KR101509166B1 - 휠 베어링의 재성형 장치 및 재성형 방법 - Google Patents

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임종근
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Abstract

휠 베어링의 재성형 장치 및 재성형 방법이 개시된다. 휠 허브의 외주면에 조립된 내륜을 축방향으로 지지하기 위해 상기 휠 허브에 형성된 오비탈 포밍 성형부를 반경 방향 내측으로 가압하는 가압부재, 및 상기 가압부재에 압력을 제공하는 압력제공장치를 포함하여, 내륜의 내구성을 향상시킬 수 있고, 휠 베어링의 성능 및 제품 품질도 향상시킬 수 있다.

Description

휠 베어링의 재성형 장치 및 재성형 방법 {Device and Method for reforming wheel bearing}
본 발명은 휠 베어링의 재성형 장치 및 재성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠 허브를 오비탈 포밍 공정으로 성형한 후에 반경 방향 내측으로 가압하여 내륜의 모서리부에 집중되어 있던 응력을 분산시키고 내륜의 외경 변화량도 저감할 수 있도록 한 휠 베어링의 재성형 장치 및 재성형 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 휠 베어링은 차체에 휠을 회전 가능하게 연결하여 차량이 휠을 매개로 원활하게 움직일 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 휠 베어링은 엔진에서 발생하는 구동력을 전달하는 구동륜 휠 베어링과, 구동력을 전달하지 않는 종동륜 휠 베어링으로 구별될 수 있다.
상기 구동륜 휠 베어링은, 엔진에서 발생하여 변속기를 통과한 토크에 의하여 회전하는 구동륜 축과 함께 회전하도록 연결되어 있는 회전 요소와, 차체에 고정되어 있는 비회전 요소를 포함한다.
상기 회전 요소와 비회전 요소 사이에는 전동체가 개재된다. 상기 종동륜 휠 베어링도 회전 요소가 구동륜 축에 연결되어 있지 않을 뿐 다른 구성은 상기 구동륜 휠 베어링과 동일하다.
이러한 휠 베어링은 작동 성능의 안정성을 위하여 상기 전동체에 예압(preload)이 발생되도록 제조되며, 상기 전동체에 예압을 주기 위하여 주로 사용되는 방법으로는 오비탈 포밍(orbital forming) 공정이 사용되고 있다.
종래의 오비탈 포밍 공정은 휠 베어링의 회전 요소(여기에서는 '휠 허브'를 의미한다.)에 제1 열의 전동체를 삽입한 후 제1 내륜궤도 및 제1외륜궤도와 제1 열의 전동체가 접촉되도록 외륜을 장착한다. 그 후, 제2 외륜궤도에 제2 열의 전동체를 삽입한 후 제2 내륜궤도가 형성되어 있는 내륜을 압입한다. 이 때, 휠 허브의 축 방향 선단부(오비탈 포밍 성형부)는 상기 내륜보다 축 방향 외측으로 더 돌출되어 있다.
상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부가 상부를 향하도록 위치시키고, 휠 허브와 외륜이 움직이지 않도록 오비탈 포밍 성형장치의 베이스에 휠 허브를 고정한다.
그 후, 휠 허브에 대하여 일정한 각도로 기울어져 장착됨과 더불어 상기 휠 허브 축(휠 베어링의 중심축을 의미한다.)을 중심으로 회전하는 성형 도구로 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부를 상부로부터 하부로 누르면, 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부는 내륜을 향하여 반경 방향 외측으로 소성 변형된다. 이 때, 내륜은 전동체에 예압을 가하고 상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부에 의해 축 방향으로 고정된다.
