WO2013151195A1 - 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법 - Google Patents

휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법 Download PDF

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윤희재
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Definitions

  • the present invention relates to a wheel bearing fastening structure and a fastening method, and more particularly, to a wheel bearing fastening structure and fastening method that can improve the durability and quality of the wheel bearing.
  • Wheel bearings used in the axle of the vehicle enable the wheels of the vehicle to rotate smoothly without friction loss and serve to fix the wheels to the vehicle body.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an assembled state of a conventional wheel bearing and a constant velocity joint.
  • a conventional wheel bearing includes a wheel hub 4, an inner ring 3 press-fitted to the wheel hub 4, an outer ring 5 disposed outside a radius of the inner ring 3, and the A rolling element 2 provided between the inner ring 3 and the outer ring 5 is included.
  • the shaft of the constant velocity joint (CVJ) 6 is splined to the inner peripheral surface of the wheel hub (4).
  • the constant velocity joint 6 is splined to the inner circumferential surface of the wheel hub 4 by spline coupling the shaft of the constant velocity joint 6 to the end 7 of the shaft 7. ) To prevent axial separation.
  • the inner ring 3 is pressed into one end of the wheel hub 4, and then one end of the wheel hub 4 is subjected to plastic permanent deformation of the material through an orbital forming process. Assembly was performed to maintain the preload applied to the wheel bearings.
  • Preload means axial pressure applied to the wheel bearings through the wheel hub, rolling element, outer ring and inner ring. Proper preloading greatly affects the life of the wheel bearings.
  • the inner ring 3 may be deformed by the high load in this process, and there is a problem of expanding the gap and the distribution of quality.
  • the driving force is transmitted only by the spline coupling between the wheel hub 4 and the shaft of the constant velocity joint 6 as described above, the driving force can not be stably transmitted, and the teeth 1 are large.
  • the force is applied, the clearance is gradually increased in the fastening portion of the teeth (1) has a problem that the durability is worsened and the life is shortened.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, the wheel bearing fastening structure to solve the problem that the driving force transmission is unstable, noise generated, deterioration of durability and shortened life due to the fastening structure of the wheel hub and constant velocity joint And it aims to provide a fastening method.
  • the wheel bearing fastening structure includes a wheel hub having a flange for mounting to a wheel; A hollow inner ring press-fitted on one side of the wheel hub; A ring-shaped outer ring disposed outside the wheel hub and the inner ring; At least one rolling element provided between the wheel hub or the inner ring and the outer ring; And a hollow pin coupled to the wheel hub inner circumferential surface and the inner circumferential surface of the inner ring by a spline.
  • a first tooth is formed on an inner circumferential surface of the wheel hub, a second tooth is formed on an outer circumferential surface of the hollow pin, and a third tooth is formed on an inner circumferential surface of the inner ring, wherein the second tooth is formed of the first tooth and the first tooth. It may be characterized in that the spline coupled to the trident portion.
  • a joint member having a radial first surface value formed at one end surface of the inner ring and having a second surface value engaged with the first surface value; And a bolt penetrating the hollow pin to couple the joint member to the wheel hub.
  • One end of the hollow pin may form a support portion that extends radially outward.
  • the other end of the hollow pin may be bent radially outward to form a bending portion.
  • the banding part may be formed by an orbital forming process.
  • One side of the wheel hub may be formed with a stepped portion whose inner peripheral surface is stepped radially outward, and the inner ring may be formed with an indentation projecting in the axial direction so as to be pressed into the stepped portion.
  • the diameter of the inner circumferential surface of the stepped portion may be smaller than the diameter of the outer circumferential surface of the press-fitted portion.
  • the wheel bearing fastening structure includes a wheel hub having a flange for mounting to a wheel; A hollow inner ring press-fitted through the inner circumferential surface of the wheel hub; A ring-shaped outer ring disposed outside the wheel hub and the inner ring; And at least one rolling element provided between the wheel hub or the inner ring and the outer ring, wherein a portion of the inner ring passing through the wheel hub is splined to the inner circumferential surface of the wheel hub.
  • a joint member having a radial first surface value formed at one end surface of the inner ring and having a second surface value engaged with the first surface value; And a bolt penetrating the hollow pin to couple the joint member to the wheel hub.
  • a first tooth portion is formed on an inner circumferential surface of the wheel hub, and a second tooth portion splined to the first tooth portion is formed on a portion of the inner ring, and a portion other than the second tooth portion of the inner ring is formed inside the wheel hub. It may be characterized in that the press-in portion protruding in the axial direction to be pressed.
  • the outer peripheral surface of the inner ring and the wheel hub inner peripheral surface may be welded to each other so as to continuously maintain the preload applied to the wheel bearing.
  • a method of fastening wheel bearings may include: forming a stepped portion radially outward on one inner circumferential surface of a hollow wheel hub having a flange for mounting to a wheel; Forming a press-fitting part protruding in the axial direction so as to press-fit into the stepped portion in the inner ring; Forming a first tooth portion on an inner circumferential surface of the wheel hub, forming a second tooth portion on an outer circumferential surface of the hollow pin inserted into the wheel hub and the inner ring, and forming a third tooth portion on an inner circumferential surface of the inner ring; Coupling the inner ring to the wheel hub by pressing the pressing part into the step part; And inserting the hollow pin into the wheel hub and the inner ring such that the second tooth portion is splined to the first tooth portion and the third tooth portion at the same time.
  • the wheel bearing fastening method may include forming a radial first surface value at one end surface of the inner ring and forming a second surface value at the joint member to engage the first surface value; Mounting the joint member on the inner ring such that the first surface value and the second surface value are coupled; And coupling a bolt to the coupling groove of the joint member through the hollow pin.
  • the method of fastening the wheel bearing includes disposing a first rolling element on an outer circumferential surface of the wheel hub; Installing an outer ring to be in contact with an outer circumferential surface of the first electric motor; And arranging a second rolling element to be in contact with an inner circumferential surface of the outer ring.
  • One end of the hollow pin may be bent radially outward to form a support.
  • the other end of the hollow pin may be bent radially outward to form a bending portion.
  • the diameter of the inner circumferential surface of the stepped portion may be smaller than the diameter of the outer circumferential surface of the press-fitted portion.
  • the method of fastening the wheel bearing includes: forming a first tooth portion on a portion of an inner circumferential surface of a hollow wheel hub in which a flange for mounting on a wheel is formed; Forming an inner ring to penetrate the wheel hub, and forming a second tooth portion splined to the first tooth portion at a portion of the inner ring; Forming an indentation projecting in an axial direction on a portion of the inner ring so as to be indented into the wheel hub; And assembling the inner ring and the wheel hub by pressing the press-fit part into the wheel hub and spline coupling the first tooth part and the second tooth part.
  • the wheel bearing fastening method may include forming a radial first surface value at one end surface of the inner ring and forming a second surface value at the joint member to engage the first surface value; Mounting the joint member on the inner ring such that the first surface value and the second surface value are coupled; And coupling the bolt to the coupling groove of the joint member through the hollow of the inner ring.
  • the method of fastening the wheel bearing includes disposing a first rolling element on an outer circumferential surface of the wheel hub; Installing an outer ring to be in contact with an outer circumferential surface of the first electric motor; And arranging a second rolling element to be in contact with an inner circumferential surface of the outer ring.
  • the wheel bearing fastening method may further include maintaining a preload applied to the wheel bearing by welding a boundary portion between the outer circumferential surface of the inner ring and the inner circumferential surface of the wheel hub in a state in which the wheel hub is pressed against the inner ring. can do.
  • a joint member such as a constant velocity joint is coupled to an inner ring by a facial spline, and the inner wheel and the wheel hub are connected or coupled by a spline, thereby transmitting a stable driving force. This is possible and has the effect of improving durability.
  • the inner ring is forcibly pressed into the wheel hub and the preload is maintained by welding or the like, so that the torque preload can be stably applied, and the noise can be reduced by preventing the clearance. It has an effect.
  • the wheel bearing fastening structure and the fastening method of the present invention since the wheel hub and the joint member are fastened by using bolts, the wheel bearing fastening structure and the fastening method are easy to assemble and dismantle, and the maintenance is improved. It can work.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wheel bearing structure according to the prior art.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the wheel bearing fastening structure according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a wheel bearing fastening structure in which the hollow pin of FIG. 2 is partially modified.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of one side of the inner ring of FIG. 3 viewed from the A direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a wheel bearing fastening structure in which the hollow pin of FIG. 2 is partially modified.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a wheel bearing fastening structure in which the hollow pin of FIG. 2 is partially modified.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a wheel bearing coupling structure in which a hollow pin and a wheel hub are welded.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the wheel bearing fastening structure according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the wheel bearing fastening structure in which the inner ring of FIG. 8 is partially modified.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of one side of the inner ring of FIG. 9 viewed from the A direction.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the wheel bearing coupling structure in which the inner ring and the wheel hub of FIG. 8 are welded.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the wheel bearing coupling structure in which the inner ring and the wheel hub of FIG. 8 are welded.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method of fastening a wheel bearing according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart of a method of fastening a wheel bearing according to a second embodiment of the present invention.
  • wheel hub 110 first tooth portion
  • first tooth 230 second tooth portion
  • indentation unit 300 outer ring
  • FIGS. 2 to 6 are views showing the wheel bearing fastening structure according to the first embodiment of the present invention.
  • the wheel bearing fastening structure includes a wheel hub 100, an inner ring 200, an outer ring 300, a rolling element 400, It may be configured to include a hollow pin 500, the joint member 600 and the bolt 700.
  • the wheel hub 100 serves to transfer the driving force of the joint member 600 such as a constant velocity joint (CVJ) to the wheel, and the wheel hub 100 has a flange to mount the wheel.
  • the flange 101 and the hub bolt 120 may be provided.
  • the flange 101 is formed to protrude radially outward from the wheel hub 100 as shown in Figure 2, it may be formed in a disk shape as a whole.
  • the flange 101 has a plurality of bolt holes for pressing the hub bolt 120 is formed.
  • the wheel is mounted through the plurality of hub bolts 120 press-fitted to the flange 101, thereby connecting the wheel and the wheel hub 100.
  • the wheel hub 100 is formed in an annular shape, the inner peripheral surface of the first tooth portion 110 is formed along the circumferential direction.
  • the first tooth portion 110 is formed in a shape corresponding to the second tooth portion 510 formed on the outer circumferential surface of the hollow pin 500.
  • the first tooth portion 110 is formed by continuously forming a plurality of irregularities on the inner circumferential surface of the wheel hub 100 along the circumferential direction as shown in FIG. 4.
  • the first tooth portion 110 and the second tooth portion 510 of the hollow pin 500 are coupled to each other to transfer the driving force of the joint member 600 to the wheel.
  • the inner ring 200 is pressed into one inner peripheral surface of the wheel hub (100).
  • the inner ring 200 is also formed in an annular shape similar to the wheel hub 100, the diameter of the inner circumferential surface of the inner ring 200 is the same as the diameter of the inner circumferential surface of the wheel hub (100).
