KR101328817B1

KR101328817B1 - 변속기용 동기 장치

Info

Publication number: KR101328817B1
Application number: KR1020070019701A
Authority: KR
Inventors: 가즈요시 히라이와
Original assignee: 교와고우낑가부시키가이샤
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2013-11-13
Also published as: EP1826431A3; JP2007225071A; EP1826431B1; US7717246B2; EP1826431A2; KR20070089093A; CN101029683A; US20070199786A1; JP4716114B2; CN101029683B

Abstract

자기 서보 작용에 의해 동기 성능을 향상시킨 변속기용 동기 장치에 있어서, 허브의 제조비용을 저렴하게 한다.

허브(12)의 절개부(12f)의 축방향 단부 네 구석에 회전방향의 힘을 축방향의 힘으로 변환가능한 사면(12g, 12h, 12i, 12j)을 형성하고, 이 절개부(12f)의 안을 축방향으로 이동가능하며, 슬리브(22)의 내주에 형성한 볼록부(22g)에 맞물리고, 네 구석에 동기 링(24)의 챔퍼(24c, 24d)와 접촉가능한 제 1 사면(26k, 26l, 26m, 26n)과, 허브(12)의 사면(12g, 12h, 12i, 12j)과 접촉가능한 제 2 사면(26o, 26p, 26q, 26r)을 가지는 돌기부(26g, 26h, 26i, 26j)를 형성한 스러스트 피스(26)를 형성하며, 당해 스러스트 피스(26)는, 동기작용이 종료할 때까지는 슬리브(22)와 맞물려 축방향으로 이동하고, 동기작용이 종료한 경우에 이 맞물림이 어긋나도록 하였다.

Description

변속기용 동기 장치{SYNCHRONIZER DEVICE FOR TRANSMISSION}

도 1은 3속, 4속용 동기 장치에서의 주요부의 단면도(제 1 실시예).

도 2는 도 1에서 3속, 4속기어, 입력축을 제거하여 3속기어측에서 본 외관도.

도 3은 도 1의 부분 확대도.

도 4는 허브의 정면부분 확대 외관도.

도 5는 도 4의 상방에서 본 전개 외관도.

도 6은 슬리브의 정면부분 확대 외관도.

도 7은 동기 링의 단면도.

도 8은 도 7의 우측에서 본 부분확대 외관도.

도 9는 도 7의 부분 확대도.

도 10은 도 8의 상방에서 본 전개 외관도.

도 11은 스러스트 피스의 확대 단면도.

도 12는 도 11을 위에서 본 외관도.

도 13은 도 11을 우측에서 본 외관도.

도 14는 작동을 설명하는 도면.

도 15는 스러스트 피스와 동기 링의 위치관계를 설명한 도면.

도 16은 작동을 설명한 도면.

도 17은 작동을 설명한 도면.

도 18은 작동을 설명한 도면.

도 19는 작동을 설명한 도면.

도 20은 변속조작을 종료한 상태의 주요부 확대 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 입력축 12 허브

14 부시 16 베어링

18 3속기어 20 4속기어

22 슬리브 24 동기 링

26 스러스트 피스 28 스프링

30 볼

본 발명은, 차량용 변속기의 변속조작(기어절환) 시에, 슬리브로부터 동기 링으로의 가압력을 동기 링에서 발생하는 마찰 토크에 의해 증대시킴으로써, 동기능력을 높이는 것이 가능한 변속기용 동기 장치에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 변속기용 동기 장치로서는, 동기 링에서 발생하는 마찰 토크를 슬리브 또는 추력판의 사면을 개재하여 허브에 전달하는 과정에서, 허브와 슬리브 또는 추력판 사이에서 생기는 스러스트, 즉 자기 서보 작용에 의해 동기능력을 높이는 작용을 얻도록 한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

그러나, 상기 허브와 슬리브 또는 추력판의 사이에서 생기는 스러스트에 의해 동기능력을 높이는 방식에 있어서는, 허브의 축방향 중앙부 부근에 사면(특허문헌 1의 도 2 및 도 17의 44)을 형성할 필요가 있고, 제조가 어려우며 비용이 높아진다는 문제가 있었다.

