KR101868702B1 - 싱크로나이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로나이저에 관한 것으로, 슬리브가 싱크로나이저 링을 통과하여 클러치기어와 결합되면서 싱크로나이저 허브의 회전속도와 기어클러치의 회전속도를 일치시키는 싱크로나이저에 있어서, 상기 슬리브의 진입 경로를 확장시키도록 형성된 챔퍼부, 및 상기 챔퍼부와 결합되고 상기 챔퍼부의 회전 각도를 가이드하도록 형성된 기어클러치를 포함하여 기어클러치의 회전 방향에 따라 챔퍼가 상대회전하면서 챔퍼의 면적을 변화시켜 2차 걸림을 축소시키는 효과가 있다.

Description

싱크로나이저 {SYNCHRONIZER}

본 발명은 싱크로나이저에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬리브가 싱크로나이저 링을 통과하여 클러치기어와 결합되면서 주축의 회전속도와 기어클러치의 회전속도를 일치시키는 싱크로나이저에 관한 것이다.

수동변속기에서 운전자가 변속게이트에 맞추어 기어 노브를 조작하면 변속기어의 동기화과정을 거쳐 변속이 일어난다.

수동변속기의 기어 레버가 당겨지면 싱크로나이저 허브에 결합되어 있던 슬리브가 싱크로나이저 링 쪽으로 이동하고, 슬리브가 싱크로나이저 링을 통과하여 기어클러치와 결합한다(동기화). 그 결과 주축으로 싱크로나이저 허브의 회전속도와 기어클러치의 회전속도가 동기화된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 기어클러치가 도시되어 있다. 상기 기어클러치(1)는 기어축과 스플라인 결합되도록 디스크 형태로 형성되고, 반경방향 외측으로 챔퍼가 돌출되어 형성된다. 이때 챔퍼는 수동 변속 시의 조작감 향상을 위하여 경사면이 비대칭적으로 형성시켜 면적이 크게 형성된 제1챔퍼(1a) 및 면적이 작게 형성된 제2챔퍼(1b)로 구성된다(편챔퍼 방식). 이 경우 변속 시 슬리브가 기어클러치(1)에 걸리면서 느껴지는 2차걸림감이 축소되어 조작감이 향상되는 장점이 있다.

그러나 이러한 편챔퍼 방식은 한 쪽의 면적을 증가시킴과 동시에 반대 쪽 면적은 감소시켜야 하므로, 단 증가 또는 단 감소 중 한쪽의 2차 걸림감 저감에만 유리한 방법이라는 한계가 있었다.

그러므로, 단 증가 시 및 단 감소 시 모두 챔퍼의 면적을 증가시켜 2차 걸림감을 축소시킬 수 있는 챔퍼를 개발할 필요가 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2009-0112861호(2009.10.29.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 싱크로나이저가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 기어 변속 시 2차 걸림감을 저감시키는 싱크로나이저를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 싱크로나이저는 슬리브가 싱크로나이저 링을 통과하여 클러치기어와 결합되면서 싱크로나이저 허브의 회전속도와 기어클러치의 회전속도를 일치시키는 싱크로나이저에 있어서, 상기 슬리브의 진입 경로를 확장시키도록 형성된 챔퍼부, 및 상기 챔퍼부와 결합되고 상기 챔퍼부의 회전 각도를 가이드하도록 형성된 기어클러치를 포함하고, 상기 챔퍼부는 상기 기어클러치의 직경에 대응하여 원주방향을 따라 형성된 챔퍼 바디, 및 상기 슬리브의 진입 경로를 가이드하도록 상기 챔퍼 바디의 반경방향 외측으로 돌출되어 형성된 가이드챔퍼를 포함하며, 상기 가이드챔퍼는 단면이 이등변 삼각형 형태로 형성되고 상기 기어클러치의 회전 방향에 대응하여 상기 슬리브의 양접촉면 중 어느 하나를 지지하여 가이드 하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 챔퍼부는 상기 기어클러치에 안착되어 결합되도록 상기 챔퍼 바디의 반경방향 내측으로 돌출되어 형성된 결합러그를 더 포함하는 것도 가능하다.

