KR20130060922A - 자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법 - Google Patents

자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내륜의 압입이 용이하고, 내륜과 허브의 접촉면적이 커질 수 있는 자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차의 휠 베어링은, 휠 및 차체 중 하나에 연결되는 허브, 상기 휠 및 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜, 상기 허브에 장착되는 내륜 그리고 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되는 전동체를 포함하며, 상기 내륜은 상기 허브와 상기 전동체 사이에 압입되고, 상기 허브의 반경방향으로 상기 내륜의 형상에 따라 절곡되어 상기 압입된 내륜을 감싸도록 코킹되는 연장부를 더 포함하는 자동차의 휠 베어링에 있어서, 상기 허브는, 상기 내륜이 상기 허브와 상기 전동체 사이에 압입될 수 있도록 이웃하는 허브보다 그 외주가 작게 형성되는 단차부; 상기 단차부에서 축방향으로 연장되는 상기 연장부; 및 상기 단차부의 외주면 중 일부가 상기 연장부를 향하여 점진적으로 좁아지도록 형성되는 단차부 경사면; 을 포함하고, 상기 내륜은, 상기 단차부 경사면에 접촉되도록 상기 단차부 경사면과 대응되는 형상으로 상기 내륜의 내주면에 형성되는 내륜 경사면; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 휠 베어링 조립방법은, 휠 및 차체 중 하나에 연결되는 허브, 상기 휠 및 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜, 상기 허브와 상기 외륜 사이에 개재되는 전동체, 상기 허브와 상기 전동체 사이에 공간이 형성되도록 이웃하는 허브보다 그 외주가 작게 형성되는 단차부 및 상기 단차부에서 축방향으로 연장되는 연장부를 포함하는 자동차의 휠 베어링에 있어서, 상기 내륜을 상기 단차부에 위치시키는 단계; 상기 내륜을 상기 허브와 상기 전동체 사이에 축방향으로 압입시키는 단계; 및 상기 연장부를 상기 내륜의 형상에 따라 반경방향으로 절곡시켜 코킹시키는 단계; 를 포함하되, 상기 단차부의 외주면에는 상기 연장부를 향하여 점진적으로 좁아지도록 단차부 경사면이 형성되고, 상기 내륜의 내주면에는 상기 단차부 경사면에 접촉되도록 상기 단차부 경사면과 대응되는 형상으로 내륜 경사면이 형성될 수 있다.

Description

자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법 {WHEEL BEARING FOR VEHICLE AND ASSEMBLY METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내륜의 압입이 용이한 자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법에 관한 것이다.
일반적으로, 베어링은 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 현재 롤러 베어링, 테이퍼 베어링, 니들 베어링 등 다양한 베어링들이 사용되고 있다.
휠 베어링은 이러한 베어링의 한 종류로서, 회전하지 않는 요소인 차체에 회전하는 요소인 휠을 회전 가능하게 연결한다. 상기 휠 베어링은 휠 또는 차체 중 하나에 연결되는 내륜(및/또는 허브)과 휠 또는 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜 및 상기 외륜과 내륜 사이에 개재되는 전동체를 포함한다.
상기 내륜은 상기 허브의 일단에서 상기 전동체 중 적어도 하나를 감싸며 압입된다. 이 때, 상기 허브에는 단차부가 형성되어 상기 전동체와의 사이에 상기 내륜이 압입될 수 있는 공간을 형성한다. 또한, 상기 내륜의 내주면과 맞닿는 허브의 일단은 연장되어 연장부를 형성하고, 상기 내륜이 상기 단차부에 압입되면 상기 연장부를 상기 내륜에 코킹시킴으로써 상기 내륜이 상기 허브에 고정된다.
하지만, 상기 내륜을 상기 단차부에 압입시키는 과정에서 내륜의 위치조절이 번거로울 수 있으며, 상기 연장부의 코킹 시 필요한 힘의 크기가 커지면 휠 베어링의 제조공정이 어려워질 수 있다. 또한, 상기 허브에 대한 상기 내륜의 고정력이 약하면, 허브에 대한 내륜의 상대회전이 발생될 수 있다. 이러한 내륜의 상대회전은 품질의 저하를 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 제조공정이 개선될 수 있는 자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법을 제공하는 것이다.
