KR101436803B1 - 전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 디스크의 실시예의 일 양태는, 관통 개구가 형성되는 이너 디스크; 상기 이너 디스크의 외주면에 인접되게 그 내주면이 위치되는 아웃터 디스크; 및 상기 이너 디스크 및 아웃터 디스크를 연결하는 다수개의 브릿지; 를 포함하고, 상기 아웃터 디스크의 외주면에는 제1 및 제2절단면이 구비된다.

Description

전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법{A DISK FOR ELECTROMAGNETIC CLUTCH IN COMPRESSOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 공기조화장치를 구성하는 압축기는 엔진의 동력으로 구동하면서 증발기로부터 공급되는 냉매를 압축하여 응축기로 보내는 장치로서, 전자클러치의 단속 작용에 의하여 엔진의 동력을 선택적으로 전달받아 구동하도록 설치된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 전자클러치를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 종래 기술에 의한 디스크를 포함하는 전자클러치를 보인 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 디스크를 보인 평면도이며, 도 3은 종래 기술에 의한 디스크의 외주면을 보인 확대도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 종래의 전자클러치는, 구동벨트(미도시)에 의하여 엔진의 크랭크축(미도시)에 동력적으로 연결되는 풀리(10), 전원인가에 의하여 흡인자속을 발생시키는 필드 코일(20), 압축기의 구동축(A)과 연결되는 허브(30), 상기 필드 코일(20)에 의하여 발생되는 흡인자속에 의하여 상기 풀리(10)에 흡착되어 엔진의 동력을 상기 허브(30)를 통하여 상기 압축기의 구동축(A)에 전달하는 디스크(40), 및 상기 디스크(40)가 상기 풀리(10)의 마찰면(11)로부터 이격되는 방향으로의 탄성력을 부여하는 탄성 부재(50)를 포함한다.
이와 같은 종래의 전자클러치는, 상기 필드 코일(20)에 전원이 인가되면, 자기유도에 의하여 흡인자속이 발생된다. 그리고 상기 필드 코일(20)의 흡인자속에 의하여 상기 디스크(40)가 상기 풀리(10)를 향하여 이동하여, 상기 디스크(40)의 마찰면이 상기 풀리(10)의 마찰면(11)과 흡착됨으로써, 상기 구동 벨트를 통하여 상기 풀리(10)에 전달되는 엔진의 동력이 상기 디스크(40) 및 허브(30)를 통하여 상기 압축기의 구동축(A)에 전달하게 된다.
그리고 상기 필트 코일(2)에 인가되는 전원이 차단되면, 상기 탄성 부재(50)의 탄성 반발력에 의하여 디스크(40)가 풀리(10)의 마찰면(11)으로부터 이격된다. 따라서 상기 압축기의 구동축(A)으로의 엔진 동력의 전달이 중단한다.
한편 도 2를 참조하면, 상기 디스크(40)는, 이너 디스크(41), 아웃터 디스크(43) 및 다수개의 브릿지브릿지(45)를 포함한다. 상기 이너 디스크(41) 및 아웃터 디스크(43)는, 동일한 원중심을 가지는 링 형상으로 형성되고, 상기 이너 디스크(41)의 외주면으로부터 상기 아웃터 디스크(43)의 내주면이 이격되게 위치된다. 상기 이너 디스크(41)의 중심에는 관통 개구관통 개구(42)가 형성되고, 상기 아웃터 디스크(43)에는 다수개의 관통공관통공(44)이 형성된다. 상기 관통 개구(42)에는 상기 허브(30)가 결합되고, 상기 관통공(44)은 상기 허브(30)와 디스크(10)의 고정을 위한 리벳(R)이 관통하는 곳이다. 상기 브릿지(45)는 상기 이너 디스크(41) 및 아웃터 디스크(43)를 연결한다. 이때 상기 브릿지(45)가 서로 기설정된 중심각만큼 이격되게 위치됨으로써, 상기 브릿지(45) 사이에 해당하는 상기 이너 디스크(41) 및 아웃터 디스크(43) 사이에는 슬롯(46)이 정의된다.
한편 상기 디스크(40)는, 일반적으로 띠 형상인 금속 재질의 부재를 다수회의 프레스 가공하여 제작된다. 예를 들면, 상기 관통 개구(42), 관통공(44), 슬롯(46) 등을 상기 부재에 성형한 후, 최종적으로 상기 아웃터 디스크(43)의 외주면에 대응하는 형상을 상기 부재로부터 절단 공정함으로써, 상기 디스크(40)가 제작된다.
그러나 종래 기술에 의한 전자클러치의 디스크에는 다음과 같은 문제점이 발생된다.