  • a stepped portion 130 stepped radially outward may be formed, and the inner ring 200 is press-fitted corresponding to the stepped portion 130.
  • the portion 240 may protrude in the axial direction.
  • the inner ring 200 is primarily assembled to the wheel hub 100 by press-fitting the 240 into the inner circumferential surface of the stepped part 130.
  • the outer circumferential surface of the stepped portion 130 has a diameter smaller than that of the inner circumferential surface of the stepped portion 130, so that the wheel hub 100 may be formed using a hydraulic press.
  • Inner ring 200 may be press-fitted into the inner ring 200.
  • a locking jaw (not shown) is formed on the inner circumference of the step portion 130 of the wheel hub 100, and the locking stone is caught on the locking jaw on the outer circumferential surface of the press-fit portion 240 of the inner ring 200.
  • the inner ring 200 may be pressed into the wheel hub 100.
  • the corner portions P1 and P2 of the press-fit unit 240 may be curved in the inner ring 200.
  • corner portions P3 and P4 of the inner circumferential surface of the stepped part 130 may be formed to be bent.
  • the corner portions P1 and P2 of the press-fit part 240 and the corner parts P3 and P4 of the inner circumferential surface of the step part 130, the stepped part 130 and the press-fit part It is possible to prevent a decrease in durability due to wear between the 240.
  • a third tooth portion 210 may be formed on the inner circumferential surface of the inner ring 200 to be splined to the second tooth portion 510 of the hollow pin 500.
  • a radial first spline 220 may be formed at one end surface of the inner ring 200.
  • a second surface tooth 610 meshing with the first surface tooth 220 of the inner ring 200 is formed on a surface of the joint member 600 that contacts one end surface of the inner ring 200.
  • the driving force transmission from the joint member 600 to the inner ring 200 is assisted by the first surface tooth 220 and the second surface tooth 610 engaged with each other, thereby achieving stable power transmission. Can be reduced.
  • a ring-shaped outer ring 300 is disposed outside the inner ring 200, and one of the wheel hub 100 or the inner ring 200 and the outer ring 300 is provided.
  • the rolling element 400 may be provided.
  • the rolling element 400 may include a first rolling element 410 and a second rolling element 420.
  • the first transmission body 410 is installed between one inner peripheral surface of the outer ring 300 and the outer peripheral surface of the wheel hub 100
  • the second transmission body 420 is the other inner peripheral surface and the inner ring 200 of the outer ring (300) It can be installed between the outer peripheral surface of the).
  • the first rolling element 410 and the second rolling element 420 contact the wheel hub 100 or the inner ring 200 and the outer ring 300 by rolling contact with the wheel hub 100 or the inner ring 200. And serves to smooth the relative rotation of the outer ring (300).
  • a first sealing member 411 may be installed between the outer circumferential surface of the wheel hub 100 near the flange 101 and the inner circumferential surface of one end of the outer ring 300.
  • the first sealing member 411 is a seal having a ring shape as a whole to prevent foreign substances such as dust or moisture from penetrating into the space between the wheel hub 100 and the outer ring 300 and the Lubricant for smooth rolling of the first rolling element 410 serves to prevent leakage from the space between the outer ring 300 and the wheel hub (100).
  • a second sealing member 421 may be installed between the outer peripheral surface of one end of the inner ring 200 and the inner peripheral surface of the other end of the outer ring 300.
  • the second sealing member 421 is also a ring-shaped seal (Seal) to prevent foreign matter, such as dust or moisture to penetrate the space between the inner ring 200 and the outer ring 300 and the second rolling element 420 Lubricant to smooth the rolling motion of the) is prevented from leaking from the space between the inner ring 200 and the outer ring (300).
  • the hollow pin 500 is splined to the inner circumferential surface of the wheel hub 100 and the inner circumferential surface of the inner ring 200 at the same time to transfer the driving force received from the joint member 600 to the wheel hub 100. do.
  • a second tooth portion 510 corresponding to the first tooth portion 110 of the wheel hub 100 and the third tooth portion 210 of the inner ring 200 is formed on an outer circumferential surface of the hollow pin 500. Is formed.
  • one end of the hollow pin 500 may form a support part 520 extending radially outward.
  • one end surface of the support part 520 may be formed in a flat surface such that the bolt seat may stably support the bolt 700 by contacting the head of the bolt 700 when the bolt 700 is coupled. It serves as.
  • the hollow pin 500 has one end formed as a support part 520 extending radially outward in the wheel hub 100 direction, and the other end thereof in the inner ring 200 direction. It may be bent to the outside of the radius to form the bending portion 530.
  • the bending part 530 may be formed to stably maintain the preload applied to the wheel bearing by using an orbital forming process or a swaging process.
  • the support part 520 is formed on the inner ring 200 side of the hollow pin 500, and the bending part 530 is formed on the wheel hub 100.
  • Orbital forming process or swaging in the state in which the support part 520 of the hollow pin 500 is formed before the bending part 530 so as to support the support part 520 on the inner ring 200 side.
  • the support part 520 of the hollow pin 500 extends radially outward in the direction of the inner ring 200, and the hollow pin is formed on the inner ring 200 side. Insert from. At this time, the hollow pin 500 is formed such that the wheel hub 100 side end 501 of the hollow pin 500 is completely inserted than the end 102 of the wheel hub 100.
  • the hollow pin 500 is welded by welding the end portion 501 of the hollow pin 500 along a portion S in contact with the inner circumferential surface of the wheel bearing in a state in which the support part 520 of the hollow pin 500 is pressed in the R direction. The preload applied to the wheel bearing can be stably maintained.
  • the welding part S may be formed on the inner circumferential surface of the wheel hub 100 without protruding outward from the end 102 of the wheel hub, the welding of the bolt S 700 may be prevented by the welding part S in the future. There is an advantage not to receive.
  • the joint member 600 is installed on a driving axle connected to a longitudinal reduction device in a front wheel drive vehicle, and used to transfer power to the wheels of the vehicle.
  • the constant velocity joint (Constant Velocity Joint, CVJ) transfers power at constant speed during power transmission.
  • CVJ Constant Velocity Joint
  • a second surface tooth 610 that is engaged with the first surface tooth 220 of the inner ring 200 is formed at one end surface of the joint member 600.
  • the transmission of the driving force from the joint member 600 to the inner ring 200 is assisted by the first surface tooth 220 and the second surface tooth 610 which are engaged with each other, thereby achieving stable power transmission.
  • the bolt 700 passes through the hollow pin 500 from one side of the wheel hub 100 and is coupled to the joint member 600.
  • a fastening groove 620 to which the bolt 700 is inserted and coupled is formed at the central portion of the joint member 600.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method of fastening a wheel bearing according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 a wheel bearing fastening method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6 and 12.
  • the steps shown in FIG. 12 are ordered for convenience of description, and the claims are not limited by the order shown in FIG. 12.
  • the stepped stepped portion 130 is formed radially outward of the wheel hub 100 (S101).
  • Wheel hub 100 is a flange 101 for mounting the wheel is formed as a portion coupled to the hub bolt 120, as shown in Figure 2 stepped portion 130 stepped radially outward on the inner circumferential surface of one side of the wheel hub ) Can be formed.
  • the inner ring 200 is formed to protrude in the axial direction the pressing portion 240 is pressed into the step portion 130 of the wheel hub (100) (S102).
  • first tooth portion 110 is formed on the inner circumferential surface of the wheel hub 100, and the second tooth portion is formed on the outer circumferential surface of the hollow pin 500 inserted into the wheel hub 100 and the inner ring 200. 510 is formed, and the third tooth portion 210 is formed on the inner circumferential surface of the inner ring 300 (S103).
  • the first tooth portion 110 may be formed by continuously forming a plurality of irregularities on the inner circumferential surface of the wheel hub 100 along the circumferential direction
  • the second tooth portion 510 may be formed. It may be formed by continuously forming a plurality of irregularities on the outer circumferential surface of the hollow pin 500 in the circumferential direction of the hollow pin 500
  • the third tooth portion 210 is the inner ring 200 in the circumferential direction It can be formed by continuously forming a plurality of irregularities on the inner peripheral surface of the.
  • the second tooth portion 510 of the hollow pin 500 is splined to the first and third tooth portions 110 and 210 at the same time to drive the driving force of the joint member 600 received from the inner ring 200 wheel hub It will be stably delivered to (100).
  • first tooth portion 110 and the third tooth portion 210 of the inner ring 200 of the wheel hub 100 may be formed through a separate process, respectively, the wheel The first tooth portion 110 and the third tooth portion 210 may be formed by the same process while the hub 100 and the inner ring 200 are aligned.
  • a radial first surface tooth 220 is formed at one end surface of the inner ring 200, and a second surface tooth 610 meshing with the first surface tooth 220 is formed. It is formed in the joint member 600 (S104).
  • the first rolling element 410 is disposed on one outer circumferential surface of the wheel hub 100 (S105).
  • the first rolling element 410 is installed between the outer circumferential surface of the wheel hub 100 and one inner circumferential surface of the outer ring 300 to smoothly rotate the wheel hub 100 and the outer ring 300. do.
  • the first sealing member 411 may be disposed on the outer circumferential surface of the wheel hub 100 first.
  • the first sealing member 411 may be formed as a seal having a ring shape.
  • the first sealing member 411 is a seal having a ring shape as a whole to prevent foreign substances such as dust or moisture from penetrating into the space between the wheel hub 100 and the outer ring 300 and the Lubricant to smooth rolling motion of the first rolling element 410 is prevented from leaking from the space between the outer ring 300 and the wheel hub 100.
  • the outer ring 300 is installed to contact the outer circumferential surface of the first rolling element 410 (S106).
  • the second rolling element 420 is disposed to contact the other inner circumferential surface of the outer ring (S107).
  • the inner ring 200 is pressed into the wheel hub 100 and assembled primarily (S108).
  • the press-fitting part 240 of the inner ring 200 formed in the step S102 is press-fitted into the step portion 130 formed in the wheel hub 100 in the step S101.
  • the diameter of the inner circumferential surface of the step portion 130 is slightly smaller than the diameter of the outer circumferential surface of the press-fit portion 240, and the inner ring 200 is connected to the wheel hub 100 using a hydraulic press. Can be press-fitted.
  • a predetermined locking jaw (not shown) is formed on the stepped portion 130 of the wheel hub 100, and the locking stones are caught on the locking jaw on the outer circumferential surface of the press-fit portion 240 of the inner ring 200.
  • the inner ring 200 may be pressed into the wheel hub 100.
  • the second sealing member 421 may be disposed in a space between the outer circumferential surface of the inner ring 200 and the other inner circumferential surface of the outer ring 300 while the inner ring 200 is press-fitted.
  • the second sealing member 421 may be a ring shaped seal.
  • the hollow pin 500 having the second tooth portion 510 corresponding to the first tooth portion 110 of the wheel hub 100 and the third tooth portion 210 of the inner ring 200 is formed.
