KR100461806B1 - 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치가 싱크로나이저 허브에 형성된 슬롯부에 싱크로나이저 키 기구를 설치한 상태에서 싱크로나이저 허브와 슬리브를 결합시키게 되므로 조립성이 나쁜 문제점이 있기 때문에; 주축에 스플라인 결합되고 외주면 상에 기어가 형성되며 외주면의 3곳에 노치부가 형성된 싱크로나이저 허브와, 상기 싱크로나이저 허브에 스플라인 결합되어 회전되며 3곳의 구멍이 형성된 슬리브와, 주축에 베어링으로 결합되어 회전되는 스피드 기어의 일측에 형성된 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부에 결합되고 상기 슬리브의 이동시 클러치 기어와 함께 동기작용을 하는 싱크로나이저 링과, 상기 슬리브의 구멍에 결합되고 선단부가 상기 싱크로나이저 허브의 노치부에 접촉되어 동력을 전달하는 싱크로나이저 키 기구로 구성됨으로써; 싱크로나이저 허브와 슬리브가 결합된 상태에서 싱크로나이저 키 기구를 조립할 수 있으므로 조립 작용이 아주 용이하고 스프링이 장착된 케이스의 전후 이동이 가능하여 스프링을 교체하지 않고도 스프링 포스를 조절할 수 있는 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치에 관한 것이다.

Description

스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치{ The synchronizer by synchronizer key with spring }

본 발명은 차량의 변속을 위하여 주축과 변속기어의 회전 속도를 동기화시키는 동기장치에 관한 것으로서, 특히 동기장치에 사용되는 싱크로나이저 키와 싱크로나이저 스프링을 일체화하여 조립이 용이하게 한 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치에 관한 것이다.

자동차의 수동 변속기에 일반적으로 사용되는 싱크로 메시(Synchro-mesh)식 동기장치는 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림시에 상기 두 기어의 회전 속도를 동기시킨 후 기어가 서로 치합되도록 함으로써 부드러운 기어 치합으로 변속충격을 방지할 수 있도록 한다.

일반적인 동기장치는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진으로부터의 동력이 제공되는 주축(1)과, 상기 주축(1) 상에 항상 공회전하고 있으며 각단의 변속단을 결정하는 스피드 기어(5') 및 동기 작용에 사용되는 클러치 기어(6)가 일체로 형성된 스피드 기어 어셈블리(5)와, 외주면 상에 기어가 형성되고 상기 주축(1)에 스플라인으로 결합되어 있는 싱크로나이저 허브(2)와, 상기 스피드 기어 어셈블리(5)와 허브 기어(2) 사이에 위치하며 원추 클러치로 상기 클러치 기어(6)와 만나는 싱크로나이저 링(7)과, 상기 싱크로나이저 허브(2)의 기어에 스플라인 결합되어 시프트 포크(3)의 작동력을 전달받아 상기 클러치 기어(6)와 싱크로나이저 허브(2)를 연결토록 하여 주축(1)의 동력을 스피드 기어(5')로 전달하는 슬리브(4)와, 상기 스피드 기어(5')와 치합된 상태로 있다가 스피드 기어(5')에 동력이 제공되면 그 동력을 출력축으로 연결하는 부축기어 및 부축으로 구성되어 있다.

또한, 상기 싱크로나이저 링(7)의 원추 클러치 작동을 위해서 상기 싱크로나이저 허브(2)와 슬리브(4) 사이에 싱크로나이저 키(8) 및 싱크로나이저 스프링(9)이 설치되어 있다.

상기한 바와 같은 수동 변속기의 싱크로나이저는 운전자의 변속레버 조작력이 시프트 포크(3)를 통해 슬리브(4)에 제공되면, 상기 슬리브(4)는 허브 기어(2)의 바깥측에서 슬라이딩되면서 싱크로나이저 키(8)를 이동시키게 된다. 상기 싱크로나이저 키(8)는 이동되면서 싱크로나이저 링(7)에 압력을 제공하여 싱크로나이저 링(7)이 스피드 기어 어셈블리(5)의 클러치 기어(6)와 원추 클러치로 결합되게 한다. 이 과정에서 싱크로나이저 허브(2)와 스피드 기어 어셈블리(5)의 회전 속도차가 상쇄시키며 동기된다. 동기가 시작되면 슬리브(4)가 더욱 이동되면서 클러치 기어(6)에 완전히 치합되어 싱크로나이저 허브(2)와 클러치 기어(6)를 기계적으로 연결하여 동력이 전달되도록 한다.

