WO2020213907A1 - 휠베어링 조립체 - Google Patents

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WO2020213907A1
WO2020213907A1 PCT/KR2020/004989 KR2020004989W WO2020213907A1 WO 2020213907 A1 WO2020213907 A1 WO 2020213907A1 KR 2020004989 W KR2020004989 W KR 2020004989W WO 2020213907 A1 WO2020213907 A1 WO 2020213907A1
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WO
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wheel
mounting groove
bearing assembly
inner diameter
diameter portion
Prior art date
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PCT/KR2020/004989
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English (en)
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임종근
이형주
최성욱
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주식회사 일진글로벌
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    • B60B27/0015—Hubs for driven wheels
    • B60B27/0036—Hubs for driven wheels comprising homokinetic joints
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/30—Increase in
    • B60B2900/311—Rigidity or stiffness
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a wheel bearing assembly for rotatably mounting and supporting a wheel of a vehicle to a vehicle body, and more particularly, to a wheel bearing assembly configured to insert and mount a rolling element of a constant velocity joint into the inside of a wheel hub.
  • a wheel bearing is a device that supports a vehicle's wheel by rotatably mounting it on the vehicle body, and can be divided into a wheel bearing for a drive shaft and a wheel bearing for a driven shaft.
  • the wheel bearing for a drive shaft is a constant velocity joint connected to the drive shaft coupled to the wheel bearing. Thus, it may be configured to transmit the driving force generated by the driving device to the wheel bearing through a constant velocity joint.
  • FIG. 1 an example of a wheel bearing assembly for a drive shaft (a so-called third-generation wheel bearing assembly) is illustrated as an example.
  • the wheel bearing assembly for the drive shaft is connected to the rotating element 10 through the rolling element 30 to the non-rotating element 20 fixed to the vehicle body.
  • the mounted wheel is configured to be rotatably supported with respect to the vehicle body, and a constant velocity joint 40 is coupled to one side of the wheel bearing to transmit a driving force to the wheel bearing.
  • the constant velocity joint 40 is configured such that an outer member 50 accommodating a rolling element (eg, ball-shaped rolling element) therein is coupled to the axial end of the wheel bearing, and extends in the axial direction at the center.
  • the stem part 60 is provided so that the spline formed on the outer circumferential surface of the stem part 60 meshes with the spline formed on the inner circumferential surface of the wheel hub 10 to transmit the driving force to the wheel hub 10.
  • a wheel bearing assembly is configured such that the constant velocity joint is coupled to the axial end of the wheel hub from the outside of the wheel hub, the axial length of the wheel bearing assembly is lengthened, and the spline formed on the outer circumferential surface of the stem portion is applied to the inner circumferential surface of the wheel hub. Since it is configured to transmit power by meshing with the spline formed in the joint, a long stem part that penetrates the wheel hub must be formed in the constant velocity joint, and noise or vibration occurs during acceleration and deceleration due to the power transmission structure through the axial spline coupling. May appear.
  • a wheel bearing assembly has been proposed in which a rolling element of a constant velocity joint is inserted into the inside of the wheel hub, so that the end of the vehicle body side of the wheel hub performs the function of the outer member of the constant velocity joint together (so-called , Wheel bearing assembly of 4th generation structure).
  • the wheel bearing assembly of the fourth generation structure has to have a large diameter of the wheel hub to accommodate the rolling elements of the constant velocity joint, there is a problem that the wheel hub and the wheel bearing assembly having the same are large-diameter.
  • the present invention is a wheel bearing assembly configured to couple by inserting a rolling element (eg, ball-shaped rolling element) of a constant velocity joint into the inner side of a wheel hub, while suppressing the problem of weight increase due to the large diameter of the wheel hub, while simultaneously reducing rigidity. It is an object of the present invention to provide a wheel bearing assembly configured to prevent this.
  • a rolling element eg, ball-shaped rolling element
  • a typical configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
  • a wheel bearing assembly for supporting and rotatably mounting a wheel of a vehicle with respect to a vehicle body.
  • a wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention includes a wheel hub having a hub flange for mounting a wheel; One or more inner rings that are press-fitted to the wheel hub and mounted; An outer ring mounted and fixed to the chassis member of the vehicle; It may include one or more rolling elements rotatably supporting the wheel hub and the inner ring with respect to the outer ring.
  • a constant velocity joint receiving groove capable of accommodating a rolling element of the constant velocity joint may be provided at an end of the wheel hub on the vehicle body side.
  • the hub flange of the wheel hub has a bolt mounting groove at an end of the vehicle body side to receive a fastening bolt for mounting the wheel, and the bolt mounting groove is formed in a recessed structure recessed radially inward. Can be.
  • the pitch circle diameter of the fastening bolt coupled to the hub flange may be formed to be smaller than the outer peripheral surface of the wheel-side end of the outer ring.
  • the pitch circle diameter of the fastening bolt coupled to the hub flange may be formed to be 1.11 times or less of the pitch circle diameter of the wheel-side rolling element.
  • two inner rings are press-fitted to the wheel hub, and a wheel-side inner ring positioned on the wheel side among the two inner rings may be mounted such that a large diameter end portion is disposed toward the wheel side.
  • the large diameter end portion of the wheel-side inner ring includes a vertical section extending in a direction perpendicular to the central axis and a corner portion connecting the vertical section with the inner circumferential surface of the wheel-side inner ring, and the maximum diameter of the corner portion is the bolt mounting groove It may be formed to have a value smaller than the minimum diameter of.
  • the axial depth of the bolt mounting groove may be formed to be 0.9 times or less than the axial thickness of the hub flange to which the fastening bolt is coupled.
  • the axial depth of the bolt mounting groove may be formed to be 0.4 times or more of the axial thickness of the hub flange to which the fastening bolt is coupled.
  • the axial cross-sectional area of the hub flange portion removed by the bolt mounting groove may be formed to be 30% or less of the axial cross-sectional area of the cross-section on the vehicle body side of the hub flange.
  • a recess portion recessed in the axial direction is provided at the wheel-side end of the wheel hub, and the recess portion is located in the axial direction of the first inner diameter portion and the first inner diameter portion located at the wheel-side end portion.
  • a second inner diameter portion having a smaller diameter than the first inner diameter portion may be included, and the second inner diameter portion may be configured to be formed by at least partially overlapping the bolt mounting groove along the axial direction.
  • the recess portion may further include a third inner diameter portion located axially inside the second inner diameter portion and having a smaller diameter than the second inner diameter portion.
  • the minimum radial thickness between the bolt mounting groove and the second inner diameter may be formed to be 1.5 times or more of the minimum radial thickness between the bolt mounting groove and the first inner diameter.
  • the minimum radial thickness between the bolt mounting groove and the second inner diameter may be formed to be 3 times or less than the minimum radial thickness between the bolt mounting groove and the first inner diameter.
  • the edge portion formed between the stepped surface connecting the first inner diameter portion and the second inner diameter portion and the first inner diameter portion, and the edge portion formed between the bottom surface and the outer peripheral surface of the bolt mounting groove may be formed to be at least twice the minimum thickness in the radial direction between the bolt mounting groove and the first inner diameter portion.
  • the edge portion formed between the stepped surface connecting the first inner diameter portion and the second inner diameter portion and the first inner diameter portion, and the edge portion formed between the bottom surface and the outer peripheral surface of the bolt mounting groove may be formed to be 4 times or less of the minimum thickness in the radial direction between the bolt mounting groove and the first inner diameter portion.
  • wheel bearing assembly according to the present invention may further include other additional configurations within the scope not impairing the technical spirit of the present invention.
