KR0130729Y1 - 수동변속기의 싱크로나이저 링 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수동변속기의 싱크로메시 기구의 싱크로나이저 링 조립체에 관한 것이다. 싱크로메시 기구는 변속기 축(100)에 회전가능하게 설치된 제1 및 제2변속기어(102,104) 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2변속기어 중 어느 하나를 상기 변속기 축에 선택적으로 고정시키는데 사용되며, 상기 변속기 축에 고정적으로 설치된 클러치 허브기어(112)와, 이 클러치 허브기어의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 조립되는 클러치 슬리브(114)와, 이 클러치 슬리브가 축방향으로 슬라이딩 할 대 상기 제1변속기어 또는 제2변속기어의 회전속도를 변속기 축의 회전속도에 동기시키는 싱크로나이저 링 조립체(116)로 이루어진다. 본 고안의 싱크로나이저 링 조립체(116)는 외주면에 상기 클러치 슬리브와 맞물릴 수 있는 톱니(122b)가 형성되고 내주면이 테이퍼형으로 형성되어 있는 원통형의 측벽(122a)을 갖는 외측링(122)과, 상기 외측링의 내주면에 끼워지는 원추형의 측벽(124a)을 가지며 이 원추형 측벽의 대직경 단부로부터 전방을 향해 돌출 형성된 적어도 하나의 전방 걸림돌기(124b)를 갖는 중간링(124)과, 상기 중간링의 내주면에 끼워지는 원추형의 측벽(126a)을 가지며 이 원추형 측벽의 소직경 단부로부터 후방을 향해 돌출형성된 적어도 하나의 후방 걸림돌기(126b)를 갖는 내측링(126)으로 구성된다.

Description

수동변속기의 싱크로나이저 링 조립체

제1도는 종래의 3부품형 싱크로나이저 링 조립체가 설치된 수동변속기의 일부확대 단면도이다.

제2도는 종래 싱크로나이저 링 조립체를 나타내는 분해 단면도이다.

제3도는 제2도에 도시한 싱크로나이저 링 조립체의 중간링에 대한 좌측면도이다.

제4도는 본 고안에 따른 싱크로나이저 링 조립체가 설치된 수동변속기의 일부확대 단면도이다.

제5도는 변속기어의 측면에 일체로 부착되는 도그바디에 대한 측면도이다.

제6도는 본 고안에 따른 싱크로나이저 링 조립체의 분해 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 변속기 축 102 : 제1의 변속기어

104 : 제2의 변속기어 106,108 : 도그바디

110 : 싱크로메시 기구 112 : 클러치 허브기어

114 : 클러치 슬리브 116 : 싱크로나이저 링 조립체

118 : 시프트 포오크 120 : 볼 플런저

122 : 외측링 124 : 중간링

126 : 내측링

본 고안은 수동변속기에 관한 것으로, 특히 수동변속기의 변속기 축에 끼워져서 변속기어를 변속기 축에 선택적으로 고정시키는데 사용되는 싱크로메시 기구의 싱크로나이저 링 조립체에 관한 것이다.

변속기는 엔진과 차동기어장치사이에 설치되어 엔진의 회전력과 속도를 차량의 주행상태에 알맞도록 바꾸어 구동바퀴에 전달하는 장치로서, 그 작동방식에 따라 수동변속기, 자동변속기, 무단변속기등으로 나누어 진다. 이러한 변속기는 차량의 주행조건에 맞추어 구동바퀴의 회전력을 증대시키기도 하고, 엔진의 동력이 구동바퀴로 전달되는 것을 방지하기도 하며, 구동바퀴의 회전방향을 역전시켜 차량을 후진시키기도 한다. 이상적인 변속기는 단계가 없이 연속적으로 변속되어야 하고, 조작이 간편, 신속, 확실, 정숙해야 하며, 동력전달효율이 좋아야 하고, 소형경량이고 고장이 없으며 자격이 저렴해야 한다.

