KR20190047699A - 허브 유닛을 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 양태의 과제는 차륜의 회전 속도의 검출 정확도 및 내부 샤프트의 내주면 상에 형성된 스플라인의 형성 정확도의 양쪽 모두를 향상시킬 수 있는 구동륜을 위한 허브 유닛을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 내부 샤프트(61), 내부 샤프트(61)의 축방향 단부에 고정된 내부 링(14), 및 내부 샤프트(61)와 내부 링(14)에 대해 회전 가능하게 배열된 외부 링(16)을 포함하는 허브 유닛 중간체가 제공된다(단계 S1). 시일 부재(22A) 및 자극을 갖지 않는 환형 자성 부재(62B)를 포함하는 자성 시일 부재(62)가 준비된다(단계 S2). 자성 시일 부재(62)는 내부 링(14)과 외부 링(16) 사이에 고정된다(단계 S3). 내부 샤프트(61)의 내주면을 절단함으로써 내부 샤프트(61)의 내주면 상에 축 방향을 따라 연장되는 스플라인(26)이 형성된다(단계 S4). 복수의 자극이 복수의 스플라인(26)이 형성된 허브 유닛 중간체(60)의 자성 부재(62B)의 원주 방향으로 형성된다(단계 S5).

Description

허브 유닛을 제조하는 방법
본 발명의 일 양태는 차량의 구동륜용 허브 유닛을 제조하는 방법에 관한 것이다.
허브 유닛은 차량의 차륜을 현가장치에 회전 가능하게 부착하기 위해서 이용된다. 또한, 잠김-방지 브레이크 시스템(ABS)을 갖는 차량에서, 차륜의 회전 속도를 검출하기 위한 자기 인코더가 허브 유닛에 부착된다. 자기 인코더는 환형 형상을 가지며, 복수의 자극을 갖는다. N 극 및 S 극이 자기 인코더의 원주 방향으로 교대로 위치되도록, 복수의 자극이 배열된다.
JP-A-2007-254097은 자기 인코더를 갖는 베어링 장치를 제조하기 위한 방법을 개시한다. 제조 방법에 의해 제조된 베어링 장치는 베어링 부분 및 자기 인코더로서의 회전 센서 부분을 갖는다. 베어링 부분은 내부 링, 내부 링에 대하여 회전 가능하게 배열된 외부 링, 및 내부 링과 외부 링 사이에 배치된 복수의 구름 요소를 갖는다. 회전 센서 부분은 베이스 부재 및 자기 펄서 유닛을 포함한다.
JP-A-2007-254097에 개시된 제조 방법에서는, 우선, 베어링 부분이 조립된다. 베이스 부재는 환형 형상을 갖고, 조립된 베어링 부분 내의 내부 링의 외주측면에 압입된다. 잉크-제트 방법에 의해 베이스 부재의 외주측면 상에 자성 잉크를 토출함으로써 베이스 부재의 외주측면 상에 수지층이 형성된다. 수지층은 자기 펄서 부분이 형성되는 방식으로 자화 장치에 의해 자화된다.
2 종류의 허브 유닛, 즉 구동륜용 허브 유닛 및 피동륜용 허브 유닛이 있다.
구동륜용 허브 유닛은, 내부 샤프트, 내부 링, 외부 링, 복수의 제1 구름 요소, 복수의 제2 구름 요소, 시일 부재, 및 펄서 링을 포함한다.
내부 링은 내부 샤프트와 동축으로 배치되고, 내부 샤프트의 하나의 축방향 단부 부분에 고정된다. 외부 링은 내부 샤프트와 내부 링에 대하여 회전 가능하게 배치된다. 제1 구름 요소는 내부 샤프트와 외부 링 사이에 배치된다. 제2 구름 요소는 내부 링과 외부 링 사이에 배치된다. 시일 부재는 환형 형상을 가지며, 내부 링과 외부 링 사이에 형성된 간극을 밀봉한다. 또한, 복수의 자극이 원주 방향으로 배열되는 펄서 링은 시일 부재의 하나의 축방향 단부면에 배치된다.
축 방향으로 연장되는 복수의 스플라인이 축 방향으로 내부 샤프트를 통과하는 구멍의 내주면 상에 미리 형성된다. 구동륜용 허브 유닛이 제조될 때, 내부 샤프트의 일측의 단부 부분은 내부 링 내에 압입된다. 내부 샤프트의 내주면 상에 미리 형성된 스플라인은 압입에 의해 약간 변형된다.
변형의 정도는 약간이지만, 내부 샤프트의 내주면 상에 형성된 스플라인이 변형되고, 따라서 금속음이 내부 샤프트의 내주면 상에 형성된 스플라인과 내부 샤프트의 구멍 내에 삽입된 구동 샤프트가 회전할 때 구동 샤프트의 외주측면 상에 형성된 스플라인 사이의 접촉 부분에 발생될 수 있다. 금속음의 발생을 방지하기 위해, 내부 샤프트의 내주면 상에 형성된 스플라인의 변형을 방지하고 내부 샤프트의 내주면 상에 형성된 스플라인의 형성 정확도를 향상시키는 것이 바람직하다.
내부 샤프트의 내주면 상에 형성된 스플라인의 변형은 내부 샤프트의 내주면을 절단하고 구동륜을 위한 허브 유닛이 조립된 후에 스플라인을 형성함으로써 방지될 수 있다. 그러나, 절단에 의해 발생된 금속 조각이 펄서 링의 자극에 부착될 수 있는 우려가 있다. 상기 금속 조각이 상기 펄서 링의 자극에 달라붙을 때, 차륜의 회전 속도의 검출 정확도가 저하된다. 또한, 상기 금속 조각에 의해 펄서 링의 표면이 스크래치될 때, 상기 차륜의 회전 속도의 검출 정확도가 저하된다.
