KR100520314B1 - 수동 변속기의 동기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 주축에 결합된 허브와, 상기 허브의 외주면에 결합되어 기어 변속시 축방향으로 이동되어 클러치 기어에 결합되는 슬리브와, 상기 허브와 클러치 기어 사이에 위치되고 클러치 기어의 콘부에 내외 방향에서 밀착되는 아우터 링 및 이너 링을 포함한 수동 변속기의 동기장치에 있어서, 상기 아우터 링과 이너 링은 상기 허브에 각각 결합되는 동시에, 상기 슬리브의 업 시프트(up-shift)시에 상호 구속되지 않고 다운 시프트(down-shift)시에 상호 구속되도록 하는 다운 구속수단이 구비됨으로써, 기어 변속시에 이중 걸림감을 최소화하여 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

수동 변속기의 동기 장치{Synchronizer for Manual transmission}

본 발명은 수동 변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 특히 멀티형 동기 장치에서 커플 타입과 비커플 타입의 장점을 결합시켜 변속 조작감이 향상되도록 한 수동 변속기의 동기 장치에 관한 것이다.

수동 변속기의 멀티형 동기장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 주축(2) 상에 허브(4)가 스플라인 결합되어 주축(2)과 일체로 회전이 이루어지며, 이 허브(4)의 외주면 기어부에는 축방향으로 이동 가능하도록 슬리브(6)가 치합된다.

그리고, 상기 허브(4)의 양측에는 슬리브(6)와 선택적으로 치합되는 클러치 기어(8)와 결합되는 스피드 기어(10)가 배치되며, 클러치 기어(8)의 내외 방향으로 마찰되어 슬리브(6)의 이동시 동기작용을 수행하는 아우터 링(12) 및 이너 링(17)이 각각 배치되고, 슬리브(6)의 양측에는 슬리브(6)의 이동시 일정 탄성력을 부여하는 키리스 스프링(16)이 각각 배치된다.

이와 같은 수동 변속기용 더블 콘 타입 동기장치는 변속시 슬리브(6)가 좌측 또는 우측으로 이동하면 키리스 스프링(16)이 슬리브(6)의 치에 눌리게 되고, 아우터 링(12)을 클러치 기어(8) 방향으로 밀게 된다. 그러면, 아우터 링(12)이 이동되면서 클러치 기어(8)의 콘부(30)에 밀착되고, 동시에 콘부(30)의 내측에서 이너 링(17)이 접촉되면서 내외 방향의 마찰력에 의해 동기 작용을 하여 스피드 기어(10)의 회전 속도를 주축(2)의 회전 속도로 동기시키게 된다.

여기서, 상기와 같은 멀티형 동기장치는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같은 커플 타입과 도 4와 도 5에 도시된 바와 같은 비커플 타입이 있다.

먼저, 도 2와 도 3을 참조하여 커플 타입의 구조와 문제점을 간단히 설명하면, 아우터 링(12)과 이너 링(17)이 러그(12a)(17a)로 연결되어 있고, 아우터 링(12)의 키돌기부(12b)가 허브(4)의 키홈(4b)에 삽입되어 결합된 구조로 이루어진다.

이와 같은 커플 타입 동기 장치는 아우터 링(12)과 이너 링(17)이 러그(12a)(17a)로 상호 결합되어 있기 때문에 아우터 링(12)과 이너 링(17) 간에 서로 하중 전달이 이루어진다. 여기서, 크래쉬(crash) 발생을 막기 위해서 콘 토크를 인덱싱 토크보다 크게 해야 하는 바, 아우터 링(12)에 이너 링(17)이 연결되어 있으므로 상기 이너 링(17)에서 발생되는 콘 토크가 기여하기 때문에 슬리브(6)의 챔버 각도를 예각화할 수 있게 된다.

따라서, 상기와 같은 커플 타입 동기 장치는, 도 3a에 도시된 바와 같이 기어 변속시 슬리브(6)가 이동되면서 아우터 링(12)에 인덱싱하는 힘을 적게 할 수 있는 장점이 있으나, 도 3b에 도시된 바와 같이 클러치 기어(8)와 슬리브(6)가 서로 결합된 상태에서는 오히려 이너 링(17)의 콘 토오크와 아우터 링(12)의 콘 토오크를 다 이겨야 하기 때문에 걸림감 발생 가능성이 커지는 문제점이 있다.

