WO2018066794A1 - 너클 및 휠 베어링 조립체 - Google Patents

너클 및 휠 베어링 조립체 Download PDF

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WO2018066794A1
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knuckle
wheel bearing
assembly
wheel
cylindrical portion
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PCT/KR2017/008109
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Inventor
송재명
금동호
이병용
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주식회사 일진글로벌
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    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067—Fixing them in a housing
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/12—Torque-transmitting axles
    • B60B35/18—Arrangement of bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Definitions

  • the present invention relates to knuckle and wheel bearing assemblies, and more particularly to knuckle and wheel bearing assemblies in which the outer rings of the knuckle and wheel bearing are assembled.
  • Wheel bearings generally used in vehicles serve to mount the wheels on the vehicle body so that the wheels of the vehicle can rotate smoothly without generating friction loss as much as possible.
  • the wheel bearing includes a wheel hub that is integrally rotated to the wheel, an inner ring that is integrally coupled to the wheel hub, an outer ring that supports the wheel hub and the inner ring in an axial direction, between the outer ring and the wheel hub, and between the outer ring And a rolling element disposed between the inner ring and the inner ring so as to smooth the relative rotation.
  • a driving wheel bearing assembly in which a constant velocity joint is fastened to a wheel bearing which is an example of a driving member that receives rotational power of the engine, transmits power of the engine to the wheel through the constant velocity joint and the wheel bearing.
  • the outer ring of the conventional wheel bearing is fastened to the knuckle and supported by the knuckle.
  • the fastening flange and the knuckle formed on the outer ring are fastened with a plurality of fastening bolts to prevent axial separation between the outer ring and the knuckle, or the snap ring is fastened to the outer ring while the outer ring is pressed into the knuckle. Prevents knuckle axial separation.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, the present invention, it is possible to manually tighten the outer ring and the knuckle, can reliably prevent the axial separation of the outer ring and the knuckle, assembly productivity and maintainability This provides a knuckle and wheel bearing assembly that can be improved.
  • a knuckle and wheel bearing assembly includes a wheel bearing that is integrally rotated with a wheel and a knuckle that supports the wheel bearing.
  • the knuckle and wheel bearing assembly includes a first assembly groove formed in the inner circumferential surface of the knuckle, and a second assembly groove formed in the outer ring of the wheel bearing to form an insertion hole in combination with the first assembly groove.
  • An assembly bolt is inserted into the insertion hole to fasten the knuckle and the wheel bearing to each other, and an inner diameter of the insertion hole is larger than an outer diameter of the assembly bolt.
  • a predetermined gap is formed between an outer circumferential surface of the assembly bolt and an inner circumferential surface of the insertion hole, and when a load is loaded, the assembly bolt is deflected in a direction opposite to the direction in which the load is applied in the insertion hole.
  • the outer ring includes a cylindrical portion having both sides opposed to each other in the axial direction is opened, the second assembly groove is recessed in an arc shape toward the outer peripheral surface of the cylindrical portion in a radially inward direction, the circumferential direction It is formed continuously.
  • the wheel bearing may include a wheel hub that is integrally rotated with the wheel, an inner ring that is fitted to the wheel hub and is integrally rotatably coupled to the wheel hub, and the wheel hub and the inner ring of the wheel hub. And a rolling element disposed between the outer ring and the wheel hub located radially outward and between the outer ring and the inner ring.
  • the outer ring is provided with a forced indentation, and the forced indentation is forcibly pressed into the inner circumferential surface of the knuckle including a cylindrical portion having an inner circumferential surface.
  • the forced indentation may be disposed on both sides of the outer side of the cylindrical assembly of the outer ring in the axial direction, or in the axial direction, or in the axial direction and the outer axial direction relative to the second assembly groove.
  • the wheel hub includes a cylindrical portion
  • the inner ring includes a stepped indentation that is forcibly pressed into a stepped portion formed in the wheel hub.
  • the wheel hub has an orbital forming portion formed in the axial direction from the axially inner end surface of the step portion corresponding to the inner ring.
  • the knuckle includes a cylindrical portion and a knuckle arm extending radially outward from the cylindrical portion.
  • the first assembling groove is recessed in an arc shape toward the outer circumferential surface of the cylindrical portion of the knuckle in a radial direction outwardly and is formed continuously in the circumferential direction.
  • an assembly boss is formed on the outer circumferential surface of the cylindrical portion of the knuckle to protrude radially outward, and an assembly hole is formed in the assembly boss to communicate with the first assembly groove.
  • the end of the assembly bolt is formed with a coupling means for fixing the assembly bolt.
  • the coupling means is formed of a screw.
  • the center of the insertion hole is formed to be deflected toward the knuckle side disposed radially outward of the wheel bearing.
  • the depth of the first assembly groove is deeper than the depth of the second assembly groove.
  • the distance from the center of the insertion hole to the outer peripheral surface of the outer ring is set to about 1mm.
  • the operator can manually engage the outer ring and the knuckle, thereby improving workability and reliably prevent the axial separation of the outer ring and the knuckle. .