  • the wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention is configured to install the rolling element of the constant velocity joint into the inside of the wheel hub by providing a receiving space at the end of the vehicle body side of the wheel hub, so that the wheel bearing assembly has a shorter length. It can be formed compactly.
  • the wheel bearing assembly is configured to receive a fastening bolt for mounting the wheel by forming a bolt mounting groove recessed radially inward in the hub flange of the wheel hub, so that the rolling element of the constant velocity joint is Even if the wheel bearing assembly is configured to be inserted and mounted inside the hub, the pitch circle diameter of the fastening bolt can be prevented from increasing, thereby improving the mounting stability of the wheel while suppressing the problem of weight increase due to the large diameter of the wheel hub. You can make it.
  • the wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention further reduces the weight by forming a recess portion recessed in the axial direction at the wheel side end of the wheel hub, while the recess portion located inside the radial direction of the bolt mounting groove is Compared to the configuration to have a reduced diameter, it is possible to prevent the problem of lowering the rigidity due to the formation of the bolt mounting groove.
  • the wheel bearing assembly controls the axial depth, thickness, and radial height of the bolt mounting groove formed in the hub flange of the wheel hub in a predetermined range, so that the bolt mounting groove is formed. It is possible to more stably prevent the problem of lowering the rigidity due to.
  • FIG. 1 exemplarily shows an example of a wheel bearing assembly for a drive shaft (so-called a third-generation wheel bearing assembly).
  • FIG. 2 exemplarily shows a wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 exemplarily show a cross-sectional structure of a wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates an exemplary structure of a wheel hub that can be used in a wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows an enlarged view of the structure of portion X shown in FIG. 3.
  • FIG. 7 shows an enlarged view of the structure of the Y portion shown in FIG. 4.
  • FIG. 9 exemplarily shows a structure of a loosening prevention member preventing loosening of a nut member in a wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention.
  • step surface (recess part)
  • a wheel bearing assembly 100 according to an embodiment of the present invention is illustrated by way of example.
  • the wheel bearing assembly according to an embodiment of the present invention forms an accommodation space at the end of the vehicle body side of the wheel hub on which the wheel is mounted, so that the rolling element of the constant velocity joint (for example, a ball-shaped rolling element) is wheeled. It may be configured to be mounted by inserting it into the inside of the hub.
  • the rolling element of the constant velocity joint for example, a ball-shaped rolling element
  • the wheel bearing assembly 100 includes a wheel hub 200, an inner ring 300, an outer ring 400, a rolling element 500, and the like, similar to a wheel bearing for a conventional vehicle. Can be.
  • the wheel hub 200 may be formed in a substantially cylindrical structure extending along the axial direction, and a hub flange 210 for wheel mounting is provided on an outer peripheral surface of one side of the wheel hub 200 It can be provided.
  • the hub flange 210 may be formed to extend radially outward from the outer peripheral surface of the wheel hub 200.
  • the inner ring 300 may be configured to be mounted by pressing one or more into the inner ring mounting portion 220 formed on the outer circumferential surface of the wheel hub 200, and the rolling element raceway surface is formed on the outer circumferential surface. It may be configured to support the fuselage from the inside in the radial direction.
  • two inner rings (body-side inner ring 310 and wheel-side inner ring 320) are mounted on the outer circumferential surface of the wheel hub 200 to allow two rows of rolling elements through the two inner rings. It is configured to form a raceway surface for.
  • the wheel bearing assembly 100 is not limited to such a structure and should not be formed, and one track surface for the rolling element on the outer circumferential surface of the wheel hub like the wheel bearing assembly shown in FIG. 1 It may be formed by modifying it into any other structure, such as being configured to be mounted on the wheel hub by directly forming only one inner ring.
  • the outer ring 400 may be configured to be fixed to a chassis member of a vehicle through the body side mounting flange 410 provided with the body side mounting flange 410 on the outer circumferential surface, and the outer ring 400 ) Is formed on the inner circumferential surface of the rolling element to support the rolling element 500 from the outside in the radial direction.
  • the rolling element 500 is interposed between the wheel hub (and the inner ring) and the outer ring so that the wheel hub 200 on which the wheel is mounted is rotatable with respect to the outer ring 400 fixed to the vehicle body. It can perform a supporting function.
  • the rolling element 500 may be configured to be spaced apart along the axial direction and arranged in a double row as shown in the drawing (the vehicle-side rolling element 510 and the wheel-side rolling element 520), and the wheel bearing assembly 100 ) Is provided with a sealing member 600 at one or both ends of the rolling element 500 so as to prevent external foreign substances from flowing into the bearing space portion or leakage of the internal lubricant.
  • the wheel hub 200 includes a constant velocity joint receiving groove 230 at an end portion of the vehicle body side so that the rolling element of the constant velocity joint is inserted into and coupled to the wheel hub 200.
  • the wheel bearing assembly 100 is not provided with a separate outer member for supporting the rolling element radially outward in the constant velocity joint, unlike the conventional wheel bearing assembly shown in FIG. 1,
  • the vehicle body side end of the wheel hub may be configured to perform the function of the outer member of the constant velocity joint together.
  • the constant velocity joint receiving groove 230 formed at the end of the vehicle body side of the wheel hub 200 is provided with a groove 232 recessed radially outwardly on the inner circumferential surface so that the groove 232 has a constant velocity.
  • the rolling element of the joint may be configured to be received and mounted.
  • the grooves 232 may be provided in plurality by being spaced apart in the circumferential direction corresponding to the number of rolling elements provided in the constant velocity joint.
  • the wheel bearing assembly 100 is configured such that the rolling element of the constant velocity joint is inserted and mounted inside the end of the vehicle body side of the wheel hub 200, the constant velocity joint is inserted into the wheel bearing.
  • the length of the wheel bearing assembly can be shortened as it is combined, and the number of parts is reduced and the wheel bearing assembly can be formed in a more compact structure as the end of the wheel hub performs the function of the outer member of the constant velocity joint. There will be.
  • the hub flange 210 of the wheel hub 200 may be provided with a bolt hole 250 to which a fastening bolt 240 for wheel mounting is coupled.
  • the bolt holes 250 may be provided in plural by being spaced apart along the circumferential direction.
  • a bolt mounting groove 260 recessed radially inward may be provided at an end of the hub flange 210 on the vehicle body side.
  • the bolt mounting groove 260 may be formed to extend along the axial direction from the end face 212 on the vehicle body side of the hub flange 210, and a fastening bolt into the bolt mounting groove 260 240 may be configured to be accommodated and mounted.
  • the wheel bearing assembly 100 is provided with a bolt mounting groove 260 having a structure recessed in the hub flange 210, so that the bolt mounting groove 260 is formed.
  • the weight can be reduced, and further, as the fastening bolt 240 is accommodated and mounted in the bolt mounting groove 260, the fastening bolt with a smaller pitch circle diameter without interference with the outer ring 400, etc. It is possible to couple 240 to the hub flange 210.
  • the conventional wheel bearing assembly is formed by extending the hub flange to the outside in the radial direction as shown in FIG. 1, and then is configured to couple the fastening bolt to the hub flange from the outside in the radial direction compared to the wheel-side end of the outer ring.
  • Wheel bearing assembly 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 2 to 4, as the fastening bolt 240 is accommodated and mounted in the bolt mounting groove 260, the outer ring 400 and the radius Even if the fastening bolts 240 are coupled to the hub flange 210 at positions overlapping in the direction, the fastening bolts 240 can be stably coupled, and thus, even if the hub flange 210 is formed by extending shorter than the radial direction, the hub The wheel can be mounted on the flange 210.
