WO2019125079A1 - 휠 베어링용 센서 타겟, 센서 타겟의 제조 방법 및 센서 타겟을 구비하는 휠 베어링 - Google Patents

휠 베어링용 센서 타겟, 센서 타겟의 제조 방법 및 센서 타겟을 구비하는 휠 베어링 Download PDF

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sensor target
wheel
recess
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임종근
신현웅
오지훈
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주식회사 일진글로벌
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Definitions

  • the present disclosure relates to a sensor target for a wheel bearing, a method of manufacturing a sensor target, and a wheel bearing.
  • a wheel bearing supporting the wheel of the vehicle is installed in the chassis of the vehicle.
  • the wheel bearing includes a bearing hub, an inner ring, an outer ring, a rolling member arranged between the bearing hub and the outer ring, and rolling between the inner and outer rings Respectively.
  • the bearing hub is coupled with the wheel and rotates with the wheel.
  • the bearing hub is coupled to a drive axle or a driven axle or is supported by an outer ring.
  • the outer ring is fixedly coupled with a part of the chassis.
  • a wheel sensor that detects the rotation of the wheel and provides a signal to the device or system for vehicle control is mounted on the wheel bearing.
  • a wheel speed sensor used in an anti-lock brake system is known.
  • a ring-shaped target having a plurality of pole pairs is installed on the inner ring of the wheel bearing and rotates together with the inner ring.
  • the wheel speed sensor detects a change in the magnetic field of the rotating target and provides a signal relating to the rotation of the wheel to the anti-lock brake system.
  • the target of the wheel speed sensor described above can not realize a compact structure of the wheel bearing due to its shape and mounting structure.
  • the sensor target can be attached directly to the bearing hub along the axis of rotation of the bearing hub.
  • Minimizing the distance between the sensor target and the wheel sensor in order to achieve a precise sensing of the wheel sensor while realizing a compact structure of the wheel bearing can be considered as an important design factor of the sensor target.
  • the fact that the rotation center of the sensor target coincides with the rotation center of the wheel bearing with high reliability for a long period of time Can be considered as an important design factor.
  • prior art sensor targets do not achieve satisfactory levels of any of the aforementioned design factors.
  • the disclosed embodiments solve the problems of the prior art described above.
  • the disclosed embodiments provide a sensor target for a wheel bearing capable of stably holding a wheel bearing without fluctuation in position and capable of generating a magnetic field with high reliability for a long period of time, a method of manufacturing such a sensor target, and a wheel bearing equipped with such a sensor target.
  • the magnet is secured to the recess by being pressed into the recess.
  • the shaft has at least one hole for receiving air compressed by the magnet in the recess.
  • the sensor target includes a magnet fixed to the recess and a housing configured to cover one end of the shaft.
  • the shaft may have a rotation preventing portion configured to prevent a rotation of the housing with respect to the shaft, the portion of the housing being filled.
  • the anti-rotation portion may be formed of one of a recess, a hole, a cutout, and a groove.
  • the shaft may have a notch formed on the outer circumferential surface to define an air flow passage between the rotating element and the shaft, and the anti-rotation portion may be located on the opposite side of the notch with respect to the central axis of the shaft.
  • the shaft may be provided at one end thereof with a flange protruding radially outwardly of the central axis of the shaft, and the housing may be configured to cover the magnet and the flange.
  • a method of manufacturing a sensor target for a wheel bearing By the method of manufacturing a sensor target according to an embodiment, a sensor target fixed to a rotating element of a wheel bearing can be manufactured.
  • a method of manufacturing a sensor target includes the steps of: providing a shaft configured to be pushed coaxially with a rotation axis of a rotary element to a rotary element and having a recess at one end in the longitudinal direction; And a step of magnetizing the metal piece.
  • the step of providing the shaft includes the step of forming at least one notch on the outer circumferential surface of the shaft extending from the other end opposite to the one end in the longitudinal direction to one end.
  • the manufacturing method of the sensor target includes a step of forming a housing that covers one end of the metal piece and the shaft by injection-molding one end of the shaft into which the metal piece is inserted before the step of magnetizing the metal piece.
  • an air flow passage is formed between the bearing hub and the shaft by the notch.
  • the shaft has at least one aperture for receiving air compressed by the magnet in the recess.
  • the sensor target includes a magnet that is press-fitted into the recess and a housing that covers one end of the shaft.
  • the at least one wheel sensor has a detecting portion facing the magnet in the direction of the rotation axis or in the radial direction outside the rotation axis.
  • the sensor target since the shaft is press-fitted into the bearing hub, the sensor target can be stably fixed to the bearing hub for a long time, and the magnet can generate a magnetic field for the wheel sensor with high reliability for a long period of time.
  • the cutout portion of the shaft can prevent movement or separation of the shaft, which may be caused by compressed air, when the shaft is press-fitted.
  • the opening of the recess can prevent movement or separation of the magnet, which may be caused by compressed air, when the magnet is pressed.
  • the housing covering the magnet inserted can achieve the minimum distance between the wheel sensor and the magnet while preventing the magnet from being separated.
  • the magnet of the sensor target may not cause thermal demagnetization over the service life of the wheel bearing.
  • FIG. 1 is a perspective view of a ball joint assembly in accordance with an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the ball joint assembly shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a sensor target for a wheel bearing according to an embodiment of the present disclosure along the line III-III shown in FIG.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a sensor target for a wheel bearing according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a side view showing a bearing hub and a sensor target for a wheel bearing according to one embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a sensor target for a wheel bearing according to an embodiment of the present disclosure which is press-fitted into a bearing hub;
  • 6A to 6D schematically show various modifications of the anti-rotation portion.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a method of manufacturing a sensor target according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating steps that may be performed in the shaft providing step according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is an enlarged longitudinal sectional view showing a sensor target which is press-fitted into a wheel bearing.
  • the present invention relates to a wheel bearing device and a method of manufacturing the same and a method of manufacturing the same.
  • a wheel sensor 181 a detecting unit 200 a sensor target 210 a shaft 211 IE longitudinal direction end 211 OE longitudinal direction end 213 recess 24 hole 215 cut- A1 A rotation shaft of a wheel bearing;
  • A2 a center axis of a sensor target;
  • the " outer radial direction” means the direction away from the rotational axis in the radial direction relative to the rotational axis of the rotating body, and the “inner radial direction & .
  • the direction indicator in the "outer axial direction " used in this disclosure means the direction toward the wheel along the rotation axis of the rotating body, and the directional indicator in the" inner axial direction “ means the direction opposite to the outer axial direction along the rotation axis do.
  • the embodiments described below and the examples shown in the accompanying drawings relate to a sensor target for a wheel bearing, a method of manufacturing a sensor target for a wheel bearing, and a wheel bearing with a sensor target.
  • the sensor target according to the embodiments can be manufactured by one of the embodiments of the manufacturing method disclosed herein, the sensor target according to embodiments must be manufactured by one of the embodiments of the disclosed manufacturing method It is not intended to be.
  • FIG. 1 to FIG. 3 together refer to the description of a sensor target for a wheel bearing according to embodiments (hereinafter, simply referred to as a 'sensor target').
  • the sensor target according to embodiments is fixed to the rotating element of the wheel bearing.
  • the sensor target fixed to the rotary element rotates together with the rotary element and functions as a target to be detected by a wheel sensor provided on the wheel bearing.
  • the sensor target 200 includes a shaft 210 and a magnet 220.
  • the shaft 210 has a cylindrical body portion 211.
  • the shaft 210 has a central axis A2 extending in the longitudinal direction of the cylindrical shape and passing through the center of the circular cross-sectional shape, and one end 211IE and the other end 211OE facing each other in the longitudinal direction.
  • an inclined main surface 212 inclined with respect to the central axis A2 is formed.
  • the magnet 220 is fixed to one end 211IE of the shaft 210 in the longitudinal direction.
  • the magnetic field of the magnet 220 changes in accordance with the rotation of the shaft 210 because the shaft 210 rotates together with the rotation element of the wheel bearing.
  • the wheel sensor provided in the wheel bearing can detect a change in the magnetic field of the magnet 220.
  • the shaft 210 may be made of a metallic or plastic material that does not change the magnetic field or affect the magnetic field.
  • the shaft 210 may be made of stainless steel (e.g., stainless steel of SUS304).
  • the shaft 210 has at least one notch 215 on its outer circumference. 2 and 3, the cutout portion 215 extends from the other end 211OE of the shaft 210 toward the one end 211IE of the shaft 210 on the outer peripheral surface.
  • the notch 215 defines an air flow path that allows the flow of air between the rotating element and the shaft 210.
  • one notch 215 is provided on the outer peripheral surface (the outer peripheral surface of the body portion 211) of the shaft 210.
  • the notch 215 may be formed by cutting a part of the substantially cylindrical shape of the body 211 into a substantially D-shaped cross section along the longitudinal direction.
  • the notch 215 has a flat surface 215FS forming a part of the outer circumferential surface of the shaft 210 and one end 215IE close to the one end 211IE of the shaft 210, And the other end 215OE located at the other end 211OE.
  • the cutout portion 215 has a pair of edges 215LE parallel to the central axis A2.
  • the shaft 210 may have a flange 216 at one end 211IE thereof. 1 and 3, the flange 216 has an annular shape and protrudes radially outwardly of the central axis A2 of the shaft 210.
  • the flange 216 has an annular shape.
  • the flange 216 has a diameter that is larger than the diameter of the body portion 211 of the shaft 210. 2
  • the flange 216 has an end face 216IS which is located along the longitudinal direction of the shaft 210 and an end face 216IS which is opposite to the end face 216IS along the central axis A2
  • an annular main surface 216PS extending between one end surface 216IS and the other end surface 216OS.
  • One end face 216IS of the flange 216 forms a part of one end 211IE of the shaft 210.
  • the one end face 216IS of the flange 216 may be spaced from the one end 211IE of the shaft 210 toward the other end 211OE.
  • an annular stepped portion can be formed between one end 211IE of the shaft 210 and one end surface 216IS of the flange 216.
  • the shaft 210 includes a recess 213 configured to secure the magnet 220 to the shaft 210.
  • the recess 213 is located at one end 211IE of the shaft 210 and concave toward the other end 211OE.
  • the recess 213 is concave in a disc shape, and the center of this disc shape is located on the central axis A2. Therefore, the recess 213 has an annular main surface 213PS and a circular bottom surface 213BS. The depth of the recess 213 is determined such that the magnet 220 does not protrude beyond one end 211 IE of the shaft 210.
