用于变速器并且增加容量的同步环及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于变速器并且增加容量的同步环及其制造方法，更详细地说，具备了新结构的该同步环(synchronizerring)制造方法在同步环形成的切开部赋予弹性并且凭借该弹性让同步环分离及复原而改善变速感，因此应用于变速器时能够发挥出增加容量的效果。

背景技术：

一般来说，同步啮合式变速器的主轴以花键结合方式结合同步器齿毂，该同步器齿毂的外周面则以花键结合方式结合了凭借换档叉在轴方向移动的套筒(sleeve)。同步器齿毂的一侧结合同步器锥轮，该同步器锥轮的外周面则安装了沿着主轴的轴方向移动的同步环。

该同步环凭借套筒在同步器锥轮上移动并发挥出离合器作用，由此，引导同步器齿毂和驱动轴的驱动齿轮咬合，该驱动轴的驱动齿轮不仅和套筒相对，还和同步环相对。此时，套筒及驱动齿轮以相异转速旋转，发挥离合器功能的同步环则发挥出对齐作用(让套筒的花键与驱动齿轮的齿互相啮合的作用)让套筒及驱动齿轮互相咬合而让转速同步化。因此，套筒及驱动齿轮的转速同步化而得以避免齿轮磨损及破损地互相咬合。另一方面，在套筒及驱动齿轮咬合时，同步环的形成于外周面的花键和形成于金属质套筒的内周面的花键咬合而使得内周面上发生摩擦。即形成于同步环的外周面的花键是和形成于金属材质套筒的花键频繁接触的部位，位于花键相反侧的内周面则是摩擦较少发生的部位。

在此，概略说明普通同步环的制造方法，普通同步环首先在冲床(press)加热状态下把黄铜或钢质坯(棒)冲压(press)成型，成为具有与花键一体形成的管状圆筒形本体的同步环结构本体，然后在内侧加工螺纹或贴附摩擦件的制造。而且，钢质同步环把作为摩擦件的钼或碳摩擦件贴附到内周面后完成同步环的制造过程。目前为止说明的同步环是相关技术中最基本的，使用一个摩擦面的小容量单一同步环。

在用于增加该同步环容量的技术方案中，一个技术方案所公开的结构，为了增加摩擦面而在中间添加中间环并且内侧附设内环而得以提高摩擦能力，作为一实施例，可以是双重(double)或三重(triple)同步环。

目前，主要使用的同步环系统使用的是在环的内侧使用一个摩擦件的单一形式和使用两个摩擦面的双重形式的同步环。而且，还有三重同步环，该三重同步环除了上述摩擦面以外还在内侧使用摩擦面而使得摩擦面成为三个(图1所示)。此时，一个中央环在外部形成突起部而和锥轮齿轮(conegear)啮合(参阅图2所示)。

一般来说，同步环系统为了避免摩擦，在功能执行完毕后分离的面发生卡住现象而无法使用较小的锥形角度，通常会使用具备7度左右的锥形角度。其理由为，虽然减小角度能增加容量，却会因为发生卡住现象而使得变速感显著降低，甚至可能发生烧损。

为了解决该问题，人们以各种方式努力改善批量生产的同步环的摩擦面，以便增加容量并改善变速感。作为一实施例，为了在减少零件数量的同时增加容量，让锥形角度在内侧与外侧的角度相异。即减小内侧角度以便获得增力效果，增大外侧角度以便改善变速感。现有技术中，韩国公开专利号10-2015-0070972的专利公开了让同步环的内外侧角度不同以便符合上述两个条件的配置结构。在此，作为补充技术而把中间环分成三块，并且在运行时合体，而在完成功能后分离，以此解决因为卡住而导致变速感降低的问题(参阅图3、4所示)。但该技术的环为三个，没有减少零件数量，而且由于内外侧的角度相异而无法以铁板模压(stamping)制作，其在制造工艺上较为不便。而且在功能与运行方面，分离的三个环也比较难以稳定地发挥出功能而降低了可靠性。

因此，如前所述的现有技术是另行制成三块，而和减少零件数量，增加容量的目标相反，而且由于同步环内外侧锥形角度相异而无法以一定厚度的铁板轻易地通过模压(stampingpress)工艺进行制造，从而增加了生产成本，运行及分离时三个零件以系统方式运行而降低了运行方面的稳定性。