  • the wheel bearing assembly 100 is configured to mount by inserting the rolling element of the constant velocity joint into the inside of the wheel hub 200, so that even if the diameter of the wheel hub 200 is increased, the fastening bolt It is possible to stably mount and support the wheel to the hub flange 210 while minimizing an increase in weight of the wheel hub 200 by preventing an increase in the pitch circle diameter of the 240.
  • the diameter of the pitch circle of the fastening bolt 240 [PCD1; Alternatively, the pitch circle diameter of the bolt hole 250] is formed to have a diameter smaller than the outer circumferential surface of the end of the vehicle body side of the outer ring 400, more preferably 1.11 times or less of the pitch circle diameter (PCD2) of the wheel-side rolling element 520 It can be formed to be.
  • the bolt mounting groove 260 formed in the hub flange 210 of the wheel hub 200 has an axial depth [A; That is, the axial length from the end face 212 of the hub flange 210 to the bottom surface 262 of the bolt mounting groove 260] is the axial direction of the hub flange 210 to which the fastening bolt 240 is coupled.
  • Thickness [B; That is, the axial length from the bottom surface 262 of the bolt mounting groove 260 to the wheel-side end surface 214 of the hub flange 210] may be formed to be 0.4 times or more and 0.9 times or less.
  • the thickness of the portion to which the fastening bolt is coupled is a risk of decrease in stiffness due to decrease in
  • the ratio between the axial depth (A) of the bolt mounting groove 260 and the axial thickness (B) of the hub flange to which the fastening bolt is coupled as in the wheel bearing assembly 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the bolt mounting groove 260 in the shape of a depression is formed in the hub flange 210, it is possible to prevent the rigidity of the hub flange 210 from being significantly lowered.
  • the rigidity of the wheel hub is changed as shown in FIG. 8. That is, as the axial depth (A) of the bolt mounting groove 260 is formed deep, the rigidity of the wheel hub is changed in a manner that decreases accordingly.
  • the axial depth (A) of the bolt mounting groove is formed to be 0.9 times or less than the axial thickness (B) of the hub flange to which the fastening bolt is coupled. Therefore, it is possible to prevent a sudden drop in rigidity of the wheel hub due to the formation of the bolt mounting groove 260 (see FIG. 8), and at the same time, the axial depth (A) of the bolt mounting groove 260 is adjusted to the hub flange to which the fastening bolt is coupled. Since it is formed to be 0.4 times or more of the axial thickness (B), the fastening bolt 240 is sufficiently spaced from the wheel-side end of the outer ring 400 to avoid interference and reduce weight.
  • the inner ring 310 on the vehicle body side and The wheel-side inner ring 320 may be mounted in a state in which the small diameter ends of the inner ring face each other as shown in FIGS. 3 and 4, and the wheel-side axial section [330;
  • the large diameter end portion of the wheel-side inner ring 320] may be configured to be mounted to face the end face 212 on the vehicle body side of the hub flange 210.
  • the wheel-side axial section 330 of the wheel-side inner ring 320 is a vertical section 340 extending in a direction perpendicular to the central axis and the wheel-side inner ring 320 as shown in FIG. It may be configured to include a corner portion 350 connecting the inner circumferential surface of the vertical section and the corner portion 350 may be formed of a chamfer, a rounding portion, etc. that connects the vertical section and the inner circumferential surface of the large diameter end portion.
  • the wheel-side axial end face 330 of the wheel-side inner ring 320 has a maximum diameter [D1] of the corner portion 350; That is, the minimum diameter of the vertical section 340 or the diameter of the portion where the vertical section 340 and the corner portion 350 meet] may be formed to have a value smaller than the minimum diameter D2 of the bolt mounting groove 260 .
  • the wheel-side axial end face 330 of the wheel-side inner ring 320 is formed by the hub flange 210 throughout the circumferential direction even if the bolt mounting groove 260 of the structure recessed in the hub flange 210 is formed. It can be supported in the axial direction.
  • the axial cross-sectional area C1 of the hub flange portion removed by the bolt mounting groove 260 is the axial cross-sectional area [C2] of the vehicle body-side end surface 212 of the hub flange 210; That is, it may be formed to be less than 30% of the axial cross-sectional area of the portion remaining after the bolt mounting groove 260 is formed.
  • the cross-sectional area in the axial direction of the portion removed by the bolt mounting groove 260 means the cross-sectional area at the position of the cross-section 212 on the vehicle body side of the hub flange 210]
  • a recess portion 270 recessed in an axial direction in a radial center may be further provided at a wheel-side end of the wheel hub 200.
  • the weight of the wheel hub and the wheel bearing assembly including the same is reduced by the area removed by the recess portion 270. Lightweight can be achieved.
  • the wheel bearing assembly 100 since the wheel bearing assembly 100 according to an embodiment of the present invention has a bolt mounting groove 260 having a structure recessed in the hub flange 210 as described above, the center of the wheel hub 200 When the recess portion 270 is formed in the bolt mounting groove 260 is formed there is a possibility that the rigidity is greatly reduced.
  • the wheel bearing assembly 100 is more than the first inner diameter portion 272 and the first inner diameter portion 272 formed at the wheel-side end of the recess portion 270.
  • the bolt mounting groove 260 since the radial thickness of the wheel hub reduced by the bolt mounting groove 260 can be compensated by the reduced inner diameter of the second inner diameter portion 274, the bolt mounting groove 260 is formed. The problem of lowering the rigidity of the wheel hub can be suppressed.
  • the minimum radial thickness E between the bolt mounting groove 260 and the second inner diameter portion 274 in order to more effectively suppress the aforementioned stiffness reduction problem is the bolt mounting groove ( 1.5 times or more of the minimum radial thickness (F) between the 260) and the first inner diameter portion 272, preferably the minimum radial thickness (F) between the bolt mounting groove 260 and the first inner diameter portion 272 It may be formed in 1.5 times or more and 3 times or less.
  • the wheel bearing assembly 100 includes a first inner diameter portion 272 and a second inner diameter portion ( The edge formed between the edge portion 276a formed between the stepped surface 276 connecting the 274 and the first inner diameter portion 272 and the edge formed between the bottom surface 262 and the outer peripheral surface 264 of the bolt mounting groove 260
  • the minimum length (G) between the portions 266 is at least twice the minimum radial thickness (F) between the bolt mounting groove 260 and the first inner diameter portion 272, preferably the bolt mounting groove 260 and It may be desirable to be formed to be 2 times or more and 4 times or less of the minimum radial thickness (F) between the first inner diameter portions 272.
  • the wheel bearing assembly 100 forms the bolt mounting groove 260 of the structure recessed in the hub flange 210 of the wheel hub 200 while the shaft of the bolt mounting groove 260 Since the directional depth, thickness, and radial height are controlled within a predetermined area, even if the bolt mounting groove 260 is formed in the hub flange 210, the rigidity of the wheel hub is not significantly reduced, and the wheel bearing assembly 100 is stable. Can be formed.
  • the recess portion 270 is a third inner diameter portion extending in the axial direction from the second inner diameter portion 274 to further reduce the weight of the wheel hub 200 ( 278) may be further included, and the third inner diameter portion 278 may be formed to have a smaller diameter than the second inner diameter portion 274.
  • a pilot unit 280 for guiding the mounting of the wheel when the wheel is mounted on the wheel hub 200 may be further provided at the wheel-side end of the wheel hub 200.
