KR100535055B1 - 수동 변속기의 동기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기의 동기 장치를 구성하는 부품중에서 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링 사이의 결합 구조를 변경함으로써, 이를 통해 변속의 과정에서 2중의 걸림 현상을 방지함과 더불어 싱크로나이저 링의 가공시 챔퍼의 형성을 위한 공정을 폐지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 수동 변속기의 동기 장치에 있어서, 회전축의 외주에 슬립이음으로 결합된 허브 기어와; 상기 허브 기어의 외주에 슬립이음으로 결합되면서 내주면에 안내홈을 형성한 싱크로나이저 슬리브 및; 상기 싱크로나이저 슬리브의 안내홈에 끼워지는 돌기를 갖추면서 클러치 기어의 콘부에 끼워지는 싱크로나이저 링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

수동 변속기의 동기 장치{synchromesh of manual transmission}

본 발명은 수동 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속시 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링 사이의 2중 걸림의 현상을 방지할 수 있도록 하는 수동 변속기의 동기 장치에 관한 것이다.

일반적으로 동기 치합식의 수동 변속기는 대한민국 공개실용신안공보 20-1999-20809호 등에 게시된 바와 같은 구조로 이루어지는 바, 변속시 운전자로부터 변속 레버에 전달된 조작력은 시프트 포크를 통해 싱크로나이저 슬리브로 전달되고, 이 싱크로나이저 슬리브에 전달된 조작력은 싱크로나이저 링을 이동시켜 클러치 기어의 측부에 형성된 콘부와의 동기 작용을 유발하게 된다.

이때, 상기 싱크로나이저 링과 상기 클러치 기어 사이의 회전 속도가 동기되면서 상기 싱크로나이저 슬리브가 클러치 기어에 완전하게 치합되면, 상기 클러치 기어와 허브 기어 사이는 기계적으로 연결되는 구조가 되어, 비로서 변속이 완료되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 일련의 변속 과정에서 상기 싱크로나이저 슬리브가 싱크로나이저 링과 치합되어 클러치 기어를 향해 이동할 때, 상기 싱크로나이저 슬리브의 세레이션부는 상기 싱크로나이저 링의 기어치를 미는 힘을 상실하기 때문에, 상기 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링 사이에는 상대 회전 속도의 차이가 발생하게 된다.

이러한 상대 회전 속도의 차이는 상기 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링 사이의 2중의 걸림 현상을 유발하게 되어 변속의 과정중 이상 소음의 발생으로 귀결된다.

또한, 변속 해제시 상기 싱크로나이저 슬리브가 중립의 위치로 복귀할 때, 상기 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 콘부로부터 제대로 이탈되지 못하는 이른 바, 소착 현상이 발생하는 문제도 있었다.

이와 함께, 종래 수동 변속기의 동기 장치에 있어, 상기 싱크로나이저 링의 기어치는 상기 싱크로나이저 슬리브와 마찬가지로 기어치 부위의 선단면에 각각 챔퍼를 형성하는 가공을 해야 하는 바, 이러한 기어치의 챔퍼 가공은 제조 비용의 상승과 제조 공정의 복잡을 초래하게 되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 수동 변속기의 동기 장치를 구성하는 부품중에서 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링 사이의 결합 구조를 변경함으로써, 이를 통해 변속의 과정에서 2중의 걸림 현상을 방지함과 더불어 싱크로나이저 링의 가공시 챔퍼의 형성을 위한 공정을 폐지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수동 변속기의 동기 장치에 있어서, 회전축의 외주에 슬립이음으로 결합된 허브 기어와; 상기 허브 기어의 외주에 슬립이음으로 결합되면서 내주면에 안내홈을 형성한 싱크로나이저 슬리브 및; 상기 싱크로나이저 슬리브의 안내홈에 끼워지는 돌기를 갖추면서 클러치 기어의 콘부에 끼워지는 싱크로나이저 링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 입력축 내지 출력축과 같이 구동력을 받아 회전하는 회전축(10)상에 스피드 기어(12,12')가 니이들 베어링(10a)을 매개로 공회전이 가능하게 설치되고, 상기 스피드 기어(12,12')의 측부에는 클러치 기어(14)가 일체로 회전하도록 결합되며, 상기 스피드 기어(12,12')의 사이로 허브 기어(16)가 상기 회전축(10)에 대해 슬립이음으로 결합되어 설치된다.

