KR19980032417A - 브레이크 부재에 냉간 성형 결합시키는데 적합한 차륜 허브베어링 유닛. - Google Patents

브레이크 부재에 냉간 성형 결합시키는데 적합한 차륜 허브베어링 유닛. Download PDF

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Abstract

본 발명은 차륜 허브 베어링 유닛에 관련되는데, 상기 차륜 허브 베어링 유닛에서 베어링의 외륜(10)은 브레이크 부재(20)의 플랜지(21) 회전을 위해 고정하도록 방사상으로 바깥쪽 방향으로 구름으로써 접혀지기에 적합한 축방향으로 돌출한 에지(12)를 구비한 레이디얼 베어링 플랜지(11)를 포함한다. 브레이크 플랜지(21)는 로울링된 에지(12')와 동일 베어링 플랜지(11)의 외주 비변형 레이디얼 에지(13) 사이에 고정된다. 로울링에 의해 변형된 축방향 에지(12)를 형성하는 물질의 경도는 약 200HV와 300HV 사이이다. 상기 에지(12)는 5㎜ 이하의 길이(d)로 브레이크 플랜지(21)에서 축방향으로 돌출해 있다. 상기 에지(12)의 두께(e)는 1㎜에서 3.5㎜ 이내이다. 브레이크 플랜지(21)에 대해 구름으로써 변형된 에지(12')의 축방향 두께(a)는 3.5㎜이하이고 변형되지 않은 외주 에지(13)의 축방향 두께(c)는 길이 x = 0.4 ÷ 1㎜ 로 축방향 두께(c)를 초과한다.

