KR100418958B1 - 수동변속기의싱크로나이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기의 싱크로나이저에 관한 것으로서, 특히 슬리이브의 내주면과 외주면에 기어치를 형성하여 별도로 싱크로 링과 스피드 기어의 치에 치합되도록 함으로써 소음이 저감되고 걸림감이 줄어들어 변속 조작감이 향상되도록 한 수동 변속기의 싱크로나이저에 관한 것이다.

상기 본 발명의 수동 변속기의 싱크로나이저는 주축(50)에 고정된 허브 기어(52)의 바깥 둘레에 물려 있고 내주면과 의주면에 기어치(H,I)가 형성되어 변속 포오크(53)의 작용으로 전후 이동되는 슬리이브(54)와, 상기 슬리이브(54)의 외주면 기어치(11)와 결합되어 변속 동력을 전달토록 하는 스피드 기어(55)와, 상기 슬리이브(54)와 스피드 기어(55) 사이에 위치되어 상기 슬리이브의 내주면 기어치(1)와 치합되면서 상기 스피드 기어(55)의 콘부분(55a)에 밀착되어 동기 작용이 일어나도록 하는 싱크로나이저 링(57)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

수동 변속기의 싱크로나이저

본 발명은 수동 변속기의 싱크로나이저에 관한 것으로서, 특히 슬리이브의 내주면과 외주면에 기어치를 형성하여 별도로 싱크로 링과 스피드 기어의 치에 치합되도록 함으로써 걸림감이 없어 변속 조작감이 향상되도록 한 수동 변속기의 싱크로나이저에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기의 싱크로나이저는 도 1에 도시된 바와 같이 주축에 스플라인으로 결합되어 고정되는 허브 기어(2)와, 스플라인에 의해 상기 허브 기어(2)의 외주에 결합되고 그 외주면에 변속 포오크(3)가 결합되는 돌출부(4')이 형성되어 상기 변속 포오크(3)에 의해 전후로 접등하여 도그 클러치의 역할을 하는 슬리이브(4)와, 각 스피드 기어(5)에 측면에 고정되어 있는 클러치 기어(6) 부분에 결합되어 클러치 기어(6)이 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(7)과, 잔등 부분에 돌기(8')가 있으며 상기 허브 기어(2)에 형성된 3개의 키 홈에 끼워지고 싱크로나이저(이하 '싱크로'라함) 스프링(9)의 확장력에 의해 상기 슬리이브(4)의 안쪽면에 항상 밀어 붙여져 있는 싱크로 키(8)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 수동 변속기의 싱크로나이저는 변속 작동으로 상기 슬리이브(4)의 이동시 장기 싱크로 링(7)이 스피드 기어(5)의 클러치 기어(6)에 클러치 작용을 함으르써 추측(1)의 회전 속도와 상기 스피드 기어(20)의 회전 속도를 동기시켜 점진적인 변속을 하도록 되어 있다.

즉, 변속 레버에 의해 작동되는 변속 포오크(3)에 의해 상기 슬리이브(4)가 이동하면 상기 싱크로 키(8)가 상기 슬리이브(4) 내면에 밀착된 돌기(8')에 의해 이동되고, 상기 싱크로 키(8)의 끝단이 상기 싱크로 링(7)을 상기 스피드 기어(5)방향으로 밀게 된다.

상기 싱크로 링(7)이 이동되어 상기 스피드 기어(5)의 클러치 기어(6)에 접촉되면 상호 마찰력에 의해 클러치 작용을 함으로써 상기 스피드 기어(5)의 회전 속도를 주축(1)의 회전 속도로 동기시키게 된다.

따라서, 상기 스피드 기어(5)와 주축(1)의 회전 속도가 같아지면 상기 슬리이브(4)는 상기 싱크로 스프링(9)의 탄성을 이용하여 상기 싱크로 키(8)를 내측으로 밂과 동시에 상기 싱크로 링(7)을 일정 정도 회전시키면서 상기 스피드 기어(5)와 결합하게 된다.

