KR101209862B1 - 디스크 및 이의 제조방법과, 디스크를 갖는 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 및 이의 제조방법과, 디스크를 갖는 동력전달장치에 관한 것으로서, 이 디스크는 가동자에 인가된 전원에 따라 발생하는 자기플럭스의 흐름을 제어하기 위한 슬롯이 형성된 분할판재를 적층시켜서 이루어진다. 이에 따라 박판인 분할판재에 슬롯을 형성시키는데 용이할 뿐만 아니라, 다수의 슬롯을 형성시킬 수 있으므로 자력의 세기가 증대되어 동력단속의 정확성을 향상시킬 수 있다.

Description

디스크 및 이의 제조방법과, 디스크를 갖는 동력전달장치{DISK AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, TRANSMITTING POWER HAVING THE DISK}

본 발명은 동력단속의 정확성을 향상시키기 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기플럭스의 흐름을 제어하는 슬롯의 개수를 증가시켜 자력의 세기를 증대시킴으로써 동력단속의 정확성을 향상시키는 디스크 및 이의 제조방법과, 디스크를 갖는 동력전달장치에 관한 것이다.

자동차에는 공기조화시스템이 구비되어 있으며, 이 공기조화시스템은 압축기를 포함하고 있다. 이 압축기는 풀리를 통해 엔진의 동력을 전달받으며, 전자클러치의 단속작용에 의해 동력을 선택적으로 전달받게 된다. 이러한 전자클러치의 단속작용에 의해 선택적으로 증발기로부터 공급된 냉매의 압축이 이루어지게 되며, 압축된 냉매는 응축기로 보내진다. 이와 같이, 압축기는 전자클러치의 단속작용을 통해 선택적으로 공기조화시스템의 구동이 이루어지게 된다.

그러면 여기서, 단속작용이 이루어지는 전자클러치의 구성에 대해 살펴보기로 한다.

도 1은 기존의 전자클러치의 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 전자클러치는 벨트에 의해 엔진과 연결되는 풀리 조립체(Pulley Assembly)와, 허브(1)에 의해 압축기의 구동축(2)에 스플라인 결합되는 허브 조립체(Hub Assembly)와, 허브(1)에 결합되어 풀리(3)의 마찰면에 밀착되거나 풀리(3)의 마찰면으로부터 이격되어 엔진의 동력을 압축기의 구동축(2)으로 선택적으로 전달하는 디스크(Disk; 4)와, 디스크(4)가 풀리(3)로 밀착 또는 이격될 수 있도록 자속을 발생시키는 코일(5) 및 코일(5)을 수납하는 코일하우징(6)을 포함하는 필드코일 조립체(Field Coil Assembly)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 전자클러치의 동작에 있어, 코일(5)에 전원이 인가되면 전자기장에 의해 디스크(4)가 풀리(3)의 마찰면에 밀착되며, 이에 풀리(3)의 회전력이 디스크(4)로 전달되게 된다. 또한, 디스크(4)에 결합된 허브(1) 및 압축기의 구동축(2)이 연동되면서 압축기의 구동이 이루어지게 되는 것이다. 한편, 코일(5)로의 전원공급이 차단되면 전자기장이 소멸되면서 기구적인 탄성의 복원요소(미도시)에 의해 디스크(4)가 풀리(3)의 마찰면으로부터 이격되며, 이에 압축기의 구동이 정지되게 된다.

이와 같은 동력전달 메카니즘을 갖는 전자클러치에서 자력의 세기가 강하지 못할 경우, 압축기의 오작동이 이루어지거나, 디스크(4)와 풀리(3)가 완벽하게 밀착되지 못하여 디스크(4)와 풀리(3)의 마찰면이 손상될 수 있다.

한편, 자력의 세기는 풀리(3), 디스크(4) 및 코일하우징(6)을 경유하는 자기플럭스의 흐름과 관련되는데, 풀리(3), 디스크(4) 및 코일하우징(6)을 경유하는 자기플럭스의 흐름으로는 자력의 세기를 증대시키는데 한계가 있다.

