KR20110011605A - 차량 휠 허브들을 제조하는 방법 및 상기 방법을 사용하여 제조되는 휠 허브 - Google Patents

Abstract

관련된 스핀들(1) 상에 휠 허브의 베어링들(102) 중 하나의 내부 링(5)의 장착을 간소화하기 위해 그리고 스핀들 및 링을 회전시키기 위해 동일한 기계를 사용하여 실행될 수 있는 다수 로브 - 예를 들어 3 로브 - 머시닝에 의해 이 링 및 스핀들의 상호 간 키잉을 실행하기 위해, 이 동일한 3 로브 머시닝 동작은 스핀들의 모든 또는 단지 부분적인 숄더(6)를 포함하고, 리세스된 형태로 이 숄더에 맞대어서 정지하도록 의도된 링(5)의 대응하는 내부 종단을 포함하는 것과 같아서, 링(5)은 마치 이 두 부분들이 둥근 단면을 갖는 두 수진 부분들인 것처럼 스핀들(1) 상에 장착될 수 있어서 종래의 관련된 각 정렬을 필요로 하지 않는다. 이 두 부분들이 축상에서 서로 맞물린 이후에, 상기 부분들의 상대적인 회전이 수행되어 링(5)의 3 로브 프로파일(100)을 스핀들의 숄더(6)의 대응하는 3 로브 프로파일(10)과 정확하게 맞물리도록 하고, 역도 마찬가지이며, 이 단계 후에, 베어링의 내부 링(5)을 축상에서 락킹하기 위한 엣지(201')는 롤링에 의해 형성된다.

Description

차량 휠 허브들을 제조하는 방법 및 상기 방법을 사용하여 제조되는 휠 허브{METHOD FOR PRODUCING VEHICLE WHEEL HUBS AND WHEEL HUBS MADE USING THE METHOD}

본 발명은 차량 휠 허브(wheel hub)들, 즉, 휠 및 브레이크 디스크(brake disc)를 지지하고 고정 또는 관절형(articulated) 방식으로 자동차의 후 차축(rear axle) 유닛(unit) 또는 전 차축(front axle) 유닛으로 제한되도록 설계되는 베어링을 갖는 케이스형(case-like) 구조들에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 첨부된 도면들의 세트의 도 1에 도시된 유형의 휠 허브들에 관한 것으로서, 하나의 종단에서 수직 플랜지(flange)(101)를 통합 지지하고, 예를 들어 실린더형 또는 원뿔 니들 롤러(needle roller)들과 같은 구체들 또는 다른 등가의 수단들로 구성되는 회전 몸체들의 두 개의 개재 크라운(crown) 부분들(2, 102)을 통해, 공통 축(A) 주위에서 상대적인 회전 운동이 가능하며, 외면의 크라운 부분(3)에는 예를 들어 자동차의 전 차축 유닛 또는 후 차축 유닛에 연결되는 지지 러그(lug)(103)가 통상적으로 제공된 상태인, 스핀들(spindle)(1)이 제공되고, 반면에 상기 플랜지(101)는 휠이 브레이크 디스크 및 림(rim)을 지지하기 위해 임의의 적절한 방식으로 설계된다. 본 발명의 범위는 또한 도 1에 도시된 바와 유사하거나 등가하고 예를 들어 스핀들(1)에 의한 지지 부분들로의 연결을 위해 그리고 부쉬(bush)(3)에 의한 휠 및 브레이크 디스크로의 연결을 위해 상이한 방식으로 사용되는 휠 허브들을 포함한다.

