KR20020083288A - 수동변속기용 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로나이저 링의 챔버 중 일부 챔버를 작게 제작하고, 슬리브의 치 중 일부 치의 위상차를 다르게 제작하여, 동기 완료 후 클러치 기어와 슬리브가 치합되기 전까지의 시간 동안 싱크로나이저 링의 챔퍼와 슬리브의 챔퍼가 계속 접촉될 수 있도록 함으로써, 2중 걸림 발생을 방지하여 변속기의 내구성을 향상시킴과 아울러 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 링로 구성되고, 상기 싱크로나이저 링은 상기 슬리브의 챔퍼와 접촉되는 시점을 지연시킬 수 있도록 챔퍼 중 일부가 다른 챔퍼보다 작게 형성되고, 상기 슬리브는 상기 싱크로나이저 링의 챔퍼 중 작은 챔퍼와 접촉되는 일부 치가 다른 치와는 다른 위상차를 갖도록 형성된다.

Description

수동변속기용 동기장치 {synchronizer of manual transmission}

본 발명은 수동변속기용 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 싱크로나이저 링과 슬리브의 동기 완료 후 슬리브가 클러치 기어와 접촉될 때까지 상대 회전 속도차가 발생되지 않도록 하여 2중 걸림 발생을 방지할 수 있는 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

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

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 링의 챔버 중 일부 챔버를 작게 제작하고, 슬리브의 치 중 일부 치의 위상차를 다르게 제작하여, 동기 완료 후 클러치 기어와 슬리브가 치합되기 전까지의 시간 동안 싱크로나이저 링의 챔퍼와 슬리브의 챔퍼가 계속 접촉될 수 있도록 함으로써, 2중 걸림 발생을 방지하여 변속기의 내구성을 향상시킴과 아울러 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 싱크로나이저 링의 측면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 슬리브의 내면을 나타낸 측면도이고,

도 5a, 도 5b, 도 5c는 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, 32 : 싱크로나이저 링의 챔퍼

36,40 : 슬리브의 치

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 싱크로나이저 링은 상기 슬리브의 챔퍼와 접촉되는 시점을 지연시킬 수 있도록 챔퍼 중 일부가 다른 챔퍼보다 작게 형성되고, 상기 슬리브는 상기 싱크로나이저 링의 챔퍼 중 작은 챔퍼와 접촉되는 일부 치가 다른 치와는 다른 위상차를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 싱크로나이저 링의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 슬리브의 내면을 나타낸 측면도이다.

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 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.

상기 싱크로나이저 링(16)은 도 3에 도시된 바와 같이, 그 외주면에 변속시 슬리브(6)와 치합되는 챔퍼(chamfer)(30,32)가 형성된다.

여기에서, 싱크로나이저 링의 챔퍼(30,32) 중 일부 챔퍼(32)가 다른 챔퍼(30)보다 작도록 형성된다. 즉, 싱크로나이저 링의 챔퍼 중 3∼4 개의 챔퍼(32)가 다른 챔퍼(30)에 비해 폭(P) 만큼 작게 형성되어 슬리브의 챔퍼(36)와 접촉되는 시간을 지연시켜 계속해서 콘 토크(cone torque)를 발생시킬 수 있도록 한다.

상기 슬리브(6)는 그 내주면에 상기 싱크로나이저 링의 챔퍼(30,32)를 통과하여 클러치 기어의 치(52)와 치합되어 변속을 이루는 치(36,40)가 형성된다. 이러한 슬리브(16)의 치(36,40) 중 일부 치(40)가 다른 치(36)와는 다른 위상차(M)를 갖도록 제작된다. 즉, 슬리브의 치 중 싱크로나이저 링의 작은 챔퍼(32)와 접촉되는 치(40)가 다른 치(36)와는 다른 위상차를 갖도록 형성되어 동기시 싱크로나이저 링의 챔퍼(32)와 슬리브의 치(40)가 접촉되어 동기 작용이 완료된 후 싱크로나이저 링의 작은 챔퍼(32)와 슬리브의 다른 위상차를 갖는 치가 접촉되어 콘 토크(cone torque)를 발생시킨다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 수동 변속기용 동기장치의 작용을 다음에서 설명한다.

도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 발명에 따른 동기장치의 동기작용을 나타낸 작동 상태도이다.

이러한 동기장치는 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 동력이 전달된다.

이때, 동기 초기에는 슬리브(6)의 치(36,40)가 싱크로나이저 링의 챔퍼(30,32)와 접촉되면서 치합되고, 슬리브(6)가 더욱 이동되면 슬리브(6)가 최종적으로 클러치 기어와 결합되어 변속이 완료된다.

이러한 동기 작용 중 슬리브의 치(36,40)가 싱크로나이저 링의 챔퍼(30,32)를 통과한 동기 완료 시점에서부터 슬리브의 다른 위상차를 갖는 치(40)와 싱크로나이저 링의 작은 챔퍼(32) 사이가 서로 접촉되면서 싱크로나이저 링을 밀어주는 힘을 발생시킨다.

즉, 슬리브(6)가 싱크로나이저 링(8)을 통과한 동기 완료시점(M)에서부터 슬리브(6)가 클러치 기어(16)와 접촉될 때까지의 시간 동안 슬리브의 다른 위상차를 갖는 치(40)와 싱크로나이저 링의 작은 챔퍼(32)가 서로 접촉되면서 싱크로나이저 링에 계속적으로 힘이 작용될 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 싱크로나이저 링의 침퍼 중 일부 챔퍼를 작게 제작하고 이 싱크로나이저 링의 작은 챔퍼와 접촉되는 슬리브 치의 위상을 다른 슬리브 치의 위상과 다르게 제작하여, 동기 완료 시점에서부터 슬리브와 클러치 기어가 만날 때까지의 시간 동안 계속적으로 싱크로나이저 링에 힘이 작용될 수 있도록 함으로써, 슬리브와 클러치 기어 사이의 상대 속도차에 따른 2중 걸림 발생을 억제하여 내구성을 증대시킴과 아울러 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

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 싱크로나이저 링은 상기 슬리브의 챔퍼와 접촉되는 시점을 지연시킬 수 있도록 챔퍼 중 일부가 다른 챔퍼보다 작게 형성되고, 상기 슬리브는 상기 싱크로나이저 링의 챔퍼 중 작은 챔퍼와 접촉되는 일부 치가 다른 치와는 다른 위상차를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
2. 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 싱크로나이저 링은 상기 슬리브의 챔퍼와 접촉되는 시점을 지연시킬 수 있도록 챔퍼 중 일부가 다른 챔퍼보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
3. 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 동기 완료 시점에서부터 싱크로나이저 링의 챔퍼와 접촉하도록 일부 치가 다른 치와는 다른 위상차를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기장치.