  • the magnet 220 may be made of an alloy including a metallic material such as neodymium, iron, boron, and the like.
  • a magnet made of the alloy and magnetized to N pole and S pole can be used as the magnet 220.
  • the metal piece 221 (see FIG. 3) made of the alloy and having the dimension of the magnet 220 is press-fitted into the recess 213, and after the press-fitting, the metal piece 221 has the N pole and the S pole By magnetization, the magnet 220 may be formed.
  • the magnet 220 can be secured to the recess 213 by being pushed along the central axis A2.
  • the recess 213 and the magnet 220 are configured such that the magnet 220 is pressed into the recess 213 along the central axis A2 with a clear fitting.
  • the magnet 220 has a disk shape, and the center of the disk shape is located on the central axis A2.
  • the half of the semicircle may be N-pole, and the other half of the semicircle may be S-pole.
  • the diameter of the magnet 220 or the diameter of the recess 213 is determined so as to achieve a fit by press fitting between the magnet 220 and the recess 213.
  • the shaft 210 may have at least one aperture 214 for receiving air that is compressed by the magnet 220 within the recess 213.
  • the hole 214 may be formed to be pierced from the surface of the recess 213 (for example, the main surface 213PS or the bottom surface 213BS of the recess 213) toward the inside of the shaft 210. [ 2 and 3, one hole 214 is formed in the recess 213 and the hole 214 extends from the bottom surface 213BS of the recess 213 to the center axis A2 As shown in FIG. The air in the recess 213 is compressed by the magnet 220 when the magnet 220 is pressed into the recess 213 with a clear fitting.
  • the air compressed by the magnet 220 can act to press the magnet 220 and push the magnet 220 out of the recess 213. [ However, according to one embodiment, since the air compressed by the magnet 220 flows into the hole 214, the magnet 220 is held in the position where the indentation in the recess 213 is completed.
  • the sensor target 200 may include at least a magnet 220 fixed to the recess 213 and a housing 230 covering one end 211 IE of the shaft 210.
  • the housing 230 can be formed by injection molding a portion of one end 211IE of the shaft 210 into which the magnet 220 is press-fitted, using a plastic material.
  • the housing 230 includes a magnet 220 fixed to the recess 213, one end 211 IE of the shaft 210, and a flange 216 formed to cover the flange 216 .
  • the housing 230 has a disk shape with a diameter larger than the diameter of the flange 216.
  • the housing 230 has a disc portion 231, a cylindrical portion 232, and an annular portion 233, which are integrally formed.
  • the disc portion 231 covers one end 211IE of the magnet 220 and the shaft 210 (one end face 216IS of the flange 216).
  • the cylindrical portion 232 covers the major surface 216PS of the flange 216.
  • the annular portion 233 covers the other end face 216OS of the flange 216 and a part of the body portion 211. [ Since the housing 230 covers the magnet 220, the magnet 220 can be permanently retained in the recess 213 without being detached from the recess 213 of the shaft 210.
  • the dimension of the housing 230 can be determined so as to have an intensity preventing the magnet 220 from separating from the housing 230 and also to have an intensity such that the housing 230 is not detached from the one end 211IE of the shaft 210.
  • the thickness of the disc portion 231 along the central axis A2 may be about 0.6 mm or less, but the maximum thickness of the disc portion 231 is not limited to this value.
  • the thickness of the disc portion 231 can be set to an appropriate value as long as the housing 230 is formed so as to cover the magnet 220 and the wheel sensor can sense the change in the magnetic field of the magnet 220 with a desired resolution have.
  • the shaft 210 may include an anti-rotation portion 217 that prevents rotation of the housing 230 relative to the shaft 210.
  • a portion of the housing 230 fills the rotation preventing portion 217 so that engagement between the rotation preventing portion 217 and the portion of the housing 230 is achieved. Accordingly, rotation of the housing 230 relative to the shaft 210 can be prevented.
  • the rotation preventing portion 217 is formed as a concave portion which is recessed in a substantially semicircular form from one end surface 216 IS of the flange 216 and the main surface 216PS.
  • the housing 230 is formed by injection molding, the material forming the housing 230 flows into the rotation preventing portion 217 and hardens in the rotation preventing portion 217 so that the shaft 210 and the housing 230 Thereby realizing the anti-rotation structure.
  • the anti-rotation portion 217 may be positioned on the opposite side of the notch 215 with respect to the central axis A2 of the shaft 210.
  • the notch 215 and the rotation preventing portion 217 are positioned so as to face each other in the radial direction of the shaft 210 with respect to the central axis A2 of the shaft 210 .
  • the eccentric force can act on the shaft 210 when the shaft 210 rotates with the rotating element of the wheel bearing.
  • the cut-away portion 215 and the rotation preventing portion 217 are opposed to each other in the radial direction of the shaft 210, the eccentricity of the shaft 210 can be prevented because no eccentric force acts on the shaft 210 .
  • Fig. Fig. 4 shows a bearing hub of a wheel bearing as an example of the rotary element.
  • the shaft 210 of the sensor target 200 is partially inserted into the bearing hub 110 along the rotation axis A1 of the bearing hub 110 (or the rotation axis of the wheel bearing).
  • the magnetic field of the magnet 220 changes in accordance with the rotation of the bearing hub 110 as the shaft 210 rotates together with the rotation of the bearing hub 110. [ The changing magnetic field of the magnet 220 can be detected by the wheel sensor.
  • the shaft 210 is configured to press fit into the target mounting bore 111 of the bearing hub 110.
  • the shaft 210 is press-fitted into the target mounting bore 111 coaxially with the rotating shaft Al. Therefore, the shaft 210 is press-fitted into the target mounting bore 111 such that the center axis A2 and the rotational axis A1 are coaxial.
  • the inner diameter of the target mounting bore 111 or the diameter of the shaft 210 may be adjusted such that a fit (e.g., interference fit) is achieved between the target mounting bore 111 and the shaft 210 by press- It is fixed.
  • Figure 5 shows a portion of a bearing hub and a sensor target according to one embodiment that is press-fit into a bearing hub.
  • a portion of the shaft 210 (a portion of the body portion 211) is press-fitted into the target mounting bore 111.
  • One end 215 IE of the cutout portion 215 is located outside the target mounting bore 111 and the cutout portion 215 is located outside the target mounting bore 111 in a state in which a part of the shaft 210 is press- And the other end 215OE of the boss 111 is located inside the target mounting bore 111.
  • the cutout 215 can define an air flow passage 112 that allows air flow between the bearing hub 110 and the shaft 210.
  • the air flow passage 112 through which the target mounting hole 111 and the outside of the bearing hub 110 communicate is formed between the surface of the cut- And is defined between the inner circumferential surfaces of the target mounting holes 111. Further, the shaft 210 is press-fitted into the target mounting hole 111 with a gap-fitting fit, except for the notch 215.
  • the end face of the other end 211 OE of the shaft 210 (see FIG. 2) is pressed against the air in the target mounting bore 111 when the shaft 210 is press-fitted into the target mounting bore 111 with a clear fitting. Compress. Assuming a shaft that does not have a cutout 215, such a shaft is pressurized from the compressed air due to the indentation, and this pressure acts to push the shaft away from the target mounting bore 111.
  • the shaft 210 press-fitted into the target mounting bore 111 of the bearing hub 110 can be permanently held at the position where the press-fitting is completed.
  • the rotation preventing portion 217A is formed as a plurality of depressions engraved from the one end surface 216IS of the flange 216.
  • the rotation preventing portion 217B is formed as a hole which is opened so as not to penetrate or penetrate the flange 216 from the end face 216IS of the flange 216.
  • the rotation preventing portion 217C is formed as a cut-out portion formed on the main surface 216PS of the flange 216.
  • the anti-rotation portion 217D is formed as a recessed groove inward of the flange 216 from the main surface 216PS of the flange 216.
  • the shape of the rotation preventing portion is not limited to the shape shown in Figs. 6A to 6D.
  • the anti-rotation portion of the shaft may include any shape capable of preventing relative rotation between the housing and the shaft.
  • a method of manufacturing a sensor target is configured to press-fit coaxially with a rotary shaft A1 to a rotary element (e.g., a bearing hub 110)
  • the shaft 210 may be made of a non-magnetic metal material (e.g., stainless steel) or a high-strength plastic material that does not affect the magnetic field.
  • the shaft 210 having the body portion 211 and the recess 213 described above can be formed by casting, forging, cutting, or the like.
  • a shaft 210 having the above-described body portion 211, the aforementioned recess 213, and the above-described flange 216 can be formed by casting, forging, cutting, or the like.
  • Step S110 includes forming at least one notch 215 in the outer circumferential surface of the shaft 210 (S111) and forming at least one A step S112 of forming the hole 214 and a step S113 of forming the rotation preventing portion 217 on the shaft 210 may be included. These steps S111, S112, and S113 can be selectively performed in step S110 according to embodiments of the sensor target.
  • the notch 215 is formed so as to extend from the other end 211OE of the shaft 210 toward one end 211IE of the shaft 210 in step S111.
  • the notch 215 may be formed by removing a portion of the D-shaped cross-sectional shape from the body 211 of the shaft 210. For example, cutting, grinding, or the like may be performed to form the cutout 215 .
  • the notch 215 may be formed by using a mold having a shape corresponding to the notch 215.
  • the hole 214 is formed to pierce from the surface of the recess 213 (for example, the bottom surface 213BS of the recess 213) toward the other end 211OE of the shaft 210 in step S112.
  • the hole 214 may be formed by, for example, drilling.
  • the hole 214 may be formed using a mold having a shape corresponding to the hole 214.
  • the rotation preventing portions 217, 217A, 217B, 217C and 217D are formed by using a mold having a shape corresponding to the rotation preventing portions 217, 217A, 217B, 217C and 217D when the shaft 210 is molded .
  • the rotation preventing portions 217, 217A, 217B, 217C, and 217D may be formed by cutting, drilling, or the like.
  • the metal piece 221 is fixed to the recess 213 of the shaft 210 by pressing the metal piece 221 into the recess 213 at step S120.
  • the metal piece 221 is made of the alloy material described above.
  • the metal piece 221 has the same shape as the shape of the magnet 220 described above.
