KR100435543B1 - 수동변속기용 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 슬리브의 내측면에 볼록한 그루브가 형성되고 싱크로나이저 키의 외측면에 오목한 그루브가 형성되어 상기 슬리브와 싱크로나이저 키 사이에 볼이 삽입됨으로써, 상기 슬리브와 싱크로나이저 키가 구름접촉을 유지하므로 상기 슬리브의 축방향 이동시 상대 이동에 따른 마찰력이 감소되어 변속감이 향상될 수 있다.

Description

수동변속기용 동기장치{Synchronizing of manual transmission}

본 발명은 수동변속기용 동기장치에 관한 것으로서, 특히 슬리브의 축방향 이동시 싱크로나이저 키로 인해 상기 슬리브에 마찰력이 가중되어 변속감이 저하되지 않도록 구조가 개선된 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 수동변속기용 동기장치는 도 1에 도시된 바와 같이 싱크로나이저 허브(104)가 엔진의 회전력을 전달받아 회전되는 입력축(102)의 스플라인에 맞물려 함께 회전되고, 상기 싱크로나이저 허브(104)의 외주면 기어부에 슬리브(106)가 축방향 이동 가능하게 장착되며, 상기 슬리브(106)의 이동시 싱크로나이저 링(108)이 축방향 작용력을 받아 클러치 기어(110)의 콘부와 마찰되어 동기 작용이 이루어진다.

여기서, 상기 싱크로나이저 허브(104)의 외주면에는 원주방향으로 일정간격을 유지하며 형성된 키홈부에 싱크로나이저 키(112)가 삽입되고, 상기 싱크로나이저 키(112)는 저면에 배치된 C-스프링(114) 또는 도 2에 도시된 바와 같이 코일 스프링(115)에 의해 탄성 가능하게 지지된다.

또한, 상기 싱크로나이저 키(112)의 외측면에는 반경방향으로 돌출되어 상기 슬리브(106)의 내측면 키홈(106a)에 삽입된 돌기(112a)가 형성되므로, 상기 슬리브(106)의 이동시 상기 싱크로나이저 키(112) 또한 같이 축방향 이동되어 상기 싱크로나이저 링(108)에 축방향 작용력을 부여하다.

이처럼 동기 작용이 이루어진 다음, 상기 슬리브(106)가 축방향으로 더욱 힘을 받아 싱크로나이저 링(108) 및 클러치 기어(110)의 기어치를 통과하면 상기 클러치 기어(110)와 일체로 형성된 스피드 기어(116)와 상기 슬리브(106)가 치합됨으로써, 상기 스피드 기어(116)가 입력축(102)과 기계적으로 연결되어 변속 작용이 완료된다.

여기서, 상기 스피드 기어(116)는 출력축(미도시)의 각 변속단 위치에서 상기 출력축과 연동되게 장착된 변속단 기어(미도시)와 각각 일정한 기어비로 상시 치합되어 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 수동변속기용 동기장치는 동기 작용시 상기 싱크로나이저 키(112)의 돌기(112a)가 상기 슬리브(106)의 축방향 이동을 구속하는 작용을 하므로 상기 슬리브(106)에 마찰력이 발생되어 변속 조작감이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 싱크로나이저 키(112)에 관통된 홀(112b)이 형성되고, 상기 싱크로나이저 키(112)의 홀(112b)에 싱크로나이저 볼(113)이 삽입된다.

이와 같은 싱크로나이저 볼(113)은 상기 스프링(115) 위에 안착된 상태에서 상기 슬리브(106)의 내측면에 눌려져 상기 슬리브(106)와 점접촉을 유지하므로 동기 작용시 슬리브(106)에 마찰력이 크게 작용되지 않도록 하면서 동기 위치를 제한하여 변속감이 저하되는 것이 방지된다.

여기서, 상기 싱크로나이저 키와 스프링, 싱크로나이저 볼은 도 4에 도시된 바와 같이 기능적 향상을 위해 일체로 형성되기도 한다.