그리고, 상기 클러치 기어(14)의 측부에 고정된 콘부(14a)의 경사면에는 싱크로나이저 링(18)이 안착되어 변속시 상기 콘부(14a)와의 회전 마찰력을 발생시키도록 되어 있고, 상기 허브 기어(16)의 외주에는 슬립이음의 방식으로 결합되어 변속시 상기 싱크로나이저 링(18)을 지나, 상기 클러치 기어(14)의 기어치(14b)에 각각 치합되는 싱크로나이저 슬리브(20)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 싱크로나이저 링(18)은 이의 외주면에 기어치를 형성하지 않고, 평평한 형태이면서 외측으로 돌출된 다수의 돌기(18a)만을 일체로 형성하고 있으며, 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 내주면에는 상기 돌기(18a)를 수용하는 안내홈(22)이 형성되어 있다.

또한, 상기 안내홈(22)은 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 양측 선단 내주면에서 좌/우로 분할된 형태로 형성되는 바, 즉 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 안내홈(22)은 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 양측 선단 내주면에서 좌/우로 분할된 형태의 분지부(22a)와, 이 분지부(22a)로부터 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 내주면의 중앙 부위를 향해 연장되어 합류하는 합류부(22b)를 일체로 갖춘 V자 형태로 형성된다.

그리고, 상기 슬리브(20)의 내주면에 형성된 안내홈(22)이 중앙의 합류부(22b)로부터 양측으로 벌어진 형태의 분지부(22a)를 갖는 것은, 다운 내지 업 시프트로의 변속시 상기 회전축(10)과 일체로 회전하는 허브 기어(16)와 상기 싱크로나이저 링(18) 사이의 회전 속도의 차이를 고려한 것이다.

즉, 상기 허브 기어(16)의 회전 속도에 대해 상기 싱크로나이저 링(18)의 회전 속도가 빠르거나 느린 경우에 있어, 상기 싱크로나이저 링(18)에 일체로 형성된 돌기(18a)는 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 내주면에 형성된 안내홈(22)의 양측 분지부(22a)중 어느 하나를 따라 이동하게 되는 것이다.

한편, 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 양측 선단의 최외곽 내주면에는 상기 클러치 기어(14)의 기어치(14a)와의 치합을 도모하는 세레이션부(20a)가 형성되고, 상기 안내홈(22)은 상기 세레이션부(20a)의 내측 부위로 형성되어 있다.

따라서, 변속시 상기 싱크로나이저 슬리브(20)가 상기 회전축(10)의 축방향을 따라 이동하게 되면, 도 3 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같은 상태로 되는 바, 즉 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 세레이션부(20a)는 상기 싱크로나이저 링(18)을 지나 상기 클러치 기어(14)의 기어치(14b)에 치합된 상태가 된다.

이때, 상기 싱크로나이저 링(18)에 형성된 돌기(18a)는 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 내주면에 형성된 안내홈(22)의 분지부(22a)에서 합류부(22b)로 이동하는 상태가 된다.

이와 같이, 상기 슬리브(20)의 세레이션부(20a)가 상기 클러치 기어(14)의 기어치(14b)에 치합되면, 상기 회전축(10)의 허브 기어(16)를 통한 구동력은 상기 슬리브(20)를 지나 상기 클러치 기어(14)로 전달되어, 상기 스피드 기어(12,12')는 상기 회전축(10)과 일체로 회전하게 된다.

