KR100309340B1 - 유압작동식동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 동기 장치에 관한 것으로서, 특히 기어 변속시 유체의 힘으로 클러치 작동이 이루어지도록 하여 보다 부드러운 변속감을 형성할 수 있도록 한 유압 작동식 동기 장치에 관한 것이다.

상기 본 발명은 주축에 장착되는 허브 기어와, 상기 허브 기어의 외주면에 스플라인 결합된 슬리이브와, 상기 허브 기어의 측면에 위치되어 상기 슬리이브에 의해 클러치 기어에 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링이 포함된 수동 변속기의 동기 장치에 있어서, 상기 허브 기어는 원주 방향으로 복수의 유압홈이 형성되고, 상기 슬리이브는 그 내면 중앙부에 힌지 고정되어 상기 허브 기어의 유압홈 밑면까지 연결되는 힌지막이 설치되며, 상기 싱크로나이저 링은 그 일측의 상측 및 하측에서 각각 상기 슬리이브의 내면 및 유압홈의 저면으로 돌출되는 돌출부가 형성되어; 상기 기어 변속시 슬리이브의 이동으로 클러치 작용이 일어나도록 상기 허브 기어의 유압홈을 중심으로 슬리이브의 내면과 싱크로나이저 링의 돌출부 사이에 유압 작용실이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

유압 작동식 동기 장치

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 동기 장치에 관한 것으로서, 특히 기어 변속시 유체의 힘으로 클러치 작동이 이루어지도록 하여 보다 부드러운 변속감을 형성할 수 있도록 한 유압 작동식 동기 장치에 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 되어 있다.

이와 같은 수동 변속기의 동기 장치 도 1에 도시된 바와 같이 운전자의 변속레버 조작력이 시프트 포크(3)를 통해 슬리이브(4)에 제공되면, 상기 슬리이브(4)는 허브 기어(2)의 바깥측에서 슬라이딩되면서 싱크로나이저 키(8)를 이동시키며, 상기 이동되는 싱크로나이저 키(8)는 싱크로나이저 링(7)에 압력을 제공하여 싱크로나이저 링(7)은 스피드 기어(5)의 클러치 기어(6)와 원추 클러치로 결합되면서 허브 기어(2)와 스피드 기어(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.

또한 상기한 수동 변속기의 동기 장치에서 상기 슬리이브(4)의 이동에 따라 싱크로나이저 키(8)도 이동되고 이 싱크로나이저 키(8)는 싱크로나이저 링(7)을 밀어 초기 동기를 일으킨다. 이때 싱크로나이저 스프링(9)은 상기 싱크로나이저 키 (8)를 지지해주면서 절도감 및 변속감이 형성되도록 한다.

그러나 상기한 싱크로나이저 키(8)를 지지하는 싱크로나이저 스프링(9)은 절도감 등을 형성하게 되나, 기어 변속 과정에서 소음 및 진동이 발생되어 변속감을 저하시키는 원인이 되고, 또한 싱크로나이저 링(7)이 클러치 기어(6)의 콘부(6a)에 세이징(Siezing)되어 달라 붙는 경우도 발생하여 기어 변속이 원활하게 이루어지지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬리이브와 허브 기어 사이의 유압력을 이용하여 클러치 작동이 이루어지도록 한 유압 작동식 동기 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 유압 작동식 동기 장치는, 주축에 장착되는 허브 기어와, 상기 허브 기어의 외주면에 스플라인 결합된 슬리이브와, 상기 허브 기어의 측면에 위치되어 상기 슬리이브에 의해 클러치 기어에 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링이 포함된 수동 변속기의 동기 장치에 있어서, 상기 허브 기어는 원주 방향으로 복수의 유압홈이 형성되고, 상기 슬리이브는 그 내면 중앙부에 힌지 고정되어 상기 허브 기어의 유압홈 밑면까지 연결되는 힌지막이 설치되며, 상기 싱크로나이저 링은 그 일측의 상측 및 하측에서 각각 상기 슬리이브의 내면 및 유압홈의 저면으로 돌출되는 돌출부가 형성되어; 상기 기어 변속시 슬리이브의 이동으로 클러치 작용이 일어나도록 상기 허브 기어의 유압홈을 중심으로 슬리이브의 내면과 싱크로나이저 링의 돌출부 사이에 유압 작용실이 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 수동 변속기의 동기 장치가 도시된 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 유압 작동식 동기 장치가 도시된 단면도,

