KR20080024464A - 베어링 유닛 내에 센서를 조립 및 해체하기 위한 장치 - Google Patents

베어링 유닛 내에 센서를 조립 및 해체하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

베어링 유닛의 비회전 부재(10)와 회전 부재(11, 12) 사이의 상대 회전을 검출하기 위해 회전 센서(19)가 사용된다. 상기 회전 센서(19)는 플라스틱 재료로 이루어지며 환형 형상을 갖는 센서 캐리어 본체(18) 내에 보유된다. 환형 지지 삽입체(17)는 상기 비회전 부재(10) 상에 상기 센서 캐리어 본체(18)를 장착시키는 기능을 하며, 상기 센서는 상기 베어링 유닛의 회전 부재(12)에 고정되는 임펄스 링(15)과 작동식으로 마주한다. 상기 센서 캐리어 본체(18) 및 지지 삽입체(17)는 상기 지지 삽입체(17)에 상기 센서 캐리어 본체(18)를 해제가능하게 고정시키기 위한 고정 수단 및 시트(18a, 18c, 18d, 18m, 18n; 17c, 17d, 17m, 17n)를 제공한다.

Description

베어링 유닛 내에 센서를 조립 및 해체하기 위한 장치 {A DEVICE FOR ASSEMBLING AND DISASSEMBLING A SENSOR IN A BEARING UNIT}
본 발명은 베어링 유닛 내에 센서를 조립 및 해체하는 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 자동차 바퀴의 베어링 유닛 또는 허브-베어링 유닛 내의 회전 센서를 조립 및 해제하는 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 상기한 유형의 유닛의 고정 레이스(stationary race)와 회전 레이스(rotating race) 사이의 상대 회전을 검출하기 위해, 상기 베어링 유닛의 회전 부재 상에 장착되는 임펄스 링과, 사전설정된 거리에서 임펄스 링과 마주하는 위치에서 고정 부재에 끼워 맞추어지는 센서를 포함하는 검출 장치가 사용된다. 임펄스 링의 회전으로 인해 센서에 의해 생성되는 전기 신호는 차량의 보드 상에 장착된 프로세싱 유닛으로 전송되며, 이는 바퀴의 속도에 대한 정보를 제공한다.
최근까지 사용되는 대부분의 장치에 의하면, 센서는 허브-베어링 유닛의 비회전(non-rotating) 레이스의 표면 상에 효과적으로 장착되는 환형 삽입체 상에 오버몰드(overmould)된 플라스틱 재료의 환형체 내에 병합된다.
이러한 장치는 실질적인 결점을 수반한다. 센서를 교체 또는 수리할 필요가 있는 경우, 금속성 삽입체를 베어링의 비회전 레이스로부터 해체해야 하는데, 이는 상기한 강제 결합으로 인해 용이하지 않다. 일부의 경우에, 금속성 삽입체의 제거는 전체 베어링을 교체하는 것이 선호될 정도로 상당히 어렵다.
본 발명의 목적은 상기한 결점을 극복하기 위해 베어링 유닛 또는 허브-베어링 유닛으로부터 센서를 조립 및 특히 해제하는 것을 향상시키는 것이다.
상기한 목적 및 다른 목적과 장점들은 아래에서 보다 용이하게 이해될 것이며, 첨부된 청구의 범위에 정의되는 특징을 갖는 조립 장치에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
아래에, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 조립 장치의 몇 가지 바람직하면서 제한적이지 않는 실시예들을 설명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 갖춘 자동차의 구동 바퀴용 허브-베어링 유닛의 축단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조립 장치의 2개의 대향 측면을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 장치의 일부인 센서 캐리어 본체의 사시도이다.
도 5는 도 4의 센서 캐리어 본체의 세부도의 확대 사시도이다.
도 6은 도 4의 센서 캐리어 본체를 지지하기 위한 환형 삽입체의 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 캐리어 본체 및 지지 삽 입체의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 자동차의 구동 바퀴용 허브-베어링 유닛은 자동차의 서스펜션 표준(도시 안됨)에 고정가능한 방사상 외부 고정 레이스(10), 바퀴(도시 안됨)에 고정가능한 방사상 내부 회전형 허브(11), 및 2열의 롤링체(rolling body), 여기 실례에서는 2열의 볼(13)을 포함하는데, 볼(13)은 외부 레이스(10)와, 허브(11)와, 허브 상에 강성으로 고정된 베어링 레이스(12) 사이에 개재된다. 도면부호 14로 지시되는 종래 고안의 밀봉 장치(14)가 베어링 유닛의 축방향 내부측(인보드 측) 즉, 자동차의 내부를 향하는 측면에 장착된다. 밀봉 장치(14) 내에는, 허브-베어링 유닛의 회전가능한 레이스(12) 상에 장착된 환형 삽입체(16)에 고정된 자화된 임펄스 링(magnetized impulse ring; 15)이 일체화된다.