[특허문헌 1 : 일본특허공고공보 소45-35684호]

본 발명이 해결하고자 하는 문제점은, 허브의 제조비용이 높은 점이다.

본 발명의 목적은, 자기 서보 작용에 의해 동기능력을 높일 수 있고, 또한 그 경우 허브의 제조비용을 저렴하게 하는 것이 가능한 동기 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 변속기용 동기 장치는, 동기 링에 생기는 마찰 토크를 챔퍼로부터 슬리브와 축방향으로 맞물린 대략 직사각형상의 스러스트 피스의 제 1 사면을 개재하여, 당해 스러스트 피스의 네 구석에 형성한 제 2 사면에서 허브의 축방향 단부에 형성한 사면에 작용시킴으로써 자기 서보 작용을 확보하면서, 동기작용이 종료하여 슬리브가 변속기어의 스플라인과 맞물리기 전에, 스러스트 피스와 슬리브의 맞물림이 어긋나도록 한 것을 가장 주요한 특징으로 한다.

즉, 본 발명은, 동력을 전하는 축; 당해 축에 고정한 보스부로부터 직경방향 외측으로 뻗은 플랜지부의 외주에 복수의 절개부와 외주 스플라인을 형성함과 동시 에, 절개부의 축방향 단부 네 구석에 회전방향의 힘을 축방향의 힘으로 전환가능한 사면을 각각 형성한 허브; 내주에 스플라인을, 또한 당해 스플라인의 일부의 내측에 볼록부를 각각 형성하고, 허브의 외주 스플라인에 축방향 슬라이딩 가능하게 지지된 슬리브; 당해 슬리브가 끼워맞춤 가능한 스플라인 및 마찰면을 허브측에 일체적으로 설치하고, 허브의 축방향 양측에 각각 배치한 변속기어; 당해 변속기어의 마찰면에 가압접촉가능한 마찰면을 형성함과 동시에, 외주에 챔퍼를 형성하고, 각 변속기어에 각각 대응하여 허브의 축방향 양측에서 당해 허브와 각 변속기어의 사이에 배치한 동기 링; 슬리브의 볼록부와 축방향으로 맞물림 가능하고, 허브의 절개부 안을 축방향 이동가능한 스러스트 피스를 구비하고, 당해 스러스트 피스는, 동기 링의 챔퍼를 가압가능한 제 1 사면과, 허브의 사면에 접촉가능한 제 2 사면을 가짐과 동시에, 제 1 사면이 동기 링의 챔퍼를 가압할 때에는 슬리브와 맞물려 축방향으로 일체가 되고, 슬리브가 변속기어의 스플라인과 맞물리기 전에 슬리브와의 맞물림이 어긋나도록 구성하였다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 관한 변속기용 동기 장치를 각 실시예에 기초하여 도면과 함께 설명한다.

(제 1 실시예)

도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 변속기용 동기 장치의 주요부의 단면도로서, 도 2에서의 Z-Z선을 따라 절단한 단면이다. 도 2는, 도 1에서의 입력축 (10)과 3속기어(18)와 4속기어(20)를 제거하여 도 1 중, 우측(3속기어(18)측)에서 본 외관도이다. 또한, 도 3은 도 1의 상측의 주요부를 확대하고, 상세한 부호를 기입한 것이다.

입력축(10)은, 도시하지 않은 클러치를 개재하여 엔진과 연결 가능하게 되어 있다.

입력축(10)에는 허브(12)가 이들에 형성한 스플라인(10a, 12a)끼리 회전방향으로 일체로 결합되어 있고, 또한 도 1 중의 좌측에서 부시(14)가 입력축(10)에 압입되어 있다. 따라서, 허브(12)는 입력축(10)에, 입력축(10)의 대경부(10b)와 부시(14)에 개재된 상태로 축방향으로 고정되어 있다.

허브(12)는, 보스부(20b), 이로부터 반경방향 외측으로 뻗어 있는 플랜지부(12c), 이 플랜지부(12c)의 외주에 형성된 환상부(12d)를 가진다. 허브(12)의 외주측에는 슬리브(22)를 배치하여, 이들에 형성된 외주 스플라인(12e, 24a)끼리 축방향으로 상대 이동가능하게 맞물리게 되어 있다.