  • the recess 213 and the metal piece 221 have dimensions such that the metal piece 221 is fitted into the recess 213 by press fitting.
  • the press-fitting of the metal piece can be performed in such a manner that the metal piece 221 is pressed by the pressing device 213 with the recess 213 while the shaft 210 is fixed with the jig.
  • the air in the recess 213 which is compressed by the metal piece 221 by the step S120 is supplied to the hole 214 in the step 214.
  • step S140 for example, the metal piece 221 is magnetized so as to have the N and S poles and output a desired level of magnetic force by the magnetizing yoke.
  • the metal piece 221 can be the magnet 220 described above.
  • a method of manufacturing a sensor target includes a step S130 of forming the above-described housing 230 before the step S140 of magnetizing the metal piece 221 .
  • the housing 230 is made of a plastic material.
  • One end 211IE of the shaft 210 into which the metal piece 221 is press-fitted and the part of the shaft 210 adjacent to the one end 211IE are inserted into a metal mold and injection- And a housing 230 for covering the metal pieces 221 and preventing the metal pieces 221 from separating from each other.
  • a housing 230 covering the entire flange 216 by the step S130 may be formed.
  • step S140 of making the metal piece 221 to be magnetized is performed after the step of forming the housing 230 (S130). Therefore, it is possible to prevent the magnet 220 from causing thermal demagnetization due to the high temperature involved in the molding of the housing 230.
  • a method of manufacturing a sensor target includes a step (S 140) of magnetizing a metal piece 221, a step of aging the magnetized metal piece 221 at a predetermined temperature (S150).
  • the magnet 220 formed by the magnetized metal piece 221 can stably generate the magnetic field without thermal depletion even if the wheel bearing is used at a high temperature for a long period of time at step S150.
  • the temperature range of use environment of the wheel bearing is from room temperature to high temperature.
  • the wheel bearings are exposed to high temperature for a long time by friction-rotating elements, which can be about 150 ° C.
  • the sensor target 200 is also affected by the high temperature.
  • the thermal stability of the magnet 220 deteriorates due to the influence of the high temperature, and the magnet 220 is prone to irreversible thermal demagnetization.
  • the magnet 220 formed by the magnetized metal piece 221 is aged for a predetermined time at a predetermined temperature higher than the high temperature at which the wheel bearing is available.
  • the manufacture of the sensor target 200 with such a magnet 220 can be completed.
  • the metal piece 221 may be magnetized at the magnetization strength considering the aging of the magnet 220 in the magnetizing step (S140) of the metal piece 221.
  • aging can be performed by keeping the metal target 211 with the magnetized sensor target 200 in a high-temperature chamber at a temperature of about 160 DEG C for about 2 hours. The aforementioned temperature and time may vary depending on the available temperature of the wheel bearing.
  • a wheel bearing 100 according to an embodiment includes a bearing hub 110, an inner ring 120, an outer ring 130, a rolling member 140, A sensor target 200 according to an embodiment which is press-fitted into the bearing hub 110 and at least one wheel sensor for sensing the rotation of the vehicle by the sensor target 200.
  • the bearing hub 110 is configured to engage with a wheel of the vehicle, such as a drive wheel or a driven wheel, to rotate with the wheel about the rotation axis A1.
  • the bearing hub 110 shown in Fig. 11 can be combined with a driven wheel.
  • the bearing hub 110 has the shape of a cylindrical body having a closed center.
  • a flange 113 is formed at an end of the bearing hub 110 in the outer axial direction D3.
  • the bearing hub 110 is coupled to the wheel by a wheel bolt 115 at the flange 113.
  • the bearing hub 110 has a recess 114 recessed in the outer axial direction D3 at the end of the inner axial direction D4.
  • the target mounting bore 111 is coaxial with the rotation axis A1 at the center of the recess 114.
  • the bearing hub 110 also has a caulking portion 116 at the end of the inner axial direction D4.
  • the caulking portion 116 may fix the inner ring 120 to the outer circumferential surface of the bearing hub 110 and apply a preload to the inner ring 120.
  • the inner ring 120 is engaged with the outer peripheral surface of the bearing hub 110.
  • the outer circumferential surface of the bearing hub 110 is interference fit with the inner circumferential surface of the inner ring 120 and the inner ring 120 is pressed by the caulking portion 116 so that the inner ring 120 can be fixed to the bearing hub 110.
  • the outer ring 130 is disposed so as to surround a part of the bearing hub 110 and a part of the inner ring 120.
  • the outer ring 130 may be fixedly coupled with a part of the chassis of the vehicle (e.g., a knuckle (not shown)).
  • a plurality of rolling elements 140 are disposed between the bearing hub 110 and the outer ring 130 and between the inner ring 120 and the outer ring 130.
  • the rolling member 140 is a ball, but a rolling body other than the ball may be employed in the wheel bearing 100.
  • the wheel bearing 100 includes an outer seal 151 and an inner seal 152 for preventing foreign matter from entering the space where the rolling member 140 rolls.
  • the outer seal 151 is engaged with an annular gap between the outer circumferential surface of the bearing hub 110 and the inner circumferential surface of the outer ring 130 and the inner seal 152 is engaged with the annular gap between the outer circumferential surface of the inner ring 120 and the inner circumferential surface of the outer ring 130 Respectively.
  • the sensor target 200 is pressed into the target mounting bore 111 of the bearing hub 110 coaxially with the rotation axis A1. 12, the sensor target 200 is press-fitted into the target mounting bore 111 such that one end 215IE of the notch 215 is located outside the target mounting bore 111. As shown in Fig.
  • the sensor target 200 has the same configuration as that of the target mounting bore 111 so that the end of the magnet 220 in the axially axial direction D4 is located near the end of the caulking portion 116 in the inner axial direction D4.
  • An air flow passage 112 is defined between the bearing hub 110 and the sensor target 200 and defines a cutout 215.
  • the air in the target mounting bore 111 which is compressed by the end face of the other end 211 OE of the sensor target 200 when the sensor target 200 is press-fitted into the target mounting bore 111, And is discharged to the outside of the target mounting bore 111 through the through- Therefore, atmospheric air exists between the clogged end of the target mounting bore 111 and the other end of the sensor target 200, so that the sensor target 200 can be held permanently at the press-fit position without moving from the press- have.
  • the wheel bearing 100 includes at least one wheel sensor configured to sense rotation of the wheel by the sensor target 200.
  • the wheel sensor may be fixed relative to the bearing hub 110.
  • the wheel bearing 100 of one embodiment includes the first wheel sensor 170 and the second wheel sensor 180 as the at least one wheel sensor.
  • the first wheel sensor 170 and the second wheel sensor 180 may be removably coupled to a part of the knuckle or other chassis to be fixed relative to the bearing hub 110, for example.
  • the wheel bearing of another embodiment may include only one of the first wheel sensor 170 and the second wheel sensor 180 and may include a wheel sensor 170 other than the first wheel sensor 170 and the second wheel sensor 180, As shown in FIG.
  • the thickness of the disc portion 231 along the rotation axis A1 may be 0.6 mm or less. That is, the housing 230 minimizes the distance between the magnet 220 and the detecting unit 181 while preventing the magnet 220 from being separated by covering the magnet 220. Therefore, the sensor target 200 according to the embodiment can achieve a reliable fixing of the magnet 220 and can minimize the distance between the magnet 220 and the detecting unit 181, and the compactness of the wheel bearing 100 One structure can be realized.
  • the shaft 210 may have a polygonal cross-sectional shape
  • the target mounting bore 111 may have a cross-sectional shape corresponding to the polygonal cross-sectional shape of the shaft 210.
  • the magnet 220 may have a rectangular or oblong elliptical shape and the recess 213 may have a shape that allows for the indentation of such a magnet.
  • the cutout portion 215 does not have the flat surface 215FS but may have a shape of a groove having a concave surface. Further, a plurality of notches 215 may be formed on the outer circumferential surface of the shaft 210, and the notches 215 may extend in a curved shape.
  • the sensor target 200 may be configured such that the end of the magnet 220 in the inner axial direction D4 is aligned on the same line as the end of the caulking portion 116 in the inner axial direction D4, Can be press-fitted into the target mounting bore 111 so as to be spaced apart from the end of the caulking portion 116 in the outer axial direction D3.
  • the sensor cap 160 may have a convex shape in the outer axial direction D3 or the inner axial direction D4 depending on the position of the magnet 220 relative to the end of the caulking portion 116.
  • the manufacturing method of the sensor target may not include the step of forming the housing 230 (S130).
  • step (S150) of aging the metal piece 221 may be performed after the step (S140) of magnetizing the metal piece 221.
  • the manufacturing method of the sensor target may include a step of press-fitting the completely magnetized magnet 220 into the recess 213, instead of pressing the magnetizable metal piece 221 into the recess 213 It is possible.
  • the step of forming the housing 230 may be omitted.

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Abstract

휠 베어링용 센서 타겟이 제공된다. 센서 타겟은 휠 베어링의 베어링 허브에 고정된다. 센서 타겟은 샤프트와 마그넷을 가진다. 샤프트는 베어링 허브에 베어링 허브의 회전축과 동축으로 압입되다. 샤프트는 길이 방향의 일단에 리세스를 가진다. 마그넷은 리세스에 압입된다.

Description

휠 베어링용 센서 타겟, 센서 타겟의 제조 방법 및 센서 타겟을 구비하는 휠 베어링
본 개시는 휠 베어링용 센서 타겟, 센서 타겟의 제조 방법 및 휠 베어링에 관한 것이다.
차량의 휠을 지지하는 휠 베어링이 차량의 샤시(chassis)에 설치된다. 일 예로, 휠 베어링은, 베어링 허브(bearing hub)와, 내륜(inner ring)과, 외륜(outer ring)과, 베어링 허브와 외륜의 사이 및 내륜과 외륜의 사이에 배열되어 구름운동하는 전동체를 구비한다. 베어링 허브는 휠과 결합되어 휠과 함께 회전한다. 베어링 허브는 구동 차축 또는 종동 차축과 결합되거나 외륜에 의해 지지된다. 외륜은 샤시의 일부와 결합되어 고정된다.
