KR102479691B1 - 디스크 캐리어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 직경을 갖는 제1 원주 섹션 및 제2 직경을 갖는 축 방향으로 인접한 제2 원주 섹션을 구비하며, 상기 제2 직경이 상기 제1 직경보다 크고, 상기 제1 원주 섹션과 제2 원주 섹션은 반경 방향의 환형의 단차부를 통해 서로 연결되는 원통형 주벽, 상기 제1 원주 섹션 및/또는 상기 제2 원주 섹션의 내측에 형성된 리브 형상의 축 방향 디스크, 그리고 상기 환형의 단차부의 내측에 마련되고, 상기 제2 원주 섹션과 반경 방향으로 내향하고 축 방향으로 돌출하며 반경 방향의 홈을 갖는 그루브 벽 사이에 마련된 환형의 그루브를 구비하는 디스크 캐리어에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 상기 디스크 캐리어는, 상기 제1 원주 섹션, 상기 제2 원주 섹션 및 상기 축 방향 돌출부를 구비하는 상기 원통형 주벽의 플로우 포밍을 통해서 기초 공작물로부터 일체적으로 성형되고, 플로우 포밍 이전에 상기 환형의 그루브 및 상기 반경 방향 홈을 갖는 그루브 벽을 구비하는 상기 환형의 단차부가 성형된다.

Description

디스크 캐리어

본 발명은, 청구항 1의 전제부에 따라, 제1 직경을 갖는 제1 원주 섹션 및 제2 직경을 갖는 축 방향으로 인접한 제2 원주 섹션을 구비하며, 상기 제2 직경이 상기 제1 직경보다 크고, 상기 제1 원주 섹션과 제2 원주 섹션은 반경 방향의 환형의 단차부를 통해 서로 연결되는 원통형 주벽, 상기 제1 원주 섹션 및/또는 상기 제2 원주 섹션의 내측에 형성된 리브 형상의 축 방향 디스크, 그리고 상기 환형의 단차부의 내측에 마련되고, 상기 제2 원주 섹션과 반경 방향으로 내향하고 축 방향으로 돌출하며 반경 방향의 홈을 갖는 그루브 벽 사이에 마련된 환형의 그루브를 구비하는 디스크 캐리어에 관한 것이다.

클러치 디스크 캐리어라고도 불리는 디스크 캐리어는 차량 변속기의 클러치에 사용되는 구성 요소이다. 디스크 캐리어는 실질적으로 컵 모양의 디자인이고 반경 방향으로 형성되는 허브 영역 및 축 방향으로 형성되는 원통형의 원통형 주벽 영역을 갖는다. 원통형 주벽의 내측을 따라 축 방향으로 형성되는 리브들이 배열되어 디스크로 불리며 클러치 플레이트를 유지하고 안내하는 역할을 한다.

특히 듀얼 클러치 변속기의 경우, 제1 직경을 갖는 제1 원통형 주벽 섹션 및 더 큰 제2 직경을 가지며 축 방향으로 인접하는 제2 원주 섹션을 갖는 원통형 주벽을 구비하는 디스크 캐리어가 공지되어 있다. 이러한 디스크 캐리어는 2개 이상의 부품이 용접되는 것으로 알려져 있다.

용접 연결은 제조의 관점에서 힘들다.

또한, 단순한 디스크 캐리어는 기초 공작물의 플로우 포밍(flow forming)을 통해서 생산되는 것으로 알려져 있다. 그러나 원통형 주벽의 서로 오프셋된 원주 섹션을 갖는 디스크 캐리어의 경우, 반경 방향 스텝(단차부) 영역에서 환형의 그루브가 두 원주 부분 사이에서 오일을 운반하기 위해 제공되어야 하는 문제점이 있다. 상기 환형의 그루브는 제2 원주 벽 섹션과 반경 방향 내향하고 축 방향으로 돌출하는 환형의 그루브 벽 사이에 형성된다. 이 그루브 벽에는 원하는 방향으로 오일 흐름을 촉진시키는 반경 방향 구멍이 마련된다.

플로우 포밍(flow forming)을 통해서 디스크 캐리어를 형성할 때, 이러한 특별히 형성된 반경 방향 스텝 영역은 원하는 방식으로 성형될 수 없거나 또는 적어도 정확하게는 형성되지 않는다. 따라서 이러한 디스크 캐리어의 경우, 환형의 그루브 및 반경 방향 구멍을 갖는 환형의 그루브 벽을 형성하기 위해 칩 제거 후속 처리가 제공되는 것이 알려져 있다. 그러나 컵 형상 디스크 캐리어에서의 이러한 칩 제거 후속 처리는 제조 측면에서 힘들고 제한된 범위에서만 수행될 수 있다.