도 3은 본 발명의 허브 기어 및 슬리이브가 도시된 정면도,

도 4는 본 발명의 요부인 도 3의 "A-A" 단면 및 그 주변부의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

51 : 주축 52 : 허브 기어

52a : 유압홈 52b : 윤활막

52c : 오일홀 54 : 슬리이브

56 : 싱크로나이저 링 56 : 돌출부

57 : 클러치 기어 60 : 힌지막

65 : 조절막 66 : 지지구

67 : 탄발 스프링 70 : 압축링

75 : 오일링

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

본 발명에 의한 유압 작동식 동기 장치는 도 2내지 도 4에 도시된 바와 같이 주축(51)에 장착되는 허브 기어(52)와, 상기 허브 기어(52)의 외주면에 스플라인 결합된 슬리이브(54)와, 상기 허브 기어(52)의 측면에 위치되어 상기 슬리이브(54)에 의해 클러치 기어(57)에 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(56)이 구비되는 바, 상기 허브 기어(52)는 원주 방향으로 복수의 유압홈(52a)이 형성되고, 상기 슬리이브(54)는 그 내면 중앙부에 힌지(60')로 고정되어 상기 허브 기어(52)의 유압홈(52a) 밑면까지 연결되는 힌지막(60)이 설치되며, 상기 싱크로나이저 링(56)은 그 일측의 상측 및 하측에서 각각 상기 슬리이브(54)의 내면 및 유압홈(52a)의 저면으로 돌출되는 돌출부(56a)가 형성되어 있다.

특히 상기 허브 기어(52)의 유압홈(52a)을 중심으로 슬리이브(54)의 내면과 싱크로나이저 링(56)의 돌출부(56a) 사이에 유압 작용실(A)이 형성되어, 기어 변속시 슬리이브(54)의 이동으로 상기 유압 작용실(A)의 유압이 싱크로나이저 링(56)의 돌출부(56a) 사이로 작용되어 클러치 작용이 일어나도록 구성되어 있다.

여기서 상기 허브 기어(52)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 유압홈(52a)으로 오일이 공급되게 상기 주축(51)의 오일 통로와 연결되는 오일홀(52c)이 형성되며, 오일홀(52c)을 통해 공급되는 오일에 의해 상기 허브 기어(52)의 유압홈(52a)의 밑면에 윤활막(52b)이 형성된다.

그리고 상기 힌지막(60)과 슬리이브(54) 사이에는 힌지막(60)의 하단이 윤활막(52)에 접촉되는 힘의 세기를 조절할 수 있는 힌지력 조절 수단이 설치되어 있는 바, 상기 힌지력 조절 수단은 하단으로 갈수록 점차 그 폭이 접하지는 조절막(65)과, 상기 슬리이브(54)의 내측에 삽입되어 상기 조절막(65)의 상단에서 탄성력을 제공하는 탄발 스프링(67)과 상기 슬리이브(54)의 내측에 설치되어 상기 조절막 (65)을 지지하는 지지구(66)로 이루어져 있다.

특히 도 4에 도시된 바와 같이 상기 싱크로나이저 링(56)의 돌출부(56a) 사이의 단면적(S₁)은 힌지막(60)의 단면적(S₂)보다 작게 형성되어 있다.

또한 상기 싱크로나이저 링(56)의 돌출부(56a)와 슬리이브(54)의 내면 및 허브 기어(52)의 유압홈(52a) 사이에는 유압 작용실(A)의 오일이 누유되지 않도록 압축링(70) 및 오일링(75)이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유압 작동식 동기 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이 기어 변속시 슬리이브(54)가 이동되면 힌지막(60)의 단면적이 싱크로나이저 링(56)의 돌출부(56a) 사이의 면적보다 크기 때문에 순간적으로 유압 작용실(A)의 오일은 힌지막(60)을 밀고 다른 쪽으로 이동하게 되고, 이때, 거의 동시에 이동된 오일에 의해 유체의 힘이 싱크로나이저 링(56)쪽으로 작용하여 싱크로나이저 링(56)이 밀게 된다. 따라서, 힌지막(60)을 통과한 오일은 그 유압으로 반대편쪽에서 슬리이브(54)를 밀어주는 역할을 하게 되어 변속 레버를 움직이는 운전자의 노력을 덜어주게 된다.