  • the wheel hub 100 and the inner ring 200 are inserted and assembled together (S109).
  • one end of the hollow pin 500 may be bent radially outward to form a support 520, and the other end 500 of the hollow pin may be bent radially outward.
  • the bending portion 530 may be formed.
  • the bending part 530 is formed by an orbital forming process or a swaging process while the hollow pin 500 is inserted into the wheel hub 100 and the inner ring 200 to maintain the preload. Can be.
  • one end of the hollow pin is formed of the support part 520 bent radially outward toward the inner ring 200, and the other end of the hollow pin 500 includes a wheel hub ( 100 and the inner ring 200, and then welds a portion (S) in contact with the inner circumferential surface of the wheel hub 100 in the state in which the support portion 520 is pressed in the R direction to be coupled to the wheel hub 100. .
  • the joint member 600 having the second surface tooth 610 is formed on the inner ring 200 to be engaged with the first surface tooth 220 of the inner ring 200 (S110).
  • the driving force of the joint member 600 can be stably transmitted to the inner ring by being coupled to each other by the first surface tooth 220 and the second surface tooth 610. Can be improved.
  • the bolt 700 passes through the hollow pin 500 and is coupled to the coupling groove 620 of the joint member 600 (S111).
  • the inner ring 200 and the joint member 600 is coupled by the surface, the inner ring 200 and the wheel Since the hub 100 is splined with the hollow pin 500, stable driving force can be transmitted and durability is improved. In addition, since the inner ring 200 is forcibly pressed into one side of the wheel hub 100, creep of the inner ring 200 may be prevented, and thus noise may be reduced when the driving force is transmitted. ), It is easy to assemble and dismantle and improve the maintenance.
  • FIG. 8 to 11 is a view showing a wheel bearing fastening structure according to a second embodiment of the present invention.
  • the wheel bearing fastening structure includes a wheel hub 100, an inner ring 200, an outer ring 300, a rolling element 400, It may be configured to include a joint member 600 and the bolt 700.
  • the wheel hub 100 serves to transfer the driving force of the joint member 600 such as a constant velocity joint (CVJ) to the wheel, and the wheel hub 100 has a flange to mount the wheel.
  • the flange 101 and the hub bolt 120 may be provided.
  • the flange 101 is formed to protrude radially outward from the wheel hub 100 as shown in Figure 8, it may be formed in a disk shape as a whole.
  • the flange 101 has a plurality of bolt holes for pressing the hub bolt 120 is formed.
  • the wheel is mounted through the plurality of hub bolts 120 press-fitted to the flange 101, thereby connecting the wheel and the wheel hub 100.
  • the wheel hub 100 is formed in an annular shape, and a portion of the inner circumferential surface is formed with a first tooth portion 110 along the circumferential direction.
  • a ring-shaped outer ring 300 is disposed outside the inner ring 200, and at least one rolling element is disposed between the wheel hub 100 or the inner ring 200 and the outer ring 300. 400 may be provided.
  • the rolling element 400 may include a first rolling element 410 and a second rolling element 420.
  • the first transmission body 410 is installed between one inner peripheral surface of the outer ring 300 and the outer peripheral surface of the wheel hub 100
  • the second transmission body 420 is the other inner peripheral surface and the inner ring 200 of the outer ring (300) It can be installed between the outer peripheral surface of the).
  • the first rolling element 410 and the second rolling element 420 facilitate the relative rotation of the wheel hub 100 or the inner ring 200 and the outer ring 300.
  • a first sealing member 411 may be installed between the outer circumferential surface of the wheel hub 100 near the flange 101 and the inner circumferential surface of one end of the outer ring 300.
  • the first sealing member 411 is a seal having a ring shape as a whole to prevent foreign substances such as dust or moisture from penetrating into the space between the wheel hub 100 and the outer ring 300 and the Lubricant for smooth rolling of the first rolling element 410 serves to prevent leakage from the space between the outer ring 300 and the wheel hub (100).
  • a second sealing member 421 may be installed between the outer peripheral surface of one end of the inner ring 200 and the inner peripheral surface of the other end of the outer ring 300.
  • the second sealing member 421 is also a ring-shaped seal (Seal) to prevent foreign matter, such as dust or moisture to penetrate the space between the inner ring 200 and the outer ring 300 and the second rolling element 420 Lubricant to smooth the rolling motion of the) is prevented from leaking from the space between the inner ring 200 and the outer ring (300).
  • the inner ring 200 is not press-fitted to one side of the wheel hub 100, but is pushed through the inner circumferential surface of the wheel hub 100.
  • the inner ring is formed such that a portion thereof may pass through the hollow of the wheel hub 100.
  • Some of the inner ring 200 penetrating the wheel hub 100 is pressed into the inner circumferential surface of the wheel hub 100 as a press-fitting unit 240, and the portion of the inner ring 200 penetrating the wheel hub 100 The remaining portion except for the press-fit portion 240 is formed as the second tooth portion 230 and is splined to the first tooth portion 110 of the wheel hub 100.
  • the diameter of the inner circumferential surface of the wheel hub 100 is formed to be slightly smaller than the diameter of the wheel hub 100 so that the wheel hub may be pressed using a hydraulic press.
  • the inner ring 200 may be pressed into the 100.
  • a predetermined locking jaw (not shown) is formed on the inner circumferential surface of the wheel hub 100, and a locking protrusion (not shown) is formed on the outer circumferential surface of the press-fit unit 240.
  • the inner ring 200 may be pressed into the wheel hub 100.
  • a portion close to the flange 101 of the portion of the inner ring 200 passing through the wheel hub 100 is formed as the second tooth portion 230.
  • a portion close to the outer ring 300 may be formed as a press-fit part 240.
  • the wheel hub 100 is formed on the inner circumferential surface close to the flange 101, the first tooth portion 110 is splined with the second tooth portion 230.
  • a portion closer to the flange 101 of the inner ring 200 passing through the wheel hub 100 is formed as the indentation part 240 as opposed to FIG. 8.
  • a portion of the inner ring 200 penetrating the wheel hub 100 may be formed as the second tooth portion 230 near the outer ring 300.
  • the wheel hub 100 is formed on the inner circumferential surface close to the outer ring 300, the first tooth portion 110 to be splined with the second tooth portion 230.
  • the hollow pin 500 does not need to be separately provided, and the inner ring 200 serves as the hollow pin 500 of the first embodiment.
  • part of the inner ring 200 penetrating the wheel hub 100 is formed by the press-fitting part 240, and part of the inner ring 200 is formed by the second tooth part 230.
  • the outer circumferential surface of the inner ring 200 and the wheel hub 100 due to the difference in diameter between the second tooth portion 230 and the press-fitting part 240 of the inner ring 200. Steps may occur in the inner peripheral surface of the stepped. Due to such a step, the inner parts 200 and the wheel hubs 100 are in contact with each other while the inner ring 200 is pressed into the wheel hub 100, so that the durability of the inner wheels 200 is reduced. Problems may arise. Therefore, as shown in FIGS.
  • the corner portions P5 and P6 of the outer circumferential surface of the press-fit portion 240 or the second tooth portion 230 may be curved at the portion where the step is generated.
  • inner peripheral surface edge portions P7 and P8 of the wheel hub 100 may be formed to be bent.
  • a radial first surface tooth 220 is formed at one end surface of the upper inner ring 200, and the joint member 600 meshes with the first surface tooth 220. It may be formed to have a second surface value 610. The transmission of the driving force from the joint member 600 to the inner ring 200 is assisted by the first surface tooth 220 and the second surface tooth 610 which are engaged with each other, thereby achieving stable power transmission.
  • boundary portion formed by contact between the outer circumferential surface of the inner ring 200 and the inner circumferential surface of the wheel hub 100 may be welded to maintain a preload applied to the wheel bearing.
  • the wheel hub 100 is circumferentially bounded at a boundary D between the wheel hub 100 and the inner ring 200 while pressing the wheel hub 100 in the C direction.
  • the bolt 700 penetrates the wheel hub 100 and the inner ring 200 to be coupled to the fastening groove 620 of the joint member 600, thereby allowing the wheel hub 100, the inner ring 200, and the joint.
  • the member 600 is more firmly coupled.
  • the bolt 700 is formed such that the radius of the head 710 is larger than the hollow of the wheel hub 100 so as to be supported by the end 102 of the wheel hub 100.
  • FIG. 13 is a flowchart of a method of fastening a wheel bearing according to a second embodiment of the present invention.
  • the first tooth portion 110 for spline coupling is formed on a portion of the inner surface of the wheel hub 100 (S201).
  • the inner ring 200 is formed to penetrate the inner circumferential surface of the wheel hub 100, but a second tooth portion spline-couples a portion of the outer circumferential surface of the inner ring 200 with the first tooth portion 110 of the wheel hub 100. It is formed to 230 (S202).
  • a portion of the inner ring 200 is formed to penetrate the hollow of the wheel hub 100, and a portion of the outer circumferential surface of the penetrating portion is formed as the second tooth portion 230 so that the wheel hub is formed.
  • Spline coupled to the first tooth portion 110 of the (100).
  • a portion of the outer circumferential surface of the inner ring 200 passing through the wheel hub 100 except for the second tooth portion 230 is formed as a press-fit portion 240 (S203).
  • FIG. 8 illustrates an example in which the second tooth portion 230 of the inner ring 200 is formed on the flange 101 side, and the press-fit unit 240 is formed on the outer ring 300 side.
  • the press-in portion 240 of the inner ring 200 is formed on the flange 101 side, and the second tooth portion 230 is formed on the outer ring 300 side.
  • a radial first surface tooth 220 is formed at one end surface of the inner ring 200, and a second surface tooth 610 meshing with the first surface tooth 220 is formed at the joint member 600 (S204). ).
  • the first surface tooth 220 is formed along the circumference of one end surface of the inner ring 200.
  • a second surface tooth 610 that is engaged with the first surface tooth 220 is formed on the surface in contact with one end surface of the inner ring 200 of the joint member 600.
  • the first rolling element 410 is disposed on the outer circumferential surface of the wheel hub 100 (S205).
  • the first rolling element 410 is installed between the outer circumferential surface of the wheel hub 100 and one inner circumferential surface of the outer ring 300 to facilitate relative rotation.
  • the first sealing member 411 may be disposed between the outer circumferential surface of the wheel hub 100 and one inner circumferential surface of the outer ring 300.
  • the first sealing member 411 may be formed as a seal having a ring shape.
  • the outer ring is installed to contact the outer circumferential surface of the first rolling element 410 (S206).
  • the second rolling element 420 is disposed to contact the other inner circumferential surface of the outer ring (S207).
  • the second tooth portion 230 of the inner ring 200 is engaged with the first tooth portion 110 of the wheel hub 100 and press-fits the inner ring 200.
  • the part 240 is pressed into the inner circumferential surface of the wheel hub 100 is coupled.