본 발명은 제조가 용이하고 치수 정밀도가 좋은 디스크 캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 디스크 캐리어에 의해 달성된다. 바람직한 실시 예는 종속항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 디스크 캐리어는, 제1 원주 섹션과 제2 원주 섹션, 그리고 축방향 디스크들을 갖는 원통형 주벽의 스트레치-플로우 포밍(stretch-flow forming)을 통해서, 디스크 캐리어가 기초 공작물로부터 일체로 형성되는데, 기초 공작물에는 환형의 그루브 및 반경 방향 구멍을 갖는 그루브 벽을 구비한 환형의 단차부가 스트레치-플로우 포밍에 앞서서 마련된다.

본 발명의 기본 아이디어는, 디스크 캐리어가 기초 공작물의 스트레치-플로우 포밍을 통해서 일체적으로 생성되는 점에 있는데, 기초 공작물에는 그루브 벽과 홈을 갖는 환형의 스텝(단차부) 영역이 예비 성형 및/또는 마무리 성형된다. 기초 공작물은 또한 제1 원주 섹션과 제2 원주 섹션을 구비하는데, 제1원주 섹션과 제2 원주 섹션은 완성된 디스크 캐리어의 원주 섹션들보다 축 방향으로 작지만 더 강한(큰) 벽 두께를 갖는다.

본 발명은 이러한 예비 성형된 반경 방향 영역이 원주 섹션의 스트레치-플로우 포밍 도중에 변형되지 않거나 적어도 실질적으로 변형되지 않는다는 발견에 기초한다. 이러한 방식으로, 디스크 캐리어는 스트레치-플로우 포밍을 통해서 스트레인-경화된(strain-hardened) 원주 섹션에는 어떠한 구조를 갖는 반면, 환형의 단차부의 영역에는 기초 공작물의 구조가 거의 변화하지 않도록 제조될 수 있다.

따라서 플로우 포밍 또는 스트레치-플로우 포밍을 통해 효율적으로 일체적으로 제조되는 동안에 정확하게 제조된 환형의 단차부 영역을 갖는 디스크 캐리어가 제조될 수 있다.

원칙적으로, 기초 공작물은 예를 들어 주조, 성형 또는 칩 제거 가공을 통해 원하는 방식으로 생산 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기초 공작물이 단조 가공된 공작물인 경우에 특히 유리하다. 이를 통해 전체 공작물이 특히 효율적인 방식으로 큰 강도를 가지고 생산될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예는 환형의 그루브 및 반경 방향 구멍(또는 홈)을 갖는 그루브 벽을 갖는 환형 단차부가 칩 제거 방식(chip-removing manner)으로 생성된다는 점이다. 이러한 방식으로, 축 방향 길이가 상대적으로 작은 기초 공작물은 예를 들어 선반 또는 절단기에 의해 효율적으로 그리고 고정밀도로 가공 될 수 있다. 특히, 환형 그루브 및 반경 방향 구멍(또는 홈)은 효율적으로 제조 될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제1 원주 섹션 및/또는 제2 원주 섹션 상의 축 방향 디스크가 원주에 걸쳐 등간격으로 형성되고 적어도 원통형 주벽의 축 방향 부분을 따라 연장되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 리브(ribs)라고도 할 수 있는 축 방향 디스크는 실질적으로 제1 원주 섹션 및/또는 제2 원주 섹션의 전체 축 방향 길이에 걸쳐 연장된다. 이들 디스크는 스트레치-플로우 포밍 중에 형상화 될 수 있으며, 그 재료는 회전 척 상에서 상응하는 윤곽으로 형성된다.

본 발명의 또 다른 유리한 실시 예는 제2 원주 섹션 상의 축 방향 디스크가 환형의 단차부에서 원통형 주벽의 자유 단부까지 축 방향으로 연장된다는 사실에 있다. 따라서 제2 원주 섹션은 예를 들어 클러치 플레이트를 유지하고 안내하기 위해 전체 축 길이가 사용될 수 있다.

원칙적으로, 컵 모양의 디스크 캐리어의 원통형 주벽은 폐쇄된 디자인(형상)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 개구부가 원통형 주벽에 도입되는 특정 작동 모드에 유리하다. 개구부는 대응하는 칩 제거 처리를 통해 플로우 포밍(유동 성형) 후에 도입 될 수 있다.

디스크 캐리어와 구동 샤프트의 효율적인 연결을 위한 구성이, 반경 방향 허브 영역 상에 슬리브 형상의 허브가 마련되는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 제공된다. 상기 허브에는 바람직하게는 형태 잠금 샤프트-허브-연결(form-locking shaft-hub-connection)을 생성하도록 스플라인 홈 프로파일(splined groove profile)이 마련될 수 있다.