또한, 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 자동차의 휠 베어링 및 그 조립방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 휠 베어링은, 휠 및 차체 중 하나에 연결되는 허브, 상기 휠 및 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜, 상기 허브에 장착되는 내륜 그리고 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되는 전동체를 포함하며, 상기 내륜은 상기 허브와 상기 전동체 사이에 압입되고, 상기 허브의 반경방향으로 상기 내륜의 형상에 따라 절곡되어 상기 압입된 내륜을 감싸도록 코킹되는 연장부를 더 포함하는 자동차의 휠 베어링에 있어서, 상기 허브는, 상기 내륜이 상기 허브와 상기 전동체 사이에 압입될 수 있도록 이웃하는 허브보다 그 외주가 작게 형성되는 단차부; 상기 단차부에서 축방향으로 연장되는 상기 연장부; 및 상기 단차부의 외주면 중 일부가 상기 연장부를 향하여 점진적으로 좁아지도록 형성되는 단차부 경사면; 을 포함하고, 상기 내륜은, 상기 단차부 경사면에 접촉되도록 상기 단차부 경사면과 대응되는 형상으로 상기 내륜의 내주면에 형성되는 내륜 경사면; 을 포함할 수 있다.
상기 내륜의 외주면에는 상기 전동체와 접촉되도록 상기 전동체와 대응되는 형상으로 궤도면이 형성될 수 있다.
상기 내륜 내주면의 축방향 양단은 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 단차부 경사면 및 상기 내륜 경사면은 각각 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 단차부 및 코킹되지 않은 상기 연장부는 서로 동일한 내경을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 휠 베어링 조립방법은, 휠 및 차체 중 하나에 연결되는 허브, 상기 휠 및 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜, 상기 허브와 상기 외륜 사이에 개재되는 전동체, 상기 허브와 상기 전동체 사이에 공간이 형성되도록 이웃하는 허브보다 그 외주가 작게 형성되는 단차부 및 상기 단차부에서 축방향으로 연장되는 연장부를 포함하는 자동차의 휠 베어링에 있어서, 상기 내륜을 상기 단차부에 위치시키는 단계; 상기 내륜을 상기 허브와 상기 전동체 사이에 축방향으로 압입시키는 단계; 및 상기 연장부를 상기 내륜의 형상에 따라 반경방향으로 절곡시켜 코킹시키는 단계; 를 포함하되, 상기 단차부의 외주면에는 상기 연장부를 향하여 점진적으로 좁아지도록 단차부 경사면이 형성되고, 상기 내륜의 내주면에는 상기 단차부 경사면에 접촉되도록 상기 단차부 경사면과 대응되는 형상으로 내륜 경사면이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 단차부에 내륜을 압입시키는 공정이 용이해질 수 있다. 또한, 연장부의 코킹 시 필요한 힘의 크기를 저감시킬 수 있다. 따라서, 자동차의 휠 베어링의 조립공정이 개선될 수 있다.
또한, 내륜과 허브의 접촉면적이 커짐으로써 허브에 장착된 내륜의 고정력이 강화되고, 허브에 대한 내륜의 상대회전이 최소화될 수 있다. 따라서, 자동차의 휠 베어링의 품질을 향상시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 휠 베어링의 단면도이다.
도 2 내지 도4는 본 발명의 실시예에 따른 내륜의 조립방법이 도시된 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 휠 베어링의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링(1)은 허브(20), 외륜(30), 전동체(40) 및 내륜(10)를 포함한다.
허브(20)는 휠(도시하지 않음) 및 차체(도시하지 않음) 중 하나에 결합된다. 또한, 허브(20)는 일체로 형성된 플랜지(도시하지 않음)에 의해 상기 휠 및 상기 차체에 결합된다. 나아가, 상기 플랜지의 결합에는 결합볼트가 사용될 수 있다.