개략적으로 도면부호 19로 지시된 검출 센서(19)는, 금속 시이트로 이루어지며 센서(19)와 일체화된 플라스틱 재료의 환형체(18)에 결합된 환형 삽입체(17)에 의해, 축방향으로 임펄스 링(15)과 작동식으로 마주하며 방사상 외부 고정 레이스(10) 상에 장착된다.
이러한 상황에서, 센서(19)는 회전 센서이다. 그러나, 이러한 가능한 사용 분야에 대한 언급은 본 발명의 범위를 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 해석되어선 안된다. 후속되는 상세한 설명으로부터, 당업자는 환형 요소(17, 18)의 특성이 예컨대, 선형 또는 각도 변위 센서, 온도 센서, 진동 센서, 부하 센서 등과 같은 다른 종류의 센서에 대해서도 동일하게 적합함을 즉시 인지할 것이다.
금속성 삽입체(17) 및 플라스틱 환형체 또는 센서 캐리어(18)는, 아래에 설명하듯이, 총검형 조인트(bayonet joint) 및 스냅-작동식 신속 장착(snap-action quick mounting)에 의해 축방향으로 그리고 회전방향으로 서로에 대해 상호 고정가능하다.
방사상 외부 위치에서, 금속성 삽입체(17)는 허브-베어링 유닛의 방사상 외부 고정 레이스(10)의 외부 원통형 표면(10a) 상에 효과적으로 끼워 맞추어지는 축방향 원통형 가장자리(17a)를 갖는다. 도 6에 보다 양호하게 도시되었듯이, 방사상 내부 위치에서, 금속성 삽입체(17)는, 다수의 오목부(17c)(본 실례에서 3개의 오목부(17c))가 총검식 결합을 위해 환형 센서 캐리어 본체(18)로부터 돌출하는 대응하는 총검식 돌출부(18c)를 제공하는 방사상 플랜지(17b)를 구비한다. 플랜지(17b) 내에는, 센서 캐리어(18)에 삽입체(17)를 회전식으로 스냅-작동식 결합시키기 위해 센서 캐리어(18)의 탄력적 가요성 탭(18a)에 의해 보유되는 3개의 대응하는 돌출부(18c)와 협력하기 위한 3개의 오목부 또는 개구(17d)가 또한 형성된다. 축방향 가장자리(17a)는 외부 레이스(10)의 측면(10e)에 대해 맞닿도록 구성되는 방사상 벽(17e)에 의해, 그리고 임펄스 링(15)으로부터 플랜지(17b)를 축방향으로 이격시키고 이에 따라 센서 본체(18)를 축방향으로 이격시키는 작용하는 원통형 벽(17f)에 의해 방사상 플랜지(17b)에 결합된다(도 1).
바람직한 실시예에서, 허브-베어링 유닛의 축방향 내부측과 환형체(17, 18) 사이에 형성되는 챔버 안으로 침투할 수도 있는 물의 유동을 허용하기 위해, 둘레 방향으로 이격되는 다수의 통로 또는 방사상 관통 보어(17h)(도 1, 도 3 및 도 6) 가 원통형 벽(17f)을 통해 형성된다. 이를 위해, 즉 중력에 의해 물이 유출될 수 있게 하기 위해, 장치가 허브-베어링 유닛 상에 장착될 때 통로(17h) 중 적어도 하나가 하부 위치에 배치된다.
