휠베어링은 노면 하중·코너링·제동·구동 토크를 받으며 ‘바퀴가 정확히·조용히’ 회전하도록 지지하는 섀시의 핵심입니다. 초창기 테이퍼 롤러 서비스형에서 밀봉식 허브 유닛(Gen1~Gen3)으로 진화했고, ABS/ESP 휠속도 센서·마그네틱 인코더가 내장되며 정밀화되었습니다. 오늘은 EV·대구경 타이어·저소음 요구로 저마찰 씰·저토크 그리스·전류 피팅(EDM) 대책·상태기반진단(CBM)이 품질을 좌우합니다. 이 글은 역사→구조/진단→정비→미래 로드맵을 정리한 글 입니다.
하중·정렬·윤활의 삼각형
휠베어링의 목표는 하중 지지(정적·동적/코너링), 정렬 유지(캠버/토 변동 최소), 저마찰/내구/저소음을 동시에 달성하는 것입니다. 구성은 외륜/내륜, 구름체(볼/테이퍼 롤러), 케이지, 씰, 허브/플랜지(스터드 포함), ABS 톤링/마그네틱 인코더, 휠속도 센서와 체결 볼트/축 너트로 이루어집니다.
본론｜연대기와 기술로 읽는 허브·휠베어링
1) 태동기: 서비스형 테이퍼 롤러
과거 RWD·드럼 브레이크 시절은 내·외측 테이퍼 롤러 두 개를 그리스로 채워 엔드플레이를 조정하며 사용했습니다. 장점은 정비성·하중능력, 단점은 주기적 그리스 보충·시일 관리가 필요하다는 점입니다. 오늘도 상용·오프로더 일부에서 유지되고 있습니다.
2) 허브 유닛(HBU) 시대: Gen1 → Gen3
- Gen1(카트리지): 더블 로우 앵귤러 콘택트 볼 베어링을 너클에 프레스 인. ABS는 외부 링/별도 센서.
- Gen2(내장 플랜지): 베어링에 허브 플랜지가 결합되어 휠 장착 정밀·서비스성 향상.
- Gen3(이중 플랜지): 허브 플랜지+너클 고정 플랜지 일체형, 휠 스터드·ABS 인코더·센서 내장—볼트온 교환이 표준.
FWD/현가 경량화·ABS/ESC 보편화로 Gen2/Gen3가 대세가 되었습니다. 구동축(반축) 축너트 프리로드/토크각이 수명에 결정적입니다.
3) 구름체와 하중: 볼 vs 테이퍼
승용은 더블 로우 볼이 저마찰·저소음에 유리하고, 높은 코너링/축하중·SUV/픽업은 테이퍼 롤러 유닛(또는 하이브리드 구조)이 채택되는 경우가 많습니다.
4) ABS/ESP 통합: 인코더·센서
허브 내측에 마그네틱 인코더(다극 고무자석)를 삽입하고 액티브 Hall/AMR 센서로 속도/방향을 읽습니다. 장착 시 인코더 면의 방향·오염·철분 흡착이 오작동을 좌우합니다.
5) 씰·그리스·마찰
- 씰: 접촉/비접촉 복합 씰로 오염 유입을 차단하면서 저토크화.
- 그리스: 고온 산화·전단 안정이 높은 저소음/저점도 타입—EV는 휠모터·재생제동 환경까지 고려.
6) 하우징·플랜지·정렬
허브–디스크–휠 플랜지의 면 정밀/런아웃은 브레이크 저더·타이어 불균일 진동과 결합하여 NVH를 유발합니다. 허브면 녹·이물 제거, 디스크 런아웃 측정이 기본입니다.
7) 고장 패턴·증상
- 씰 손상/수분 유입→ 그리스 열화→ 허밍/그로울(속도↑ 소음↑).
- 프리로드 오류(축 너트 과소/과대 토크)→ 조기 피팅·박리/경로 파손.
- 인코더 오염/역장착→ ABS 경고·트랙션 이상 작동.
- 충격(포트홀/연석)→ 레이스 압흔→ 주기성 소음·진동.
8) 진단 요령
- 속도 따라 커지는 허밍 vs 회전수 일정 엔진음 구분.
- 좌·우 코너링 로드를 걸어 소음 변화를 비교(하중 걸린 바깥쪽이 크게 들리면 그쪽 의심).
- 리프트에서 바퀴 흔들림(12/6시)과 거친 회전감, 도플러 마이크/가속도 센서로 확인.
- ABS DTC/휠속도 시그널 품질 체크—지그재그·드롭아웃 여부.
9) 정비·교체 베스트 프랙티스
- 토크 관리: 축 너트는 규정 토크+각, 재사용 금지(TTY 너트 다수). 임팩트로 최종 조임 금지.
- 프레스 인(Gen1): 누르는 쪽 레이스만 지지해 압입, 전·후 프레스 라인 유지. 잘못 누르면 내·외륜 손상.
- 허브면 청결/윤활: 디스크/휠 접촉면 녹 제거, 박박이 그리스 금지(토크 슬립·런아웃 원인).
- 센서/인코더: 인코더 면 방향 확인, 철분 제거, 센서 간극 규정 유지.
- 휠 너트: 대각 패턴·규정 토크로 조임—국부 변형 방지.