그러나, 이와 같은 동기 장치도 싱크로나이저 볼(113)이 상기 슬리브(106)의축방향 이동시 상기 슬리브(106)의 내측면 굴곡 변화에 따라 반경방향으로 승/하강하므로, 상기 싱크로나이저 키(112)는 상기 싱크로나이저 볼(113)이 승/하강하면서 이탈되지 않도록 충분히 두꺼워야 하는 문제점이 있다.

또한, 싱크로나이저 키와 스프링, 싱크로나이저 볼이 일체로 형성되면 상기와 같은 문제점이 해결될 수 있지만, 정밀 프레스 작업이 필요한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬리브의 축방향 이동시 상기 슬리브와 싱크로나이저 키의 상대 이동에 따른 마찰력을 감소시켜 변속감이 향상된 수동변속기용 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 제1 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도,

도 2는 종래의 제2 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도,

도 3은 종래의 제3 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도,

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도,

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 : 변속기 입력축 4 : 싱크로나이저 허브

6 : 슬리브 8 : 싱크로나이저 링

10 : 클러치 기어 12 : 싱크로나이저 키

14 : 스프링 20 : 구름부재

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 변속기의 입력축에 고정된 싱크로나이저 허브와, 상기 싱크로나이저 허브의 외주면에 축방향 이동 가능하게 치합된 슬리브와, 상기 슬리브의 이동시 축방향 작용력을 받는 싱크로나이저 링과, 상기 싱크로나이저 링과 동기 작용을 행하는 클러치 기어와, 상기 싱크로나이저 허브의 키홈부에 삽입되어 상기 슬리브의 동기 위치를 제한하는 싱크로나이저 키와, 상기 슬리브의 내주면에 볼록하게 파인 그루브와 상기 슬리브의 홈과 대향되는 부분의 싱크로나이저 키에 오목하게 파인 그루브 사이에 내재된 구형상의 구름부재를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도이다.

상기 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 변속기의 입력축(2)에 고정된 싱크로나이저 허브(4)와, 상기 싱크로나이저 허브(4)의 외주면에 축방향 이동 가능하게 치합된 슬리브(6)와, 상기 슬리브(6)의 이동시 축방향 작용력을 받는 싱크로나이저 링(8)과, 상기 싱크로나이저 링(8)과 동기 작용이 이루어진 다음 상기 슬리브(6)와 치합되는 클러치 기어(10)와, 상기 클러치 기어(10)와 일체로 형성되고 변속기의 출력축(미도시)에 장착된 변속단 기어(미도시)와 상시 물림된 스피드 기어(16) 등으로 이루어진다.

또한, 상기 싱크로나이저 허브(4)에 형성된 키홈부에 삽입되고 상기 슬리브(6)의 내측면에 눌려져 상기 슬리브(6)의 동기 위치를 제한하는 싱크로나이저 키(12)와, 상기 싱크로나이저 키(12)의 저면에 탄지되어 있는 스프링(14)과, 상기 싱크로나이저 키(12)와 슬리브(6) 사이에 배치되어 슬리브(6)와 싱크로나이저 키(12)의 상대 이동에 따른 마찰력을 저감시키는 구름부재(20)를 포함한다.

여기서, 상기 싱크로나이저 허브(4)는 외주면에 원주방향으로 120˚간격을 유지하며 3개의 키홈부(미도시)가 형성되어 있고, 상기 키홈부에 1개의 싱크로나이저 키(12)와 1개의 스프링(14)이 한 조를 이루어 각각 삽입되어 있다.

상기 스프링(14)은 일반적으로 상기 싱크로나이저 키(12)를 탄성 가능하게 지지하는 역할을 하며, 도 4에 도시된 바와 같이 일측이 개방되어 상기 3개의 싱크로나이저 키(12)를 동시에 지지하는 C-스프링(14)이거나, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 싱크로나이저 키(12)의 저면에 각각 배치되어 상기 싱크로나이저 키(12)를 반경방향으로 지지하는 코일 스프링(15)이 적용된다.

