KR20050069676A - 휠 베어링과 등속조인트 체결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오비탈 포밍(Oribital Forming) 또는 스웨이징(Swaging)등의 재료의 소성변형에 의해 베어링 내륜과 허브가 조립된 휠베어링과 등속조인트의 체결에 관한 것으로, 조립성을 크게 개선할 수 있으며, 샤프트의 길이를 단축됨으로 경량화에 유익하다. 본 발명은 오비탈 포밍방식에 의해 체결 및 조립되어지는 휠베어링에 있어서, 상기 휠베어링(100)의 허브(11)속에 체결홈(12)을 형성하고 상기 허브(11)속으로 삽입되어 스플라인 결합되어지는 등속조인트(200)의 샤프트(21) 원주면에는 서클립이 결합된 요홈(22)을 삽입되어질 때 서클립(30)의 직경이 축소되면서 삽입되고 상기 서클립(30)이 체결홈(12)에 위치되었을 때 서클립(30)에 내재된 반발력에 의해 방사방향 외측으로 전개되어지면서 상기 체결홈(12)과 요홈(22)에 서클립(30)이 동시에 삽입되어짐으로서 휠베어링(100)과 등속조인트(200)의 체결 및 조립되도록 한 것이다.

Description

휠 베어링과 등속조인트 체결구조{ SHAFT JOINTER FOR DRIVING WHEEL BEARING UNIT}

본 발명은 자동차의 휠 베어링과 등속조인트를 조립함에 있어 부품의 경량화와 조립의 간편성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 휠 베어링과 등속조인트의 체결구조에 관한 것이다.

자동차의 차축에 사용되는 휠 베어링(Whee1 Bealing)은 차량의 바퀴가 마찰손실 없이 원활한 회전을 할 수 있게 하며, 차체에 바퀴를 고정하는 역할을 한다.

휠 베어링은 작업 공수 줄임과 생산성 증대 및 틈새 조정을 용이하게 하기 위하여 점차적으로 통합 발전 하였고, 현재 시판중인 휠 베어링은 1, 2세대를 거쳐 3세대 휠 베어링 형식에 이르르고 있다.

도 1을 참조하면, 도 1에는 휠 베어링(100) 유니트와 등속조인트(200)의 조립상태를 예시한 단면도가 도시되어 있는데, 휠 베어링(100) 유니트는 휠베어링과 등속조인트(200)가 조립되어 회전하도록 축받이하는 베어링 외륜(4)을 일체로 구비한 복렬 베어링(5)형태로 이루어진 것을 1세대로 구분하고, 베어링 외륜(4)을 일체화하여 공유하고 동시에 내륜괘도를 갖는 허브 하우징(3)를 설치하여 휠-종동축용이나 관절 샤프트(9)에 볼트(1)를 체결할 수 있도록 한 것을 2세대로 구분하며, 휠 베어링(100)의 외륜(4) 뿐만 아니라 내륜에도 플랜지를 두어 베어링(5)의 내·외륜이 휠의 허브역할을 하도록 한 구성을 3세대로 구분한다.

휠베어링의 수명을 향상시키기 위하여, 베어링 볼과 내·외륜 사이에 예압을 가하게 되는데, 휠베어링에 예압을 가하기 위하여 1,2, 3세대에서는 휠베어링과 등속조인트 조립시 볼트체결의 양을 조절하여 예압을 가하였으나, 자동차 조립 업체에서의 예압량 조절과 볼트풀림 등의 문제점 야기로 인하여, 휠베어링 조립을 오비탈포밍(Orbital Forming) 또는 스웨이징(Swaging)등의 방식을 통하여, 재료의 소성 영구변형을 가하여 조립함으로써 휠베어링 제조업체에서 예압을 일정하게 가할 수 있는 발전된 3세대 휠베어링도 양산 적용 중에 있다.

이러한 1,2,3세대 휠베어링과 등속조인트의 결합은 도 1에 도시된 바와 같이 등속조인트(200)의 샤프트(9)를 휠 베어링의 허브속으로 삽입하여 조립함에 있어 등속조인트(200)의 샤프트(9)가 허브를 관통할 수 있도록 충분한 길이로 제작되어야 하고, 또한 허브밖으로 돌출된 샤프트(9)의 단부를 볼트(1)로 체결하는 방식으로 조립해 왔다.

