KR102520229B1 - 휠 허브 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체 - Google Patents

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Abstract

휠 베어링 조립체에 사용되는 휠 허브가 제공된다. 휠 허브는, 축 방향을 중심으로 환상의 형상을 갖는 원통부, 원통부의 외주면으로부터 경 방향 외측으로 연장된 허브 플랜지, 및 원통부의 선단으로부터 축 방향 외측으로 연장된 가이드부를 포함할 수 있다. 가이드부는, 제1 축 방향 길이를 갖도록 원통부로부터 연장된 제1 가이드부, 제1 축 방향 길이보다 짧은 제2 축 방향 길이를 갖도록 원통부로부터 연장된 제2 가이드부, 및 원통부의 둘레 방향을 기준으로 제1 가이드부 및 제2 가이드부 사이에 배치되고, 제2 축 방향 길이보다 짧은 제3 축 방향 길이를 갖는 가이드 분할부를 포함할 수 있다.

Description

휠 허브 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체{WHEEL HUB AND WHEEL BEARING ASSEMBLY COMPRISING THE SAME}
본 개시는 휠 허브 및 이를 포함하는 휠 베어링 조립체에 관한 것이다.
휠 베어링 조립체는 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 차량의 휠 베어링 조립체는 차체에 휠을 회전 가능하도록 연결시킴으로써, 차량이 움직일 수 있는 기능을 제공한다. 이러한 휠 베어링 조립체는 엔진에서 발생하는 동력을 전달하는 구동륜 휠 베어링과 구동력을 전달하지 않는 종동륜 휠 베어링으로 구별될 수 있다.
구동륜 휠 베어링 조립체는 회전 요소와 비회전 요소를 포함한다. 회전 요소는 엔진에서 발생하여 변속기를 통과한 토크에 의하여, 구동축과 함께 회전하도록 되어 있다. 이에 반하여, 비회전 요소는 차체에 고정되어 있고, 회전 요소와 비회전 요소의 사이에는 전동 장치가 개재되어 있다. 종동륜 휠 베어링 조립체는 구동륜 휠 베어링 조립체와 유사한 구성을 포함하나, 회전 요소가 구동축에 연결되어 있지 않다.
휠 베어링 조립체의 회전하는 요소의 중량을 절감시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 회전하는 요소로는, 예를 들어 휠 허브와 내륜이 될 수 있고, 휠 허브의 구조를 변형하여 중량을 절감하는 방안 또는 휠 허브의 재료를 변경하여 중량을 절감하는 방안이 고려될 수 있다. 일 예로, 허브 플랜지의 소정의 부분을 제거하여 중량을 절감할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는, 가이드부의 중량이 절감된 구조를 갖는 휠 허브를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체에 사용되는 휠 허브에 있어서, 축 방향을 중심으로 환상의 형상을 갖는 원통부; 원통부의 외주면으로부터 경 방향 외측으로 연장된 허브 플랜지; 및 원통부의 선단으로부터 축 방향 외측으로 연장된 가이드부를 포함하고, 가이드부는, 제1 축 방향 길이를 갖도록 원통부로부터 연장된 제1 가이드부; 제1 축 방향 길이보다 짧은 제2 축 방향 길이를 갖도록 원통부로부터 연장된 제2 가이드부; 및 원통부의 둘레 방향을 기준으로 제1 가이드부 및 제2 가이드부 사이에 배치되고, 제2 축 방향 길이보다 짧은 제3 축 방향 길이를 갖는 가이드 분할부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 가이드부는, 원통부의 선단으로부터 축 방향 외측으로 연장되고, 브레이크 디스크가 안착하도록 구성된 디스크 가이드부; 및 디스크 가이드부의 선단으로부터 축 방향 외측으로 연장되고, 휠이 안착하도록 구성된 휠 가이드부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스크 가이드부는 제1 반경을 갖는 제1 외주면을 포함하고, 휠 가이드부는 제2 반경을 갖는 제2 외주면을 포함하고, 제1 반경은 제2 반경보다 크도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 가이드부는 브레이크 디스크가 안착하도록 구성되고 제3 반경을 갖는 제3 외주면을 포함하고, 제3 반경은 제1 반경과 동일하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스크 가이드부의 축 방향 길이와 제2 가이드부의 축 방향 길이는 동일하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스크 가이드부의 축 방향 길이는 휠 가이드부의 축 방향 길이보다 작도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 가이드부는, 축 방향에 수직하고 디스크 가이드부의 선단과 휠 가이드부의 외주면 사이를 연결하는 단차면을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 가이드부는 원통부의 둘레 방향을 따라 짝수의 개수로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 가이드부 및 제2 가이드부의 각각이 2개 또는 