KR0161314B1 - 클러치 슬리브 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 클러치슬리브는 중공원통체의 내주에 형성된 스플라인치형과, 스플라인치형과 클러치기어의 치형의 결합을 안내하기 위해 다수의 스플라인치형의 각각의 단부에 제공된 모따기부와, 상기 스플라인치형의 단부를 보강하기 위해 모따기부 근처에 제공된 보강부와, 스플라인치형과 클러치기어의 치형의 결합을 소정위치에서 유지시키기 위해 인접한 두개의 스플라인치형의 기부사이에 제공된 스토퍼부를 구비한다. 상기 모따기부, 보강부 및 스토퍼부는 프레스작업에 의해 동시에 성형된다.

Description

클러치 슬리브 및 그 제조방법

제1도는 본 발명의 클러치 슬리브를 제조하는데 사용되는 프레스기의 구성을 나타내는 단면도.

제2도는 본 발명의 클러치슬리브용 블랭크를 나타내는 평면도.

제3도는 제2도의 선 III-III을 따라 취한 단면도.

제4도는 프레스기의 맨드릴의 요부를 나타내는 확대정면도.

제5도는 제4도의 선 V-V를 따라서 취한 단면도.

제6도는 제4도의 선 VI-VI를 따라서 취한 단면도.

제7도는 블랭크를 프레스기로 프레스한 상태를 나타내는 단면도.

제8도는 프레스기에 의해 성형된 블랭크의 일부의 상세구조를 나타내는 확대사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 블랭크 2 : 다이

3 : 맨드릴 4 : 녹아웃 슬리브

5 : 펀치 6 : 제한부재

7 : 다이홀더 8 : 압축스프링

9 : 맨드릴홀더 10 : 압축스프링

11 : 녹아웃 핀 12 : 펀치홀더

13 : 삽입공 14 : 스플라인치형

15 : 환형홈 16 : 돌출부

17 : 오목부 18 : 모따기성형부

19 : 구면성형부 20 : 보강부성형부

21 : 스토퍼성형부 22 : 베이스부재

24 : 모따기부 25 : 돌출보강부

26 : 구면 27 : 스토퍼부

29 : 포크홈

본 발명은 자동차등의 변속기의 일부품인 클러치슬리브와 클러치의 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 변속기속에 제공된 클러치 슬리브는 싱크로나이저 링과 클러치기어와 결합하도록 내면에 스플라인치형을 갖는다. 각각의 스플라인치형에는 그 단부에 모따기부가 형성된다. 모따기부는 싱크로나이저 링과 클러치기어와 결합을 위한 안내면으로서 작용한다. 모따기부는 그 내측코너에서 구면을 갖는다. 종래의 방법에서 이런 클러치슬리브의 스플라인치형의 단부는 절삭가공에 의해 성형된다. 보다 구체적으로 설명하여 양면이 소정 각도로 경사진 맞배지붕 형상을 갖는 모따기부를 성형하기 위해 절삭 공구를 사용하여 스플라인 치형의 양단부가 절삭된다. 이후 모따기부의 내주면과 코너가 연삭공구에 의해 매끈한 면으로 마무리 된다.

일본국 특허 공보 제56-33172호는 냉간소성 가공에 의해 각 스플라인치형의 단부상에 모따기부를 성형하고 스플라인치형의 측면에 역테이퍼부를 성형하는 방법을 제시하고 있다. 역테이퍼부는 모따기부의 성형공정에서 생긴 과다금속을 스플라인치형의 축방향으로 압출하여 성형된다. 역테이퍼부는 클러치결합이 헐거워지는 것을 방지한다.

모따기부를 성형하기 위해 각 스플라인치형의 단부를 절삭하는 방법에 있어서 단부를 소정각도로 정확히 절삭하기란 매우 어려웠다. 또한, 절삭 가공중에 생긴 핀을 제거할 필요가 있었다. 이것은 작업 노동량과 제조비를 상승시켰다.

