KR100489395B1 - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 싱크로나이저 키를 탄지하는 C형 스프링에 상기 C형 스프링의 끝단이 허브를 향해 축방향으로 절곡된 형상의 이탈 방지턱이 형성되고, 변속시 상기 C형 스프링이 축방향 및 반경방향으로 유동될 수 있도록 상기 허브의 측면에 상기 이탈 방지턱이 삽입되는 홀이 형성되기 때문에 변속시 상기 C형 스프링이 항상 각 싱크로나이저 키에 균일한 탄성력을 부여할 수 있어 동기 성능 및 내구성이 향상될 수 있다.

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 특히 슬리브의 이동시 C형 스프링이 각 싱크로나이저 키에 균일한 탄성력을 부여할 수 있도록 C형 스프링의 이탈 방지턱이 허브에 축방향 및 반경방향으로 유동 가능하게 삽입된 수동변속기의 동기장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 동기 물림식 동기장치의 반 단면도이다.

종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 엔진으로부터 구동력이 전달되는 주축(2)에 허브(4)가 스플라인 결합되어 상기 주축(2)과 일체로 회전되고, 상기 허브(4)의 외주면 기어부(5)에는 슬리브(6)가 변속시 축방향으로 이동 가능토록 치합되며, 상기 허브(4)의 양측에는 스피드 기어(8)와 일체로 회전되는 클러치 기어(10)가 배치되어 상기 슬리브(6)와 선택적으로 치합되고, 상기 클러치 기어(10)의 콘부(11)에는 변속시 상기 클러치 기어(10)와 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링(12)이 결합된다.

그리고, 상기 허브(2)의 외주면에는 원주 방향으로 3개의 싱크로나이저 키(14)가 삽입되고, 상기 싱크로나이저 키(14)의 내측면에는 변속시 상기 싱크로나이저 키(14)가 상기 슬리브(6)와 함께 이동될 수 있도록 상기 싱크로나이저 키(14)를 상기 슬리브(6)의 내주면에 밀착시키는 한 쌍의 C형 스프링(16)이 탄지되어 있다.

여기서, 상기 싱크로나이저 키(14)는 변속시 상기 싱크로나이저 링(12)에 축방향 작용력을 부여하여 상기 싱크로나이저 링(12)과 클러치 기어(10)가 동기 작용을 수행할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 C형 스프링(16)은 변속시 상기 싱크로나이저 키(14)의 눌림에 따라 반경방향으로 변형되면서 상기 싱크로나이저 키(14)를 지지하고, 일측에 상기 싱크로나이저 키(14)와의 결합이 해제되지 않도록 이탈 방지턱이 형성되어 있다.

즉, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 이탈 방지턱(17)은 상기 C형 스프링(16)의 양 끝단이 각각 반경방향으로 수직하게 절곡된 형상으로 형성되어, 상기 허브(4)의 기어부(5) 내측단과 접촉됨으로써 상기 슬리브(6)의 이동시 상기 허브(5)의 기어부(5)와의 마찰에 의해 상기 C형 스프링(16)과 싱크로나이저 키(14)의 결합이 해제되는 것을 방지한다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 이탈 방지턱(18)은 상기 C형 스프링(16)의 어느 한 끝단이 반경방향으로 수직하게 절곡되되, 상기 허브(4)의 기어부(5)에 반경방향으로 형성된 걸림홀(5a)에 반경방향으로 삽입되어 걸림될 수 있도록 절곡된 형상으로 형성된다.

