KR100280004B1 - 싱크로나이저의 스토퍼 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 싱크로 나이저에 관한 것으로서, 특히 허브 기어에 둘레에 원심력을 이용한 스토퍼를 설치하여 기어 변속시 슬리이브가 일정 스트로크를 갖도록 한 싱크로나이저의 스토퍼 구조에 관한 것이다.

상기 본 발명은 외주면에 형성된 스플라인과 스플라인 사이에 일정 깊이의 스토퍼 홈이 형성된 허브 기어와; 상기 허브 기어의 스토퍼 홈에 삽입되어 원심력에 의해 외측으로 돌출되는 스토퍼와; 상기 허브 기어의 외주면에 결합되고 상기 스토퍼 홈과 마주하는 슬리이브치가 중앙으로부터 일정 부분 삭제되어, 기어 변속시 일정 스트로크만큼 이동되면 상기 스토퍼에 걸리도록 걸림턱이 형성된 슬리이브로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

싱크로나이저의 스토퍼 구조

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 싱크로나이저에 관한 것으로서, 특히 허브 기어에 둘레에 원심력을 이용한 스토퍼를 설치하여 기어 변속시 슬리이브가 일정 스트로크를 갖도록 한 싱크로나이저의 스토퍼 구조에 관한 것이다.

자동차의 수동 변속기 중 싱크로 메시(Synchro-mesh)식 변속기는 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림시에 상기 두 기어의 회전 속도를 동기시킨 후 기어가 서로 치합되도록 함으로써 부드러운 기어 치합으로 변속충격을 방지할 수 있도록 한 것으로서, 상기 동기 작용을 하는 구조는 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 엔진으로부터의 동력이 제공되는 주축(1)과, 상기 주축(1)상에 항상 공회전하고 있으며 각단의 변속단을 결정하는 스피드 기어(5') 및 동기 작용에 사용되는 클러치 기어(6)가 일체로 형성된 스피드 기어 어셈블리(5)와, 주축(1)에 스플라인으로 결합되어 있는 허브 기어(2)와, 상기 스피드 기어 어셈블리(5)와 허브 기어(2) 사이에 위치하며 원추 클러치로 상기 클러치 기어(6)와 만나는 싱크로나이저 링(7)과, 상기 허브 기어(2)에 스플라인 결합되어 시프트 포크(3)의 작동력을 전달받아 상기 클러치 기어(6)와 허브 기어(2)를 연결토록 하여 주축(1)의 동력을 스피드 기어(5')로 전달하는 슬리이브(4)와, 상기 싱크로나이저 링(7)의 원추 클러치 작동을 위해서 상기 싱크로나이저 링(7)과 슬리이브(4) 사이에 키리스(Keyless) 스프링(9)이 설치되어 있다.

특히, 상기 슬리이브(4)는 그 양측면에 홈(4a)이 형성되어 있고, 상기 클러치 기어(6)는 그 상면에 돌출부(6a)가 형성되어, 상기 슬리이브(4)가 상기 클러치 기어(6)와 결합될 때 상기 슬리이브의 홈(4a)이 클러치 기어의 돌출부(6a)에 걸리면서 슬리이브(4)의 이동을 제한토록 되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 수동 변속기의 싱크로나이저의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

운전자의 변속레버 조작력이 시프트 포크(3)를 통해 슬리이브(4)에 제공되면, 상기 슬리이브(4)는 허브 기어(2)의 바깥측에서 슬라이딩되면서 돌출부(4a)가 키리스 스프링(9)을 타고 넘어 가면서 키리스 스프링(9)을 누르게 되는 데, 이 키리스 스프링(9)은 싱크로나이저 링(7)에 압력을 제공하여 싱크로나이저 링(7)은 스피드 기어 어셈블리(5)의 클러치 기어(6)와 원추 클러치로 결합되면서 허브 기어(2)와 스피드 기어 어셈블리(5)의 회전 속도차를 상쇄시키며 동기한다.

