KR20200006438A - 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로나이저 링(SYNCHRONIZER RING)의 인너 링 주면에 다수의 절개부를 형성하고, 상기 인너 링의 외측 주연부에 일측으로 경사부를 갖는 러그부를 돌출 형성하여 상기 인너 링의 러그부 외측으로 아우터 링이 탄성적으로 손쉽고, 용이하게 결합될 수 있으며, 이때 상기 인너 링의 러그부 단부에는 걸림 단턱을 돌출 형성하여 상기 아우터 링이 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정될 수 있는 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치에 관한 것이다.
이러한 싱크로나이저 링 결합장치는, 싱크로나이저 링을 단일 구조로 구성하고, 상기 절개부에 의한 탄성으로 인하여 싱크로나이저 링의 아우터 링이 분리되고 복구되므로 안정적으로 변속감을 개선 할 수 있다.

Description

차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치{AN APPARATUS OF SYNCHRONIZER RING FOR AUTOMOBILE TRANSMISSION}

본 발명은 챠량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 싱크로나이저 링(SYNCHRONIZER RING)의 인너 링 주면에 다수의 절개부를 형성하고, 상기 인너 링의 외측 주연부에 일측으로 경사부를 갖는 러그부를 돌출 형성하여 상기 인너 링의 러그부 외측으로 아우터 링이 탄성적으로 손쉽고, 용이하게 결합될 수 있으며, 이때 상기 인너 링의 러그부 단부에는 걸림 단턱을 돌출 형성하여 상기 아우터 링이 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정될 수 있는 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치에 관한 것이다.

일반적으로 싱크로 메시형 변속기의 주축에는 싱크로나이저 허브가 스플라인 결합되며, 이 싱크로나이저 허브의 외주 면에는 시프트포크에 의하여 축 방향으로 이동하는 슬리브가 스플라인 결합된다.

그리고, 상기 싱크로나이저 허브의 일 측에는 싱크로나이저 콘이 결합되며, 이 싱크로나이저 콘의 외주 면에는 주축의 축 방향으로 이동하는 싱크로나이저 링이 설치된다.

상기와 같은, 싱크로나이저 링은 슬리브에 의하여 싱크로나이저 콘 상에서 이동하면서 클러치 작용을 수행하며, 이에 따라 싱크로나이저 허브가 슬리브와 대향함과 동시에 싱크로나이저 링과도 대향하는 구동축의 구동기어에 교합되도록 안내하는 역할을 한다.

이때, 슬리브 및 구동기어는 서로 다른 회전수로 회전되며, 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링은 슬리브 및 구동기어가 서로 교합되도록 정렬작용(슬리브의 스플라인과 구동기어의 이빨이 서로 물리도록 하는 작용)을 하면서 회전수를 동기화시킨다.

따라서, 슬리브 및 구동기어는 회전수가 동기화됨에 따라, 기어의 마멸과 파손이 발생하지 않고 서로 교합된다.

한편, 싱크로나이저 링은 슬리브 및 구동기어의 교합 시, 그 외주 면에 형성된 스플라인이 금속재 슬리브의 내주 면에 형성된 스플라인과 교합하며, 이에 따라 내주 면에는 마찰이 발생한다.

즉, 싱크로나이저 링의 외주 면에 형성된 스플라인은, 금속재의 슬리브에 형성된 스플라인과 빈번하게 접촉하는 부위이고, 스플라인의 반대편에 위치한 내주 면은 마찰이 발생하는 부위이다.

이러한 싱크로나이저 링의 용량을 증대하기 위한 방안 중 하나로서, 마찰 면을 증가시키기 위해서는 중간에 중간 링을 추가하여 삽입하고 내측에 인너 링을 부설하므로 마찰 능력을 증가시키는 구조가 제안되어 있으며, 그 예로서 더블 혹은 트리플 싱크로나이저 링이 있다.

현재 주로 사용되는 싱크로나이저 링 시스템은, 링의 내측에서 한 개 마찰재를 사용하는 싱글 타입과 마찰면을 두 개를 사용하는 더블 타입의 싱크로 링이 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 트리플 싱크로나이저 링이 기어의 동기화 유닛에 적용된 단면 구조도로서, 외부로 돌출된 중간 링(10)이 아우터 링(30), 인너 링(40) 및 기어 콘(50)에 조립되어 적용된 결합구조이다.

