KR20110102540A - 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법에 관한 것으로, 파인 블랭킹 프레스로 반제품의 클러치 플레이트를 제작하고 난 다음 열간 단조를 이용한 프레스 공법을 통해 반제품의 클러치 플레이트에 그루브를 가공하게 됨으로써, 완제품의 클러치 플레이트를 제작하는 시간이 대폭 단축되고, 특히 한번에 다수개의 제품을 동시에 가공할 수 있게 됨으로써 대량 생산이 가능하며, 아울러 그루브를 가공하는 장비의 단가를 낮출 수 있게 됨으로써 완제품 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조 원가를 크게 낮출 수 있도록 된 것이다.

Description

자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법{Manufacture method of clutch plate for automatic transmission}

본 발명은 자동 변속기의 구성품으로서 사용되는 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법에 관한 기술이다.

일반적으로, 자동차의 자동 변속기는 주행 중 스로틀의 개도와 차속이 변화되는 상태에 따라 변속비를 설정된 변속패턴에 의거 추종할 수 있도록 전환시켜 주는 장치로서, 주행 중 변속에 대한 부담감을 줄여 운전의 편의성을 도모할 뿐만 아니라 발진과 가속 및 감속을 원활하게 하여 승차감을 향상시키도록 된 것이다.

상기 자동 변속기의 구성중에는 다수개의 기어류를 매개로 소정의 기어열을 형성하는 유성기어장치가 있는 바, 상기 유성기어장치에는 변속시 다수의 변속단의 형성을 위해 해당 기어열과 변속기의 입력축 내지 변속기의 케이스 사이를 연결하여 동력의 전달 및 작동의 제한을 선택적으로 실시하는 다수의 마찰요소가 있다.

상기 마찰요소는 클러치와 브레이크로 구분되는데, 그 중 상기 클러치는 클러치 리테이너 및 다수개의 클러치 플레이트를 포함하여 구성된다.

한편, 지금까지 사용되고 있는 대부분의 클러치 플레이트(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 스틸(steel)재의 코어 플레이트(1a) 양면에 페이퍼(paper)로 된 마찰재(1b)를 결합시킨 것을 사용하였으나, 최근에는 내구성 향상과 사용 수명 증대 및 원가 절감을 위해 도 2에 도시된 바와 같이 스틸재로 된 코어 플레이트(2a)의 양면에 일정한 형상을 갖춘 그루브(2b;groove)를 형성시켜서 상기 그루브(2b)의 음각형상이 마찰재의 역할을 수행하는 마찰 일체형 클러치 플레이트(2)의 사용이 증가하고 있는 추세이다.

도 3에는 상기 마찰 일체형 클러치 플레이트(2)의 종래 제조방법이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 마찰 일체형 클러치 플레이트(2)의 종래 제조방법은, 완제품 클러치 플레이트의 형상 및 그루브의 형상을 설계함과 동시에 상기 그루브 형상에 따른 마찰 성능을 해석하는 제품설계 및 해석단계(S1)와, 상기 단계 S1의 결과에 따라 스틸(steel)재질로 된 평판 소재를 파인 블랭킹 프레스(Fine Blanking Press)로 가공하여 반제품의 클러치 플레이트(11)를 제작하는 형상제작단계(S2)와, 상기 형상제작단계(S2)시 반제품의 클러치 플레이트(11)에 발생한 버(burr)를 벨트 그라인딩 머신(Belt Grinding Machine)을 이용하여 제거하면서 상기 반제품의 클러치 플레이트(11)의 표면 조도를 증대시키는 1차 가공단계(S3)와, 상기 1차 가공단계(S3) 이후 CNC선삭기를 이용해 상기 반제품의 클러치 플레이트(11)의 양면에 상기 단계 S1의 결과에 따라 그루브(11a)를 가공하는 2차 가공단계(S4)와, 상기 2차 가공단계(S4) 이후 상기 반제품의 클러치 플레이트(11)에 잔존하는 잔류 응력을 제거함과 동시에 기계적 성질을 안정화시키기 위해 행하는 템퍼링(tempering)단계(S5)와, 상기 단계 S5 이후 양두연마기를 이용해 상기 반제품의 클러치 플레이트(11)에 양면 연삭을 행하여 최종 두께와 표면 조도를 맞추는 3차 가공단계(S6)로 구성되어 있으며, 상기 3차 가공단계(S6)까지 완료되고 나면 완제품의 마찰 일체형 클러치 플레이트(2)가 생산되었었다.