휠의 회전을 검출하여 차량 제어용의 장치 또는 시스템에 신호를 제공하는 휠 센서가 휠 베어링에 장착된다. 휠 센서의 일 예로서, 앤티로크 브레이크 시스템(anti-lock brake system)에 사용되는 휠 스피드 센서가 알려져 있다. 이러한 휠 스피드 센서에 관련하여, 다수의 자극쌍을 갖춘 링 형상의 타겟이 휠 베어링의 내륜에 설치되고 내륜과 함께 회전한다. 휠 스피드 센서는 회전하는 타겟의 자기장 변화를 검출하여 휠의 회전에 관한 신호를 앤티로크 브레이크 시스템에 제공한다.
전술한 휠 스피드 센서의 타겟은 그 형상과 장착 구조로 인해 휠 베어링의 컴팩트한 구조를 실현하지 못한다. 휠 베어링의 컴팩트한 설계를 위해, 휠 센서의 센서 타겟을 휠 베어링의 베어링 허브에 직접 고정하는 것이 당해 분야에서 시도되고 있다. 이러한 시도에 의하면, 센서 타겟이 베어링 허브에 베어링 허브의 회전축을 따라 직접 부착될 수 있다.
휠 베어링의 컴팩트한 구조를 실현하면서도 휠 센서의 정밀한 감지를 달성하기 위해, 센서 타겟과 휠 센서 간의 거리를 최소화시키는 것이 센서 타겟의 중요한 설계 요인으로 고려될 수 있다. 또한, 장기간에 걸쳐 사용되는 휠 베어링의 사용 환경을 고려할 때, 센서 타겟의 회전 중심이 휠 베어링의 회전 중심과 장기간 신뢰성 높게 일치되는 것, 센서 타겟의 고정 위치가 변동되지 않는 것 등이 센서 타겟의 중요한 설계 요인으로 고려될 수 있다. 그러나, 종래기술의 센서 타겟은 전술한 설계 요인 중의 어느 것도 만족할 만한 수준으로 달성하지 못한다.
개시된 실시예들은 전술한 종래 기술의 문제를 해결한다. 개시된 실시예들휠 베어링에 위치 변동 없이 안정적으로 유지될 수 있고 장기간 신뢰성 높게 자기장을 발할 수 있는 휠 베어링용 센서 타겟과, 이러한 센서 타겟의 제조 방법 및 이러한 센서 타겟을 갖춘 휠 베어링을 제공한다.
본 개시의 일 측면은 휠 베어링용 센서 타겟에 관련된다. 일 실시예에 따른 휠 베어링용 센서 타겟은 휠 베어링의 회전 요소에 고정된다. 일 실시예에 따른 센서 타겟은 샤프트와 마그넷을 포함한다. 샤프트는 회전 요소에 회전 요소의 회전축과 동축으로 압입되도록 구성되고 길이 방향의 일단에 리세스를 구비한다. 마그넷은 리세스에 고정된다.
일 실시예에 있어서, 샤프트는 외주면에, 길이 방향으로 일단과 대향하는 타단으로부터 일단을 향해 연장하는 적어도 하나의 절결부를 구비한다. 절결부는 회전 요소와 샤프트 사이에 공기 유동 통로를 한정하도록 구성된다.
일 실시예에 있어서, 마그넷이 리세스에 압입됨으로써 리세스에 고정된다. 이러한 실시예에 있어서, 샤프트는, 리세스 내에 마그넷에 의해 압축되는 공기를 수용하는 적어도 하나의 구멍을 구비한다.
일 실시예에 있어서, 센서 타겟은, 리세스에 고정된 마그넷과 샤프트의 일단을 덮도록 구성된 하우징을 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 샤프트는, 하우징의 일부가 채워지고 하우징의 샤프트에 대한 회전을 방지하도록 구성된 회전방지부를 구비할 수 있다. 회전방지부는 오목부, 구멍, 절결부 및 홈 중 하나로 형성될 수 있다. 또한, 샤프트는 외주면에 회전 요소와 샤프트의 사이에 공기 유동 통로를 한정하도록 구성된 절결부를 구비할 수 있고, 회전방지부는 샤프트의 중심축에 대하여 절결부의 반대측에 위치할 수 있다. 또한, 샤프트는 그 일단에 샤프트의 중심축의 반경 외측 방향으로 돌출한 플랜지를 구비할 수 있고, 하우징은 마그넷과 플랜지를 덮도록 구성될 수 있다.
본 개시의 또 하나의 측면은 휠 베어링용 센서 타겟의 제조 방법에 관련된다. 일 실시예에 따른 센서 타겟의 제조 방법에 의해, 휠 베어링의 회전 요소에 고정되는 센서 타겟이 제조될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 센서 타겟의 제조 방법은, 회전 요소에 회전 요소의 회전축과 동축으로 압입되도록 구성되고 길이 방향의 일단에 리세스를 구비하는 샤프트를 제공하는 단계와, 리세스에 자화가능한 금속편을 압입하는 단계와, 금속편을 착자시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 샤프트를 제공하는 단계는, 길이 방향으로 일단과 대향하는 타단으로부터 일단을 향해 연장하는 적어도 하나의 절결부를 샤프트의 외주면에 형성하는 단계를 구비한다.
일 실시예에 있어서, 샤프트를 제공하는 단계는, 리세스 내에 적어도 하나의 구멍을 형성하는 단계를 구비한다. 리세스에 자화가능한 금속편을 압입하는 단계에 의해 금속편에 의해 압축되는 리세스 내의 공기가 구멍에 수용된다.
일 실시예에 있어서, 센서 타겟의 제조 방법은, 금속편을 착자시키는 단계 이전에, 금속편이 압입된 샤프트의 일단을 사출 성형하여 금속편과 샤프트의 일단을 덮는 하우징을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 샤프트를 제공하는 단계는, 용융된 플라스틱 재료가 채워지는 회전방지부를 샤프트에 형성하는 단계를 구비한다.
일 실시예에 있어서, 센서 타겟의 제조 방법은, 착자된 금속편을 소정 온도에서 에이징하는 단계를 포함한다.
본 개시의 또 다른 측면은 휠 베어링에 관련된다. 일 실시예에 따른 휠 베어링은, 베어링 허브와, 외륜과, 복수의 전동체와, 센서 타겟과, 적어도 하나의 휠 센서를 포함한다. 베어링 허브는 차량의 휠과 결합되어 회전축을 중심으로 휠과 함께 회전하도록 구성된다. 외륜은 베어링 허브의 일부를 둘러싼다. 복수의 전동체는 베어링 허브와 외륜의 사이에 배치된다. 센서 타겟은 베어링 허브에 고정된다. 적어도 하나의 휠 센서는 베어링 허브에 대해 고정되며, 센서 타겟에 의해 휠의 회전을 감지하도록 구성된다. 센서 타겟은 샤프트와 마그넷을 포함한다. 샤프트는 베어링 허브에 회전축과 동축으로 압입되도록 구성된다. 샤프트는, 길이 방향의 일단에 위치하는 리세스와 길이 방향으로 일단과 대향하는 타단으로부터 일단을 향해 연장하고 외주면에 위치하는 적어도 하나의 절결부를 구비한다. 마그넷은 리세스에 압입된다.
일 실시예에 있어서, 절결부에 의해 베어링 허브와 샤프트 사이에 공기 유동 통로가 형성된다.
일 실시예에 있어서, 샤프트는 리세스 내에 마그넷의 의해 압축된 공기를 수용하는 적어도 하나의 구멍을 구비한다.
일 실시예에 있어서, 센서 타겟은, 리세스에 압입된 마그넷과 샤프트의 일단을 덮는 하우징을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 휠 센서는 회전축의 방향으로 또는 회전축의 외측 반경 방향으로 마그넷과 대향하는 검지부를 구비한다.
일 실시예에 의하면, 샤프트가 베어링 허브에 압입되므로, 센서 타겟은 베어링 허브에 안정적으로 장기간 고정될 수 있고, 마그넷은 장기간 신뢰성 높게 휠 센서를 위한 자기장을 발할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 샤프트의 절결부는 샤프트의 압입 시 압축 공기로 인해 일어날 수 있는 샤프트의 이동 또는 분리를 방지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 리세스의 구멍은 마그넷의 압입 시 압축 공기로 인해 일어날 수 있는 마그넷의 이동 또는 분리를 방지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 압입된 마그넷을 덮는 하우징이 마그넷의 분리를 방지하면서 휠 센서와 마그넷 간의 최소 거리를 달성할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 센서 타겟의 마그넷은 휠 베어링의 사용 수명에 걸쳐 열감자(thermal demagnetization)를 발생시키지 않을 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 볼 조인트 조립체의 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링용 센서 타겟의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링용 센서 타겟의 종단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링용 센서 타겟의 샤프트와 금속편과 하우징을 도시하는 사시도이다.
도 4는 베어링 허브와 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링용 센서 타겟을 도시하는 측면도이다.
도 5는 베어링 허브에 압입된 본 개시의 일 실시예에 따른 휠 베어링용 센서 타겟을 도시하는 종단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 회전방지부의 다양한 변형예를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 센서 타겟의 제조 방법을 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 샤프트 제공 단계에서 수행될 수 있는 단계들을 도시하는 블록도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 센서 타겟의 제조 방법을 도시하는 블록도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 센서 타겟의 제조 방법을 도시하는 블록도이다.
도 11은 센서 타겟을 구비하는 일 실시예에 따른 휠 베어링을 도시하는 종단면도이다.
도 12는 휠 베어링에 압입된 센서 타겟을 도시하는 확대 종단면도이다.
<부호의 설명>
100: 휠 베어링, 110: 베어링 허브, 111: 타겟 장착 보어, 112: 공기 유동 통로, 120: 내륜, 130: 외륜, 140: 전동체, 170: 제1 휠 센서, 171: 검지부, 180: 제2 휠 센서, 181: 검지부, 200: 센서 타겟, 210: 샤프트, 211IE: 길이 방향의 일단, 211OE: 길이 방향의 타단, 213: 리세스, 214: 구멍, 215: 절결부, 216: 플랜지, 217: 회전방지부, 220: 마그넷, 221: 금속편, 230: 하우징, A1: 휠 베어링의 회전축, A2: 센서 타겟의 중심축
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "외측 반경 방향"의 방향지시어는 회전체의 회전축에 대한 방사상 방향(radial direction) 중 회전축으로부터 멀어지는 방향을 의미하고, "내측 반경 방향"의 방향지시어는 외측 반경 방향의 반대 방향을 의미한다. 또한, 본 개시에서 사용되는 "외측 축 방향"의 방향지시어는 회전체의 회전축을 따라서 휠을 향하는 방향을 의미하고, "내측 축 방향"의 방향지시어는 회전축을 따라서 외측 축 방향의 반대방향을 의미한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다. 또한, 개시된 제조 방법의 실시예들은 도면에 도시하는 단계들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 도면에 도시하는 단계들은 순차적으로 행해질 수 있거나, 도면에 도시하는 단계들 중 적어도 두 개 이상의 단계가 동시에 행해질 수 있거나, 도면에 도시하는 단계들 중 하나의 단계가 다른 단계에 종속되어 행해질 수 있다.
