KR20020056488A - 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수 개의 키이를 이중으로 구성하여 싱크로나이저 링과 클러치 기어 사이의 회전 속도차를 감소시킬 수 있는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기 싱크로나이저 링과 결합하는 다수 개의 키이를 소정 각도로 이격된 제1 키이 세트 및 제2 키이 세트로 형성하여, 동기 시작시 제1 키이 세트에 의해 동작하고 동기 완료후 제2 키이 세트에 의해 싱크로나이저 링을 콘부로 밀어 이들 사이의 마찰력을 유지시켜 동기 붕괴현상을 방지하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 수동변속기의 동기장치를 이중으로 구성함으로써, 변속시 이중 걸림을 감소시키고 동기 현상의 붕괴를 방지하고 수동변속기의 조작감을 향상시킬 수 있다.

Description

자동차용 수동변속기의 이중 동기장치{DUAL SYNCHRONIZING SYSTEM OF MANUAL TRANSMISSION FOR AUTOMOTIVE}

본 발명은 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수 개의 키이를 이중 세트로 구성하여 싱크로나이저 링과 클러치 기어 사이의 회전 속도차를 감소시킬 수 있는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 변속기는 동력전달장치의 일부로서, 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행조건에 따라 엔진의 회전력을 변화시키는 역할을 수행하게 되며, 자동차를 후진시키기 위한 후진 장치를 갖추고 있다.

이러한 변속기는 유압에 의해 자동차의 주행 조건에 따라 자동으로 변속이 이루어지는 자동변속기, 운전자가 직접 변속레버를 조작하여 전진 4단, 후진 1단으로 변속을 행하는 수동변속기로 대별되는바, 본원 발명은 수동변속기의 이중 동기장치에 관한 것이다.

일례로서 통상적인 동기장치는 도 1에 도시되어 있다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 동기장치(1)는 싱크로나이저 슬리브(13), 싱크로나이저 스프링(15), 싱크로나이저 허브(7), 싱크로나이저 키이(11) 및 싱크로나이저 링(35)으로 구성되어이들이 축방향으로 밀착되는 상태가 유지되어 동력을 전달하게 된다.

그러나, 상기한 구성의 동기장치(1)는 동기 완료후 싱크로나이저 슬리브(13)의 챔퍼부(chamfer part : 16)가 싱크로나이저 링(35)을 측방으로 밀고 클러치 기어쪽으로 진행하게 되는데 링을 통과해서 클러치 기어의 챔퍼부와 접촉하는 사이에 싱크로나이저 링에는 아무런 힘이 작용하지 않게 되어 동기 붕괴현상이 유발되는 2차 걸림 현상(nibble)이 발생한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수동변속기의 동기장치를 이중으로 구성하여 동기 붕괴현상을 방지하고 변속감을 향상시킬 수 있도록 구조를 개선한 것으로서, 자동차용 수동변속기의 조작감을 향상시킬 수 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 변속시 변속레버를 조작하면 슬리브가 변속레버의 작동방향에 따라 이동하고 싱크로나이저 키이를 밀어 양측으로 배치되어 있는 싱크로나이저 링을 택일적으로 밀어주어 클러치 기어의 콘부와 밀착하면서 마찰 작용으로 동기작용을 하고, 이의 동기작용에 의해 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리부의 내면 기어부로 삽입되면서 록킹이 이루어져 변속을 행하는 자동차용 수동변속기의 동기장치에 있어서, 상기 싱크로나이저 링과 결합하는 다수 개의 키이를 소정 각도로 이격된 제1 키이 세트 및 제2 키이 세트로 형성하여, 동기 시작시 제1 키이 세트에 의해 동작하고 동기 완료후 제2 키이 세트에 의해 싱크로나이저 링을 콘부로 밀어 이들 사이의 마찰력을 유지시켜 동기 붕괴현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치를 제공한다.

상기 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치에 있어서, 상기 싱크로나이저 키이 세트는 서로에 대해 오프셋으로 이격 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치를 제공한다.

