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WO2018199422A1 - 휠 베어링 어셈블리 및 휠 베어링 - Google Patents

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WO2018199422A1
WO2018199422A1 PCT/KR2017/015090 KR2017015090W WO2018199422A1 WO 2018199422 A1 WO2018199422 A1 WO 2018199422A1 KR 2017015090 W KR2017015090 W KR 2017015090W WO 2018199422 A1 WO2018199422 A1 WO 2018199422A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
hub
protrusions
bearing assembly
flange
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/015090
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
송재명
정연호
오하석
Original Assignee
주식회사 일진글로벌
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Filing date
Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • B60B27/0015Hubs for driven wheels
    • B60B27/0021Hubs for driven wheels characterised by torque transmission means from drive axle
    • B60B27/0026Hubs for driven wheels characterised by torque transmission means from drive axle of the radial type, e.g. splined key
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • B60B27/0005Hubs with ball bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/76Sealings of ball or roller bearings

Definitions

  • the disclosed embodiments relate to a wheel bearing assembly and a wheel bearing of a wheel bearing assembly that can be applied to a wheel of a vehicle.
  • the chassis of the vehicle has wheel bearings that engage with the wheels of the vehicle.
  • the wheels are connected to the drive axle by wheel bearings.
  • the wheel is connected to the wheel support part of the driven axle or chassis by a wheel bearing.
  • a plurality of bolt holes are formed along the circumference of the wheel and the wheel bearing, and the wheel bolt and the wheel nut are fastened to each bolt hole.
  • a plurality of bolt holes are formed in the wheel along the circumference of the shaft, a tap hole corresponding to the bolt hole is formed in the wheel bearing, and the wheel bolt is formed in the tap hole through the bolt hole. Is fastened.
  • the conventional wheel and wheel bearing coupling structure uses a plurality of wheel bolts. Accordingly, in order to combine the wheel and the wheel bearing, a plurality of assembly processes are required and the assembly time is increased. In addition, the plurality of wheel bolts not only increases the weight of the wheel and the wheel bearing, but also increases the manufacturing cost. In addition, in order to form a bolt hole or a tap hole in the wheel bearing to which the wheel bolt is fastened, the wheel bearing must have a relatively large diameter, thereby increasing the weight of the wheel bearing. As such, the conventional coupling structure between the wheel and the wheel bearing is not suitable for achieving easy assembly and light weight.
  • the disclosed embodiments solve the problems of the prior art described above.
  • the disclosed embodiments provide a wheel bearing assembly and a wheel bearing therefor, wherein the wheel and the wheel bearing can be quickly combined through a simple structure.
  • a wheel bearing assembly includes an outer ring, a wheel hub that rotates relative to the outer ring about an axis, a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the wheel hub, and a wheel that is coupled to the wheel hub And a clamping member disposed on the shaft to clamp the wheel to the wheel hub.
  • the wheel hub includes a hub flange.
  • the hub flange is configured to extend from the outer circumferential surface of the wheel hub in the outer radial direction of the shaft to face the wheel and include a plurality of protrusions spaced apart from each other.
  • the wheel includes a plurality of protrusions arranged to engage with the plurality of protrusions.
  • the hub flange extends outward from the outer circumferential surface of the end of the wheel hub.
  • the wheel hub may have an annular surface located between the shaft and the hub flange and extending in the circumferential direction of the shaft.
  • the plurality of protrusions of the hub flange are disposed along the circumferential direction of the hub flange and in circumferential contact with each of the plurality of protrusions of the wheel.
  • the plurality of protrusions of the hub flange and the plurality of protrusions of the wheel have sides extending in the outer radial direction.
  • the wheel has a plurality of engagement grooves each formed between adjacent protrusions of the wheel, and the plurality of protrusions of the hub flange are respectively fitted into the plurality of engagement grooves.
  • the wheel may also have a flange facing surface extending in the circumferential direction of the shaft and opposing the hub flange, and the engagement groove may be concave from the flange facing surface.
  • the width of the plurality of projections of the hub flange and the width of the projection of the wheel can be expanded in the outer radius direction.
  • the wheel bearing assembly has a gap formed between the wheel hub and the wheel that is engaged by engagement between the protrusion of the wheel hub and the protrusion of the wheel.
  • the wheel bearing assembly includes a brake disc coupled to the outer circumference of the hub flange.
  • the hub flange has an inclined surface that is inclined relative to the axis to guide the wheel to the axis, the inclined surface being positioned between the shaft and the plurality of protrusions of the hub flange.
  • the wheel bearing assembly further comprises a portion of the axle penetrating the wheel hub and the wheel along the axis.
  • the clamping member is engaged to a portion of the axle to clamp the wheel to the wheel hub.
  • the wheel bearing assembly may further include a stop ring coupled to a portion of the axle to prevent movement of the clamping member.
  • the wheel hub has a spindle extending along the axis and penetrating the wheel.
  • the clamping member is fastened to the spindle to clamp the wheel to the wheel hub.
  • the wheel bearing assembly further includes a stop ring coupled to the spindle to prevent movement of the clamping member.
  • the wheel bearing assembly further includes a seal ring that seals the wheel and the wheel hub.
  • the plurality of projections of the hub flange and the plurality of projections of the wheel are located between the shaft and the seal ring.
  • Embodiments according to another aspect of the present disclosure relate to wheel bearings.
  • the wheel bearing of one embodiment includes an outer ring, a wheel hub that rotates relative to the outer ring about an axis, and a plurality of rolling elements disposed between the outer ring and the wheel hub.
  • the wheel hub includes a hub flange.
  • the hub flange is configured to extend from the outer circumferential surface of the wheel hub in the outer radial direction of the shaft to face the wheel upon engagement with the wheel.
  • the hub flange includes a plurality of protrusions disposed spaced apart from each other.
  • the hub flange has a plurality of flat surfaces each positioned between adjacent protrusions.
  • the wheel hub has an annular surface located between the shaft and the hub flange and extending in the circumferential direction of the shaft.
  • the wheel bearing further comprises a brake disc coupled to the outer periphery of the hub flange.
  • the wheel hub has a spindle extending along the axis and penetrating the wheel.
  • the wheel bearing further comprises a seal ring fitted to the wheel hub, wherein the plurality of protrusions of the hub flange are located between the shaft and the seal ring.
  • one clamping member clamps the wheel to the wheel hub in a center locking manner.
  • the wheel bearing assembly of one embodiment can have a simple coupling structure between the wheel and the wheel hub, light weight, low manufacturing cost.
  • wheel and wheel hub coupling using clamping members can be achieved by a few assembly processes.
  • the hub flange of the wheel hub meshes with the wheel so that the hub flange excludes parts for fastening the wheel bolts.
  • the diameter of the hub flange can be reduced, which can reduce the weight of the hub flange and the weight of the wheel bearing assembly.
  • the protrusions of the wheel hub are arranged along the edge of the hub flange and the arrangement of the protrusions of the wheel corresponds to the arrangement of the protrusions of the wheel hub. Since the projection of the hub flange is spaced from the shaft by a distance corresponding to the radius of the hub flange, the wheel bearing assembly can transmit greater driving force and torque to the wheel.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a wheel bearing assembly according to one embodiment and a wheel bearing according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing a wheel bearing assembly according to one embodiment and a wheel bearing according to one embodiment.
  • FIG 3 is an exploded perspective view illustrating a wheel bearing assembly according to one embodiment and a wheel bearing according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of a wheel and a wheel hub according to one embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view of a part of the wheel hub illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of a part of the wheel illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of a part of the wheel illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 7 schematically illustrates the engagement of the protrusions in a wheel bearing assembly according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a wheel bearing assembly according to one embodiment and a wheel bearing according to one embodiment, showing a seal ring according to one embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a wheel bearing assembly according to another embodiment and a wheel bearing according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a sectional perspective view showing a wheel bearing according to another embodiment.
  • Embodiments of the present disclosure are illustrated for the purpose of describing the technical spirit of the present disclosure.
  • the scope of the present disclosure is not limited to the embodiments set forth below or the detailed description of these embodiments.
  • a component when referred to as being "connected” or “connected” to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, or new It is to be understood that the connection may be made or may be connected via other components.
  • the direction indicator in the "outer radius direction” refers to a direction away from the axis in the radial direction with respect to the rotation axis of the rotating body, and the direction indicator in the "inner radius direction” is the opposite direction to the outer radius direction.
  • the direction indicators such as “outer axial direction” and “outer” used in the present disclosure mean the direction toward the wheel along the rotation axis of the rotating body, and the direction instructions such as “inner axial direction” and “inner” are The direction away from the wheel along the entire axis of rotation.
  • wheel bearing assemblies including wheel bearings (hereinafter referred to as wheel bearing assemblies) and wheel bearings.
  • the wheel bearing assembly according to one embodiment and the wheel bearing according to one embodiment may be applied to a driving wheel or a driven wheel of a vehicle.
  • a wheel bearing assembly according to one embodiment and a wheel bearing according to one embodiment may include a drive axle, a driven axle, an output shaft of a constant velocity joint included in such axle, or a chassis for supporting a wheel. Can be removably coupled to a component of the.
  • the wheel bearing assembly 10A includes a wheel bearing 1000A, a wheel 2000 coupled with the wheel bearing 1000A, and a wheel 2000 with the wheel bearing. It may include a clamping member 3000 for clamping to (1000A).
  • a wheel bearing 1000A includes an outer ring 1100, a wheel hub 1200, an outer ring 1100, and a wheel hub ( It may include a plurality of rolling elements 1310 disposed between the clouds 1200 or rolling.
  • the wheel hub 1200 rotates about the outer ring 1100 about an axis RA (eg, a rotation axis of the wheel and the wheel bearing).
  • the wheel bearing 1000A shown in FIGS. 1 to 8 includes an outer seal 1261 and an inner seal 1262 that prevent foreign matter from entering the space where the rolling element 1310 rolls or rotates. .
  • the outer ring 1100 has a cylindrical shape as a whole and is disposed concentrically with the shaft RA.
  • the outer ring 1100 has a pair of raceways 1110 with which the rolling element 1310 contacts the inner circumferential surface thereof.
  • the outer ring 1100 is fixed to a portion of the chassis and does not rotate.
  • the outer ring 1100 may be coupled to a knuckle that is a part of the chassis, but a part of the chassis to which the outer ring 1100 is coupled is not limited thereto. 1 to 3, the outer ring 1100 is coupled to a knuckle (not shown) by a plurality of bolt holes 1120 and bolts (not shown) passing through the bolt holes 1120 formed on the outer circumferential surface thereof. Can be.
  • the plurality of rolling elements 1310 are disposed between the inner circumferential surface of the outer ring 1100 and the outer circumferential surface of the wheel hub 1200.