여기서, 상기 싱크로나이저 스프링(9)은 탄성력을 이용하여 상기 싱크로나이저 키(8)가 상기 슬리브(4)의 안쪽면에 밀어 붙여져 있게 하여, 슬리브와 싱크로나이저 허브(2)가 동일한 속도로 회전되도록 한다.

그러나, 상기한 동기장치의 구조는 싱크로나이저 스프링과 싱크로나이저 키가 별개의 구조로 되어 있어 가공 및 조립이 쉽지 않은 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 여러 가지 방법이 고안되었으며, 그 중 하나가 싱크로나이저 키와 싱크로나이저 스프링을 일체화시킨 것이다.

도 2에는 종래의 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치가 도시되어 있다. 이 동기장치는 주축에 스플라인 결합되고 외주면 상에 기어(11")가 형성되며 외주면의 3곳에 슬롯부(11')가 형성된 싱크로나이저 허브(11)와, 상기 싱크로나이저 허브(11)에 스플라인 결합되어 회전되는 슬리브(12)와, 주축에 베어링으로 결합되어 회전되는 스피드 기어의 일측에 형성된 클러치 기어(13)와, 상기 클러치 기어(13)의 콘부에 결합되고 상기 슬리브(12)의 이동시 클러치 기어(13)와 함께 동기작용을 하는 싱크로나이저 링(14)과, 상기 싱크로나이저 허브(11)의 슬롯부(11')에 각각 삽입되고 선단부가 상기 슬리브(12)의 내측에 접촉되어 동력을 전달하는 싱크로나이저 키 기구(15)로 구성되어 있다.

상기 싱크로나이저 키 기구(15)는 상기 슬리브(12)의 내측면에 접촉되는 볼(15a)과, 탄성력을 이용하여 상기 볼(15a)이 상기 슬리브(12)의 내측면에 접하도록 하는 스프링(15b)과, 상기 싱크로나이저 허브(11)의 슬롯부(11')에 결합되고 상기 스프링(15b)이 내부에 설치되며 상기 볼(15a)의 이탈이 방지되는 구조로 형성된 케이스(15c)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치는 싱크로나이저 키 기구가 싱크로나이저 키와 싱크로나이저 스프링의 기능을 동시에 수행하고 있다.

변속이 진행되지 않은 경우에는 싱크로나이저 키 기구(15)의 볼이 슬리브(12)의 내측면에 접촉되어 슬리브(12)와 싱크로나이저 허브(11)가 일체화되어 주축과 동일한 속도로 회전되도록 한다. 즉, 싱크로나이저 허브(11)는 주축에 스플라인 결합되어 회전되고, 상기 슬리브(12)는 싱크로나이저 허브(11)에 싱크로나이저 키 기구(15)를 통해 결합되어 있으므로, 이들은 모두 동일한 속도로 회전된다.

시프트 포크를 움직여 변속을 하게 되면 시프트 포크에 결합된 슬리브(12)가 먼저 이동하게 되고, 슬리브(12)의 이동에 따라 싱크로나이저 링(14)과 클러치 기어(13)의 동기작용이 이루어진다. 이후, 상기 슬리브(12)가 클러치 기어(13)에 완전히 치합되면 상기 클러치 기어(13)가 포함된 스피드 기어가 주축과 동일한 속도로 회전하게 된다.

이때, 싱크로나이저 키 기구(15)의 볼(15a)은 상기 슬리브(12)의 이동에 따라 스프링(15b)을 압착하면서 안쪽으로 밀려들게 되지만, 상기 슬리브(12)와의 접촉은 항상 유지하고 있어 슬리브(12)가 싱크로나이저 허브(11)와 동일한 속도로 회전될 수 있게 한다. 또한, 싱크로나이저 링(14)이 동기되기 전에 볼(15a)이 상기 싱크로나이저 링(14)에 접촉되어 싱크로나이저 링(14)을 인덱스(index)시키고, 클러치 기어(13)의 콘부의 마찰 특성을 향상시키게 된다.