JP-A-2007-256097
본 발명의 일 양태의 목적은 차륜의 회전 속도의 검출 정확도 및 내부 샤프트의 내주면 상에 형성된 스플라인의 형성 정확도의 양쪽 모두를 향상시킬 수 있는 구동륜을 위한 허브 유닛을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 개시내용에 따른 허브 유닛을 제조하기 위한 방법은 a), b), c), d), 및 e)의 단계를 포함한다. 단계 a)에서, 허브 유닛 중간체가 준비된다. 허브 유닛 중간체는, 내부 샤프트, 내부 샤프트의 축방향 단부에 고정된 내부 링, 및 내부 샤프트와 내부 링에 대해 회전 가능하게 배열된 외부 링을 포함한다. 단계 b)에서, 자성 시일 부재가 준비된다. 자성 시일 부재는 시일 부재가 내부 샤프트의 중심축과 동축이 되도록 배열될 때 축 방향에 수직인 반경 방향으로 연장되는 환형면을 갖는 시일 부재와, 환형면 상에 배치되고 자극을 갖지 않는 환형 자성 부재를 포함한다. 단계 c)에서, 자성 시일 부재는 허브 유닛 중간체의 내부 링과 외부 링 사이에 형성된 간극에 배치된다. 단계 d)에서는, 자성 시일 부재가 배치된 허브 유닛 중간체의 내부 샤프트의 내주면을 절단함으로써 내부 샤프트의 내주면에 내부 샤프트의 축 방향을 따라 연장되는 복수의 스플라인이 형성된다. 단계 e)에서, 복수의 스플라인이 형성된 허브 유닛 중간체의 자성 부재의 원주 방향으로 복수의 자극이 형성된다.
본 개시내용에 따른 허브 유닛을 제조하는 방법에 따르면, 차륜의 회전 속도의 측정 정확도 및 스플라인의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 허브 유닛의 단면도이다.
도 2는 차량의 내측으로부터 차량의 외측을 향해 본 도 1에 도시된 허브 유닛의 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 허브 유닛에 포함된 자기 인코더의 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 허브 유닛을 제조하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 도 1에 도시된 허브 유닛을 제조하기 위해 사용되는 허브 유닛 중간체의 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 허브 유닛을 제조하기 위해 사용되는 자성 시일 부재의 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 자성 부재의 자화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
실시예에 따른 허브 유닛을 제조하기 위한 방법은 a), b), c), d), 및 e)의 단계를 포함한다. 단계 a)에서, 허브 유닛 중간체가 준비된다. 허브 유닛 중간체는, 내부 샤프트, 내부 샤프트의 축방향 단부에 고정된 내부 링, 및 내부 샤프트와 내부 링에 대해 회전 가능하게 배열된 외부 링을 포함한다. 단계 b)에서, 자성 시일 부재가 준비된다. 자성 시일 부재는 시일 부재가 내부 샤프트의 중심축과 동축이 되도록 배열될 때 축 방향에 수직인 반경 방향으로 연장되는 환형면을 갖는 시일 부재와, 환형면 상에 배치되고 자극을 갖지 않는 환형 자성 부재를 포함한다. 단계 c)에서, 자성 시일 부재는 허브 유닛 중간체의 내부 링과 외부 링 사이에 형성된 간극에 배치된다. 단계 d)에서는, 자성 시일 부재가 배치된 허브 유닛 중간체의 내부 샤프트의 내주면을 절단함으로써 내부 샤프트의 내주면에 내부 샤프트의 축 방향을 따라 연장되는 복수의 스플라인이 형성된다. 단계 e)에서, 복수의 자극이 복수의 스플라인이 형성된 허브 유닛 중간체의 자성 부재의 원주 방향으로 형성된다(제1 구성).
제1 구성에 따르면, 자극을 갖지 않는 자성 부재를 포함하는 자성 부재가 내부 링과 외부 링 사이에 배치된 후에 절단에 의해 내부 샤프트의 내주면에 스플라인이 형성된다. 그리고, 자성 부재는 자화된다. 내부 샤프트의 내주면을 절단함으로써 발생되는 금속 조각이 자력에 의해 자성 부재에 달라붙거나 자성 부재를 스크래치하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 내부 샤프트, 내부 링 및 외부 링이 조립되는 허브 유닛 중간체에서 스플라인 형성이 수행되기 때문에, 스플라인의 변형이 방지될 수 있다. 따라서, 차륜의 회전 속도의 측정 정확도 및 스플라인의 정확도를 향상시킬 수 있다.
허브 유닛을 제조하는 방법은 f)의 단계를 더 포함할 수 있다. 단계 f)에서, 내부 링 및 외부 링 내에 잔류하는 자기는 단계 e) 후에 제거된다(제2 구성).
제2 구성에 따르면, 내부 링 및 외부 링 내에 잔류하는 자기가 차륜의 회전 속도의 검출 정확도에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 차륜의 회전 속도의 측정 정확도를 더 향상시킬 수 있다.
상술된 단계 e)에서, 원통 형상을 갖는 자화 요크가 허브 유닛 중간체와 동축으로 배열되는 상태에서, 원주 방향으로 배열된 허브 유닛 중간체와 대면하는 자화 요크의 단부면에 위치된 복수의 철 코어부가 허브 유닛 중간체에 배치된 자성 부재와 접촉할 수 있다(제3 구성).
제3 구성에 따르면, 내부 링과 외부 링 사이에 형성된 간극에 배치된 자성 시일 부재가 약간 변형되는 경우에도, 자성 부재에 형성된 복수의 자극은 원주 방향으로 배열된다. 따라서, 차륜의 회전 속도의 측정 속도를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면 내의 동일한 또는 등가의 부분은 동일한 도면 부호로 표시되고, 그 설명은 반복되지 않을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 허브 유닛(10)의 단면도이다. 즉, 도 1은 허브 유닛(10)이 중심 축선(CL)을 포함하는 평면에서 절단되는 허브 유닛(10)의 단면도이다. 도 2는 차량의 내측으로부터 차량의 외측을 향해 본 도 1에 도시된 허브 유닛(10)의 도면이다.