3개로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 가이드부, 제2 가이드부 및 가이드 분할부의 각각이 복수로 제공되고, 제1 가이드부 및 제2 가이드부는, 원통부의 둘레 방향을 따라, 가이드 분할부를 사이에 두고 교대로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 허브 플랜지는 리텐션 홀이 형성되어 있는 리텐션부를 포함하고, 리텐션부는 허브 플랜지의 나머지 부분의 두께보다 큰 두께를 갖고, 리텐션부의 큰 두께로 인한 중량 차이를 보상하도록, 복수의 제1 가이드부 중 적어도 하나의 제1 가이드부의 축 방향 길이가 나머지 제1 가이드부의 축 방향 길이보다 클 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 가이드부는 먼저 단조 공정에 의하여 프리폼 형상을 갖도록 제작되고, 이후 프리폼 형상의 외주면이 선삭 가공되어 디스크 가이드부 및 휠 가이드부를 갖도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스크 가이드부의 제1 외주면 및 휠 가이드부의 제2 외주면은 각각 선삭 가공되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 휠 가이드부의 축 방향 외측 선단면은 제1 가이드부가 미리 정해진 제1 축 방향 길이를 갖도록 가공되고, 제2 가이드부 및 가이드 분할부의 축 방향 외측 선단면은 각각 단조 공정될 때의 상태로 남아 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 가이드부에서 경 방향 외측 상단의 양 측 모서리에는 각각 모따기면이 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 가이드부에서 경 방향 외측 상단의 양 측 모서리에는 각각 모따기면이 형성될 수 있다,
본 개시의 다른 실시예에 따른 휠 베어링 조립체에 있어서, 차량의 현가 장치에 결합되는 외륜; 외륜에 대하여 상대 회전하고, 축 방향을 중심으로 환상의 형상을 갖는 원통부, 원통부의 외주면으로부터 경 방향 외측으로 연장된 허브 플랜지, 및 허브 플랜지의 축 방향 외측 단면으로부터 축 방향 외측으로 연장된 가이드부를 포함하는 휠 허브; 원통부의 외주면 상에 결합되는 내륜; 및 외륜과 원통부 사이에 개재되는 제1 전동체 및 외륜과 내륜 사이에 개재되는 제2 전동체를 포함하는 구름 장치를 포함하고, 가이드부는, 허브 플랜지의 축 방향 외측 단면으로부터 연장된 제1 가이드부; 제1 가이드부보다 짧은 축방향 길이를 갖도록 원통부로부터 연장된 제2 가이드부; 및 원통부의 둘레 방향을 기준으로 제1 가이드부 및 제2 가이드부 사이에 배치되고, 제2 축 방향 길이보다 짧은 축 방향 길이를 갖는 가이드 분할부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 가이드부는, 허브 플랜지의 축 방향 외측 단면으로부터 제1 축 방향 길이를 갖는 단차면까지 연장되고, 브레이크 디스크가 안착하도록 구성된 디스크 가이드부; 및 단차면으로부터 제2 축 방향 길이를 갖는 선단면까지 연장되고, 휠이 안착하도록 구성된 휠 가이드부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 축 방향 길이는 제2 축 방향 길이보다 크도록 구성될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 휠 허브의 가이드부에서 상대적으로 하중 부담이 적은 휠이 장착되는 부분을 최소화 하여 가이드부의 중량을 절감할 수 있다. 또한, 휠 가이드부의 축방향 길이가 긴 부분과 축 방향 길이가 짧은 부분을 교대로 배치하여 차량의 휠과 브레이크 디스크의 안정적인 안착이 가능하면서도 휠 허브의 회전 밸런스를 유지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체의 전체 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 가이드부의 세부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 휠 허브의 정면을 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 휠 허브를 다른 방향에서 바라본 구성을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브의 구성을 나타내는 사시도이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 개시에서, "축 방향(R)"은 휠 베어링 조립체의 회전 축(rotational axis)과 평행한 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있고, "경 방향"은 회전 축으로부터 멀어지는 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있고, "원주 방향"은 축 방향(R)을 중심으로 축 방향(R)을 감싸는 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있다. 이하에서, 휠 베어링 조립체의 회전축 방향은 간단히 "축 방향(R)"이라고 지칭될 수 있다.