그러나, 종래의 오비탈 포밍 방법을 사용하여 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부를 소성 변형시키면서 가공할 경우, 도 1에서 화살표로 도시된 바와 같이 휠 허브(10)의 오비탈 포밍 성형부(12)에 의해 가압되는 내륜(20)의 축방향 및 반경 방향 내측 가장자리부(22)에 응력이 집중되면서 내륜(20)에 크랙이 발생할 우려가 높았고, 또한 내륜(20)이 반경 방향 외측으로 변형되면서 그 외경이 확장되게 변형되어, 설계 의도대로 제조되지 않을 염려가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 휠 허브의 오비탈 포밍 공정에 의해 내륜이 가압됨에 따라 내륜의 한쪽 모서리 부위에 집중된 응력을 다른 부위로 적절히 분산시켜 내륜의 내구성을 향상시킬 수 있고, 또한 내륜의 외경 변화량을 감소시킬 수 있으며, 내륜을 설계 의도대로 휠 허브에 조립할 수 있어서 휠 베어링의 성능 및 제품 품질을 향상시킬 수 있는 휠 베어링의 재성형 장치 및 재성형 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 재성형 장치는, 휠 허브의 외주면에 조립된 내륜을 축방향으로 지지하기 위해 상기 휠 허브에 형성된 오비탈 포밍 성형부를 가압하는 가압부재 및, 상기 가압부재에 압력을 제공하는 압력제공장치를 포함할 수 있다.
상기 가압부재는 상기 오비탈 포밍 성형부보다 큰 강성을 지닌 재질로 블록 형상으로 형성될 수 있다.
상기 가압부재는 상기 오비탈 포밍 성형부의 반경 방향 외측 선단면을 가압할 수 있다.
상기 가압부재는 상기 오비탈 포밍 성형부의 반경 방향 외측 선단면을 반경방향 내측으로 가압할 수 있다.
상기 압력제공장치는, 상기 가압부재에 일체로 연동되게 연결된 유압피스톤을 갖춘 유압실린더를 포함할 수 있다.
상기 휠 허브의 내주면에 삽입되어 상기 휠 허브를 반경 방향으로 지지하는 지그를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 휠 베어링의 재성형 방법은, 휠 허브의 외주면에 내륜이 압입되어 상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형으로 형성된 오비탈 포밍 성형부에 의해 상기 내륜이 상기 휠 허브에 대해 축방향으로 고정된 상태에서 상기 오비탈 포밍 성형부에 압력을 가하여 상기 휠 허브를 재성형할 수 있다.
상기 오비탈 포밍 성형부에 상기 압력을 반경 방향 내측으로 가할 수 있다.
상기 오비탈 포밍 성형부의 반경 방향 외측 선단면에 상기 압력을 가할 수 있다.
상기 오비탈 포밍 성형부에 상기 압력을 가함에 따라 상기 내륜에는 응력이 분산될 수 있다.
상기 내륜이 상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형으로 반경 방향 외측으로 변형된 상태에서 상기 오비탈 포밍 성형부에 상기 압력을 가함에 따라 상기 내륜의 변형이 반경 방향 내측으로 복원될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 재성형 장치 및 재성형 방법에 의하면, 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부를 오비탈 포밍 공정을 통해 반경 방향 외측으로 구부러지게 성형하여 휠 베어링에 적절한 예압이 부여되게 함과 더불어 내륜을 축방향으로 강건하게 지지시킨 이후에, 지그를 매개로 상기 휠 허브를 반경 방향으로 견고하게 지지시킨 상태에서 상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부를 반경 방향 내측으로 가압하여 줌으로써, 상기 휠 허브의 오비탈 성형부에 의한 내륜의 가압력 및 가압 면적이 줄어들 뿐만 아니라 상기 오비탈 포밍 성형 과정에 상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형부에 의해 내륜의 축방향 및 반경 방향 내측 모서리 부위가 집중적으로 가압되어 발생된 집중 응력을 내륜의 다른 부위로 적절히 분산시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 내륜의 한쪽 모서리 부위에 집중되었던 응력이 다른 부위로 적절히 분산되면, 내륜의 내구성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 사용 수명 연장도 도모할 수 있고, 또한 오비탈 포밍 성형 과정에 내륜이 휠 허브로부터 압력을 받아 반경 방향 외측으로 변형된 변형량도 저감되어, 내륜이 설계 의도대로 형상 및 치수를 가진 상태로 휠 허브에 조립될 수 있으므로, 내륜이 설계 의도 성능을 발휘하여 휠 베어링의 성능 및 제품 품질도 향상될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 휠 베어링의 휠 허브와 내륜의 결합부 상세 단면도이다.