이하에 설명되는 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예들을, 휠 베어링용 센서 타겟, 휠 베어링용 센서 타겟의 제조 방법, 및 센서 타겟을 갖춘 휠 베어링에 관련된다. 실시예들에 따른 센서 타겟은, 여기에 개시된 제조 방법의 실시예들 중 하나에 의해 제조될 수 있지만, 실시예들에 따른 센서 타겟이 반드시 개시된 제조 방법의 실시예들 중 하나에 의해 제조되어야 하는 것으로 의도되지는 않는다.
실시예들에 따른 휠 베어링용 센서 타겟(이하 간단히 '센서 타겟'이라고 함)의 설명을 위해 도 1 내지 도 3이 함께 참조된다. 실시예들에 따른 센서 타겟은 휠 베어링의 회전 요소에 고정된다. 상기 회전 요소에 고정된 센서 타겟은 상기 회전 요소와 함께 회전하며, 휠 베어링에 제공되는 휠 센서가 검지하는 타겟으로서 기능한다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에 의하면, 일 실시예에 따른 센서 타겟(200)은 샤프트(210)와 마그넷(220)을 포함한다. 샤프트(210)는 원기둥 형상의 몸체부(211)를 가진다. 또한, 샤프트(210)는, 이러한 원기둥 형상의 길이 방향으로 연장하고 그 원형 단면 형상의 중심을 지나는 중심축(A2)과, 길이 방향으로 서로 대향하는 일단(211IE)과 타단(211OE)을 가진다. 샤프트(210)의 타단(211OE)에는, 중심축(A2)에 대해 경사하는 경사 주면(212)이 형성되어 있다. 마그넷(220)은 샤프트(210)의 길이 방향의 일단(211IE)에 고정된다. 휠 베어링의 상기 회전 요소와 함께 샤프트(210)가 회전하므로, 마그넷(220)의 자기장은 샤프트(210)의 회전에 따라 변화한다. 휠 베어링에 제공되는 휠 센서는 마그넷(220)의 자기장 변화를 검지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 샤프트(210)는 자기장을 변화시키지 않거나 자기장에 영향을 주지 않는, 금속 재료 또는 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 샤프트(210)는 스테인리스 스틸(예컨대, SUS304의 스테인리스 스틸)로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 샤프트(210)는 외주면에 적어도 하나의 절결부(215)를 구비한다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에 의하면, 절결부(215)는 샤프트(210)의 외주면에서 타단(211OE)으로부터 샤프트(210)의 일단(211IE) 쪽으로 연장한다. 절결부(215)는 상기 회전 요소와 샤프트(210)의 사이에 공기의 유동을 허용하는 공기 유동 통로를 한정한다.
도 2 및 도 3에 도시된 예에 있어서, 하나의 절결부(215)가 샤프트(210)의 외주면(몸체부(211)의 외주면)에 제공되어 있다. 절결부(215)는 원기둥 형상의 몸체부(211)로부터 횡단면 형상이 대략 D자로 되는 일부를 길이 방향을 따라 절결시킴으로써 형성될 수 있다. 이에 따라, 절결부(215)는, 샤프트(210)의 외주면의 일부를 형성하는 평평면(215FS)과, 샤프트(210)의 일단(211IE)에 가까운 일단(215IE)과, 샤프트(210)의 타단(211OE)에 위치하는 타단(215OE)을 가진다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 절결부(215)는 중심축(A2)에 평행한 한 쌍의 가장자리(215LE)를 가진다.
일 실시예에 있어서, 샤프트(210)는 그 일단(211IE)에 플랜지(216)를 구비할 수 있다. 도 1 및 도 3에 도시된 예에 의하면, 플랜지(216)는 환상을 가지며, 샤프트(210)의 중심축(A2)의 반경 외측 방향으로 돌출한다. 플랜지(216)는 샤프트(210)의 몸체부(211)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 도 2에 도시된 예에 의하면, 플랜지(216)는 샤프트(210)의 길이 방향을 따라 위치하는 일단면(216IS)과, 중심축(A2)을 따라 일단면(216IS)과 대향하는 타단면(216OS)과, 일단면(216IS)과 타단면(216OS) 사이에서 연장하는 환상의 주면(216PS)을 가진다. 플랜지(216)의 일단면(216IS)이 샤프트(210)의 일단(211IE)의 일부를 형성한다. 대안적인 예로서, 플랜지(216)의 일단면(216IS)은, 샤프트(210)의 일단(211IE)으로부터 타단(211OE) 쪽으로 이격될 수도 있다. 이러한 예에 의하면, 샤프트(210)의 일단(211IE)과 플랜지(216)의 일단면(216IS)의 사이에 환상의 단차부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 샤프트(210)는 마그넷(220)을 샤프트(210)에 고정하도록 구성된 리세스(213)를 구비한다. 리세스(213)는 샤프트(210)의 일단(211IE)에 위치하며 타단(211OE)을 향해 오목하다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에 의하면, 리세스(213)는 원반 형상으로 오목하며, 이러한 원반 형상의 중심은 중심축(A2)에 위치한다. 따라서, 리세스(213)는 환상의 주면(213PS)과 원형의 바닥면(213BS)을 가진다. 리세스(213)의 깊이는 마그넷(220)이 샤프트(210)의 일단(211IE)을 넘어 돌출하지 않도록 정해진다.
일 실시예에 있어서, 마그넷(220)은 네오디움, 철, 붕소 등의 금속 재료를 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 합금으로 이루어지고 N극과 S극으로 착자된 마그넷이 마그넷(220)으로서 사용될 수 있다. 다른 예로서, 상기 합금으로 이루어지고 마그넷(220)의 치수를 가지는 금속편(221)(도 3 참조)이 리세스(213)에 압입되고, 압입 후에 금속편(221)이 N극과 S극을 갖도록 착자됨으로써, 마그넷(220)이 형성될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 마그넷(220)은 리세스(213)에 중심축(A2)을 따라 압입됨으로써 고정될 수 있다. 리세스(213)와 마그넷(220)은 마그넷(220)이 리세스(213)에 틈새 없는 끼워맞춤으로 중심축(A2)을 따라 압입되도록 구성된다. 도 1 및 도 2에 도시된 예를 참조하면, 마그넷(220)은 원반 형상을 가지며, 그 원반 형상의 중심은 중심축(A2)에 위치한다. 마그넷(220)에서, 반원형의 절반부는 N극일 수 있고, 반원형의 나머지 절반부는 S극일 수 있다. 마그넷(220)의 직경 또는 리세스(213)의 직경은, 마그넷(220)과 리세스(213) 간의 압입에 의한 끼워맞춤을 달성하도록 정해진다.
일 실시예에 있어서, 샤프트(210)는 리세스(213) 내에 마그넷(220)에 의해 압축되는 공기를 수용하는 적어도 하나의 구멍(214)을 구비할 수 있다. 구멍(214)은 리세스(213)의 표면(예컨대, 리세스(213)의 주면(213PS) 또는 바닥면(213BS))으로부터 샤프트(210)의 내부를 향해 뚫리도록 형성될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에 있어서, 리세스(213) 내에 하나의 구멍(214)이 형성되어 있으며, 구멍(214)은 리세스(213)의 바닥면(213BS)으로부터 중심축(A2)을 따라 몸체부(211)의 내부로 뚫려 있다. 마그넷(220)이 리세스(213)에 틈새 없는 끼워맞춤으로 압입될 때, 리세스(213) 내의 공기가 마그넷(220)에 의해 압축된다. 마그넷(220)에 의해 압축된 공기가 마그넷(220)에 압력을 가해, 마그넷(220)을 리세스(213)로부터 밀어내도록 작용할 수 있다. 그러나, 일 실시예에 의하면, 마그넷(220)에 의해 압축된 공기가 구멍(214)으로 유동하므로, 마그넷(220)은 리세스(213)에 압입이 완료된 위치에 유지된다.
일 실시예에 있어서, 센서 타겟(200)은, 적어도, 리세스(213)에 고정된 마그넷(220)과 샤프트(210)의 일단(211IE)을 덮는 하우징(230)을 구비할 수 있다. 일 예로, 하우징(230)은, 마그넷(220)이 압입되어 있는 샤프트(210)의 일단(211IE)의 부분을 플라스틱 재료를 이용해 사출 성형함으로써 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 예에 의하면, 하우징(230)은 리세스(213)에 고정된 마그넷(220)과, 샤프트(210)의 일단(211IE)과, 플랜지(216)를 덮도록 형성되어 있다. 하우징(230)은 플랜지(216)의 직경보다 큰 직경을 갖는 원반 형상을 가진다. 하우징(230)은 원반부(231)와, 원통부(232)와, 환상부(233)를 가지며, 이들은 일체로 형성되어 있다. 원반부(231)는 마그넷(220)과 샤프트(210)의 일단(211IE)(플랜지(216)의 일단면(216IS))을 덮는다. 원통부(232)는 플랜지(216)의 주면(216PS)을 덮는다. 환상부(233)는 플랜지(216)의 타단면(216OS)과 몸체부(211)의 일부를 덮는다. 하우징(230)이 마그넷(220)을 덮으므로, 마그넷(220)은 샤프트(210)의 리세스(213)로부터 분리됨이 없이 리세스(213)에 영구적으로 유지될 수 있다.