본 개시에서, 화살표 "OA"는 휠 베어링 조립체의 축 방향(R)을 따르는 방향으로서 휠 허브에 대해 차륜이 배치되는 축 방향 외측(outboard)을 가리키고, 화살표 "IA"는 "OA"의 반대 방향으로서 휠 허브에 대해 너클이 배치되는 축 방향 내측(inboard)을 가리킨다. 또한, 화살표 "OR"은 휠 베어링 조립체의 회전축에 대한 방사상 방향(radial direction) 중 회전축으로부터 멀어지는 경 방향 외측을 가리키고, 화살표 "IR"는 OR의 반대 방향인 경 방향 내측을 가리킨다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링 조립체(1)의 전체 구성을 도시한 단면도이다. 휠 베어링 조립체(1)는 차량의 현가 장치(도시되지 않음)와 휠(도시되지 않음) 사이에 배치되어, 현가 장치에 대하여 휠을 회전시킬 수 있다. 일 실시예에서, 휠 베어링 조립체(1)는 축 방향(R)을 중심으로 대칭하는 형상을 가질 수 있다. 일 예로서, 휠 베어링 조립체(1)는 종동륜 휠 베어링 조립체로 구성될 수 있다. 다른 예로서, 휠 베어링 조립체(1)는 구동축과 맞물려서 회전하는 휠 허브를 갖는 구동륜 휠 베어링 조립체로 구성될 수 있다.
휠 베어링 조립체(1)는 휠 허브(10), 내륜(20), 외륜(30), 구름 장치(40), 실링 장치(61, 62)를 포함할 수 있다. 현가 장치는 휠 베어링 조립체(1)의 축 방향 내측(IA)에 배치될 수 있고, 차륜은 휠 베어링 조립체(1)의 축 방향 외측(OA)에 배치될 수 있다. 도 1을 기준으로, 휠 베어링 조립체(1)의 일 측에는 차체가 위치될 수 있고, 휠 베어링 조립체(1)의 타 측에는 지면이 위치될 수 있다.
휠 허브(10)는 축 방향(R)으로 연장하는 원통부(12)와 원통부(12)로부터 경 방향 외측(OR)으로 연장하는 허브 플랜지(11)를 포함할 수 있다. 허브 플랜지(11)에는 축 방향(R)으로 관통되어 휠 볼트(51)가 결합될 수 있다. 원통부(12)의 축 방향 내측(IA) 단부에는 경 방향 외측(OR)으로 구부러진 오비탈 포밍부(16)가 형성될 수 있다. 또한, 원통부(12)의 축 방향 외측(OA) 단부에는 차량의 휠(미도시) 또는 브레이크 디스크(미도시)가 안착되는 가이드부(100)가 형성될 수 있다. 가이드부(100)의 자세한 구성에 대해서는 후술한다.
내륜(20)은 원통부(12)의 외주면 상에 압입되어, 원통부(12)에 결합될 수 있다. 따라서, 내륜(20)은 휠 허브(10)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 내륜(20)은 휠 허브(10)보다 강한 강도를 갖는 금속 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 휠 허브(10)의 축 방향 내측(IA)에 형성된 내륜 안착부(12b)에 내륜(20)이 압입될 수 있다.
외륜(30)은 휠 허브(10) 및 내륜(20) 각각으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 외륜(30)은 현가 장치(미도시)의 일 측에 결합될 수 있다. 즉, 외륜(30)은 비회전 요소로 제공될 수 있고, 현가 장치의 일 측에 결합된 후에는 위치가 이동되지 않도록 구성될 수 있다. 외륜(30)은, 예를 들어 현가 장치의 너클 암(53)에 결합되어 위치가 고정될 수 있다.
외륜(30)은 축 방향(R)으로 연장하는 제1 원통부(32), 제1 원통부(32)로부터 경 방향 외측(OR)으로 연장하는 외륜 플랜지(31) 및 제1 원통부(32)로부터 축 방향 내측(IA)으로 연장하는 제2 원통부(33)를 포함할 수 있다. 너클 볼트(52)는 외륜 플랜지(31)와 너클 암(53)을 관통하여, 외륜(30)과 너클 암(53)을 결합시킬 수 있다. 제2 원통부(33)의 내주면과 내륜(20)의 외주면 사이에는 실링 장치(62)가 개재될 수 있다. 휠 허브(10)의 원통부(12)와 외륜(30)의 제1 원통부(32) 사이에는 실링 장치(61)가 개재될 수 있다.
