KR100506997B1 - Synchronizer of manual transmission - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진으로부터 동력이 전달되어 구동되는 주축 상에 공회전 가능하게 지지되는 스피드 기어와, 상기 주축의 외주면과 상기 스피드 기어의 내주면 사이에 원주방향으로 등 간격을 두고 배열되어 구름 운동하는 니들롤러 베어링과, 상기 니들롤러 베어링들 사이의 공간에 배치되어 일정 온도 이상의 열이 가해지면 형상이 변경되어 상기 니들롤러 베어링의 구름운동을 구속하는 베어링 구속부재와, 상기 베어링 구속부재에 열을 가해주는 열발생장치로 구성되어, 그 구조를 단순화할 수 있고, 부품수를 대폭적으로 줄일 수 있으며, 조립 공정수를 대폭적으로 줄임과 아울러 원가를 절감할 수 있는 수동변속기용 동기장치를 제공한다.The present invention is a needle roller bearing which is arranged at equal intervals in the circumferential direction between the outer gear and the inner circumferential surface of the main shaft and the speed gear which is supported to be idling on the main shaft driven power is driven from the engine And a bearing restraint member disposed in the space between the needle roller bearings and subjected to heat above a predetermined temperature to change its shape to restrain rolling motion of the needle roller bearing, and generate heat to apply heat to the bearing restraint member. It is composed of a device, it is possible to simplify the structure, to significantly reduce the number of parts, and to provide a synchronous device for a manual transmission that can significantly reduce the number of assembly processes and reduce costs.
Description
본 발명은 수동변속기용 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 조작 편의성을 향상시킬 수 있고 변속성능 향상 및 내구성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 부품수를 대폭 절감할 수 있는 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronous device for a manual transmission, and more particularly to a synchronous device for a manual transmission that can improve shift operation convenience, improve shift performance and durability, and can greatly reduce the number of parts. It is about.
일반적으로 수동변속기의 기어 물림 방식에는 섭동 기어식, 상시 물림식, 동기 물림식이 있는데, 최근의 수동 변속기는 대개 섭동 물림식과, 상시 물림식의 단점을 보완할 수 있도록 설계된 동기 물림식을 주로 채택하고 있다.In general, the gear biting method of the manual transmission includes a perturbation gear type, a constant bit type, and a synchronous bit type. Recently, a manual transmission mainly adopts a perturbation type and a synchronous bit type designed to compensate for the shortcomings of the constant bit type. have.
도 1은 종래 기술에 따른 동기 물림식 동기장치의 반 단면도이다.1 is a half cross-sectional view of a synchronous meshed synchronization device according to the prior art.
종래의 동기장치는 엔진으로부터 동력이 제공되는 주축(102) 상에 싱크로나이저 허브(104)가 스플라인 결합되어 주축(102)과 일체로 회전이 이루어지며, 이 싱크로나이저 허브(104)의 외주면 기어부에는 축방향으로 이동 가능하도록 슬리브(106)가 치합된다.In the conventional synchronizer, the synchronizer hub 104 is splined on the main shaft 102, which is powered from the engine, so that the synchronizer hub 104 rotates integrally with the main shaft 102, and the outer peripheral gear portion of the synchronizer hub 104 is rotated. The sleeve 106 is engaged to be movable in the axial direction.
그리고 싱크로나이저 허브(104)의 양측에는 슬리브(106)와 선택적으로 치합되는 클러치 기어(108)와 결합되는 스피드 기어(110)가 배치되며, 이 클러치 기어(108)의 내측에 형성되는 코운부(112)에는 동기시 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링(116)이 배치되어 이루어진다.The speed gear 110 coupled to the clutch gear 108 to be selectively engaged with the sleeve 106 is disposed at both sides of the synchronizer hub 104, and a corner portion formed inside the clutch gear 108 may be formed. 112, a synchronizer ring 116 is arranged to perform a synchronous action.
싱크로나이저 링(116)은 클러치 기어의 코운부(112)와의 마찰작용을 위해 내주면에 일정 경사각을 갖는 마찰부(114)가 형성된다.The synchronizer ring 116 is provided with a friction portion 114 having a predetermined inclination angle on the inner circumferential surface for friction action with the corner portion 112 of the clutch gear.