이에 자기플럭스의 흐름을 제어하여 자력의 세기를 증대시키는 방안이 제시되고 있는데, 그 하나의 방법이 자기플럭스 흐름을 제어하는 슬롯을 풀리(3) 및 디스크(4)에 형성시키는 것이다. 이는 자기플럭스가 공극(대기)을 만나면 흐르지 못하고 인접한 전도체로 흐르는 특징을 이용한 것이다. 이와 같이, 자기플럭스가 인접한 전도체로 이동하는 과정을 폴(Pole)이라 정의하며, 이 폴의 회수에 대응하여 4폴 클러치, 6폴 클러치, 8폴 클러치 등등 이라고 정의한다. 폴의 회수가 많을수록 자력의 세기도 증대되는 특징이 있다. 도 1의 경우는 풀리(3)와 디스크(4) 사이에서 ②, ③, ④ 및 ⑤를 거치는 4폴 클러치의 경우를 도시하고 있다.

그런데, 이 슬롯은 풀리(3)와 디스크(4)가 밀착되는 한정된 면적 내에 형성시켜야 하므로, 슬롯의 개수를 증가시키는데 한계가 있다. 즉, 슬롯을 형성시키기 위해 통상 펀칭 가공을 이용하게 되는데, 풀리(3) 및 디스크(4)의 두께가 비교적 두꺼워 펀치의 수명이 짧아질 뿐만 아니라, 프레스 공법을 이용하는 펀칭 가공은 풀리(3) 및 디스크(4)의 변형을 유발시키므로 추가 가공 공정이 필요하게 되며, 이 같은 펀칭 가공에 의한 변형은 회전중심축을 중심으로 서로 다른 거리에 위치하는 슬롯열들을 다수 형성시키는데 더욱 어려운 요소로 작용한다. 이에 워터젯(water jet) 절단방식 및 레이저젯(laser jet) 절단방식을 이용한 가공 방법도 있으나, 이는 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.

한편, 필드코일 조립체에 전원이 인가되면 전자기장에 의해 풀리(3) 및 디스크(4) 내에 맴돌이 전류(Eddy Current)가 형성되는데, 이 맴돌이 전류는 자기플럭스의 흐름을 방해하는 요소로 작용하게 된다. 이에 맴돌이 전류에 의한 자기플럭스의 손실이 발생하는 문제점이 있다.

그리고, 디스크(4)가 풀리(3)에 밀착될 때에 밀착에 따른 디스크(4)에서의 고유 진동으로 인해 노이즈가 발생하는데, 이 노이즈는 해당 전자클러치가 적용된 제품 사용자에게 불쾌감을 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 슬롯 형성에 단순 제조 공정을 적용하여 제조 비용을 절감하고, 맴돌이 전류 저감을 통해 자기플럭스를 증대시켜 자력의 세기를 증대시킴으로써 동력단속의 정확성을 향상시키고, 밀착 동작에 따른 노이즈를 감소시킬 수 있는 디스크 및 이의 제조방법과, 디스크를 갖는 동력전달장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원 인가에 따라 발생하는 자기플럭스의 흐름을 제어하기 위한 슬롯을 형성시킨 디스크에 있어서, 상기 디스크는 상기 디스크를 다수로 분할한 분할판재를 적층하여서 된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 슬롯은 상기 분할판재의 회전중심축을 중심으로 방사상으로 형성되며, 상기 회전중심축으로부터 서로 다른 거리에 위치하는 슬롯열들로 이루어진다. 또한, 상기 슬롯은 이웃하는 분할판재에서 형성 위치가 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 원주 상으로 적어도 하나 이상의 슬롯열들을 가지는 자기플럭스 유도를 위한 디스크로서, 다음을 포함하는 것: 상기 슬롯의 성형을 위한 냉간파단 방식의 타공 공정 시 공구의 내구성 유지와 허용되는 최소의 간격으로 가공이 가능하며, 그리고 변형력 범위 내의 얇은 두께를 가지는 분할판재; 및 상기 분할판재를 적층하여서 된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 냉간파단 타공은 접촉방식 또는 비접촉방식을 이용할 수 있다.