Description

브레이크 부재에 냉간 성형 결합시키는데 적합한 차륜 허브 베어링 유닛.
본 발명은, 차륜에 고정되는 원반 또는 드럼 브레이크 부재에 차륜 허브 베어링을 결합시키는 것에 관련된다.
원반 또는 드럼 형태의 브레이크 부재를 연결시키기 위해서, 공지된 기술에 따르면 베어링의 외륜은 축방향으로 돌출한 에지를 구비한 레이디얼 플랜지를 포함한다. 이 에지는 그것과 함께 회전하도록 브레이크 부재의 플랜지를 고정하기 위해서 축방향으로 바깥쪽으로 구름으로써 접혀지기에 적합하다. 브레이크 부재 플랜지는 로울링된 에지와 동일 베어링 플랜지에 의해 구비된 변형되지 않은 레이디얼 외주 에지 사이에 고정된다.
이 종류의 접합은, 브레이크 부재와 베어링 사이에서 상호 회전을 막도록 드럼 브레이크나 브레이크 디스크 캐리어에 베어링을 고정시킨다. 일반적으로, 이 접합은 상당한 크기의 축방향, 방사상 방향의 하중을 받기 때문에 로울링된 에지는 꽤 얇다.
냉간 성형은 치수 정확성을 달성할 수 있어서 냉간 성형, 특히 로울링은 여러 면에서 유리한 공정일지라도, 종래의 로울링된 접합은, 포함된 성분에 의해 야기된 변형 또는 변형된 부품의 응력 집중 때문에 종종 문제점이 발생한다. 포함된 상이한 물질에 대해, 어떤 평형 배열도 발견되지 않기 때문에 로울링된 에지 및 이것과 공동 작용하는 다른 부품은 상관 관계가 있는 복합 유닛을 형성한다. 선호되는 구조에 따르면 로울링은, 포함된 성분(예, 브레이킹 표면)의 변형을 일으키는 큰 힘을 발생시키지 않고 로울링된 부품에 응력 집중을 일으키지 않으므로 브레이크와 베어링의 회전 레이스를 회전하도록 고정할 수 있는 시간을 초과하여 안정한 상태로 유지할 수 있다. 효율적인 로킹 작용을 위해서, 로울링된 부분은 적당한 두께를 가져야 한다. 두꺼운 에지의 변형은 브레이크 부재 또는 브레이크 캐리어의 변형을 초래하거나, 동일 로울링된 에지에 응력 집중을 일으킨다. 반면에 아주 얇은 에지는 정상 작동 상태에서 접합에 적용되는 힘을 견딜 수 있는 고정 작용을 보장하지 않는다.
본 발명의 목적은 전술한 단점과 종래 기술의 한계를 극복하려는 것이다.
특히, 본 발명은 변형 및 응력 집중을 막으면서 베어링과 브레이크의 신뢰성 있는 결합을 보장한다.
본 발명에 따르면, 전술한 목적은 차륜 허브 베어링 유닛에 의해 달성되는데, 이 차륜 허브 베어링 유닛에서 베어링의 외륜은 로울링된 제 1 에지와 동일 베어링 플랜지의 외주 비변형 레이디얼 제 2 에지 사이에 브레이크 플랜지를 고정함으로써 브레이크 부재의 플랜지를 회전시키도록 방사상으로 바깥쪽 방향으로 로울링함으로써 접혀지기에 적합한 축방향으로 돌출한 제 1 에지를 구비한 레이디얼 베어링 플랜지를 포함하고, 다음과 같은 특징을 가진다.
- 로울링함으로써 변형되는 제 1 에지를 형성하는 물질의 경도는 약 200HV와 300HV 사이이다.
- 제 1 에지는 5㎜ 이하의 길이(d)로 브레이크 플랜지에서 축방향으로 튀어나와 있다.
- 제 1 에지의 두께(e)는 약 1㎜와 3.5㎜이내이다.
- 브레이크 플랜지에 대해 로울링 함으로써 변형된 제 1 에지의 축방향 두께(a)는 3.5㎜이하이고 비변형 레이디얼 외주의 제 2 에지의 축방향 두께(c)는 길이 x = 0.4 ÷ 1㎜ 정도로 축방향 두께(a)를 초과한다.
본 발명의 선호되는 실시예들은 종속항에서 기술된다.
본 발명을 잘 이해할 수 있도록 첨부 도면을 참고로 선호되는 실시예들이 설명될 것이다.
도 1 은 드럼 형태의 브레이크 부재가 로울링에 의해 고정된 차륜 허브 베어링 유닛의 축방향 단면도.
도 2 는 냉간 성형, 특히 로울링에 의해 고정된 브레이크 부재의 플랜지와 차륜 허브 플랜지를 확대한 일부 축방향 단면도.
도 3 은 로울링 과정을 거친 후의 도 2 의 정밀도.
도 4, 5 와 6 각각은 베어링 유닛과 브레이크 부재 사이의 결합에 대한 세가지 실시예를 나타낸 확대된 도면.
* 부호 설명
10...외륜 11...베어링 플랜지
12, 12', 13...에지 14...베어링 플랜지의 실린더형 표면
15...로울링 표면 16...베어링 플랜지의 측벽
20...브레이크 부재 21...브레이크 플랜지
도 1 에, 자동차의 허브 베어링 유닛이 나타나 있다. 이 베어링의 외륜(10)은 축방향으로 돌출한 에지(12)를 구비한 레이디얼 플랜지(11)를 포함하는데 상기 에지는 드럼 형태인 브레이크 부재(20)의 레이디얼 바깥 플랜지(21)를 회전하도록 고정하기 위해 방사상으로 바깥쪽으로 로울링함으로써 접혀진다. 당해 분야에 숙련된 사람들은, 원반형 브레이크에도 이와 같게 적용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 로울링 단계는, 로울링된 에지(12)와 동일 베어링 플랜지의 비변형 레이디얼 외주 에지(13) 사이에 브레이크 플랜지(21)를 고정한다. 일단 고정된 후에는, 베어링 플랜지(11)와 브레이크 플랜지(21)는 동일 레이디얼 평면에 정렬된다.
도 2 에 나타난 것처럼, 로울링 하기 전에 브레이크 부재(20)는 액시얼 에지(12)에 대해 인접한 베어링 플랜지에 적용된다. 로울링 이후에, 베어링과 브레이크 사이의 결합 형태는 도 3 에 나타나 있다.
로울링에 의해 변형된 에지(12)는 구부려 냉간 성형을 하고 브레이크 부재를 효과적으로 로킹하기에 충분히 단단하다. 에지의 감소된 두께 때문에, 너무 단단하면 부서질 수 있다. 이 단점을 극복하기 위해서 로울링된 에지(12)는 200HV와 300HV 사이의 경도를 가진다.
도 2 에서, 원래 비변형 상태인 액시얼 에지(12)는 약 1 ÷ 3.5㎜ 이내의 두께 e 를 가져야 한다. 에지(12)의 축방향 길이는, 5㎜이하의 돌출한 길이 d를 가지고 선호적으로 2 ÷ 5㎜ 영역내의 길이를 가져야 한다.
값 e 가 상위 간격을 초과할 때 갈라지기 쉽다. 또, 아주 큰 힘이 적용되는 경우에 이것은 반대쪽 에지(13)를 변형시키는 경향이 있다.
로울링 이후에, 로울링된 에지(12')의 축방향 두께 a는 3.5㎜이하이다.
변형되지 않은 레이디얼 에지(13)의 축방향 두께 c 는, 플랜지(21)가 변형되지 않도록 하면서 로울링 작용시 발생하는 하중을 견디기에 충분한 두께를 가져야 한다. 따라서 수학식 1 에 따라 변형되지 않은 에지는 로울링된 에지보다 더 두꺼워야 한다.
c ≥ a + x
(단, x = 0.4 ÷ 1㎜)
베어링 플랜지의 실린더형 표면(14)에서 계산된, 변형되지 않은 에지(13)의 레이디얼 높이 h는 2㎜ 이상이고 표면(14)에서 계산된, 로울링된 에지(12')의 레이디얼 높이 h'는 6㎜이하이다.
로울링하는 동안 레이디얼 수직면에서 브레이크 부재를 똑바로 유지하도록 h와 h'는 정해진다.
로울링된 표면(15)에서 틈이 생기지 않도록 하면서 구조적 결함을 제거하기 위해서, 즉 베어링에 대해 브레이크의 회전을 막는데 충분히 큰 고정력을 로울링을 통하여 전달할 수 있도록, 로울링된 표면의 휨 반경 r은 6㎜ 이하이고 선호적으로 r = 2 ÷ 5㎜이다.
베어링 플랜지(11)의 측벽(16)과 로울링된 표면(15)의 정점 사이의 축방향 거리로 정의된, 축방향 깊이 b는 8㎜이하이고 로울링 작용동안 공구가 이 영역내에서 삽입될 수 있다.
도 4 에서, 로울링된 표면은 각 α 을 이루며 연장된 둥근 부분을 형성하는데, 각 α 은 수평선과 로울링된 에지(12')의 방사상 최내측 표면(17)에 의해 형성된 각도로 0°≤ α ≤ 20°인 것이 선호된다. 휨 반경 r은, 1㎜ ≤ r ≤ 4㎜의 범위내에 있다.
도 5 에 나타낸 실시예에서, 로울링 단계는 좀더 경사가 급하게 변형된 에지(12')를 형성하는데, 로울링된 에지(12')의 방사상 바깥쪽 면(18)과 브레이크 플랜지(21)의 표면(22) 사이의 각도 β는 5°≤ β ≤ 15°의 범위 내에 있다.
도 6 은, 도 5 와 유사한 로울링된 에지를 형성하지만 브레이크 플랜지(21)가 중심을 향하여 좁아지는 대신에 균일한 실시예를 나타낸다.
본 발명은 변형 및 응력 집중을 막으면서 베어링과 브레이크의 신뢰성 있는 결합을 보장한다.

