KR20050106227A - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 싱크로나이저 링과 클러치기어가 접촉되는 면에 볼과 탄성부재로 이루어진 소착방지수단이 복수개가 구비됨으로써, 상기 싱크로나이저 링이 상기 클러치기어에 밀착될 때 상기 복수개의 소착방지수단이 상기 싱크로나이저 링을 균일하게 지지하기 때문에 상기 싱크로나이저 링의 편심이 방지되어 상기 싱크로나이저 링의 내주면이 마모되는 것이 방지되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 상기 싱크로나이저 링이 상기 클러치기어로부터 분리될 때 상기 싱크로나이저 링을 향해 탄성력을 부여함으로써 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어의 분리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 특히 싱크로나이저링과 클러치기어의 접촉면에 볼과 탄성부재로 이루어진 소착방지수단이 복수개가 구비됨으로써, 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어의 소착을 방지하고 분리가 용이하게 하며, 상기 싱크로나이저 링의 편심을 방지할 수 있는 수동변속기의 동기장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기의 동기장치는 변속레버의 조작력을 컨트롤 샤프트 등의 변속 조작기구를 통해 전달받아 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림시에 상기 두 기어의 회전속도를 동기시킨 후 기어가 서로 치합되도록 함으로써 변속 충격을 방지하는 역할을 하는 장치이다.

도 1은 종래기술에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 동기장치의 분해사시도이다.

종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주축(10)에 스플라인 결합되고 외주면상에 기어가 형성된 허브(12)와, 상기 허브(12)의 외주면에서 축방향으로 이동가능하도록 결합된 슬리브(14)와, 상기 주축(10)에 베어링으로 결합되어 회전되는 스피드기어(16)와, 상기 스피드기어(16)의 일측에 형성된 클러치기어(18)와, 상기 스피드기어(16)와 허브(12)사이에 위치되어 상기 슬리브(14)의 이동시 동기작용을 하는 싱크로나이저 링(20)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 허브(12)와 슬리브(14) 사이에는 상기 허브(12)와 슬리브(14)를 상호고정시키도록 키(22)가 더 포함되어 구성된다.

상기 키(22)는 잔등부분에 돌기가 있으며 상기 허브(12)에서 원주방향을 따라 형성된 3개의 키 홈에 끼워지며, 상기 허브(12)측에는 상기 키(22)를 상기 슬리브(14)에 밀착시키는 키스프링(24)이 설치된다.

상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 슬리브(14)가 축방향으로 이동시 상기 키(22)로부터 힘을 전달받아 상기 클러치기어(18)에 형성된 콘부에 원추클러치로 결합된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 운전자의 변속레버 조작력이 시프트포크를 통해 상기 슬리브(14)에 전달되면, 상기 슬리브(14)는 상기 허브(12)의 외측에서 슬라이딩되면서 축방향으로 이동된다.

상기 슬리브(14)가 축방향으로 이동시, 상기 키(22)가 상기 슬리브(14)에 의해 이동되고, 상기 키(22)의 단부가 상기 싱크로나이저 링(20)에 압력을 가하게 된다.

상기 키(22)에 의해 상기 싱크로나이저 링(20)이 압력을 받게 되면, 상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 스피드기어(16)의 클러치기어(18)의 콘부에 접촉되고 상호 마찰력에 의해 클러치작용을 함으로써, 상기 스피드 기어(16)의 회전속도를 주축(10)의 회전속도로 동기시키게 된다.

그리고, 상기 슬리브(14)는 상기 싱크로나이저 링(20)의 외주면과 치합되면, 상기 싱크로나이저 링(20)을 통과하여 상기 클러치기어(18)의 외주면에 치합될때까지 이동된다.

상기 슬리브(14)가 상기 클러치기어(18)에 완전히 치합되면, 상기 허브(12)와 상기 스피드기어(16)가 기계적으로 연결되므로 상기 스피드기어(16)는 상기 주축과 동일한 속도로 회전하게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 상기 싱크로나이저 (20)링이 상기 클러치기어(18)에 접촉될 때 상기 싱크로나이저 링(20)의 편심으로 인해 상기 싱크로나이저 링(20)의 내주면이 마모되는 문제점이 있다.