  • a pilot unit 280 may be formed separately from the wheel hub 200 as in the embodiment shown in the drawing, and then configured to be press-fitted into the recess portion 270 of the wheel hub 200 to be coupled (see FIG. 3), Alternatively, it may be configured to be integrally formed with the wheel hub 200.
  • a nut member 700 is coupled to an end of the vehicle body side of the wheel hub 200 to apply a preload to the inner ring 300 mounted on the wheel hub 200. While it may be configured to fix the inner ring 300 on the wheel hub 200.
  • the wheel hub 200 may further include an axial extension portion 290 extending toward the vehicle body than the inner ring 310 on the vehicle body side, and the nut member 700 is formed in a structure in which a female screw portion is formed on the inner circumferential surface. It may be configured to support the inner ring 300 mounted on the outer circumferential surface of the wheel hub 200 by being screwed to a corresponding male thread formed on the axial extension 290 of the hub 200 from the vehicle body side.
  • the wheel bearing assembly 100 further includes a loosening prevention member 800 at the end of the nut member 700 on the vehicle body side, so that the intention of the nut member 700 It can be configured to prevent accidental loosening.
  • the anti-loosening member 800 is a fastening ring 810 that is coupled to the outer circumferential surface of the wheel hub, a fastening screw that is coupled to the nut member 700 and the fastening ring 810 to prevent rotation of the nut member 700 ( 840) and the like (see FIGS. 2, 3, and 9).
  • the fastening ring 810 of the disengaging disaster prevention member 800 may be formed as a thin ring-shaped plate member as shown in FIG. 9, and a combination protruding radially inward on the inner circumferential surface. It may be formed in a structure having a protrusion 820 and one or more through holes 830 along the circumferential direction.
  • the fastening ring 810 may be configured to be mounted on the outer circumferential surface of the wheel hub 200 through a through hole formed in the center, and at this time, the coupling protrusion formed on the inner circumferential surface of the fastening ring 810
  • the 820 may be configured to be accommodated and coupled to a coupling groove 292 (see FIG. 5) formed to extend in the axial direction on the outer peripheral surface of the axial extension portion 290.
  • the coupling ring 810 is mounted to rotate integrally with the wheel hub 200 Can be.
  • the nut member 700 may have a fastening hole 710 formed at an end of the vehicle body side extending in the axial direction from the end of the vehicle body side, and such a fastening hole 710 is fastened. It is formed at a position corresponding to the through hole 830 of the ring 810 so that the fastening screw 840 is inserted into the through hole 830 of the fastening ring 810 and the fastening hole 710 of the nut member 700 together. It can be configured to be combined.
  • the fastening hole 710 may be provided in plural along the circumferential direction so as to have the same pitch circle diameter as the through hole 830 of the fastening ring 810, or any of the through holes 830 of the fastening ring 810 It may be configured such that one fastening hole 710 is formed at a position corresponding to one.
  • the fastening ring 810 is mounted on the wheel hub 200 in a state in which the engaging protrusion 820 formed on the inner circumferential surface is accommodated in the engaging groove 292 formed on the wheel hub 200, It is configured to rotate integrally, and since the nut member 700 is configured to rotate integrally with the fastening ring 810 by the fastening screw 840, the nut member 700 by the fastening ring 810 and the fastening screw 840 ) Is integrated with the wheel hub 200 to prevent unintended loosening of the nut member 700.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면 차량의 휠을 차체에 대해 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠 장착을 위한 허브 플랜지를 구비하는 휠허브와; 휠허브에 압입되어 장착되는 하나 이상의 내륜과; 차량의 샤시부재에 장착되어 고정되는 외륜과; 휠허브 및 내륜을 외륜에 대해 회전가능하게 지지하는 하나 이상의 전동체를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부에는 등속조인트의 구름요소를 수용할 수 있는 등속조인트 수용홈이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지는 차체측 단부에 휠 장착을 위한 체결볼트가 수용되는 볼트 장착홈을 구비하고, 볼트 장착홈은 반경방향 내측으로 함몰된 리세스 구조로 형성될 수 있다.

Description

휠베어링 조립체
본 발명은 차량의 휠을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 등속조인트의 구름요소를 휠허브의 내측으로 삽입시켜 장착하도록 구성된 휠베어링 조립체에 관한 것이다.
휠베어링은 차량의 휠을 차체에 회전가능하게 장착하여 지지하는 장치로 구동축용 휠베어링과 종동축용 휠베어링으로 구분될 수 있으며, 구동축용 휠베어링은 구동축에 연결되는 등속조인트가 휠베어링에 결합되어 구동장치에서 발생된 구동력을 등속조인트를 통해 휠베어링으로 전달하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도 1을 참조하면 구동축용 휠베어링 조립체(소위, 3세대 구조의 휠베어링 조립체)의 일례가 예시적으로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 구동축용 휠베어링 조립체는 휠이 장착되는 회전요소(10)가 차체에 고정되는 비회전요소(20)에 전동체(30)를 통해 연결되어 회전요소(10)에 장착된 휠이 차체에 대해 회전가능하게 지지되도록 구성되며, 휠베어링의 일측에는 등속조인트(40)가 결합되어 휠베어링으로 구동력을 전달하도록 구성될 수 있다.
통상적으로, 등속조인트(40)는 내부에 구름요소(예컨대, 볼 형상의 전동체)를 수용하는 외측부재(50)가 휠베어링의 축방향 단부에 결합되도록 구성되며, 중심부에는 축방향으로 연장하는 스템부(60)가 구비되어 스템부(60)의 외주면에 형성된 스플라인이 휠허브(10)의 내주면에 형성된 스플라인과 맞물려 휠허브(10)로 구동력을 전달하도록 구성되게 된다.
그런데, 이러한 휠베어링 조립체는 등속조인트가 휠허브의 외측에서 휠허브의 축방향 단부에 결합되도록 구성되기 때문에 휠베어링 조립체의 축방향 길이가 길어지게 되며, 스템부의 외주면에 형성된 스플라인을 휠허브의 내주면에 형성된 스플라인에 맞물려 동력을 전달하도록 구성되기 때문에 등속조인트에 휠허브를 관통하는 긴 길이의 스템부가 형성되어야 하고 축방향 스플라인 결합을 통한 동력전달구조로 인해 가속 및 감속시 소음이나 진동이 발생하는 문제가 나타날 수 있다.
이러한 문제를 개선하기 위한 방안으로, 등속조인트의 구름요소를 휠허브의 내측으로 삽입시켜 휠허브의 차체측 단부가 등속조인트의 외측부재의 기능을 함께 수행하도록 구성된 휠베어링 조립체가 제안되고 있다(소위, 4세대 구조의 휠베어링 조립체).
그러나, 이러한 4세대 구조의 휠베어링 조립체는 등속조인트의 구름요소를 수용할 수 있도록 휠허브의 직경이 크게 형성되어야 하기 때문에, 휠허브 및 이를 구비하는 휠베어링 조립체가 대구경화되는 문제가 있다.