수동변속기는 변속이 다단계로 이루어지고 조작이 불편하다고 하는 단점이 있으나, 구조가 간단하고 고장이 적으며 가격이 저렴하기 때문에 자동변속기나 무단변속기의 출현에도 불구하고 여전히 널리 사용되고 있다. 수동변속기의 대표적인 예로는 동기 물림식 변속기를 들 수 있으며, 이 동기 물림식 변속기는 복수개의 변속기어와, 선택된 변속기어를 맞물리게 하거나 맞물림을 해제하는 싱크로메시 기구와, 이 싱크로메시 기구에 작동적으로 연결되고, 변속레버의 조작에 따라 상기 싱크로메시 기구를 적절한 방향으로 움직여서 변속기어간의 맞물림을 바꾸어주는 내부조작기구로 구성된다.

제1도에는 종래 수동변속기의 일부가 확대도로서 도시되어 있다. 이 수동변속기는 회전축(10)과, 이 회전축(10)의 둘레에 회전가능하게 설치된 제1 및 제2의 변속기어(12,14)와, 양자의 변속기어(12,14)를 회전축(10)에 선택적으로 고정시키는 싱크로메시기구(16)를 구비하고 있다. 상기 회전축(10)은 입력축일수도 있고 부축일수도 있으며, 또한 상기 제1 및 또는 제2의 변속기어(12,14)는 1단 내지 5단기어 및 후진기어중 어느 하나 일 수 있다. 상기 제1 및 제2변속기어(12,14)는 서로 마주보는 측면에 일체로 고정된 도그바디(12a,14a)를 가지며, 이들 도그바디(12a,14a)의 외주에는 톱니가 형성되어 있다.

상기 싱크로메시 기구(16)는 회전축(10)에 고정되어 일체로 회전하며 외주에 톱니가 형성된 클러치 허브기어(18)와, 이 클러치 허브기어(18)의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워진 클러치 슬리브(20)와, 상기 클러치 허브기어(18)와, 제1 및 제2변속기어(12,14)사이에 배열된 싱크로나이저 링 조립체(22)로 구성된다. 상기 클러치 슬리브(20)는 변속시 좌측방향 또는 우측방향으로 슬라이딩하여 제1 및 제2변속기어(12,14)의 도그바디(12a,14a)에 맞물리게 되는 것으로, 그 외주에는 시프트 포오크(24)의 자유단이 걸릴 수 있도록 걸림홈(20a)이 마련되어 있다.

그리고, 상기 싱크로나이저 링 조립체(22)는 클러치 슬리브(20)가 좌우로 슬라이딩하여 도그바디(12a,14a)에 맞물릴 때 제1 또는 제2변속기어(12,14)의 회전속도를 회전축(10)의 회전속도와 같게 하여, 즉 동기시켜서 클러치 슬리브(20)와 도그바디(12a,14a)간의 맞물림 작용이 원활히 이루어지도록 한다. 이러한 싱크로나이저 링 조립체(22)는 제2도에 나타낸 것과 같이 차례로 겹쳐서 조립되는 외측링(26), 중간링(28) 및 내측링(30)으로 구성된다. 외측링(26)은 테이퍼형의 내주면 및 외주면을 갖는 측벽(26a)과, 이 측벽(26a)의 외주면에 형성된 톱니(26b)와, 상기 측벽(26a)의 내주면에 120°의 간격으로 형성된 걸림홈(26c)으로 이루어진다. 중간링(28)은 상기 외측링(26)의 테이퍼형 내주면에 결합되는 것으로, 내주면 및 외주면을 갖는 원추형의 측벽(28a)과, 이 측벽(28a)의 소직경 단부에서 반경방향 내측으로 짧게 형성된 환상의 단부벽(28b)과, 제3도에 명료하게 도시되어 있는 것과 같이 상기 단부벽(28b)으로부터 반경방향 내측으로 돌출되고 120°의 간격으로 배열된 걸림돌기(28c)로 이루어진다. 이들 걸림돌기(28c)는 제1도에 나타낸 제1 및 제2변속기어(12,14)의 도그바디(12a,14a)에 걸어맞춤된다. 내측링(30)은 상기 중간링(28)의 내주면에 결합되는 것으로, 내주면 및 외주면을 갖는 원추형의 측벽(30a)과, 이 측벽(30a)의 외주면에 120°의 간격으로 돌출형성되고 상기 외측링(26)의 걸림홈(26c)에 걸어맞춤되는 걸림돌기(30b)로 이루어진다. 상기 내측링(30)의 내주면은 상기 도그바디(12a,14a)의 원추형 돌출부에 마찰접촉하게 된다.

