KR101405634B1 - 싱크로나이저 링 윤활 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 싱크로나이저 링 윤활 구조에 관한 것으로, 시프트 가능한 변속기에서 변속 기어의 동기화 장치를 구비하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 윤활 구조에 있어서, 링 형상으로 형성되고, 일면의 내주면의 둘레를 따라 형성되는 제1 윤활홈을 포함하는 싱크로나이저 링과, 상기 싱크로나이저 링의 일면과 이격되게 위치하는 기어부 및 상기 제1 윤활홈과 대응하는 제2 윤활홈을 포함하는 도그 클러치와, 상기 싱크로나이저 링과 상기 도그 클러치가 다른 속도로 회전할 때 상기 제1 및 제2 윤활홈에 위치하는 윤활류를 가압하여 상기 싱크로나이저 링과 상기 도그 클러치의 마찰면 사이로 윤활유 공급을 원할하게 하는 가압수단을 포함하고, 윤활성을 증대하여 마찰에 의한 마모, 균열 또는 파손을 방지할 수 있는 것이다.

Description

싱크로나이저 링 윤활 구조 {LUBRICANT STRUCTURE OF SYNCHRONIZER RING}
본 발명은 시프트 가능한 변속기에서 변속 기어의 동기화 장치를 구비하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 윤활 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동변속기의 변속 기어의 동기화 장치를 구성하는 싱크로나이저 링과 도그 클러치 사이의 윤활 구조를 개선하여 내구성을 증대할 수 있는 싱크로나이저링 윤활 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 수동변속기에는 주행 중 변속을 매끄럽게 하는 동기장치가 구비되어 있다. 동기장치는 입력축 측으로부터 출력축 측으로 동력 전달 가능하도록 연결되는 싱크로나이저 슬리브, 싱크로나이저 링 및 도그 클러치 등으로 구성된다.
싱크로나이저 링은 클러치기어의 콘에 밀착되어 마찰력에 의해 클러치 작용을 하고, 이러한 싱크로나이저 링은 한국공개특허 공개번호 10-2009-0039382호 및 한국공개특허 공개번호 10-2005-0118444호에 개시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 싱크로나이저 링 윤활 구조(100)는 싱크로나이저 링(110) 및 싱크로나이저 링(110)의 내주면에 끼워지는 도그 클러치(120)로 구성된다. 종래의 싱크로나이저 링 윤활 구조(100)는 싱크로나이저 링(110)과 도그 클러치(120) 사이에 윤활유가 흐르고 윤활유에 의해 마모, 균열 또는 파손이 방지되는 구조이다.
싱크로나이저 링(110)은 링형 형상의 외주면에 기어치(111)를 결합한 형태로 구성된다. 기어치(111)는 싱크로나이저 링(110)의 일면으로부터 외주면의 일부를 감싸는 형태로 결합된다. 또한, 싱크로나이저 링(110)은 내주면에 나사산을 포함한다. 싱크로나이저 링(110)의 나사산은 이동시 마찰을 일으켜 이동 속도를 저하시킴으로써 동기 작용이 원활하게 이루어지도록 한다.
도그 클러치(120)는 싱크로나이저 링(110)의 내주면에 끼워지는 결합부(121)와 결합부(121)로부터 연장되고 싱크로나이저 링(110)의 일면과 이격되게 위치하는 기어부(122)를 포함한다.