이하의 설명에서, 허브 유닛(10)의 축 방향은 허브 유닛(10)의 중심 축선(CL)이 연장되는 방향이다. 허브 유닛(10)의 반경 방향은 중심 축선(CL)에 수직인 방향, 즉 축 방향에 수직인 방향이다. 허브 유닛(10)의 원주 방향은 중심 축선(CL) 주위의 원주 방향이다. 허브 유닛(10)이 차량 내에 배치된 상태에서, 허브 유닛(10)의 축 방향의 일단부측(도 1의 좌단부측)은 차량의 내측에 대응하고, 허브 유닛(10)의 축 방향의 타단부측(도 1의 우단부측)은 차량의 외측에 대응한다.
(1. 허브 유닛(10)의 구성)
도 1을 참조하면, 허브 유닛(10)은 내부 샤프트(12), 내부 링(14), 외부 링(16), 복수의 구름 요소(18A), 복수의 구름 요소(18B), 유지부(20A), 유지부(20B), 자기 인코더(22), 및 시일 부재(24)를 포함한다.
내부 샤프트(12)는 축방향 중심이 중심 축선(CL)인 환형 부재이다. 내부 샤프트(12)는 본체(121)를 포함한다. 본체(121)는 원통 형상을 갖고, 구멍(12A)을 포함한다. 구멍(12A)은 축 방향으로 본체(121)를 통과하고, 구멍(12A)의 중심축은 중심 축선(CL)과 일치한다.
본체(121)는 복수의 스플라인(26)을 포함한다. 복수의 스플라인(26)은 본체(121)의 내주면(즉, 구멍(12A)의 내주면) 상에 형성된다. 복수의 스플라인(26)은 축 방향으로 직선으로 연장되고 원주 방향으로 등간격으로 배열된다. 즉, 축 방향으로 연장되고 원주 방향으로 등간격으로 형성되는 복수의 홈이 본체(121)의 내주면 상에 형성된다.
구동 샤프트가 구멍(12A) 내로 삽입된다. 복수의 스플라인(26)의 피치 폭과 동일한 피치 폭을 갖는 스플라인이 구동 샤프트의 외주측면 상에 형성된다. 구동 샤프트가 구멍(12A) 내로 삽입될 때, 내부 샤프트(12)는 구동 샤프트와 결합되고 구동 샤프트의 회전에 따라 회전한다.
본체(121)는 대직경부(12B), 중간 직경부(12C) 및 소직경부(12D)를 더 포함한다. 대직경부(12B)는 중간 직경부(12C) 및 소직경부(12D)보다 축 방향으로 타단부측에 더 가깝게 위치된다.
중간 직경부(12C)는 대직경부(12B)의 외경보다 작은 외경을 갖는다. 중간 직경부(12C)는 축 방향으로 대직경부(12B)와 소직경부(12D) 사이에 위치된다. 중간 직경부(12C)는 궤도면(32)을 포함한다. 궤도면(32)은 중간 직경부(12C)의 외주면 상에 형성된다.
소직경부(12D)는 중간 직경부(12C)보다 작은 외경을 갖는다. 소직경부(12D)는 축 방향으로 중간 직경부(12C)에 인접하여 위치된다. 즉, 소직경부(12D)는 중간 직경부(12C) 및 대직경부(12B)보다 축 방향으로 일단부측에 더 가깝게 위치된다.
내부 샤프트(12)는 플랜지(12E)를 더 포함한다. 플랜지(12E)는 본체(121)의 외주면 상에 형성된다. 플랜지(12E)는 원주 방향으로 연속적으로 형성된다. 즉, 플랜지(12E)는 환형 형상으로 형성된다. 플랜지(12E)는 대직경부(12B)보다 큰 외경을 갖는다. 플랜지(12E)는 축 방향으로 대직경부(12B)에 인접하여 위치된다.
도 2를 참조하면, 플랜지(12E)는 복수의 구멍(12F)을 포함한다. 복수의 구멍(12F)은, 예를 들어 원주 방향으로 등간격으로 형성된다. 차륜, 브레이크 디스크 등이 복수의 구멍(12F) 내로 삽입되는 볼트(34)에 의해 내부 샤프트(12)에 부착된다.
도 1을 다시 참조하면, 내부 링(14)은 내부 샤프트(12)와 동축으로 배치된다. 즉, 내부 링(14)은 중심 축선(CL)을 그 축으로서 갖는 환형 부재이다. 즉, 내부 링(14)의 축 방향은 내부 샤프트(12)의 축 방향과 일치한다.
내부 링(14)은 구멍(14A)을 포함한다. 구멍(14A)은 축 방향으로 내부 링(14)을 통과한다. 구멍(14A)의 중심축은 중심 축선(CL)과 일치한다. 내부 링(14)은 내부 샤프트(12)에 고정된다. 구체적으로, 내부 샤프트(12)의 소직경부(12D)가 내부 링(14) 내로 압입됨에 따라, 내부 링(14)은 내부 샤프트(12)의 외주부에 고정된다.
내부 링(14)은 궤도면(14B) 및 원통면(14C)을 포함한다. 궤도면(14B)은 내부 링(14)의 외주면 상에 형성된다. 원통면(14C)은 내부 링(14)의 외주면 상에 형성되고, 축 방향으로 궤도면(14B)보다 일단부측에 더 가깝게 위치된다.
외부 링(16)은 내부 샤프트(12) 및 내부 링(14)의 반경방향 외향으로 배치되고, 내부 샤프트(12) 및 내부 링(14)과 동축으로 위치된다. 즉, 외부 링(16)은 중심 축선(CL)을 그 축으로서 갖는 환형 부재이다. 외부 링(16)은 내부 샤프트(12) 및 내부 링(14)에 대해 회전 가능하게 배열된다. 외부 링(16)은 본체(161)를 포함한다. 본체(161)는 원통 형상을 갖는다.
본체(161)는 궤도면(16A) 및 궤도면(16B)을 포함한다. 궤도면(16A) 및 궤도면(16B)은 본체(161)의 내주면 상에 형성된다. 궤도면(16A) 및 궤도면(16B)은 축 방향으로 분리된다.
본체(161)는 원통면(54A) 및 원통면(54B)을 더 포함한다. 원통면(54A) 및 원통면(54B)은 본체(161)의 내주면 상에 형성된다. 원통면(54A) 및 원통면(54B)은 축 방향으로 분리된다.