먼저, 종래에는, 1회의 전단 가공에 의하여 상기 부재로부터 상기 디스크(40)가 절단된다. 따라서 최종적으로 상기 디스크(40)를 상기 부재로부터 절단하는 과정에서, 상기 부재의 두께 등을 고려한 펀치와 다이 사이의 간격(clearance)에 의하여 상기 디스크(40)의 외주면, 즉 전단면의 형상이 매끄럽지 못하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(40)의 외주면에 절단면(40A)과 파단면(40B)이 존재하게 된다. 특히, 상기 파단면(40B)은, 실질적으로 상기 디스크(40)가 상기 부재로부터 완전하게 절단되는 방향, 즉 전단 가공되는 방향으로 상기 부재로부터 절단되는 마지막 부분에 형성될 것이다.
또한 종래에는, 상기 부재로부터 상기 디스크(40)를 절단하는 과정에서 작용하는 외력에 의하여 실질적으로 상기 디스크(40)가 뒤틀어질 수 있다. 따라서 상기 풀리(10)의 마찰면(11)과 상기 디스크(40)의 접촉이 정확하게 이루어지지 못함으로써, 상기 엔진 동력이 상기 압축기의 구동축(A)으로의 설계된 값만큼 전달되지 못할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 제조 과정에서 파단면의 형성을 최소화할 수 있도록 구성되는 전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 압축기로 엔진 동력이 설계된 값만큼 전달될 수 있도록 구성되는 전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
삭제
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 디스크 제조 방법의 실시예의 일 양태는, 관통 개구가 형성되는 이너 디스크; 상기 이너 디스크의 외주면에 인접되게 그 내주면이 위치되는 아웃터 디스크; 및 상기 이너 디스크 및 아웃터 디스크를 연결하는 다수개의 브릿지; 를 포함하는 전자클러치의 디스크 제조 방법에 있어서: 띠 형상의 금속 재질의 부재의 일부가 절개되어 상기 관통 개구가 형성되는 단계; 상기 관통 개구와 동심인 다른 가상의 원호의 일부가 동일한 중심각을 가지는 다수개의 호(弧) 형상으로 절개되어 슬롯이 형성되는 단계; 및 상기 관통 개구 및 슬롯을 포함하는 상기 부재의 일부가 상기 관통 개구와 동심을 가지고 상기 아웃터 디스크의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재의 나머지로부터 절단되는 단계; 포함하고, 상기 아웃터 디스크의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재의 일부가 상기 부재의 나머지로부터 절단되는 공정은, 상기 부재의 일부가 상기 부재의 나머지에 대하여 상기 부재의 두께의 50%를 초과하여 절단되는 제1절단 공정; 및 상기 부재의 일부가 상기 부재의 나머지에 대하여 상기 부재의 두께의 나머지만큼 절단되는 제2절단 공정; 을 포함한다.
본 발명에 의한 전자클러치의 디스크 및 그 제조 방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저 본 발명의 실시예에서는, 실질적으로 2회의 전단 가공에 의하여 띠 형상인 금속 재질의 부재로부터 디스크가 절단된다. 따라서 상기 디스크의 외주면에 형성되는 파단면의 크기를 최소화할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 실시예에서는, 상기 부재로부터 상기 디스크가 2회의 전단 가공에 의하여 절단됨으로써, 상기 디스크를 상기 부재로부터 절단하는 과정에서 작용하는 외력의 크기를 조절할 수 있다. 따라서 상기 디스크가 절단과정에서 뒤틀리는 현상이 방지되어 그 평평도가 확보됨으로써, 풀리와의 정확한 접촉에 의한 동력전달 효율이 증진될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 디스크를 포함하는 전자클러치를 보인 단면도.
도 2는 종래 기술에 의한 디스크를 보인 평면도.
도 3은 종래 기술에 의한 디스크의 외주면을 보인 확대도.
도 4는 본 발명에 의한 디스크의 실시예를 보인 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 디스크의 외주면을 보인 확대도.
도 6은 본 발명에 의한 디스크의 실시예가 제조되는 공정에서의 부재를 보인 공정 흐름도.
이하에서는 본 발명에 의한 디스크의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 디스크의 실시예를 보인 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 디스크의 외주면을 보인 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 디스크(100)는 띠 형상인 금속 재질의 부재(1)(도 6 참조)를 전단 가공하여 성형된다. 이때 본 실시예에서는, 상기 디스크(100)의 외주면에 제1 및 제2절단면(100A)(100B)이 구비된다. 상기 제1 및 제2절단면(100A)(100B)은, 상기 디스크(100)를 상기 부재(1)로부터 절단 공정하는 과정에서 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 디스크(100)는, 이너 디스크(110), 아웃터 디스크(120) 및 다수개의 브릿지(130)를 포함한다. 상기 이너 디스크(110) 및 아웃터 디스크(120)는, 동일한 원중심을 가지는 링 형상으로 형성되고, 상기 이너 디스크(110)의 외주면으로부터 상기 아웃터 디스크(120)의 내주면이 이격되게 위치된다.
