KR20010056011A - 자동차용 수동 변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

변속 말기에 변속 레버를 통해 입력되는 작은 진동과 노이즈에 의한 변속감 저하를 최소화할 목적으로;

변속시 변속 레버를 조작하면 클러치 허브의 외주에 치합되어 있는 슬리이브가 변속 레버의 작동방향에 따라 이동하면서 싱크로나이저 키이가 싱크로나이저 링을 밀어줌으로써, 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 코운부와 밀착되면서 마찰 작용으로 동기 작용을 하고, 이의 동기 작용으로 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리이브의 내면 기어부로 진입 치합되어 변속이 이루어지도록 하는 동기장치에 있어서,

상기 슬리이브의 기어부와 싱크로나이저 링의 기어부를 형성하되, 업 시프트시에는 상호 긴면이 접촉되고, 다운 시프트시에는 짧은 면이 접촉될 수 있도록 슬리이브와 싱크로나이저 링의 차선단을 편심되게 형성한 자동차용 수동 변속기의 동기장치를 제공한다 .

Description

자동차용 수동 변속기의 동기장치{AUTOMOTIVE MANUAL TRANSMISSION SYNCHRONIZER}

본 발명은 자동차용 수동 변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 말기에 변속 레버를 통해 입력되는 작은 진동과 노이즈에 의한 변속감 저하를 최소화할 수 있도록 한 수동 변속기의 동기장치에 관한 것이다.

예컨데, 자동차에 있어서의 자동차에 있어서의 변속기는 동력전달장치의 한 부분으로서, 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행 조건에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역활을 수행하게 되며, 자동차를 후진시키기 위한 후진장치를 갖추고 있다.

이러한 변속기는 유압에 의해 현재 자동차의 주행 조건에 따라 자동으로 변속이 이루어지는 자동변속기와, 운전자가 직접 변속 레버를 조작하여 변속을 행하는 수동 변속기로 대분되는데, 본 발명은 후자인 수동 변속기에 관계한다.

그리고 수동 변속기의 기어 물림 방식에는 섭동 기어식과, 상시 물림식, 그리고 동기 물림식이 있는데, 최근의 수동 변속기는 대개 섭동 물림식과 상시 물림식의 단점을 보완할 수 있도록 설계된 동기 물림식을 주로 채택하고 있다.

이러한 동기장치의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 1에서와 같이, 주축(2)상에 클러치 허브(4)가 스플라인 결합되고, 이 허브(4)의 외주에는 방사상으로 다수의 홈(6)이 형성되어 이에 싱크로나이저 키이(8)가 배치되고 그 외측으로는 슬리이브(10)가 축방향으로의 이동이 가능하도록 결합되어 있다.

그리고 상기 싱크로나이저 키이(8)는 스프링(12)에 의해 탄지되어 슬리이브(10)의 내면에 밀착되는 상태가 유지된다.

또한, 상기 슬리이브(10)의 양측에 주축(2)과는 회전 간섭없이 배치되는 스피드 기어(12)는 일측으로 외주면이 코운부(14)로 형성되는 클러치 기어(16)가 일체로 형성되며, 이의 코운부(12)에는 싱크로나이저 링(18)이 위치하여 변속시 상호 접촉에 의한 마찰을 유발시키게 된다.

상기한 싱크로나이저 링(18)은 내주면에 나사부가 형성되어 상기 코운부(14)와의 마찰력이 증대되도록 되어 있고, 바깥쪽에 원주방향 등간격으로 다수개소에 형성되는 슬롯(20)에는 상기 싱크로나이저 키이(8)의 양단부가 위치하게 되며, 이의 싱크로나이저 키이(8)는 그 내측부에 싱크로나이저 스프링(22)이 탄지되어 이의 탄성력에 의해 싱크로나이저 키이(8)가 슬리이브(10) 내면에 밀착되는 구성을 갖는다.

이와 같이 구성되는 동기장치는 변속시 미도시된 변속 레버를 조작하면 슬리이브(10)가 변속 레버의 작동방향에 따라 이동하게 되는데, 이때 슬리이브(10)는 그의 내측 홈부에 물려 있는 싱크로나이저 키이(8)를 작동방향으로 밀어 이 싱크로나이저 키이(8)의 측단이 싱크로나이저 링(18)의 슬롯(20)의 측벽을 밀도록 한다.