  • the diameter of the inner circumferential surface of the wheel hub 100 is formed to be slightly smaller than the diameter of the outer circumferential surface of the press-fit portion 240, and the inner ring (ie) may be formed on the wheel hub 100 using a hydraulic press or the like. 200) may be press fit.
  • a predetermined locking jaw (not shown) is formed on an inner circumferential surface of the wheel hub 100, and a locking protrusion (not shown) is caught on the outer circumferential surface of the press-in portion 240 of the inner ring 200. ) May be formed, the inner ring 200 may be press-fitted into the wheel hub 100.
  • the second sealing member 421 may be disposed in a space between the other inner circumferential surface of the outer ring 300 and the outer circumferential surface of the inner ring 200 of the portion as the inner ring 200 is press-fitted.
  • the second sealing member 421 may be a ring shaped seal.
  • a boundary portion in which the other outer circumferential surface of the inner ring 200 contacts the inner circumferential surface of the wheel hub 100 may be welded from the outside (S209).
  • the wheel hub 100 is welded along the circumference of the boundary portion D where the wheel hub 100 and the inner ring 200 meet. Maintain the preload applied to).
  • the joint member 600 having the second surface tooth 610 meshing with the first surface tooth 220 of the inner ring 200 is mounted on the inner ring 200 (S210).
  • the first surface tooth 220 and the second surface tooth 610 engaged with each other assist the transmission of the driving force from the joint member 600 to the inner ring 200, thereby providing stable power transmission. It can be realized, and thus noise can be reduced in transmitting the driving force.
  • the bolt 700 passes through the hollow of the inner ring 300 and is coupled to the fastening groove 620 of the joint member 600 (S211).
  • the wheel hub 100 and the inner ring 200 are fastened by fastening the hollow of the inner ring 300 to the fastening groove 620 of the joint member while the joint member and the inner ring 200 are coupled to each other. ) And the joint member more firmly combined.
  • the driving force is transmitted by the first and second surface values 220 and 610 of the joint member 600 and the inner ring 200.
  • the driving force may be stably transmitted.
  • the inner ring 200 is installed while being applied while maintaining the preload applied to the wheel bearing by the indentation part 240 and welding, and thus the driving force can be transmitted more stably, and noise during transmission of the driving force can be reduced.

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Abstract

본 발명은 차륜을 장착하기 위한 휠허브와, 상기 휠허브의 일측에 압입되어 설치되는 중공의 내륜과, 상기 휠허브와 상기 내륜의 외측에 배치되는 링형상의 외륜과 상기 휠허브 또는 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 구비되는 전동체를 포함하고 상기 휠허브와 상기 내륜을 스플라인으로 결합하고 상기 내륜과 조인트부재를 면치(facial spline)에 의해로 결합하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 등속조인트의 구동력이 휠허브로 안정적으로 전달할 수 있고, 소음이 감소되는 효과가 있다.

Description

휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법
본 발명은 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휠 베어링의 내구성 및 품질을 향상시킬 수 있는 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법에 관한 것이다.
자동차의 차축에 사용되는 휠 베어링(Wheel Bearing)은 차량의 바퀴가 마찰손실 없이 원활한 회전을 할 수 있게 하며, 차체에 바퀴를 고정하는 역할을 한다.
도 1을 참조하면, 도 1에는 종래 휠 베어링과 등속조인트의 조립상태를 예시한 단면도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 휠 베어링은 휠허브(4)와, 상기 휠허브(4)에 압입되는 내륜(3)과, 상기 내륜(3)의 반경 외측에 배치되는 외륜(5) 및 상기 내륜(3)과 외륜(5) 사이에 구비되는 전동체(2)를 포함한다. 또한, 등속조인트(CVJ)(6)의 샤프트는 상기 휠허브(4)의 내주면에 스플라인 결합한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 휠 베어링의 경우 등속조인트(6)의 샤프트를 휠허브(4)의 내주면에 스플라인 결합하고, 상기 샤프트의 끝단(7)에 너트를 체결함으로써 등속조인트(6)의 축방향의 이탈을 방지하였다.
종래기술의 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 휠허브(4)의 일단에 내륜(3)을 압입한 후 휠허브(4)의 일단을 오비탈 포밍(Orbital Forming) 공정을 통하여 재료의 소성 영구변형을 가하여 조립함으로써 휠 베어링에 가해진 예압을 유지할 수 있도록 하였다.
예압은 휠허브, 전동체, 외륜 및 내륜을 통하여 휠베어링에 축방향으로 가해지는 압력을 의미한다. 적절한 예압 부여는 휠베어링의 수명에 큰 영향을 미친다.
그러나 상기와 같이 오비탈 포밍 공정에 의하여 재료의 소성 영구변형을 가하는 경우 이 과정에서 고하중에 의하여 내륜(3)의 변형을 일으킬 수 있으며, 틈새 및 품질의 산포 범위를 확대시키는 문제가 있었다.
또한, 상기와 같은 종래기술의 경우, 상기 휠허브(4)와 등속조인트(6)의 샤프트의 스플라인 결합 시, 상기 휠허브(4)의 내주면에 형성된 치형과 상기 샤프트의 외주면에 형성된 치형(1) 사이에 어느 정도의 클리어런스가 존재하게 된다. 그런데, 차량 운전시 발생되는 하중이 상기 휠허브(4)에 가해지면 클리어런스가 증가함으로써 노이즈가 발생되는 문제가 있었다.
그리고 종래기술의 경우 상기와 같이 휠허브(4)와 등속조인트(6)의 샤프트 사이의 스플라인 결합에 의하여만 구동력을 전달하기 때문에 안정적으로 구동력을 전달할 수 없을 뿐만 아니라 상기 치형들(1)에 커다란 힘이 가해지게 되어 치형들(1)의 체결부에서 클리어런스가 점차 증가되어 내구성이 악화되고 수명이 단축되는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 휠허브와 등속조인트의 체결 구조에 의해 구동력 전달이 불안정하고, 노이즈가 발생되며 내구성이 악화되고 수명이 단축되는 문제를 해결하는 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 실시예에서는 휠 베어링 체결 구조를 제공한다. 몇몇 실시예에서 상기 휠 베어링 체결 구조는 차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 휠허브; 상기 휠허브의 일측에 압입되어 설치되는 중공의 내륜; 상기 휠허브와 상기 내륜의 외측에 배치되는 링형상의 외륜; 상기 휠허브 또는 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 구비되는 하나 이상의 전동체; 및 상기 휠허브 내주면과 상기 내륜의 내주면에 스플라인으로 결합되는 중공핀;을 포함할 수 있다.
상기 휠허브의 내주면에는 제1치형부가 형성되고, 상기 중공핀의 외주면에는 제2치형부가 형성되며, 상기 내륜의 내주면에는 제3치형부가 형성되되, 상기 제2치형부는 상기 제1치형부와 제3치형부에 동시에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 내륜의 일측 단면에는 방사상의 제1면치가 형성되고, 상기 제1면치에 맞물리는 제2면치가 형성되어 있는 조인트부재; 및 상기 중공핀을 관통하여 상기 조인트부재와 상기 휠허브를 결합시키는 볼트;를 더 포함 할 수 있다.
상기 중공핀의 일단은 반경 외측으로 연장된 지지부를 형성 할 수 있다.
상기 중공핀의 타단은 반경 외측으로 절곡되어 밴딩부를 형성 할 수 있다.
상기 밴딩부는 오비탈 포밍(Orbital Forming) 공정으로 형성할 수 있다.
상기 휠허브의 일측은 그 내주면이 반경 외측으로 단차진 단차부로 형성되고, 상기 내륜은 상기 단차부 내부로 압입되도록 축방향으로 돌출된 압입부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 단차부의 내주면의 지름은 상기 압입부의 외주면의 지름 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 다른 실시예에서 휠 베어링 체결 구조는 차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 휠허브; 상기 휠허브의 내주면을 관통하여 압입되는 중공의 내륜; 상기 휠허브와 상기 내륜의 외측에 배치되는 링형상의 외륜; 및 상기 휠허브 또는 내륜과 상기 외륜 사이에 구비되는 하나 이상의 전동체;를 포함하고, 상기 휠허브를 관통하는 상기 내륜의 일부분은 상기 휠허브의 내주면과 스플라인 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 내륜의 일측 단면에는 방사상의 제1면치가 형성되고, 상기 제1면치에 맞물리는 제2면치가 형성되어 있는 조인트부재; 및 상기 중공핀을 관통하여 상기 조인트부재와 상기 휠허브를 결합시키는 볼트;를 더 포함 할 수 있다.
상기 휠허브의 내주면에는 제1치형부가 형성되고, 상기 내륜의 일부분에는 상기 제1치형부와 스플라인 결합되는 제2치형부가 형성되며, 상기 내륜의 상기 제2치형부 외의 부분에는 상기 휠허브 내부에 압입되도록 축방향으로 돌출된 압입부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 내륜의 외주면과 상기 휠허브 내주면이 접촉되는 경계 부분을 용접하여 상기 휠베어링에 가해진 예압을 지속적으로 유지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 휠 베어링 체결 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서 휠 베어링 체결 방법은, 차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 중공의 휠허브의 일측 내주면에 반경 외측으로 단차진 단차부를 형성하는 단계; 상기 단차부 내부로 압입되도록 축방향으로 돌출된 압입부를 내륜에 형성하는 단계; 상기 휠허브의 내주면에 제1치형부를 형성하고, 상기 휠허브와 상기 내륜에 삽입되는 중공핀의 외주면에 제2치형부를 형성하며, 상기 내륜의 내주면에 제3치형부를 형성하는 단계; 상기 압입부를 상기 단차부 내부로 압입하여 상기 내륜을 상기 휠허브에 결합하는 단계; 및 상기 제2치형부가 상기 제1치형부와 상기 제3치형부에 동시에 스플라인 결합되도록 상기 중공핀을 상기 휠허브와 상기 내륜에 삽입하는 단계;를 포함 할 수 있다.
상기 휠 베어링 체결 방법은 상기 내륜의 일측 단면에 방사상의 제1면치를 형성하고, 상기 제1면치에 맞물리는 제2면치를 조인트부재에 형성하는 단계; 상기 제1면치와 상기 제2면치가 결합되도록 상기 조인트부재를 상기 내륜에 장착하는 단계; 및 볼트를 상기 중공핀을 관통하여 상기 조인트부재의 체결홈에 결합시키는 단계;를 더 포함 할 수 있다.
상기 휠 베어링 체결 방법은 상기 휠허브의 외주면에 제1 전동체를 배치하는 단계; 상기 제1전동체의 외주면과 접촉되도록 외륜을 설치하는 단계; 및 상기 외륜의 내주면과 접촉되도록 제2 전동체를 배치하는 단계;를 더 포함 할 수 있다.
상기 중공핀의 일단은 반경 외측으로 절곡되어 지지부를 형성할 수 있다.
상기 중공핀의 타단은 반경 외측으로 절곡되어 밴딩부를 형성 할 수 있다.
