KR20040046486A - 수동변속기용 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로나이저 링과 허브 기어 간에 속도차가 발생되어 싱크로나이저 블록이 키홈의 측면에 충돌될 경우 충격을 완충시킬 수 있는 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

본 발명은 주축에 스플라인 결합된 허브 기어와, 상기 허브 기어의 외주면에 형성된 키홈에 삽입된 싱크로나이저 키와, 상기 허브 기어의 양측에 배치되고 일측에 형성된 싱크로나이저 블록이 상기 키홈에 삽입되어 상기 허브 기어와 일체로 회전되는 싱크로나이저 링과, 상기 키홈과 싱크로나이저 블록 간의 충돌을 완충시킬 수 있도록 상기 키홈의 양측면에 형성된 삽입홈에 삽입 설치되는 완충수단을 포함하여 구성되고, 허브 기어의 키홈 양측면에 탄성부재가 각각 삽입 설치되므로, 엔진의 토크 변동시 상기 허브 기어와 싱크로나이저 링 사이에 형성되는 속도 차이로 인해 상기 키홈의 측면에 상기 싱크로나이저 블록이 충돌될 경우 상기 탄성부재에 의해 상기 키홈과 싱크로나이저 블록 간의 충격이 완충되고, 따라서 부품의 파손 및 소음이 방지되는 효과가 있다.

Description

수동변속기용 동기장치 {Synchronizer for manual transmission}

본 발명은 수동변속기용 동기장치에 관한 것으로서, 특히 싱크로나이저 링과 허브 기어 간에 속도차가 발생되어 싱크로나이저 블록이 키홈의 측면에 충돌될 경우 충격을 완충시킬 수 있는 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 수동 변속기 중 싱크로 메시(Synchro-mesh)식 변속기는 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림시에 상기 두 기어의 회전 속도를 동기시킨 후 기어가 서로 치합되도록 함으로써 부드러운 기어 치합으로 변속충격을 방지할 수 있도록 되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기용 동기장치가 도시된 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 허브 기어 및 싱크로나이저 링이 도시된 사시도이다.

종래의 수동변속기용 동기장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 동력이 전달되는 주축(2)과, 상기 주축(2) 상에 스플라인 결합되고 외주면에 키홈(4)이 형성된 허브 기어(6)와, 상기 허브 기어(6)의 외주에 스플라인 결합되고 시프트 포크(8)의 작동력을 전달받아 축방향으로 슬라이딩되는 슬리이브(10)와, 상기 허브 기어(6)의 양측에 배치되어 상기 슬리이브(10)와 선택적으로 치합되고 내측에 콘부(12)가 형성된 클러치 기어(14)와, 상기 클러치 기어(14)와 허브 기어(6) 사이에 위치되고 상기 키홈(4)에 삽입되는 싱크로나이저 블록(16)이 구비되어 상기 허브 기어(6)와 일체로 회전되는 싱크로나이저 링(18)과, 상기 키홈(4) 및 싱크로나이저 블록(16) 사이에 삽입되고 상기 슬리이브(10)와 함께 이동되어 상기 싱크로나이저 링(18)을 상기 콘부(12)에 밀착시키는 싱크로나이저 키(20)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 싱크로나이저 키(20)는 상면에 상기 슬리이브(10)와 결합되는 돌기(22)가 형성되고, 하면에는 상기 싱크로나이저 키(20)가 상기 슬리이브(10)의 안쪽면에 항상 밀착되도록 싱크로나이저 스프링(24)이 장착된다.

그리고, 상기 싱크로나이저 링(18)은 내주면에 상기 클러치 기어(14)의 콘부(12)와 원추 클러치로 결합될 수 있도록 경사진 마찰부(26)가 구비되고, 외주면에는 상기 슬리이브(10)와 치합될 수 있도록 기어(28)가 형성된다.

이런 싱크로나이저 링(18)은 복수개의 싱크로나이저 블록(16)이 상기 키홈(4)과 대응되는 위치에 일체로 형성되고, 상기 싱크로나이저 블록(16)은 상기 싱크로나이저 키(20)와 근접되도록 상기 키홈(4)에 삽입된다.

상기와 같은 키홈(4)의 양측면과 싱크로나이저 블록(16) 사이에는 변속시 원활한 동기 치합을 가능하도록 백래쉬(a)가 형성된다.

