本發(fā)明涉及一種用于變速器并且增加容量的同步環(huán)及其制造方法,更詳細地說,具備了新結(jié)構(gòu)的該同步環(huán)(synchronizerring)制造方法在同步環(huán)形成的切開部賦予彈性并且憑借該彈性讓同步環(huán)分離及復(fù)原而改善變速感,因此應(yīng)用于變速器時能夠發(fā)揮出增加容量的效果。
背景技術(shù):
一般來說,同步嚙合式變速器的主軸以花鍵結(jié)合方式結(jié)合同步器齒轂,該同步器齒轂的外周面則以花鍵結(jié)合方式結(jié)合了憑借換檔叉在軸方向移動的套筒(sleeve)。同步器齒轂的一側(cè)結(jié)合同步器錐輪,該同步器錐輪的外周面則安裝了沿著主軸的軸方向移動的同步環(huán)。
該同步環(huán)憑借套筒在同步器錐輪上移動并發(fā)揮出離合器作用,由此,引導(dǎo)同步器齒轂和驅(qū)動軸的驅(qū)動齒輪咬合,該驅(qū)動軸的驅(qū)動齒輪不僅和套筒相對,還和同步環(huán)相對。此時,套筒及驅(qū)動齒輪以相異轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),發(fā)揮離合器功能的同步環(huán)則發(fā)揮出對齊作用(讓套筒的花鍵與驅(qū)動齒輪的齒互相嚙合的作用)讓套筒及驅(qū)動齒輪互相咬合而讓轉(zhuǎn)速同步化。因此,套筒及驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速同步化而得以避免齒輪磨損及破損地互相咬合。另一方面,在套筒及驅(qū)動齒輪咬合時,同步環(huán)的形成于外周面的花鍵和形成于金屬質(zhì)套筒的內(nèi)周面的花鍵咬合而使得內(nèi)周面上發(fā)生摩擦。即形成于同步環(huán)的外周面的花鍵是和形成于金屬材質(zhì)套筒的花鍵頻繁接觸的部位,位于花鍵相反側(cè)的內(nèi)周面則是摩擦較少發(fā)生的部位。
在此,概略說明普通同步環(huán)的制造方法,普通同步環(huán)首先在沖床(press)加熱狀態(tài)下把黃銅或鋼質(zhì)坯(棒)沖壓(press)成型,成為具有與花鍵一體形成的管狀圓筒形本體的同步環(huán)結(jié)構(gòu)本體,然后在內(nèi)側(cè)加工螺紋或貼附摩擦件的制造。而且,鋼質(zhì)同步環(huán)把作為摩擦件的鉬或碳摩擦件貼附到內(nèi)周面后完成同步環(huán)的制造過程。目前為止說明的同步環(huán)是相關(guān)技術(shù)中最基本的,使用一個摩擦面的小容量單一同步環(huán)。
在用于增加該同步環(huán)容量的技術(shù)方案中,一個技術(shù)方案所公開的結(jié)構(gòu),為了增加摩擦面而在中間添加中間環(huán)并且內(nèi)側(cè)附設(shè)內(nèi)環(huán)而得以提高摩擦能力,作為一實施例,可以是雙重(double)或三重(triple)同步環(huán)。
目前,主要使用的同步環(huán)系統(tǒng)使用的是在環(huán)的內(nèi)側(cè)使用一個摩擦件的單一形式和使用兩個摩擦面的雙重形式的同步環(huán)。而且,還有三重同步環(huán),該三重同步環(huán)除了上述摩擦面以外還在內(nèi)側(cè)使用摩擦面而使得摩擦面成為三個(圖1所示)。此時,一個中央環(huán)在外部形成突起部而和錐輪齒輪(conegear)嚙合(參閱圖2所示)。
一般來說,同步環(huán)系統(tǒng)為了避免摩擦,在功能執(zhí)行完畢后分離的面發(fā)生卡住現(xiàn)象而無法使用較小的錐形角度,通常會使用具備7度左右的錐形角度。其理由為,雖然減小角度能增加容量,卻會因為發(fā)生卡住現(xiàn)象而使得變速感顯著降低,甚至可能發(fā)生燒損。