그리고, 본 발명은 슬롯을 형성시켜 자기플럭스를 유도하는 디스크에 있어서, 상기 디스크는 상기 슬롯의 성형을 위한 냉간파단 방식의 타공 공정 시 공구의 내구성 유지와 허용되는 최소의 간격으로 가공이 가능하며, 그리고 변형력 범위 내의 얇은 두께를 가지는 분할판재를 적층하여서 이루어지며, 상기 슬롯은 상기 디스크가 접촉하는 접촉부재에 형성된 대응슬롯 이외의 영역에 접촉될 수 있도록 형성되고, 상기 대응슬롯과 슬롯의 비는 N:N-1인 것을 특징으로 한다.(여기서, N은 자연수)

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전원 인가에 따라 발생하는 자기플럭스의 흐름을 제어하기 위한 슬롯을 형성시킨 디스크를 제조하는 방법에 있어서, 결합부재가 결합되는 결합홀의 위치와 자기플럭스의 흐름을 제어하는 슬롯의 위치가 결정된 틀을 제작하는 단계; 상기 틀에 주물을 주입하는 단계; 상기 틀로부터 분할판재를 획득하는 단계; 및 상기 분할판재를 다수 적층시켜 상기 결합부재로 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전원 인가에 따라 발생하는 자기플럭스의 흐름을 제어하기 위한 슬롯을 형성시킨 디스크를 제조하는 방법에 있어서, 디스크 형태의 분할판재를 제작하는 단계; 상기 분할판재에 자기플럭스의 흐름을 제어하는 슬롯 및 결합부재가 결합되는 결합홀을 형성시키는 단계; 및 상기 슬롯이 형성된 분할판재를 다수 적층시켜 상기 결합부재로 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 슬롯은 냉간파단 타공에 의해 형성되며, 상기 냉각파단 타공은 접촉방식을 이용한다. 또한, 상기 슬롯은 이웃하는 분할판재에서 적어도 일부 위치가 동일한 것이 바람직하다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동력원의 출력축으로부터 동력전달부재를 통해 구동력을 전달받는 풀리를 포함하는 풀리 조립체; 코일 및 상기 코일을 수납하는 코일하우징으로 이루어진 필드코일 조립체; 및 상기 코일에 전원 인가 여부에 따라 밀착 또는 이격에 의해 동력단속이 이루어지는 디스크를 포함하며, 상기 디스크는 상기 가동자에 인가된 전원에 따라 발생하는 자기플럭스의 흐름을 제어하기 위한 슬롯이 형성된 분할판재를 적층시켜서 이루어진 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 슬롯은 상기 분할판재의 회전중심축을 중심으로 방사상으로 형성되며, 상기 회전중심축으로부터 서로 다른 거리에 위치하는 슬롯열들로 이루어지고, 상기 풀리와 디스크의 슬롯열 개수비는 N:N-1인 것이 바람직하다. 또한, 상기 슬롯은 상기 분할판재의 회전중심축을 중심으로 방사상으로 형성되며, 상기 회전중심축으로부터 서로 다른 거리에 위치하는 슬롯열들로 이루어지고, 상기 코일하우징과 디스크의 슬롯열 개수비는 N:N-1인 것이 바람직하다.(여기서, N은 자연수)

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 및 이의 제조방법과, 디스크를 갖는 동력전달장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

다수의 분할판재를 적층하여 하나의 디스크를 형성시킴으로써 디스크에 비교하여 박판인 분할판재에 펀칭 가공 등을 포함한 단순 제조 공정을 용이하게 적용할 수 있으므로 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 단순 제조 공정에 의해서도 다수의 슬롯열을 형성시킬 수 있으며, 다수의 분할판재가 적층됨에 따라 맴돌이 전류를 최소화할 수 있으므로 자기플럭스의 세기를 증대시킬 수 있다.

이와 같이, 디스크에 슬롯의 개수를 증가시킬 수 있음에 따라 자기플럭스의 흐름이 제어되어 자력의 세기가 증대됨으로써 동력단속의 정확성을 향상시킬 수 있다. 또한, 자력의 세기가 증대됨에 따라 전자기장을 형성시키는 코일의 권선비를 상대적으로 낮출 수 있으므로 제조 비용을 더욱 절감할 수 있다.

그리고, 동력단속의 정확성을 향상시킴으로써 슬립(Slip)에 의한 마찰면 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 분할판재 각각의 고유 진동이 서로 상이함에 따라 디스크가 마찰면에 밀착될 때의 노이즈를 감소시킬 수 있다.

