KR100354029B1 - 자동차용 수동 변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

클러치 허브의 기어부와 슬리브의 기어부가 보다 많은 접촉 면적을 갖고 치합됨으로써, 변속 과정에서 슬리브의 유동으로 인한 변속감 저하를 방지할 수 있는 수동 변속기의 동기장치를 제공할 목적으로;

변속시 변속레버를 조작하면 클러치 허브의 외주에 치합되어 있는 슬리브가 변속레버의 작동방향에 따라 이동하면서 싱크로나이저 키이가 싱크로나이저 링을 밀어줌으로써, 이의 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 콘부와 밀착되면서 마찰 작용으로 동기 작용을 하고, 이의 동기 작용으로 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리브의 내면 기어부로 진입 치합되어 변속이 이루어지도록 하는 동기장치에 있어서,

상기 클러치 허브의 기어부를 원주방향 등간격으로 다수 등분하여 이 부위의 기어부 양측단을 일정 길이만큼 연장하여 연장부를 형성하고, 이 클러치 허브의 양측으로 배치되는 싱크로나이저 링은 상기 연장부가 위치하는 부위의 기어부를 제거하여 배치되는 자동차용 수동 변속기의 동기장치를 제공한다.

Description

자동차용 수동 변속기의 동기장치{AUTOMOTIVE MANUAL TRANSMISSION SYNCHRONIZER}

본 발명은 자동차용 수동 변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러치 허브 기어부의 일부 길이를 길게 함으로써, 이에 치합되는 슬리브의 유동을 줄여 변속감을 향상시킬 수 있도록 한 수동 변속기의 동기장치에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 있어서의 자동차에 있어서의 변속기는 동력 전달 장치의 한 부분으로서, 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행 조건에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역활을 수행하게 되며, 자동차를 후진시키기 위한 후진장치를 갖추고 있다.

이러한 변속기는 유압에 의해 현재 자동차의 주행 조건에 따라 자동으로 변속이 이루어지는 자동변속기와, 운전자가 직접 변속레버를 조작하여 변속을 행하는 수동 변속기로 대분되는데, 본 발명은 후자인 수동 변속기에 관계한다.

그리고 수동 변속기의 기어 물림 방식에는 섭동 기어식과, 상시 물림식, 그리고 동기 물림식이 있는데, 최근의 수동 변속기는 대개 섭동 물림식과 상시 물림식의 단점을 보완할 수 있도록 설계된 동기 물림식을 주로 채택하고 있다.

이러한 동기장치의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 5에서와 같이, 주축(102)상에 클러치 허브(104)가 스플라인 결합되고, 이 허브(104)의 외주에는 방사상으로 다수의 홈(106)이 형성되어 이에 싱크로나이저 키이(108)가 배치되고 그 외측으로는 슬리브(110)가 축방향으로의 이동이 가능하도록 결합되어 있다.

그리고 상기 싱크로나이저 키이(108)는 스프링(112)에 의해 탄지되어 슬리브(110)의 내면에 밀착되는 상태가 유지된다.

또한, 상기 슬리브(110)의 양측에 주축(102)과는 회전 간섭없이 배치되는 스피드 기어(112)는 일측으로 외주면이 콘부(114)로 형성되는 클러치 기어(116)가 일체로 형성되며, 이의 콘부(114)에는 싱크로나이저 링(118)이 위치하여 변속시 상호 접촉에 의한 마찰을 유발시키게 된다.

상기한 싱크로나이저 링(118)은 내주면에 나사부가 형성되어 상기 콘부(114)와의 마찰력이 증대되도록 되어 있고, 바깥쪽에 원주방향 등간격으로 다수개소에형성되는 슬롯(120)에는 상기 싱크로나이저 키이(108)의 양단부가 위치하게 되며, 이의 싱크로나이저 키이(108)는 그 내측부에 싱크로나이저 스프링(122)이 탄지되어 이의 탄성력에 의해 싱크로나이저 키이(108)가 슬리브(110) 내면에 밀착되는 구성을 갖는다.

이와 같이 구성되는 동기장치는 변속시 미도시된 변속레버를 조작하면 슬리브(110)가 변속레버의 작동방향에 따라 이동하게 되는데, 이때 슬리브(110)는 그의 내측 홈부에 물려 있는 싱크로나이저 키이(108)를 작동 방향으로 밀어 이 싱크로나이저 키이(108)의 측단이 싱크로나이저 링(118)의 슬롯(120)의 측벽을 밀도록 한다.

