KR20020083287A - 수동변속기용 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로나이저 슬리브의 치열 챔퍼 중 일부 치열 챔퍼를 다른 치열 챔퍼와 위상차 및 그 길이를 다르게 제작하여 클러치 기어의 치열 챔퍼와 접촉되는 거리를 단축시킴으로써, 동기측과 피동기측 사이의 상대 회전속도차에 따른 2중 걸림 발생을 방지하여 소음 감소 및 변속기의 내구성을 향상시키고 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 수동 변속기용 동기장치를 제공하기 위한 것이다.

이러한 수동 변속기용 동기장치는 주축과 같이 회전되는 싱크로나이저 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브와, 싱크로나이저 허브에 양측에 배치되어 상기 슬리브와 선택적으로 치합되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어와 마찰되어 변속시 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링을 포함하여 이루어지고, 상기 슬리브는 제1치열 챔퍼와, 상기 제1치열 챔퍼에 비해 그 길이가 길고 그 위상각이 다르게 형성되는 제2치열 챔퍼로 구성된다.

Description

수동변속기용 동기장치 {synchronizer of manual transmission}

본 발명은 수동변속기용 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동기 완료 후 슬리브가 클러치 기어와 접촉될 때까지 싱크로나이저 링에 지속적으로 힘이 작용될 수 있도록 하여 상대 회전 속도차에 따른 2중 걸림 발생을 방지할 수 있는 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 동기 물림식 동기장치의 반 단면도이다.

현재 사용되는 동기장치는 엔진으로부터 동력이 제공되는 주축(2) 상에 싱크로나이저 허브(4)가 스플라인 결합되어 주축(2)과 일체로 회전이 이루어지며, 이 싱크로나이저 허브(4)의 외주면 기어부에는 축방향으로 이동 가능하도록 슬리브(6)가 치합된다.

그리고, 싱크로나이저 허브(4)의 양측에는 슬리브(6)와 선택적으로 치합되는 클러치 기어(8)와 결합되는 스피드 기어(10)와 배치되며, 이 클러치 기어(8)의 내측에 형성되는 코운부(12)에는 변속시 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링(16)이 배치되고, 싱크로나이저 링(16)은 클러치 기어의 코운부(12)와의 마찰작용을 위해 내주면에 일정 경사각을 갖는 랜드부(14)가 형성된다.

도 2a, 도 2b, 도 2c는 종래 기술에 따른 싱크로나이저 링과 슬리브의 동기 작용을 나타낸 작동 상태도이다.

즉, 슬리브(6)가 좌측 또는 우측으로 이동하게 되면 싱크로나이저 링의 랜드부(14)가 클러치 기어의 코운부(12)와 마찰에 의한 동기작용을 하여 스피드 기어(10)가 회전력을 전달받기 시작하고, 슬리브(6)의 계속적인 동작으로 슬리브(6)와 클러치 기어(8)가 치합되어 동력이 전달된다.

이때, 도 2a, 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 슬리브(6)의 챔퍼(128)가 싱크로나이저 링의 챔퍼(130)와 접촉되면서 동기 작용을 시작하여, 싱크로나이저 링의 챔퍼(130)를 통과하면 동기 작용이 완료된다. 그리고 도 2c에 도시된 바와 같이, 슬리브(6)가 더욱 이동되어 슬리브의 치(120)가 클러치 기어의 치(124)와 치합되면서 변속이 이루어진다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 수동변속기용 동기장치의 경우 슬리브의 치열이 싱크로나이저 링의 치열을 통과한 직후부터 클러치 기어와 만날 때까지의 시간 동안 싱크로나이저 링에 작용하는 힘이 소멸되어 동기측과 피동기측 사이에 상대 속도가 발생되고, 이로 인하여 2중 걸림 및 니블(nibble)이 발생되어 내구성을 저하시키고, 변속 조작감을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 싱크로나이저 슬리브의 치열 챔퍼 중 일부 치열 챔퍼를 다른 치열 챔퍼와 위상차 및 그 길이를 다르게 제작하여 클러치 기어의 치열 챔퍼와 접촉되는 거리를 단축시킴으로써, 동기측과 피동기측 사이의 상대 회전속도차에 따른 2중 걸림 발생을 방지하여 소음 감소 및 변속기의 내구성을 향상시키고 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 수동 변속기용 동기장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 수동변속기용 동기장치의 반 단면도이고,

도 2a, 도 2b, 도 2c는 종래 기술에 따른 싱크로나이저 링과 슬리브 사이의 동기 작용을 나타낸 사용 상태도이고,

도 3은 본 발명에 따른 슬리브의 내면을 나타낸 측면도이고,

도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d는 본 발명에 따른 동기장치의 싱크로나이저 링과 슬리브 사이의 동기 작용을 나타낸 사용 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

6 : 슬리브 8 : 클러치 기어

16 : 싱크로나이저 링 30 : 슬리브 제1치열 챔퍼

32 : 슬리브 제2치열 챔버 36 : 싱크로나이저 링 치열 챔버

38 : 클러치 기어 치열 챔버

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 주축과 같이 회전되는 싱크로나이저 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브와, 싱크로나이저 허브에 양측에 배치되어 상기 슬리브와 선택적으로 치합되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어와 마찰되어 변속시 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기용 동기장치에 있어서,

상기 슬리브는 제1치열 챔퍼와, 상기 제1치열 챔퍼에 비해 그 길이가 길고 그 위상각이 다르게 형성되는 제2치열 챔퍼로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 슬리브의 내측면을 나타낸 측면도이다.