상기 구름부재(20)는 상기 슬리브(6)와 싱크로나이저 키(12)가 구름 접촉을 유지하도록 상기 슬리브(6)의 내측면에 볼록하게 파인 그루브(6a)와 싱크로나이저 키(12)의 외측면에 오목하게 파인 그루브(12a)에 내재된 구형상의 볼(20)로 구성된다.

여기서, 상기 볼(20)은 스프링(14, 15) 위에 직접 안착되지 않으므로 싱크로나이저 키(12)는 슬리브(6)의 축방향 이동에 따른 볼(20)의 이탈을 감안하여 두껍게 제작될 필요가 없다.그리고, 상기 슬리브(6)의 그루브(6a) 및 싱크로나이저 키(12)의 그루브(12a)는 상호 대향되게 반구형으로 형성되어 상기 볼(20)의 상반구와 하반구가 각각 삽입된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

변속 작용시 슬리브(6)가 축방향으로 이동되면, 상기 슬리브(6)와 함께 싱크로나이저 키(12)가 축방향으로 이동되어 상기 싱크로나이저 링(8)에 축방향 작용력을 부여하고, 상기 싱크로나이저 링(8)은 클러치 기어(10) 측으로 밀리면서 상기 클러치 기어(10)와 마찰 작용된다.

이 때, 상기 슬리브(6)는 동기 전에 슬리브(6)와 클러치 기어(10)의 치합을 방지하기 위해 상기 싱크로나이저 키(12)와의 사이에 내재된 볼(20)로 인해 축방향 이동이 제한되더라도 상기 싱크로나이저 키(12)와 구름 접촉을 유지하므로, 상기싱크로나이저 키(12)와의 상대 이동으로 인한 마찰력이 작아 운전자에게 전달되는 변속 저항감이 크지 않다.

이와 같은 상태에서 동기 작용이 완료되고 슬리브(6)가 축방향으로 더욱 힘을 받으면 상기 슬리브(6)와 싱크로나이저 키(12)의 결합이 해제되고 상기 슬리브(6)는 싱크로나이저 링(8)의 기어치를 통과하여 상기 클러치 기어(10)와 치합된다.

상기 클러치 기어(10)는 상기 슬리브(6)와 치합됨에 따라 입력축(2)의 회전력을 상기 슬리브(6)를 통해 전달받아 이를 일체로 형성된 스피드 기어(16)에 전달하므로 상기 스피드 기어(16)와 일정한 기어비로 상시 물림된 출력축의 변속단 기어가 구동되어 변속 작용이 완료된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 슬리브의 내측면에 볼록한 그루브가 형성되고 싱크로나이저 키의 외측면에 오목한 그루브가 형성되어 상기 슬리브와 싱크로나이저 키 사이에 볼이 삽입됨으로써, 상기 슬리브와 싱크로나이저 키가 구름접촉을 유지하므로 상기 슬리브의 축방향 이동시 상대 이동에 따른 마찰력이 감소되어 변속감이 향상될 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 변속기의 입력축에 고정된 싱크로나이저 허브와, 상기 싱크로나이저 허브의 외주면에 축방향 이동 가능하게 치합된 슬리브와, 상기 슬리브의 이동시 축방향 작용력을 받는 싱크로나이저 링과, 상기 싱크로나이저 링과 동기 작용을 행하는 클러치 기어와, 상기 싱크로나이저 허브의 키홈부에 삽입되어 상기 슬리브의 동기 위치를 제한하는 싱크로나이저 키와, 상기 슬리브의 내주면에 볼록하게 파인 그루브와 상기 슬리브의 홈과 대향되는 부분의 싱크로나이저 키에 오목하게 파인 그루브 사이에 내재된 구형상의 구름부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브의 그루브 및 싱크로나이저 키의 그루브는 상호 대향되게 반구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.