이러한 상태에서 슬리이브(10)가 계속 이동함으로써, 싱크로나이저 링(18)의 내면 나사부가 코운부(14)와 밀착되면서 마찰 작용으로 스피드 기어(12)가 회전력을 전달받기 시작한다.

이의 동작 과정으로 싱크로나이저 링(18)과 스피드 기어(12)가 동기되면, 싱크로나이저 링(18)과 클러치 기어(16)의 기어부가 슬리이브(10)의 내면 기어부로 들어가면서 록킹이 이루어져 동력이 전달되는 것이다.

그리고 상기 슬리이브(10)와 싱크로나이저 링(22), 그리고 클러치 기어(16)의 기어 배열을 살펴보면, 종래에는 도 3에서와 같다.

즉, 부호 100은 슬리이브의 기어부, 102는 싱크로나이저 링의 기어부, 104는 클러치 기어의 기어부를 도시하고 있다.

이들 기어부(100)(102)(104)의 치선단 각도(a,b)(c,d)(e,f)를 살펴보면, 모두 양 쳄버(a = b, c = d, e = f)로 이루어져 있다.

이에 따라 변속을 위한 슬리이브의 이동에 의해 슬리이브가 싱크로나이저 링을 동기 완료후 싱크로나이저 링을 벗어나는 시점으로부터 클러치 기어와의 치합시까지는 아무런 힘을 전달할 수 없기 때문에 동기시의 상태속도차 "0"에서 상대 속도차(L1 구간)가 발생되어 니블(NIBBLE)현상은 물론 2단 걸림감이 발생되는 문제점을 내포하고 있다.

즉, 도 3의 (나)에서와 같이 슬리이브가 싱크로나이저 링을 벗어나 클러치 기어까지의 거리 L2를 진행하는 동안 슬리이브와 클러치 기어의 속도를 "0"으로 유지할 수 있는 힘이 존재하지 못하므로 두 기구는 상대 속도차가 발생하여 니블현상이 발생되는 것이며, 이는 각종 기어들의 백래시가 근본 원인으로 그 갭을 줄이는 것은 한계가 있는 바, 니블 현상은 항상 존재하며, 그 범위는 변속 속도, 오일의 점도에 따라 서로 다른 영역에서 나타나게 된다.

이러한 현상은 작은 진동과 노이즈로서 변속 레버를 통해 운전자에게 전달됨으로써, 마치 감전되는 느낌을 받게 하여 불쾌감을 주게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 변속 말기에 변속 레버를 통해 입력되는 작은 진동과 노이즈에 의한 변속감 저하를 최소화할 수 있도록 한 수동 변속기의 동기장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 수동 변속기 동기장치의 반단면도.

도 2는 본 발명의 요부 확대도.

도 3은 종래 설명을 위한 도면이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 변속시 변속 레버를 조작하면 클러치 허브의 외주에 치합되어 있는 슬리이브가 변속 레버의 작동방향에 따라 이동하면서 싱크로나이저 키이가 싱크로나이저 링을 밀어줌으로써, 이의 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 코운부와 밀착되면서 마찰 작용으로 동기 작용을 하고, 이의 동기 작용으로 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리이브의 내면 기어부로 진입치합되어 변속이 이루어지도록 하는 동기장치에 있어서,

상기 슬리이브의 기어부와 싱크로나이저 링의 기어부를 형성하되, 업 시프트시에는 상호 긴면이 접촉되고, 다운 시프트시에는 짧은 면이 접촉될 수 있도록 차선단을 편심되게 형성한 자동차용 수동 변속기의 동기장치를 제공한다 .

이하, 상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 동기장치의 반단면도로서, 상기에서 그 구성을 상세히 설명하고 있는 바, 중복 설명을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략하기로 한다. 단, 본 발명과 중복되는 부분에 대하여는 동일 부호를 부여함을 전제로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로서, 부호 30은 슬리이브(10)의 기어, 32는 싱크로나이저 링(18)의 기어, 34는 클러치 기어(16)의 기어를 지칭하고 있다.

