KR101916532B1 - 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기 케이스와 토크컨버터 하우징에 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부 간의 미스얼라인 값을 계산하는 단계 및 상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계에 의해 계산된 미스얼라인 값을 상쇄시킬 수 있는 상기 테이퍼롤러 베어링을 선정하는 단계를 포함하는 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법으로서, 본 발명에 의하면, 자동변속기에 장착되는 테이퍼롤러 베어링에 의해 자동변속기의 케이스 및 토크컨버터의 하우징 간 미스얼라인이 해소될 수 있게 한다.

Description

자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법{METHOD FOR SELECTING OUTER RACE OF TAPER ROLLER BEARING FOR AUTO TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링에 관한 것으로서, 자동변속기에 사용되는 테이퍼롤러 베어링의 외륜을 선정하고 이를 장착하는 방법에 관한 것이다.

도 1에서 참조되는 바와 같이, 차량의 자동변속기에는 헬리컬 기어(1)가 많이 쓰이게 되는데, 도시와 같이 헬리컬 기어(1)에 의해 회전하는 샤프트(2)를 테이퍼롤러 베어링(3)이 변속기 케이스 측과 컨버터 하우징 측에 마련되어 회전 지지하게 된다.

테이퍼롤러 베어링은 축하중과 반경방향 하중이 동시에 인가되는 회전기계의 핵심 부품으로서, 변속기의 입력축과 출력축에 주로 사용된다.

이러한 테이퍼롤러 베어링은 내륜은 샤프트(2)와 함께 회전하며, 도시와 같이 샤프트(2)의 양 측에 구비됨에 따라 컨버터 하우징 측과 변속기 케이스 측에 외륜이 결합되게 되는데, 결합시 베어링의 수명을 위해 예압을 조정하여 결합되어야 한다.

테이퍼롤러 베어링(2)의 일정 예압을 위해서 베어링 외륜의 높이(①)와 외륜이 압입되는 컨버터 하우징의 깊이(②)를 측정하여 스페이서를 선택하여 적정한 예압을 관리하게 된다.

종래의 예압은 축방향으로의 깊이만을 측정하여 스페이서를 선택하기 때문에 예압에 의한 수명은 만족할 수 있을지 모르나, 변속기 케이스와 컨버터 하우징의 외륜 압입부에 대한 위치도는 고려가 되지 못하기 때문에 미스얼라인(mis-align)이 발생하는 문제가 있다.

즉, 결합된 변속기 케이스와 컨버터 하우징의 축이 일치하지 못하게 되는데, 이러한 미스얼라인 발생은 베어링의 수명을 떨어뜨리게 되고, 그 해석 결과는 표 1 및 표 2와 같다.

도 2를 참조하면, A는 기준 위치로부터 변속기 케이스의 베어링 압입부 위치도 변화량을 나타내고, B는 기준 위치로부터 컨버터 하우징의 베어링 압입부 위치도 변화량을 나타낸다.

구분	변속기 케이스 베어링 압입부 위치도 변화량(A)	컨버터 하우징 베어링 압입부 위치도 변화량(B)
해석1	0mm	0mm
해석2	0.05mm	0.05mm
해석3	0.075mm	0.075mm

		목표수명	베어링 수명	최대면압
		[Hrs]	[Hrs]	[Mpa]
해석1	Output FR	611.3	735.4	3,400
	Output RR	증가	903.5	3,200
해석2	Output FR	증가	635.7(13.6% 감소)	3,750
	Output RR	증가	889.3(13.6% 감소)	3,200
해석3	Output FR	증가	558.8(24.0% 감소)	3,900
	Output RR	증가	823.4(8.9% 감소)	3,200

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국공개특허공보 제10-2009-0041103호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 자동변속기에 장착되는 테이퍼롤러 베어링의 미스얼라인이 발생하지 않게 하기 위한 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법 및 자동변속기용 테이퍼 롤러 베어링의 외륜 장착 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법은, 자동변속기 케이스와 토크컨버터 하우징에 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부 간의 미스얼라인 값을 계산하는 단계 및 상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계에 의해 계산된 미스얼라인 값을 상쇄시킬 수 있는 상기 테이퍼롤러 베어링을 선정하는 단계를 포함한다.