그리고, 입력축(10)에는 베어링(16a)을 개재하여 3속기어(18)가, 또한 부시(14)의 외측에는 베어링(16b)을 개재하여 4속기어(20)가 각각 허브(12)를 사이에 두도록 배치되고, 회전 자유롭게 지지되어 있다.

또, 3속기어(18) 및 4속기어(20)는 본 발명의 변속기어를 구성하고, 각각 도시하지 않은 출력축 측의 상대기어와 맞물리며, 그들을 통해 차량의 차륜과 연결되어 있다.

3속기어(18) 및 4속기어(20)의 허브(12) 측에는, 슬리브(22)의 스플라인 (22a)과 맞물리는 스플라인(18a 및 20a)과 원추형상의 마찰면(18b, 20b)이 형성되어 있다.

슬리브(22)에는 이 외주에 포크홈(22b)이 형성되고, 여기에 도시하지 않은 시프트 포크가 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰지며, 도시하지 않은 시프트 레버로부터의 수동 또는 액추에이터의 출력에 의해, 이에 운동하는 시프트 포크를 개재하여 슬리브(22)를 축방향으로 이동가능하게 되어 있다.

슬리브(22)는, 도 1의 상태와 같이, 허브(12)의 외주 스플라인(12e)에만 맞물리고 스플라인(18a, 20a)과는 맞물리지 않는 중립위치, 도 1의 상태로부터 우측으로 소정량 이동했을 때는, 슬리브(22)의 좌측부분이 허브(12)의 외주 스플라인(12e)에 맞물린 채로 우측부분이 3속기어(18)의 스플라인(18a)에 맞물리는 3속위치, 도 1의 상태로부터 좌측으로 소정량 이동했을 때는, 슬리브(22)의 우측부분이 허브(12)의 외주 스플라인(12e)에 맞물린 채로 좌측부분이 4속기어(20)의 스플라인(20a)에 맞물리는 4속위치가 되도록, 슬리브(22)의 길이 및 위치관계가 설정되어 있다.

3속기어(18) 및 4속기어(20)와 허브(12)의 사이에는, 서로 같은 형상의 동기 링(24)이 각각 역방향으로 배치되어 있다.

이들 동기 링(24)에는, 마찰면(18b, 20b)에 대응한 마찰면(24a)이 각각 형성되어 있고, 후술하는 바와 같이, 마찰면(18b 및 24a)끼리와 마찰면(20b 및 24a)끼리가 가압접촉되었을 때, 각각 동기작용을 한다.

허브(12)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 플랜지부(12c)에서 환상부(12d)에 걸 쳐 주위 상에 절개부(12f)가 3개소 형성되어 있고, 이 절개부(12f) 중에는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 동기 링(24, 24)끼리와 허브(12) 및 슬리브(22)의 사이에 3개의 스러스트 피스(26)가 각각 배치되어 있다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 스러스트 피스(26)의 직경방향 내측에는 스프링(28)이 배치되어 있고, 그들의 장력으로 각각 볼(30)을 개재하여 스러스트 피스(26)를 직경방향 외측으로 가압하여 확장시키도록 되어 있다.

이상과 같이 각 구성부품이 배치되어 있는데, 이들의 형상과 각 구성부품 사이의 관계를 상술한다.

허브(12)는 도 4, 도 5에 도시되어 있고, 도 4는 도 2에 대응한 허브(12)의 부분 확대 외관도이며, 도 5는 도 4의 상측에서 전개형상으로 본 외관도이다.

이들의 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 절개부(12f)의 축방향 양단 4개소에 사면(12g, 12h, 12i, 12j)이 형성되어 있다.

이들의 사면(12g, 12h, 12i, 12j)은, 후술하는 바와 같이, 스러스트 피스(26)가 접촉하여 여기에 회전방향의 힘이 작용하면, 이를 축방향의 힘으로 방향 변환하여 스러스트 피스(26)를 축방향으로 가압하도록 형성되어 있다.