상기와 같이 동기되면 슬리이브(4)가 더욱 이동되면서 클러치 기어(6)에 완전히 치합되어 허브 기어(2)와 클러치 기어(6)를 기계적으로 연결하므로 동력이 전달되는 것이다.

이때, 상기 슬리이브(4)는 자신의 홈(4a)이 클러치 기어(6)의 돌출부(6a)에 걸릴 때까지 이동되면서 클러치 기어(6)와 치합하게 되어 변속 동력의 전달이 완료되게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동되는 종래 수동 변속기의 싱크로나이저는 슬리이브가 이동하는 전방측에 돌출부 및 홈이 형성되어 변속 스트로크, 슬리이브의 이동 거리가 결정되기 때문에 클러치 기어와 슬리이브 사이에 유격이 커져 변속 절도감 및 변속 조작감이 떨어지고, 슬리이브와 클러치 기어과 동기 치합된 후에도 슬리이브가 클러치 기어로부터 이탈될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 허브 기어와 슬리이브 사이에 스토퍼를 설치하여 슬리이브의 변속 스트로크를 제한함으로써 스트로크가 일정하게 유지되면서도 변속 조작감이 향상되도록 하는 싱크로나이저의 스토퍼 구조를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 싱크로나이저의 스토퍼 구조는, 외주면에 형성된 스플라인과 스플라인 사이에 일정 깊이의 스토퍼 홈이 형성된 허브 기어와; 상기 허브 기어의 스토퍼 홈에 삽입되어 원심력에 의해 외측으로 돌출되는 스토퍼와; 상기 허브 기어의 외주면에 결합되고 상기 스토퍼 홈과 마주하는 슬리이브치가 중앙으로부터 일정 부분 삭제되어, 기어 변속시 일정 스트로크만큼 이동되면 상기 스토퍼에 걸리도록 걸림턱이 형성된 슬리이브로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 싱크로나이저의 스토퍼 구조가 도시된 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 싱크로나이저의 스토퍼 구조가 도시된 단면도,

도 3a는 본 발명에서 허브 기어와 스토퍼의 결합 구조가 도시된 사시도,

도 3b는 본 발명에서 슬리이브의 걸림턱이 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 주축 52 : 허브 기어

52a : 스플라인 52b : 스토퍼 홈

54 : 슬리이브 54a : 슬리이브치

54b : 걸림턱 55 : 스피드 기어

56 : 클러치 기어 57 : 싱크로나이저 링

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 싱크로나이저는 도 2에 도시된 바와 같이 주축(51)에 결합되고 외주면에 스플라인(52a)이 형성된 허브 기어(52)와, 내주면에 슬리이브치(54a)가 형성되어 상기 허브 기어(52)의 스플라인(52a)에 결합되고 기어 변속시 축방향으로 이동되어 클러치 기어(56)와 치합되는 슬리이브(54)가 구성되어 있는 바, 상기 허브 기어(52)는 외주면에 형성된 스플라인(52a)과 스플라인(52a) 사이에 일정 깊이의 스토퍼 홈(52b)이 형성되어 있고, 이 허브 기어(52)의 스토퍼 홈(52a)에는 원심력에 의해 외측으로 돌출되는 스토퍼(60)가 설치되어 있으며, 상기 슬리이브(54)는 상기 스토퍼 홈(52b)과 마주하는 슬리이브치(54a)가 중앙으로부터 일정 부분 삭제되어 기어 변속시 일정 스트로크만큼 이동되면 상기 스토퍼(60)에 걸리도록 걸림턱(54b)이 형성되어 있다.

이와 같은 상기 스토퍼 홈(52b)과 걸림턱(54b)은 허브 기어(52)와 슬리이브(54)에 각각 120°간격으로 형성되거나 60°간격으로 형성될 수 있다.

물론 상기 스토퍼(60)는 120°간격이면 3개가 설치되고, 60°간격이면 6개가 설치된다.

