KR20080102337A - 차륜의 차축 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 허브와 브레이크 디스크를 일체로 형성한 차륜의 차축 조립체에 관한 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 차륜의 차축 조립체는, 내측에 제1 내륜궤도가 형성되어 있는 베어링 내륜축, 상기 베어링 내륜축의 외측에 장착되며 제2 내륜궤도가 형성되어 있는 내륜, 상기 제1,2 내륜궤도에 대응하는 제1,2 외륜궤도가 형성되어 있으며 너클에 체결되는 외륜, 그리고 상기 제1,2 내륜궤도와 제1,2 외륜궤도 사이에 배치되는 베어링을 포함하는 휠 베어링 조립체; 상기 베어링 내륜축의 외측에 장착되고 차륜을 장착하기 위한 허브; 그리고 상기 허브에 일체로 형성된 브레이크 디스크;를 포함하되, 상기 베어링 내륜축에는 상기 내륜을 장착하기 위한 제1 단차면과 상기 허브를 장착하기 위한 제2 단차면이 구비되어 있을 수 있다.

종동륜, 구동륜, 디스크 브레이크, 일체형 허브

Description

차륜의 차축 조립체{AXLE ASSEMBLY OF WHEEL}

본 발명은 차륜의 차축 조립체에 관한 것으로, 특히 허브와 브레이크 디스크를 일체로 형성한 차륜의 차축 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 차축은 부착되어 있는 바퀴를 통해 차의 무게를 지지하는 부분으로서, 엔진에서 발생하는 동력을 전달하는 구동륜 차축과, 구동력을 전달하지 않는 종동륜 차축으로 구분 된다.

또한, 현가방식에 따라 좌,우바퀴를 1개의 차축으로 결합한 일체식 차축과, 좌,우바퀴가 각각 별개로 움직일 수 있게 되어 있는 분할식 차축으로 나누어진다. 그리고, 상기 구동륜 차축은 엔진에서 변속기 및 종감속기어를 통해 전달된 구동력을 바퀴에 전달하는 역할과, 노면에서 받는 상,하와 좌,우 및 전,후 방향의 힘을 지지하는 역할을 하는 것으로 전륜 구동차의 앞차축이나 후륜 구동차의 뒤차축이 여기에 해당된다. 또한, 상기 종동륜 차축은 엔진에서 변속기 및 종감속기어를 통해 전달된 구동력을 바퀴에 전달하는 역할과, 노면에서 받는 상,하와 좌,우 및 전,후 방향의 힘을 지지하는 역할을 하는 것으로 전륜 구동차의 앞차축이나 후륜 구동차의 뒤차축이 여기에 해당된다.

그리고, 상기 차축은 허브를 통해 바퀴의 휠과 연결되게 있는 바, 상기 허브의 선단부에는 먼지나 이물질의 유입을 방지하면서 내부의 윤활오일이 누유되지 않도록 하는 카바가 씌워져 있다.

한편, 자동차의 디스크 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크에 양쪽에서 제동 패드를 유압으로 눌러서 제동하도록 되어 있는데, 이와 같은 디스크식 브레이크는 특수 주철로 만들어지면서 허브에 결합되어 함께 회전하는 브레이크 디스크와, 특수 주철로 안장 모양으로 만들어진 캘리퍼와, 상기 캘리퍼의 좌,우에 2개로 결합된 브레이크 실린더와, 피스톤, 및 상기 피스톤에 부착되어 브레이크 디스크와 마찰로 제동력을 발생시키는 패드 등을 구비한 구조로 되어 있다.

종래, 차축 조립체(Axle Assembly)는 도 1에 도시된 바와 같이, 허브 조립체(10), 브레이크 디스크(20), 휠 베어링 조립체(30) 및 너클(40)로 구성된다.

상기 허브 조립체(10)는 허브(12)와 허브 볼트(14)로 구성되며, 휠 베어링 조립체(30)는 베어링(32), 내륜(34), 외륜(36) 및 베어링 체결용 볼트(38)로 구성된다.