절개부(12f)의 보스부(12b)측에는 좌면(12k)이 형성되고, 스프링(28)을 장착할 수 있도록 되어 있다.

슬리브(22)는 도 6에 도시되어 있고, 도 6은 도 2에 대응한 슬리브(22)의 정면부분 확대 외관도이다.

도 2, 도 3과 함께 설명하면, 각 스플라인(22a)의 축방향 양단에는 챔퍼 (22c, 22d)가 형성되어 있고, 3개소 각 3장의 스플라인(22a)의 내측에는 사면(22e, 22f)을 가지는 볼록부(22g)가 형성됨과 동시에, 그 중의 각 1장의 스플라인(22a)의 축방향 중앙부에는 돌기(22h)가 형성되어 있다.

또, 이 볼록부(22g)에는 후술하는 스러스트 피스(26)가 맞물린다.

동기 링(24)은 도 7, 도 8, 도 9, 도 10에 도시되어 있고, 도 7은 도 1에 대응한 단면도이며, 도 8은 도 7을 우측에서 본 부분 확대 외관도이다.

또한, 도 9는 도 7의 부분 확대도이고, 도 10은 도 8의 위에서 전개형상으로 본 외관도이다.

상술한 바와 같이, 동기 링(24)의 내측은 원추형상의 마찰면(24a)으로 되어 있고, 3속기어(18) 및 4속기어(20)의 마찰면(18b, 20b)에 대면하도록 되어 있다.

동기 링(24)의 외주에는 허브(12)에 대응하여 3개소의 절개부(24b)가 형성되고, 당해 절개부(24b)의 양측에는 챔퍼(24c, 24d) 및 제 1 단면(24e, 24f), 제 2 단면(24g, 24h)이 형성되어 있다.

또한, 절개부(24b)의 중앙부에는 돌기(24i)가 있고, 이것의 회전방향 양측에는 사면(24j, 24k)이 형성되어 있다.

또, 허브(12)측에는 후면(241)이 형성되어 있다.

스러스트 피스(26)는 도 11, 도 12, 도 13에 모두 확대 도시되어 있다.

도 11은 도 1, 도 3에 대응한 스러스트 피스(26)의 단면도이고, 도 12는 도 11을 위에서 본 외관도이며, 도 13은 도 11의 좌측에서 본 외관도이다.

스러스트 피스(26)는 도 11에 도시한 바와 같이, 외주면(26a)에 맞물림 사면 (26b, 26c)을 가지는 오목부(26d)가 형성되고, 당해 오목부(26d)의 중앙에 홀(26e)과 그 하측(직경방향 내측)에 원추부(26f)가 형성되어 있다.

또, 스러스트 피스(26)는 도 13에 도시한 바와 같이, 전체적으로 만곡한 형상을 하고 있는데, 엄밀하게는 구면의 일부인 것이 바람직하다.

또한, 오목부(26d)가 슬리브(22)의 볼록부(22g)와 대응하고 있고, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 스러스트 피스(26)가 볼록부(22g)와 맞물린 상태에 있어서는, 슬리브(22)의 돌기(22h)는 홀(26e)에 들어가도록 되어 있다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 원추부(26f)에는 스프링(28)에 가압된 볼(30)이 접촉되어 있다.

스러스트 피스(26)는 도 12에 도시한 바와 같이, 위(직경방향 외측)에서 보면 거의 직사각형상을 하고 있고, 네 구석의 주위방향에 돌기부(26g, 26h, 26i, 26j)가 있으며, 당해 돌기부(26g, 26h, 26i, 26j)의 축방향 외측에 제 1 사면(26k, 26l, 26m, 26n)을, 축방향 내측에 제 2 사면(26o, 26p, 26q, 26r)을 각각 형성되어 있다.

또, 제 1 사면(26k, 26l, 26m, 26n)은 동기 링(24)의 챔퍼(24c, 24d)에, 제 2 사면(26o, 26p, 26q, 26r)은 허브(12)의 사면(12g, 12h, 12i, 12j)에 각각 대응하고 있고, 대응한 각각의 사면끼리는 후술하는 바와 같이 접촉가능하게 되어 있다.