해당 휠 허브에서 롤링 수단(2)의 크라운 부분은 스핀들(1)의 외부 측면 상에 직접 형성되는 환형 트랙(4)을 따라 이동하고, 반면에 롤링 수단(102)의 다른 크라운 부분은 스핀들(1)의 외부로 테이퍼링(tapering)부(201) 상에 장착되는 링(5) 상에 형성되는 환형 트랙(104)을 따라 이동하고, 상기 장착 동작 이후의 단계 동안 내부 숄더(shoulder)(6)에 맞대어 있고 링(5)으로부터 돌출한, 상기 스핀들의 상기 지지부(201)의 부분의 롤링에 의해 형성되는 외부 엣지(edge)(201')에 맞대어 있는 접합부에 의해 후자에 견고하게 고정된다.

내부에서 롤링 수단(2, 102)의 크라운 부분들이 동작하는 공간은 윤활제로 충진되고 공진되어 있는 밀봉 수단(7, 107)에 의해 폐쇄된다.

실제 경험에 따르면 베어링의 내부 링(5) 상의 환형의 롤링 엣지(201')에 의해 가해지는 힘은 관련된 지지 부분 상에 있는 이 링을 축 상에 고정하는 데에는 충분하고도 남지만, 대신 특히 상당한 마찰이 이 링 및 롤링 수단(102)의 관련된 크라운 부분 사이에 존재할 때에는, 링(5) 및 스핀들(1)의 링(5) 및 스핀들(1)의 어떤 돌발적인 상대적인 회전을 방지할 수 없다. 이 상태는 진동 및 잡음의 원인이 될 수 있고, 베어링의 평균 작동 수명을 감소시킬 수 있으며, 방치해두면, 케이싱(casing)(3)으로부터 자유로이 맞물림 해제될 수 있는 스핀들(1)의 테이퍼링된 지지부(201, 201')가 과열되고 파손되는 결과를 발생시킬 수 있는데, 이는 상상될 수 결과들일 수 있다.

이 심각한 결점을 극복하기 위해, 공지되어 있는 기술은, 예를 들어 스플라인(spline)된 숫 및 암 프로파일(profile)들 사이에 배열되는 키잉(keying) 수단을 사용하고 상기 숫 및 암 프로파일들로 구성되는 스핀들(1) 상에 링(5)을 장착하는 것이 가능하다는 것을 교시하고, 여기서 상기 숫 및 암 프로파일들이 스핀들의 외면 상에 그리고 링(5)의 내면 상에 길이 방향으로 형성되어 맞물릴 수 있으므로 상대적인 회전 및 축 상 이동의 가능성이 없으며, 이 회전 및 이동은 또한 엣지(201')의 롤링에 의해 방지된다. 이 해법은 예를 들어 "Bearing divice for drive wheel"이라는 명칭으로 2002년 2월 28일에 공개된 미국 특허출원 2002/0025093에 설명되어 있다.

그러나 이 동일한 해법은 상기 키잉 그루브(groove)들을 형성할 때 회전 머신 툴들과는 상이한 머신 툴들 상에 워크피스(workpiece)들을 설치해야 하므로 특정한 머시닝(machining) 기술들이 필요하다는 점에서 생산 비용이 높다는 결점이 있다.

여전히 상술한 심각한 결점을 극복하는 목적으로, 또한 해법(특허 US 7,241,054에 기술되는)이 공지되어 있는데, 이 해법은 워크피스들을 회전시키는 동일한 동작 동안, 산업 수준으로 매우 낮은 비용으로 생산될 수 있고, 섹션들의 링(5) 및 스핀들(1) 사이의 맞물림을 위해 측면에 다중 로브(lobe) 형상 예를 들어 3 로브 형상을 갖는 형상을 고려한다.

한편으로는, 이 해법이 이전의 해법에 비해 매우 낮은 비용으로 생산될 수 있는 장점을 제공하더라도, 다른 한편으로는 이는 서로에 대해 축 방향 및 각 방향 모두에서 이 동일한 부분들을 정확하게 정렬할 필요가 있기 때문에, 부분들(5 및 1) 사이의 맞물림 동안, 심지어 이들이 축 상에서 서로 맞물리기 전에 어려움을 야기한다.

