KR101629023B1 - 수동변속기 동기장치의 디텐트볼 구속구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬리브(2)쪽에 밀착된 디텐트볼(11)이 키이(3)의 볼 안착홀(21)에에 삽입된 상태에서 볼구속단차(22)로 구속된 결합구조를 가짐으로써, 디텐트볼(11)이 스프링(23)을 통해 힘을 받는 상태에서도 볼 안착홀(21)로부터 빠져나가지 않아 스프링(23)의 조립성을 크게 향상시킨다.
또한, 상기와 같은 볼구속단차(22)의 작용으로 슬리브(2)의 비정상적인 위치관계에서 동기화를 불가능하게 하는 디텐트볼(11)의 빠짐 현상도 근본적으로 방지함으로써, 디텐트볼(11)의 장점을 최대한 살린 안정적인 동기장치를 제공하는 특징도 갖는다.

Description

수동변속기 동기장치의 디텐트볼 구속구조{Detent ball binding structure for synchronizing device of manual transmission}

본 발명은 수동변속기 동기장치에 관한 것으로, 특히 슬리브의 비정상적인 위치관계에 의한 디텐트볼의 빠짐을 방지한 동기장치의 디텐트볼의 구속구조에 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 1은 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 구성되고, 상기 싱크로기어(4)는 클러치기어(5)에 대해 순차적으로 위치된 이너링(4a)과 미들링(4b) 및 3개의 마찰면을 갖는 트리플(Triple)타입 싱크로링(4c)으로 구성된 동기장치의 한 예이다.

상기 동기장치는 키이(3)와 슬리브(2)사이로 디텐트볼기구(10)를 더 갖춘다.

상기 디텐트볼기구(10)는 스프링(15)으로 탄발지지된 디텐트볼(11)로 이루어지며, 키이(3)쪽에는 볼안착홀(12)이 뚫려 디텐트볼(11)을 수용하고, 슬리브(2)의 슬리브 내주면(13)에는 볼위치홈(14)이 형성되어 디텐트볼(11)쪽이 밀착된다.

변속에 따른 동기화작용으로 슬리브(2)가 싱크로기어(4)쪽으로 이동하면, 디텐트볼(11)은 슬리브(2)의 볼 위치홈(14)에 접촉된 상태를 유지함으로써 키이(3)의 기울어짐을 방지한다.

상기와 같이 디텐트볼(11)을 이용한 키이(3)의 기울어짐 방지는 동기시 걸림 상황을 개선하므로, 디텐트볼(11)을 적용하지 않을 때에 비해 안정적인 동기작용을 구현할 수 있게 된다.

하지만, 디텐트볼(11)은 키이(3)에 삽입된 상태에서 스프링(15)으로 탄발지지되는 결합구조를 적용함으로써, 조립시 스프링(15)이 디텐트볼(11)을 위로 밀어내므로 키이(3)와 디텐트볼(11)의 조립성을 나쁘게 한다.

동기 작용시 디텐트볼(11)은 슬리브(2)에 접촉된 상태에서 슬리브(2)의 이동방향으로 힘을 받을 수밖에 없다.

이로 인해, 단순히 스프링(15)으로 탄발지지된 결합구조에서는 슬리브(2)의 비정상적인 위치관계에서 디텐트볼(11)의 빠짐 현상을 가져올 위험성이 매우 높고, 실제로 디텐트볼(11)이 빠지면 동기화 기능수행이 불가능한 상황을 맞을 수밖에 없다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 디텐트볼이 디텐트볼을 수용한 키이쪽에서 빠지지않도록 구속됨으로써, 키이에 스프링과 함께 조립되는 디텐트볼의 조립성을 향상하고, 디텐트볼의 빠짐에 대한 우려를 완전히 해소한 수동변속기 동기장치의 디텐트볼 구속구조를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 동기시 클러치기어와 마찰력으로 동기작용을 구현하는 싱크로기어쪽으로 이동하는 슬리브쪽에 밀착되고, 허브쪽에 고정된 키이에서 스프링 지지된 디텐트볼을 갖춘 수동변속기의 동기장치에서,

상기 디텐트볼은 상기 키이에서 빠져나온 부위가 디텐트볼의 최대직경보다 작은 크기의 직경을 통해 상기 키이쪽에서 구속되는 것을 특징으로 한다.

