KR19990015544U - 수동 변속기용 동기 치합 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일본국 특개평 8-312674호에 개시된 종래의 동기 치합 장치가 싱크로나이저 링의 위치를 고정하기 위한 구조가 복잡하여 작업성과 조립성 및 가공성이 나쁜 문제점이 있기 때문에, 메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브(51)와, 변속 기어에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘(52)과, 상기 싱크로나이저 콘(52)에 결합되어 싱크로나이저 콘(52)에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(53)과, 상기 클러치 허브(51)를 관통하고 양단이 각각 상기 싱크로나이저 링(53)에 고정되어 상기 싱크로나이저 링(53)의 주축 방향의 이동을 허용하고 반경 방향의 이동은 차단하는 링 고정 바(54)와, 상기 링 고정 바(54)의 양단에 각각 형성되어 상기 싱크로나이저 링(53)의 홈(53')에 삽입되고 탄성력을 이용하여 이들을 결합시키는 탄성 연결부(55)를 포함함으로써, 싱크로나이저 링(53)의 내주면과 싱크로나이저 콘(52) 외주면 사이의 간극을 유지시켜 마찰로 인한 발열 및 마모를 방지할 수 있을 뿐 아니라 그 구성이 간단하여 작업성과 조립성 및 가공성이 향상된 수동 변속기용 동기 치합 장치에 관한 것이다.

Description

수동 변속기용 동기 치합 장치

본 고안은 수동 변속 차량의 변속기에 사용되는 동기 치합 장치에 관한 것으로서, 특히 싱크로나이저 링의 내주면과 싱크로나이저 콘의 외주면을 일정 정도 이격시켜 마찰열의 발생 및 마모를 저감시킬 수 있도록 한 수동 변속기용 동기 치합 장치에 관한 것이다.

일반적인 수동 변속기용 동기 치합 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 메인 샤프트(20)에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브(12)와, 스플라인에 의해 상기 클러치 허브(12)의 외주에 결합되고 그 외주면에 홈(13')이 형성된 슬리브(13)와, 상기 슬리브(13)의 홈(13')에 삽입되고 변속 레버(미 도시)의 조작에 의해 전후 이동되는 시프트 포크(18)와, 상기 메인 샤프트(20)에 외삽되고 카운터샤프트 기어(미 도시)와 각각 결합되어 회전되는 변속 기어(11)와, 상기 메인 샤프트(20)와 변속 기어(11) 사이에 설치되어 변속 기어(11)가 마찰없이 회전되도록 하는 니들 베어링(19)과, 상기 변속 기어(11)에 각각 형성된 싱크로나이저 콘(15)과, 상기 싱크로나이저 콘(15)에 결합되어 싱크로나이저 콘(15)에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(14)과, 잔등 부분에 돌기가 있으며 상기 클러치 허브(12)에 형성된 3개의 홈에 끼워지고 싱크로나이저 스프링(17)의 확장력에 의해 상기 슬리브(13)의 안쪽면에 항상 밀어 붙여져 있는 싱크로나이저 키이(16)로 구성되어 있다.

이때, 상기 싱크로나이저 콘(15)과 상기 싱크로나이저 링(14)에는 나사부(14',15')가 형성되어 있어서 상기 싱크로나이저 링(14)의 클러치 작용을 유효하게 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 수동 변속기용 동기 치합 장치는 변속 레버를 움직임에 따라 시프트 포크가 슬리브를 이동시켜 슬리브의 스플라인이 변속 기어와 결합됨으로서 변속이 이루어지도록 되어 있다.

슬리브(13)가 시프트 포크(18)에 의해 이동되면서 싱크로나이저 키이(16) 및 싱크로나이저 링(14)을 이동시키고, 상기 싱크로나이저 링(14)이 각 변속 기어(11)에 형성된 싱크로나이저 콘(15)에 접촉되어 클러치 작용을 하면서 마찰력에 의해 메인 샤프트(20)와 변속 기어(11)를 같은 속도로 만드는 동기 작용을 한 뒤, 변속 기어(11)와 메인 샤프트(20)가 슬리브(13)에 의해 결합되어 변속이 완료된다.

운전자가 변속 레버(미 도시)를 조작하면 상기 슬리브(13)가 시프트 포크(18)에 의해 어느 일측으로 밀리게 되고, 그에 따라 싱크로나이저 키이(16) 잔등의 돌기에 의해 상기 슬리브(13)의 내면에 위치된 상기 싱크로나이저 키이((16)도 동일한 방향으로 이동되면서, 그 끝면으로 상기 싱크로나이저 링(14)을 상기 싱크로나이저 콘(15)에 밀어붙이게 된다.