냉간소성 가공에 의한 모따기부 및 역테이퍼부의 성형방법은 모따기부와 역테이퍼부를 동시에 성형한다는 이점을 갖는다. 그러나, 이 방법은 소성 변형에 기인한 스플라인치형의 단부의 강도가 저하하여 작동중에 손상을 입기 쉬운 스플라인치형을 만드는 결점을 갖는다. 또한, 이 방법은 모따기부를 성형하기 위한 냉간소성 가공으로 스플라인치형의 단부를 압축하여 스플라인치형의 유효길이를 짧게하는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 클러치슬리브 및 클러치슬리브 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 충분한 강도를 갖는 스플라인치형이 형성된 클러치슬리브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 보다 용이하게 성형할 수 있는 모따기부를 갖는 스플라인치형이 형성된 클러치슬리브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 내구성의 클러치슬리브를 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 클러치슬리브의 제조방법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 클러치슬리브는 중공의 원통체와, 상기 중공원통체의 내주에 형성된 다수의 스플라인치형과, 상기 스플라인치형과 클러치기어의 치형의 결합을 안내하기 위하여 다수의 스플라인치형의 각 단부에 제공된 모따기부와, 상기 스플라인치형의 단부를 보강하기 위해 모따기부 근처에 제공된 보강부로 구성된다.

상기 클러치슬리브에는 또한, 상기 클러치슬리브는 또한 스플라인치형과 클러치기어의 치형의 결합을 소정위치에서 유지시키기 위해 인접한 두개의 스플라인치형의 기부사이에서 클러치슬리브의 축방향으로 오목하게 제공된 스토퍼부가 제공될 수 있다.

모따기부의 내측코너에는 구면을 성형하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 내주에 다수의 스플라인치형을 갖는 중공블랭크를 형성하는 단계와, 프레스가공에 의해 다수의 스플라인치형의 각 단부에 모따기부와 보강부를 동시에 성형함에 있어서 모따기부는 스플라인치형과 클러치기어의 치형의 결합을 안내하고 보강부는 모따기부 근처에서 스플라인치형의 단부를 보강하도록 성형하는 단계로 구성되는 클러치슬리브의 제조방법에 관한 것이다.

모따기부와 보강부가 성형됨과 동시에 스토퍼부가 성형되며 스토퍼부는 스플라인치형과 클러치기어의 치형의 결합을 소정위치에서 유지하기 위하여 두개의 인접한 스플라인치형의 기부사이에 위치함을 생각할 수 있다. 또한, 모따기부가 성형됨과 동시에 모따기부의 내측코너에 구면을 성형하는 것을 생각할 수 있다.

보강부는 모따기부의 성형공정에서 생긴 과다금속부를 블랭크의 벽쪽으로 압출하므로써 성형될 수 있다.

또한, 스플라인치형의 양단부에 모따기부와 보강부를 동시에 성형하는 것이 바람직하다.

모따기부 근처에 제공되는 보강부는 모따기부가 성형되는 스플라인치형의 단부를 효과적으로 보강한다. 또한 오목한 스토퍼부는 스플라인치형의 유효길이를 증대시키고 스플라인치형과 클러치기어치형의 충분한 결합부를 확보한다.

모따기부와 보강부는 1회의 프레스가공에 의해 동시에 성형된다. 이렇게하면 스플라인치형의 단부를 보강하기 위한 보강부를 갖는 클러치슬리브의 제조를 간단히 한다.

또한, 모따기부를 성형할때 스토퍼와 구면이 동시에 성형된다. 따라서 충분한 결합부와 부드러운 결합을 보장하는 클러치슬리브가 용이하고 저렴한 비용으로 제조될 수 있다.

