KR100534183B1 - 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 수동변속기에서 싱크로나이저 슬리브와 기어 간의 동기작용을 수행하는 새로운 구조의 싱크로나이징 기구에 관한 것이다.

본 발명은 싱크로나이저 슬리브의 움직임에 따라 확장되거나 자체 탄력에 의해 복원되면서 슬리브와 기어 간의 동기작용을 수행하는 간단한 구조의 싱크로나이징 기구를 제공함으로써, 기존의 싱크로나이저 링, 스트러크 어셈블리, 클러치 콘 등을 위의 싱크로나이징 기구로 대체함에 따른 부품의 간소화 및 공간의 확보가 가능하고, 조립작업 또한 용이하게 할 수 있으며, 전반적으로 변속기의 소형화 및 경량화를 구현할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에서 제공하는 싱크로나이징 기구는 슬리브와 기어 간의 동기작용을 수행하는 싱크로나이저 기구에 있어서, 상기 슬리브와 기어 사이에 설치되어 슬리브의 접촉 압력에 의해 확장되는 동시에 기어측과 접촉하면서 슬리브와 기어 간에 동기작용을 수행하는 싱크로나이징 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구{Synchronizing structure of manual transmission for vehicle}

본 발명은 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 싱크로나이저 슬리브의 움직임에 의해 확장 및 자체 복원되면서 동기작용을 수행하는 간단한 구조의 싱크로나이징 기구를 제공함으로써, 기존의 싱크로나이저 링, 스트러크 어셈블리, 클러치 콘 등의 제거로 부품의 간소화를 도모할 수 있는 동시에 부품 간소화 만큼의 공간확보가 가능하고, 또 조립작업과 관련한 작업성 향상을 도모할 수 있으며, 궁극적으로는 변속기의 소형화 및 경량화를 구현할 수 있는 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구는 기어가 변속하는 동안 기어의 충돌을 막기 위해 사용되며, 변속되는 기어와 미끄러지는 슬리브가 같은 속도로 회전하여 부드럽게 맞물릴 수 있도록 해주는 역할을 한다.

이러한 싱크로나이징 기구의 작동은 3단계로 나눌 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 변속기 내부의 기어를 변속하기 위하여 슬리브(10)는 기어(11) 쪽으로 움직인다.

슬리브(10)는 허브(12)의 스플라인에서 미끄러지면서 3개의 키를 함께 이동시킨다.

키는 싱크로나이저 링(13)에 부딪히고 싱크로나이저 링(13)을 기어(11) 쪽으로 민다.

싱크로나이저 링(13)에 있는 콘(14a)은 기어(11) 위의 콘(14b)과 접촉한다.

싱크로나이저 링(13)과 기어(11)들의 충돌로 인해 두 장치는 같은 속도로 회전하게 된다.

싱크로나이저 링(13)의 외부 이(齒)와 기어(11)가 같은 속도로 회전하면, 슬리브(10)는 싱크로나이저 링(13)과 기어(11) 위를 미끄러져 기어(11)가 축에 맞물리고 변속은 끝난다.

따라서, 동력은 기어에서 슬리브와 허브를 통하여 축에 전달된다.

이와 같은 싱크로나이징 기구에서는 기어와 슬리브 사이에 클러치 콘과 싱크로나이저 링 등의 제원으로 인한 기본적인 축간 공간을 확보해야 하므로 변속기의 전체적인 크기나 구조를 줄이거나 단순화하는 측면에서는 한계가 있고, 모든 부품들이 점차 소형화되어가는 추세에서 볼 때 위와 같은 메카니즘은 많은 불리한 점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 싱크로나이저 슬리브의 움직임에 따라 확장되거나 자체 탄력에 의해 복원되면서 슬리브와 기어 간의 동기작용을 수행하는 간단한 구조의 싱크로나이징 기구를 제공함으로써, 기존의 싱크로나이저 링, 스트러크 어셈블리, 클러치 콘 등을 위의 싱크로나이징 기구로 대체함에 따른 부품의 간소화 및 공간의 확보가 가능하고, 조립작업 또한 용이하게 할 수 있으며, 전반적으로 변속기의 소형화 및 경량화를 구현할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 슬리브와 기어 간의 동기작용을 수행하는 싱크로나이저 기구에 있어서, 상기 슬리브와 기어 사이에 설치되어 슬리브의 접촉 압력에 의해 확장되는 동시에 기어측과 접촉하면서 슬리브와 기어 간에 동기작용을 수행하는 싱크로나이징 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 싱크로나이징 부재는 축상에 동심원상으로 조립되면서 각각 슬리브측과 기어측에 접촉가능한 소직경의 가압링 및 대직경의 접촉링과, 상기 가압링과 접촉링 사이에 볼연결부에 의해 연결되어 일정한 간격을 유지시켜주며 가압링에 의해 반경방향으로 운동하면서 접촉링을 밀어낼 수 있는 다수의 연결대로 이루어지되, 상기 접촉링은 확장이 가능하게 일부 길이가 끊어진 형태로 이루어져 기어의 내측과 접촉될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 연결대들은 축 둘레를 따라 일정한 간격으로 배치되면서 소직경되어 있는 가압링과 대직경으로 되어 있는 접촉링 사이에서 그 길이를 축선방향으로 하여 경사지게 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 싱크로나이징 부재의 가압링에는 허브에 형성되어 있는 다수의 러그홈 내에 삽입 위치되는 다수의 러그가 갖추어져 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 싱크로나이징 기구를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 싱크로나이징 기구의 작동상태를 보여주는 개략도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 슬리브(10)와 기어(11) 간의 동기작용을 수행하기 위한 싱크로나이징 부재(15)는 슬리브(10)와 접촉하면서 슬리브(10)로부터 가해지는 접촉압력, 즉 미는 힘을 받아내는 가압링(16)과, 상기 가압링(16)을 통해 전해지는 힘에 의해 반경방향으로 확장되면서 기어(11)측에 접촉되는 접촉링(17)과, 이것들을 연결하는 연결대(18)로 구성된다.

