KR20050028649A - 수동변속기의 싱크로나이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기의 싱크로나이저에 관한 것으로, 특히 클러치 기어의 측면에 결합되고 외주면과 내주면에 각각 제 1마찰면과 제 2마찰면을 구비한 콘과, 상기 콘의 제 1마찰면과 제 2마찰면에 각각 대응되는 두 개의 마찰면을 구비하여 상기 콘에 밀착되거나 분리되면서 클러치 작용을 하는 동시에 회전 방향으로 서로 구속되게 결합되는 링을 포함하여 구성되어 싱글콘 방식과 더블콘 방식의 장점이 절충된 수동변속기의 싱크로나이저를 제공함으로써, 이중걸림감 없이 더블콘 방식과 동일한 마찰 용량을 획득하는 동시에 시이징(Seizing) 현상이 발생할 소지가 줄어들어 변속 성능이 향상되도록 한 것이다.

Description

수동변속기의 싱크로나이저{Synchronizer for Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기의 싱크로나이저에 관한 것으로, 특히 싱글콘 방식과 더블콘 방식의 장점을 절충하여 이중걸림감 없이 더블콘 방식과 동일한 마찰 용량을 획득하는 동시에 시이징(Seizing) 현상이 발생할 소지가 줄어들도록 한 수동변속기의 싱크로나이저에 관한 것이다.

수동변속기의 싱크로나이저는 기어 변속을 원활하게 하기 위한 것으로서, 엔진 용량이 증대됨에 따라 점차 한 개의 마찰면을 갖는 싱글콘 방식에서 두 개의 마찰면을 가져 마찰력이 증대된 더블콘 방식으로 변화되고 있는 추세이다.

도 1은 종래 기술의 수동변속기의 싱크로나이저 중 키리스 타입의 더블콘 방식이 도시된 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 싱크로나이저의 아우터 링, 콘, 이너 링이 도시된 사시도이다.

종래 기술에 따른 수동변속기의 더블콘 방식 싱크로나이저를 도 1과 도 2를 참조하여 설명하면, 변속기의 입력축 또는 출력축을 이루는 주축(11)에는 허브 기어(12)가 스플라인 결합되고, 이 허브 기어(12)의 바깥 둘레에는 슬리이브(14)가 물려 있는 상태에서 변속 포오크(13)의 작용으로 축방향으로 이동되면서 동기 작용을 실현하게 된다.

상기 허브 기어(12) 옆에는 상기 주축(11)에 공회전되게 장착되어 다른 축의 변속 기어측에 치합되어 변속 동력을 전달하는 스피드 기어(15)가 위치되고, 상기 스피드 기어(15)에는 상기 슬리이브(14)가 치합되어 동기 회전토록 클러치 기어(20)가 구비된다.

특히, 상기 슬리이브(14)와 클러치 기어(20) 사이에는 상기 슬리이브(14)가 이동될 때 자연스런 동기 회전이 이루어지도록 키리스(Keyless) 스프링(19), 아우터 링(16), 이너 링(18), 콘(17) 등이 구비된다.

여기서, 상기 콘(17)은 상기 클러치 기어(20)에 일체로 결합된 상태에 있고, 그 외주측과 내주측에는 상기 아우터 링(16)과 이너 링(18)이 각각 위치된다. 상기 아우터 링(16)과 이너 링(18)은 회전방향으로 상호 구속될 수 있도록 결합되어 상기 슬리이브(14)의 이동에 따라 상기 콘(17)의 내주면과 외주면에 밀착되면서 클러치 작용을 하게 된다.

그리고, 상기 아우터 링(16)과 슬리이브(14) 사이에는 기어 변속을 위해 슬리이브(14)가 이동될 때 상기 아우터 링(16)에 압력을 제공할 수 있도록 키리스 스프링(19)이 구비된다.

상기와 같은 종래 더블콘 방식 싱크로나이저의 작동을 설명하면, 변속 레버에 의해 작동되는 변속 포오크(13)에 의해 상기 슬리이브(14)가 이동하면 상기 키리스 스프링(19)이 이동되면서 상기 아우터 링(16)을 상기 클러치 기어(20) 방향으로 밀게 된다.