보강부는 모따기부의 성형공정에서 생긴 과다금속부를 사용하여 형성된다. 모따기부의 성형공정에서 생기는 과다금속이 유용하게 활용될 수 있어 제조비를 절감시킬 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부도면을 참고로 하는 다음의 상세한 설명으로 부터 보다 명백히 이해될 것이다.

제1도는 본 발명의 클러치 슬리브형태로 블랭크를 프레스하기 위한 프레스기를 나타내는 단면도. 이 프레스기는 블랭크(1)의 외주를 고정하기 위한 다이(2)와, 다이(2)에 의해 고정되는 블랭크(1)의 하단부를 성형하기 위한 맨드릴(3)과, 성형된 블랭크(1)을 밀어올리기 위한 녹아웃(knock-out)슬리브(4)와, 블랭크(1)의 상단부를 성형하기 위한 펀치(5)와, 성형중에 블랭크(1)의 상면을 제한하기 위한 제한부재(6)으로 구성된다.

다이(2)는 다이홀더(7)에 의해 지지되며, 수직방향 또는 축방향으로 움직일 수 있다. 보통다이(2)는 다이(2)의 상부 외주에 형성된 단차부(a)가 다이홀더(7)의 상부내주에 형성된 단차부(b)와 접촉하게 되는 상승위치에 있도록 압축스프링(8)에 의하여 상향으로 가압된다.

맨드릴(3)은 맨드릴홀더(9)에 의해 지지되며, 수직방향으로 움직일 수 있다. 맨드릴(3)은 보통 맨드릴(3)의 하부외주에 형성된 단차부(c)가 맨드릴홀더(9)의 상부내주에 형성된 단차부(d)와 접촉하게 되는 상승위치에 있도록 압축스프링(10)에 의해 상향으로 가압된다.

녹아웃 슬리브(4)는 맨드릴(3)의 주위에 슬라이드 가능하게 지지된다. 프레스 작업이 끝났을때 녹아웃 슬리브(4)가 녹아웃핀(11)에 의해 상향으로 가압되어 성형된 블랭크(1)을 다이로 부터 해제시킨다.

펀치(5)는 구동기구(도시하지 않음)에 의해 수직방향으로 움직이는 펀치홀더(12)에 의해 고정된다. 제한부재(6)은 펀치(5)와 결합되는 삽입공(13)을 갖는 원통형부재로 구비한다. 제한부재는 가이드기구(도시하지 않음)에 의해 지지되며 가이드기구에 의해 수직방향으로 움직인다. 하강시에 펀치(5)는 제한부재(6)의 삽입공(13)속에 삽입되며, 그후 펀치(5)와 제한부재(6)이 일체로 수직방향으로 움직인다.

블랭크(1)은 제2도와 제3도에 도시하는 바와같이 중공의 원통형이며 그 내주에는 사다리꼴 단면을 갖는 스플라인 치형이 형성된다. 이 스플라인 치형은 브로칭에 의해 형성된다. 스플라인치형(14)주위의 블랭크(1)의 상단면과 하단면에는 환형홈(15)가 형성된다. 상기 각각의 스플라인치형(14)는 각기 상하단부가 돌출부(16)을 갖는다. 돌출부(16)은 블랭크(1)의 요부의 상하단면으로 부터 상하방으로 돌출한다.

제4도 내지 제6도에 도시하는 바와같이, 맨드릴(3)은 그 상부외주에 블랭크(1)의 스플라인 치형(14)와 결합되는 사다리꼴 단면을 갖는 특정갯수의 오목부(17)이 형성된다. 각 오목부(17)의 하부에는 모따기성형부(18)과 구면성형부(19)가 제공된다. 모따기 성형부(18)은 스플라인치형(14)의 하단부에서 모따기부(24)를 성형하기 위해 V형 오목부의 형태를 갖는다. 구면성형부(19)는 스플라인치형(14)의 하부 내측코너를 구면(26)으로 성형하도록 되어 있다.