일 실시예에서, 구름 장치(40)는 외륜(30)과 휠 허브(10) 사이에 개재되는 제1 전동체(41) 및 외륜(30)과 내륜(20) 사이에 개재되는 제2 전동체(42)를 포함할 수 있다. 구름 장치(40)는, 예를 들어 제1 및 제2 전동체(41, 42)를 수용하는 리테이너(retainer, 43)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전동체(41)의 일 부분은 경 방향 외측(OR)에서 외륜(30)과 접촉하여 구를 수 있고, 제1 전동체(41)의 타 부분은 경 방향 내측(IR)에서 휠 허브(10)와 접촉하여 구를 수 있다. 또한, 제2 전동체(42)의 일 부분은 경 방향 외측(OR)에서 외륜(30)과 접촉하여 구를 수 있고, 제2 전동체(42)의 타 부분은 경 방향 내측(IR)에서 내륜(20)과 접촉하여 구를 수 있다. 본 실시예에서, 구름 장치(40)는 2열의 전동체를 포함하나, 휠 베어링 조립체의 구조에 따라 3열 이상의 전동체를 포함하도록 구성되는 것도 가능하다. 따라서, 2열 이상의 전동체를 포함하는 구름 장치(40)가 일체로 회전하는 휠 허브(10) 및 내륜(20)의 두 지점 이상을 지지하므로, 휠 허브(10) 및 내륜(20)은 외륜(30)에 대하여 안정적으로 회전될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브(10)의 구성을 나타내는 사시도이다. 허브 플랜지(11)에는 휠 볼트(51)가 결합되는 복수의 휠 볼트 홀(14)이 형성될 수 있다. 허브 플랜지(11)는 예를 들어, 원판(disk) 형상을 가질 수 있다. 휠 볼트 홀(14)은 예를 들어, 5개로 제공될 수 있고, 요구되는 휠 허브(10)의 사양에 따라 5개 이상 또는 이하로 제공될 수 있다.
가이드부(100)는 제1 및 제2 가이드부(110, 120) 및 가이드 분할부(130)를 포함하는 개념으로 정의될 수 있다. 가이드부(100)는 원통부(12)의 축 방향 내측(IA) 단부로부터 연장될 수 있다. 방식으로, 가이드부(100)는 허브 플랜지(11)의 외측 선단면으로부터 축 방향 내측(IA)으로 연장된다고도 설명될 수 있다. 가이드부(100)는 대체로 중앙이 관통된 실린더 벽 형상을 가질 수 있다.
가이드부(100)는 제1 축 방향 길이를 갖도록 원통부(12)로부터 연장된 제1 가이드부(110), 제1 축 방향 길이보다 짧은 제2 축 방향 길이를 갖도록 원통부(12)로부터 연장된 제2 가이드부(120), 그리고 원통부(12)의 둘레 방향을 기준으로 제1 가이드부(110) 및 제2 가이드부(120) 사이에 배치되고, 제2 축 방향 길이보다 짧은 제3 축 방향 길이를 갖는 가이드 분할부(130)를 포함할 수 있다. 제1 가이드부(110)의 외주면의 일부 및 제2 가이드부(120)의 외주면에는 브레이크 디스크(미도시)가 안착될 수 있다. 또한, 가이드 분할부(130)의 둘레 방향 원호 길이는, 제1 가이드부(110) 및 제2 가이드부(120)의 둘레 방향 원호 길이보다 짧도록 구성될 수 있다.
제1 가이드부(110)는, 원통부(12)의 선단으로부터 축 방향 외측(OA)으로 연장되고, 브레이크 디스크(미도시)가 안착하도록 구성된 디스크 가이드부(111), 및 디스크 가이드부(111)의 선단으로부터 축 방향 외측(OA)으로 연장되고, 휠(미도시)이 안착하도록 구성된 휠 가이드부(112)를 포함할 수 있다. 제1 가이드부(110)는 예를 들어, 단차진 형상의 외주면을 가질 수 있다.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 가이드부(100)의 세부 구성을 나타내는 단면도이다.
제1 가이드부(110)는 제1 축 방향 길이(L1)를 가질 수 있다. 제2 가이드부(120)는 제2 축 방향 길이(L2)를 가질 수 있다. 제1 축 방향 길이(L1)는 제2 축 방향 길이(L2)보다 크다. 일 실시예에 의하면, 디스크 가이드부(111)는 제2 축 방향 길이(L2)와 동일한 축 방향 길이를 가질 수 있다. 또한, 휠 가이드부(112)는 제2 축 방향 길이(L2)보다 큰 제4 축 방향 길이(L4)를 가질 수 있다.
제1 가이드부(110)는, 예를 들어 계단 모양의 단차가 있는 형상을 가질 수 있다. 제1 가이드부(110)는 축 방향(R)에 수직하고 디스크 가이드부(111)의 선단과 휠 가이드부(112)의 외주면 사이를 연결하는 단차면(115)을 포함할 수 있다. 단차면(115)은 허브 플랜지(11)의 축 방향 외측 단면과 평행하도록 형성될 수 있다.