본 발명은 등속조인트의 구름요소(예컨대, 볼 형상의 전동체)를 휠허브의 내측으로 삽입시켜 결합하도록 구성된 휠베어링 조립체에 있어서, 휠허브의 대구경화에 따른 중량 증가 문제를 억제하면서 동시에 강성 저하를 방지할 수 있도록 구성된 휠베어링 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 차량의 휠을 차체에 대해 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠 장착을 위한 허브 플랜지를 구비하는 휠허브와; 휠허브에 압입되어 장착되는 하나 이상의 내륜과; 차량의 샤시부재에 장착되어 고정되는 외륜과; 휠허브 및 내륜을 외륜에 대해 회전가능하게 지지하는 하나 이상의 전동체를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 차체측 단부에는 등속조인트의 구름요소를 수용할 수 있는 등속조인트 수용홈이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 허브 플랜지는 차체측 단부에 휠 장착을 위한 체결볼트가 수용되는 볼트 장착홈을 구비하고, 볼트 장착홈은 반경방향 내측으로 함몰된 리세스 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 허브 플랜지에 결합되는 체결볼트의 피치원 직경은 외륜의 휠측 단부의 외주면에 비해 작은 직경으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 허브 플랜지에 결합되는 체결볼트의 피치원 직경은 휠측 전동체의 피치원 직경의 1.11배 이하가 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브에는 2개의 내륜이 압입되어 장착되고, 2개의 내륜 가운데 휠측에 위치하는 휠측 내륜은 대경단부가 휠측을 향해 배치되도록 장착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠측 내륜의 대경단부는 중심축에 수직한 방향으로 연장하는 수직단면과 수직단면을 휠측 내륜의 내주면과 연결하는 모서리부를 포함하고, 모서리부의 최대 직경은 볼트 장착홈의 최소 직경보다 작은 값을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 장착홈의 축방향 깊이는 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께의 0.9배 이하로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 장착홈의 축방향 깊이는 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께의 0.4배 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 장착홈에 의해 제거되는 허브 플랜지 부분의 축방향 단면적은 허브 플랜지의 차체측 단면의 축방향 단면적의 30% 이하가 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브의 휠측 단부에는 축방향으로 함몰된 리세스부가 구비되고, 리세스부는 휠측 단부에 위치하는 제1 내경부, 제1 내경부 보다 축방향 내측에 위치하며 제1 내경부에 비해 작은 직경을 갖는 제2 내경부를 포함하고, 제2 내경부는 볼트 장착홈과 축방향을 따라 적어도 부분적으로 중첩되어 형성되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리세스부는 제2 내경부 보다 축방향 내측에 위치하며 제2 내경부에 비해 작은 직경을 갖는 제3 내경부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 장착홈과 제2 내경부 사이의 반경방향 최소 두께는 볼트 장착홈과 제1 내경부 사이의 반경방향 최소 두께의 1.5배 이상이 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 장착홈과 제2 내경부 사이의 반경방향 최소 두께는 볼트 장착홈과 제1 내경부 사이의 반경방향 최소 두께의 3배 이하가 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 내경부와 제2 내경부를 연결하는 단차면과 제1 내경부 사이에 형성되는 모서리부와 볼트 장착홈의 바닥면과 외주면 사이에 형성되는 모서리부 사이의 최단 거리는 볼트 장착홈과 제1 내경부 사이의 반경방향 최소 두께의 2배 이상이 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 내경부와 제2 내경부를 연결하는 단차면과 제1 내경부 사이에 형성되는 모서리부와 볼트 장착홈의 바닥면과 외주면 사이에 형성되는 모서리부 사이의 최단 거리는 볼트 장착홈과 제1 내경부 사이의 반경방향 최소 두께의 4배 이하가 되도록 형성될 수 있다.
이 외에도, 본 발명에 따른 휠베어링 조립체에는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠허브의 차체측 단부에 수용공간을 마련해 등속조인트의 구름요소를 휠허브의 내측으로 삽입하여 장착하도록 구성되어 있어, 휠베어링 조립체를 보다 짧은 길이로 콤팩트하게 형성할 수 있게 된다.
또한, 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠허브의 허브 플랜지에 반경방향 내측으로 함몰된 볼트 장착홈을 형성해 휠 장착을 위한 체결볼트를 수용하도록 구성되어 있어, 등속조인트의 구름요소를 휠허브의 내측으로 삽입하여 장착하도록 휠베어링 조립체를 구성하더라도 체결볼트의 피치원 직경이 증가되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 휠허브의 대구경화로 인한 중량 증가 문제를 억제하면서 휠의 장착 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠허브의 휠측 단부에 축방향으로 함몰된 리세스부를 형성해 중량을 더욱 감소시키면서, 볼트 장착홈의 반경방향 내측에 위치하는 리세스부는 단부에 비해 감소된 직경을 갖도록 구성되어 볼트 장착홈 형성에 따른 강성 저하 문제를 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠허브의 허브 플랜지에 형성되는 볼트 장착홈의 축방향 깊이, 두께, 반경방향 높이 등을 소정의 범위로 제어하고 있어, 볼트 장착홈 형성에 의한 강성 저하 문제를 한층 더 안정적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 구동축용 휠베어링 조립체(소위, 3세대 구조의 휠베어링 조립체)의 일례를 예시적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체를 예시적으로 도시한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체의 단면구조를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체에 이용될 수 있는 휠허브의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 6은 도 3에 표시된 X 부분의 구조를 확대하여 도시한다.
도 7은 도 4에 표시된 Y 부분의 구조를 확대하여 도시한다.
도 8은 볼트 장착홈의 축방향 깊이와 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께 사이의 비율에 따른 휠허브의 강성 변화를 예시적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체에서 너트부재의 풀림을 방지하는 풀림방지부재의 구조를 예시적으로 도시한다.
<부호의 설명>
100: 휠베어링 조립체
200: 휠허브
210: 허브 플랜지
212: (허브 플랜지의) 차체측 단면
214: (허브 플랜지의) 휠측 단면
220: 내륜 장착부
230: 등속조인트 수용홈
232: (등속조인트 수용홈의 내주면에 형성된) 그루브
240: (휠 장착을 위한) 체결볼트
250: 볼트홀
260: 볼트 장착홈
262: (볼트 장착홈의 축방향) 바닥면
264: (볼트 장착홈의) 외주면
266: (볼트 장착홈의 바닥면과 외주면 사이의) 모서리부
270: 리세스부
272: (리세스부의) 제1 내경부
274: (리세스부의) 제2 내경부
276: (리세스부의) 단차면
276a: (리세스부의 제1 내경부와 단차면 사이의) 모서리부
278: 제3 내경부
280: 파일럿부
290: 축방향 연장부
292: 결합홈
300: 내륜
310: 차체측 내륜
320: 휠측 내륜
330: (휠측 내륜의) 휠측 축방향 단면(대경단부)
340: (휠측 내륜의) 수직단면
350: (휠측 내륜의) 모서리부
400: 외륜
410: 차체측 장착 플랜지
500: 전동체
510: 차체측 전동체
520: 휠측 전동체
600: 씰링부재
700: 너트부재
710: (너트부재의) 체결홀
800: 풀림방지부재
810: 체결링
820: (체결링의 내주면에 형성된) 결합돌기
830: (체결링의) 관통홀
840: 체결 스크류
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 설명하도록 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들의 형상 및 크기는 설명의 편의를 위해 임의로 도시된 것이므로, 본 발명이 반드시 도시된 형상 및 크기로 한정되는 것은 아니다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변형되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체
도 2 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)가 예시적으로 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체는 휠이 장착되는 휠허브의 차체측 단부에 수용공간을 형성해 등속조인트의 구름요소(예컨대, 볼 형상의 전동체)를 휠허브의 내측으로 삽입하여 장착하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링 조립체(100)는 통상의 차량용 휠베어링과 유사하게 휠허브(200), 내륜(300), 외륜(400), 전동체(500) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(200)는 축방향을 따라 연장하는 대략 원통형의 구조로 형성될 수 있으며, 휠허브(200)의 일측 외주면에는 휠 장착을 위한 허브 플랜지(210)가 구비될 수 있다. 예컨대, 허브 플랜지(210)는 휠허브(200)의 외주면으로부터 반경방향 외측으로 연장되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내륜(300)은 휠허브(200)의 외주면에 형성된 내륜 장착부(220)에 하나 이상 압입되어 장착되도록 구성될 수 있으며, 외주면에 전동체 궤도면이 형성되어 전동체를 반경방향 내측에서 지지하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 도면에 도시된 실시형태의 경우에는, 휠허브(200)의 외주면에 2개의 내륜[차체측 내륜(310) 및 휠측 내륜(320)]을 장착해 2개의 내륜을 통해 2열의 전동체를 위한 궤도면을 형성하도록 구성되어 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 이러한 구조로 한정되어 형성되어야 하는 것은 아니며, 도 1에 도시된 휠베어링 조립체와 같이 휠허브의 외주면에 전동체를 위한 일측 궤도면을 직접 형성해 휠허브에 하나의 내륜만 장착되도록 구성되는 등 다른 임의의 구조로 변형되어 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외륜(400)은 외주면에 차체측 장착 플랜지(410)를 구비해 차체측 장착 플랜지(410)를 통해 차량의 샤시부재 등에 고정되도록 구성될 수 있으며, 외륜(400)의 내주면에는 전동체 궤도면이 형성되어 전동체(500)를 반경방향 외측에서 지지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전동체(500)는 휠허브(및 내륜)와 외륜 사이에 개재되어 휠이 장착되는 휠허브(200)를 차체에 고정된 외륜(400)에 대해 회전가능하게 지지하는 기능을 수행할 수 있다.
