KR20210059401A - 휠 베어링 조립체 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베어링에 예압을 부여하고 고정시키는 구조를 단순화하여 조립성과 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 휠 베어링 조립체 및 그 조립방법에 관한 것으로, 본 발명에서는, 하우징의 외주면에 삽입되는 베어링; 상기 하우징의 외주면에 상기 베어링을 향해 체결되어, 상기 베어링의 내륜을 지지하는 로크너트부재; 및 상기 로크너트부재에 반경방향으로 관통되면서 하우징에 체결되고, 상기 하우징에 체결되는 과정에서 하우징의 외주면 형상을 변형시키는 로크체결부재;를 포함하여 구성되는 휠 베어링 조립체 및 그 조립방법이 소개된다.

Description

휠 베어링 조립체 및 그 조립방법{WHEEL BEARING ASSEMBLY AND ITS ASSEMBLING METHOD}

본 발명은 베어링에 예압을 부여하고 고정시키는 구조를 단순화하여 조립성과 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 휠 베어링 조립체 및 그 조립방법에 관한 것이다.

휠 베어링은 허브에 휠이 결합되고, 구동샤프트와 스플라인으로 연결되어 휠의 회전과 조향을 전달하는 역할을 한다.

이러한, 휠 베어링은 차축에 내륜이 장착되고, 차체에 외륜이 장착되며, 내륜과 외륜 사이에 볼 또는 테이퍼 롤러 등의 전동체가 삽입되어 내륜과 외륜 사이의 회전을 허용하도록 구성이 된다.

상기 휠 베어링이 장착되는 구조로서, 하우징의 외측에 베어링의 내륜을 장착 후, 로크너트부재의 체결을 통해 로크너트부재를 축방향 이동함으로써, 베어링의 내륜을 밀어 예압을 부여하고, 이어서 로크링과 볼트 등을 이용하여 로크너트부재가 풀리지 않도록 고정시키게 된다.

그러나, 이 같은 장착 구조는 다수의 부품이 적용되고, 각 부품별로 예압부여 및 고정을 위한 가공 형상이 요구됨으로써, 조립공정과 조립시간이 증대되는 것은 물론, 재료비 및 가공비가 높아져 원가상승으로 이어지는 문제가 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.

KR 10-1867686 B

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 베어링에 예압을 부여하고 고정시키는 구조를 단순화하여 조립성과 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 휠 베어링 조립체를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 하우징의 외주면에 삽입되는 베어링; 상기 하우징의 외주면에 상기 베어링을 향해 체결되어, 상기 베어링의 내륜을 지지하는 로크너트부재; 및 상기 로크너트부재에 반경방향으로 관통되면서 하우징에 체결되고, 상기 하우징에 체결되는 과정에서 하우징의 외주면 형상을 변형시키는 로크체결부재;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 로크너트부재 내주면의 암나사부가 하우징 외주면의 수나사부에 나사 결합되고; 상기 로크체결부재가 상기 하우징의 수나사부에 가압되어 나사산의 형상을 변형시킬 수 있다.

상기 로크체결부재의 강도가 하우징보다 큰 것일 수 있다.

상기 로크체결부재가 상기 하우징 내에 일정 깊이로 체결될 수 있다.

상기 로크너트부재의 외주면에 복수의 소켓체결홈이 형성될 수 있다.

상기 로크너트부재의 반경방향으로 로크체결부재가 관통되는 볼팅홀이 형성되고; 상기 볼팅홀은 상기 소켓체결홈 내에 형성될 수 있다.

본 발명에서 휠 베어링 조립체를 조립하는 방법으로서, 베어링이 조립된 하우징의 플랜지부를 고정지그에 고정시키는 하우징 고정단계; 상기 하우징의 아우터레이스부에 로크너트부재를 삽입한 상태에서 로크너트부재에 형성된 소켓체결홈에 체결소켓의 체결돌기를 끼워 맞추는 소켓 끼움단계; 상기 체결소켓에 정해진 토크를 인가하여 로크너트부재가 베어링의 내륜을 밀어 지지하도록 하는 예압 부여단계; 및 상기 체결소켓에 의한 토크 인가 상태에서 로크체결부재를 체결하는 로크체결부재 체결단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 하우징에 체결된 로크너트부재에 그 반경방향으로 로크체결부재를 체결하여 하우징의 외주면 형상을 변형시키게 됨으로써, 상기 로크너트부재의 회전이 불가능해져 로크너트부재의 풀림이 방지되고, 특히 로크체결부재에 의해 축방향 하중을 부여하게 됨으로써, 로크너트부재의 풀림은 물론, 축방향 이동을 방지하는 효과가 있다.