여기서 상기 스토퍼(60)는 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 원통형으로 형성되어 상기 스토퍼 홈(52b)에 삽입되는 몸통부(62)와, 상기 몸통부(62)의 상측에 사각모양으로 돌출되어 상기 슬리이브(54)의 걸림턱(54b)과 접촉시 용이하도록 형성된 걸림부(64)로 이루어져 있다.

또한 상기 스토퍼(60)는 상기 스토퍼 홈(52b)에 삽입되어 원심력에 의해 외주 방향으로 자유 이동될 정도의 외경을 갖도록 형성되고, 반면 상기 스토퍼 홈(52b)은 그 깊이가 상기 스토퍼(60)가 완전히 삽입될 정도의 깊이를 갖도록 되어 있다.

이것은 상기 허브 기어(52)에 슬리이브(54)를 조립할 때 상기 스토퍼(60)가 스토퍼 홈(52b)에 완전히 삽입되어 있게 하여 슬리이브(54)가 허브 기어(52)의 외측에 용이하게 결합되도록 하기 위한 것이다.

한편 상기 슬리이브(54)는 도 3b에 도시된 바와 같이 슬리이브치(54a)의 중앙부가 삭제되므로 양측에는 슬리이브치(54a)의 끝부분이 그대로 형성되어 걸림턱(54b) 역할을 하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 싱크로나이저의 스토퍼 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

기어 변속을 위해 변속 레버를 작동시키면 슬리이브(54)가 스피드 기어(55) 방향으로 이동하게 되는 데, 슬리이브(54)의 슬리이브치(54a)가 클러치 기어(56)와 완전히 치합되는 일정 스트로크만큼 이동되면 허브 기어(52)에 설치된 스토퍼(60)에 슬리이브(54)의 걸림턱(54b)이 걸려 더 이상 이동하지 않게 된다.

즉 상기 스토퍼(60)는 상기 허브 기어(52)의 스토퍼 홈(52b)에 삽입된 상태에서 원심력에 의해 상기 슬리이브(54)의 걸림턱(54b)과 걸림턱(54b) 사이의 공간부로 나와 있다가 슬리이브(54)가 클러치 기어(56)와 결합되는 위치까지 이동되면 더 이상 이동하지 않도록 제한하게 된다.

물론 상기 슬리이브(54)는 상기 걸림턱(54b)이 형성되지 않은 슬리이브치(54a)가 싱크로나이저 링(57) 및 클러치 기어(57)와 치합되면서 동기 회전을 이루게 된다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 싱크로나이저의 스토퍼 구조는 슬리이브와 허브 기어 사이에 스토퍼가 설치되어 있기 때문에 조립 및 가공성이 용이하고, 특히 일정한 변속 스트로크를 갖도록 하여 변속 조작감이 향상되게 하는 이점을 제공하게 된다.

Claims (3)

1. 외주면에 형성된 스플라인과 스플라인 사이에 일정 깊이의 스토퍼 홈이 형성된 허브 기어와;

   상기 허브 기어의 스토퍼 홈에 삽입되어 원심력에 의해 외측으로 돌출되는 스토퍼와;

   상기 허브 기어의 외주면에 결합되고 상기 스토퍼 홈과 마주하는 슬리이브치가 중앙으로부터 일정 부분 삭제되어, 기어 변속시 일정 스트로크만큼 이동되면 상기 스토퍼에 걸리도록 걸림턱이 형성된 슬리이브로 구성된 것을 특징으로 하는 싱크로나이저의 스토퍼 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 원통형으로 형성되어 상기 스토퍼 홈에 삽입되는 몸통부와, 상기 몸통부의 상측에 사각모양으로 돌출되어 상기 슬리이브의 이동을 제한하는 걸림부로 이루어진 것을 특징으로 하는 싱크로나이저의 스토퍼 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스토퍼 홈과 걸림턱은 허브 기어와 슬리이브에 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 싱크로나이저의 스토퍼 구조.

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