KR20210090523A - 휠베어링 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠측 장착 플랜지를 구비하는 휠허브와, 휠허브에 장착되는 브레이크 디스크를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 휠측 장착 플랜지에는 브레이크 디스크 장착을 위한 체결부가 구비되고, 브레이크 디스크는 브레이크 패드와 마찰접촉하는 습동부 및 습동부로부터 반경방향 내측으로 연장하는 디스크 장착부를 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브와 브레이크 디스크는 체결부와 디스크 장착부가 축방향으로 중첩된 상태에서 체결부와 디스크 장착부에 구비된 체결홀에 체결부재를 장착해 상호 결합되도록 구성될 수 있으며, 체결부에 구비되는 체결홀은 디스크 장착부에 구비되는 체결홀과 상이한 형상으로 형성되도록 구성될 수 있다.

Description

휠베어링 조립체{WHEEL BEARING ASSEMBLY}

본 발명은 차량의 휠을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠베어링과 브레이크 디스크 사이의 체결구조가 개선된 휠베어링 조립체에 관한 것이다.

베어링은 회전장치에서 회전요소를 비회전요소에 대해 상대회전 가능하게 지지해주는 부품으로, 휠베어링은 차량의 휠을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는데 이용된다.

예컨대, 도 1을 참조하면 종래에 이용되고 있는 통상의 차량용 휠베어링 조립체(소위, 3세대 휠베어링 조립체)가 예시적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 휠베어링 조립체는 휠이 장착되는 회전요소(10)가 차량의 차체에 고정되는 비회전요소(20)에 전동체(30)를 통해 연결되어, 회전요소(10)에 장착된 휠을 차체에 회전가능한 상태로 장착하여 지지하도록 구성된다.

한편, 휠베어링 조립체의 회전요소(10)에는 브레이크 디스크(40)가 결합되어, 차량에 구비된 브레이크 패드(미도시)와 브레이크 디스크(40) 사이의 마찰접촉에 의해 차륜의 회전을 제동하도록 구성될 수 있다.

예컨대, 브레이크 디스크(40)는 차량에 구비된 한 쌍의 브레이크 패드 사이에 배치되어 브레이크 패드가 브레이크 디스크(40)를 향해 이동하여 접촉하면 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이에 마찰접촉이 발생해 휠베어링의 회전요소(10) 및 회전요소(10)에 결합된 휠을 감속 또는 정지시키도록 작동하게 된다.

통상적으로, 브레이크 디스크(40)는 브레이크 패드와 마찰접촉하도록 구성된 습동부(50)와 브레이크 디스크(40)를 휠베어링의 회전요소(10)에 체결하는데 이용되는 디스크 플랜지(60)로 구성될 수 있으며, 디스크 플랜지(60)는 원판형 디스크 구조의 습동부(50)로부터 반경방향 내측으로 연장되도록 형성되어 회전요소(10)에 구비된 플랜지(12)에 장착되도록 구성될 수 있다.

그러나, 이러한 구조의 브레이크 디스크(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 브레이크 디스크(40)를 휠허브(10)에 연결하기 위해 브레이크 디스크(40)로부터 반경방향 및 축방향으로 길게 연장하는 디스크 플랜지(60)를 형성해야만 하기 때문에, 브레이크 디스크(40)의 성능이 저하되고 중량이 증가될 우려가 있다.

이러한 문제를 해소하기 위한 방안으로, 휠베어링의 회전요소(10; 휠허브)에 브레이크 디스크(40)를 연결하기 위한 장착 돌출부(14)를 형성해, 장착 돌출부(14)를 통해 브레이크 디스크(40)를 휠베어링의 회전요소(10; 휠허브)에 장착하도록 하는 구조(소위, 5세대 휠베어링 조립체)가 제안되고 있다.

도 2를 참조하면, 이러한 5세대 휠베어링 조립체의 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이 5세대 휠베어링 조립체는 휠베어링의 회전요소(10)에 구비된 플랜지(12)에 반경방향 외측으로 연장하는 장착 돌출부(14)를 형성해 장착 돌출부(14)를 이용해 브레이크 디스크(40)를 장착하도록 구성되어 있어, 브레이크 디스크(40)의 디스크 플랜지(60)를 습동부(50)로부터 반경방향 내측으로 짧게 연장하는 구조로 형성해도 브레이크 디스크(40)를 휠베어링의 회전요소(10)에 장착할 수 있고, 이로 인해 휠베어링 조립체의 성능을 향상시키고 중량을 저감할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 휠베어링 조립체는 제동 과정에서 발생하는 열에 의해 알루미늄 등과 같이 높은 열팽창률을 갖는 소재로 형성되는 브레이크 디스크에 열변형이 발생하게 되면, 브레이크 디스크가 틀어지게 되고 이로 인해 차량에 떨림(judder)이나 소음(noise) 등이 발생하는 문제를 야기할 수 있다.