또한, 도 2는 종래 기술에 따라 돌기가 외측으로 형성된 구조의 싱크로나이저 링(중앙 링)을 개념적으로 보여주는 도면으로서, 트리플 싱크로나이저 링 중에서 중간 링(10)이 외부로 돌출된 돌출부(12)가 형성되어 콘 기어와 맞물리는 형태를 가진다.

일반적으로, 싱크로나이저 링 시스템은 모두 마찰 기능을 수행한 후 분리가 되어야 하는 면과 끼임의 우려를 배제하기 위하여 작은 테이퍼 각도는 사용할 수 없고 보통 7도 정도의 테이퍼 각도를 가진 것을 사용한다. 그 이유는, 만일 각도를 줄이면 용량은 상승하지만 끼는 현상의 발생으로 변속감이 현저히 저하되고 심하면 소손의 문제가 대두되기 때문이다.

이런 점을 개선하기 위해, 양산용 싱크로나이저 링의 마찰면을 다양하게 개선하여 용량을 증대하면서 변속감도 개선하는 노력을 기울이고 있다. 그 예로서, 부품 수를 감소시키면서 용량을 증대시키기 위하여, 테이퍼 각도를 내측과 외측의 각도를 상이하게 한다. 즉, 내측 각도는 감소시켜서 배력 효과를 얻게 하고, 외측 각도는 크게 하여 변속감을 개선하는 효과를 거두려는 시도가 제안되고 있다.

한국공개특허 제10-2015-0070972호에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 싱크로나이저 링의 내, 외측 각도를 상이하게 하여 상기한 두 조건을 만족하는 구성을 제시하고 있다. 여기서는 보완적인 기술로서, 중간 링을 세 개의 조각으로 분리하여 작동 시에는 합체를 하고 기능을 완료 후에는 분리가 되도록 하므로 끼임 발생으로 인한 변속감 저하 문제를 해결하려고 시도하고 있다.

그러나, 상기와 같은 싱크로나이저 링 역시, 링이 세 개로서 부품수가 감소되지 못하였고, 내 외측의 각도가 상이하기 때문에 철판으로 스탬핑하여 제조할 수 없기 때문에 제조 공법상 불리한 점이 있다. 또한, 기능 및 작동 면에서도 조각난 세 개의 링이 안정적으로 기능을 발휘하기 어려운 점 때문에 신뢰성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

또한, 내외측 테이퍼 각도가 상이하므로 인해 일정 두께의 철판으로 쉽게 스탬핑 프레스 공법으로는 제작 불가하여 제조 가격이 상승되는 불리한 요소를 내포하고 있으며, 작동 및 분리 시 세 개의 부품이 시스템으로 작동하는 면에서 작동 안정감이 줄어드는 문제가 발생한다.

한국공개특허 제10-2015-0070972호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 그 목적은 싱크로나이저 링(SYNCHRONIZER RING)의 인너 링 주면에 다수의 절개부를 형성하여 탄력성을 가질 수 있도록 함으로써, 싱크로나이저 링을 단일 구조로 구성하고, 상기 절개부에 의한 탄성으로 인하여 싱크로나이저 링의 아우터 링이 분리되고 복구되므로 안정적으로 변속감을 개선 할 수 있도록 하는 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 인너 링의 러그부 단부에는 걸림 단턱을 돌출 형성하여 상기 아우터 링이 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정될 수 있는 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치를 제공 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명에서는, 슬라이딩 커플링의 일측에 싱크로나이저 링을 인너 링으로 하고, 그 외측에는 아우터 링이 위치하며 내측에는 기어 휠의 기어 콘이 배치되어 있되, 상기 인너 링의 러그부가 아우터 링에 교합되고, 상기 인너 링의 내측면은 기어 콘과 마찰이 이루어지도록 조립되는 싱크로나이저 링에 있어서,

동일한 두께를 가진 철판을 성형한 싱크로나이저 링의 인너 링 주면에 다수의 절개부를 형성하고,

상기 인너 링의 외측 주연부에 일측으로 경사부를 갖는 러그부가 돌출 형성되며,

상기 인너 링의 러그부 외측으로 탄성적으로 손쉽게 아우터 링이 결합 고정토록 되며, 상기 인너 링의 러그부 단부에는 걸림 단턱을 돌출 형성하여 상기 아우터 링이 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정토록 되는 구성으로 이루어진 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치를 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 상기 싱크로나이저 링의 인너 링 러그부 외측에 돌출되는 걸림 단턱이 있고, 상기 인너링 내측의 경사부에는 내구성이 강한 마찰부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치를 마련함에 의한다.