여기에서, 도면의 좌측을 외측(OUTSIDE)이라고 하고 도면의 우측을 내측(INSIDE)이라고 한다.

상기 허브 조립체(10)의 허브 플랜지(16)가 차량의 외측으로 허브 볼트(14)에 의해 브레이크 디스크(20) 및 휠(도시되지 않음)을 결합하고, 차량의 내측으로 휠 베어링 조립체(30)와 결합되어 너클(40) 및 캐리어(도시되지 않음) 등 다른 서스펜션(도시되지 않음)부품들과 결합되게 된다.

그리고, 차량의 주행 중에는 휠 및 브레이크 디스크(20), 허브(12)가 회전하고, 고정된 너클(40) 또는 캐리어와 연결되어 있는 베어링(32)이 차량의 하중을 지지하고, 아울러 회전을 원활하게 하는 역할을 하게 된다.

한편, 브레이크 디스크(20)는 허브(12)의 허브 플랜지(16)와 고정하기 위하여 허브 볼트(14)를 이용하여 체결되며, 너클(40)에 조립된 브레이크 디스크(20)와 같이 차량의 제동장치를 이루며, 브레이크 패드(도시되지 않음)와 디스크(도시되지 않음)사이의 마찰 저항에 의해 차량을 정지시키게 된다.

이와 같이 구성된 차축 조립체는 허브 단면에 브레이크 디스크 및 휠 안착면을 가공하게 되므로 원가가 상승되고, 아울러 조립공수가 많고 설계 자유도가 낮은 단점이 있다.

그리고, 안정적인 제동 성능의 확보를 위해 허브 및 브레이크 디스크의 축방향 흔들림의 관리가 요구되므로 단품 사이에 누적된 흔들림으로 인해 전체적인 흔들림의 관리가 어려운 문제점을 내포하고 있다.

게다가, 브레이크 디스크의 조립을 위한 탭홀(tap hole) 가공이 추가하게 되어 전체적인 흔들림의 관리가 어렵고, 가공공수 추가 및 조립에 의한 공정시간이 증가하게 되어 원가가 상승하게 되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량용 차축 조립체의 허브와 브레이크 디스크를 일체로 형성한 차륜의 차축 조립체를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 차축 조립체의 구조를 간단히 하여 그 중량을 줄임과 아울러 원가를 절감할 수 있는 차륜의 차축 조립체를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체는 내측에 제1 내륜궤도가 형성되어 있는 베어링 내륜축, 상기 베어링 내륜축의 외측에 장착되며 제2 내륜궤도가 형성되어 있는 내륜, 상기 제1,2 내륜궤도에 대응하는 제1,2 외륜궤도가 형성되어 있으며 너클에 체결되는 외륜, 그리고 상기 제1,2 내륜궤도와 제1,2 외륜궤도 사이에 배치되는 베어링을 포함하는 휠 베어링 조립체; 상기 베어링 내륜축의 외측에 장착되고 차륜을 장착하기 위한 허브; 그리고 상기 허브에 일체로 형성된 브레이크 디스크;를 포함하되, 상기 베어링 내륜축에는 상기 내륜을 장착하기 위한 제1 단차면과 상기 허브를 장착하기 위한 제2 단차면이 구비되어 있을 수 있다.

상기 제1 내륜궤도와 상기 제1,2 단차면은 내측으로부터 외측까지 순차적으로 형성되어 있을 수 있다.

상기 베어링 내륜축의 외측 끝단은 상기 허브와 상기 내륜을 고정하기 위하여 반경 바깥쪽으로 절곡 성형된 코킹부가 형성되어 있을 수 있다.

상기 코킹부는 포밍(forming) 이나 스웨이징(swaging)으로 이루어질 수 있다.

상기 베어링 내륜축의 외측 내주면에는 조립 볼트를 장착하기 위한 나사산이 형성되어 있을 수 있다.

