KR101857193B1 - 구동 휠 베어링 - Google Patents

Abstract

구동 휠 베어링이 개시된다. 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브; 상기 휠 허브에 끼워져서 축방향 스플라인을 매개로 일체로 회전되게 결합된 내륜; 및 엔진의 동력을 상기 차륜에 전달하기 위해 상기 내륜에 페이스 스플라인을 매개로 일체로 회전되게 연결된 등속조인트를 포함하고; 상기 내륜과 상기 등속조인트의 상기 페이스 스플라인의 결합부를 씰링하기 위한 씰링 부재가 설치되어, 엔진의 회전 동력을 차륜에 원활하게 전달할 수 있고, 페이스 스플라인의 씰링 성능 및 휠 베어링의 내구성 향상을 도모할 수 있다.

Description

구동 휠 베어링{Driving Wheel Bearing}

본 발명은 구동 휠 베어링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠 베어링의 내륜이 휠 허브와 축방향 스플라인으로 결합됨과 더불어 등속조인트와는 원주 방향으로 페이스 스플라인으로 결합된 구동 휠 베어링에 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.

그리고 차량의 엔진에서 생성된 동력을 차륜에 전달하는 차량의 동력전달장치는 통상적으로 등속조인트를 구비한다.

상기 등속조인트는 차량의 주행시에 차량이 바운드되거나 혹은 차량의 선회시에 차륜으로부터 직경방향 변위나 혹은 축방향 변위 또는 모멘트 변위를 흡수하면서 엔진의 동력을 차륜에 원활하게 전달하는 기능을 한다.

최근에 자원 절약과 공해 배출 저감을 위해 차량의 연비 향상이 요구되고 있는 바, 이러한 요구에 부응하기 위해 차량의 동력전달장치에서는 경량화와 더불어 조립성 및 보수성 향상을 위해 차륜을 회전 가능하게 지지하는 휠 베어링에 등속조인트를 직접 연결하는 동력전달구조가 제안되고 있다.

도 1에는 상기와 같은 동력전달구조에 따라 휠 베어링에 등속조인트가 일체로 회전되게 결합된 구동 휠 베어링의 일예가 도시되어 있다.

휠 베어링(10)에 등속조인트(20)가 관통해서 삽입되어, 스플라인(30)을 매개로 휠 베어링(10)과 등속조인트(20)가 일체로 회전되게 결합되어 있다.

휠 베어링(10)은 도시되지 않은 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브(12)와, 휠 허브(12)를 내측에 끼워서 지지함과 더불어 차체나 너클 등과 같은 고정체에 체결되어 지지되는 외륜(14), 휠 허브(12)의 외주면에 끼워져서 일체로 회전되게 장착되는 내륜(16) 및, 휠 허브(12)와 외륜(14) 사이 및 내륜(16)과 외륜(14) 사이에 개재되어 휠 허브(12)와 내륜(16)이 상기 외륜(14)에 대해 상대 회전 가능하도록 하는 전동체(18)를 포함한다.

등속조인트(20)는 휠 허브(12)를 관통해서 휠 허브(12)의 내주면에 스플라인(30)을 매개로 일체로 회전되게 결합됨과 더불어 휠 허브(12)와 등속조인트(20)의 축 방향 분리를 방지하기 위해 록크 너트(40)가 등속조인트(20)의 축 방향 외측 선단부에 체결된다.

스플라인(30)은 휠 허브(12)에 끼워져 장착되는 등속조인트(20)의 축 부위의 외주면에 원주방향으로 교대로 연속되게 형성된 치형과 치형홈을 구비하고, 또한 휠 허브(12)에서 등속조인트(20)의 축 부위가 끼워지는 내주면에 교대로 연속되게 형성된 치형과 치형홈을 구비한다.

이에 따라 등속조인트(20)의 치형이 휠 허브(12)의 치형홈에 삽입되어 결합되고, 휠 허브(12)의 치형이 등속조인트(20)의 치형홈에 삽입되어 결합되면, 휠 허브(12)와 등속조인트(20)는 치형과 치형홈의 결합으로 원주방향으로 일체로 회전되게 결합되는 구조를 갖는다.

그러므로 엔진의 회전 동력이 등속조인트(20)를 통해 휠 베어링(10)의 휠 허브(12)를 거쳐서 차륜에 전달되게 된다.