그러나, 상기한 종래의 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치는 싱크로나이저 허브에 형성된 슬롯부에 싱크로나이저 키 기구를 설치한 상태에서 싱크로나이저 허브와 슬리브를 결합시키게 되므로 조립성이 나쁜 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스프링이 포함된 싱크로나이저 키 기구를 싱크로나이저 허브가 아닌 슬리브에 나사 결합시킴으로써 조립이 용이하고 스프링의 특성 변화를 줄 수 있도록 한 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 수동 변속기의 동기장치가 도시된 단면도,

도 2는 종래의 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치가 도시된 단면도,

도 3은 종래의 싱크로나이저 허브가 도시된 도면,

도 4는 본 발명에 의한 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치가 도시된 단면도,

도 5는 본 발명의 요부 구성인 싱크로나이저 허브가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

51 : 싱크로나이저 허브 51' : 허브

52 : 슬리브 52' : 노치부

53 : 클러치 기어 54 : 싱크로나이저 링

55 : 싱크로나이저 키 기구 55a : 볼

55b : 스프링 55c : 케이스

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 주축에 스플라인 결합되고 외주면 상에 기어가 형성되며 외주면의 3곳에 노치부가 형성된 싱크로나이저 허브와, 상기 싱크로나이저 허브에 스플라인 결합되어 회전되며 3곳의 구멍이 형성된 슬리브와, 주축에 베어링으로 결합되어 회전되는 스피드 기어의 일측에 형성된 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부에 결합되고 상기 슬리브의 이동시 클러치 기어와 함께 동기작용을 하는 싱크로나이저 링과, 상기 슬리브의 구멍에 결합되고 선단부가 상기 싱크로나이저 허브의 노치부에 접촉되어 동력을 전달하는 싱크로나이저 키 기구를 포함하여 구성된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치에 있어서,상기 싱크로나이저 키 기구는 상기 싱크로나이저 허브의 노치부에 삽입되는 볼과, 탄성력을 이용하여 상기 볼이 상기 싱크로나이저 허브의 노치부에 접하도록 하는 스프링과, 상기 슬리브에 형성된 구멍에 나사결합되고 상기 스프링이 내부에 설치되며 상기 볼의 이탈이 방지되는 구조로 형성된 케이스로 구성된 것을 특징으로 한다.

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

본 발명에 의한 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 주축에 스플라인 결합되고 외주면 상에 기어(51")가 형성되며 외주면의 3곳에 노치부(51')가 형성된 싱크로나이저 허브(51)와, 상기 싱크로나이저 허브(51)에 스플라인 결합되어 회전되며 3곳의 구멍(52')이 형성된 슬리브(52)와, 주축에 베어링으로 결합되어 회전되는 스피드 기어의 일측에 형성된 클러치 기어(53)와, 상기 클러치 기어(53)의 콘부에 결합되고 상기 슬리브(52)의 이동시 클러치 기어(53)와 함께 동기작용을 하는 싱크로나이저 링(54)과, 상기 슬리브(52)의 구멍(52')에 결합되고 선단부가 상기 싱크로나이저 허브(51)의 노치부(51')에 접촉되어 동력을 전달하는 싱크로나이저 키 기구(55)로 구성된다.

상기 싱크로나이저 키 기구(55)는 상기 싱크로나이저 허브(51)의 노치부(51')에 삽입되는 볼(55a)과, 탄성력을 이용하여 상기 볼(55a)이 상기 싱크로나이저 허브(51)의 노치부(51')에 접하도록 하는 스프링(55b)과, 상기 슬리브(52)에 형성된 구멍(52')에 결합되고 상기 스프링(55b)이 내부에 설치되며 상기 볼(55a)의 이탈이 방지되는 구조로 형성된 케이스(55c)로 구성된다. 이때, 상기 구멍(52')의 내벽에는 나사산이 형성되고 상기 케이스(55c)의 외주면에도 역시 나사산이 형성되어 나사 결합되며, 상기 케이스(55c)의 끝단부 외측에는 드라이버용 홈(55d)이 형성되어 상기 케이스(55c)를 진퇴시킬 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치는 슬리브와 싱크로나이저 링을 개재한 상태에서 동기작용을 통해 클러치 기어에 치합되면서 클러치 기어가 포함된 스피드 기어가 주축과 동일한 속도로 회전되게 한다.