도 2는 종래 휠 베어링의 일 예의 구조를 보인 단면도이다.
도 3은 종래 휠 베어링의 오비탈 포밍 성형장치로 휠 베어링을 오비탈 포밍 성형하는 과정을 도시한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 재성형 장치로 휠 베어링을 재성형하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 재성형 장치로 휠 베어링을 재성형하는 정면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은, 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 일반적인 휠 베어링의 구조를 보인 단면도인 바, 도 2에 도시된 휠 베어링은 설명의 편의를 위하여, 다양한 종류의 휠 베어링들 중, 하나를 예시한 것으로 본 발명은 예시된 휠 베어링에 한정되어 적용되지 않고, 다양한 종류의 휠 베어링에 적용될 수 있다. 특히, 회전 요소와 비회전 요소를 포함하며, 이 중 하나의 요소의 말단부를 다른 하나의 요소 쪽으로 오비탈 포밍하여 제조되는 휠 베어링에는 어느 것에나 적용될 수 있음은 자명하다.
또한, 도 2에 도시된 휠 베어링은 종동륜 휠 베어링을 예시한 것이다. 그러나, 휠 허브의 내측에 치가 형성되어 구동축과 스플라인 결합하는 구동륜 휠 베어링도 종동륜 휠 베어링과 동일한 방법에 의하여 제조되므로, 본 발명의 기술적 사상이 종동륜 휠 베어링에 한정되지 않고 구동륜 휠 베어링에도 적용될 수 있음 역시 자명하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 휠 베어링(100)은 휠 허브(110), 내륜(120), 외륜(130), 그리고 전동체(150)를 포함한다. 여기에서는 볼 타입의 전동체가 도시되어 있으나 롤러 타입의 전동체가 사용되어도 무방하며, 전동체의 열(row)의 개수는 당업자가 임의로 정할 수 있다.
상기 휠 허브(110)는 실린더 형상으로, 상기 휠 허브(110)에는 차량의 휠(도시하지 않음)이 결합된다. 이를 위하여, 휠 허브(110)의 외주에는 반경 방향 외측으로 돌출하는 제1플랜지(112)를 형성하고, 휠 허브 축(X1) 방향으로 파일럿(116)을 돌출하도록 형성한다.
상기 제1플랜지(112)에는 제1볼트공(114)이 천공되어 있어 차량의 휠이 볼트 등의 결합 수단으로 휠 허브(110)에 결합할 수 있도록 되어 있으며, 상기 파일럿(116)은 휠 허브(110)에 휠을 장착할 시 휠을 가이드하는 역할을 한다.
또한, 상기 휠 허브(110)의 외주에는 반경 방향 내측으로 직경이 감소하는 단차부(118)가 형성되어 있으며, 이 단차부(118)에 오비탈 포밍 성형부(160)가 일체로 연장되어 있다. 상기 오비탈 포밍 성형부(160)는 오비탈 포밍 전에는 도 2에서 점선으로 도시된 바와 같이 상기 휠 허브 축(X1) 방향으로 곧게 연장되어 있으나, 오비탈 포밍 후에는 반경 방향 외측으로 구부러져 소성 변형된다. 상기 휠 허브(110)의 단차부(118)와 제1플랜지(112) 사이에는 제1내륜궤도(119a)가 형성되어 있다.
상기 내륜(120)은 상기 휠 허브(110)의 단차부(118)에 압입되며, 상기 내륜(120)에는 제 2내륜궤도(119b)가 형성되어 있다.
상기 외륜(130)은 상기 휠 허브(110)의 반경 방향 외측에 장착된다. 상기 외륜(130)의 반경 방향 내측면에는 상기 제1,2 내륜궤도(119a, 119b)에 대응하는 제1,2 외륜궤도(139a, 139b)가 형성되어 있다.