다음, 도 4와 도 5를 참조하여 비커플 타입의 구조와 문제점을 간단히 설명하면, 상기한 커플 타입과 다르게 아우터 링(12')과 이너 링(17') 사이에 연결된 부분이 존재하지 않고, 아우터 링(12')과 이너 링(17')에서 각각 돌출된 돌기부(12b')(17a')가 허브(4')의 키홈부(4b')와 결합홀(4a')에 각각 삽입되어 결합되는 구조로 이루어진다.

이와 같은 비커플 타입 동기 장치는 아우터 링(12')과 이너 링(17')이 러그로 상호 결합되어 있지 않기 때문에 서로 하중 전달이 이루어지지 않게 된다. 여기서, 아우터 링(12')과 이너 링(17')이 서로 결합되어 있지 않으므로 이너 링(17')에서 발생되는 콘 토크가 기여할 수 없기 때문에 슬리브(6')의 챔버 각도를 예각화할 수 없게 된다.

따라서, 상기와 같은 커플 타입 동기 장치는, 아우터 링(12')과 이너 링(17')이 서로 끼이더라도 아우터 링(12')의 끼임만 해소하면 되므로 클러치 기어에 결합될 때 유리한 장점이 있으나, 기어 변속시 슬리브(6')가 이동되어 아우터 링(12')에 인덱싱 시키는 힘이 크게 되고, 저온시에 다운 시프트(down-shift) 측면에서 불리해지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 특히 이너 링을 허브에 결합시키는 동시에 다운 시프트 시에만 아우터 링과 이너 링이 상호 구속되도록 구성함으로써 기어 변속시에 이중 걸림감을 최소화하여 변속 조작감이 향상되도록 하는 수동 변속기의 동기 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치는, 주축에 결합된 허브와, 상기 허브의 외주면에 결합되어 기어 변속시 축방향으로 이동되어 클러치 기어에 결합되는 슬리브와, 상기 허브와 클러치 기어 사이에 위치되고 클러치 기어의 콘부에 내외 방향에서 밀착되는 아우터 링 및 이너 링을 포함한 수동 변속기의 동기장치에 있어서, 상기 아우터 링과 이너 링은 상기 허브에 각각 결합되는 동시에, 상기 슬리브의 업 시프트(up-shift)시에 상호 구속되지 않고 다운 시프트(down-shift)시에 상호 구속되도록 하는 다운 구속수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

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

도 6은 본 발명에 따른 멀티형 동기 장치에서 허브 및 아우터, 이너 링이 도시된 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 동기 장치에서 허브 및 아우터, 이너 링의 결합 상태 및 작동 상태가 도시된 개략도이다.

본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치는, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 주축에 결합된 허브(50)와, 상기 허브(50)의 외주면에 결합되어 기어 변속시 축방향으로 이동되어 클러치 기어(미도시 됨)에 결합되는 슬리브(40)와, 상기 허브(50)와 클러치 기어 사이에 위치되고 클러치 기어의 콘부에 내외 방향에서 밀착되는 아우터 링(60) 및 이너 링(70)을 포함하여 구성된다.

특히, 상기 아우터 링(60)과 이너 링(70)은 상기 허브(50)에 각각 결합되는 동시에, 상기 슬리브(40)의 업 시프트(up-shift)시에 상호 구속되지 않고 다운 시프트(down-shift)시에 상호 구속되도록 하는 다운 구속수단이 구비된다.

상기 아우터 링(60) 및 이너 링(70)과 허브(50)의 결합 구조는, 전술한 비커플 타입의 구조와 유사하게 상기 아우터 링(60)과 이너 링(70)에서 돌출된 부분이 상기 허브(50)의 홈부분에 삽입되는 구조로 구성된다.

즉, 상기 허브(50)는 기어치(51)가 형성된 외주면에 복수개의 키홈(53)이 형성되고, 중간 부분에 축방향으로 관통되는 결합홀(55)이 형성된다.

상기 아우터 링(60)과 이너 링(70)은 상기 키홈(53)과 결합홀(55)에 삽입되어 결합되도록 돌기부(63)(73)가 각각 형성된다.