상기 단차부의 내주면의 지름은 상기 압입부의 외주면의 지름 보다 작게 형성 할 수 있다.
또한, 다른 실시예에서 상기 휠 베어링 체결 방법은 차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 중공의 휠허브 내주면의 일부분에 제1치형부를 형성하는 단계; 상기 휠허브를 관통하도록 내륜을 형성하되 상기 내륜의 일부분에 상기 제1치형부와 스플라인 결합하는 제2치형부를 형성하는 단계; 상기 휠허브의 내부에 압입되도록 상기 내륜의 일부분에 축방향으로 돌출된 압입부를 형성하는 단계; 및 상기 압입부를 상기 휠허브에 압입하고 상기 제1치형부와 상기 제2치형부를 스플라인 결합하여 상기 내륜과 상기 휠허브를 조립하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 휠 베어링 체결 방법은 상기 내륜의 일측 단면에 방사상의 제1면치를 형성하고, 상기 제1면치에 맞물리는 제2면치를 조인트부재에 형성하는 단계; 상기 제1면치와 상기 제2면치가 결합되도록 상기 조인트부재를 상기 내륜에 장착하는 단계; 및 볼트를 상기 내륜의 중공을 관통하여 상기 조인트부재의 체결홈에 결합시키는 단계;를 더 포함 할 수 있다.
상기 휠 베어링 체결 방법은 상기 휠허브의 외주면에 제1 전동체를 배치하는 단계; 상기 제1전동체의 외주면과 접촉되도록 외륜을 설치하는 단계; 및 상기 외륜의 내주면과 접촉되도록 제2 전동체를 배치하는 단계;를 더 포함 할 수 있다.
상기 휠 베어링 체결 방법은 상기 휠허브를 상기 내륜에 가압한 상태에서 상기 상기 내륜의 외주면과 상기 휠허브의 내주면이 접촉되는 경계 부분을 용접하여 상기 휠베어링에 가해진 예압을 유지하는 단계;를 더 포함 할 수 있다.
본 발명의 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법에 의하면 등속조인트와 같은 조인트부재가 면치(facial spline)에 의해 내륜과 결합하고, 상기 내륜과 상기 휠허브가 스플라인(spline)으로 연결되거나 결합됨으로써 안정적인 구동력 전달이 가능하고 내구성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법에 의하면 내륜은 휠허브에 강제 압입되어 설치되고 용접 등에 의해 예압이 유지되므로 안정적으로 토크 예압을 부여할 수 있고, 클리어런스를 방지하여 노이즈를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법의 경우 볼트를 이용하여 휠허브와 조인트부재를 체결하기 때문에 조립 및 해체가 용이하고 정비성이 향상되는 효과가 있으며, 부품수를 감소시켜 경량화를 달성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 휠 베어링 구조의 사시도이다.
도 2은 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 3은 도 2의 중공핀이 일부 변형된 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 4는 도 3의 내륜의 일측을 A 방향에서 바라본 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 2의 중공핀이 일부 변형된 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 6은 도 2의 중공핀이 일부 변형된 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 7은 중공핀과 휠허브를 용접한 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 9은 도 8의 내륜이 일부 변형된 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 10는 도 9의 내륜의 일측을 A 방향에서 바라본 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 8의 내륜과 휠허브를 용접한 휠 베어링 체결 구조의 단면도이다.
도 12은 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 방법의 흐름도이다.
도 13는 본 발명의 제2실시예에 따른 휠 베어링 체결 방법의 흐름도이다.
<부호의 설명>
100: 휠허브 110: 제1치형부
120: 허브볼트 130: 단차부
200: 내륜 210: 제3치형부
220: 제1면치 230: 제2치형부
240: 압입부 300: 외륜
400: 전동체 500: 중공핀
510: 제2치형부 520: 지지부
530: 밴딩부 600: 조인트부재
610: 제2면치 620:체결홈
700: 볼트
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조에 관하여 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조는 휠허브(100)와, 내륜(200)과, 외륜(300)과, 전동체(400)와, 중공핀(500)과, 조인트부재(600) 및 볼트(700)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 휠허브(100)는 등속조인트(Constant Velocity Joint, CVJ)와 같은 조인트부재(600)의 구동력을 차륜에 전달하는 역할을 하는 것으로서, 상기 휠허브(100)에는 차륜을 장착하기 위하여 플랜지(flange)(101)와 허브볼트(120) 등이 구비될 수 있다. 플랜지(101)는 도 2에 도시된 바와 같이 휠허브(100)로부터 반경 외측으로 돌출되어 형성되며, 전체적으로 원반 형상으로 형성될 수 있다. 상기 플랜지(101)에는 상기 허브볼트(120)가 압입되기 위한 복수개의 볼트홀이 형성되어 있다. 상기 플랜지(101)에 압입된 복수개의 허브볼트(120)를 통해 차륜이 장착됨으로써 차륜과 휠 허브(100)가 연결된다.
상기 휠허브(100)는 환형(annular shape)으로 형성되며, 그 내주면에는 원주방향으로 따라 제1치형부(110)가 형성된다. 상기 제1치형부(110)는 중공핀(500)의 외주면에 형성된 제2치형부(510)에 대응되는 형상으로 형성된다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 제1치형부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 원주방향을 따라 상기 휠허브(100)의 내주면에 복수개의 요철을 연속적으로 형성함으로써 형성된다. 상기 제1치형부(110)와 중공핀(500)의 제2치형부(510)는 서로 결합함으로써 조인트부재(600)의 구동력을 휠에 전달하게 된다.
상기 내륜(200)은 상기 휠허브(100)의 일측 내주면에 압입된다. 상기 내륜(200)도 상기 휠허브(100)와 유사하게 환형으로 형성되며, 상기 내륜(200)의 내주면의 직경은 상기 휠허브(100)의 내주면의 직경과 동일하다.
상기 휠허브(100)의 일측 내주면에는, 도 2에 도시된 바와 같이 반경 외측으로 단차진 단차부(130)가 형성될 수 있고, 상기 내륜(200)에는 상기 단차부(130)에 대응되는 압입부(240)가 축방향으로 돌출될 수 있다. 상기 단차부(130)의 내주면에 상기 압입부(240)가 압입됨으로써 상기 내륜(200)이 상기 휠허브(100)에 1차적으로 조립된다.
내륜(200)을 휠허브(100)에 압입하기 위하여, 상기 단차부(130) 내주면의 지름을 상기 압입부(240) 외주면이 지름보다 약간 작게 형성하여 유압 프레스 등을 이용하여 상기 휠허브(100)에 상기 내륜(200)을 압입시킬 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서는, 상기 휠허브(100)의 단차부(130) 내주에 걸림턱(미도시)을 형성하고 상기 내륜(200)의 압입부(240) 외주면에 상기 걸림턱에 걸리는 걸림돌기(미도시)를 형성한 후, 상기 휠허브(100)에 내륜(200)을 압입시킬 수도 있다.
또한, 상기 휠허브(100)의 단차부(130)에 상기 내륜(200)의 압입부(240)가 압입되는 과정에서, 상기 단차부(130)와 압입부(240)의 모서리 부분들에 의하여 단차부(130), 압입부(240) 및 상기 모서리 부분들이 서로 마모되어 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)에서 상기 압입부(240)의 모서리 부분들(P1, P2)을 굴곡지게 형성할 수 있다. 마찬가지로 상기 휠허브(100)의 경우에도 상기 단차부(130)의 내주면의 모서리 부분들(P3, P4)을 굴곡지게 형성할 수 있다. 상기 압입부(240)의 모서리 부분들(P1, P2)과 상기 단차부(130)의 내주면의 모서리 부분들(P3, P4)을 굴곡지게 형성함으로써, 압입 과정에서 단차부(130)와 압입부(240) 사이의 마모에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있다.
상기 내륜(200)의 내주면에는 상기 휠허브(100)와 마찬가지로 상기 중공핀(500)의 제2치형부(510)에 스플라인 결합되는 제3치형부(210)가 형성될 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 일측 단면에는 방사상의 제1면치(facial spline)(220)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 조인트부재(600)의 상기 내륜(200)의 일측 단면과 접촉하는 면에는 상기 내륜(200)의 제1면치(220)에 맞물리는 제2면치(610)가 형성된다. 서로 맞물리는 상기 제1면치(220)와 제2면치(610)에 의하여 조인트부재(600)로부터 내륜(200)으로의 구동력 전달이 보조됨으로써 안정적인 동력 전달을 실현할 수 있으며, 이에 따라 구동력 전달시 소음도 감소될 수 있다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 외측에는 링형상의 외륜(300)이 배치되고, 상기 휠허브(100) 또는 상기 내륜(200)과 상기 외륜(300) 사이에는 하나 이상의 전동체(400)가 구비될 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전동체(400)는 제1 전동체(410)와 제2 전동체(420)로 구성될 수 있다. 상기 제1전동체(410)는 상기 외륜(300)의 일측 내주면과 휠허브(100)의 외주면 사이에 설치되고, 제2전동체(420)는 상기 외륜(300)의 타측 내주면과 내륜(200)의 외주면 사이에 설치될 수 있다. 상기 제1 전동체(410)와 제2 전동체(420)는 상기 휠허브(100) 또는 상기 내륜(200)과 외륜(300)에 구름접촉 함으로써 상기 휠허브(100) 또는 상기 내륜(200)과 외륜(300)의 상대 회전을 원활하게 하는 역할을 한다.
그리고 상기 플랜지(101) 근처의 휠허브(100)의 외주면과 상기 외륜(300)의 일단부 내주면 사이에는 제1 씰링부재(411)가 설치될 수 있다. 상기 제1 씰링부재(411)는 전체적으로 링(Ring) 형상을 가진 씰(Seal)로서 먼지나 수분 등의 이물질이 상기 휠허브(100)와 외륜(300) 사이의 공간에 침투하는 것을 방지하고 상기 제1 전동체(410)의 구름 운동을 원활하게 하는 윤활제가 상기 외륜(300)과 상기 휠허브(100) 사이의 공간으로부터 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다.
마찬가지로, 상기 내륜(200)의 일단부 외주면과 상기 외륜(300)의 타단부 내주면 사이에는 제2 씰링부재(421)가 설치될 수 있다. 상기 제2 씰링부재(421) 역시 링 형상의 씰(Seal)로서 먼지나 수분 등의 이물질이 상기 내륜(200)과 외륜(300) 사이의 공간에 침투하는 것을 방지하고 상기 제2 전동체(420)의 구름 운동을 원활하게 하는 윤활제가 상기 내륜(200)과 상기 외륜(300) 사이의 공간으로부터 누설되는 것을 방지한다.