상기 외륜(130)의 외주면에는 반경 방향 외측으로 돌출되어 제2플랜지(132)가 형성된다. 상기 제2플랜지(132)에는 제2 볼트공(134)이 천공되어 볼트 등의 결합 수단에 의하여 외륜(130)이 차체에 고정되게 결합될 수 있다.
상기 전동체(150)는 상기 제1내륜궤도(119a)와 제1외륜궤도(139a) 사이 및 제2내륜궤도(119b)와 제2외륜궤도(139b) 사이에 각각 개재된다.
또한, 상기 휠 허브(110)와 외륜(130) 사이 및 상기 내륜(120)과 외륜(130) 사이에는 전동체(150) 쪽으로 먼지나 수분 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하기 위하여 실링부재(140, 142)가 각각 장착될 수 있다.
상기와 같이 구성된 휠 베어링(100)은 오비탈 포밍 성형장치에 의해 성형될 수 있는 바, 도 3에는 오비탈 포밍 성형장치의 일례가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 휠 베어링의 오비탈 포밍 성형장치는 베이스(200)와, 성형도구 장착부(300), 성형도구(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 상기 베이스(200)는 휠 베어링(100)의 최하층에 배치되어 있으며, 그 상면에 휠 베어링(100)이 위치하게 된다. 이 경우, 상기 베이스(200)에는 파일럿 삽입홈(220)이 형성되어 휠 베어링 (100) 장착 시, 상기 휠 허브(110)의 회전 중심 축이 되는 휠 허브 축(X1) 방향으로 돌출된 파일럿(116)이 삽입되게 된다.
또한, 상기 파일럿 삽입홈(220)의 옆으로 제1볼트공(114)에 대응하는 위치에는 가이딩 홈(210)이 형성되어 휠 허브(110)가 베이스(200)에 장착될 때 상기 제1 볼트공(114)과 가이딩 홈(210)에 가이딩 핀(115)이 삽입되어 휠 허브(110)가 베이스(200) 상에 지지된다. 상기 가이딩 핀(115)과 가이딩 홈(210) 사이에는 소정의 틈새가 형성되어 휠 허브(110)가 전후 좌우로 움직일 수 있도록 되어 있다.
상기 성형 도구 장착부(300)는 상기 베이스(200)의 상부에 배치되어 있다.
상기 베이스(200)와 상기 성형 도구 장착부(300)중 적어도 하나는 실린더(도시하지 않음) 등의 이동 수단에 연결되어 서로를 향해 상하 움직일 수 있다. 여기에서는, 상기 성형 도구 장착부(300)가 실린더에 연결되어 상하로 움직일 수 있는 경우를 설명한다.
상기 성형 도구 장착부(300)에는 상기 휠 허브 축(X1)에 대하여 소정 각도만큼 기울어진 제1 축(Y1)을 중심으로 성형 도구(400)가 회전 가능하게 장착된다. 또한, 상기 성형 도구 장착부(300)는 상기 휠 허브 축(X1)에 평행한, 특히 바람직하게 상기 허브 축(X1)과 일직선인 제2 축(Y2)에 그 중심축이 일치하도록 위치된다.
상기 성형 도구(400)는 실린더 형상이며, 상기 성형 도구 장착부(300)에 설정된 각도만큼 기울어져 회전 가능하게 장착되고, 그 하단에는 상기 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)가 접촉되어 오비탈 포밍시 내륜(120)을 향하여 반경 방향 외측으로 성형되는 성형홈(410)이 형성되어 있다.
상기 성형 도구(400)는 자전과 공전의 두 가지 회전 운동을 하게 된다. 여기서, 자전이란 상기 성형 도구(400)의 중심선인 제1 축(Y1)을 중심으로 회전하는 것을 의미하고, 공전이란 제2 축(Y2)과 제1 축(Y1)이 만나는 점을 중심으로 제2 축(Y2) 주위를 회전하는 것을 의미한다. 공전에 의하여 상기 성형 도구(400)의 상단과 하단은 설정된 반경을 가지는 원운동을 하게 된다. 이와 같이 성형 도구(400)를 자전 및 공전시키는 이유는 성형 도구(400)와 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부 (160)가 접촉하는 순간 상대 회전 속도를 줄여 충격을 줄이기 위함이다.