  • the manufacturing tolerance can be absorbed, and the assembly productivity, maintainability, and maintainability can be improved.
  • the preload adjustment of the wheel bearing can be made easy and convenient.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a knuckle and wheel bearing assembly in accordance with one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the outer ring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing that the knuckle and the wheel bearing are fastened with assembly bolts according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing that the assembly bolt is fastened to the knuckle according to an embodiment of the present invention.
  • unit means ", “part”, “ member”
  • Axial direction as described herein means the direction along the axis of rotation of the wheel bearing.
  • Axial outward means the direction toward the wheel coupled to the wheel bearing along the axis of rotation, and
  • axially inward means the opposite direction of the axial outward.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a knuckle and wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of an outer ring according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 4 is a perspective view showing that the knuckle and the wheel bearing are fastened by the assembly bolt according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing that the assembly bolt is fastened to the knuckle according to an embodiment of the present invention.
  • a knuckle and wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention includes a knuckle for supporting the wheel bearing 10 and the wheel bearing 10 by inserting the wheel bearing 10 in the axial direction of the rotation shaft R. 100).
  • the wheel bearing 10 may include a wheel hub 20, an inner ring 30, an outer ring 40, and a rolling element 50.
  • the wheel hub 20 is engaged with the wheel to rotate integrally with the wheel to rotatably support the wheel (not shown).
  • the wheel hub 20 is formed to be integrally extended from the cylindrical portion 22 to the outer side in the radial direction from the cylindrical portion 22 with both sides facing each other along the axial direction, and rotated integrally with the wheel. It may include a flange 24.
  • the inner ring 30 is axially fitted to the outer circumferential surface of the wheel hub 20 in the radially outward direction to be integrally rotated with the wheel hub 20.
  • the inner ring 30 may include a cylindrical portion 32 having both sides facing each other along the axial direction and having an outer circumferential surface.
  • the inner ring 30 may include a stepped indentation part 34 that is forcibly pressed into the stepped portion 26 formed on the outer circumferential surface of the cylindrical portion 22 of the wheel hub 20 on its inner circumferential surface.
  • the stepped press-in portion 34 of the inner ring 30 is formed by the stepped portion 26. It is pressed into the outer circumferential surface.
  • an orbital forming part 28 may be formed in the axial direction from the inner end surface of the step portion 26 corresponding to the inner ring 30.
  • the orbital forming portion 28 is formed to surround a portion of the cylindrical portion 32 of the inner ring 30 and the cylindrical portion 22 of the wheel hub 20, the axial direction of the inner ring 30 and the wheel hub 20 To prevent separation and impart a stable preload to the wheel bearing 10.
  • Wheel hub track surfaces and inner ring track surfaces are formed on a portion of the outer circumferential surface of the cylindrical portion 22 of the wheel hub 20 and a portion of the outer circumferential surface of the cylindrical portion 32 of the inner ring 30, respectively. Accordingly, the rolling element 50 may be mounted on the wheel hub track surface and the inner ring track surface, respectively, to be rotatably supported.
  • the outer ring 40 is located in the radially outer side of the wheel hub 20 and the inner ring 30, so as to rotate the wheel hub 20 and the inner ring 30 via the rolling element 50. I support it. This outer ring 40 will be described in more detail below.
  • the rolling element 50 is formed between the outer ring 40 and the wheel hub 20 and between the outer ring 40 and the inner ring 30 such that the wheel hub 20 and the inner ring 30 can rotate relative to the outer ring 40. It is arranged in the bearing space 60 formed between.
  • the rolling element 50 is a ball-shaped rolling element, the plurality of rolling elements 50 are arranged to form a plurality of rows in the circumferential direction, and are spaced apart from each other in the axial direction.
  • the shape and arrangement of the rolling element is not limited thereto, and a rolling element having a heat insulation may be used, and a rolling element having a shape other than a ball may be used.
  • the knuckle 100 may include a cylindrical portion 102 and a knuckle arm 104 extending radially outward from the cylindrical portion 102.
  • the first assembly groove 106 is formed on the inner circumferential surface of the knuckle 100.
  • the first assembly groove 106 may be formed in an arcuate shape in the inner circumferential surface of the cylindrical portion 102 of the knuckle 100, it may be formed continuously in the circumferential direction.
  • the first assembly groove 106 may be positioned in a direction perpendicular to the rotation axis (R).
  • the outer ring 40 may include a cylindrical portion 42 having both sides facing each other in the axial direction, and the cylindrical portion 42 may be pressed into the cylindrical portion 102 of the knuckle 100 so that the outer ring 40 may be pressed. It may be fixed and mounted to the knuckle 100.
  • the predetermined bearing space 60 is provided between the outer circumferential surface of the cylindrical portion 22 and between the inner circumferential surface of the cylindrical portion 42 of the outer ring 40 and the outer circumferential surface of the cylindrical portion 32 of the inner ring 30. Is formed.