하우징(230)의 치수는, 마그넷(220)의 분리를 방지하는 강도를 갖도록 또한 하우징(230)이 샤프트(210)의 일단(211IE)으로부터 분리되지 않는 강도를 갖도록 정해질 수 있다. 일 예로서, 중심축(A2)을 따르는 원반부(231)의 두께는 약 0.6mm 이하일 수 있으나, 원반부(231)의 최대 두께가 이러한 수치에 한정되는 것은 아니다. 원반부(231)의 두께는, 하우징(230)이 마그넷(220)을 덮도록 형성되고 휠 센서가 마그넷(220)의 자기장 변화를 소망의 분해능으로 감지할 수 있는 한, 적절한 수치로 정해질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 샤프트(210)는 하우징(230)의 샤프트(210)에 대한 회전을 방지하는 회전방지부(217)를 구비할 수 있다. 하우징(230)의 일부가 회전방지부(217)를 채워서, 회전방지부(217)와 하우징(230)의 상기 일부 간의 맞물림이 이루어진다. 이에 따라, 하우징(230)의 샤프트(210)에 대한 회전이 방지될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 예에 의하면, 회전방지부(217)는 플랜지(216)의 일단면(216IS)과 주면(216PS)으로부터 대략 반원형으로 오목한 오목부로 형성된다. 하우징(230)이 사출 성형에 의해 형성될 때, 하우징(230)을 형성하는 재료가 회전방지부(217)로 유입하여 회전방지부(217)에서 경화함으로써, 샤프트(210)와 하우징(230) 사이에 회전방지 구조를 실현한다.
일 실시예에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전방지부(217)는 샤프트(210)의 중심축(A2)에 대하여 절결부(215)의 반대측에 위치할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 예에 의하면, 절결부(215)와 회전방지부(217)는 샤프트(210)의 중심축(A2)에 대하여 샤프트(210)의 직경방향으로 서로 대향하도록 위치한다. 절결부(215) 또는 회전방지부(217)와 같은 절결 구조로 인해, 샤프트(210)가 휠 베어링의 회전 요소와 함께 회전할 때, 편심력이 샤프트(210)에 작용할 수 있다. 그러나, 절결부(215)와 회전방지부(217)가 샤프트(210)의 직경방향으로 서로 대향하므로, 샤프트(210)에 편심력이 작용하지 않아 샤프프(210)의 편심이 방지될 수 있다.
일 실시예에 따른 센서 타겟(200)과 휠 베어링의 회전 요소의 결합에 관해, 도 4 가 참조된다. 도 4는, 상기 회전 요소의 일 예로서, 휠 베어링의 베어링 허브를 도시한다.
센서 타겟(200)의 샤프트(210)는 베어링 허브(110)에 베어링 허브(110)의 회전축(A1)(또는 휠 베어링의 회전축)을 따라 부분적으로 삽입된다. 베어링 허브(110)의 회전과 함께 샤프트(210)가 회전하므로, 마그넷(220)의 자기장은 베어링 허브(110)의 회전에 따라 변화한다. 마그넷(220)의 변화하는 자기장이 휠 센서에 의해 검지될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 샤프트(210)는 베어링 허브(110)의 타겟 장착 보어(111) 에 압입(press fit)되도록 구성된다. 샤프트(210)는 타겟 장착 보어(111)에 회전축(A1)과 동축으로 압입된다. 따라서, 샤프트(210)는, 중심축(A2)과 회전축(A1)이 동축이 되도록 타겟 장착 보어(111)에 압입된다. 타겟 장착 보어(111)의 내경 또는 샤프트(210)의 직경은, 타겟 장착 보어(111)와 샤프트(210)의 사이에 압입에 의한 끼워맞춤(예컨대, 억지 끼워맞춤(interference fit))이 이루어지도록 정해져 있다.
도 5는 베어링 허브의 일부와 베어링 허브에 압입된 일 실시예에 따른 센서 타겟을 도시한다.
도 5에 도시된 예를 참조하면, 샤프트(210)의 일부(몸체부(211)의 일부)가 타겟 장착 보어(111)에 압입된다. 샤프트(210)의 일부가 타겟 장착 보어(111)에 소망의 깊이로 압입된 상태에서, 절결부(215)의 일단(215IE)은 타겟 장착 보어(111)의 외부에 위치하고, 절결부(215)의 타단(215OE)은 타겟 장착 보어(111)의 내부에 위치한다. 이에 따라, 절결부(215)는 베어링 허브(110)와 샤프트(210) 사이에 공기 유동을 허용하는 공기 유동 통로(112)를 한정할 수 있다. 즉, 샤프트(210)가 베어링 허브(110)에 압입되어 있을 때, 타겟 장착 구멍(111)과 베어링 허브(110)의 외부가 소통되는 공기 유동 통로(112)가 절결부(215)의 표면과 타겟 장착 구멍(111)의 내주면의 사이에 한정된다. 또한, 샤프트(210)는 절결부(215)를 제외하고 타겟 장착 구멍(111)에 틈새 없는 끼워맞춤으로 압입되어 있다.
샤프트(210)가 타겟 장착 보어(111)에 틈새 없는 끼워맞춤으로 압입될 때, 샤프트(210)의 타단(211OE)(도 2 참조)의 단면(端面)이 타겟 장착 보어(111) 내의 공기를 압축한다. 절결부(215)를 구비하지 않는 샤프트를 가정할 경우, 그러한 샤프트는 압입으로 인해 압축된 공기로부터 압력을 받으며, 이러한 압력은 샤프트를 타겟 장착 보어(111)로부터 밀어내도록 작용한다. 그러나, 절결부(215)를 구비하는 일 실시예의 샤프트(210)에 있어서, 샤프트(210)의 압입 시 타겟 장착 보어(111) 내의 공기는 절결부(215)가 형성하는 공기 유동 통로(112)를 통해 타겟 장착 보어(111)의 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 의하면, 베어링 허브(110)의 타겟 장착 보어(111)에 압입된 샤프트(210)는 압입이 완료된 위치에 영구적으로 유지될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는, 회전방지부의 여러 변형예를 도시한다. 도 6a에 도시된 예에 의하면, 회전방지부(217A)는 플랜지(216)의 일단면(216IS)으로부터 음각된 복수개의 오목부로 형성된다. 도 6b에 도시된 예에 의하면, 회전방지부(217B)는 플랜지(216)의 일단면(216IS)으로부터 플랜지(216)를 관통하거나 관통하지 않도록 뚫린 구멍으로 형성된다. 도 6c에 도시된 예에 의하면, 회전방지부(217C)는 플랜지(216)의 주면(216PS)에 형성된 절결부로 형성된다. 도 6d에 도시된 예에 의하면, 회전방지부(217D)는 플랜지(216)의 주면(216PS)으로부터 플랜지(216)의 내측으로 오목한 홈으로 형성된다. 회전방지부의 형상이 도 6a 내지 도 6d에 도시하는 형상에 한정되지 않는다. 샤프트의 회전방지부는, 하우징과 샤프트 간의 상대적 회전을 방지할 수 있는 임의의 형상을 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 센서 타겟의 제조 방법의 설명을 위해 도 2 내지 도 4와 도 7 내지 도 10이 함께 참조된다.
도 7에서 블록도로서 도시하는 바와 같이, 일 실시예에 따른 센서 타겟의 제조 방법은, 회전 요소(예컨대, 베어링 허브(110))에 회전축(A1)과 동축으로 압입되도록 구성되고 길이 방향의 일단(211IE)에 리세스(213)를 구비하는 샤프트(210)를 제공하는 단계(S110)와, 리세스(213)에 자화가능한 금속편(221)을 압입하는 단계(S120)와, 금속편(221)을 착자시키는 단계(S140)를 포함한다.
단계(S110)에 관련하여, 샤프트(210)는 자기장에 영향을 미치지 않는 비자성의 금속 재료(예컨대, 스테인리스 스틸) 또는 고강도의 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다. 주조, 단조, 절삭 등에 의해, 전술한 몸체부(211)와 전술한 리세스(213)를 갖춘 샤프트(210)가 형성될 수 있다. 다른 예로서, 주조, 단조, 절삭 등에 의해, 전술한 몸체부(211), 전술한 리세스(213) 및 전술한 플랜지(216)를 갖춘 샤프트(210)가 형성될 수 있다.
도 8에서 블록도로서 도시하는 바와 같이, 단계(S110)는, 적어도 하나의 절결부(215)를 샤프트(210)의 외주면에 형성하는 단계(S111)와, 리세스(213) 내에 적어도 하나의 구멍(214)을 형성하는 단계(S112)와, 회전방지부(217)를 샤프트(210)에 형성하는 단계(S113)를 구비할 수 있다. 이들 단계들(S111, S112, S113)은, 센서 타겟의 실시예들에 따라 단계(S110)에서 선택적으로 행해질 수 있다.
단계(S111)에 있어서, 절결부(215)는 샤프트(210)의 타단(211OE)으로부터 샤프트(210)의 일단(211IE)을 향해 연장하도록 형성된다. 절결부(215)는 샤프트(210)의 몸체부(211)로부터 D자 횡단면 형상의 일부를 제거하여 형성될 수 있으며, 예컨대, 절결부(215)의 형성을 위해 절삭, 그라인딩 등이 행해질 수 있다. 다른 예로서, 샤프트(210)를 성형할 때, 절결부(215)에 대응하는 형상부를 갖춘 금형을 사용하여, 절결부(215)가 형성될 수 있다.
단계(S112)에 있어서, 구멍(214)은 리세스(213)의 표면(예컨대, 리세스(213)의 바닥면(213BS))으로부터 샤프트(210)의 타단(211OE) 쪽으로 뚫리도록 형성된다. 구멍(214)은 예컨대 드릴링에 의해 형성될 수 있다. 다른 예로서, 샤프트(210)를 성형할 때, 구멍(214)에 대응하는 형상부를 갖춘 금형을 사용하여, 구멍(214)이 형성될 수 있다.
단계(S113)에 있어서, 사출 성형 시에 용융된 플라스틱 재료로 채워지는, 도 3에 도시된 회전방지부(217)와 도 6a 내지 도 6d에 도시된 회전방지부(217A, 217B, 217C, 217D)가 샤프트(210)에 형성된다. 회전방지부(217, 217A, 217B, 217C, 217D)는, 샤프트(210)를 성형할 때, 회전방지부(217, 217A, 217B, 217C, 217D)에 대응하는 형상부를 갖춘 금형을 사용하여 형성될 수 있다. 또는, 회전방지부(217, 217A, 217B, 217C, 217D)는 절삭, 드릴링 등에 의해 형성될 수 있다.
