KR100534231B1 - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

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KR100534231B1
KR100534231B1 KR10-2004-0035280A KR20040035280A KR100534231B1 KR 100534231 B1 KR100534231 B1 KR 100534231B1 KR 20040035280 A KR20040035280 A KR 20040035280A KR 100534231 B1 KR100534231 B1 KR 100534231B1
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Abstract

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 슬리브에 치합되는 챔퍼가 형성된 제 1싱크로나이저 링과, 상기 슬리브의 전진시 클러치기어에 곡면으로 밀착되어 마찰되는 제 2싱크로나이저 링으로 구성되고, 상기 제 2싱크로나이저 링과 클러치기어의 마찰면에 수직하게 위치된 연결수단에 의해 상기 제 1싱크로나이저 링과 제 2싱크로나이저 링이 연결됨으로써, 상기 슬리브의 전진시 상기 슬리브로부터 상기 제 1싱크로나이저 링에 가해지는 힘이 상기 연결수단에 의해 상기 제 2싱크로나이저 링으로 전달되기 때문에, 상기 제 2싱크로나이저 링과 클러치기어 사이에 응력집중의 발생이 방지되어 부품간의 마모가 방지되어 동기장치의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}
본 발명은 수동변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 특히 슬리브의 전진시 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어의 마찰면의 일부분에 응력이 집중되는 현상을 방지할 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 측단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 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 움직이면서, 상기 키(22)의 단부가 상기 싱크로나이저 링(20)에 압력을 가하게 된다.
그리고, 상기 슬리브(14)의 내주면은 상기 싱크로나이저 링(20)의 외주면과 치합된다.
상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 키(22)에 의해 압력을 받는 동시에, 전진하는 상기 슬리브(14)에 의해 전진방향으로의 힘을 받게 되어, 상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 클러치기어(18)의 콘부에 밀착되게 되고 상호 마찰력에 의해 클러치작용을 함으로써, 상기 스피드 기어(16)의 회전속도를 주축(10)의 회전속도로 동기시키게 된다.
상기 슬리브(14)는 상기 싱크로나이저 링(20)의 외주면과 치합된 후, 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)가 상기 클러치기어(18)를 향해 전진되면서 상기 싱크로나이저 링(20)과 치합되기 때문에, 상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 슬리브(14)로부터 전진방향의 힘을 지속적으로 받게 되므로, 상기 싱크로나이저 링(20)에서 상기 슬리브(14)와 치합되는 측의 내주면에 응력이 집중이 발생되고, 상기 클러치기어(18)의 콘부와 상기 싱크로나이저 링(20)의 내주면 사이에 마모가 발생되어 상기 싱크로나이저 링(20)과 클러치 기어(18)의 접촉율이 저하됨으로써 효율적인 동기작동이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 싱크로나이저 링의 내주면과 클러치기어의 콘부 사이에 응력집중을 방지하여 접촉면의 마모를 방지함으로써 내구성을 향상시키며 동기작동을 효율적으로 수행할 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 슬리브에 치합되는 챔퍼가 형성된 제 1싱크로나이저 링과, 상기 제 1싱크로나이저 링에 연동되어 상기 슬리브의 전진시 상기 클러치기어에 밀착되는 제 2싱크로나이저 링과, 상기 제 1싱크로나이저 링과 제 2싱크로나이저 링을 연결시키고, 상기 슬리브로부터 상기 챔퍼가 받는 힘에 의해 응력집중이 발생되는 것을 방지하도록 형성된 연결수단을 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 본 발명에 따른 동기장치의 분해사시도이며, 도 5는 도 3의 A-A방향에서 제1,2싱크로나이저 링의 평면도이고, 도 6은 도 4의 B방향에서 본 측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 연결수단의 제 1실시예가 도시된 단면도이다.
본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 주축(60)에 스플라인 결합되고 외주면상에 기어가 형성된 허브(62)와, 상기 허브(62)의 외주면에서 축방향으로 이동가능하게 스플라인 결합된 슬리브(64)와, 상기 슬리브(64)에 치합되는 클러치기어(66)가 일체로 형성된 스피드기어(68)와, 상기 슬리브(64)에 치합되는 챔퍼(78)가 형성된 제 1싱크로나이저 링(70)과, 상기 제 1싱크로나이저 링(70)에 연동되어 상기 슬리브(64)의 전진시 상기 클러치기어(66)에 밀착되는 제 2싱크로나이저 링(72)과, 상기 슬리브(64)로부터 상기 챔퍼(78)가 받는 힘에 의해 응력집중이 발생되는 것을 방지하도록 형성된 연결수단(80)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 허브(62)와 슬리브(64) 사이에는 상기 허브(62)와 슬리브(64)를 상호 고정시키도록 키(74)가 더 포함되어 구성된다.
상기 키(74)는 상기 허브(62)의 외주면에서 원주방향을 따라 형성된 3개의 키 홈에 끼워지며, 상기 허브(62)측에는 상기 키(74)를 상기 슬리브(64)에 밀착시키는 스프링(76)이 설치된다.
상기 제 2싱크로나이저 링(72)은 내주면은 상기 클러치 기어(66)는 원호 형상으로 밀착되어 마찰되도록 경사지게 형성되되, 곡면 형상으로 이루어진다.
따라서, 상기 클러치기어(66)의 외주면에서 일측은 상기 제 2싱크로나이저 링(72)의 내주면에 대응되게 곡면형상으로 이루어진다.
그리고, 상기 클러치기어(66)의 외주면에서 타측은 상기 제 1싱크로나이저 링(70)과 치합된 후 계속 전진하는 상기 슬리브(64)와 치합될 수 있도록 기어치가 형성된다.