게다가, 상기 싱크로나이저 키이 세트는 등간격으로 다수 개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치를 제공한다.

또한, 상기 싱크로나이저 키이 세트는 등간격으로 적어도 3 개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치를 제공한다.

한편, 상기 싱크로나이저 키이 세트의 키이는 적어도 120。 로 이격 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치를 제공한다.

더욱이, 제2 키이 세트에 대응하는 슬리브 하면의 오목부는 제1 키이 세트에 대응하는 슬리브 하면의 오목부 보다 더 절곡 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치를 제공한다.

또, 상기 제1 키이 세트의 슬리브와 상기 제2 키이 세트의 슬리브는 소정 시간 간격으로 동작하는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치를 제공한다.

상기와 같은 구성에 의하면, 수동변속기의 조작성을 좋게 함은 물론 동기장치의 붕괴현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 통상적인 동기장치의 사시도.

도 2는 본 발명의 실시에 적합한 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치 중 제1 키이 세트로서 도 4의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절취한 단면도.

도 3는 본 발명의 실시에 적합한 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치 중 제2 키이 세트로서 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 절취한 단면도.

도 4은 본 발명에 따른 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치의 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치의 작동 상태를 설명하기 위한 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 동기장치30 : 클러치 주축

50 : 스플라인70 : 허브

90 : 홈110, 110' : 싱크로나이저 키이

130, 130' : 싱크로나이저 슬리브132, 132' : 슬리브의 요홈부

150 : 스프링210, 230 : 스피드기어

250, 270 : 콘부330, 350 : 싱크로나이저 링

370, 390 : 슬롯

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수동변속기의 이중 동기장치에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시에 적합한 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치 중 제1 키이 세트로서 도 4의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이고, 도 3는 본 발명의 실시에 적합한 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치 중 제2 키이 세트로서 도 4의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절취한 단면도이고, 도 4은 본 발명에 따른 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치의 정면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치의 작동 상태를 설명하기 위한 개념도이다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 제1 키이 세트를 도시하는 도면으로서, 도 4의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이다.

본 발명에 따른 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치의 상반 단면도를 도시한 것으로서, 도면부호(10)는 수동변속기의 이중 동기장치를 통칭하는 것이다.

상기한 수동변속기의 이중 동기장치(10)는, 도 2에 도시한 바와 같이 구성되며, 싱크로나이저 슬리브(130), 싱크로나이저 스프링(150), 싱크로나이저 허브(70), 싱크로나이저 키이(110) 및 싱크로나이저 링(330, 350)으로 구성되어 이들이 축방향으로 밀착되는 상태가 유지되어 동력을 전달하게 된다.

한편, 이중 동기장치(10)는 클러치 주축(30)의 스플라인(50)에 허브(70)가 치합되어 함께 회전할 수 있도록 배치되며, 이 허브(70)의 외주에는 방사상으로 다수의 홈(90)이 형성되어 이에 싱크로나이저 제1 키이 세트(110)가 3개씩 120도로배치되고 그 외측으로 싱크로나이저 슬리브(130)가 축방향으로 이동가능하도록 결합되어 있다.

그리고, 상기 싱크로나이저 제1 키이 세트(110)는 스프링(150)에 의해 탄력 지지되어 싱크로나이저 슬리브(130)의 내면에 밀착 유지되고 있다. 싱크로나이저 키이(110)의 설치 구조는 도 4에 도시되어 있다.

도 2에서, 싱크로나이저 슬리브(130)의 양측에 주축(30)의 회전 간섭 없이 배치되는 스피드 기어(210, 230)는 일측으로 외부면이 콘부(250, 270)로 형성되는 클러치 기어(290, 310)가 일체로 형성되며, 이의 콘부(250, 270)에는 싱크로나이저 링(330, 350)이 위치하여 변속시 상호 접촉에 의한 마찰을 유발하게 된다.

상기 싱크로나이저 링(330, 350)은 내부면에 나사부가 형성되어 상기 콘부(250, 270)와 마찰력이 증대되도록 되어 있고, 바깥쪽에 방사상으로 다수 개 형성되는 슬롯(370, 390)에는 상기 싱크로나이저 제1 키이 세트(110)의 선단부가 위치하게 된다.