한편, 상기 기어클러치는 회전축과 스플라인결합되도록 디스크 형태로 형성된 클러치판, 및 상기 슬리브와 결합되도록 상기 클러치판에서 반경방향 외측으로 돌출되어 형성된 결합부를 포함하는 것도 가능하다.

또한, 상기 기어클러치는 상기 결합러그를 수용하도록 상기 슬리브 방향으로 돌출되어 형성된 러그 수용부를 더 포함하는 것도 가능하다.

한편, 상기 기어클러치의 회전 시 상기 결합러그가 회전 방향의 반대 측 상기 러그 수용부에 지지되는 것도 가능하다.

또한, 상기 기어클러치의 회전 시 상기 가이드챔퍼가 회전 방향의 반대 방향으로 상대 회전되어 상기 가이드챔퍼 및 상기 결합부로 이루어진 진입경사를 비대칭적으로 형성시키는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 싱크로나이저에 의하면, 기어클러치의 회전 방향에 따라 챔퍼가 상대회전하면서 챔퍼의 면적을 변화시켜 2차 걸림을 축소시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 싱크로나이저의 사시도,
도 2는 도 1에서 챔퍼의 형태를 확대하여 도시한 그림,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저의 사시도,
도 4는 기어클러치의 회전 시 챔퍼의 상대 회전을 도시한 그림,
도 5는 기어클러치 및 챔버부의 단면을 표현한 개념도,
도 6은 단 증가 시의 슬리브의 진입과정을 표현하는 개념도,
도 7은 단 감소 시의 슬리브의 진입과정을 표현하는 개념도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저는, 기어클러치(10), 챔퍼부(20), 싱크로나이저 링(30) 및 슬리브(40)를 포함한다. 이때, 상기 기어클러치(10)에 상기 챔퍼부(20)가 안착되어 결합되고, 변속 시 상기 기어클러치(10), 상기 챔퍼부(20) 및 상기 싱크로나이저 링(30)은 상기 슬리브(40)와 치합되어 결합된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 기어클러치(10)는 결합부(11), 클러치판(12) 및 러그 수용부(13)를 포함한다. 이때, 상기 클러치판(12)은 축과 스플라인결합되도록 디스크 형태로 형성되어 있고, 상기 클러치판(12)의 반경방향 외측 단부에서 상기 결합부(11)가 돌출되어 형성되며, 상기 클러치판(12)의 상기 슬리브(40) 방향 면에는 상기 러그 수용부(13)가 돌출되어 형성된다.

도 4 및 도 5를 참고하면상기 결합부(11)는 상기 클러치판(12)에서 반경방향 외측으로 연장되되, 사각뿔대의 형태로 형성된다. 이때 본 실시예에서 상기 결합부(11)의 단면은 상기 챔퍼부(20) 방향의 변(11a)이 그와 마주보는 변(11b)보다 더 길게 형성된 사다리꼴의 형태로 형성되나, 이에 구속되지 않는다.

한편 상기 러그 수용부(13)는 원주방향을 따라 일정한 위상차를 두고 복수 개 형성된다. 따라서, 상기 러그 수용부(13)는 부채꼴의 형태로 돌출되어 형성되고, 상기 러그 수용부(13)의 사이에는 홈이 형성된다.

상기 챔퍼부(20)는 가이드챔퍼(21), 챔퍼 바디(22) 및 결합러그(23)를 포함한다. 이때, 상기 챔퍼 바디(22)는 원주방향을 따라 링 형태로 형성되고, 상기 챔퍼 바디(22)의 반경방향 외측 단부에서 상기 가이드챔퍼(21)가 돌출되어 형성되고, 상기 챔퍼 바디(22)에서 반경방향 내측으로 상기 결합러그(23)가 돌출되어 형성된다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 상기 가이드챔퍼(21)는 상기 챔퍼 바디(22)에서 반경방향 외측으로 연장되어 형성되되, 삼각뿔대의 형태로 형성된다. 또한, 상기 가이드챔퍼(21)의 단면은 상기 기어클러치(10) 방향으로 밑변(21b)을 갖고 상기 슬리브(40) 방향으로 길이가 동일한 두 개의 빗변(21a)을 갖는 이등변 삼각형의 형태로 형성되되, 상기 기어클러치(10) 방향의 밑변(21b)의 길이(Lc)가 상기 결합부(11)의 상기 챔퍼부(20) 방향 변(11a)의 길이(Lg)보다 짧도록(Lc<Lg) 형성된다. 한편, 두개의 상기 빗변(21a)은 제1 빗변(21aa) 및 제2 빗변(21ab)를 포함한다.