상기 허브와 상기 휠 베어링 접촉체가 접촉되는 부분이 비원형, 다각형, 스플라인 중의 어느 하나로 가공되어 상호 미끄러짐을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 차륜의 차축 조립체는 허브와 브레이크 디스크를 일체로 형성하므로 그 구조가 간단하여 중량이 줄어들게 되고 아울러, 조립 공정이 단순하므로 조립 작업시간이 단축되어 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 차륜의 차축 조립체는 휠 베어링 조립체의 설계 자유도가 증대되고 내륜과 허브의 안착을 위한 단차면이 형성되어 있으므로 내구 수명을 증대시킬 수 있고, 차축 조립체의 축방향 흔들림을 용이하게 관리할 수 있으므로 브레이크 제동 성능을 확보할 수 있는 이점이 있다.

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

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체의 단면도이다. 본 발명의 제1 실시예는 본 발명의 기술적 사상이 종동륜에 적용되는 것을 예시한 것이다.

여기에서, 도면의 좌측을 외측(OUTSIDE)이라고 하고 도면의 우측을 내측(INSIDE)이라고 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체는, 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(250), 허브(251), 휠 베어링 조립체(290) 및 너클(270)로 구성된다.

상기 휠 베어링 조립체(290)는 베어링(292), 내륜(294), 베어링 내륜축(295), 외륜(296) 및 베어링 체결용 볼트(298)로 구성된다.

상기 베어링 내륜축(295)에는 내측으로부터 외측까지 돌기부(299), 제1 내륜궤도(293b), 제1 단차면(275), 그리고 제2 단차면(279)이 순차적으로 형성되어 있다. 상기 돌기부(299)는 베어링(292)의 외측으로 절곡되게 되어 있다.

내륜(294)은 상기 베어링 내륜축(295)의 제1 단차면(275) 상에 장착되며, 제2 내륜궤도(293a)가 형성되어 있다.

외륜(296)의 내경면에는 상기 제1,2 내륜궤도(293b, 293a)에 대응하는 제1,2 외륜궤도(291b, 291a)가 형성되어 있으며, 그 외경면은 반경 바깥쪽으로 돌출되어 플랜지(277)가 형성되어 있다. 상기 플랜지(277)에는 볼트공이 형성되어 있어 휠 베어링 조립체(290)를 너클(270)에 베어링 체결용 볼트(298)로 체결하게 된다.

베어링(292)은 두 열로 구비되어 있으며, 상기 제1 내륜궤도(293b)와 제1 외륜궤도(291b) 사이 및 제2 내륜궤도(293a)와 제2 외륜궤도(291a) 사이에 배치되어 있다.

상기 베어링 내륜축(295)의 내주면에는 탭(tap; 282)을 형성하여 허브(251)를 조립한 후, 와셔(310)를 끼우고 조립용 볼트(300)에 의해 체결하여 휠 베어링 조립체(290)에 축력을 가함으로써 예압을 부여하도록 구성되어 있다.

상기 허브(251)는 브레이크 디스크(250)에 일체로 형성된다. 상기 허브(251)의 일단에는 돌출부(254)가 형성되고, 상기 돌출부(254)의 내측은 휠 베어링 조립체(290)의 내륜(294)에 밀착되고, 돌출부(254)의 내경면은 베어링 내륜축(295)의 제2 단차면(279)에 설치된다. 또한, 상기 허브(251)의 중간는 허브 볼트(252)에 의하여 차륜(도시하지 않음)에 체결되어 있다.

상기 내륜(294)을 제1 단차면(275)에 장착하고 허브(251)의 돌출부(254)를 제2 단차면(279)에 장착함으로써 차축 조립체의 축방향 흔들림을 줄일 수 있다. 또한, 상기 허브(251)의 내측이 내륜(294)에 축방향으로 무리한 힘을 가하지 않으므로 내륜을 장착할 때 발생하는 변형을 줄일 수 있다. 더 나아가, 내륜(294)이 조립용 볼트(300)에 가까이 배치되어 있으므로 예압 조절이 용이하고 축력의 산포가 적어지게 된다.

