KR100756634B1

KR100756634B1 - 수동변속기의 동기기구

Info

Publication number: KR100756634B1
Application number: KR1020050125691A
Authority: KR
Inventors: 육영찬
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-09-07
Also published as: DE102006028316A1; US20070137969A1; CN1987155B; KR20070065020A; CN1987155A; DE102006028316B4; US7779979B2

Abstract

본 발명은, 회전축과 변속기어의 회전속도를 동기시키기 위한 수동변속기의 동기기구로서, 상기 회전축의 외주면에 배치되고, 비탈진 외면을 그 외주면에 구비한 하나 이상의 제1링(ring); 상기 변속기어의 내주면 내측으로 배치되고, 상기 제1링의 비탈진 외면에 접촉하는 비탈진 내면을 구비한 하나 이상의 제2링; 및 상기 하나 이상의 제1링 또는 상기 하나 이상의 제2링에 대하여 축방향 하중을 인가하는 액츄에이터 유닛;을 포함하는 수동변속기의 동기기구(synchronizing device)를 제공한다.

싱크로나이저, 동기화, 변속기, 원추형 링

Description

수동변속기의 동기기구{SYNCHRONIZING DEVICE FOR A MANUAL TRANSMISSION}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 동기기구를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 동기기구에 원추형 링(conical ring)의 조합을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 동기기구의 회전축과 상기 회전축 상의 기어와의 동기동작을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 A부분의 확대도이다.

본 발명은 수동변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수동변속기의 동기기구에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 통상적으로 수동변속기는, 운전자의 조작에 의해 변속을 수행하는 변속기이다. 이러한 수동변속기 내에는, 회전축 상에 복수개의 기어들이 배치되어 있는데, 상기 회전축과 복수개의 기어를 회전동기시킴으로써 원하는 변속단을 구현하게 된다. 이와 같이, 원하는 변속단을 구현하기 위해서는, 회전축과 기 어와의 회전 동기 장치가 필요하다.

종래에는 소위 싱크로나이저 기구(synchronizer mechanism)를 통해 상기 회전축과 그 위의 기어와의 동기화를 구현하였다. 이러한 싱크로나이저 기구는, 기어 구조의 싱크로나이저 링을 포함해 매우 복잡한 구성을 가지고 있다. 아울러, 이러한 복잡한 구성으로 인해 싱크로나이저 기구의 크기가 크고 따라서 변속기의 부피를 크게 하는 요인이 되고 있다.

또한, 종래의 싱크로나이저 기구는, 서로 다른 속도로 회전하고 있는 회전축과 변속기어를 동기속도로 맞추기 위해 기어치의 맞물림을 이용하고 있는데, 이로 인해 매끄러운 작동을 위해서는 매우 세심한 설계와 제작 및 관리가 필요하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보다 콤팩트한 구성으로서 다양한 엔진토크에 대응할 수 있는 수동변속기의 동기기구를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 수동변속기의 동기기구(synchronizing device)는, 회전축과 변속기어의 회전속도를 동기시키기 위한 수동변속기의 동기기구로서,

상기 회전축의 외주면에 배치되고, 비탈진 외면을 그 외주면에 구비한 하나 이상의 제1링(ring);

상기 변속기어의 내주면 내측으로 배치되고, 상기 제1링의 비탈진 외면에 접 촉하는 비탈진 내면을 구비한 하나 이상의 제2링; 및

상기 하나 이상의 제1링 또는 상기 하나 이상의 제2링에 대하여 축방향 하중을 인가하는 액츄에이터 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하나 이상의 제2링은 그 원주 상에서 설정 위치에서 분할된 것으로 할 수 있다.

상기 하나 이상의 제1링 및 상기 하나 이상의 제2링은 각각 복수개인 것으로 할 수 있다.

상기 복수의 제1링 중 하나 이상은 상기 회전축의 축방향으로 이동가능하게 배치되는 것으로 할 수 있다.

상기 회전축의 외주면에는, 상기 복수의 제1링 중 상기 액츄에이터 반대측 종단의 제1링을 지지하기 위한 걸림턱이 형성되고, 상기 변속기어의 내주면에는, 상기 복수의 제2링 중 상기 액츄에이터 측 종단의 제2링의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱이 형성된 것으로 할 수 있다.

상기 하나 이상의 제1링 및 상기 하나 이상의 제2링은 그 단면이 각각 직각삼각형인 것으로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

이하의 설명에서 "수동변속기"의 용어는 고전적인 좁은 의미의 수동변속기만을 의미하는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 회전축 상에 복수개의 기어가 배치되고, 상기 회전축과 상기 복수개의 기어를 회전동기 시킴으로써 원하는 변속단을 구현하는 임의의 변속기를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 동기기구는, 수동변속기 내에 배치된 회전축(50)과 상기 회전축 상에 배치된 변속기어(60)의 회전속도를 동기시키기 위한 것이다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 동기기구는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 제1링(10), 복수개의 제2링(20), 그리고 액츄에이터 유닛(70)을 포함한다.

상기 복수개의 제1링(10)은, 상기 회전축(50)의 외주면에 배치된다. 아울러, 상기 복수개의 제1링(10)은 비탈진 외면을 그 외주면에 구비한다.

상기 복수개의 제2링(20)은, 상기 변속기어(60)의 내주면 내측으로 배치된다. 아울러, 상기 복수개의 제2링(20)은, 상기 제1링(10)의 비탈진 외면에 접촉하는 비탈진 내면을 구비한다. 일예로, 상기 복수개의 제1링(10) 및 상기 복수개의 제2링(20)은 그 단면이 각각 직각삼각형으로 형성되어 있다. 즉, 상기 제1링(10) 및 제2링(20)은 대체적으로 원추형 형상을 갖는 것이다.