  • the assembly of the wheel hub 20 and the inner ring 30 can be supported relative to the outer ring 40 so as to be rotatable relative to the outer ring (40).
  • an assembly boss 109 protruding radially outward may be integrally formed with the cylindrical portion 102 on the outer circumferential surface of the cylindrical portion 102 of the knuckle 100.
  • An assembly hole 109a penetrating the assembly boss 109 may be formed in the assembly boss 109 of the knuckle 100, and the assembly hole 109a may be in communication with the first assembly groove 106. 4 and 5, the assembly hole 109a may extend the assembly boss 109 through the inner circumferential surface of the cylindrical portion 102 in an orientation perpendicular to the rotation axis, and the inner circumferential surface of the cylindrical portion 102. A portion of the assembling hole 109a positioned in the may form the first assembling groove 106.
  • one assembly boss 109 is formed in the knuckle 100, and one assembly bolt 110 is also used, but the number of the assembly boss and the assembly bolt is not limited thereto.
  • Two or more assembly bosses 109 may be formed in the knuckle 100, and two or more assembly bolts 110 may be used.
  • the outer ring 40 is provided with a second assembly groove 44 to be joined with the first assembly groove 106 to form the insertion hole 80.
  • the second assembly groove 44 may be recessed in a semicircular shape or an arc shape in a radially inward direction on the outer circumferential surface of the cylindrical portion 42 of the outer ring 40, and may be continuously formed in the circumferential direction.
  • the second assembly groove 44 may be positioned in a direction perpendicular to the rotation axis R.
  • the insertion hole 80 may be formed between the inner circumferential surface of the cylindrical portion 102 of the knuckle 100 and the outer circumferential surface of the cylindrical portion 42 of the outer ring 40.
  • the cross-sectional shape of the insertion hole 80 may be circular to correspond to the cross-sectional shape of the assembly bolt 110.
  • the cross-sectional shape of the first assembly groove 106 and the cross-sectional shape of the second assembly groove 44 may have complementary shapes such that they form a cross-sectional shape of the insertion hole 80.
  • the first assembling groove 106 and the second assembling groove 44 are aligned with each other in an orientation perpendicular to the axis of rotation.
  • the cross-sectional shape of the first assembling groove 106 and the cross-sectional shape of the second assembling groove 44 are matched in shape to form the insertion hole 80.
  • the assembly bolt is inserted into the insertion hole 80 formed by joining the first assembly groove 106 and the second assembly groove 44 in a state in which the outer ring 40 is pressed into the cylindrical portion 102 of the knuckle 100.
  • the knuckle 100 and the wheel bearing 10 are fastened to each other.
  • the assembling bolt 110 is formed. It is inserted between the outer ring 40 and the knuckle 100 to fasten the knuckle 100 and the wheel bearing 10 to each other.
  • the insertion hole 80 may have an inner diameter D1 larger than an outer diameter D2 of the assembly bolt 110 (that is, D1> D2 in FIG. 3).
  • the outer circumferential surface of the assembly bolt 110 and the inner circumferential surface of the insertion hole 80 may form a predetermined gap G between the outer circumferential surface of the assembly bolt 110 and the inner circumferential surface of the insertion hole 80.
  • the operator when assembling the knuckle 100 and the wheel bearing 10 through the assembly bolt 110, the operator is assembled bolt 110 without a separate dedicated tool or device conventionally used to press the assembly bolt 110. Can be smoothly inserted into the insertion hole 80, the workability is improved.
  • the assembly bolt 110 may be deflected in a direction opposite to the direction in which the load is applied in the insertion hole 80 when the load is loaded after the assembly of the knuckle 100 and the wheel bearing 10 is completed.
  • the center C of the insertion hole 80 may be formed to be biased toward the knuckle 100 side which is disposed radially outward of the wheel bearing 10.
  • first assembly groove 106 and the second assembly groove 44 may be formed so that the depth of the first assembly groove 106 is deeper than the depth of the second assembly groove 44.
  • the first assembly groove 106 is formed in a circular arc shape that is recessed closer to the garden than the semicircle toward the radially outward on the inner circumferential surface of the cylindrical portion 102 of the knuckle 100.
  • the second assembling groove 44 is formed in the shape of an arc that is recessed less concave than a semicircle in the radially inward direction on the outer circumferential surface of the cylindrical portion 42 of the outer ring 40.
  • the distance D3 from the center C of the insertion hole 80 to the outer circumferential surface of the outer ring 40 may be set to about 1 mm.
  • the outer ring 40 may be provided with a forced indentation 46 forcibly pressed into the inner circumferential surface of the cylindrical portion 102 of the knuckle 100.
  • the outer circumferential diameter of the forced indentation portion 46 in the axial direction inner side and the axial direction outer side is the same with respect to the second assembly groove 44 so that the forced indentation portion 46 can be forced in the inner circumferential surface of the knuckle 100.
  • the forced press portion 46 is formed.