원통면(54A)은 본체(161)의 다른 축방향 단부측 상의 단부 부분에 위치된다. 즉, 원통면(54A)은 궤도면(16A)에 대해 궤도면(16B)과 축방향으로 반대측에 위치된다. 원통면(54B)은 본체(161)의 하나의 축방향 단부측 상의 단부 부분에 위치된다. 다시 말해서, 원통면(54B)은 궤도면(16B)에 대해 궤도면(16A)과 축방향으로 반대측에 위치된다. 즉, 궤도면(16A) 및 궤도면(16B)은 축 방향으로 원통면(54A)과 원통면(54B) 사이에 위치된다.
외부 링(16)은 플랜지(56)를 더 포함한다. 플랜지(56)는 본체(161)의 외주면 상에 형성된다.
도 2를 참조하면, 플랜지(56)는 원주 방향으로 연속적으로 형성된다. 즉, 플랜지(56)는 환형 형상으로 형성된다. 플랜지(56)는 복수의 부착부(58)를 포함한다. 복수의 부착부(58)는 예를 들어 원주 방향으로 미리정해진 위치에 형성된다. 복수의 부착부(58)의 각각은 구멍(58A)을 포함한다. 현가장치가 구멍(58A) 내로 삽입된 볼트에 의해 외부 링(16)에 고정된다.
복수의 구름 요소(18A)는 내부 샤프트(12)와 외부 링(16) 사이에 배치된다. 복수의 구름 요소(18A)는 유지부(20A)에 의해 원주 방향으로 균등하게 이격된다. 복수의 구름 요소(18A)의 각각은 궤도면(16A) 및 궤도면(32)과 접촉한다.
복수의 구름 요소(18B)는 내부 링(14)과 외부 링(16) 사이에 배열된다. 복수의 구름 요소(18B)는 유지부(20B)에 의해 원주 방향으로 균등하게 이격된다. 복수의 구름 요소(18B)의 각각은 궤도면(14B) 및 궤도면(16B)과 접촉한다.
시일 부재(24)는 내부 샤프트(12)와 외부 링(16) 사이에 배치된다. 시일 부재(24)는 환형 부재이며, 내부 샤프트(12)의 대직경부(12B)에 압입된다. 시일 부재(24)는 내부 샤프트(12)의 대직경부(12B) 및 외부 링(16)의 외주측면 및 원통면(54A)과 접촉한다. 결과적으로, 시일 부재(24)는 내부 샤프트(12)의 대직경부(12B)의 외주면과 외부 링(16)의 원통면(54A) 사이의 공간을 밀봉한다.
자기 인코더(22)는 내부 링(14)과 외부 링(16) 사이에 배열된다. 구체적으로, 자기 인코더(22)는 내부 링(14)의 원통면(14C)과 외부 링(16)의 원통면(54B) 사이에 배치된다.
도 3은 도 1에 도시된 허브 유닛(10)에 포함되는 자기 인코더(22)의 확대 단면도이다. 도 3을 참조하면, 자기 인코더(22)는 시일 부재(22A) 및 펄서 링(22B)을 포함한다.
시일 부재(22A)는 원주 방향으로 연속적으로 연장되는 환형 부재이다. 시일 부재(22A)는 코어 금속(42), 슬링거(44) 및 시일 고무(46)를 포함한다.
슬링거(44)는 원주 방향으로 연속적으로 연장되는 부재이다. 즉, 슬링거(44)는 중심 축선(CL)을 그 중심으로 하는 환형 부재이다. 슬링거(44)는 원통부(44A) 및 환형 판부(44B)를 포함한다.
원통부(44A)는 축 방향으로 연장된다. 환형 판부(44B)는 축 방향에 수직인 반경 방향으로 확산된다. 환형 판부(44B)는 원주 방향으로 전체 원주에 걸쳐 실질적으로 동일한 폭을 가지도록 형성된다. 즉, 환형 판부(44B)는 축 방향으로부터 볼 때 환형 형상을 갖는다. 환형 판부(44B)는 원통부(44A)의 하나의 축방향 단부측 상의 단부 부분에 연결된다. 환형 판부(44B)는 원통부(44A)의 하나의 축방향 단부측 상의 단부 부분으로부터 반경 방향으로 외향으로 연장된다. 환형 판부(44B)는 환형면(44C)을 포함한다. 환형면(44C)은 환형 판부(44B)의 하나의 축방향 단부측 상의 표면이다. 환형면(44C)은 자기 인코더(22)의 하나의 축방향 단부측의 단부면에 대응한다.
코어 금속(42)은 원주 방향으로 연속적으로 연장되는 부재이다. 즉, 코어 금속(42)은 축방향 중심이 중심 축선(CL)인 환형 부재이다. 코어 금속(42)은 원통부(42A) 및 환형 판부(42B)를 포함한다.
원통부(42A)는 축 방향으로 연장된다. 환형 판부(42B)는 축 방향에 수직인 반경 방향으로 확산된다. 환형 판부(42B)는 원주 방향에서 전체 원주에 걸쳐 실질적으로 동일한 폭을 갖도록 형성된다. 즉, 환형 판부(42B)는 축 방향으로부터 볼 때 환형 형상을 갖는다. 환형 판부(42B)는 원통부(42A)의 다른 축방향 단부측의 단부에 연결된다. 환형 판부(42B)는 원통부(42A)의 다른 축방향 단부측의 단부로부터 반경 방향으로 내향으로 연장된다.
시일 고무(46)는 원통부(42A)의 외주면의 일부 및 원통부(42A)의 외주면에 연결된 표면의 일부인 환형 판부(42B)의 표면의 일부를 제외하고는 코어 금속(42)의 실질적으로 전체 표면을 덮는다. 예를 들어, 시일 고무(46)는 코어 금속(42)에 부착된다. 즉, 시일 고무(46)는 코어 금속(42)과 일체로 형성된다.
