KR100797706B1 - 자동차용 허브베어링의 틈새 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 허브베어링의 틈새 측정방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 상기 허브베어링의 허브측 볼을 조립하고, 허브의 외주면에 외륜을 조립한 상태에서 허브를 고정시키고, 상기 내륜을 서서히 압입시켜고, 이 때, 상기 외륜부에 설치한 게이지의 움직임이 발생한 지점으로 부터 상기 내륜의 압입이 완료되는 지점까지의 내륜에 압입량을 측정하여 베어링 수명에 크게 영향을 미치는 것으로 알려진 틈새량을 종래의 방식보다 간편하게 측정하는 특징이 있다.

허브베어링, 틈새, 지그, 내륜, 외륜, 예압량

Description

자동차용 허브베어링의 틈새 측정방법{Method for Measuring a Clearance of Hub Bearing for Auto Mobile}

도 1은 종래에서 허브베어링 구조를 나타낸 개략도이고,

도 2와 도 3은 종래에서 허브베어링의 틈새측정을 나타낸 개략도이고,

도 4와 도 5는 종래에서 또 다른 허브베어링의 틈새측정을 나타낸 개략도이고,

도 6과 도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 허브베어링의 틈새측정을 나타낸 개략도이고,

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 조립과정에서 허브베어링의 측정방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 허브 20 : 내륜

11 : 허브접촉면 21 : 내륜 접촉면

22 : 내륜 볼접촉면 30 : 외륜

40 : 내륜측 볼 41 : 허브측 볼

50 : 압입지그 60 : 하부지그

100 : 허브베어링

본 발명은 자동차용 허브베어링의 틈새 측정방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 상기 허브베어링의 허브측 볼을 조립하고, 허브의 외주면에 외륜을 조립한 상태에서 허브를 고정시키고, 상기 내륜을 서서히 압입시켜고, 이 때, 상기 외륜부에 설치한 게이지의 움직임이 발생한 지점으로 부터 상기 내륜의 압입이 완료되는 지점까지의 내륜에 압입량을 측정하여 베어링 수명에 크게 영향을 미치는 것으로 알려진 틈새량을 종래의 방식보다 간편하게 측정하는 자동차용 허브베어링의 틈새 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 차축에서 허브베어링 유니트는 차체를 지지하는 동시에 차축이 원활히 회전 가능하도록 볼이 회전하게 되는데 베어링의 틈새는 일반적으로 수명에 크게 영향을 미친다.

상기 자동차의 차축에 사용되는 허브베어링 유니트는 도 1과 같이 허브(1), 볼(2), 내륜(3), 외륜(4), 리테이너, 허브볼트 등으로 구성되어 너클과 외륜(4)이 볼트 체결되어 차체를 지지한다. 허브베어링 유니트의 최종 조립은 도 1, 2에서와 같이 허브(1) 끝단을 소성변형(ORBITAL FORMING)시켜 베어링 예압량을 조절하는 동시에 허브베어링 유니트의 파손이나 분해를 못하도록 하는 구조가 일반적으로 사용되고 있다.

또한, 상기 자동차의 차축에 사용되는 허브 베어링의 틈새량은 일반 산업용 베어링과 같이 구동축에 장착시 틈새량을 의도적으로 조절하여 예압을 가함으로써 베어링 수명을 향상시킨다.

베어링 수명을 향상시키기 위해 틈새량을 (-)로 조절하며 허브베어링에 적용되는 틈새량은 일반적으로 -40~-50um 정도 된다.

도 2와 도 3은 종래에서 허브베어링 틈새 측정방식을 나타낸 개략도이다.

도면을 참조하면, 허브(1)에 내륜(3)을 가압입하여 1차 외륜(4) 플랜지의 움직임량(A)을 측정 한다. 그리고 내륜(3)을 허브(1)에 완전 압입하여 압입하기까지의 Tool의 움직임량(B)을 측정한다. 이 때 조립된 틈새량은 아래와 같이 표기할 수 있다.

허브베어링 틈새량 = A - B

도 4와 도 5는 허브베어링 틈새량 측정의 또 다른 방식을 나타낸다.

도면을 참조하면, 도4 (a)에서와 같이 내륜(3)을 허브(1)에 가압한다.

그리고 도4 (b), 도4 (c)와 같이 일정 하중(F)을 주어 허브(1)에 대한 외륜(4) 변위(C) 및 내륜(3)에 대한 외륜(4)변위(D)를 각각 측정한다. 또한, 상기 내륜(3)에 하중을 가하여 허브(1)에 내륜(3)을 완전 압입한다.