그리고, 클러치 허브(104)의 외주면에는 원주 방향 등간격으로 싱크로나이저 키(118)가 배치되며, 이 싱크로나이저 키(118)는 그 내측부에 탄지되는 두 개의 싱크로나이저 스프링(120)의 탄성력에 의하여 지지되며, 슬리브(106)가 좌측 또는 우측으로 이동하게 되면 싱크로나이저 링의 마찰부(114)가 클러치 기어의 코운부(112)와 밀착하여 마찰작용을 하여, 스피드 기어(110)가 회전력을 전달받기 시작하며, 슬리브(106)의 계속적인 동작 과정으로 싱크로나이저 링(116)과 클러치 기어(108)가 동기되어 동력이 전달된다.In addition, a synchronizer key 118 is disposed on the outer circumferential surface of the clutch hub 104 at equal intervals in the circumferential direction, and the synchronizer key 118 is caused by the elastic force of the two synchronizer springs 120 held on the inner side thereof. When the sleeve 106 is moved to the left or the right, the friction part 114 of the synchronizer ring is in close contact with the corner part 112 of the clutch gear, and the speed gear 110 transmits rotational force. Receiving begins, and the synchronizer ring 116 and the clutch gear 108 are synchronized with power in the continuous operation of the sleeve 106.
그러나, 상기한 바와 같이 이루어진 종래 기술에 따른 동기장치는 다수개의 부품으로 이루어져 구조가 복잡하고, 이로 인하여 부품수가 많아지고, 제조비용이 증대되며, 조립작업이 어려운 문제점이 있다.However, the synchronous device according to the prior art made as described above is composed of a plurality of parts, the structure is complicated, thereby increasing the number of parts, manufacturing cost increases, there is a problem that the assembly work is difficult.
또한, 슬리브의 기어 치합에 의해 동기작용을 발생되므로 기어 치합으로 인한 진동 및 소음이 발생되고, 변속감이 저하되며, 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, since the synchronization is generated by the gear meshing of the sleeve, vibration and noise are generated due to the gear meshing, a shifting feeling is lowered, and durability is inferior.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 형상 기억합금을 이용하여 변속기의 동기 작용이 이루어지도록 하여, 그 구조를 단순화할 수 있고, 부품수를 대폭적으로 줄일 수 있으며, 조립 공정수를 대폭적으로 줄임과 아울러 원가를 절감할 수 있는 수동변속기용 동기장치를 제공하는 데 있다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a shape memory alloy to synchronize the transmission, thereby simplifying the structure and significantly reducing the number of parts. In addition, the present invention provides a synchronization device for a manual transmission that can significantly reduce the number of assembly processes and reduce costs.
다른 목적은 운전자의 버튼 조작에 의해 동기 작용이 이루어지므로 조작이 편리하고, 동기 용량에 관계없이 변속이 가능하므로 내구성 및 변속성능을 향상시킬 수 있는 수동변속기용 동기장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a synchronous device for a manual transmission, in which a synchronous action is performed by a driver's button operation, so that the operation is convenient and shift is possible regardless of synchronous capacity.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 엔진으로부터 동력이 전달되어 구동되는 주축 상에 공회전 가능하게 지지되는 스피드 기어와, 상기 주축의 외주면과 상기 스피드 기어의 내주면 사이에 원주방향으로 등 간격을 두고 배열되어 구름 운동하는 니들롤러 베어링과, 상기 니들롤러 베어링들 사이의 공간에 배치되어 일정 온도 이상의 열이 가해지면 형상이 변경되어 상기 니들롤러 베어링의 구름운동을 구속하는 베어링 구속부재와, 상기 베어링 구속부재에 열을 가해주는 열발생장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The synchronization device for a manual transmission according to the present invention for realizing the above object is a circumference between a speed gear that is idly supported on a main shaft driven and driven by an engine, and an outer circumferential surface of the main shaft and an inner circumferential surface of the speed gear. Needle roller bearings arranged in equidistant intervals in the direction and rolling motion, and are arranged in the space between the needle roller bearings and the shape is changed when heat is applied over a predetermined temperature to restrain the rolling motion of the needle roller bearings. And a heat generating device for applying heat to the bearing restraint member.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치의 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a synchronous device for a manual transmission according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the A-A line of FIG.
이러한 동기장치는 엔진으로부터 동력이 전달되어 구동되는 주축(10) 상에 공회전 가능하게 지지되는 스피드 기어(12)와, 상기 주축(10)의 외주면과 상기 스피드 기어(12)의 내주면 사이에 원주방향으로 일정 간격을 두고 개재되어 스피드 기어(12)를 공회전 가능하게 지지하는 니들롤러 베어링(14)과, 상기 니들롤러 베어링들(14) 사이의 공간에 배치되어 일정 이상의 열이 가해지면 상기 니들롤러 베어링(14)의 구름을 구속하는 베어링 구속부재(16)와, 운전자의 조작에 따라 상기 베어링 구속부재(16)에 열을 가해주는 열발생장치(50)와, 상기 열발생장치(50)을 제어하는 제어수단으로 구성된다.Such a synchronous device is provided in a circumferential direction between a speed gear 12 which is rotatably supported on a main shaft 10 driven by power transmitted from an engine, and an outer circumferential surface of the main shaft 10 and an inner circumferential surface of the speed gear 12. The needle roller bearing 14 is disposed in the space between the needle roller bearings 14 and the needle roller bearings 14 which are interposed at regular intervals so as to support the speed gear 12 so as to be idling. A bearing restraining member 16 for restraining the rolling of the body 14, a heat generating device 50 for applying heat to the bearing restraining member 16 according to a driver's operation, and the heat generating device 50 are controlled. It consists of a control means.