가이드 분할부(130)는 제2 축 방향 길이(L2)보다 작은 제3 축 방향 길이(L3)를 가질 수 있다. 휠 허브(10)의 중량을 더 절감하기 위하여 제3 축 방향 길이(L3)는 가이드 분할부(130)의 축 방향 외측 선단면(131b)과 허브 플랜지(11)의 축 방향 외측 단면(11a)(즉, 플랜지면)이 동일하거나 상당히 가까울 정도의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 휠 허브(10)는 가이드 분할부(130)를 포함하지 않고(예를 들어, 가이드 분할부(130)에 해당하는 구성이 축 방향(R)으로 돌출되지 않음), 제1 및 제2 가이드부(110, 120)만으로 구성된 가이드부(100)를 가질 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 제2 가이드부(120)는 휠 가이드부(112)에 대응하는 구성을 가지고 있지 않으므로, 휠 가이드부(112)의 부피를 최소화하여 가이드부(100)의 중량을 감소시킬 수 있다.
휠 허브(10)는 단조 공정 및 가공 공정에 의하여 제조될 수 있다. 먼저 단조 공정으로 원통부(12), 플랜지부(11) 및 프리폼 형상을 갖는 가이드부(100)를 포함하는 휠 허브(10)의 가공 전 형상이 제조될 수 있다. 이후, 가이드부(100)에 가공 공정이 수행될 수 있다.
제1 가이드부(110)는 상술한 단조 공정에 의하여 프리폼 형상을 갖도록 제작될 수 있다. 단조 공정 과정에서, 제2 가이드부(120) 및 가이드 분할부(130)는 제1 가이드부(110)와 동시에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 단조 공정으로 제작된 프리폼 형상은 단차가 없는 외주면을 가질 수 있다. 이후, 프리폼 형상의 외주면이 선삭 가공되어 디스크 가이드부(111) 및 휠 가이드부(112)를 갖도록 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 휠 허브(10)는 단조 공정에 의해 단차가 형성된 외주면을 가질 수 있다. 즉, 단조 공정으로 휠 허브(10)의 프리폼을 제조하면, 제1 가이드부(110)의 프리폼은 디스크 가이드부(111) 및 휠 가이드부(112) 각각에 대응하는 프리폼 형상을 포함하게 되므로, 제1 가이드부(110)는 단차가 형성된 외주면을 가질 수 있다.
디스크 가이드부(111)의 제1 외주면(111a) 및 휠 가이드부(112)의 제2 외주면(112a)은 각각 프리폼 형상으로부터 선삭 가공되어 형성될 수 있다. 제2 외주면(112a)은 선삭 가공 툴이 축 방향(R)으로 더 깊게 파고들게 되어, 제1 외주면(111a) 보다 작은 외경을 가질 수 있다. 또한, 제2 외주면(112a)을 가공하는 과정에서 단차면(115)이 형성될 수 있다.
휠 가이드부(112)의 축 방향 외측 선단면(112b)은 제1 가이드부(110)가 미리 정해진 제1 축 방향 길이(L1)를 갖도록 가공될 수 있다. 외측 선단면(112b)에 대한 가공은 선삭 가공 또는 절삭 가공에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 제2 가이드부(120)의 축 방향 외측 선단면(121b) 및 가이드 분할부(130)의 축 방향 외측 선단면(131b)은 가공되지 않을 수 있다. 즉, 제2 가이드부(120) 및 가이드 분할부(130)의 축 방향 외측 선단면(121b, 131b)은 각각 단조 공정될 때의 상태로 남아 있을 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 휠 허브(10)의 정면을 나타내는 정면도이다. 디스크 가이드부(111)는 제1 반경(R1)을 갖는 제1 외주면(111a)을 포함하고, 휠 가이드부(112)는 제2 반경(R2)을 갖는 제2 외주면(112a)을 포함할 수 있다. 제1 반경(R1)은 제2 반경(R2)보다 크도록 구성될 수 있다. 제2 가이드부(120)는 브레이크 디스크(미도시)가 안착하도록 구성되고 제3 반경(R3)을 갖는 제3 외주면(121)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 반경(R3)은 제1 반경(R1)과 동일하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제2 가이드부(120)의 제3 외주면(121)과 디스크 가이드부(111)의 제1 외주면(111a)은 하나의 원 상에 배치될 수 있다.
제1 가이드부(110)는 제1 원호 길이(AR1)를 가질 수 있다. 제2 가이드부(120)는 제2 원호 길이(AR2)를 가질 수 있다. 제1 원호 길이(AR1)와 제2 원호 길이(AR2)는 동일하도록 구성될 수 있다. 가이드 분할부(130)는 제3 원호 길이(AR3)를 가질 수 있다. 제3 원호 길이(AR3)는 제2 원호 길이(AR2)보다 작도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 가이드부(100)의 중량을 감소시키기 위하여, 제3 원호 길이(AR3)를 제1 원호 길이(AR1) 또는 제2 원호 길이(AR2)보다 길게 구성할 수 있다.