한편, 상기 연결수단(80)은 상기 제 1싱크로나이저 링(70)과 제 2싱크로나이저 링(72)사이에 구비되고, 일측이 상기 제 1싱크로나이저 링(70)에 고정되고, 타측은 상기 제 2싱크로나이저 링(72)의 외주면에 결합되도록 형성된다.
그리고, 상기 연결수단(80)은 상기 제 1싱크로나이저 링(70)과 제 2싱크로나이저 링(72) 사이에서 원주방향을 따라 소정간격 이격된 위치에 복수개가 구비된다.
여기서, 상기 연결수단(80)의 제 1실시예는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1싱크로나이저 링(70)의 측면에 고정된 제 1로드(82)와, 상기 제 1로드(82)에서 연장되어 형성되고 상기 제 2싱크로나이저 링(72)의 외주면에 결합되는 제 2로드(84)로 이루어진다.
상기 제 2로드(84)는 상기 제 2싱크로나이저 링(74)의 외주면 중심에 결합되되, 상기 제 2싱크로나이저 링(72)과 클러치기어(66)의 마찰면에 수직하게 결합된다.
그리고, 상기 제 2로드(84)는 상기 챔퍼(78)로부터 힘이 전달될 때 모멘트가 발생되지 않도록 상기 제 2싱크로나이저 링(72)에 회전가능토록 결합된다.
즉, 상기 제 2로드(84)의 단부에 힌지핀(86)이 관통되도록 힌지홀(88)이 형성되고, 상기 제 2싱크로나이저 링(72)의 외주면에는 상기 제 2로드(84)의 단부가 삽입되는 삽입홈부(90)가 형성된다.
여기서, 상기 힌지핀(86)의 양단은 상기 삽입홈부(90)에 고정되어, 상기 제 1로드(82)의 단부와 제 2싱크로나이저 링(72)를 힌지결합시킨다.
도 8은 본 발명에 따른 연결수단의 제 2실시예가 도시된 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 연결수단은 상기 제 1싱크로나이저 링(70)의 측면에 고정된 제 1로드(92)와, 상기 제 1로드(92)에 연장되어 형성되고, 상기 제 2싱크로나이저 링(72)의 외주면에 결합되는 제 2로드(94)로 이루어진다.
상기 제 2로드(94)는 상기 제 2싱크로나이저 링(72)과 클러치기어(66)의 마찰면에 수직하게 결합된다.
한편, 상기 제 2로드(94)는 상기 제 2싱크로나이저 링(72)의 외주면에 회동가능토록 결합되는 바, 상기 제 2로드(94)의 단부에는 볼(96)이 구비되고, 상기 제 2싱크로나이저 링(72)에는 상기 볼(96)이 압입되는 압입홈부(98)가 형성되는 점을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하므로 여기서는 더 이상의 설명을 생략한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치의 작동을 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 이동하게 된다.
상기 슬리브(64)가 축방향으로 이동시, 상기 키(74)가 상기 슬리브(64)에 의해 움직이면서, 상기 키(74)의 단부가 상기 제 1싱크로나이저 링(70)을 누르게 된다.
상기 제 1싱크로나이저 링(70)을 누르는 힘이 상기 제 1,2로드(82,84)를 통해 상기 제 2싱크로나이저 링(72)에 전달되어, 상기 제 2싱크로나이저 링(72)이 상기 클러치기어(66)에 밀착되게 된다.
상기 제 2싱크로나이저 링(72)이 상기 클러치기어(66)에 밀착되어 마찰되면서, 상호마찰력에 의해 클러치작용을 하게 된다.
그리고, 상기 슬리브(64)는 전진하면서 상기 제 1싱크로나이저 링(70)의 챔퍼(78)와 치합되게 된다.
이 때, 상기 슬리브(64)가 전진하면서 상기 제 1싱크로나이저 링(70)의 챔퍼(78)에 전진방향으로의 힘을 가하게 되고, 상기 제 1,2로드(82,84)를 통해 상기 제 2싱크로나이저 링(72)에 전달되게 된다.
상기 제 2로드(84)는 상기 제 2싱크로나이저 링(72)과 클러치기어(66)의 마찰면에 수직하게 위치되고, 상기 제 2싱크로나이저 링(72)과 클러치기어(66)는 곡면으로 접촉되기 때문에, 상기 제 2로드(84)를 통해 전달되는 힘이 고르게 분산되게 된다.
따라서, 상기 슬리브(64)로부터 상기 제 1싱크로나이저 링(70)의 챔퍼(78)에 가하는 힘에 의해 상기 제 2싱크로나이저 링(72)에서 발생되는 응력은 어느 일정부분에 집중되지 않게 된다.
또한, 상기 제 2로드(84)의 단부는 상기 제 2싱크로나이저 링(72)에 회동가능토록 결합되기 때문에, 상기 제 2로드(84)를 통해 전달되는 힘에 의한 모멘트가 발생되지 않게 된다.
이후, 상기 슬리브(64)는 계속 전진하여 상기 클러치기어(66)의 외주면에 치합되고, 상기 슬리브(64)가 상기 클러치기어(66)와 완전히 치합되면, 상기 허브(62)와 상기 스피드기어(68)가 기계적으로 연결되므로 상기 스피드기(68)는 상기 주축(60)과 동일한 속도로 회전되어 변속이 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 슬리브에 치합되는 챔퍼가 형성된 제 1싱크로나이저 링과, 상기 슬리브의 전진시 클러치기어에 곡면으로 밀착되어 마찰되는 제 2싱크로나이저 링으로 구성되고, 상기 제 2싱크로나이저 링과 클러치기어의 마찰면에 수직하게 위치된 연결수단에 의해 상기 제 1싱크로나이저 링과 제 2싱크로나이저 링이 연결됨으로써, 상기 슬리브의 전진시 상기 슬리브로부터 상기 제 1싱크로나이저 링에 가해지는 힘이 상기 연결수단에 의해 상기 제 2싱크로나이저 링으로 전달되기 때문에, 상기 제 2싱크로나이저 링과 클러치기어 사이에 응력집중의 발생이 방지되고 부품간의 마모가 방지되어 동기장치의 내구성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 상기 제 2싱크로나이저 링의 내주면과 상기 클러치기어의 외주면이 원호형상의 곡면으로 접촉되어 마찰되도록 구성됨으로써, 상기 제 2싱크로나이저 링과 클러치기어가 더 견고하게 밀착되기 때문에 효율적인 동기작용이 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 동기장치의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 동기장치의 분해사시도,
도 5는 도 3의 A-A방향에서 제1,2싱크로나이저 링의 평면도,
도 6은 도 4의 B방향에서 본 측면도,
도 7은 본 발명에 따른 연결수단의 제 1실시예가 도시된 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 연결수단의 제 2실시예가 도시된 단면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
60: 주축 62: 허브
64: 슬리브 66: 클러치기어
68: 스피드기어 70: 제 1싱크로나이저 링
72: 제 2싱크로나이저 링 74: 키
76: 키스프링 78: 챔퍼
80: 연결수단 82: 제 1로드
84: 제 2로드 86: 힌지핀
88: 힌지홀 90: 삽입홈부
96: 볼 98: 압입홈부