상기 중공핀(500)은 상기 휠허브(100)의 내주면과 상기 내륜(200)의 내주면에 동시에 스플라인 결합하여 내륜(200)이 조인트부재(600)로부터 전달 받은 구동력을 휠허브(100)에 전달한다. 이를 위하여 상기 중공핀(500)의 외주면에는 상기 휠허브(100)의 제1치형부(110)와 상기 내륜(200)의 제3치형부(210)에 대응되는 제2치형부(510)가 형성된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 중공핀(500)의 일단은 반경 외측으로 연장된 지지부(520)를 형성할 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 지지부(520)의 일단면은 평면으로 형성하여 볼트(700) 결합시 상기 볼트(700)의 헤드와 맞닿도록 함으로써 볼트(700)를 안정적으로 지지할 수 있는 볼트 시트로서의 역할을 한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 중공핀(500)은 그 일단을 상기 휠허브(100) 방향으로 반경 외측으로 연장된 지지부(520)로 형성하고, 그 타단을 상기 내륜(200) 방향으로 반경 외측으로 절곡하여 밴딩부(530)로 형성할 수 있다.
상기 밴딩부(530)는 오비탈 포밍(Orbital Forming) 공정 또는 스웨이징(Swaging) 공정을 이용하여 상기 휠베어링에 가해진 예압을 안정적으로 유지하도록 형성할 수 있다.
한편, 하나 또는 다수의 실시예에서 도 6에 도시된 바와 같이 상기 중공핀(500)에서 상기 지지부(520)를 상기 내륜(200)측에 형성하고 상기 밴딩부(530)를 상기 휠허브(100) 측에 형성할 수 있다. 상기 중공핀(500)의 지지부(520)를 밴딩부(530) 보다 먼저 형성하여 지지부(520)를 상기 내륜(200) 측에 지지한 상태에서 오비탈 포밍(Orbital Forming) 공정 또는 스웨이징(Swaging) 공정을 이용하여 밴딩부(530)를 형성함으로써 휠베어링에 가해진 예압을 안정적으로 유지할 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 도 7에 도시된 바와 같이 상기 중공핀(500)의 지지부(520)를 내륜(200) 방향으로 반경 외측으로 연장하여 형성하고, 상기 중공핀을 상기 내륜(200) 측으로부터 삽입한다. 이때 완전히 삽입된 중공핀(500)의 휠허브(100) 측 단부(501)가 상기 휠허브(100)의 단부(102) 보다 안쪽에 위치하도록 중공핀(500)을 형성한다. 그리고 중공핀(500)의 지지부(520)를 R 방향에서 가압한 상태에서 중공핀(500)의 단부(501)를 상기 휠 베어링 내주면과 접하는 부분(S)을 따라 용접함으로써 중공핀(500)을 이용하여 휠베어링에 가해진 예압을 안정적으로 유지할 수 있다. 이렇게 용접하게 되면 용접부위(S)가 휠허브의 단부(102) 바깥으로 돌출되지 않고 휠허브(100)의 내주면에 형성될 수 있으므로 향후 용접부위(S)에 의해 볼트(700) 체결 등이 방해 받지 않는 이점이 있다.
상기 조인트부재(600)는 전륜구동차 등에서 종감속 장치에 연결된 구동 차축에 설치되어 차량의 바퀴에 동력을 전달하는데 사용되는 것으로서, 동력전달시 등속으로 동력을 전달하는 등속조인트(Constant Velocity Joint, CVJ)가 될 수 있다.
상기 조인트부재(600)의 일측 단면에는 상기 내륜(200)의 제1면치(220)에 맞물리는 제2면치(610)가 형성된다. 서로 맞물리는 상기 제1면치(220)와 제2면치(610)에 의하여 조인트부재(600)로부터 내륜(200)으로의 구동력 전달이 보조됨으로써 안정적인 동력 전달을 실현할 수 있다.
상기 볼트(700)는 상기 휠허브(100)의 일측으로부터 상기 중공핀(500)을 관통하여 상기 조인트부재(600)에 결합된다. 이를 위해서 상기 조인트부재(600)의 중앙부에는 상기 볼트(700)가 삽입되어 결합되는 체결홈(620)이 형성된다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 방법의 흐름도이다.
이하에서는 도 2 내지 도 6 및 도 12를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 방법을 설명한다. 다만, 도 12에 도시된 각 단계는 설명의 편의를 위하여 순서를 정한 것으로서 도 12에 도시된 순서에 의하여 특허청구범위가 한정되지는 않는다.
먼저, 휠허브(100)의 반경 외측으로 단차진 단차부(130) 형성한다(S101). 휠허브(100)는 차륜을 장착하기 위한 플랜지(101)가 형성되어 허브볼트(120)와 결합하는 부분으로서 도 2에 도시된 바와 같이 휠허브 일측의 내주면에 반경 외측으로 단차진 단차부(130)를 형성할 수 있다.
상기 내륜(200)에는 상기 휠허브(100)의 단차부(130)로 압입되는 압입부(240)를 축방향으로 돌출되도록 형성한다(S102).
그 다음 상기 휠허브(100)의 내주면에는 제1치형부(110)를 형성하고, 상기 휠허브(100)와 상기 내륜(200)에 삽입되는 중공핀(500)의 외주면에는 제2치형부(510)를 형성하며, 상기 내륜(300)의 내주면에는 제3치형부(210)를 형성한다(S103).
도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1치형부(110)는 원주방향을 따라 상기 휠허브(100)의 내주면에 복수개의 요철을 연속적으로 형성함으로써 형성될 수 있고, 제2치형부(510)는 중공핀(500)의 원주방향을 따라 상기 중공핀(500)의 외주면에 복수개의 요철을 연속적으로 형성함으로써 형성될 수 있으며, 상기 제3치형부(210)는 원주방향을 따라 상기 내륜(200)의 내주면에 복수개의 요철을 연속적으로 형성함으로써 형성될 수 있다.
상기 중공핀(500)의 제2치형부(510)가 상기 제1 및 제3치형부(110, 210)에 동시에 스플라인 결합함으로써 내륜(200)으로부터 전달받은 조인트부재(600)의 구동력을 휠허브(100)로 안정적으로 전달하게 된다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 휠허브(100)의 제1치형부(110)와 상기 내륜(200)의 제3치형부(210)는 각각 별도의 공정을 통해 형성할 수도 있고, 상기 휠허브(100)와 상기 내륜(200)을 맞춘 상태에서 동일한 공정에 의해 제1치형부(110)와 제3치형부(210)를 형성할 수도 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 일측 단면에 방사상의 제1면치(220)를 형성하고, 상기 제1면치(220)에 맞물리는 제2면치(610)를 조인트부재(600)에 형성한다(S104).
그 다음 상기 휠허브(100)의 일측 외주면에 제1 전동체(410)을 배치한다(S105).
도 3에 도시된 바와 같이 제1 전동체(410)는 휠허브(100)의 외주면과 외륜(300)의 일측 내주면 사이에 설치되어 휠허브(100)와 외륜(300)의 상대 회전을 원활하게 한다. 그리고 상기 제1 전동체(410)을 배치하기 전에 제1 씰링부재(411)를 휠허브(100)의 외주면에 먼저 배치할 수 있다. 제1 씰링부재(411) 링(Ring) 형상의 씰(Seal)로 형성될 수 있다. 상기 제1 씰링부재(411)는 전체적으로 링(Ring) 형상을 가진 씰(Seal)로서 먼지나 수분 등의 이물질이 상기 휠허브(100)와 외륜(300) 사이의 공간에 침투하는 것을 방지하고 상기 제1 전동체(410)의 구름 운동을 원활하게 하는 윤활제가 상기 외륜(300)과 상기 휠허브(100) 사이의 공간으로부터 누설되는 것을 방지한다.
그 다음 도 3에 도시된 바와 같이 외륜(300)을 제1 전동체(410) 외주면에 접촉하도록 설치한다(S106).
그 다음 상기 외륜(300)이 설치된 상태에서 제2 전동체(420)을 상기 외륜의 타측 내주면에 접하도록 배치한다(S107).
그 다음 내륜(200)을 상기 휠허브(100)에 압입하여 1차적으로 조립한다(S108).
이때 상기 S101 단계에서 휠허브(100)에 형성된 단차부(130) 내부로 상기 S102 단계에서 형성된 내륜(200)의 압입부(240)가 압입된다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 단차부(130) 내주면의 지름을 상기 압입부(240)의 외주면의 지름보다 약간 작게 형성하여 유압 프레스 등을 이용하여 상기 휠허브(100)에 상기 내륜(200)을 압입시킬 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 휠허브(100)의 단차부(130)에 소정의 걸림턱(미도시)을 형성하고 상기 내륜(200)의 압입부(240) 외주면에 상기 걸림턱에 걸리는 걸림돌기(미도시)를 형성한 후, 상기 휠허브(100)에 내륜(200)을 압입시킬 수도 있다.
상기 내륜(200)이 압입된 상태에서 도 3에 도시된 바와 같이 내륜(200)의 외주면과 외륜(300)의 타측 내주면 사이의 공간에 제2 씰링부재(421)를 배치할 수 있다. 제2 씰링부재(421) 링(Ring) 형상의 씰(Seal)이 될 수 있다.
그 다음 상기 휠허브(100)의 제1치형부(110)와 상기 내륜(200)의 제3치형부(210)에 대응되는 제2치형부(510)가 형성되어 있는 중공핀(500)을 상기 휠허브(100)와 상기 내륜(200)에 함께 삽입하여 조립한다(S109).
도 5 또는 도 6을 참조하면 상술한 바와 같이 상기 중공핀(500)의 일단은 반경 외측으로 절곡되어 지지부(520)를 형성할 수 있고, 상기 중공핀의 타단(500)은 반경 외측으로 절곡하여 밴딩부(530)로 형성할 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 밴딩부(530)는 중공핀(500)이 휠허브(100)와 내륜(200)에 삽입된 상태에서 오비탈 포밍 공정이나 스웨이징 공정 등으로 형성하여 예압을 유지할 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이 중공핀의 일단은 내륜(200)을 향하여 반경 외측으로 절곡된 지지부(520)로 형성하고, 타단은 중공핀(500)을 휠허브(100) 및 내륜(200)에 삽입한 후 상기 지지부(520)를 R 방향으로 가압한 상태에서 휠허브(100)의 내주면과 접하는 부위(S)를 용접하여 휠허브(100)에 결합할 수 있다.
그 다음 상기 내륜(200)의 제1면치(220)에 맞물리도록 제2면치(610)가 형성된 조인트부재(600)를 상기 내륜(200)에 장착한다(S110).
도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1면치(220)와 상기 제2면치(610)로 서로 결합됨으로써 조인트부재(600)의 구동력이 안정적으로 내륜에 전달될 수 있고, 이로 인해 내구성이 향상될 수 있다.
마지막으로 볼트(700)를 상기 중공핀(500)을 관통하여 상기 조인트부재(600)의 체결홈(620)에 결합시킨다(S111).