본 발명의 목적은 이 맞물림의 기술적 문제를 해소하는 것으로서, 특히 청구항 1 및 후속 종속항들에 기술되어 있는 방법으로, 다음의 제안된 해법에 기반하여 이 맞물림 동작을 간소화하고 키잉 수단의 형성을 간소화하는 것으로서: 3 로브 맞물림 배열을 위한 머시닝 동작은 숄더(6) 및 링(5)의 대응하는 내부 종단을 모두 또는 단지 부분적으로 포함하도록 수행되어, 상기 내부 종단은 이 두 부분들이 둥근 단면을 갖는 두 수직 부분들인 것처럼 스핀들(1)의 부분(201) 상에 장착될 수 있으므로 어떠한 상대적인 각 정렬을 필요로 하지 않고, 이 두 부분들이 축 상에서 서로 맞물림된 이후에만, 상기 머시닝 동작은 상기 링(5)의 상기 3 로브 프로파일을 스핀들의 숄더(6)의 대응하는 3 로브 프로파일과 정확하게 맞물리도록 수행되는 상기 부분들의 상대적인 회전이고 이 역도 마찬가지이며, 정확한 각 정렬을 포함하는 이 단계 이후에, 상기 축 락킹(locking) 엣지(201')는 롤링에 의해 형성될 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 비용이 적으면서도 정확도가 높게 차량 휠 허브들이 제조된다.

이로부터 기인하는 본 발명의 부가적인 특징 특성들 및 장점들은 두 첨부 도면 시트들의 도면들에서 단지 비제한적인 예들로 도시된 본 발명의 바람직한 실시예의 다음 설명으로부터 더욱 명확하게 판명될 것이고, 도면에서, 이미 고려된 종래 기술과 관련된 도 1을 제외하고:
도 2는 도 1에 도시된 바와 동일하지만, 본 발명에 따라 개선된 한 유형의 휠 허브를 도시한다;
도 3 및 4는 도 2의 단면선 X-X을 따라 스핀들 및 링 이 둘 모두가 관찰되는, 스핀들 및 링 각각의 3 로브 프로파일의 대응하는 세부사항들을 도시한다;
도 5는 본 발명에 따른 동일한 방법을 사용하여, 둘 모두 스핀들 상에 장착되고 링과 키잉된 베어링들의 내부 링들을 갖는 휠 허브의 다른 유형을 축에 따른 단면으로 도시한다.

도 2에 도시된 휠 허브에서, 도 1에 도시된 휠 허브의 컴포넌트들과 동일한 컴포넌트들에는 동일한 번호들이 병기되어, 이 동일한 컴포넌트들의 설명은 생략된다.

본 발명에 따르면, 스핀들(1)이 회전 기계에 의해 머시닝되면, 자체의 숄더(6)의 각도 존(zone)에는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같은 3 로브 프로파일을 갖는 다수의 로브로 머시닝되는 존이 제공되고, 로브들(10)은 둥근 단면을 갖는, 스핀들의 외부 실린더 부분(201)의 외측면에 대하여 외부로 상승한다. 이 릴리프(relief)들(10)은 상술한 바와 같이, 숄더(6)의 각도 존을 점유할 수 있고/있거나 자체의 전체 확장부에 걸치거나 단지 부분적으로 후자의 전면을 점유할 수 있다.

마찬가지로, 회전 기계 상의 링(5)의 머시닝 동안, 사기 스핀들(1)의 숄더(6)와 공동 동작하도록 의도된 자체의 엣지 및/또는 자체의 전면에는 도 4에서 확인될 수 있는 바와 같이, 상술한 릴리프들(10)을 보완하는 3 로브 리세스(recess)들(100)이 제공된다.