  • the plurality of rolling elements 1310 includes two rows of rolling elements 1311 arranged along the circumferential direction CD of the axis RA.
  • the rolling element row 1311 is held by the retainer 1320 and disposed between the inner circumferential surface of the outer ring 1100 and the outer circumferential surface of the wheel hub 1200.
  • the rolling element rows 1311 may be in one row.
  • one rolling element 1310 in rolling element row 1311 comprises a ball, but in another embodiment, one rolling element in rolling element row 1311 It may include a roller.
  • a portion of the wheel hub 1200 is located in the outer ring 1100.
  • the wheel hub 1200 has a raceway surface 1211 on which the rolling element 1310 rotates. Some of the raceway surface 1211 is formed by the outer circumferential surface of the inner ring 1212 that fits at the end of the inner axial direction IA of the wheel hub 1200.
  • the inner ring 1212 is fixed to the outer circumferential surface of the wheel hub 1200 by the caulking portion 1213, and the caulking portion 1213 is located at the end of the inner axial direction IA of the wheel hub 1200 and is located on the shaft RA. It is bent in the outer radial direction OR.
  • each of the outer seal 1261 and the inner seal 1262 fits in an annular gap between the inner circumferential surface of the outer ring 1100 and the outer circumferential surface of the inner ring 1212.
  • each of the outer seal 1261 and the inner seal 1262 is coupled to each of a pair of annular frames fitted to the inner circumferential surface of the outer ring 1100 and the outer circumferential surface of the inner ring 1212, respectively. It may include a sealing member.
  • the pair of frames of the outer seal 1261 can be rotated relative to the outer ring 1100 and the wheel hub 1200, and the pair of frames of the inner seal 1262 are connected to the outer ring 1100 and the inner ring 1212. Can rotate relative.
  • wheel bearing assembly 10A may include a portion of axle 5000 that penetrates wheel hub 1200 and wheel 2000 along axis RA. 1 to 3, a portion of the axle 5000 includes an output shaft 5110 of the constant velocity joint 5100.
  • the wheel hub 1200 has a shaft bore 1221 through which the output shaft 5110 passes.
  • the output shaft 5110 has a spline groove 5111 and a spline key 5112 on its outer circumferential surface that extend along the axis RA and are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the shaft bore 1221 has spline grooves 1222 and spline keys 1223 extending along the axis RA and alternately arranged on its inner circumferential surface.
  • wheel hub 1200 has an annular surface 1224 positioned concentric with axis RA and adjacent to axis RA at the end of outer axial direction OA of shaft bore 1221.
  • the annular surface 1224 extends in the circumferential direction CD of the axis RA.
  • the wheel hub 1200 has a hub flange 1230 configured to face the wheel 2000 and the outer axial direction OA upon engagement of the wheel 2000 and the wheel hub 1200.
  • the wheel hub 1200 has a hub flange 1230 at the end of the outer axial direction OA towards the wheel 2000.
  • An annular surface 1224 is located between the axis RA and the hub flange 1230.
  • the diameter of the hub flange 1230 is about the same as the diameter of the side facing the hub flange 1230 of the wheel 2000.
  • the hub flange 1230 protrudes and extends from the outer circumferential surface of the wheel hub 1200 in the outer radial direction OR at the end of the outer axial direction OA of the wheel hub 1200.
  • the hub flange 1230 extends in the circumferential direction (CD) concentric with the axis (RA) on the outer peripheral surface of the wheel hub (1200).
  • the hub flange 1230 may protrude from the outer circumferential surface of the wheel hub 1200 adjacent to the end of the wheel hub 1200.
  • the hub flange 1230 has a plurality of bolt holes 1232 on its outer circumference for coupling the brake disc 1400 and the hub flange 1230.
  • the bolt hole 1232 may be formed along the outer circumference of the hub flange 1230, and may be formed in a protrusion protruding from the edge of the inner axial direction IA of the hub flange 1230 in the outer radial direction OR.
  • the hub flange 1230 may have an inclined surface 1231 formed to incline with respect to the axis RA to guide the wheel 2000 to the axis RA.
  • the inclined surface 1231 is formed as a circumferential surface adjacent to the axis RA of the hub flange 1230, and is in contact with the annular surface 1224.
  • the inclined surface 1231 includes a curved surface extending in the circumferential direction CD, inclined with respect to the axis RA, and convex toward the axis RA.
  • the inclined surface 1231 may include a curved surface extending in the circumferential direction CD, inclined with respect to the axis RA, and concave toward the axis RA.
  • the hub flange 1230 is configured to face the wheel 2000 directly. Accordingly, the wheel hub 1200 and the wheel 2000 may be engaged with each other in the circumferential direction CD through the plurality of engagement portions provided in the wheel hub 1200 and the wheel 2000, respectively. The driving force or torque of the axle 5000 is transmitted to the wheel 2000 through engagement between the wheel 2000 and the wheel hub 1200.
  • This engaging portion may include a protrusion extending in the outer radial direction OR of the axis RA and having a tooth shape, a spline shape, or the like of the gear.
  • the protrusion provided on one of the wheel hub 1200 and the wheel 2000 may be fitted between the wheel hub 1200 and the adjacent protrusion provided on the other of the wheel 2000.
  • the protrusion provided on one of the wheel hub 1200 and the wheel 2000 may have a longer length in the outer radius direction OR than the protrusion provided on the other of the wheel hub 1200 and the wheel 2000.
  • the protrusion provided on the wheel hub 1200 and the protrusion provided on the wheel 2000 may have side surfaces for point contact and surface contact in the circumferential direction CD. At least some or all of these sides may extend in the outer radial direction OR. That is, at least part or all of this side surface may be located on an imaginary straight line in the outer radial direction OR extending from the axis RA.
  • the hub flange 1230 of the wheel hub 1200 is an engaging portion of the wheel hub, which is arranged in the circumferential direction CD and spaced apart from each other. It may be provided with a plurality of protrusions 1241 arranged. The plurality of protrusions 1241 may be engaged with the plurality of protrusions 2231 of the wheel 2000 corresponding to the plurality of protrusions 1241 in the circumferential direction CD.
  • the hub flange 1230 may have a plurality of flat surfaces 1233 respectively formed between the adjacent protrusions 1241. That is, the adjacent protrusions 1241 may be spaced apart from the flat surface 1233.
  • the hub flange 1230 may have a groove that is concave between adjacent protrusions 1241 and extends in the outer radial direction OR.
  • the plurality of protrusions 1241 are formed to protrude along the axis RA and extend in the outer radial direction OR from the surface of the hub flange 1230. .
  • An inclined surface 1231 is positioned between the shaft RA and the plurality of protrusions 1241 of the hub flange 1230.
  • the plurality of protrusions 1241 are arranged in an annular arrangement along the circumferential direction CD about the axis RA. That is, the plurality of protrusions 1241 are arranged along the circumferential direction of the hub flange 1230. In the rows of the projections, the adjacent projections 1241 are spaced apart from each other along the circumferential direction CD via the flat surface 1233.
  • the projection 1241 has a side surface 1242 extending in the outer radial direction OR, an inner end surface 1243 positioned at the end of the inner radius direction IR, and an outer end surface positioned at the end of the outer radial direction OR. 1244 and an axial face 1245 facing the wheel 2000 in the outer axial direction OA.
  • the protrusion 1241 contacts the side surface of the protrusion of the wheel 2000 corresponding to the protrusion 1241 at the side surface 1242 in the circumferential direction CD.
  • the protrusion 1241 may contact the surface of the wheel 2000 in the inner radial direction IR at the inner end surface 1243.
  • the width of the protrusion 1241 may extend toward the edge of the hub flange 1230 in the outer radial direction OR.
  • the side surface 1242 of the protrusion 1241 may be positioned on an imaginary straight line IL extending from the axis RA in the outer radial direction OR. That is, according to the example shown in FIG. 5, the width of the axial face 1245 is enlarged in the outer radial direction OR, and the axial face 1245 has a substantially parallelogram when viewed in the inner axial direction IA. It has a shape. As another example, the width between the side surfaces 1242 of the protrusion 1241 may be constant in the outer radial direction OR, and the axial face 1245 may have a rectangular shape.
  • the wheel bearing 1000A may include a brake disc 1400.
  • the brake disc 1400 has the shape of a disc with a circular hole in the center, the brake disc 1400 is coupled to the outer periphery of the hub flange 1230 at the edge of the circular hole, that is, the inner circumference. 1 to 3, the brake disc 1400 has a plurality of bolt holes 1410 located along its inner circumference.
  • the bolt hole 1410 may be formed in a protrusion protruding from the inner circumference of the brake disc 1400 in the inner radial direction IR.
  • the wheel 2000 may be coupled with the wheel bearing 1000A through the aforementioned engagement.
  • the wheel 2000 coupled to the wheel bearing 1000A may rotate about the axis RA.
  • the wheel 2000 has a wheel boss 2300 at its center.
  • the wheel 2000 has a plurality of arms 2200 extending from the wheel boss 2300 and a rim 2100 coupled to the tip of the arms 2200 at the inner circumferential surface.
  • the wheel boss 2300 and the plurality of arms 2200 may be separated.
  • the wheel 2000 may have a flange facing surface 2313 extending in the circumferential direction CD and opposed to the hub flange 1230 in the inner axial direction IA.
  • the wheel 2000 may have engagement portions corresponding to the plurality of protrusions 1241 of the wheel hub 1200 on the flange facing surface 2313.
  • the wheel boss 2300 has a shape protruding along the axis RA from the ends of the arms 2200.
  • the wheel boss 2300 has a smaller diameter than the cylindrical portion 2311 and the cylindrical portion 2311 and has a protrusion 2312 protruding from the cylindrical portion 2311 in the inner axial direction IA.
  • the flange facing surface 2313 is positioned perpendicular to the axis RA at an end in the inner axial direction IA of the cylindrical portion 2311 between the cylindrical portion 2311 and the protrusion 2312.
  • the flange facing surface 2313 is an annular surface extending in the circumferential direction CD about the axis RA.
  • the diameter of the flange facing surface 2313 may be the same as the diameter of the hub flange 1230.
  • the wheel boss 2300 also has a shaft bore 2321 extending along the axis RA and through which a portion of the axle 5000 or a portion of the wheel hub 1200 penetrates.
  • the wheel boss 2300 has a circumferential surface 2314 located on the side of the protrusion 2312 and an annular surface 2315 located at the end of the inner axial direction IA of the protrusion 2312.
  • the wheel boss 2300 also has a circular concave nut seat 2322 on the opposite side of the protrusion 2312.
  • the clamping member 3000 is seated on the nut seat 2232.
  • the circumferential surface 2314 has a shape complementary to the shape of the inclined surface 1231.
