KR101629022B1 - 시징 방지타입 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬리브(2)와 키이(3)사이에 스프링(15)으로 탄발 지지된 디텐트볼(11)을 위치시키고, 상기 디텐트볼(11)을 디텐트거리(A)>근접거리(B)와, 디텐트거리(A)<변속동기구간(작동구간,C)을 동시에 만족시키는 디텐트거리(A)내에서 이동시킨다.
이로 인해, 동력기어(6)쪽으로 동력이 전달된 동기완료 후 싱크로링(4c)과 클러치기어(5)간에 발생되는 시징(sizing)을 제거할 수 있고, 이러한 시징 제거로 슬리브(2)의 이동을 방해하는 요소도 제거된다.
따라서, 싱크로링(4c)이 형성하는 마찰면 갯수가 3개인 트리플(Triple)타입 동기장치를 적용한 상용차량의 수동변속기에서도 2중 걸림감을 최소화하므로, 승용 차량에서 운전자에게 제공하는 것과 같은 높은 변속감을 구현하는 특징을 갖는다.

Description

시징 방지타입 수동변속기의 동기장치{Sizing prevention typed synchronizing device of manual transmission}

본 발명은 수동변속기의 동기장치에 관한 것으로, 특히 변속시 2차 걸림 발생을 줄여 변속감을 크게 높인 시징 방지타입 수동변속기의 동기장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기(Manual Transmission)는 시프트레버의 조작으로 선택된 기어단이 치합되도록 구성된 선택기어식과, 주축상의 기어와 부축상의 기어가 항상 물려있는 상시 물림식이 있다.

상시 물림식은 동력전달방식에 따라 클러치기어를 사용하는 도그 클러치식과, 클러치를 대신해 슬리브를 사용하여 기어간 치합을 용이하게 한 싱크로메시식으로 분류된다.

도 1(가)는 상시 물림식 수동변속기로서, 3개의 마찰면을 갖는 트리플(Triple)타입 싱크로링쪽 구성을 갖는 동기장치를 나타낸다.

도시된 동기장치는 허브(1)에 키이(3)결합된 슬리브(2)와, 동력기어(6)에 결합된 클러치기어(5)쪽에서 상기 슬리브(2)쪽으로 위치된 싱크로기어(4)로 구성된 동기장치의 한 예이다.

상기 싱크로 기어(4)는 도 1(나)와 같이, 클러치기어(5)에 대해 순차적으로 위치된 이너링(4a)과 미들링(4b) 및 싱크로링(4c)으로 구성되고, 상기 싱크로링(4c)이 형성하는 마찰면 갯수로 싱글(Single)과 더블(Double) 및 트리플(Triple)타입으로 구분한다.

트리플(Triple)타입이란 마찰면이 3개소임을 의미한다.

변속에 따른 동기화가 이루어지면, 키이(3)의 선(Pre)동기작용과 함께 슬리브(2)는 클러치기어(5)에 마찰력을 가하는 싱크로기어(4)쪽으로 이동되고, 계속된 동기작용으로 싱크로기어(4)와 클러치기어(5)가 동기되어 동력을 동력기어(6)쪽으로 전달한다.

수동변속기의 변속품질은 운전자가 느끼는 감성적인 측면이 큰 영향을 끼치므로, 동기화시 2중 걸림감을 느끼게 하는 시징(Sizing)의 발생을 방지하는 것이 무엇보다 중요하다.

동기화시 2중 걸림감은 각각에 대한 대응방식이 다른 다양한 원인으로 발생되며, 이러한 원인 중 하나는 일례로 싱크로기어(4)와 클러치기어(5)가 동기완료 후에 깔끔하게 해체되지 못할 때를 들 수 있다.

즉, 싱크로기어(4)를 구성하는 싱크로링(4c)쪽이 클러치기어(5)로부터 깔끔하게 해체되지 못함으로써, 싱크로링(4c)과 클러치기어(5)사이에 시징(sizing)이 일어남을 의미한다.

이러한 시징 효과는 슬리브(2)가 클러치기어(5)쪽으로 이동하는데 방해요소로 작용해 큰 반력을 형성함으로써, 변속시 2중 걸림감을 생성한다.

통상, 동기시에는 디텐트거리>근접거리의 조건을 만족하면, 시징이 없고 2중 걸림감도 생성되지 않는다.

이로 인해 싱크로링(4c)이 형성하는 마찰면 갯수가 1개인 싱글(Single)타입이나, 2개인 더블(Double)타입에서는 디텐트거리>근접거리의 조건만을 만족하면 되므로 2중 걸림감을 거의 생성하지 않는다.

하지만, 싱크로링(4c)이 형성하는 마찰면 갯수가 3개인 트리플(Triple)타입에서는 이너링(4a)과 클러치기어(5)의 콘면으로 인해 큰 영향을 받는다.