도 1은 기존의 전자클러치의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 동력전달장치의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디스크의 구성도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 디스크를 구성하는 분할판재를 결합시키는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 디스크가 적용된 워터펌프용 동력전달장치의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 디스크의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 디스크의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 본 발명의 디스크 및 이의 제조방법과, 디스크를 갖는 동력전달장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 동력전달장치의 종단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 동력전달장치는 엔진 등의 기관의 출력축으로부터 동력전달부재를 통해 구동력을 전달받는 풀리 조립체(10)와, 이 풀리 조립체(10)와 응축기의 구동축 사이에서 동력단속을 수행하는 가동자(20)로 구성되어 있다.

여기서, 동력전달부재는 일례로 벨트(Belt) 등을 이용할 수 있으며, 이외에 다양한 동력전달 방법을 이용할 수 있다.

또한, 가동자(20)는 자속을 발생시키는 코일(201) 및 코일(201)을 수납하는 코일하우징(202)을 포함하는 필드코일 조립체와, 이 필드코일 조립체에 의해 자화되어 풀리(101)에 밀착 또는 이격되어 기관의 구동력을 응축기의 구동축(203)으로 전달하거나 단속하는 디스크(204)와, 허브(205)에 의해 압축기의 구동축(203)에 스플라인 결합되는 허브 조립체(Hub Assembly)로 구성되어 있다.

본 실시예는 ②, ③, ④, ⑤, ⑥ 및 ⑦을 거치는 6폴 클러치의 경우를 도시하고 있는데, 이와 같이 구성된 전자클러치는, 필드코일 조립체에 전원이 인가되면 자력에 의해 디스크(204)가 풀리(101)의 마찰면에 밀착되게 되며, 이에 엔진의 동력이 디스크(204)로 전달되게 된다. 또한, 디스크(204)에 결합된 허브(205) 및 압축기의 구동축(203)이 연동되면서 압축기의 구동이 이루어지게 되는 것이다. 한편, 필드코일 조립체에 전원공급이 차단되면 디스크(204)와 풀리(101)가 이격되면서 압축기의 구동이 정지되게 된다.

한편, 본 발명의 디스크(204)는 풀리(101)와 미소간극을 두고 대향 배치되어 있으며, 철 등의 자성체로 제조되고, 중공의 원판 형상을 하고 있는데, 본 발명의 특징으로서 일정 두께를 갖는 원판 형상의 디스크(204)는 박판의 분할판재를 적층 결합하여 이루어진다. 이에 대해서는 도 3에서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 디스크의 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 디스크는 다수의 분할판재(204a, 204b, 204c)를 적층시켜서 이루어진다.

이 분할판재(204a, 204b, 204c)에는 방사상으로 슬롯을 형성시키고 있으며, 본 실시예에서는 내부 슬롯(H1)과 외부 슬롯(H2)으로 구성하고 있다. 내부 슬롯(H1) 및 외부 슬롯(H2)은 서로 다른 거리에 위치하는 슬롯열로 정의된다. 이 슬롯열은 분할판재(204a, 204b, 204c)가 박판일수록 다수 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라 슬롯의 폭 및 이웃하는 슬롯간의 간격을 임의로 조절하는데 용이하다.

한편, 디스크와 밀착되는 도 2의 풀리(101)의 경우에는 3개의 슬롯열이 형성되어 있으므로, 본 실시예의 디스크를 적용할 경우에 6폴 클러치가 형성되게 된다. 이와 같이, 풀리와 디스크의 슬롯열 개수비는 N:N-1의 관계를 갖는 것을 알 수 있다(여기서, N은 자연수). 즉, 디스크에 형성된 슬롯열은 풀리에 형성된 슬롯 이외의 부분과 접촉되게 되며, 이 슬롯간의 접촉관계에 의해 자기플럭스의 유도가 이루어지게 되며, 이 자기플럭스의 유도가 이루어지는 슬롯의 개수가 증가함에 따라 자력의 세기도 증가하게 되므로, 풀리의 슬롯 개수에 대응하여 디스크의 접촉면에 슬롯을 가능한 최대로 형성시키는 것이 바람직하다.