상기 키이는 폭 방향으로 형성된 키이 채널에 뚫려 상기 디텐트볼이 삽입되는 볼 안착홀과, 상기 볼 안착홀의 끝단에서 그 출구쪽 내경을 좁히는 볼구속단차를 형성한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 키이쪽에 뚫린 볼 안착홀의 간단한 구조변경만으로 슬리브 이동방향으로 힘을 받는 디텐트볼의 빠짐에 대한 우려를 완전히 해소하는 효과를 갖는다.

또한, 디텐트볼이 구현하는 장점을 모두 갖추면서도, 키이쪽에 뚫린 볼 안착홀의 간단한 구조변경을 통해 키이에 스프링과 함께 결합되는 디텐트볼의 조립성도 향상하는 효과도 갖는다.

도 1은 종래에 따른 디텐트볼을 갖춘 수동변속기의 동기장치 구성도이고, 도 2(가)내지 (다)는 본 발명에 따른 디텐트볼의 구속구조도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치 작동시, 디텐트볼의 구성상태도이다.

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.

본 발명은 종래에 따른 구성을 나타낸 도 1과 같이, 상시물림식 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 구성되고, 상기 키이(3)와 슬리브(2)사이로 디텐트볼기구(10)를 갖춘 동기장치이다.

본 실시예에서 상기 싱크로기어(4)는 클러치기어(5)에 대해 순차적으로 위치된 이너링(4a)과 미들링(4b) 및 싱크로링(4c)으로 구성된 예를 적용하였지만, 다양한 싱크로기어 타입에도 동일하게 적용된다.

상기 디텐트볼기구(10)는 스프링(23)으로 탄발지지된 디텐트볼(11)로 이루어지고, 조립되면 상기 디텐트볼(11)은 키이(3)에 형성된 키이 채널(20)쪽으로 수용되어 구속되고, 동시에 슬리브(2)의 슬리브 내주면(13)에 형성한 대략 브이(V)자 단면형상의 볼 위치홈(14)쪽으로 밀착된다.

상기 디텐트볼(11)은 스프링(23)을 통해 슬리브(2)쪽으로 밀려나는 힘을 지속적으로 받지만, 본 실시예에 따른 상기 디텐트볼(11)은 키이(3)쪽에서 빠지지 않는 조립구조를 갖는다.

도 2(가)내지 (다)는 본 실시예에 따른 디텐트볼의 구속 구조도를 나타낸다.

도2(가)와 (나)에 도시된 바와 같이, 키이(3)에는 그 폭을 따라 키이 채널(20)이 형성되고, 상기 키이 채널(20)에는 볼 안착홀(21)이 뚫려지고, 상기 볼 안착홀(21)에는 그 내경을 좁려 삽입된 디텐트볼(11)의 빠짐을 구속하는 볼구속단차(22)를 형성한다.

상기 볼구속단차(22)가 갖는 직경은 디텐트볼(11)의 최대직경보다 작은 크기이며, 그 값은 상기 디텐트볼(11)과 슬리브(2)간 밀착정도를 고려해 결정한다.

도 2(다)는 조립된 단면상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 디텐트볼(11)이 볼 안착홀(21)에 삽입되어 키이(3)쪽에 결합되면, 상기 디텐트볼(11)은 그 위쪽의 일부부위가 볼 안착홀(21)의 밖으로 빠져나와 슬리브(2)의 볼 위치홈(14)쪽에 밀착된다.

상기 디텐트볼(11)은 볼 안착홀(21)에 수용된 스프링(23)이 위쪽으로 밀어주는 힘을 받음으로써, 볼 안착홀(21)로부터 빠져나오려는 상태로 조립된다.