이러한 종래의 싱크로나이저 링 윤활 구조(100)는 싱크로나이저 링(110)과 도그 클러치(120)의 마주보는 면이 평평한 원주면으로 구성된다. 싱크로나이저 링(110)과 도그 클러치(120)가 회전하면 각각의 원주면 사이의 계류중인 윤활유가 밀려나면서 원주면이 흡착되어 마모가 발생할 수 있고, 싱크로나이저 링(110)과 도그 클러치(120)에 균열 또는 파손이 일어날 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 싱크로나이저 링과 도그 클러치 사이의 윤활홈과 리브를 구비하여 싱크로나이저 링과 도그 클러치의 속도 차이가 발생하는 경우 윤활홈 사이의 윤활유가 리브에 의해 밀려나면서 마찰면 사이에 윤활유를 원활히 공급하여 윤활성을 증대할 수 있는 싱크로나이저 링 윤활 구조를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 싱크로나이저 링과 도그 클러치 사이의 윤활성을 증대하여 마찰에 의한 마모, 균열 또는 파손을 방지하고 싱크로나이저 링과 도그 클러치의 내구성을 증대할 수 있는 싱크로나이저 링 윤활 구조를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시프트 가능한 변속기에서 변속 기어의 동기화 장치를 구비하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 윤활 구조에 있어서, 링 형상으로 형성되고, 일면의 내주면의 둘레를 따라 형성되는 제1 윤활홈을 포함하는 싱크로나이저 링과, 상기 싱크로나이저 링의 일면과 이격되게 위치하는 기어부 및 상기 제1 윤활홈과 대응하는 제2 윤활홈을 포함하는 도그 클러치와, 상기 제1 및 제2 윤활홈에 각각 위치하고, 상기 싱크로나이저 링과 상기 도그 클러치가 다른 속도로 회전할 때 상기 제1 및 제2 윤활홈에 위치하는 윤활류를 가압하여 상기 싱크로나이저 링과 상기 도그 클러치의 마찰면 사이로 윤활유 공급을 원할하게 하는 가압수단을 포함하는 싱크로나이저 링 윤활 구조.
또한, 상기 도그 클러치는 상기 기어부와 결합하고, 내부가 비어있는 중공형상의 원주이며, 상기 싱크로나이저 링에 끼워지는 결합부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합부는 상기 기어부와 수직으로 결합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가압 수단은 상기 제1 윤활홈에 위치하는 복수의 제1 리브와 상기 제2 윤활홈에 위치하는 복수의 제2 리브로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 복수의 리브는 상기 제1 윤활홈을 따라 상기 제1 윤활홈 상에서 돌출형성되어 상기 제1 윤활홈을 균분하여 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 복수의 리브는 상기 제2 윤활홈을 따라 상기 제2 윤활홈 상에서 돌출형성되어 상기 제2 윤활홈을 균분하여 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 싱크로나이저 링과 도그 클러치 사이의 윤활홈과 리브를 구비하여 싱크로나이저 링과 도그 클러치의 속도 차이가 발생하는 경우 윤활홈 사이의 윤활유가 리브에 의해 밀려나면서 마찰면 사이에 윤활유를 원활히 공급하여 윤활성을 증대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 싱크로나이저 링과 도그 클러치 사이의 윤활성을 증대하여 마찰에 의한 마모, 균열 또는 파손을 방지하고 싱크로나이저 링과 도그 클러치의 내구성을 증대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 싱크로나이저 링 윤활 구조를 설명하는 단면도.
도 2는 도 1의 싱크로나이저 링을 설명하는 사시도.
도 3은 도 1의 도그 클러치를 설명하는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저 링 윤활 구조를 설명하는 단면도.
도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 싱크로나이저 링을 설명하는 사시도.
도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 도그 클러치를 설명하는 사시도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
참고로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저 링 윤활 구조를 설명하는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저 링을 설명하는 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도그 클러치를 설명하는 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 싱크로나이저 링 윤활구조(400)는 시프트 가능한 수동변속기에서 변속기어의 동기화 장치를 구성하는 것으로, 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)로 구성되고, 윤활유가 충진된 변속기 케이스(미도시됨)의 내부에 배치된다.
싱크로나이저 링 윤활구조(400)는 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)가 대향하는 면에 각각 홈과 가압수단(430)을 구비하고, 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)가 회전할 때 서로 다른 속도로 회전하게 되면 가압수단(430)에 의해 홈에 있는 윤활유가 가압되어 반발력을 발생시킨다. 싱크로나이저 링(410)은 가압된 윤활류의 반발력으로 인해 도그 클러치(420)에서 밀려나고, 마찰면 사이에 윤활유의 공급이 원할하게 될 수 있게 한다.
싱크로나이저 링(410)은 소정의 두께를 가지는 링 형상으로 형성되고, 일면의 외주면에 기어치(411)를 포함하고, 기어치(411)가 위치한 면의 내주면 둘레를 따라 형성되는 제1 윤활홈(412)을 포함한다.
싱크로나이저 링(410)은 각 변속기어(미도시됨)에 있는 경사면(일반적으로 약 7도)에 연결되고, 변속시에는 경사면과 접촉하여 마찰력에 따라 클러치 작용을 하기 때문에 구동기어와 변속기어를 동기화 시키는 작용을 할 수 있다. 이러한 싱크로나이저 링(410)은 황동으로 구성될 수 있다.
