KR100405770B1 - 키리스 동기장치의 슬리브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 키리스(Keyless) 동기 장치에 관한 것으로서, 특히 슬리브가 진행되면 싱크로나이저 스프링을 눌러 동기 작동이 이루어 질 수 있도록 다른 슬리브 치와 비교하여 상대적으로 길게 형성된 고치의 단부 형상이 개선됨으로써, 동기 작동이 시작되어도 지속적으로 싱크로나이저 스프링을 구속하여 순간적으로 동기 작동이 붕괴는 것을 방지할 수 있도록 한 키리스 동기장치의 슬리브에 관한 것이다.

본 발명에 따른 키리스 동기장치의 슬리브는 주축 상에 스플라인 결합된 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주면 기어부에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에 배치된 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰되어 동기 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기의 동기장치에 있어서, 상기 슬리브는 상기 슬리브가 이동될 때에 상기 싱크로나이저 링을 눌러 동기 작동이 개시되도록 하는 다수개의 고치와, 동기 작동이 완료된 후에 상기 싱크로나이저 링을 눌러 동기 붕괴 현상을 방지토록 하는 제 2 고치가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

키리스 동기장치의 슬리브 {A sleeve of manual transmission}

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 키리스(Keyless) 동기 장치에 관한 것으로서, 특히 슬리브가 진행되면 싱크로나이저 스프링을 눌러 동기 작동이 이루어 질 수 있도록 다른 슬리브 치와 비교하여 상대적으로 길게 형성된 고치의 단부 형상이 개선됨으로써, 동기 작동이 시작되어도 지속적으로 싱크로나이저 스프링을 구속하여 순간적으로 동기 작동이 붕괴는 것을 방지할 수 있도록 한 키리스 동기장치의 슬리브에 관한 것이다.

일반적으로 동기장치는 싱크로나이저, 동기교합, 동기물리 기구라 일컬어지며, 클러치 기어가 동일한 속도에서 교합되도록 하는 장치로서, 볼 타입, 보그워너 타입, 포르세 타입 등의 여러 가지가 있으나 여기서는 더블 콘식 키리스(keyless) 동기장치에 한정하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 키리스 동기장치의 반단면도이다.

종래 기술에 의한 동기장치는 도 1에 도시된 바와 같이 주축(11)에 스플라인 결합된 동시에 회전되는 허브 기어(12)와, 상기 허브 기어(12)의 바깥 둘레에 물려 있고 내주면에 스플라인 치(14a)가 형성되어 변속 포크(13)의 작용으로 전후 이동되는 슬리브(14)와, 상기 슬리브(14)의 스플라인 치(14a)와 결합되어 변속 동력을 전달토록 하는 스피드 기어(15)와, 상기 슬리브(14)와 스피드 기어(15) 사이에 위치되고 상기 슬리브(14)와 결합되어 상기 스피드 기어(15)와의 동기 작용이 시작되도록 하는 싱크로 아우터 링(16)과, 상기 싱크로 아우터 링(16)의 내측에 위치되어스피드 기어(15)와 결합되는 콘(17)과, 상기 콘(17)의 내측에 위치되어 상기 싱크로 아우터 링(16)의 밀착시 콘(17)과 하측에서 밀착되는 싱크로 이너 링(18)으로 구성된다.

그리고, 상기 스피드 기어(15)에는 그 측면에 상기 슬리브(14)의 스플라인 치(14a)와 내외 방향에서 상호 치합되어 동기 회전토록 클러치 기어(20)가 일체로 형성되고, 이 클러치 기어(20)의 측면의 원주 방향에 상기한 콘(17)이 스플라인 결합되어 있다.

도 2는 종래 기술에 의한 키리스 동기장치의 슬리브가 도시된 정면도이다.

상기 슬리브(14)는 상기 허브 기어(12)의 둘레면에 스플라인 결합될 수 있도록 내주면에 스플라인 치(14a)가 형성되는 바, 상기 스플라인 치(14a)는 도 2에 도시된 바와 같이 2개씩 120°간격으로 3개소에 상대적으로 그 길이가 긴 고치(14b)가 형성되고, 싱크로 아우터 링(16)과 슬리브(14) 사이에 싱크로나이저 스프링(19)이 설치되어 상기 슬리브(14)가 동기 작동을 위해 이동되면 상기 고치(14b)가 싱크로나이저 스프링(19)을 눌러 동기 작동이 시작된다.

