KR100551087B1 - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 싱크로나이저 링은 슬리브와 치합되는 챔퍼가 측면에 형성되고, 상기 챔퍼는 상기 싱크로나이저 링의 콘부 중심으로부터 축방향으로 연장된 선상에 형성됨으로써, 상기 슬리브의 전진시 상기 슬리브로부터 상기 싱크로나이저 링에 가해지는 힘이 상기 챔퍼를 통해 상기 싱크로나이저 링의 중심으로 전달되기 때문에 상기 콘부에 응력이 고르게 분산되어 응력집중이 발생되지 않으므로 부품의 마모가 방지되어 동기장치의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

수동변속기, 슬리브, 싱크로나이저 링, 챔퍼, 스피드기어, 보조기어, 응력, 이중걸림

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

도 1은 종래기술에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 측단면도,

도 2는 종래기술에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 동기장치의 변속 시작시의 상태가 개략적으로 도시된 측단면도,

도 6은 본 발명에 따른 동기장치의 동기완료 후의 상태가 개략적으로 도시된 측단면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 주축 62: 허브

64: 슬리브 66: 보조기어

68: 스피드기어 70: 싱크로나이저 링

72: 콘부 74: 챔퍼

76: 홈부 78: 경사부재

본 발명은 수동변속기에 관한 것으로서, 특히 슬리브의 전진시 상기 싱크로나이저 링의 콘부와 스피드기어의 경사부의 마찰면에 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 위치 되어 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 이동되는 슬리브와, 상기 슬리브에 치합되는 보조기어가 형성된 스피드기어와, 상기 스피드기어에 밀착되는 콘부가 내주면에 형성되고, 상기 슬리브와 치합시 상기 콘부에 응력집중이 발생되는 것이 방지되도록 상기 슬리브를 향한 측면에 챔퍼가 형성된 싱크로나이저 링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수동변속기의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 동기장치의 변속 시작시의 상태가 개략적으로 도시된 측단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 동기장치의 동기완료 후의 상태가 개략적으로 도시된 측단면도이다.

본 발명에 따른 수동변속기는 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)와 치합되는 보조기어(66)가 구비된 스피드기어(68)와, 상기 스피드기어(68)에 밀착되는 콘부(72)가 내주면에 형성되고, 상기 슬리브(64)와 치합되는 챔퍼(74)가 상기 슬리브(64)를 향한 측면에 형성된 싱크로나이저 링(70)을 포함하여 구성된다.

상기 슬리브(64)는 축방향으로 이동시 내주면은 상기 싱크로나이저 링(70)의 챔퍼(74)와 치합되고, 외주면은 상기 보조기어(66)와 치합되도록 형성된다.

그리고, 상기 스피드기어(68)는 상기 싱크로나이저 링(70)이 적어도 일부가 상기 스피드기어(68)의 내측으로 삽입될 수 있도록 측면에 홈부(76)가 형성된다.

상기 홈부(76)에는 상기 싱크로나이저 링(70)의 콘부(72)가 밀착되어 마찰을 일으키도록 경사지게 형성된 경사부재(78)가 설치된다.

상기 경사부재(78)는 상기 홈부(76)에서 주축(60)을 향한 일측면에 고정되어, 상기 경사부재(78)와 상기 홈부(76)의 타측면 사이에는 상기 싱크로나이저 링(70)이 삽입된다.

한편, 상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 슬리브(64)와 치합시 상기 슬리브(64)로부터 상기 챔퍼(74)에 가해지는 힘에 의해 상기 콘부(72)에 발생되는 응력이 분산될 수 있도록 상기 슬리브(64)를 향한 측면에 상기 챔퍼(74)가 형성되 되, 상기 챔퍼(74)는 상기 콘부(72)의 중심에서 축방향으로 연장된 선상에서 형성된다.

그리고, 상기 보조기어(66)는 상기 슬리브(64)의 외주면에 치합될 수 있도록 상기 스피드기어(68)의 측면에 형성된다.