그러나, 상기한 구성을 갖는 종래의 싱크로나이저 링 조립체에 있어서는 중간링 및 내측링의 형상이 복잡하기 때문에 근본적으로 가공이 어려울 뿐만 아니라 조립도 용이하지 못하다. 가공성 및 조립성의 불량은 싱크로나이저 링 조립체의 가격을 상승시키고 조립공수 및 시간을 증가시키는 원인이 된다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 싱크로나이저 링 조립체의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 가공이 용이하고 간편하게 조립할 수 있는 수동변속기의 싱크로나이저 링 조립체를 제공하는 것이다.

이러한 본 고안의 목적은, 변속기 축상의 제1 및 제2변속기어사이에 배치되어 상기 제1 및 제2변속기어중 어느 하나를 상기 변속기 축에 선택적으로 고정시키는데 사용되며, 상기 변속기 축에 고정적으로 설치된 클러치 허브기어와, 이 클러치 허브기어의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 조립되는 클러치 슬리브와, 이 클러치 슬리브가 축방향으로 슬라이딩 할 때 상기 제1변속기어 또는 제2변속기어의 회전속도를 변속기 축의 회전속도에 동기시키는 싱크로나이저 링 조립체로 구성된 싱크로메시 기구에 있어서, 외주면에 상기 클러치 허브와 맞물릴 수 있는 톱니가 형성되고 내주면이 테이퍼형으로 형성되어 있는 원통형의 측벽을 갖는 외측링과, 상기 외측링의 내주면에 끼워지는 원추형의 측벽을 가지며 이 원추형 측벽의 대직경 단부로부터 전방을 향해 돌출형성된 적어도 하나의 전방 걸림돌기를 갖는 중간링과, 상기 중간링의 내주면에 끼워지는 원추형의 측벽을 가지며 이 원추형 측벽의 소직경 단부로부터 후방을 향해 돌출형성된 적어도 하나의 후방걸림돌기를 갖는 내측링을 구비함을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 조립체에 의해서 달성할 수 있다.

이하, 첨부도면의 제4도 내지 제6도를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제1도를 참조하면, 본 고안의 싱크로나이저 링 조립체를 적용한 수동변속기가 일부확대 단면도로서 도시되어 있는 것을 알 수 있다. 이 수동변속기는 변속기 축(100)을 구비하며, 이 변속기 축(100)에는 제1 및 제2의 변속기어(102,104)가 베어링을 개재하여 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 제1 및 제2의 변속기어(102,104)의 서로 마주보는 측면에는 이른바 도그바디(106,108)가 각각 부착되어 있다. 제5도에 측면도로서 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 도그바디(106,108)는 외주면에 형성된 톱니(106a,108a)와 내주면을 따라 등간격으로, 예를 들면 120°간격으로 형성된 걸림홈(106b,108b)를 갖는다.

