KR101405783B1 - 싱크로나이저 링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로나이저 링에 관한 것으로, 싱크로나이저 슬리브와 함께 회전하면서 싱크로나이저 슬리브의 축 방향 이동에 의하여 클러치 기어와 동기되어 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어와 결합 가능하게 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링에 있어서, 링 형상이고, 외주면에 복수의 기어치를 포함하는 코어 링과, 상기 코어 링의 내주면에 접합하고, 트레드 패턴 형상으로 절단되어 상기 코어 링의 내주면에 트레드 패턴 형상의 홈을 형성하는 마찰재를 포함함으로써, 안정된 접지력을 가지고, 저온에서 윤활유의 유막을 신속하게 제거할 수 있는 것이다.

Description

싱크로나이저 링 {SYNCHRONIZER RING}

본 발명은 수동변속기의 싱크로나이저 링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싱크로나이저 슬리브와 함께 회전하면서 싱크로나이저 슬리브의 축 방향 이동에 의하여 클러치 기어와 동기되어 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어와 결합 가능하게 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링에 있어서, 싱크로나이저 링에 결합하는 마찰재에 트레드 패턴 형상을 적용하여 유막을 효과적으로 제거할 수 있고, 콜드 크래쉬를 방지할 수 있는 싱크로나이저 링에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 수동변속기는 엔진과 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행 조건에 따라 엔진의 회전력을 변화시키는 역할을 수행하게 되며, 자동차를 후진시키기 위한 후진 장치를 갖추고 있다.

이러한 수동변속기에 구비되는 싱크로나이저 링은 싱크로나이저 슬리브와 함께 회전하면서 싱크로나이저 슬리브의 축 방향 이동에 의하여 클러치 기어와 동기되어 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어와 결합 가능하게 한다.

싱크로나이저 링을 구비하는 수동변속기는 엔진으로부터의 동력이 제공되는 주축과, 주축 상에 항상 공회전하고 있으며 각단의 변속단을 결정하는 스피드 기어 및 동기 작용에 사용되는 클러치 기어가 일체로 형성된 스피드 기어 어셈블리와, 주축에 스플라인으로 결합되어 있는 허브 기어와, 스피드 기어 어셈블리와 허브 기어 사이에 위치하며 원추 클러치로 클러치 기어와 만나는 싱크로나이저 링과, 허브 기어에 스플라인 결합되어 시프트 포크의 작동력을 전달받아 클러치 기어와 허브 기어를 연결토록 하여 주축의 동력을 스피드 기어로 전달하는 슬리브와, 스피드 기어와 치합된 상태로 있다가 스피드 기어에 동력이 제공되면 그 동력을 출력축으로 연결하는 부축기어 및 부축으로 구성된다.

이와 같이 수동변속기의 싱크로나이저는 운전자의 변속레버 조작력이 슬리브에 제공되면, 슬리브는 허브 기어의 바깥측에서 슬라이딩되면서 싱크로나이저 키를 이동시키며, 이동되는 싱크로나이저 키는 싱크로나이저 링에 압력을 제공하여 싱크로나이저 링은 스피드 기어 어셈블리의 클러치 기어와 원추 클러치로 결합되면서 허브 기어와 스피드 기어 어셈블리의 회전 속도차를 상쇄시키며 동기한다.

허브 기어와 스피드 기어 어셈블리가 동기되면 슬리브가 더욱 이동되면서 클러치 기어에 완전히 치합되어 허브 기어와 클러치 기어를 기계적으로 연결하므로 동력이 전달되는 것이다.

이러한 수동변속기의 싱크로나이저 링은 한국공개특허 공개번호 10-2002-0089946호 및 한국공개실용신안 공개번호 20-1998-0018265호에 개시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 싱크로나이저 링(100)은 링 형상의 코어 링(110)과 코어 링(110)의 내주면에 접합하는 마찰재(120)를 포함한다.