더불어, 로크너트부재에 로크체결부재를 체결하는 단순한 체결작업만으로 로크너트부재가 체결 고정됨으로써, 로크너트부재의 고정을 위한 체결 조립작업이 간편해져 조립성이 향상되는 것은 물론, 체결에 필요한 부품수 감소를 통해 원가를 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체의 로크너트부재와 로크체결부재를 분리하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체에서 로크너트부재와 로크체결부재가 체결된 상태의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 로크체결부재가 체결되어 하우징의 나사산이 변형되는 작용을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 휠 베어링 조립체에 로크너트부재와 로크체결부재를 체결하는 과정을 설명하기 위한 도면.

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

본 발명의 휠 베어링 조립체는, 베어링(20)과, 로크너트부재(30) 및 로크체결부재(40)를 포함하여 구성이 되는 것으로, 바람직하게는 드라이브 샤프트의 아우터레이스와 휠베어링의 허브를 일체화한 통합형 드라이브 액슬장치에 적용될 수 있다.

물론, 아우터레이스와 허브가 개별적으로 구비되어 조립된 드라이브 액슬장치에도 적용이 가능할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 휠 베어링 조립체의 구성을 살펴보면, 먼저 베어링(20)은 하우징(10)의 외주면에 삽입된다.

예컨대, 상기 하우징(10)의 일단에는 드라이브 샤프트가 결합되는 아우터레이스부(12)가 형성되고, 타단에는 휠디스크가 결합되는 플랜지부(11)가 형성된 것으로, 상기 아우터레이스부(12)와 플랜지부(11)가 일체 형성된 구조가 되고, 상기 하우징(10)의 외주면 중단에 베어링(20)이 삽입 설치된다.

이때에, 상기 베어링(20)은 내륜(21)과, 외륜(22)과, 볼(23)을 포함하여 구성이 되는 것으로, 상기 하우징(10)의 외주면에 단차부가 형성되고, 상기 단차부에 접촉되는 상태로 내륜(21)이 장착된다.

그리고, 차체에 외륜(22)이 장착되고, 상기 내륜(21)과 외륜(22) 사이에 볼(23)이 삽입되어 내륜(21)의 회전 작동을 허용하게 된다.

로크너트부재(30)는, 상기 하우징(10)의 외주면에 상기 베어링(20)을 향해 체결되어, 상기 베어링(20)의 내륜(21)을 지지한다.

예컨대, 상기 로크너트부재(30)는 링 형상으로 형성된 것으로, 상기 베어링(20)과 동축을 이루고, 하우징(10)의 축방향을 따라 체결된다.

특히, 상기 로크너트부재(30)의 내주면에는 암나사부(33)가 형성되고, 상기 로크너트부재(30)가 체결되는 하우징(10)의 외주면에는 상기 암나사부(33)와 대응하는 형상의 수나사부(13)가 형성됨으로써, 로크너트부재(30)가 하우징(10)의 외주면에 나사 체결되고, 이로 인해 로크너트부재(30)가 나사 체결되는 과정에서 내륜(21)을 밀어 내륜(21)에 예압을 부여하게 된다.

로크체결부재(40)는, 상기 로크너트부재(30)에 반경방향으로 관통되면서 하우징(10)에 체결되고, 상기 하우징(10)에 체결되는 과정에서 하우징(10)의 외주면 형상을 변형시키게 된다.

예컨대, 상기 로크체결부재(40)는 볼트 또는 나사일 수 있는 것으로, 상기 로크체결부재(40)에 일정 토크를 부여하여 체결함으로써, 상기 로크체결부재(40)가 상기 로크너트부재(30)의 외주면에서 로크너트부재(30)의 내주면을 향하는 방향으로 관통되고, 이어서 하우징(10)의 중심을 향해 체결되어 하우징(10)의 외주면을 가압하게 되는바, 하우징(10) 외주면의 형상이 변형된다.

참고로, 상기 로크체결부재(40)는 상기 로크너트부재(30)의 축방향 길이구간 중 가운데 부분에 체결되는 것이 적절하고, 또한 최소한의 체결력 유지를 위해 적어도 2개소 이상에 체결될 수 있는 것으로, 바람직하게는 로크너트부재(30)의 축을 중심으로 등각을 이루는 지점에 체결될 수 있다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 하우징(10)에 체결된 로크너트부재(30)에 그 반경방향으로 로크체결부재(40)를 체결하여 하우징(10)의 외주면 형상을 변형시키게 됨으로써, 상기 로크너트부재(30)의 회전이 어렵게 되어 로크너트부재(30)의 풀림이 방지되고, 특히 로크체결부재(40)에 의해 축방향 하중을 부여하게 됨으로써, 로크너트부재(30)의 풀림은 물론, 축방향 이동을 방지하게 된다.