특히, 변속 포오크(3)의 작동으로 상기 슬리이브의 내주면에 형성된 스플라인이 싱크르 링(7)을 화전 방향으로 밀면서 계속적으로 진행하여 완전한 결속을 위하여 클러치 기어(6)와 결합하게 되는데, 이때 상기 슬리이브(4)가 싱크로 링(7)과 결합하면서 회전 방향으로 일정량 밀어주면서 슬리이브(4)와 클러치 기어(6)까지 이르는 거리는 아무런 힘이 측방향으로 존재하지 못하므로 클러치 기어(6)와 슬리이브(4)는 서로 상대 속도를 갖게 되고 이로 인하여 접촉 소음이 발생되기도 한다.

또한, 슬리이드(4)의 스플라인(4a)에는 도 1b에 도시된 바와 같이 역테이퍼부(4b)가 형성되어 싱크로 링(7)의 기어치(72) 및 클러치 기어(6)의 기어치(6a)와 결합되면서 상기 역테이퍼부(4b)의 폭이 확장되는 부분에서 걸림 저항이 발생되어 변속 조작감이 나빠지는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 싱크로 링과 스피드 기어의 클러치 기어에 결합되는 슬리이브 치를 내주면과 외주면에 별도로 형성함으로써 상대 속도차로 인한 소음을 줄일 수 있고 슬리이브와 싱크로 링 사이의 걸림감을 최소화하여 변속 조작감이 향상되도록 한 수동 변속기의 싱크로나이저를 제공하는 데 있다.

도 1a, 도 1b는 종래 수동 변속기의 싱크로나이저를 나타낸 부분 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 수동 변속기의 싱크로나이저를 나타낸 부분 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 기어치의 결합 상태를 나타낸 도면으로서,

도 3a는 슬리이브의 기어치와 스피드 기어의 기어치와 결합전 상태도,

도 3b는 슬리이브의 기어치와 싱크로나이저 링의 기어치와 결합전 상태도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

50 : 주축 52 : 허브 기어

53 : 변속 포오크 54 : 슬리이브

55 : 스피드 기어 57 : 싱크로나이저 링

58 : 싱크로나이저 키 59 : 싱크로나이저 스프링

H : 슬리이브의 외주면 기어치 I : 슬리이브의 내주면 기어치

J : 스피드 기어의 클러치 기어치 K : 싱크로 링의 기어치

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 수동 변속기의 싱크로나이저는, 주축에 고정된 허브 기어의 바깥 둘레에 물려 있고, 외주면 가운데 둘레에 변속 포오크의 끝단이 삽입되는 홈이 형성되며, 상기 홈의 양쪽 둘레면에 각각 내주면/외주면 기어치가 형성되어 변속 포오크의 작용으로 전후 이동되는 슬리이브와; 상기 슬리이브의 외주면 기어치와 결합되어 변속 동력을 전달토록 하는 스피드 기어와; 상기 슬리이브와 스피드 기어 사이에 위치되어 상기 슬리이브의 내주면 기어치와 치합되면서 상기 스피드 기어에 밀착되어 동기 작용이 일어나도록 하는 싱크로나이저 링이 포함되어 구성되면,

특히, 상기 슬리이브의 외주면 기어치는 그 선단이 상기 스피드 기어의 기어치와 용이하게 결합되도록 양측으로 경사진 챔퍼부가 형성되고, 상기 챔퍼부 끝에서 내측 방향으로 점차 폭이 좁아지는 역테이퍼부가 형성된 것을 특징으로 한다.