본 발명은 휠베어링 조립체의 전술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 휠베어링과 브레이크 디스크 사이의 체결구조를 개선해 브레이크 디스크의 열변형을 능동적으로 수용할 수 있도록 함으로써 브레이크 디스크의 열변형에 의한 떨림이나 소음 등의 문제를 방지할 수 있도록 구성된 휠베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 휠을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠측 장착 플랜지를 구비하는 휠허브와, 휠허브에 장착되는 브레이크 디스크를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 휠측 장착 플랜지에는 브레이크 디스크 장착을 위한 체결부가 구비되고, 브레이크 디스크는 브레이크 패드와 마찰접촉하는 습동부 및 습동부로부터 반경방향 내측으로 연장하는 디스크 장착부를 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브와 브레이크 디스크는 체결부와 디스크 장착부가 축방향으로 중첩된 상태에서 체결부와 디스크 장착부에 구비된 체결홀에 체결부재를 장착해 상호 결합되도록 구성될 수 있으며, 체결부에 구비되는 체결홀은 디스크 장착부에 구비되는 체결홀과 상이한 형상으로 형성되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부의 체결홀과 디스크 장착부의 체결홀의 일측 또는 양측은 반경방향으로 연장하는 슬롯 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부의 체결홀은 반경방향으로 연장하는 슬롯 형상으로 형성되고, 디스크 장착부의 체결홀은 원통형 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부의 체결홀과 디스크 장착부의 체결홀은 상이한 직경을 갖는 원통형 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부에 구비되는 체결홀의 반경방향 중심은 디스크 장착부에 구비되는 체결홀의 반경방향 중심에 대해 휠베어링 조립체의 중심축으로부터 반경방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부, 디스크 장착부 및 체결부재 사이에 형성되는 접촉면 중 하나 이상에는 웨이브 와셔가 개재될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부재는 체결부의 체결홀과 디스크 장착부의 체결홀에 삽입되어 결합되는 디스크 체결볼트가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스크 체결볼트의 단부에는 체결너트가 결합되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결너트는 디스크 체결볼트의 외주면과 체결너트의 내주면 사이에 풀림방지액에 도포된 상태로 디스크 체결볼트에 결합되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부와 디스크 장착부 사이의 접촉면 중 일측에는 상대측 부재를 향해 돌출하는 가이드 돌출부가 구비되고 타측에는 가이드 돌출부에 대응하는 형상의 가이드 리세스가 구비되어, 가이드 돌출부가 가이드 리세스에 수용되어 결합되면서 브레이크 디스크가 휠허브에 장착되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 돌출부는 디스크 장착부의 접촉면에 형성되고, 가이드 리세스는 체결부의 접촉면에 형성되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 휠을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는, 휠이 장착되어 휠과 함께 회전하는 휠허브와; 휠허브에 압입되어 장착되는 하나 이상의 내륜과; 차량의 샤시 부품에 결합되어 차체에 고정되는 외륜과; 휠허브 및 내륜을 외륜에 대해 회전가능하게 지지하는 하나 이상의 전동체를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브는 휠측 단부에 휠측으로 축방향을 따라 연장하는 휠파일럿을 더 구비하고, 휠은 하나 이상의 휠장착 볼트를 통해 휠허브의 휠측 장착 플랜지에 장착되도록 구성되며, 휠장착 볼트는 휠허브의 휠파일럿에 나사결합되어 체결되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠장착 볼트가 체결되는 피치원 직경은 외륜의 휠측 단부의 외주면보다 작은 직경으로 형성되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠장착 볼트의 반경방향 외측 및 디스크 체결볼트의 반경방향 내측에 휠허브와 휠 사이에 체결되는 로킹핀이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠장착 볼트, 로킹핀, 디스크 체결볼트는 휠베어링 조립체의 중심축으로부터 연장하는 직선상에 위치하도록 구성될 수 있다.