후술하는 바와 같이, 스러스트 피스(26)는 직경방향 외측에서 보아 허브(12) 및 스러스트 피스(26)에 대해 약간 요동하므로, 엄밀하게는 제 1 사면(26k, 26l, 26m, 26n) 및 제 2 사면(26o, 26p, 26q, 26r)은 느슨한 원호면으로 되어 있고, 구석에는 작은 원이 붙어 있다.

도 11 및 도 13에 도시한 바와 같이, 스러스트 피스(26)의 내주면(26s)에는, 축방향의 양측에 요홈부(26t)가 형성되어 있고, 당해 요홈부(26t)는 동기 링의 돌기(24i)에 대응되어 있다.

즉, 후술하는 바와 같이, 스러스트 피스(26)가 직경방향 내측으로 이동할 때에, 요홈부(26t)에 동기 링(24)의 돌기(24i)가 들어가게 된다.

다음에, 도 1에 도시한 동기 장치의 작동을 설명한다.

작동은, 도 3 및 도 14 이후에 나타낸 확대도를 기초로 설명한다. 또, 도 14 내지 도 16 및 도 18은 전개상태에서 도시한 외관도로서, 알기 쉽게 하기 위해 슬리브(12)는 스플라인(12a) 형상만을 가는 선으로 도시되어 있다.

도 17, 도 19, 도 20은 동기작용의 진행을 나타내는, 도 3에 대응한 도면이다.

도 3 및 도 14, 도 15는 슬리브(22)가 중립위치에 있는 경우의 상태를 나타내고, 이 상태에서는 스러스트 피스(26)가 스프링(28)에 의해 외측으로 확대되어 슬리브(22)의 볼록부(22g)에 맞물림과 동시에, 허브(12)의 절개부(12f)에 맞물려 있다.

이 중립위치에 있어서는, 스러스트 피스(26)의 제 2 사면(26o, 26p, 26q, 26r)은 허브(12)의 사면(12g, 12h, 12i, 12j)과 접하는 일은 없다.

도 15는, 중립위치에 있는 경우의 스러스트 피스(26)와 양측의 동기 링(24) 의 관계를 나타낸 것으로, 허브(12) 및 슬리브(22)를 제외하고 도시되어 있다.

도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 스러스트 피스(26)의 돌기부(26g, 26h, 26i, 26j)와 동기 링(24)의 제 2 단면(24g, 24h) 사이에 간극(X)이 설치되어 있다.

이 때문에, 중립위치에 있어서는, 동기 링(24)은 스러스트 피스(26)에 대해 이 간극(X)만큼 회전방향의 여유를 가지고 있다.

이하에서, 슬리브(22)가 3속기어(18) 측으로 이동하는 경우에 대해 설명한다.

슬리브(22)와 이것에 맞물린 스러스트 피스(26)가 볼(30)과 함께 3속기어(18) 측으로 이동하면, 처음에 볼(30)이 동기 링(24)의 후면(241)에 접촉하고, 스프링(30)의 장력에 따른 힘으로 동기 링(24)을 3속기어(18) 측으로 가압한다.

이 때, 입력축(10)과 3속기어(18) 사이에 회전 차가 있으면, 동기 링(24)과 3속기어(18)의 마찰면끼리(24a, 18b)의 사이에서 마찰이 일어나고, 이 마찰 토크에 의해 동기 링(24)은 스러스트 피스(26)에 대해 회전하며, 도 16과 같이 된다.

즉, 동기 링(24)의 챔퍼면(24c)이 스러스트 피스(26)의 제 2 단면(24g)에 접촉하고, 여기에 마찰 토크를 전달한다.

상술한 바와 같이, 스러스트 피스(26)는 3속기어(18) 측으로 약간 이동하였기 때문에, 허브(12)의 절개부(12f) 중에서 요동 가능하게 되어 있고, 동기 링(24)의 챔퍼면(24c)에 가압되어 도 16에 도시한 바와 같이 약간 요동하여, 제 1 사면(26k)이 허브(12)의 사면(12g)에 접촉한다.