상기 아우터 링(16)이 이동되면서 콘(17)에 밀착되고, 동시에 상기 콘(17)의 내측에서 이너 링(18)이 접촉되면서 내외 방향의 마찰력에 의해 클러치 작용을 함으로써 상기 스피드 기어(15)의 회전 속도를 주축(11)의 회전 속도로 동기시키게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 더블콘 방식의 싱크로나이저는 변속시 아우터 링(16), 콘(17), 이너 링(18)이 각각 서로 접촉하여 마찰이 이루어질 때 구조상 상기 콘(17)이 아우터 링(16)과 이너 링(18)에 동시에 접촉하지 않는 경우가 발생하기 때문에 싱글콘 방식에는 없는 이중걸림감 현상이 발생되고, 이에 따라 변속 성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술은 아우터 링(16), 콘(17), 이너 링(18)이 각자 분리되어 있기 때문에 싱글콘 방식보다 시이징 현상이 일어나기 쉽고, 이러한 시이징 현상으로 인해 싱크로나이저의 수명이 단축되고 심한 경우에는 파손이 유발되며 변속 성능까지 저하되는 등 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 한 개의 콘과 링에 각각 두 개의 마찰면을 구비하여 싱글콘 방식과 더블콘 방식의 장점을 절충함으로써 이중걸림감 없이 더블콘 방식과 동일한 마찰 용량을 획득하는 동시에 시이징(Seizing) 현상이 발생할 소지가 줄어들어 변속 성능이 향상되도록 하는 수동변속기의 싱크로나이저를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 싱크로나이저는, 클러치 기어의 측면에 결합되고 외주면과 내주면에 각각 제 1마찰면과 제 2마찰면을 구비한 콘과, 상기 콘의 제 1마찰면과 제 2마찰면에 각각 대응되는 두 개의 마찰면을 구비하여 상기 콘에 밀착되거나 분리되면서 클러치 작용을 하는 동시에 회전 방향으로 서로 구속되게 결합되는 링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 콘 중 상기 링과 마주보는 면에는 양측면이 각각 제 1마찰면과 제 2마찰면을 구성하는 마찰돌기부가 형성되고, 상기 링에는 양쪽 내측면이 각각 상기 제 1마찰면과 제 2마찰면에 대응되는 마찰면을 구성하여 상기 마찰돌기부가 삽입 접촉되는 마찰홈부가 형성된다.

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

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 싱크로나이저가 도시된 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 싱크로나이저의 주요부인 링과 콘이 도시된 사시도이다.

본 발명에 따른 수동변속기의 싱크로나이저는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 클러치 기어(51)의 측면에 일체로 결합되고 외주면과 내주면에 각각 제 1마찰면(61A)과 제 2마찰면(63A)을 구비한 콘(53)과, 상기 콘(53)의 제 1마찰면(61)과 제 2마찰면(63)에 각각 대응되는 두 개의 마찰면(61B)(63B)을 구비하여 상기 콘(53)에 밀착되거나 분리되면서 클러치 작용을 하는 동시에 회전 방향으로 서로 구속되게 결합되는 링(57)을 포함하여 구성된다.

상기 콘(53) 중 상기 링(57)과 마주보는 면에는 양측면이 각각 제 1마찰면(61A)과 제 2마찰면(63A)을 구성하는 마찰돌기부(55)가 형성되고, 상기 링(57)에는 양쪽 내측면이 각각 상기 제 1마찰면(61A)과 제 2마찰면(63A)에 대응되는 마찰면(61B)(63B)을 구성하여 상기 마찰돌기부(55)가 삽입 접촉되는 마찰홈부(59)가 형성된다.

상기 마찰돌기부(55)와 마찰홈부(59)는 각각 상기 콘(53)과 링(57)의 원주면을 따라 링 형태로 형성된다.

상기 마찰돌기부(55)와 마찰홈부(59)가 형성하는 제 1마찰면(61)과 제 2마찰면(63)은 마찰돌기부(55)와 마찰홈부(59)의 마찰 접촉이 원활하게 일어나는 동시에 그 마찰력이 증가하도록 각각 테이퍼지게 형성된다.

상기 마찰돌기부(55)와 마찰홈부(59) 중 적어도 어느 한쪽에는 각 마찰면(61)(63)들의 마찰력을 증대시키기 위한 마찰보강수단이 설치된다.