Claims (8)

  1. 허브의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동하는 슬리브와;
    상기 슬리브에 치합되는 클러치기어가 일체로 형성된 스피드기어와;
    상기 슬리브에 치합되는 챔퍼가 형성된 제 1싱크로나이저 링과;
    상기 제 1싱크로나이저 링에 연동되어 상기 슬리브의 전진시 상기 클러치기어의 외주면과 마찰되는 제 2싱크로나이저 링과;
    상기 제 1싱크로나이저 링과 제 2싱크로나이저 링을 연결시키고, 상기 슬리브로부터 상기 챔퍼가 받는 힘에 의해 응력집중이 발생되는 것을 방지하도록 형성된 연결수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2싱크로나이저 링과 상기 클러치 기어는 원호 접촉되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연결수단은 일측이 상기 제 1싱크로나이저 링에 고정되고, 타측은 상기 제 2싱크로나이저 링의 외주면에 결합된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 제 2싱크로나이저 링에 회전가능토록 결합된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 제 2싱크로나이저 링의 외주면에서 상기 제 2싱크로나이저 링과 클러치기어의 마찰면에 수직하게 결합된 제 1로드와, 상기 제 2로드에서 연장되고 상기 제 1싱크로나이저 링의 측면에 고정된 제 2로드로 이루어진 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1로드는 상기 제 2싱크로나이저 링에 힌지핀에 의해 힌지결합된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1로드는 단부에 볼이 구비되고, 상기 제 2싱크로나이저 링에는 상기 볼이 압입되는 압입홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 제 1싱크로나이저 링과 제 2싱크로나이저 링 사이에서 원주방향을 따라 소정간격 이격된 위치에 복수개가 구비된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
KR10-2004-0035280A 2004-05-18 2004-05-18 수동변속기의 동기장치 KR100534231B1 (ko)

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