상기 액츄에이터 유닛(70)은, 상기 제1링(10) 또는 상기 제2링(20)에 대하여 축방향 하중을 인가한다.

더욱 구체적으로, 상기 액츄에이터 유닛(70)은 다양하게 구현될 수 있다. 일예로, 유압피스톤에 의하여 푸시로드를 전진함으로써 상기 제1링(10) 또는 상기 제2링(20)에 대하여 축방향 힘을 가할 수 있다. 다른 예로는, 상기 회전축(50)상에 유압실(hydraulic chamber)를 형성하여 유압피스톤에 의해 축방향 힘을 발생시킬 수 있다.

상기 회전축(50)의 외주면에는, 상기 복수의 제1링(10) 중 상기 액츄에이터유닛(70) 반대측 종단의 제1링을 지지하기 위한 걸림턱(55)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 변속기어(60)의 내주면에는, 상기 복수의 제2링(20) 중 상기 액츄에이터 유닛(70) 측 종단의 제2링의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱(65)이 형성되어 있다.

상기 복수의 제1링(10) 중 상기 액츄에이터 유닛(70) 반대측 종단의 제1링을 제외한 나머지 제1링들은 상기 회전축(50)의 축방향으로 이동가능하게 배치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 제2링(20)은 그 원주 상에서 설정 위치에서 분할되어 있다. 따라서, 도 3을 참조로, 상기 액츄에이터 유닛(70)이 제2링(20)에 축방향 힘을 가하는 경우, 상기 제2링(20)은 그 분할된 부분이 벌어지면서 상기 제1링(10)의 비탈진 외면을 따라 슬라이딩하면서 그 반경이 커지게 된다. 따라서, 이러한 작용에 의하여, 액츄에이터 유닛(70)의 작동에 의해 제2링(20)은 변속기어(60)의 내주면에 밀착하게 된다. 이러한 밀착력에 의하여 회전축(50)과 변속기어(60)는 일체화되고, 따라서 이들의 회전속도는 동기화되게 된다.

전술한 실시예에서는, 제1링(10) 및 제2링(20)이 복수개 구비되는 것으로 설명하였다. 그러나 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 상기 제1링(10) 및 상기 제2링(20)은 각각 하나씩 구비되는 것이라도 본 발명의 기술적 사상은 적용가능하다.

본 발명의 실시예에서 제1링(10)이 회전축(50)의 외주면과 이루는 비탈각(??)은 일예로 45도로 할 수 있다. 그러나 본 발명의 보호범위가 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 상기 비탈각(??)이 작으면 제1,2링(10,20)의 축방향 동작은 커지나 작은 축방향 힘으로도 큰 동기체결력을 얻을 수 있고, 상기 비탈각(??)이 크면 그 반대의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 사용하고자 하는 변속기가 담당할 엔진토크에 따라서 상기 비탈각을 조절함으로써 용이하게 대응할 수 있다. 이는, 변속기의 기본 구조는 동일하게 유지하고, 단지 제1,2링(10,20)만을 다르게 함으로써 여러 가지 엔진에 대응되는 변속기를 구현할 수 있게 되는 것이다.

전술한 실시예에서는, 제1링(10) 및 제2링(20)이 원추형 형상을 갖는 것에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 상기 제1링 및 제2링의 단면 형상에 관해서는 다양한 변형이 가능하다.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 매우 간단한 작용에 의하여 회전축과 변속기어가 동기화될 수 있으므로, 변속기의 구조가 단순화될 수 있다. 이에 따라 변속기의 중량이 줄어들 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1,2링 만의 교환에 의해 다양한 엔진토크에 대응되는 변속기를 구현할 수 있다.

Claims

회전축과 변속기어의 회전속도를 동기시키기 위한 수동변속기의 동기기구로서,

상기 회전축의 외주면에 배치되고, 비탈진 외면을 그 외주면에 구비한 하나 이상의 제1링(ring);

상기 변속기어의 내주면 내측으로 배치되고, 상기 제1링의 비탈진 외면에 접촉하는 비탈진 내면을 구비한 하나 이상의 제2링; 및

상기 하나 이상의 제1링 또는 상기 하나 이상의 제2링에 대하여 축방향 하중을 인가하는 액츄에이터 유닛;

을 포함하는 수동변속기의 동기기구(synchronizing device).
제1항에서,

상기 하나 이상의 제2링은 그 원주 상에서 설정 위치에서 분할된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기기구.
제1항에서,

상기 하나 이상의 제1링 및 상기 하나 이상의 제2링은 각각 복수개인 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기기구.
제2항에서,

상기 하나 이상의 제1링 및 상기 하나 이상의 제2링은 각각 복수개인 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기기구.
제3항 또는 제4항에서,

상기 복수의 제1링 중 하나 이상은 상기 회전축의 축방향으로 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기기구.
제3항 또는 제4항에서,

상기 회전축의 외주면에는, 상기 복수의 제1링 중 상기 액츄에이터 반대측 종단의 제1링을 지지하기 위한 걸림턱이 형성되고,

상기 변속기어의 내주면에는, 상기 복수의 제2링 중 상기 액츄에이터 측 종단의 제2링의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱이 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기기구.
제1항에서,

상기 하나 이상의 제1링 및 상기 하나 이상의 제2링은 그 단면이 각각 직각삼각형인 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기기구.