외륜(30)은 허브(20)의 외주면을 감싸도록 형성되고, 허브(20)의 외주면과 외륜(30)의 내주면은 이격되어 배치된다. 또한, 외륜(30)은 상기 차체 및 휠 중 다른 하나에 결합된다.
전동체(40)는 상기 허브(20)의 외주면과 외륜(30)의 내주면 사이에 개재되어 허브(20)와 외륜(30)을 회전 가능하게 연결시킨다. 또한, 전동체(40)는 복수개가 구비될 수 있다. 나아가, 휠 베어링(10)의 구동이 원활하도록 전동체(40)가 개재되는 공간에는 그리스(grease)가 충진될 수 있다.
내륜(10)은 허브(20)의 일단에서 허브(20)의 외주면을 감싸며 구비된다. 또한, 내륜(10)은 전동체(40) 중 적어도 하나와 구름접촉한다.
일반적으로, 휠 베어링의 허브 및 내륜은 휠 또는 차체 중 하나에 연결되고, 외륜은 상기 휠 또는 상기 차체 중 상기 허브 및 상기 내륜과 연결되지 않은 다른 하나에 연결된다. 한편 도 1에서는 차체(도시하지 않음)에 연결되는 외륜(40)과 휠(도시하지 않음)에 연결되는 허브(20)를 도시하였지만 이에 한정되지 않는다. 또한, 휠 베어링(10)의 구조는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 휠 베어링(1)의 형상을 자세히 설명한다.
도 2 및 도 3에는 연장부(24)가 코킹(caulking)되기 전, 휠 베어링(1)의 형상이 도시되었다.
허브(20)는 단차부(22), 연장부(24), 단차벽(25), 단차곡면(26), 단차부 평행면(27) 및 단차부 경사면(28)을 포함한다.
단차부(22)는 이웃하는 허브(20)의 외주보다 그 외주가 작게 형성된다. 또한, 단차부(22)는 내륜(10)과 구름접촉하는 전동체(40)가 위치된 부근에 형성된다. 즉, 단차부(22)와 상기 전동체(40) 사이에는 내륜(10)이 위치될 수 있는 공간이 형성된다.
연장부(24)는 단차부(22)에서 축방향으로 연장되어 형성된다. 또한, 연장부(24)는 내륜(10)을 허브에 고정시키기 위해 코킹되는 부분을 말한다. 나아가, 연장부(24)가 코킹되지 않은 경우, 단차부(22) 및 연장부(24)를 포함한 허브의 내주면은 동일한 반경으로 균일하게 형성된다. 즉, 단차부(22)의 내경과 연장부(24)의 내경은 서로 같다.
단차부(22)는 단차벽(25), 단차곡면(26), 단차부 평행면(27) 및 단차부 경사면(28)을 포함한다.
단차벽(25)은 단차부(22) 및 단차부(22)와 이웃하는 허브(20)의 외주면을 연결하는 형상으로 형성된다.
단차부 평행면(27)은 축방향과 평행한 면으로써, 단차부(22)의 외주면에 형성된다.
단차곡면(26)은 단차벽(25)과 단차부 평행면(27)이 만나는 부분을 말한다. 또한, 단차곡면(26)은 완곡한 곡면형상으로 형성된다.
단차부 경사면(28)은 단차부(22)의 외주면 중 연장부(24) 방향에 형성된다. 즉, 단차부 경사면(28)은 단차부 평행면(27)과 연장부(24) 사이에 형성된다. 또한, 단차부 경사면(28)은 단차부 평행면(27)으로부터 연장부(24) 방향으로 그 외경이 점진적으로 좁아지도록 형성된다.
내륜(10)은 내주면, 외주면, 내륜 내측면(15) 및 내륜 외측면(17)으로 둘러쌓인 형상을 갖는다. 또한, 내륜(10)은 단차부(22)와 상기 전동체(40) 사이에 형성되는 상기 공간에 압입되어 결합된다. 여기서, 내륜 내측면(15)은 내륜(10)이 압입되는 방향의 면이고, 내륜 외측면(17)은 그 반대의 면이다. 나아가, 내륜(10)이 상기 공간에 압입되면, 내륜 내측면(15)은 단차벽(25)과 접한다.