  • the forced indentation portion 46 is the cylindrical portion 42 of the outer ring 40, the axial outer side, or axial inner side, or both sides of the axial inner side and the axial outer side with respect to the second assembling groove 44. Can be placed in.
  • the forced indentation portion 46 is disposed on both sides of the inner side in the axial direction and the outer side in the axial direction with respect to the second assembling groove 44 in the cylindrical portion 42 of the outer ring 40.
  • the coupling means 110a for fixing the assembly bolt 110 may be formed at the end of the assembly bolt 110.
  • Coupling means (110a) may be formed of a screw.
  • the assembling bolt 110 connects the assembling hole 109a of the assembling boss 109 with the first assembling groove 106 and the second assembling groove 44, which are joined to each other to form the insertion hole 80. After passing it may be screwed into a portion of the knuckle 100 located opposite the assembly boss 109.
  • the coupling means may be configured in various ways, such as forced press for fixing the assembly bolt 110 in addition to the screw fastening method.
  • the operator can manually engage the outer ring 40 and the knuckle 100, the outer ring 40 of the knuckle 100 It is possible to reliably prevent separation in the axial direction.
  • the preload adjustment of the wheel bearing 10 can be made easy and convenient.
  • outer ring 40 does not need to form a separate flange for fastening the outer ring 40 and the knuckle 100, weight and cost can be reduced.

Abstract

너클 및 휠 베어링 조립체가 개시된다. 너클 및 휠 베어링 조립체는, 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 베어링과, 휠 베어링을 끼워서 지지하는 너클을 가진다. 너클의 내주면에 제1 조립홈이 형성되고, 제1 조립홈과 형합되어 삽입홀을 형성하도록 휠 베어링의 외륜에 제2 조립홈이 형성된다. 삽입홀에 조립 볼트가 삽입되어 너클과 휠 베어링을 상호 체결시킨다. 삽입홀의 내경이 조립 볼트의 외경보다 크다.

Description

너클 및 휠 베어링 조립체
본 발명은 너클 및 휠 베어링 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 너클과 휠 베어링의 외륜이 조립되는 너클 및 휠 베어링 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 사용되고 있는 휠 베어링은, 차량의 차륜이 가능한 한 마찰손실을 발생시키지 않고 원활한 회전을 할 수 있도록 차체에 차륜을 장착하는 역할을 한다.
휠 베어링은, 차륜에 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브와, 휠 허브에 일체로 회전되게 결합되는 내륜과, 휠 허브와 내륜을 축 방향으로 끼워서 지지하는 외륜과, 외륜과 휠 허브의 사이 및 외륜과 내륜의 사이에 배치되어 상대 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 전동체를 포함한다.
엔진의 회전 동력을 전달받는 구동부재의 일 예인 등속 조인트가 휠 베어링에 체결되는 구동 휠 베어링 조립체는 엔진의 동력을 등속 조인트와 휠 베어링을 통해 차륜에 전달한다.
종래의 휠 베어링의 외륜은 너클에 체결되어 너클에 의해 지지된다. 외륜과 너클의 체결 방식으로서, 외륜에 형성된 체결 플랜지 및 너클을 다수 개의 체결볼트로 체결하여 외륜과 너클의 축 방향 분리를 방지하거나, 외륜이 너클에 압입된 상태에서 스냅링이 외륜에 체결되어 외륜과 너클의 축 방향 분리를 방지한다.
그러나 전술한 종래의 휠 베어링 조립체의 구조에서 너클과 휠 베어링 사이의 체결 조립성 및 분리 작업성을 향상시킬 필요가 있고, 전체적인 중량을 저감시킬 필요가 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명은, 외륜과 너클의 체결을 수작업으로 가능하게 하고, 외륜과 너클의 축 방향 분리를 확실하게 방지할 수 있으며, 조립 생산성 및 정비성이 향상될 수 있는, 너클 및 휠 베어링 조립체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 너클 및 휠 베어링 조립체는, 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 베어링과, 상기 휠 베어링을 끼워서 지지하는 너클을 포함한다. 상기 너클 및 휠 베어링 조립체는, 상기 너클의 내주면에 형성되는 제1 조립홈과, 상기 제1 조립홈과 형합되어 삽입홀을 형성하도록 상기 휠 베어링의 외륜에 형성되는 제2 조립홈을 포함한다. 상기 삽입홀에 조립 볼트가 삽입되어 상기 너클과 상기 휠 베어링이 상호 체결되며, 상기 삽입홀의 내경이 상기 조립 볼트의 외경보다 크다.
일 실시예에 있어서, 상기 조립 볼트의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면의 사이에 일정 갭이 형성되며, 하중이 부하될 경우, 상기 조립 볼트는 상기 삽입홀에서 하중이 가해지는 방향과 반대방향으로 편향된다.