技术实现要素：

本发明宗旨在于解决上述问题，本发明的课题是为了解决增加容量而以三个环构成的同步环所存在的诸如功能发挥不稳定、制造工艺上不便及成本上升之类的问题。

因此，本发明的目的是提供一种用于变速器并且增加容量的同步环，其在一个中间环形成切开部赋予弹性，以单一结构构成同步环，凭借弹性让环分离和复原，从而得以稳定地改善变速感。

而且，本发明的另一个目的是提供一种用于变速器并且增加容量的同步环的制造方法，其制造工艺简单并且使用薄铁板的板材而有利于制造，还能节约材料费。

为了解决本发明的上述课题，本发明公开了一种用于变速器并且增加容量的同步环，其由以同一厚度的铁板成型而成的环构成，所述同步环的内侧形成多个突起部，而同步环的外侧则形成有位于上述各突起部中央的切开部，该单一结构的同步环以朝内侧呈锥形形态弯曲。

作为进一步改进，同步环的内侧以均匀间距形成2至8个突起部。

作为进一步改进，突起部之间以均匀间距形成第二切开部。

作为进一步改进，同步环具有在内侧垂直方向逐渐变窄的锥形面，锥形面相对于垂直面以3至7度的锥形角度形成锥形面。

作为进一步改进，同步环的切开部在各突起部的中央以对称方式切开两次后形成切割片，切割片的上部以同步环的锥形角度为0度的垂直状态为基准折曲10至14度。

作为进一步改进，同步环的内侧的锥形面贴附耐久性优异的摩擦件。

而且，本发明公开了一种用于变速器并且增加容量的同步环的制造方法，该方法把具备同一厚度的铁板冲压(stamping)成环形状的同步环，在所述同步环的内侧形成多个突起部，同步环的外侧则进行冲压使上述各突起部的中央位置形成切开部，将上述冲压后的同步环朝内侧呈锥形地予以弯曲而制成具备单一结构的同步环。

而且，本发明还公开了一种用于变速器并且增加容量的同步环的组装结构，把同步环作为中间环，中间环外侧配置外环，中间环内侧则配置齿轮锥，中间环的突起部咬合在外环上，中间环的内侧面则和齿轮锥发生摩擦地组装。

本发明的所述同步环以一个局部切开的环替代现有的三个中间环并发挥相同功能，从而解决了三个环所导致的不协调问题并且因此能够确保可靠性。

而且，同步环使用较低角度，因此得以实现较大容量并且减少零件数量，从而获得降低生产成本的效果。

而且，由于中间环的内侧与外侧的角度相同，即由于厚度相同而得以在冲床上轻易地对铁板卷(roll)进行冲压制成具备单一结构的同步环，不仅容易制造，还能通过减少零件数量及制造工艺简单化而得以节约成本。

尤其是，同步环的零件数量较少而得以从根本上解决各部分进行批量生产时由于品质差异而导致运行不均匀的现象，同步完毕后相关零件分离时利用弹性件的功能实现而能够大幅改善变速感。

而且，使用薄铁板节约了材料费，由于突起设置于内侧而减少了被废弃的铁板量而进一步节约材料费。

附图说明

图1是现有技术的三重同步环应用于齿轮的同步化装置的局部截面结构图。

图2是现有技术的突起部朝外侧形成的结构的同步环(中央环)的概念图。

图3是现有技术韩国公开专利号10-2015-0070972的专利所公开的分离的三块中间环结构的示意图。

图4是图3所示分离的三块中间环结构的轴向截面示意图。

图5是本发明在同步环制造过程中对铁板进行冲压外侧形成局部切开部内侧形成突起部的切割环结构的一个实施例的示意图。

图6是图5所示冲压后的切割环朝内侧弯曲形成锥形形态的同步环成品形状的俯视结构图。

图7是图6所示冲压后的切割环朝内侧弯曲形成锥形形态的同步环成品形状的a-a线剖视图。

图8是图7所示的同步环各切开部之间进一步形成第二切开部结构的又一个实施例示意图。

图9是本发明的同步环作为中间环应用的局部结合结构示意图。

图10是本发明的同步环切开两次后形成了切割片成品形状的又一个实施例示意图。

图11是图10的侧面局部剖视图。

图中符号表示：

现有技术中的符号标注：

10中间环；12突起部；30外环；40内环；50齿轮锥；

本发明中的符号标注：

100、100a同步环；110、112切开部；111第二切开部；120突起部；130摩擦件；140切割片；141切割片上部；200切割环；300外环；500齿轮锥；510摩擦面；600咬合部分；t锥形角度；c角度；a、b角度差。