10) NVH와 서스펜션·타이어 상호작용
타이어 요철·밸런스·브레이크 디스크 런아웃은 허브 소음과 합성될 수 있습니다. 교체 후에도 소음이 남으면 타이어 로드포스·디스크 런아웃·허브 플랜지 흔들림을 함께 점검하세요.
11) EV/HEV 시대의 새 이슈: 저소음·전류(EDM)·중량
- 저소음: 파워트레인 소음이 적어 베어링음이 도드라짐—표면 정밀·저토크 씰/그리스 중요.
- 전류 피팅(EDM): 인버터 PWM으로 축을 타는 누설 전류가 점식 피트 유발—하이브리드 세라믹(세라믹 볼)·절연 코팅·접지 브러시/링·도전성 그리스로 대응.
- 차량 질량↑·타이어 대구경→ 하중·모멘트 증가—내하중 설계·테이퍼/볼 하이브리드 확대.
12) 다음 10년: 스마트 허브·저탄소 소재·예지진단
- 스마트 허브: 온도·가속도·속도·전류 센서 내장, SENT/LIN 통신으로 CBM(잔존수명 예측) 구현.
- 저마찰/저토크 씰·그리스·케이지(폴리아미드·PTFE 코팅)로 효율↑, 주행거리↑.
- 리매뉴팩처·재활용 강/저탄소 소재·코러전-프리 코팅으로 LCA 개선.
- 일체화: e-액슬·브레이크(전동 파킹/EPB)·스티어링 너클과 모듈 통합, 정렬 정밀도 향상.
전환점 요약 표
| 영역/시대 | 전환점 | 체감 효과 | 주요 과제 |
|---|---|---|---|
| 아키텍처 | 테이퍼 서비스형 → HBU Gen1~3 | 정밀·정비성↑·밀봉↑ | 프레스/토크 오류 시 조기 고장 |
| 센싱 | 외부 톤링 → 인코더+액티브 센서 | ABS/ESP 품질↑ | 오염·방향 오류 |
| 구름체 | 볼 중심, SUV에 테이퍼 확대 | 저마찰 vs 하중능력 최적화 | NVH·원가 균형 |
| 전동화 | 일반 → 저소음/EDM 대응 | 정숙·내구↑ | 세라믹·절연·접지 설계 |
| 유지보수 | 반응형 → CBM/스마트 허브 | 다운타임↓·예지 정비 | 센서 신뢰·사이버 보안 |
FAQ
주행 중 ‘웅—’ 하는 허밍이 납니다. 허브 문제일까요?
속도에 비례해 커지고 코너링 시 특정 방향에서 심해지면 베어링 가능성이 큽니다. 타이어 세로마모/컵핑, 디스크 런아웃도 유사 증상을 내므로 함께 점검하세요.
교체 후 곧 다시 나갔어요. 왜 그럴까요?
축 너트 토크 불량, 프레스 인 시 잘못된 지지(내·외륜 하중 전이), 허브면 녹/이물, ABS 인코더 오염이 흔한 원인입니다. 규정 토크/각, 지그 사용, 면 청결이 핵심입니다.
허브 교체하면 휠 얼라인먼트가 필요하나요?
Gen2/Gen3 볼트온만 교환했다면 보통 불필요합니다. 너클 탈거·하부암 이완·프레스 작업(Gen1) 시엔 얼라인먼트 재측정을 권장합니다.
ABS 인코더 면은 어떻게 구분하나요?
종종 검은 링 또는 자성 띠로 표시됩니다. 철 클립/드라이버 끝을 대면 ‘톡톡’ 자력 변화를 느낄 수 있습니다. 센서 쪽을 인코더 면으로 향하게 장착하세요.
EV에 맞는 허브 선택 포인트는?
저소음 설계, EDM 대책(절연/접지/세라믹), 저토크 씰/그리스, 하중 등급을 확인하세요.
차종·용도별 허브 전략
도심형 승용은 Gen3 볼트온의 정품 규격·토크 준수가 체감 품질을 좌우합니다. SUV/오프로더·대구경 타이어 차량은 테이퍼 유닛·하중 등급을, EV/하이브리드는 저소음·EDM 대응을 우선하세요. 정비에선 허브면 청결·프레스 지지·축 너트 토크/각을 지키고, ABS 인코더·센서 간극을 정확히 맞추는 것이 재고장을 막는 지름길입니다. 다음 10년은 스마트 허브·저마찰 씰/그리스·저탄소 소재·e-액슬 통합이 결합해, 같은 차라도 더 조용하고 오래가는 바퀴 회전을 제공할 것입니다.
내부링크용 앵커 텍스트 5개
- HBU Gen1·Gen2·Gen3 구조 한눈에
- ABS 인코더·액티브 센서 장착 포인트
- 축 너트 토크/각과 프리로드 이해
- 허브 플랜지 런아웃·디스크 저더 진단
- EV용 허브의 EDM(전류 피팅) 대책
용어 간단 정리
HBU(허브 베어링 유닛): 밀봉 일체형 휠베어링.
Gen1/2/3: 카트리지/허브 플랜지/이중 플랜지 구조 단계.
엔드플레이: 테이퍼 롤러 예압/유격 조정값.
인코더 링: ABS용 다극 자석 링.
TTY: 토크-투-일드(재사용 금지형) 축 너트.
EDM: 전기적 방전 마모(전류 피팅).
CBM: 상태기반정비.
런아웃: 회전체 흔들림/편심.
로드포스: 타이어 하중 변동.