또한, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 싱크로나이저 키(14)의 내측면에 반경방향으로 스프링 홈(14a)이 형성되고, 상기 이탈 방지턱(19)은 상기 C형 스프링(16)의 일부위가 상기 스프링 홈(14a)에 반경방향으로 삽입되어 걸림될 수 있도록 굽혀진 형상으로 형성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 2a의 경우, 이탈 방지턱(16)과 허브(4)의 마찰로 인해 상기 이탈 방지턱(16) 및 허브(4)가 마모되기 쉽고, 도 2b의 경우 슬리브(6)의 이동시 상기 C형 스프링(16)의 일측 끝단은 상기 허브(4)에 구속되고 상기 C형 스프링(18)의 타측 끝단은 구속되지 않은 상태이므로 3개의 싱크로나이저 키(14)에 균일한 탄성력이 작용하지 못하여 싱크로나이저 링(12)이 기울어지고 변속 성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 도 2c의 경우 도 2a와 도 2b와 같은 문제점이 해결되나, 싱크로나이저 키(14)의 스프링 홈(14a)으로 인해 상기 싱크로나이저 키(14)를 크게 형성해야 하기 때문에 설계적 제약이 뒤따르는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이탈 방지턱의 구조를 개선하여 설계적 제약을 받지 않음과 아울러 C형 스프링이 각 싱크로나이저 키를 균일하게 탄성 지지하여 변속 성능의 저하를 방지할 수 있는 수동변속기의 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 수동변속기의 주축과 같이 회전되는 허브와; 상기 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하게 치합되는 슬리브와; 상기 허브의 양측에 배치되어 상기 슬리브와 선택적으로 치합되는 클러치 기어와; 상기 클러치 기어의 콘부에 결합된 싱크로나이저 링과; 상기 허브의 키홈에 삽입되어 상기 슬리브의 이동시 상기 클러치 기어와 싱크로나이저 키가 동기 작용을 수행하도록 상기 싱크로나이저 링에 축방향 작용력을 부여하는 싱크로나이저 키와; 상기 싱크로나이저 키가 상기 슬리브의 내주면에 밀착되도록 지지하는 C형 스프링을 포함하고,

특히, 상기 C형 스프링은 일측에 상기 허브의 측면을 향해 이탈 방지턱이 형성되고, 상기 허브의 측면에는 상기 이탈 방지턱이 축방향으로 삽입되는 홀이 형성되어 상기 C형 스프링이 축방향 및 반경방향으로 이동이 가능하고, 상기 허브의 측면에 형성된 홀은 그 직경이 상기 싱크로나이저 키의 반경방향 스트로크와 같은 것을 특징으로 한다.

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

상기 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 엔진의 구동력을 전달받는 주축(52)에 스플라인 결합되어 상기 주축(52)과 같이 회전되는 허브(54)와, 상기 허브(54)의 외주면에 형성된 기어부(55)에 변속 조작시 축방향으로 이동 가능하게 치합되어 슬리브(56)와, 상기 허브(54)의 양측에서 상기 주축(52)에 회전 가능하게 결합된 스피드 기어(59)에 고정되어 상기 슬리브(56)와 선택적으로 치합되는 클러치 기어(58)와, 상기 클러치 기어(58)의 콘부(58a)에 결합되는 싱크로나이저 링(60)과, 상기 허브(54)의 키홈(54a)에 삽입되어 상기 슬리브(56)의 이동시 상기 클러치 기어(58)와 싱크로나이저 링(60)이 마찰되어 동기 작용을 수행하도록 상기 싱크로나이저 링(60)에 축방향 작용력을 부여하는 3개의 싱크로나이저 키(62)와, 상기 싱크로나이저 키(62)가 상기 슬리브(56)의 내측면에 밀착되도록 지지하는 한 쌍의 C형 스프링(64)을 포함하여 구성된다.

특히, 본 발명은 상기 C형 스프링(64)의 일측에 상기 허브(54)의 축방향과 평행하도록 상기 허브(54)의 측면(54b)을 향해 이탈 방지턱(66)이 형성되고, 상기 허브(54)의 측면(54b)에 상기 이탈 방지턱(66)이 축방향으로 삽입되는 홀(54c)이 형성되어, 상기 슬리브(56)의 이동시 상기 C형 스프링(64)이 상기 허브(54)의 축방향 및 반경방향으로 이동이 가능토록 한 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 이탈 방지턱(66)은 상기 C형 스프링(64)의 끝단이 상기 허브(54)의 측면(54b)을 향해 수직하게 절곡된 형상으로 형성되고, 상기 허브(54)의 홀(54c)은 상기 슬리브(56)의 이동시 상기 싱크로나이저 키(62)가 상기 슬리브(56)에 의해 반경방향으로 눌려지므로 상기 싱크로나이저 키(62)가 반경방향으로 눌려짐에 따라 상기 C형 스프링(64)이 반경방향으로 탄력적으로 변형될 수 있도록 그 직경이 상기 싱크로나이저 키(62)의 반경방향 스트로크와 대응되게 형성된다.