시일 고무(46)는 립(46A, 46B, 및 46C)을 포함한다. 립(46A, 46B, 및 46C) 각각은 원주 방향으로 전체 원주에 걸쳐 형성된다. 즉, 립(46A, 46B, 및 46C)은 중심 축선(CL)을 중심으로 하는 환형 부재이다. 립(46A)은 코어 금속(42)의 환형 판부(42B)의 반경방향 내측 단부 부분에 위치되는 시일 고무(46)의 기부(461)로부터 슬링거(44)의 환형 판부(44B)를 향해 연장된다. 립(46B 및 46C) 각각은 기부(461)로부터 슬링거(44)의 원통부(44A)를 향해 연장된다.
시일 부재(22A)는 슬링거(44)를 코어 금속(42)과 조합함으로써 형성된다. 시일 부재(22A)에서, 슬링거(44)는 코어 금속(42)과 동축으로 배치된다. 구체적으로, 슬링거(44)는 원통부(42A) 내부에 배치된다. 슬링거(44)의 원통부(44A)는 코어 금속(42)의 원통부(42A)와 반경 방향으로 대면한다. 슬링거(44) 전체는 반경 방향으로부터 볼 때 코어 금속(42)에 의해 은폐된다. 환형 판부(44B)는 축 방향으로 환형 판부(42B)와 대면한다. 슬링거(44)는 코어 금속(42)에 대하여 회전가능하다.
시일 부재(22A)에서는, 립(46A, 46B, 및 46C)이 슬링거(44)와 접촉한다. 더 구체적으로, 립(46A)은 립(46A)의 탄성에 의해 원주 방향으로 전체 원주에 걸쳐 환형 판부(44B)에 대해 가압된다. 립(46B)은 립(46B)의 탄성에 의해 원주 방향으로 전체 원주에 걸쳐 원통부(44A)에 대해 가압된다. 립(46C)은 립(46C)의 탄성에 의해 원주 방향으로 전체 원주에 걸쳐 원통부(44A)에 대해 가압된다. 그 결과, 코어 금속(42)과 슬링거(44) 사이의 공간은 시일 고무(46)에 의해 밀봉된다.
펄서 링(22B)은 원주 방향으로 연속하는 환형 부재이다. 즉, 펄서 링(22B)은 중심 축선(CL)을 그 축으로서 갖는 환형 부재이다. 도 2를 참조하면, 펄서 링(22B)은 N 극 및 S 극이 원주 방향으로 교대로 배치되는 다극 자석이다.
도 3을 참조하면, 펄서 링(22B)은 슬링거(44)의 환형 판부(44B)의 하나의 축방향 단부측의 단부면인 환형면(44C)에 고정된다. 펄서 링(22B)은 예를 들어 부착에 의해 환형 판부(44B)에 고정된다.
펄서 링(22B)은 자성 분말 및 바인더가 혼합되는 재료로 제조된다. 예를 들어, 페라이트 등이 자성 분말로서 사용될 수 있다. 바인더로서 유기 폴리머가 사용될 수 있다. 예를 들어, 아크릴 고무 및 니트릴 고무 등의 고무 재료, 열가소성 수지 등이 바인더로서 사용될 수 있다.
외부 링(16)이 현가장치에 고정된 상태에서, 자기 센서는 상기 펄서 링(22B)과 대면하도록 상기 펄서 링(22B)보다 차량 내측에 더 가깝게 위치된다. 펄서 링(22B)은 내부 샤프트(12)와 내부 링(14)과 함께 회전한다. 자기 센서는 펄서 링(22B)의 회전에 의해 발생하는 자기의 변화를 차륜의 회전으로서 검출한다.
(2. 허브 유닛(10)을 제조하는 방법)
도 4는 허브 유닛(10)의 제조 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 도 4를 참조하여, 허브 유닛(10)을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 허브 유닛 중간체가 준비된다(단계 S1). 도 5는 허브 유닛 중간체(60)의 단면도이다. 즉, 도 5는 중심 축선(CL)을 포함하는 평면에서 허브 유닛 중간체(60)를 절단함으로써 얻어진 허브 유닛 중간체(60)의 단면도이다.
도 5에 도시된 허브 유닛 중간체(60)와 도 1에 도시된 허브 유닛(10) 사이의 차이는 이하의 2개의 점이다.
제1 차이점은 허브 유닛(10)이 자기 인코더(22)를 갖는 반면, 허브 유닛 중간체(60)는 자기 인코더(22)를 갖지 않는다는 것이다. 제2 차이점은 허브 유닛 중간체(60)가 내부 샤프트(12) 대신에 내부 샤프트(61)를 갖는다는 것이다.
내부 샤프트(61)는 본체(611)를 포함한다. 본체(611)는 원통 형상을 갖고, 구멍(61A)을 포함한다. 구멍(61A)은 축 방향으로 본체(61)를 통과하고, 구멍(61A)의 중심축은 중심 축선(CL)과 일치한다. 복수의 스플라인(26)은 내부 샤프트(12)의 내주면 상에 형성되는 반면, 복수의 스플라인(26)은 내부 샤프트(61)의 내주면 상에 형성되지 않는다. 즉, 구멍(61A)의 내경은 내부 샤프트(12)의 구멍(12A)의 최대 직경보다 작다. 구멍(12A)의 최대 직경은 중심 축선(CL)으로부터 내부 샤프트(12)의 내주면 상에 형성된 홈의 바닥면까지의 거리를 두배로 함으로써 얻어진 값이다. 본체(611)의 구성은 구멍(61A)을 포함하는 것을 제외하고 본체(121)의 구성과 동일하다.
허브 유닛 중간체(60)를 제조하는 방법은, 단계 S1에서 도 5에 도시된 허브 유닛 중간체(60)가 준비될 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다.
도 4를 참조하면, 자성 시일 부재가 단계 S1 이후 준비된다(단계 S2). 도 6은 단계 S2에서 준비된 자성 시일 부재(62)의 부분 단면도이다. 도 6에 도시된 자성 시일 부재(62)는 도 3에 도시된 자기 인코더(22)를 제조하기 위해 사용된다.