그런데 상기와 같은 종래의 휠 베어링과 등속조인트의 결합구조에서, 휠 허브와 등속조인트의 스플라인 결합을 위해 치형과 치형 사이에 일정량의 클리어런스가 반드시 존재해야 하는 바, 차량의 운행시에 발생되는 하중이 휠 허브와 등속조인트 사이의 결합부에 가해질 경우에 상기 클리어런스가 증가되어 노이즈를 발생시킨다는 결점이 있었다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 내륜과 등속조인트를 페이스 스플라인을 통해 일체로 회전되게 결합하고, 내륜과 휠 허브를 축방향 스플라인으로 일체로 회전되게 결합하여, 엔진의 동력을 차륜에 원활하게 전달할 수 있고, 휠 허브와 내륜의 결합성도 향상시킬 수 있는 구동 휠 베어링을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 구동 휠 베어링은, 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브; 상기 휠 허브에 끼워져서 축방향 스플라인을 매개로 일체로 회전되게 결합된 내륜; 및 엔진의 동력을 상기 차륜에 전달하기 위해 상기 내륜에 페이스 스플라인을 매개로 일체로 회전되게 연결된 등속조인트를 포함하고; 상기 내륜에는 상기 페이스 스플라인을 씰링하기 위한 씰링 부재가 설치될 수 있다.

상기 내륜의 축방향 내측 선단부에는 단차부가 형성되고, 상기 단차부에 대응하여 상기 등속조인트에도 단차부가 형성되며, 상기 내륜의 단차부 및 상기 등속조인트의 단차부에 의해 형성되는 끼움홈에 상기 씰링 부재가 삽입되어 설치될 수 있다.

상기 씰링 부재는 상기 페이스 스플라인보다 반경 방향 외측에 위치할 수 있다.

상기 씰링 부재는 밀봉부재와, 이 밀봉부재를 내측으로 끼워서 지지하는 지지부재를 포함할 수 있다.

상기 밀봉부재는 상기 지지부재에 끼워지는 부분의 폭이 넓은 "T"자 형상의 단면이 원주 방향으로 연속된 구조를 가질 수 있다.

상기 지지부재는 상기 밀봉부재를 끼워서 지지할 수 있도록 끼움홈을 가진 "ㄷ"자 형상의 단면이 원주 방향으로 연속된 구조를 가질 수 있다.

상기 페이스 스플라인은 반경 방향으로 연장되게 형성된 치형과 치형홈이 원주 방향으로 교대로 배치된 구조를 가질 수 있다.

상기 내륜의 축방향 내측 선단부에는 반경 방향 외측으로부터 반경방향 내측 및 축방향 내측을 향해 경사진 제1경사부가 형성되고, 상기 내륜의 내주면으로부터 반경 방향 외측 및 축방향 내측을 향해 경사져서 상기 제1경사부와 만나는 제2경사부가 형성되며; 상기 휠 허브의 축방향 내측 선단부에는 상기 경사부를 감싸는 형태로 반경 방향 외측으로 절곡된 오비탈 포밍부가 형성될 수 있다.

상기 제1경사부와 상기 제2경사부 서로 만나서 축방향 내측으로 돌출하는 돌출부를 형성하며, 상기 돌출부의 끝부위는 곡면부를 형성할 수 있다.

상기 내륜의 내주면으로부터 상기 제2경사부가 시작되는 부위에 곡면부가 형성될 수 있다.

상기 돌출부의 곡면부는 상기 내륜의 페이스 스플라인보다 반경 방향 내측에 위치할 수 있다.

상기 축방향 스플라인은 축방향으로 연장되게 형성된 치형과 치형홈이 원주방향으로 교대로 연속되게 배치된 구조를 가질 수 있다.

상기 돌출부의 곡면부는 상기 내륜의 페이스 스플라인의 축방향 내측 끝부위에 대해 축방향 내측으로 동일한 위치에 있거나 혹은 축방향 내측으로 더 돌출되게 배치될 수 있다.

상기 내륜은 제1내주면과, 상기 제1내주면으로부터 반경 방향 내측으로 단차져서 형성된 제2내주면을 각각 포함하고; 상기 휠 허브는 상기 제1내주면이 압입되는 제1외주면과, 상기 제1외주면보다 반경 방향 내측으로 단차져서 형성되고 상기 제2내주면이 압입되는 제2외주면을 각각 포함할 수 있다.