도 5 (a) 압입 후, 도 5 (b), 도 5 (c)와 같이 외륜(4) 플랜지에 일정 하중(F)을 가하여 다시 허브(1)에 대한 외륜(4) 변위(C') 및 내륜(3)에 대한 외륜(4)변위(D')를 측정한다.

이 때, 조립된 허브베어링의 틈새량은 (C-C') + (D-D') 으로써, 상기 두 측 정방식은 틀리나 결과 값은 동일하다.

상기 두 가지 허브베어링 틈새측정 방법은 측정방법이 복잡하여 다수의 측정 및 내륜 압입 공정이 포함된 설비가 필요하며, 또한 여러 측정과정을 거침으로써 측정기의 반복정도에 의한 누적오차가 발생하며, 이를 해결하기 위해 측정기의 ZERO SETT'G 확인 및 보상을 지속적으로 해야 하는 불편함의 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

허브베어링 틈새량을 조립 공정에서 간편하게 측정하는 장치로써, 허브를 하부지그에 고정한 후 내륜을 원통형 압입지그로 서서히 압입하면서 기준면으로부터 외륜 및 내륜단면의 변위를 측정하여 틈새량을 한 공정에서 측정함으로써 원가절감을 실현하고, 다수의 측정기에 의해 발생되는 누적오차를 제거함으로써 측정의 신뢰성을 향상하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다. 허브베어링 조립과정에서 틈새량을 측정함에 있어서, 차축에 관통 결합되는 허브의 외주에 볼을 조립하고, 상기 볼의 외주에 외륜을 조립한 상태에서 상기 허브를 하부지그에 고정시키는 단계와, 원통형 압입지그를 내륜의 단면에 접촉시키고, 상기 내륜을 허브의 외주에 서서히 압입하는 단계와, 상기 외륜 및 압입지그의 위치변화를 외부 측정장치에 의해 측정하는 단계와, 상기 외륜의 진동 및 움직임을 방지하기 위해 5kgf 정도의 하중을 외륜의 단면에 가하는 단계와, 상기 내륜이 볼에 접촉될 때부터 상기 외륜의 움직임이 나타나게 되는데 이 때, 상기 압입지그의 변위를 측정하는 단계 및 상기 내륜을 완전히 허브에 압입한 후 상기 압입지그의 변위를 측정하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시 예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.

도 6과 도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 허브베어링의 틈새측정을 나타낸 개략도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 조립과정에서 허브베어링(100)의 틈새측정방법은, 차축에 관통되는 허브(10)의 외주에 허브측 볼(41)을 설치하고 허브측 볼(41)의 외주에 대향하여 외륜(30)을 설치하고 내륜측 볼(40)을 설치한 후 상기 외륜(30)의 상부에 대향하여 내륜(20)을 설치한 상태에서 상기 허브(10)를 하부지그(60)에 고정시킨다.(S100)

상기 외륜(30)은 오픈씰(OPEN SEAL)의 씰립(SEAL LIP)의 탄성력에 의해 외륜 궤도부, 볼 및 허브의 궤도부가 정확히 접촉하지 않을 수가 있으며, 또한 내륜 압입시 발생되는 진동에 의한 움직임을 방지하기 위하여 허브측 볼에 탄성변형이 발생되지 않을 정도의(5kgf) 하중(B)을 외륜(30)의 단면에 가한다.(S110)

그리고, 상기 압입지그(50)를 내륜(20)의 단면(23)에 접촉시키고, 상기 내륜(20)을 허브(10)에 서서히 압입시키면서(S120), 외륜(30) 및 압입지그(50)의 위치변화를 외부 측정장치에 의해 측정한다.(S130)

상기 상태에서는 허브 접촉면(11)과 내륜 접촉면(21)은 접촉하지 않은 상태이며, 또한 내륜 볼접촉면(22)과 내륜측 볼(40)도 접촉하지 않은 상태이다.

여기서, 상기 내륜의 압입이 진행되면서 상기 내륜 볼접촉면(22)과 내륜측 볼(40)이 접촉되어 내륜의 압입력이 볼을 통하여 외륜(30)으로 전달되면서 외륜(30)의 움직임이 발생되는데, 이때, 압입지그(50)의 변위를 측정한다(이하, 외륜(30)의 움직임이 발생할 때 측정하는 압입지그(50)의 변위를 ‘G1’으로 표시한다).(S140)

계속해서 상기 내륜(20)을 상기 내륜 접촉면(21)이 상기 허브 접촉면(11)에 완전히 접촉할 때까지 완전히 허브(10)에 압입한다. 최종적으로 압입이 완료되면 허브 궤도부, 2열의 볼, 내륜 궤도부, 2개의 외륜 궤도부가 모두 접촉이 되어 허브베어링은 (-)의 틈새를 가지게 된다. 만일 내륜 접촉면(21)이 허브 접촉면(11)에 완전히 접촉하였을 때에도 외륜단면 측정용 GAGE(A)의 위치변화가 없다면 해당 허브 베어링은 조립불량에 의한 (+)틈새를 가졌기 때문에 별도로 선별된다.