하지만, 상기와 같은 종래의 제조방법에서 CNC선삭기를 이용하여 그루브(11a)를 가공하게 되면 가공시간이 많이 소요됨에 따라 생산성이 둔화되고, 특히 제품 1개씩 가공이 이루어지기 때문에 대량 생산에 부적합한 문제점이 있었다.

또한, CNC선삭기는 고가의 장비이기 때문에 CNC선삭기를 이용하여 제작한 완제품의 마찰 일체형 클러치 플레이트(2)는 단가가 비싸지게 되는 단점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 반제품의 클러치 플레이트를 제작하는 형상제작단계 이후 열간 단조를 이용해 그루브를 가공할 수 있도록 제조방법을 개선하여, 가공시간의 단축을 통해 생산성을 향상시킬 수 있도록 하고, 특히 한번에 다수개의 제품을 가공할 수 있도록 함으로써 대량 생산이 가능하도록 하며, 아울러 제작 단가를 낮춰서 원가를 절감시킬 수 있는 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소재를 이용해 형상을 갖춘 반제품의 클러치 플레이트를 제작하고, 상기 반제품의 클러치 플레이트를 가공하여 양면에 그루브(groove)를 형성시킨 다음 템퍼링(tempering)과 양면 연삭을 행하여 완제품의 클러치 플레이트를 제작하도록 된 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법에 있어서, 상기 그루브는 프레스(Press)를 이용한 열간 단조 공법으로 가공되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제조방법은 상기 반제품의 클러치 플레이트의 양면에 상기 그루브를 가공하기 전에 상기 반제품의 클러치 플레이트에서 발생한 버(burr)를 제거함과 동시에 상기 반제품의 클러치 플레이트의 표면 조도를 증대시키는 가공 단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제조방법은 상기 열간 단조 공법으로 상기 반제품의 클러치 플레이트의 양면에 상기 그루브를 가공하기 전에 상기 반제품의 클러치 플레이트를 회전 가열로에서 일정 온도로 가열하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 제조방법은 상기 그루브가 형성된 상기 반제품의 클러치 플레이트를 탬퍼링하기 전에 유체를 이용하여 상기 반제품의 클러치 플레이트를 일정 온도로 냉각시키는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 열간 단조를 이용한 프레스 공법을 통해 반제품의 클러치 플레이트에 그루브를 가공하게 됨으로써 완제품의 클러치 플레이트를 제작하는 시간이 대폭 단축되고, 특히 한번에 다수개의 제품을 동시에 가공할 수 있게 됨으로써 대량 생산이 가능하며, 아울러 그루브를 가공하는 장비의 단가를 낮출 수 있게 됨으로써 완제품 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조 원가를 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 별도 제작된 코어 플레이트와 마찰재가 결합되어 구성되는 클러치 플레이트의 도면,
도 2는 마찰 일체형 클러치 플레이트를 설명하기 위한 도면,
도 3은 마찰 일체형 클러치 플레이트의 종래 제조방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 완제품 클러치 플레이트의 형상 및 그루브의 형상을 설계함과 동시에 상기 그루브 형상에 따른 마찰 성능을 해석하는 제품설계 및 해석단계(S11)를 거치고, 그 다음 상기 단계 S11의 결과에 따라 스틸(steel)재질로 된 평판 소재를 파인 블랭킹 프레스(Fine Blanking Press)로 가공하여 반제품의 클러치 플레이트(21)를 제작하는 형상제작단계(S12)를 거치게 된다.

그리고, 상기 형상제작단계(S12)시 상기 반제품의 클러치 플레이트(21)에서 발생한 버(burr)를 벨트 그라인딩 머신(Belt Grinding Machine)을 이용하여 제거하면서 상기 반제품의 클러치 플레이트(21)의 표면 조도를 증대시키는 1차 가공단계(S13)를 거치고, 상기 1차 가공단계(S13)를 통과한 상기 반제품의 클러치 플레이트(21)를 회전 가열로에서 일정 온도(대략 880 ℃ 정도)로 가열하는 가열단계(S14)를 거치게 된다.