Claims (8)

  1. 베어링의 외륜(10)은, 로울링된 에지(12')와 동일 베어링 플랜지(11)의 외주 비변형 제 2 레이디얼 에지(13) 사이에 브레이크 플랜지(21)를 고정함으로써 브레이크 부재(20)의 플랜지(21)를 회전하도록 고정하기 위해서 방사상으로 바깥방향으로 로울링함으로써 접혀지기에 적합한 축방향으로 돌출한 제 1 에지(12)를 구비한 레이디얼 베어링 플랜지(11)를 포함하는, 차륜 허브 베어링 유닛에 있어서,
    - 로울링에 의해 변형된 제 1 에지(12)를 형성하는 물질의 경도는 약 200HV와 300HV 사이이고;
    - 제 1 에지(12)는 5㎜ 이하의 길이(d)로 브레이크 플랜지(21)에서 축방향으로 돌출해 있고;
    - 제 1 에지(12)의 두께(e)는 약 1㎜와 3.5㎜ 이내이고;
    - 브레이크 플랜지(21)에 대해 로울링함으로써 변형된 제 1 에지(12')의 축방향 두께(a)는 3.5㎜ 이하이고 변형되지 않은 제 2 레이디얼 외주 에지(13)의 축방향 두께는 길이 x = 0.4 ÷ 1㎜ 정도로 축방향 두께(a)를 초과하는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 베어링 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 레이디얼 플랜지(11)의 제 2 에지(13)의 방사상 높이(h)는 2㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 베어링 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 제 1 로울링된 에지(12')의 방사상 높이 h'는 6㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 베어링 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 로울링된 에지(12')의 로울링된 표면(15)의 휨 반경 r은 6㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 베어링 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서, r = 2 ÷ 5㎜인 것을 특징으로 하는 베어링 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서, 베어링 플랜지(11)의 측벽(16)과 제 1 로울링된 에지(12')의 로울링 표면(15)의 정점 사이의 축방향 거리 b는 8㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 베어링 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서, 로울링된 에지(12')의 방사상으로 최내측 표면(17)과 수평선 사이의 각도 α 는 0°이상이고 20°이하인 것을 특징으로 하는 베어링 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서, 로울링된 에지(12')의 방사상으로 최외측 표면(18)과 브레이크 플랜지(21)의 표면(22) 사이의 각도 β 는 5°이상이고 15°이하인 것을 특징으로 하는 베어링 유닛.
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