KR20060030325A - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 클러치 기어의 콘부가 반경방향으로 복수개 구비되고, 상기 싱크로나이저 링이 상기 복수개의 콘부와 교대로 배치됨으로써, 상기 클러치 기어의 콘부와 상기 싱크로나이저 링의 마찰면 개수를 늘릴 수 있기 때문에, 동기능력이 향상되어 사용자의 변속 조작력이 저감되는 효과가 있다.

변속기, 동기장치, 싱크로나이저 링, 슬리브, 클러치 기어, 마찰면, 콘부

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

도 1은 종래 기술의 수동 변속기의 동기장치가 도시된 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 수동 변속기의 동기장치가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 주축 62: 허브

64: 슬리브 66: 스피드기어

68: 클러치 기어 69: 키

69a:스프링 70: 콘부

72: 싱크로 나이저 링 B,C,D,E: 마찰면

본 발명은 수동변속기에 관한 것으로서, 특히 클러치 기어와 싱크로 나이저 링의 마찰면을 증대시켜 동기능력이 향상된 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 종래 기술의 수동 변속기용 동기장치가 도시된 단면도이다.

종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 1에 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 회전가능하게 결합된 스피드기어(16)와, 상기 스피드기어(16)의 일측에 형성된 클러치 기어(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)에 삽입되어, 상기 슬리브(14)가 이동될 때, 상기 슬리브(14)에 밀리면서 상기 싱크로나이저 링(20)을 밀어주는 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 스프링(24)이 설치된다.

상기 싱크로나이저 링(20)은 상기 슬리브(14)가 축방향으로 이동시 상기 키(22)로부터 힘을 전달받아 상기 클러치 기어(18)에 형성된 콘부(15)에 원추클러치로 결합된다.

참조부호 "A" 는 상기 수동 변속기의 동기작용시, 상기 콘부(15)에 마찰되도록 상기 싱크로나이저 링(20)에 형성된 마찰면이다.

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

먼저, 운전자의 변속레버 조작력이 상기 슬리브(14)에 전달되어 상기 슬리브(54)가 슬라이딩되면, 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)와 엮여 슬라이딩되면서 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 클러치 기어(18)의 콘부(15)에 접촉되고 상호 마찰력에 의해 클러치작용을 함으로써, 상기 스피드기어(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 클러치 기어(18)의 외주면에 치합될때까지 이동된다.

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

여기서, 상기 싱크로나이저 링(20)의 클러치 작용은 상기 콘부(15)와의 마찰력을 이용한 것으로서, 상기 콘부(15)와 싱크로나이저 링(20)과의 마찰을 통해 동기능력을 발휘하게 된다.

따라서, 상기 콘부(15)와 싱크로나이저 링(20) 사이의 마찰력은 동기능력과 대단히 밀접한 관계를 갖게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 상기 싱크로나이저 링(20)과 상기 콘부(15)의 마찰면(A)이 하나의 지점에 형성되어 마찰용량이 떨어지기 때문에 동기능력이 떨어지는 문제점이 있다.

최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 더블콘 또는 트리플 콘과 상기 콘부에 대응되는 싱크로나이저 링을 적용하여 상기 콘부(15)와 싱크로나이저 링(20)의 마찰용량을 늘리는 추세이다.

한편, 상기와 같이 구성된 수동변속기의 동기장치는 엔진의 급격한 고마력화로 인해 클러치 사이즈가 증대됨에 따라 특히 저단기어에 필요한 마찰용량이 매우 크게 되기 때문에 동기능력의 한계가 있고, 저단 변속시 과도한 힘이 필요하게 되어 변속 조작감이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술에 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 클러치 기어의 콘부 및 싱크로나이저 링의 형상을 변경하여 마찰면을 증가시킴으로써, 마찰력에 의한 동기능력을 향상시켜 변속이 용이하고 변속감을 향상시킬 수 있는 수동변속기의 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 허브의 외주면에 슬라이딩 가능하게 치합된 슬리브와; 상기 슬리브가 슬라이딩되면 상기 슬리브와 치합되고, 일측에 콘부가 돌출된 클러치 기어와; 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰가능토록 배치되어 슬리브의 축방향 이동시 상기 클러치 기어의 콘부와 동기작용을 행하는 싱크로나이저 링을 포함하여 구성되고, 상기 클러치 기어의 콘부가 반경방향으로 복수개가 구비되고, 상기 싱크로나이저 링이 상기 복수개의 콘부와 교대로 배치된 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 수동 변속기용 동기장치가 도시된 단면도이다.

본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 주축(60)에 일체로 회전토록 스플라인 결합된 허브(62)와, 상기 허브(62)의 외주면에 상기 주축(60)을 따라 슬라이딩 가능토록 치합된 슬리브(64)와, 상기 주축(60) 에 회전 가능토록 설치된 스피드 기어(66)와, 상기 스피드 기어(60)에 고정되고 상기 슬리브(64)가 슬라이딩되면 상기 슬리브(64)와 치합되며, 일측에 콘부(70)가 돌출된 클러치 기어(68)와, 상기 슬리브(64)의 축방향 이동시 상기 클러치 기어(68)의 콘부(70)와 마찰되어 동기작용을 행하는 싱크로나이저 링(72)을 포함하여 구성된다.