為了解決該問題,人們以各種方式努力改善批量生產(chǎn)的同步環(huán)的摩擦面,以便增加容量并改善變速感。作為一實施例,為了在減少零件數(shù)量的同時增加容量,讓錐形角度在內(nèi)側(cè)與外側(cè)的角度相異。即減小內(nèi)側(cè)角度以便獲得增力效果,增大外側(cè)角度以便改善變速感?,F(xiàn)有技術(shù)中,韓國公開專利號10-2015-0070972的專利公開了讓同步環(huán)的內(nèi)外側(cè)角度不同以便符合上述兩個條件的配置結(jié)構(gòu)。在此,作為補充技術(shù)而把中間環(huán)分成三塊,并且在運行時合體,而在完成功能后分離,以此解決因為卡住而導(dǎo)致變速感降低的問題(參閱圖3、4所示)。但該技術(shù)的環(huán)為三個,沒有減少零件數(shù)量,而且由于內(nèi)外側(cè)的角度相異而無法以鐵板模壓(stamping)制作,其在制造工藝上較為不便。而且在功能與運行方面,分離的三個環(huán)也比較難以穩(wěn)定地發(fā)揮出功能而降低了可靠性。
因此,如前所述的現(xiàn)有技術(shù)是另行制成三塊,而和減少零件數(shù)量,增加容量的目標(biāo)相反,而且由于同步環(huán)內(nèi)外側(cè)錐形角度相異而無法以一定厚度的鐵板輕易地通過模壓(stampingpress)工藝進行制造,從而增加了生產(chǎn)成本,運行及分離時三個零件以系統(tǒng)方式運行而降低了運行方面的穩(wěn)定性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明宗旨在于解決上述問題,本發(fā)明的課題是為了解決增加容量而以三個環(huán)構(gòu)成的同步環(huán)所存在的諸如功能發(fā)揮不穩(wěn)定、制造工藝上不便及成本上升之類的問題。
因此,本發(fā)明的目的是提供一種用于變速器并且增加容量的同步環(huán),其在一個中間環(huán)形成切開部賦予彈性,以單一結(jié)構(gòu)構(gòu)成同步環(huán),憑借彈性讓環(huán)分離和復(fù)原,從而得以穩(wěn)定地改善變速感。
而且,本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于變速器并且增加容量的同步環(huán)的制造方法,其制造工藝簡單并且使用薄鐵板的板材而有利于制造,還能節(jié)約材料費。
為了解決本發(fā)明的上述課題,本發(fā)明公開了一種用于變速器并且增加容量的同步環(huán),其由以同一厚度的鐵板成型而成的環(huán)構(gòu)成,所述同步環(huán)的內(nèi)側(cè)形成多個突起部,而同步環(huán)的外側(cè)則形成有位于上述各突起部中央的切開部,該單一結(jié)構(gòu)的同步環(huán)以朝內(nèi)側(cè)呈錐形形態(tài)彎曲。
作為進一步改進,同步環(huán)的內(nèi)側(cè)以均勻間距形成2至8個突起部。
作為進一步改進,突起部之間以均勻間距形成第二切開部。
作為進一步改進,同步環(huán)具有在內(nèi)側(cè)垂直方向逐漸變窄的錐形面,錐形面相對于垂直面以3至7度的錐形角度形成錐形面。
作為進一步改進,同步環(huán)的切開部在各突起部的中央以對稱方式切開兩次后形成切割片,切割片的上部以同步環(huán)的錐形角度為0度的垂直狀態(tài)為基準(zhǔn)折曲10至14度。
作為進一步改進,同步環(huán)的內(nèi)側(cè)的錐形面貼附耐久性優(yōu)異的摩擦件。
而且,本發(fā)明公開了一種用于變速器并且增加容量的同步環(huán)的制造方法,該方法把具備同一厚度的鐵板沖壓(stamping)成環(huán)形狀的同步環(huán),在所述同步環(huán)的內(nèi)側(cè)形成多個突起部,同步環(huán)的外側(cè)則進行沖壓使上述各突起部的中央位置形成切開部,將上述沖壓后的同步環(huán)朝內(nèi)側(cè)呈錐形地予以彎曲而制成具備單一結(jié)構(gòu)的同步環(huán)。
而且,本發(fā)明還公開了一種用于變速器并且增加容量的同步環(huán)的組裝結(jié)構(gòu),把同步環(huán)作為中間環(huán),中間環(huán)外側(cè)配置外環(huán),中間環(huán)內(nèi)側(cè)則配置齒輪錐,中間環(huán)的突起部咬合在外環(huán)上,中間環(huán)的內(nèi)側(cè)面則和齒輪錐發(fā)生摩擦地組裝。
本發(fā)明的所述同步環(huán)以一個局部切開的環(huán)替代現(xiàn)有的三個中間環(huán)并發(fā)揮相同功能,從而解決了三個環(huán)所導(dǎo)致的不協(xié)調(diào)問題并且因此能夠確??煽啃浴?/p>