이 외에도, 본 발명에 따른 휠베어링 조립체에는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠베어링의 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 체결부(체결홀)가 서로 상이한 형상으로 형성되도록 구성되어 있어 휠허브와 브레이크 디스크를 결합시키는 디스크 체결볼트가 소정의 범위 내에서 이동이 허용될 수 있고, 이로 인해 제동 과정에서 브레이크 디스크에 열팽창이 발생하더라도 브레이크 디스크의 열팽창이 수용될 수 있게 되어 브레이크 디스크의 열변형에 의한 떨림이나 소음 발생을 방지하고 휠베어링 조립체의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠베어링의 휠허브와 브레이크 디스크의 결합부위에 웨이브 와셔가 개재하도록 구성되어 있어, 브레이크 디스크의 열팽창을 보다 효과적이고 용이하게 수용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠허브의 휠파일럿에 휠장착 볼트를 체결해 휠을 휠허브에 장착하도록 구성되어 있어, 휠장착 볼트의 피치원 직경을 통상의 휠베어링 조립체에서 보다 작게 형성할 수 있고, 이로 인해 휠 및 휠베어링의 설계 자유도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠베어링과 휠을 체결하는 휠장착 볼트의 반경방향 외측(및 휠허브와 브레이크 디스크를 체결하는 디스크 체결볼트의 반경방향 내측)에 휠베어링과 휠 사이의 체결을 보조하는 로킹핀을 결합하도록 구성되어 있어, 휠허브에 휠을 체결하는데 이용되는 휠장착 볼트를 작은 피치원 직경으로 체결하더라도 휠베어링과 휠 사이에 안정적인 체결이 보장될 수 있게 된다.

도 1은 종래에 알려진 3세대 휠베어링 조립체를 예시적으로 도시한다.
도 2는 종래에 알려진 5세대 휠베어링 조립체를 예시적으로 도시한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 전체적인 구조를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체에서 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 체결부위를 예시적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체에서 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 체결부(체결홀) 위치관계를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 휠베어링 조립체에서 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 체결부위를 예시적으로 도시한다.
도 10은 도 8에 도시된 휠베어링 조립체에서 휠허브에 결합되는 브레이크 디스크의 체결부위 구조를 예시적으로 도시한다.
도 11은 도 8에 도시된 휠베어링 조립체에서 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 체결부(체결홀) 위치관계를 예시적으로 도시한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 13은 도 12에 도시된 휠베어링 조립체에서 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 체결부위를 예시적으로 도시한다.
도 14는 도 12에 도시된 휠베어링 조립체에서 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 체결부(체결홀) 위치관계를 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 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체

도 3 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)가 예시적으로 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 통상의 휠베어링 조립체와 유사하게 차량의 차륜을 차체에 회전 가능하게 장착하여 지지하는 기능을 수행하며, 휠베어링(200)과 이에 장착되는 브레이크 디스크(300) 등을 포함하여 구성될 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(200)는 차륜의 휠(W)이 장착되어 차륜과 함께 회전하는 회전요소(210)가 차량의 샤시 부품 등에 장착되어 차체에 고정되는 비회전요소(240)에 복수의 전동체(250)를 통해 연결되어 회전요소(210)에 장착된 차륜을 차체에 대해 회전 가능하게 지지하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소(210)는 차륜의 휠이 장착되는 휠허브(220)와 휠허브(220)에 압입되어 장착되는 내륜(230)을 포함하여 구성될 수 있고, 비회전요소(240)는 차량의 샤시 부품에 결합되어 차체에 고정되는 외륜 등으로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은 이러한 구조로 한정되어야 하는 것은 아니고 통상의 휠베어링에 적용될 수 있는 다른 다양한 구조로 변형되어 실시될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전요소(210)를 구성하는 휠허브(220)는 축방향을 따라 연장하는 대략 원통형의 형상으로 형성될 수 있으며, 휠허브(220)의 일측에는 장착 플랜지(222; 휠측 장착 플랜지)가 구비되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 휠측 장착 플랜지(222)는 휠허브(220)의 반경방향 외측으로 연장된 형상으로 형성되어 휠허브(220)에 휠 및/또는 브레이크 디스크 등을 장착하는데 이용되도록 구성될 수 있다. 한편, 휠허브(220)의 차체측 단부에는 단차부가 형성되어 내륜(230)을 압입하여 장착하도록 구성될 수 있으며, 휠허브(220)의 외주면 일부에는 궤도면(내측 궤도면)이 형성되어 전동체(250)를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다. 또한, 휠허브(220)의 휠측 장착 플랜지(222)에는 브레이크 디스크 장착을 위한 체결부(224)가 구비될 수 있다. 예컨대, 체결부(224)는 휠측 장착 플랜지(222)의 외주면으로부터 반경방향 외측으로 연장된 돌출부 구조로 형성되어 후술하는 브레이크 디스크(300)의 디스크 장착부(320)와 체결되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내륜(230)은 휠허브(220)의 일측에 하나 이상 압입되어 장착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 내륜(230)은 휠허브(220)의 차체측 단부에 형성된 단차부에 압입된 상태에서 휠허브(220)의 단부를 도 5에 도시된 바와 같이 소성변형시키거나 휠허브(220)의 차체측 단부에 너트 등을 체결해 휠허브(220)에 안착되어 유지되도록 구성될 수 있다. 또한, 내륜(230)의 외주면에는 전동체(250)가 접촉하는 궤도면(내측 궤도면)이 구비되어 전동체를 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.