일 실시예에 있어서, 상기 외륜은 축 방향으로 서로 대향하는 양측면이 개구된 원통부를 포함하고, 상기 제2 조립홈은 상기 원통부의 외주면에 반경 방향 내측을 향하여 원호 형상으로 오목하게 파여지고, 원주 방향으로 연속되게 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 휠 베어링은, 상기 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브와, 상기 휠 허브에 끼워져서 상기 휠 허브에 일체로 회전되게 결합되는 내륜과, 상기 휠 허브와 상기 내륜의 반경 방향 외측에 위치되는 외륜과 상기 휠 허브의 사이 및 상기 외륜과 상기 내륜의 사이에 배치된 전동체를 포함한다. 상기 외륜에는 강제 압입부가 형성되며, 상기 강제 압입부는 내주면을 구비한 원통부를 포함하는 상기 너클의 내주면에 강제 압입된다.
일 실시예에 있어서, 상기 강제 압입부는 상기 외륜의 원통부에서 상기 제2 조립홈을 기준으로 하여 축 방향 외측, 또는 축 방향 내측, 또는 축 방향 내측 및 축 방향 외측의 양측에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 휠 허브는 원통부를 포함하고, 상기 내륜은 휠 허브에 형성되는 단차부에 강제 압입되는 단차 압입부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 휠 허브에는 상기 내륜에 대응하는 상기 단차부의 축 방향 내측 끝면으로부터 축 방향 내측으로 오비탈 포밍부가 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 너클은, 원통부와, 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 확장된 너클암을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 조립홈은 상기 너클의 원통부의 내주면에 반경 방향 외측을 향하여 원호 형상으로 오목하게 파여지고 원주 방향으로 연속되게 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 너클의 원통부의 외주면에는 조립 보스가 반경 방향 외측으로 돌출하도록 형성되고, 상기 조립 보스에는 상기 제1 조립홈과 연통하는 조립홀이 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 조립 볼트의 끝부분에는 상기 조립 볼트의 고정을 위한 결합수단이 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 결합수단은 나사로 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 삽입홀의 중심은 상기 휠 베어링의 반경 방향 외측에 배치되는 상기 너클 측을 향하여 편향되게 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 조립홈의 깊이는 상기 제2 조립홈의 깊이보다 깊다.
일 실시예에 있어서, 상기 삽입홀의 중심에서 상기 외륜의 외주면까지의 거리는 약 1mm로 설정된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 너클 및 휠 베어링 조립체에 의하면, 외륜과 너클의 체결을 작업자가 수작업으로 가능하게 하여, 작업성을 향상시키고, 외륜과 너클의 축 방향 분리를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 휠 베어링의 외륜과 너클이 조립 볼트로 원활하게 조립 및 체결됨에 따라, 제작 공차를 흡수할 수 있고, 조립 생산성과 정비성 및 보수성이 향상될 수 있다.
또한, 외륜과 너클 사이의 강제 압입력을 통해, 휠 베어링의 예압 조절이 용이하고 편리해질수 있다.
또한, 외륜과 너클의 체결을 위한 별도의 플랜지를 외륜에 형성할 필요가 없으므로, 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 및 휠 베어링 조립체의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외륜의 사시도이다.
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 너클과 휠 베어링이 조립 볼트로 체결된 것을 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 조립 볼트가 너클에 체결된 것을 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 나타내는 것은 아니므로, 본 출원의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호가 부여된다.
도면에서의 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 도시되므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지는 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께가 확대되어 도시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서에 기재된 "유닛", "수단", "부", "부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
명세서에 기재된 "축 방향"은 휠 베어링의 회전축을 따르는 방향을 의미한다. "축 방향 외측"은 상기 회전축을 따라서 휠 베어링에 결합되는 휠을 향하는 방향을 의미하고, "축 방향 내측"은 축 방향 외측의 반대 방향을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 및 휠 베어링 조립체의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외륜의 사시도이며, 도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 너클과 휠 베어링이 조립 볼트로 체결된 것을 도시하는 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 조립 볼트가 너클에 체결된 것을 도시하는 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 너클 및 휠 베어링 조립체는, 휠 베어링(10)과, 휠 베어링(10)을 회전축(R)의 축 방향으로 끼워서 지지하는 너클(100)을 포함할 수 있다.
휠 베어링(10)은, 휠 허브(20)와, 내륜(30)과, 외륜(40)과, 전동체(50)를 포함할 수 있다.
휠 허브(20)는 차륜(미도시)을 회전 가능하게 지지하기 위해 차륜과 일체로 회전되게 차륜과 체결된다.
휠 허브(20)는, 축 방향을 따라 서로 대향하는 양 측이 개구된 원통부(22)와, 원통부(22)로부터 반경 방향 외측으로 일체로 확장되게 형성되어 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 플랜지(24)를 포함할 수 있다.
내륜(30)은 휠 허브(20)의 반경 방향 외측을 향하는 외주면에 축 방향으로 끼워져서 휠 허브(20)와 일체로 회전되게 결합된다.
내륜(30)은 축 방향을 따라 서로 대향하는 양측면이 개구되고 외주면을 구비한 원통부(32)를 포함할 수 있다.