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

본 발명에 의한 수동 변속기의 싱크로나이저는 도 2에 도시된 바와 같이 주축(50)에 고정된 허브 기어(52)와, 상기 허브 기어(52)의 바깥 둘레에 물려 있고 내주면과 외주면에 기어치(H,I)가 형성되어 변속 포오크(53)의 작용으로 전후 이동되는 슬리이브(54)와, 상기 슬리이브(54)의 외주면 기어치(H)와 결합되어 변속 동력을 전달토록 하는 스피드 기어(55)와, 상기 슬리이브(54)와 스피드 기어(55) 사이에 위치되어 상기 슬리이브의 내주면 기어치(I)와 치합되면서 상기 스피드 기어(55)의 콘부분(55a)에 밀착되어 동기 작용이 일어나도록 하는 싱크로나이저(이하 '싱크로'라함) 링(57)으로 구성된다.

물론, 상기 허브 기어(52)와 슬리이브(54) 사이에는 슬리이브 이동시 싱크로링(57)과 결합되는 싱크로 키(58) 설치되고, 상기 싱크로 키(58)가 슬리이브(54) 내주 방향으로 흑장력을 갖도록 허브 기어(52)에 싱크로 스프링(59)이 장치되어 있다.

여기서, 상기 슬리이브(54)는 외주면 가운데 둘레에 변속 포오크(53)의 끝단이 삽입되는 홈(54a)이 형성되고, 상기 홈(54a)의 양쪽 둘레면에 상기 스피드 기어(55)의 클러치 기어치(J)와 결합되는 외주면 기어치(H)가 형성되며, 내주면에는 상기 싱크로나이저 링의 치(K)와 결합되는 내주면 기어치(I)가 형성된다.

그리고, 상기 슬리이브(54)의 외주면 기어치(H)는 도 3a에 도시된 바와 같이 그 선단이 상기 스피드 기어(55)의 클러치 기어치(J)와 용이하게 결합되도록 양측으로 경사진 챔퍼부(Hc)가 형성되고, 상기 챔퍼부(Hc) 끝에서 내측 방향으로 점차폭이 좁아지는 역테이퍼부(Ht)가 형성되고, 상기 슬리이브(54)의 내주면 기어치(1)는 도 3b에 도시된 바와 같이 그 양 끝단에 양측으로 경사진 챔퍼부(Ic)가 형성되고, 상기 일단의 챔퍼부에서 타단의 챔퍼부까지는 동일한 폭의 기어치로 연결되어있다.

또한, 상기 스피드 기어(55)는 그 외주면에 구동 기어와 치합되는 기어치(55b)가 형성되고, 상기 외주면 하측에 단턱부를 형성하여 그 내측면에 상기 슬리이브의 외주면 기어치(H)와 상하 방향으로 치합되는 클러치 기어치(J)가 형성된다.

상기 클러치 기어치(J)는 도 3a에서 그 선단이 슬리이브의 외주면 기어치(H)와의 결합이 용이토록 양측 방향으로 경사진 챔퍼부(Jc)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동 변속기의 싱크로나이저의 작용을 설명하면 다음과 같다.

변속 레버의 조작으로 변속 포오크(53)가 스피드 기어(55) 방향으로 작용력이 발생되면 허브 기어(52)의 외주면에 스플라인 결합된 슬리이브(54)도 스피드 기어(55) 방향으로 이동하게 된다. 이때, 상기 슬리이브(54)와 허브 기어(52) 사이의 싱크로 키(58)도 슬리이브(54)에 밀려 이동되면서 싱크로 링(57)에 결합되고, 계속해서 슬리이브(54)가 이동되면 싱크로 링(57)이 스피드 기어(55)의 콘부분(55a)에 밀착되는 동시에 슬리이브(54)의 내주면 기어치(1)가 싱크로 링의 기어치(K)에 결합되게 된다. 여기서, 상기 싱크로 링(57)이 스피드 기어(55)의 콘부분(55a)과 클러치 작용을 하게 되고, 이로 인하여 슬리이브(54)와 스피드 기어(55) 사이에 동기회전이 시작된다.