다만, 도면에 도시된 실시예의 경우에는 휠허브의 외주면 일부에 전동체를 지지하기 위한 일측 궤도면이 직접 형성되도록 구성되어 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링은 이와 달리 휠허브에 2개의 내륜을 장착해 2개의 내륜을 통해 전동체의 궤도면(내측 궤도면)이 형성되도록 구성되는 등 다른 임의의 구조로 변형되어 실시되어도 무방하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비회전요소(240)를 구성하는 외륜은 외주면에 차체에 연결되는 차체측 장착 플랜지(242)를 구비하고 내주면에 전동체(250)가 접촉하는 궤도면(외측 궤도면)을 구비하도록 구성될 수 있다. 외륜의 내주면에 형성된 궤도면(외측 궤도면)은 회전요소[예컨대, 휠허브(220) 및/또는 내륜(230)]에 형성된 궤도면(내측 궤도면)과 협력해 궤도면 사이에 구름요소인 전동체(250)를 수용하여 지지하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전동체(250)는 회전요소(210)와 비회전요소(240) 사이에 배치되어, 회전요소(210)에 장착된 차륜을 비회전요소(240)가 결합되는 차체에 대해 회전 가능하게 지지하는 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링(200)의 일측에는 차륜의 휠(W; wheel)이 장착되도록 구성될 수 있다(도 3 내지 도 5 참조). 예컨대, 휠(W)은 휠베어링(200)의 회전요소인 휠허브(220)에 구비되는 휠측 장착 플랜지(222)를 통해 휠베어링에 결합되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠(W)은 휠장착 볼트(410)를 통해 휠허브(220)에 장착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(220)는 휠측 단부에 휠측으로 축방향을 따라 연장하는 휠파일럿(226)을 구비할 수 있고, 휠장착 볼트(410)는 휠에 형성된 결합홀을 관통해 휠파일럿(226)에 나사결합되어 체결됨으로써 휠(W)을 휠허브(220)에 장착하도록 구성될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠(W)과 휠허브(220)의 휠측 장착 플랜지(222) 사이에는 로킹핀(420)이 체결되어 휠(W)과 휠허브(220) 사이의 체결을 보조하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠(W)을 휠허브(220)에 장착하는데 이용되는 휠장착 볼트(410) 및 로킹핀(420)은 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 실시형태의 경우에는 원주방향을 따라 5개의 휠체결 볼트(410) 및 로킹핀(420)이 등간격으로 이격되어 배치되도록 구성되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠장착 볼트(410)는 휠베어링(200)의 비회전요소(240)를 구성하는 외륜의 휠측 단부의 외경보다 작은 피치원 직경으로 장착되도록 구성될 수 있으며, 로킹핀(420)은 휠장착 볼트(410) 보다 큰 피치원 직경으로 장착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로킹핀(420)은 휠장착 볼트(410)의 반경방향 외측[나아가, 디스크 체결볼트(430)의 반경방향 내측]에 위치하도록 구성될 수 있다.