한편, 상기 장치는 케이스가 특수 주철 또는 알루미늄으로 제작되며, 큰 하중에 견딜 수 있고 동시에 내마모성도 커야만 한다. 이와 같이 구성되는 동기장치는 변속시 변속레버를 조작하면 슬리브(130)가 변속레버의 작동방향에 따라 이동하게 되는데, 이때 슬리브(130)는 그의 내측 홈부에 물려 있는 싱크로나이저 링(330, 350)의 우측단이 싱크로나이저 링(330, 350)의 선단부가 위치하게 된다.

이러한 상태에서 슬리브(130)가 계속 이동함으로써 싱크로나이저 링(330, 350)의 내면 나사부가 콘부(250, 270)와 밀착되면서 마찰 작용으로 스피드기어(210, 230)가 회전력을 전달받기 시작하며, 이의 동작 과정으로 싱크로나이저 링(330, 350)과 스피드 기어가 동기되면, 동기가 시작되면서 슬리브 챔퍼는 싱크로나이저 링(330, 350)의 챔퍼부를 밀어 콘부(250, 270)와 마찰하게 되므로, 즉 클러치 기어(290, 310)의 기어부가 슬리브(130)의 내면 기어부로 들어가면서 록킹이 이루어져 동력이 전달된다.

그리고, 도 3에는 상기 제1 키이 세트(110)의 실시 형태와 마찬가지로 구성되므로 대응하는 동일 부품에 대해 동일부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략하지만, 제2 키이 세트(110')에 대응하는 슬리브(130') 하면의 절곡 형상(132')은 제1 키이 세트(110)에 대응하는 슬리브(130)의 하면의 절곡 형상(132) 보다 더 오목하게 형성되어 있다는 점에 주의할 것이다. 이처럼, 본 실시예의 제2 키이 세트(110')는 대응하는 슬리브(130')의 접촉부의 범위 내에서 절삭 가공처리되어 있다. 이에 따라, 제2 키이 세트(110')에 의한 슬리브(130)의 접촉에 유연성을 갖게 된다.

이와 같이 싱크로나이저 키이 세트(110, 110')는 환형의 싱크로나이저 허브(70)와 환형 스프링(150)에 탄력 지지되어 있고, 또한 싱크로나이저 슬리브(130)의 내면에 고정되도록 구성되어 있다.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 종래에는 빈 사각형으로 도시된 제1 키이 세트(110)가 120。 의 각도, 즉 세 개만이 설치되었지만, 본원에서는 기존의 싱크로나이저 키이 사이에 엇갈리는 방향(오프셋)으로 60。로 이격된 새로운 싱크로나이저 제2 키이 세트(110')를 설치하여, 동기 완료후 싱크로나이저 링을 밀어콘부(250, 270)와 접촉하게 함으로써 싱크로나이저 링(330, 350)과 클러치 기어 사이의 회전 속도차를 감소시키는 데에 그 특징이 있다.

도 5는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 수동변속기 동기장치의 작동을 설명하기 위한 개념도이다. 도 5a는 수동변속기 이중 동기장치의 중립위치를 도시하는 도면이고, 도 5b는 수동변속기 이중 동기장치의 동기시작 위치를 도시하는 도면이며, 도 5c는 수동변속기 이중 동기장치의 동기 완료위치를 도시하는 도면이다.

먼저, 도 5a 에 도시하는 바와 같이, 싱크로나이저 슬리브(130, 130')는 키이 세트(110, 110')에 일정 간격으로 이격 설치되어 있다. 도면에서 상측 부분, 즉 A로 지시된 부분의 싱크로나이저 슬리브(130)와 제1 키이 세트(110)는 종래의 구성을 도시하는 것이며, 하측에 지시된 부분, 즉 B로 지시된 부분의 싱크로나이저 슬리브(130')와 제2 키이 세트(110')는 본원의 특징인 새롭게 추가된 키이를 지시하는 것이다.