상기 챔퍼 바디(22)는 상기 기어클러치(10)의 직경에 대응하여 원주방향을 따라 링 형태로 형성된다. 한편, 본 실시예에서는 상기 챔퍼 바디(22)의 외경은 상기 클러치판(12)의 직경과 같도록 형성되고, 상기 챔퍼 바디(22)의 내경은 상기 러그수용부(13)의 외경의 길이와 같도록 형성된다.

상기 결합러그(23)는 상기 챔퍼 바디(22)에서 반경방향 내측으로 연장되어 형성되되, 상기 러그 수용부(13) 사이에 형성된 공간에 안착되도록 원주방향을 따라 일정한 위상차를 두고 복수 개 형성된다. 이때, 상기 결합러그(23)의 호의 길이는 상기 러그 수용부(13)에 사이에 형성된 홈의 호의 길이보다 작도록 형성된다. 즉, 상기 결합러그(23)는 상기 러그 수용부(13) 사이의 홈에 가동 끼워맞춤(헐거운 끼워맞춤) 형태로 안착된다. 한편, 본 실시예에서는 상기 러그 수용부(13) 사이의 홈과 상기 결합러그(23)와의 공차(d)가, 상기 결합부(11)의 상기 챔퍼부(20) 방향 변(11a)의 길이(Lg)에서 상기 가이드챔퍼(21)의 상기 기어클러치(10) 방향의 밑변(21b)의 길이(Lc)를 뺀 차(Lg-Lc)의 절반과 같도록 형성된다(d=(Lg-Lc)/2).

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 싱크로나이저 링(30)은 상기 결합부(11) 및 상기 가이드챔퍼(21)의 갯수 및 간격에 대응하여 반경방향 외측으로 돌출된 기어 형태로 형성된다.

상기 슬리브(40)는 수동변속기의 기어 레버(도면 미기재)와 연결되도록 링 형태로 형성되되, 내주면에서 상기 결합부(11), 상기 가이드챔퍼(21) 및 상기 싱크로나이저 링(30)과 치합되도록 반경방향 내측으로 돌출된 기어 형태로 형성된다. 또한, 상기 슬리브(40)는 상기 가이드챔퍼(21)와 접촉되는 제1 접촉면(41) 및 제2 접촉면(42)을 포함한다.

도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크로나이저의 작동 및 효과를 설명하면, 변속을 위해 기어 레버(도면 미기재)가 당겨지면, 상기 슬리브(40)가 상기 기어클러치(10) 방향으로 슬라이드 이동하고, 상기 싱크로나이저 링(30)과 접촉하여 통과하면서 상기 기어클러치(10) 쪽으로 진입한다(도 6의 (a) 및 도 7의 (a) 참조).