특히, 상기 클러치 기어(68)의 콘부(70)는 반경방향으로 복수개가 구비되고, 상기 싱크로나이저 링(72)은 상기 복수개의 콘부(70)와 교대로 배치된다.

또한, 상기 허브(62)와 슬리브(64) 사이에는 상기 허브(62)에 삽입되어, 상기 슬리브(64)가 이동될 때, 상기 슬리브(64)에 의해 이동되어 상기 싱크로나이저 링(72)을 상기 클러치 기어를 향해 미는 키(69)가 더 포함되어 구성된다.

상기 키(69)는 상기 허브(62)에서 원주방향을 따라 형성된 3개의 키 홈에 끼워지며, 상기 허브(62)측에는 상기 키(69)를 상기 슬리브(64)에 밀착시키는 스프링(69a)이 설치된다.

상기 클러치 기어(68)의 콘부(70)는 상기 싱크로나이저 링(72)에 마찰되는 마찰면을 늘릴수 있도록 상기 클러치 기어(68)에 3개가 구비된다.

또한, 상기 클러치 기어(68)의 콘부(70)는 반경방향으로 돌출 형성된다.

상기 싱크로나이저 링(72)은 내/외측면이 상기 클러치 기어(68)의 콘부(70)와 마찰될 수 있도록 상기 클러치 기어(68)의 콘부(70) 사이에 배치된다.

또한, 상기 싱크로나이저 링(72)은 상기 클러치 기어(68)의 콘부(70)에 대응될 수 있도록 2개가 구비된다.

한편, 상기 클러치 기어(68)의 콘부(70)와 상기 싱크로나이저 링(72)은 서로 마찰되는 면이 축방향에 대하여 경사지게 형성된다.

따라서, 상기 복수개의 콘부(70)와 상기 싱크로나이저 링(72)은 동기 작용시 마찰되는 마찰면(B,C,D,E)이 4개 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수동변속기 동기장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 슬리브(54)가 슬라이딩되면, 상기 슬리브(64)는 상기 허브(62)의 외측에서 슬라이딩되면서 축방향으로 이동된다.

이때, 상기 키(69)는 상기 슬리브(64)와 엮여 슬라이딩되면서 상기 싱크로나이저 링(60)을 향해 이동되어 상기 싱크로나이저 링(60)에 축방향 작용력을 부여한다.

상기 싱크로나이저 링(72)이 상기 키(69)로부터 축방향 작용력을 받게 되면, 상기 싱크로나이저 링(72)은 상기 복수개의 콘부(70)와 마찰되어 동기작용을 실시하게 된다.

여기서, 상기 싱크로나이저 링(72)은 상기 복수개의 콘부(70)와 4개의 마찰면(B,C,D,E)에서 마찰된다.

이때, 상기 싱크로나이저 링(72)과 상기 클러치 기어(68)는 4개의 마찰면을 통해 동기작용이 실시되므로 동기용량이 커지게 되어 신속하게 동기된다.

이후, 상기 슬리브(64)는 상기 클러치 기어(68)에 치합될 때까지 계속 이동 하게 되고 상기 슬리브(64)가 상기 클러치 기어(68)에 완전히 치합되면, 상기 허브(62)와 상기 스피드 기어(66)가 기계적으로 연결되어 상기 스피드 기어(66)는 상기 주축(60)과 일체로 회전하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 클러치 기어의 콘부가 반경방향으로 복수개 구비되고, 상기 싱크로나이저 링이 상기 복수개의 콘부와 교대로 배치됨으로써, 상기 클러치 기어의 콘부와 상기 싱크로나이저 링의 마찰면 개수를 늘릴 수 있기 때문에, 동기능력이 향상되어 사용자의 변속 조작력이 저감되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 허브의 외주면에 슬라이딩 가능하게 치합된 슬리브와; 상기 슬리브가 슬라이딩되면 상기 슬리브와 치합되고, 일측에 콘부가 돌출된 클러치 기어와; 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰가능토록 배치되어 슬리브의 축방향 이동시 상기 클러치 기어의 콘부와 동기작용을 행하는 싱크로나이저 링을 포함하여 구성된 수동변속기의 동기장치에 있어서,

   상기 클러치 기어의 콘부는 반경방향으로 복수개가 구비되고, 상기 싱크로나이저 링은 상기 복수개의 콘부와 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 클러치 기어의 콘부는 상기 클러치 기어에 3개가 구비된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 싱크로나이저 링은 내/외측면이 각각 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰될 수 있도록 클러치 기어의 콘부 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 클러치 기어의 콘부와 상기 싱크로나이저 링은 서로 마찰되는 면이 축방향에 대하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.

Images