제1 가이드부(110), 제2 가이드부(120) 및 가이드 분할부(130)의 각각은 복수로 제공될 수 있다. 제1 가이드부(110) 및 제2 가이드부(120)는, 원통부(12)의 둘레 방향을 따라, 가이드 분할부(130)를 사이에 두고 교대로 배치될 수 있다. 예를 들어, 가이드부(100)는 원통부(12)의 둘레 방향을 따라 짝수의 개수로 제공될 수 있다. 즉, 제1 가이드부(110), 제2 가이드부(120) 및 가이드 분할부(130)의 각각은 짝수로 제공될 수 있다. 도 4를 참고하면, 제1 가이드부(110) 및 제2 가이드부(120)의 각각이 2개로 제공될 수 있다. 또한, 가이드 분할부(130)는 4개로 제공될 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 가이드부(100)의 중량을 저감하면서도 둘레 방향을 기준으로 가이드부(100)의 전체 중량 분포가 균형을 이루게 되어 휠 허브(10)의 회전 밸런스를 유지할 수 있다.
제1 및 제2 가이드부(110, 120)에서, 둘레방향 양 측 모서리에는 모따기 형상이 제공될 수 있다. 도 4에 도시된 부분 확대도를 참고하면, 제1 가이드부(110)에서 디스크 가이드부(111)의 경 방향 외측 상단의 양 측 모서리에는 모따기면(111b)이 형성될 수 있고, 휠 가이드부(112)의 경 방향 외측 상단의 양 측 모서리에는 모따기면(112b)이 형성될 수 있다. 또한, 제2 가이드부(120)의 경 방향 외측 상단의 양 측 모서리에는 모따기면(120b)이 형성될 수 있다. 모따기면(111b, 112b, 120b)은 경사면으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 가이드부(110, 120)의 외주면은 선삭 가공되어 형성될 수 있다. 이 과정에서, 금속 재료가 선삭 툴에 의하여 변형되면서 제1 및 제2 가이드부(110, 120)로부터 둘레 방향으로 버(burr)가 형성될 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 가이드부(110, 120)의 둘레방향 양 측 모서리에 모따기 형상이 제공되는 경우에는, 이러한 버(burr)의 형성이 방지될 수 있다.
다른 실시예에서, 모따기면(111b, 112b, 120b)은 상술한 단조 공정에 의해 제1 및 제2 가이드부(110, 120)가 형성되는 과정에서 제1 및 제2 가이드부(110, 120)의 모서리에 일체로 형성될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브(20A)의 구성을 나타내는 정면도이다. 휠 허브(20A)는 복수의 휠 볼트 홀(24)이 형성된 플랜지부(21) 및 가이드부(200)를 포함할 수 있다. 가이드부(200)는 제1 및 제2 가이드부(210, 220) 및 가이드 분할부(230)를 포함하는 개념으로 정의될 수 있다.
도 5를 참고하면, 제1 가이드부(210) 및 제2 가이드부(220)의 각각은 3개로 제공될 수 있다. 이 경우, 가이드 분할부(230)는 6개로 제공될 수 있다. 휠 허브(20A)의 사양에 따라, 제1 가이드부(210) 및 제2 가이드부(220)는 3개보다 더 많은 개수로 제공될 수 있다.
제1 가이드부(210) 및 제2 가이드부(220)는 둘레 방향으로 균일한 간격으로 배치될 수 있다. 3개의 제1 가이드부(210)는, 예를 들어 정삼각형을 이루도록 배치될 수 있다. 또한, 3개의 제2 가이드부(220)는, 예를 들어 정삼각형을 이루도록 배치될 수 있다. 또한, 6개의 가이드 분할부(230)는, 예를 들어 정육각형을 이루도록 배치될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브(30A)의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 휠 허브(30A)를 다른 방향에서 바라본 구성을 나타내는 사시도이다. 휠 허브(30A)는 원통부(38), 허브 플랜지(35) 및 가이드부(300)를 포함할 수 있다. 가이드부(300)는 제1 가이드부(310A, 310B), 제2 가이드부(320) 및 가이드 분할부(330)를 포함하는 개념으로 정의될 수 있다.
허브 플랜지(35)는 리텐션 홀(39a)이 형성되어 있는 리텐션부(39)를 포함할 수 있다. 리텐션부(39)는 허브 플랜지(35)의 나머지 부분의 두께보다 큰 두께를 가질 수 있다. 또한, 허브 플랜지(35)에는 휠 볼트(51)가 결합되기 위한 복수의 휠 볼트 홀(36)이 형성될 수 있다. 또한, 허브 플랜지(35)에는 휠 허브(30A)의 중량을 감소시키기 위한 복수의 중량 감소 홀(37)이 형성될 수 있다. 회전 밸런스를 유지하기 위하여, 복수의 중량 감소 홀(37)은 복수의 휠 볼트 홀(37) 사이에 배치될 수 있다.