내륜(10)의 내주면은 내륜 경사면(12), 내륜 평행면(13), 제1테이퍼면(14), 제2테이퍼면(16)을 포함한다.
내륜 경사면(12)은 단차부 경사면(28)과 대응되는 형상으로 형성된다. 또한, 내륜(10)이 상기 공간에 압입되면, 내륜 경사면(12)은 단차부 경사면(28)과 접한다.
내륜 평행면(13)은 단차부 평행면(27)과 대응되는 형상으로 형성된다. 또한, 내륜(10)이 상기 공간에 압입되면, 내륜 평행면(13)은 단차부 평행면(27)과 접한다.
제1테이퍼면(14)은 내륜(10)의 내주면과 내륜 내측면(15)이 만나는 모서리 부분에 형성된다. 즉, 제1테이퍼면(14)은 내륜 평행면(13)과 내륜 내측면(15) 사이에 형성된다. 또한, 내륜(10)이 상기 공간에 압입되면, 제1테이퍼면(14)은 단차곡면(26)과 대응하는 위치까지 삽입된다. 나아가, 제1테이퍼면(14)은 단차곡면(26)과 대응되는 완곡한 곡면형상으로 형성될 수 있다.
제2테이퍼면(16)은 내륜(10)의 내주면과 내륜 외측면(17)이 만나는 모서리 부분에 형성된다. 즉, 제2테이퍼면(16)은 내륜 경사면(12)과 내륜 외측면(17) 사이에 형성된다. 또한, 내륜(10)이 상기 공간에 압입된 후, 연장부(24)는 제2테이퍼면(16)의 형상에 따라 절곡되어 코킹된다. 나아가, 제2테이퍼면(16)은 완곡한 곡면형상으로 형성될 수 있다.
내륜(10)의 외주면에는 전동체(40)와 접하는 궤도면(18)이 형성된다. 또한, 궤도면(18)은 내륜(10)과 구름접촉하는 전동체(40)에 대응되는 형상으로 형성된다.
도 2 내지 도4는 본 발명의 실시예에 따른 내륜의 조립방법이 도시된 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 내륜(10)은 연장부(24) 방향에서 허브(20)에 끼워지며 결합된다. 또한, 내륜(10)의 제1테이퍼면(14) 측 내경은 연장부(24)의 외경에 비해 상대적으로 크고, 제1테이퍼면(14)은 완곡한 곡면으로 형성된다. 따라서, 내륜(10)이 용이하게 결합될 수 있다. 한편, 도 2에서는 내륜(10)의 이동 방향이 화살표로 도시되었다.
도 3에 도시된 바와 같이, 내륜(10)이 단차부(22) 부근에 배치되면, 내륜(10)을 축방향으로 압입시킨다. 또한, 단차부(22)에 단차부 경사면(28)이 형성됨으로써, 내륜(10)의 배치 및 압입이 용이하다. 한편, 도 3에서는 내륜(10)의 압입 방향이 화살표로 도시되었다.
도 4에 도시된 바와 같이, 내륜(10)의 압입이 완료되면, 연장부(24)를 코킹시킨다. 또한, 연장부(24)는 내륜(10)의 형상에 따라 반경방향으로 절곡되어 코킹된다. 나아가, 연장부(24)는 제2테이퍼면(16) 및 내륜 외측면(17)의 일부를 감싸며 코킹된다. 여기서, 제2테이퍼면(16)은 완곡한 곡면으로 형성됨으로써 상기 연장부(24)의 코킹을 용이하게 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 단차부 경사면(28)과 만나는 연장부(24)의 외주면은 축방향에 평행하게 형성된다. 따라서, 경사면(28)과 연장부(24)의 외주면 사이에는 끼인각이 형성되어 연장부(24)의 코킹을 용이하게 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 단차부(22)에 내륜(10)을 압입시키는 공정이 용이해질 수 있다. 또한, 연장부(24)의 코킹 시 필요한 힘의 크기를 저감시킬 수 있다. 따라서, 자동차의 휠 베어링(1)의 조립공정이 개선될 수 있다.
