KR100504662B1 - 수동 변속기의 동기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기에서 동기 작용을 하면서 변속 동력을 전달하는 동기 장치에 관한 것으로서, 축 상에 결합되고, 외주면에 복수의 키홈이 형성된 허브 기어와; 상기 허브 기어의 외주에 결합되어 운전자의 변속 조작에 의해 축방향으로 이동되는 슬리브와; 상기 허브 기어의 키홈에 각각 삽입되어, 상기 슬리브가 이동될 때 슬리브에 밀리면서 싱크로나이저 링을 밀어주는 복수의 싱크로나이저 키와; 상기 허브 기어에 장착되어 상기 싱크로나이저 키를 상기 슬리브 방향으로 밀어주는 싱크로나이저 스프링과; 상기 슬리브와 싱크로나이저 키에 각각 구비되어 슬리브와 싱크로나이저 키 사이의 마찰 저항이 감소되도록 척력을 발생시키는 자성수단을 포함함으로써, 싱크로나이저 키와 슬리브 사이에 상호 접촉 마찰이 감소되어 윤활 부족에 따른 마모 발생을 줄임과 동시에 변속 조작감이 향상되도록 하는 효과를 제공하게 된다.

Description

수동 변속기의 동기 장치{Synchronizer for Manual Transmission}

본 발명은 수동 변속기에서 동기 작용을 하면서 변속 동력을 전달하는 동기 장치에 관한 것으로서, 특히 싱크로나이저 키와 슬리브 사이에 상호 접촉 마찰이 감소되도록 자성체를 구비함으로써 윤활 부족에 따른 마모 발생을 줄임과 동시에 변속 조작감이 향상되도록 한 수동 변속기의 동기 장치에 관한 것이다.

수동 변속기의 동기 장치는 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림시에 상기 두 기어의 회전 속도를 동기시킨 후 기어가 서로 치합되도록 함으로써 부드러운 기어 치합으로 변속충격을 방지하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 수동 변속기의 동기 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 운전자의 변속레버 조작력이 시프트 포크(3)를 통해 슬리브(4)에 제공되면, 상기 슬리브(4)는 주축(1)에 장착된 허브 기어(2)의 바깥 측에서 슬라이딩되면서 싱크로나이저 키(8)를 이동시키고, 이렇게 이동되는 싱크로나이저 키(8)는 싱크로나이저 링(7)에 압력을 제공하게 된다.

이때, 상기 싱크로나이저 링(7)은 스피드 기어(5)의 클러치 기어(6)와 원추 클러치로 결합되면서 허브 기어(2)와 스피드 기어(5)의 회전 속도차를 상쇄시키며 동기한다.

상기와 같이 동기되면 슬리브(4)가 더욱 이동되면서 클러치 기어(6)에 완전히 치합되어 허브 기어(2)와 클러치 기어(6)를 기계적으로 연결하므로써 변속 동력을 전달할 수 있게 된다.

이와 같은 동기 장치에서 상기 슬리브(4)와 싱크로나이저 키(8)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중립 위치시에 싱크로나이저 키(8)와 슬리브(4)가 허브 기어(2)의 중앙 쪽에 위치되고, 상기 싱크로나이저 키(8)는 스프링(9)의 탄성력을 제공받는 상태에서 돌기(8a) 부분이 슬리브(4)의 홈부(4a)에 삽입된 상태로 있게 된다.

이와 같은 상태에서 기어 변속을 실시하게 되면 슬리브(4)가 클러치 기어(6) 방향으로 이동하게 되고, 이때, 싱크로나이저 키(8)도 돌기(8a)와 홈부(4a)의 마찰력에 의해 싱크로나이저 링(7) 방향으로 일정 이동하면서 싱크로나이저 링(7)을 밀어 싱크로나이저 링(7)과 클러치 기어(6) 사이에 동기 회전이 일어나도록 한다.