이러한 상태에서 슬리브(110)가 계속 이동함으로써, 싱크로나이저 링(118)의 내면 나사부가 콘부(114)와 밀착되면서 마찰 작용으로 스피드 기어(112)가 회전력을 전달받기 시작한다.

이의 동작 과정으로 싱크로나이저 링(118)과 스피드 기어(112)가 동기되면, 싱크로나이저 링(118)과 클러치 기어(116)의 기어부가 슬리브(110)의 내면 기어부로 들어가면서 록킹이 이루어져 동력이 전달되는 것이다.

그러나 상기와 같은 동기장치에 있어서는 도 6에서와 같이, 클러치 허브(104)의 외측으로 싱크로나이저 링(118)과 클러치 기어(116)가 배치되는 바, 동기장치의 구조상 상기 클러치 허브(104)의 기어부 길이(d)는 상대적으로 짧아지고, 싱크로나이저 링(118)의 기어부가 전체적으로 노출되는 형태를 취하게 된다.

이에 따라 변속을 위하여 슬리브(110)가 일측 클러치 기어(116)측으로 이동하는 과정에서 클러치 허브(104)의 기어부와 슬리브(110) 기어부의 접촉 길이가 줄어들면서 슬리브(110)의 지지력이 저감되어 슬리브(110)의 흔들림이 커지게 된다.

즉, 중립 상태에서는 클러치 허브(104)의 기어부와 슬리브(110)의 기어부가 전체적으로 접촉되는 형태를 취하지만, 변속을 위하여 슬리브(110)가 일측(도면에서는 슬리이브가 좌측으로 이동된 상태를 도시하고 있음)으로 이동하는 경우, 이동량만큼 클러치 허브(104)의 기어부와 슬리브(110)의 기어부 접촉 면적이 줄어들게 되며, 이 과정에서 슬리브(110) 기어부의 이동 방향 끝단부가 클러치 기어(116)와 치합되기 이전까지는 어느 부분에도 지지되지 못하고 자유 상태가 됨과 동시에 클러치 허브(104)의 기어부와의 접촉 길이가 변속이 진행될수록 짧아지면서 슬리브의 흔들림이 발생되는 것이다.

이와 같이 변속 진행 과정에서 슬리브(110)의 흔들림이 커진다는 것은 이에 치합되는 싱크로나이저 링을 정확히 축방향으로 밀어주지 못하게 됨으로써, 변속감을 저하시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 클러치 허브의 기어부와 슬리브의 기어부가 보다 많은 접촉 면적을 갖고 치합됨으로써, 변속 과정에서 슬리브의 유동으로 인한 변속감 저하를 방지할 수 있는 수동 변속기의 동기장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 동기장치의 조립 상태 반단면도.

도 2는 본 발명의 요부 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 동기장치의 기어부 일부 전개도.

도 4는 본 발명에 의한 다른 실시예의 전개도.

도 5는 종래 수동 변속기 동기장치의 반단면도.

도 6은 도 5의 기어부 일부 전개도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 변속시 변속레버를 조작하면 클러치 허브의 외주에 치합되어 있는 슬리브가 변속레버의 작동방향에 따라 이동하면서 싱크로나이저 키이가 싱크로나이저 링을 밀어줌으로써, 이의 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 콘부와 밀착되면서 마찰 작용으로 동기 작용을 하고, 이의 동기 작용으로 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리브의 내면 기어부로 진입 치합되어 변속이 이루어지도록 하는 동기장치에 있어서,

상기 클러치 허브의 기어부를 원주방향 등간격으로 다수 등분하여 이 부위의 기어부 양측단을 일정 길이 만큼 연장하여 연장부를 형성하고, 이 클러치 허브의 양측으로 배치되는 싱크로나이저 링은 상기 연장부가 위치하는 부위의 기어부를 제거하여 배치됨을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 동기장치의 반단면도로서, 수동 변속기의 동기장치는 주축(2)의 스플라인에 클러치 허브(4)가 결합되고, 상기 클러치 허브(4)의 외측에 스플라인으로 결합되어 축방향의 이동이 가능하게 슬리브(6)가 결합된다.

그리고 돌기부가 상기 슬리브(6)의 내면홈에 위치하도록 클러치 허브(4)의 방사상 등간격으로 형성된 홈(8)에서 스프링(10)에 의해 싱크로나이저 키이(12)가 탄지되고, 상기 클러치 허브(4)의 양측으로는 싱크로나이저 링(14)이 배치되어 변속시 상기 싱크로나이저 키이(12)에 의해 밀리면서 클러치 기어(16)의 콘부(18)와 마찰력을 발휘하면서 클러치 작용을 하며, 상기 클러치 기어(16)는 스피드 기어(20)와 결합된다.