상기 니들롤러 베어링(14)은 구름운동에 의해 상기 스피드 기어(12)가 주축(10)에 지지된 상태로 공회전시키는 역할을 하고 상기 주축(10)의 외주면과 스피드 기어(12)의 내주면 사이에 원주방향으로 일정 간격을 두고 배열된다.The needle roller bearing 14 serves to idle in the state in which the speed gear 12 is supported on the main shaft 10 by rolling motion, and between the outer circumferential surface of the main shaft 10 and the inner circumferential surface of the speed gear 12. Arranged at regular intervals in the circumferential direction.
상기 베어링 구속부재(16)는 적정 온도 이상에서 기억된 형상으로 변화되는 형상 기억합금으로 형성되고, 일정온도 이하에서는 상기 니들롤러 베어링들(14) 사이의 공간에 상기 니들롤러 베어링(14)의 구름운동을 방해하지 않는 적절한 형태로 배치되어 있고, 일정 온도 이상에서는 상기 니들롤러 베어링(14)의 구름운동을 구속하는 형태로 변화된다.The bearing restraint member 16 is formed of a shape memory alloy which is changed into a shape stored at an appropriate temperature or higher, and below a predetermined temperature, the rolling of the needle roller bearing 14 in the space between the needle roller bearings 14. It is arranged in a suitable shape that does not interfere with the movement, and changes to a shape that restrains the rolling movement of the needle roller bearing 14 above a certain temperature.
즉, 상기 베어링 구속부재(16)는 형상 기억합금으로 제조된 와이어 형태로 설정온도 이하에서는 상기 니들롤러 베어링(14) 사이의 공간에 두 개의 부재(16)가 ㄷ자 형태로 형성되어 서로 마주보게 배치된다. 따라서, 상기 니들롤러 베어링(14)의 구름운동을 방해하지 않는다. 그리고, 베어링 구속부재(16)에 열이 가해지면 도 4에 도시된 바와 같이, 두 개의 부재(16)가 Μ자 형태로 형성이 변화되어 상기 니들롤러 베어링(14)에 끼워져 상기 니들롤러 베어링(14)의 구름운동을 구속하게 된다. 이때, 상기 베어링 구속부재(16)의 변화가 일정 시간을 두고 이루어지기 때문에 상기 주축(10)의 동력이 스피드 기어(12)로 서서히 전달되는 동기 작용이 이루어진다.That is, the bearing restraint member 16 is a wire shape made of a shape memory alloy, and below a predetermined temperature, two members 16 are formed in a C shape in a space between the needle roller bearings 14 to face each other. do. Thus, the rolling motion of the needle roller bearing 14 is not disturbed. Then, when heat is applied to the bearing restraint member 16, as shown in FIG. 4, the two members 16 are changed in the shape of Μ to be inserted into the needle roller bearing 14 and the needle roller bearing ( 14) the cloud movement is bound. At this time, since the change of the bearing restraint member 16 is made for a predetermined time, a synchronous action is performed in which power of the main shaft 10 is gradually transmitted to the speed gear 12.
상기 열발생장치(50)는 베어링 구속부재(16)에 열을 가하기 위한 것으로, 운전자의 조작에 따라 베어링 구속부재(16)에 열을 가할 수 있는 어떠한 방법으로도 적용이 가능하다. 그 일 실시예로서, 주축(10)에 직각방향으로 관통홀(20)을 형성하고 상기 관통홀(20)에 전원이 공급되면 열을 발생시키는 열선(22)을 배치한다. 상기 열선은 별도의 전원장치 또는 자동차의 배터리의 전원을 사용한다.The heat generating device 50 is for applying heat to the bearing restraint member 16, and may be applied in any manner that may apply heat to the bearing restraint member 16 according to a driver's manipulation. In one embodiment, the through-hole 20 is formed in the perpendicular direction to the main shaft 10, and the heating wire 22 for generating heat when power is supplied to the through-hole 20 is disposed. The heating wire uses a separate power supply or the power of the battery of the vehicle.