而且,同步環(huán)使用較低角度,因此得以實現(xiàn)較大容量并且減少零件數(shù)量,從而獲得降低生產(chǎn)成本的效果。
而且,由于中間環(huán)的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的角度相同,即由于厚度相同而得以在沖床上輕易地對鐵板卷(roll)進行沖壓制成具備單一結(jié)構(gòu)的同步環(huán),不僅容易制造,還能通過減少零件數(shù)量及制造工藝簡單化而得以節(jié)約成本。
尤其是,同步環(huán)的零件數(shù)量較少而得以從根本上解決各部分進行批量生產(chǎn)時由于品質(zhì)差異而導(dǎo)致運行不均勻的現(xiàn)象,同步完畢后相關(guān)零件分離時利用彈性件的功能實現(xiàn)而能夠大幅改善變速感。
而且,使用薄鐵板節(jié)約了材料費,由于突起設(shè)置于內(nèi)側(cè)而減少了被廢棄的鐵板量而進一步節(jié)約材料費。
附圖說明
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的三重同步環(huán)應(yīng)用于齒輪的同步化裝置的局部截面結(jié)構(gòu)圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的突起部朝外側(cè)形成的結(jié)構(gòu)的同步環(huán)(中央環(huán))的概念圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)韓國公開專利號10-2015-0070972的專利所公開的分離的三塊中間環(huán)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是圖3所示分離的三塊中間環(huán)結(jié)構(gòu)的軸向截面示意圖。
圖5是本發(fā)明在同步環(huán)制造過程中對鐵板進行沖壓外側(cè)形成局部切開部內(nèi)側(cè)形成突起部的切割環(huán)結(jié)構(gòu)的一個實施例的示意圖。
圖6是圖5所示沖壓后的切割環(huán)朝內(nèi)側(cè)彎曲形成錐形形態(tài)的同步環(huán)成品形狀的俯視結(jié)構(gòu)圖。
圖7是圖6所示沖壓后的切割環(huán)朝內(nèi)側(cè)彎曲形成錐形形態(tài)的同步環(huán)成品形狀的a-a線剖視圖。
圖8是圖7所示的同步環(huán)各切開部之間進一步形成第二切開部結(jié)構(gòu)的又一個實施例示意圖。
圖9是本發(fā)明的同步環(huán)作為中間環(huán)應(yīng)用的局部結(jié)合結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本發(fā)明的同步環(huán)切開兩次后形成了切割片成品形狀的又一個實施例示意圖。
圖11是圖10的側(cè)面局部剖視圖。
圖中符號表示:
現(xiàn)有技術(shù)中的符號標(biāo)注:
10中間環(huán);12突起部;30外環(huán);40內(nèi)環(huán);50齒輪錐;
本發(fā)明中的符號標(biāo)注:
100、100a同步環(huán);110、112切開部;111第二切開部;120突起部;130摩擦件;140切割片;141切割片上部;200切割環(huán);300外環(huán);500齒輪錐;510摩擦面;600咬合部分;t錐形角度;c角度;a、b角度差。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與一個實施例詳細說明本發(fā)明。
如圖5到圖8所示,本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為,同步環(huán)100以單一結(jié)構(gòu)形成,該同步環(huán)100的外側(cè)形成多個切開部110而內(nèi)側(cè)則形成多個突起部120。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,同步環(huán)100由把具備同一厚度的鐵板切割并彎曲成型的環(huán)構(gòu)成。因此,為了制造環(huán)而以沖壓鐵板的方法簡單地制造了切割環(huán)200后,對其進行彎曲處理而能夠輕易地制造。