단계 S2를 실행할 때에, 자성 시일 부재(62)는 허브 유닛 중간체(60)에 고정되지 않는다. 그러나, 편의상, 도 6은 자성 시일 부재(62)가 허브 유닛 중간체(60)에 고정되고 자성 시일 부재(62)가 중심 축선(CL)을 포함하는 평면 상에서 절단되는 경우의 자성 시일 부재(62)의 일부의 단면도를 도시한다. 도 6에서, 자성 시일 부재(62)가 허브 유닛 중간체(60)에 고정되는 방향이 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 자성 시일 부재(62)는 시일 부재(22A) 및 자성 부재(62B)를 포함한다. 자성 시일 부재(62)는 펄서 링(22B) 대신에 자성 부재(62B)를 갖는다. 자성 시일 부재(62)의 다른 구성은 자기 인코더(22)의 구성과 동일하다.
자성 부재(62B)는 펄서 링(22B)의 형상과 동일한 형상을 가지며, 원주 방향으로 연속하는 환형 부재이다. 즉, 자성 부재(62B)는 허브 유닛 중간체(60)에 고정될 때 중심 축선(CL)을 축으로서 갖는 환형 부재이다. 자성 부재(62B)는, 펄서 링(22B)과 마찬가지로, 자성 분말 및 바인더가 혼합되는 재료로 이루어진다. 자성 부재(62B)는 자화되지 않고, N 극 및 S 극이 원주 방향으로 등간격으로 교대로 배열되지 않는다. 즉, 자성 부재(62B)는 자화되기 전의 펄서 링(22B)이다.
펄서 링(22B)과 마찬가지로, 슬링거(44)의 환형 판부(44B)의 하나의 축방향 단부측 상의 단부면인 환형면(44C)에는 자성 부재(62B)가 고정된다. 환형면(44C)은 자성 시일 부재(62)의 하나의 축방향 단부측 상의 단부면에 대응한다.
도 4를 다시 참조하면, 단계 S2 이후, 자성 시일 부재(62)는 허브 유닛 중간체(60)에 고정된다(단계 S3). 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 자성 시일 부재(62)는 내부 링(14)의 원통면(14C)과 외부 링(16)의 원통면(54B) 사이의 부분에 압입되어, 자성 시일 부재(62)가 내부 링(14)과 외부 링(16) 사이에 형성된 간극에 배치된다. 더 구체적으로는, 코어 금속(42)의 원통부(42A)는 외부 링(16)에 압입되고, 내부 링(14)은 슬링거(44)의 원통부(44A)에 압입된다. 그 결과, 원통부(42A)의 외주면은 원통면(54B)과 접촉하고, 원통부(44A)의 내주면은 내부 링(14)의 원통면(14C)과 접촉한다.
허브 유닛 중간체(60)에서, 시일 부재(24)는 내부 샤프트(12)의 대직경부(12B)와 외부 링(16) 사이의 간극에 이미 배치되어 있다. 그 결과, 외부 링(16)과 내부 샤프트(12) 사이 및 외부 링(16)과 내부 링(14) 사이의 공간은 시일 부재(24)와 자성 시일 부재(62)에 의해 밀봉된다.
도 4를 참조하면, 자성 시일 부재(62)가 고정되는 허브 유닛 중간체(60)에서는, 축 방향으로 연장되는 복수의 스플라인(26)이 내부 샤프트(61)의 본체(611)의 내주면 상에 형성된다(단계 S4). 구체적으로, 본체(611)의 내주면은 축 방향으로 연장되는 복수의 홈이 본체(611)의 내주면 상에 원주 방향으로 등간격으로 형성되도록 절단된다. 단계(S4)를 실행함으로써, 허브 유닛 중간체(60)의 내부 샤프트(61)는 복수의 스플라인(26)을 포함하는 내부 샤프트(12)가 된다. 예를 들어, 브로칭 가공(broaching)이 본체(611)의 내주면을 절단하기 위해 사용될 수 있다.
이어서, 자성 시일 부재(62)의 자성 부재(62B)가 자화된다(단계 S5). 도 7은 자성 부재(62B)를 자화하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 7을 참조하면, 자화 요크(81)가 자성 부재(62B)를 자화하기 위해 사용된다.
자화 요크(81)는 전원 장치(도시되지 않음)와 함께 자화 장치를 구성한다. 자화 요크(81)는 원통 형상을 갖고, 구멍(81A)을 포함한다. 구멍(81A)은 축 방향으로 자화 요크(81)를 통과한다.
또한, 자화 요크(81)는 복수의 철 코어부(82)를 포함한다. 허브 유닛 중간체(60) 및 자화 요크(81)가 도 7에 도시된 위치 관계로 배열되는 경우에, 복수의 철 코어부(82)는 허브 유닛 중간체(60)에 대면하는 자화 요크(81)의 축방향 단부면의 단부면(81B)에 배열된다. 복수의 철 코어부(82)는 단부면(81B) 상에 원주 방향으로 배열된다. 즉, 단부면(81B)에서, 복수의 철 코어부(82)는 중심축 주위의 환형 영역에 배열된다.
도 7에 도시되지 않았지만, 자화 요크(81)에서, 코일은 복수의 철 코어부(82)의 각각의 주위에 권취된다. 전원 장치는 복수의 철 코어부(82) 각각에 권취된 코일을 통해 흐르는 전류의 크기 및 방향을 제어한다.
허브 유닛 중간체(60) 및 자화 요크(81)는 중심맞춤 부재(83)를 사용하여 중심맞춤함으로써 정렬된다. 자성 부재(62B)는 자화 요크(81)의 철 코어부(82)를 자성 부재(62B)와 접촉시킴으로써 자화된다.
구체적으로, 중심맞춤 부재(83)는 허브 유닛 중간체(60)의 타단부측으로부터 내부 샤프트(12)의 구멍(12A) 및 자화 요크(81)의 구멍(81A) 내로 삽입된다. 중심맞춤 부재(83)는 삽입부(83A)가 내부 샤프트(12)의 구멍(12A) 내에 위치되고 삽입부(83B)가 자화 요크(81)의 구멍(81A) 내에 위치되도록 삽입된다.