또, 도 17은 도 3에 대응한 도면으로, 도 16의 상태를 나타낸 단면도이다.

도 16에서 알 수 있는 바와 같이, 동기 링(24)이 스러스트 피스(26)에 대해 조금 회전하였기 때문에, 동기 링의 돌기(24g)가 스러스트 피스(26)의 요홈부(26t)에서 약간 어긋나 있다.

이 때문에, 스러스트 피스(26)는, 그 내주면(26s)이 동기 링의 돌기(24g)의 사면(24h)에 접촉하므로, 도 17에 나타낸 상태에서 직경방향 내측으로 이동이 불가능하다.

이 상태에 있어서, 스러스트 피스(26)의 내주면(26s)은 3속기어(18)측이 동기 링의 돌기(24g)에 접촉되어 있는 것을 알 수 있다.

이 때문에, 스러스트 피스(26)는 도 17의 상태에서 직경방향 내측으로의 이동이 불가능하므로, 슬리브(22)의 사면(22e)은 스러스트 피스(26)의 맞물림 사면(26b)과의 맞물림 상태가 유지되고, 이를 축방향으로 계속 가압한다.

한편, 스러스트 피스(26)의 제 1 사면(26k)이 허브(12)의 사면(12g)에 접촉하고, 동기 링(24)의 챔퍼면(24c)으로부터 전해진 마찰 토크가 여기에 작용한다.

상술한 바와 같이, 제 1 사면(26k)과 사면(12g)의 사이에는, 마찰 토크에 의한 회전방향의 힘을 축방향의 힘으로 변환하는 작용이 있다.

이 때문에, 동기 링(24)과 3속기어(18)의 사이에 생긴 마찰 토크가 사면(12g)에 작용하여, 제 1 사면(26k)과 사면(12g)의 사이에서 축방향의 힘이 생기고, 스러스트 피스(26)가 3속기어(18) 측으로 가압되게 된다.

즉, 도 16, 도 17의 상태에 이르러 마찰 토크(Tf)가 생긴다면, 이후, 스러스트 피스(26)는, 슬리브(22)의 사면(22e)으로부터 가압되는 힘을 Fm으로 하고, 제 1 사면(26k)과 사면(12g)의 사이에서 생기는 힘을 Ft로 한 경우, Fm과 Ft를 합계한 힘으로 제 2 단면(24g)이 동기 링(24)의 챔퍼면(24c)을 축방향으로 누르게 된다.

따라서, 마찰 토크(Tf)를 발생시키기 위해 동기 링(24)을 축방향으로 누르는 가압력 중에서, Ft는 마찰 토크에 의해 발생하는 자기 서보 힘이고, Fm에 부가되어 동기 링(24)을 가압하므로, 자기 서보 힘이 없는 동기 장치에 비해 같은 마찰 토크(동기력)를 얻는 데에 필요로 하는 슬리브(22)로부터의 가압력은 Ft만큼 작게 된다. 이것이 자기 서보 힘에 의한 배력작용으로 동기 성능이 향상되는 원리이다.

여기서, 동기 링(24)의 챔퍼(24c)의 각도를 적절하게 설정해 둠으로써, 동기 링(24)과 3속기어(18)의 사이에 회전 차가 있어 양자 사이에 마찰 토크가 있는 한, 스러스트 피스(26)는 동기 링(24)에 축방향의 진행을 저지받아 3속기어(18) 측으로 이동할 수 없고, 동기 링(24)을 계속 가압하여 동기작용을 하며, 자기 서보 힘(Ft)도 거기에 계속 가세한다.

이 동기작용에 따라, 곧 3속기어(18)와 동기 링(24)의 회전 차가 없어지면, 상술한 마찰 토크가 소멸하므로, 스러스트 피스(26)는 제 1 사면(26k)에 의해 동기 링(24)을 본래의 중립위치의 쪽으로 상대회전시키면서 3속기어(18) 측으로 진행할 수 있게 된다.

그리고, 도 18, 도 19는 제 1 사면(26k)이 챔퍼(24c)를 통과 종료한 상태이다.