또한, 싱크로나이저 링(410)은 내주면에 나사산 형태로 돌출되는 돌출부를 더 포함할 수 있다. 싱크로나이저 링(410)은 내주면에 위치한 돌출부가 둘레 방향으로 소정의 간격을 가지고 이격되게 배치될 수 있다.
도그 클러치(420)는 싱크로나이저 링(410)의 일면과 이격되게 위치하는 기어부(422) 및 제1 윤활홈(412)과 대응하는 제2 윤활홈(423)을 포함한다. 또한, 도그 클러치(420)는 기어부(422)에 결합하는 중공형 원주로 형성되는 결합부(421)를 더 포함한다. 여기에서, 결합부(421)는 원판형의 기어부(422)의 넓은 일면에 수직으로 결합된다.
이러한 도그 클러치(420)는 결합부(421)의 외주면이 싱크로나이저 링(410)의 내주면에 끼워지는 형태로 결합된다. 도그 클러치(420)는 원판형태로 형성되는 기어부(422)의 외주면에 기어치를 결합한다. 또한, 제2 윤활홈(423)은 기어부(422)와 결합부(421)의 결합위치로부터 기어치 방향으로 형성된다.
이러한 도그 클러치(420)는 변속 레버 조작에 의해 전진하여 변속기어와 결합 할 수 있다. 이때, 싱크로나이저 링(410)은 도그 클러치(420)가 물리려는 압착력을 이용해서 구동기어와 변속기어의 회전수를 동기화 시켜준다.
도그 클러치(420)는 기어부(422)의 원판형상이 결합부(421)의 내측으로 이어지고, 내주면에 축방향으로 형성되는 나사산 형태의 돌출부를 더 포함한다. 또한, 도그 클러치(420)는 내주면과 결합부(421) 사이에 둘레 방향으로 균분하여 배치되는 관통홀을 더 포함한다. 이러한 도그 클러치(420)는 내주면이 변속기의 주축에 연결될 수 있다.
가압수단(430)은 제1 윤활홈(412)에 위치하는 복수의 제1 리브(431)와 제2 윤활홈(423)에 위치하는 복수의 제2 리브(432)로 구성된다. 가압수단(430)은 제1 및 제2 윤활홈(412, 432) 상에서 돌출되어 형성된다. 가압수단(430)은 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)가 다른 속도로 회전할 때 복수의 제1 및 제2 리브(431, 432)가 서로 이격된 위치에서 교차하여 제1 및 제2 윤활훔(412, 432)에 위치한 윤활류를 가압한다.
가압수단(430)에 의해 가압되는 윤활유는 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)를 축방향으로 서로 밀어내는 반발력을 제공한다.
복수의 제1 리브(431)는 제1 윤활홈(412)을 따라 제1 윤활홈(412) 상에서 돌출형성된다. 복수의 제1 리브(431)는 제1 윤활홈(412)을 균분하도록 배치될 수 있다. 또한, 복수의 제1 리브(431)는 제1 윤활홈(412) 안쪽으로부터 기어치(411)가 위치하는 일면까지 돌출되어 형성될 수 있다.
복수의 제2 리브(432)는 제2 윤활홈(423)을 따라 제2 윤활홈(423) 상에서 돌출형성된다. 복수의 제2 리브(432)는 제2 윤활홈(423)을 균분하도록 배치될 수 있다. 또한, 복수의 제2 리브(432)는 제2 윤활홈(423)으로부터 기어부(422)의 윗면 안쪽으로 돌출형성될 수 있다.
이러한 싱크로나이저 링 윤활구조(400)는 구동기어가 변속기어에 연결될 때 각 기어의 속도를 동기화 시켜서 기어에 전해지는 충격을 저감시킬 수 있다. 싱크로나이저 링 윤활구조(400)는 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)가 서로 다른 속도로 회전하면 복수의 제1 및 제2 리브(431, 432)가 교차하면서 제1 및 제2 윤활홈(412, 423)에 있는 윤활유를 가압하여 밀어낸다. 밀려나는 윤활유는 싱크로나이저 링(410)을 도그 클러치(420)에서 밀어내고 마찰면 사이의 간극을 넓혀서 윤활유의 흐름을 증대시킨다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 니들 롤러 베어링의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.
