KR100384316B1 - 차량의 수동변속기 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 수동변속기 동기장치에 있어서, 주축에 고정되는 허브, 상기 허브 위에 배치되며 시프트 포크에 의하여 이동할 수 잇는 홈을 구비하고 있는 슬리이브, 상기 허브와 클러치 기어를 동기 작용하는 싱크로나이저 링, 허브의 홈에 배치되는 복수의 키 및 슬리이브의 안쪽면에 배치되는 스프링을 구비하고 있는 차량의 수동변속기 동기장치에 있어서, 상기 슬리이브의 선단부에 구름부재가 장착되고, 상기 슬리이브의 선단면과 접촉하는 상기 클러치 기어의 선단부에도 역시 구름부재가 장착된 것을 특징으로 하는 수동변속기 동기장치를 제공한다. 따라서 슬리이브의 선단부 및 클러치 기어가 서로 접촉 시에 충격을 흡수하여 변속감을 향상시키는 효과가 있다.

Description

차량의 수동변속기 동기장치{synchronizer for manual transmission of vehicle}

본 발명은 차량의 수동변속기 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수동변속기의 변속 시에 발생하는 변속감이 악화되는 요인을 제거하여 변속감을 향상시키는 수동변속기의 동기장치에 관한 것이다.

자동차용으로 사용되고 있는 변속기를 크게 나누면, 운전자가 수동으로 조작을 하는 수동변속기와 주행상태에 따라 변속기가 자동으로 조작되는 자동변속기의 2가지의 형식이 있다. 수동변속기는 기어식으로 사용되고, 자동변속기는 토크 컨버터 또는 유체 커플링에 유성기어 장치를 사용한 자동변속기를 조합한 형식이 많이 사용된다. 수동 변속기는 크게 선택 접동식과 상시 물림식 및 동기 물림식으로 나누어진다. 동기물림식 변속기(synchro-mesh transmission)에 대하여 간단하게 설명하면 다음과 같다. 상시 물림식에서는 도그 클러치를 맞물릴 때, 서로간의 주속이 일치하고 있지 않으면 소음을 발생하고, 심한 경우에는 기어가 파손되는 경우가 있다. 이 결점을 해소하기 위하여 상시물림식 변속기에 동기장치(싱크로메시 기구)를 조립한 형식이 동기물림식 변속기이다. 또한 싱크로메시기구는 원추 클러치를 갖추어 그 클러치 작용에 의해 맞물리는 기어를 동기시키도록 되어 있다. 그리고 키식은 싱크로나이저 허브(클러치 허브), 슬리브(슬라이더), 싱크로나이저 키, 싱크로나이저 링 및 싱크로나이저 스프링 등으로 구성되어 있다. 싱크로나이저 허브(클러치 허브)는 주축에 스플라인으로 결합하여 고정되어 있다. 스플라인에 의해 싱크로나이저 허브의 외주에 결합되어 있으며 외주에는 기어 축 포크가 끼워지는 홈이 있어서 축 포크에 의해 전, 후로 접동하여 도그 클러치의 역할을 한다. 싱크로나이저 링은 각각의 기어에 설치되어 있는 싱크로나이저 콘에 결합되어 있으며 콘(cone)에 접촉하는 순간 클러치 작용이 일어난다. 일반적으로 콘의 안쪽면에는 나사가 절삭되어 있어서 클러치 작용을 유효하게 할 수 있게 되어 있다. 싱크로나이저 키(시프팅 키)는 잔등 부분에 돌기가 있으며, 허브에 설치되어 있는 3개의 홈에 끼워져 있으며, 싱크로 나이저 스프링의 확장력에 의해 슬리브의 안쪽면에 항상 밀어 붙여져 있다. 또, 그 양단에는 싱크로나이저 링의 홈에 소요의 간극을 두고 결합되어 있다.

