KR100398339B1 - 수동 변속기용 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로나이저 링의 랜드부를 다중 구조로 하여 초기 작동시 하나의 랜드부가 마찰 작용을 수행하고 변속 횟수의 증가에 따라 하나의 랜드부가 마모되면 다시 다른 하나의 랜드부가 마찰 작용을 수행할 수 있도록 함으로써, 변속 횟수가 증가되어도 초기와 동일한 동기 성능을 유지할 수 있는 수동변속기의 동기장치를 제공하기 위한 것으로서,

주축상에 스플라인 결합되어 주축과 일체로 회전이 이루어지는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주면 기어부에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에 배치되어 슬리브와 선택적으로 치합되고 내측에 코운부가 형성되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 코운부와 마찰되어 동기 작용을 하는 싱크로나이저 링으로 구성되고, 상기 싱크로나이저 링은 클러치 기어의 코운부와의 마찰 작용을 하는 랜드부가 변속 횟수의 증가에 따라 순차적으로 마찰 작용을 할 수 있도록 다단으로 형성된다.

Description

수동 변속기용 동기장치 { synchronizer of manual transmission }

본 발명은 수동변속기용 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속횟수가 증가되어도 초기와 같은 동기 성능을 유지할 수 있는 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

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

도 1은 종래 기술에 따른 동기 물림식 동기장치의 반 단면도이다.

현재 사용되는 동기장치는 엔진으로부터 동력이 제공되는 주축(102) 상에 싱크로나이저 허브(104)가 스플라인 결합되어 주축(102)과 일체로 회전이 이루어지며, 이 싱크로나이저 허브(104)의 외주면 기어부에는 축방향으로 이동 가능하도록 슬리브(106)가 치합된다.

그리고, 싱크로나이저 허브(104)의 양측에는 슬리브(106)와 선택적으로 치합되는 클러치 기어(108)와 결합되는 스피드 기어(110)와 배치되며, 이 클러치 기어(108)의 내측에 형성되는 코운부(112)에는 동기시 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링(116)이 배치되어 이루어진다.

싱크로나이저 링(116)은 클러치 기어의 코운부(112)와의 마찰작용을 위해 내주면에 일정 경사각을 갖는 랜드부(114)가 형성된다.

그리고, 클러치 허브(104)의 외주면에는 원주 방향 등간격으로 싱크로나이저 키(118)가 배치되며, 이 싱크로나이저 키(118)는 그 내측부에 탄지되는 두 개의 싱크로나이저 스프링(120)의 탄성력에 의하여 지지된다.

상기 싱크로나이저 링은 도 2에 도시된 바와 같이, 외주면에 슬리브와 기어치합되는 기어부가 형성되고, 내주면에는 상기 클러치 기어의 코운부와 마찰될 수 있도록 랜드부가 돌출 형성된다.

이러한 동기장치는 슬리브(106)가 좌측 또는 우측으로 이동하게 되면 싱크로나이저 링의 랜드부(114)가 클러치 기어의 코운부(112)와 마찰에 의한 동기작용을 하여 스피드 기어(110)가 회전력을 전달받기 시작하고, 슬리브(106)의 계속적인 동작으로 슬리브(106)와 클러치 기어(108)가 치합되어 동력이 전달된다.

그러나, 상기한 바와 같이 이루어진 종래 기술에 따른 동기장치는 변속 횟수가 증가함에 따라 클러치 기어의 코운부와 마찰되는 싱크로나이저 링의 랜드부에 마모가 발생되어 그 폭이 점차적으로 넓어지면서 유막을 파괴시키는 작용을 수행할 수 없어 마찰력을 발생시키지 못하게 된다.