이러한 영향으로 트리플(Triple)타입에서는 동기완료 후 시징 효과를 방지하고 2중 걸림감을 최소화하려면, 디텐트거리>근접거리의 조건을 만족함과 동시에 디텐트거리<변속동기구간(작동구간)의 조건도 함께 만족해야만 하는 까다로운 조건이 요구된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 동기시 선(Pre)동기작용을 수행하는 키이쪽을 통해 디텐트거리>근접거리의 조건과 디텐트거리<변속동기구간(작동구간)의 조건을 함께 만족함으로써, 싱크로링이 형성하는 마찰면 갯수가 3개인 트리플(Triple)타입에서 동기완료 후 시징 효과를 방지하고 2중 걸림감을 최소화해 운전자의 변속감을 높일 수 있는 수동변속기의 동기장치를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치기어와 마찰력으로 동기작용을 구현하는 트리플타입 싱크로링을 갖춘 상시 물림식 수동변속기의 동기장치에서,

상기 싱크로링쪽으로 이동되어 변속에 따른 동기작용을 이루는 슬리브쪽으로 밀착되고, 허브에 구비된 키이쪽에 삽입되어 스프링으로 탄발지지된 디텐트볼;

을 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 키이에는 상면에 상기 디텐트볼을 삽입한 볼 안착홀을 뚫어주고, 상기 슬리브의 슬리브 내주면에는 상기 디텐트볼이 위치되는 볼 위치홈을 형성한다.

상기 볼 위치홈은 상기 슬리브의 축방향 폭의 중간위치에 형성한다.

상기 볼 위치홈은 양쪽으로 벌어진 브이(V)자 단면형상을 이루고, 그 중심에서 좌우의 끝단까지 간격인 디텐트거리가 상기 싱크로링쪽으로 이동하는 상기 슬리브의 근접거리보다 크고, 상기 슬리브의 변속동기구간(작동구간)보다 작은 크기이다.

상기 볼 위치홈은 110도로 좌우대칭을 이룬다.

이러한 본 발명에 의하면, 동기시 트리플(Triple)타입 싱크로링에서 요구하는 디텐트거리>근접거리의 조건과 디텐트거리<변속동기구간(작동구간)의 조건을 함께 만족시키므로, 동기완료 후 시징을 방지하는 효과를 갖는다.

시징 방지에 따른 2중 걸림감을 최소화하므로, 상용 수동변속기에서도 승용 차량과 같은 변속감을 제공해 운전자의 변속감성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

도 1(가),(나)는 종래에 따른 수동변속기의 동기장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시징 방지타입 수동변속기의 동기장치의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 동기장치에 적용된 디텐트볼기구의 볼과 슬리브쪽 단면구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 동기장치의 동기시 디텐트볼기구의 작동도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 시징 방지타입 수동변속기의 동기장치의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 상시 물림식 수동변속기에서 허브(1)에 키이(3)결합된 슬리브(2)와, 동력기어(6)에 결합된 클러치기어(5)쪽에서 상기 슬리브(2)쪽으로 위치된 싱크로기어(4)로 구성된 동기장치이다.

상기 싱크로기어(4)는 클러치기어(5)에 대해 순차적으로 위치된 이너링(4a)과 미들링(4b) 및 싱크로링(4c)으로 구성되고, 상기 싱크로링(4c)은 3개의 마찰면을 갖는 트리플(Triple)타입이다.

본 실시예에 따른 상기 동기장치에는 선(Pre)동기작용을 하는 키이(3)에 대한 이동거리를 변경해 변속 걸림감을 해소하는 디텐트볼기구(10)를 더 포함한다.

상기 디텐트볼기구(10)는 허브(1)쪽에 결합된 키이(3)에 삽입되고, 스프링(15)으로 탄발지지되어 슬리브(2)쪽으로 위치한 디텐트볼(11)로 이루어진다.

본 실시예에서 상기 디텐트볼(11)은 키이(3)에 뚫린 직선단면의 볼 안착홀(12)로 삽입되고, 상기 키이(3)에서 노출된 디텐트볼(11)쪽 부위는 슬리브(2)의 슬리브 내주면(13)에 형성한 볼 위치홈(14)으로 밀착된다.

상기 슬리브(2)의 볼 위치홈(14)은 그 형상에 따라 키이(3)의 이동거리를 조절하며, 그 형성위치는 슬리브(2)의 축방향 폭의 중간위치로 한다.

상기 디텐트볼기구(10)는 키이(3)와 함께 구성되므로, 키이(3)와 동일한 수량으로 형성한다.

도 3은 본 실시예에 따른 슬리브(2)쪽 볼 위치홈(14)의 단면형상을 나타낸다.

상기 볼 위치홈(14)은 디텐트볼(11)의 일부를 수용하는 단면형상을 요구하므로 도시된 바와 같이, 그 중심을 기준으로 대칭을 이루도록 양쪽으로 벌어진 브이(V)자 단면형상을 갖는다.

상기 볼 위치홈(14)은 그 중심에서 한쪽끝단까지 간격을 디텐트거리(A)라 하며, 이는 디텐트볼(11)이 볼 위치홈(14)에서 빠져나오는 거리로 정의한다.