이러한 기어(30)(32)의 쳄퍼를 형성함에 있어서, 본 발명은 중심에서 양측이 서로 다른 편심되게 형성한 것이다.

즉, 슬리이브 기어(30)의 치선단 쳄퍼(A,B)를 형성함에 있어서는 A가 B 보다 크게 형성하고, 싱크로나이저 링(18)의 치선단 쳄퍼(C,D)를 형성함에 있어서는 D가 C 보다 크게 형성하였다.

그리고 상기에서 A와 B는 대략 1.5 : 1로 하고, C와 D는 1 : 2로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 쳄퍼를 형성하는 경우에 있어서는 도3의 (가)와 같은 중립 상태에서 (나)와 같이 변속이 이루어질 때 업 시프트시, 슬리이브(10)의 긴면(A)과 싱크로나이저 링(18)의 긴면(D)이 접촉되면서 변속이 이루어지게 되는 바, 도 3의 (나)에서와 같이 싱크로나이저 링(18)이 슬리이브(10)를 벗어나는 시점부터 클러치 기어(16)의 거리(L1)가 매우 가까워지기 때문에 도 3(다)의 x거리 만큼 기존 대비 줄일 수 있으며, 이와 같이 슬리이브(10)와 클러치 기어(16)의 거리가 짧으면 그만큼 상대 속도를 일으킬 수 있는 시가이 짧아지게 되는 것이다.

즉, 슬리이브(10)의 기어부(30)가 싱크로나이저 링(18)의 기어부(18)을 벗어나는 시점에서 클러치 기어(16)의 기어(34) 치선단까지의 도달구간 L2에서는 이 양 기구를 결속시킬 수 있는 힘(동기력)이 없으므로 각종 드래그 토오크와 백래시들에 의해서 양 기구간 상대 속도가 발생되는데, 이때 상대 속도가 커지면, 니블 현상이나 2단 걸림 현상이 크게 되고, 상대 속도가 작으면 니블 현상이나 2단 걸림 현상이 작게 발생된다.

이에 따라 본 발명은 종래 보다 싱크로나이저 링(18)이 슬리이브(10)를 벗어나는 시점부터 클러치 기어(16)의 거리(L2)가 매우 가까워지기 때문에 슬리이브(10)와 클러치 기어(16)의 상대 속도차 발생을 줄임으로써, 니블 현상이나 2단 걸림 현상을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 변속이 이루어진 상태에서 중립이 되는 과정에서는 짧은 면(B)(C) 끼리 접촉이 이루어짐으로써, 상기와 같은 동일 작용 효과를 얻을 수 있게 되는 바, 그 작용 설명은 생략하기로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 수동 변속기의 동기장치에 적용되는 슬리이브와 싱크로나이저 링, 그리고 클러치 기어의 기어부 양 치선단의 쳄퍼를 중심에서 양측으로 편심되게 형성함으로써, 니블 현상이나 2단 걸림 현상을 최소화하여 변속감을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 변속시 변속 레버를 조작하면 클러치 허브의 외주에 치합되어 있는 슬리이브가 변속 레버의 작동방향에 따라 이동하면서 싱크로나이저 키이가 싱크로나이저 링을 밀어줌으로써, 이의 싱크로나이저 링이 클러치 기어의 코운부와 밀착되면서 마찰 작용으로 동기 작용을 하고, 이의 동기 작용으로 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리이브의 내면 기어부로 진입 치합되어 변속이 이루어지도록 하는 동기장치에 있어서,

   상기 슬리이브의 기어부와 싱크로나이저 링의 기어부의 치선단 쳄버를 형성하되, 업 시프트시에는 상호 긴면이 접촉되고, 다운 시트시에는 짧은 면이 접촉될 수 있도록 편심되게 형성함을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기장치.
2. 청구항 1에 있어서, 슬리이브 기어부 쳄퍼의 긴면을 A라고 하고, 짧은 면을 B라고 할 때, A ; B = 1.5 : 1이 되도록 하고, 싱크로나이저 링의 기어부 쳄퍼의 짧은 면을 C라고 하고, 긴면을 D라고 할 때, C : D = 1 : 2가 되도록 형성함을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기장치.