상기 다운 구속수단은 상기 이너 링(70)에서 돌출되어 상기 허브(50)의 결합홀(55)에 삽입되어 결합되는 돌기부(73)와, 상기 아우터 링(60)에서 돌출되어 상기 돌기부(73)의 한쪽 측면에만 걸리는 러그부(65)로 구성된다.

즉, 상기 다운 구속수단은 전술한 커플 타입에서 상기 아우터 링(60)의 러그부 일측이 삭제된 구조로 이루어져 한 쪽 방향에서만 서로 걸리도록 구성된다.

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

기어 변속 작동시 즉, 업 시프트(up-shift) 작동시에는 아우터 링(60)의 러그부(65)가 걸리지 않는 방향으로 이너 링(70)과 아우터 링(60)이 작동되므로 이너 링(70)의 콘 토크가 아우터 링(60)으로 전달되지 않게 된다.

이와 다르게 중립 위치로 작동시 즉, 다운 시프트(down-shift) 작동시에는 업 시프트 작동시와는 반대로 회전하게 되므로 아우터 링(60)의 러그부(65)와 이너 링(70)의 돌기부(75)가 서로 접촉하게 되어 이너 링(70)의 콘 토크가 아우터 링(60)에 영향을 주게 된다.

따라서, 업 시프트시에는 슬리브(40)가 클러치 기어에 결합될 때 이너 링(70)의 끼임까지 풀지 않아도 되어 이중 걸림감이 최소화되고, 다운 시프트시에는 예각화 된 챔퍼 각을 이용할 수 있게 되므로 다운 시프트 작동이 보다 자연스럽게 이루어지게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치는, 이너 링을 허브에 결합시키는 동시에 다운 시프트 시에만 아우터 링과 이너 링이 상호 구속되도록 구성되어 있기 때문에 기어 변속시에 이중 걸림감을 최소화하여 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 수동 변속기의 멀티형 동기 장치가 도시된 단면도,

도 2는 종래 수동 변속기의 멀티형 동기 장치에서 커플 타입의 허브 및 아우터, 이너 링이 도시된 사시도,

도 3a와 도 3b는 도 2에 도시된 커플 타입의 허브 및 아우터, 이너 링의 결합 상태 및 작동 상태가 도시된 개략도,

도 4는 종래 수동 변속기의 멀티형 동기 장치에서 비커플 타입의 허브 및 아우터, 이너 링이 도시된 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 비커플 타입의 허브 및 아우터, 이너 링의 결합 상태가 도시된 개략도,

도 6은 본 발명에 따른 멀티형 동기 장치에서 허브 및 아우터, 이너 링이 도시된 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 동기 장치에서 허브 및 아우터, 이너 링의 결합 상태 및 작동 상태가 도시된 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

40 : 슬리브 50 : 허브

51 : 기어치 53 : 키홈

55 : 결합홀 60 : 아우터 링

61 : 기어치 63 : 돌기부

65 : 러그부 70 : 이너 링

75 : 돌기부

Claims (4)

1. 주축에 결합된 허브와, 상기 허브의 외주면에 결합되어 기어 변속시 축방향으로 이동되어 클러치 기어에 결합되는 슬리브와, 상기 허브와 클러치 기어 사이에 위치되고 클러치 기어의 콘부에 내외 방향에서 밀착되는 아우터 링 및 이너 링을 포함한 수동 변속기의 동기장치에 있어서,

   상기 아우터 링과 이너 링은 상기 허브에 각각 결합되는 동시에, 상기 슬리브의 업 시프트(up-shift)시에 상호 구속되지 않고 다운 시프트(down-shift)시에 상호 구속되도록 하는 다운 구속수단이 구비되고;

   상기 다운 구속수단은 상기 이너 링에서 돌출된 돌기부와, 상기 아우터 링에서 돌출되어 상기 돌기부의 한쪽 측면에만 걸리는 러그부로 구성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이너 링의 돌기부는 더 연장되어 상기 허브에 결합되도록 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 아우터 링과 이너 링에서 각각 돌출된 부분이 상기 허브의 홈부분에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 허브는 외주 방향에 키홈이 형성되고, 중간부분에 축방향으로 관통되는 결합홀이 형성되며,

   상기 아우터 링과 이너 링은 상기 키홈과 결합홀에 삽입되어 결합되도록 돌기부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.