도 18에서 알 수 있는 바와 같이, 동기 링의 돌기(24g)가 스러스트 피스(26)의 요홈부(26t)로 들어갈 수 있는 위치관계가 된다.

따라서, 도 19에 도시된 바와 같이, 스러스트 피스(26)의 3속기어(18) 측은 직경방향 내측으로 이동하여, 슬리브(22)의 볼록부(22g)와 스러스트 피스(26)의 오목부(26d)의 맞물림이 어긋나 슬리브(22)는 단독으로 3속기어(18)측으로 이동할 수 있게 된다.

이후, 슬리브(22)는 더 진행하여, 도 20에 도시한 바와 같이, 이미 회전 차가 없어진 3속기어(18)의 스플라인(18a)와 맞물려 변속조작을 종료한다.

도 20에서 알 수 있는 바와 같이, 변속조작이 종료했을 때에는, 슬리브(22)의 돌기(22h)가 스러스트 피스(26)의 맞물림 사면(26b)에 접촉되어 있다.

따라서, 스러스트 피스(26)는 슬리브(22)에 의해 좌측(중립위치측)으로의 이동이 규제된다. 이 때문에, 예를 들면 슬리브(22)가 3속기어(18)와 맞물린 상태에 있어서 스러스트 피스(26)가 4속기어(20) 측으로 이동하여, 불측의 사태를 초래하는 것을 방지할 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 같은 동기용량(마찰 토크)을 얻기 위해 슬리브(22)가 동기 링(24)을 가압하는 하중은, 일반적인 보그워너형 동기 장치와 비교하여 보다 작게 해결되므로 그만큼 동기 성능이 높게 된다.

또한, 허브(12)는, 그 절개부(12f)의 축방향으로 사면(12g, 12h, 12i, 12j)을 형성할 뿐이므로, 소결공법에서의 제작이 용이하고, 제조비용을 저렴하게 할 수 있다.

이는, 스러스트 피스(26)의 네 구석에 제 1 사면(26k, 26l, 26m, 26n)과 제 2 사면(26o, 26p, 26q, 26r)을 형성하고, 동기작용 중은 스러스트 피스(26)가 슬리 브(22)와 축방향으로 맞물리며, 동기작용이 종료하여 슬리브가 변속기어와 맞물리기 전에 이 맞물림이 어긋나도록 하였기 때문이다.

또, 제 1 실시예는, 입력축(10) 측에 동기 장치를 배치한 경우에 대해 설명하였지만, 출력축 측에 배치해도 같은 작용을 하는 것은 물론이다.

본 발명의 변속기용 동기 장치는, 당업자의 일반적인 지식에 기초하여, 마찰면에서의 마찰계수를 높이기 위해 동기 링의 마찰면에 나사나 기름 홈을 형성하는 등의 변경을 가한 태양으로 실시할 수 있음과 동시에, 동기 링의 돌기와 스러스트 피스의 요홈부를 적절한 형상으로 설정하는 것이나, 멀티 콘이라고 불리는 마찰면을 복수 구비한 동기 장치에 응용하는 등의 개량을 가할 수 있다.

마찰 토크를 축방향의 힘으로 바꾸어 동기 링을 가압 보조하는 것에 의한 동기 성능의 향상을 완수하면서, 허브의 제조비용을 저렴하게 할 수 있으므로, 특히 제조비용의 저감이 요구되는 승용차용 변속기에 적용하여 메리트를 얻을 수 있음과 동시에, 액추에이터로 변속조작을 하는 동기 장치를 구비한 변속기 등에도 적용할 수 있다.

본 발명의 변속기용 동기 장치는, 스러스트 피스의 제 1 사면과 동기 링의 상기 챔퍼를 가압가능하게 하여, 이 때에 스러스트 피스가 슬리브와 맞물려서 축방향으로 일체가 되도록 함으로써, 동기 링에 생기는 마찰 토크를 축방향의 스러스트로 변환하여, 이를 동기 링을 가압하는 힘의 일부로 함으로써, 자기 서보 작용을 실현할 수 있고, 또한 그 경우 허브의 제조비용을 저렴하게 하는 것이 가능하다. 따라서, 동기 장치 전체의 제조비용을 억제할 수 있다.