또한, 상기 싱크로나이저 링(20)과 클러치기어(18)의 접촉면에 높은 면압과 마찰력이 발생되고, 이러한 면압과 마찰력에 의해 발생된 열로 인하여 상기 싱크로나이저 링(20)과 클러치기어(18)의 접촉면이 소착(Seizing)되어 쉽게 분리되지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 싱크로나이저 링의 편심을 방지할 수 있고, 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어의 소착이 방지되며, 상기 싱크로나이저 링이 상기 클러치기어로부터 원활하게 분리될 수 있는 수동변속기의 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 허브의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동하는 슬리브와, 상기 슬리브에 치합되는 클러치기어가 일체로 형성된 스피드기어와, 상기 슬리브의 이동시 상기 클러치기어에 밀착되는 싱크로나이저 링과, 상기 싱크로나이저 링과 클러치 기어 중에서 적어도 어느 하나에 구비되어, 상기 슬리브가 중립위치로 복귀될 때 상기 클러치기어로부터 상기 싱크로나이저링이 분리되도록 탄성력을 제공하는 소착방지수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 동기장치의 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 A방향에서 본 싱크로나이저 링의 사시도이다.

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 주축(60)에 스플라인 결합된 허브(62)와, 상기 허브(62)의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동하는 슬리브(64)와, 상기 주축(60)에 베어링으로 결합된 스피드 기어(66)와, 상기 스피드기어(66)에 일체로 형성되고 상기 슬리브(64)에 치합되는 클러치기어(68)와, 상기 허브(62)와 슬리브(64) 사이에 위치된 싱크로나이저 링(70)과, 상기 싱크로나이저 링(70)과 클러치 기어(68) 중에서 적어도 어느 하나에 구비되어 상기 슬리브(64)가 중립위치로 복귀될 때 상기 클러치기어(68)로부터 상기 싱크로나이저 링(70)이 분리되도록 탄성력을 제공하는 소착방지수단(80)을 포함하여 구성된다.

상기 허브(62)와 슬리브(64)의 내주면 사이에는 상기 허브(62)와 슬리브(64)를 상호 고정시키는 키(72)가 삽입된다.

상기 키(72)는 상기 허브(62)와 슬리브(64)에서 원주방향을 따라 각각 형성된 3개의 키 홈에 끼워지며, 상기 허브(62)측에는 상기 키(72)를 상기 슬리브(64)에 밀착시키도록 키스프링(74)이 설치된다.

그리고, 상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 슬리브(64)가 축방향으로 이동시 상기 키(72)로부터 힘을 전달받아 상기 클러치기어(68)에 밀착되도록 형성된다.

한편, 상기 소착방지수단(80)은 상기 싱크로나이저 링(70)과 클러치기어(68)가 접촉되는 면에 형성되되, 상기 싱크로나이저 링(70)이 상기 클러치기어(68)에 밀착될 때 상기 싱크로나이저 링(70)이 평형을 유지할 수 있도록 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 복수개가 구비된다.

즉, 상기 소착방지수단(80)은 상기 클러치기어(68)에서 원주방향을 따라 90도 간격으로 이격되게 네 개가 구비된다.

상기 소착방지수단(80)은 상기 클러치기어(68)에 형성된 홈(82)과, 상기 홈(82)에 삽입된 탄성부재(84)와, 상기 탄성부재(84)에 연결된 볼(86)로 이루어진다.

상기 볼(86)은 상기 싱크로나이저 링(70)에 구름접촉이 용이하도록 볼케이스(88)에 의해 지지되고, 상기 볼케이스(88)는 상기 탄성부재(84)에 결합된다.

상기 탄성부재(84)는 상기 싱크로나이저 링(70)을 향해 탄성력을 부여하도록 형성된 스프링이다.

또한, 상기 볼(86)은 상기 싱크로나이저 링(70)과 클러치기어(68)가 밀착되기 전에 상기 클러치기어(68)의 표면에서 상기 싱크로나이저 링을 향해 소정거리 돌출되도록 구비된다.

한편, 상기 싱크로나이저 링(70)에는 상기 싱크로나이저 링(70)이 상기 클러치기어(68)에 밀착될 때 상기 볼(86)이 삽입될 수 있도록 그루브(90)가 형성된다.

상기 그루브(90)는 상기 싱크로나이저 링(70)에서 상기 클러치기어(68)와 접촉되는 면에 형성되는 바, 상기 싱크로나이저 링(70)의 회전이 구속되지 않도록 원주방향을 따라 형성된다.

또한, 상기 그루브(90)는 상기 볼(86)의 직경과 같거나 크게 형성되어, 상기 싱크로나이저 링(70)과 클러치 기어(68)가 견고하게 밀착될 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 운전자의 변속레버 조작력이 시프트포크(미도시)를 통해 상기 슬리브(64)에 전달되면, 상기 슬리브(64)는 상기 허브(62)의 외측에서 슬라이딩되면서 축방향으로 이동된다.

상기 슬리브(64)가 전진하게 되면, 상기 슬리브(64)에 밀착된 상기 키(72)가 이동되고, 상기 키(72)의 단부는 상기 싱크로나이저 링(70)에 압력을 가하게 된다.