  • Peripheral surface 2314 comprises a curved surface that is convex toward axis RA.
  • the annular surface 2315 has a diameter approximately equal to the annular surface 1224 of the wheel hub 1200, and extends along the circumference of the shaft bore 2321.
  • the wheel boss 2300 may not include the protrusion 2312.
  • the wheel hub 1200 may not have an inclined surface 1231, and the hub flange 1230 is perpendicular to the axis RA at the end of the outer axial direction OA of the wheel hub 1200. Can protrude.
  • the protrusion 2312 may be guided along the inclined surface 1231 to the axis RA.
  • wheel 2000 may be positioned relative to wheel hub 1200 such that shaft bore 2321 and shaft bore 1221 are coaxially aligned. That is, the wheel hub 1200 has an inclined surface 1231 and an annular surface 1224, and the wheel 2000 has a circumferential surface 2314 and an annular surface 2315 corresponding in shape to the protrusions 2312. Circumferential surface 2314 may be guided to shaft RA by inclined surface 1231 such that wheel 2000 may be positioned on shaft RA with respect to wheel hub 1200.
  • the wheel 2000 may have a plurality of protrusions 2331 arranged to engage the plurality of protrusions 1241 of the hub flange 1230.
  • the plurality of protrusions 2331 may be arranged in an annular arrangement along the circumferential direction CD. Also, in the rows of the projections 2331, adjacent projections 2331 may be spaced along the circumferential direction CD.
  • the protrusion 2331 is fitted between the adjacent protrusions 1241 of the wheel hub 1200.
  • the number of protrusions 2331 may be the same as the number of protrusions 1241.
  • the projection 2331 is located along the circumference of the flange facing surface 2313 at the flange facing surface 2313.
  • the wheel 2000 has a plurality of engagement grooves 2335 respectively positioned between adjacent protrusions 2331 at the flange facing surface 2313, and adjacent engagements.
  • the grooves 2335 form one protrusion 2331.
  • the protrusion 2331 may be formed to protrude in the inner axial direction IA on the flange facing surface 2313. Adjacent protrusions 2331 are spaced apart from each other in the circumferential direction CD via one engagement groove 2335.
  • the wheel 2000 is provided with the engaging grooves 2335 and the projections 2331 alternately arranged in an annular arrangement in the circumferential direction CD on the flange facing surface 2313. Accordingly, the plurality of protrusions 1241 of the flange 1200 are fitted into the plurality of engagement grooves 2335, respectively.
  • the flange facing surface 2313 has a circumferential groove 2316 in contact with the projection 2331 and the engagement groove 2335.
  • the protrusion 2331 and the plurality of engagement grooves 2335 are arranged along the circumferential groove 2316, and the circumferential groove 2316 communicates with each of the engagement grooves 2335.
  • the engagement groove 2335 is concave in the outer axial direction OA from the flange facing surface 2313, and a part of the flange facing surface 2313 between the adjacent engagement grooves 2335 is part of the surface of the projection 2331.
  • the protrusion 2331 has a shape complementary to the shape of the space between the adjacent protrusions 1241
  • the engagement groove 2335 has a shape complementary to the shape of the protrusion 1241.
  • the shape of the engagement groove 2335 at least partially corresponds to the shape of the projection 1241
  • the shape of the projection 2331 at least partially corresponds to the shape of the space between the projections 1241.
  • the projection 2331 has a pair of side surfaces 2332 extending in the outer radial direction OR and an outer end surface 2333 at the end of the outer radial direction OR. And an axial face 2334 facing the hub flange 1230 in the inner axial direction IA.
  • the width of the protrusion 2331 is enlarged in the outer radial direction OR. That is, when viewing the projection 2331 in the outer axial direction OA, the axial face 2334 has a parallelogram.
  • Engaging groove 2335 has an inner end surface 2335 which is at the end of medial radial direction IR and an axial face 2336 that forms its bottom and faces hub flange 1230 in inner axial direction IA.
  • the shape of the axial face 2336 corresponds to the shape of the axial face 1245 of the projection 1241.
  • the inner end surface 1243 of some of the protrusions 1241 may contact the inner end surface 2335 of the engagement groove 2335 in the inner radial direction IR.
  • one of the plurality of protrusions 1241 of the wheel hub 1200 and the plurality of protrusions 2331 of the wheel 2000 may have a longer length in the outer radius direction than the other.
  • the length in the outer radial direction OR of the projection 2331 and the engaging groove 2335 is longer than the length in the outer radial direction OR of the projection 1241. Accordingly, when the wheel 2000 is coupled to the wheel hub 1200, even if the wheel 2000 is slightly rotated about the axis RA with respect to the wheel hub 1200, the wheel 2000 may be wheel hub ( 1200 can be easily engaged in the circumferential direction CD and can be easily positioned in the axis RA.
  • the projections 2331 are arranged in annular rows.
  • the projections 2331 may be arranged in a plurality of arcuate arrangements around the axis RA.
  • at least a part of the plurality of protrusions 1241 may be fitted to the plurality of protrusions 2331.
  • a plurality of protrusions 1241 may be formed in the hub flange 1230 in a plurality of arcuate arrangements.
  • the wheel bearing assembly 10A is engaged with the wheel hub 1200 and the wheel 2000 by engagement between the protrusion 1241 of the wheel hub 1200 and the protrusion 2331 of the wheel 2000.
  • the gaps 1271 and 1272 may be formed between the wheel hub 1200 and the wheel 2000. 1, 2, and 4, when the wheel hub 1200 and the wheel 2000 are coupled, the gap 1271 includes the inclined surface 1231 and the wheel 2000 of the hub flange 1230. Is formed between the circumferential surface 2314.
  • the gap 1271 is inclined with respect to the axis RA and extends in the circumferential direction CD. According to the example illustrated in FIGS.
  • the gap 1272 is engaged with the protrusion 1241 of the wheel hub 1200 and the wheel 2000. It is formed between the grooves 2335 and between the projections 2331 of the wheel 2000 and the flat surface 1233 of the wheel hub 1200. Due to the gap 1272, the axial face 1245 of the protrusion 1241 and the axial face 2336 of the engagement groove 2334 are spaced along the axis RA, and the axial face of the protrusion 2331 ( 2334 and flat surface 1233 of hub flange 1230 are spaced along axis RA.
  • the projections 1241, the flat surface 1233, the projections 2331 and the engagement grooves 2335 need not be formed under strict dimensional tolerances, and the projections 1241 and the projections 2331 are The engagement of the liver can be done smoothly.
  • the clamping member 3000 of the wheel bearing assembly 10A is disposed on an axis RA and clamps the wheel 2000 to the wheel hub 1200 along the axis RA.
  • the clamping member 3000 includes one clamping nut 3100 that is fastened to a portion of the axle 5000 or to a portion of the wheel hub 1200.
  • the output shaft 5110 penetrating the wheel hub 1200 and the wheel 2000 along the axis RA has a screw on the outer circumferential surface of the outer end portion.
  • the clamping nut 3100 is fastened by screwing to an outer end of the output shaft 5110, thereby tightly coupling the wheel 2000 to the wheel hub 1200. That is, the wheel bearing assembly 10A of the embodiment has a center locking structure in which locking is performed along the axis RA, and the wheel 2000 is connected to the wheel hub 1200 by one clamping nut 3100. Combined along RA).
  • the clamping nut 3100 has a washer 3110 at its outer end.
  • the clamping member 3000 may include a clamping bolt.
  • the axle e.g., output shaft 5110
  • the axle may extend inwardly along its axis RA from its end and have a threaded bolted hole, and the clamping bolt is fastened to the bolted hole to provide a wheel ( 2000 is tightly coupled to the wheel hub 1200 along the axis RA.
  • the wheel bearing assembly 10A of one embodiment may include a stop ring 3200 that prevents movement of the clamping member 3000 that clamps the wheel 2000.
  • the stop ring 3200 may include a C-shaped elastic ring.
  • An annular ring groove 5113 is formed at the end of the output shaft 5110. The stop ring 3200 may snap to the ring groove 5113 to hold the clamping nut 3100 that clamps the wheel 2000 to the wheel hub 1200 in place.
  • the wheel bearing assembly 10A may include a seal ring 4000 configured to seal the gap between the wheel 2000 and the wheel hub 1200.
  • the projections 1241 and 2233 are located between the axis RA and the seal ring 4000, and the seal ring 4000 is in the circumferential direction CD. Extend.
  • the seal ring 4000 may be elastically deformed in the inner radial direction IR or the outer radial direction OR.
  • the seal ring 4000 has an annular sealing portion 4100 and a fixing portion 4200 extending in the circumferential direction (CD) along the sealing portion 4100.
  • the hub flange 1230 of the wheel hub 1200 has an annular seal groove 1234 into which the seal ring 4000 is fitted, and the wheel 2000 has an annular seal contacting the seal ring 4000.
  • a groove 2317 As shown in Fig. 8, the cross-sectional shape of the fixing portion 4200 has a dovetail shape, and the seal groove 1234 is formed as a dovetail groove. 2317 is in contact with a portion of the seal 4100 along the circumferential direction CD.
  • the force along the axis RA is sealed.
  • the seal ring 4000 may be applied to the ring 4000 and the seal ring 4000 may be compressed in the inner axial direction IA. Accordingly, the clamping force of the clamping member 3000 may seal the seal 4100 to the seal groove 2317. wheat It can be attached.
  • FIGS. 9 and 10 show a wheel bearing assembly 10B according to another embodiment and a wheel bearing 1000B according to another embodiment.
  • the wheel bearing assembly 10B and the wheel bearing 1000B shown in FIGS. 9 and 10 may be applied to the driven wheel.
  • the wheel bearing 1000B has a configuration similar to that of the wheel bearing 1000A described above.
  • the wheel hub 1200 of the wheel bearing 1000B may have a spindle 1250 penetrating the wheel boss 2300 of the wheel 2000 instead of the shaft bore 1221.
  • spindle 1250 extends along axis RA and penetrates shaft bore 2321 of wheel boss 2300.
  • the fixed end of the spindle 1250 is connected to the toroidal surface 1224.
  • the free end of the spindle 1250 is threaded along its circumference.
  • the clamping nut 3100 (an example of the clamping member) is fastened to the free end of the spindle 1250 to clamp the wheel 2000 to the wheel hub 1200.
  • a ring groove 1251 is formed along the periphery of the free end of the spindle 1250, and the stop ring 3200 is coupled to the ring groove 1251.
  • the clamping nut 3100 may be prevented from being separated along the spindle 1250 by the stop ring 3200.
  • the above-described protrusion 1241 may be provided on the wheel 2000, for example, on the flange opposing surface 2313, and the corresponding groove 2335 and the above-described protrusion 2331 may have a hub flange ( 1230 may be provided.