또한, 상기 허브(10)의 허브 접촉면(11)에 상기 내륜(20)의 상기 내륜 접촉면(21)이 접촉한 상태에서 상기 압입지그(50)의 변위를 측정한다(이하, 내륜(20)이 완전히 허브(10)에 압입된 후 측정하는 압입지그(50)의 변위를 ‘G2’로 표시한다).(S150)

상기 내륜 압입시의 최종 압입력은 5TON(베어링의 SIZE에 따라서 상이 함) 정도를 가하는데, 이 하중은 후 공정의 오비탈포밍(ORBITAL FORMING), 너트(NUT) 체결 혹은 C.V.J가 조립되었을 때 허브 베어링에 가해지는 힘을 내륜 압입시에 구현한 것이다. 본 틈새량 측정 공정은 오비탈포밍, 너트 체결 혹은 C.V.J가 조립되기 전 공정에서 이루어지며, 내륜 단면에 5TON을 가한상태에서 압입지그(50)를 내륜 단면으로부터 제거하면 허브 베어링을 구성하는 요소들로부터 탄성 복원(SPRING BACK)이 되어, 내륜 단면의 위치는 압입지그(50)가 최종 압입된 상태보다 솟아오르게 된다.

또한, 상기 압입지그(50)의 변위(G2)의 측정에 있어서는 5TON의 힘이 가해진 상태 혹은 제거된 상태 어느 상태에서 가능하나 측정된 틈새량의 결과 값의 의미는 상이하다. 5TON이 가해진 상태에서 상기 압입지그(50)의 변위(G2)를 측정하여 얻은 틈새량은 후 공정(오비탈포밍, 너트 체결, C.V.J 체결)이 완료되면서 틈새량이 변화하는데 이 변화량을 고려하여 나타낸 값이며, 5TON의 힘이 제거된 상태에서 상기 압입지그(50)의 변위(G2)를 측정하여 얻은 틈새량은 후 공정의 틈새 변화량을 고려하지 않은 현 상태의 허브 베어링 조립틈새를 의미한다.

상기의 조립과정에서 측정 계산되어 지는 허브 베어링(100)의 틈새량은 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.

틈새량 = -[압입지그(50)의 변위(G1) - 압입지그(50)의 변위(G2)]

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 자동차용 허브베어링의 틈새 측정방법은 조립과정에서의 틈새량을 기존방식에 비해 아주 간편하고 정확하게 측정하게 함으로써, 종래의 측정방식에 의한 설비에 비해 공정이 매우 단순화됨으로써 설비제작상의 원가절감을 가능하게 한다. 또한 종래방식에 있어서 다수의 측정기에 의 한 반복정도의 누적 오차를 제거함으로써 측정 결과의 신뢰성을 증대되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 자동차용 허브베어링의 조립과정에서 틈새를 측정하기 위한 방법에 있어서,

   차축에 관통 결합되는 허브(10)의 외주에 허브측 볼(41)을 설치하고 상기 허브측 볼(41)의 외주에 대향하여 외륜(30)을 설치하고 내륜측 볼(40)을 설치한 후 상기 외륜(30)의 상부에 대향하여 내륜(20)을 설치한 상태에서 상기 허브(10)를 형틀(60)에 고정시키는 단계(S100);

   상기 외륜(30)의 진동 및 움직임을 방지하기 위해 5kgf 미만의 하중을 외륜(30)의 외면에 가하는 단계(S110);

   원통형의 압입지그(50)를 상기 내륜(20)의 단면(23)에 접촉시키고, 상기 내륜(20)을 허브(10)에 서서히 압입하는 단계(S120);

   상기 외륜(30) 및 상기 압입지그(50)의 위치변화를 외부측정장치에 의해 측정하는 단계(S130);

   상기 내륜(20)이 내륜측 볼(40)에 접촉되어 상기 외륜(30)의 움직임이 발생할 때 상기 압입지그(50)의 변위를 측정하는 단계(S140);

   상기 내륜(20)을 완전히 허브(10)에 압입한 후 상기 압입지그(50)의 변위를 측정하는 단계(S150);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 허브베어링의 틈새 측정방법.

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