KR101500014B1 - 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저는 주축에 스플라인이 결합되고 외주면 상에는 기어가 형성되어 있으며 원주 방향을 따라 직경 방향으로 인입 형성된 하나 이상의 슬릿홈이 형성되어 있는 싱크로나이저 허브; 상기 싱크로나이저 허브의 외주면에서 축방향으로 이동 가능하도록 싱크로나이저 허브의 외측에 결합되어 있는 싱크로나이저 슬리브; 상기 싱크로나이저 허브에 축방향으로 결합되어 있는 싱크로나이저 링; 및 상기 싱크로나이저 허브의 슬릿홈에 삽입되며, 축방향으로 상기 싱크로나이저 링에 구속되어 있는 싱크로나이저 키;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 본 발명에서는 싱크로나이저 허브, 싱크로나이저 키 및 싱크로나이저 링으로 인덱스량을 제한하는 종래기술의 구조와 달리 싱크로나이저 허브, 싱크로나이저 키를 이용하지 않고 싱크로나이저 링과 싱크로나이저 슬리브를 이용하여 인덱스량을 제한하므로, 관련 부품의 누적 공차 영향을 받지 않아 부품의 품질 편차에 의한 인덱스량 변화가 매우 감소되어 안정적인 변속감과 내구력 확보가 가능하게 한다.

싱크로나이저, 키, 동조장치

Description

자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저 {SYNCHRONIZER OF MANUAL TRANSMISSION OF VEHECLE}

본 발명은 자동차 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저에 관한 것이다.

자동차의 변속 장치는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행 속도 등의 변화에 따라 엔진의 회전력을 증가시키거나 감소시켜 속도를 변화시키는 역할을 한다. 변속 장치는 자동 변속 장치와 수동 변속 장치로 구분되며, 수동 변속 장치에서는 싱크로나이저(synchronizer)(또는 동기 장치)가 이용된다.

도 1 내지 도 3에는 종래의 싱크로나이저 중의 한 형태가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 주축에 스플라인이 결합되고 외주면 상에는 기어가 형성되어 있으며 원주 방향을 따라 직경 방향으로 등간격으로 인입 형성된 3개의 슬릿홈(2a)이 형성된 싱크로나이저 허브(2)가 제공되고, 상기 싱크로나이저 허브(2)의 외주면에서 축방향으로 이동 가능하도록 싱크로나이저 슬리브(4)가 상기 싱크로나이저 허브(2)의 외측에 결합된다. 상기 싱크로나이저 허브(2)에는 도시된 바와 같이 싱크로나이저 링(6)이 축방향으로 결합된다. 싱크로나이저 링(6)에는 상기 슬릿홈(2a)에 삽입 가능하도록 3개의 돌출된 러그(6a)가 형성되어 있어 상기 슬릿홈(2a)에의 상기 러그(6a)의 결합으로 결합이 완성된다. 싱크로나이저 허브(2)와 싱크로나이저 슬리브(4) 간에는 상기 싱크로나이저 허브(2)와 싱크로나이저 슬리브(4)를 상호 고정시키도록 하는 싱크로나이저 키(8)를 더 포함한다.

이러한 구조의 싱크로나어저에서는 싱크로나이저 링(6)과 싱크로나이저 키(8)가 인덱스량(싱크로나이저 링의 회전 변위량)을 제한하고, 싱크로나이저 키(8)는 싱크로나이저 허브(2)에 있는 슬릿홈(2a)에 장착되어 회전 ??향 변위가 제한된다.

이러한 구조에 있어서, 인덱스량은 각 부품의 치수 누적 공차에 의해 영향을 받는데, 싱크로나이저 링(6)과 싱크로나이저 키(8) 폭 공차, 싱크로나이저 키(8) 폭과 싱크로나이저 허브(2)의 싱크로나이저 키(8) 장착부 폭 공차, 싱크로나이저 허브(2)와 싱크로나이저 슬리브(4)의 스플라인 이두께 공차가 생기며, 싱크로나이저 링(6)을 인덱스할 때 싱크로나이저 키(8)가 싱크로나이저 링(6)에 힘을 받아 기울어져 인덱스 상태가 불안정하게 된다.

