KR100385537B1 - 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법에 관한 것이다. 종래의 더블 싱크로나이저링은 마찰계수 및 내구성이 약해 정확한 마찰력 전달이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 이로인해 소음 및 진동은 물론 엔진 출력의 증대로 인한 동기력의 정확한 전달이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 미들콘(2)의 내.외측에 이너 싱크로나이저링(1) 및 아우터 싱크로나이저링(3)을 갖는 더블 싱크로나이저링에 있어서, 상기 이너 싱크로나이저링(1)은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하고, 키이 홈 가공을 거쳐 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재의 내경 및 단면을 1차로 가공하고 2차로 외경 및 단면을 가공하는 황삭공정과, 상기 황삭공정을 거친 모재의 표면을 경화시키기 위해 열처리를 수행하면서 상기 모재의 변형을 수정 및 교정하는 열처리 및 교정공정과, 그 모재의 평면 및 내경을 연마하는 연마공정으로 이루어지고; 상기 미들콘(2)은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하여 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재를 가열하는 가열공정과, 이 가열된 모재에 열 압력을 가해 성형하는 단조공정과, 상기 단조공정을 수행한 후 1차로 내경 단차가공을 하고 2차로 외경 단차가공을 하는 가공공정과, 이의 평면 및 내.외경을 연마하는 연마공정과, 상기 연마공정을 거친 내.외경에 몰리브덴을 용사하는 용사공정으로 이루어지며; 상기 아우터 싱크로나이저링(3)은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하여 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재를 가열하는 가열공정과, 이 가열된 모재에 열 압력을 가해 성형하는 단조공정과, 상기 단조공정을 거친 모재의 내.외경 및 단면을 황삭가공한 후 내경정삭을 하는 가공공정과, 상기 가공공정을 수행한 후 모재의 표면 경화를 위해 열처리를 수행하면서 상기 모재의 변형을 수정 및 교정하는 열처리 및 교정공정과, 이의 평면 및 내경을 연마하는 연마공정으로 이루어지고; 상기 이너 싱크로나이저링(1)과 미들콘(2), 아우터 싱크로나이저링(3)을 조합하여 래핑공정을 수행함으로써 마찰계수 및 내구성을 보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 마찰력의 정확한 전달로 소음 및 진동을 줄일 수 있고, 또한 동기력이 보다 확실하게 전달될 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법{A method for manufacturing the double sychronizer ring of transmission gear box of a vechile}

본 발명은 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미들콘(2)을 중심으로 이의 내.외측에 각각 2개의 보크링, 즉 이너 싱크로나이저링(1) 및 아우터 싱크로나이저링(3)을 갖는 상기 더블 싱크로나이저링의 마찰계수 및 내구성을 향상시켜 고마력의 차량 변속시 마찰력에 의한 동기 작동의 정확성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저리의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 싱크로나이저링은 차량용 변속기에서 운전자의 시프트 레버 조작력을 기어 측으로 전달하여 상기 기어를 동기시킬 수 있도록 하는 차량용 변속기의 부속부품으로서, 종래에는 단독 부품 형태로 싱글 싱크로나이저링이 사용되어 왔다. 이러한 싱글 싱크로나이저링은 통상적으로 원형의 링 형태로 본체가 형성되고, 상기 본체의 외측면에 치형이 형성되어 있으며, 본체의 내측면에는 테이퍼면으로 오일홈이 형성된 구조로 되어 있다.

그러나 이러한 싱글 싱크로나이저링은 점차 엔진의 고마력, 고성능에 따른 강한 파워에 대한 내구성이 떨어짐은 물론 변속기어의 콘부에 내측 마찰력만으로 그 힘이 전달되도록 구성되어 있어 전달되는 마찰력의 불균형으로 소음 및 진동, 충격이 발생될 뿐만 아니라 작동중에 파손됨으로써 변속기 조작기능의 상실을 초래하는 문제점이 있었다. 또한 이는 변속조작에 의한 동기 작동의 정확성이 결여될 뿐만 아니라 이로인해 변속조작의 어려움 및 불확실성을 유발시키는 문제점이 있었다.