또한, 상기 성형 도구(400)는 일정 범위 내에서 상하로 움직일 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 재성형 장치는, 상기와 같이 오비탈 포밍 성형후에 내륜의 특정 부위에 집중된 응력을 분산시키고, 상기 오비탈 포밍 성형부에 의해 반경 방향 외측으로 확장되게 변형된 내륜의 변형량을 줄이는 기능을 주로 한다.
특히 상기 성형 도구(400)에 의해 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부 (160)가 반경 방향 외측으로 압력을 받아 구부러지는 소성 변형을 일으키면서 상기 내륜(120)의 축방향 및 반경 방향 내측 모서리 부위(122)를 집중적으로 가압하게 되는데, 상기 내륜(120)의 축방향 및 반경 방향 내측 모서리 부위(122)에는 상기 오비탈 포밍 성형부 (160)의 집중된 가압력으로 인해 집중 응력이 발생하게 되고, 또한 상기 내륜(120)은 오비탈 포밍 성형부 (160)의 압력을 받아서 반경 방향 외측으로 변형을 일으켜 그 외경이 확장되게 된다.
상기 내륜(120)의 축방향 및 반경 방향 내측 모서리 부위(122)에 발생된 집중 응력과, 내륜(120)의 외경 변화를 적절히 해소하지 않으면, 내륜(120)의 내구성이 저하될 뿐만 아니라 내륜(120)이 설계 의도대로 제기능을 원활하게 수행하지 못하여 휠 베어링의 성능 및 제품 품질을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예는 상기 내륜(120)의 특정 부위에 집중된 응력을 다른 부위로 적절히 분산시키고, 이와 더불어 내륜의 외경 변화를 저감시켜 내륜(120)이 설계 의도대로 제기능을 발휘할 수 있도록 하기 위해 내륜(120)을 재성형하는 것을 그 주된 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링의 재성형 장치는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)의 반경 방향 외측 선단면을 반경 방향 내측으로 가압하는 가압장치로서 유압실린더(180)를 포함할 수 있다.
상기 유압실린더(180)는 유압에 따라 전후로 이동하면서 상기 선단면과 직접 접촉하여 상기 선단면을 가압하는 유압피스톤(182)를 포함할 수 있다.
상기 유압피스톤(182)의 선단부에는 적절한 강도와 크기를 가진 가압부재(183)가 장착될 수 있다.
상기 가압부재(183)는 상기 오비탈 포밍 성형부(160)보다 높은 강성을 지니는 재질로서 블록 형상으로 형성될 수 있다.
상기 휠 허브(110)는 그 내부가 비어 있는 중공 실린더 혹은 원통 형상으로 형성되어 있으므로, 상기 유압실린더(180)의 유압피스톤(182)으로 상기 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)를 반경 방향 내측으로 가압할 경우에 상기 휠 허브(110)가 반경 방향 내측으로 변형될 우려가 있다.
이를 방지하기 위해 상기 유압피스톤(182)으로 상기 휠 허브(110)를 가압하기 이전에 상기 휠 허브(110)를 반경 방향 내측으로 강건하게 지지하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 휠 허브(110)의 내주면에 지그(170)를 장착하여 휠 허브(110)와 그 오비탈 포밍 성형부(160)가 반경 방향 내측으로 지지되게 할 수 있다.
상기 유압실린더(180)는 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 다수개로 배치하여 상기 오비탈 포밍 성형부(160)를 원주 방향을 따라 다수 부위에서 동시에 혹은 순차적으로 가압할 수 있다.
상기 유압실린더(180)는 유압을 발생시켜 공급하는 유압공급원에 유압공급라인(184)을 통해 연결되어, 소정 압력의 유압을 공급받을 수 있다.
