KR101776713B1 - 변속기의 동기치합기구 - Google Patents

Abstract

변속기의 동기치합기구가 재시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기용 동기치합기구는 회전축 상에 스플라인 결합되는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주 측에 블록킹 키를 개재시켜 축 방향으로 이동이 가능하도록 결합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에 회전축과는 회전간섭 없이 배치되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰작용이 이루어지도록 결합되는 블록커 링을 포함하는 변속기의 동기치합기구에 있어서, 상기 블록커 링은 상호 교번적으로 배치되는 서보 하중 작용부와 키 하중 작용부를 포함하며, 상기 서보 하중 작용부 또는 키 하중 작용부에 동기파괴 단축수단을 형성된다.

Description

변속기의 동기치합기구{Synchronizng Device For Transmission}

본 발명은 차량 등에 적용되는 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블록커 링에 동기파괴 단축수단을 형성하여 변속 시, 동기파괴현상이 발생되는 것을 단축할 수 있도록 수동변속기에 적용되는 변속기의 동기치합기구에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 있어서의 변속기는 동력전달장치의 한 부분으로서, 클러치와 추진축(구동축) 사이에 배치되어 차량의 주행조건에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 수행하며, 차량을 후진시키기 위한 후진장치를 갖추고 있다.

이러한 변속기에 있어서, 수동변속기의 동기치합기구는 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림 시에 상기 두 기어의 회전 속도를 동기시킨 후, 두 기어가 서로 치합되도록 함으로써, 부드러운 기어 연결에 의해 변속 충격을 방지하는 역할을 한다.

그리고 상기와 같은 수동변속기의 동기치합기구는 동기이후에 필연적으로 동기파괴구간이 발생하는데, 이 동기파괴구간이 없으면 슬리브와 클러치 기어 사이에 록(Rock)이 걸린다.

하지만 상기 동기파괴구간에 의하여 2차 걸림이나 니블(Nibble) 등에 의해 변속감을 악화시키는 문제점이 있다.

이에 따라 동기파괴구간을 최대한 줄이고자 하는 연구가 계속되어 왔으며, 그 일 예로서, 대한민국 특허공개 2006-0060884호(수동변속기의 동기장치 및 동기장치의 싱크로나이저 링; 이하 "종래 기술"이라 함)를 들 수가 있다.

상기한 종래 기술은 동기장치의 싱크로나이저 링을 형성하되, 링 형상으로 형성되어 외측 둘레에 축 방향으로 홈이 형성된 바디와, 상기 바디의 홈에 삽입되어 축 방향으로 이동되는 기어치와, 상기 홈에 삽입되어 상기 기어치에 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.

또한, 종래 기술은 수동변속기의 동기장치를 형성하되, 기어치가 형성되어 축 방향으로 이동되는 슬리브와, 상기 슬리브의 기어치와 치합되는 클러치 기어와, 상기 슬리브와 상기 클러치 기어 사이에 배치되고, 상기 클러치 기어 측으로 이동되는 상기 슬리브의 기어치와 접촉되어 상기 클러치 기어 측으로 밀려 이동되는 기어치가 형성된 싱크로나이저 링을 포함한다.

이에 따라 상기 종래 기술은 변속 시, 싱크로나이저 링의 기어치가 동기파괴구간 측으로 이동되기 때문에 동기파괴구간이 축소되는 것과 아울러 싱크로나이저 링의 기어치가 축 방향으로 이동되어 동기화가 이루어지기 때문에 초기 걸림감 및 이중 걸림이 저감되는 효과를 갖는다.

그러나 상기 종래 기술은 작용 효과는 좋을 수 있으나, 상기와 같은 싱크로나이저 링을 제작하기 위해서는 많은 제작시간 및 제작비용이 소요되는 문제점이 있고, 큰 구동하중이 걸리는 수동변속기에 3개의 부품으로 구성되는 싱크로나이저 링을 적용한다는 것은 내구성에 큰 문제점을 야기시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예는 서보 하중 작용부의 키 접촉면과 키 하중 작용부의 키 접촉면과의 사이에 단차를 주어 동기력을 가할 수 있는 구간을 길게 하여 동기파괴구간을 줄일 수 있도록 하는 변속기의 동기치합기구를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는, 회전축 상에 스플라인 결합되는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주 측에 블록킹 키를 개재시켜 축 방향으로 이동이 가능하도록 결합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에 회전축과는 회전간섭 없이 배치되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰작용이 이루어지도록 결합되는 블록커 링을 포함하는 변속기의 동기치합기구에 있어서, 상기 블록커 링은 상호 교번적으로 배치되는 서보 하중 작용부와 키 하중 작용부를 포함하며, 상기 서보 하중 작용부 또는 키 하중 작용부에 동기파괴 단축수단을 형성하는 변속기의 동기치합기구를 제공할 수 있다.