상술한 바의 결과는 링(5)의 내부측면이 상기 3 로브 프로파일(100)에 의해 점유될수 있는 세 종단 부분을 제외하고, 자치의 길이에 걸쳐 완전한 실린더형으로 둥근 단면을 지닌 채로 유지되고, 이는 스핀들의 부분(201)의 외부 측면의 전체 길이와 유사하므로, 스핀들의 이 부분(201) 상의 링(5)의 장착은 매우 쉬운 동작이 되는데, 왜냐하면 그 두 부분들은 축 맞물림 이전에 서로 각도에 있어서 반드시 정렬될 필요가 없기 때문이다. 더욱이, 링(5)의 내부 엣지 상에 제공되는 리세스된 3 로브 프로파일(100)은, 심지어 이들이 완전하게 축 상에서 정렬되지 안는 경우에도, 이 부분들의 정확한 축 맞물림을 용이하게 하는 효과적인 가이드 수단(guide means)을 형성한다.

단지 그 후에, 일단 링(5)이 스핀들의 부분(201) 상에 장착되었다면, 두 부분들의 상대적인 작은 회전이 수행될 것이고 후자는 링(5)의 리세스된 3 로브 프로파일(100)이 스핀들의 숄더(6)의 상승된 3 로브 프로파일(10)과 맞물림되도록 서로에 대해 가볍게 밀쳐 내며, 이 맞물림된 상태는 센서들에 의해 용이하게 검출될 수 있는데, 왜냐하면 맞물림이 발생하면, 링(5)은 이 부분(201)에 대한 축 상 이동을 수행하지 않아도, 숄더(6)에 접촉되어 적절한 길이에 걸쳐 스핀들의 부분(201)과 맞물리기 때문이다.

상술한 부분들(201 및 5)의 맞물림이 수행된 후에 이들에게 락킹 엣지(201')의 형성을 위한 롤링 절차를 가하면, 링(5)은 필요한 경우 스핀들의 부분(201) 상에 정확한 각 위치에서 락킹될 수 있고, 이때 본 목적에 적합한 임의의 방식으로 이전 또는 이후에 서너 방울의 접착제를 인가한다.

다수 로브 부분들(10 및 100)이 서로 맞물리면, 동일한 부분들은 방사 유형의 일부 및 일부의 정면 유형의 일부의 작은 맞물림 결합부를 형성하고, 이는 본 명세서의 도입부에서 언급된 링(5) 및 스핀들(1)의 상대적인 회전 및 관련된 심각한 문제들을 방지한다.

링(5)을 스핀들(1) 상에 키잉하는 동작을 간소화하는 것을 제외하면, 동일한 프로파일들이 작은 영역(도입부에서 언급된 특허 US 7,241,054에 따른 종래 기술에 의해 고려되는 것보다 확실히 훨씬 더 작다)을 커버하는 표면에 위치되기 때문에, 상술한 방법이 3 로브 프로파일들(10 및 100)을 형성하는 동작을 어떻게 간소화하는지가 명확할 것이다.

휠 허브가 도 5에 도시된 유형으로 이루어져서 베어링들(2 및 102)에 대해 두 링들(5 및 105)을 가지는 경우, 내부 링(5) 및 숄더(6)는 도 2, 3, 및 4를 참조하여 기술되는 3 로브 맞물림 배열(10, 100)로 서로 키잉하도록 설계되고, 더욱이, 두 링들의 서로에 대한 키잉을 수행하도록, 3 로브로 머시닝되는 존들(10')은 링(5)의 후면 엣지 상에 제공되고 다른 그와 같은 존들(100')은 링(105)의 내부 엣지에 제공되어, 내부 링(5)은 스핀들(1) 상에 직접 키잉되고 후부의 링(105)은 전면 링(5) 상에 키잉됨으로써, 후자를 통해 또한 스핀들(1)에 키잉된다.