즉, 누적공차 및 싱크로나이저 허브(2)/싱크로나이저 키(8)/싱크로나이저 링(6) 연결 구조상 문제로 인해 인덱스량의 편차가 심하고 안정적인 인덱스가 어려워지며, 이로 인해 변속감 저하의 원인이 되고 내구력에 문제를 일으키게 된다.

도 4에는 인덱스에 대한 설명이 도해되어 있다. 변속 과정중 동기 작용이 시작되기 전에 싱크로나이저 링을 회전 방향으로 일정량 이동시켜 싱크로나이저 슬리브와 싱크로나이저 링의 챔퍼가 서로 중첩 되게 만드는 것을 의미한다.

도 5 내지 도 7에는 종래의 싱크로나이저 중의 다른 한 형태가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 싱크로나이저는 싱크로나이저 링(6)에 돌기가 형성되고 싱크로나이저 링(6)에 있는 돌기와 싱크로나이저 허브(2)의 슬릿홈에 의해 인덱스량(싱크로나이저 링(6)의 회전 방향 변위량)이 제한된다는 점을 제외하고는 상기 도 1 내지 도 3에 도시된 싱크로나이저와 거의 유사하다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 인덱스량은 각 부품의 치수 누적 공차에 의해 영향을 크게 받는다. 즉, 싱크로나이저 링(6) 돌기폭과 싱크로나이저 허브(2)의 슬릿홈 폭의 공차, 싱크로나이저 허브(2)와 싱크로나이저 슬리브(4)의 스플라인 이두께 공차에 의해 영향을 받는다. 더욱 더 구체적으로 설명하면, 누적 공차로 인해 인덱스량의 편차가 심하여 품질 상태에 변속감 편차 발생 및 설계 자유도가 줄어들게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각 부품의 품질 편차에 의한 인덱스량 변화가 매우 감소되어 안정적인 변속감 및 내구력 확보가 가능한 구조의 싱크로나이저를 제공하는 데에 있다.

상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

주축에 스플라인이 결합되고 외주면 상에는 기어가 형성되어 있으며 원주 방 향을 따라 직경 방향으로 인입 형성된 하나 이상의 슬릿홈이 형성되어 있는 싱크로나이저 허브;

상기 싱크로나이저 허브의 외주면에서 축방향으로 이동 가능하도록 싱크로나이저 허브(10)의 외측에 결합되어 있는 싱크로나이저 슬리브;

상기 싱크로나이저 허브에 축방향으로 결합되어 있는 싱크로나이저 링; 및

상기 싱크로나이저 허브의 슬릿홈에 삽입되며, 축방향으로 상기 싱크로나이저 링에 구속되어 있는 싱크로나이저 키;를 포함하며,

상기 싱크로나이저 링에는 한 쌍의 인덱스 돌기가 하나 이상 형성되어 있고, 상기 싱크로나이저 슬리브에는 상기 인덱스 돌기를 수용할 수 있는 인덱스 돌기 수용홈이 내측으로 형성되어 있으며, 상기 싱크로나이저 키는 상기 인덱스 돌기 부위에 의해 축방향으로 구속되고 상기 인덱스 돌기 수용홈에 원주 방향 외측으로 구속되는 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저를 제공한다.

본 발명에 있어, 상기 싱크로나이저 키는 원주 방향 내측으로는 탄설 지지되어 있고 원주 방향 외측으로는 일부가 구속되어 있는 볼이 구비되어 있으며, 상기 볼에 대응되는 상기 싱크로나이저 슬리브에는 볼 수용홈이 형성되어 있다.

본 발명에 있어, 상기 싱크로나이저 링에 형성된 한 쌍의 상기 인덱스 돌기의 외측면과 상기 인덱스 돌기를 수용하는 상기 싱크로나이저 슬리브의 상기 인덱스 돌기 수용홈의 내측면은 이동에 의해 치밀한 면접촉을 하도록 구성되어 있다.

본 발명에 있어, 상기 싱크로나이저 키의 외측면의 일부와 상기 싱크로나이저 링에 형성된 인덱스 돌기의 내측면의 일부가 서로 치합된다.

