KR20010002541A - 수동변속기용 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 수동변속기용 동기장치가 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링이 한면에서만 접촉되어 대형화된 변속기에서는 동기능력이 부족해지는 문제점이 있기 때문에;

메인샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브와, 스플라인에 의해 상기 클러치 허브의 외주에 결합되고 그 외주면에 홈이 형성된 슬리브와, 상기 메인샤프트에 외삽되고 카운터샤프트 기어와 각각 결합되어 회전되는 변속기어와, 상기 변속기어에 각각 형성된 싱크로나이저 콘과, 상기 싱크로나이저 콘에 결합되어 싱크로나이저 콘에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기용 동기장치에 있어서, 상기 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링의 대향면상에 각기 돌출부와 요홈부가 형성되어 접촉 결합될 경우 마찰력이 발생되도록 함으로써;

콘 토크를 발생하는 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링의 접촉면적이 확대되어 동기능력이 증대되므로 기어 변속시 드는 힘이 적게 되어 변속조작이 용이하게 되고 동기장치의 내구성도 향상되는 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

Description

수동변속기용 동기장치{ Synchronizer for Manual Transmission }

본 발명은 수동변속 차량의 변속기에서 속도가 다른 두기어의 회전속도를 동기시켜 변속이 가능하게 하는 수동 변속기용 동기장치에 관한 것으로서, 특히 싱크로나이저 링과 싱크로나이저 콘의 구조를 변경하여 상호간 접촉면적을 확대시킴으로써 동기능력을 향상시킨 수동 변속기용 동기장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기용 동기장치는 도 1에 도시된 바와 같이 메인샤프트(10)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 메인샤프트(10)에 외삽되고 카운터샤프트 기어(미 도시)와 각각 결합되어 회전되는 변속기어(11)와, 상기 메인샤프트(10)와 변속기어(11) 사이에 설치되어 변속기어(11)가 마찰없이 회전되도록 하는 니들 베어링(19)과, 상기 변속기어(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.

여기서, 상기 싱크로나이저 콘(15)의 주변부를 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이 싱크로나이저 콘(15)의 측부에는 상기 싱크로나이저 링(14)의 기어부(14')와 함께 슬리브(13)에 치합되는 클러치 기어(15')가 형성되어 있고, 상기 싱크로나이저 링(14)은 하부가 상기 싱크로나이저 콘(15)과 접촉되도록 경사면으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 수동 변속기용 동기 치합 장치는 변속 레버를 움직임에 따라 시프트 포크가 슬리브를 이동시켜 슬리브의 스플라인이 변속기어와 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 변속기어(11)에 형성된 싱크로나이저 콘(15)에 접촉되어 클러치 작용을 하면서 마찰력에 의해 메인샤프트(10)와 변속기어(11)를 같은 속도로 만드는 동기 작용을 한 뒤, 변속기어(11)와 메인샤프트(10)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 기어부(14')가 직접 닿게 된다.

상기의 상태에서는 상기 슬리브(13)와 상기 변속기어(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 변속기어(11) 사이에서 클러치 작용을 하게 된다.

상기 싱크로나이저 링(14)의 클러치 작용이 계속되는 동안 상기 변속기어(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 변속기어(11)의 클러치 기어(15')와 원활하게 결합됨으로써 변속이 완료된다.

여기서, 상기 싱크로나이저 링(14)의 클러치 작용은 상기 싱크로나이저 콘(15)과의 마찰력을 이용한 것으로서, 상기 싱크로나이저 콘(15)과 싱크로나이저 링(14)의 하부면 사이의 마찰이 콘 토크를 발생시킴으로써 동기능력을 발휘하게 된다. 따라서, 상기 싱크로나이저 콘(15)과 싱크로나이저 링(14) 사이의 마찰력은 동기능력과 대단히 밀접한 관계를 갖게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 수동변속기용 동기장치는 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링이 한면에서만 접촉되므로 대형화된 변속기에서는 동기능력이 부족해지는 문제점이 있다.