내륜(30)은 그 내주면에 휠 허브(20)의 원통부(22)의 외주면에 형성되는 단차부(26)에 강제 압입되는 단차 압입부(34)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 내륜(30)을 휠 허브(20)의 원통부(22)에 형성된 단차부(26)에 압입하여 조립할 경우, 내륜(30)의 단차 압입부(34)는 단차부(26)의 외주면에 압입된다.
휠 허브(20)에는, 내륜(30)에 대응하는 단차부(26)의 축 방향 내측 끝면으로부터 축 방향 내측으로 오비탈 포밍부(28)가 형성될 수 있다.
오비탈 포밍부(28)는 내륜(30)의 원통부(32)와 휠 허브(20)의 원통부(22)의 일부를 감싸도록 형성되며, 내륜(30)과 휠 허브(20)의 축 방향의 분리를 방지하고, 휠 베어링(10)에 안정적인 예압을 부여한다.
휠 허브(20)의 원통부(22)의 외주면 일부 및 내륜(30)의 원통부(32)의 외주면 일부에는 각각 휠 허브 궤도면과 내륜 궤도면이 형성된다. 이에 따라, 전동체(50)가 휠 허브 궤도면 및 내륜 궤도면에 각각 안착되어 회전가능하게 지지될 수 있다.
본 실시예에서, 외륜(40)은 휠 허브(20)와 내륜(30)의 반경 방향 외측에 위치되며, 전동체(50)를 매개로 휠 허브(20)와 내륜(30)을 회전 가능하게 지지한다. 이러한 외륜(40)에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
전동체(50)는 외륜(40)에 대해 휠 허브(20)와 내륜(30)이 상대 회전 가능하도록 외륜(40)과 휠 허브(20)의 사이 및 외륜(40)과 내륜(30)의 사이에 형성된 베어링 공간(60)에 배치된다.
일 실시예에서, 전동체(50)는 볼 형상의 전동체로서, 다수 개의 전동체(50)가 원주 방향으로 복수의 열을 형성하도록 배치되고, 축 방향으로 서로 이격되게 배치된다. 전동체의 형상과 배열이 이에 한정되는 것은 아니며, 단열의 전동체가 사용될 수 있으며, 볼 이외의 다른 형상의 전동체가 사용될 수 있다.
또한, 휠 허브(20)와 외륜(40)의 사이 및 내륜(30)과 외륜(40)의 사이에는, 전동체(50)가 배치된 베어링 공간(60)으로 먼지나 수분 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위하여 실링부재(70)가 각각 장착될 수 있다.
본 실시예에서, 너클(100)은 원통부(102)와, 원통부(102)로부터 반경 방향 외측으로 확장된 너클 암(104)을 포함할 수 있다.
너클(100)의 내주면에는 제1 조립홈(106)이 형성된다. 제1 조립홈(106)은 너클(100)의 원통부(102)의 내주면에 원호 형상으로 파여진 형태로 형성될 수 있고, 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있다. 제1 조립홈(106)은 회전축(R)에 수직한 배향으로 위치할 수 있다.
외륜(40)은 축 방향으로 서로 대향하는 양측면이 개구된 원통부(42)를 포함할 수 있고, 원통부(42)가 너클(100)의 원통부(102)에 압입되어 외륜(40)이 너클(100)에 고정 및 장착될 수 있다.
휠 허브(20) 및 내륜(30)의 조립체가 외륜(40)의 원통부(42)에 삽입되어 외륜(40)과 조립되면, 외륜(40)의 원통부(42)의 내주면과 휠 허브(20)의 원통부(22)의 외주면의 사이 및 외륜(40)의 원통부(42)의 내주면과 내륜(30)의 원통부(32)의 외주면의 사이에는 소정의 상기 베어링 공간(60)이 형성된다.
베어링 공간(60)에 전동체(50)가 삽입됨으로써, 휠 허브(20) 및 내륜(30)의 조립체는 외륜(40)에 대해 전동체(50)를 매개로 상대 회전 가능하게 지지될 수 있다.
또한, 너클(100)의 원통부(102)의 외주면에는 반경 방향 외측으로 돌출한 조립 보스(109)가 원통부(102)와 일체로 형성될 수 있다.
너클(100)의 조립 보스(109)에는 조립 보스(109)를 관통하는 조립홀(109a)이 형성될 수 있고, 조립홀(109a)은 제1 조립홈(106)과 연통될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 조립홀(109a)은 조립 보스(109)를 회전축에 수직한 배향으로 원통부(102)의 내주면을 통해 연장할 수 있고, 원통부(102)의 내주면에 위치하는 조립홀(109a)의 일부가 제1 조립홈(106)을 형성할 수 있다.
본 실시예에서는, 너클(100)에 하나의 조립 보스(109)가 형성되고, 조립 볼트(110)도 하나가 사용되지만, 조립 보스와 조립 볼트의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 둘 이상의 조립 보스(109)가 너클(100)에 형성될 수 있고, 둘 이상의 조립 볼트(110)가 사용될 수 있다.