본 발명에서는 싱크로나이저 링의 인덱스 돌기가 싱크로나이저 허브의 인덱스 돌기 수용홈 보다 싱크로나이저 슬리브의 인덱스 홈에 먼저 접촉하여 싱크로나이저 링의 인덱스량을 제한하게 된다.

즉, 본 발명에서는 싱크로나이저 허브, 싱크로나이저 키 및 싱크로나이저 링으로 인덱스량을 제한하는 종래기술의 구조와 달리 싱크로나이저 허브, 싱크로나이저 키를 이용하지 않고 싱크로나이저 링과 싱크로나이저 슬리브를 이용하여 인덱스량을 제한하는 것이다.

이는 또한 관련 부품의 누적 공차 영향을 받지 않아 부품의 품질 편차에 의한 인덱스량 변화가 매우 감소되어 안정적인 변속감과 내구력 확보가 가능함을 의미한다. 또한, 본 발명에서는 종래기술의 구조와 같은 싱크로나이저 키를 사용하지 않으므로 싱크로나이저 키의 기울어짐 등에 의한 불안정 요소가 제거되는 것이다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 상세하게 설명된다.

도 8 내지 도 11에는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저의 요부가 다양한 모습으로 개략적으로 도시되어 있다.

먼저, 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저는 도시된 바와 같이, 싱크로나이저 허브(10), 싱크로나이저 슬리브(30), 싱 크로나이저 링(50) 및 싱크로나이저 키(70)를 포함한다.

싱크로나이저 허브(10)의 주축으로는 스플라인(도시되어 있지 않음)이 결합되고 외주면 상에는 기어가 형성되어 있다. 또한, 싱크로나이저 허브(10)에는 원주 방향을 따라 직경 방향으로 3개의 슬릿홈(12)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 슬릿홈(12)이 당업계에서 보편적으로 사용되는 수인 3개 형성되어 있지만, 당업자라면 그 수에 제한이 없음을 인지하고 있을 것이다.

각각의 상기 슬릿홈(12)에는 후술되는 싱크로나이저 키(70)와 싱크로나이저 링(50)에 마련되어 있는 인덱스 돌기(52a, 52b)의 일부가 설치된다.

한편, 싱크로나이저 허브(10)의 외주면에는 축방향으로 이동 가능하도록 싱크로나이저 슬리브(30)가 결합된다.

또한, 싱크로나이저 허브(10)의 축방향으로는 도시된 바와 같이 싱크로나이저 링(50)이 결합된다.

싱크로나이저 허브(10)와 싱크로나이저 슬리브(30) 사이에는 싱크로나이저 키(70)가 설치되는데, 상기 싱크로나이저 키(70)는 특히 도 8에 도시된 바와 같이 싱크로나이저 허브(10)에 마련되어 있는 슬릿홈(12)에 삽입되며, 축방향으로 싱크로나이저 링(50)에 구속된다. 또한, 싱크로나이저 키(70)는 상기 싱크로나이저 키(70)에 형성되어 있는 인덱스 돌기(52a, 52b) 부위에 의해 축방향으로 구속되고 상기 싱크로나이저 슬리브(30)에 형성되어 있는 인덱스 돌기 수용홈(32)에 원주 방향 외측으로 구속된다.

또한, 싱크로나이저 키(70)는 도시되어 있지는 않지만 원주 방향 내측으로 소정의 스프링에 의해 탄설 지지되어 있고, 원주 방향 외측으로는 도시되어 있는 바와 같이 일부가 구속되어 있는 볼(ball)이 구비되어 있다. 한편, 상기 볼(74)에 대응되는 상기 싱크로나이저 슬리브(30)에는 특히 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 볼 수용홈(34)이 형성되어 있다.

상기 싱크로나이저 링(50)에 형성된 한 쌍의 인덱스 돌기(52a, 52b)의 외측면과 상기 인덱스 돌기(52a, 52b)를 수용하는 상기 싱크로나이저 슬리브(30)의 상기 인덱스 돌기 수용홈(32)의 내측면은 도 9a 및 도 9b, 특히 도 9b에 도시된 바와 같이 약간의 이동에 의해 치밀한 면접촉을 하도록 구성되어 있다. 싱크로나이저 키(70)의 외측면의 일부와 상기 싱크로나이저 링(50)에 형성된 인덱스 돌기(52a, 52b)의 내측면의 일부는 서로 치합된 구조를 갖는다.