具体实施方式

下面结合附图与一个实施例详细说明本发明。

如图5到图8所示，本发明的结构为，同步环100以单一结构形成，该同步环100的外侧形成多个切开部110而内侧则形成多个突起部120。

根据本发明的优选实施例，同步环100由把具备同一厚度的铁板切割并弯曲成型的环构成。因此，为了制造环而以冲压铁板的方法简单地制造了切割环200后，对其进行弯曲处理而能够轻易地制造。

根据本发明，用于制造切割环200的铁板的厚度为0.5至4mm，更优选地，由具备1至2mm厚度的铁板制成。

根据本发明的优选实施例，形成于同步环100内侧的多个突起部120为2个到8个并且具备预设宽度以均匀间距形成。

根据本发明的优选实施例，形成于同步环100外侧的多个切开部110具有在上述突起部120的中央位置朝外部局部切开的形态。

而且，上述切开部110在上述各突起部120的中央以对称方式切开两次，如图10、11所示，切割片140的切割片上部141朝环的外侧方向弯曲10至14度而具备了能够提高和外环之间的分离力的形态。

前述的本发明同步环100的形态是利用冲压铁板形成的切割环200制造的。图5以具体实施例图示了该切割环200结构。

图6显示了具备6个突起部120与6个切开部110的切割环200的一个实施例。

图6、7显示了把根据上述图5冲压制造的切割环200朝内侧呈锥形地予以弯曲处理后制成成品的同步环100的俯视图与a-a线剖视图。

根据本发明的优选实施例，上述切开部110基本上以和上述突起部120相同的数量形成。而且，也可以具有在各个上述突起部120之间进一步形成一个第二切开部111而使得切开部110与第二切开部111以等距形成的结构。该结构如图8所示。

图8显示出本发明又一个实施例的同步环100a的侧面的实施例，把铁板冲压成切割环200形状后把该切割环200的内侧进行弯曲处理后形成。在此，该图是同步环100a成品的侧视图，该图具有下列结构，即具备6个突起部120与6个切开部110并且在该各切开部110之间进一步形成了6个第二切开部111。

根据本发明的优选实施例，上述图8中位于各突起部120中央的切开部110具有比位于各突起部120之间的第二切开部111相对较长地切开的形态。这是因为，相比于没有形成突起部120的部分，切割环200中形成有突起部120的部分的宽度较大。

根据本发明的优选实施例，上述同步环100是单一结构的中间环并且其锥形角度t具有3至7度的角度。

本发明该结构的同步环100具备锥形角度t，突起部120作为结合在外环300的咬合部分600而被弯曲处理成不具备锥形角度t的垂直状态，即锥形角度t为0度。因此同步环100能够轻易地咬合在外环300上。

而且，根据本发明的优选实施例，上述同步环100内侧的锥形面上贴附了耐久性优异的摩擦件130。

根据本发明的优选实施例，同步环100的切开部112可以在上述各突起部120的中央以对称方式切开两次后形成切割片140，切割片上部141与同步环100的垂直状态(锥形角度t为0度)之间的角度c能以10至14度形成。由此得以提高和外环300之间的分离力(参阅图10与图11所示)。

为了制造如前所述的本发明同步环100，把内侧与外侧具备同一角度并且厚度一定的薄铁板冲压成环形状，然后进行下列步骤，即如前所述地冲压成其内侧形成突起部120而外侧则形成局部切开部110的结构。

图6显示出了如前所述经过冲压过程后形成的切割环200形状实施例。如图6所示，冲压后的突起部120朝内侧形成，这和现有技术的结构是完全相反的新结构，现有技术的结构则在二重或三重同步环中让中间环10具有朝外部突出的突起部12(参阅图3、4所示)。图1显示出了该突出于外部的现有中间环10组装到外环30、内环40及齿轮锥50的结合结构。

根据本发明，冲压铁板后制成的切割环200可以弯曲处理成锥形形态而成为具备单一结构的同步环100。在此，弯曲处理可以通过通常使用的方法进行。

根据本发明的优选实施例，优选地，在如此进行弯曲处理时可调节同步环100的锥形角度t为3至7度地进行弯曲处理。

即本发明的同步环100在内侧垂直方向具备锥形面并且该锥形面相对于垂直方向呈3至5度的锥形角度地形成锥形面。因此，形成有切开部110第二切开部111的一侧的外部环所构成的圆相比于形成有突起部120的一侧的内部圆构成较大直径的同心圆。

