KR100215675B1 - 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후진 변속 시에 입력축에 잔류되는 회전 관성 모멘트를 완전히 제거하여, 금속 마찰 치합 이음 및 쇽크에 의한 기어 이의 마모 및 파손을 방지함으로써, 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치에 관한 것이다. 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치는 입력축의 회전을 억제하도록, 후진 싱크로나이저 콘(1)은 후진 슬리브(7)에 슬라이드 결합되는 동기부(21), 출력축(30)에 슬라이드 가능하게 설치되는 스토퍼부(22), 및 동기부(21)와 스토퍼부(23)와 일체로 형성되어 동기부(21), 및 스토퍼부(22)를 연결하는 연결부(23)를 가지는 것에 의하여, 엔진으로부터 전달된 동력이 클러치에 의하여 단절된 상태에서 입력축(8)에 회전 관성 모멘트가 잔류되는 것이 제거되는 한편, 수동 변속기의 내구성이 향상된다.

Description

수동 변속기의 후진 동기 치합 장치

본 발명은 자동차의 수동 변속기에 관한 것이고, 보다 상세하게는 자동차의 후진 변속 시에 엔진으로부터 전달된 동력이 클러치에 의하여 단절된 상태에서 입력축에 회전 관성 모멘트가 잔류되는 것을 제거하기 위하여, 후진 싱크로나이저 콘이 출력축에 슬라이드 가능하게 결합되어 입력축의 회전을 억제하기 위한 구조를 가지는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 수동 변속식 자동차는, 자동차의 변속 시에 클러치를 조작하여 기어의 결합을 해제시킨 상태에서, 변속 레버를 조작하는 것에 의하여, 변속기에 설치된 기어 배열을 변경시키는 것에 의하여 주행 속도가 변경된다. 즉, 변속 레버를 조작하면, 변속 레버에 연결된 포크 샤프트와 쉬프트 포크가 조작되어 변속기의 구동 샤프트 및 종동 샤프트에 설치된 기어 결합이 변경되는 것에 의하여 자동차의 주행 속도가 변경된다.

도 1에는 종래의 수동 변속기의 변속 동기 장치가 도시되어 있다. 도 1에서, 쉬프트 포크 샤프트를 통하여 차내의 변속 레버에 연결되는 쉬프트 포크(도시되지 않음)가 변속 레버의 조작에 따라서 축 방향으로 이동하면, 쉬프트 포크와 결합되는 클러치 허브 슬리브(2)가 축 방향을 따라서 이동된다. 이에 따라서 상부면에 형성된 돌기에 의하여 클러치 허브 슬리브(2)의 스플라인과 결합된 싱크로나이저 키(3)도 클러치 허브 슬리브(2)를 따라서 축 방향으로 이동되어, 단부면이 후진 싱크로나이저 링(4)과 접촉하게 되고, 단부면으로 싱크로나이저 링(4)을 싱크로나이저 콘(1)을 향하여 축 방향으로 이동시킨다.

후진 싱크로나이저 링(4)은 싱크로나이저 콘(1)과의 마찰에 의하여 싱크로나이저 키(3)의 폭과 노치의 틈새만큼 빗나간 상태에서 동기 작용을 개시한다. 싱크로나이저 키(3)는 상기된 바와 같이 클러치 허브 슬리브(2)와 작용하는 돌기부를 가지며, 클러치 허브(6)에 형성된 홈에 삽입되어 싱크로나이저 스프링(5)에 의하여 클러치 허브 슬리브(2)를 향하여 항시 가압되며, 양 쪽 단부가 싱크로나이저 링(4)에 형성된 홈과 일정 거리 떨어져 위치된다.