즉, 열발생장치(50)는 운전자가 스위칭 작용으로 변속 조작을 하면 상기 전원장치로부터 열선(22)으로 전원이 공급되고, 상기 열선(22)에서 열이 발생되어 베어링 구속부재(16)에 열을 가하게 된다.That is, the heat generating device 50 is supplied power to the heating wire 22 from the power supply device when the driver shifts the operation by the switching action, heat is generated in the heating wire 22 to heat the bearing restraining member 16. Will be added.
제어수단은 도 5에 도시된 바와 같이, 운전자가 조작하는 변속 스위치(30)와, 상기 변속 스위치(30)로부터 인가되는 전기신호에 따라 상기 열발생수단(50)으로 전원을 공급하는 전자제어유닛(ECU)(40)으로 구성된다.As shown in FIG. 5, the control unit includes a shift switch 30 operated by a driver and an electronic control unit for supplying power to the heat generating means 50 according to an electric signal applied from the shift switch 30. (ECU) 40.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 동기장치의 작용을 다음에서 설명한다.The operation of the synchronization device according to the present invention thus made will be described below.
운전자가 변속을 행하기 위해 다수의 변속스위치(30) 중 선택된 변속단의 변속 스위치(30)를 온(ON)시키면 그 전기신호는 전자제어유닛(ECU)(40)으로 인가되고, 전자제어유닛(40)은 열발생수단(50)을 작동시킨다.When the driver turns on the shift switch 30 of the selected shift stage of the plurality of shift switches 30 to perform the shift, the electric signal is applied to the electronic control unit (ECU) 40 and the electronic control unit 40 operates the heat generating means 50.
그러면, 배터리 등의 전원장치로부터 상기 열선(22)으로 전원이 공급되어 상기 열선(22)에서 열이 발생되고, 이에 따라 상기 베어링 구속부재(16)의 형상이 변화되면서 상기 니들롤러 베어링(14)의 구름운동을 구속한다. 그러면, 주축(10)과 스피드 기어(12) 사이의 동기가 이루어지게 되고, 주축(10)의 동력에 스피드 기어(12)로 전달되어 변속이 완료된다.Then, power is supplied from the power supply device such as a battery to the heating wire 22 to generate heat in the heating wire 22, and as a result, the shape of the bearing restraining member 16 is changed, so that the needle roller bearing 14 is changed. Redeems the cloud movement. Then, the synchronization between the main shaft 10 and the speed gear 12 is made, the power transmission of the main shaft 10 is transmitted to the speed gear 12 to complete the shift.
여기에서, 상기 베어링 구름부재(16)의 형상이 일정 시간을 두고 변화되지 때문에 상기 주축(10)의 동력이 서서히 스피드 기어(12)로 전달되는 동기작용이 이루어지게 된다.Here, since the shape of the bearing rolling member 16 does not change over a certain time, a synchronous action is achieved in which power of the main shaft 10 is gradually transmitted to the speed gear 12.
따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 니들롤러 베어링 사이에 형상기억합금으로 구성되는 베어링 구속부재를 배치하여 변속작용시 베어링 구속부재에 열을 가하면 형상이 변화되면서 상기 니들롤러 베어링의 구름운동을 구속하여 동기 작용이 이루어진다. 따라서, 그 구조를 단순화할 수 있고, 부품수를 대폭적으로 줄이 수 있으며 마찰이 없기 때문에 변속감을 향상시킬 수 있으며, 내구성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, the synchronizing device for a manual transmission according to the present invention constructed and acted as described above is arranged by placing a bearing restraint member consisting of a shape memory alloy between the needle roller bearings, and applying a heat to the bearing restraint member during the shifting operation, thereby changing its shape. Synchronous action is achieved by restraining rolling motion of the needle roller bearing. Therefore, the structure can be simplified, the number of parts can be drastically reduced, and since there is no friction, the shifting feeling can be improved and durability can be increased.
그리고, 운전자가 변속 스위칭 조작에 의해 변속 조작을 하기 때문에 변속 조작 편의성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, since the driver performs the shift operation by the shift switching operation, there is an advantage that the shift operation convenience can be increased.
도 1은 종래 기술에 따른 동기장치의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a synchronization device according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 동기장치의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of a synchronization device according to the present invention;
도 3은 도 2의 A-A 선의 단면도이고,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 동기장치의 작동 상태도이고,4 is an operational state diagram of a synchronization device according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 동기장치의 제어수단을 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram showing the control means of the synchronization device according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 주축 12 : 스피드 기어10: spindle 12: speed gear
14 : 니들롤러 베어링 16 : 베어링 구속부재14: needle roller bearing 16: bearing restraint member
20 : 관통홀 22 : 열선20: through hole 22: heating wire
30 : 변속 스위치 40 : 전자제어유닛30: shifting switch 40: electronic control unit
50 : 열발생장치50: heat generating device
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