Claims (5)

1. 롤링 수단(2, 102)의 적어도 두 크라운 부분들이 제공되는 차량용 휠 허브들을 제조하는 방법으로서, 상기 롤링 수단 중 적어도 하나(102)는 높은 정확도로 스핀들(1)의 종단 부분(201)에 장착되는 링(5)에 형성되는 환형 트랙(104)을 따라 이동하고, 상기 스핀들(1) 상의 상기 동일한 링은 한 측에서 숄더(6)에 맞대어 있고, 다른 측에서 상기 동일한 스핀들의 롤링된 종단 엣지(201')에 맞대어 있는 접합부에 의해 축상에서 락킹되는, 차량용 휠 허브들을 제조하는 방법에 있어서, 다음의 일련의 동작 단계들:
   상기 스핀들(1)을 회전시키기 위한 기계 툴들에 의해, 각도 존 내에서 그리고/또는 상기 숄더(6)의 전면 상에서만 예를 들어 3 로브 형상(10)을 갖는 다중 로브 프로파일을 형성하는 단계로서, 상기 다중 로브 프로파일은 상기 동일한 숄더(6)가 제공되는 상기 스핀들 부분(201)의 외부 측면에 대해 상승된 부분들을 갖고 상기 다중 로브 프로파일 상에 상기 링(5)이 장착되어야 하는, 다중 로브 프로파일을 형성하는 단계;
   상기 링(5)을 회전시키기 위한 기계 툴들에 의해, 상기 엣지 상에 그리고/또는 상기 숄더(76)와 공동 동작하도록 의도되는 이 링의 종단에 예를 들어 3 로드 형상을 갖는 머시닝된 존을 형성하는 단계로서, 상기 머시닝 존은 보완되어 상기 숄더(6) 상에 형성되는 형성된 머시닝 존(10)과 메이팅(mating)할 수 있고 상기 링(5)의 내부 측면에 대해 리세스되는 부분을 가지며 다음 단계 동안 가이드 수단 역할을 할 수 있는, 머시닝된 존을 형성하는 단계;
   상기 링(5)을 자신이 지지해야 하는 상기 스핀들 부분(201) 상에 축 상으로 장착하여, 상기 링이 상기 숄더(6)에 맞대어 인접하는 방식으로 동작하는 단계;
   상기 스핀들(1) 및 상기 링(5)의 짧은 상대적 회전을 수행하여 상기 3 로브 프로파일들(10, 100) 사이의 맞물림을 수행하는 단계로서, 상기 링은 적절한 길이의 공간을 점유한 스핀들과 맞물리고 상기 스핀들 상에서 축 상으로 이동되는 것을 중지하는, 맞물림을 수행하는 단계;
   상기 지지 스핀들(1) 상에서 상기 링(5)을 축상에서 락킹하는 롤링된 엣지(201')의 형성을 위해, 상기 링(5)으로부터 돌출하는 스핀들 부분(201)을 롤링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 허브들을 제조하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 최종 롤링하는 단계 이전에, 사기 링(5)이 상기 스핀들 부분(201) 상의 정확한 축 및 각 장착 위치에 락킹되어, 상기 링(5) 및 상기 스핀들(1)의 접촉면들의 임의의 부분에 예를 들어 접착제를 인가한 채로 상기 3 로브 프로파일들(10, 100)의 상호 공동 동작을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 허브들을 제조하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스핀들의 종단 부분(201) 상에 높은 정확도로 장착되는 각각의 링들(5, 105)에 형성되는 트랙들(4, 104)을 따라 이동하는 롤링 수단(2, 102)의 적어도 두 크라운 부분들이 제공되는 차량용 휠 허브들의 제조를 위해, 상기 스핀들 상에서 사기 링들은 연속해서 장착되고 상기 스핀들의 숄더에 맞대어 있는 내부 링(5)의 접합부에 의해 그리고 한 측에서 상기 내부 링(5)에 맞대어 있고 다른 한 측에서 상기 스핀들의 