상기 제1 및 제2의 변속기어(102,104) 사이에는 양자의 변속기어(102,104)중 어느 하나를 변속기 축(100)에 선택적으로 고정시키기 위한 싱크로메시 기구(110)가 설치된다. 이 싱크로메시 기구(110)는 변속기 축(100)에 고정되어 일체로 회전하며 외주에 톱니(112a)가 형성된 클러치 허브기어(112)와, 이 클러치 허브기어(112)의 톱니(112a)에 축방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 끼워진 클러치 슬리브(114)와, 상기 클러치 허브기어(112)가 상기 제1 및 제2변속기어(102,104) 사이에 각각 배치된 싱크로나이저 링 조립체(116)로 구성된다.

상기 클러치 슬리브(114)는 변속시 좌측방향 또는 우측방향으로 슬라이딩하여 제1 및 제2 변속기어(102,104)의 도그바디(106,108) 중 어느 하나에 맞물림으로써 상기 클러치 허브기어(112)를 상기 제1 또는 제2 변속기어(102,104)에 연결시키는 역할을 한다. 이러한 클러치 슬리브(114)의 외주면에는 환상의 걸림홈(114a)이 마련되어 있으며, 이 걸림홈(114a)에는 제4도에 일점쇄선으로 나타낸 시프트 포오크(118)가 걸려서 필요에 따라 클러치 슬리브(114)를 좌우로 슬라이딩 시키게 된다. 상기 클러치 슬리브(114)는 클러치 허브기어(112)에 설치된 볼 플런저(120)에 의해서 중립위치에 탄성적으로 로크되어 있다.

상기 싱크로나이저 링 조립체(116)는 클러치 슬리브(114)가 시프트 포오크(118)에 의해 좌우로 슬라이딩하여 도그바디(106,108)에 맞물릴 때 제1 또는 제2 변속기어(102,104)의 회전속도를 변속기 축(100)의 회전속도와 같게 하여, 즉 동기시켜서 클러치 슬리브(114)와 도그바디(106,108)간의 맞물림 작용이 원활히 이루어지도록 한다.

제6도를 참조하면, 상기 싱크로나이저 링 조립체(116)는 서로 마찰접촉을 하도록 차례로 겹쳐서 조립되는 외측링(122), 중간링(124) 및 내측링(126)으로 구성된다. 상기 외측링(122)은 원통형의 측벽(122a)을 가지며, 이 측벽(122a)의 외주면에는 변속시 상기 클러치 슬리브(114)와 맞물릴 수 있는 톱니(122b)가 형성되어 있고 그 내주면은 테이퍼형으로 가공되어 있다.

상기 중간링(124)은 외측링(122)의 테이퍼형 내주면에 결합되는 것으로, 원추형의 측벽(124a)과, 이 측벽(124a)의 대직경 단부로부터 전방을 향해서 돌출형성된 적어도 하나의 전방 걸림돌기(124b)를 갖는다. 상기 중간링(124)의 전방 걸림돌기(124b)는 상기 도그바디(106,108)의 걸림홈(106b,108b)에 끼워지는 것으로서, 예를 들면 120°의 간격으로 3개를 형성시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전방 걸림돌기(124b)는 원추형 측벽(124a)과 동일한 기울기를 갖도록 하는 것이 좋다. 이러한 구조의 중간링(124)은 제1 또는 제2의 변속기어(102,104)와 함께 회전하게 된다.

상기 내측링(126)은 중간링(124)의 내주면에 결합되는 것으로, 원추형의 측벽(126a)과, 이 측벽(126a)의 소직경 단부로부터 후방을 향해서 돌출형성된 적어도 하나의 후방 걸림돌기(126b)를 갖는다. 이러한 내측링(126)의 후방 걸림돌기(126b)는 상기 클러치 허브기어(112)에 걸려서 그것과 일체로 회전하는 것으로서, 예를 들면 120°의 간격으로 3개를 형성시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 후방 걸림돌기(126b)는 원추형 측벽(126a)과 동일한 기울기를 갖도록 하는 것이 가공상 유리하다.