코어 링(110)은 내주면에 마찰재(120)를 결합하고, 외주면에 복수의 기어치(111)를 포함한다.

마찰재(120)는 일단으로 개방되는 그루브 형상의 복수의 홈(121)을 포함하는 박막 링 형상으로 구성된다. 복수의 홈(121)은 싱크로나이저 링(100)이 저온에서 작동할 때, 저온에 의해 점도가 증가된 윤활유에 의한 유막을 제거하기 위한 유로를 제공한다.

이러한 종래의 싱크로나이저 링(100)은 초기 작동 또는 저온에서 작동할 경우 윤활유의 점도가 높아지므로 유막의 제거가 빠르게 이뤄지지 않아서 콜드 크래쉬가 발생하는 문제점이 있을 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마찰재에 트레드 패턴 형상을 적용하여 안정된 접지력을 가지고, 저온에서 윤활유의 유막을 신속하게 제거할 수 있는 싱크로나이저 링을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 싱크로나이저 슬리브와 함께 회전하면서 싱크로나이저 슬리브의 축 방향 이동에 의하여 클러치 기어와 동기되어 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어와 결합 가능하게 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링에 있어서, 링 형상이고, 외주면에 복수의 기어치를 포함하는 코어 링과, 상기 코어 링의 내주면에 접합하고, 상기 코어 링의 내주면에 트레드 패턴 형상의 홈을 형성하는 마찰재를 포함한다.

또한, 상기 트레드 패턴 형상의 홈은 상기 코어 링의 내주면 중심에 복수의 둘레 방향 홈 및 상기 둘레 방향 홈으로부터 상기 마찰재의 양끝단으로 사선으로 연장되는 복수의 사선 홈을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트레드 패턴 형상의 홈은 상기 복수의 사선 홈이 상기 마찰재의 길이방향의 중심을 기준으로 서로 대칭하는 위치에 형성되는 것이 바람직한다.

또한, 상기 트레드 패턴 형상의 홈은 상기 복수의 사선 홈이 상기 마찰재의 길이방향의 중심을 기준으로 서로 교차하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마찰재는 트레드 패턴 형상으로 절단되어 상기 코어 링 내주면에 접합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마찰재는 내주면에 트레드 패턴 형상의 홈을 구비하는 띠 형태로 상기 코어 링 내주면에 접합하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 마찰재에 트레드 패턴 형상을 적용하여 안정된 접지력을 가지고, 저온에서 윤활유의 유막을 신속하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 싱크로나이저 링을 설명하는 사시도.
도 2는 종래의 코어 링을 설명하는 사시도.
도 3은 종래의 마찰재를 설명하는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저 링을 설명하는 사시도.
도 5는 도 4의 코어 링을 설명하는 사시도.
도 6은 도 4의 마찰재를 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 링을 설명하는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저 링(400)은 코어 링(410) 및 마찰재(420)를 포함한다. 싱크로나이저 링(400)은 링 형상으로 구성되는 코어 링(410)과 코어 링(410)의 내주면에 접합하고, 코어 링(410)의 내주면에 트레드 패턴 형상의 홈(421)을 형성하는 마찰재(420)로 구성된다.

싱크로나이저 링(400)은 싱크로나이저 슬리브(미도시됨)와 함께 회전하면서 싱크로나이저 슬리브의 축 방향 이동에 의하여 클러치 기어(미도시됨)와 동기되어 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어와 결합 가능하게 한다. 이하 도 5를 통해 코어 링을 더 자세히 설명한다.

도 5는 도 4의 코어 링을 설명하는 사시도이다.

도 5를 참조하면, 코어 링(410)은 링 형상으로 형성되고, 외주면에 복수의 기어치(411)를 포함한다. 이러한 코어 링(410)은 일반적으로 동(Brass) 합금재로 형성될 수 있다. 또한, 코어 링(410)은 철 또는 구리합금 등의 비철합금의 소결합금으로 형성될 수 있다.