즉, 이와 같이, 동기장치의 동기 성능저하가 발생되면 변속 조작시 동기 작용이 원활하지 못하여 충격 및 진동이 발생되고 변속기 전체의 내구성이 떨어짐과 아울러 변속 조작감이 저하되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 싱크로나이저 링의 랜드부를 원주방향으로 그 내경이 서로 다르도록 다단으로 형성하여 초기에 그 내경이 가장 작은 랜드부가 마찰 작용을 수행하다가 마찰횟수의 증가에 따라 마모되면, 다음으로 내경이 작은 랜드부가 순차적으로 마찰 작용을 수행할 수 있도록 함으로써 마찰횟수가 증가되어도 초기와 동일한 동기 성능을 유지할 수 있는 수동변속기의 동기장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 동기장치의 반단면도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 싱크로나이저 링의 정면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 동기장치의 반단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 싱크로나이저 링의 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 주축 4 : 싱크로나이저 허브

6 : 슬리브 8 : 클러치 기어

10 : 스피드 기어 16 : 코운부

18 : 싱크로나이저 링 30 : 제1랜드부

32 : 제2랜드부

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 주축상에 스플라인 결합되어 주축과 일체로 회전이 이루어지는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주면 기어부에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에 배치되어 슬리브와 선택적으로 치합되고 내측에 코운부가 형성되는 클러치 기어와, 내주면에 상기 클러치 기어의 코운부와 마찰되어 동기 작용을 하는 랜드부가 형성된 싱크로나이저 링을 포함하는 수동 변속기용 동기장치에 있어서,

상기 싱크로나이저 링의 랜드부는 원주방향으로 그 내경이 서로 다르도록 다단으로 형성되어 마찰횟수의 증가에 따라 순차적으로 마찰 작용을 행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치의 반 단면도이다.

본 발명의 동기장치는 엔진으로부터 동력이 전달되어 구동되는 주축(2) 상에 스플라인 결합되어 주축(2)과 일체로 회전이 이루어지는 싱크로나이저 허브(4)와, 이 싱크로나이저 허브(4)의 외주면 기어부에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브(6)와, 이 슬리브(6)의 양측에 배치되어 슬리브(6)와 선택적으로 치합되는 클러치 기어(8)가 결합되는 스피드 기어(10)와, 클러치 기어(8)의 내측에 형성되는 코운부(16)에 마찰 가능하게 배치되어 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링(18)등으로 구성된다.

상기 싱크로나이저 허브(4)의 외주면에는 원주 방향 등간격으로 싱크로나이저 키(20)가 배치되며, 이 싱크로나이저 키(20)는 그 내측부에 탄지되는 두 개의 싱크로나이저 스프링(24)의 탄성력에 의하여 지지된다.

상기 싱크로나이저 링(18)은 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 내주면에 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)의 외주면과 마찰작용을 수행하는 랜드부(30,32)가 형성되는데, 상기 싱크로나이저 링(18)의 랜드부(30,32)는 상기 싱크로나이저 링(18)의 중심에 대하여 원주방향으로 그 내경이 서로 상이하도록 다단으로 구성되어 마찰횟수의 증가에 따라 순차적으로 마찰작용을 행함으로써 항상 적절한 마찰력이 생기도록 하여 동기성능을 유지시킨다.그 일실시예로써, 상기 싱크로나이저 링(18)의 랜드부(30,32)는 초기에 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)와의 마찰 작용을 하는 복수개의 제1랜드부(30)와, 상기 제1랜드부(30)보다 그 내경이 더 크게 형성되어 마찰횟수의 증가에 따라 상기 제1랜드부(30)가 마모되면 2차로 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)와 마찰 작용을 하는 복수개의 제2랜드부(32)가 형성되며, 상기 제1랜드부(30)와 제2랜드부(32)는 상기 싱크로나이저 링(18)의 내주면에 원주방향으로 교번되게 형성된다.

구체적으로 설명하면, 상기 제1랜드부(30)는 상기 싱크로나이저 링(18)의 내주면에 일정 간격을 두고 돌출되어 초기에 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)와 마찰 작용을 하는 부분으로 마찰횟수가 증가됨에 따라 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)와의 마찰 작용으로 점점 마모된다.