이러한 구조에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 휠장착 볼트(410)가 휠파일럿(226)에 체결되어 휠(W)을 휠베어링에 장착하도록 구성되어 있기 때문에 통상의 휠베어링 조립체에 비해 휠장착 볼트(410)를 보다 작은 피치원 직경으로 장착할 수 있게 되고[예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 휠베어링 조립체에서는 휠을 장착하는데 이용되는 휠장착 볼트가 휠허브의 휠측 장착 플랜지에 체결되어 휠장착 볼트의 피치원 직경이 외륜의 휠측 단부 외경보다 크게 형성되도록 구성되어 있는데 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠을 장착하는데 이용되는 휠장착 볼트가 휠파일럿에 체결되어 휠장착 볼트의 피치원 직경이 외륜의 휠측 단부 외경보다 작게 형성되도록(예컨대, 전동체 장착 영역 내에 형성되도록) 구성될 수 있음], 이로 인해 반경방향 외측 부분에 더 많은 공간을 확보할 수 있어 휠베어링 및 휠의 설계 자유도를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(200)는 휠장착 볼트(410)의 반경방향 외측에 로킹핀(420)이 구비되어 있기 때문에, 휠장착 볼트(410)를 통상의 휠베어링 조립체에서 보다 작은 피치원 직경으로 장착하더라도 휠베어링에 요구되는 하중 요건을 안정적으로 만족시킬 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링(200)의 일측에는 브레이크 디스크(300)가 체결되어 결합되도록 구성될 수 있다. 브레이크 디스크(300)는 디스크 체결볼트(430) 등을 이용해 휠베어링(200)의 회전요소[210; 예컨대, 휠허브(220)]에 장착되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 브레이크 디스크(300)는 차량에 구비된 브레이크 패드(미도시)와의 마찰접촉을 통해 제동력을 발생시키는 습동부(310)와, 습동부(310)의 일측으로부터 반경방향 내측으로 연장되어 브레이크 디스크(300)를 휠베어링(200)에 결합하는데 이용되는 디스크 장착부(320)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 습동부(310)는 디스크 형상으로 형성된 한 쌍의 플레이트로 형성될 수 있으며, 한 쌍의 플레이트는 복수의 리브 등을 통해 소정의 간격으로 이격된 상태로 배치되어 리브들 사이의 빈 공간을 통해 공기가 유동할 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 브레이크 디스크(300)의 디스크 장착부(320)는 휠베어링(200)의 회전요소[210; 예컨대, 휠허브(220)]에 구비된 체결부(224)와 축방향으로 중첩되도록 배치되어, 체결부(224)와 디스크 장착부(320)에 구비되는 체결홀에 체결부재를 결합해 상하 결합되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 브레이크 디스크(300)는 체결부(224)와 디스크 장착부(320)에 구비된 체결홀에 디스크 체결볼트(430)를 결합해 휠허브(220)에 장착되도록 구성될 수 있으며, 디스크 체결볼트(430)의 끝단에는 체결너트(440)가 결합되어 휠허브와 브레이크 디스크 사이의 결합을 보조하도록 구성될 수 있다. 또한, 체결너트(440)는 풀림방지액이 도포된 상태로 체결볼트(430)에 결합되어 체결력이 향상될 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링과 브레이크 디스크의 결합부위, 예컨대 휠허브(220)에 구비되는 체결부(224), 브레이크 디스크(300)에 구비되는 디스크 장착부(320), 디스크 체결볼트(430)나 체결너트(440) 등의 체결부재 사이에 형성되는 접촉면 가운데 하나 이상에는 굴곡진 형상의 웨이브 와셔(260; wave washer)가 개재되어 결합되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 3 내지 도 7에 도시된 실시형태의 경우에는, 휠허브(220)에 구비되는 체결부(224)와 디스크 체결볼트(430)의 헤드부 사이, 휠허브(220)에 구비되는 체결부(224)와 브레이크 디스크(300)에 구비되는 디스크 장착부(320) 사이에 웨이브 와셔(260)가 개재되어 결합되도록 휠베어링 조립체(100)가 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 디스크 체결볼트(430)가 체결되는 체결부(224)의 체결홀(224a)과 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)이 서로 상이한 형상으로 형성되도록 구성될 수 있다.