변속이 진행되지 않은 경우에는 싱크로나이저 키 기구(55)의 볼(55a)이 싱크로나이저 허브(51)의 노치부(51')에 접촉되어 슬리브(52)와 싱크로나이저 허브(51)가 일체화되어 주축과 동일한 속도로 회전되도록 한다. 즉, 싱크로나이저 허브(51)는 주축에 스플라인 결합되어 회전되고, 상기 슬리브(52)는 싱크로나이저 허브(51)에 싱크로나이저 키 기구(55)를 통해 결합되어 있으므로, 이들은 모두 동일한 속도로 회전된다.

시프트 포크를 움직여 변속을 하게 되면 시프트 포크에 결합된 슬리브(52)가 먼저 이동하게 되고, 슬리브(52)의 이동에 따라 싱크로나이저 링(54)과 클러치 기어(53)의 동기작용이 이루어진다. 이후, 상기 슬리브(52)가 클러치 기어(53)에 완전히 치합되면 상기 클러치 기어(53)가 포함된 스피드 기어가 주축과 동일한 속도로 회전하게 된다.

이때, 싱크로나이저 키 기구(55)의 볼(55a)은 상기 슬리브(52)의 이동에 따라 스프링(55b)을 압착하면서 안쪽으로 밀려들게 되지만, 상기 싱크로나이저 허브(51)와의 접촉은 항상 유지하고 있어 슬리브(52)와 싱크로나이저 허브(51)가 동일한 속도로 회전될 수 있게 한다.

여기서, 상기 싱크로나이저 키 기구는 상기 케이스가 슬리브에 나사 결합되어 있으므로, 케이스의 끝단부에 형성된 드라이버용 홈에 드라이버를 삽입하여 케이스를 회전시킬 경우 케이스의 전후 이동이 가능하게 되며, 상기 케이스의 전후 이동을 이용하면 스프링을 교체하지 않고도 스프링 포스를 가감할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치는 싱크로나이저 허브와 슬리브가 결합된 상태에서 싱크로나이저 키 기구를 조립할 수 있으므로 조립 작용이 아주 용이하고 스프링이 장착된 케이스의 전후 이동이 가능하여 스프링을 교체하지 않고도 스프링 포스를 조절할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 주축에 스플라인 결합되고 외주면 상에 기어가 형성되며 외주면의 3곳에 노치부가 형성된 싱크로나이저 허브와, 상기 싱크로나이저 허브에 스플라인 결합되어 회전되며 3곳의 구멍이 형성된 슬리브와, 주축에 베어링으로 결합되어 회전되는 스피드 기어의 일측에 형성된 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부에 결합되고 상기 슬리브의 이동시 클러치 기어와 함께 동기작용을 하는 싱크로나이저 링과, 상기 슬리브의 구멍에 결합되고 선단부가 상기 싱크로나이저 허브의 노치부에 접촉되어 동력을 전달하는 싱크로나이저 키 기구를 포함하여 구성된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치에 있어서,

   상기 싱크로나이저 키 기구는 상기 싱크로나이저 허브의 노치부에 삽입된느 볼과, 탄성력을 이용하여 상기 볼이 상기 싱크로나이저 허브의 노치부에 접하도록 하는 스프링과, 상기 슬리브에 형성된 구멍에 나사결합되고 상기 스프링이 내부에 설치되며 상기 볼의 이탈이 방지되는 구조로 형성된 케이스로 구성된 것을 특징으로 하는 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이스의 끝단부 외측에는 상기 케이스를 진퇴시킬 수 있도록 드라이버용 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 스프링이 구비된 싱크로나이저 키를 이용한 동기장치.