예컨대, 전동체(500)는 도면에 도시된 바와 같이 축방향을 따라 이격되어 복열로 배치되도록 구성될 수 있으며[차체측 전동체(510) 및 휠측 전동체(520)], 휠베어링 조립체(100)의 일측 또는 양측 단부에는 씰링부재(600)가 구비되어 전동체(500)가 수용되는 베어링 공간부 내로 외부의 이물질이 유입되거나 내부의 윤활제가 누출되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(200)는 차체측 단부에 등속조인트 수용홈(230)을 구비해 등속조인트의 구름요소가 휠허브(200) 내로 삽입되어 결합되도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 도 1에 도시된 통상의 휠베어링 조립체와 달리 등속조인트에 구름요소를 반경방향 외측에서 지지하는 별도의 외측부재가 구비되지 않고, 휠허브의 차체측 단부가 등속조인트의 외측부재의 기능을 함께 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(200)의 차체측 단부에 형성되는 등속조인트 수용홈(230)은 내주면에 반경방향 외측으로 함몰된 그루브(232)가 구비되어 그루브(232)에 등속조인트의 구름요소가 수용되어 장착되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 그루브(232)는 등속조인트에 구비되는 구름요소의 수에 대응해 원주방향으로 이격되어 복수로 구비될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 휠허브(200)의 차체측 단부 내측으로 등속조인트의 구름요소가 삽입되어 장착되도록 구성되기 때문에, 등속조인트가 휠베어링 내측으로 삽입되어 결합되는 만큼 휠베어링 조립체의 길이가 짧아질 수 있고, 휠허브의 차체측 단부가 등속조인트의 외측부재의 기능을 함께 수행함에 따라 부품수가 감소되고 보다 콤팩트한 구조로 휠베어링 조립체가 형성될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(200)의 허브 플랜지(210)에는 휠 장착을 위한 체결볼트(240)가 결합되는 볼트홀(250)이 구비될 수 있다. 예컨대, 볼트홀(250)은 원주방향을 따라 이격되어 복수로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 허브 플랜지(210)의 차체측 단부에는 반경방향 내측으로 함몰된 볼트 장착홈(260)이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 장착홈(260)은 허브 플랜지(210)의 차체측 단면(212)으로부터 축방향을 따라 연장하도록 형성될 수 있으며, 이러한 볼트 장착홈(260) 내로 체결볼트(240)가 수용되어 장착되도록 구성될 수 있다.
이러한 구조에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 허브 플랜지(210)에 함몰된 구조의 볼트 장착홈(260)이 구비되기 때문에 볼트 장착홈(260)이 형성되는 부분만큼 휠허브의 소재가 제거되어 중량이 감소될 수 있으며, 나아가 체결볼트(240)가 볼트 장착홈(260) 내로 수용되어 장착됨에 따라 외륜(400) 등과의 간섭 없이 보다 작은 피치원 직경으로 체결볼트(240)를 허브 플랜지(210)에 결합할 수 있게 된다.
구체적으로, 통상의 휠베어링 조립체는 도 1에 도시된 바와 같이 허브 플랜지를 반경방향 외측으로 길게 연장하여 형성한 다음 외륜의 휠측 단부에 비해 반경방향 외측에서 체결볼트를 허브 플랜지에 결합하도록 구성되는데 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 체결볼트(240)가 볼트 장착홈(260)에 수용되어 장착됨에 따라 외륜(400)과 반경방향으로 중첩되는 위치에서 체결볼트(240)가 허브 플랜지(210)에 결합되더라도 체결볼트(240)의 안정적인 결합이 가능해 지고, 이로 인해 허브 플랜지(210)를 반경방향으로 보다 짧게 연장하여 형성하더라도 허브 플랜지(210)에 휠을 장착할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 등속조인트의 구름요소를 휠허브(200)의 내측으로 삽입시켜 장착하도록 구성되어 휠허브(200)의 직경이 증가되더라도, 체결볼트(240)의 피치원 직경이 증가되는 것을 방지해 휠허브(200)의 중량 증가를 최소화하면서 허브 플랜지(210)에 휠을 안정적으로 장착해 지지할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결볼트(240)의 피치원 직경[PCD1; 또는, 볼트홀(250)의 피치원 직경]은 외륜(400)의 차체측 단부 외주면보다 작은 직경으로 형성되도록, 보다 바람직하게는 휠측 전동체(520)의 피치원 직경(PCD2)의 1.11배 이하가 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(200)의 허브 플랜지(210)에 형성되는 볼트 장착홈(260)은 축방향 깊이[A; 즉, 허브 플랜지(210)의 차체측 단면(212)으로부터 볼트 장착홈(260)의 바닥면(262)까지의 축방향 길이]는 체결볼트(240)가 결합되는 허브 플랜지(210)의 축방향 두께[B; 즉, 볼트 장착홈(260)의 바닥면(262)으로부터 허브 플랜지(210)의 휠측 단면(214)까지의 축방향 길이]의 0.4배 이상 0.9배 이하가 되도록 형성될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)와 같이 휠이 장착되는 허브 플랜지(210)에 함몰된 구조의 볼트 장착홈(260)을 형성하게 되면 체결볼트가 결합되는 부분의 두께가 감소되어 강성 저하가 발생할 우려가 있다.
이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)와 같이 볼트 장착홈(260)의 축방향 깊이(A)와 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께(B) 사이를 비율을 소정의 범위로 제어하게 되면, 허브 플랜지(210)에 함몰된 형상의 볼트 장착홈(260)이 형성되더라도 이로 인해 허브 플랜지(210)의 강성이 크게 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
구체적으로, 허브 플랜지(210)에 함몰된 구조의 볼트 장착홈(260)을 형성하게 되면, 볼트 장착홈의 축방향 깊이(A)와 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께(B)에 따라 휠허브의 강성은 도 8에 도시된 바와 같이 변화되게 된다. 즉, 볼트 장착홈(260)의 축방향 깊이(A)가 깊게 형성됨에 따라 휠허브의 강성은 그에 따라 감소되는 양상으로 변화되게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 볼트 장착홈의 축방향 깊이(A)를 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께(B)의 0.9배 이하로 형성하고 있기 때문에 볼트 장착홈(260) 형성에 의한 휠허브의 급격한 강성 저하를 방지할 수 있으며(도 8 참조), 동시에 볼트 장착홈(260)의 축방향 깊이(A)를 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께(B)의 0.4배 이상으로 형성하고 있기 때문에 체결볼트(240)가 외륜(400)의 휠측 단부로부터 충분히 이격되어 간섭 회피 및 중량 저감을 도모하는 것이 가능해지게 된다.