리텐션부(39)의 큰 두께로 인한 중량 차이를 보상하도록, 복수의 제1 가이드부(310) 중 적어도 하나의 제1 가이드부(310A)의 축 방향 길이가 나머지 제1 가이드부(310B)의 축 방향 길이보다 클 수 있다. 이에 따라, 리텐션부(39)의 큰 두께로 인한 중량 차이를 보상할 수 있다.
도 6을 참조하면, 리텐션부(39)가 하측에 배치되므로, 제1 가이드부(310A)의 축 방향 길이가 제1 가이드부(310B)의 축 방향 길이보다 크도록 형성할 수 있다. 일 예로, 제1 가이드부(310B)의 디스크 가이드부(311B)의 길이보다 제1 가이드부(310A)의 디스크 가이드부(311A)의 길이가 더 크도록 형성할 수 있다. 다른 예로, 제1 가이드부(310B)의 휠 가이드부(312B)의 길이보다 제1 가이드부(310A)의 휠 가이드부(312A)의 길이가 더 크도록 형성할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 허브(40A)의 구성을 나타내는 사시도이다. 휠 허브(40A)는, 원통부(48), 허브 플랜지(45) 및 가이드부(400)를 포함할 수 있다. 가이드부(400)는 제1 및 제2 가이드부(410, 420) 및 가이드 분할부(430)를 포함하는 개념으로 정의될 수 있다. 제1 가이드부(410)는 디스크 가이드부(411) 및 휠 가이드부(412)를 포함할 수 있다.
허브 플랜지(45)는 휠 볼트 홀(46)이 형성된 복수의 결합부(45A) 및 휠 복수의 결합부(45A) 사이에 배치되는 복수의 분할부(45B)를 포함할 수 있다. 분할부(45B)의 경 방향 길이는 결합부(45A)의 경 방향 길이보다 작도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 허브 플랜지(45)의 중량을 감소시킬 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 제2 가이드부의 축 방향 길이를 제1 가이드부의 축 방향 길이보다 짧게 형성함으로써, 휠 허브의 중량을 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 가이드부 및 제2 가이드부는 허브 플랜지의 둘레 방향을 따라 균일한 간격을 두도록 배치되므로, 회전 밸런스가 흐트러지지 않고 안정적으로 회전할 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
1: 휠 베어링 조립체
10, 20A, 30A, 40A: 휠 허브
11, 21, 35, 45: 허브 플랜지
20: 내륜
30: 외륜
40: 구름 장치
51: 휠 볼트
52: 너클 볼트
53: 너클 암
100, 200, 300, 400: 가이드부

Claims (19)

  1. 휠 베어링 조립체에 사용되는 휠 허브에 있어서,
    축 방향을 중심으로 환상의 형상을 갖는 원통부;
    상기 원통부의 외주면으로부터 경 방향 외측으로 연장된 허브 플랜지; 및
    상기 원통부의 선단으로부터 축 방향 외측으로 연장된 가이드부를 포함하고,
    상기 가이드부는,
    제1 축 방향 길이를 갖도록 상기 원통부로부터 연장된 제1 가이드부;
    상기 제1 축 방향 길이보다 짧은 제2 축 방향 길이를 갖도록 상기 원통부로부터 연장된 제2 가이드부; 및
    상기 원통부의 둘레 방향을 기준으로 상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부 사이에 배치되고, 상기 제2 축 방향 길이보다 짧은 제3 축 방향 길이를 갖는 가이드 분할부를 포함하며,
    상기 제1 가이드부, 상기 제2 가이드부 및 상기 가이드 분할부는 각각 복수로 제공되고,
    상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부는, 상기 원통부의 둘레 방향을 따라, 상기 가이드 분할부를 사이에 두고 교대로 배치되는,
    휠 허브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가이드부는,
    상기 원통부의 선단으로부터 축 방향 외측으로 연장되고, 브레이크 디스크가 안착하도록 구성된 디스크 가이드부; 및
    상기 디스크 가이드부의 선단으로부터 축 방향 외측으로 연장되고, 휠이 안착하도록 구성된 휠 가이드부를 포함하는,
    휠 허브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스크 가이드부는 제1 반경을 갖는 제1 외주면을 포함하고,
    상기 휠 가이드부는 제2 반경을 갖는 제2 외주면을 포함하고,
    상기 제1 반경은 상기 제2 반경보다 크도록 구성되는,
    휠 허브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 가이드부는 상기 브레이크 디스크가 안착하도록 구성되고 제3 반경을 갖는 제3 외주면을 포함하고,
    상기 제3 반경은 상기 제1 반경과 동일하도록 구성되는,