또, 상기 클러치 기어(14)에는 상기 주축(2)상에 항상 공회전되는 변속 기어(30)가 일체로 형성되고, 이런 변속 기어(30)는 각단의 변속단을 결정하는 역할을 한다.

그러나, 종래의 수동변속기용 동기장치는 엔진(미도시)의 토크 변동시 주축(2)의 회전속도가 변화됨에 따라 상기 허브 기어(6)의 회전속도도 동시에 변화되나, 상기 싱크로나이저 링(18)은 원래의 속도를 유지함으로써 상기 허브 기어(6)와 싱크로나이저 링(18) 간에는 속도 차이가 발생된다.

여기서, 상기 키홈(4)과 싱크로나이저 블록(16) 사이에는 백래쉬(a)가 형성되어 있으므로 상기 키홈(4)의 측면에 상기 싱크로나이저 블록(16)이 충돌되는 문제점이 있다.

또, 상기와 같은 충돌로 인해 상기 키홈(4)과 싱크로나이저 블록(18)에 충격이 가해질 경우 부품이 파손되고, 아울러 소음이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 부품의 파손 및 소음의 발생 등으로 부품의 내구성과 내마모성이 저감되고, 제품에 대한 신뢰성과 상품성도 저감된다.

또, 상기 싱크로나이저 블록(18)이 상기 키홈(4)의 일측으로 치우치게 위치된 경우, 변속시 동기 치합 과정이 원활히 이루어지지 않으므로 변속감이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 허브 기어와 클러치 기어 간의 속도차로 인한 키홈과 싱크로나이저 블록의 충돌을 완충시키고, 그로 인해 부품의 파손 및 소음을 방지할 수 있는 수동변속기용 동기장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기용 동기장치가 도시된 단면도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 수동변속기용 동기장치의 키홈이 도시된 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치가 도시된 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치의 키홈이 도시된 일부 절결 사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치의 키홈이 도시된 일부 절결 평면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 탄성부재가 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 주축54 : 키홈

56 : 허브 기어58 : 시프트 포크

60 : 슬리이브64 : 클러치 기어

66 : 싱크로나이저 블록68 : 싱크로나이저 링

70 : 싱크로나이저 키72 : 삽입홈

74 : 탄성부재84 : 변속 기어

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 수동변속기용 동기장치는 주축에 스플라인 결합된 허브 기어와, 상기 허브 기어의 외주면에 형성된 키홈에 삽입된 싱크로나이저 키와, 상기 허브 기어의 양측에 배치되고 일측에 형성된 싱크로나이저 블록이 상기 키홈에 삽입되어 상기 허브 기어와 일체로 회전되는 싱크로나이저 링과, 상기 키홈과 싱크로나이저 블록 간의 충돌을 완충시킬 수 있도록 상기 키홈의 양측면에 형성된 삽입홈에 삽입 설치되는 완충수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 완충수단은 상기 싱크로나이저 키의 양측에 각각 배치된 클립 형상의 탄성부재인 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치가 도시된 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 허브 기어 및 싱크로나이저 링이 도시된 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 허브 기어 및 싱크로나이저 링이 도시된 일부 절결 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 탄성부재가 도시된 사시도이다.

본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 동력이 전달되는 주축(52)과, 상기 주축(52) 상에 스플라인 결합되고 외주면에 키홈(54)이 형성된 허브 기어(56)와, 상기 허브 기어(56)의 외주에 스플라인 결합되고 시프트 포크(58)의 작동력을 전달받아 축방향으로 슬라이딩되는 슬리이브(60)와, 상기 허브 기어(56)의 양측에 배치되어 상기 슬리이브(60)와 선택적으로 치합되고 내측에 콘부(62)가 형성되는 클러치 기어(64)와, 상기 클러치 기어(64)와 허브 기어(56) 사이에 위치되고 상기 키홈(54)에 삽입되는 싱크로나이저 블록(66)이 구비되어 상기 허브 기어(56)와 일체로 회전되는 싱크로나이저 링(68)과, 상기 키홈(54) 및 싱크로나이저 블록(66) 사이에 삽입되고 상기 슬리이브(60)와 함께 이동되어 상기 싱크로나이저 링(68)을 상기 콘부(62)에 밀착시키는 싱크로나이저 키(70)와, 상기 키홈(54)의 양측면에 형성된 삽입홈(72)에 삽입 설치되어 상기 키홈(54)과 싱크로나이저 블록(66) 간의 충돌을 완충시키는 완충수단(74)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 허브 기어(56)는 외주면에 복수개의 키홈(54)이 등간격으로 이격되게 형성되고, 상기 싱크로나이저 키(70)는 상기 키홈(54)에 각각 삽입될 수 있도록 복수개가 구비된다.

