KR101321614B1

KR101321614B1 - 수동 변속기의 동기 장치

Info

Publication number: KR101321614B1
Application number: KR1020110140477A
Authority: KR
Inventors: 김상윤
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-10-22
Also published as: KR20130072866A

Abstract

본 발명에 따르면, 시프트 포크와 연결되며 주축과 스플라인 결합된 허브 기어의 외주면에서 축방향으로 슬라이드 가능한 슬리브와, 상기 슬리브의 이동에 따라 접촉되어 상기 슬리브의 이동을 정지시키면서 동기화되는 싱크로 링과, 상기 주축과 연동회전되는 스피드 기어에 일체로 고정되어 상기 싱크로 링과 결합되면서 상기 허브 기어와 상기 스피드 기어의 회전 속도차를 상쇄시키며 상기 슬리브와 치합되는 클러치 기어를 포함하는 수동 변속기의 동기 장치에 있어서, 상기 슬리브는 그 내주면에 형성되는 제1치와, 상기 제1치를 사이에 두고 상기 제1치보다 길이 연장되어 상기 슬리브의 폭 방향 양측으로 돌출되는 제2치로 구성되되, 각 제1, 2치들의 이동 방향 단부에는 경사진 챔퍼가 형성되며, 상기 싱크로 링은 그 외주면에 상기 슬리브의 슬라이딩에 따라 싱크로 키가 이동되어 접촉되는 복수의 이동돌기가 구비되고, 상기 이동돌기의 사이에 상기 슬리브의 제1치와 접촉 가능한 치가 복수개로 구비되되, 상기 치의 단부에는 상기 제1치의 챔퍼와 대응하는 챔퍼가 형성되며, 상기 클러치 기어는 그 외주면에 상기 슬리브의 치와 치합 가능한 치가 복수개 구비되되, 상기 치의 단부에는 상기 제1, 2치의 챔퍼와 대응되는 챔퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치가 제공된다.
이에 의하면, 동기작용 완료 후, 길이 연장된 슬리브의 제2치가 제1치에 앞서 클러치 기어의 치와 먼저 치합하게 됨에 따라 두 물체 간의 상대속도가 발생하는 시간을 줄여줌으로써 보다 적은 상대속도 차에서 치합 과정이 일어나기 때문에 치합시 충격량이 적고, 변속 조작감이 개선되는 효과가 있다.

Description

수동 변속기의 동기 장치 {Synchronizer for manual transmission}

본 발명은 수동 변속기에서 동기 작용을 하면서 변속 동력을 전달하는 수동 변속기의 동기 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기의 동기 장치는 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림시에 상기 두 기어의 회전 속도를 동기시킨 후 기어가 서로 치합되도록 함으로써 부드러운 기어 치합으로 변속충격을 방지하는 역할을 하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 종래의 수동 변속기의 동기 장치에 대해 구체적으로 살펴본다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 수동 변속기의 동기 장치는 도 2의 (a) 상태(변속 전)에서 운전자의 변속레버 조작력이 시프트 포크(도시 생략)를 통해 슬리브(10)에 제공되면, 상기 슬리브(10)는 주축에 장착된 허브 기어(도시 생략)의 바깥 측에서 슬라이딩되면서 싱크로 키(도시 생략)를 이동시키고, 이렇게 이동되는 싱크로 키는 싱크로 링(20)의 돌기(25)에 압력을 제공하게 된다.

따라서, 상기 슬리브(10)는 이동(도 2의 (b) 참고))되어 치(11) 부분이 상기 싱크로 링(20)의 치(21)와 경사면끼리 접촉하면서 상기 싱크로 링(20)을 뒤로 젖히게 된다(도 2의 (c) 참고)).

이후, 상기 슬리브(10)는 더욱 이동(도 2의 (d) 참고))되며, 상기 싱크로 링(20)은 스피드 기어(도시 생략)에 일체로 고정된 클러치 기어(30)와 결합되면서 허브 기어와 스피드 기어의 회전 속도차를 상쇄시키며 동기가 이루어진다.

상기와 같이 동기되면 슬리브(10)가 더욱 이동되면서 슬리브(10)의 치(11)가 클러치 기어(30)의 치(31)에 완전히 치합되어 허브 기어와 클러치 기어(30)를 기계적으로 연결함으로써 변속 동력을 전달할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 수동 변속기의 동기 장치는, 싱크로 링(20)의 동기작용 완료 후, 슬리브(10)가 클러치 기어(30)와 치합하게 되는 과정에서 관성 모멘트 차이에 의한 드래그 토크(Drag Torque)의 영향으로 슬리브(10)와 클러치 기어(30) 간의 상대속도가 발생하게 된다.