모따기성형부(18)의 외측에는 스플라인치형(14)의 하단부를 보강하기 위해 모따기부(24)의 근처의 스플라인치형(14)의 하측기부상에서 보강부(25)를 성형하기 위한 오목부인 보강부 성형부(20)이 제공된다.

또한, 인접 보강부 성형부(20)사이에는 스토퍼 성형부가 제공된다. 이 스토퍼성형부(21)은 인접한 스플라인치형(14)의 기부사이에 스토퍼부(27)을 성형하기 위한 돌출부이다. 스토퍼부(27)은 소정위치에서 스플라인치형(14)와 클러치기어의 치형의 결합을 유지시킨다.

펀치(5)는 그 하단부에 맨드릴(3)의 모따기 성형부(18), 구면성형부(19), 보강성형부(20) 및 스토퍼성형부(21)을 갖는 오목부(17)에 대칭형으로 대응하는 모따기성형부, 구면성형부, 보강성형부 및 스토퍼성형부를 갖는 오목부가 형성된다.

이하, 상술한 프레스기의 사용으로 클러치슬리브를 제조하기 위한 방법을 설명한다. 먼저, 제1도에 도시한 바와같이, 블랭크(1)이 다이(2)의 상승위치에서 다이속에 삽입되거나 결합되며 블랭크(1)의 하단부는 맨드릴(3)의 상단부상에 놓여진다. 그후 펀치(5)는 하향이동하고 펀치(5)의 하단부가 제7도에 도시하는 바와같이 블랭크(1)의 상단부와 결합된다. 그후 프레스작업이 실시된다.

특히 펀치(5)가 하강할때 펀치(5)의 하단부가 먼저 제한부재(6)의 삽입공(13)속에 삽입된다. 그후 펀치(5)와 제한부재(6)은 일체로 하향이동하고 제한부재(6)은 다이(2)속에 놓여진 블랭크(1)의 상면과 접촉하게 된다. 펀치(5)가 더욱 하강함에 따라서 블랭크(1)은 압축스프링(10)의 가압력에 대항하여 맨드릴(3)을 하향으로 가압한다.

맨드릴(3)은 맨드릴(3)의 바닥단부가 베이스부재(22)의 상면에 도달할때까지 블랭크(1)에 의해 하방으로 밀어진다. 따라서, 맨드릴(3)은 베이스부재(22)의 상면에서 정지된다. 펀치(5)가 더욱 하향하면 맨드릴(3)의 상단부에 대하여 블랭크(1)을 가압하는 한편 다이(2)는 블랭크(1)의 외주를 제한한다. 한편, 펀치(5)의 하단부는 블랭크(1)의 상단부를 가압한다. 이런 방식으로 블랭크(1)의 상하단부, 특히 스플라인치형(14)의 상하단부는 프레스작업에 의하여 특정형상으로 냉간가공된다.

보다 구체적으로 설명하면 펀치(5)의 가압력하에서 맨드릴(3)의 상단부상의 V형 오목부형태의 모따기 성형부(18)은 스플라인치형(14)의 하단부를 변형시켜 맞배지붕형을 갖는 모따기부(24)를 성형한다. 맞배지붕형은 소정 경사각을 갖는 경사면에 의해 이루어진다. 모따기부(24)의 성형이외의 오목한 보강부 성형부(20)에 의해 모따기부(24) 근처에는 돌출보강부(25)가 성형된다.

또한, 모따기부(24)와 보강부(25)가 동시에 성형될때 모따기성형부(18) 보다 내측에 위치하는 구면성형부(19)에 의해 구면(26)이 성형된다.

모따기부, 보강부 및 구면성형부 이외에도 맨드릴(3)의 인접 보강부 성형부(20)사이에 제공된 돌출스토퍼 성형부(21)에 의해 오목 스토퍼부(27)이 성형된다.

마찬가지로 블랭크(1)의 상단부가 펀치(5)에 의해 가압되어 블랭크(1)의 스플라인치형의 상단부에 모따기부(24), 보강부(25), 구면(26) 및 스토퍼부(27)을 성형한다.