클러치 허브 슬리브(2)가 축 방향으로 보다 더 진행하면, 싱크로나이저 키(3)는 후진 싱크로나이저 링(4)에 의하여 이동이 저지되므로, 싱크로나이저 키(3)에 형성된 돌기와 클러치 허브 슬리브(2)의 결합이 해제되어 슬리브(2)에 형성된 스플라인(도시되지 않음)과 후진 싱크로나이저 링(4)이 직접 접촉하게 된다. 이 상태에서, 클러치 허브 슬리브(2)와 후진 기어(10, 도 2 참조) 사이에 회전수 차이가 있는 한, 클러치 허브 슬리브(2)는 후진 싱크로나이저 링(4)에 의하여 축 방향으로의 진행이 저지되어, 쉬프트 포크에 의한 클러치 허브 슬리브(2)에 가해지는 힘은 후진 싱크로나이저 링(4)에 직접 전달되고, 후진 싱크로나이저 링(4)은 도 1에 도시된 바와 같이 입력축(8)에 설치된 후진 슬리브(7)에 의하여 지지되는 후진 싱크로나이저 콘(1)과 접촉되어, 마찰력에 의한 클러치 작용을 하여 후진 변속이 종료된다.

한편, 수동 변속기에 있어서, 후진 변속 시에 엔진으로부터 전달되는 동력이 클러치에 의하여 단절된 상태에서도 입력축(8)에 회전 관성 모멘트가 잔류하게 되어, 도 2에 도시된 바와 같이 후진 아이들 기어(9)가 입력축(8) 상에 형성된 후진 기어(10)와 출력축(도시되지 않음) 상에 설치되는 후진 기어(11)가 치합될 때, 후진 기어(9,11)들 상호간에 회전수의 차이로 인하여 치합이 부드럽게 이루어지지 않고 충돌이 발생하여, 이에 따라 금속 마찰 치합 이음 및 쇽크에 의한 기어 이(齒)의 마모 및 파손이 발생되지만, 이러한 마모 및 파손 문제는 다음과 같은 후진 싱크로나이저 콘(1)의 설치 방식에 의하여 방지된다.

즉, 입력축(8)에 설치되어 입력축(8)과 함께 회전되는 후진 슬리브(7)에 상기된 바와 같이 후진 싱크로나이저 링(4)을 지지하는 후진 싱크로나이저 콘(1)이 위치되며, 이러한 후진 싱크로나이저 콘(1)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 외주면 에 4개의 십자 형상의 돌출부(1a)가 변속기의 후면 커버(12)에 형성된 4개의 스토퍼 홈(13)에 수용되어, 후면 커버(12)에 의하여 고정 지지되며, 후진 싱크로나이저 콘(1)은 후진 싱크로나이저 링(4)이 클러치 허브 슬리브(2)에 의하여 축 방향으로 이동될 때 후진 슬리브(7) 상에서 자유롭게 이동됨으로써, 후진 변속 시에 엔진으로부터 전달되는 동력이 클러치에 의하여 단절된 상태에서, 입력축(8)의 회전이 후면 커버(12)에 고정된 후진 싱크로나이저 콘(1)이 입력축(8)의 회전을 저지하기 때문에, 회전 관성 모멘트가 입력축(8) 잔류되지 않게 된다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 자동차의 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치는 후진 싱크로나이저 콘(1)의 4개의 십자 형상의 돌출부(1a)를 수용하여 고정하기 위한 통상 알루미늄으로 주물 성형되는 후면 커버(12)의 4개의 스토퍼 홈(13)이 통상 알루미늄으로 주물 성형되는 후면 커버(12)의 주물 성형과 함께 형성됨으로써, 돌출부(1a)를 수용하기 위한 정확한 가공이 요구되며, 돌출부(1a)가 수용홈(13)에 정확하게 위치되지 않았을 때에는 입력축(8)에 회전 관성 모멘트가 잔류하여 금속 마찰 치합 이음 및 쇽크에 의한 기어 이(齒)의 마모 및 파손이 발생되어, 후면 커버(12) 및 후진 싱크로나이저 콘(1)의 내구성이 떨어져, 변속기의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 후진 변속 시에 입력축에 잔류되는 회전 관성 모멘트를 완전히 제거하여, 금속 마찰 치합 이음 및 쇽크에 의한 기어 이의 마모 및 파손을 방지함으로써, 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치를 개략적으로 도시한 단면도.