복수의 기어치(411)는 코어 링(410)의 외주면에서 일면으로부터 다른 일면의 방향으로 돌출되어 소정의 두께로 형성된다. 복수의 기어치(411)는 코어 링(410) 외주면의 일부만을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.

이하 도 6을 참조하여 마찰재를 더 자세히 설명한다.

도 6은 도 4의 마찰재를 설명하는 사시도이다.

도 6을 참조하면, 마찰재(420)는 코어 링(410)의 내주면에 접합하고, 코어 링(410)의 내주면에 트레드 패턴 형상의 홈(421)을 형성한다. 마찰재(420)는 미네랄 성분을 함유하는 다공질 탄소분말로 구성될 수 있다. 또한, 마찰재(420)는 마찰계수를 향상시키도록 카본 등의 합성수지재로 이루어질 수 있다.

이러한 마찰재(420)의 표면은 다공질 탄소분말이 표면으로 노출되어 다공질화되어 있기 때문에 상대 부재와 기름 중에서 마찰 접촉했을 때 마찰면에 유막이 잘 형성되지 않으며 동마찰계수를 크게 할 수 있다.

여기에서 동마찰계수는 한 물체가 다른 물체의 표면에 접하여 운동하고 있을 때 그 운동을 방해하려고 하는 힘(동마찰력)의 그 면에 수직인 반력(反力)에 대한 비를 얘기한다.

마찰재(420)는 트레드 패턴 형상으로 절단되어 코어 링(410)의 내주면에 접합하는 것이 바람직하다. 마찰재(420)는 절단된 트레트 패턴 형태로 코어 링(410)의 내주면에 마찰재(420)의 두께만큼의 트레드 패턴 형상의 홈(421)을 형성한다.

또한, 마찰재(420)는 트레드 패턴 형상의 홈(421)을 구비하는 띠 형태로 코어 링(410)의 내주면에 접합할 수 있다. 마찰재(420)는 코어 링(410)의 내주면에 마찰재(420)의 두께보다 깊이가 낮은 트레드 패턴 형상의 홈(421)을 형성할 수 있다.

트레드 패턴 형상의 홈(421)은 코어 링(410)의 내주면 중심에 복수의 둘레 방향 홈을 형성하고, 복수의 둘레 방향 홈으로부터 마찰재(420)의 양 끝단으로 사선으로 연장되는 복수의 사선 홈을 형성한다.

트레드 패턴 형상의 홈(421)은 복수의 사선 홈이 마찰재의 길이방향의 중심을 기준으로 서로 대칭하는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 트레드 패턴 형상의 홈(421)은 복수의 사선 홈이 마찰재의 길이방향의 중심을 기준으로 서로 교차하는 위치에 형성될 수 있다.

또한, 트레드 패턴 형상의 홈(421)은 내주면에 길이방향의 중심을 기준으로 하나의 둘레 방향 홈을 형성하고, 둘레 방향 홈으로부터 마찰재(420)의 양 끝단으로 사선으로 연장되는 복수의 사선 홈을 형성할 수 있다. 이러한 트레드 패턴 형상의 홈(421)은 싱크로나이저 링(400)과 축(미도시됨) 사이의 윤활유의 유막이 배출되는 경로를 제공할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저 링의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.

싱크로나이저 링(400)은 수동변속기에서 싱크로나이저 슬리브와 함께 회전하면서 싱크로나이저 슬리브의 축 방향 이동에 의하여 클러치 기어와 동기되어 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어와 결합한다.

이러한 수동변속기는 스피드 기어 어셈블리, 허브 기어, 싱크로나이저 링, 슬리브, 부축 기어 및 부축으로 구성된다.

스피드 기어 어셈블리는 엔진으로부터의 동력이 제공되는 주축과, 주축 상에 항상 공회전하고 있으며 각단의 변속단을 결정하는 스피드 기어 및 동기 작용에 사용되는 클러치 기어가 일체로 형성된다.