본 발명은 기본적으로 디스크 캐리어에 제한되지 않는다. 본 발명은 또한 제1 직경을 갖는 제1 원주 섹션 및 제2 직경을 갖는 축 방향으로 인접한 제2 원주 섹션을 구비하며, 상기 제2 직경이 상기 제1 직경보다 크고, 상기 제1 원주 섹션과 제2 원주 섹션은 반경 방향의 환형의 단차부를 통해 서로 연결되는 원통형 주벽, 상기 제1 원주 섹션 및/또는 상기 제2 원주 섹션의 내측에 형성된 리브 형상의 축 방향 디스크, 그리고 상기 환형 단차부의 내측에 마련되고, 상기 제2 원주 섹션과 반경 방향으로 내향하고 축 방향으로 돌출하며 반경 방향의 홈을 갖는 그루브 벽 사이에 마련된 환형의 그루브를 구비하는 디스크 캐리어를 제조하는 방법을 포함하며, 본 발명에 의하면, 상기 디스크 캐리어는, 상기 제1 원주 섹션, 상기 제2 원주 섹션 및 상기 축 방향 돌출부를 구비하는 상기 원통형 주벽의 플로우 포밍을 통해서 기초 공작물로부터 일체적으로 성형되고, 스트레치-플로우 포밍 이전에 상기 환형의 그루브 및 상기 반경 방향 홈을 갖는 그루브 벽을 구비하는 상기 환형 단차부가 성형된다.

이 방법은 바람직하게는 전술한 디스크 캐리어 및 그 변형예의 제조에 역할을 한다.

도 1은 본 발명에 따른 디스크 캐리어의 부분 단면도이다.
도 2는 축소한 도 1의 디스크 캐리어의 정면도이다.
도 3은 도 1의 디스크 캐리어의 단면 상세도이다.
도 4는 기초 공작물의 사시도이다.
도 5는 도 4의 기초 공작물의 또 다른 사시도이다.

본 발명은 도면에 개략적으로 도시된 바람직한 실시예에 의해 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.

본 발명에 따른 디스크 캐리어(10)의 구조는 도 1 내지 도 3과 관련하여 설명된다. 컵 모양의 디스크 캐리어(10)는 계단식 원통형 주벽(20) 및 판형 허브 영역(12)을 구비하며, 상기 판형 허브 영역(12)의 중심부에는 슬리브 형상의 허브(14)가 마련된다. 상기 원통형 주벽(20)은 제1 직경을 갖는 제1 원주 섹션(21) 및 제 2 직경을 갖는 제2 원주 섹션(22)을 포함한다. 제2 원주 섹션(22)의 제2 직경은 제1 원주 섹션(21)의 제1 직경보다 크다.

환형의(annular) 단차부(30)를 통해서 제2 원주 섹션(22)은 제1 원주 섹션(21)에 연결된다. 제1 원주 섹션(21)의 원통형 내측면에는 반경 방향으로 내향 돌출하는 리브 형상의(rib-like) 제1 디스크(23)가 마련된다. 유사하게, 제2 원주 섹션(22)의 내측면에는 환형 단차부(30)로부터 원통형 주벽(20)의 자유 단부까지 연장되는 리브 형상의(rib-like) 제2 디스크(24)가 마련된다. 제2 원주 섹션(22)의 제2 디스크(24)들 사이에는 2개의 개구부(28)가 각각의 중간 공간마다 마련된다.

환형의 단차부(30)의 내측에는 환형의 그루브(32)가 제2 원주 섹션(22)과 반경 방향으로 내향 배치된 환형의 그루브 벽(34) 사이에 마련된다. 환형 그루브 벽(34)에는, 홈(36) 또는 구멍이 일정한 간격으로 도입되고, 그 사이에는 축 방향 돌출부(38)가 마련된다. 축 방향 돌출부(38)는 제2 원주 섹션(22) 내에 배치될 수 있는 클러치 판의 축 방향 접촉면으로서의 역할을 한다. 환형 그루브(32) 및 홈(36)를 통해 윤활유 및/또는 공기가 클러치의 디스크 캐리어(10)의 작동 중에 제1 원주 섹션(21) 및 제2 원주 섹션(22)의 영역 사이에서 교환된다. 제1 원주 섹션(21)의 내측면(25)은 환형 그루브 벽(34) 상의 내측으로 매끄럽게 합쳐진다.