이러한 등속조인트(200)와 휠 베어링(100) 유니트와의 조립의 경우 볼트(1)의 체결에 따른 체결작업 시간이 불필요하게 소모되는 문제가 있어 왔고, 또 등속조인트(200)의 샤프트(9)가 허브를 관통할 수 있는 충분한 길이로 제작되어야 함으로 휠 베어링(100) 유니트의 경량화 요건에도 역행하는 문제점이 있고, 오비탈포밍 또는 스웨이징에 의해 조립된 휠베어링의 경우, 베어링 내구수명을 향상시키는 예압이 이미 가해져 있으므로, 굳이 휠베어링과 등속조인트와의 결합을 볼트체결 할 필요성이 없어졌으므로, 그 개선이 요구되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 오비탈포밍 또는 스웨이징을 이용하여 조립된 휠베어링과 등속조인트를 체결함에 있어 휠 베어링에서 허브속으로 삽입되는 과정에 등속조인트의 샤프트를 휠 베어링의 허브내경에 마련된 체결홈과 등속조인트 샤프트의 원주면에 마련된 요홈속에 서클립이 동시에 위치되도록 하여 한 휠 베어링 유니트와 등속조인트 체결구조를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 목적을 구현하기 위한 수단으로서는

휠 베어링과 등속조인트가 오비탈 포밍에 의해 체결 및 조립되어진 휠 베어링 유니트에 있어서,

상기 휠베어링의 허브속에 체결홈을 형성하고, 상기 허브속으로 삽입되어 스플라인결합되는 등속조인트의 샤프트 원주에 요홈을 마련하여 상기 요홈속에 서클립을 삽입하여 상기 허브속으로 샤프트를 삽입하는 경우에는 서클립의 직경이 오므라들면서 삽입되어지고 상기 체결홈에 서클립이 위치되면 서클립이 내재된 반발력에 의해 전개되어지면서 상기 체결홈과 요홈을 동시에 맞물려지도록 구성한 것에 특징이 있다.

본 발명의 구성적 특징으로는 휠 베어링의 허브속에 등속조인트의 샤프트가 관통되고록 구성하고 돌출된 샤프트의 단부에 볼트로 체결하였으나, 본 발명에서는 허브속에서 등속조인트의 샤프트가 삽입되면 서클립이 휠베어링의 체결홈과 등속조인트의 요홈에 동시에 위치되도록 한 것으로, 샤프트의 길이를 단축시키는 효과를 제공하게 되는 것을 이해할 수 있고, 스플라인 부위가 짧아지므로, 공정의 축소로 인한 원가절감을 가져오며, 휠 베어링 허브와 등속조인트간의 조립작업시 서클립에 의해 서로 체결되어짐으로 신속한 조립성을 구현할 수 있다.

<실시예>

이하, 본 발명에 따른 휠 베어링과 등속조인트의 체결구조에 대하여 첨부된 도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 도 2는 본 발명에 따른 등속조인트의 샤프트를 확대하여 도시한 요부 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 등속조인트(200)와 휠 베어링(100)의 조립후 상태를 도시한 단면도가, 도 4는 본 발명에 따른 휠베어링과 등속조인트의 체결전 상태를 예시하는 단면도가 도시되어 있다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 휠 베어링 허브(11)에는 그 축선방향으로 스플라인(13)이 형성되어 있다.

상기 스플라인(13)에는 방사방향 외측으로 직경이 확장된 체결홈(12)이 마련되어 있다.

상기한 등속조인트(200)에는 샤프트(21)의 원주에 휠 베어링 허브(11)의 스플라인(13)과 맞물리는 대응 스플라인(21a)이 마련되어 있다. 따라서, 휠베어링 의 허브(11)속으로 등속조인트(200)의 샤프트(21)를 체결하면 두 스플라인이 서로 맞물려 등속조인트(200)에 전달된 회전력을 휠 베어링에 전달할 수 있다.

상기한 허브(11)에 삽입된 샤프트(21)는 허브(11)로부터 분리되지 않도록 하기 위해 샤프트(21)의 원주면에 원주방향으로 요홈(22)을 마련하고, 그 요홈(22)에 서클립(30)을 체결하여 상기 허브(11)속으로 삽입한다.

허브(11)속으로 샤프트(21)가 삽입되어질 경우 상기한 서클립(30)은 허브(11)의 내경에 의해 반경방향 내측으로 오므라들게되어 허브(11)속으로 진입할 수 있다.

이와 같이 서클립(30)이 허브(11)속으로 삽입되는 과정에 체결홈(12)에 서클립(30)이 위치되면 직경이 오므라든 서클립(30)이 내재된 탄성력에 의해 확장되면서 체결홈(12)속으로 서클립(30)이 끼워지게 된다.