상기 제2랜드부(32)는 상기 제1랜드부(30) 사이에 형성되어 제1랜드부(30)가 마모로 인해 동기 마찰력이 저하되면, 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)와 2차로 마찰 작용을 하는 부분으로서 상기 싱크로나이저 링(18)의 중심에 대하여 상기 제1랜드부(30)에 비해 큰 내경을 갖도록 형성된다.여기서, 상기 제2랜드부(32)는 차량의 운전상태에 따라 상기 제1랜드부(30)가 마모상태가 상이하므로 마찰횟수가 일정치 이상이 되면 상기 제1랜드부(30)의 뒤를 이어 마찰작용을 수행하도록 한정하기 어려운 바, 상기 제2랜드부(32)는 상기 제1랜드부(30)가 마모되어 일정이상 닳아지면 마찰작용을 수행하도록 상기 싱크로나이저 링(18)의 중심에 대하여 그 내경이 결정된다.

즉, 상기 싱크로나이저 링(18)의 중심으로부터 상기 제1랜드부(30)까지의 반경방향 길이(30R)와 상기 싱크로나이저 링(18)의 중심으로부터 상기 제2랜드부(32)까지의 반경방향 길이(32R)가 각각 다르게 형성되므로, 초기에는 싱크로나이저 링(18)의 내주면에 삽입되는 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)에 상기 제1랜드부(30)가 마찰 작용을 하고, 상기 제1랜드부(30)가 마모로 인해 그 내경(Q)이 일정치 이상으로 커지면 2차로 제2랜드부(32)가 마찰 작용을 행하여 수동변속기를 오랫동안 사용하더라도 동기 성능이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

여기에서, 상기 싱크로나이저 링(18)은 제1랜드부(30)와 제2랜드부(32)에 한정되기 않고, 랜드부의 높이를 다수의 단계로 형성할 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 동기장치의 작용을 다음에서 설명한다.

변속레버의 조작에 따라 시프트 포크(50)가 축방향으로 좌측 또는 우측으로 이동되면 슬리브(6)가 이동된다. 이때, 슬리브(6)의 이동에 따라 싱크로나이저 링의 제1랜드부(30)가 클러치 기어의 코운부(16)에 밀착되면서 마찰 작용을 하여, 동기 작용이 이루어지면 스피드 기어(10)가 회전력을 전달받기 시작하고, 슬리브(6)의 계속적인 동작 과정으로 슬리브(6)와 클러치 기어(8)가 치합되어 동력 전달이 이루어진다.

이때, 상기 싱크로나이저 링의 제1랜드부(30)가 마찰횟수의 증가에 따라 마모되어 마찰 작용력이 저하되면, 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)의 유막을 파괴하지 못하게 되고, 이 시점부터 상기 제2랜드부(32)가 상기 클러치 기어(8)의 코운부(16)와 마찰되면서 마찰 작용을 하여 초기와 동일한 마찰 작용력이 유지되도록 한다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 초기에 싱크로나이저 링의 제1랜드부와 클러치 기어의 코운부가 마찰되면서 동기 작용을 하고 사용 횟수의 증가에 따라 제1랜드부가 마모되면 제2랜드부가 클러치 기어의 코운부와 마찰되어 동기 작용을 하여 시간이 경과되어도 동일한 동기성능을 유지함으로써, 변속 횟수의 증가에 따른 진동 및 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 변속감을 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 주축상에 스플라인 결합되어 주축과 일체로 회전이 이루어지는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주면 기어부에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에 배치되어 슬리브와 선택적으로 치합되고 내측에 코운부가 형성되는 클러치 기어와, 내주면에 상기 클러치 기어의 코운부와 마찰되어 동기 작용을 하는 랜드부가 형성된 싱크로나이저 링을 포함하는 수동 변속기용 동기장치에 있어서,

   상기 싱크로나이저 링의 랜드부는 원주방향으로 그 내경이 서로 다르도록 다단으로 형성되어 마찰횟수의 증가에 따라 순차적으로 마찰 작용을 행하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 링의 랜드부는 초기에 클러치 기어의 코운부와 마찰되는 제1랜드부와, 상기 제1랜드부보다 그 내경이 더 크게 형성되어 마찰횟수의 증가에 따라 제1랜드부가 마모되면 클러치 기어의 코운부와 2차로 마찰되는 제2랜드부로 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 링의 랜드부는 상기 제1랜드부와 제2 랜드부가 상기 싱크로나이저 링의 원주방향으로 교번되게 배치된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기장치.