한편, 분할판재(204a, 204b, 204c)에는 동력을 전달하기 위해 압축기 샤프트와 연결된 허브 또는 복원요소(스프링)와 결합시키기 위한 결합홀(H3)이 형성되어 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 디스크를 완성하기 위해 분할판재(204a, 204b, 204c)만을 결합시키기 위한 결합홀(H4)을 별도로 형성시킬 수도 있다. 이 결합홀(H4)에 의해 정렬 공정 및 분할판재(204a, 204b, 204c)의 결합 공정을 실행할 수 있다. 즉, 결합홀(H4)에 리벳(206)에 의한 리벳팅 또는 삽입부재에 의한 억지끼움 방식 등을 통해 분할판재(204a, 204b, 204c)의 결합 공정이 이루어질 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 분할판재의 외주부 또는 내주부에 물리는 클램프(207) 등에 의한 분할판재(204a, 204b, 204c)의 결합 공정이 이루어질 수 있다. 여기서, 리벳팅 등에 의한 분할판재의 결합 경우에는, 풀리와 접촉하는 분할판재의 두께가 다른 분할판재보다 두꺼운 것이 바람직할 것이며, 모든 분할판재의 두께를 공정 및 작동 관계에서 서로 다르게 제조할 수도 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 이웃하는 분할판재 간에 접합물질(208)에 의한 본딩을 통해 결합 공정이 이루어질 수도 있으며, 이 경우에는 각 분할판재 상하면에 접합홈을 형성시키는 것이 바람직하다.

한편, 분할판재(204a, 204b, 204c)의 정렬을 위해서 각 분할판재 상하부에 돌기(미도시) 또는 돌기가 삽입되는 홈(미도시)을 형성시켜 정렬시킬 수도 있다. 물론, 풀리(101)에 접촉되는 분할판재의 접촉면에는 돌기 또는 홈을 형성되지 않는다. 이러한 정렬은 상하 분할판재 간의 슬롯(H1, H2)을 일치시키기 위한 것과 관련된다. 즉, 본 실시예에서는 결합홀(H3)을 일치시켜 분할판재(204a, 204b, 204c)를 적층하면, 슬롯(H1, H2)의 위치가 일치되어 디스크를 관통하는 구조를 하게 된다. 한편, 본 실시예에서는 관통된 구조의 슬롯(H1, H2)에 대해서만 설명하고 있으나, 이웃하는 슬롯간의 일치(관통) 정도를 달리하면서 슬롯이 관통하는 구조를 형성시킬 수도 있다.

한편, 본 실시예에서는 압축기에 적용되는 디스크에 대해 설명하고 있으나, 본 발명은 자기플럭스의 흐름을 제어하기 위한 밀착되는 다른 예, 예를 들어 디스크와 코일하우징이 밀착되는 워터펌프용 동력전달장치에도 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 디스크가 적용된 워터펌프용 동력전달장치의 종단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 디스크가 적용된 워터펌프용 동력전달장치는, 엔진 등의 기관의 출력축으로부터 동력전달부재를 통해 구동력을 받음과 아울러 가동자를 수용하는 수용공간을 형성시킨 클러치풀리(30)와, 이 클러치풀리(30)와 워터펌프(미도시)의 구동축(32) 사이에 개재된 가동자로 구성되어 있다.

여기서, 가동자는 자속을 발생시키는 필드코어유닛(34)과, 이 필드코어유닛(34)에 의해 자화되어 클러치풀리(30) 측으로 접촉 또는 이탈하며, 기구적인 탄성의 복원요소(36)를 이용해 상시 클러치풀리(30) 측과 접촉하여 기관의 구동력을 워터펌프 측에 전달하는 디스크(38)로 구성되어 있다.

이에, 필요시 인가되는 전원에 의해 여자되는 필드코어유닛(34)에 의해 디스크(38)를 클러치풀리(30) 측으로부터 이탈시켜 워터펌프의 구동이 정지되게 하는 선택적 운전이 가능한 것이다.

이와 같이 구성된 워터펌프용 동력전달장치는, 엔진 등의 기관이 회전함에 따라 클러치풀리(30)가 회전하게 된다. 또한, 엔진 구동과 동시에 필드코일(341)에 전원이 인가되며, 이에 따라 코일하우징(343) 및 디스크(28)로 자기플럭스의 흐름이 형성됨과 동시에 디스크(38)가 클러치풀리(30)로부터 이탈된다. 이에 클러치풀리(30)가 자유회전을 하면서 워터펌프는 동작이 정지된 상태를 유지하게 된다.