도 2는 입력축에 설치된 후진 기어, 출력축에 설치된 후진 기어 및 후진 아이들 기어의 결합 관계를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 도 1에 도시된 후진 싱크로나이저 콘의 돌출부가 후면 커버에 형성된 스토퍼 홈에 수용된 상태를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치를 도시한 단면도.

도 5는 도 4에 도시된 후진 싱크로나이저 콘의 정면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 후진 싱크로나이저 콘 4 : 후진 싱크로나이저 링

7 : 후진 슬리브 8 : 입력축

21 : 동기부 22 : 스토퍼부

23 : 연결부 24 : 후진 슬라이드 결합부

25 : 싱크로나이저 링 결합부 26 : 후진 슬리브 수용부

27 : 개방부 28 : 록킹 너트

30 : 출력축

상기된 바와 같은 목적은, 차내의 변속 레버와 연결된 쉬프트 포크와 결합되어 축 방향을 따라서 이동되는 클러치 허브 슬리브와; 상기 클러치 허브 슬리브와 결합되어 상기 클러치 허브 슬리브를 따라서 축 방향으로 이동되는 싱크로나이저 키와; 싱크로나이저 키의 이동을 저지하는 후진 싱크로나이저 링과; 상기 후진 싱크로나이저 링을 지지하는 후진 싱크로나이저 콘과; 상기 후진 싱크로나이저 콘을 슬라이드 가능하게 지지하며, 입력축에 설치되어 입력축과 함께 회전되는 후진 슬리브를 포함하는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치에 있어서, 상기 후진 싱크로나이저 콘은 상기 후진 슬리브에 슬라이드 결합되는 동기부, 출력축에 슬라이드 가능하게 설치되는 스토퍼부, 및 상기 동기부와 스토퍼부와 일체로 형성되어 상기 동기부 및 스토퍼부를 연결하는 연결부를 가지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치에 의하여 달성된다.

상기 동기부는 상기 후진 슬리브에 슬라이드 결합되는 원형 구멍으로 형성되는 후진 슬라이드 결합부, 상기 후진 슬라이드 결합부의 외주면에 형성된 싱크로나이저 링 결합부, 및 상기 후진 슬라이드 결합부와 동심인 원형의 홈으로 형성되어 후진 슬리브의 플랜지 부분에 의하여 스톱핑되는 후진 슬리브 수용부를 가지며, 상기 스토퍼부는 출력축에 슬라이드 가능하게 결합되는 원형의 개방부를 가진다.

상기 후진 슬리브 수용부는 상기 후진 슬리브를 입력축에 고정하기 위한 고정 나사를 수용하는 홈 깊이를 가진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 전에, 설명의 명료성을 위하여 상기된 바와 같은 종래의 기술과 본 발명의 실시예의 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

도 4는 본 발명에 따른 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치를 도시한 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 후진 싱크로나이저 콘의 정면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치는, 후진 슬리브(7)가 도 4에 도시된 바와 같이 입력축(8)과 함께 회전되도록 입력축(8)에 설치되며, 후진 싱크로나이저 링(4)을 지지하는 후진 싱크로나이저 콘(1)이 후진 슬리브(7) 상에서 슬라이드 가능하게 설치된다. 이러한 후진 싱크로나이저 콘(1)은 도 4에 도시된 바와 같이 후진 슬리브(7)에 슬라이드 결합되는 동기부(21)와, 출력축(30)에 슬라이드 가능하게 설치되는 스토퍼부(22), 및 동기부(21)및 스토퍼부(22)와 일체로 형성되어 동기부(21) 및 스토퍼부(22)를 연결하는 연결부(23)를 가진다.

