KR100524052B1 - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 슬리브와 싱크로나이저 링이 걸림결합되도록 형성되어, 상기 슬리브가 원위치로 복귀시 상기 싱크로나이저 링이 연동되어 상기 클러치기어로부터 분리됨으로써, 상기 클러치기어와 싱크로나이저 링의 소착현상이 제거되고 그에 따라 변속기 성능이 향상되는 효과가 있다.

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기에 관한 것으로서, 특히 슬리브에 싱크로나이저 링이 연동되어 상기 슬리브가 원위치로 복귀될 때 상기 싱크로나이저 링도 원위치로 복귀되도록 하여, 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어의 소착현상을 제거할 수 있는 수동변속기의 동기장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기의 동기장치는 변속레버의 조작력을 컨트롤 샤프트 등의 변속 조작기구를 통해 전달받아 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림시에 상기 두 기어의 회전속도를 동기시킨 후 기어가 서로 치합되도록 함으로써 변속 충격을 방지하는 역할을 하는 장치이다.

도 1은 종래기술에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 동기장치의 분해사시도이다.

종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주축(10)에 스플라인 결합되고 외주면상에 기어가 형성된 허브(12)와, 상기 허브(12)의 외주면에서 축방향으로 이동가능하도록 결합된 슬리브(14)와, 상기 주축(10)에 베어링으로 결합되어 회전되는 스피드기어(16)와, 상기 스피드기어(16)의 일측에 형성된 클러치기어(18)와, 상기 스피드기어(16)와 허브(12)사이에 위치되어 상기 슬리브(14)의 이동시 동기작용을 하는 싱크로나이저 링(20)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 허브(12)와 슬리브(14) 사이에는 상기 허브(12)와 슬리브(14)를 상호고정시키도록 키(22)가 더 포함되어 구성된다.

상기 키(22)는 잔등부분에 돌기가 있으며 상기 허브(12)에서 원주방향을 따라 형성된 3개의 키 홈에 끼워지며, 상기 허브(12)측에는 상기 키(22)를 상기 슬리브(14)에 밀착시키는 스프링(24)이 설치된다.

상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 슬리브(14)가 축방향으로 이동시 상기 키(22)로부터 힘을 전달받아 상기 클러치기어(18)에 형성된 콘부에 원추클러치로 결합된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 운전자의 변속레버 조작력이 시프트포크를 통해 상기 슬리브(14)에 전달되면, 상기 슬리브(14)는 상기 허브(12)의 외측에서 슬라이딩되면서 축방향으로 이동된다.

상기 슬리브(14)가 축방향으로 이동시, 상기 키(22)가 상기 슬리브(14)에 의해 이동되고, 상기 키(22)의 단부가 상기 싱크로나이저 링(20)에 압력을 가하게 된다.

상기 키(22)에 의해 상기 싱크로나이저 링(20)이 압력을 받게 되면, 상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 스피드기어(16)의 클러치기어(18)의 콘부에 접촉되고 상호 마찰력에 의해 클러치작용을 함으로써, 상기 스피드 기어(16)의 회전속도를 주축(10)의 회전속도로 동기시키게 된다.

그리고, 상기 슬리브(14)는 상기 싱크로나이저 링(20)의 외주면과 치합되면, 상기 싱크로나이저 링(20)을 통과하여 상기 클러치기어(18)의 외주면에 치합될때까지 이동된다.

상기 슬리브(14)가 상기 클러치기어(18)에 완전히 치합되면, 상기 허브(12)와 상기 스피드기어(16)가 기계적으로 연결되므로 상기 스피드기어(16)는 상기 주축과 동일한 속도로 회전하게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 상기 슬리브(14)의 이동하여 상기 싱크로나이저 링(20)과 클러치기어(18)의 접촉면에 높은 면압과 마찰력이 발생되고, 이러한 면압과 마찰력에 의해 발생된 열로 인하여 상기 싱크로나이저 링(20)과 클러치기어(18)의 접촉면이 소착(Seizing)되어 결합이 해제되지 않는 문제점이 있다.