    휠 허브.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 디스크 가이드부의 축 방향 길이와 상기 제2 가이드부의 축 방향 길이는 동일하도록 구성되는,
    휠 허브.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 디스크 가이드부의 축 방향 길이는 상기 휠 가이드부의 축 방향 길이보다 작도록 구성되는,
    휠 허브.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가이드부는, 축 방향에 수직하고 상기 디스크 가이드부의 선단과 상기 휠 가이드부의 외주면 사이를 연결하는 단차면을 더 포함하는,
    휠 허브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 원통부의 둘레 방향을 따라 짝수의 개수로 제공되는,
    휠 허브.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부의 각각이 2개 또는 3개로 제공되는,
    휠 허브.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는 리텐션 홀이 형성되어 있는 리텐션부를 포함하고,
    상기 리텐션부는 상기 허브 플랜지의 나머지 부분의 두께보다 큰 두께를 갖고,
    상기 리텐션부의 큰 두께로 인한 중량 차이를 보상하도록, 상기 복수의 제1 가이드부 중 적어도 하나의 제1 가이드부의 축 방향 길이가 나머지 제1 가이드부의 축 방향 길이보다 큰,
    휠 허브.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 제1 가이드부는 먼저 단조 공정에 의하여 프리폼 형상을 갖도록 제작되고, 이후 상기 프리폼 형상의 외주면이 선삭 가공되어 상기 디스크 가이드부 및 상기 휠 가이드부를 갖도록 형성되는,
    휠 허브.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디스크 가이드부의 제1 외주면 및 상기 휠 가이드부의 제2 외주면은 각각 상기 선삭 가공되어 형성되는,
    휠 허브.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 휠 가이드부의 축 방향 외측 선단면은 상기 제1 가이드부가 미리 정해진 상기 제1 축 방향 길이를 갖도록 가공되고,
    상기 제2 가이드부 및 상기 가이드 분할부의 축 방향 외측 선단면은 각각 상기 단조 공정될 때의 상태로 남아 있는,
    휠 허브.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가이드부에서 경 방향 외측 상단의 양 측 모서리에는 각각 모따기면이 형성된,
    휠 허브.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가이드부에서 경 방향 외측 상단의 양 측 모서리에는 각각 모따기면이 형성된,
    휠 허브.
  17. 차량의 현가 장치에 결합되는 외륜;
    상기 외륜에 대하여 상대 회전하고, 축 방향을 중심으로 환상의 형상을 갖는 원통부, 상기 원통부의 외주면으로부터 경 방향 외측으로 연장된 허브 플랜지, 및 상기 허브 플랜지의 축 방향 외측 단면으로부터 축 방향 외측으로 연장된 가이드부를 포함하는 휠 허브;
    상기 원통부의 외주면 상에 결합되는 내륜; 및
    상기 외륜과 상기 원통부 사이에 개재되는 제1 전동체 및 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 개재되는 제2 전동체를 포함하는 구름 장치를 포함하고,
    상기 가이드부는,
    상기 허브 플랜지의 축 방향 외측 단면으로부터 연장된 제1 가이드부;
    상기 제1 가이드부보다 짧은 축방향 길이를 갖도록 상기 원통부로부터 연장된 제2 가이드부; 및
    상기 원통부의 둘레 방향을 기준으로 상기 제1 가이드부 및 제2 가이드부 사이에 배치되고, 상기 제2 가이드부의 축 방향 길이보다 짧은 축 방향 길이를 갖는 가이드 분할부를 포함하며,
    상기 제1 가이드부, 상기 제2 가이드부 및 상기 가이드 분할부는 각각 복수로 제공되고,
    상기 제1 가이드부 및 상기 제2 가이드부는, 상기 원통부의 둘레 방향을 따라, 상기 가이드 분할부를 사이에 두고 교대로 배치되는,
    휠 베어링 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 가이드부는,
    상기 허브 플랜지의 축 방향 외측 단면으로부터 제1 축 방향 길이를 갖는 단차면까지 연장되고, 브레이크 디스크가 안착하도록 구성된 디스크 가이드부; 및
    상기 단차면으로부터 제2 축 방향 길이를 갖는 선단면까지 연장되고, 휠이 안착하도록 구성된 휠 가이드부를 포함하는,
    휠 베어링 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 축 방향 길이는 상기 제2 축 방향 길이보다 크도록 구성된,
    휠 베어링 조립체.
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