이에 따라 근래에는 엔진의 고마력, 고성능에 대응하여 종래 싱글 싱크로나이저링에 상응하는 시프트 조작력만으로도 상기 싱글 싱크로나이저링보다 2배의 동기력을 가질 수 있도록 하여 강력한 파워에도 경쾌하고 가볍게 시프트가 실현될 수 있는 더블 싱크로나이저링의 연구 및 개발이 요구되고 있는 실정에 있고, 또한 제안된 바 있다.

이러한 더블 싱크로나이저링은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와같이 미들콘(2)(middle cone)을 중심으로 이의 내.외측에 2개의 보크링(balk ring), 즉 이너 싱크로나이저링(1)(inner synchronizer ring) 및 아우터 싱크로나이저링(3)(outer synchronizer ring)이 조합된 형태로 갖는다.

그러나 현재 제안되고 있는 더블 싱크로나이저링은 종래의 싱글 싱크로나이저링보다 다소 큰 동기력을 얻을 수는 있으나, 이 역시 미들콘(2)을 중심으로 한 인너 싱크로나이저링 및 아우터 싱크로나이저링(3)의 각각에 대한 마찰계수가 적고 내구성이 약해 종래의 싱크로나이저링과 마찬가지로 마찰력이 정확하게 전달되지 않을 뿐만 아니라 소음 및 진동, 충격이 발생되고, 또한 작동중에 파손되는 문제점이 있었다. 또한 이는 엔진 출력 증대에 따른 동기 작동의 정확성이 결여될 뿐만 아니라 이로인해 변속조작의 불확실성 및 어려움을 초래하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와같은 요구에 부응하기 위해서 창안된 것으로서, 그 목적은 엔진의 고마력 고성능에 따른 강력한 파워에 대응할 수 있는 마찰계수 및 내구성을 향상시켜 정확한 마찰력 전달과 함께 동기 작동이 보다 용이하면서도 확실하게 이루어질 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 미들콘의 내.외측에 이너 싱크로나이저링 및 아우터 싱크로나이저링을 갖는 더블 싱크로나이저링에 있어서,

상기 이너 싱크로나이저링은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하고, 키이 홈 가공을 거쳐 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재의 내경 및 단면을 1차로 가공하고 2차로 외경 및 단면을 가공하는 황삭공정과, 상기 황삭공정을 거친 모재의 표면을 경화시키기 위해열처리를 수행하면서 상기 모재의 변형을 수정 및 교정하는 열처리 및 교정공정과, 그 모재의 평면 및 내경을 연마하는 연마공정으로 이루어지고;

상기 미들콘은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하여 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재를 가열하는 가열공정과, 이 가열된 모재에 열 압력을 가해 성형하는 단조공정과, 상기 단조공정을 수행한 후 1차로 내경 단차가공을 하고 2차로 외경 단차가공을 하는 가공공정과, 이의 평면 및 내.외경을 연마하는 연마공정과, 상기 연마공정을 거친 내.외경에 몰리브덴을 용사하는 용사공정으로 이루어지며,

상기 아우터 싱크로나이저링은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하여 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재를 가열하는 가열공정과, 이 가열된 모재에 열 압력을 가해 성형하는 단조공정과, 상기 단조공정을 거친 모재의 내.외경 및 단면을 황삭가공한 후 내경정삭을 하는 가공공정과, 상기 가공공정을 수행한 후 모재의 표면 경화를 위해 열처리를 수행하면서 상기 모재의 변형을 수정 및 교정하는 열처리 및 교정공정과, 이의 평면 및 내경을 연마하는 연마공정으로 이루어지고;

상기 이너 싱크로나이저링과 미들콘, 아우터 싱크로나이저링을 조합하여 래핑공정을 수행한 것을 특징으로 한 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법이 제공된다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 의한 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법을 보인 공정도로서,

도 1a는 이너 싱크로나이저링(1)의 제조 공정도.

도 1b는 미들콘(2)의 제조 공정도.

도 1c는 아우터 싱크로나이저링(3)의 제조 공정도.

도 1d는 이너 및 아우터 싱크로나이저링(3) 및 미들콘(2)의 조합 공정도.도 2(a) 및 도 2(b)는 이너 싱크로나이저링의 구조를 보인 것으로서,도 2(a)는 정면도.도 2(b)는 A-A선 단면도.도 3(a) 및 도 3(b)는 미들콘의 구조를 보인 것으로서,도 3(a)는 정면도.도 3(b)는 B-B선 단면도.도 4(a) 및 도 4(b)는 아우터 싱크로나이저링의 구조를 보인 것으로서,도 4(a)는 정면도.도 4(b)는 C-C선 단면도.도 5는 이너 싱크로나이저링 및 미들콘과 아우터 싱크로나이저링의 결합상태를 보인 확대 단면도.