허브 기어는 주축에 스플라인으로 결합된다. 싱크로나이저 링은 스피드 기어 어셈블리와 허브 기어 사이에 위치하며 원추 클러치로 클러치 기어와 만나게 된다.

슬리브는 허브 기어에 스플라인 결합되어 시프트 포크의 작동력을 전달받아 클러치 기어와 허브 기어를 연결토록 하여 주축의 동력을 스피드 기어로 전달한다.

부축 기어 및 부축은 스피드 기어와 치합된 상태로 있다가 스피드 기어에 동력이 제공되면 그 동력을 출력축으로 연결한다.

이와 같이 수동변속기의 싱크로나이저는 운전자의 변속레버 조작력이 슬리브에 제공되면, 슬리브는 허브 기어의 바깥측에서 슬라이딩되면서 싱크로나이저 키를 이동시키며, 이동되는 싱크로나이저 키는 싱크로나이저 링에 압력을 제공하여 싱크로나이저 링은 스피드 기어 어셈블리의 클러치 기어와 원추 클러치로 결합되면서 허브 기어와 스피드 기어 어셈블리의 회전 속도차를 상쇄시키며 동기한다.

허브 기어와 스피드 기어 어셈블리가 동기되면 슬리브가 더욱 이동되면서 클러치 기어에 완전히 치합되어 허브 기어와 클러치 기어를 기계적으로 연결하므로 동력이 전달되는 것이다.

이러한 동기화 및 스피드 기어가 연결되는 과정에서 축상에 위치한 싱크로나이저 링(400)은 내부 마찰재(420)에 트레드 패턴 형상의 홈(421)을 구비하여 저온에서 수동변속기가 작동할 경우 저온에 의해 점도가 높아진 윤활유의 유막을 신속하게 제거하여 콜드 크래쉬 발생을 방지할 수 있다. 또한, 싱크로나이저 링(400)은 트레드 패턴 형상의 홈(421)으로 인해 안정적인 접지력을 가질 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 110 : 코어 링
111 : 복수의 기어치 120 : 마찰재
121 : 복수의 홈 400 : 싱크로나이저 링
410 : 코어 링 411 : 복수의 기어치
420 : 마찰재 421 : 트레드 패턴 형상의 홈

Claims (6)

1. 싱크로나이저 슬리브와 함께 회전하면서 싱크로나이저 슬리브의 축 방향 이동에 의하여 클러치 기어와 동기되어 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어와 결합 가능하게 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링에 있어서,
   링 형상이고, 외주면에 복수의 기어치를 포함하는 코어 링과,
   상기 코어 링의 내주면에 접합하고, 상기 코어 링의 내주면에 트레드 패턴 형상의 홈을 형성하는 마찰재;를 포함하고,
   상기 트레드 패턴 형상의 홈은,
   상기 코어 링의 내주면 중심에 적어도 하나의 둘레 방향 홈 및 상기 둘레 방향 홈으로부터 상기 마찰재의 양끝단까지 사선으로 연장되는 복수의 사선 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트레드 패턴 형상의 홈은
   상기 코어 링의 내주면 중심에 적어도 하나의 둘레 방향 홈 및 상기 둘레 방향 홈으로부터 상기 마찰재의 양끝단으로 사선으로 연장되는 복수의 사선 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링.
3. 제2항에 있어서,
   상기 트레드 패턴 형상의 홈은
   상기 복수의 사선 홈이 상기 마찰재의 길이방향의 중심을 기준으로 서로 대칭하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 마찰재는
   트레드 패턴 형상으로 절단되어 상기 코어 링 내주면에 접합하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링.
6. 제1항에 있어서,
   상기 마찰재는
   내주면에 트레드 패턴 형상의 홈을 구비하는 띠 형태로 상기 코어 링 내주면에 접합하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링.

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