상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계는 상기 자동변속기 케이스의 외륜 압입부를 기준으로 상기 토크컨버터 하우징의 외륜 압입부의 위치 차이를 계산하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 테이퍼롤러 베어링을 선정하는 단계는 상기 토크컨버터 하우징 측에 압입될 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜을 선정하는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 토크컨버터 하우징 측에 압입될 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜은 편측 가공된 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜은 상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계에 의해 계산된 미스얼라인 방향의 두께가 최소가 되도록 편심 가공된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 자동변속기 케이스와 상기 토크컨버터 하우징에 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부를 측정하는 단계를 더 포함하여, 상기 외륜 압입부를 측정하는 단계에 의한 측정값에 의해 상기 미스얼라인 값을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 외륜 압입부를 측정하는 단계는 상기 변속기 케이스의 외륜 압입부의 임의의 측정포인트의 위치 및 그와 대응하는 상기 컨버터 하우징의 외륜 압입부의 임의의 측정포인트의 위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 관점에 의한 자동변속기용 테이퍼 롤러 베어링의 외륜 장착 방법은, 자동변속기 케이스에 테이퍼롤러 베어링의 내륜을 압입하는 단계, 상기 자동변속기 케이스와 이에 결합되는 토크컨버터 하우징 간의 미스얼라인을 보상하기 위한 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜을 선정하는 단계 및 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜을 선정하는 단계에 의해 선정된 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜을 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부에 압입하는 단계를 포함한다.

상기 자동변속기 케이스와 상기 토크컨버터 하우징에 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부 간의 미스얼라인 값을 계산하는 단계를 더 포함하여, 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜을 선정하는 단계는 상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계에 의해 계산된 미스얼라인 값을 보상하기 위한 외륜을 선정하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 외륜을 선정하는 단계에 의해 선정되는 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜은 편측 가공된 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜은 상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계에 의해 계산된 미스얼라인 방향의 두께가 최소가 되도록 편심 가공된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 자동변속기 케이스와 상기 토크컨버터 하우징에 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부를 측정하는 단계를 더 포함하여, 상기 외륜 압입부를 측정하는 단계에 의한 측정값에 의해 상기 미스얼라인 값을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 외륜 압입부를 측정하는 단계는 상기 변속기 케이스의 외륜 압입부의 임의의 측정포인트의 위치 및 그와 대응하는 상기 컨버터 하우징의 외륜 압입부의 임의의 측정포인트의 위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 테이퍼롤러 베어링의 외륜을 상기 외륜 압입부에 압입하는 단계는 상기 외륜에 표시되는 압입기준점을 상기 측정포인트에 일치시켜 압입하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법 및 자동변속기용 테이퍼 롤러 베어링의 외륜 장착 방법에 의하면, 위치도 변화에 따른 미스얼라인량을 측정하고, 측정값으로부터 미스얼라인 값을 계산하여, 그 결과를 바탕으로 편측 가동된 외륜을 적용함으로써 테이퍼롤러 베어링의 기대 수명을 향상시킬 수가 있다.

도 1 및 도 2는 자동변속기에 적용된 기어와 테이퍼롤러 베어링의 관계 및 예압의 기준을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법을 위한 미스얼라인 값 측정을 위한 예시를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법 및 장착 방법을 위한 편측 가공된 테이퍼롤러 베어링의 외륜의 예시를 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법을 위한 미스얼라인량 측정을 위한 예시를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법 및 장착 방법을 위한 편측 가공된 테이퍼롤러 베어링의 외륜의 예시를 도시한 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법 및 자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 장착 방법을 설명하기로 한다.

도 3의 (a)는 토크 컨버터의 하우징이며, (b)는 자동변속기의 케이스에 해당한다.

본 발명은 토크 컨버터와 자동변속기의 입력축에 샤프트의 회전 지지를 위한 테이퍼롤러 베어링에 관한 것인데, 토크 컨버터의 하우징과 변속기 케이스의 조립에 의해서 토크 컨버터 하우징과 변속기 케이스의 공유하는 입력축에 미스 얼라인이 발생할 수 있고, 이는 곧 테이퍼롤러 베어링의 수명에 관계하기 때문에 이를 최소화하기 위한 것이다.

본 발명에 의한 테이퍼롤러 베어링의 외륜 장착 방법은 토크 컨버터 측과 변속기 측에 테이퍼롤러 베어링의 내륜이 장착되고, 해당 외륜 압입부 간의 미스얼라인 값을 계산하여 이를 상쇄 내지 보상할 수 있는 외륜을 선정하여 압입시키는 것에 의한다.

이를 위한 외륜 선정 방법은 토크 컨버터 하우징과 변속기 케이스의 외륜 압입부의 위치를 측정하고, 측정된 위치에 따른 미스얼라인 값을 계산하여 미스얼라인을 상쇄 내지 보상할 수 있는 외륜을 선정하는 것에 의한다.