이로 인해 클러치 기어(30)의 변속 충격이 변속레버로 전해져 운전자의 변속 조작감을 떨어뜨리는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 슬리브와 클러치 기어 간의 상대속도가 발생되는 것을 방지할 수 있는 수동 변속기의 동기 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 수동 변속기의 동기 장치는,

시프트 포크와 연결되며 주축과 스플라인 결합된 허브 기어의 외주면에서 축방향으로 슬라이드 가능한 슬리브와, 상기 슬리브의 이동에 따라 접촉되어 상기 슬리브의 이동을 정지시키면서 동기화되는 싱크로 링과, 상기 주축과 연동회전되는 스피드 기어에 일체로 고정되어 상기 싱크로 링과 결합되면서 상기 허브 기어와 상기 스피드 기어의 회전 속도차를 상쇄시키며 상기 슬리브와 치합되는 클러치 기어를 포함하는 수동 변속기의 동기 장치에 있어서,

상기 슬리브는 그 내주면에 형성되는 제1치와, 상기 제1치를 사이에 두고 상기 제1치보다 길이 연장되어 상기 슬리브의 폭 방향 양측으로 돌출되는 제2치로 구성되되, 각 제1, 2치들의 이동 방향 단부에는 경사진 챔퍼가 형성되며,

상기 싱크로 링은 그 외주면에 상기 슬리브의 슬라이딩에 따라 싱크로 키가 이동되어 접촉되는 복수의 이동돌기가 구비되고, 상기 이동돌기의 사이에 상기 슬리브의 제1치와 접촉 가능한 치가 복수개로 구비되되, 상기 치의 단부에는 상기 제1치의 챔퍼와 대응하는 챔퍼가 형성되며,

상기 클러치 기어는 그 외주면에 상기 슬리브의 치와 치합 가능한 치가 복수개 구비되되, 상기 치의 단부에는 상기 제1, 2치의 챔퍼와 대응되는 챔퍼가 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 싱크로 링의 이동돌기는, 상기 슬리브의 제2치와 대응되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 의하면, 동기작용 완료 후, 길이 연장된 슬리브의 제2치가 제1치에 앞서 클러치 기어의 치와 먼저 치합하게 됨에 따라 두 물체 간의 상대속도가 발생하는 시간을 줄여줌으로써 보다 적은 상대속도 차에서 치합 과정이 일어나기 때문에 치합시 충격량이 적고, 변속 조작감이 개선되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수동 변속기의 동기 장치의 주요 구성을 보인 도면,
도 2의 (a) 내지 (d)는 도 1의 요부 작동 상태도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치의 슬리브를 보인 도면 및
도 4는 (a) 내지 (d)는 도 3의 요부 작동 상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

다만, 종래와 동일한 구성요소에 대한 설명은 종래의 도 1을 참조하며, 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.

도 3 및 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치는 시프트 포크(도시 생략)와 연결되며 주축(도시 생략)과 스플라인 결합된 허브 기어(도시 생략)의 외주면에서 축방향으로 슬라이드 가능한 슬리브(110)와, 상기 슬리브(110)의 이동에 따라 접촉되어 상기 슬리브(110)의 이동을 정지시키면서 동기화되는 싱크로 링(20)과, 상기 주축과 연동회전되는 스피드 기어(도시 생략)에 일체로 고정되어 상기 싱크로 링(20)과 결합되면서 상기 허브 기어와 상기 스피드 기어의 회전 속도차를 상쇄시키며 상기 슬리브(110)와 치합되는 클러치 기어(30)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 슬리브(110)의 내주면에는 복수의 치(111)가 등간격으로 형성되는데, 상기 치(111)는 제1치(111a)와, 상기 제1치(111a)를 사이에 두고 상기 싱크로 링(20)의 돌기(25)에 대응하는 3개소 부위에 상기 제1치(111a)보다 길이 연장된 제2치(111b)로 나뉜다.

상기 제2치(111b)는 상기 싱크로 링(20)과 동기작용 완료 후 상기 슬리브(110)가 진행할 시 상기 제1치(111a)에 앞서 상기 클러치 기어(30)와 먼저 치합할 수 있도록 상기 슬리브(110)의 폭 방향 양측으로 일정길이 돌출되게 설치된다.

각 제1, 2치(111a)(111b)들이 이동 방향 단부에는 경사진 챔퍼(111c)가 각각 구비된다.

또한, 상기 싱크로 링(20)은 외주면에 상기 슬리브(110)의 슬라이딩에 따라 싱크로 키(도시 생략)가 이동되어 접촉되는 이동돌기(25)가 등간격으로 구비되고, 이들 이동돌기(25)의 사이에 상기 슬리브(110)의 치(111)와 접촉 가능한 치(21)가 복수개로 구비된다. 이 치(21)의 단부는 상기 각 제1, 2치(111a)(111b)의 챔퍼(111c)와 대응되는 챔퍼(21a)가 구비됨이 바람직하며, 상기 이동돌기(25)는 상기 제2치(111b)와 대응되는 위치에 설치됨이 바람직하다.