여기에서, 상기 이탈 방지턱(66)은 상기 C형 스프링(64)의 양 끝단 중 어느 하나의 끝단에만 형성되고, 상기 C형 스프링(64)이 상기 싱크로나이저 키(62)와 함께 축방향으로 이동되더라도 상기 허브(54)의 홀(54c)에서 이탈되지 않도록 상기 허브(54)의 축방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

변속시 상기 슬리브(56)가 축방향으로 이동되면, 상기 싱크로나이저 키(62)를 통해 상기 싱크로나이저 링(60)이 축방향 작용력을 전달받아 상기 클러치 기어(58)의 콘부(58a)와 마찰되면서 동기 작용을 행하고, 동기 완료 후 상기 슬리브(56)가 상기 클러치 기어(58)와 치합되면 상기 스피드 기어(59)가 상기 주축(52)과 기계적으로 연결되어 엔진의 구동력을 전달받는다.

이 때, 상기 슬리브(56)가 이동되면 상기 싱크로나이저 키(62)는 상기 슬리브(56)에 걸림되어 함께 이동되어 상기 싱크로나이저 링(60)에 축방향 작용력을 부여하되, 상기 싱크로나이저 링(60)에 의해 축방향 이동이 구속되므로 상기 슬리브(56)와의 결합이 해제되면서 반경방향으로 눌림된다.

그리고, 상기 C형 스프링(64)은 상기 이탈 방지턱(66)이 상기 허브(54)의 홀(54c)에서 축방향으로 이동 가능하기 때문에 전체적으로 상기 싱크로나이저 키(62)와 함께 축방향으로 유동되면서 상기 싱크로나이저 키(62) 3개를 항상 균일하게 탄지하고, 상기 이탈 방지턱(66)이 상기 허브(54)의 홀(54c)에서 반경방향으로 유동 가능하기 때문에 상기 싱크로나이저 키(62)가 반경방향으로 눌림에 따라 반경방향으로 탄력적으로 변형되면서 상기 싱크로나이저 키(62)를 탄지한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 싱크로나이저 키를 탄지하는 C형 스프링에 상기 C형 스프링의 끝단이 허브를 향해 축방향으로 절곡된 형상의 이탈 방지턱이 형성되고, 변속시 상기 C형 스프링이 축방향 및 반경방향으로 유동될 수 있도록 상기 허브의 측면에 상기 이탈 방지턱이 삽입되는 홀이 형성되기 때문에 변속시 상기 C형 스프링이 항상 각 싱크로나이저 키에 균일한 탄성력을 부여할 수 있어 동기 성능 및 내구성이 향상될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치 반단면도,

도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 이탈 방지턱이 도시된 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치 반단면도,

도 4는 본 발명에 따른 이탈 방지턱이 도시된 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 이탈 방지턱이 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 주축 54 : 허브

54c : 허브의 홀 56 : 슬리브

58 : 클러치 기어 60 : 싱크로나이저 링

62 : 싱크로나이저 키 64 : C형 스프링

66 : 이탈 방지턱

Claims (4)

1. 수동변속기의 주축과 같이 회전되는 허브와; 상기 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하게 치합되는 슬리브와; 상기 허브의 양측에 배치되어 상기 슬리브와 선택적으로 치합되는 클러치 기어와; 상기 클러치 기어의 콘부에 결합된 싱크로나이저 링과; 상기 허브의 키홈에 삽입되어 상기 슬리브의 이동시 상기 클러치 기어와 싱크로나이저 키가 동기 작용을 수행하도록 상기 싱크로나이저 링에 축방향 작용력을 부여하는 싱크로나이저 키와; 상기 싱크로나이저 키가 상기 슬리브의 내주면에 밀착되도록 지지하는 C형 스프링을 포함하는 수동변속기용 동기장치에 있어서,

   상기 C형 스프링은 일측에 상기 허브의 측면을 향해 이탈 방지턱이 형성되고, 상기 허브의 측면에는 상기 이탈 방지턱이 축방향으로 삽입되는 홀이 형성되어 상기 C형 스프링이 축방향 및 반경방향으로 이동이 가능하고, 상기 허브의 측면에 형성된 홀은 그 직경이 상기 싱크로나이저 키의 반경방향 스트로크와 같은 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이탈 방지턱은 상기 C형 스프링의 끝단이 상기 허브의 측면을 향해 절곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 이탈 방지턱은 상기 C형 스프링의 양 끝단 중 어느 하나의 끝단이 절곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
4. 삭제