그리고 상기 이너 디스크(110) 및 아웃터 디스크(120)는 상기 브릿지(130)에 의하여 연결된다. 상기 이너 디스크(110)의 중앙에는 관통 개구(111)가 형성되고, 상기 아웃터 디스크(120)에는 다수개의 관통공(121)이 형성된다. 또한 상기 브릿지(130)는, 실질적으로 상기 이너 디스크(110) 및 아웃터 디스크(120) 사이에 형성되는 다수개의 슬롯(131)에 의하여 정의된다. 즉, 상기 이너 디스크(110) 및 아웃터 디스크(120) 사이에는 실질적으로 상기 브릿지(130) 및 슬롯(131)이 서로 교호되게 위치된다고도 할 수 있다.
한편 상기 이너 디스크(110) 및 브릿지(130)는, 실질적으로 상기 부재(1)의 일부가 절개되어 상기 관통 개구(111) 및 슬롯(131)이 정의됨으로써 성형된다. 그리고 상기 아웃터 디스크(120)는, 상기 관통 개구(111) 및 슬롯(131)을 포함하는 상기 부재(1)의 일부가 상기 아웃터 디스크(120)의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재(1)의 나머지로부터 절개됨으로써 성형된다. 또한 상기 관통공(121)은, 상기 아웃터 디스크(120)를 정의하는 상기 부재(1)에 다수개의 구멍을 형성함으로써 성형된다.
그리고 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 상기 디스크(100)의 외주면, 즉 상기 아웃터 디스크(120)의 외주면에 상기 제1 및 제2절단면(100A)(100B)이 구비된다. 상기 제1 및 제2절단면(100A)(100B)은, 실질적으로 상기 디스크(100)를 정의하는 상기 부재(1)의 일부를 상기 아웃터 디스크(120)의 외주면에 대응하는 형상으로 절개하는 과정에서 형성된다. 보다 상세하게는, 상기 디스크(100)가 2회의 절단 공정, 즉 순차적으로 수행되는 제1 및 제2절단 공정에 의하여 상기 부재(1)로부터 절단되고, 상기 제1 및 제2절단 공정에 의하여 상기 제1 및 제2절단면(100A)(100B)이 형성된다. 따라서 상기 제1절단면(100A)이 상기 제2절단면(100B)에 비하여 시간적으로 먼저 형성된다고 할 수 있다.
그리고 본 실시예에서는, 상기 제1절단면(100A)이 상기 제2절단면(100B)에 비하여 상대적으로 넓은 면적을 갖는다. 바람직하게는, 상기 제1절단면(100A)이 상기 제2절단면(100B)에 비하여 3배 이상 및 4배 이하의 면적을 갖는다. 다시 말하면, 상기 제1절단면(100A)은 상기 디스크(100)의 외주면의 50% 초과의 면적을 차지하고, 상기 제2절단면(100B)은 상기 디스크(100)의 외주면의 50% 미만의 면적을 차지한다. 바람직하게는, 상기 제1절단면(100A)은 상기 디스크(100)의 외주면의 60% 이상 80% 이하의 면적을 차지하고, 상기 제2절단면(100B)은 상기 디스크(100)의 외주면의 20% 이상 40% 이하의 면적을 차지한다. 이는 실질적으로, 상기 디스크(100)가 상기 부재(1)로부터 절단되어 완전하게 분리되는 과정, 즉 상기 제2절단 공정에서 형성되는 상기 제2절단면(100B)이 상기 제1절단면(100A)에 비하여 파단면으로 형성되기 용이하기 때문이다. 따라서 상대적으로 파단면의 형성 가능성이 낮은 상기 제1절단 공정에 의한 절단면, 즉 상기 제1절단면(100A)을 상기 제2절단 공정에 의한 절단면, 즉 상기 제2절단면(100B)에 비하여 상대적으로 큰 값을 갖도록 함으로써, 상기 디스크(100)의 외주면에서 파단면이 차지하는 면적을 최소화할 수 있다. 다만, 상기 제2절단면(100B)의 면적이 상술한 크기 미만이 되면, 상기 제2절단 공정에서 절단되는 면적이 과도하게 감소됨으로써, 상기 제2절단면(100B)의 거칠기가 오히려 증가되는 단점이 발생된다. 따라서 본 실시예에서는, 상술한 범위와 같이 상기 제1 및 제2절단면(100A)(100B)의 면적이 한정된다.