  • the side surface 1242 of the above-described protrusion 1241 and the side surface of the above-described protrusion 2331 may be at a predetermined angle with respect to the imaginary line IL extending in the outer radial direction OR. Can be tilted.
  • one clamping member 3000 is coupled to the output shaft 5100 or spindle 1250 along the axis RA to clamp the wheel 2000 to the wheel hub 1200. That is, the clamping member 3000 clamps the wheel 2000 to the wheel hub 1200 by the center locking structure. As such, by arranging the hub flange 1230 of the wheel hub 1200 to face the wheel 2000, the wheel 2000 and the wheel hub 1200 are engaged with each other, and finally, the one clamping member 3000.
  • the furnace wheel 2000 and the wheel hub 1200 are fixed along the inner axial direction IA. Therefore, the wheel 2000 and the wheel hub 1200 are also fixed in the inner radius direction IR and the outer radius direction OR.
  • the clamping member 3000 eliminates the use of a plurality of wheel bolts as in the prior art. Thus, light weight, low manufacturing cost and low number of assembly processes are achieved. In addition, since a plurality of wheel bolts are not used, a portion for fastening the wheel bolts in the hub flange 1230 and the wheel 2000 is unnecessary, and the hub flange 1230 and the wheel 2000 may be reduced in weight.
  • the wheel 2000 may be coupled to both the wheel hub for the driving wheel shown in FIG. 1 and the wheel hub for the driven wheel shown in FIG. 9. That is, the wheel bearing assemblies 10A and 10B of one embodiment may be selectively applied to the drive wheels and the driven wheels.
  • the protrusions 1241 of the wheel hub 1200 are arranged along the edge of the hub flange 1230, and the position of the protrusions 2331 of the wheel 2000 corresponds to the position of the protrusions 1241. . Since the projection 1241 and the projection 2331 are spaced apart from the shaft RA by a distance corresponding to the radius of the hub flange 1230, the wheel bearing assemblies 10A and 10B transmit more driving force and torque to the wheel 2000. I can deliver it.
  • the brake disc 1400 is coupled to the outer circumference of the hub flange 1230 at its inner circumference. That is, the brake disc 1400 is not coupled to the wheel 2000 but coupled to the hub flange 1230, so that the brake disc 1400 may be provided to the wheel bearings 1000A and 1000B in a simple assembly and structure.
  • the seal ring 4000 prevents moisture or foreign matter from entering the protrusions 1241 and the protrusions 2331. Accordingly, the wheel bearing assemblies 10A and 10B can prevent corrosion of protrusions that can be caused by moisture or foreign matter, deterioration of engagement and noise generation.
  • the side surface 1242 of the protrusion 1241 and the side surface 2332 of the protrusion 2331 extend in the outer radial direction OR, and one of the protrusions 1241 and the protrusion 2331 is larger than the other side. long.
  • the protrusions 1241 and 3233 may not rotate the wheels 2000 even if the wheels 2000 are only slightly rotated about the axis RA. Can be fitted to each other while positioning.

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Abstract

휠 베어링 어셈블리는 구동륜 또는 종동륜에 적용된다. 휠 베어링 어셈블리는, 외륜과, 축을 중심으로 하여 외륜에 대하여 상대 회전하는 휠 허브와, 외륜과 휠 허브의 사이에 배치된 복수의 전동체와, 휠 허브와 결합되는 휠과, 축 상에 배치되어 휠을 휠 허브에 클램핑하는 클램핑 부재를 포함한다. 휠 허브는 허브 플랜지를 포함한다. 허브 플랜지는 휠 허브의 외주면으로부터 축의 외측반경방향으로 연장하여 휠을 마주하도록 구성되고, 서로 이격되어 배치되는 복수의 돌기를 포함한다. 휠은 복수의 돌기와 맞물리도록 배치되는 복수의 돌기를 포함한다.

Description

휠 베어링 어셈블리 및 휠 베어링
개시된 실시예들은 차량의 휠에 적용될 수 있는 휠 베어링 어셈블리 및 휠 베어링 어셈블리의 휠 베어링에 관한 것이다.
차량의 샤시(chassis)는 차량의 휠과 결합되는 휠 베어링을 구비한다. 구동륜의 경우, 휠은 휠 베어링에 의해 구동 차축에 연결된다. 종동륜의 경우, 휠은 휠 베어링에 의해 종동 차축 또는 샤시의 휠 지지 부품에 연결된다.
휠과 휠 베어링을 상호 결합시키기 위해, 휠과 휠 베어링에 축의 둘레를 따라 복수의 볼트 홀이 형성되고, 각 볼트 홀에 휠 볼트와 휠 너트가 체결된다. 또는, 휠과 휠 베어링을 상호 결합시키기 위해, 휠에 축의 둘레를 따라 복수의 볼트 홀이 형성되고, 휠 베어링에 볼트 홀에 대응하는 탭 홀이 형성되고, 휠 볼트가 볼트 홀을 통해 탭 홀에 체결된다.
종래의 휠과 휠 베어링의 결합 구조는, 복수의 휠 볼트를 사용한다. 이에 따라, 휠과 휠 베어링의 결합을 위해, 다수의 조립공정이 요구되며 조립시간이 증대된다. 또한, 복수의 휠 볼트는 휠과 휠 베어링의 중량을 증가시킬뿐만 아니라 제조원가도 증대시킨다. 또한, 휠 볼트가 체결되는 볼트 홀 또는 탭 홀을 휠 베어링에 형성하기 위해, 휠 베어링은 비교적 큰 직경을 가져야 하며, 이로 인해 휠 베어링의 중량이 증가된다. 이와 같이, 종래의 휠과 휠 베어링의 결합 구조는, 용이한 조립과 경량을 실현하기에 적합하지 않다.
개시된 실시예들은 전술한 종래기술의 문제점을 해결한다. 개시된 실시예들은, 휠과 휠 베어링이 간단한 구조를 통해 신속하게 결합될 수 있는 휠 베어링 어셈블리 및 이를 위한 휠 베어링을 제공한다.
본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 휠 베어링 어셈블리에 관련된다. 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리는, 외륜과, 축을 중심으로 하여 외륜에 대하여 상대 회전하는 휠 허브와, 외륜과 휠 허브의 사이에 배치된 복수의 전동체와, 휠 허브와 결합되는 휠과, 축 상에 배치되어 휠을 휠 허브에 클램핑하는 클램핑 부재를 포함한다. 휠 허브는 허브 플랜지를 포함한다. 허브 플랜지는 휠 허브의 외주면으로부터 축의 외측반경방향으로 연장하여 휠을 마주하도록 구성되고, 서로 이격되어 배치되는 복수의 돌기를 포함한다. 휠은 복수의 돌기와 맞물리도록 배치되는 복수의 돌기를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지는 휠 허브의 단부의 외주면으로부터 외측반경방향으로 연장한다. 또한, 휠 허브는, 축과 허브 플랜지의 사이에 위치하고 축의 둘레방향으로 연장하는 환상면을 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지의 복수의 돌기는 허브 플랜지의 둘레방향을 따라 배치되며, 휠의 복수의 돌기와 서로 둘레방향으로 접촉한다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지의 복수의 돌기와 휠의 복수의 돌기는 외측반경방향으로 연장하는 측면을 가진다. 이러한 실시예에 있어서, 휠은 휠의 인접한 돌기의 사이에 각각 형성되는 복수의 맞물림 홈을 구비하고, 허브 플랜지의 복수의 돌기가 복수의 맞물림 홈에 각각 끼워맞춤된다. 또한, 휠은, 축의 둘레방향으로 연장하고 허브 플랜지에 대향하는 플랜지 대향면을 구비할 수 있고, 맞물림 홈은 플랜지 대향면으로부터 오목할 수 있다. 또한, 허브 플랜지의 복수의 돌기의 폭과 휠의 돌기의 폭은 외측반경방향으로 확대될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링 어셈블리는, 휠 허브의 돌기와 휠의 돌기 간의 맞물림에 의해 결합되는 휠 허브와 휠의 사이에 형성된 간극을 가진다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링 어셈블리는, 허브 플랜지의 외주에 결합되는 브레이크 디스크를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지는, 축에 대해 기울어져 휠을 축으로 안내하는 경사면을 구비하고, 경사면은 축과 허브 플랜지의 복수의 돌기의 사이에 위치한다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링 어셈블리는 축을 따라 휠 허브와 휠을 관통하는 차축의 일부를 더 포함한다. 클램핑 부재는 차축의 일부에 체결되어 휠을 휠 허브에 클램핑한다. 또한, 휠 베어링 어셈블리는, 차축의 일부에 결합되어 클램핑 부재의 이동을 저지하는 멈춤링을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 허브는, 축을 따라 연장하고 휠을 관통하는 스핀들을 구비한다. 클램핑 부재는 스핀들에 체결되어 휠을 휠 허브에 클램핑한다. 또한, 휠 베어링 어셈블리는, 스핀들에 결합되어 클램핑 부재의 이동을 저지하는 멈춤링을 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링 어셈블리는 휠과 휠 허브를 밀봉하는 씨일 링을 더 포함한다. 허브 플랜지의 복수의 돌기와 휠의 복수의 돌기는 축과 씨일 링의 사이에 위치한다.
본 개시의 또 하나의 측면에 따른 실시예들은 휠 베어링에 관련된다. 일 실시예의 휠 베어링은, 외륜과, 축을 중심으로 하여 외륜에 대하여 상대 회전하는 휠 허브와, 외륜과 휠 허브의 사이에 배치된 복수의 전동체를 포함한다. 휠 허브는 허브 플랜지를 포함한다. 허브 플랜지는, 휠 허브의 외주면으로부터 축의 외측반경방향으로 연장하여 휠과의 결합 시 휠을 마주하도록 구성된다. 허브 플랜지는 서로 이격되어 배치되는 복수의 돌기를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지는 인접한 돌기의 사이에 각각 위치하는 복수의 평탄면을 구비한다.
일 실시예에 있어서, 휠 허브는, 축과 허브 플랜지의 사이에 위치하고 축의 둘레방향으로 연장하는 환상면을 구비한다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링은, 허브 플랜지의 외주에 결합되는 브레이크 디스크를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 휠 허브는, 축을 따라 연장하고 휠을 관통하는 스핀들을 구비한다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링은, 휠 허브에 끼워맞춤되는 씨일 링을 더 포함하며, 허브 플랜지의 복수의 돌기는 축과 씨일 링의 사이에 위치한다.