상기 보조기어(66)는 상기 홈부(76)의 외측에 형성되고, 상기 싱크로나이저 링(70)과 반경방향으로 소정간격 이격되게 위치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치의 작동을 도 5 내지 도 6을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 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 이동되면, 상기 슬리브(64)의 내주면은 전방에 위치된 상기 싱크로나이저 링(70)의 챔퍼(74)와 치합되게 된다.

상기 슬리브(64)가 상기 싱크로나이저링(70)과 치합되면, 상기 슬리브(64)가 미는 힘에 의해 상기 싱크로나이저링(70)의 콘부(72)는 상기 스피드기어(68)의 경사부재(78)에 밀착되게 된다.

상기 콘부(72)가 상기 경사부재(78)에 밀착되어 마찰되면서, 상호마찰력에 의해 클러치작용을 하게 된다.

여기서, 상기 챔퍼(74)는 상기 콘부(72)의 중심측에 형성되기 때문에, 상기 슬리브(64)로부터 상기 챔퍼(74)를 통해 상기 콘부(72)에 전달되는 힘은 상기 콘부(72) 전체에 고르게 분산되므로, 상기 콘부(72)와 경사부 (78)사이에 응력집중이 발생되지 않는다.

이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬리브는 상기 싱크로나이저 링과 치합되어 동기상태를 유지하면서 계속 전진하게 된다.

상기 슬리브는 계속 전진하여 상기 스피드기어의 측면에 형성된 상기 보조기어와 치합되게 된다.

상기 슬리브(64)가 상기 보조기어(66)와 완전히 치합되면, 상기 허브(62)와 상기 스피드기어(68)가 기계적으로 연결되므로 상기 스피드기어(68)는 상기 주축(60)과 동일한 속도로 회전되어 변속이 이루어진다.

이 때, 상기 슬리브(64)는 상기 싱크로나이저 링(70)과 동기상태를 유지한 상태에서 상기 보조기어(66)와 치합됨으로써, 동기붕괴현상이 발생되지 않으므로 이중걸림감이 방지된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 싱크로나이저 링은 슬리브와 치합되는 챔퍼가 측면에 형성되고, 상기 챔퍼는 상기 싱크로나이저 링의 콘부 중심으로부터 축방향으로 연장된 선상에 형성됨으로써, 상기 슬리브의 전진시 상기 슬리브로부터 상기 싱크로나이저 링에 가해지는 힘이 상기 챔퍼를 통해 상기 싱크로나이저 링의 중심으로 전달되기 때문에 상기 콘부에 응력이 고르 게 분산되어 응력집중이 발생되지 않으므로 부품의 마모가 방지되어 동기장치의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 스피드기어의 측면에는 상기 슬리브의 외주면과 치합되는 보조기어가 형성되고, 상기 보조기어는 상기 싱크로나이저 링과 반경방향으로 소정간격이격되게 위치됨으로써, 상기 슬리브와 상기 싱크로나이저 링이 치합된 후 동기상태가 유지되면서 상기 슬리브가 상기 보조기어와 치합되기 때문에, 동기붕괴현상이 방지되어 이중걸림감이 발생되지 않으므로 변속감이 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 허브의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동되는 슬리브와;

   상기 슬리브에 치합되는 보조기어가 형성된 스피드기어와;

   상기 스피드기어에 밀착되는 콘부가 내주면에 형성되고, 상기 슬리브와 치합시 상기 콘부에 응력집중이 발생되는 것이 방지되도록 상기 슬리브와 치합되는 챔퍼가 상기 슬리브를 향한 측면에 형성된 싱크로나이저 링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 링은 상기 챔퍼와 상기 슬리브의 치합시 상기 콘부에 발생되는 응력이 분산될 수 있도록 상기 콘부의 중심에서 축방향으로 연장된 선상에 상기 챔퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스피드 기어는 상기 싱크로나이저 링의 적어도 일부가 상기 스피드기어의 내측으로 삽입될 수 있도록 측면에 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 홈부에는 상기 싱크로나이저 링의 콘부가 밀착되도록 경사지게 형성된 경사부재가 설치된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 보조기어는 상기 슬리브의 외주면에 치합될 수 있도록 상기 스피드기어의 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 보조기어는 상기 싱크로나이저 링과 반경방향으로 소정간격 이격되게 위치된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.

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