KR101994210B1 - 수동변속기용 싱크로나이저 링 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링은, 싱크로나이저 링의 내주면에는 상대 마찰대상과 탄성 마찰 접촉을 하는 탄성 마찰부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

수동변속기용 싱크로나이저 링{SYNCHRONIZER RING FOR MANUAL TRANSMISSION}

본 발명은 두 기어의 상대 속도를 마찰면의 열에너지를 이용해 같게 하여 변속을 하는 수동변속기용 싱크로나이저 링에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기의 싱크로 시스템은 원활한 동력전달을 위해 구동 토크 및 속도를 변화시킬 때 부드러운 변속이 이루어지게 한다. 이러한 기능을 수행하기 위해서는 여러 부품의 유기적인 작동이 이루어져야 한다. 싱크로나이저 링(synchronizer ring)은 싱크로메시 기구에 있는 링 모양의 부품이다. 보그워너 방식 싱크로나이저에서는 링의 안쪽 면에 싱크로나이저 콘과 접촉하여 마찰력을 전달하는 원추형의 마찰 면을 외주의 슬리브와 연결하는 스플라인이 있다. 마찰력에 견딜 수 있도록 특수한 구리 합금으로 구성되어 있다. 포르셰 방식의 싱크로나이저에서는 안쪽에 고정된 브레이크 밴드와 접하여 마찰력을 발생하는 링을 싱크로나이저 링이라고 부른다. 싱크로나이저 링은 부드러운 변속을 위해 변속과정 중 발생하는 두 기어의 상대 속도를 마찰면의 열에너지를 이용해 같게 하여 변속이 원활히 이루어질 수 있게 한다. 싱크로나이저 링의 마찰면에 윤활이 부족하게 되면 싱크로나이저 링의 끼임 시 드래그 과다로 차량 연비저하 및 변속 걸림이 과다하게 발생할 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1448396호(2014.10.07. 공고)

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 싱크로나이저 링의 마찰면에 구비되는 탄성 마찰부재의 탄성 작동에 의해 싱크로나이저 콘에 결합 시 끼임에서 자동 해제되면서 이차 걸림 없이 치합이 완료될 수 있도록 한 수동변속기용 싱크로나이저 링를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 이루기 위해 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링은, 싱크로나이저 링의 내주면에는 상대 마찰대상과 탄성 마찰 접촉을 하는 탄성 마찰부재가 구비될 수 있다.

또한, 상기 탄성 마찰부재는 상기 내주면을 따라 복수로 구비될 수 있다.

또한, 상기 탄성 마찰부재는 상기 내주면을 따라 등간격으로 배열될 수 있다.

또한, 상기 탄성 마찰부재는 끝단이 싱크로나이저 링의 내측 방향으로 치우치는 탄성 휨 구조를 이룰 수 있다.

또한, 상기 탄성 마찰부재는 완만한 곡면을 이루어질 수 있다.

또한, 상기 탄성 마찰부재의 끝단은 상기 싱크로나이저 링 회전방향의 반대 방향을 향할 수 있다.

또한, 상기 싱크로나이저 링의 내면에 내부 링이 구비되고 상기 내부 링에는 상기 탄성 마찰부재에 부합하는 수용부가 구비되며, 상기 탄성 마찰부재는 상기 수용부의 일측 단부에서 연장되며 마찰대상과 탄성 마찰 접촉 시 상기 수용부로 삽입될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링에 의하면, 중립 및 동기 완료 후 싱크로나이저 링의 끼임을 방지할 수 있다.

또한, 싱크로나이저 링의 마찰 드래그 감소를 통해 동력 전달 효율을 증대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링이 싱크로나이저 콘에 결합 시 탄성 마찰부재가 수용부에 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링의 구성을 설명한다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링은, 싱크로나이저 링(10)의 내주면(11)에 탄성 마찰부재(20)가 구비된다. 탄성 마찰부재(20)는 상대 마찰대상(80)과 탄성 마찰 접촉을 한다.

마찰대상은 싱크로나이저 콘(synchronizer cone)일 수 있다. 싱크로나이저 콘은 싱크로메시의 변속 기어에 부착되어 있는 부품으로, 원추형의 면을 갖추었으며 싱크로나이저 링의 원추형 마찰 면과 접촉하여 기어의 회전 속도를 일치(동기)시키는 역할을 하다.

탄성 마찰부재(20)는 싱크로나이저 링(10)의 내주면(11)을 따라 등간격을 이루도록 복수로 배열될 수 있다.

탄성 마찰부재(20)는 끝단(21)이 싱크로나이저 링(10)의 내측 방향으로 치우친다. 탄성 마찰부재(20)는 단면 내 응력이 모두 항복점을 넘지 않는 범위의 굽힘 상태인 탄성 휨(elastic bending) 구조로 설계되어야 한다.

탄성 마찰부재(20)는 탄성을 가지도록 완만한 곡면(22) 구조로 형성될 수 있다. 탄성 마찰부재(20)의 끝단(21)은 싱크로나이저 링(10)과 같은 방향으로 회전하는 싱크로나이저 콘에 걸리지 않도록 싱크로나이저 링(10) 회전방향(40)의 반대 방향을 향하도록 형성된다. 예컨대, 탄성 마찰부재(20)의 끝단(21)이 싱크로나이저 링(10)의 회전방향(40)을 향할 경우 싱크로나이저 링(10)과 동일 방향으로 회전하는 싱크로나이저 콘과의 결합 시 탄성 마찰부재(20)의 끝단(21)이 회전하는 싱크로나이저 콘의 마찰면에 걸릴 수 있다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마찰부재의 제작과정을 설명한다.