아울러, 로크너트부재(30)에 로크체결부재(40)를 체결하는 단순한 체결작업만으로 로크너트부재(30)가 체결 고정됨으로써, 로크너트부재(30)의 고정을 위한 체결 조립작업이 간편해져 조립성이 향상되는 것은 물론, 체결에 필요한 부품수 감소를 통해 원가를 절감하게 된다.

한편, 하우징(10)의 외주면 형상을 변형시키기 위한 바람직한 실시예로서, 도 3을 참조하면, 본 발명은 상기 로크너트부재(30) 내주면의 암나사부(33)가 하우징(10) 외주면의 수나사부(13)에 나사 결합되고, 상기 로크체결부재(40)가 상기 하우징(10)의 수나사부(13)에 가압되어 나사산의 형상을 변형시키게 된다.

즉, 로크체결부재(40)가 로크너트부재(30)를 관통하여 하우징(10)의 외주면에 가압되면, 상기 로크체결부재(40)의 몸체 끝부분에 접촉되는 수나사부(13)의 나사산이 뭉개지게나 벌어지면서 변형된다. 따라서, 로크너트부재(30)가 풀려지는 방향으로 회전이 불가능해지게 되어 로크너트부재(30)의 풀림을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

이처럼, 로크체결부재(40)를 이용하여 하우징(10)에 형성된 나사산을 변형시키기 위해, 적절하게는 상기 로크체결부재(40)의 강도가 하우징(10)의 강도보다 큰 재질로 형성될 수 있다.

아울러, 본 발명에서는 상기 로크체결부재(40)가 상기 하우징(10) 내에 일정 깊이로 체결될 수 있다.

이 경우, 로크체결부재(40)의 몸체 끝부분이 드릴 형상으로 형성될 수 있고, 상기 로크체결부재(40)의 몸체 끝부분이 상기 하우징(10)의 외주면을 파고 들어 삽입됨으로써, 로크너트부재(30)를 고정시킬 수 있게 된다.

한편, 도 2를 참조하면, 본 발명은 상기 로크너트부재(30)의 외주면에 복수의 소켓체결홈(31)이 형성되어, 상기 소켓체결홈(31)에 로크너트부재(30)를 체결하기 위한 체결소켓(60)이 끼워질 수 있다.

예컨대, 상기 소켓체결홈(31)은 상기 로크너트부재(30)의 축방향을 따라 'U' 형상의 단면을 갖도록 형성되는 것으로, 상기 로크너트부재(30)의 원주방향을 따라 90°의 등각을 이루는 지점에 형성될 수 있다.

그리고, 도 4와 같이 상기 체결소켓(60)은 원통형의 형상으로 형성되는 것으로, 단부의 둘레를 따라 상기 소켓체결홈(31)에 대응하는 형상의 체결돌기(61)가 형성되는데, 상기 체결돌기(61)는 180°간격으로 2개소에 형성될 수 있다.

참고로, 상기 체결소켓(60)을 이용하여 로크너트부재(30)를 체결하는 과정에 대해서는 후술하기로 한다.

아울러, 도 1을 참조하면, 상기 로크너트부재(30)의 축을 중심으로 하여 반경방향으로 로크체결부재(40)가 관통되는 볼팅홀(32)이 형성되고, 상기 볼팅홀(32)은 상기 소켓체결홈(31) 내에 형성되는 구조가 된다.

즉, 상기 볼팅홀(32)이 소켓체결홈(31) 내에 형성됨으로써, 상기 볼팅홀(32)에 로크체결부재(40)가 체결되는 경우 로크체결부재(40)의 헤드가 상기 소켓체결홈(31) 내에 위치하게 된다. 따라서, 로크너트부재(30)의 외주면으로 로크체결부재(40)의 헤드가 돌출되지 않아, 얘기치 못한 로크너트부재(30)의 풀림 발생 우려를 미연에 방지하게 된다.

한편, 도 4를 참조하여, 상기 체결소켓(60)을 이용하여 로크너트부재(30)를 체결시키는 과정에 대해 설명하면, 판 형상의 고정지그(50) 표면에 하우징(10)의 플랜지부(11)와 대응하는 형상의 플랜지고정홈(51)이 형성된다.

이에, 상기 플랜지고정홈(51)에 플랜지부(11)를 끼워 하우징(10)의 회전 움직임을 구속시킨다(S10). 이때에, 상기 하우징(10)에는 베어링(20)이 조립된 상태일 수 있다.