한편, 도면에 도시된 실시형태에서와 같이 휠허브(200)의 외주면에 2개의 내륜(300)을 장착해 전동체를 지지하도록 구성된 휠베어링 조립체(100)의 경우, 차체측 내륜(310)과 휠측 내륜(320)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내륜의 소경단부가 서로 대향하는 상태로 장착될 수 있고, 휠측 내륜(320)의 휠측 축방향 단면[330; 휠측 내륜(320)의 대경단부]은 허브 플랜지(210)의 차체측 단면(212)에 대향하여 장착되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠측 내륜(320)의 휠측 축방향 단면(330)은 도 6에 도시된 바와 같이 중심축에 수직한 방향으로 연장하는 수직단면(340)과 휠측 내륜(320)의 내주면과 수직단면을 연결하는 모서리부(350)를 포함하여 구성될 수 있으며, 모서리부(350)는 대경단부의 수직단면과 내주면 사이를 연결하는 모따기부, 라운딩부 등으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠측 내륜(320)의 휠측 축방향 단면(330)은 모서리부(350)의 최대 직경[D1; 즉, 수직단면(340)의 최소직경 또는 수직단면(340)과 모서리부(350)가 만나는 부분의 직경]이 볼트 장착홈(260)의 최소 직경(D2) 보다 작은 값을 갖도록 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 휠측 내륜(320)의 휠측 축방향 단면(330)은 허브 플랜지(210)에 함몰된 구조의 볼트 장착홈(260)이 형성되더라도 원주방향 전체에 걸쳐 허브 플랜지(210)에 의해 축방향으로 지지될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼트 장착홈(260)에 의해 제거되는 허브 플랜지 부분의 축방향 단면적(C1)은 허브 플랜지(210)의 차체측 단면(212)의 축방향 단면적[C2; 즉, 볼트 장착홈(260) 형성 후 남아있는 부분의 축방향 단면적]의 30% 이하가 되도록 형성될 수 있다. [여기서, 볼트 장착홈(260)에 의해 제거되는 부분의 축방향 단면적은 허브 플랜지(210)의 차체측 단면(212) 위치에서의 단면적을 의미함]
이러한 구조로 허브 플랜지(210) 및 볼트 장착홈(260)을 형성하게 되면, 허브 플랜지(210)에 함몰된 구조의 볼트 장착홈(260)이 형성되더라도 허브 플랜지(210)에 의한 축방향 지지력이 크게 저하되는 것을 방지해 휠베어링 조립체의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(200)의 휠측 단부에는 반경방향 중심부에 축방향으로 함몰된 리세스부(270)가 더 구비될 수 있다. 이와 같이, 휠허브(200)에 함몰된 구조의 리세스부(270)를 형성하게 되면, 리세스부(270)에 의해 제거되는 영역만큼 휠허브 및 이를 포함하는 휠베어링 조립체의 중량이 감소되어 경량화가 도모될 수 있게 된다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 전술한 바와 같이 허브 플랜지(210)에 함몰된 구조의 볼트 장착홈(260)을 구비하고 있기 때문에, 휠허브(200)의 중심부에 리세스부(270)가 형성될 경우 볼트 장착홈(260)이 형성된 부분에서 강성이 크게 저하될 우려가 있다.
이러한 문제를 방지하지 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 리세스부(270)에 휠측 단부에 형성되는 제1 내경부(272) 및 제1 내경부(272) 보다 축방향 내측에 위치하며 제1 내경부(272)에 비해 작은 직경을 갖는 제2 내경부(274)가 구비되고, 직경이 축소된 제2 내경부(274)가 볼트 장착홈(260)과 축방향을 따라 적어도 부분적으로 중첩되어 형성되도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 볼트 장착홈(260)에 의해 감소된 휠허브의 반경방향 두께는 제2 내경부(274)의 감소된 내경에 의해 보상될 수 있기 때문에, 볼트 장착홈(260) 형성에 따른 휠허브의 강성 저하 문제가 억제될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 강성 저하 문제를 보다 효과적으로 억제할 수 있도록, 볼트 장착홈(260)과 제2 내경부(274) 사이의 반경방향 최소 두께(E)는 볼트 장착홈(260)과 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 1.5배 이상, 바람직하게는 볼트 장착홈(260)과 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 1.5배 이상 3배 이하로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 강성 저하 문제를 한층 더 억제할 수 있도록, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 리세스부(270)에서 제1 내경부(272)와 제2 내경부(274)를 연결하는 단차면(276)과 제1 내경부(272) 사이에 형성되는 모서리부(276a)와 볼트 장착홈(260)의 바닥면(262)과 외주면(264) 사이에 형성되는 모서리부(266) 사이의 최소 길이(G)가 볼트 장착홈(260)과 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 2배 이상, 바람직하게는 볼트 장착홈(260)과 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 2배 이상 4배 이하로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 휠허브(200)의 허브 플랜지(210)에 함몰된 구조의 볼트 장착홈(260)을 형성하면서 볼트 장착홈(260)의 축방향 깊이, 두께, 반경방향 높이 등을 소정의 영역 내로 제어하고 있기 때문에, 허브 플랜지(210)에 볼트 장착홈(260)이 형성되더라도 휠허브의 강성이 크게 저하되지 않고 안정적인 휠베어링 조립체(100)를 형성할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 리세스부(270)는 휠허브(200)의 중량을 더욱 저감할 수 있도록 제2 내경부(274)로부터 축방향 내측으로 연장하는 제3 내경부(278)를 더 포함할 수 있으며, 제3 내경부(278)는 제2 내경부(274)에 비해 보다 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠허브(200)의 휠측 단부에는 휠허브(200)에 휠을 장착할 때 휠의 장착을 안내하는 파일럿부(280)가 더 구비될 수 있다. 이러한 파일럿부(280)는 도면에 도시된 실시형태와 같이 휠허브(200)와 별도로 형성된 다음 휠허브(200)의 리세스부(270)에 압입되어 결합되도록 구성되어도 좋고(도 3 참조), 이와 달리 휠허브(200)와 일체로 형성되도록 구성되어도 좋다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 휠베어링 조립체(100)는 휠허브(200)의 차체측 단부에 너트부재(700)가 결합되어 휠허브(200)에 장착된 내륜(300)에 예압을 인가하면서 내륜(300)을 휠허브(200) 상에 고정시키도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 휠허브(200)는 차체측 내륜(310) 보다 차체측으로 연장하는 축방향 연장부(290)를 더 구비할 수 있으며, 너트부재(700)는 내주면에 암나사부가 형성된 구조로 형성되어 휠허브(200)의 축방향 연장부(290)에 형성된 대응 수나사부에 나사결합되어 휠허브(200)의 외주면에 장착된 내륜(300)을 차체측에서 지지하도록 구성될 수 있다.