프레스 가공을 통해 금속으로 이루어지는 내부 링(30)에서 탄성 마찰부재(20)를 형성한다. 내부 링(30)에서 탄성 마찰부재(20)가 완전히 떨어지지 않고 일부가 연결되어 있게 가공한다.

내부 링(30)에서 탄성 마찰부재(20)를 잘라낸 자리가 수용부(31)가 된다.

수용부(31)로 탄성 마찰부재(20)가 삽입될 수 있다.

탄성 마찰부재(20)는 내부 링(30)과 일체형 구조로 제작된다. 제작한 내부 링(30)을 싱크로나이저 링(10) 내주면(11)에 결합한다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마찰부재의 작용을 설명한다.

도 1 내지 3과 같이 차량 변속 과정에서 슬리브(60)가 싱크로나이저 링(10)을 마찰대상(80)인 싱크로나이저 콘 쪽으로 민다. 슬리브(60)에 의해 싱크로나이저 링(10)은 싱크로나이저 콘에 결합되면서 마찰이 이루어진다.

싱크로나이저 콘과 결합 시 탄성 마찰부재(20)가 싱크로나이저 콘의 마찰면과 접촉하게 된다. 탄성 마찰부재(20)는 싱크로나이저 콘과 결합 시 내부 링(30)과 연결부위(23)를 중심으로 휘면서 수용부(31)로 삽입된다. 싱크로나이저 콘과 긴밀한 결합 상태가 해제되면 탄성 마찰부재(20)는 탄성 복원력에 의해 싱크로나이저 콘을 밀면서 결합 상태를 해제한다.

더욱 구체적으로 중립 및 치합완료 후 탄성 마찰부재(20)로 오일이 유입된다. 오일은 싱크로나이저 링(10)의 윤활 및 끼임 방지 기능을 한다. 중립 시 오일은 오일 비산 방향(50)으로 비산된다(도 3의 화살표 참조).

싱크로나이저 링(10) 외주의 기어(12)와 슬리브(60) 내주의 기어(61)의 치합 시 탄성 마찰부재(20)의 탄성에 의해 기어 이의 정렬이 이루어진다. 마찰대상(80)인 싱크로나이저 콘과 결합 시 탄성 마찰부재(20)는 싱크로나이저 콘에 의해 밀리면서 수용부(31)로 삽입되면서 펴진다. 탄성 마찰부재(20)는 싱크로나이저 콘의 마찰면과 마찰을 하면서 기어의 회전 속도를 일치시키는 동기작용을 진행한다.

동기가 완료된 후에는 탄성 마찰부재(20)의 탄성에서 끼임에서 자동해제 되면서 이차 걸림 없이 치합이 완료된다. 구체적으로 동기가 완료된 후 탄성 마찰부재(20)는 원상태로 복원되면서 싱크로나어지 콘의 마찰면을 밀고 이로 인해 싱크로나이저 링(10) 외주의 기어(12)가 슬리브(60) 쪽으로 밀리면서 슬리브(60) 내주의 기어(61)에 정확히 맞물리는 치합이 이루어진다. 슬리브(60) 내주에 구비되는 기어(61)는 허브(70) 외주에 구비되는 기어(71)와 싱크로나이저 링(10) 외주에 구비되는 기어(12)와 맞물린다.

살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 싱크로나이저 링은, 탄성 마찰부재의 탄성 작동에 의해 싱크로나이저 링의 끼임 시 드래그 과다로 인한 차량의 연비 저하 및 변속 걸림과다 발생을 방지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10:싱크로나이저 링
11:내주면
12:기어
20:탄성 마찰부재
21:끝단
22:곡면
23:연결부위
30:내부 링
31:수용부
40:회전방향
50:오일 비산 방향
60:슬리브
61:기어
70:허브
71:기어
80:마찰대상

Claims (7)

1. 싱크로나이저 링의 내주면에는 상대 마찰대상과 탄성 마찰 접촉을 하는 탄성 마찰부재가 구비되고,
   상기 탄성 마찰부재는,
   끝단이 싱크로나이저 링의 내측 방향으로 치우치는 탄성 휨 구조를 이루며,
   상기 탄성 마찰부재의 끝단은,
   상기 싱크로나이저 링 회전방향의 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 싱크로나이저 링.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성 마찰부재는,
   상기 내주면을 따라 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 싱크로나이저 링.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 탄성 마찰부재는,
   상기 내주면을 따라 등간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 싱크로나이저 링.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성 마찰부재는,
   완만한 곡면을 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 싱크로나이저 링.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 싱크로나이저 링의 내면에 내부 링이 구비되고 상기 내부 링에는 상기 탄성 마찰부재에 부합하는 수용부가 구비되며,
   상기 탄성 마찰부재는 상기 수용부의 일측 단부에서 연장되며 마찰대상과 탄성 마찰 접촉 시 상기 수용부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 싱크로나이저 링.

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