일 실시예의 휠 베어링 어셈블리에 의하면, 하나의 클램핑 부재가 센터 로킹 방식으로 휠을 휠 허브에 클램핑한다. 따라서, 일 실시예의 휠 베어링 어셈블리는 휠과 휠 허브 간의 간단한 결합 구조, 경량, 낮은 제조원가를 가질 수 있다. 또한, 클램핑 부재를 사용하는 휠과 휠 허브 결합은 소수의 조립공정에 의해 달성될 수 있다. 일 실시예의 휠 베어링 어셈블리에 의하면, 휠 허브의 허브 플랜지가 휠과 맞물리므로, 허브 플랜지는 휠 볼트의 체결을 위한 부품을 배제한다. 따라서, 허브 플랜지의 직경을 감소시킬 수 있으며, 이는 허브 플랜지의 중량 및 휠 베어링 어셈블리의 중량을 감소시킬 수 있다. 일 실시예의 휠 베어링 어셈블리에 의하면, 휠 허브의 돌기는 허브 플랜지의 가장자리를 따라 배열되고, 휠의 돌기의 배열이 휠 허브의 돌기의 배열에 상응한다. 허브 플랜지의 돌기가 축으로부터 허브 플랜지의 반경에 상당하는 거리만큼 이격되므로, 휠 베어링 어셈블리는 더욱 큰 구동력과 토크를 휠에 전달할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리 및 일 실시예에 따른 휠 베어링을 도시하는 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리 및 일 실시예에 따른 휠 베어링을 도시하는 단면 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리 및 일 실시예에 따른 휠 베어링을 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 휠과 휠 허브를 도시하는 단면 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 휠 허브의 일부를 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 휠의 일부를 확대하여 도시하는 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리에서의 돌기들의 맞물림을 개략적으로 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리 및 일 실시예에 따른 휠 베어링을 도시하는 부분 단면도로서, 일 실시예에 따른 씨일 링을 도시한다.
도 9는 또 하나의 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리 및 또 하나의 실시예에 따른 휠 베어링을 도시하는 단면도이다.
도 10은 또 하나의 실시예에 따른 휠 베어링을 도시하는 단면 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", "가지는" 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, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "외측반경방향"의 방향지시어는 회전체의 회전축에 대한 방사상 방향(radial direction) 중 축으로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "내측반경방향"의 방향지시어는 외측반경방향의 반대 방향을 의미한다. 또한, 본 개시에서 사용되는 "외측 축방향", "외측" 등의 방향지시어는 회전체의 회전축을 따라서 휠을 향하는 방향을 의미하고, "내측 축방향", "내측 " 등의 방향지시어는 회전체의 회전축을 따라서 휠로부터 멀어지는 방향을 의미한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 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.
이하에 개시하는 실시예들 및 도면에 도시된 예들은, 휠 베어링과 휠을 포함하는 어셈블리(이하, 휠 베어링 어셈블리라고 한다) 및 휠 베어링에 관련된다. 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리와 일 실시예에 따른 휠 베어링은 차량의 구동륜 또는 종동륜에 적용될 수 있다. 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리와 일 실시예에 따른 휠 베어링은, 구동 차축(drive axle), 종동 차축(driven axle), 이러한 차축에 포함하는 등속 조인트의 출력 샤프트, 또는 휠을 지지하기 위한 샤시의 부품에 제거가능하게 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 8은 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리(10A)와 일 실시예에 따른 휠 베어링(1000A)을 도시한다. 도 1 내지 도 8에 도시된 일 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리(10A)는 구동륜에 적용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 휠 베어링 어셈블리(10A)는, 휠 베어링(1000A)과, 휠 베어링(1000A)과 결합되는 휠(2000)과, 휠(2000)을 휠 베어링(1000A)에 클램핑하는 클램핑 부재(3000)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 휠 베어링(1000A)은, 외륜(outer ring)(1100)과, 휠 허브(wheel hub)(1200)와, 외륜(1100)과 휠 허브(1200)의 사이에 배치되어 구름 또는 회전하는 복수의 전동체(1310)를 포함할 수 있다. 휠 허브(1200)는 축(RA)(예컨대, 휠과 휠 베어링의 회전축(rotation axis))을 중심으로 하여 외륜(1100)에 대하여 회전한다. 또한, 도 1 내지 도 8에 도시하는 휠 베어링(1000A)은, 전동체(1310)가 구름 또는 회전하는 공간으로 이물이 침입하는 것을 방지하는 외측 씨일(1261)과 내측 씨일(1262)을 구비한다.
외륜(1100)은 전체적으로 원통 형상을 가지며, 축(RA)과 동심으로 배치된다. 외륜(1100)은 그 내주면에 전동체(1310)가 접촉하는 한 쌍의 궤도면(1110)을 가진다. 일 실시예에 있어서, 외륜(1100)은 샤시의 일부에 고정되어 회전하지 않는다. 예컨대, 외륜(1100)은 샤시의 일부 부품인 너클에 결합될 수 있지만, 외륜(1100)이 결합되는 샤시의 부품이 이에 한정되지는 않는다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예에서, 외륜(1100)은 그 외주면에 형성된 복수의 볼트 홀(1120)과 볼트 홀(1120)을 관통하는 볼트(미도시)에 의해 너클(미도시)에 결합될 수 있다.
복수의 전동체(1310)는 외륜(1100)의 내주면과 휠 허브(1200)의 외주면의 사이에 배치된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예에서, 복수의 전동체(1310)는 축(RA)의 둘레방향(CD)을 따라 배열된 2열의 전동체 열(1311)을 포함한다. 전동체 열(1311)은 리테이너(1320)에 의해 유지되어, 외륜(1100)의 내주면과 휠 허브(1200)의 외주면 사이에 배치된다. 다른 예로서, 전동체 열(1311)은 1열로 될 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예에서, 전동체 열(1311)에서의 하나의 전동체(1310)는 볼을 포함하지만, 다른 실시예로서, 전동체 열(1311)에서의 하나의 전동체는 롤러를 포함할 수 있다.
휠 허브(1200)의 일부가 외륜(1100) 내에 위치한다. 휠 허브(1200)는 그 외주면에 전동체(1310)가 회전하는 궤도면(1211)을 가진다. 궤도면(1211)중 일부는 휠 허브(1200)의 내측 축방향(IA)의 단부에 끼워맞춤되는 내륜(inner ring)(1212)의 외주면에 의해 형성된다. 내륜(1212)은 코킹부(1213)에 의해 휠 허브(1200)의 외주면에 고정되며, 코킹부(1213)는 휠 허브(1200)의 내측 축방향(IA)의 단부에 위치하고 축(RA)의 외측반경방향(OR)으로 구부러져 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 외측 씨일(1261)과 내측 씨일(1262)이 외륜(1100)의 내주면과 내륜(1212)의 외주면의 사이의 환상의 간극에 끼워맞춤된다. 일 예로, 외측 씨일(1261)과 내측 씨일(1262)의 각각은, 외륜(1100)의 내주면과 내륜(1212)의 외주면에 각각 끼워맞춤되는 한 쌍의 환상의 프레임과 이들 프레임의 각각에 결합된 밀봉 부재를 포함할 수 있다. 외측 씨일(1261)의 한 쌍의 프레임은 외륜(1100)과 휠 허브(1200)에 의해 상대 회전할 수 있고, 내측 씨일(1262)의 한 쌍의 프레임은 외륜(1100)과 내륜(1212)에 의해 상대 회전할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링 어셈블리(10A)는 휠 허브(1200)와 휠(2000)을 축(RA)을 따라 관통하는 차축(5000)의 일부를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예에 의하면, 차축(5000)의 일부는 등속 조인트(5100)의 출력 샤프트(5110)를 포함한다. 휠 허브(1200)는 출력 샤프트(5110)가 관통하는 샤프트 보어(1221)를 가진다. 출력 샤프트(5110)는 그 외주면에 축(RA)을 따라 연장하고 둘레방향에서 교대로 배열된 스플라인 홈(5111)과 스플라인 키(5112)를 가진다. 샤프트 보어(1221)는 그 내주면에 축(RA)을 따라 연장하고 교대로 배열된 스플라인 홈(1222)과 스플라인 키(1223)를 가진다. 따라서, 출력 샤프트(5110)와 휠 허브(1200)는, 스플라인 홈과 스플라인 키의 결합에 상호 결합된다. 스플라인 결합으로 인해, 휠 허브(1200)는 축(RA)을 따라 슬라이드가능하며, 축(RA)의 둘레방향(CD)에서 출력 샤프트(5110)에 맞물린다. 따라서, 구동력 또는 토크가 출력 샤프트(5110)를 통해 둘레방향(CD)에서 휠 허브(1200)에 전달되고, 휠 허브(1200)를 통해 휠(2000)에 전달된다. 일 실시예에 있어서, 휠 허브(1200)는 샤프트 보어(1221)의 외측 축방향(OA)의 끝에 축(RA)과 동심으로 위치하며 축(RA)에 인접하는 환상면(1224)을 가진다. 환상면(1224)은 축(RA)의 둘레방향(CD)으로 연장한다.
일 실시예에 있어서, 휠 허브(1200)는 휠(2000)과 휠 허브(1200)의 결합 시 휠(2000)과 외측 축방향(OA)으로 마주하도록 구성된 허브 플랜지(1230)를 구비한다. 도 1 내지 도 4에 도시된 예에서, 휠 허브(1200)는 휠(2000)을 향하는 외측 축방향(OA)의 단부에 허브 플랜지(1230)를 구비한다. 환상면(1224)이 축(RA)과 허브 플랜지(1230)의 사이에 위치한다. 허브 플랜지(1230)의 직경은 휠(2000)의 허브 플랜지(1230)를 향하는 면의 직경과 거의 동일하다. 허브 플랜지(1230)는 휠 허브(1200)의 외측 축방향(OA)의 단부에서 휠 허브(1200)의 외주면으로부터 외측반경방향(OR)으로 돌출 및 연장한다. 또한, 허브 플랜지(1230)는 휠 허브(1200)의 외주면에서 축(RA)과 동심으로 둘레방향(CD)으로 연장한다. 다른 예로서, 허브 플랜지(1230)는 휠 허브(1200)의 상기 단부에 인접하여 휠 허브(1200)의 외주면으로부터 돌출할 수 있다. 허브 플랜지(1230)는 그 외주에 브레이크 디스크(1400)와 허브 플랜지(1230)의 결합을 위한 복수의 볼트 홀(1232)을 가진다. 볼트 홀(1232)은 허브 플랜지(1230)의 외주를 따라 위치하며, 허브 플랜지(1230)의 내측 축방향(IA)의 가장자리로부터 외측반경방향(OR)으로 돌출한 돌출부에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 허브 플랜지(1230)는 축(RA)에 대해 기울어져 휠(2000)을 축(RA)으로 안내하도록 형성된 경사면(1231)을 구비할 수 있다. 도 1 내지 도 4에 도시된 예에서, 경사면(1231)은 허브 플랜지(1230)의 축(RA)에 인접하는 둘레면으로서 형성되어 있으며, 환상면(1224)과 접한다. 경사면(1231)은 둘레방향(CD)으로 연장하고 축(RA)에 대해 기울어져 있으며 축(RA)을 향하여 볼록한 곡면을 포함한다. 다른 예로서, 경사면(1231)은 둘레방향(CD)으로 연장하고 축(RA)에 대해 기울어져 있으며 축(RA)을 향하여 오목한 곡면을 포함할 수 있다.