동기장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 동력이 제공되는 주축(2) 상에 싱크로나이저 허브(4)가 스플라인 결합되어 주축(2)과 일체로 회전이 이루어지며, 이 싱크로나이저 허브(4)의 외주면 기어부에는 축방향으로 이동 가능하도록 슬리브(6)가 치합되고, 싱크로나이저 허브(4)의 양측에는 슬리브(6)와 선택적으로 치합되는 클러치 기어(8)와 결합되는 스피드 기어(10)와 배치되며, 이 클러치 기어(8)의 내측에 형성되는 코운부(12)에는 변속시 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링(16)이 배치되어 구성된다.

여기에서, 슬리브(6)는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 내주면에 싱크로나이저 링(16)과 접촉되면서 동기작용을 하고 최종적으로 클러치 기어(8)와 치합되어 구동력을 전달하는 치열 챔퍼(30,32)가 형성된다.

이 슬리브의 치열 챔퍼 중 일부 치열 챔퍼는 다른 치열 챔퍼와 위상차 및 길이를 다르게 하여, 동기 완료 후 다른 치열 챔퍼가 클러치 기어의 치열 챔퍼와 치합되기 전에 미리 클러치 기어의 치열 챔퍼와 치합되어 동기측과 피동기측 사이의 상대 회전 속도차가 발생되지 않도록 한다.

즉, 슬리브의 치열 챔퍼(30,32)는 동일한 위상각 및 동일한 길이로 형성되는 다수개의 제1치열 챔퍼(30)와, 상기 제1치열 챔퍼(30)보다 그 길이가 일정 길이만큼 길게 형성되고 다른 위상차를 갖도록 제작되는 3∼4개의 제2치열 챔퍼(32)로 구성된다.

여기에서, 슬리브의 제1 및 제2 치열 챔퍼 사이의 길이 차이(B)는 슬리브의 제1치열 챔퍼(30)가 싱크로나이저 링(16)을 통과한 동기 완료시점에서 클러치 기어의 치열 챔퍼(38)와 제2치열 챔퍼(32)가 접촉될 수 있는 길이로 형성됨이 바람직하다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 동기장치의 작용을 다음에서 설명한다.

도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d는 본 발명에 따른 동기장치의 동기 작용을 나타낸 작동 상태도이다.

시프트 포크의 작용에 따라 슬리브(6)가 좌측 또는 우측으로 이동하게 되면 싱크로나이저 링의 랜드부(12)가 클러치 기어의 코운부(14)와 마찰에 의한 동기 작용을 하여 스피드 기어(10)가 회전력을 전달받기 시작하고, 슬리브(6)가 더 이동되어 슬리브(6)와 클러치 기어(8) 사이의 상대 속도차가 감소된 상태에서 슬리브(6)와 클러치 기어(8)가 치합되어 동력의 전달이 이루어진다.

이때, 동기 초기에는 슬리브(6)의 제1치열 챔퍼(30)가 싱크로나이저 링의 치열 챔퍼(36)와 접촉되면서 싱크로나저 링에 미는 힘을 발생시켜 동기 작용이 시작되고, 슬리브(6)가 좀더 이동되어 싱크로나이저 링의 치열 챔버(36) 사이로 삽입되는 동기 완료 시점에서 슬리브의 제1 치열 챔퍼(30)와 클러치 기어의 치열 챔퍼(38)가 접촉될 때까지 시간(T) 동안 싱크로나이저 링에 작용하는 힘이 없어지게 되어 동기측과 비동기측 사이에 상대 회전 속도차가 발생되는 데, 이러한 상대 속도차를 방지하기 위해 슬리브의 제2치열 챔버가 시간(T) 동안 클러치 기어의 치열 챔퍼(38)와 접촉된다.

좀 더 자세히 설명하면, 슬리브의 제1치열 챔퍼(30)가 싱크로나이저 링의 치열 챔퍼(36)를 통과한 동기완료 시점에서 슬리브의 제2치열 챔퍼(32)가 클러치 기어의 치열 챔퍼(38)와 접촉되어 슬리브와 클러치 기어의 치열 챔퍼 사이가 접촉될때까지의 시간을 단축함으로써, 동기측과 비동기측 사이의 상대 회전속도가 발생되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 슬리브의 치열 챔퍼 중 일부 치열 챔퍼를 다른 치열챔버보다 그 길이를 길게 하고, 다른 위상차를 갖도록 제작함으로써, 동기 완료시점에서 클러치 기어와 접촉될 때까지의 시간을 단축하여 싱크로나이저 링에 작용하는 힘이 지속적으로 유지될 수 있도록 함으로써, 동기 붕괴현상을 감소시키고, 2중 걸림현상 및 소음 발생을 감소시킬 수 있는이점이 있다.

또한, 동기 작용이 원활하게 이루어지기 때문에 변속 조작감을 향상시키고 변속기의 내구성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 주축과 같이 회전되는 싱크로나이저 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하도록 치합되는 슬리브와, 싱크로나이저 허브에 양측에 배치되어 상기 슬리브와 선택적으로 치합되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어와 마찰되어 변속시 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링을 포함하는 수동변속기용 동기장치에 있어서,

   상기 슬리브는 제1치열 챔퍼와, 상기 제1치열 챔퍼에 비해 그 길이가 길고 그 위상각이 다르게 형성되는 제2치열 챔퍼로 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬리브의 제2치열 챔퍼는 3∼4개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.