Claims

동력을 전달하는 축;

당해 축에 고정된 보스부로부터 직경방향 외측으로 뻗은 플랜지부의 외주에 복수의 절개부와 외주 스플라인을 형성함과 동시에, 상기 절개부의 축방향 단부 네 구석에 회전방향의 힘을 축방향의 힘으로 변환 가능한 사면을 각각 형성한 허브;

내주에 스플라인을, 또한 당해 스플라인의 일부의 내측에 볼록부를 각각 형성하고, 상기 허브의 상기 외주 스플라인에 축방향 슬라이딩 가능하게 지지된 슬리브;

당해 슬리브가 끼워맞춤 가능한 스플라인 및 마찰면을 상기 허브측에 일체적으로 설치하고, 상기 허브의 축방향 양측에 각각 배치한 변속기어;

당해 변속기어의 상기 마찰면에 가압접촉가능한 마찰면을 형성함과 동시에, 외주에 챔퍼를 형성하고, 상기 각 변속기어에 각각 대응하여 상기 허브의 축방향 양측에서 당해 허브와 상기 각 변속기어의 사이에 배치한 동기 링;

상기 슬리브의 상기 볼록부와 축방향으로 맞물림 가능하고, 상기 허브의 상기 절개부 내를 축방향 이동가능한 스러스트 피스를 구비하고,

당해 스러스트 피스는, 상기 동기 링의 상기 챔퍼를 가압가능한 제 1 사면과, 상기 허브의 상기 사면에 접촉가능한 제 2 사면을 가짐과 동시에, 상기 제 1 사면이 상기 동기 링의 상기 챔퍼를 가압할 때에는 상기 슬리브와 맞물려 축방향으로 일체가 되고, 상기 슬리브가 상기 변속기어의 상기 스플라인과 맞물리기 전에 상기 슬리브와의 맞물림이 어긋나는 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 동기 링은 외주에 돌기를 가지고,

상기 스러스트 피스는, 직경방향 외측에서 보아, 네 구석의 주위방향으로 돌기부를 가지는 직사각형상을 하고 있음과 동시에, 외주면에 상기 슬리브의 상기 볼록부에 맞물리는 오목부를, 또한 내주면의 축방향 양단에 상기 동기 링의 상기 돌기에 대응한 요홈부를 각각 형성하고, 상기 제 1 사면이 상기 동기 링의 상기 챔퍼를 가압할 때에는, 상기 내주면이 상기 동기 링의 상기 돌기에 접촉하고, 상기 슬리브가 상기 변속기어의 상기 스플라인과 맞물리기 전에 상기 동기 링의 상기 돌기를 상기 요홈부에 넣도록 하여, 상기 슬리브와의 맞물림이 어긋나는 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 스러스트 피스의 네 구석에 형성된 상기 제 2 사면은, 상기 슬리브가 중립위치에 있는 경우는 상기 허브의 상기 사면에 접촉되지 않고, 상기 슬리브가 한쪽의 상기 변속기어측으로 이동한 경우는 당해 변속기어측의 상기 제 2 사면만이 상기 허브의 상기 사면에 접촉가능한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 스러스트 피스를 직경방향 외측으로 가압하여 확장시키는 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 슬리브의 상기 스플라인의 일부 중앙에 돌기를 형성하고, 당해 돌기는 상기 슬리브가 상기 변속기어의 상기 스플라인과 맞물렸을 때에 상기 스러스트 피스의 상기 제 1 사면과 접촉가능한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 스러스트 피스를 직경방향 외측으로 가압하여 확장시키는 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 슬리브의 상기 스플라인의 일부 중앙에 돌기를 형성하고, 당해 돌기는 상기 슬리브가 상기 변속기어의 상기 스플라인과 맞물렸을 때에 상기 스러스트 피스의 상기 제 1 사면과 접촉가능한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 슬리브의 상기 스플라인의 일부 중앙에 돌기를 형성하고, 당해 돌기는 상기 슬리브가 상기 변속기어의 상기 스플라인과 맞물렸을 때에 상기 스러스트 피스의 상기 제 1 사면과 접촉가능한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.