하지만, 본 실시예에서는 디텐트볼(11)이 스프링(23)에 의해 위쪽으로 밀려나더라도 볼 안착홀(21)의 밖으로 빠져나갈 수 없게된다.

이는, 볼구속단차(22)가 상기 볼 안착홀(21)의 출구부위쪽 내경을 좁힘으로써, 스프링(23)의 힘으로 밀려 올라가는 디텐트볼(11)이 구속(K)됨에 기인한다.

상기와 같이 볼구속단차(22)가 디텐트볼(11)을 구속해 잡아주면, 디텐트볼(11)의 빠짐현상 없이 스프링(23)을 조립할 수 있으므로 크게 향상된 조립성을 제공한다.

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치 작동시, 디텐트볼의 작동상태를 나타낸다.

도시된 동기장치는 싱크로기어(4)가 이너링(4a)과 미들링(4b) 및 3개의 마찰면을 갖는 트리플(Triple)타입 싱크로링(4c)으로 구성된 동기장치를 나타낸다.

하지만, 상기와 같은 구조의 동기장치는 본 실시예에 따른 디텐트볼기구(10)의 작동을 설명하기 위한 한 예시이며, 본 실시의 디텐트볼기구(10)는 키이와 슬리브를 갖춘 모든 종류의 동기장치에 적용된다.

도 3을 참조하면, 변속에 따른 동기시 슬리브(2)는 변속동기구간(작동구간)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 근접거리구간에서는 키이(3)의 선(Pre)동기작용이 일어남과 더불어 본 실시예에 따른 디텐트볼기구(10)도 함께 작동된다.

본 실시예에서는 슬리브(2)의 이동시 상기 디텐트볼(11)이 슬리브(2)쪽과 접촉된 상태를 유지하므로, 상기 디텐트볼(11)을 고정한 키이(3)가 기울어질 수 있는 상태를 만들지 않는 작용도 함께 구현된다.

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

이러한 작용시 디텐트볼(11)은 슬리브(2)로부터 이동방향으로 가해지는 힘을 받고, 스프링(23)으로부터는 슬리브(2)쪽으로 밀려내려는 힘을 동시에 받는 상태가 된다.

하지만, 상기 디텐트볼(11)은 볼구속단차(22)를 통해 구속되어있으므로, 볼 안착홀(21)을 빠져나가 키이(3)에서 이탈될 수 없게 된다.

이러한 디텐트볼(11)의 구속구조로 인해, 특히 슬리브(2)의 비정상적인 위치관계에서 발생될 수 있는 디텐트볼(11)의 빠짐 현상도 근본적으로 차단될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서 동기장치는 디텐트볼(11)의 적용에 따른 장점을 그대로 유지하고, 동시에 디텐트볼(11)의 빠짐에 대한 우려를 근본적으로 해소해 동기작용을 안정적으로 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 : 디텐드볼 12 : 볼 안착홀
13 : 슬리브 내주면 14 : 볼 위치홈
15,23 : 스프링 20 : 키이 채널
21 : 볼 안착부 22 : 볼구속단차

Claims (2)

1. 동기시 클러치기어와 마찰력으로 동기작용을 구현하는 싱크로기어쪽으로 이동하는 슬리브쪽에 밀착되고, 허브쪽에 고정된 키이에서 스프링 지지된 디텐트볼을 갖춘 수동변속기의 동기장치에서,
   상기 디텐트볼은 상기 키이에서 빠져나온 부위가 디텐트볼의 최대직경보다 작은 크기의 직경을 통해 상기 키이쪽에서 구속되며;
   상기 키이는 폭 방향으로 형성된 키이 채널에 뚫려 상기 디텐트볼이 삽입되는 볼 안착홀과, 상기 볼 안착홀의 끝단에서 그 출구쪽 내경을 좁히는 볼구속단차를 형성하고; 상기 볼 안착홀과 상기 볼구속단차는 상기 키이의 폭을 따라 형성된 키이 채널에 위치되도록 상기 키이에 뚫려진
   것을 특징으로 하는 수동변속기 동기장치의 디텐트볼 구속구조.
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