따라서, 상기 슬리브(14)를 전진시켜 상기 슬리브(14)에 의해 상기 싱크로나이저 링(20)을 과도하게 회전시킴으로써 상기 싱크로나이저 링(20)을 상기 클러치기어(18)로부터 분리시키는 방법이 사용되고 있으나, 이는 과도한 변속력을 필요로 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 싱크로나이저 링이 상기 클러치기어로부터 원활하게 분리되도록 하여 변속감을 향상시킬 수 있는 수동변속기의 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 허브의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동하는 슬리브와, 상기 슬리브에 치합되는 클러치기어가 일체로 형성된 스피드기어와, 상기 허브와 클러치기어 사이에 위치되고 상기 슬리브의 이동시 상기 클러치기어에 밀착되는 싱크로나이저 링과, 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어 사이에 소착현상을 제거하도록 상기 싱크로나이저 링을 상기 슬리브에 연동시키는 연동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 동기장치의 분해사시도이다.

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 주축(60)에 스플라인 결합된 허브(62)와, 상기 허브(62)의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동하는 슬리브(64)와, 상기 주축(60)에 베어링으로 결합된 스피드 기어(66)와, 상기 스피드기어(66)에 일체로 형성되고 상기 슬리브(64)에 치합되는 클러치기어(68)와, 상기 허브(62)와 클러치기어(68) 사이에 위치된 싱크로나이저 링(70)과, 상기 슬리브(64)가 원위치로 복귀될 때 상기 싱크로나이저 링(70)이 상기 슬리브(64)에 연동되도록 하는 연동수단(80)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 허브(62)와 슬리브(64)의 내주면 사이에는 상기 허브(62)와 슬리브(64)를 상호고정시키도록 키(72)가 삽입된다.

상기 키(72)는 상기 허브(62)와 슬리브(64)에서 원주방향을 따라 각각 형성된 3개의 키홈에 끼워지며, 상기 허브(62)측에는 상기 키(72)를 상기 슬리브(64)에 밀착시키도록 스프링(74)이 설치된다.

상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 슬리브(64)가 축방향으로 이동시 상기 키(72)로부터 힘을 전달받아 상기 클러치기어(68)에 밀착되도록 형성된다.

한편, 상기 연동수단(80)은 상기 싱크로나이저 링(70)과 슬리브(64)를 걸림결합시키도록 상기 싱크로나이저 링(70)과 슬리브(64)중에서 적어도 어느 하나에 설치된다.

즉, 상기 연동수단(80)은 상기 슬리브(64)의 내주면에 형성된 홈부와, 상기 홈부에 걸림되도록 상기 싱크로나이저 링(70)에 형성된 걸림부로 이루어진다.

상기 걸림부는 상기 싱크로나이저 링(70)의 측면에서 상기 허브(62)측으로 돌출되어 상향절곡되게 형성된 후크(82)이다.

상기 홈부는 상기 슬리브(64)의 전진시에는 상기 후크(82)가 구속되지 않고, 상기 슬리브(64)가 복귀시에만 상기 후크(82)를 구속시켜 상기 슬리브(64)의 복귀방향으로 당겨질 수 있도록 이동방향으로 길게 형성된 슬릿홈(84)이다.

여기서, 상기 슬릿홈(84)은 상기 슬리브(64)와 키가 접촉되는 면에 형성되되, 적어도 1개 이상이 상기 슬리브(64)의 중심에서 상기 슬리브(64)가 이동되는 방향으로 소정간격 이격된 위치에 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 운전자의 변속레버 조작력이 시프트포크(미도시)를 통해 상기 슬리브(64)에 전달되면, 상기 슬리브(64)는 상기 허브(62)의 외측에서 슬라이딩되면서 축방향으로 이동된다.

상기 슬리브(64)가 전진하게 되면, 상기 슬리브(64)에 밀착된 상기 키(72)가 이동되고, 상기 키(72)의 단부는 상기 싱크로나이저 링(70)에 압력을 가하게 된다.

상기 키(72)에 의해 상기 싱크로나이저 링(70)이 압력을 받게 되면, 상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 클러치기어(68)의 콘부에 밀착되고 상호 마찰력에 의해 원추클러치 결합되어 동기시키게 된다.

