KR100793873B1

KR100793873B1 - 수동 변속기의 동기기구

Info

Publication number: KR100793873B1
Application number: KR1020060035849A
Authority: KR
Inventors: 육영찬
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2008-01-15
Also published as: US20070246320A1; KR20070103925A; CN101059168A

Abstract

수동 변속기의 동기기구의 싱크로나이저 어셈블리는 제1링, 제2링, 및 싱크로나이저 링을 포함하며, 다양한 엔진에 적용될 수 있으며, 큰 동기 용량을 필요로 하는 엔진에도 적용될 수 있다.

싱크로나이저(synchronizer), 동기기구, 싱크로나이저 어셈블리(synchronizer assembly), 싱크로나이저 링(synchronizer ring), 수동 변속기.

Description

수동 변속기의 동기기구{SYNCHRONIZING DEVICE FOR MANUAL TRANSMISSION}

도1은 본 발명의 실시예에 의한 수동변속기의 동기기구를 도시한 단면도이다.

도2는 본 발명의 실시예에 의한 링(ring)의 조합을 보여주는 사시도이다.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 수동변속기의 동기기구의 회전축과 상기 회전축 상의 기어와의 동기동작을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 A부분의 확대도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

제1링: 10

제2링: 20

회전축: 50

변속 기어: 60

기어 클러치: 22

싱크로나이저 링: 21

싱크로나이저 어셈블리: 100

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 기어와의 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, 엔진의 성능이 향상되므로 보다 큰 용량의 싱크로나이저 시스템이 필요하게 되었다.

종래 기술에 의하면 세 개의 마찰면을 가지는 트리플 콘(Triple-cone)이 적용됨으로써 보다 큰 용량의 싱크로나이저 시스템이 구현될 수 있었다.

그러나, 공간의 한계로 인하여 트리플 콘 보다 더 큰 용량을 가지는 싱크로나이저 시스템은 구현될 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 큰 용량을 가지는 수동 변속기의 동기기구를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 회전축과 변속기어의 회전속도를 동기시키기 위한 수동변속기의 동기기구는 상기 변속기어와 일체로 회전하는 기어 클러치, 및 상기 회전축과 변속기어의 회전속도를 동기시키는 싱크로나이저 어셈블리(synchronizer assembly)를 포함하되, 상기 싱크로나이저 어셈블리는 싱크로나이저 링(synchronizer ring), 상기 싱크로나이저 링과 상기 기어 클러치의 사이에 배치되고, 비탈진 외면을 그 외주면에 구비한 하나 이상의 제1링(ring), 및 상기 제1링의 비탈진 외면에 접촉하는 비탈진 내면을 구비한 하나 이상의 제2링을 포함한다.

상기 하나 이상의 제2링은 그 원주 상에서 설정 위치에서 분할될 수 있다.

상기 하나 이상의 제1링 및 상기 하나 이상의 제2링은 각각 복수개로 형성될 수 있다.

상기 복수개의 제1링 중 하나 이상은 상기 회전축의 축방향으로 이동가능하게 배치될 수 있다.

상기 기어 클러치의 외주면에는, 상기 복수개의 제1링 중 상기 변속기어측 종단의 제1링을 지지하기 위한 걸림턱이 형성되고, 상기 기어 클러치 및 싱크로나이저 링의 내주면에는, 상기 복수개의 제2링 중 상기 변속기어 반대측 종단의 제2 링의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱이 형성될 수 있다.

상기 하나 이상의 제1링 및 상기 하나 이상의 제2링은 그 단면이 각각 직각삼각형으로 형성될 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.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 회전축(50)과 변속기어(60)의 회전속도를 동기시키기 위한 수동변속기의 동기기구(synchronizing device)는 기어 클러치(22), 싱크로나이저 어셈블리(100)를 포함한다.

기어 클러치(22)는 변속기어(60)와 일체로 회전하며, 싱크로나이저 어셈블리(100)는 회전축(50)과 변속기어(60)의 회전속도를 동기시킨다.

싱크로나이저 어셈블리(100)는 싱크로나이저 링(synchronizer ring)(21), 하나 이상의 제1링(ring)(10), 및 하나 이상의 제2링(20)을 포함한다.

하나 이상의 제1링(10)은 싱크로나이저 링(21)과 기어 클러치(22)의 사이에 배치되고, 비탈진 외면을 그 외주면에 구비한다.

하나 이상의 제2링(20)은 제1링(10)의 비탈진 외면에 접촉하는 비탈진 내면 을 구비한다.

운전자가 변속하기 위하여 변속레버(도시되지 아니함)를 조작하면, 컨트롤 시스템이 작동하고, 싱크로나이저 어셈블리(100)에 연결된 슬리브(sleeve)(도시되지 아니함)가 이동된다. 슬리브는 회전축에 결합된 허브기어와 일체로 회전한다.

변속레버, 슬리브, 및 허브기어에 관한 내용은 당업자에게 자명하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.