상기 싱크로나이저 키(70)는 상면에 상기 슬리이브(60)와 결합되는 돌기(76)가 형성되고, 하면에는 상기 싱크로나이저 키가 상기 슬리이브(60)의 안쪽면에 항상 밀착되도록 싱크로나이저 스프링(78)이 장착된다.

그리고, 상기 싱크로나이저 링(68)은 내주면에 상기 클러치 기어(70)의 콘부(62)와 원추 클러치로 결합될 수 있도록 경사진 마찰부(80)가 구비되고, 외주면에는 상기 슬리이브(60)와 치합될 수 있도록 기어(82)가 형성된다.

이런 싱크로나이저 링(68)은 복수개의 싱크로나이저 블록(66)이 상기 키홈(54)과 대응되는 위치에 일체로 형성되고, 상기 싱크로나이저 블록(66)은 상기 싱크로나이저 키(70)와 근접되도록 상기 키홈(54)에 삽입된다.

따라서, 상기 허브 기어(56)의 양측에 배치된 싱크로나이저 링(68)의 싱크로나이저 블록(66)이 양방향에서 상기 키홈(54)에 각각 삽입되고, 상기 키홈(54)의 양측면과 싱크로나이저 블록(66) 사이에는 변속시 원활한 동기 치합이 가능하도록 백래쉬(b)가 형성된다.

상기 클러치 기어(64)에는 상기 주축(52)상에 항상 공회전되는 변속 기어(84)가 일체로 형성되고, 이런 변속 기어(84)는 각단의 변속단을 결정하는 역할을 한다.

한편, 상기 완충수단(74)은 상기 싱크로나이저 키(70)의 양측에 각각 배치된 클립 형상의 탄성부재(74)이고, 상기 탄성부재(74)는 가느다란 판 스프링으로 제작되며, 상기 키홈(54)의 양측면에는 상기 탄성부재(74)가 각각 삽입 설치되도록 삽입홈(72)이 형성된다.

여기서, 상기 탄성부재(74)는 상기 키홈(54)과 싱크로나이저 블록(66) 간의 충격을 완충시킬 수 있도록 양측에 형성된 클립 형상의 완충부(74a)와, 중간에서 양측의 완충부(74a)를 연결하는 연결부(74b)로 구성된다.

상기 완충부(74a)는 일측이 상기 키홈(54)의 내측으로 돌출되어 상기 싱크로나이저 블록(66)과 키홈(54) 사이에 위치되고, 따라서 상기 싱크로나이저 링(68)과허브 기어(56) 사이에 속도차가 발생되면 상기 싱크로나이저 블록(66)은 상기 키홈(54)의 측면에 부딪치기 전에 상기 완충부(74a)에 먼저 충돌하게 된다.

그리고, 상기 삽입홈(72)은 상호 대향되도록 상기 키홈(54)의 전부와 후부에 각각 형성되어 상기 완충부(74a)가 각각 삽입되는 클립홈(72a)과, 상기 클립홈(72a)의 사이에 형성되어 상기 연결부(74b)가 삽입 고정되는 고정홈(72b)으로 구성된다.

특히, 상기와 같이 탄성부재(72)가 상기 싱크로나이저 키(70)의 양측에 배치되고, 상기 완충부(74a)가 상기 싱크로나이저 키(70)의 네모서리에 각각 압착되므로 상기 싱크로나이저 키(70)는 상기 탄성부재(74)에 의해 탄성적으로 지지된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치의 작동에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 운전자에 의해 변속레버(미도시)가 조작되면 상기 변속레버의 조작력은 시프트 포크(58)를 통해 슬리이브(60)에 제공되고, 상기 슬리이브(60)는 허브 기어(56)의 외주면에서 슬라이딩되면서 싱크로나이저 키(70)를 상기 키홈(54)을 따라 이동시키게 된다.