이러한 구조로 인해 싱크로나이저 링(50)의 인덱스 돌기(52a, 52b)가 싱크로나이저 허브(10)의 인덱스 돌기 수용홈(32) 보다 싱크로나이저 슬리브(30)의 인덱스 홈에 먼저 접촉하여 싱크로나이저 링(50)의 인덱스량을 제한하게 된다.

즉, 본 발명에서는 싱크로나이저 허브, 싱크로나이저 키 및 싱크로나이저 링으로 인덱스량을 제한하는 종래기술의 구조와 달리 싱크로나이저 허브, 싱크로나이저 키를 이용하지 않고 싱크로나이저 링과 싱크로나이저 슬리브를 이용하여 인덱스량을 제한하는 것이다.

이는 또한 관련 부품의 누적 공차 영향을 받지 않아 부품의 품질 편차에 의한 인덱스량 변화가 매우 감소되어 안정적인 변속감과 내구력 확보가 가능함을 의미한다. 또한, 본 발명에서는 종래기술의 구조와 같은 싱크로나이저 키를 사용하 지 않으므로 싱크로나이저 키의 기울어짐 등에 의한 불안정 요소가 제거된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 3은 종래의 싱크로나이저 중의 한 형태를 나타낸 도면이다.

도 4는 인덱스를 설명하기 위한 설명도이다.

도 5 내지 도 7은 종래의 싱크로나이저 중의 다른 항태를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 자동차의 수동 변속 장치의 싱크로나이저의 요부를 나타낸 분해 사시도이다.

도 9a는 도 8의 정면도이다.

도 9b는 도 9a의 B부 확대도이다.

도 10a 및 도 10b는 싱크로나이저 링을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 싱크로나이저 허브 12 : 슬릿홈

30 : 싱크로나이저 슬리브 32 : 인덱스 돌기 수용홈

50 : 싱크로나이저 링 52a, 52b : 인덱스 돌기

70 : 싱크로나이저 키 74 : 볼(ball)

Claims (4)

1. 주축에 스플라인이 결합되고 외주면 상에는 기어가 형성되어 있으며 원주 방향을 따라 직경 방향으로 인입 형성된 하나 이상의 슬릿홈이 형성되어 있는 싱크로나이저 허브;

   상기 싱크로나이저 허브의 외주면에서 축방향으로 이동 가능하도록 싱크로나이저 허브의 외측에 결합되어 있는 싱크로나이저 슬리브;

   상기 싱크로나이저 허브에 축방향으로 결합되어 있는 싱크로나이저 링; 및

   상기 싱크로나이저 허브의 슬릿홈에 삽입되며, 축방향으로 상기 싱크로나이저 링에 구속되어 있는 싱크로나이저 키;를 포함하며,

   상기 싱크로나이저 링에는 한 쌍의 인덱스 돌기가 하나 이상 형성되어 있고, 상기 싱크로나이저 슬리브에는 상기 인덱스 돌기를 수용할 수 있는 인덱스 돌기 수용홈이 내측으로 형성되어 있으며, 상기 싱크로나이저 키는 상기 인덱스 돌기 부위에 의해 축방향으로 구속되고 상기 인덱스 돌기 수용홈에 원주 방향 외측으로 구속되고,

   상기 싱크로나이저 키는 원주 방향 내측으로는 탄설 지지되어 있고 원주 방향 외측으로는 일부가 구속되어 있는 볼이 구비되어 있으며, 상기 볼에 대응되는 상기 싱크로나이저 슬리브에는 볼 수용홈이 형성되며,

   상기 싱크로나이저 링에 형성된 한 쌍의 상기 인덱스 돌기의 외측면과 상기 인덱스 돌기를 수용하는 상기 싱크로나이저 슬리브의 상기 인덱스 돌기 수용홈의 내측면은 이동에 의해 치밀한 면접촉을 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저.
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4. 제1항에 있어서, 상기 싱크로나이저 키의 외측면의 일부와 상기 싱크로나이저 링에 형성된 인덱스 돌기의 내측면의 일부가 서로 치합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속 장치용 싱크로나이저.

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