상기 싱크로나이저 링(14)은 상기 싱크로나이저 콘(15)과의 마찰에 의해 싱크로나이저 키이(16)의 폭과 홈의 간극만큼 차이가 있는 상태가 되어 동기 작용을 개시하게 된다. 상기 슬리브(13)가 계속 이동하면 상기 싱크로나이저 키이(16)는 상기 싱크로나이저 링(14)에 의해서 진행을 저지당하고 있으므로 그 배면의 돌기와 상기 슬리브(13)의 홈 사이의 물림이 풀리게 되어 슬리브(13)의 스플라인부와 상기 싱크로나이저 링(14)의 나사부(14')가 직접 닿게 된다.

상기의 상태에서는 상기 슬리브(13)와 상기 변속 기어(11) 사이에 회전수의 차이가 있는 한, 상기 슬리브(13)는 진행을 상기 싱크로나이저 링(14)에 의해 저지당하게 되어 상기 슬리브(13)를 미는 힘은 직접 상기 싱크로나이저 링(14)에 전달되므로, 상기 싱크로나이저 링(14)은 상기 슬리브(13)와 상기 변속 기어(11) 사이에서 클러치 작용을 하게 된다.

상기 싱크로나이저 링(14)의 클러치 작용이 계속되어 상기 변속 기어(11)와 상기 슬리브(13)의 회전수가 같아지면 상기 싱크로나이저 링(13)과 상기 슬리브(13) 사이에서 발생된 엇갈리는 힘이 소멸하게 되므로, 상기 슬리브(13)는 상기 싱크로나이저 링(14)을 제쳐내고 이동되어 이미 주속으로 회전하고 있는 변속 기어(11)와 원활하게 결합됨으로써 변속이 완료된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 수동 변속기용 동기 치합 장치는 싱크로나이저 콘의 외주면과 싱크로나이저 링의 내주면 사이에서 상대 운동을 하기 때문에, 둘 사이에 마찰이 생기게 되어 발열 및 마모 등의 발생 원인이 된다.

따라서, 일본국 특개평8-312674에는 싱크로나이저 콘의 외주면과 싱크로나이저 링의 내주면 사이에 항상 일정한 간극이 유지되도록 하는 새로운 타입의 수동 변속기용 동기 치합 장치가 개시되어 있다.

상기한 종래의 수동 변속기용 동기 치합 장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브(31)와, 변속 기어(32')에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘(32)과, 상기 싱크로나이저 콘(32)에 결합되어 싱크로나이저 콘(32)에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(33)과, 일단이 상기 클러치 허브(31)에 고정 볼트(37)로 고정되고 타단은 상기 클러치 허브(31)와 접촉되는 싱크로나이저 링(33)의 측면에 핀(36)으로 고정되어 싱크로나이저 콘(32)의 외주면과 싱크로나이저 링(33)의 내주면을 일정 정도 이격시키는 스트랩 플레이트(35)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 수동 변속기용 동기 치합 장치는 스트랩 플레이트를 이용하여 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링 사이의 마찰을 방지하도록 되어있다.

스트랩 플레이트(35)는 싱크로나이저 링(33)을 클러치 허브(31)에 고정하여, 싱크로나이저 링(33)이 축방향으로 이동되는 것은 허용하고 반경 방향으로 이동되는 것은 차단함으로써, 싱크로나이저 링(33)과 싱크로나이저 콘(32) 사이의 마찰로 인한 발열 및 마모를 방지한다.

즉, 변속 시프트 초기에는 클러치 허브(31)와 주축 기어 사이에 치합이 이루어지지 않게 되므로, 상기 클러치 허브(31)가 스트랩 플레이트(35)를 이용하여 싱크로나이저 링(33)을 끌어당기게 된다. 따라서, 싱크로나이저 링(33)의 반경 방향 이동이 차단되어 싱크로나이저 링(33)의 내주면과 싱크로나이저 콘(32)의 외주면 사이의 간극이 유지되고, 싱크로나이저 링(33)과 싱크로나이저 콘(32) 사이의 마찰로 인한 발열 및 마모를 방지된다.