그리고, 상기 가열단계(S14)를 통과한 상기 반제품의 클러치 플레이트(21)를 상기 단계 S11의 결과에 따라 프레스(Press)를 이용한 열간 단조 공법으로 가공하여 양쪽 면에 일정한 패턴을 갖춘 그루브(21a)를 가공하는 2차 가공단계(S15)를 거치고, 상기 2차 가공단계(S15) 이후 상기 그루브(21a)가 형성된 상기 반제품의 클러치 플레이트(21)를 열간 단조용 프레스 금형 내에서 유체를 이용해 일정 온도로 냉각시키는 냉각단계(S16)를 거치게 된다.

그리고, 상기 냉각단계(S16) 이후 상기 반제품의 클러치 플레이트(21)에 잔존하는 잔류 응력을 제거함과 동시에 기계적 성질을 안정화시키기 위해 행하는 템퍼링(tempering)단계(S17)를 거치고, 상기 템퍼링단계(S17) 이후 양두연마기를 이용해 상기 반제품의 클러치 플레이트(21)에 양면 연삭을 행하여 최종 두께와 표면 조도를 맞추는 3차 가공단계(S18)를 거치게 된다.

이와 같이, 상기 3차 가공단계(S18)까지 완료되고 나면 본 발명에 따른 완제품의 마찰 일체형 클러치 플레이트(23)가 제작되는 것이다.

본 발명에 따른 제조방법과 종래의 제조방법을 비교하여 볼 때 가장 큰 차이점은, 파인 블랭킹 프레스로 반제품의 클러치 플레이트를 제작하고 난 다음 종래에는 CNC선삭기를 이용하여 그루브를 가공하였지만, 본 발명은 열간 단조에서 프레스(Press)를 이용하여 그루브를 가공한 것이라 할 수 있다.

따라서, 프레스를 이용하여 그루브를 가공하는 본 발명의 제조방법은 가공시간을 대폭 단축시킬 수 있는 장점이 있고, 특히 한번에 다수개의 제품을 동시에 가공할 수 있게 됨으로써 대량 생산이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 종래의 CNC선삭기보다 장비의 단가가 싸기 때문에 CNC선삭기를 이용하여 제작한 종래의 완제품 마찰 일체형 클러치 플레이트보다 제조 원가를 크게 낮출 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명에 따라 열간 단조를 이용하여 제작된 완제품의 마찰 일체형 클러치 플레이트(23)는 강도가 우수한 장점이 있을 뿐만 아니라, 양면의 평탄도 및 두께의 정밀도가 우수한 장점을 갖출 수 있게 된다.

21 - 반제품의 클러치 플레이트 21a - 그루브
23 - 완제품의 클러치 플레이트

Claims (4)

1. 소재를 이용해 형상을 갖춘 반제품의 클러치 플레이트를 제작하고, 상기 반제품의 클러치 플레이트를 가공하여 양면에 그루브(groove)를 형성시킨 다음 템퍼링(tempering)과 양면 연삭을 행하여 완제품의 클러치 플레이트를 제작하도록 된 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법에 있어서,
   상기 그루브는 프레스(Press)를 이용한 열간 단조 공법으로 가공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 반제품의 클러치 플레이트의 양면에 상기 그루브를 가공하기 전에 상기 반제품의 클러치 플레이트에서 발생한 버(burr)를 제거함과 동시에 상기 반제품의 클러치 플레이트의 표면 조도를 증대시키는 가공 단계;
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 열간 단조 공법으로 상기 반제품의 클러치 플레이트의 양면에 상기 그루브를 가공하기 전에 상기 반제품의 클러치 플레이트를 회전 가열로에서 일정 온도로 가열하는 단계;
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 그루브가 형성된 상기 반제품의 클러치 플레이트를 탬퍼링하기 전에 유체를 이용하여 상기 반제품의 클러치 플레이트를 일정 온도로 냉각시키는 단계;
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 마찰 일체형 클러치 플레이트의 제조방법.

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