휠 베어링 어셈블리의 실시예들에 있어서, 허브 플랜지(1230)는 휠(2000)과 바로 대면하도록 구성된다. 이에 따라, 휠 허브(1200)와 휠(2000)의 각각에 마련된 복수의 맞물림부를 통해 둘레방향(CD)으로 휠 허브(1200)와 휠(2000)이 서로 맞물릴 수 있다. 차축(5000)의 구동력 또는 토크는 휠(2000)과 휠 허브(1200) 간의 맞물림을 통해 휠(2000)에 전달된다.
이러한 맞물림부는, 축(RA)의 외측반경방향(OR)으로 연장하고 기어의 이의 형상, 스플라인 형상 등을 갖는 돌기를 포함할 수 있다. 휠 허브(1200)와 휠(2000) 중 일방에 마련된 돌기는 휠 허브(1200)와 휠(2000) 중 타방에 마련된 인접한 돌기의 사이에 끼워맞춤될 수 있다. 또한, 휠 허브(1200)와 휠(2000) 중 일방에 마련된 돌기는 휠 허브(1200)와 휠(2000) 중 타방에 마련된 돌기보다 외측반경방향(OR)으로 더 긴 길이를 가질 수 있다. 또한, 휠 허브(1200)에 마련된 돌기와 휠(2000)에 마련된 돌기는, 둘레방향(CD)의 점접촉, 면접촉을 위한 측면을 가질 수 있다. 이 측면의 적어도 일부 또는 전부는 외측반경방향(OR)으로 연장할 수 있다. 즉, 이 측면의 적어도 일부 또는 전부는 축(RA)으로부터 연장하는 외측반경방향(OR)에서의 가상의 직선에 위치할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 3 내지 도 5 및 도 7을 참조하면, 휠 허브(1200)의 허브 플랜지(1230)는, 상기한 휠 허브의 맞물림부로서, 둘레방향(CD)으로 배열되고 서로 이격되어 배치되는 복수의 돌기(1241)를 구비할 수 있다. 복수의 돌기(1241)는, 복수의 돌기(1241)에 각각 대응하는 휠(2000)의 복수의 돌기(2331)와 둘레방향(CD)으로 맞물릴 수 있다. 또한, 일 실시예에 있어서, 허브 플랜지(1230)는 인접한 돌기(1241)의 사이에 각각 형성되는 복수의 평탄면(1233)을 구비할 수 있다. 즉, 인접한 돌기(1241)는 평탄면(1233)을 매개로 이격될 수 있다. 다른 예로서, 허브 플랜지(1230)는 인접한 돌기(1241)의 사이에 오목하고 외측반경방향(OR)에서 연장하는 홈을 가질 수 있다.
도 4, 도 5 및 도 7에 도시된 예에 의하면, 복수의 돌기(1241)는 허브 플랜지(1230)의 표면으로부터 축(RA)을 따라 돌출하고 외측반경방향(OR)으로 연장되도록 형성되어 있다. 경사면(1231)이 축(RA)과 허브 플랜지(1230)의 복수의 돌기(1241) 사이에 위치한다. 복수의 돌기(1241)는 축(RA)을 중심으로 하여 둘레방향(CD)을 따라 환상의 배열로 배열되어 있다. 즉, 복수의 돌기(1241)는 허브 플랜지(1230)의 둘레방향을 따라 배치되어 있다. 또한, 돌기의 열 내에서, 인접한 돌기(1241)는 평탄면(1233)을 매개로 둘레방향(CD)을 따라 서로 이격되어 있다. 돌기(1241)는 외측반경방향(OR)으로 연장하는 측면(1242)과, 내측반경방향(IR)의 끝에 위치하는 내단면(1243)과, 외측반경방향(OR)의 끝에 위치하는 외단면(1244)과, 외측 축방향(OA)으로 휠(2000)을 향하는 축방향 면(1245)을 가진다. 돌기(1241)는 측면(1242)에서 돌기(1241)에 대응하는 휠(2000)의 돌기의 측면과 둘레방향(CD)으로 접촉한다. 돌기(1241)는 내단면(1243)에서 휠(2000)의 표면과 내측반경방향(IR)으로 접촉할 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 돌기(1241)의 폭은 외측반경방향(OR)으로 허브 플랜지(1230)의 가장자리를 향하여 확대될 수 있다. 또한, 돌기(1241)의 측면(1242)은 축(RA)으로부터 외측반경방향(OR)에서 연장하는 가상의 직선(IL)에 위치할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 예에 의하면, 축방향 면(1245)의 폭이 외측반경방향(OR)으로 확대되며, 축방향 면(1245)은 내측 축방향(IA)으로 볼 때 대략 평행사변형의 형상을 가진다. 다른 예로서, 돌기(1241)의 측면(1242) 간의 폭은 외측반경방향(OR)에서 일정할 수도 있으며, 축방향 면(1245)은 직사각형 형상을 가질 수도 있다.
일 실시예의 휠 베어링(1000A)은 브레이크 디스크(1400)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 브레이크 디스크(1400)는 중앙에 원형 구멍이 뚫린 원판의 형상을 가지며, 브레이크 디스크(1400)는 그 원형 구멍의 가장자리, 즉 내주에서 허브 플랜지(1230)의 외주에 결합된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예에 의하면, 브레이크 디스크(1400)는 그 내주를 따라 위치하는 복수의 볼트 홀(1410)을 가진다. 볼트 홀(1410)은 브레이크 디스크(1400)의 내주로부터 내측반경방향(IR)으로 돌출한 돌출부에 형성될 수 있다. 브레이크 디스크(1400)의 볼트 홀(1410)과 허브 플랜지(1230)의 볼트 홀(1232)을 볼트에 의해 결합함으로써, 브레이크 디스크(1400)가 휠 허브(1200)에 결합된다. 따라서, 브레이크 디스크(1400)는 휠 허브(1200)와 함께 회전할 수 있다.
휠 베어링 어셈블리의 실시예들에 있어서, 휠(2000)은 휠 베어링(1000A)과 전술한 맞물림을 통해 결합될 수 있다. 휠 베어링(1000A)과 결합된 휠(2000)은 축(RA)을 중심으로 하여 회전할 수 있다. 도 1에 도시된 예에 의하면, 휠(2000)은 그 중앙에 휠 보스(2300)를 가진다. 휠(2000)은 휠 보스(2300)로부터 연장하는 복수의 아암(2200)과 내주면에서 아암들(2200)의 선단과 결합되는 림(2100)을 구비한다. 다른 예로서, 휠 보스(2300)와 복수의 아암(2200)은 분리될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 휠(2000)은 둘레방향(CD)으로 연장하고 내측 축방향(IA)으로 허브 플랜지(1230)에 대향하는 플랜지 대향면(2313)을 구비할 수 있다. 휠(2000)은 플랜지 대향면(2313)에 휠 허브(1200)의 복수의 돌기(1241)에 대응하는 맞물림부를 가질 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 예에 의하면, 휠 보스(2300)는 아암들(2200)의 단부로부터 축(RA)을 따라 돌출한 형상을 가진다. 휠 보스(2300)는 원통부(2311)와 원통부(2311)보다 작은 직경을 갖고 원통부(2311)로부터 내측 축방향(IA)으로 돌출된 돌출부(2312)를 가진다. 플랜지 대향면(2313)은 원통부(2311)와 돌출부(2312)의 사이에서 원통부(2311)의 내측 축방향(IA)의 단부에 축(RA)에 수직하게 위치한다. 플랜지 대향면(2313)은 축(RA)을 중심으로 하여 둘레방향(CD)으로 연장하는 환상의 표면이다. 플랜지 대향면(2313)의 직경은 허브 플랜지(1230)의 직경과 동일할 수 있다. 또한, 휠 보스(2300)는 축(RA)을 따라 연장하고 차축(5000)의 일부 또는 휠 허브(1200)의 일부가 관통하는 샤프트 보어(2321)를 가진다. 또한, 휠 보스(2300)는, 돌출부(2312)의 측방에 위치하는 둘레면(2314)과 돌출부(2312)의 내측 축방향(IA)의 끝에 위치하는 환상면(2315)을 가진다. 또한, 휠 보스(2300)는 돌출부(2312)의 반대측에 원형의 오목한 너트 시트(2322)를 가진다. 너트 시트(2322)에는 클램핑 부재(3000)가 안착된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 예에 의하면, 둘레면(2314)은 경사면(1231)의 형상에 상호 보완적인 형상을 가진다. 둘레면(2314)은 축(RA)을 향하여 볼록한 곡면을 포함한다. 환상면(2315)은 휠 허브(1200)의 환상면(1224)과 대략 동일한 직경을 가지며 가지며, 샤프트 보어(2321)의 둘레를 따라 연장한다. 다른 실시예로서, 휠 보스(2300)는 돌출부(2312)를 구비하지 않을 수 있다. 이러한 실시예에서는, 휠 허브(1200)는 경사면(1231)을 구비하지 않을 수 있고, 허브 플랜지(1230)는 휠 허브(1200)의 외측 축방향(OA)의 단부에서 축(RA)에 수직하게 돌출할 수 있다.
휠(2000)과 휠 허브(1200)를 결합할 때, 돌출부(2312)가 경사면(1231)을 따라 축(RA)으로 안내될 수 있다. 따라서, 샤프트 보어(2321)와 샤프트 보어(1221)가 동축으로 정렬되도록 휠(2000)이 휠 허브(1200)에 대해 위치할 수 있다. 즉, 휠 허브(1200)가 경사면(1231)과 환상면(1224)을 가지고, 휠(2000)이 이들에 형상에서 대응하는 둘레면(2314)과 환상면(2315)을 가지므로, 돌출부(2312)의 둘레면(2314)이 경사면(1231)에 의해 축(RA)으로 안내되어, 휠(2000)이 휠 허브(1200)에 대해 축(RA)에 위치설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠(2000)은 허브 플랜지(1230)의 복수의 돌기(1241)와 맞물리도록 배치되는 복수의 돌기(2331)를 구비할 수 있다. 복수의 돌기(2331)는 둘레방향(CD)을 따라 환상의 배열로 배열될 수 있다. 또한, 돌기(2331)의 열에서, 인접한 돌기(2331)는 둘레방향(CD)을 따라 이격될 수 있다. 돌기(2331)는, 휠 허브(1200)의 인접한 돌기(1241)의 사이에 끼워맞춤된다. 돌기(2331)의 수는 돌기(1241)의 수와 동일할 수 있다. 휠(2000)과 휠 허브(1200)가 결합될 때, 돌기(1241)와 돌기(2331)는 그들의 측면에서 둘레방향(CD)을 따라 상호 맞물릴 수 있다. 따라서, 구동력 또는 토크가 휠 허브(1200)으로부터 돌기(1241)를 통해 돌기(2331)와 휠(2000)에 전달된다.