根據(jù)本發(fā)明,用于制造切割環(huán)200的鐵板的厚度為0.5至4mm,更優(yōu)選地,由具備1至2mm厚度的鐵板制成。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,形成于同步環(huán)100內(nèi)側(cè)的多個突起部120為2個到8個并且具備預(yù)設(shè)寬度以均勻間距形成。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,形成于同步環(huán)100外側(cè)的多個切開部110具有在上述突起部120的中央位置朝外部局部切開的形態(tài)。
而且,上述切開部110在上述各突起部120的中央以對稱方式切開兩次,如圖10、11所示,切割片140的切割片上部141朝環(huán)的外側(cè)方向彎曲10至14度而具備了能夠提高和外環(huán)之間的分離力的形態(tài)。
前述的本發(fā)明同步環(huán)100的形態(tài)是利用沖壓鐵板形成的切割環(huán)200制造的。圖5以具體實施例圖示了該切割環(huán)200結(jié)構(gòu)。
圖6顯示了具備6個突起部120與6個切開部110的切割環(huán)200的一個實施例。
圖6、7顯示了把根據(jù)上述圖5沖壓制造的切割環(huán)200朝內(nèi)側(cè)呈錐形地予以彎曲處理后制成成品的同步環(huán)100的俯視圖與a-a線剖視圖。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,上述切開部110基本上以和上述突起部120相同的數(shù)量形成。而且,也可以具有在各個上述突起部120之間進一步形成一個第二切開部111而使得切開部110與第二切開部111以等距形成的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)如圖8所示。
圖8顯示出本發(fā)明又一個實施例的同步環(huán)100a的側(cè)面的實施例,把鐵板沖壓成切割環(huán)200形狀后把該切割環(huán)200的內(nèi)側(cè)進行彎曲處理后形成。在此,該圖是同步環(huán)100a成品的側(cè)視圖,該圖具有下列結(jié)構(gòu),即具備6個突起部120與6個切開部110并且在該各切開部110之間進一步形成了6個第二切開部111。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,上述圖8中位于各突起部120中央的切開部110具有比位于各突起部120之間的第二切開部111相對較長地切開的形態(tài)。這是因為,相比于沒有形成突起部120的部分,切割環(huán)200中形成有突起部120的部分的寬度較大。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,上述同步環(huán)100是單一結(jié)構(gòu)的中間環(huán)并且其錐形角度t具有3至7度的角度。
本發(fā)明該結(jié)構(gòu)的同步環(huán)100具備錐形角度t,突起部120作為結(jié)合在外環(huán)300的咬合部分600而被彎曲處理成不具備錐形角度t的垂直狀態(tài),即錐形角度t為0度。因此同步環(huán)100能夠輕易地咬合在外環(huán)300上。
而且,根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,上述同步環(huán)100內(nèi)側(cè)的錐形面上貼附了耐久性優(yōu)異的摩擦件130。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,同步環(huán)100的切開部112可以在上述各突起部120的中央以對稱方式切開兩次后形成切割片140,切割片上部141與同步環(huán)100的垂直狀態(tài)(錐形角度t為0度)之間的角度c能以10至14度形成。由此得以提高和外環(huán)300之間的分離力(參閱圖10與圖11所示)。