이러한 동기장치에 있어서, 본 발명은 도 2 및 도 3에서와 같이, 클러치 허브(4)의 기어부(22)를 형성함에 있어서, 상기 홈(8)과 홈(8) 사이에 위치하는 기어부(22) 중 중앙에 위치하는 기어부(22)의 길이를 일정 길이(α)만큼 연장하고, 이의 기어부 연장부(24)에 위치하는 싱크로나이저 링(14)의 기어부(26)는 그 만큼 생략하여 기어 생략부(28)가 형성되도록 하였다.

즉, 클러치 허브(4)를 120도 간격으로 3등분하여 이 3등분 위치에 형성되는 기어부(22)의 기어 길이를 양측으로 일정 길이(α) 만큼 연장부(24)를 형성하고, 조립시 이의 연장부(24)에 위치하는 싱크로나이저 링(14)의 기어부(26)는 기어가 형성되지 않는 기어 생략부(28)가 형성되는 것이다.

상기에서 클러치 허브(4)의 기어부(22)가 연장되는 일정 길이(α)는 연장부(24) 끝단이 기존 싱크로나이저 링(14)의 기어부(26) 끝단과 동일하도록 연장된 길이이다.

상기와 같이 클러치 허브(4)와 싱크로나이저 링(14)의 기어부(22)(26)를 형성하면, 조립 상태에서는 도 3과 같은 상태가 되며, 이 상태에서는 싱크로나이저 링(14)의 기어부(24)가 노출되는 부분은 120도 간격으로 3개소, 싱크로나이저 링(14)의 기어부(24)가 보이지 않고 클러치 허브(4)의 기어부(22)가 싱크로나이저 링(14) 부분까지 연장된 부분이 120도 간격으로 3개소로 이루어지게 된다.

상기에서 연장부(24)를 갖는 기어부(22)를 형성함에 있어서, 도 3에서는 클러치 허브(4)의 홈(8)과 홈(8) 사이에 위치하는 기어부 중 그 중앙을 기준으로 양측 형성되는 수개의 기어에 형성한 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 4에서와 같이, 상기 홈(8)의 양측으로 형성되는 수개의 기어에 형성하여도 좋다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 변속을 위하여 슬리브(6)가 일측으로 이동하더라도, 클러치 허브(4)의 기어부(22)와 슬리브(6)의 기어부(30)는 상기 기어부(22)의 연장부(24) 길이(α) 만큼 더욱 접촉이 이루어지게 됨으로써, 종래와 같이 변속 말기 과정에서 슬리브(6)가 유동되는 것을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 구성에 의하여 싱크로나이저 링(14)이 클러치 허브(4)의 기어부(22)에 수용되는 형태를 취함으로써, 변속 과정에서 축방향으로의 이동이 정확하게 이루어지게 됨으로써, 변속감이 크게 향상되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 클러치 허브의 기어부와 슬리브의 기어부가 보다 많은 접촉 면적을 갖고 치합됨으로써, 변속 과정 특히 변속 말기에서 슬리브의 유동과 싱크로나이저 링의 축방향 이동 불량으로 인한 변속감 저하를 미연에 방지할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 변속시 변속레버를 조작하면 클러치 허브의 외주에 치합되어 있는 슬리브가 변속레버의 작동방향에 따라 이동하면서 싱크로나이저 키이가 싱크로나이저 링을 밀어줌으로써, 이의 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 콘부와 밀착되면서 마찰 작용으로 동기 작용을 하고, 이의 동기 작용으로 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리브의 내면 기어부로 진입 치합되어 변속이 이루어지도록 하는 동기장치에 있어서,

   상기 클러치 허브의 기어부를 원주방향 등간격으로 다수 등분하여 이 부위의 다수 기어부 양측단을 일정 길이 만큼 연장하여 연장부를 형성하고, 이 클러치 허브의 양측으로 배치되는 싱크로나이저 링은 상기 연장부가 위치하는 부위의 기어부를 제거하여 배치됨을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기장치.
2. 청구항 1에 있어서, 클러치 허브의 연장부는 120도 등간격으로 배치됨을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기장치.
3. 청구항 1에 있어서, 클러치 허브의 연장부는 싱크로나이저 키이가 삽입되는 홈과 홈 사이의 기어부 중 그 중앙부의 다수 기어부에 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기장치.
4. 청구항 1에 있어서, 클러치 허브의 연장부는 싱크로나이저 키이가 삽입되는 홈들의 주위의 기어부에 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기장치.