리세스(213)에 금속편(221)을 압입하는 단계(S120)에 의해, 금속편(221)이 샤프트(210)의 리세스(213)에 고정된다. 금속편(221)은 전술한 합금 재료에 의해 이루어진다. 금속편(221)은 전술한 마그넷(220)의 형상과 동일한 형상을 가진다. 리세스(213)와 금속편(221)은 금속편(221)이 리세스(213)에 압입에 끼워맞춤되는 치수를 가진다. 금속편의 압입은, 샤프트(210)를 지그로 고정한 상태에서 금속편(221)을 프레스 장치에 의해 리세스(213)로 가압하는 방식으로 행해질 수 있다. 리세스(213)에 구멍(214)을 형성하는 단계(S112)를 포함하는 실시예의 경우, 단계(S120)에 의해 금속편(221)에 의해 압축되는 리세스(213) 내의 공기가 구멍(214)에 수용된다.
단계(S140)에 있어서, 예컨대 착자 요크에 의해 금속편(221)이 N극과 S극을 갖고 소망하는 수준의 자력을 출력하도록 착자된다. 이에 의해, 금속편(221)은 전술한 마그넷(220)으로 될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 9에서 블록도로 도시하는 바와 같이, 센서 타겟의 제조 방법은, 금속편(221)을 착자시키는 단계(S140) 이전에 전술한 하우징(230)을 형성하는 단계(S130)를 포함한다. 하우징(230)은 플라스틱 재료로 이루어진다. 금속편(221)이 압입된 샤프트(210)의 일단(211IE) 및 일단(211IE)에 인접한 샤프트(210)의 부분을 금형에 삽입하고 플라스틱 재료로 사출 성형함으로써, 적어도 샤프트(210)의 일단(211IE) 및 금속편(221)을 덮어 금속편(221)의 분리를 방지하는 하우징(230)이 형성될 수 있다. 또한, 샤프트(210)가 전술한 플랜지(216)를 구비하는 경우, 단계(S130)에 의해 플랜지(216)의 전부를 덮는 하우징(230)이 형성될 수 있다. 하우징(230)을 형성하는 단계(S130)에 의해, 하우징(230)을 구성하는 플라스틱 재료가 회전방지부(217)로 유동하고 회전방지부(217)에서 경화하여, 하우징(230)의 샤프트(210)에 대한 회전을 방지하는 구조를 실현한다. 이 실시예에 있어서, 하우징(230)을 형성하는 단계(S130) 이후에 금속편(221)을 착자시키는 단계(S140)가 행해진다. 따라서, 마그넷(220)이 하우징(230)의 성형에 수반되는 고온으로 인해 열감자(thermal demagnetization)를 일으키는 것을 예방할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 10에서 블록도로 도시하는 바와 같이, 센서 타겟의 제조 방법은, 금속편(221)을 착자시키는 단계(S140) 이후에, 착자된 금속편(221)을 소정 온도에서 에이징하는 단계(S150)를 포함한다. 단계(S150)에 의해, 착자된 금속편(221)이 형성하는 마그넷(220)은, 휠 베어링이 장기간 고온에서 사용되어도, 열감자 없이 안정적으로 자기장을 발할 수 있다.
휠 베어링의 사용 환경의 온도 범위는 상온으로부터 고온에 이른다. 휠 베어링의 사용 중, 휠 베어링은 마찰 회전하는 요소들에 의해 장기간 고온에 노출되며, 이러한 고온은 약 150°C가 될 수 있다. 휠 베어링에 가해지는 고온으로 인해, 센서 타겟(200)도 고온에 의해 영향을 받는다. 고온의 영향에 의해 마그넷(220)의 열안정성이 악화되어 마그넷(220)은 불가역적 열감자를 일으키기 쉽다. 이 실시예에 있어서, 착자된 금속편(221)이 형성하는 마그넷(220)은, 휠 베어링이 가용되는 고온보다 높은 소정 온도에서 소정 시간 동안 에이징된다. 에이징된 마그넷(220)의 자력 출력이 소망의 수준 아래로 저하하지 않는 경우, 그러한 마그넷(220)을 갖춘 센서 타겟(200)의 제조가 완료될 수 있다. 또는 이와 관련하여, 금속편(221)의 착자 단계(S140)에서, 마그넷(220)의 에이징을 고려한 착자 강도로 금속편(221)이 착자될 수도 있다. 단계(S150)에서의 에이징의 일 예로서, 에이징은, 금속편(211)이 착자된 센서 타겟(200)을 고온 챔버 내에서 약 160°C의 온도에서 약 2시간 동안 유지함으로써 수행될 수 있다. 전술한 온도와 시간은 휠 베어링의 가용 온도에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에 따른 센서 타겟을 구비한 휠 베어링의 설명을 위해 도 11 및 도 12가 참조된다. 도 11 및 도 12에 도시하는 예에 의하면, 일 실시예에 따른 휠 베어링(100)은, 베어링 허브(110)와, 내륜(120)과, 외륜(130)과, 전동체(140)와, 베어링 허브(110)에 압입된 일 실시예에 따른 센서 타겟(200)과, 센서 타겟(200)에 의해 차량의 휠 회전을 감지하기 위한 적어도 하나의 휠 센서를 포함한다.
베어링 허브(110)는 구동 휠 또는 종동 휠과 같은 차량의 휠과 결합되어 회전축(A1)을 중심으로 하여 휠과 함께 회전하도록 구성된다. 도 11에 도시된 베어링 허브(110)는 종동 휠과 결합될 수 있다. 베어링 허브(110)는 중간이 막힌 원통체의 형상을 가진다. 베어링 허브(110)의 외측 축 방향(D3)의 단부에는 플랜지(113)가 형성되어 있다. 베어링 허브(110)는 플랜지(113)에서 휠 볼트(115)에 의해 휠과 결합된다. 베어링 허브(110)는 내측 축 방향(D4)의 단부에 외측 축 방향(D3)으로 오목한 리세스(114)를 가진다. 리세스(114)의 중심에 타겟 장착 보어(111)가 회전축(A1)과 동축으로 뚫려 있다. 또한, 베어링 허브(110)는 내측 축 방향(D4)의 단부에 코킹부(116)를 가진다. 코킹부(116)는 내륜(120)을 베어링 허브(110)의 외주면에 고정하고 내륜(120)에 예압을 부여할 수 있다.
내륜(120)은 베어링 허브(110)의 외주면과 결합된다. 베어링 허브(110)의 외주면이 내륜(120)의 내주면에 억지끼워맞춤되고 코킹부(116)에 의해 내륜(120)이 가압되어, 내륜(120)이 베어링 허브(110)에 고정될 수 있다. 따라서, 내륜(120)은 베어링 허브(110)와 함께 회전된다. 외륜(130)은 베어링 허브(110)의 일부와 내륜(120)의 일부를 둘러싸도록 배치된다. 외륜(130)은 차량의 샤시의 일부(예컨대, 너클(미도시))과 결합되어 고정될 수 있다. 복수의 전동체(140)는 베어링 허브(110)와 외륜(130)의 사이 및 내륜(120)과 외륜(130)의 사이에 배치된다. 도 11에 도시된 예에서, 전동체(140)는 볼이지만, 볼 이외의 전동체가 휠 베어링(100)에 채용될 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 예에 의하면, 휠 베어링(100)은 전동체(140)가 구름운동하는 공간으로 이물이 침입하는 것을 방지하는 외측 씨일(151)과 내측 씨일(152)을 구비한다. 외측 씨일(151)은 베어링 허브(110)의 외주면과 외륜(130)의 내주면 간의 환상 간극에 끼워맞춤되고, 내측 씨일(152)은 내륜(120)의 외주면과 외륜(130)의 내주면 간의 환상 간극에 끼워맞춤된다.
일 실시예에 따른 센서 타겟(200)은 베어링 허브(110)의 타겟 장착 보어(111)에 회전축(A1)과 동축으로 압입된다. 도 12에 도시된 예를 참조하면, 절결부(215)의 일단(215IE)이 타겟 장착 보어(111)의 외부에 위치하도록, 센서 타겟(200)이 타겟 장착 보어(111)에 압입된다. 또한, 센서 타겟(200)은, 내축 축 방향(D4)에서의 마그넷(220)의 끝이 내측 축 방향(D4)에서의 코킹부(116)의 끝 부근에 위치하도록, 타겟 장착 보어(111)에 압입된다. 베어링 허브(110)와 센서 타겟(200)의 사이에는 절결부(215)가 한정하는 공기 유동 통로(112)가 형성되며, 이 공기 유동 통로(112)는 타겟 장착 보어(111)와 베어링 허브(110)의 외부 사이에서 공기의 유동을 허용한다. 센서 타겟(200)이 타겟 장착 보어(111)에 압입될 때, 센서 타겟(200)의 타단(211OE)의 단면에 의해 압축되는 타겟 장착 보어(111) 내의 공기는, 공기 유동 통로(112)를 통해 타겟 장착 보어(111)의 외부로 배출된다. 그러므로, 타겟 장착 보어(111)의 막힌 끝과 센서 타겟(200)의 타단의 사이에는 대기압의 공기가 존재하여, 센서 타겟(200)은 그 압입 위치로부터의 이동 없이 압입 위치에 영구적으로 유지될 수 있다.
또한, 일 실시예의 휠 베어링(100)은 센서 타겟(200)을 덮어 외부의 이물로부터 센서 타겟(200)을 보호하는 센서 캡(160)을 구비한다. 센서 캡(160)은 외륜(130)의 외주면에 압입되어, 외륜(130)에 고정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 휠 베어링(100)은 센서 타겟(200)에 의해 휠의 회전을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 휠 센서를 포함한다. 휠 센서는 베어링 허브(110)에 대해 고정될 수 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 예를 참조하면, 일 실시예의 휠 베어링(100)은, 상기 적어도 하나의 휠 센서로서, 제1 휠 센서(170)와 제2 휠 센서(180)를 구비한다. 제1 휠 센서(170)와 제2 휠 센서(180)는, 예컨대 너클 또는 다른 샤시의 부품에 제거가능하게 결합되어, 베어링 허브(110)에 대해 고정될 수 있다. 다른 실시예의 휠 베어링은, 제1 휠 센서(170)와 제2 휠 센서(180) 중 어느 하나만을 구비할 수도 있고, 제1 휠 센서(170)와 제2 휠 센서(180) 이외의 휠 센서를 더 구비할 수도 있다.
제1 휠 센서(170)는 휠의 스피드를 검출하기 위한 센서가 될 수 있으며, 앤티로크 브레이크 시스템을 위해 사용될 수 있다. 제1 휠 센서(170)는 회전축(A1)의 외측 반경 방향(D1)으로 마그넷(220)과 대향하는 검지부(171)를 구비한다. 검지부(171)는 회전하는 마그넷(220)의 자기장 변화를 검출할 수 있는 검출 소자를 그 안에 가진다.