후진 싱크로나이저 콘(1)은 동기부(21)가 후진 싱크로나이저 링(4)이 클러치 허브 슬리브(2)에 의하여 축 방향으로 이동될 때 후진 슬리브(7) 상에서 자유롭게 이동됨으로써, 연결부(23)를 통하여 동기부(21)에 연결되는 스토퍼부(22)는 출력축(30) 상에서 동기부(21)와 함께 슬라이드된다. 따라서, 후진 변속 시에 엔진으로부터 전달되는 동력이 클러치에 의하여 단절된 상태에서, 출력축(30)에 결합된 스토퍼부(22)에 의하여 후진 싱크로나이저 콘(1)이 입력축(8)의 회전을 저지하기 때문에, 회전 관성 모멘트가 입력축(8) 잔류되지 않게 된다.

동기부(21)는 도 5에 도시된 바와 같이 후진 슬리브(7)에 슬라이드 결합되는 원형 구멍으로 형성되는 후진 슬라이드 결합부(24), 후진 슬라이드 결합부(24)의 외주면에 형성된 싱크로나이저 링 결합부(25, 도 4 참조), 및 후진 슬라이드 결합부와 동심인 원형의 홈으로 형성되어 후진 슬리브(7)의 플랜지 부분에 의하여 스톱핑되는 후진 슬리브 수용부(26)를 가지며, 스토퍼부(22)는 출력축(30)에 슬라이드 결합되는 원형의 개방부(27)를 가진다.

이러한 후진 슬리브 수용부(26)는 바람직하게 후진 슬리브(7)를 입력축(30)에 고정하기 위한 록킹 너트(28)를 수용하는 홈 깊이를 가지는 것에 의하여 변속기의 사이즈를 콤팩트화 할 수 있다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치에 의하면, 종래의 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치의 후진 싱크로나이저 콘이 후면 커버에 간접적으로 지지되어 고정된 것과 같은 상태로 되어, 후진 변속 시에 회전 관성에 의하여 회전되던 입력축의 회전이 정지된 상태에서 변속이 이루어짐에 따라 부드러운 변속이 이루어 질 수 있으며, 입력축의 회전을 저지하기 위하여 입력축에 설치된 후진 싱크로나이저 콘이 연결부를 통하여 출력축에 연결되기 때문에, 후진 변속 시에 입력축에 잔류되는 회전 관성 모멘트를 완전히 제거하여, 금속 마찰 치합 이음 및 쇽크에 의한 기어 이의 마모 및 파손을 방지함으로써, 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 차내의 변속 레버와 연결된 쉬프트 포크와 결합되어 축 방향을 따라서 이동되는 클러치 허브 슬리브와; 상기 클러치 허브 슬리브와 결합되어 상기 클러치 허브 슬리브를 따라서 축 방향으로 이동되는 싱크로나이저 키와; 싱크로나이저 키의 이동을 저지하는 후진 싱크로나이저 링과; 상기 후진 싱크로나이저 링을 지지하는 후진 싱크로나이저 콘과; 상기 후진 싱크로나이저 콘을 슬라이드 가능하게 지지하며, 입력축에 설치되어 입력축과 함께 회전되는 후진 슬리브를 포함하는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치에 있어서,

   상기 후진 싱크로나이저 콘은 상기 후진 슬리브에 슬라이드 결합되는 동기부, 출력축에 슬라이드 가능하게 설치되는 스토퍼부, 및 상기 동기부와 스토퍼부와 일체로 형성되어 상기 동기부와 스토퍼부를 연결하는 연결부를 가지는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동기부는 상기 후진 슬리브에 슬라이드 결합되는 원형 구멍으로 형성되는 후진 슬라이드 결합부, 상기 후진 슬라이드 결합부의 외주면에 형성된 싱크로나이저 링 결합부, 및 상기 후진 슬라이드 결합부와 동심인 원형의 홈으로 형성되어 후진 슬리브의 플랜지 부분에 의하여 스톱핑되는 후진 슬리브 수용부를 가지며, 상기 스토퍼부는 출력축에 슬라이드 가능하게 결합되는 원형의 개방부를 가지는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 후진 슬리브 수용부는 상기 후진 슬리브를 입력축에 고정하기 위한 록킹 너트를 수용하는 홈 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 후진 동기 치합 장치.

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