여기서, 상기 고치(14b)는 그 단부가 도 2에 도시된 바와 같이 완만한 곡선을 이루며, 하측 방향으로 한 쌍의 돌기부(14c)가 형성되고, 양측단부는 상측으로 기울어지는 경사부(14d)가 형성된다.

상기와 같이 구성되어 있는 키리스 동기 장치는 변속 작동으로 상기 슬리브(14)의 이동시 상기 싱크로 아우터 링(16) 및 싱크로 이너 링(18)이 클러치 기어(20)에 내외 방향에서 클러치 작용을 함으로써 주축(11)의 회전 속도와 상기스피드 기어(15)의 회전 속도를 동기시켜 점진적인 변속을 하도록 되어 있다.

즉, 변속 레버에 의해 작동되는 변속 포크(13)에 의해 상기 슬리브(14)가 이동하면 상기 싱크로나이저 스프링(19)이 상기 슬리브(14)의 내면에 형성된 고치(14b)에 의해 싱크로 아우터 링(16)을 상기 클러치 기어(20) 방향으로 밀게 된다.

상기 싱크로 아우터 링(16)이 이동되면서 상기 클러치 기어(20)에 스플라인 결합된 콘(17)에 밀착되고, 동시에 상기 콘(17)의 내측에서 싱크로 이너 링(18)이 접촉되면서 내외 방향의 마찰력에 의해 클러치 작용을 함으로써 상기 스피드 기어(15)의 회전 속도를 주축(11)의 회전 속도로 동기시키게 된다.

상기와 같이 동기되면 슬리브(14)가 더욱 이동되면서 클러치 기어(20)에 완전히 치합되어 허브 기어(12)와 클러치 기어(20)를 기계적으로 연결하므로 변속 동력이 전달되는 것이다.

그러나, 종래 기술에 의한 키리스 동기장치의 슬리브(14)는 내주면에 상기 스플라인 치(14a)가 형성되고, 상기 스플라인 치(14a)와 비교하여 상대적으로 길이가 긴 고치(14b)만이 2개씩 120°간격으로 3개소에 형성되기 때문에 동기 작동이 완료되면 슬리브(14)의 고치(14b)가 싱크로나이저 링(16)을 넘어 더 이상 싱크로나이저 스프링(19)이 싱크로나이저 링(16)에 힘을 전달하지 못하므로 동기가 완료된 후, 슬리브(14)가 싱크로나이저 링(19)을 옆으로 회전시키고, 클러치 기어(20)의 치로 진행할 때, 싱크로나이저 링(19)에는 아무런 힘도 작용하지 않게 되어 이 때 순간적으로 동기 붕괴가 발생되므로 동기장치에 니블 및 2중 걸림이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬리브의 내주면에 형성되는 고치의 구조가 개선됨으로써, 동기 완료 후에도 싱크로나이저 링으로의 슬리브로부터의 전달력이 소멸되지 않아 니블 및 2중 걸림을 감소하도록 하여 변속 성능을 향상시킬 수 있도록 한 키리스 동기장치의 슬리브를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 키리스 동기장치의 반단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 키리스 동기장치의 슬리브가 도시된 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 키리스 동기장치의 반단면도,

도 4는 본 발명에 의한 키리스 동기장치의 슬리브가 도시된 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

51 : 주축 52 : 허브 기어

53 : 포크 54 : 슬리브

54a : 스플라인 치 54b : 고치

54c : 고치의 돌기부 54d : 경사부

55 : 스피드 기어 56 : 싱크로 아우터 링

57 : 콘 58 : 실크로 이너 링

60 : 클러치 기어 70 : 제 2 고치

72 : 제 2 고치의 돌기부 74 : 평면부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 키리스 동기장치의 슬리브는 주축 상에 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 콘부가 형성되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰되어 동기 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기의 동기장치에 있어서, 상기 슬리브는 내벽에 스플라인 치가 형성되고, 상기 스플라인 치 중에 다른 치와 비교하여 상대적으로 길이가 일정치 길게 형성되므로 상기 슬리브가 이동될 때에 상기 싱크로나이저 링을 눌러 동기 작동이 개시되도록 하는 다수개의 고치와, 상기 고치와 일정 간격을 유지토록 배치되어 동기 작동이 완료된 후에 상기 싱크로나이저 링을 눌러 상기싱크로나이저 링이 상기 콘부에 지속적으로 마찰되도록 하여 동기 붕괴 현상을 방지토록 하는 제 2 고치가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 키리스 동기장치의 슬리브의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 키리스 동기장치가 도시된 반단면도이다.