상기 축방향 스플라인은 상기 내륜의 제1,2내주면 사의 내주면 및, 상기 휠 허브의 제1,2외주면 사이의 외주면에 각각 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 구동 휠 베어링에 의하면, 반경 방향으로 연장된 치형과 치형홈이 원주 방향으로 교대로 연속되게 배치된 구조를 가지는 페이스 스플라인이 내륜의 축방향 내측 선단면 및 이 축방향 내측 선단면과 대향하는 등속조인트의 축방향 외측 선단면에 각각 형성되어, 상기 페이스 스플라인을 매개로 상기 내륜과 상기 등속조인트가 일체로 회전되게 결합되고, 또한 축방향으로 연장되게 형성된 치형과 치형홈이 원주방향으로 교대로 연속되게 배치된 축방향 스플라인이 내륜의 내주면 및 이 내주면과 대향하는 휠 허브의 외주면에 각각 형성되어, 상기 내륜이 휠 허브에 끼워져서 상기 축방향 스플라인을 매개로 내륜과 휠 허브가 회전되게 결합됨으로써, 엔진의 회전 동력이 등속조인트를 통해 내륜 및 휠 허브를 거쳐서 차륜에 원활하게 전달될 수 있다.

또한 내륜과 등속조인트의 페이스 스플라인 결합부보다 반경 방향 외측에는 씰링 부재가 내륜에 장착되어, 페이스 스플라인 결합부에 외부 이물질이 끼이는 것을 방지해서 원활한 동력 전달 및 내구성 향상을 도모할 수 있다.

이와 더불어 내륜의 축방향 내측 선단면에는 경사부가 형성되고, 휠 허브의 오비탈 포밍부는 상기 경사부를 감싸면서 반경 방향 외측으로 돌출하도록 형성되어, 오비탈 포밍부를 통해 휠 베어링에 안정적인 예압을 가해서 휠 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 구동 휠 베어링의 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 구동 휠 베어링의 요부 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동 휠 베어링은, 도시되지 않은 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브(100)를 포함할 수 있다.

휠 허브(100)는, 그 형상이 기히 공지되어 있으므로, 자세히 도시하지 않았지만, 반경 방향으로 내측에 위치하는 내주면(102)과, 외측에 위치하는 제1외주면(103) 및, 제1와주면으로부터 반경 방향 내측으로 단차져서 형성된 제2외주면(104)을 각각 구비한 원통 형상으로 형성될 수 있다.

내륜(110)도 반경 방향 내측에 위치하는 제1내주면(111)과, 제1내주면(111)으로부터 반경 방향 내측으로 단차져서 형성된 제2내주면(112) 및, 반경 방향 외측에 위치하는 외주면(114)을 각각 구비한 원통 형상으로 형성될 수 있다.

내륜(110)의 제1내주면(111)에 휠 허브(100)의 제1외주면(103)이 밀착되고, 제2내주면(112)에 제2외주면(104)이 밀착되게 휠 허브(100)에 내륜(110)이 축 방향으로 강제 압입되어 결합될 수 있다.

이와 같이 내륜(110)과 휠 허브(100)가 강제 압입으로 결합된 상태에서 내륜(110)과 휠 허브(100)가 일체로 회전할 수 있도록 내륜(110)과 휠 허브(100)는 축방향 스플라인(120)을 통해 서로 결합될 수 있다.

축방향 스플라인(120)은 내륜(110)의 제1,2내주면(111, 112) 사이의 내주면 및 휠 허브(100)의 제1,2외주면(103, 104) 사이의 외주면에 각각 형성될 수 있다.

축방향 스플라인(120)은 축방향으로 연장되게 형성된 치형과 치형홈이 원주방향으로 교대로 연속되게 배치된 구조를 구비한 것으로, 내륜(110)의 내주면(112)과 휠 허브(100)의 외주면(104)에 각각 상기 치형과 치형홈이 형성된다.

이에 따라 내륜(110)의 치형이 휠 허브(100)의 치형홈에 삽입되어 결합되고, 휠 허브(100)의 치형은 내륜(110)의 치형홈에 삽입되어 결합됨으로써, 내륜(110)과 휠 허브(100)과 서로 일체로 회전되게 결합되는 것이다.

또한 내륜(110)에 휠 허브(100)가 압입되어 결합된 상태에서 내륜(110)과 휠 허브(100)의 축방향 분리를 방지하기 위해 휠 허브(100)의 축방향 내측 선단부에는 반경 방향 외측으로 절곡된 오비탈 포밍부(106)가 형성된다.