도 3은 일반적인 동기장치의 상세 구조를 도시하고 있는 도면으로써, 슬리이브(101)와 클러치 기어(103)의 접촉 상태를 도시하고 있다. 일반적인 동기장치는 이와 같이 슬리이브(101)와 클러치 기어(103)가 면이 부딪힘과 밀림(pushing)에 의해 변속감이 악화되는 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 동기시에 슬리이브와 클러치 기어의 접촉면에서 구름 접촉이 이루어져 충격을 흡수하여 변속감을 향상시키는 차량의 수동변속기 동기장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 수동변속기 동기장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 2의 주요부를 상세하게 도시하고 있는 도면이다.

도 3은 본 발명에 대비되는 종래의 동기장치의 주요부이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 주축에 고정되는 허브, 상기 허브 위에 배치되며 시프트 포크에 의하여 이동할 수 있는 홈을 구비하고 있는 슬리이브, 상기 허브와 클러치 기어를 동기 작용하는 싱크로나이저 링, 허브의 홈에 배치되는 복수의 키 및 슬리이브의 안쪽면에 배치되는 스프링을 구비하고 있는 차량의 수동변속기 동기장치에 있어서, 상기 슬리이브의 선단부에 구름부재가 장착되고, 상기 슬리이브의 선단면과 접촉하는 상기 클러치 기어의 선단부에도 역시 구름부재가 장착된 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속기 동기장치를 제공한다.

이러한 동기장치의 동기방법은 시프트 레버의 이동에 따라 슬리이브가 직선 이동하는 단계와; 상기 단계에서, 슬리이브가 이동함에 따라 싱크로나이저 링의 동기 작용이 일어나면서, 상기 슬리이브의 경사면에 상기 클러치 기어의 선단부에 밀착하는 단계와; 상기 단계에서, 클러치 기어의 선단부에 슬리이브가 밀착되면, 상기 클러치 기어의 선단부에 제공되는 볼이 슬리이브의 경사면을 따라 구름 접촉하여 이동하면서 충격을 흡수하는 단계와; 상기 단계에서, 클러치 기어의 선단분에 슬라이브가 밀착되면, 슬리이브에 제공되어 있는 볼 역시 클러치 기어의 경사면에 구름 접촉하여 이동하면서 충격을 흡수하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위하여 동기장치의 주요부를 도시한 도면이며, 도 2는 도 1의 슬리이브 및 클러치 기어의 선단부가 나타나도록 상세하게 도시한 상세도로서, 슬리이브(1), 싱크로 나이저 링(3) 그리고 클러치 기어를 도시하고 있다.

상기 슬리이브(1)는 선단부가 일정한 각도(α)로 대칭의 경사면(1a)을 형성하고 있다. 그리고 상기 경사면(1a)이 서로 만나는 부분은 돌출형태로 이루어져 있다.

상기 슬리이브(1)는 선단부에 구형의 홈이 제공되고, 이 홈에는 스틸재로 이루어지는 볼(7, ball) 등의 구름부재가 장착된다. 상기 볼(7)은 홈으로부터 이탈되지 않도록 장착되는 것이 당연하며, 또한 자유롭게 회전할 수 있도록 배치되는 것 역시 바람직하다. 도면에서는 한 부분만을 확대하여 상세하게 도시하고 있으나, 단지 하나의 볼(7, Ball)만이 개재되는 것은 아니며, 동일한 구조에는 당연히 같은 구조로 이루어진다.