예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 휠허브(220)에 구비되는 체결부(224)의 체결홀(224a)과 브레이크 디스크(300)에 구비되는 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a) 중 일측 또는 양측이 반경방향으로 연장하는 장공의 슬롯 형상으로 형성되도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 도 3 내지 도 7에 도시된 실시형태의 경우에는 휠허브(220)에 구비되는 체결부(224)의 체결홀(224a)이 반경방향으로 연장하는 장공의 슬롯 형상으로 형성되고, 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)이 원통형 형상으로 형성되도록 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결부(224)에 구비되는 체결홀(224a)의 반경방향 중심(C1)은 디스크 장착부(320)에 구비되는 체결홀(320a)의 반경방향 중심(C2)에 대해 휠베어링 조립체의 중심축으로부터 반경방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 반경방향으로 연장하는 장공의 슬롯 형상의 체결홀 구조로 인해 브레이크 디스크(300)를 휠허브(220)에 장착하는데 이용되는 디스크 체결볼트(430)가 반경방향으로 이동할 수 있는 공간이 확보될 수 있어, 제동 과정에서 브레이크 디스크(300)에 열변형이 발생하더라도 슬롯 형상의 체결홀 구조로 인해 확보된 공간을 통해 브레이크 디스크(300)의 열팽창 및 수축이 수용되어 브레이크 디스크(300)가 열변형에 의해 틀어져 진동이나 소음 등을 발생시키는 문제를 억제할 수 있게 된다.

또한, 전술한 구성에 의하면 반경방향으로 연장하는 슬롯 형상의 체결홀 구조로 인해 브레이크 디스크(300)의 반경방향 열팽창은 수용되면서 동시에 브레이크 디스크(300)의 의도치 않은 원주방향 이동은 억제될 수 있게 된다.

한편, 도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)의 다른 실시형태가 예시적으로 도시되어 있다. 도 8 내지 도 11에 도시된 실시형태는 전체적으로 전술한 도 3 내지 도 7의 실시형태와 유사한 구조로 형성되어 있으며, 휠베어링과 브레이크 디스크 사이의 장착부 구조만 상이하게 형성되어 있는바, 이하에서는 전술한 실시형태와 차이가 있는 휠베어링과 브레이크 디스크 사이의 장착부 구조에 대해서만 추가로 설명하고, 다른 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 8 내지 도 11에 도시된 실시형태의 휠베어링 조립체(100)는 휠허브(220)의 체결부(224)와 브레이크 디스크(300)의 디스크 장착부(320) 사이의 장착면에 요철 구조의 결합 가이드가 구비되어 휠베어링과 브레이크 디스크 사이의 결합을 보조하도록 구성된 점에서 전술한 실시형태와 상이하게 구성되어 있다.

예컨대, 도 8 내지 도 11에 도시된 실시형태의 휠베어링 조립체(100)는 브레이크 디스크(300)의 디스크 장착부(320)에 가이드 돌출부(330)를 형성하고 휠허브(220)의 체결부(224)에 이에 대응하는 형상의 함몰된 가이드 리세스(228)를 형성해, 디스크 장착부(320)에 형성된 가이드 돌출부(330)를 휠허브(220)의 체결부(224)에 형성된 가이드 리세스(228)에 삽입하여 결합함으로써 브레이크 디스크(300)를 휠허브(220)에 보다 안정적으로 체결하도록 구성되어 있다.

다만, 도면에 도시된 실시형태에서는 브레이크 디스크 측에 돌출된 구조의 가이드 돌출부를 형성하고 휠베어링의 휠허브 측에 함몰된 구조의 가이드 리세스를 형성하는 방식으로 요철 구조의 결합 가이드가 구성되어 있으나, 이와 반대로 휠베어링의 휠허브 측에 가이드 돌출부를 형성하고 브레이크 디스크 측에 함몰된 가이드 리세스를 형성하도록 구성되어도 무방하다.

한편, 도 8 내지 도 11에 도시된 실시형태의 경우에도 전술한 실시형태와 유사하게 디스크 체결볼트(430) 등의 체결부재를 통해 브레이크 디스크를 휠허브에 장착하도록 구성될 수 있으며, 휠허브의 체결부(224), 브레이크 디스크의 디스크 장착부(320), 이들을 결합하는 체결부재[예컨대, 디스크 체결볼트(430) 등] 등에 의해 형성되는 접촉면 중 하나 이상에 웨이브 와셔(260)를 개재하여 결합하도록 구성될 수 있다.

예컨대, 도면에 도시된 실시형태의 경우에는 휠허브(220)의 체결부(224)와 브레이크 디스크(300)의 디스크 장착부(320) 사이, 브레이크 디스크(300)의 디스크 장착부(320)와 디스크 체결볼트(430)의 헤드부 사이에 웨이브 와셔(260)가 개재된 상태로 휠베어링 조립체(100)가 구성되어 있다.