도 4는 도 2의 차축 조립체의 정면 단면도이다.

상기 허브(251)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 휠 베어링 조립체(290)와의 원주 방향 상호 미끄러짐을 방지하기 위하여 서로 접촉되는 부분이 비원형, 다각형, 스플라인 중의 어느 하나로 가공하게 된다. 이와 같이, 비원형, 다각형, 스플라인중의 어느 하나로 가공한 후, 너트 또는 냉간 성형에 의하여 베어링(292)에 축방향 의 축력을 가함으로써 베어링(292)의 예압을 부여하여 허브(251)와 베어링 내륜축(295)을 결합하게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체의 단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체와 유사하므로 동일한 구성 요소에 동일한 도면 부호를 사용하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제1,2 실시예 사이의 차이점은 휠 베어링 조립체(290)이다.

상기 휠 베어링 조립체(290)의 베어링 내륜축(295)의 외측에 형성된 제2 단차부(279)에 허브(251)의 돌출부(254)를 삽설한 후 상기 베어링 내륜축(295)의 외측단을 냉간 성형하여 코킹부(269)를 형성한다. 상기 코깅부(269)는 각각 베어링 내륜축(295)의 외측으로 절곡되어 있다.

여기서, 상기 허브(251)의 돌출부(254)가 베어링 내륜축(295)의 제2 단차부(279)에 삽입된 후, 냉간성형(포밍(Forming) 이나 스웨이징(Swaging))으로 결합하게 된다. 이 경우, 차량 차축 조립체를 단순화하여 부품수를 줄일 수 있고 아울러 중량 및 원가를 절감할 수 있다.

지금까지 본 발명의 기술적 사상이 종동륜에 적용된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 사상은 구동륜에도 적용될 수 있다. 이 경우, 베어링 내륜축(295)은 구동력을 전달하기 위한 구동축(도시하지 않음) 상에 장착되게 된다.

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

도 1은 종래의 브레이크 디스크와 휠 베어링의 조립체의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차륜의 차축 조립체의 단면도이다.

도 4는 도 2의 차축 조립체의 정면 단면도이다.

Claims (6)

1. 내측에 제1 내륜궤도가 형성되어 있는 베어링 내륜축, 상기 베어링 내륜축의 외측에 장착되며 제2 내륜궤도가 형성되어 있는 내륜, 상기 제1,2 내륜궤도에 대응하는 제1,2 외륜궤도가 형성되어 있으며 너클에 체결되는 외륜, 그리고 상기 제1,2 내륜궤도와 제1,2 외륜궤도 사이에 배치되는 베어링을 포함하는 휠 베어링 조립체;

   상기 베어링 내륜축의 외측에 장착되고 차륜을 장착하기 위한 허브; 그리고

   상기 허브에 일체로 형성된 브레이크 디스크;

   를 포함하되,

   상기 베어링 내륜축에는 상기 내륜을 장착하기 위한 제1 단차면과 상기 허브를 장착하기 위한 제2 단차면이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 차륜의 차축 조립체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 내륜궤도와 상기 제1,2 단차면은 내측으로부터 외측까지 순차적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차륜의 차축 조립체.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 베어링 내륜축의 외측 끝단은 상기 허브와 상기 내륜을 고정하기 위하여 반경 바깥쪽으로 절곡 성형된 코킹부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차륜 의 차축 조립체.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 코킹부는 포밍(forming) 이나 스웨이징(swaging)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차륜의 차축 조립체.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 베어링 내륜축의 외측 내주면에는 조립 볼트를 장착하기 위한 나사산이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차륜의 차축 조립체.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 허브와 상기 휠 베어링 접촉체가 접촉되는 부분이 비원형, 다각형, 스플라인 중의 어느 하나로 가공되어 상호 미끄러짐을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 구동륜의 차축 조립체.

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