이하 본 발명에 의한 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법을 상세히 설명한다.

이 더블 싱크로나이저링은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와같이 미들콘(2)을 중심으로 이의 내.외측에 이너 싱크로나이저링(1) 및 아우터 싱크로나이저링(3)이 조합된다.

이러한 더블 싱크로나이저링에 있어, 본 발명은 다음과 같은 공정에 의해서 상기 이너 싱크로나이저링(1) 및 미들콘(2) 그리고 아우터 싱크로나이저링(3)이 제조된다.

<이너 싱크로나이저링>

이 이너 싱크로나이저링(1)은 도 1a에 도시된 바와같이 성형공정-황삭공정-열처리 및 교정공정-연마공정으로 이루어진다.

상기 성형공정은 이너 싱크로나이저링(1)의 모재를 성형하는 공정으로서, 우선 원심주조에 의한 일정한 내경 및 외경을 가지는 파이프를 성형하되, 기계적 성질이 강한 크롬강(SCR415H)로 하고, 이 파이프를 일정한 크기로 컷팅한다. 그리고 이 컷팅된 링의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공한 후 키이 홈 가공을 수행함으로써 이루어진다.

상기 황삭공정은 성형공정에 의해서 성형된 모재의 내경, 단면을 1차로 황삭가공한 후, 다시 2차로 그 모재의 외경, 단면을 2차로 황삭가공하는 공정이다.

상기 열처리 및 교정공정은 모재의 표면을 경화시키기 위하여 침탄법 등과 같은 열처리를 행함과 아울러 변형을 방지하기 위하여 다이담금질(die quenching) 등을 행하여 모재의 변형을 수정 및 교정하는 공정이다.

상기 연마공정은 상기한 바와같은 열처리 및 교정공정을 거친 모재의 정밀도를 유지하기 위한 공정으로서, 평면 및 내경을 연마하게 되는 것이다.

<미들콘>

이 미들콘(2)은 도 1b에 도시된 바와같이 성형공정-가열공정-단조공정-가공공정-연마공정-용사공정의 순으로 이루어진다.

상기 성형공정은 미들콘(2)의 모재를 성형하는 공정으로서, 이는 전술한 이너 싱크로나이저링(1)과 같이 원심주조에 의한 일정한 내경 및 외경을 가지는 파이프를 성형하되, 기계적 성질이 강한 크롬강(SCR415H)로 하고, 이 파이프를 일정한 크기로 컷팅하고, 이 컷팅된 링의 내.외경 및 두께를 선삭가공함으로써 이루어진다.

상기 가열공정은 상기 모재를 900℃∼950℃로 10∼20분 동안 가열로에서 가열하는 공정으로서, 이 공정을 마친 후에는 열 압력으로 성형하는 단조공정을 수행하게 되고, 상기 단조공정을 수행한 후에는 1차로 모재의 내경, 단차가공을 행한 다음, 다시 2차로 모재의 외경 단차가공을 행하는 가공공정을 수행하게 되는 것이다.

상기 연마공정은 상기 가공공정을 거친 모재의 정밀도를 유지시키기 위해 행하는 공정으로서, 상기 모재의 평면과 내.외경을 연마하게 되고, 이 공정을 완료한 후에는 내.외경의 마찰력을 증대시키기 위해 그 내.외경에 몰리브덴(99% Mo WIRE 3.2Φ)을 0.1∼0.15mm의 두께로 용사하는 용사공정을 행하여 미들 싱크로나이저 링이 제조된다.

<아우터 싱크로나이저링>

이 아우터 싱크로나이저링(3)은 도 1c에 도시된 바와같이 성형공정-가열공정-단조공정-가공공정-열처리 및 교정공정-연마공정의 순으로 이루어진다.

상기 성형공정은 전술한 이너 싱크로나이저링(1) 및 미들콘(2)과 같이 아우터 싱크로나이저링(3)의 모재를 성형하는 공정으로서, 원심주조에 의한 일정한 내경 및 외경을 가지는 파이프를 성형하되, 기계적 성질이 강한 크롬강(SCR415H)로 하고, 이 파이프를 일정한 크기로 컷팅하고, 이 컷팅된 링의 내.외경 및 두께를 선삭가공함으로써 이루어진다.