그런데, 이와 같이 나사결합되는 너트부재(700)를 통해 내륜(300)을 고정하도록 구성된 휠베어링 조립체(100)의 경우에는, 휠베어링 조립체(100)의 작동 과정에서 너트부재(700)의 나사결합에 의도치 않은 풀림이 발생해 휠허브(200)에 장착된 내륜(300)이 적절한 예압이 인가된 상태로 지지되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠베어링 조립체(100)는 너트부재(700)의 차체측 단부에 풀림방지부재(800)를 추가로 구비해 너트부재(700)의 의도치 않은 풀림을 방지하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 풀림방지부재(800)는 휠허브의 외주면에 결합되는 체결링(810), 너트부재(700)와 체결링(810)에 함께 결합되어 너트부재(700)의 회전을 방지하는 체결 스크류(840) 등을 포함하여 구성될 수 있다(도 2, 도 3 및 도 9 참조).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 풀림방재부재(800)의 체결링(810)은 도 9에 도시된 바와 같이 얇은 링형상의 플레이트 부재로 형성될 수 있으며, 내주면에 반경방향 내측으로 돌출하는 결합돌기(820)를 구비하고, 원주방향을 따라 하나 이상의 관통홀(830)이 구비된 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결링(810)은 중심부에 형성된 관통구멍을 통해 휠허브(200)의 외주면에 장착되도록 구성될 수 있으며, 이 때 체결링(810)의 내주면에 형성된 결합돌기(820)는 축방향 연장부(290)의 외주면에 축방향으로 연장하여 형성된 결합홈(292; 도 5 참조)에 수용되어 결합되도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 체결링(810)의 결합돌기(820)가 축방향으로 연장되어 형성된 결합홈(292) 내로 수용되어 결합됨에 따라, 체결링(810)은 휠허브(200)에 일체로 회전하도록 장착될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 너트부재(700)는 차체측 단부에 차체측 단부로부터 축방향으로 연장하여 형성된 체결홀(710)을 구비할 수 있으며, 이러한 체결홀(710)은 체결링(810)의 관통홀(830)에 대응하는 위치에 형성되어 체결 스크류(840)가 체결링(810)의 관통홀(830)과 너트부재(700)의 체결홀(710)에 함께 삽입되어 결합되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 체결홀(710)은 체결링(810)의 관통홀(830)과 동일한 피치원 직경을 갖도록 원주방향을 따라 복수로 구비될 수도 있고, 체결링(810)의 관통홀(830) 중 어느 하나에 대응하는 위치에 하나의 체결홀(710)이 형성되도록 구성될 수도 있다.
이러한 구성에 의하면, 체결링(810)은 내주면에 형성된 결합돌기(820)가 휠허브(200)에 형성된 결합홈(292) 내에 수용된 상태로 휠허브(200)에 장착되어 휠허브(200)와 일체로 회전하도록 구성되며, 너트부재(700)는 체결 스크류(840)에 의해 체결링(810)과 일체로 회전하도록 구성되므로, 체결링(810) 및 체결 스크류(840)에 의해 너트부재(700)가 휠허브(200)와 일체화되어 너트부재(700)에 의도치 않은 풀림이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
이상 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명하였으나, 이들 실시예들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위에 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 차량의 휠을 차체에 대해 회전가능하게 장착하여 지지하는 휠베어링 조립체(100)이며,
    휠 장착을 위한 허브 플랜지(210)를 구비하는 휠허브(200)와;
    상기 휠허브(200)에 압입되어 장착되는 하나 이상의 내륜(300)과;
    차량의 샤시부재에 장착되어 고정되는 외륜(400)과;
    상기 휠허브(200) 및 내륜(300)을 상기 외륜(400)에 대해 회전가능하게 지지하는 하나 이상의 전동체(500)를 포함하고,
    상기 휠허브(200)의 차체측 단부에는 등속조인트의 구름요소를 수용할 수 있는 등속조인트 수용홈(230)이 구비되고,
    상기 휠허브(200)의 허브 플랜지(210)는 차체측 단부에 휠 장착을 위한 체결볼트(240)가 수용되는 볼트 장착홈(260)을 구비하고,
    상기 볼트 장착홈(260)은 반경방향 내측으로 함몰된 리세스 구조로 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지(210)에 결합되는 체결볼트(240)의 피치원 직경(PCD1)은 상기 외륜(400)의 휠측 단부의 외주면에 비해 작은 직경으로 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 허브 플랜지(210)에 결합되는 체결볼트(240)의 피치원 직경(PCD1)은 휠측 전동체(520)의 피치원 직경(PCD2)의 1.11배 이하가 되도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휠허브(200)에는 2개의 내륜이 압입되어 장착되고,
    상기 2개의 내륜 가운데 휠측에 위치하는 휠측 내륜(320)은 대경단부(330)가 휠측을 향해 배치되도록 장착되고,
    상기 휠측 내륜(320)의 대경단부(330)는 중심축에 수직한 방향으로 연장하는 수직단면(340)과 상기 수직단면과 상기 휠측 내륜의 내주면을 연결하는 모서리부(350)를 포함하고,
    상기 모서리부(350)의 최대 직경(D1)은 상기 볼트 장착홈(260)의 최소 직경(D2)보다 작은 값을 갖도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼트 장착홈(260)의 축방향 깊이(A)는 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께(B)의 0.9배 이하로 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 볼트 장착홈(260)의 축방향 깊이(A)는 체결볼트가 결합되는 허브 플랜지의 축방향 두께(B)의 0.4배 이상으로 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼트 장착홈(260)에 의해 제거되는 허브 플랜지 부분의 축방향 단면적(C1)은 상기 허브 플랜지(210)의 차체측 단면(212)의 축방향 단면적(C2)의 30% 이하가 되도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휠허브(200)의 휠측 단부에는 축방향으로 함몰된 리세스부(270)가 구비되고,
    상기 리세스부(270)는 휠측 단부에 위치하는 제1 내경부(272), 상기 제1 내경부(272) 보다 축방향 내측에 위치하며 제1 내경부(272)에 비해 작은 직경을 갖는 제2 내경부(274)를 포함하고,
    상기 제2 내경부(274)는 상기 볼트 장착홈(260)과 축방향을 따라 적어도 부분적으로 중첩되어 형성되도록 구성되는,
    휠베어링 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리세스부(270)는 상기 제2 내경부(274) 보다 축방향 내측에 위치하며 제2 내경부(274)에 비해 작은 직경을 갖는 제3 내경부(278)를 더 포함하는,
    휠베어링 조립체.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 볼트 장착홈(260)과 상기 제2 내경부(274) 사이의 반경방향 최소 두께(E)는 상기 볼트 장착홈(260)과 상기 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 1.5배 이상이 되도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 볼트 장착홈(260)과 상기 제2 내경부(274) 사이의 반경방향 최소 두께(E)는 상기 볼트 장착홈(260)과 상기 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 3배 이하가 되도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내경부(272)와 상기 제2 내경부(274)를 연결하는 단차면(276)과 상기 제1 내경부(272) 사이에 형성되는 모서리부(276a)와 상기 볼트 장착홈(260)의 바닥면(262)과 외주면(264) 사이에 형성되는 모서리부(266) 사이의 최단 거리(G)는 상기 볼트 장착홈(260)과 상기 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 2배 이상이 되도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 내경부(272)와 상기 제2 내경부(274)를 연결하는 단차면(276)과 상기 제1 내경부(272) 사이에 형성되는 모서리부(276a)와 상기 볼트 장착홈(260)의 바닥면(262)과 외주면(264) 사이에 형성되는 모서리부(266) 사이의 최단 거리(G)는 상기 볼트 장착홈(260)과 상기 제1 내경부(272) 사이의 반경방향 최소 두께(F)의 4배 이하가 되도록 형성되는,
    휠베어링 조립체.
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