테이퍼롤러 베어링이 삽입된 변속기 케이스의 외륜 압입부의 임의의 위치를 측정기준점을 기준으로 측정하고, 이와 대응하는 컨버터 하우징의 외륜 압입부의 임의의 위치를 측정기준점을 기준으로 측정한다.

임의의 위치는 표시된 측정포인트에 해당하고, 이를 2차원 좌표 또는 각도로써 나타낼 수가 있다.

그 결과 변속기 케이스의 외륜 압입부의 위치를 기준으로 컨버터 하우징의 외륜 압입부의 위치만큼 미스얼라인이 있게 되는 것이다.

이러한 측정 결과에 의해서 미스얼라인량, 즉 기준에 대한 위치 차이를 계산할 수가 있다.

계산값은 좌표일 수 있고, 각도로 표시될 수 있으며, 이 둘 모두일 수도 있다.

이상에 의해 변속기 케이스를 기준으로 하는 컨버터 하우징의 미스얼라인량이 계산되면 이를 보상할 수 있는 외륜을 선정하여 선정된 외륜을 컨버터 측에 장착한다.

테이퍼롤러 베어링의 외륜은 미스얼라인량을 보상하기 위해 편측 가공된 것을 선정한다.

즉, 테이퍼롤러 베어링의 외륜은 특정 방향에 대해 편심 가공된 것을 선정하는 것이다.

도 4에서 참조되는 바와 같이, 9개의 예시적인 외륜 중 가운데 외륜은 편심되지 않은 외륜에 해당하고, 각각은 표시된 편심위치(20)의 두께가 최소로 편심된 외륜들이다.

이와 같이 다수의 편심된 외륜을 미리 확보 후 선정하는 것은 후술할 압입기준점(10)이 외륜에 표시되기 때문이다.

계산된 미스얼라인 값에 의해 미스얼라인 방향이 정해지면 해당 방향(좌표)에 해당되는 두께가 최소가 되는 외륜을 선정한다.

즉, 해당 방향(좌표)이 편심위치(20)인 외륜을 선정하는 것이다.

이와 같이 미스얼라인량에 의해 선정된 외륜을 컨버터 하우징에 장착하는 것에 의해서 컨버터 하우징과 변속기 케이스 간의 미스얼라인을 최소화시키게 된다.

장착시 외륜의 압입기준점(10)은 컨버터 하우징의 측정포인트에 일치시켜 압입 장착시킨다.

그에 따라 외륜 편측량의 파악이 가능하여 관리가 가능해지도록 하기 위함이다.

본 발명은 이상에서 설명한 바와 같이, 컨버터 하우징과 변속기 케이스의 캐비티의 미스얼라인을 각각에 장착되는 테이퍼롤러 베어링에 의해 최소화 가능하게 함으로써 장착되는 테이퍼롤러 베어링의 수명을 안정적으로 유지시킨다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 : 압입기준점
20 : 편심위치

Claims (14)

1. 자동변속기 케이스와 토크컨버터 하우징에 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부 간의 미스얼라인 값을 계산하는 단계; 및
   상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계에 의해 계산된 미스얼라인 값을 상쇄시킬 수 있는 상기 테이퍼롤러 베어링을 선정하는 단계를 포함하고,
   상기 테이퍼롤러 베어링을 선정하는 단계는,
   압입기준점이 표시되고 외륜의 서로 다른 지점에 두께가 최소가 되도록 편심 가공된 복수의 테이퍼롤러 베어링 중 상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계에 의해 계산된 미스얼라인 방향의 두께가 최소가 되도록 외륜이 편심 가공된 테이퍼 롤러 베어링을 선정하는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 미스얼라인 값을 계산하는 단계는 상기 자동변속기 케이스의 외륜 압입부를 기준으로 상기 토크컨버터 하우징의 외륜 압입부의 위치 차이를 계산하는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 자동변속기 케이스와 상기 토크컨버터 하우징에 테이퍼롤러 베어링의 외륜이 압입될 외륜 압입부를 측정하는 단계를 더 포함하여,
   상기 외륜 압입부를 측정하는 단계에 의한 측정값에 의해 상기 미스얼라인 값을 계산하는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기용 테이퍼롤러 베어링의 외륜 선정 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 외륜 압입부를 측정하는 단계는 상기 자동변속기 케이스의 외륜 압입부의 임의의 측정포인트의 위치 및 그와 대응하는 상기 토크컨버터 하우징의 외륜 압입부의 임의의 측정포인트의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는,
   자동변속기용 테이퍼 롤러 베어링의 외륜 선정 방법.
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