이때, 운행 중인 차량의 상기 기어클러치(10)는 회전 중이고, 속도가 변화하면서 회전 각가속도가 발생하면 관성력에 의하여 상기 챔퍼부(20)는 상기 기어클러치(10)의 회전 방향의 반대 방향으로 상대회전 하게된다. 따라서, 상기 결합러그(23)가 회전 방향의 반대 측 상기 러그 수용부(13)에 지지된 상태로 상기 기어클러치(10) 및 상기 챔퍼부(20)가 회전한다. 이때, 본 실시예에서는 상기 러그 수용부(13) 사이의 홈과 상기 결합러그(23)와의 공차(d)에 의하여 상기 가이드챔퍼(21)의 상기 기어클러치 방향의 밑변(21b)과 상기 결합부의 상기 슬리브 방향의 변(11a)의 일측 단부가 서로 마주보게된다. 즉, 상기 가이드챔퍼(21)가 상기 결합부(11)와의 관계에서 편심되게 배치되어, 상기 슬리브가 진입하는 방향의 면은 공차(d=(Lg-Lc)/2)만큼 공간이 확장되고, 상기 슬리브의 진입과 무관한 방향의 면은 공차(d=(Lg-Lc)/2)만큼 공간이 축소된다.
또한, 상기 가이드챔퍼(21)는 단면이 이등변 삼각형 형태로 형성되어, 상기 기어클러치(10)가 제1 방향(도 4의 (b) 참조)으로 회전하면 제1 빗변(21aa)이 상기 슬리브(40)의 제1 접촉면(41)을 지지하여 가이드하고(도 6 참조), 상기 기어클러치(10)가 제2 방향(도 4의 (a) 참조)으로 회전하면 제2 빗변(21ab)이 상기 슬리브(40)의 제2 접촉면(42)을 지지하여 가이드한다(도 7 참조).

따라서, 종래의 기어클러치가 편챔퍼에 의하여 한 방향의 회전 방향에 대해서만 진입 공간을 확장시킨 것과 달리, 상기 기어클러치(10)의 회전 시 상기 가이드챔퍼(21)가 회전 방향의 반대 방향으로 상대 회전되어 상기 가이드챔퍼(21) 및 상기 결합부(11)로 이루어진 진입경사를 비대칭적으로 형성시키므로, 상기 기어클러치(10)의 회전 방향이 바뀌더라도 이에 대응하여 진입 공간을 확장시킬 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따르면, 변속 시 기어클러치의 회전 방향과 무관하게 2차 걸림감을 저감시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 기어클러치
11 : 결합부
12 : 클러치판
13 : 러그 수용부
20 : 챔퍼부
21 : 가이드챔퍼
22 : 챔퍼 바디
23 : 결합러그
30 : 싱크로나이저 링
40 : 슬리브

Claims (7)

1. 슬리브가 싱크로나이저 링을 통과하여 클러치기어와 결합되면서 싱크로나이저 허브의 회전속도와 기어클러치의 회전속도를 일치시키는 싱크로나이저에 있어서,
   상기 슬리브의 진입 경로를 확장시키도록 형성된 챔퍼부; 및
   상기 챔퍼부와 결합되고, 상기 챔퍼부의 회전 각도를 가이드하도록 형성된 기어클러치;
   를 포함하고,
   상기 챔퍼부는,
   상기 기어클러치의 직경에 대응하여 원주방향을 따라 형성된 챔퍼 바디; 및
   상기 슬리브의 진입 경로를 가이드하도록 상기 챔퍼 바디의 반경방향 외측으로 돌출되어 형성된 가이드챔퍼;
   를 포함하며,
   상기 가이드챔퍼는,
   단면이 이등변 삼각형 형태로 형성되고, 상기 기어클러치의 회전 방향에 대응하여 상기 슬리브의 양접촉면 중 어느 하나를 지지하여 가이드 하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 챔퍼부는,
   상기 기어클러치에 안착되어 결합되도록 상기 챔퍼 바디의 반경방향 내측으로 돌출되어 형성된 결합러그;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 기어클러치는,
   회전축과 스플라인결합되도록 디스크 형태로 형성된 클러치판; 및
   상기 슬리브와 결합되도록 상기 클러치판에서 반경방향 외측으로 돌출되어 형성된 결합부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 기어클러치는,
   상기 결합러그를 수용하도록 상기 슬리브 방향으로 돌출되어 형성된 러그 수용부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 기어클러치의 회전 시 상기 결합러그가 회전 방향의 반대 측 상기 러그 수용부에 지지되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 기어클러치의 회전 시 상기 가이드챔퍼가 회전 방향의 반대 방향으로 상대 회전되어 상기 가이드챔퍼 및 상기 결합부로 이루어진 진입경사를 비대칭적으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 싱크로나이저.
   
   

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