프레스작업이 끝나면 펀치(5) 및 제한부재(6)이 모두 들어올려지고 녹아웃 핀(11)이 녹아웃슬리브(4)를 상향으로 밀어 성형된 블랭크(1)을 다이(2)로 부터 제거한다. 그후 이 성형된 블랭크(1)은 브로칭에 의해 마무리되며, 제8도에 도시한 바와같이 압연가공되어 클러치 결합의 헐거움을 방지하기 위하여 스플라인치형(14)의 양측의 역테이퍼부(22)와 블랭크(1)의 외주의 포크홈(29)를 형성한다. 또한, 스플라인치형(14)의 내면상의 소정부분에 나이서 홈(도시하지 않음)이 형성되며 최종적으로 블랭크(1)을 열처리하여 클러치 슬리브가 만들어진다.

상술한 바와같이, 맨드릴(3)과 펀치(5)에 의해 스플라인치형(14)의 상하단부에 모따기부(24)가 성형됨과 동시에 맨드릴(3)의 보강부성형부(20)과 펀치(5)에 의해 스플라인치형(14)의 상하기부에는 보강부(25)가 성형된다. 보강부(25)는 모따기부(24)를 성형하는 공정에서 생긴 과량의 금속부를 블랭크(1)의 벽쪽으로 트랜스퍼링 또는 압출하여 성형된다. 스플라인치형(14)의 상하단부상에 형성된 보강부(25)는 스플라인치형(14)의 상하단부를 효과적으로 보강한다.

따라서, 모따기부(24)상에 핀이 생김없이 프레스작업에 의해 모따기부(24)가 소정 형상으로 용이하고 정확히 성형된다. 또한, 모따기부(24)의 냉간소성 성형에 의해 생기는 강도의 저하는 동시 성형된 보강부(25)에 의해 효과적으로 보상된다.

또한, 모따기부(24)가 프레스작업에 의해 성형됨과 동시에 스플라인치형(14)의 내측 코너부에는 구면(26)이 형성된다. 이 구면(26)은 싱크로나이저링, 클러치기어 같은 다른 부품과, 클러치슬리브가 용이하게 결합하게 하여 변속기내에서 부드럽게 변속되도록 한다.

또한, 인접 스플라인치형(14)의 기부사이에는 오목스토퍼부(27)이 성형된다. 이것은 스플라인치형(14)의 유효길이를 보다 크게 만들어 클러치기어와 결합하기 위한 보다 큰 결합부를 스플라인치형에 부여한다.

또한, 프레스기에 의해 블랭크(1)의 상하단부가 가압되어 모따기부(24)를 형성한 후에 블랭크(1)의 외주에는 포크홈(29)가 성형된다. 따라서, 프레스 가공중에 블랭크(1)이 좋지않게 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 구체적으로 설명하여 프레스가공전에 블랭크(1)의 외주에 포크홈(29)가 성형되는 경우에 프레스가공에서 포크홈(29)때문에 블랭크(1)의 강성이 예기치않게 떨어진다. 이 때문에 프레스 가공의 부하에 의해 블랭크(1)이 불필요한 변형을 일으키기 쉽다. 이점에 비추어볼때 프레스가공전에 블랭크(1)에 포크홈을 성형하지 않는 방법은 블랭크가 불충분한 강성때문에 잘못변형되는 것을 확실하게 방지한다.