롤링된 종단 엣지(201')에 맞대어 있는 외부 링(105)의 접합부에 의해 축상에서 락킹되고, 상기 내부 링(5) 및 상기 숄더(6)는 상기 다수 로브 예를 들어 3 로브(10, 100)로 맞물림되는 배열에 의해 서로 키잉되도록 설계되고, 상기 두 링들 사이의 상호 키잉을 제공하기 위해 예를 들어 상기 3 로브 유형(10')의 부가의 다수 로브 머시닝된 존들은 상기 내부 링(5)의 후면 엣지 상에 제공되고, 예를 들어 3 로브 유형(100')의 다른 다수 로브 머시닝된 존들은 상기 외부 링(105)의 내부 엣지 상에 제공되어, 사기 내부 링(5)은 상기 스핀들(1) 상에 직접 키잉되고 상기 외부 링(105)은 상기 내부 링(5) 상에 키잉되어서 상기 후자를 통해 또한 상기 스핀들(1)에 키잉되는 것을 특징으로 하는 차량용 휠 허브들을 제조하는 방법.
4. 롤링 수단(2, 102)의 적어도 두 크라운 부분들이 제공되는 차량용 휠 허브로서, 상기 롤링 수단 중 적어도 하나(102)는 높은 정확도로 스핀들(1)의 종단 부분(201)에 장착되는 링(5)에 형성되는 환형 트랙(104)을 따라 이동하고, 상기 스핀들(1) 상의 상기 동일한 링은 상기 스핀들의 내부 숄더(6)에 맞대어 있는 접합부에 의해 그리고 상기 스핀들의 롤링된 종단 엣지(201')에 맞대어 있는 접합부에 의해 축상에서 락킹되는, 차량용 휠 허브에 있어서, 상기 숄더(6)는 다수 로브 형상, 예를 들어 3 로브 형상(10)을 취하도록, 기계 툴들 상에 머시닝되고, 상기 다수 로브 형상은 상기 링(5)이 장착되어야 하는 상기 스핀들 부분(201)의 외부 측면에 대해 상승된 부분을 갖고 상기 엣지 상에 그리고/또는 상기 숄더(6)에 맞대어서 정지하도록 의도된 상기 링(5)의 종단에 형성되는 대응하는 3 로브 형상(100)과 완전히 메이팅되어 상기 3 로브 키잉 프로파일들의 형성을 간소화하고 상기 스핀들 상의 링의 장착을 간소화하고, 상기 3 로브 프로파일 형상(100)은 상기 링(5)의 상기 내부 측면에 대하여 리세스된 부분들을 가져서 상기 부분들(5, 201)의 축 맞물림을 용이하게 하는 가이드 수단을 형성하는 것을 특징으로 하는, 차량용 휠 허브.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 롤링 수단(2, 102)의 크라운 부분들 모두는 상기 스핀들의 종단 부분(201) 상에 높은 정확도로 연속해서 장착되는 각각의 링들(5, 105)의 각각의 트랙들(4, 104)을 따라 이동하고, 상기 스핀들 상에서 상기 링들은 상기 스핀들의 숄더(6)에 맞대어 있는 내부 링(5)의 접합부에 의해 그리고 한 측에서 사기 내부 링(5)에 맞대어 있는 외부 링(105) 및 다른 한 측에서 상기 동일한 스핀들의 롤링된 종단 엣지(201')에 맞대어 있는 접합부에 의해 축상에서 락킹되고, 상기 내부 링(5) 및 상기 숄더(6)는 상기 3 로브로 맞물리는 배열(10, 100)에 의해 서로 키잉되도록 설계되고, 상기 두 링들 사이의 상호 키잉을 제공하기 위해 부가의 3 로브로 머시닝된 존들(10')은 상기 내부 링(5)의 후면 엣지 상에 제공되고 다른 3 로브 머시닝된 존들(100')은 상기 외부 링(105)의 내부 엣지에 제공되어서, 상기 내부 링(5)이 상기 스핀들(1) 상에 직접 키잉되고 상기 외부 링(105)은 상기 내부 링(5) 상에 키잉되어서 상기 후자를 통해 또한 상기 스핀들(1)에 키잉되는 것을 특징으로 하는, 차량용 휠 허브.

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