상기 키(72)에 의해 상기 싱크로나이저 링(70)이 압력을 받게 되면, 상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 클러치기어(68)의 콘부에 밀착되고 상호 마찰력에 의해 원추클러치 결합되어 동기시키게 된다.

이때, 상기 싱크로나이저 링(70)이 상기 클러치기어(68)에 밀착되면, 상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 클러치기어(68)의 표면에서 돌출된 상기 볼(86)을 누르게 되고 상기 탄성부재(84)는 압축된다.

여기서, 상기 볼(86)은 상기 클러치기어(68)에서 원주방향을 따라 복수개가 구비되기 때문에, 상기 싱크로나이저 링(70)이 편심되지 않고 평형을 유지하면서 상기 클러치기어(68)에 접촉될 수 있도록 상기 싱크로나이저 링(70)을 지지하게 된다.

또한, 상기 싱크로나이저 링(70)과 클러치기어(68)가 상기 볼(86)에 의해 구름접촉됨으로써 상기 싱크로나이저 링(70)과 클러치기어(68)가 마찰열로 인해 압착되는 것이 방지된다.

그리고, 상기 슬리브(64)는 계속 전진하여 상기 클러치기어(68)의 외주면에 치합되고, 상기 슬리브(64)가 상기 클러치기어(68)에 완전히 치합되면, 상기 허브(62)와 상기 스피드기어(66)가 기계적으로 연결되므로 상기 스피드기어(66)는 상기 주축(60)과 동일한 속도로 회전하게 된다.

이후, 운전자가 변속레버를 조작하여 상기 슬리브(64)를 중립위치로 복귀시키게 되면, 상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 키(72)로부터 더 이상의 압력을 받지 않게 된다.

상기 싱크로나이저 링(70)은 상기 클러치기어(68)로부터 이격되는 바, 상기 싱크로나이저 링(70)이 누르는 힘에 의해 압축되었던 상기 탄성부재(84)는 복원되면서 상기 싱크로나이저 링(70)을 밀어내는 방향으로 탄성력을 제공하게 된다.

따라서, 상기 탄성부재(84)의 탄성력에 의해 상기 볼(86)이 상기 클러치기어(68)로부터 상기 싱크로나이저 링(70)을 밀어냄으로써 상기 싱크로나이저 링(70)과 상기 클러치기어(68)의 분리가 용이해진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 싱크로나이저 링과 클러치기어가 접촉되는 면에 볼과 탄성부재로 이루어진 소착방지수단이 복수개가 구비됨으로써, 상기 싱크로나이저 링이 상기 클러치기어에 밀착될 때 상기 복수개의 소착방지수단이 상기 싱크로나이저 링을 균일하게 지지하기 때문에 상기 싱크로나이저 링의 편심이 방지되어 상기 싱크로나이저 링의 내주면이 마모되는 것이 방지되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 상기 싱크로나이저 링이 상기 클러치기어로부터 분리될 때 상기 싱크로나이저 링을 향해 탄성력을 부여함으로써 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어의 분리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 수동변속기의 동기장치의 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 동기장치의 분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치의 단면도,

도 4는 도 3에 도시된 동기장치의 분해사시도,

도 5는 도 4의 A방향에서 본 싱크로나이저 링의 사시도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 주축 62: 허브

64: 슬리브 66: 스피드 기어

68: 클러치 기어 70: 싱크로나이저 링

72: 키 74: 키 스프링

80: 소착방지수단 82: 홈

84: 탄성부재 86: 볼

88: 볼 케이스 90: 그루브

Claims (5)

1. 허브의 외주면에 결합되어 축방향으로 이동하는 슬리브와;

   상기 슬리브에 치합되는 클러치기어가 일체로 형성된 스피드기어와;

   상기 슬리브의 이동시 상기 클러치기어에 밀착되는 싱크로나이저 링과;

   상기 싱크로나이저 링과 클러치 기어 중에서 적어도 어느 하나에 구비되어, 상기 슬리브가 중립위치로 복귀될 때 상기 클러치기어로부터 상기 싱크로나이저링이 분리되도록 탄성력을 제공하는 소착방지수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소착방지수단은 상기 싱크로나이저 링과 클러치기어가 접촉되는 면에서 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 복수개가 구비된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 소착방지수단은 상기 클러치기어에 형성된 홈과, 상기 홈에 삽입된 탄성부재와, 상기 탄성부재에 연결된 볼을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 링에는 상기 싱크로나이저 링이 상기 클러치기어에 밀착될 때 상기 볼이 삽입되도록 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 그루브는 상기 싱크로나이저 링과 상기 클러치기어가 접촉되는 면에서 원주방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.