센서 캐리어(18)는 단편(one piece)(도 4)으로서 환형 디스크(18b)를 형성하며, 상기 환형 디스크(18b)의 축방향 내부측으로부터 축방향으로 케이싱(18e)이 돌출하며, 환형 디스크(18b)의 축방향 내부측 상에 상기 돌출부(18c, 18d)가 돌출한다. 케이싱(18e)은 회전 센서(19)(및 가능한 경우 또한 센서에 의해 생성되는 신호들을 프로세싱하기 위한 다른 전기 또는 전자 장치)를 임펄스 링(15)과 작동식으로 마주하는 위치에 유지시키고 보호하는 기능을 한다. 총검식 돌출부(18c)는 L자형이어서, 돌출부(18) 및 오목부(17c)의 단부(17g)(도 6)가 맞닿게될 때 까지 돌출부(18c)가 오목부(17c) 안으로 부분적으로 삽입될 수 있으며 상호 회전 이동을 통해 삽입체(17)에 센서 캐리어 본체(18)를 축방향으로 고정시킨다. 이러한 위치에 도달하게 되면, 각각의 탄력적 가요성 탭(18a)에 의해 보유되는 축방향 돌출부(18d)는 대응하는 개구(17d) 안으로 스냅-작동식으로 맞물린다. 센서 캐리어(18)는 삽입체(17)에 또한 회전가능하게 고정된다.
센서 캐리어 본체(18)는 지지 삽입체(17)로부터 해제될 수 있어서, 회전식 고정 돌출부(18d)가 접근하기에 용이하다는 사실로 인해 특히 용이하고 효과적인 방식으로 유닛으로부터 해체될 수 있다. 사실상, 가요성 탭(18a)은 환형 디스크(18b)의 개구 또는 창(18f)을 통해 각자의 내부에 형성된다(도 5). 센서를 교체하거나 센서의 정확한 작동을 점검해야만 할 때, 날카로운 공구(예컨대, 나사 드라 이버)가 창(18f)을 통해 삽입될 수 있어서, 오목부(17d)로부터 돌출부(18d)를 결합해제시키도록 가요성 탭(18a)을 이동시킨다. 따라서, 센서 캐리어 본체는 총검식 결합을 해제하도록 회전될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는데, 여기서, 센서 캐리어 본체(18)는 제1 세트의 관통공(18m) 및 제2 세트의 관통공(18n)을 형성한다(도 7 및 도 8에는 센서용 돌출 케이싱(18e)이 도시되지 않음).
금속 시이트 삽입체(17)는 센서 캐리어 본체(18)의 개구(18m) 안으로 끼워서 총검식 결합에 따라 요소(17, 18)의 상호적인 축방향 고정을 보장하기 위해 플랜지(17b)로부터 축방향으로 돌출하는 제1 세트의 L자형 강성 탭(17m)을 형성한다(도 8). 금속성 삽입체(17)는 요소들(17, 18)을 회전가능하게 고정되는 것을 유지시키도록 센서 캐리어 본체(18)의 개구(18n) 안으로 스냅식으로 끼우기 위해 제2 세트의 탄력적 가요성 탭(17n)을 추가로 형성한다. 센서 캐리어 본체(18)는 시트(18n)로부터 탄력적 가요성 탭(17n)을 결합해제시키도록 탄력적 가요성 탭(17n)을 가압함으로써 지지 삽입체(17)로부터 해제될 수 있다.
본 발명은 조립 장치의 실례로서 고려된 여기에 개시되고 도해되는 실시예들에 한정되지 않는다. 오히려, 당업자에게 명확하듯이, 본 발명은 부재들의 형상 및 배열과 구조적 및 기능적 세부 사항과 관련하여 변경될 수 있다. 예컨대, 오목부(17c, 17d) 및 각각의 돌출부(18c, 18d)의 개수와 위치는 도시된 것에 대하여 변경될 수 있다. 그러나, 총검식 결합 수단 및 스냅-작동식 고정 수단은 동일한 각도(즉, 본 실시예에서는 120°)만큼 각도 방향으로 동일하게 이격되는 것이 바람직 하다.