또한, 단차부 경사면(28)과 내륜 경사면(12)를 형성함으로써 내륜(10)과 허브(20)의 접촉면적이 커지고, 허브(20)에 대한 내륜(10)의 고정력이 강화되어 허브(20)에 장착된 내륜(10)의 상대회전이 최소화될 수 있다. 따라서, 자동차의 휠 베어링(1)의 품질을 향상시키는 것이 가능하다.
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.
1: 휠 베어링 10: 내륜
12: 내륜 경사면 13: 내륜 평행면
14: 제1테이퍼면 15: 내륜 내측면
16: 제2테이퍼면 17: 내륜 외측면
18: 궤도면 20: 허브
22: 단차부 24: 연장부
25: 단차벽 26: 단차곡면
27: 단차부 평행면 28: 단차부 경사면
30: 외륜 40: 전동체

Claims (6)

  1. 휠 및 차체 중 하나에 연결되는 허브, 상기 휠 및 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜, 상기 허브에 장착되는 내륜 그리고 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되는 전동체를 포함하며, 상기 내륜은 상기 허브와 상기 전동체 사이에 압입되고, 상기 허브의 반경방향으로 상기 내륜의 형상에 따라 절곡되어 상기 압입된 내륜을 감싸도록 코킹되는 연장부를 더 포함하는 자동차의 휠 베어링에 있어서,
    상기 허브는,
    상기 내륜이 상기 허브와 상기 전동체 사이에 압입될 수 있도록 이웃하는 허브보다 그 외주가 작게 형성되는 단차부;
    상기 단차부에서 축방향으로 연장되는 상기 연장부; 및
    상기 단차부의 외주면 중 일부가 상기 연장부를 향하여 점진적으로 좁아지도록 형성되는 단차부 경사면;
    을 포함하고,
    상기 내륜은,
    상기 단차부 경사면에 접촉되도록 상기 단차부 경사면과 대응되는 형상으로 상기 내륜의 내주면에 형성되는 내륜 경사면;
    을 포함하는 자동차의 휠 베어링.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내륜의 외주면에는 상기 전동체와 접촉되도록 상기 전동체와 대응되는 형상으로 궤도면이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 베어링.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내륜 내주면의 축방향 양단은 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 베어링.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단차부 경사면 및 상기 내륜 경사면은 각각 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 베어링.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단차부 및 코킹되지 않은 상기 연장부는 서로 동일한 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 베어링.
  6. 휠 및 차체 중 하나에 연결되는 허브, 상기 휠 및 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜, 상기 허브와 상기 외륜 사이에 개재되는 전동체, 상기 허브와 상기 전동체 사이에 공간이 형성되도록 이웃하는 허브보다 그 외주가 작게 형성되는 단차부 및 상기 단차부에서 축방향으로 연장되는 연장부를 포함하는 자동차의 휠 베어링에 있어서,
    상기 내륜을 상기 단차부에 위치시키는 단계;
    상기 내륜을 상기 허브와 상기 전동체 사이에 축방향으로 압입시키는 단계; 및
    상기 연장부를 상기 내륜의 형상에 따라 반경방향으로 절곡시켜 코킹시키는 단계;
    를 포함하되,
    상기 단차부의 외주면에는 상기 연장부를 향하여 점진적으로 좁아지도록 단차부 경사면이 형성되고,
    상기 내륜의 내주면에는 상기 단차부 경사면에 접촉되도록 상기 단차부 경사면과 대응되는 형상으로 내륜 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 베어링 조립방법.
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CN116951006A (zh) * 2023-09-20 2023-10-27 万向钱潮股份公司 一种轮毂轴承安装方法及装置

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