또한, 본 실시형태의 휠베어링 조립체(100)의 경우에도 전술한 실시형태와 유사하게 디스크 체결볼트(430)가 삽입되어 결합되는 체결부(224)의 체결홀(224a)과 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)이 서로 상이한 형상으로 형성되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 실시형태의 경우에는 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)이 체결부(224)의 체결홀(224a)에 비해 큰 직경을 갖는 원통형 구조로 형성되어, 체결홀(320a)의 반경방향 중심(C2)이 체결홀(224a)의 반경방향 중심(C1)에 대해 휠베어링 조립체의 중심축으로부터 반경방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성되어 있다. 이로 인해, 본 실시형태의 휠베어링 조립체(100)은 전술한 실시형태와 유사하게 제동시 브레이크 디스크에 열변형이 발생하더라도 비대칭 형상의 체결홀 구조로 인해 브레이크 디스크의 반경방향 열팽창/수축이 허용될 수 있고 브레이크 디스크 열변형에 의한 문제를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태의 휠베어링 조립체(100)는 요철 구조의 결합 가이드를 통해 브레이크 디스크(300)가 휠허브(220)에 장착되도록 구성되어 있기 때문에, 브레이크 디스크(300)의 의도치 않은 원주방향 회전은 억제될 수 있게 된다.

한편, 도 8 내지 도 11에 도시된 휠베어링 조립체(100)는 브레이크 디스크의 디스크 장착부가 휠허브의 체결부에 비해 휠측(아웃보드측)의 위치에서 결합되도록 실시형태가 도시되어 있으나, 도 8 내지 도 11에 도시된 실시형태의 경우에도 전술한 도 3 내지 도 7의 실시형태와 유사하게 브레이크 디스크의 디스크 장착부가 휠허브의 체결부에 비해 차체측(인보드측)의 위치에서 결합되도록 구성되어도 좋다.

예컨대, 도 12 내지 도 14를 참조하면, 도 8 내지 도 11에 도시된 휠베어링 조립체(100)와 유사한 구조의 휠베어링 조립체에서 브레이크 디스크(300)의 디스크 장착부(320)가 휠허브(220)의 체결부(224)에 비해 차체측에 위치한 상태로 결합되는 실시형태가 예시적으로 도시되어 있다.

도 12 내지 도 14에 도시된 실시형태의 구체적인 구조는 앞서 설명한 도 3 내지 도 7에 도시된 실시형태 및 도 8 내지 도 11에 도시된 실시형태의 구조와 실질적으로 동일하거나 유사하게 구성될 수 있는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

또한, 도 3 내지 도 7에 도시된 실시예, 도 8 내지 도 11에 도시된 실시예, 도 12 내지 도 14에 도시된 실시예의 구체적인 구성요소들은 다른 실시예에 적용되어 이용되도록 구성되어도 좋다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면을 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐이며, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 사상은 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 휠베어링 조립체
200: 휠베어링
210: 회전요소
220: 휠허브
222: 휠측 장착 플랜지
224: 체결부
224a: (체결부에 형성된) 체결홀
226: 휠파일럿
228: 가이드 리세스
230: 내륜
240: 비회전요소 (예컨대, 외륜)
250: 전동체
300: 브레이크 디스크
310: 습동부
320: 디스크 장착부
320a: (디스크 장착부에 형성된) 체결홀
330: 가이드 돌출부
410: 휠장착 볼트
420: 로킹핀
430: 디스크 체결볼트
440: 체결너트

Claims (15)