따라서, 상기와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법에 따르면, 내륜(200)과 상기 조인트부재(600)가 면치에 의해 결합하고, 상기 내륜(200)과 상기 휠허브(100)가 중공핀(500)과 스플라인 결합됨으로써 안정적인 구동력 전달이 가능하고 내구성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 상기 내륜(200)은 상기 휠허브(100)의 일측에 강제 압입되어 설치되기 때문에 내륜(200)의 크립(Creep)이 방지되고 이로 인해 구동력 전달시 소음이 감소될 수 있으며, 볼트(700)로 체결하기 때문에 조립 및 해체가 용이하고 정비성이 향상되는 효과가 있다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조는 휠허브(100)와, 내륜(200)과, 외륜(300)과, 전동체(400)과, 조인트부재(600) 및 볼트(700)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 휠허브(100)는 등속조인트(Constant Velocity Joint, CVJ)와 같은 조인트부재(600)의 구동력을 차륜에 전달하는 역할을 하는 것으로서, 상기 휠허브(100)에는 차륜을 장착하기 위하여 플랜지(flange)(101)와 허브볼트(120) 등이 구비될 수 있다. 플랜지(101)는 도 8에 도시된 바와 같이 휠허브(100)로부터 반경 외측으로 돌출되어 형성되며, 전체적으로 원반 형상으로 형성될 수 있다. 상기 플랜지(101)에는 상기 허브볼트(120)가 압입되기 위한 복수개의 볼트홀이 형성되어 있다. 상기 플랜지(101)에 압입된 복수개의 허브볼트(120)를 통해 차륜이 장착됨으로써 차륜과 휠 허브(100)가 연결된다.
상기 휠허브(100)는 환형(annular shape)으로 형성되며, 그 내주면 중 일부분에는 원주방향을 따라 제1치형부(110)가 형성된다.
도 8에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 외측에는 링형상의 외륜(300)이 배치되고, 상기 휠허브(100) 또는 상기 내륜(200)과 상기 외륜(300) 사이에는 하나 이상의 전동체(400)가 구비될 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전동체(400)는 제1 전동체(410)와 제2 전동체(420)로 구성될 수 있다. 상기 제1전동체(410)는 상기 외륜(300)의 일측 내주면과 휠허브(100)의 외주면 사이에 설치되고, 제2전동체(420)는 상기 외륜(300)의 타측 내주면과 내륜(200)의 외주면 사이에 설치될 수 있다. 상기 제1 전동체(410)와 제2 전동체(420)는 상기 휠허브(100) 또는 상기 내륜(200)과 외륜(300)의 상대 회전을 원활하게 한다.
그리고 상기 플랜지(101) 근처의 휠허브(100)의 외주면과 상기 외륜(300)의 일단부 내주면 사이에는 제1 씰링부재(411)가 설치될 수 있다. 상기 제1 씰링부재(411)는 전체적으로 링(Ring) 형상을 가진 씰(Seal)로서 먼지나 수분 등의 이물질이 상기 휠허브(100)와 외륜(300) 사이의 공간에 침투하는 것을 방지하고 상기 제1 전동체(410)의 구름 운동을 원활하게 하는 윤활제가 상기 외륜(300)과 상기 휠허브(100) 사이의 공간으로부터 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다.
마찬가지로, 상기 내륜(200)의 일단부 외주면과 상기 외륜(300)의 타단부 내주면 사이에는 제2 씰링부재(421)가 설치될 수 있다. 상기 제2 씰링부재(421) 역시 링 형상의 씰(Seal)로서 먼지나 수분 등의 이물질이 상기 내륜(200)과 외륜(300) 사이의 공간에 침투하는 것을 방지하고 상기 제2 전동체(420)의 구름 운동을 원활하게 하는 윤활제가 상기 내륜(200)과 상기 외륜(300) 사이의 공간으로부터 누설되는 것을 방지한다.
제1실시예와 달리 제2실시예에서는 상기 내륜(200)이 상기 휠허브(100)의 일측에 압입되는 것이 아니라 상기 휠허브(100)의 내주면을 관통하여 압입되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 내륜은 일부분이 휠허브(100)의 중공을 관통할 수 있도록 형성된다.
상기 휠허브(100)를 관통하는 내륜(200) 중 일부는 압입부(240)로서 휠허브(100)에 내주면에 압입되고, 상기 휠허브(100)를 관통하는 내륜(200)의 부분 중 상기 압입부(240)를 제외한 나머지 부분은 제2치형부(230)로 형성하여 상기 휠허브(100)의 제1치형부(110)와 스플라인 결합된다.
내륜(200)을 휠허브(100)에 압입하기 위하여, 상기 휠허브(100)의 내주면의 지름을 상기 압입부(240)의 외주면이 지름보다 약간 작게 형성하여 유압 프레스 등을 이용하여 상기 휠허브(100)에 상기 내륜(200)을 압입시킬 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 휠허브(100)의 내주면에 소정의 걸림턱(미도시)을 형성하고 상기 압입부(240) 외주면에는 상기 걸림턱에 걸리는 걸림돌기(미도시)를 형성한 후, 상기 휠허브(100)에 내륜(200)을 압입시킬 수도 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이 휠허브(100)를 관통하는 내륜(200)의 부분 중 상기 플랜지(101)에 가까운 부분을 제2치형부(230)로 형성하고, 상기 외륜(300)에 가까운 부분을 압입부(240)로 형성할 수 있다. 이 경우 상기 휠허브(100)는 상기 플랜지(101)에 가까운 내주면에 상기 제2치형부(230)와 스플라인 결합되는 제1치형부(110)가 형성된다.
하나 또는 다수의 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이 도 8과 반대로 휠허브(100)를 관통하는 내륜(200)의 부분 중 상기 플랜지(101)에 가까운 부분을 압입부(240)로 형성하고, 휠허브(100)를 관통하는 내륜(200)의 부분 중 상기 외륜(300)에 가까운 부분을 제2치형부(230)로 형성할 수 있다. 이 경우 상기 휠허브(100)는 상기 외륜(300)에 가까운 내주면에 상기 제2치형부(230)와 스플라인 결합되는 제1치형부(110)가 형성된다.
따라서, 제2실시예에 따르면 따르면 제1실시예와 달리 중공핀(500)을 별도로 구비할 필요가 없으며, 상기 내륜(200)이 제1실시예의 중공핀(500)의 역할을 한다.
상술한 바와 같이 상기 내륜(200)은 상기 휠허브(100)를 관통하는 부분 중 일부는 압입부(240)로 형성되고 일부는 제2치형부(230)로 형성된다. 그런데 이 경우 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 제2치형부(230)와 압입부(240)의 지름 차이로 인하여 상기 내륜(200)의 외주면과 휠허브(100)의 내주면에는 계단형으로 단차가 발생될 수 있다. 이러한 단차로 인하여, 휠허브(100)에 내륜(200)이 압입되는 과정에서 상기 내륜(200)과 상기 휠허브(100)가 접하는 모서리 부분들(P5~P8)이 서로 마모되어 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 단차가 발생되는 부분에서 상기 압입부(240) 또는 제2치형부(230)의 외주면의 모서리 부분(P5, P6)들을 굴곡지게 형성할 수 있고, 마찬가지로 상기 휠허브(100)의 내주면 모서리 부분들(P7, P8)도 굴곡지게 형성할 수 있다. 상기 모서리 부분들(P5~P8)을 굴곡지게 형성함으로써, 압입 과정에서 사이의 마모에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있다.
한편, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 상긴 내륜(200)의 일측 단면에는 방사상의 제1면치(220)를 형성하고, 상기 조인트부재(600)는 상기 제1면치(220)에 맞물리는 제2면치(610)를 갖도록 형성할 수 있다. 서로 맞물리는 상기 제1면치(220)와 제2면치(610)에 의하여 조인트부재(600)로부터 내륜(200)으로의 구동력 전달이 보조됨으로써 안정적인 동력 전달을 실현할 수 있다.
그리고, 상기 내륜(200)의 외주면과 상기 휠허브(100) 내주면이 접촉으로 형성되는 경계 부분을 용접하여 상기 휠베어링에 가해진 예압을 유지할 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 도 11에 도시된 바와 같이 상기 휠허브(100)를 상기 C 방향으로 가압하면서 상기 휠허브(100)와 상기 내륜(200)이 만나는 경계 부부분(D)을 원주를 따라 용접함으로써 휠허브(100)에 가해진 예압을 유지할 수 있다. 그리고 상기 볼트(700)는 상기 휠허브(100)와 내륜(200)을 관통하여 상기 조인트부재(600)의 체결홈(620)에 결합됨으로써 상기 휠허브(100)와 내륜(200) 및 상기 조인트부재(600)를 더욱 견고하게 결합시킨다.
도 8에 도시된 바와 같이 상기 볼트(700)은 헤드(710)의 반경이 상기 휠허브(100)의 중공 보다 크게 형성하여 상기 휠허브(100)의 단부(102)에 의해 지지되도록 형성한다.
도 13는 본 발명의 제2실시예에 따른 휠 베어링 체결 방법의 흐름도이다.
이하에서는 도 8 내지 도 11 및 도 13를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 휠 베어링 체결 방법을 설명한다. 다만, 도 13에 도시된 각 단계는 설명의 편의를 위하여 순서를 정한 것으로서 도 13에 도시된 순서에 의하여 특허청구범위가 한정되지는 않는다.
먼저, 휠허브(100) 내경면의 일부분에 스플라인 결합을 위한 제1치형부(110)를 형성한다(S201).
상기 내륜(200)은 휠허브(100)의 내주면을 관통하도록 형성하되 상기 내륜(200)의 외주면의 일부를 상기 휠허브(100)의 제1치형부(110)와 스플라인 결합되는 제2치형부(230)로 형성한다(S202).
도 8에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 일부분은 상기 휠허브(100)의 중공을 관통하도록 형성되며, 관통하는 부분의 외주면 중 일부분이 제2치형부(230)로 형성되어 상기 휠허브(100)의 제1치형부(110)와 스플라인 결합된다.
그리고 상기 휠허브(100)를 관통하는 상기 내륜(200)의 외주면 중 상기 제2치형부(230) 이외의 부분은 압입부(240)로 형성한다(S203).
도 8은 내륜(200)의 제2치형부(230)가 플랜지(101) 측에 형성되어 있고, 압입부(240)가 외륜(300) 측에 형성되어 있는 예를 도시하고 있고, 도 9은 도 8과 반대로 내륜(200)의 압입부(240)가 플랜지(101) 측에 형성되어 있고, 제2치형부(230)가 외륜(300) 측에 형성되어 있는 예를 도시하고 있다.
한편, 상기 내륜(200)의 일측 단면에 방사상의 제1면치(220)를 형성하고, 상기 제1면치(220)에 맞물리는 제2면치(610)를 조인트부재(600)에 형성한다(S204).
도 9 또는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 일측 단면의 원주를 따라 제1면치(220)를 형성한다. 한편, 상기 조인트부재(600)의 상기 내륜(200)의 일측 단면과 접촉하는 면에는 상기 제1면치(220)에 맞물리는 제2면치(610)를 형성한다.
그 다음 상기 휠허브(100)의 외주면에 제1 전동체(410)를 배치한다(S205).