이에 더하여, 본 발명은 상기 싱크로나이저 링의 인너 링 외측에 돌출되는 러그부는, 4-8개가 균등한 간격으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 싱크로나이저 링의 인너 링 주면에 형성되는 다수의 절개부는, 상기 인너 링의 양측 주면에 6-24개가 균등한 간격으로 상호 번갈아 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치는, 싱크로나이저 링(SYNCHRONIZER RING)의 인너 링 주면에 다수의 절개부를 형성하여 탄력성을 가질 수 있도록 하여, 상기 절개부에 의한 탄성으로 인하여 싱크로나이저 링의 아우터 링이 손쉽고, 용이하게 분리되고 복구되므로 안정적으로 변속감을 개선 할 수 있는 우수한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 인너 링의 러그부 단부에는 걸림 단턱을 돌출 형성하여 이에 탄력적으로 결합 고정되는 아우터 링이 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정될 수 있는 효과가 있다.

이에 더하여, 본 발명은 싱크로나이저 링의 부품수가 적어서 각 부분들의 품질 산포에 의한 양산 시 품질 불균일 문제를 근본적으로 해결할 수 있으며, 동기 완료 후 관련 부품의 분리에 있어서 탄성 부재의 기능을 이용하므로 가일층 변속감을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 트리플 싱크로나이저 링이 기어의 동기화 유닛에 적용된 단면 구조도.
도 2는 종래 기술에 따라 돌기가 외측으로 형성된 구조의 싱크로나이저 링(중앙 링)을 개념적으로 보여주는 도면.
도 3은 종래 기술인 싱크로나이저 링의 내, 외측 각도를 상이하게 구성하여 상호 분리된 세 조각의 중간 링 구조를 보여주는 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 차량 변속기 동기화 유닛의 싱크로나이저 링 결합 형태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 싱크로나이저 링의 인너 링 러그부 단부에 돌출 형성되는 걸림 단턱의 요부 구조도.
도 6은 본 발명인 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합상태를 도시한 단면 구조도.
도 7은 본 발명의 인너 링 외측으로 아우터 링의 결합상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 싱크로나이저 링의 인너 링 러그부 단부에 걸림 단턱이 돌출 형성된 상태의 도면대용 실시 사진.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 인너 링의 개략 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 하나의 구현예로서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 동기화 유닛을 구성하는 슬라이딩 커플링(140)의 일측에 싱크로나이저 링(100)을 인너 링(110)으로 하고, 그 외측에는 아우터 링(120)이 위치하며 내측에는 기어 휠(130)의 기어 콘(131)이 배치되어 있되, 상기 인너 링(110)의 러그부(160)가 아우터 링(120)에 교합되고, 상기 인너 링(110)의 내측면은 기어 휠(130)의 기어 콘(131)과 마찰이 이루어지도록 조립된다.

이때, 동일한 두께를 가진 철판을 성형한 싱크로나이저 링(100)의 인너 링(110) 주면에는 다수의 절개부(150)를 형성하고, 상기 인너 링(110)의 외측 주연부에 일측으로 경사부(161)를 갖는 러그부(160)가 돌출 형성된다.

또한, 상기 인너 링(110)의 러그부(160) 외측에 돌출되는 걸림 단턱(180)이 있고, 상기 인너링(160) 내측의 경사부(161)에는 내구성이 강한 마찰부재(170)가 부착되는 한편, 상기 러그부(160)는 인너 링(110)의 외측에 3-8개가 균등한 간격으로 돌출 형성된다.

그리고, 상기 싱크로나이저 링(100)의 인너 링(110) 주면에 형성되는 다수의 절개부(150)는, 상기 인너 링(110)의 양측 주면에 6-24개가 균등한 간격으로 상호 번갈아 형성될 수 있다.