根据本发明，上述突起部120也可以再一次弯曲而不同于各个锥形面地只让突起部120成为垂直面状态。

根据本发明制造的同步环100、100a的锥形内侧面贴附了由耐久性优异的摩擦件构成的摩擦件130而得以提高对齿轮锥(gearcone)500的同步部位的摩擦力。贴附该摩擦件130时可以使用通常应用的摩擦件。

该本发明的同步环100的结合结构如图9所示。

本发明的同步环100以中间环的形式应用，其内侧不必另外增加内环也能以单一结构的中间环卓越地实现同步环100的功能。

尤其是，本发明中同步环100的突起部120和外环300咬合并且传递外环300的旋转力，所传递的该旋转力则使得中间环对于相反侧的齿轮锥500赋予摩擦力。本发明的该同步环100的中间环结合结构是咬合在形成于外环300的结合槽的，因此相比于现有技术的中间环10咬合内侧齿轮锥50的结构(参阅图1所示)，本发明则具有完全相反方向的咬合结构，这是本发明和现有技术的较大差异。图9的图形符号600是本发明的同步环100与外环300的咬合部分。

根据本发明的优选实施例，本发明的同步环100以中间环的形式应用，可以如图9所示地构成，其中间环的锥形角度t和外侧外环300的角度相比具有1度左右的角度差a并且和位于内侧的齿轮锥500的外侧角度具有1度左右的角度差b。本发明的同步环100的该角度可以通过调节锥形角度t实现。前述本发明的配置结构由于同步环100本身的厚度相同而使得内侧面与外侧面的角度不会相异。即同步环100本身的内外侧角度虽然相同，但如前所述地调整其锥形角度t而得以单凭单一结构的同步环(中间环)100就能和齿轮锥500之间发挥出有效的摩擦力。

根据本发明，位于同步环100外侧的切开部110在同步环100运行时被外环300夹紧，此时，按照角度差a进行变形并且凭借变形把和内侧齿轮锥500之间的角度差b予以消除而发生摩擦力并实现同步化。锥形角度t引起变形使得角度差a与b减小，与此同时，在圆周方向切开部110的间隙之间也缩小而发生夹紧力，从而在发生摩擦力的两个方向发生夹紧力。

本发明的同步环100如前所述地完成了摩擦功能后，弹性变形复原力使得该夹紧力自动消除而显著地提高同步环100的分离力，从而能对变速感的改善做出巨大贡献。

现有韩国公开专利号为10-2015-0070972的专利中间环分成3块并且运行时分解、合体地发挥功能，本发明则与此不同，本发明由于弯曲处理的同步环100的切开部110而使得锥形面在齿轮锥500的摩擦面510角度方向具备弹性力并且变形。而且，与此同时，大径部位在圆周方向也发挥出半径缩小的压缩作用并且在完成了赋予同步的功能后能够得到圆周方向的复原力。

因此本发明包括如下所述的同步环组装结构，即如前所述地构成的本发明同步环100作为中间环，外环300位于其外侧而内侧则配置齿轮锥500，上述中间环的突起部120咬合在外环300，中间环的内侧面则和齿轮锥500发生摩擦地组装。

如前所述，本发明在运作时同步环的半径方向与圆周方向的整体弹性变形力在环分离时能改善变速感。即本发明的同步环100和运行的其它零件具有1度左右的角度差。因此，本发明的同步环100为了进行同步化而运行时会发生能够消除角度差的变形，运行完毕后就会发挥出相似于弹簧的弹性复原力而得以顺利地实现环分离。而且，减小其和其它零件的角度而增加容量，由此导致的分离力减少现象则起源于弹性复原力。

尤其是，本发明的同步环100为了有效地确保弹性力而使用了比通常使用的铁板更薄的板材，因此其有利于制造并且节约材料费。铁板材料可以应用目前常用的轴承钢或弹簧钢等能够有效确保弹性的材料。

如前所述，本发明能够改善作为同步环100最重要条件的变速感，零件数量较少但容量较大的同步环100的结构及其制造工艺得以简单化，由于减少了所使用的材料量而得以降低生产成本。而且，本发明解除了现有技术在执行功能时由于多个零件组合所带来的运行不稳定性问题，改善了批量生产时的品质管理问题，还改善了节约成本方面的不利之处。

本发明的同步环作为应用于变速齿轮的中间环，是一个单一零件，内、外侧面的角度相同而不存在厚度差异，因此能以铁板进行连续成型加工。而且，同步环的锥形内侧角度可以成为诸如4度左右的较低角度，因此仅凭单一同步环就能得到大容量的制动力，从而发挥出增加容量及降低成本的效果。