외륜(40)에는, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 조립홈(106)과 형합되어 삽입홀(80)을 형성하도록 제2 조립홈(44)이 형성된다. 제2 조립홈(44)은 외륜(40)의 원통부(42)의 외주면에 반경 방향 내측을 향하여 반원 형상 또는 원호 형상으로 오목하게 파여지고, 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있다. 제2 조립홈(44)은 회전축(R)에 수직한 배향으로 위치할 수 있다.
삽입홀(80)은 너클(100)의 원통부(102)의 내주면과 외륜(40)의 원통부(42)의 외주면의 사이에 형성될 수 있다. 삽입홀(80)의 단면 형상은 조립 볼트(110)의 단면 형상에 대응하도록 원형이 될 수 있다. 제1 조립홈(106)의 단면 형상과 제2 조립홈(44)의 단면 형상은 이들이 삽입홀(80)의 단면 형상을 이루도록 상호 보완적인 형상을 가질 수 있다. 따라서, 너클(100)의 원통부(102)에 외륜(40)이 압입된 상태에서, 제1 조립홈(106)과 제2 조립홈(44)은 회전축에 수직한 배향으로 서로 정렬되고, 제1 조립홈(106)의 단면 형상과 제2 조립홈(44)의 단면 형상이 형상에서 맞추어져, 삽입홀(80)을 형성할 수 있다.
따라서, 너클(100)의 원통부(102)에 외륜(40)이 압입된 상태에서 제1 조립홈(106)과 제2 조립홈(44)이 형합되어 형성되는 삽입홀(80)에 조립 볼트(110)가 삽입됨으로써, 너클(100)과 휠 베어링(10)이 상호 체결된다.
즉, 조립 보스(109)의 조립홀(109a)과, 삽입홀(80)을 형성하도록 서로 형합되는 제1 조립홈(44) 및 제2 조립홈(106)을 통해, 조립 볼트(110)가 외륜(40)과 너클(100)의 사이로 삽입되어, 너클(100)과 휠 베어링(10)을 상호 체결할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 삽입홀(80)은 그 내경(D1)이 조립 볼트(110)의 외경(D2)보다 크게(즉, 도 3에서, D1＞D2) 형성될 수 있다.
이에 따라, 조립 볼트(110)의 외주면과 삽입홀(80)의 내주면은 조립 볼트(110)의 외주면과 삽입홀(80)의 내주면의 사이에 일정 갭(G)을 형성할 수 있다.
즉, 조립 볼트(110)를 통해 너클(100)과 휠 베어링(10)을 조립할 경우, 종래에 조립 볼트(110)를 압입하기 위해 사용되는 별도의 전용공구 또는 장치 없이도 작업자가 조립 볼트(110)를 삽입홀(80)에 원활하게 삽입할 수 있어 작업성이 개선된다.
이러한 조립 볼트(110)는 너클(100)과 휠 베어링(10)의 조립이 완료된 후에 하중이 부하될 경우, 삽입홀(80) 내에서 하중이 가해지는 방향과 반대방향으로 편향될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 삽입홀(80)의 중심(C)은 휠 베어링(10)의 반경 방향 외측에 배치되는 너클(100) 측을 향하여 편향되게 형성될 수 있다.
이는, 외륜(40)에 형성되는 제2 조립홈(44)의 깊이를 최소화하여 외륜(40)의 전체적인 강성을 확보하기 위한 것이다.
이에 따라, 제1 조립홈(106)의 깊이가 제2 조립홈(44)의 깊이보다 깊도록 제1 조립홈(106)과 제2 조립홈(44)이 형성될 수 있다.
즉, 제1 조립홈(106)은 너클(100)의 원통부(102)의 내주면 상에서 반경 방향 외측을 향하여 반원보다 정원에 가깝게 오목하게 파여진 원호 형태로 형성된다.
이와는 반대로, 제2 조립홈(44)은 외륜(40)의 원통부(42)의 외주면에 반경 방향 내측을 향하여 반원 보다 덜 오목하게 파여진 원호 형태로 형성된다.
또한, 삽입홀(80)의 중심(C)으로부터 외륜(40)의 외주면까지의 거리(D3)는 약 1mm로 설정될 수 있다.
외륜(40)에는 너클(100)의 원통부(102)의 내주면에 강제 압입되는 강제 압입부(46)가 형성될 수 있다. 강제 압입부(46)가 너클(100)의 내주면에 강제 압입될 수 있도록, 제2 조립홈(44)을 기준으로 축 방향 내측 및 축 방향 외측에서의 강제 압입부(46)의 외주 직경이 동일하게 강제 압입부(46)가 형성된다.
이러한 강제 압입부(46)는 외륜(40)의 원통부(42)에서, 제2 조립홈(44)을 기준으로 하여 축 방향 외측, 또는 축 방향 내측, 또는 축 방향 내측 및 축 방향 외측의 양측에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 강제 압입부(46)는 외륜(40)의 원통부(42)에서 제2 조립홈(44)을 기준으로 하여 축 방향 내측 및 축 방향 외측의 양측에 배치된다.