싱크로나이저 링(410)은 수동변속기에서 변속기어의 동기화 장치를 구성하는 것으로, 도그 클러치(420)와 결합하고 변속기어에 연결된다. 싱크로나이저 링(410)은 수동변속기에서 변속을 할 때 동작한다. 수동변속기의 변속은 구동기어가 변속기어에 물림으로 인해 일어난다. 구동기어는 변속기어에 연결될 때 서로 회전 속도가 다르면 연결될 수 없다. 싱크로나이저 링(410)은 변속기어의 앞에 위치하여 구동기어가 연결될 때 변속기어의 회전속도를 구동기어와 동기화 시킨다.
싱크로나이저 링(410)은 도그 클러치(420)와 결합하여 회전하면서 두 부품 사이에 윤활유가 흐르면서 마찰을 감소한다. 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)는 마주보는 면에 제1 및 제2 윤활홈(412, 423)을 각각 구비하고, 제1 및 제2 윤활홈(412, 423)에 복수의 제1 및 제2 리브(431, 432)를 각각 포함한다.
제1 및 제2 윤활홈(412, 423)에는 윤활유가 계류한다. 윤활유는 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)가 서로 다른 속도로 회전하면 복수의 제1 및 제2 리브(431, 432)에 의해 윤활유가 가압되어 싱크로나이저 링(410)를 도그 클러치(420)에서 밀어낸다. 싱크로나이저 링(410)은 도그 클러치(420)에서 밀려나면서 대향하는 원주면의 간극이 커져서 윤활유가 유입되고, 결합부(421)의 마찰면으로도 윤활유가 공급될 수 있다.
따라서, 싱크로나이저 링 윤활 구조(400)는 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420) 사이의 윤활성을 증대할 수 있고, 윤활성 증대로 인해 마찰에 의한 마모, 균열 또는 파손을 방지하여 싱크로나이저 링(410)과 도그 클러치(420)의 내구성을 증대할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 종래의 싱크로나이저 링 윤활 구조
110 : 싱크로나이저 링 111 : 기어치
120 : 도그 클러치 121 : 결합부
122 : 기어부
400 : 싱크로나이저 링 윤활 구조 410 : 싱크로나이저 링
411 : 기어치 412 : 제1 윤활홈
420 : 도그 클러치 421 : 결합부
422 : 기어부 423 : 제2 윤활홈
430 : 가압수단 431 : 복수의 제1 리브
432 : 복수의 제2 리브

Claims (6)

  1. 시프트 가능한 변속기에서 변속 기어의 동기화 장치를 구비하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 윤활 구조에 있어서,
    링 형상으로 형성되고, 일면의 내주면의 둘레를 따라 형성되는 제1 윤활홈을 포함하는 싱크로나이저 링과,
    상기 싱크로나이저 링의 일면과 이격되게 위치하는 기어부 및 상기 제1 윤활홈과 대응하는 제2 윤활홈을 포함하는 도그 클러치와,
    상기 제1 및 제2 윤활홈에 각각 위치하고, 상기 싱크로나이저 링과 상기 도그 클러치가 다른 속도로 회전할 때 상기 제1 및 제2 윤활홈에 위치하는 윤활류를 가압하여 상기 싱크로나이저 링과 상기 도그 클러치의 마찰면 사이로 윤활유 공급을 원할하게 하는 가압수단;
    을 포함하고,
    상기 가압 수단은 상기 제1 윤활홈에 위치하는 복수의 제1 리브와 상기 제2 윤활홈에 위치하는 복수의 제2 리브로 구성되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링 윤활 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도그 클러치는
    상기 기어부와 결합하고, 내부가 비어있는 중공형상의 원주이며, 상기 싱크로나이저 링에 끼워지는 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링 윤활 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결합부는
    상기 기어부와 수직으로 결합하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링 윤활 구조.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 복수의 리브는
    상기 제1 윤활홈을 따라 상기 제1 윤활홈 상에서 돌출형성되어 상기 제1 윤활홈을 균분하여 형성되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링 윤활 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 복수의 리브는
    상기 제2 윤활홈을 따라 상기 제2 윤활홈 상에서 돌출형성되어 상기 제2 윤활홈을 균분하여 형성되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링 윤활 구조.
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