상기 가압링(16)과 접촉링(17)은 기어(11), 허브(12) 등이 조립되는 축상에 동심원상으로 조립되며, 슬리브(10)와 기어(11) 사이에 배치된다.

이때의 가압링(16)은 소직경으로 되어 있으면서 슬리브(10) 쪽으로 위치되어 슬리브(10)가 갖는 돌출부(20)와 접촉하게 되고, 접촉링(17)은 대직경으로 되어 있으면서 기어(11) 쪽으로 위치되어 기어(11)가 갖는 내측의 밀착면(21)과 접촉하게 된다.

특히, 상기 접촉링(17)은 완전한 링형태를 갖지 못하고 일부 길이가 끊어진 형태로 되어 있어서 조작력에 의한 확장이나 자체적으로 탄력적인 복원이 가능하게 된다.

또한, 상기 싱크로나이징 부재(15)의 가압링(16)에는 둘레방향을 따라 일정한 간격으로 배치되는 적어도 3개의 러그(22)가 형성되고, 또 이곳과 마주보는 허브(12)의 면에는 각 러그(22)를 수용할 수 있는 각각의 러그홈(23)이 형성된다.

즉, 가압링(16)에 러그(22)를 추가하여 허브(12)의 러그홈(23)에 헐거운 끼움의 형태로 고정하고, 가압링(16)을 허브(12) 및 슬리브(10)와 축과 함께 회전하도록 한다.

이렇게 하면 동기작동시 가압링(16)은 슬리브(10)와 같은 속도로 회전하고 상대속도로 인한 마찰은 마찰면에서만 일어나게 된다.

또한, 가압링(16)이 항상 정확한 위치를 잡을 수 있고 흔들림을 방지할 수 있다.

상기 연결대(18)는 가압링(16)과 접촉링(17) 사이를 연결시켜주는 수단으로서 양단이 볼연결부(19a),(19b)에 의해 연결되어 가압링(16)과 접촉링(17)이 서로 일정한 간격을 유지할 수 있도록 해주며, 가압링(16)의 운동시 반경방향으로 운동하면서 접촉링(17)을 밀어낼 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 다수의 연결대(18)들은 축 둘레를 따라 일정한 간격으로 배치되면서 가압링(16) 쪽에서 접촉링(17) 쪽으로 상향 경사진 자세로 그 길이를 축선방향으로 하여 연결된다.

이에 따라, 가압링(16)에 의해 연결대(18)의 한쪽이 축선방향으로 눌려지면 경사진 자세에서 거의 수직에 가까운 자세로 전환되면서 다른 한쪽을 이용하여 접촉링(17)을 반경방향으로 확장시켜줄 수 있게 된다.

여기서, 연결대(18)의 볼연결부(19a),(19b)는 축선방향 움직임과 반경방향 움직임 이외의 방향으로 작용하는 간섭을 수용하는 역할을 하게 되며, 연결대(18)의 양끝에 볼을 일체 형성하고, 가압링(16)의 외면과 접촉링(17)의 내면에는 각각 볼을 안착시킬 수 있는 홈을 형성하여 볼이 약 2/3 정도만 안착되도록 강제 삽입하는 방법에 의해 조립할 수 있으며, 또는 볼연결구조 이외에 핀연결구조를 이용하여 조립할 수도 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 싱크로나이징 기구의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.