본 발명에 의한 키리스 동기장치는 도 3에 도시된 바와 같이 주축(51)에 스플라인 결합된 동시에 회전되는 허브 기어(52)와, 상기 허브 기어(52)의 바깥 둘레에 물려 있고 내주면에 스플라인 치(54a)가 형성되어 변속 포크(53)의 작용으로 전후 이동되는 슬리브(54)와, 상기 슬리브(54)의 스플라인 치(54a)와 결합되어 변속 동력을 전달토록 하는 스피드 기어(55)와, 상기 슬리브(54)와 스피드 기어(55) 사이에 위치되고 상기 슬리브(54)와 결합되어 상기 스피드 기어(55)와의 동기 작용이 시작되도록 하는 싱크로 아우터 링(56)과, 상기 싱크로 아우터 링(56)의 내측에 위치되어 스피드 기어(55)와 결합되는 콘(57)과, 상기 콘(57)의 내측에 위치되어 상기 싱크로 아우터 링(56)의 밀착시 콘(57)과 하측에서 밀착되는 싱크로 이너 링(58)으로 구성된다.

그리고, 상기 스피드 기어(55)에는 그 측면에 상기 슬리브(54)의 스플라인 치(54a)와 내외 방향에서 상호 치합되어 동기 회전토록 클러치 기어(60)가 일체로 형성되고, 이 클러치 기어(60)의 측면의 원주 방향에 상기한 콘(57)이 스플라인 결합되어 있다.

도 4는 본 발명에 의한 키리스 동기장치의 슬리브가 도시된 정면도이다.

상기 슬리브(54)는 상기 허브 기어(52)의 둘레면에 스플라인 결합될 수 있도록 내주면에 스플라인 치(54a)가 형성되는 바, 상기 스플라인 치(54a)는 도 4에 도시된 바와 같이 2개씩 120°간격으로 3개소에 상기 스플라인 치(54a)와 비교하여 상대적으로 그 길이가 긴 고치(54b)가 형성되고, 싱크로 아우터 링(56)과 슬리브(54) 사이에 싱크로나이저 스프링(59)이 설치되어 상기 슬리브(54)가 동기 작동을 위해 이동되면 상기 고치(54b)가 싱크로나이저 스프링(59)을 눌러 동기 작동이 시작된다.

상기 고치(54b)는 그 단부가 도 4에 도시된 바와 같이 완만한 곡선을 이루며, 하측 방향으로 한 쌍의 돌기부(54c)가 형성되고, 양측단부는 상측으로 기울기가 생성되는 경사부(54d)가 형성된다.

아울러, 상기 슬리브는 상기 고치(54b)가 형성된 위치와 일정 거리 떨어진 위치에 제 2 고치(70)가 형성되는 바, 상기 제 2 고치(70) 또한 고치(54b)와 같이 2개씩 120°간격으로 3개소에 형성되어 상기 고치(54b)와 일정 간격을 두고 교호로 배치된다.

여기서, 상기 제 2 고치(70)는 상기 고치(54a)와 같은 길이로 형성되고, 상기 고치(54b)와 같이 그 단부에 한 쌍의 돌기부(72)가 형성되는 바, 제 2 고치의 돌기부(72)는 상기 고치의 돌기부(54c)와 비교하여 상대적으로 더 내측에 형성되어 돌기부(72) 사이의 거리가 짧다. 그리고, 상기 제 2 고치의 돌기부(72) 양측에는 평면부(74)가 형성되어 제 2 고치(70)의 단부 가장자리에 수직에 가까운 각이 생성되도록 한다.