이어서, 하우징(10)의 아우터레이스부(12)에서 플랜지부(11)를 향해 로크너트부재(30)를 삽입한 상태에서 상기 체결소켓(60)의 체결돌기(61)를 소켓체결홈(31)에 맞추어 끼우게 된다(S20). 이때에, 상기 체결소켓(60)은 별도의 체결공구를 결합하여 회전시킬 수 있게 된다.

이 후, 상기 체결소켓(60)에 정해진 토크를 인가하여 회전시키게 되면, 상기 로크너트부재(30)가 하우징(10)의 축방향을 따라 이동되고, 이 같은 이동과정에서 로크너트부재(30)가 베어링(20)의 내륜(21)을 밀어 지지하게 되면서, 원하는 예압을 부여하게 된다(S30).

그리고, 상기 로크너트부재(30)를 관통하여 로크체결부재(40)를 장착하게 되는데, 특히 상기 로크체결부재(40)의 장착시 체결소켓(60)에 의한 토크 인가 상태에서 로크체결부재(40)를 장착함으로써, 로크너트부재(30)의 풀림을 방지하면서 로크너트부재(30)를 고정시키게 된다(S40).

상술한 바와 같이, 본 발명은 하우징(10)에 체결된 로크너트부재(30)에 그 반경방향으로 로크체결부재(40)를 체결하여 하우징(10)의 외주면 형상을 변형시키게 됨으로써, 상기 로크너트부재(30)의 회전이 불가능해져 로크너트부재(30)의 풀림이 방지되고, 특히 로크체결부재(40)에 의해 축방향 하중을 부여하게 됨으로써, 로크너트부재(30)의 풀림은 물론, 축방향 이동을 방지하게 된다.

아울러, 로크너트부재(30)에 로크체결부재(40)를 체결하는 단순한 체결작업만으로 로크너트부재(30)가 체결 고정됨으로써, 로크너트부재(30)의 고정을 위한 체결 조립작업이 간편해져 조립성이 향상되는 것은 물론, 체결에 필요한 부품수 감소를 통해 원가를 절감하게 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.

10 : 하우징
11 : 플랜지부
12 : 아우터레이스부
13 : 수나사부
20 : 베어링
21 : 내륜
22 : 외륜
23 : 볼
30 : 로크너트부재
31 : 소켓체결홈
32 : 볼팅홀
33 : 암나사부
40 : 로크체결부재
50 : 고정지그
51 : 플랜지고정홈
60 : 체결소켓
61 : 체결돌기

Claims (7)

1. 하우징의 외주면에 삽입되는 베어링;
   상기 하우징의 외주면에 상기 베어링을 향해 삽입되어, 상기 베어링의 내륜을 지지하는 로크너트부재; 및
   상기 로크너트부재에 반경방향으로 관통되면서 하우징에 체결되고, 상기 하우징에 체결되는 과정에서 하우징의 외주면 형상을 변형시키는 로크체결부재;를 포함하는 휠 베어링 조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 로크너트부재 내주면의 암나사부가 하우징 외주면의 수나사부에 나사 결합되고;
   상기 로크체결부재가 상기 하우징의 수나사부에 가압되어 나사산의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 조립체.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 로크체결부재의 강도가 하우징보다 큰 것을 특징으로 하는 휠 베어링 조립체.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 로크체결부재가 상기 하우징 내에 일정 깊이로 체결되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 조립체.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 로크너트부재의 외주면에 복수의 소켓체결홈이 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링 조립체.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 로크너트부재의 반경방향으로 로크체결부재가 관통되는 볼팅홀이 형성되고;
   상기 볼팅홀은 상기 소켓체결홈 내에 형성된 것을 특징으로 하는 휠 베어링 조립체.
7. 청구항 6에 기재된 휠 베어링 조립체를 조립하는 방법으로서,
   베어링이 조립된 하우징의 플랜지부를 고정지그에 고정시키는 하우징 고정단계;
   상기 하우징의 아우터레이스부에 로크너트부재를 삽입한 상태에서 로크너트부재에 형성된 소켓체결홈에 체결소켓의 체결돌기를 끼워 맞추는 소켓 끼움단계;
   상기 체결소켓에 정해진 토크를 인가하여 로크너트부재가 베어링의 내륜을 밀어 지지하도록 하는 예압 부여단계; 및
   상기 체결소켓에 의한 토크 인가 상태에서 로크체결부재를 체결하는 로크체결부재 체결단계;를 포함하는 휠 베어링 조립체의 조립방법.

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