도 3에 도시한 바와 같이, 변속기 내부의 기어를 변속하기 위하여 슬리브(10)는 기어(11) 쪽으로 움직인다.

슬리브(10)는 허브(12)의 스플라인에서 미끄러지면서 그 선단부의 돌출부(20)를 이용하여 싱크로나이징 부재(15)의 가압링(16)을 밀게 된다.

이러한 돌출부(20)에 의해 가압링(16)을 포함하는 싱크로나이징 기구(15) 전체는 기어(11) 쪽으로 이동된다.

이때, 접촉링(17)의 전면이 기어(11)의 전면에 부딪히면 더 이상의 축방향 이동이 허용되지 않게 된다.

계속해서, 슬리브(10)에 의해 가압링(16)이 눌려지면 이때부터는 각 연결대(18)들이 반경방향으로 1/2 정도(초기 경사진 자세에 대해) 세워지면서 접촉링(17)을 밀게 되고, 이와 동시에 접촉링(17)은 바깥쪽으로 확장되면서 기어(11)의 밀착면(21)에 접촉하게 된다.

따라서, 기어(11)와 싱크로나이징 부재(15)는 같은 속도로 회전하게 되고, 가압링(16)을 통해 접촉하고 있는 슬리브(10)도 함께 회전하는 동시에 가압링(16)을 좀더 가압하면서 기어(11) 위를 미끄러져 치합되며, 최종적으로 기어(11)가 축에 맞물리면서 변속은 끝난다.

따라서, 동력은 기어(11)에서 슬리브(10)와 허브(12)를 통하여 축에 전달된다.

이상에서와 같이 본 발명은 싱크로나이저 슬리브와 기어 사이에 설치되어 동기작용을 수행하는 단순한 구조, 예를 들면 가압링+연결대+접촉링으로 이루어진 구조의 싱크로나이저 기구를 제공하여 기존의 싱크로나이저 링, 스트러크 어셈블리, 클러치 콘 등을 제거할 수 있으므로 부품수를 줄일 수 있고 부품수의 단축으로 여유 공간의 확보가 가능하며 조립작업을 용이하게 할 수 있는 장점이 있으며, 궁극적으로는 변속기의 소형화 및 경량화를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 싱크로나이징 기구의 작동상태를 보여주는 개략도

도 2는 본 발명에 따른 싱크로나이징 기구를 보여주는 사시도

도 3은 본 발명에 따른 싱크로나이징 기구의 작동상태를 보여주는 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 슬리브 11 : 기어

12 : 허브 13 : 싱크로나이저 링

14a.14b : 콘 15 : 싱크로나이징 부재

16 : 가압링 17 : 접촉링

18 : 연결대 19a,19b : 볼연결부

20 : 돌출부 21 : 밀착면

22 : 러그(Lug) 23 : 러그홈

Claims (4)

1. 슬리브(10)와 기어(11) 간의 동기작용을 수행하는 싱크로나이저 기구에 있어서, 상기 슬리브(10)와 기어(11) 사이에 설치되어 슬리브(10)의 접촉 압력에 의해 확장되는 동시에 기어(11)측과 접촉하면서 슬리브(10)와 기어(11) 간에 동기작용을 수행하는 싱크로나이징 부재(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 싱크로나이징 부재(15)는 축상에 동심원상으로 조립되면서 각각 슬리브(10)측과 기어(11)측에 접촉가능한 소직경의 가압링(16) 및 대직경의 접촉링(17)과, 상기 가압링(16)과 접촉링(17) 사이에 볼연결부(19a),(19b)에 의해 연결되어 일정한 간격을 유지시켜주며 가압링(16)에 의해 반경방향으로 운동하면서 접촉링(17)을 밀어낼 수 있는 다수의 연결대(18)로 이루어지되, 상기 접촉링(17)은 확장이 가능하게 일부 길이가 끊어진 형태로 이루어져 기어(11)의 내측과 접촉될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 다수의 연결대(18)들은 축 둘레를 따라 일정한 간격으로 배치되면서 소직경되어 있는 가압링(16)과 대직경으로 되어 있는 접촉링(17) 사이에서 그 길이를 축선방향으로 하여 경사지게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구.
4. 청구항 1 내지 3 중에서 어느 한 항에 있어서, 상기 싱크로나이징 부재(15)의 가압링(16)에는 허브(12)에 형성되어 있는 다수의 러그홈(23) 내에 삽입 위치되는 다수의 러그(22)가 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 싱크로나이징 기구.