상기 싱크로나이저 키(70)에 의해 싱크로나이저 블록(66)에 압력이 제공되면 상기 싱크로나이저 블록(66)은 상기 키홈(54)의 이탈 방향으로 이동되고, 상기 싱크로나이저 링(56)은 상기 클러치 기어(64)에 밀착된다.

따라서, 상기 싱크로나이저 링(68)의 마찰부(80)와 클러치 기어(64)의콘부(62) 사이의 클러치 작용에 의해 허브 기어(56)와 변속 기어(84)의 회전 속도차가 상쇄되어 동기된다.

한편, 변속시 엔진의 토크 변동에 따라 주축(52)의 회전속도가 변동될 경우, 상기 허브 기어(56)는 상기 주축(52)과 동일한 속도로 변동되나 상기 싱크로나이저 링(68)은 원래의 속도를 유지하게 되므로 상기 허브 기어(56)와 싱크로나이저 링(68) 간에는 속도 차이가 발생된다.

이러한 속도 차이로 인해 상기 싱크로나이저 블록(66)은 키홈(54)의 양측면 중 어느 한 측면 방향으로 이동되고, 상기 키홈(54)의 측면에 돌출된 탄성부재(74)의 완충부(74a)에 상기 싱크로나이저 블록(66)이 충돌된다.

상기 탄성부재(66)는 충돌에 따른 충격을 흡수 완충함으로써 상기 싱크로나이저 블록(66)이 상기 키홈(54)의 측면에 급작스럽게 충돌되지 않도록 한다.

또한, 상기 완충부(74a)는 상기 싱크로나이저 블록(66)의 양측에 배치되어 상기 싱크로나이저 블록(66)이 상기 키홈(54) 내부에서 일측으로 치우치는 것을 방지하고, 그로 인해 상기 싱크로나이저 블록(66)은 동기치합시 필요한 위치인 키홈(54)의 중앙부에 위치가 설정된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 수동변속기용 동기장치는 허브 기어의 키홈 양측면에 탄성부재가 각각 삽입 설치되므로, 엔진의 토크 변동시 상기 허브 기어와 싱크로나이저 링 사이에 형성되는 속도 차이로 인해 상기 키홈의 측면에 상기 싱크로나이저 블록이 충돌될 경우 상기 탄성부재에 의해 상기 키홈과 싱크로나이저 블록 간의 충격이 완충되고, 따라서 부품의 파손 및 소음이 방지되는 이점이 있다.

또, 상기와 같이 키홈과 싱크로나이저 블록 간의 충격이 완충되므로 부품의 내마모성과 내구성이 향상되어 제품에 대한 신뢰성 및 상품성을 높이는 이점이 있다.

또, 상기 탄성부재는 상기 싱크로나이저 블록이 상기 키홈의 내부에서 일측으로 치우치지 않도록 상기 싱크로나이저 블록의 위치를 설정하므로 동기 치합 과정이 부드럽고 원활하게 이루어지는 이점이 있다.

또, 상기 탄성부재가 상기 싱크로나이저 키를 탄성적으로 지지하여 상기 싱크로나이저 키가 임의로 상기 키홈에서 이탈되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 주축에 스플라인 결합된 허브 기어와;

   상기 허브 기어의 외주면에 형성된 키홈에 삽입된 싱크로나이저 키와;

   상기 허브 기어의 양측에 배치되고 일측에 형성된 싱크로나이저 블록이 상기 키홈에 삽입되어 상기 허브 기어와 일체로 회전되는 싱크로나이저 링과;

   상기 키홈과 싱크로나이저 블록 간의 충돌을 완충시킬 수 있도록 상기 키홈의 양측면에 형성된 삽입홈에 삽입 설치되는 완충수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 완충수단은 상기 싱크로나이저 키의 양측에 각각 배치된 클립 형상의 탄성부재인 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 탄성부재는 상기 키홈과 싱크로나이저 블록 간의 충돌을 완충시키도록 양측에 형성된 클립 형상의 완충부와, 양측의 완충부를 연결하는 연결부로 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 탄성부재는 판 스프링으로 제작된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 삽입홈은 상호 대향되도록 상기 키홈의 전부와 후부에 각각 형성되어 상기 완충부가 삽입되는 클립홈과, 상기 클립홈의 사이에 형성되어 상기 연결부가 삽입 고정되는 고정홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 키는 네 모서리가 상기 완충부와 접촉되어 상기 탄성부재에 의해 탄지되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.