슬리브에 의해 클러치 허브(31)가 이동되어 싱크로나이저 링(33)과 싱크로나이저 콘(32)이 치합되는 경우에는 클러치 허브(31)가 슬리브와 함께 주축 기어측으로 이동되므로, 상기 싱크로나이저 링(33) 주축 방향으로 이동되어 싱크로나이저 링(33)의 내주면과 싱크로나이저 콘(32)의 외주면이 마찰 접촉되어 회전력을 전달하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 동기 치합 장치는 싱크로나이저 링의 위치를 고정하기 위한 구조가 복잡하여 작업성과 조립성 및 가공성이 나쁜 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 싱크로나이저 링의 위치를 결정하여 고정시키는 부재의 구성을 단순화시킴으로써 마찰 저감의 효과를 얻음과 동시에 작업성과 조립성 및 가공성을 향상시킬 수 있도록 구성된 수동 변속기용 동기 치합 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 수동 변속기용 동기 치합 장치가 도시된 구성도,

도 2는 종래의 수동 변속기용 동기 치합 장치가 도시된 도면으로서 일본 특개평8-312674의 구성도,

도 3은 도 2의 "A-A"단면이 도시된 단면도,

도 4는 도 2의 "B" 방향의 투시도,

도 5는 본 고안에 의한 수동 변속기용 동기 치합 장치가 도시된 단면도,

도 6은 본 고안의 요부 구성인 링 고정 바의 결합도,

도 7은 본 고안의 다른 실시 예가 도시된 단면도,

도 8은 도 7의 실시 예에서 요부 구성인 링 고정 볼트의 결합도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 클러치 허브 52 : 싱크로나이저 콘

53 : 싱크로나이저 링 53' : 홈

54 : 링 고정 바 55 : 탄성 연결부

61 : 클러치 허브 62 : 싱크로나이저 콘

63 : 싱크로나이저 링 63' : 나사 홈

64 : 링 고정 바 65 : 나사부

메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브와, 변속 기어에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘과, 상기 싱크로나이저 콘에 결합되어 싱크로나이저 콘에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동 변속기용 동기 치합 장치에 있어서, 상기 클러치 허브를 관통하고 양단이 각각 상기 싱크로나이저 링에 고정되어 상기 싱크로나이저 링의 주축 방향의 이동을 허용하고 반경 방향의 이동은 차단하는 링 고정 바가 부가되고, 상기 링 고정 바의 양단에는 상기 싱크로나이저 링의 홈에 삽입되고 탄성력을 이용하여 이들을 결합시키는 탄성 연결부가 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브와, 변속 기어에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘과, 상기 싱크로나이저 콘에 결합되어 싱크로나이저 콘에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동 변속기용 동기 치합 장치에 있어서, 상기 클러치 허브를 관통하고 양단에 나사가 형성되어 상기 싱크로나이저 링에 고정됨으로써 상기 싱크로나이저 링의 주축 방향의 이동을 허용하고 반경 방향의 이동은 차단하는 링 고정 볼트가 부가된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 수동 변속기용 동기 치합 장치는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브(51)와, 변속 기어에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘(52)과, 상기 싱크로나이저 콘(52)에 결합되어 싱크로나이저 콘(52)에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(53)과, 상기 클러치 허브(51)를 관통하고 양단이 각각 상기 싱크로나이저 링(53)에 고정되어 상기 싱크로나이저 링(53)의 주축 방향의 이동을 허용하고 반경 방향의 이동은 차단하는 링 고정 바(54)와, 상기 링 고정 바(54)의 양단에 각각 형성되어 상기 싱크로나이저 링(53)의 홈(53')에 삽입되고 탄성력을 이용하여 이들을 결합시키는 탄성 연결부(55)를 포함한다.

이때, 상기 링 고정 바(54)의 외주면에는 그리스와 같은 윤활제가 도포되어 상기 클러치 허브(51)가 자연스럽게 이동될 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 수동 변속기용 동기 치합 장치는 변속 시프트시 상기 링 고정 바가 싱크로나이저 링의 위치를 고정하여 싱크로나이저 링과 싱크로나이저 콘 사이의 마찰을 방지하게 된다.

상기 링 고정 바(54)를 싱크로나이저 링(53)에 결합시킬 때, 상기 탄성 연결부(55)를 싱크로나이저 링(53)의 홈(53')에 삽입하면 상기 탄성 연결부(55)의 탄성에 의해 링 고정 바(54)가 싱크로나이저 링(53)에 견고하게 결합된다. 또, 상기 링 고정 바(54)의 외주면에 도포된 그리스는 상기 클러치 허브(51)와 싱크로나이저 링(53)의 측면 간격이 자유롭게 변화되도록 한다.