따라서, 유압 작용실(A) 내의 오일 압력은 순간적으로 낮아지게 되며, 파스칼의 원리에 따라 싱크로나이저 링(56)이 지나치게 밀어져서 클러치 기어(57) 콘부에 소착됨을 막아준다.

오일이 상기 힌지막(60)을 통과할 때 상기 조절막(65)은 탄발 스프링(67)을 약간 압축시키면서 상측으로 이동될 수도 있으며, 상기 힌지막(60)이 윤활막(52b)에 접촉되는 압력은 탄발 스프링(67)의 탄성력에 의해 결정된다. 슬리이브의 이동이 완료된 후 소정의 시간이 경과되면 힌지막(60)을 통해 유압 작용실(A)의 반대족으로 이동된 오일은 완충작용을 위해 일부가 다시 힌지막(60)을 밀고 유압작용실 (A)로 이동하게 되는데, 이와 같은 작용은 유압 작용실(A)의 오일 압력과 그 반대측의 오일 압력이 일치될 때까지 반복된다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 유압 작동식 동기 장치는 유체의 힘을 이용하여 기어 변속시 싱크로나이저 링이 클러치 기어에 밀착되게 이루어져 있기 때문에 변속 조작감이 현저히 향상될 뿐만 아니라 기어 변속시 발생되는 소음을 저감하게 되는 이점이 있다.

Claims (7)

1. 주축에 장착되는 허브 기어와, 상기 허브 기어의 외주면에 스플라인 결합된 슬리이브와, 상기 허브 기어의 측면에 위치되어 상기 슬리이브에 의해 클러치 기어에 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링이 포함된 수동 변속기의 동기 장치에 있어서, 상기 허브 기어는 원주 방향으로 복수의 유압홈이 형성되고, 상기 슬리이브는 그 내면 중앙부에 힌지로 고정되어 상기 허브 기어의 유압홈 밑면까지 연결되는 힌지막이 설치되며, 상기 싱크로나이저 링은 그 일측의 상측 및 하측에서 각각 상기 슬리이브의 내면 및 유압홈의 저면으로 돌출되는 돌출부가 형성되어; 상기 기어 변속시 슬리이브의 이동으로 클러치 작용이 일어나도록 상기 허브 기어의 유압홈을 중심으로 슬리이브의 내면과 싱크로나이저 링의 돌출부 사이에 유압 작용실이 형성된 것을 특징으로 하는 유압 작동식 동기 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 허브 기어는 상기 유압홈으로 오일이 공급되게 상기 주축의 오일 통로와 연결되는 오일홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 동기 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 허브 기어는 상기 유압홈의 밑면에 윤활막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유압 작동식 동기 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 힌지막과 슬리이브 사이에는 힌지막의 하단이 윤활막에 접촉되는 힘의 세기를 조절할 수 있는 힌지력 조절 수단이 설치된 것을 특징으로 하는 유압 작동식 동기 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 힌지력 조절 수단은 하단으로 갈수록 점차 그 폭이 접하지는 조절막과, 상기 슬리이브의 내측에 삽입되어 상기 조절막의 상단에서 탄성력을 제공하는 탄발 스프링 및 상기 슬리이브의 내측에 설치되어 상기 조절막을 지지하는 지지구로 구성된 것을 특징으로 하는 유압 작동식 동기 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 싱크로나이저 링의 돌출부 사이의 단면적은 힌지막의 단면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 유압 작동식 동기 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 싱크로나이저 링의 돌출부와 슬리이브의 내면 및 허브의 유압홈 사이에는 유압 작용실의 오일이 누유되지 않도록 압축링 및 오일링이 설치된 것을 특징으로 하는 유압 작동식 동기 장치.

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