1. 휠측 장착 플랜지(222)를 구비하는 휠허브(220)와,
   상기 휠허브(220)에 장착되는 브레이크 디스크(300)를 포함하고,
   상기 휠허브(220)의 휠측 장착 플랜지(222)에는 브레이크 디스크 장착을 위한 체결부(224)가 구비되고,
   상기 브레이크 디스크(300)는 브레이크 패드와 마찰접촉하는 습동부(310) 및 상기 습동부(310)로부터 반경방향 내측으로 연장하는 디스크 장착부(320)를 구비하고,
   상기 휠허브(220)와 상기 브레이크 디스크(300)는 상기 휠허브(220)의 체결부(224)와 상기 디스크 장착부(320)가 축방향으로 중첩된 상태에서 상기 체결부(224)와 상기 디스크 장착부(320)에 구비된 체결홀에 체결부재를 장착해 상호 결합되도록 구성되고,
   상기 체결부(224)에 구비되는 체결홀(224a)은 상기 디스크 장착부(320)에 구비되는 체결홀(320a)과 상이한 형상으로 형성되도록 구성되는,
   휠베어링 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 체결부(224)의 체결홀(224a)과 상기 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)의 일측 또는 양측은 반경방향으로 연장하는 슬롯 형상으로 형성되는,
   휠베어링 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 체결부(224)의 체결홀(224a)은 반경방향으로 연장하는 슬롯 형상으로 형성되고,
   상기 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)은 원통형 형상으로 형성되는,
   휠베어링 조립체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 체결부(224)의 체결홀(224a)과 상기 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)은 상이한 직경을 갖는 원통형 형상으로 형성되는,
   휠베어링 조립체.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 체결부(224)에 구비되는 체결홀(224a)의 반경방향 중심(C1)은 상기 디스크 장착부(320)에 구비되는 체결홀(320a)의 반경방향 중심(C2)에 대해 휠베어링 조립체의 중심축으로부터 반경방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성되는,
   휠베어링 조립체.
6. 제5항에 있어서,
   상기 체결부(224), 상기 디스크 장착부(320) 및 상기 체결부재 사이에 형성되는 접촉면 중 하나 이상에는 웨이브 와셔(260)가 개재되는,
   휠베어링 조립체.
7. 제6항에 있어서,
   상기 체결부재는 상기 체결부(224)의 체결홀(224a)과 상기 디스크 장착부(320)의 체결홀(320a)에 삽입되어 결합되는 디스크 체결볼트(430)인,
   휠베어링 조립체.
8. 제7항에 있어서,
   상기 디스크 체결볼트(430)의 단부에는 체결너트(440)가 결합되도록 구성되는,
   휠베어링 조립체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 체결너트(440)는 상기 디스크 체결볼트(430)의 외주면과 상기 체결너트(440)의 내주면 사이에 풀림방지액에 도포된 상태로 상기 디스크 체결볼트(430)에 결합되도록 구성되는,
   휠베어링 조립체.
10. 제7항에 있어서,
    상기 체결부(224)와 상기 디스크 장착부(320) 사이의 접촉면 중 일측에는 상대측 부재를 향해 돌출하는 가이드 돌출부가 구비되고 타측에는 상기 가이드 돌출부에 대응하는 형상의 가이드 리세스가 구비되어, 상기 가이드 돌출부가 상기 가이드 리세스에 수용되어 결합되면서 상기 브레이크 디스크(300)가 상기 휠허브(220)에 장착되도록 구성되는,
    휠베어링 조립체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 가이드 돌출부는 상기 디스크 장착부(320)의 접촉면에 형성되고, 상기 가이드 리세스는 상기 체결부(224)의 접촉면에 형성되는,
    휠베어링 조립체.
12. 휠(W)이 장착되어 휠과 함께 회전하는 휠허브(220)와,
    상기 휠허브(220)에 압입되어 장착되는 하나 이상의 내륜(230)과,
    차량의 샤시 부품에 결합되어 차체에 고정되는 외륜과,
    상기 휠허브 및 내륜을 상기 외륜에 대해 회전가능하게 지지하는 하나 이상의 전동체(250)를 포함하고,
    상기 휠허브(220)는 휠측 단부에 휠측으로 축방향을 따라 연장하는 휠파일럿(226)을 더 구비하고,
    상기 휠은 하나 이상의 휠장착 볼트(410)를 통해 상기 휠허브(220)의 휠측 장착 플랜지(222)에 장착되도록 구성되고,
    상기 휠장착 볼트(410)는 상기 휠허브(220)의 휠파일럿(226)에 나사결합되어 체결되도록 구성되는,
    휠베어링 조립체.
13. 제12항에 있어서,
    상기 휠장착 볼트(410)가 체결되는 피치원 직경은 상기 외륜의 휠측 단부의 외주면보다 작은 직경으로 형성되도록 구성되는,
    휠베어링 조립체.
14. 제12항에 있어서,
    상기 휠장착 볼트(410)의 반경방향 외측 및 상기 디스크 체결볼트(440)의 반경방향 내측에 상기 휠허브(220)와 상기 휠 사이에 체결되는 로킹핀(420)이 더 구비되는,
    휠베어링 조립체.
15. 제14항에 있어서,
    상기 휠장착 볼트(410), 상기 로킹핀(420), 상기 디스크 체결볼트(440)는 휠베어링 조립체의 중심축으로부터 연장하는 직선상에 위치하도록 구성되는,
    휠베어링 조립체.

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