이하에서는 본 발명에 의한 전자클러치의 디스크의 실시예를 제조하는 과정을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 의한 디스크의 실시예가 제조되는 공정에서의 부재를 보인 공정 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 띠 형상인 금속 재질의 부재(1)의 일부를 전단 가공, 예를 들면, 펀칭 가공 등에 의하여 절개하여 관통 개구(111)를 형성한다. 그리고 상기 관통 개구(111)와 동심을 가지는 가상의 원호 상에 등간격으로 3개의 홀을 펀칭 가공하여 관통공(121)을 형성한다.
다음으로 상기 관통 개구(111)와 동심을 가지는 다른 가상의 원호의 일부를 펀칭 가공 등에 의하여 절개하여 슬롯(131)을 형성한다. 실질적으로 상기 슬롯(131)은, 동일한 중심각을 가지는 호(弧) 형상으로 형성되고, 등간격으로 위치된다.
그리고 상기 관통 개구(111)와 동심을 가지고 아웃터 디스크(120)의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재(1)의 일부를 상기 부재(1)의 나머지로부터 절단한다. 이와 같이 상기 디스크(100)를 상기 부재(1)로부터 절단하는 공정은 제1 및 제2절단 공정을 포함한다.
보다 상세하게는, 예를 들면, 펀치가 상기 아웃터 디스크(120)의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재(1)의 두께의 50%를 초과하여 절단함으로써, 상기 제1절단 공정이 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1절단 공정에서 상기 부재(1)의 두께의 60% 이상 80% 이하를 절단될 수 있다. 그리고 상기 제1절단 공정에 의하여 제1절단면(100A)이 형성된다.
상기 제1절단 공정이 완료된 후, 펀치가 상기 제1절단 공정에 의하여 일부가 절개된 상기 아웃터 디스크(120)의 외주면에 대응하는 형상의 나머지 두께를 절단함으로써, 상기 제2절단 공정이 수행된다. 따라서 실질적으로 상기 제2절단 공정은, 상기 제1절단 공정에 의하여 절단된 상기 부재(1)의 두께의 나머지를 절단한다. 즉, 상기 제2절단 공정에 의하여 상기 부재(1)의 두께의 50% 미만, 바람직하게는 20% 이상 40% 이하가 절단된다. 그리고 상기 제2절단 공정에 의하여 상기 디스크(100)의 외주면에 제2절단면(100B)이 형성되고, 실질적으로 상기 아웃터 디스크(120)의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재(1)의 일부, 즉 상기 디스크(100)가 상기 부재(1)로부터 완전하게 절단된다.
그런데 본 실시예에서는, 상기 디스크(100)를 상기 제1 및 제2절단 공정에 의하여 상기 부재(1)로부터 절단한다. 특히, 상기 디스크(100)를 상기 부재(1)로부터 최종적으로 절단하는 상기 제2절단 공정에 의하여 절단되는 상기 디스크(100)의 두께를 상대적으로 감소시킴으로써, 상기 디스크(100)의 외주면에 파단면의 형성이 최소화될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 관통 개구가 형성되는 이너 디스크; 상기 이너 디스크의 외주면에 인접되게 그 내주면이 위치되는 아웃터 디스크; 및 상기 이너 디스크 및 아웃터 디스크를 연결하는 다수개의 브릿지; 를 포함하는 전자클러치의 디스크 제조 방법에 있어서:
    띠 형상의 금속 재질의 부재의 일부가 절개되어 상기 관통 개구가 형성되는 단계;
    상기 관통 개구와 동심인 다른 가상의 원호의 일부가 동일한 중심각을 가지는 다수개의 호(弧) 형상으로 절개되어 슬롯이 형성되는 단계; 및
    상기 관통 개구 및 슬롯을 포함하는 상기 부재의 일부가 상기 관통 개구와 동심을 가지고 상기 아웃터 디스크의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재의 나머지로부터 절단되는 단계; 포함하고,
    상기 아웃터 디스크의 외주면에 대응하는 형상으로 상기 부재의 일부가 상기 부재의 나머지로부터 절단되는 공정은,
    상기 부재의 일부가 상기 부재의 나머지에 대하여 상기 부재의 두께의 50%를 초과하여 절단되는 제1절단 공정; 및
    상기 부재의 일부가 상기 부재의 나머지에 대하여 상기 부재의 두께의 나머지만큼 절단되는 제2절단 공정; 을 포함하는 전자클러치의 디스크 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1절단 공정에서, 상기 부재의 일부는, 상기 아웃터 디스크의 외주면에 대응하는 형상으로, 상기 부재의 나머지에 대하여 상기 부재의 두께의 60% 이상 80% 이하만큼 절단되고,
    상기 제1절단 공정에서, 상기 부재의 일부는, 상기 아웃터 디스크의 외주면에 대응하는 형상으로, 상기 부재의 나머지에 대하여 상기 부재의 두께의 나머지 만큼 절단되는 전자클러치의 디스크 제조 방법.
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