한편, 엔진의 온도를 체크하고 있다가 엔진이 설정온도에 이르게 되면, 필드코일(341)에 공급되는 전원을 오프시킴에 따라 자기플럭스가 소멸된다. 이에 탄성의 복원요소(36)에 의해 디스크(38)가 탄성 복원되고, 이 탄성 복원에 따라 디스크(38)가 클러치풀리(30)와 접촉하게 된다. 이에 비로서 워터펌프의 기능을 수행하게 된다.

한편, 안전장치로서, 전기계통 또는 필드코어유닛(34) 등 전장품들의 이상발생시에서도 냉각시스템은 정상적으로 구동시키기 위한 제어방식을 선택할 수 있는데, 즉, 동력전달장치의 디스크(38)는 기구적인 탄성의 복원요소(36)인 스프링을 이용해 상시 클러치풀리(30) 측과 접촉하여 기관의 구동력을 워터펌프로 전달하고 있다가, 필요시 인가되는 전원에 의해 여자되는 필드코어유닛(34)에 의해 디스크(38)를 클러치풀리(30) 측으로부터 이탈시켜 워터펌프의 구동이 정지되도록 할 수도 있다.

이 워터펌프용 동력전달장치의 경우에도 분할판재가 적층된 디스크(38)를 적용함으로써, 디스크(38)와 코일하우징이(343)간 폴의 개수를 증가시킬 수 있으므로 클러치풀리(30)의 초기성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자기플럭스의 흐름 경로가 필드코일(341)에 최대한 근접시켜 형성되도록 하여 자기플럭스를 보상함으로써 디스크(38)의 흡착 및 리턴에 따른 작용이 원활하게 이루어지게 하여 동력전달의 단속효율을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서는 6폴 클러치를 예시하고 있으며, 코일하우징(343)에 3개의 슬롯열이 형성되어 있으며, 디스크(38)에 2개의 슬롯열이 형성되어 있음을 알 수 있다.

그러면, 여기서 상기한 본 발명의 디스크의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 디스크의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 디스크를 제조하는데 있어, 디스크의 두께에 1/2 ~ 1/45 정도의 두께를 갖는 박판의 분할판재를 제조하게 되는데, 슬롯이 위치할 영역에 비도전체를 함침시킨 후, 주물을 틀에 주입하여 분할판재를 제조할 수 있다.

한편, 다른 방안으로서, 슬롯, 결합부재가 관통하는 결합홀 및 기타부재가 관통하는 관통홀 등을 모두 틀에 형성시켜 분할판재를 제작할 수도 있다.

즉, 도 8을 참조하면, 일례로서 슬롯 및 결합부재가 결합되는 결합홀의 위치가 결정된 틀을 제작한다(S1). 이어서 틀에 주물을 주입하면(S2), 슬롯 및 결합홀이 형성된 분할판재가 제작되며, 제작된 분할판재를 적층시킴으로써 하나의 디스크를 제작할 수 있다(S3). 이 경우에는 비도전체 등의 함침이 불필요하므로 제조과정이 더욱 용이해질 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 디스크의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 판재를 가공하여(S11) 중공의 원판 형상을 갖는 분할판재를 제작한다(S12). 이 분할판재는 제작하고자 하는 디스크의 두께에 1/2 ~ 1/45 정도의 두께를 갖는다. 이에 이 분할판재의 두께로 인해 다양한 형태의 슬롯 가공이 가능하게 된다.

즉, 제작하고자 하는 디스크의 두께에 대비하여 분할판재의 두께가 상대적으로 박판이므로, 제조 비용의 상승 원인으로 작용하는 워터젯(water jet) 절단방식 및 레이저젯(laser jet) 절단방식을 이용하지 않더라고 펀칭 등의 단순 가공에 의해 슬롯 제작이 가능하게 되는 것이다. 또한, 분할판재의 두께가 얇아짐에 따라, 미세 슬롯의 펀칭이 가능하여 슬롯의 개수를 증가시킬 수 있다. 또한, 박판의 분할판재에 의해, 결합홀 및 기타 관통홀 등의 제조가 용이하게 된다. 물론, 워터젯 절단방식 및 레이저젯 절단방식을 이용하여 슬롯 및 결합홀을 형성시킬 수도 있을 것이다. 이와 같이, 분할판재의 두께가 얇아짐에 따라, 펀칭에 의한 가공이 용이하여 펀치 수명이 늘어나는 부가적인 장점도 있으며, 워터젯 및 레이저젯 가공을 통해 슬롯, 결합홀 및 관통홀 등을 형성시키는 방법 역시 디스크의 두께가 얇아짐으로 인해 공정 용이, 공정시간 단축 및 비용절감의 효과를 이룰 수 있다(S13). 본 실시예에서는 펀칭, 워터젯, 레이저젯 등의 가공 방법만을 설명하고 있으나, 분할판재 두께가 얇아짐에 따라 냉간파단 방식의 타공은 접촉식 방식 또는 비접촉 방식 모두를 이용할 수 있다.