도 7에 도시되지는 않았지만, 구동 샤프트와 유사하게, 중심맞춤 부재(83)의 삽입부(83A)는 그 외주측면 상에 형성된 스플라인을 갖는다. 즉, 삽입부(83A) 내의 중심 축선(CL)에 수직인 단면의 형상은 구동 샤프트 내의 구멍(12A)의 중심 축선(CL)에 수직인 단면의 형상과 유사하다. 따라서, 삽입부(83A)는 내부 샤프트(12)의 구멍(12A) 내로 삽입됨으로써 내부 샤프트(12)와 결합된다.
중심맞춤 부재(83)의 삽입부(83B)는 원통 형상을 가지며 자화 요크(81)의 구멍(81A) 내로 삽입된다. 삽입부(83B)의 직경은 구멍(81A)의 내경과 동일하다.
허브 유닛 중간체(60) 및 자화 요크(81)는 상술한 바와 같이 중심맞춤 부재(83)를 내부 샤프트(12)의 구멍(12A) 및 자화 요크(81)의 구멍(81A) 내로 삽입함으로써 정렬된다. 즉, 중심맞춤 부재(83)를 사용함으로써, 자화 요크(81)의 중심축을 허브 유닛 중간체(60)의 중심 축선(CL)과 일치시키는 것이 가능하다.
자화 요크(81)의 단부면(81B)은 중심맞춤 부재(83)가 허브 유닛 중간체(60)의 내부 샤프트(12) 및 자화 요크(81) 내로 삽입된 상태에서 자성 부재(62B)의 단부면과 접촉하게 된다. 복수의 철 코어부(82)가 배치되는 단부면(81B)의 환형 영역에서, 환형 영역의 내경은 자성 부재(62B)의 내경과 동일하며, 환형 영역의 외경은 자성 부재(62B)의 외경과 동일하다. 따라서, 허브 유닛 중간체(60)에 대해 정렬된 자화 요크(81)가 자성 부재(62B)와 접촉하게 될 때, 복수의 철 코어부(82)는 자성 부재(62B)와 접촉하게 된다.
복수의 철 코어부(82)가 자성 부재(62B)와 접촉하는 상태에서 전원 장치로부터 복수의 철 코어부(82)의 각각에 권취된 코일로 전류가 공급된다. 코일을 통해 전류가 흐름에 따라, 복수의 철 코어부(82)에서 자극이 발생된다. 복수의 철 코어부(82)에서 발생된 자극은 자성 부재(62B)로 전달된다. 코일을 통해 흐르는 전류의 방향은 원주 방향으로 서로 인접한 2개의 철 코어부(82)에 상이한 자극이 생성되도록 조정된다. 즉, 자극이 각각 발생되는 복수의 철 코어부는 자성 부재(62B)와 접촉하게 된다. 복수의 철 코어부(82)에서 발생된 자극이 자성 부재(62B)에 전달됨에 따라, 도 2에 도시된 바와 같은 복수의 자극은 자성 부재(62B) 내에 원주 방향으로 배열된다.
상술한 바와 같이, 자성 부재(62B)는 자성 부재(62B)의 원주 방향으로 N 극과 S 극을 등간격으로 교대로 배치함으로써 펄서 링(22B)이 된다.
이어서, 도 4를 참조하면, 내부 링(14) 및 외부 링(16) 내의 자기가 제거된다(단계 S6). 교류 감쇠 방법 또는 열적 자기소거 방법이 예를 들어 내부 링(14) 및 외부 링(16) 내의 자기를 제거하기 위한 방법으로서 사용될 수 있다. 교류 감쇠 방법에서, 교류를 통과시키기 위한 코일은 자기소거의 대상인 내부 링(14) 및 외부 링(16)의 일단부측의 단부면과 가까워지게 되고, 코일을 통해 흐르는 전류는 점진적으로 약해진다. 열적 자기소거 방법은 자기소거의 대상인 내부 링(14) 및 외부 링(16)의 일단부측의 단부면을 퀴리 온도로 가열함으로써 자기를 제거하는 방법이다.
단계 S5에서, 자화 요크(81)가 도 4에 도시된 바와 같이 자성 부재(62B)와 접촉하게 될 때, 복수의 철 코어부(82)는 도 7에 도시된 바와 같이 내부 링(14) 및 외부 링(16)의 하나의 축방향 단부측 상의 단부면의 부근에 위치된다. 결과적으로, 자성 부재(62B)뿐만 아니라 내부 링(14) 및 외부 링(16) 각각의 일단부측의 단부면도 자화될 수 있다. 내부 링(14) 및 외부 링(16)이 자화될 때, 차륜의 회전 속도의 검출 정확도가 영향을 받을 수 있다. 단계 S6에서, 내부 링(14) 및 외부 링(16)의 자기를 제거함으로써 차륜의 회전 속도의 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
허브 유닛(10)이 제조될 때 단계 S6(도 4 참조)은 생략될 수 있다. 구체적으로, 단계 S6은 단계 S5에서 자성 부재(62B)가 자화된 후에 내부 링(14) 및 외부 링(16)의 일단부측의 단부면에서 측정된 자기의 정도가 미리정해진 허용값 이하일 때 생략될 수 있다. 예를 들어, 상술한 자기소거 방법에서 제거될 수 있는 자기의 하한값이 미리정해진 허용값으로서 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 허브 유닛(10)을 제조하는 방법에서는, 시일 부재(22A) 및 자성 부재(62B)를 포함하는 자성 시일 부재(62)는, 복수의 스플라인(26)이 형성되지 않은 내부 샤프트(61)를 포함하는 허브 유닛 중간체(60)에 고정된다. 자성 시일 부재(62)가 고정된 허브 유닛 중간체(60)에는, 본체(611)의 내주면을 절단함으로써 복수의 스플라인(26)이 본체(611)의 내주면 상에 형성된다. 그리고, 자성 부재(62B)가 자화된다.