Claims (14)

  1. 베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치로서,
    플라스틱 물질로 이루어지며 실질적인 환형 형상을 가지고 있고 상기 센서(19)를 보유하기 위한 센서 캐리어 본체(18)와,
    상기 비회전 부재(10) 상에 상기 센서 캐리어 본체(18)를 장착하기 위한 환형 지지 삽입체(17)를 포함하는, 베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치에 있어서,
    상기 센서 캐리어 본체(18) 및 상기 지지 삽입체(17)는 상기 지지 삽입체(17)에 상기 센서 캐리어 본체(18)를 해제가능하게 고정시키기 위한 고정 수단 및 시트(18a, 18c, 18d, 18m, 18n; 17c, 17d, 17m, 17n)를 제공하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 수단 및 시트는 상기 지지 삽입체(17)에 상기 센서 캐리어 본체(18)를 해제가능하게 축방향으로 고정하기 위한 제1 총검형 조인트 수단(18c, 17m) 및 관련 시트(17c, 18m)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    상기 고정 수단 및 시트는 상기 지지 삽입체(17)에 상기 센서 캐리어 본체(18)를 해제가능하게 회전식으로 고정하기 위한 제2 스냅-작동식 고정 수단(18a, 18d; 17n) 및 관련 시트(17d; 18n)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 스냅-작동식 고정 수단은,
    상기 센서 캐리어 본체(18) 및 상기 지지 삽입체(17) 중 어느 하나 상에 각도방향으로 동일하게 이격된 축방향 돌출부를 갖춘 복수의 가요성 탭(18a, 18d, 17n), 및
    상기 센서 캐리어 본체(18) 및 상기 지지 삽입체(17) 중 다른 하나에 의해 형성되는 각도방향으로 동일하게 이격된 대응하는 복수의 고정 시트(17d, 18n)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스냅-작동식 고정 수단은 상기 지지 삽입체(17)로부터 상기 센서 캐리어 본체(18)를 회전식으로 해제하기 위해 상기 지지 삽입체(17)에 의해 형성되는 고정 시트(17d)로부터 상기 돌출부(18d)를 결합해제시키기 위해 외부로부터 접근가능한 탄력적 가요성 탭(18a) 상에 형성되는 하나 이상의 돌출부(18d)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 캐리어 본체(18)는 상기 탄력적 가요성 탭(18a) 근처에 하나 이상의 개구 또는 오목부(18f)를 형성하며, 상기 하나 이상의 개구 또는 오목부(18f)는 상기 지지 삽입체(17)로부터 상기 센서 캐리어 본체(18)를 회전식으로 해제하기 위해 상기 탄력적 가요성 탭(18a)으로의 접근을 제공하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 탄력적 가요성 탭(18a)으로의 접근을 제공하는 상기 개구 또는 오목부(18f)는 3개의 측면 상에서 상기 탄력적 가요성 탭을 둘러싸는 창(window)인 것 을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 총검형 조인트 수단은 상기 센서 캐리어 본체(18) 및 상기 지지 삽입체(17) 중 어느 하나로부터 축방향으로 돌출되는 L자형 요소(18c, 17m)를 포함하며, 상기 제1 총검형 조인트 시트는 상기 센서 캐리어 본체(18) 및 상기 지지 삽입체(17) 중 다른 하나에 의해 형성되는 대응되는 시트(17c) 또는 개구(18m)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 스탭-작동식 고정 시트(18d, 18n)는 관통 개구를 포함하며, 상기 관통 개구는 상기 지지 삽입체(17)로부터 상기 센서 캐리어 본체(18)를 회전식으로 해제하기 위해 각각의 관통 개구로부터 상기 스탭-작동식 고정 시트(18d, 18n)를 결합해제하도록 상기 스탭-작동식 고정 시트(18d, 18n)에 공구가 접근가능하게 하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 삽입체(17)는, 허브-베어링 유닛 상에 일단 조립되면 하부 위치에 배치되게 되는 일부분에, 하나 이상의 통로(17h)를 구비하며, 상기 하나 이상의 통로(17h)는 상기 허브-베어링 유닛의 축방향 내부측과 상기 환형체(17, 18) 사이에 형성되는 공간 안으로 물의 유출물이 침투할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지 삽입체(17)는 서로로부터 둘레방향으로 이격되는 복수의 상기 통로(17h)를 제공하며, 상기 복수의 통로(17h) 중 하나 이상은 상기 허브-베어링 유닛 상에 장치가 일단 조립되면 하부 위치에 배치되게 되는 것을 특징으로 하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서(19)는 회전 센서, 선형 또는 각도 변위 센서, 온도 센서, 진동 센서, 부하 센서로 이루어지는 군에서 선택되는 센서인,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 센서(19)는 상기 베어링 부재의 비회전 부재(10)와 회전 부재(11, 12) 사이의 상대 회전을 검출하기 위한 회전 센서이며,
    상기 환형 지지 삽입체(17)는 상기 비회전-부재(10) 상에 상기 센서 캐리어 본체(18)를 장착시키기 위해 배열되며, 상기 센서(19)는 상기 베어링 유닛의 회전 부재(12)에 고정된 임펄스 링(15)과 작동식으로 마주하는,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링 유닛은 자동차 바퀴용 허브-베어링 유닛인,
    베어링 유닛의 비회전 부재(10)에 센서(19)를 조립하기 위한 장치.
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