상기한 마찰보강수단은 도면에 도시되어 있지는 않으나, 상기 마찰돌기부(55)와 마찰홈부(59)의 마찰면(61A)(63A)(61B)(63B)들에 각각 원주방향으로 나사를 절삭하거나, 상기 마찰면(61A)(63A)(61B)(63B)들에 별도의 마찰부재를 장착하는 등 여러 가지 방법을 이용하여 구성시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수동변속기의 싱크로나이저의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.

변속 레버에 의해 작동되는 변속 포오크(65)에 의해 슬리이브(67)가 이동하면 키리스 스프링(69)이 이동되면서 링(57)을 클러치 기어(51) 방향으로 밀게 된다.

상기 링(57)이 클러치 기어(51) 방향으로 이동되면 링(57)이 콘(53)에 밀착, 접촉되면서 상기 링(57)에 형성된 마찰돌기부(55)와 상기 콘(53)에 형성된 마찰홈부(59)가 서로 마찰 접촉되어 제 1마찰면(61)과 제 2마찰면(63), 두 개의 마찰면에서 마찰력이 발생한다.

이때, 상기 제 1마찰면(61)과 제 2마찰면(63)은 상기 마찰돌기부(55)와 마찰홈부(59)가 접촉되면서 동시에 마찰력을 발생시키므로 더블콘 방식에서 일어나기 쉬운 두 개의 마찰면이 시간차를 두고 마찰 접촉되는 현상이 방지된다.

이후, 상기 제 1마찰면(61)과 제 2마찰면(63)에서 각각 발생된 마찰력이 클러치 작용을 함으로써 상기 콘(53)이 일체로 결합되어 있는 스피드 기어(71)의 회전 속도가 주축(73)의 회전 속도로 동기된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 수동변속기의 싱크로나이저는, 한 개의 콘과 링에 각각 두 개의 마찰면을 구비하여 서로 마찰 접촉되는 구조이므로 상기한 두 개의 마찰면을 통해 마찰력을 얻는 동시에 상기 콘과 링의 마찰 접촉이 싱글콘 방식과 같이 한번에 이루어져 이중걸림감 없이 더블콘 방식과 동일한 마찰 용량을 획득할 수 있고 변속 성능이 향상되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 더블콘 방식에서의 이너 링이 삭제된 구조이므로 시이징(Seizing) 현상이 발생할 소지가 줄어들어 변속 성능이 향상되고, 부품 감소로 조립성이 유리해지는 동시에 원가 절감에도 기여하게 되는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기의 더블 콘 방식 싱크로나이저가 도시된 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 싱크로나이저의 아우터 링, 콘, 이너 링이 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 싱크로나이저가 도시된 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 싱크로나이저의 주요부인 링과 콘이 도시된 사시도이다.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 〉

51 : 클러치 기어 53 : 콘

55 : 마찰돌기부 57 : 링

59 : 마찰홈부 61 : 제 1마찰면

63 : 제 2마찰면 65 : 변속 포오크

67 : 슬리이브 69 : 키리스 스프링

71 : 스피드 기어 73 : 주축

Claims (5)

1. 클러치 기어의 측면에 결합되고 외주면과 내주면에 각각 제 1마찰면과 제 2마찰면을 구비한 콘과, 상기 콘의 제 1마찰면과 제 2마찰면에 각각 대응되는 두 개의 마찰면을 구비하여 상기 콘에 밀착되거나 분리되면서 클러치 작용을 하는 동시에 회전 방향으로 서로 구속되게 결합되는 링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 콘 중 상기 링과 마주보는 면에는 양측면이 각각 제 1마찰면과 제 2마찰면을 구성하는 마찰돌기부가 형성되고, 상기 링에는 양쪽 내측면이 각각 상기 제 1마찰면과 제 2마찰면에 대응되는 마찰면을 구성하여 상기 마찰돌기부가 삽입 접촉되는 마찰홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 마찰돌기부와 마찰홈부는 각각 상기 콘과 링의 원주면을 따라 링 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 마찰돌기부와 마찰홈부가 형성하는 제 1마찰면과 제 2마찰면은 각각 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 마찰돌기부와 마찰홈부 중 적어도 어느 한쪽에는 각 마찰면들의 마찰력을 증대시키기 위한 마찰보강수단이 설치된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 싱크로나이저.