상기와 같은 일련의 변속 과정에서 동기 작용을 위해 상기 싱크로나이저 링(18)이 상기 클러치 기어(14)의 콘부(14a)와 접촉하게 되면, 강한 토오크에 의해 상기 싱크로나이저 링(18)의 돌기(18a)는 상기 안내홈(22)의 분지부(22a)의 선단에 위치하여 종래 싱크로나이저 링(18)에 형성된 기어치의 챔퍼에서 일어나는 동기 작용이 수반된다.

이 경우 토오크는 크기 때문에 상기 돌기(18a)는 상기 안내홈(22)의 합류부(22b)로 오지 못하게 되어 더 이상의 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 전진을 막게 된다.

이어, 상기 클러치 기어(14)의 콘부(14a)와 상기 싱크로나이저 링(18) 사이의 상대 속도가 줄어들게 되면서 상기 싱크로나이저 슬리브(20)의 축방향으로 전진하는 힘이 더욱 커지게 되면, 상기 싱크로나이저 링(18)의 돌기(18a)는 상기 안내홈(22)의 합류부(22b)로 이동하게 되고, 상기 싱크로나이저 슬리브(20)는 전진하게 된다.

이 과정에서 상기 돌기(18a)는 상기 안내홈(22)의 분지부(22a)가 형성하는 경사면을 따라 이동하기 때문에, 정확히 합류부(22b)에 올 때까지 축방향의 힘이 완전히 소멸되지 않게 되므로 동기의 붕괴는 발생하지 않게 되어, 종래와 같은 2중의 걸림 현상은 수반되지 않게 된다.

그리고, 변속의 해제시에는 상기 슬리브(20)가 원래의 상태로 복귀하게 되는 데, 이때 상기 싱크로나이저 링(18)에서는 이에 일체로 형성된 돌기(18a)가 상기 슬리브(20)의 안내홈(22)내에서 합류부(22b)로부터 분지부(22a)로 이동하게 된다.

이에 따라, 상기 싱크로나이저 링(18)은 상기 슬리브(20)의 이동에 따라 원활하게 리턴 운동을 할 수 있게 되므로, 상기 클러치 기어(14)의 콘부(14a)와 상기 싱크로나이저 링(18) 사이의 소착 현상을 발생하지 않게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 의하면, 동기 장치의 구성하는 부품중에서 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링 사이의 결합 구조를 변경시킴으로써, 변속시 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링 사이의 2중 걸림의 현상을 방지할 수 있음과 더불어, 변속 해제시 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 콘부 사이에서 발생되는 소착 현상을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 싱크로나이저 링의 제작시 기어치의 형성과 이의 선단에 형성되는 챔퍼에 대한 가공이 불필요하게 되므로, 가공 공정의 단축과 함께 제조 원가를 줄일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치를 도시한 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 싱크로나이저 슬리브의 내주면과 싱크로나이저 링의 외주면 사이의 조립 관계를 설명하기 위한 도면.

도 3과 도 4는 각각 변속시 작동 상태를 도시하는 도면으로, 각각 도 1과 도 2의 대응도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-회전축 12,12'-스피드 기어

14-클러치 기어 16-허브 기어

18-싱크로나이저 링 20-싱크로나이저 슬리브

22-안내홈

Claims (2)

1. 수동 변속기의 동기 장치에 있어서,

   회전축의 외주에 슬립이음으로 결합된 허브 기어와;

   상기 허브 기어의 외주에 슬립이음으로 결합되면서 내주면에 안내홈을 형성한 싱크로나이저 슬리브 및;

   상기 싱크로나이저 슬리브의 안내홈에 끼워지는 돌기를 갖추고서 클러치 기어의 콘부에 끼워지는 싱크로나이저 링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 안내홈은 상기 싱크로나이저 슬리브의 양측 선단 내주면에서 좌/우로 분할된 형태의 분지부와, 상기 분지부로부터 상기 싱크로나이저 슬리브의 내주면의 중앙 부위를 향해 연장되어 합류하는 합류부를 갖춘 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.