상기한 구성의 싱크로나이저 링 조립체(116)를 적용한 변속기의 동기 물림 작용을 설명하면 다음과 같다. 변속초기에는 엔진의 동력이 차단되기 때문에 클러치 허브기어(112)와 제1의 변속기어(102)가 서로 다른 속도로 돌고 있다. 이 상태에서 시프트 포오크(118)를 이용해서 싱크로메시 기구(110)의 클러치 슬리브(114)를 제4도에서 우측방향으로 밀면, 클러치 슬리브(114)는 볼 플런저(120)를 누르면서 제1의 변속기어(102)쪽으로 슬라이딩하게 된다. 이에 따라, 싱크로나이저 링 조립체(116)는 슬립현상을 일으키면서 제1의 변속기어(102)를 향해서 가압되고, 이러한 가압력이 어느 정도 이상으로 커지며, 슬립현상이 소멸됨과 아울러 싱크로나이저 링 조립체(116)의 외측링(122), 중간링(124) 및 내측링(126)이 마찰력에 의해서 제1의 변속기어(102)와 함께 회전하기 시작한다. 이 결과, 싱크로메시 기구(110)의 클러치 허브기어(112)는 제1의 변속기어(102)와 같은 속도로 회전하게 되고, 클러치 슬리브(114)는 우측방향으로 더욱 이동하여 제1 변속기어(102)의 도그바디(106)에 형성된 톱니(106a)에 부드럽게 맞물림으로써 변속을 완료한다.

이상에서 상세히 설명한 본 고안의 싱크로나이저 링 조립체는 그 구조가 종래의 것에 비해 훨씬 간단하기 때문에 가공성 및 조립성이 우수하여 수동변속기의 생산원가를 절감할 수 있다고 하는 산업상 유용한 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 변속기 축(100)에 회전가능하게 설치된 제1 및 제2변속기어(102,104) 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2변속기어중 어느 하나를 상기 변속기 축에 선택적으로 고정시키는데 사용되며, 상기 변속기 축에 고정적으로 설치된 클러치 허브기어(112)와, 이 클러치 허브기어의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 조립되는 클러치 슬리브(114)와, 이 클러치 슬리브가 축방향으로 슬라이딩 할 때 상기 제1변속기어 또는 제2변속기어의 회전속도를 변속기 축의 회전속도에 동기시키는 싱크로나이저 링 조립체(116)로 구성된 싱크로메시 기구(110)에 있어서, 외주면에 상기 클러치 슬리브와 맞물릴 수 있는 톱니(122b)가 형성되고 내주면이 테이퍼형으로 형성되어 있는 원통형의 측벽(122a)을 갖는 외측링(122)과, 상기 외측링의 내주면에 끼워지는 원추형의 측벽(124a)을 가지며 이 원추형 측벽의 대직경 단부로부터 전방을 향해 돌출형성된 적어도 하나의 전방 걸림돌기(124b)를 갖는 중간링(124)과, 상기 중간링의 내주면에 끼워지는 원추형의 측벽(126a)을 가지며 이 원추형 측벽의 소직경 단부로부터 후방을 향해 돌출형성된 적어도 하나의 후방 걸림돌기(126a)를 갖는 내측링(126)을 구비함을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 중간링(124)의 전방 걸림돌기(124b)가 상기 제1 또는 제2변속기어의 도그바디(106,108)에 걸리도록 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 내측링(126)의 후방 걸림돌리(126b)가 상기 싱크로메시 기구(110)의 클러치 허브기어(114)에 걸리도록 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저 링 조립체.
4. 제2항에 있어서, 상기 중간링(124)의 전방 걸림돌기(124b)가 상기 중간링(124)의 원추형 측벽(124a)과 동일한 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링 조립체.
5. 제3항에 있어서, 상기 내측링(126)의 후방 걸림돌기(126b)가 상기 내측링(126)의 원추형 측벽(126a)과 동일한 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저 링 조립체.