또한, 상기 클러치 기어(5)는 선단부에 구형의 홈이 제공되며, 이 홈에는 상기 볼(7)과 같은 종류로 이루어지는 또 다른 볼(9, ball) 등으로 이루어지는 구름부재가 적어도 하나 이상 배치된다. 상기 클러치 기어(5)의 선단부에 개재되는 볼(9)은 도면에서는 하나만을 표시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다수가 배치되는 것도 무방하다. 상기 클러치 기어(5)는 상기 슬리이브(1)에서 설명한 바와 마찬가지의 형상으로 이루어지는 경사면(5a)을 가지고 있다.여기서, 상기 슬리이브(1)의 선단부 및 상기 클러치 기어(5)의 선단부에 볼(7,9)이 장착되어 이탈되지 않도록 하는 것은 공지의 기술이므로, 특별히 언급하지는않기로 한다. 예를 들면, 볼펜의 볼을 볼펜의 심에 압입하는 방법과 같이 볼의 직경에 비해 약간 큰 직경을 가지고 볼의 직경보다 약간 작은 입구를 가진 구형 홈을 형성한 후 볼을 압입시키는 방법도 그 중 하나라 할 것이다.

이하, 동기기구의 일반적인 작동에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 요지인 구름부재가 작용하는 부분에 한정하여 설명한다.

이와 같은 구조로 이루어지는 차량의 수동변속기 동기장치는, 시프트 레버(도시생략)의 이동에 따라 슬리이브(1)가 이동하게 된다. 상기 슬리이브가(1)가 이동함에 따라 싱크로나이저 링(3)의 동기 작용이 일어난다. 그리고 상기 슬리이브(1)의 경사면에 상기 클러치 기어(5)의 선단부에 밀착하게 된다. 이때 클러치 기어의 선단부에 제공되는 볼(9, ball)은 슬리이브(1)의 경사면(1a)을 따라 구름 접촉하면서 이동한다. 이때 볼(9)에 의하여 구름 접촉하면서 이동하는 것은 기존의 마찰접촉하면서 이동하는 것에 비하여 충격을 어느 정도 흡수할 수 있게 된다.

이와 마찬가지로, 경우에 따라 슬리이브(1)에 제공되어 있는 볼(7) 역시 클러치 기어(5)의 경사면(5a)에 구름 접촉하여 이동하는 경우에는 충격을 어느 정도 흡수할 수 있어 변속감을 향상시키게 되는 것이다.

본 발명은 슬리이브의 선단부 및 클러치 기어의 선단부에 서로 접촉시에 충격을 흡수할 수 있는 볼 형태의 구름부재를 마련하여 서로 접촉시에 충격을 흡수하여 변속감을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 주축에 고정되는 허브, 상기 허브 위에 배치되며 시프트 포크에 의하여 이동할 수 있는 홈을 구비한 슬리이브, 상기 허브와 클러치 기어를 동기 작용하는 싱크로나이저 링, 허브의 홈에 배치되는 복수의 키 및 슬리이브의 안쪽면에 배치되는 스프링을 구비하고 있는 차량의 수동변속기 동기장치에 있어서,

   상기 슬리이브의 선단부에 구름부재가 장착되고, 상기 슬리이브의 선단면과 접촉하는 상기 클러치 기어의 선단부에도 역시 구름부재가 장착된 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속기 동기장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구름부재는 구형상의 볼(ball)로 이루어지는 차량의 수동변속기 동기장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 볼은 스틸재로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속기 동기장치.
4. 시프트 레버의 이동에 따라 슬리이브가 직선 이동하는 단계와;

   상기 단계에서, 슬리이브가 이동함에 따라 싱크로나이저 링의 동기 작용이 일어나면서, 상기 슬리이브의 경사면에 상기 클러치 기어의 선단부에 밀착하는 단계와;

   상기 단계에서, 클러치 기어의 선단부에 슬리이브가 밀착되면, 상기 클러치 기어의 선단부에 제공되는 볼이 슬리이브의 경사면을 따라 구름 접촉하여 이동하면서 충격을 흡수하는 단계와;

   상기 단계에서, 클러치 기어의 선단분에 슬라이브가 밀착되면, 슬리이브에 제공되어 있는 볼 역시 클러치 기어의 경사면에 구름 접촉하여 이동하면서 충격을 흡수하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 동기장치 동기방법.