즉, 본체(611)의 내주면이 절단될 때, 자성 시일 부재(62)의 자성 부재(62B)는 자화되지 않는다. 본체(611)의 내주면을 절단함으로써 발생되는 금속 조각이 자력에 의해 자성 부재(62B)에 달라붙는 것을 방지할 수 있다. 금속 조각이 자력에 의해 자성 부재(62B)에 달라붙지 않기 때문에, 금속 조각으로 인한 자성 부재(62B)의 스크래치가 방지될 수 있다. 그 결과, 펄서 링(22B)이 금속 조각 또는 스크래치에 의해 영향을 받지 않고 자기장을 발생시킬 수 있기 때문에, 차륜의 회전 속도의 검출 정확도가 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 허브 유닛(10)을 제조하는 방법에서는, 허브 유닛 중간체(60)의 본체(611)의 내주면을 절단함으로써 복수의 스플라인(26)이 형성된다. 허브 유닛 중간체(60)는 허브 유닛(10)으로부터 자기 인코더(22)를 제거함으로써 획득되는 구성을 갖는다. 내부 링(14) 내에 내부 샤프트(12)의 소직경부(12D)가 압입된 후에 복수의 스플라인(26)이 형성되기 때문에, 허브 유닛 중간체(60)를 조립함으로써 복수의 스플라인(26)이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상술한 제조 방법에 의해 제조된 허브 유닛(10)에서, 복수의 스플라인(26)의 형성 정확도를 향상시킬 수 있다.
허브 유닛 중간체(60)에 포함되는 본체(611)의 내주면 상에 복수의 스플라인(26)이 형성되는 경우, 외부 링(16)과 내부 샤프트(12) 사이 및 외부 링(16)과 내부 링(14) 사이의 공간은 시일 부재(24)와 자성 시일 부재(62)에 의해 밀봉된다. 따라서, 복수의 스플라인(26)을 형성할 때 발생되는 금속 조각이 외부 링(16)과 내부 샤프트(12) 사이 및 외부 링(16)과 내부 링(14) 사이의 공간에 진입하는 것을 방지할 수 있고, 금속 조각이 복수의 구름 요소(18A) 및 복수의 구름 요소(18B)의 표면을 스크래치하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 허브 유닛(10)을 제조하는 방법에서, 자성 부재(62B)는 복수의 스플라인이 본체(611)의 내주면 상에 형성된 후에 자화된다. 따라서, 차륜의 회전 속도의 검출 정확도가 향상될 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
펄서 링(22B)을 포함하는 자기 인코더(22)가 내부 링(14)의 원통면(14C)과 외부 링(16)의 원통면(54B) 사이의 부분에 압입될 때, 자기 인코더(22)는 변형될 수 있다. 예를 들어, 자기 인코더(22)는 압입에 의해 타원 형상으로 변형될 수 있다. 이 경우, 펄서 링(22B)의 복수의 자극은 축 방향으로 일단부측으로부터 볼 때 타원 형상으로 배치된다. 또한, 펄서 링(22B)에서의 복수의 자극의 배치는 펄서 링(22B)의 변형에 따라 변하고, 따라서 차륜의 회전 속도의 측정 속도가 저하된다.
그러나, 본 실시예에 따른 허브 유닛(10)을 제조하는 방법에서, 복수의 스플라인이 본체(611)의 내주면 상에 형성된 후에 자성 부재(62B)가 자화된다. 자화 요크(81) 내의 복수의 철 코어부(82)는 원주 방향으로 배열된다. 따라서, 자성 부재(62B)가 압입에 의해 약간 변형되는 경우에도, 복수의 철 코어부(82)의 배열에 따라 자성 부재(62B) 내에 원주 방향으로 자극이 배열된다.
자성 시일 부재(62)가 압입에 의해 변형되는 경우에도, 자성 부재(62B)에 전달되는 자극의 배열이 변화하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 차륜의 회전 속도의 측정 속도가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예가 상술되었지만, 상술된 실시예는 단지 본 발명을 실시하기 위한 예이다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예로 제한되지 않으며, 상술한 실시예는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 적절하게 수정되고 구현될 수 있다.
본 출원은 2016년 9월 16일자로 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2016-181961호)에 기초하며, 그 내용은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
10: 허브 유닛
12: 내부 샤프트
14: 내부 링
16: 외부 링
18A, 18B: 구름 요소
22: 자기 인코더
22B: 펄서 링
24, 22A: 시일 부재
26: 스플라인
60: 허브 유닛 중간체
62: 자성 시일 부재
62B: 자성 부재
81: 자화 요크
82: 철 코어부

Claims (3)

  1. 허브 유닛을 제조하는 방법이며,
    a) 허브 유닛 중간체를 준비하는 단계로서, 허브 유닛 중간체는 내부 샤프트, 내부 샤프트의 축방향 단부에 고정되는 내부 링, 및 내부 샤프트 및 내부 링에 대해 회전 가능하게 배열되는 외부 링을 포함하는, 허브 유닛 중간체를 준비 단계;
    b) 자성 시일 부재를 준비하는 단계로서, 자성 시일 부재는 시일 부재가 내부 샤프트의 중심축과 동축이 되도록 배열될 때 축 방향에 직교하는 반경 방향으로 연장되는 환형면을 갖는 시일 부재와, 환형면 상에 배치되고 자극을 갖지 않는 환형 자성 부재를 포함하는, 자성 시일 부재를 준비하는 단계;
    c) 허브 유닛 중간체의 내부 링과 외부 링 사이에 형성된 간극에 자성 시일 부재를 배열하는 단계;
    d) 자성 시일 부재가 배열된 허브 유닛 중간체의 내부 샤프트의 내주면을 절단함으로써 내부 샤프트의 축 방향을 따라 연장되는 복수의 스플라인을 내부 샤프트의 내주면에 형성하는 단계; 및
    e) 복수의 스플라인이 형성된 허브 유닛 중간체의 자성 부재의 원주 방향으로 복수의 자극을 형성하는 단계를 포함하는 허브 유닛을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    f) 단계 e) 후에 내부 링 및 외부 링 내에 잔류하는 자기를 제거하는 단계를 더 포함하는 허브 유닛을 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 e)에서, 원통 형상을 갖는 자화 요크가 허브 유닛 중간체와 동축으로 배치되는 상태에서, 허브 유닛 중간체와 대면하는 자화 요크의 단부면 상에 위치되고 원주 방향으로 배열되는 복수의 철 코어부가 허브 유닛 중간체에 배열되는 자성 부재와 접촉하게 될 수 있는 허브 유닛을 제조하는 방법.
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