為了制造如前所述的本發(fā)明同步環(huán)100,把內(nèi)側(cè)與外側(cè)具備同一角度并且厚度一定的薄鐵板沖壓成環(huán)形狀,然后進行下列步驟,即如前所述地沖壓成其內(nèi)側(cè)形成突起部120而外側(cè)則形成局部切開部110的結(jié)構(gòu)。
圖6顯示出了如前所述經(jīng)過沖壓過程后形成的切割環(huán)200形狀實施例。如圖6所示,沖壓后的突起部120朝內(nèi)側(cè)形成,這和現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)是完全相反的新結(jié)構(gòu),現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)則在二重或三重同步環(huán)中讓中間環(huán)10具有朝外部突出的突起部12(參閱圖3、4所示)。圖1顯示出了該突出于外部的現(xiàn)有中間環(huán)10組裝到外環(huán)30、內(nèi)環(huán)40及齒輪錐50的結(jié)合結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明,沖壓鐵板后制成的切割環(huán)200可以彎曲處理成錐形形態(tài)而成為具備單一結(jié)構(gòu)的同步環(huán)100。在此,彎曲處理可以通過通常使用的方法進行。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,優(yōu)選地,在如此進行彎曲處理時可調(diào)節(jié)同步環(huán)100的錐形角度t為3至7度地進行彎曲處理。
即本發(fā)明的同步環(huán)100在內(nèi)側(cè)垂直方向具備錐形面并且該錐形面相對于垂直方向呈3至5度的錐形角度地形成錐形面。因此,形成有切開部110第二切開部111的一側(cè)的外部環(huán)所構(gòu)成的圓相比于形成有突起部120的一側(cè)的內(nèi)部圓構(gòu)成較大直徑的同心圓。
根據(jù)本發(fā)明,上述突起部120也可以再一次彎曲而不同于各個錐形面地只讓突起部120成為垂直面狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明制造的同步環(huán)100、100a的錐形內(nèi)側(cè)面貼附了由耐久性優(yōu)異的摩擦件構(gòu)成的摩擦件130而得以提高對齒輪錐(gearcone)500的同步部位的摩擦力。貼附該摩擦件130時可以使用通常應(yīng)用的摩擦件。
該本發(fā)明的同步環(huán)100的結(jié)合結(jié)構(gòu)如圖9所示。
本發(fā)明的同步環(huán)100以中間環(huán)的形式應(yīng)用,其內(nèi)側(cè)不必另外增加內(nèi)環(huán)也能以單一結(jié)構(gòu)的中間環(huán)卓越地實現(xiàn)同步環(huán)100的功能。
尤其是,本發(fā)明中同步環(huán)100的突起部120和外環(huán)300咬合并且傳遞外環(huán)300的旋轉(zhuǎn)力,所傳遞的該旋轉(zhuǎn)力則使得中間環(huán)對于相反側(cè)的齒輪錐500賦予摩擦力。本發(fā)明的該同步環(huán)100的中間環(huán)結(jié)合結(jié)構(gòu)是咬合在形成于外環(huán)300的結(jié)合槽的,因此相比于現(xiàn)有技術(shù)的中間環(huán)10咬合內(nèi)側(cè)齒輪錐50的結(jié)構(gòu)(參閱圖1所示),本發(fā)明則具有完全相反方向的咬合結(jié)構(gòu),這是本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的較大差異。圖9的圖形符號600是本發(fā)明的同步環(huán)100與外環(huán)300的咬合部分。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,本發(fā)明的同步環(huán)100以中間環(huán)的形式應(yīng)用,可以如圖9所示地構(gòu)成,其中間環(huán)的錐形角度t和外側(cè)外環(huán)300的角度相比具有1度左右的角度差a并且和位于內(nèi)側(cè)的齒輪錐500的外側(cè)角度具有1度左右的角度差b。