상기 디스크 캐리어 (10)는 바람직하기로는 도 4 및 도 5에 도시된 단조 부품으로서 생성되는 기초 공작물(50)로부터 제조된다. 회전방향으로 대칭적인 기초 공작물(50)은 슬리브 형상의 허브(14)를 갖는 허브 영역(12)을 구비하는데, 이들은 바람직하게는 완성된 디스크 캐리어(10)의 허브 영역(12) 및 허브(14)에 상응하도록 형성된다.

슬리브 형상의 기초 공작물(50)에는 제1 벽 영역(51) 및 인접하는 제2 벽 영역(52)을 갖는 원통형 주벽이 마련된다. 기초 공작물(50)의 양 벽 영역(51, 52)의 벽두께는 완성된 디스크 캐리어(10)의 제1 및 제2 원주부(21, 22)의 벽두께보다 크다. 스트레치 플로우(stretch-flow)를 통해서, 2 개의 벽 영역 (51, 52)은 축소되고 신장될 뿐만 아니라 각각 제1 원주 섹션(21) 및 제2 원주 섹션(22)으로 최종 성형된다.

기초 공작물(50)에는, 제1 벽 영역 (51)과 제2 벽 영역 (52) 사이에 환형의 그루브(32)와 환형의 그루브 벽(34)을 갖는 반경 방향의 단차부(30)가 마련된다. 그루브 벽(34)에는 구멍 또는 홈(36)와 돌출부(38)가 대응하는 방식으로 마련된다. 그루브 벽(34)의 최종 형상은 단조 중에 직접 형성하거나 바람직하게는 스트레치 플로우(stretch-flow)를 선행하는 칩 제거 공정(chip-removing process)을 통해서 형성될 수 있다.

Claims (7)

1. 제1 직경을 갖는 제1 원주 섹션(21) 및 제2 직경을 갖는 축 방향으로 인접한 제2 원주 섹션(22)을 구비하며, 상기 제2 직경이 상기 제1 직경보다 크고, 상기 제1 원주 섹션(21)과 제2 원주 섹션(22)은 반경 방향의 환형의 단차부(30)를 통해 서로 연결되는 원통형 주벽(20),
   상기 제1 원주 섹션(21) 또는 상기 제2 원주 섹션(22)의 내측에 형성된 리브 형상의 축 방향 디스크(23, 24), 그리고
   상기 환형의 단차부(30)의 내측에 마련되고, 상기 제2 원주 섹션(22)과 반경 방향으로 내향하고 축 방향으로 돌출하며 반경 방향의 홈(36)을 갖는 그루브 벽(34) 사이에 마련된 환형의 그루브(32)를 구비하는, 디스크 캐리어를 제조하는 방법으로,
   상기 제1 원주 섹션(21), 상기 제2 원주 섹션(22) 및 상기 축 방향 디스크 (23, 24)를 구비하는 상기 원통형 주벽(20)의 스트레치-플로우 포밍을 통해서, 상기 디스크 캐리어(10)가 기초 공작물(50)로부터 일체적으로 성형되고,
   스트레치-플로우 포밍 이전에 상기 환형의 그루브(32) 및 상기 반경 방향 홈(36)을 갖는 그루브 벽(34)을 구비하는 상기 환형의 단차부(30)가 예비 성형(pre-form) 또는 마무리 성형(finish-form)되는 것을 특징으로 하는 디스크 캐리어 제조 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 기초 공작물(50)은 단조 가공된 공작물인 것을 특징으로 하는 디스크 캐리어 제조 방법.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 환형의 그루브(32)를 갖는 상기 환형의 단차부(30)와 상기 반경 방향 홈(36)을 갖는 상기 그루브 벽(34)이 칩 제거 방식(chip-removing manner)으로 마련된 것을 특징으로 하는 디스크 캐리어 제조 방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 원주 섹션(21) 또는 상기 제2 원주 섹션(22) 상의 상기 축 방향 디스크(23, 24)는 상기 원주에 걸쳐서 등간격으로 형성되고 적어도 상기 원통형 주벽(20)의 축 방향 부분을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 디스크 캐리어 제조 방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 원주 섹션(22) 상의 축 방향 디스크(24)는 상기 환형의 단차부(30)로부터 상기 원통형 주벽(20)의 자유 단부까지 축 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 디스크 캐리어 제조 방법.
6. 제1 항에 있어서, 상기 원통형 주벽(20)에는 개구부(28)가 형성된 것을 특징으로 하는 디스크 캐리어 제조 방법.
7. 제1 항에 있어서, 허브 영역(12)에는 슬리브 형상의 허브(14)가 마련된 것을 특징으로 하는 디스크 캐리어 제조 방법.

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