전술한 바와 같이 제2 키이 세트(110')에 대응하는 슬리브(130') 하면의 절곡 형상(132')은 제1 키이 세트(110)에 대응하는 슬리브(130)의 하면의 절곡 형상(132) 보다 더 오목하게 형성되어 있다. 제2 키이 세트(110')는 제1 키이 세트(110)에 비해 대응하는 슬리브(130)의 접촉부의 범위 내에서 절삭 가공처리되어 있다. 이에 따라, 제2 키이 세트(110')에 의한 슬리브(130')의 접촉에 유연성을 갖게 된다.

그리고, 도 5b는 동기 시작될 때 싱크로나이저 슬리브(130, 130)와 키이 세트(110, 110')를 도시하는 것으로서, 동기가 시작될 때에는 기존의 제1 키이세트(110)만이 슬리브(130)를 밀어 싱크로나이저 링을 인덱싱(indexing)시키고 본원 특징인 제2 키이 세트(110')는 아무런 작용을 하지 않는다.

이러한 상태에서 슬리브(130)가 계속 이동함으로써(화살표로 지시함) 싱크로나이저 링의 내면 나사부가 콘부와 밀착되면서 마찰작용으로 스피드 기어가 회전력을 전달받기 시작하여, 이러한 동기과정에 의해 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리브의 내면 기어부로 들어가면서 록킹이 이루어져 동력이 전달된다.

한편, 도 5c는 동기 완료후 새롭게 구성된 제2 키이(110')가 싱크로나이저 슬리브(130)를 콘부로 밀어 싱크로나이저 링과 콘부의 마찰력을 유지시켜 동기 붕괴현상을 방지하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 수동변속기의 동기장치를 이중으로 구성함으로써, 싱크로나이저 링과 결합하는 다수 개의 키이를 소정 각도로 이격된 제1 키이 세트 및 제2 키이 세트로 형성하여, 동기 시작시 제1 키이 세트에 의해 동작하고 동기 완료후 제2 키이 세트에 의해 싱크로나이저 링을 콘부로 밀어 이들 사이의 마찰력을 유지시켜, 변속시 이중 걸림을 감소시키이고 동기 현상의 붕괴를 방지하고 수동변속기의 조작감을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 전술한 설명 이외에도 당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 변화가 가능하며, 이 경우에도 본 발명의 범위에서 크게 벗어나지 않을 것이다.

Claims (7)

1. 변속시 변속레버를 조작하면 슬리브가 변속레버의 작동방향에 따라 이동하고 싱크로나이저 키이를 밀어 양측으로 배치되어 있는 싱크로나이저 링을 택일적으로 밀어주어 클러치 기어의 콘부와 밀착하면서 마찰 작용으로 동기작용을 하고, 이의 동기작용에 의해 싱크로나이저 링과 클러치 기어의 기어부가 슬리부의 내면 기어부로 삽입되면서 록킹이 이루어져 변속을 행하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치에 있어서,

   상기 싱크로나이저 링과 결합하는 다수 개의 키이를 소정 각도로 이격된 제1 키이 세트 및 제2 키이 세트로 형성하여, 동기 시작시 제1 키이 세트에 의해 동작하고 동기 완료후 제2 키이 세트에 의해 싱크로나이저 링을 콘부로 밀어 이들 사이의 마찰력을 유지시켜 동기 붕괴현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 키이 세트는 서로에 대해 오프셋으로 이격 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 키이 세트의 키이는 등간격으로 다수 개 설치되어 있는것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 키이 세트의 키이는 등간격으로 적어도 3 개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 키이 세트의 키이 각각은 적어도 120。 로 이격 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치.
6. 제 1항에 있어서,

   제2 키이 세트에 대응하는 슬리브 하면의 오목부는 제1 키이 세트에 대응하는 슬리브 하면의 오목부 보다 더 절곡 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제1 키이 세트의 슬리브와 상기 제2 키이 세트의 슬리브는 소정 시간 간격으로 동작하는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 이중 동기장치.