상기 가압장치로서 유압실린더(180)를 사용한 경우를 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 공압실린더 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 가압장치로서 실린더를 사용하는 경우 이외에도 오비탈 포밍 성형부(160)를 적절한 압력으로 가압할 수 있다면, 전동기나 기구적인 메카니즘 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)가 본 발명의 실시 예에 따른 재성형 장치에 의해 반경 방향 내측으로 압력을 받으면, 내륜(120)의 축방향 및 반경 방향 내측 모서리 부위(122)에 집중된 응력이 화살표로 도시된 바와 같이 다른 부위로 적절히 분산될 수 있고, 또한 상기 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)에 의해 내륜(120)이 가압되는 가압 면적과 압력도 줄어들게 되어, 오비탈 포밍 성형 과정에 반경 방향 외측으로 변형된 내륜(120)이 화살표로 도시된 바와 같이 반경 방향 내측으로 복원될 수 있다.
한편 도 3에 도시된 휠 베어링의 오비탈 포밍 성형장치로 휠 베어링을 성형하는 방법은, 먼저, 휠 베어링(100)의 파일럿(116)이 파일럿 삽입홈(220)에 삽입되도록 휠 베어링(100)을 베이스(200)의 상면에 위치한 후, 제1볼트공(114)과 가이딩 홈(210)을 맞추고 가이딩 핀(115)을 삽입하여 휠 베어링(100)을 베이스(200)에 장착한다.
다음으로, 상기 성형 도구(400)를 제1축(Y1)을 중심으로 자전시키고 제2축(Y2)을 중심으로 공전시키면서 상기 성형 도구 장착부(300)를 휠 베어링 (100)을 향해 하강시킨다.
마지막으로, 성형 도구(400)의 성형홈(410)에 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)가 삽입되고 서로 접촉하며 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)는 내륜(120)을 향하여 반경 방향 외측으로 성형되게 되고, 내륜(120)의 축방향 내측 선단면에 밀착되게 된다.
이 때, 상기 성형 도구(400)는 자전과 공전을 하므로 성형 도구(400)와 오비탈 포밍 성형부(160)의 접촉 시에 회전 속도의 차이를 줄이게 되어 오비탈 포밍 성형부 (160)에 가해지는 충격을 줄이게 된다.
또한, 상기 가이딩 핀(115)과 가이딩 홈(210) 사이에는 소정의 틈새가 형성되어 있으므로, 상기 가이딩 핀(115)은 성형 도구(400)의 회전에 따라 가이딩 홈(210) 내에서 일정한 회전을 하거나 상하로 요동치게 되고, 이에 의하여 상기 휠 허브(110)는 설정된 움직임을 갖게 된다. 이러한 휠 허브(110)의 설정된 움직임은 오비탈 포밍 시 전동체(150)에 집중되는 응력을 완화시켜주고, 성형 도구(400)와 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160) 접촉 시 가해지는 충격을 줄여주게 된다.
상기 휠 허브(110)가 상하로 요동치게 되는 경우 성형 도구(400) 역시 휠 허브(110)와 접촉된 상태로 상하로 왕복 운동할 수 있다.
또한, 상기 휠 허브(110)의 오비탈 포밍 성형부(160)가 성형 도구(400)의 성형홈(410)에 접촉하여 오비탈 포밍이 되는 초기에는, 앞에서 설명한 바와 같이, 휠 허브(110)는 전후 좌우로 움직이거나 상하로 요동칠 수 있다. 이 경우, 가이딩 홈(210)에 삽입되어 있는 가이딩 핀(115)에 의하여 휠 허브(110)는 베이스(200)로부터 이탈되지 않는다. 이 상태에서, 성형 도구(400)가 더욱 하강하며 오비탈 포밍을 완료해감에 따라 성형 도구(400)의 누르는 힘에 의하여 휠 허브(110)의 움직임은 잦아들고 휠 베어링 (100)이 완성된다.
다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링 재성형 방법에 따라 휠 베어링을 재성형한다.
먼저 오비탈 포밍 성형된 휠 베어링(100)의 휠 허브(110)를 반경 방향 내측으로 견고하게 지지할 수 있도록 상기 휠 허브(110)에 지그(170)를 끼워서 장착한다.