상기 동기파괴 단축수단은 상기 서보 하중 작용부의 키 접촉면에 대하여 상기 키 하중 작용부의 키 접촉면이 갖는 단차로 형성될 수 있다.

상기 단차는 상기 키 하중 작용부측의 키 접촉면이 상기 서보 하중 작용부 측의 키 접촉면 보다 깊은 면으로 형성될수 있다.

본 발명의 실시 예는 상기 서보 하중 작용부의 키 접촉면과 키 하중 작용부의 키 접촉면과의 사이의 단차를 이용하여 동기력을 가할 수 있는 구간을 길게 함으로써, 단차 구간만큼의 동기파괴구간을 줄일 수 있다.

상기와 같이 동기파괴구간이 최소화되면서 변속 시, 초기 걸림감 및 이중걸림이 저감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 블록커 링이 적용되는 동기치합기구의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 의한 동기치합기구의 결합 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 블록커 링의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 블록커 링의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 서보 하중 작용부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 키 하중 작용부의 단면도이다.

이하, 본 발명의 하나의 실시 예를 첨부도면을 참조로 구체적으로 설명한다.

단, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 블록커 링이 적용되는 동기치합기구의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 의한 동기치합기구의 결합 상태를 도시한 정면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 블로커 링이 적용되는 동기치합기구는 공지와 같이 클러치 허브(1), 슬리브(2), 블록킹 키(Blocking Key: 3), 블록커 링(Blocker Ring: 4), 클러치 기어(5)를 포함하여 구성된다.

상기 클러치 허브(1)는 회전축(미도시) 상에 스플라인 결합되고, 외주면에는 원주방향을 따라 등간격으로 다수의 키 안내홈(10)이 형성된다.

상기 슬리브(2)는 상기 클러치 허브(1)의 외주 측에 스플라인 결합되어 축 방향 이동이 가능하며, 외주 측에는 원주방향으로 슬라이딩 홈(20)이 형성되어 이에 삽입되는 시프트 포크(미도시)에 의하여 좌우로 이동된다.

상기 블록킹 키(3)는 상기 클러치 허브(1)의 외주 측에 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 다수의 키 안내홈(10)에 배치된다.

즉, 상기 블록킹 키(3)는 상기 클러치 허브(1)와의 사이에 개재되는 스프링(30)의 탄성력에 의하여 상기 슬리브(2)의 내주 측에 형성된 록킹 홈(16)에 삽입된다.

상기 블록커 링(4)은 통상 싱크로나이저 링으로도 불리며, 상기 클러치 허브(1)의 양측에 배치되어 상기 블록킹 키(3)를 은폐 보호함과 동시에 슬리브(2)의 축 방향 이동시 밀리면서 클러치 기어(5)의 콘면(50)과 마찰되어 동기작동을 이룬다.

상기 클러치 기어(5)는 스피드 기어(미도시)와 일체로 결합된다.

상기와 같이 구성되는 동기치합기구의 구성을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

상기 클러치 허브(1)에 형성되는 키 안내홈(10)은 폭이 좁은 소폭부(11)와 폭이 넓은 광폭부(12)를 갖는 2단 홈으로 이루어지며, 상기 소폭부(11)와 광폭부(12)는 경사면으로 연결된다.

그리고 상기 키 안내홈(10)은 등간격으로 6개가 형성되는데, 교번적으로 3개씩 동일방향으로 형성되어 3개의 키 안내홈(10)은 광폭부(12)가 일측을 향하고, 나머지 3개의 키 안내홈(10)은 광폭부(12)가 타측을 향하여 형성된다.

상기 각 키 안내홈(10)에는 블록킹 키(3)가 배치되는데, 도면에서는 일측 광폭부(12)에서 결합되는 3개의 블록킹 키(3)만을 도시하고 있으나, 그 반대측에서도 동일한 블록킹 키(3)가 배치된다.

한편, 상기 블록커 링(4)은 외주면에 상기 키 안내홈(10)의 광폭부(12)와 동일선상으로 서보 하중 작용부(40)가 형성되고, 상기 3개의 서보 하중 작용부(40) 사이의 외주면에 상기 키 안내홈(10)의 소폭부(11)와 동일선상으로 키 하중 작용부(41)가 형성된다.

상기 서보 하중 작용부(40)는 상기 블록킹 키(3)의 원주방향 폭을 수용할 수 있는 공간(43)을 두고 양측에 축 방향으로 돌출되어 형성되는 지지돌기(44)(45)가 구성된다.

상기 지지돌기(44)(45) 사이의 블록커 링(4)의 외주면에는 키 안내홈(10)으로 간섭 없이 삽입되도록 돌출되어 형성되는 돌출부(46)가 형성된다.