도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 예에서, 돌기(2331)는 플랜지 대향면(2313)에 플랜지 대향면(2313)의 둘레를 따라 위치한다. 또한, 도 4 및 도 6에 도시된 예에서, 휠(2000)은 플랜지 대향면(2313)에서 인접한 돌기(2331)의 사이에 각각 위치하는 복수의 맞물림 홈(2335)을 구비하며, 이웃하는 맞물림 홈(2335)이 하나의 돌기(2331)를 형성한다. 다른 예로서, 돌기(2331)는 플랜지 대향면(2313)에 내측 축방향(IA)으로 돌출하게 형성될 수도 있다. 인접한 돌기(2331)는 하나의 맞물림 홈(2335)을 매개로 둘레방향(CD)으로 서로 이격되어 있다. 즉, 휠(2000)은 플랜지 대향면(2313)에 둘레방향(CD)으로 환상의 배열로 교대로 배열된 돌기(2331)와 맞물림 홈(2335)을 구비한다. 따라서, 플랜지(1200)의 복수의 돌기(1241)는 복수의 맞물림 홈(2335)에 각각 끼워맞춤된다.
도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 예에 있어서, 플랜지 대향면(2313)은 돌기(2331)와 맞물림 홈(2335)에 접하는 둘레홈(2316)을 가진다. 돌기(2331)와 복수의 맞물림 홈(2335)은 둘레홈(2316)을 따라 배열되며, 둘레홈(2316)은 각 맞물림 홈(2335)과 통한다. 따라서, 맞물림 홈(2335)은 플랜지 대향면(2313)으로부터 외측 축방향(OA)으로 오목하고, 인접한 맞물림 홈(2335) 사이의 플랜지 대향면(2313)의 일부가 돌기(2331)의 표면의 일부를 형성한다.
돌기(2331)는 인접한 돌기(1241) 사이의 공간의 형상에 상호 보완적인 형상을 가지며, 맞물림 홈(2335)은 돌기(1241)의 형상에 상호 보완적인 형상을 가진다. 또한, 맞물림 홈(2335)의 형상은 돌기(1241)의 형상에 적어도 부분적으로 상응하고, 돌기(2331)의 형상은 돌기(1241) 사이의 공간의 형상에 적어도 부분적으로 상응한다. 따라서, 휠(2000)이 휠 허브(1200)에 결합될 때, 돌기(1241)는 맞물림 홈(2335)에 각각 끼워맞춤되고, 돌기(2331)는 인접한 돌기(1241) 사이에 공간에 끼워맞춤된다.
도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 예에 있어서, 돌기(2331)는 외측반경방향(OR)으로 연장하는 한 쌍의 측면(2332)과, 외측반경방향(OR)의 끝에 외단면(2333)과, 내측 축방향(IA)으로 허브 플랜지(1230)를 향하는 축방향 면(2334)을 가진다. 돌기(2331)의 폭은 외측반경방향(OR)으로 확대된다. 즉, 외측 축방향(OA)으로 돌기(2331)를 볼 때, 축방향 면(2334)은 평행사변형을 가진다. 휠(2000)이 휠 허브(1200)에 결합되면, 측면(2332)은 돌기(1241)의 측면(1242)과 둘레방향(CD)에서 접촉한다. 맞물림 홈(2335)은 그 바닥을 형성하고 내측 축방향(IA)으로 허브 플랜지(1230)를 향하는 축방향 면(2336)과 내측반경방향(IR)의 끝에 위치하는 내단면(2337)을 가진다. 축방향 면(2336)의 형상은 돌기(1241)의 축방향 면(1245)의 형상에 상응한다. 돌기(1241) 중 일부의 내단면(1243)은 맞물림 홈(2335)의 내단면(2337)과 내측반경방향(IR)으로 접촉할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 허브(1200)의 복수의 돌기(1241)와 휠(2000)의 복수의 돌기(2331) 중 일방은 타방보다 외측반경방향에서 긴 길이를 가질 수 있다. 예컨대, 돌기(2331)와 맞물림 홈(2335)의 외측반경방향(OR)에서의 길이는 돌기(1241)의 외측반경방향(OR)에서의 길이보다 길다. 이에 따라, 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 결합할 때, 휠(2000)에 휠 허브(1200)에 대하여 축(RA)을 중심으로 하여 약간만 회전되어도, 휠(2000)은 휠 허브(1200)에 둘레방향(CD)에서 용이하게 맞물릴 수 있고 축(RA)으로 용이하게 위치설정될 수 있다.
도 6에 도시된 예에 있어서, 돌기(2331)는 환상의 열로 배열되어 있다. 다른 실시예로서, 돌기(2331)는 축(RA)을 중심으로 하여 복수의 원호상의 배열로 배열될 수 있다. 이러한 예에 의하면, 복수의 돌기(1241)의 적어도 일부가 복수의 돌기(2331)에 끼워맞춤될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 복수의 돌기(1241)가 복수의 원호상의 배열로 허브 플랜지(1230)에 형성될 수도 있다.
일 실시예의 휠 베어링 어셈블리(10A)는, 휠 허브(1200)의 돌기(1241)와 휠(2000)의 돌기(2331) 간의 맞물림에 의해 휠 허브(1200)와 휠(2000)이 결합되어 있을 때, 휠 허브(1200)와 휠(2000)의 사이에 형성되는 간극(1271, 1272)을 가질 수 있다. 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 예에 의하면, 휠 허브(1200)와 휠(2000)이 결합되어 있을 때, 간극(1271)은 허브 플랜지(1230)의 경사면(1231)과 휠(2000)의 둘레면(2314)의 사이에 형성된다. 간극(1271)은 축(RA)에 대해 경사져 있고 둘레방향(CD)으로 연장한다. 도 5 내지 도 7에 도시된 예에 의하면, 휠 허브(1200)와 휠(2000)이 결합되어 있을 때, 간극(1272)은 휠 허브(1200)의 돌기(1241)와 휠(2000)의 맞물림 홈(2335)의 사이 및 휠(2000)의 돌기(2331)와 휠 허브(1200)의 평탄면(1233)의 사이에 형성된다. 간극(1272)으로 인해, 돌기(1241)의 축방향 면(1245)과 맞물림 홈(2334)의 축방향 면(2336)은 축(RA)을 따라 이격되고, 돌기(2331)의 축방향 면(2334)과 허브 플랜지(1230)의 평탄면(1233)은 축(RA)을 따라 이격된다. 간극(1271, 1272)으로 인해, 돌기(1241), 평탄면(1233), 돌기(2331) 및 맞물림 홈(2335)은 엄밀한 치수 공차 하에서 형성될 필요가 없으며, 돌기(1241)와 돌기(2331) 간의 맞물림이 원활하게 행해질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링 어셈블리(10A)의 클램핑 부재(3000)는 축(RA) 상에 배치되며, 휠(2000)을 축(RA)을 따라 휠 허브(1200)에 클램핑한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예에 있어서, 클램핑 부재(3000)는 차축(5000)의 일부 또는 휠 허브(1200)의 일부에 체결되는 하나의 클램핑 너트(3100)를 포함한다. 휠 허브(1200)와 휠(2000)을 축(RA)을 따라 관통하는 출력 샤프트(5110)는 외단부의 외주면에 나사를 가진다. 클램핑 너트(3100)는 출력 샤프트(5110)의 외단부에 나사결합에 의해 체결되어, 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 긴밀하게 체결시킨다. 즉, 일 실시예의 휠 베어링 어셈블리(10A)는 축(RA)을 따라 로킹이 행해지는 센터 로킹 구조를 가지며, 하나의 클램핑 너트(3100)에 의해 휠(2000)이 휠 허브(1200)에 축(RA)을 따라 결합된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 예에 있어서, 클램핑 너트(3100)는 그 외단에 와셔(3110)를 가진다. 클램핑 너트(3100)가 출력 샤프트(5110)에 체결되면, 휠(2000)의 너트 시트(2322)에 클램핑 너트(3100)가 안착된다. 다른 실시예로서, 클램핑 부재(3000)는 클램핑 볼트를 포함할 수 있다. 이러한 예에서는, 차축(예컨대, 출력 샤프트(5110))은 그 단부로부터 축(RA)을 따라 내측으로 연장하고 나사가 형성된 볼트체결구멍을 가질 수 있고, 클램핑 볼트는 볼트체결구멍에 체결되어 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 축(RA)을 따라 긴밀하게 체결시킨다.
일 실시예의 휠 베어링 어셈블리(10A)는 휠(2000)을 클램핑하는 클램핑 부재(3000)의 이동을 저지하는 멈춤링(3200)을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예에 의하면, 멈춤링(3200)은 C자형의 탄성 링을 포함할 수 있다. 출력 샤프트(5110)의 단부에는 환상의 링 홈(5113)이 형성되어 있다. 링 홈(5113)에 멈춤링(3200)이 스냅결합되어, 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 클램핑하는 클램핑 너트(3100)를 제 위치에 유지시킬 수 있다.
휠 베어링 어셈블리(10A)는 휠(2000)과 휠 허브(1200) 간의 간극을 밀봉하도록 구성된 씨일 링(4000)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 4를 참조하면, 돌기(1241)와 돌기(2331)는 축(RA)과 씨일 링(4000)의 사이에 위치하며, 씨일 링(4000)은 둘레방향(CD)으로 연장한다. 또한, 씨일 링(4000)은 내측반경방향(IR) 또는 외측반경방향(OR)으로 탄성변형 가능하다.
도 4 및 도 8에 도시된 예에 의하면, 씨일 링(4000)은 환상의 밀봉부(4100)와 밀봉부(4100)를 따라 둘레방향((CD)으로 연장하는 고정부(4200)를 가진다. 또한, 휠 허브(1200)의 허브 플랜지(1230)는 씨일 링(4000)이 끼워맞춤되는 환상의 씨일 홈(1234)을 구비하고, 휠(2000)은 씨일 링(4000)과 접촉하는 환상의 씨일 홈(2317)을 구비한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 고정부(4200)의 단면 형상은 더브테일(dovetail) 형상을 가지며, 씨일 홈(1234)은 더브테일 홈으로서 형성된다. 씨일 홈(2317)은 둘레방향(CD)을 따라 밀봉부(4100)의 일부와 접촉한다. 클램핑 부재(3000)가 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 클램핑하면, 축(RA)을 따르는 힘이 씨일 링(4000)에 가해지고 씨일 링(4000)은 내측 축방향(IA)으로 압축될 수 있다. 따라서, 클램핑 부재(3000)의 클램핑 힘이 밀봉부(4100)를 씨일 홈(2317)에 기밀하게 밀착시킬 수 있다.