따라서, 상기 링 고정 바(54)가 종래의 스트랩 플레이트와 동일한 역할을 하여 변속 시프트 초기에는 싱크로나이저 링(53)의 내주면과 싱크로나이저 콘(52)의 외주면 사이에 일정한 간극을 형성함으로써 싱크로나이저 링(53)과 싱크로나이저 ()콘 사이의 마찰로 인한 발열 및 마모를 방지하고, 슬리브에 의해 클러치 허브(51)가 주축 기어에 치합될 경우에는 클러치 허브(51)의 이동에 따라 싱크로나이저 링(53)이 주축 방향으로 이동되도록 함으로써 동력이 전달되도록 하게 된다.

또한, 본 고안의 다른 실시 예는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브(61)와, 변속 기어에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘(62)과, 상기 싱크로나이저 콘(62)에 결합되어 싱크로나이저 콘(62)에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(63)과, 상기 클러치 허브(61)를 관통하고 양단에 나사가 형성되어 상기 싱크로나이저 링(63)에 고정됨으로써 상기 싱크로나이저 링(63)의 주축 방향의 이동을 허용하고 반경 방향의 이동은 차단하는 링 고정 볼트(64)를 포함한다.

이때, 상기 링 고정 볼트(64)의 외주면에는 그리스와 같은 윤활제가 도포되어 상기 클러치 허브(61)가 자연스럽게 이동될 수 있도록 하고, 그 양단의 나사는 서로 다른 방향의 나사로 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 다른 실시 예는 변속 시프트시 상기 링 고정 볼트가 싱크로나이저 링의 위치를 고정하여 싱크로나이저 링과 싱크로나이저 콘 사이의 마찰을 방지하게 된다.

상기 링 고정 볼트(64)를 싱크로나이저 링(63)에 결합시킬 때, 상기 나사부(64')를 싱크로나이저 링(63)의 나사 홈(63')에 삽입하여 회전시키면, 두 나사부(64')의 나사산 방향이 반대로 되어 있으므로 양측의 싱크로나이저 링(63)에 견고하게 결합되고, 분리시킬 때에는 그 역방향으로 회전시키면 용이하게 분리된다. 또, 상기 링 고정 볼트(64)의 외주면에 도포된 그리스는 상기 클러치 허브(61)와 싱크로나이저 링(63)의 측면 간격이 자유롭게 변화되도록 한다.

따라서, 상기 링 고정 볼트(64)가 종래의 스트랩 플레이트와 동일한 역할을 하여 변속 시프트 초기에는 싱크로나이저 링(63)의 내주면과 싱크로나이저 콘(62)의 외주면 사이에 일정한 간극을 형성함으로써 싱크로나이저 링(63)과 싱크로나이저 콘(62) 사이의 마찰로 인한 발열 및 마모를 방지하고, 슬리브에 의해 클러치 허브(61)가 주축 기어에 치합될 경우에는 클러치 허브(61)의 이동에 따라 싱크로나이저 링(63)이 주축 방향으로 이동되도록 함으로써 동력이 전달되도록 하게 된다.

이와 같이, 본 고안에 의한 수동 변속기용 동기 치합 장치는 싱크로나이저 링의 내주면과 싱크로나이저 콘 외주면 사이의 간극을 유지시켜 마찰로 인한 발열 및 마모를 방지할 수 있을 뿐 아니라 그 구성이 간단하여 작업성과 조립성 및 가공성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브와, 변속 기어에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘과, 상기 싱크로나이저 콘에 결합되어 싱크로나이저 콘에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동 변속기용 동기 치합 장치에 있어서,

   상기 클러치 허브를 관통하고 양단이 각각 상기 싱크로나이저 링에 고정되어 상기 싱크로나이저 링의 주축 방향의 이동을 허용하고 반경 방향의 이동은 차단하는 링 고정 바가 부가되고, 상기 링 고정 바의 양단에는 상기 싱크로나이저 링의 홈에 삽입되고 탄성력을 이용하여 이들을 결합시키는 탄성 연결부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 치합 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 링 고정 바의 외주면에는 윤활제가 도포된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 치합 장치.
3. 메인 샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브와, 변속 기어에 각각 형성된 테이퍼 형상의 싱크로나이저 콘과, 상기 싱크로나이저 콘에 결합되어 싱크로나이저 콘에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동 변속기용 동기 치합 장치에 있어서,

   상기 클러치 허브를 관통하고 양단에 나사가 형성되어 상기 싱크로나이저 링에 고정됨으로써 상기 싱크로나이저 링의 주축 방향의 이동을 허용하고 반경 방향의 이동은 차단하는 링 고정 볼트가 부가된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 치합 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 링 고정 볼트의 양단에 형성된 나사는 서로 다른 방향의 나사로 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 치합 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 링 고정 볼트의 외주면에는 윤활제가 도포된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 치합 장치.