이와 같이. 상기 싱크로 링(57)에 의해 슬리이브(54)와 스피드 기어(55)의 동기 회전이 일정 정도 이루어지면서 슬리이브(54)가 계속 이동되어 그 외주면 기어치(H)가 스피드 기어의 클러치 기어치(J)와 내외 방향으로 치합되면서 변속 동력의 전달은 이루어지게 된다. 즉, 스피드 기어(55)의 회전력이 슬리이브(54)를 통해 허브 기어(52)에 전달되고 허브 기어(52)는 주축(50)에 스플라인 결합되어 주축(50)을 스피드 기어(55)와 같은 속도로 회전시키게 된다.

특히, 상기 작동 과정에서 상기 슬리이브(54)의 내주면 기어치(I)가 싱크로링(57)의 기어치(K)와 결합될 때 도 3b에서와 같이 슬리이브의 내주면 기어치(I)에 역테이퍼부가 형성되어 있지 않으므로 싱크로 링의 기어치(K)와의 결합시 걸림감이 거의 발생하지 않게 된다.

또한, 슬리이브(54)의 내주면 기어치(I)가 상기 싱크로 링의 기어치(K)와 치합되어 동기 클러치 작용이 일어나는 동시에 바로 외주면 기어치(H)가 스피드 기어의 클러치 기어치(J)와 결합되게 되므로 슬리이브(54)와 스피드 기어(55) 사이에 상도 속도가 발생되기도 전에 치합되어 결합접촉에 의한 소음을 줄일 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 수동 변속기의 싱크로나이저는 슬리이브(54)의 내주면 기어치(I)와 싱크로 링(57)의 기어치(K)와 결합되고 외주면 기어치(H)와 스피드 기어(55)의 클러치 기어치(J)와 결합되도록 분리되어 형성되어 있기 때문에 슬리이브(54)와 스피드 기어(55)의 상대 속도차에 의한 소음을 줄일 수 있고 슬리이브의 내주면 기어치(I)와 싱크로 링의 기어치(K)간의 걸림감이 최소화되어 변속 조작감이 향상되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 주축에 고정된 허브 기어의 바깥 둘레에 물려 있고, 외주면 가운데 둘레에 변속 포오크의 끝단이 삽입되는 홈이 형성되며, 상기 홈의 양쪽 둘레면에 각각 내주면/외주면 기어치가 형성되어 변속 포오크의 작용으로 전후 이등되는 슬리이브와; 상기 슬리이브의 외주면 기어치와 결합되어 변속 동력을 전달토록 하는 스피드기어와; 상기 슬리이브와 스피드 기어 사이에 위치되어 상기 슬리이브의 내주면 기어치와 치합되면서 상기 스피드 기어에 밀착되어 동기 작용이 일어나도록 하는 싱크로나이저 링이 포함되어 구성된 수동 변속기의 싱크로나이저에 있어서,

   상기 슬리이브의 외주면 기어치는 그 선단이 상기 스피드 기어의 기어치와 용이하게 결합되도록 양측으로 경사진 챔퍼부가 형성되고, 상기 챔퍼부 끝에서 내측 방향으로 점차 폭이 좁아지는 역테이퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 싱크로나이저.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리이브의 내주면 기어치는 그 양 끝단에 양측으로 경사진 챔퍼부가 형성되고, 상기 일단의 챔퍼부에서 타단의 챔퍼부까지는 동일한 폭의 기어치로 연결된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 싱크로나이저.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스피드 기어는 그 외주면에 구동 기어와 치합되는 기어치가 형성되고, 상기 외주면 하측에 단턱부를 형성하여 그 내측면에 상기 슬리이브의 외주면 기어치와 상하 방향으로 치합되는 클러치 기어치가 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 싱크로나이저.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 클러치 기어치는 그 선단이 슬리이브의 외주면 기어치와의 결합이 용이토록 양측 방향으로 경사진 챔퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 싱크로나이저.