이어서 유압공급원을 구동하여 발생된 유압을 상기 유압실린더(180)로 공급 하면, 유압실린더(180)의 유압피스톤(182)이 전진 혹은 신장 운동을 하면서 유압피스톤(182)의 상기 가압부재(183)가 오비탈 포밍 성형부(160)의 반경 방향 외측 선단면에 접촉하여 반경 방향 내측으로 가압하게 된다.
이에 따라 상기 오비탈 포밍 성형부(160)에 의해 상기 내륜(120)에 가해지는가압력과 가압 면적이 저감되어, 상기 내륜(120)의 축방향 및 반경 방향 내측 모서리 부위(122)에 집중된 응력을 다른 부위로 적절히 분산시키게 되고, 또한 오비탈 포밍 공정 과정에 반경 방향 외측으로 변형된 내륜(120)을 반경 방향 내측으로 복원시켜 내륜(120)의 변형량을 최소한으로 저감하게 된다.
그러므로, 내륜(120)의 내구성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 사용 수명도 연장될 수 있고, 내륜(120)이 설계 의도대로 형상 및 치수를 가진 상태로 휠 허브에 조립될 수 있으므로, 내륜이 설계 의도 성능을 발휘하여 휠 베어링의 성능 및 제품 품질도 향상된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 휠 베어링
110: 휠 허브
112: 제1플랜지
115: 가이딩 핀
116: 파일럿
118: 단차부
119a: 제1 내륜궤도
119b: 제2 내륜궤도
120: 내륜
130: 외륜
132: 제2플랜지
139a: 제1 외륜궤도
139b: 제2 외륜궤도
140, 142: 실링부재
150: 전동체
160: 오비탈 포밍 성형부
170: 지그
180: 유압실린더
200: 베이스
210: 가이딩 홈
220: 파일럿 삽입홈
300: 성형 도구 장착부
400: 성형 도구

Claims (11)

  1. 휠 허브의 외주면에 조립된 내륜을 축방향으로 지지하기 위해 상기 휠 허브에 형성된 오비탈 포밍 성형부를 가압하는 가압부재; 및
    상기 가압부재에 압력을 제공하는 압력제공장치를 포함하고;
    상기 가압부재는 상기 오비탈 포밍 성형부보다 큰 강성을 지닌 재질로 블록 형상으로 형성되어, 상기 오비탈 포밍 성형부의 반경 방향 외측 선단면을 가압하는 휠 베어링의 재성형 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가압부재는 상기 오비탈 포밍 성형부의 반경 방향 외측 선단면을 반경방향 내측으로 가압하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 재성형 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압력제공장치는,
    상기 가압부재에 일체로 연동되게 연결된 유압피스톤을 갖춘 유압실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 재성형 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 휠 허브의 내주면에 삽입되어 상기 휠 허브를 반경 방향으로 지지하는 지그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 재성형 장치.
  7. 휠 허브의 외주면에 내륜이 압입되어 상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형으로 형성된 오비탈 포밍 성형부에 의해 상기 내륜이 상기 휠 허브에 대해 상기 휠 허브의 축방향으로 고정된 상태에서 상기 오비탈 포밍 성형부에 압력을 가하되, 상기 오비탈 포밍 성형부의 반경 방향 외측 선단면에 상기 압력을 가하는 휠 베어링의 재성형 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오비탈 포밍 성형부에 상기 압력을 반경 방향 내측으로 가하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 재성형 방법.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 오비탈 포밍 성형부에 상기 압력을 가함에 따라 상기 내륜에는 응력이 분산되어지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 재성형 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 내륜이 상기 휠 허브의 오비탈 포밍 성형으로 반경 방향 외측으로 변형된 상태에서 상기 오비탈 포밍 성형부에 상기 압력을 가함에 따라 상기 내륜의 변형이 반경 방향 내측으로 복원되어지는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 재성형 방법.


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JP2006153053A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Jtekt Corp 軸受装置の組み付け装置およびその組み付け方法

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