상기 키 하중 작용부(41)는 상기 키 안내홈(10)의 소폭부(11)에 간섭 없이 삽입되도록 돌출 형성되는 돌출부(47)가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 동기치합기구는 도 2와 같은 상태로 조립되어 동기치합기구로서의 기능을 수행하게 되는데, 그 동기과정은 이미 알려진 공지의 과정이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구에 적용되는 블록커 링의 정면도 및 평면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 블록커 링(4)에는 그 외주면에 상기와 같이 3개의 서보 하중 작용부(40)와 3개의 키 하중 작용부(41)가 상호 교번적으로 형성된다.

이러한 블록커 링(4)에는 동기파괴 단축수단이 형성되는데, 상기 동기 파괴 단축수단은 상기 서보 하중 작용부(40)의 키 접촉면(48)과 키 하중 작용부(41)의 키 접촉면(49) 사이의 단차(S)로 형성된다.

즉, 상기 키 하중 작용부(41)의 키 접촉면(49)이 서보 하중 작용부(40)의 키 접촉면(48) 보다 깊은 위치(즉, 도 4에서와 같이 낮은 위치)에 있도록 하였다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 단차(S)는 0.7mm로 적용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 변속기 설계 시, 가장 이상적인 단차를 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 서보 하중 작용부의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 우선 변속을 위하여 슬리브(2)가 이동하면, 블록킹 키(3)가 작은 범위에서 이동하여 블록커 링(4)을 클러치 기어(5)측으로 밀어준다.

그러면 상기 블록커 링(4)은 블록킹 키(3)의 미는 하중에 의하여 클러치 기어(5) 측으로 이동하면서 블록커 링(4)의 내주면이 클러치 기어(5)의 콘면(50)에 마찰되면서 동기작동을 시작한다.

상기 블록커 링(4)이 계속 이동하여 동기가 완료되는 시점에서도 슬리브(2)는 계속 클러치 기어(5) 측으로 이동하는데, 이때, 블록킹 키(3)는 슬리브(2)와의 결합관계에 의하여 스프링(30)의 탄성력을 극복하면서 중심 측으로 이동된다.

이러한 과정에서, 도 5와 같은 상태가 되면, 슬리브(2)가 블록킹 키(3)를 밀어주는 하중이 해제된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 키 하중 작용부의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 도 5와 같은 상태에서, 상기 키 하중 작용부(41)는 상기한 서보 하중 작용부(40)의 키 접촉면(48)과 키 하중 작용부(41)의 키 접촉면(49) 사이의 단차(S)로 인하여 계속적으로 키 하중이 블록커 링(4)을 가압하는 상태를 유지한다.

즉, 상기 단차(S) 만큼 블록커 링(4)에 동기력을 유지해줌으로써, 동기파괴구간을 줄일 수 있게 된다.

상기에서 동기파괴구간은 블록커 링(4)의 동기력이 해제되는 시점에서, 상기 슬리브(2)와 클러치 기어(5)가 치합되는 시점까지의 구간으로서, 이 구간에서는 동기작동이 일어나지 않는다.

따라서 본 발명의 실시 예는 상기 서보 하중 작용부(40)의 키 접촉면(48)과 키 하중 작용부(41)의 키 접촉면(49)과의 단차(S)를 이용하여 동기력을 가할 수 있는 구간을 길게 함으로써, 상기 단차(S) 만큼 동기파괴구간을 줄일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 단차(S)가 상기 키 하중 작용부(41)의 키 접촉면(49)이 서보 하중 작용부(40)의 키 접촉면(48) 보다 깊게 하여 형성하였다고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 상기와는 반대로 단차를 형성하여도 동일 효과를 얻을 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 하나의 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고. 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1... 클러치 허브 2... 슬리브
3... 블록킹 키 4. 블록커 링
5... 클러치 기어 10... 키 안내홈
11... 소폭부 12... 광폭부
30... 스프링 40... 서보 하중 작용부
41... 키 하중 작용부 44,45... 지지돌기
46,47... 돌출부 48,49... 키 접촉면
50... 콘면

Claims (3)

1. 회전축 상에 스플라인 결합되는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주 측에 블록킹 키를 개재시켜 축 방향으로 이동이 가능하도록 결합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에 회전축과는 회전간섭 없이 배치되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰작용이 이루어지도록 결합되는 블록커 링을 포함하는 변속기의 동기치합기구에 있어서,
   상기 블록커 링은 상호 교번적으로 배치되는 서보 하중 작용부와 키 하중 작용부를 포함하며, 상기 서보 하중 작용부 또는 키 하중 작용부에 동기파괴 단축수단을 형성하되,
   상기 동기파괴 단축수단은 상기 서보 하중 작용부의 키 접촉면에 대하여 상기 키 하중 작용부의 키 접촉면이 갖는 단차로 형성되는 것을 특징으로 하는 변속기의 동기치합기구.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 단차는
   상기 키 하중 작용부측의 키 접촉면이 상기 서보 하중 작용부 측의 키 접촉면 보다 깊은 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 변속기의 동기치합기구.

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