슬리브가 이동되면 싱크로나이저 링(21)이 이동된다. 즉, 싱크로나이저 링(21)은 허브기어에 이동가능하도록 배치된다.

기어 클러치(22)는 콘부(cone portion)(24)를 포함하며, 콘부(24)는 기어 클러치(22)와 일체로 회전한다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 제1링(10) 및 제2링(20)은 싱크로나이저 링(21)과 콘부(24)의 사이에 배치된다.

또한, 동기 용량을 향상하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 동기기구는 제1링(10) 및 제2링(20)을 더 포함할 수 있다.

제1링(10) 및 제2링(20)은 콘부(24)의 하단부와 기어 클러치(22) 사이에 배치된다.

더욱 상세하게는 하나 이상의 제1링(10)은 콘부(24)의 외주면에 배치되며, 하나 이상의 제2링(20)은 싱크로나이저 링(21)의 내주면에 배치된다.

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 대체적으 로 원추형 형상을 갖는 것이다.

도3은 도1의 B부분을 설명도 가능하므로 여기서는 A부분에 대해서만 설명하기로 한다.

복수개의 제2링(20)은 그 원주 상에서 설정 위치에서 분할되어 있다. 따라서, 도3을 참조로, 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.

도1 내지 도3을 참조하면, 하나 이상의 제1링(10) 및 하나 이상의 제2링(20)은 각각 복수개로 배치된다.

또한, 복수개의 제1링(10) 중 하나 이상은 회전축(50)의 축방향으로 이동가능하게 배치된다.

기어 클러치(22)의 외주면에는, 복수개의 제1링(10) 중 변속기어측 종단의 제1링(10)을 지지하기 위한 걸림턱(301)이 형성된다.

더욱 상세하게는, 도3을 참조하면, 콘부(24)에 제1링(10)을 지지하기 위한 걸림턱(301)이 형성된다.

기어 클러치(22) 및 싱크로나이저 링(21)의 내주면에는, 복수개의 제2링(20) 중 변속기어 반대측 종단의 제2링(20)의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱(303)이 형성 된다.

따라서, 싱크로나이저 링(21)가 이동함으로써 걸림턱(303)이 제2링(20)에 축방향 힘을 가하는 경우, 제1링(10)의 비탈진 외면과 제2링(20)의 비탈진 내면들이 서로 접촉됨으로써 마찰력이 발생된다.

또한, 제1링(10)과 제2링(20)은 싱크로나이저 링(21)과 콘부(24)와 접촉됨으로써 마찰력이 발생된다.

상기 마찰력들에 의하여 변속기의 동기화가 실현된다.

본 발명의 실시예에 의하면 제1링(10) 및 제2링(20)은 A부분에서 각각 네 개가 설치되며 B부분에서 각각 3개가 설치된다.

그러나, 차량의 여러가지 엔진에 대응되도록 상기 제1링 및 제2링의 개수는 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제1링(10)이 회전축(50)의 외주면과 이루는 비탈각(θ)은 일예로 45도로 할 수 있다. 그러나 본 발명의 보호범위가 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 상기 비탈각(θ)이 작으면 제1,2링(10,20)의 축방향 동작은 커지나 작은 축방향 힘으로도 큰 동기체결력을 얻을 수 있고, 상기 비탈각(θ)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.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 다양한 차종에 적용될 수 있는 수동 변속기의 동기기구가 제공 될 수 있다. 또한, 동기기구가 공간을 적게 차지하며, 동기 용량이 큰 싱크로나이저가 제공될 수 있다.

Claims

회전축과 변속기어의 회전속도를 동기시키기 위한 수동변속기의 동기기구로서,

상기 변속기어와 일체로 회전하는 기어 클러치; 및

상기 회전축과 변속기어의 회전속도를 동기시키는 싱크로나이저 어셈블리(synchronizer assembly);

를 포함하되,

상기 싱크로나이저 어셈블리는,

싱크로나이저 링(synchronizer ring);

상기 싱크로나이저 링과 상기 기어 클러치의 사이에 배치되고, 비탈진 외면을 그 외주면에 구비한 하나 이상의 제1링(ring); 및

상기 제1링의 비탈진 외면에 접촉하는 비탈진 내면을 구비한 하나 이상의 제2링;

을 포함하는 수동변속기의 동기기구(synchronizing device).
제1항에서,

상기 하나 이상의 제2링은 그 원주 상에서 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 복수개의 제1링 중 하나 이상은 상기 회전축의 축방향으로 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기기구.
제3항 또는 제4항에서,

상기 기어 클러치의 외주면에는, 상기 복수개의 제1링 중 상기 변속기어측 종단의 제1링을 지지하기 위한 걸림턱이 형성되고,

상기 기어 클러치 및 싱크로나이저 링의 내주면에는, 상기 복수개의 제2링 중 상기 변속기어 반대측 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.