제2 휠 센서(180)는 회전축(A1)을 따라 마그넷(220)과 대향하는 검지부(181)를 구비한다. 검지부(181)는 회전하는 마그넷(220)의 자기장 변화를 검출할 수 있는 검출 소자를 그 안에 가진다. 제2 휠 센서(180)는 마그넷(220)의 자기장 변화로부터 휠의 회전 각도를 고분해능으로 검출하도록 구성될 수 있다. 도 12에 도시된 예에 의하면, 검지부(181)는 그 표면에서 센서 캡(160)의 표면과 밀착될 수 있다. 센서 캡(160)과 하우징(230)의 원반부(231)의 사이에는 약간의 공극이 존재하거나, 센서 캡(160)과 하우징(230)의 원반부(231)는 밀착될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회전축(A1)에 따르는 원반부(231)의 두께는 0.6mm 이하가 될 수 있다. 즉, 하우징(230)은, 마그넷(220)을 덮어 마그넷(220)의 분리를 방지하면서 마그넷(220)과 검지부(181) 간의 거리를 최소화한다. 그러므로, 일 실시예에 따른 센서 타겟(200)은, 마그넷(220)의 신뢰성 높은 고정을 달성할 수 있고 마그넷(220)과 검지부(181) 간의 거리를 최소화할 수 있으며 휠 베어링(100)의 컴팩트한 구조를 실현할 수 있다.
다른 실시예로서, 샤프트(210)는 다각형의 횡단면 형상을 가질 수 있고, 타겟 장착 보어(111)는 샤프트(210)의 다각형 횡단면 형상에 대응하는 횡단면 형상을 가질 수 있다. 마그넷(220)은 사각형 또는 장타원형의 판상 형상을 가질 수 있고, 리세스(213)는 그러한 마그넷의 압입을 허용하는 형상을 가질 수 있다.
다른 실시예로서, 샤프트(210)는 플랜지(216)를 구비하지 않을 수 있다. 이러한 실시예에서, 샤프트(210)는 원기둥 형상의 몸체부(211)의 일단의 단면에 리세스(213)가 형성될 수 있다. 또한, 샤프트(210)의 몸체부(211)는 몸체부(211)와 하우징(230) 간의 고정을 위한 부분을 가질 수 있다.
다른 실시예로서, 절결부(215)는 평평면(215FS)을 갖지 않고, 오목면을 가지는 홈의 형상을 가질 수 있다. 또한, 복수개의 절결부(215)가 샤프트(210)의 외주면에 형성될 수 있으며, 절결부(215)는 곡선 형상으로 연장할 수도 있다.
다른 실시예로서, 센서 타겟(200)은, 내축 축 방향(D4)에서의 마그넷(220)의 끝이 내측 축 방향(D4)에서의 코킹부(116)의 끝과 동일 선상에 또는 내측 축방향(D4)에서의 코킹부(116)의 끝보다 외측 축 방향(D3)으로 이격되도록, 타겟 장착 보어(111)에 압입될 수 있다. 또한, 센서 캡(160)은 코킹부(116)의 끝에 대한 마그넷(220)의 위치에 따라 외측 축 방향(D3) 또는 내측 축 방향(D4)으로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
다른 실시예로서, 센서 타겟의 제조 방법은, 하우징(230)을 형성하는 단계(S130)를 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 금속편(221)을 착자시키는 단계(S140)의 이후에, 금속편(221)을 에이징하는 단계(S150)가 수행될 수도 있다.
다른 실시예로서, 센서 타겟의 제조 방법은, 자화가능한 금속편(221)을 리세스(213)에 압입하는 단계 대신, 완전히 착자된 마그넷(220)을 리세스(213)에 압입하는 단계를 구비할 수도 있다. 이러한 실시예에서는, 하우징(230)을 형성하는 단계가 생략될 수도 있다.
다른 실시예로서, 휠 베어링은 베어링 허브(110)가 전동체(140)와 접촉하지 않고, 내륜(120)과 외륜(130)만이 전동체(140)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 휠 베어링은 내륜(120)을 구비하지 않을 수 있고, 베어링 허브(110)와 외륜(130)과 베어링 허브(110)와 외륜(130)의 사이에 배치된 전동체(140)를 구비할 수 있다.
전술한 실시예에서, 센서 타겟(200)이 압입되는 휠 베어링의 회전 요소로서, 베어링 허브(110)가 회전 요소의 일 예로서 기술된다. 센서 타겟(200)이 압입되는 휠 베어링의 회전 요소는, 휠 베어링의 구성 요소 중 임의의 회전 요소가 될 수 있다. 예컨대, 휠 베어링의 내륜이 베어링 허브를 덮도록 형성될 수도 있으며, 센서 타겟은 그러한 내륜에 그 회전축과 동축으로 압입될 수도 있다. 또한, 일 실시예의 센서 타겟은, 도 11에 도시된 종동 휠용 베어링 허브(110) 이외에, 구동 휠용 베어링 허브에 장착될 수도 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시하는 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (21)

  1. 휠 베어링의 회전 요소에 고정되는 센서 타겟이며,
    상기 회전 요소에 상기 회전 요소의 회전축과 동축으로 압입되도록 구성되고 길이 방향의 일단에 리세스를 구비하는 샤프트와,
    상기 리세스에 고정되는 마그넷을 포함하는
    센서 타겟.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트는 외주면에, 상기 길이 방향으로 상기 일단과 대향하는 타단으로부터 상기 일단을 향해 연장하는 적어도 하나의 절결부를 구비하고,
    상기 절결부는 상기 회전 요소와 상기 샤프트 사이에 공기 유동 통로를 한정하도록 구성되는,
    센서 타겟.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷이 상기 리세스에 압입됨으로써 상기 리세스에 고정되는,
    센서 타겟.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 샤프트는, 상기 리세스 내에 상기 마그넷에 의해 압축되는 공기를 수용하는 적어도 하나의 구멍을 구비하는,
    센서 타겟.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리세스에 고정된 상기 마그넷과 상기 일단을 덮도록 구성된 하우징을 더 포함하는,
    센서 타겟.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 샤프트는, 상기 하우징의 일부가 채워지고 상기 하우징의 상기 샤프트에 대한 회전을 방지하도록 구성된 회전방지부를 구비하는,
    센서 타겟.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전방지부는 오목부, 구멍, 절결부 및 홈 중 하나로 형성된,
    센서 타겟.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 샤프트는 외주면에 상기 회전 요소와 상기 샤프트 사이에 공기 유동 통로를 한정하도록 구성된 절결부를 구비하고,
    상기 회전방지부는 상기 샤프트의 중심축에 대하여 상기 절결부의 반대측에 위치하는,
    센서 타겟.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 일단에 상기 샤프트의 중심축의 반경 외측 방향으로 돌출하는 플랜지를 구비하고, 상기 하우징은 상기 마그넷과 상기 플랜지를 덮도록 구성되는,
    센서 타겟.
  10. 휠 베어링의 회전 요소에 고정되는 센서 타겟의 제조 방법이며,
    상기 회전 요소에 상기 회전 요소의 회전축과 동축으로 압입되도록 구성되고 길이 방향의 일단에 리세스를 구비하는 샤프트를 제공하는 단계와,
    상기 리세스에 자화가능한 금속편을 압입하는 단계와,
    상기 금속편을 착자시키는 단계를 포함하는
    센서 타겟의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트를 제공하는 단계는, 상기 길이 방향으로 상기 일단과 대향하는 타단으로부터 상기 일단을 향해 연장하는 적어도 하나의 절결부를 상기 샤프트의 외주면에 형성하는 단계를 구비하는,
    센서 타겟의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트를 제공하는 단계는, 상기 리세스 내에 적어도 하나의 구멍을 형성하는 단계를 구비하고,
    상기 리세스에 자화가능한 금속편을 압입하는 단계에 의해 상기 금속편에 의해 압축되는 상기 리세스 내의 공기가 상기 구멍에 수용되는,
    센서 타겟의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 금속편을 착자시키는 단계 이전에, 상기 금속편이 압입된 상기 샤프트의 일단을 사출 성형하여 상기 금속편과 상기 일단을 덮는 하우징을 형성하는 단계를 더 포함하는
    센서 타겟의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 샤프트를 제공하는 단계는, 용융된 플라스틱 재료가 채워지는 회전방지부를 상기 샤프트에 형성하는 단계를 구비하는,
    센서 타겟의 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 착자된 금속편을 소정 온도에서 에이징하는 단계를 더 포함하는
    센서 타겟의 제조 방법.
  16. 차량의 휠과 결합되어 회전축을 중심으로 상기 휠과 함께 회전하도록 구성된 베어링 허브와,
    상기 베어링 허브의 일부를 둘러싸는 외륜과,
    상기 베어링 허브와 상기 외륜의 사이에 배치된 복수의 전동체와,
    상기 베어링 허브에 고정되는 센서 타겟과,
    상기 베어링 허브에 대해 고정되고 상기 센서 타겟에 의해 상기 휠의 회전을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 휠 센서를 포함하고,
    상기 센서 타겟은,
    길이 방향의 일단에 위치하는 리세스와 상기 길이 방향으로 상기 일단과 대향하는 타단으로부터 상기 일단을 향해 연장하고 외주면에 위치하는 적어도 하나의 절결부를 구비하고 상기 베어링 허브에 상기 회전축과 동축으로 압입되도록 구성된 샤프트와,
    상기 리세스에 압입되는 마그넷을 포함하는,
    휠 베어링.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 절결부에 의해 상기 베어링 허브와 상기 샤프트 사이에 공기 유동 통로가 형성되는,
    휠 베어링.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 리세스 내에 상기 마그넷의 의해 압축된 공기를 수용하는 적어도 하나의 구멍을 구비하는,
    휠 베어링.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 센서 타겟은 상기 리세스에 압입된 상기 마그넷과 상기 일단을 덮는 하우징을 더 포함하는,
    휠 베어링.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 휠 센서는 상기 회전축의 방향으로 상기 마그넷과 대향하는 검지부를 구비하는,
    휠 베어링.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 휠 센서는 상기 회전축의 외측 반경 방향으로 상기 마그넷과 대향하는 검지부를 구비하는,
    휠 베어링.
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