내륜(110)의 축방향 내측 선단부에는 반경 방향 외측으로부터 반경방향 내측 및 축방향 내측을 향해 경사진 제1경사부(116)가 형성되고, 내륜(110)의 내주면으로부터 반경 방향 외측 및 축방향 내측을 향해 경사진 제2경사부(117)가 형성되며, 제1경사부(116)와 제2경사부(117) 서로 만나서 축방향 내측으로 돌출하는 돌출부를 형성하며, 이 돌출부의 끝부위는 곡면부(119)를 형성하게 된다.

또한 내륜(110)의 내주면(112)으로부터 제2경사부(117)가 시작되는 부위에도 곡면부(115)가 형성될 수 있다.

제1경사부(116)와 제2경사부(117)는 오비탈 포밍부(106)에 의해 감싸지게 배치된다.

이와 같은 내륜(110)의 제1,2경사부(116, 117)와 휠 허브(100)의 오비탈 포밍부(106)의 결합으로, 휠 베어링에 안정적으로 예압을 부여하여 휠 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한 곡면부(115, 117)들은 오비탈 포밍부(106)로 내륜(110)을 감쌀 때에, 오비탈 포밍부(106)에 의한 내륜(110)의 국부적인 손상을 방지할 수 있다.

내륜(110)의 축방향 내측 선단부에서 상기 경사부(116)보다 반경 방향 외측에는 페이스 스플라인(130)이 형성될 수 있다.

엔진의 회전 동력을 전달받는 도시되지 않은 등속조인트가 페이스 스플라인(130)을 통해 내륜(110)과 일체로 회전되게 결합될 수 있다.

따라서 엔진의 회전 동력은 등속조인트를 통해 페이스 스플라인(130)을 거쳐서 내륜(110) 및 휠 허브(100)를 경유하여 차륜에 전달되어, 차륜을 회전시킬 수 있다.

페이스 스플라인(130)은 반경 방향으로 연장되게 형성된 치형과 치형홈이 원주 방향으로 교대로 배치된 구조를 가질 수 있다.

이에 따라 내륜(110)의 페이스 스플라인(130)의 치형은 등속조인트의 치형홈에 삽입되어 결합되고, 내륜(110)의 페이스 스플라인(130)의 치형홈에는 등속조인트의 치형이 삽입되어 결합됨으로써, 내륜(110)과 등속조인트가 일체로 회전되게 결합된다.

한편, 내륜(110)의 곡면부(119)의 끝부위(a)는 내륜(110)의 페이스 스플라인(130)의 축방향 내측 끝부위(b), 즉 페이스 스플라인(130)의 치형의 끝부위에 대해 축방향 내측으로 동일한 위치에 있거나 혹은 축방향 내측으로 더 돌출되게 배치될 수 있다.

내륜(110)의 외주면의 축방향 내측 선단부에는 반경 방향 내측으로 파여진 단차부(118)가 형성될 수 있고, 이에 대응하여 등속조인트(160)에도 단차부(162)가 형성될 수 있으며, 상기 2개의 단차부(118, 162)에 의해 끼움홈이 형성되어, 씰링 부재(140)가 페이스 프를라인(130)의 결합부를 씰링하기 위해 상기 끼움홈에 삽입되어 장착될 수 있다.

상기 끼움홈은 상기 페이스 스플라인(130)보다 반경 방향 외측에 위치되는 것이 바람직하다.

씰링 부재(140)는 적절한 탄성을 가진 밀봉부재(142)과, 이 밀봉부재(144)를 내측으로 끼워서 지지하는 캡 혹은 지지부재(144)를 포함할 수 있다.

밀봉부재(142)은 고무 재질로 제작될 수 있고, 지지부재(144)에 끼워져 접착되는 부분의 폭이 넓은 대체로 "T"자 형상의 단면이 원주 방향으로 연속된 구조를 가질 수 있다.

지지부재(144)는 밀봉부재(142)을 끼워서 접착할 수 있도록 끼움홈을 가진 대체로 "ㄷ"자 형상의 단면이 원주 방향으로 연속된 구조를 가질 수 있다.

씰링 부재(140)가 내륜(110)의 단차부(118) 및 등속조인트(160)의 단차부(162)들에 의해 형성된 끼움홈에 삽입되어 장착되면, 반경 방향으로 외측으로부터 페이스 스플라인(130) 쪽으로 침투하는 외부 이물질을 차단하여, 페이스 스플라인(130)의 부식 혹은 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기와 같이 내륜(110)에 단차부(118)를 형성하여 씰링 부재(140)를 조립함으로써, 내륜(110)의 부피를 증대시키지 않는 컴팩트한 조립 구조를 만들 수 있다.