상기 가열공정은 상기 모재를 900℃∼950℃로 10∼20분 동안 가열로에서 가열하는 공정으로서, 이 공정을 마친 후에는 열 압력으로 성형하는 단조공정을 수행하게 되고, 상기 단조공정을 완료한 후에는 모재의 내.외경 및 단면을 황삭가공을 한 다음 다시 내경정삭을 행하는 가공공정이 이루어진다.

상기 열처리 및 교정공정은 가공공정후 상기 모재의 표면을 경화시키기 위하여 침탄법 등과 같은 열처리를 행하여 표면을 경화시킴과 아울러 변형을 방지하기 위해 다이 담금질(Die quenching) 등을 행하여 모재의 변형을 수정 및 교정하는 공정이다.

상기 연마공정은 제품의 정밀도를 유지시키기 위한 공정으로서, 이를 위해 열처리 및 교정공정을 완료한 모재의 평면 및 내경을 연마하게 되는 것이다.

<조합>

이는 상기한 바와같은 공정에 의해서 제조된 이너 싱크로나이저링(1) 및 미들콘(2)과 아우터 싱크로나이저링(3)을 조합한 후 이 조립체를 동시에 래핑(Lapping)가공을 수행하게 되는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명은 상기한 바와같은 공정을 통해 더블 싱크로나이저의 마찰계수 및 내구성이 향상됨으로써 시프트 동작에 의한 마찰력 전달의 정확성을 기할 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 보다 확실한 동기가 이루어질 수 있는 효과를 갖게 된다. 또한 이로인해 엔진 파워의 증가에 따른 기어의 회전관성이나 상대회전 속도의 증가로 인한 싱크로나이저링의 부하를 현저하게 줄일 수 있도록 함으로써 엔진의 고마력 고성능에 따른 강력한 파워에 대한 대항력 증대는 물론 보다 경쾌하면서도 가볍게 시프트가 실현되는 시프트 필링에 부응할 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (1)

1. 미들콘(2)의 내.외측에 이너 싱크로나이저링(1) 및 아우터 싱크로나이저링(3)을 갖는 더블 싱크로나이저링에 있어서,

   상기 이너 싱크로나이저링(1)은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하고, 키이 홈 가공을 거쳐 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재의 내경 및 단면을 1차로 가공하고 2차로 외경 및 단면을 가공하는 황삭공정과, 상기 황삭공정을 거친 모재의 표면을 경화시키기 위해 열처리를 수행하면서 상기 모재의 변형을 수정 및 교정하는 열처리 및 교정공정과, 그 모재의 평면 및 내경을 연마하는 연마공정으로 이루어지고;

   상기 미들콘(2)은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하여 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재를 가열하는 가열공정과, 이 가열된 모재에 열 압력을 가해 성형하는 단조공정과, 상기 단조공정을 수행한 후 1차로 내경 단차가공을 하고 2차로 외경 단차가공을 하는 가공공정과, 이의 평면 및 내.외경을 연마하는 연마공정과, 상기 연마공정을 거친 내.외경에 몰리브덴을 용사하는 용사공정으로 이루어지며,

   상기 아우터 싱크로나이저링(3)은 원심주조에 의한 파이프 성형 및 컷팅작업을 수행한 후 이의 내경 및 외경, 두께를 선삭가공하여 모재를 성형하는 성형공정과, 상기 모재를 가열하는 가열공정과, 이 가열된 모재에 열 압력을 가해 성형하는 단조공정과, 상기 단조공정을 거친 모재의 내.외경 및 단면을 황삭가공한 후 내경정삭을 하는 가공공정과, 상기 가공공정을 수행한 후 모재의 표면 경화를 위해 열처리를 수행하면서 상기 모재의 변형을 수정 및 교정하는 열처리 및 교정공정과, 이의 평면 및 내경을 연마하는 연마공정으로 이루어지고;

   상기 이너 싱크로나이저링(1)과 미들콘(2), 아우터 싱크로나이저링(3)을 조합하여 래핑공정을 수행한 것을 특징으로 한 차량용 변속기의 더블 싱크로나이저링의 제조방법.