도 8에 도시된 바와 같이 제1 전동체(410)는 휠허브(100)의 외주면과 외륜(300)의 일측 내주면 사이에 설치되어 상대 회전을 원활하게 한다. 그리고 상기 제1 전동체(410)을 배치하기 전에 제1 씰링부재(411)를 휠허브(100)의 외주면과 외륜(300)의 일측 내주면 사이에 먼저 배치할 수 있다. 제1 씰링부재(411) 링(Ring) 형상의 씰(Seal)로 형성될 수 있다.
그 다음 도 8에 도시된 바와 같이 외륜을 제1 전동체(410) 외주면에 접촉하도록 설치한다(S206).
그 다음 상기 외륜이 설치된 상태에서 제2 전동체(420)을 상기 외륜의 타측 내주면에 접하도록 배치한다(S207).
그 다음 내륜(200)을 휠허브(100)에 압입하여 설치한다(S208).
이때 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 내륜(200)의 제2치형부(230)는 상기 휠허브(100)의 제1치형부(110)와 치합되고, 상기 내륜(200)의 압입부(240)는 상기 휠허브(100)의 내주면에 압입되어 결합된다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 휠허브(100)의 내주면의 지름을 상기 압입부(240)의 외주면의 지름보다 약간 작게 형성하고, 유압 프레스 등을 이용하여 상기 휠허브(100)에 상기 내륜(200)을 압입시킬 수 있다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 휠허브(100)의 내주면에 소정의 걸림턱(미도시)을 형성하고 상기 내륜(200)의 압입부(240) 외주면에 상기 걸림턱에 걸리는 걸림돌기(미도시)를 형성한 후, 상기 휠허브(100)에 내륜(200)을 압입시킬 수도 있다.
상기 내륜(200)이 압입된 상태에서 도 8에 도시된 바와 같이 외륜(300)의 타측 내주면과 부분의 내륜(200)의 외주면 사이의 공간에 제2 씰링부재(421)를 배치할 수 있다. 제2 씰링부재(421) 링(Ring) 형상의 씰(Seal)이 될 수 있다.
그 다음 상기 휠허브(100)를 상기 내륜(200)에 가압한 상태에서 상기 상기 내륜(200)의 타측 외주면과 상기 휠허브(100) 내주면이 접촉되는 경계 부분을 외부에서 용접할 수 있다(S209).
도 11에 도시된 바와 같이 같이 상기 휠허브(100)를 상기 C 방향으로 가압하면서 상기 휠허브(100)와 상기 내륜(200)이 만나는 경계 부분(D)을 원주를 따라 용접함으로써 휠허브(100)에 가해진 예압을 유지한다.
그 다음 상기 내륜(200)의 제1면치(220)에 맞물리는 제2면치(610)가 형성된 조인트부재(600)를 상기 내륜(200)에 장착한다(S210).
도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 서로 맞물리는 상기 제1면치(220)와 제2면치(610)에 의하여 조인트부재(600)로부터 내륜(200)으로의 구동력 전달이 보조됨으로써 안정적인 동력 전달을 실현할 수 있으며, 이에 따라 구동력 전달시 소음도 감소될 수 있다.
마지막으로 볼트(700)를 상기 내륜(300)의 중공을 관통하여 상기 조인트부재(600)의 체결홈(620)에 결합시킨다(S211).
도 8에 도시된 바와 같이 상기 조인트부재와 상기 내륜(200)이 결합된 상태에서 상기 내륜(300)의 중공을 상기 조인트부재의 체결홈(620)에 체결함으로써 휠허브(100)와 내륜(200) 및 조인트부재를 보다 견고하게 결합시키게 된다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 휠 베어링 체결 구조 및 체결 방법에 의하면 구동력이 조인트부재(600)와 내륜(200)의 제1, 제2면치(220, 610)에 의해 전달되고, 이는 다시 제1, 제2치형부(110, 230)를 통해 내륜(200)으로부터 휠허브(100)까지 전달되므로 구동력이 안정적으로 전달될 수 있다. 그리고 상기 내륜(200)은 압입부(240) 및 용접 등에 의해 상기 휠베어링에 가해진 예압이 유지되면서 가하면서 설치되므로 구동력이 더욱더 안정적으로 전달될 수 있으며, 구동력 전달시 소음도 감소될 수 있다.
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.

Claims (22)

  1. 휠 베어링 체결 구조에 있어서,
    차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 휠허브;
    상기 휠허브의 일측에 압입되어 설치되는 중공의 내륜;
    상기 휠허브와 상기 내륜의 외측에 배치되는 링형상의 외륜;
    상기 휠허브 또는 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 구비되는 하나 이상의 전동체; 및
    상기 휠허브 내주면과 상기 내륜의 내주면에 스플라인으로 결합되는 중공핀;을 포함하는 휠 베어링 체결 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휠허브의 내주면에는 제1치형부가 형성되고, 상기 중공핀의 외주면에는 제2치형부가 형성되며, 상기 내륜의 내주면에는 제3치형부가 형성되되,
    상기 제2치형부는 상기 제1치형부와 제3치형부에 동시에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서,
    상기 내륜의 일측 단면에는 방사상의 제1면치가 형성되고,
    상기 제1면치에 맞물리는 제2면치가 형성되어 있는 조인트부재; 및
    상기 중공핀을 관통하여 상기 조인트부재와 상기 휠허브를 결합시키는 볼트;를 더 포함하는 휠 베어링 체결 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 중공핀의 일단은 반경 외측으로 절곡되어 지지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중공핀의 타단은 반경 외측으로 절곡되어 밴딩부를 형성하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밴딩부는 오비탈 포밍(Orbital Forming) 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  7. 제1항 내지 제6항에 있어서,
    상기 휠허브의 일측은 그 내주면이 반경 외측으로 단차진 단차부로 형성되고, 상기 내륜은 상기 단차부 내부로 압입되도록 축방향으로 돌출된 압입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단차부의 내주면의 지름은 상기 압입부의 외주면의 지름 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  9. 휠 베어링 체결 구조에 있어서,
    차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 휠허브;
    상기 휠허브의 내주면을 관통하여 압입되는 중공의 내륜;
    상기 휠허브와 상기 내륜의 외측에 배치되는 링형상의 외륜; 및
    상기 휠허브 또는 내륜과 상기 외륜 사이에 구비되는 하나 이상의 전동체;를 포함하고, 상기 휠허브를 관통하는 상기 내륜의 일부분은 상기 휠허브의 내주면과 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내륜의 일측 단면에는 방사상의 제1면치가 형성되고,
    상기 제1면치에 맞물리는 제2면치가 형성되어 있는 조인트부재; 및
    상기 중공핀을 관통하여 상기 조인트부재와 상기 휠허브를 결합시키는 볼트;를 더 포함하는 휠 베어링 체결 구조.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 휠허브의 내주면에는 제1치형부가 형성되고, 상기 내륜의 일부분에는 상기 제1치형부와 스플라인 결합되는 제2치형부가 형성되며, 상기 내륜의 상기 제2치형부 외의 부분에는 상기 휠허브 내부에 압입되도록 축방향으로 돌출된 압입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 구조.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 내륜의 외주면과 상기 휠허브 내주면이 접촉되는 경계 부분을 용접하여 상기 휠허브에 가해진 예압이 유지되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결구조.
  13. 휠 베어링 체결 방법에 있어서,
    차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 중공의 휠허브의 일측 내주면에 반경 외측으로 단차진 단차부를 형성하는 단계;
    상기 단차부 내부로 압입되도록 축방향으로 돌출된 압입부를 내륜에 형성하는 단계;
    상기 휠허브의 내주면에 제1치형부를 형성하고, 상기 휠허브와 상기 내륜에 삽입되는 중공핀의 외주면에 제2치형부를 형성하며, 상기 내륜의 내주면에 제3치형부를 형성하는 단계;
    상기 압입부를 상기 단차부 내부로 압입하여 상기 내륜을 상기 휠허브에 결합하는 단계; 및
    상기 제2치형부가 상기 제1치형부와 상기 제3치형부에 동시에 스플라인 결합되도록 상기 중공핀을 상기 휠허브와 상기 내륜에 삽입하는 단계;를 포함하는 휠 베어링 체결 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 내륜의 일측 단면에 방사상의 제1면치를 형성하고, 상기 제1면치에 맞물리는 제2면치를 조인트부재에 형성하는 단계;
    상기 제1면치와 상기 제2면치가 결합되도록 상기 조인트부재를 상기 내륜에 장착하는 단계; 및
    볼트를 상기 중공핀을 관통하여 상기 조인트부재의 체결홈에 결합시키는 단계;를 더 포함하는 휠 베어링 체결 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 휠허브의 외주면에 제1 전동체를 배치하는 단계;
    상기 제1전동체의 외주면과 접촉되도록 외륜을 설치하는 단계; 및
    상기 외륜의 내주면과 접촉되도록 제2 전동체를 배치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 방법.
  16. 제13항 내지 제15항에 있어서,
    상기 중공핀의 일단은 반경 외측으로 절곡되어 지지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 중공핀의 타단은 반경 외측으로 절곡되어 밴딩부를 형성하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 방법.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 단차부의 내주면의 지름은 상기 압입부의 외주면의 지름 보다 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 방법.
  19. 휠 베어링 체결 방법에 있어서,
    차륜에 장착하기 위한 플랜지가 형성되어 있는 중공의 휠허브 내주면의 일부분에 제1치형부를 형성하는 단계;
    상기 휠허브를 관통하도록 내륜을 형성하되 상기 내륜의 일부분에 상기 제1치형부와 스플라인 결합하는 제2치형부를 형성하는 단계;
    상기 휠허브의 내부에 압입되도록 상기 내륜의 일부분에 축방향으로 돌출된 압입부를 형성하는 단계; 및
    상기 압입부를 상기 휠허브에 압입하고 상기 제1치형부와 상기 제2치형부를 스플라인 결합하여 상기 내륜과 상기 휠허브를 조립하는 단계;를 포함하는 휠 베어링 체결 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 내륜의 일측 단면에 방사상의 제1면치를 형성하고, 상기 제1면치에 맞물리는 제2면치를 조인트부재에 형성하는 단계;
    상기 제1면치와 상기 제2면치가 결합되도록 상기 조인트부재를 상기 내륜에 장착하는 단계; 및
    볼트를 상기 내륜의 중공을 관통하여 상기 조인트부재의 체결홈에 결합시키는 단계;를 더 포함하는 휠 베어링 체결 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 휠허브의 외주면에 제1 전동체를 배치하는 단계;
    상기 제1전동체의 외주면과 접촉되도록 외륜을 설치하는 단계; 및
    상기 외륜의 내주면과 접촉되도록 제2 전동체를 배치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 방법.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 휠허브를 상기 내륜에 가압한 상태에서 상기 상기 내륜의 외주면과 상기 휠허브의 내주면이 접촉되는 경계 부분을 용접하여 상기 휠허브에 가해진 예압을 유지시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링 체결 방법.
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