이와 같이 슬롯이 형성된 분할판재는 제작하고자 하는 두께에 대응하여 적층시킴으로써, 다수의 슬롯이 형성된 디스크를 완성할 수 있다(S14).

본 실시예에서는 중공된 분할판재 제작, 슬롯 및 결합홀 제작을 별도의 과정으로 분리하여 설명하고 있으나, 한번의 펀칭 가공에 의해 슬롯 및 결합홀이 형성된 중공된 분할판재를 제작할 수도 있다.

이와 같이, 디스크가 전자클러치의 구성요소로 작동하기 위해서는 스프링(판형, 원형고무형) 또는 핀과 같은 타 부품과 결합되어야 한다. 이때 사용되는 결합 방식으로는 리벳팅과 억지끼움 등의 방법이 있다. 이러한 결합 공정은 타 부품과 디스크 간의 결합뿐만 아니라 다판 형태 디스크 자체를 튼튼하게 결합시킨다. 이 결합 공정이 수동일 경우 분할판재는 기존 단판 형태의 디스크와 유사한 형상 즉, 여러 판의 슬롯 및 결합홀의 위치가 일치하여야 결합 공정에서 추가적인 공수가 발생하지 않는다. 이를 위해서 디스크를 제작하는 프레스 공정에서 슬롯, 결합홀 뿐만 아니라 암수돌기 형상을 디스크에 각인하여 분할판재 간의 1차적인 결합을 프레스 공정 직후에 실시함으로써 결합 공정에서 작업자가 추가적으로 슬롯 및 결합홀을 일치시키는 것을 방지할 수 있다. 한편, 자동 결합 공정일 경우 프레스 공정에서 각 분할판재의 내주부에 키홈 형상을 형성 시킨 후 키홈을 기준으로 일률적으로 디스크를 정렬한 다음 후 공정인 결합 공정에 투입하면 디스크를 정렬하기 위한 추가적인 공수를 배제할 수 있다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

20 : 가동자 201 : 코일
202 : 코일하우징 203 : 구동축
204 : 디스크 205 : 허브
38 : 디스크 343 : 코일하우징
H1, H2 : 슬롯 H3 : 결합홀

Claims (14)

1. 자기플럭스를 유도하기 위해 원주 상으로 적어도 일렬 이상의 슬롯열을 가지며, 대응슬롯열이 형성된 접촉부재와 밀착 또는 이탈하면서 동력단속이 이루어지게 한 디스크로서,
   상기 디스크는 복수의 분할판재를 적층하여서 된 것이고,
   상기 분할판재에 슬롯 성형시, 냉간파단 방식의 타공 공정에 따른 공구의 내구성을 유지하면서 형성되는 슬롯의 개수를 증대시키기 위해, 상기 분할판재의 두께는 디스크 두께의 1/2 ~ 1/45 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디스크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯열은 회전중심축으로부터 서로 다른 거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 디스크.
3. 제2항에 있어서,
   상기 슬롯은 이웃하는 분할판재에서 형성 위치가 동일한 것을 특징으로 하는 디스크.
4. 제2항에 있어서,
   상기 슬롯은 이웃하는 분할판재에서 형성 위치가 상이한 것을 특징으로 하는 디스크.
5. 제1항에 있어서, 상기 냉간파단 방식의 타공은 접촉방식인 것을 특징으로 하는 디스크.
6. 제1항에 있어서, 상기 냉간파단 방식의 타공은 비접촉방식인 것을 특징으로 하는 디스크.
7. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯열은 상기 접촉부재에 형성된 상기 대응슬롯열 이외의 영역에 접촉될 수 있도록 형성되고, 상기 대응슬롯열과 상기 슬롯열의 비는 N:N-1인 것을 특징으로 하는 디스크.(여기서, N은 자연수)
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