이로써, 상기 슬리브(70)는 상기 고치(54b)에 의해 싱크로나이저 링(56)이 눌려져 동기 작용이 완료되고, 싱크로나이저 링(56)을 회전시킬 때에 상기 제 2 고치(70)가 싱크로나이저 스프링(59)을 눌러 싱크로나이저 링(56)이 상기 콘(57)과 계속하여 접촉을 유지하도록 하므로 동기 붕괴 현상이 방지될 수 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 키리스 동기 장치는 변속 작동으로 상기 슬리브(54)의 이동시 상기 싱크로 아우터 링(56) 및 싱크로 이너 링(58)이 클러치 기어(60)에 내외 방향에서 클러치 작용을 함으로써 주축(51)의 회전 속도와 상기 스피드 기어(55)의 회전 속도를 동기시켜 점진적인 변속을 하도록 되어 있다.

즉, 변속 레버에 의해 작동되는 변속 포크(53)에 의해 상기 슬리브(54)가 이동하면 상기 싱크로나이저 스프링(59)이 상기 슬리브(54)의 내면에 형성된 고치(54b)에 의해 싱크로 아우터 링(56)을 상기 클러치 기어(60) 방향으로 밀게 된다.

상기 싱크로 아우터 링(56)이 이동되면서 상기 클러치 기어(60)에 스플라인 결합된 콘(57)에 밀착되고, 동시에 상기 콘(57)의 내측에서 싱크로 이너 링(58)이 접촉되면서 내외 방향의 마찰력에 의해 클러치 작용을 함으로써 상기 스피드 기어(55)의 회전 속도를 주축(51)의 회전 속도로 동기시키게 된다.

상기와 같이 동기되면 슬리브(54)가 더욱 이동되면서 클러치 기어(60)에 완전히 치합되어 허브 기어(52)와 클러치 기어(60)를 기계적으로 연결하므로 변속 동력이 전달되는 것이다.

이후, 상기 슬리브(54)의 제 2 고치(70)가 싱크로나이저 스프링(59)을 눌러싱크로나이저 링(56)이 상기 콘(57)에 계속 접촉되도록 하여 싱크로나이저 링(56)에 의한 마찰 토크가 상기 콘(57)에 계속 전달되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 키리스 동기장치의 슬리브는 슬리브 내측에 형성되는 스플라인 치 중에 다른 치와 비교하여 상대적으로 길이가 긴 고치가 형성되고, 상기 고치와 일정 간격을 유지하면서 교호로 제 2 고치가 형성됨으로써, 고치에 의해 동기 작용이 완료되고, 제 2 고치에 의해 동기 작용이 완료된 후에도 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 콘부에 계속해서 접촉되도록 하므로 싱크로나이저 링의 마찰 토크가 클러치 기어의 콘부에 계속 전달되어 동기 붕괴 현상이 억제된다. 이로써, 키리스 동기장치에서 발생되는 니블 및 2차 걸림을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 주축 상에 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 콘부가 형성되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰되어 동기 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기의 동기장치에 있어서;

   상기 슬리브는 내벽에 스플라인 치가 형성되고, 상기 스플라인 치 중에 다른 치와 비교하여 상대적으로 길이가 일정치 길게 형성되므로 상기 슬리브가 이동될 때에 상기 싱크로나이저 링을 눌러 동기 작동이 개시되도록 하는 다수개의 고치와;

   상기 고치와 일정 간격을 유지토록 배치되어 동기 작동이 완료된 후에 상기 싱크로나이저 링을 눌러 상기 싱크로나이저 링이 상기 콘부에 지속적으로 마찰되도록 하여 동기 붕괴 현상을 방지토록 하는 제 2 고치가 형성된 것을 특징으로 하는 키리스 동기장치의 슬리브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고치는 2개씩 120°간격으로 3개소에 형성된 것을 특징으로 하는 키리스 동기장치의 슬리브.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 고치는 2개씩 120°간격으로 3개소에 형성되어 상기 고치와 교호로 배치된 것을 특징으로 하는 키리스 동기장치의 슬리브.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 고치는 그 단부에 곡면을 이루며 볼록하게 돌출되는 한 쌍의 돌기부와, 상기 고치의 단부 양측에 상측으로 기울기가 형성되는 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 키리스 동기장치의 슬리브.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제 2 고치는 그 단부에 곡면을 이루며 볼록하게 돌출되고, 상기 고치의 돌기부와 비교하여 상대적으로 서로의 거리가 좁게 형성된 한 쌍의 돌기부와, 상기 제 2 고치부의 단부 양측에 수평 방향의 평면부가 형성된 것을 특징으로 하는 키리스 동기장치의 슬리브.