이후, 기어 변속이 완료되면 슬리브(4)는 싱크로나이저 키(8)를 완전히 타고 넘어가면서 클러치 기어(6)와 치합되고, 싱크로나이저 키(8)는 상기 슬리브(4)에 눌려 있는 상태가 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 수동 변속기의 동기 장치는 슬리브(4)와 싱크로나이저 키(8)가 상호 접촉되는 부분이 슬리브(4)에 의해 외측과 막혀 있기 때문에 외부로부터 윤활오일이 원활하게 공급되기 어렵고, 주축(1)과 허브 기어(2) 쪽의 오일 통로를 통해 공급되는 윤활 오일도 원심력 때문에 충분한 윤활 상태를 제공하지 못한 채 외부로 빠져나가게 된다.

이에 따라 기어 변속시에 슬리브(4)의 내측면과 홈부(4a)에 싱크로나이저 키(8)의 돌기(8a) 부분이 직접 접촉하면서 마찰 발생이 커지게 되고, 변속 조작감도 현저히 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬리브와 싱크로나이저 키 사이의 상호 접촉 부분에 동일 자성체를 구비하여 반발력이 발생하도록 구성함으로써 접촉 부분의 마모 발생을 최소화하고, 변속 조작감도 향상되도록 하는 수동 변속기의 동기 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치는, 축 상에 결합되고, 외주면에 복수의 키홈이 형성된 허브 기어와; 상기 허브 기어의 외주에 결합되어 운전자의 변속 조작에 의해 축방향으로 이동되는 슬리브와; 상기 허브 기어의 키홈에 각각 삽입되어, 상기 슬리브가 이동될 때 슬리브에 밀리면서 싱크로나이저 링을 밀어주는 복수의 싱크로나이저 키와; 상기 허브 기어에 장착되어 상기 싱크로나이저 키를 상기 슬리브 방향으로 밀어주는 탄성 부재와; 상기 슬리브와 싱크로나이저 키에 각각 구비되어 슬리브와 싱크로나이저 키 사이의 마찰 저항이 감소되도록 척력을 발생시키는 자성수단을 포함한 것을 포함한 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치가 도시된 단면도이다.

본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 주축(51) 상에 스플라인 결합되거나 공회전되게 결합된 허브 기어(52)와, 변속 조작에 의해 축방향으로 이동되도록 상기 허브 기어(52)의 외주에 결합되는 슬리브(60)와, 상기 허브 기어(52)와 슬리브(60) 사이에 장착된 싱크로나이저 키(70)와, 상기 허브 기어(52)에 장착되어 상기 싱크로나이저 키(70)를 상기 슬리브(60) 방향으로 밀어주는 싱크로나이저 스프링(59)과, 상기 허브 기어(52)의 측면에서 주축(51)상에 결합되어 기어 변속시 상기 슬리브(60)와 치합되는 클러치 기어(56) 및 스피드 기어(55)와, 상기 슬리브(60)와 클러치 기어(56) 사이에 위치되어 기어 변속시 동기 회전이 이루어지도록 하는 싱크로나이저 링(57)으로 구성된다.

상기 슬리브(60)는 그 내주면 중앙에 복수의 홈부(65)가 형성되고, 상기 싱크로나이저 키(70)는 상기 슬리브(60)의 홈부(65)에 대응되도록 상측 중앙부에 돌기(75)가 형성된다.

특히, 상기 슬리브(60)와 싱크로나이저 키(70)에는 슬리브와 싱크로나이저 키 사이의 상호 접촉 부분의 마찰 저항이 감소되도록 척력을 발생시키는 자성수단이 각각 구비된다. 즉, 상기 자성수단은 슬리브(60)와 싱크로나이저 키(70) 사이의 상호 마주하는 부분이 직접 접촉이 아닌 자력에 의해 일정한 간극을 가진 상태가 유지되도록 반발력을 제공하게 된다.

