰재 접촉면의 양면을 동시에 가공한다. 또는 구동축에 휠 베어링 조립체(101,201)를 끼워 넣고 너트를 체결한 다음 구동축을 회전하면서 허브형 브레이크 디스크(118, 218)의 마찰재 접촉면의 양면을 동시에 가공할 수도 있다. 본 발명의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100, 200)는 휠 베어링에 씰(seal)이 형성되어 있을 뿐만 아니라 허브형 브레이크 디스크(118, 218)에 돌기부(136,236)가 형성되어 있기 때문에, 허브 형 브레이크 디스크(118, 218)와 휠 베어링 조립체(101, 201)의 조립 후에 마찰재 접촉면을 가공하더라도 가공시 발생하는 금속칩 등 이물질이 베어링 틈새로 끼어들지 않는다.The machining method of the friction material contact surface of the brake disc
이와 같이, 허브형 브레이크 디스크(118, 218)가 휠 베어링 조립체(101, 201)에 견고하게 조립된 상태에서 마찰재 접촉면을 가공함으로써, 허브형 브레이크 디스크(118, 218)의 마찰재 접촉면을 먼저 연삭하여 런아웃을 수정한 후에 휠 베어링 조립체(101, 201)에 조립할 때 조립 시의 체결력 등으로 런아웃이 변경되는 문제가 근본적으로 방지되므로, 런아웃을 매우 정밀하게 관리할 수 있다. 또한, 본 발명의 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100, 200)는 마찰재 접촉면의 가공 전에 허브형 브레이크 디스크를 허브플랜지에 볼트 고정할 필요가 없기 때문에, 종전보다 용이하게 마찰재 접촉면을 가공할 수 있다.As such, the friction material contact surfaces of the
[런아웃 측정 시험][Runout measurement test]
본 발명에 따라 휠 베어링 조립체(101,201)와 허브형 브레이크 디스크(118, 218)가 결합된 상태에서 허브형 브레이크 디스크(118, 218)의 마찰재 접촉면의 연마를 한 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100, 200)의 런아웃을 측정하였다. 이를 위해, 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체(100, 200)를 런아웃 측정용 지그에 안착하여 고정시키고, 구동축에 휠 너트를 20 ~ 26 kgf.m의 토크(실제 차량의 장착 토크와 동일함)로 조였다. 허브형 브레이크 디스크(118, 218)의 마찰재 접촉면에 게이지를 배치한 다음, 허브형 브레이크 디스크(118, 218)를 회전시켜면서 게이지의 변화량을 측정하였다. 측정 결과, 런아웃이 20㎛ 미만으로 측정되었다.According to the present invention, the brake disk-
지금까지 구동륜에 적용되는 본 발명의 휠 베어링 조립체의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명의 휠 베어링 조립체는 종동륜에도 적용 가능하다. Although embodiments of the wheel bearing assembly of the present invention have been described so far applied to a drive wheel, the wheel bearing assembly of the present invention is also applicable to a driven wheel.
상기 실시예들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 당업자는 본 발명의 범위를 실질적으로 벗어나지 않고 상기 실시예들로부터 다양한 수정예들이 도출될 수 있다고 이해할 것이다. 따라서, 상기 설명에 포함된 모든 내용은 예시적인 것으로 해석되어야 할 것이고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안 된다.The above examples should not be construed as limiting the scope of the invention. Those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made from the above embodiments without departing substantially from the scope of the present invention. Accordingly, all content included in the above description should be interpreted as illustrative, and not as limiting the scope of the present invention.
본 발명에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체의 일 실시예는 허브형 브레이크 디스크를 내륜축에 나사 결합한 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체를 제공함으로써, 전동체의 성능과 수명에 최적인 상태로 미리 설정된 예압을 베어링에 정밀하게 부여할 수 있다. 이와 같이 부여된 예압은 차량의 최종 조립 공정에서 변경되지 않고 그대로 유지될 수 있다. 또한 브레이크 디스크가 휠 베어링 조립체에 견고하게 고정된 상태에서 디스크 면을 연마 가공함으로써 브레이크 디스크의 런아웃을 줄이고, 운행 중 저더 현상으로 인한 불편을 해소할 수 있다. 또한, 허브 일체형 브레이크 디스크를 제공함으로써 브레이크 디스크의 강성을 증대시키고, 중량을 감소시킬 수 있다.One embodiment of the brake disc-wheel bearing assembly according to the present invention provides a brake disc-wheel bearing assembly in which a hub-type brake disc is screwed onto an inner ring shaft, thereby preloading a predetermined preload in an optimal state for the performance and life of the rolling element. It can be given to a bearing precisely. The preload imparted in this way can be kept unchanged in the final assembly process of the vehicle. In addition, by grinding the disk surface while the brake disk is firmly fixed to the wheel bearing assembly, it is possible to reduce runout of the brake disk and to eliminate inconvenience caused by judging during driving. Further, by providing a hub integrated brake disc, the rigidity of the brake disc can be increased and the weight can be reduced.
본 발명에 따른 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체의 다른 실시예에서는, 내륜축에 스플라인 결합한 허브형 브레이크 디스크를 코킹부로 가압하여 고정한 브레이크 디스크-휠 베어링 조립체를 제공함으로써, 전동체의 성능과 수명에 최적인 상 태로 미리 설정된 예압을 베어링에 정밀하게 부여할 수 있고, 이와 같이 부여된 예압은 차량의 최종 조립 공정에서 변경되지 않고 그대로 유지될 수 있다.In another embodiment of the brake disc wheel bearing assembly according to the present invention, by providing a brake disc wheel bearing assembly in which the hub type brake disc spline-coupled to the inner ring shaft is pressed and fixed with a caulking unit, the brake disc wheel bearing assembly is optimal for the performance and life of the rolling element. Preload pre-set in the state can be precisely applied to the bearing, and the preload thus applied can be kept unchanged in the final assembly process of the vehicle.
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KR1020060081004A KR20080018610A (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | Brake disk wheel bearing assembly for vehicle |
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Cited By (3)
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KR101224750B1 (en) * | 2010-11-30 | 2013-01-21 | 현대위아 주식회사 | axle assembly for a driving wheel of vehicle |
KR101345845B1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-12-30 | 현대위아 주식회사 | device for combining hub bearing assembly and wheel disk |
KR101423882B1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-07-25 | 한국남부발전 주식회사 | Disassemble and assemble device for drive assembly |
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- 2006-08-25 KR KR1020060081004A patent/KR20080018610A/en not_active Application Discontinuation
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