따라서, 근래에는 동기장치의 동기능력 부족을 해결하기 위하여 싱크로나이저 콘을 2개 또는 3개 설치하는 더블 콘 방식 또는 트리플 콘 방식이 주로 사용되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 변속기어의 싱크로나이저 콘 및 싱크로나이저 링의 형상을 변경하여 마찰면을 증가시킴으로써, 마찰력에 의한 동기능력을 향상시켜 변속이 용이하도록 하는 수동변속기용 도익장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 수동변속기용 동기장치가 도시된 도면,

도 2는 종래의 수동변속기용 동기장치의 요부인 콘부가 도시된 상세도,

도 3은 본 발명에 의한 수동변속기용 동기장치의 콘부가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 메인샤프트 51 : 변속기어

52 : 싱크로나이저 콘 53 : 클러치 기어

54 : 싱크로나이저 링 54' : 요홈부

55 : 기어부(싱크로나이저 링의)

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 메인샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브와, 스플라인에 의해 상기 클러치 허브의 외주에 결합되고 그 외주면에 홈이 형성된 슬리브와, 상기 메인샤프트에 외삽되고 카운터샤프트 기어와 각각 결합되어 회전되는 변속기어와, 상기 변속기어에 각각 형성된 싱크로나이저 콘과, 상기 싱크로나이저 콘에 결합되어 싱크로나이저 콘에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기용 동기장치에 있어서, 상기 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링의 대향면상에 각기 돌출부와 요홈부가 형성되어 접촉 결합될 경우 마찰력이 발생되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 수동변속기용 동기장치는 도 3에 도시된 바와 같이 메인샤프트(50)에 외삽되어 회전되는 변속기어(51)에 형성된 싱크로나이저 콘(52)과, 상기 싱크로나이저 콘(52)에 결합되어 싱크로나이저 콘(52)에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(54)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 싱크로나이저 콘(52)은 상하면이 대칭인 경사면으로 형성된 돌출부가 되고, 상기 싱크로너이저 링(54)은 상기 싱크로나이저 콘(52)이 삽입되는 요홈부(54')가 형성되며 상기 요홈부(54')의 내면은 상기 싱크로나이저 콘(52)의 상하면에 각각 접촉되도록 경사지게 형성된다. 따라서, 상기 싱크로나이저 콘(52)은 상기 싱크로나이저 링(54)의 요홈부(54')에 밀착 끼워맞춤된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 수동변속기용 동기장치는 변속시 싱크로나이저 링과 싱크로나이저 콘이 2개의 면에서 접촉되어 동기능력을 향상시키게 된다.

운전자가 변속조작을 위해 변속레버를 이동시키면 포크에 의해 슬리브가 이동된다. 슬리브는 일단 상기 싱크로나이저 링(54)을 변속기어(50)쪽으로 이동시키게 되는데, 싱크로나이저 링(54)은 변속기어(51)쪽으로 이동되면서 싱크로나이저 콘(52)과 접촉되고 마찰력을 발생시키게 된다.

싱크로나이저 링(54)과 싱크로나이저 콘(52) 사이의 마찰력은 서로 다른 속도로 회전되고 있는 슬리브와 변속기어(51)를 동기시키기 위한 것으로서, 마찰력에 의해 싱크로나이저 콘(52)과 싱크로나이저 링(54)의 회전속도가 점점 일치된다. 마찰력에 의한 동기작용으로 상기 슬리브의 회전속도와 변속기어(51)의 회전속도가 일치되면 슬리브의 스플라인부가 변속기어(51)의 클러치 기어(53)와 싱크로나이저 링(54)의 기어부(55)에 동시에 치합되어 변속이 완료되므로, 변속기어(51)가 메인샤프트(50)와 동일한 속도로 회전된다.

여기서, 상기 싱크로나이저 링(54)은 상기 싱크로나이저 콘(52)의 상하면에 대하여 요홈부(54')의 경사면이 동시에 접촉되므로, 마찰력이 2개의 접촉면에서 발생된다. 이는 곧 콘 토크의 상승을 의미하므로 종래의 동기장치에 비해 동기능력이 향상됨을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 수동변속기용 동기장치는 콘 토크를 발생하는 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링의 접촉면적이 확대되어 동기능력이 증대되므로 기어 변속시 드는 힘이 적게 되어 변속조작이 용이하게 되고 동기장치의 내구성도 향상되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 메인샤프트에 스플라인으로 결합되어 고정되는 클러치 허브와, 스플라인에 의해 상기 클러치 허브의 외주에 결합되고 그 외주면에 홈이 형성된 슬리브와, 상기 메인샤프트에 외삽되고 카운터샤프트 기어와 각각 결합되어 회전되는 변속기어와, 상기 변속기어에 각각 형성된 싱크로나이저 콘과, 상기 싱크로나이저 콘에 결합되어 싱크로나이저 콘에 접촉하는 순간 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기용 동기장치에 있어서,

   상기 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링의 대향면상에 각기 돌출부와 요홈부가 형성되어 접촉 결합될 경우 마찰력이 발생되도록 한 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 콘의 돌출부는 원추형으로 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 요홈부는 상기 돌출부를 밀착 끼움식으로 수용할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.