이때 서클립(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 샤프트(21)의 요홈(22)과 체결홈(12)에 각각 위치되어져 샤프트(21)를 전후방으로 움직이지 않도록 고정시킨다.

따라서, 등속조인트(200)의 샤프트(21)는 휠 베어링(200)의 허브(11)밖으로 돌출되지 않고 허브(11)속에서 체결되어지게 됨으로 종래의 샤프트(21)길이 보다 짧게 제작할 수 있어 경량화 효과가 있고, 또한 서클립(30)에 의한 휠 베어링(100)과 등속조인트(200)의 체결 및 조립되어짐으로 조립성이 현저히 향상되어지는 것이다.

또한 상기한 허브(11)의 내경에 형성된 스플라인(13)은 상기한 샤프트(21)가 진입하는 쪽에 전체적으로 형성하지 않고 부분적으로 형성함으로서 그 가공에 따른 작업성을 향상시킬 수 있다.

참고로, 상기한 바와 같이 휠 베어링(100)와 등속조인트(200)는 서클립(30)에 의해 일단 체결되어지면 거의 분해하는 일이 없기 때문에 서클립(30)에 의해 체결된다 하더라도 분해에 따른 문제를 감안하지 않아도 별다른 문제가 없다.

아울러, 상기한 허브(11)의 노출부분으로 이물질이 개입되지 않도록 하기 위해 보호캡(40)을 허브(11)의 입구측 내경에 마련된 홈(11a)에 체결한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오비탈포밍 또는 스웨이징 등의 재료의 소성변형에 의해 휠 베어링 허브와 베어링 내륜이 체결된 휠베어링과 등속조인트의 체결 및 조립작업시, 스플라인 길이 단축으로 인해 롤 포밍(Roll Forming) 및 브로칭 공정의 감소 및 나사 전조공정을 생략할 수 있기 때문에 원가를 획기적으로 줄일 수 있으며, 샤프트의 길이가 단축됨으로 무게 감량 및 연비절감효과를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 종래의 오비탈포밍 또는 스웨이징으로 조립된 휠베어링과 등속조인트의 체결 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 등속조인트의 샤프트를 확대하여 도시한 요부 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 휠베어링과 등속조인트의 체결상태를 보여주는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 휠베어링과 등속조인트의 체결 전 상태를 예시하는 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 등속조인트 샤프트의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11:허브 12:체결홈

13:허브측 스플라인 21:샤프트

21a:등속조인트측 스플라인 22:요홈

30:서클립 100:휠베어링

200:등속조인트

Claims (4)

1. 오비탈포밍 또는 스웨이징 방식으로 재료의 소성변형을 이용해 조립한 휠 베어링(100)과 등속조인트(200)의 체결 및 조립함에 있어서,

   상기 휠베어링(100)과 등속조인트(200)의 체결 및 조립함에 있어 상기 휠 베어링(100)의 허브(11)속에 체결홈(12)을 형성하고 상기 허브(11)속으로 삽입되어 스플라인결합되는 등속조인트(200)의 샤프트(21) 원주면에 요홈(22)을 마련하여 상기 요홈(22)속에 서클립(30)을 삽입하여 상기 허브(11)속으로 샤프트(21)를 삽입하여 서클립(30)의 직경이 축소되면서 삽입되고, 상기 서클립(30)이 상기 체결홈(12)에 위치되었을 때 서클립(30)에 내재된 반발력에 의해 전개되어지면서 상기 체결홈(12)과 요홈(22)을 동시에 맞물려지도록 구성한 것을 특징으로 하는 휠 베어링과 등속조인트 체결구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 허브(11)속으로 이물질이 개입되지 않도록 허브(11)의 입구측 내경에 홈(12a)을 형성하고, 상기 홈에 보호캡을 끼워 조립한 것을 특징으로 하는 휠 베어링과 등속조인트 체결구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 휠베어링과 등속조인트를 체결함에 있어 상기 등속조인트의 샤프트를 상기 휠베어링의 허브내에서 체결되어지도록 함으로서 등속조인트의 샤프트 길이를 단축시킨 것을 특징으로 하는 휠 베어링과 등속조인트 체결구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 휠베어링의 허브내에 형성된 스플라인은 상기 샤프트의 집입측에 부분적으로 형성되어진 것을 특징으로 하는 휠 베어링과 등속조인트 체결구조.