계속해서, 상기 인너 링(110)의 러그부(160) 외측에는 탄성적으로 손쉽게 아우터 링(120)이 결합 고정토록 되며, 상기 인너 링(110)의 러그부(160) 단부에는 걸림 단턱(180)을 돌출 형성하여 상기 아우터 링(120)이 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정토록 되는 구성으로 이루어진다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도4 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 차량 변속기의 동기화 유닛을 구성하는 싱크로나이저 링(100)은 슬라이딩 커플링(140)의 일측에 싱크로나이저 링(100)을 인너 링(110)으로 하고, 그 외측에는 아우터 링(120)이 위치하며, 상기 아우터 링(120) 내측에 기어 휠(130)의 기어 콘(131)이 배치되어, 기어 전환시 기어 휠(130)과 기어 축 사이에 일어나는 상대 속도들을 서로 동기화시키는 역할을 수행 한다

이때, 1-2mm의 두께를 가지는 철판으로 이루어지는 싱크로나이저 링(100)의 상기 인너 링(110)은, 그 외측에 러그부(160)가 3-8개가 균등한 간격으로 돌출 형성되어, 상기 러그부(160)가 아우터 링(120)에 교합되고, 상기 인너 링(110)의 내측면은 기어 휠(130)의 기어 콘(131)과 마찰이 이루어져 차량 변속기의 동기화가 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 상기 싱크로나이저 링(100)의 인너 링(110) 주면에는 다수의 절개부(150)를 형성한 상태에서, 상기 인너 링(110)의 외측 주연부에 돌출 형성된 일측으로 경사부(161)를 갖는 러그부(160) 외측으로 아우터 링(120)이 탄성적으로 손쉽고, 용이하게 결합될 수 있도록 한다.

이때, 도 9에 도시한 바와 같이 상기 싱크로나이저 링(100)의 인너 링(110) 주면에 형성되는 다수의 절개부(150)는, 상기 인너 링(110)의 양측 주면에 6-24개가 균등한 간격으로 상호 번갈아 형성될 수 있다.

또한, 상기 인너 링(110)의 러그부(160) 외측에 돌출되는 걸림 단턱(18)이 있고, 상기 인너링(160) 내측의 경사부(161)에는 내구성이 강한 마찰부재(170)가 부착되어, 기어 휠(130)의 기어 콘(131)의 동기부위에 대한 마찰력을 가일층 증대시킬 수 있다.

계속해서, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 인너 링(110)의 러그부(160) 외측에는 탄성적으로 손쉽게 아우터 링(120)이 결합 고정시, 상기 인너 링(110)의 러그부(160) 단부에는 걸림 단턱(180)을 돌출 형성하여, 상기 아우터 링(120)이 인너 링(120)에 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정될 수 있도록 한다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100... 싱크로나이저 링
110...인너 링
120...아우터 링
130...기어 휠
131...기어 콘
140...슬라이딩 커플링
150...절개부
160...러그부
161...경사부
170...마찰부재
180...걸림 단턱

Claims (4)

1. 슬라이딩 커플링의 일측에 싱크로나이저 링을 인너 링으로 하고, 그 외측에는 아우터 링이 위치하며 내측에는 기어 휠의 기어 콘이 배치되어 있되, 상기 인너 링의 러그부가 아우터 링에 교합되고, 상기 인너 링의 내측면은 기어 콘과 마찰이 이루어지도록 조립되는 싱크로나이저 링에 있어서,
   동일한 두께를 가진 철판을 성형한 싱크로나이저 링의 인너 링 주면에 다수의 절개부를 형성하고,
   상기 인너 링의 외측 주연부에 일측으로 경사부를 갖는 러그부가 돌출 형성되며,
   상기 인너 링의 러그부 외측으로 탄성적으로 손쉽게 아우터 링이 결합 고정토록 되며, 상기 인너 링의 러그부 외측에는 걸림 단턱을 돌출 형성하여 상기 아우터 링이 빠지지 않고 가일층 견고하게 결합 고정토록 되는 구성으로 이루어진 차량 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 싱크로나이저 링의 인너 링 러그부 외측에 돌출되는 걸림 단턱이 있고, 상기 인너링 내측의 경사부에는 내구성이 강한 마찰부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 싱크로나이저 링의 인너 링에 돌출되는 러그부는, 3-8개가 균등한 간격으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 싱크로나이저 링의 인너 링 주면에 형성되는 다수의 절개부는, 상기 인너 링의 양측 주면에 6-24개가 균등한 간격으로 상호 번갈아 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 변속기용 싱크로나이저 링 결합장치.

Images