여기서, 상기 슬리브(64)가 전진할지라도 상기 슬릿홈(84)은 길게 형성되어 있기 때문에, 상기 후크(82)는 상기 슬릿홈(84)에 구속되지 않는다.

이후, 상기 슬리브(64)는 계속 전진하여 상기 클러치기어(68)의 외주면에 치합되고, 상기 슬리브(64)가 상기 클러치기어(68)에 완전히 치합되면, 상기 허브(62)와 상기 스피드기어(66)가 기계적으로 연결되므로 상기 스피드기어(66)는 상기 주축(60)과 동일한 속도로 회전하게 된다.

한편, 운전자가 변속레버를 조작하여 상기 슬리브(64)를 원위치로 복귀시키면, 상기 슬리브(64)가 복귀되면서 상기 슬릿홈(84)은 상기 후크(82)를 구속하지 않고 슬라이딩된다.

즉, 상기 슬릿홈(84)은 상기 슬리브(64)의 이동방향으로 길게 형성되기 때문에 상기 슬리브(64)가 소정거리 이상 이동하기 전까지는 상기 후크(82)가 상기 슬릿홈(84)에 구속되지 않는다.

이후, 상기 슬리브(64)가 소정거리 이상 복귀되면, 상기 슬릿홈(84)의 내측벽에 상기 후크(82)가 걸림되게 된다.

상기 후크(82)가 상기 슬릿홈(84)에 걸림되면, 상기 슬리브(64)가 이동되는 방향으로 상기 후크(82)가 당겨지면서 상기 싱크로나이저 링(70)이 상기 슬리브(64)에 연동되게 된다.

따라서, 상기 슬리브(64)가 복귀되는 힘에 의해 상기 싱크로나이저 링(70)이 상기 클러치기어(68)로부터 분리되게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 슬리브와 싱크로나이저 링이 걸림결합되도록 형성되어, 상기 슬리브가 원위치로 복귀시 상기 싱크로나이저 링이 연동되어 상기 클러치기어로부터 분리됨으로써, 상기 클러치기어와 싱크로나이저 링의 소착현상이 제거되고 그에 따라 변속기 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 동기장치의 분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도,

도 4는 도 3에 도시된 동기장치의 분해사시도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 주축 62: 허브

64: 슬리브 66: 스피드 기어

68: 클러치 기어 70: 싱크로나이저 링

72: 키 74: 스프링

80: 연동수단 82: 후크

84: 슬릿홈

Claims (7)

1. 허브의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동하는 슬리브와;

   상기 슬리브에 치합되는 클러치기어가 일체로 형성된 스피드기어와;

   상기 허브와 클러치기어 사이에 위치되고 상기 슬리브의 이동시 상기 클러치기어에 밀착되는 싱크로나이저 링과;

   상기 슬리브가 원위치로 복귀될 때 상기 싱크로나이저 링이 상기 슬리브에 연동되도록 하여 상기 클러치기어로부터 상기 싱크로나이저 링을 분리시키는 연동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연동수단은 상기 슬리브와 싱크로나이저 링을 연결시키고, 상기 슬리브의 전진시에는 상기 싱크로나이저 링이 상기 슬리브에 구속되지 않게 하고, 상기 슬리브가 원위치로 복귀시에는 구속되게 하는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 연동수단은 상기 싱크로나이저 링과 슬리브 중에서 적어도 어느하나에 구비되어, 상기 슬리브가 소정거리 이상 이동될 때 상기 싱크로나이저 링이 상기 슬리브에 걸림되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 연동수단은 상기 슬리브의 내주면에 형성된 홈부와, 상기 홈부에 걸림되도록 상기 싱크로나이저 링에 고정된 걸림부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 홈부는 상기 슬리브의 이동방향으로 길게 형성된 슬릿홈인 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 걸림부는 상기 싱크로나이저 링의 측면에서 돌출되어 상향절곡된 후크인 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 허브와 슬리브의 사이에는 키가 삽입되고, 상기 슬릿홈은 상기 슬리브와 키가 접촉되는 면에 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.