本發(fā)明的同步環(huán)100的該角度可以通過調(diào)節(jié)錐形角度t實現(xiàn)。前述本發(fā)明的配置結(jié)構(gòu)由于同步環(huán)100本身的厚度相同而使得內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面的角度不會相異。即同步環(huán)100本身的內(nèi)外側(cè)角度雖然相同,但如前所述地調(diào)整其錐形角度t而得以單憑單一結(jié)構(gòu)的同步環(huán)(中間環(huán))100就能和齒輪錐500之間發(fā)揮出有效的摩擦力。
根據(jù)本發(fā)明,位于同步環(huán)100外側(cè)的切開部110在同步環(huán)100運行時被外環(huán)300夾緊,此時,按照角度差a進行變形并且憑借變形把和內(nèi)側(cè)齒輪錐500之間的角度差b予以消除而發(fā)生摩擦力并實現(xiàn)同步化。錐形角度t引起變形使得角度差a與b減小,與此同時,在圓周方向切開部110的間隙之間也縮小而發(fā)生夾緊力,從而在發(fā)生摩擦力的兩個方向發(fā)生夾緊力。
本發(fā)明的同步環(huán)100如前所述地完成了摩擦功能后,彈性變形復(fù)原力使得該夾緊力自動消除而顯著地提高同步環(huán)100的分離力,從而能對變速感的改善做出巨大貢獻。
現(xiàn)有韓國公開專利號為10-2015-0070972的專利中間環(huán)分成3塊并且運行時分解、合體地發(fā)揮功能,本發(fā)明則與此不同,本發(fā)明由于彎曲處理的同步環(huán)100的切開部110而使得錐形面在齒輪錐500的摩擦面510角度方向具備彈性力并且變形。而且,與此同時,大徑部位在圓周方向也發(fā)揮出半徑縮小的壓縮作用并且在完成了賦予同步的功能后能夠得到圓周方向的復(fù)原力。
因此本發(fā)明包括如下所述的同步環(huán)組裝結(jié)構(gòu),即如前所述地構(gòu)成的本發(fā)明同步環(huán)100作為中間環(huán),外環(huán)300位于其外側(cè)而內(nèi)側(cè)則配置齒輪錐500,上述中間環(huán)的突起部120咬合在外環(huán)300,中間環(huán)的內(nèi)側(cè)面則和齒輪錐500發(fā)生摩擦地組裝。
如前所述,本發(fā)明在運作時同步環(huán)的半徑方向與圓周方向的整體彈性變形力在環(huán)分離時能改善變速感。即本發(fā)明的同步環(huán)100和運行的其它零件具有1度左右的角度差。因此,本發(fā)明的同步環(huán)100為了進行同步化而運行時會發(fā)生能夠消除角度差的變形,運行完畢后就會發(fā)揮出相似于彈簧的彈性復(fù)原力而得以順利地實現(xiàn)環(huán)分離。而且,減小其和其它零件的角度而增加容量,由此導(dǎo)致的分離力減少現(xiàn)象則起源于彈性復(fù)原力。
尤其是,本發(fā)明的同步環(huán)100為了有效地確保彈性力而使用了比通常使用的鐵板更薄的板材,因此其有利于制造并且節(jié)約材料費。鐵板材料可以應(yīng)用目前常用的軸承鋼或彈簧鋼等能夠有效確保彈性的材料。
如前所述,本發(fā)明能夠改善作為同步環(huán)100最重要條件的變速感,零件數(shù)量較少但容量較大的同步環(huán)100的結(jié)構(gòu)及其制造工藝得以簡單化,由于減少了所使用的材料量而得以降低生產(chǎn)成本。而且,本發(fā)明解除了現(xiàn)有技術(shù)在執(zhí)行功能時由于多個零件組合所帶來的運行不穩(wěn)定性問題,改善了批量生產(chǎn)時的品質(zhì)管理問題,還改善了節(jié)約成本方面的不利之處。
本發(fā)明的同步環(huán)作為應(yīng)用于變速齒輪的中間環(huán),是一個單一零件,內(nèi)、外側(cè)面的角度相同而不存在厚度差異,因此能以鐵板進行連續(xù)成型加工。而且,同步環(huán)的錐形內(nèi)側(cè)角度可以成為諸如4度左右的較低角度,因此僅憑單一同步環(huán)就能得到大容量的制動力,從而發(fā)揮出增加容量及降低成本的效果。