내륜(110)의 외주면에는 대체로 원호 형상을 한 내륜 궤도면(119)이 형성되고, 이 내륜 궤도면(119)에는 볼 전동체(150)가 안착되어 회전 가능하게 지지될 수 있다.

볼 전동체(150)는 내륜(110)을 도시되지 않은 외륜에 대해 상대 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 휠 허브
110: 내륜
120: 축방향 스플라인
128: 축방향 스플라인
130: 페이스 스플라인
140: 씰링 부재
150: 전동체

Claims (15)

1. 차륜과 일체로 회전되게 체결되는 휠 허브;
   상기 휠 허브에 끼워져서 축방향 스플라인을 매개로 일체로 회전되게 결합된 내륜; 및
   엔진의 동력을 상기 차륜에 전달하기 위해 상기 내륜에 페이스 스플라인을 매개로 일체로 회전되게 연결된 등속조인트를 포함하고;
   상기 내륜과 상기 등속조인트의 상기 페이스 스플라인의 결합부를 씰링하기 위한 씰링 부재가 설치되고,
   상기 내륜의 축방향 내측 선단부에는 반경 방향 외측으로부터 반경방향 내측 및 축방향 내측을 향해 경사진 제1경사부가 형성되고, 상기 내륜의 내주면으로부터 반경 방향 외측 및 축방향 내측을 향해 경사져서 상기 제1경사부와 만나는 제2경사부가 형성되며;
   상기 휠 허브의 축방향 내측 선단부에는 상기 제1경사부 및 제2경사부를 감싸는 형태로 반경 방향 외측으로 절곡된 오비탈 포밍부가 형성된 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내륜의 축방향 내측 선단부에는 단차부가 형성되고, 상기 단차부에 대응하여 상기 등속조인트에도 단차부가 형성되며, 상기 내륜의 단차부 및 상기 등속조인트의 단차부에 의해 형성되는 끼움홈에 상기 씰링 부재가 삽입되어 설치된 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
3. 제1항에 있어서,
   상기 씰링 부재는 상기 페이스 스플라인보다 반경 방향 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
4. 제1항에 있어서,
   상기 씰링 부재는
   밀봉부재와, 이 밀봉부재가 내측으로 끼워져 접착되는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
5. 제4항에 있어서,
   상기 밀봉부재는 상기 지지부재에 끼워지는 부분의 폭이 넓은 "T"자 형상의 단면이 원주 방향으로 연속된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
6. 제4항에 있어서,
   상기 지지부재는 상기 밀봉부재를 끼워서 접착할 수 있도록 끼움홈을 가진 "ㄷ"자 형상의 단면이 원주 방향으로 연속된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
7. 제3항에 있어서,
   상기 페이스 스플라인은 반경 방향으로 연장되게 형성된 치형과 치형홈이 원주 방향으로 교대로 배치된 구조를 가지는 것을 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1경사부와 상기 제2경사부가 서로 만나서 축방향 내측으로 돌출하는 돌출부를 형성하며, 상기 돌출부의 끝부위는 곡면부를 형성하는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
10. 제1항에 있어서,
    상기 내륜의 내주면으로부터 상기 제2경사부가 시작되는 부위에 곡면부가 형성된 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
11. 제9항에 있어서,
    상기 돌출부의 곡면부는 상기 내륜의 페이스 스플라인보다 반경 방향 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
12. 제1항에 있어서,
    상기 축방향 스플라인은 축방향으로 연장되게 형성된 치형과 치형홈이 원주방향으로 교대로 연속되게 배치된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
13. 제9항에 있어서,
    상기 돌출부의 곡면부는 상기 내륜의 페이스 스플라인의 축방향 내측 끝부위에 대해 축방향 내측으로 동일한 위치에 있거나 혹은 축방향 내측으로 더 돌출되게 배치된 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
14. 제1항에 있어서,
    상기 내륜은 제1내주면과, 상기 제1내주면으로부터 반경 방향 내측으로 단차져서 형성된 제2내주면을 각각 포함하고;
    상기 휠 허브는 상기 제1내주면이 압입되는 제1외주면과, 상기 제1외주면보다 반경 방향 내측으로 단차져서 형성되고 상기 제2내주면이 압입되는 제2외주면을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
15. 제14항에 있어서,
    상기 축방향 스플라인은 상기 내륜의 제1,2내주면 사이의 내주면 및, 상기 휠 허브의 제1,2외주면 사이의 외주면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 구동 휠 베어링.
    

Images