본 실시예에서, 도 5에 도시한 바와 같이, 조립 볼트(110)의 끝 부분에 조립 볼트(110)의 고정을 위한 결합수단(110a)이 형성될 수 있다.
결합수단(110a)은 나사로 형성될 수 있다. 이 경우, 조립 볼트(110)는, 조립 보스(109)의 조립홀(109a)과, 서로 형합되어 삽입홀(80)을 형성하는 제1 조립홈(106) 및 제2 조립홈(44)을 통과한 다음에 조립 보스(109)의 반대쪽에 위치한 너클(100)의 일부에 나사체결될 수 있다.
상기 결합수단은, 나사 체결 방식 이외에 조립 볼트(110)의 고정을 위한 강제 압입 등의 다양한 방식으로 구성될 수도 있다.
전술한 바와 같이 구성되는 일 실시예에 따른 너클 및 휠 베어링 조립체에 의하면, 외륜(40)과 너클(100)의 상호 체결을 작업자가 수작업으로 행할 수 있고, 외륜(40)과 너클(100)의 축 방향의 분리를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 너클(100)과 휠 베어링(10)의 외륜(40)이 조립 볼트(110)에 의해 원활하게 체결됨에 따라, 제작 공차를 흡수할 수 있고, 조립 생산성과 정비성 및 보수성이 향상될 수 있다.
또한, 외륜(40)과 너클(100) 사이의 강제 압입력을 통해, 휠 베어링(10)의 예압 조절이 용이하고 편리해질 수 있다.
또한, 외륜(40)에 외륜(40)과 너클(100)의 체결을 위한 별도의 플랜지를 형성할 필요가 없으므로, 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있다.
이상 본 발명이 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재되는 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 베어링과, 상기 휠 베어링을 끼워서 지지하는 너클을 포함하는 너클 및 휠 베어링 조립체에 있어서,
    상기 너클의 내주면에 형성되는 제1 조립홈과,
    상기 제1 조립홈과 형합되어 삽입홀을 형성하도록 상기 휠 베어링의 외륜에 형성되는 제2 조립홈을 포함하고,
    상기 삽입홀에 조립 볼트가 삽입되어 상기 너클과 상기 휠 베어링이 상호 체결되고,
    상기 삽입홀의 내경이 상기 조립 볼트의 외경보다 큰,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조립 볼트의 외주면과 상기 삽입홀의 내주면의 사이에 일정 갭이 형성되고,
    하중이 부하될 경우, 상기 조립 볼트는 상기 삽입홀에서 하중이 가해지는 방향과 반대방향으로 편향되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외륜은 축 방향으로 서로 대향하는 양측면이 개구된 원통부를 포함하고,
    상기 제2 조립홈은 상기 원통부의 외주면에 반경 방향 내측을 향하여 원호 형상으로 오목하게 파여지고 원주 방향으로 연속되게 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 휠 베어링은,
    상기 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브와,
    상기 휠 허브에 끼워져서 상기 휠 허브에 일체로 회전되게 결합되는 내륜과,
    상기 휠 허브와 상기 내륜의 반경 방향 외측에 위치되는 외륜과 상기 휠 허브의 사이 및 상기 외륜과 상기 내륜의 사이에 배치된 전동체를 포함하고,
    상기 외륜에는 내주면을 구비한 원통부를 포함하는 상기 너클의 내주면에 강제 압입되는 강제 압입부가 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 강제 압입부는 상기 외륜의 원통부에서 상기 제2 조립홈을 기준으로 하여 축 방향 외측, 또는 축 방향 내측, 또는 축 방향 내측 및 축 방향 외측의 양측에 배치되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 휠 허브는 원통부를 포함하고,
    상기 내륜은 상기 휠 허브에 형성되는 단차부에 강제 압입되는 단차 압입부를 포함하는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 휠 허브에는 상기 내륜에 대응하는 상기 단차부의 축 방향 내측 끝면으로부터 축 방향 내측으로 오비탈 포밍부가 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 너클은, 원통부와, 상기 원통부로부터 반경 방향 외측으로 확장된 너클암을 포함하는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 조립홈은 상기 너클의 원통부의 내주면에 반경 방향 외측을 향하여 원호 형상으로 오목하게 파여지고 원주 방향으로 연속되게 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 너클의 원통부의 외주면에는 조립 보스가 반경 방향 외측으로 돌출하도록 형성되고,
    상기 조립 보스에는 상기 제1 조립홈과 연통하는 조립홀이 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 조립 볼트의 끝부분에는 상기 조립 볼트의 고정을 위한 결합수단이 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 결합수단은 나사로 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 삽입홀의 중심은 상기 휠 베어링의 반경 방향 외측에 배치되는 상기 너클 측을 향하여 편향되게 형성되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 조립홈의 깊이는 상기 제2 조립홈의 깊이보다 깊은,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 삽입홀의 중심에서 상기 외륜의 외주면까지의 거리는 약 1mm로 설정되는,
    너클 및 휠 베어링 조립체.
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