아울러, 상기 클러치 기어(30)는 외주면에 상기 슬리브(110)의 치(111)와 치합 가능한 치(31)가 복수개 구비된다. 이 치(31)의 단부는 상기 각 제1, 2치(111a)(111b)의 챔퍼(111c)와 대응되는 챔퍼(31a)가 구비됨이 바람직하다.

이하, 도 4를 참조하여 상술한 본 발명 수동 변속기의 동기 장치의 작용에 대해 살펴본다.

도 4의 (a) 상태(변속 전)에서 운전자의 변속레버 조작력이 시프트 포크를 통해 슬리브(110)에 제공되면, 상기 슬리브(110)는 주축에 장착된 허브 기어(도시 생략)의 바깥 측에서 슬라이딩되면서 싱크로 키를 이동시키고, 이렇게 이동되는 싱크로 키는 싱크로 링(20)의 돌기(25)에 압력을 제공하게 된다.

따라서, 상기 슬리브(110)는 이동(도 4의 (b) 참고))되어 제1치(111a)의 챔퍼(111c)가 상기 싱크로 링(20)의 치(21)의 챔퍼(21a)와 접촉하면서 상기 싱크로 링(20)을 뒤로 젖히게 된다(도 4의 (c) 참고)). 이때, 제2치(111b)는 클러치 기어(30)의 치(111)와 대응되는 위치까지 이동하게 된다.

이후, 상기 슬리브(110)는 더욱 이동(도 4의 (d) 참고))되며, 상기 싱크로 링(20)은 스피드 기어(도시 생략)에 일체로 고정된 클러치 기어(30)와 결합되면서 허브 기어와 스피드 기어의 회전 속도차를 상쇄시키며 동기가 이루어진다.

이와 동시에, 제2치(111b)가 클러치 기어(30)의 치(31)와 먼저 치합하게 된다.

상기와 같이 동기되면 슬리브(110)가 더욱 이동(도시 생략)되면서 슬리브(110)의 치(111)가 클러치 기어(30)의 치(31)에 완전히 치합되어 허브 기어와 클러치 기어(30)를 기계적으로 연결함으로써 변속 동력을 전달할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 수동 변속기의 동기 장치에 의하면, 동기작용 완료 후, 길이 연장된 슬리브의 제2치가 제1치에 앞서 클러치 기어의 치와 먼저 치합하게 됨에 따라 두 물체 간의 상대속도가 발생하는 시간을 줄여줌으로써 보다 적은 상대속도 차에서 치합 과정이 일어나기 때문에 치합시 충격량이 적고, 변속 조작감이 개선되는 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims

시프트 포크와 연결되며 주축과 스플라인 결합된 허브 기어의 외주면에서 축방향으로 슬라이드 가능한 슬리브(110)와, 상기 슬리브(110)의 이동에 따라 접촉되어 상기 슬리브(110)의 이동을 정지시키면서 동기화되는 싱크로 링(20)과, 상기 주축과 연동회전되는 스피드 기어에 일체로 고정되어 상기 싱크로 링(20)과 결합되면서 상기 허브 기어와 상기 스피드 기어의 회전 속도차를 상쇄시키며 상기 슬리브(110)와 치합되는 클러치 기어(30)를 포함하는 수동 변속기의 동기 장치에 있어서,
상기 슬리브(110)는 그 내주면에 형성되는 제1치(111a)와, 상기 제1치(111a)를 사이에 두고 상기 제1치(111a)보다 길이 연장되어 상기 슬리브(110)의 폭 방향 양측으로 돌출되는 제2치(111b)로 구성되되, 각 제1, 2치(111a)(111b)들의 이동 방향 단부에는 경사진 챔퍼(111c)가 형성되며,
상기 싱크로 링(20)은 그 외주면에 상기 슬리브(110)의 슬라이딩에 따라 싱크로 키가 이동되어 접촉되는 복수의 이동돌기(25)가 구비되고, 상기 이동돌기(25)의 사이에 상기 슬리브(110)의 제1치(111a)와 접촉 가능한 치(21)가 복수개로 구비되되, 상기 치(21)의 단부에는 상기 제1치(111a)의 챔퍼(111c)와 대응하는 챔퍼(21a)가 형성되고, 상기 이동돌기(25)는 상기 슬리브(110)의 제2치(111b)와 대응되는 위치에 설치되며,
상기 클러치 기어(30)는 그 외주면에 상기 슬리브(110)의 치(111)와 치합 가능한 치(31)가 복수개 구비되되, 상기 치(31)의 단부에는 상기 제1, 2치(111a)(111b)의 챔퍼(111c)와 대응되는 챔퍼(31a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기 장치.
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