여기서, 상기 자성수단은 상기 슬리브(60)와 싱크로나이저 키(70)의 전체가 자성체로 이루어져 상호 접촉되는 부분이 동일 극을 갖도록 구성될 수 있다. 이때, 슬리브(60)와 싱크로나이저 키(70)의 주변 부품은 자성체의 영향을 받는 주철제가 아닌 알루미늄 등의 재질로 제작된 부품으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자성수단은 상기와 다르게 상기 슬리브(60)와 싱크로나이저 키(70)의 전체가 아닌 서로 대응되는 상기 슬리브(60)의 홈부(65)와 싱크로나이저 키(70)의 돌기(75) 부분만 자화시켜 동일 극으로 대전될 수 있도록 구성할 수도 있다.

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

싱크로나이저 키(70)는 싱크로나이저 스프링(59)에 의해 슬리브(60)의 내주면에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공받게 된다. 반대로, 상기 싱크로나이저 키(70)와 슬리브(60) 사이에는 자성체가 구비되어 반발력이 작용하고 있기 때문에 상호 접촉되지 않는 미세한 간극을 유지한 상태로 있게 된다.

이와 같은 상태에서 기어 변속을 실시하게 되면 슬리브(60)가 클러치 기어(56) 방향으로 이동하게 되고, 이때, 싱크로나이저 키(70)도 자성체의 반발력에 의해 슬리브(60)에 밀리면서 싱크로나이저 링(57) 방향으로 일정 이동하게 되고, 싱크로나이저 링(57)을 밀어 싱크로나이저 링(57)과 클러치 기어(76) 사이에 동기 회전이 일어나도록 한다.

이후, 기어 변속이 완료되면 슬리브(60)는 싱크로나이저 키(70)와 접촉되지 않거나 접촉이 최소화된 상태에서 완전히 타고 넘어가면서 클러치 기어(56)와 치합되고, 싱크로나이저 키(70)는 상기 슬리브(60)에 눌려 있는 상태가 된다.

상기와 같이 기어 변속이 이루어진 후, 다시 중립 위치로 전환되는 과정도 슬리브(60)와 싱크로나이저 키(70) 사이에 일정한 간극을 유지하면서 상호 작용하면서 상기와 반대로 이동하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 수동 변속기의 동기 장치는 슬리브와 싱크로나이저 키가 직접 접촉이 아닌 자력에 의해 일정한 간극을 가진 상태에서 상호 작용하도록 구성되어 있기 때문에 윤활 오일이 원활하게 공급되지 않더라도 상호 접촉 부분의 마모 발생이 최소화되고, 운전자가 느끼는 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 이점을 제공하게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 수동 변속기의 동기 장치가 도시된 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 주축 52 : 허브 기어

56 : 클러치 기어 57 : 싱크로나이저 링

59 : 싱크로나이저 스프링 60 : 슬리브

65 : 홈부 70 : 싱크로나이저 키

75 : 돌기

Claims (4)

1. 축 상에 결합되고, 외주면에 복수의 키홈이 형성된 허브 기어와;

   상기 허브 기어의 외주에 결합되어 운전자의 변속 조작에 의해 축방향으로 이동되는 슬리브와;

   상기 허브 기어의 키홈에 각각 삽입되어, 상기 슬리브가 이동될 때 슬리브에 밀리면서 싱크로나이저 링을 밀어주는 복수의 싱크로나이저 키와;

   상기 허브 기어에 장착되어 상기 싱크로나이저 키를 상기 슬리브 방향으로 밀어주는 싱크로나이저 스프링과;

   상기 슬리브와 싱크로나이저 키에 각각 구비되어 슬리브와 싱크로나이저 키 사이의 마찰 저항이 감소되도록 척력을 발생시키는 자성수단을 포함한 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자성수단은 상기 슬리브와 싱크로나이저 키의 전체가 자성체로 각각 이루어진 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브는 그 내주면에 복수의 홈부가 형성되고, 상기 싱크로나이저 키는 상기 슬리브의 홈부에 대응되는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 자성수단은 서로 대응되는 상기 홈부와 돌기 부분이 자화되어 구성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.