상기 디텐트거리(A)는 디텐트거리(A)>근접거리(B)와, 디텐트거리(A)<변속동기구간(작동구간,C)과 같은 조건을 함께 만족시켜줌으로써, 변속시 시징 효과를 방지하기 위한 전제조건이다.

본 실시예에서는 상기 조건을 충족하는 디텐트거리(A)를 위해 상기 볼 위치홈(14)의 벌림각(a)을 약 110도로 형성한다.

도 4는 본 발명에 따른 동기장치의 동기시 디텐트볼기구의 작동을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 변속에 따른 동기시 슬리브(2)는 변속동기구간(작동구간,C)만큼 이동되어 싱크로링(4c)과 클러치기어(5)를 마찰력으로 동기시켜줌으로써, 동력을 동력기어(6)쪽으로 전달한다.

상기와 같은 슬리브(2)의 이동시, 싱크로링(4c)쪽에 완전히 맞물리기 전 상태인 근접거리(B)구간에서는 키이(3)의 선(Pre)동기작용이 일어남과 더불어 본 실시예에 따른 디텐트볼기구(10)도 함께 작동된다.

도 4의 좌측방향으로 슬리브(2)가 근접거리(B)만큼 싱크로링(4c)쪽으로 이동되면, 슬리브(2)의 볼 위치홈(14)도 함께 이동하므로 키이(3)에 삽입된 디텐트볼(11)이 갖는 위치도 변화된다.

하지만, 상기 디텐트볼(11)은 볼 위치홈(14)에서 빠져나가지 않고 디텐트거리(A)많큼 이동되며, 상기 디텐트거리(A)는 디텐트거리(A)>근접거리(B)와, 디텐트거리(A)<변속동기구간(작동구간,C)과 같은 조건을 함께 만족시키는 길이이다.

또한, 슬리브(2)의 이동시 상기 디텐트볼(11)이 슬리브(2)쪽과 접촉된 상태를 유지하므로, 상기 디텐트볼(11)을 삽입한 키이(3)가 기울어진 상태로 만들지 않는 작용도 함께 구현된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 슬리브(2)와 키이(3)사이에 디텐트볼(11)을 위치시키고, 상기 디텐트볼(11)을 디텐트거리(A)>근접거리(B)와, 디텐트거리(A)<변속동기구간(작동구간,C)을 동시에 만족시키는 디텐트거리(A)내에서 이동시켜준다.

이로 인해, 동력기어(6)쪽으로 동력이 전달된 동기완료 후 싱크로링(4c)과 클러치기어(5)간에 발생되는 시징(sizing)발생을 제거할 수 있고, 이러한 시징 제거로 슬리브(2)의 이동을 방해하는 요소를 제거할 수 있다.

따라서, 본 실시예에와 같이 싱크로링(4c)이 형성하는 마찰면 갯수가 3개인 트리플(Triple)타입 동기장치를 적용한 상용차량의 수동변속기에서도 2중 걸림감을 최소화하므로, 승용 차량에서 운전자에게 제공하는 것과 같은 높은 변속감을 구현할 수 있게 된다.

1 : 허브 2 : 슬리브
3 : 키이 4 : 싱크로기어
4a : 이너링 4b : 미들링
4c : 아우터링 5 : 클러치기어
6 : 동력기어 10 : 디텐트볼기구
11 : 디텐트볼 12 : 볼안착홀
13 : 슬리브내주면 14 : 볼위치홈
15 : 스프링

Claims (5)

1. 클러치기어와 마찰력으로 동기작용을 구현하는 트리플타입 싱크로링을 갖춘 상시 물림식 수동변속기의 동기장치에서,
   상기 싱크로링쪽으로 이동되어 변속에 따른 동기작용을 이루는 슬리브쪽으로 밀착되고, 허브에 구비된 키이쪽에 삽입되어 스프링으로 탄발지지된 디텐트볼;을 포함해 구성되고,
   상기 슬리브의 슬리브 내주면에는 상기 디텐트볼이 위치되는 볼 위치홈을 형성하고, 상기 볼 위치홈은 양쪽으로 벌어진 브이(V)자 단면형상을 이루고, 그 중심에서 좌우의 끝단까지 간격인 디텐트거리가 상기 싱크로링쪽으로 이동하는 상기 슬리브의 근접거리보다 크고, 상기 슬리브의 변속동기구간인 작동구간보다 작은 것을 특징으로 하는 시징방지타입 수동변속기의 동기장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 키이에는 상기 디텐트볼을 삽입한 볼 안착홀을 뚫어준 것을 특징으로 하는 시징방지타입 수동변속기의 동기장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 볼 위치홈은 상기 슬리브의 축방향 폭의 중간위치에 형성한 것을 특징으로 하는 시징방지타입 수동변속기의 동기장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 볼 위치홈은 110도로 좌우대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 시징방지타입 수동변속기의 동기장치.

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