도 9 및 도 10은 또 하나의 실시예에 따른 휠 베어링 어셈블리(10B)와 또 하나의 실시예에 따른 휠 베어링(1000B)을 도시한다. 도 9 및 도 10에 도시된 휠 베어링 어셈블리(10B)와 휠 베어링(1000B)은 종동륜에 적용될 수 있다. 휠 베어링(1000B)은 전술한 휠 베어링(1000A)의 구성과 유사한 구성을 가진다. 휠 베어링(1000B)의 휠 허브(1200)는, 샤프트 보어(1221) 대신, 휠(2000)의 휠 보스(2300)를 관통하는 스핀들(1250)을 구비할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 예에 있어서, 스핀들(1250)은 축(RA)을 따라 연장하고 휠 보스(2300)의 샤프트 보어(2321)를 관통한다. 스핀들(1250)의 고정단은 환상면(1224)과 연결된다. 스핀들(1250)의 자유단부에는 그 둘레를 따라 나사가 형성되어 있다. 클램핑 너트(3100)(클램핑 부재의 일 예)는 스핀들(1250)의 자유단부에 체결되어, 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 클램핑한다. 또한, 스핀들(1250)의 자유단에는 둘레를 따라 링 홈(1251)이 형성되어 있고, 링 홈(1251)에 멈춤링(3200)이 결합된다. 멈춤링(3200)에 의해 클램핑 너트(3100)가 스핀들(1250)을 따라 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
다른 실시예로서, 전술한 돌기(1241)는 휠(2000)에, 예컨대 플랜지 대향면(2313)에 마련될 수 있고, 이에 대응하는 전술한 돌기(2331)와 맞물림 홈(2335)이 허브 플랜지(1230)에 마련될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 전술한 돌기(1241)의 측면(1242)과 이에 대응하는 전술한 돌기(2331)의 측면은 외측반경방향(OR)으로 연장하는 가상선(IL)에 대하여 소정의 각도로 기울어질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 하나의 클램핑 부재(3000)가 축(RA)을 따라 출력 샤프트(5100) 또는 스핀들(1250)에 체결되어 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 클램핑한다. 즉, 클램핑 부재(3000)는 센터 로킹 구조에 의해 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 클램핑한다. 이와 같이, 휠 허브(1200)의 허브 플랜지(1230)를 휠(2000)과 마주하도록 배치함으로써, 휠(2000)과 휠 허브(1200)는 서로 맞물림 결합되고, 최종적으로 하나의 클램핑 부재(3000)로 휠(2000)과 휠 허브(1200)는 내측 축방향(IA)을 따라 고정된다. 따라서, 휠(2000)과 휠 허브(1200)는 내측반경방향(IR) 및 외측반경방향(OR)으로도 고정된다. 클램핑 부재(3000)에 의해 종래와 같이 복수의 휠 볼트의 사용이 배제된다. 따라서, 가벼운 중량, 낮은 제조원가 및 적은 조립공정 수를 달성한다. 또한, 복수의 휠 볼트가 사용되지 않는 바, 허브 플랜지(1230) 및 휠(2000)에서 휠 볼트 체결을 위한 부분이 불필요해지고 허브 플랜지(1230) 및 휠(2000)이 경량화될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 휠(2000)은 도 1에 도시된 구동륜용 휠 허브와 도 9에 도시된 종동륜용 휠 허브의 양방에 결합될 수 있다. 즉, 일 실시예의 휠 베어링 어셈블리(10A, 10B)는 구동륜과 종동륜에 선택적으로 적용될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 휠 허브(1200)의 돌기(1241)는 허브 플랜지(1230)의 가장자리를 따라 배열되며, 휠(2000)의 돌기(2331)의 위치가 돌기(1241)의 위치에 상응한다. 돌기(1241)와 돌기(2331)가 축(RA)으로부터 허브 플랜지(1230)의 반경에 상당하는 거리만큼 이격되므로, 휠 베어링 어셈블리(10A, 10B)는 더욱 큰 구동력과 토크를 휠(2000)에 전달할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 브레이크 디스크(1400)는 그 내주에서 허브 플랜지(1230)의 외주에 결합된다. 즉, 브레이크 디스크(1400)가 휠(2000)에 결합되지 않고 허브 플랜지(1230)에 결합되어, 브레이크 디스크(1400)는 간편한 조립과 구조로 휠 베어링(1000A, 1000B)에 제공될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 씨일 링(4000)이 돌기(1241)와 돌기(2331)에 수분이나 이물질 등이 진입하는 것을 방지한다. 따라서, 휠 베어링 어셈블리(10A, 10B)는 수분이나 이물질이 일으킬 수 있는 돌기의 부식, 맞물림 결합의 기능 저하 및 소음 발생을 방지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 돌기(1241)의 측면(1242)과 돌기(2331)의 측면(2332)은 외측반경방향(OR)으로 연장하며, 돌기(1241)와 돌기(2331) 중 일방은 타방보다 길다. 따라서, 휠(2000)을 휠 허브(1200)에 결합할 때, 휠(2000)이 축(RA)에 대하여 약간만 회전되어도, 돌기(1241)와 돌기(2331)는 휠(2000)을 축(RA)에 위치설정시키면서 서로에게 끼워맞춤될 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.

Claims (22)

  1. 외륜과,
    축을 중심으로 하여 상기 외륜에 대하여 상대 회전하는 휠 허브와,
    상기 외륜과 휠 허브 사이에 배치되는 복수의 전동체와,
    상기 휠 허브와 결합되는 휠과,
    상기 축 상에 배치되어 상기 휠을 상기 휠 허브에 클램핑하는 클램핑 부재를 포함하고,
    상기 휠 허브는, 상기 휠 허브의 외주면으로부터 상기 축의 외측반경방향으로 연장하여 상기 휠을 마주하도록 구성되고, 서로 이격되어 배치되는 복수의 돌기를 포함하는 허브 플랜지를 포함하고,
    상기 휠은 상기 허브 플랜지의 복수의 돌기와 맞물리도록 배치되는 복수의 돌기를 포함하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는 상기 휠 허브의 단부의 외주면으로부터 상기 외측반경방향으로 연장하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 휠 허브는, 상기 축과 상기 허브 플랜지의 사이에 위치하고 상기 축의 둘레방향으로 연장하는 환상면을 구비하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지의 복수의 돌기는 상기 허브 플랜지의 둘레방향을 따라 배치되고, 상기 휠의 복수의 돌기와 서로 상기 둘레방향으로 접촉하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지의 복수의 돌기와 상기 휠의 복수의 돌기는 상기 외측반경방향으로 연장하는 측면을 가지는,
    휠 베어링 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 휠은 상기 휠의 인접한 돌기의 사이에 각각 형성되는 복수의 맞물림 홈을 구비하고,
    상기 허브 플랜지의 복수의 돌기가 상기 복수의 맞물림 홈에 각각 끼워맞춤되는,
    휠 베어링 어셈블리.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 휠은, 상기 축의 둘레방향으로 연장하고 상기 허브 플랜지에 대향하는 플랜지 대향면을 구비하고,
    상기 맞물림 홈은 상기 플랜지 대향면으로부터 오목한,
    휠 베어링 어셈블리.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 허브 플랜지의 복수의 돌기의 폭과 상기 휠의 상기 돌기의 폭은 상기 외측반경방향으로 확대되는,
    휠 베어링 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 휠 허브의 돌기와 상기 휠의 돌기 간의 맞물림에 의해 결합되는 상기 휠 허브와 상기 휠의 사이에 형성된 간극을 가지는
    휠 베어링 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지의 외주에 결합되는 브레이크 디스크를 더 포함하는
    휠 베어링 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는, 상기 축에 대해 기울어져 상기 휠을 상기 축으로 안내하는 경사면을 구비하고,
    상기 경사면은 상기 축과 상기 허브 플랜지의 복수의 돌기의 사이에 위치하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 축을 따라 상기 휠 허브와 상기 휠을 관통하는 차축의 일부를 더 포함하고,
    상기 클램핑 부재는 상기 차축의 일부에 체결되어 상기 휠을 상기 휠 허브에 클램핑하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차축의 일부에 결합되어 상기 클램핑 부재의 이동을 저지하는 멈춤링을 더 포함하는
    휠 베어링 어셈블리.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 휠 허브는, 상기 축을 따라 연장하고 상기 휠을 관통하는 스핀들을 구비하고,
    상기 클램핑 부재는 상기 스핀들에 체결되어 상기 휠을 상기 휠 허브에 클램핑하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스핀들에 결합되어 상기 클램핑 부재의 이동을 저지하는 멈춤링을 더 포함하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 휠과 상기 휠 허브를 밀봉하는 씨일 링을 더 포함하고,
    상기 허브 플랜지의 복수의 돌기와 상기 휠의 복수의 돌기는 상기 축과 상기 씨일 링의 사이에 위치하는,
    휠 베어링 어셈블리.
  17. 외륜과,
    축을 중심으로 하여 상기 외륜에 대하여 상대 회전하는 휠 허브와,
    상기 외륜과 상기 휠 허브 사이에 배치되는 복수의 전동체를 포함하고,
    상기 휠 허브는, 상기 휠 허브의 외주면으로부터 상기 축의 외측반경방향으로 연장하여 휠과의 결합 시 상기 휠을 마주하도록 구성되고, 서로 이격되어 배치되는 복수의 돌기를 포함하는 허브 플랜지를 포함하는,
    휠 베어링.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 허브 플랜지는 인접한 상기 돌기의 사이에 각각 위치하는 복수의 평탄면을 구비하는,
    휠 베어링.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 휠 허브는, 상기 축과 상기 허브 플랜지의 사이에 위치하고 상기 축의 둘레방향으로 연장하는 환상면을 구비하는,
    휠 베어링.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 허브 플랜지의 외주에 결합되는 브레이크 디스크를 더 포함하는
    휠 베어링.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 휠 허브는, 상기 축을 따라 연장하고 상기 휠을 관통하는 스핀들을 구비하는,
    휠 베어링.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 휠 허브에 끼워맞춤되는 씨일 링을 더 포함하고,
    상기 복수의 돌기는 상기 축과 상기 씨일 링의 사이에 위치하는,
    휠 베어링.
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