상기 구체예에서 프레스다이, 예를들어 맨드릴(3)과 펀치(5)를 구비하는 프레스기에 의하여 블랭크(1)의 상하단부가 동시에 성형된다. 그러나, 서로 다른 시간에 상단부와 하단부를 성형할 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명에 따르면 프레스기를 사용하여 블랭크에 형성된 스플라인치형의 상하단부에 모따기부가 성형된다. 동시에 프레스기의 맨드릴과 펀치에 제공된 보강부성형부에 의하여 모따기부의 성형공정에서 생긴 과다금속부를 블랭크(1)의 벽쪽으로 압출하여 보강부가 성형된다. 이들 보강부는 냉간 소성가공에 의해 성형된 스플라인치형의 상하단부를 보상할 것이다. 따라서, 스플라인치형이 원하는 강도로 효과적으로 유지된다. 또한, 모따기부상의 핀이 생김없이 모따기부가 용이하게 필요형상으로 용이하게 성형될 수 있어 표면 거칠기를 향상시킬 것이다.

또한, 모따기부가 성형됨과 동시에 스플라인치형의 내측코너에는 프레스가공에 의해 용이하게 구면이 성형된다. 이 구면은 클러치슬리브가 신크로나이저링, 클러치기어같은 다른 부품과 원활하게 결합하게 하므로 변속기에서의 변속 감각을 향상시킨다.

또한, 모따기부가 성형됨과 동시에 프레스가공에 의해 인접 스플라인치형의 기부에 스토퍼부가 성형된다. 스토퍼부는 오목한 형태로서 스플라인치형의 유효길이를 증대시키며, 냉간소성가공에서 스플라인치형의 단부의 압축에 의해 생긴 스플라인치형의 길이감소를 보상한다. 모따기부가 성형됨에도 불구하고 클러치기어등과의 충분한 결합부가 스플라인치형에 제공될 수 있다.

Claims (8)

1. 중공의 원통체와 상기 중공원통체의 내주에 형성된 다수의 스플라인치형(14)과, 상기 스플라인치형(14)과 클러치기어의 치형의 결합을 안내하기 위하여 다수의 스플라인치형(14)의 각 단부에 제공된 모따기부(24)과, 상기 스플라인치형(14)의 단부를 보강하기 위해 모따기부(24) 근처에 제공된 보강부(25)로 구성되는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브.
2. 제1항에 있어서, 상기 클러치슬리브는 또한 스플라인치형(14)과 클러치기어의 치형의 결합을 소정위치에서 유지시키기 위해 인접한 두 개의 스플라인치형(14)의 기부사이에서 클러치슬리브의 축방향으로 오목하게 제공된 스토퍼부(27)로 구성되는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브.
3. 제1항에 있어서, 상기 모따기부(24)에는 내측 코너에 구면(26)이 성형되는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브.
4. 내주에 다수의 스플라인치형(14)을 갖는 중공의 블랭크(1)를 형성하는 단계와, 프레스가공에 의해 다수의 스플라인치형(14)의 각 단부에 모따기부(24)와 보강부(25)를 동시에 성형함에 있어서 모따기부(24)는 스플라인치형(14)과 클러치기어의 치형의 결합을 안내하고 보강부(25)는 모따기부(24)근처에서 스플라인치형(14)의 단부를 보강하도록 성형하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 성형단게에서 모따기부(24)와 보강부(25)가 성형됨과 동시에 스토퍼부(27)가 성형되며, 스토퍼부(27)는 스플라인치형(14)과 클러치기어의 치형의 결합을 소정위치에서 유지시키기 위해 인접한 두개의 스플라인치형(14)의 기부사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 성형단계에서 모따기부(24)가 성형됨과 동시에 모따기부(24)의 내측코너에 구면(26)이 성형되는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브의 제조방법.
7. 제4항에 있어서, 상기 성형단계에서 상기 보강부(25)는 모따기부(24)의 성형공정에서 생긴 과다 금속부를 블랭크(1)의 벽쪽으로 트랜스퍼링하여 성형되는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브의 제조방법.
8. 제4항에 있어서, 상기 성형단계에서 상기 스플라인치형(14)의 양단부에는 모따기부(24)와 보강부(25)가 동시에 성형되는 것을 특징으로 하는 클러치슬리브의 제조방법.