KR20070016977A

KR20070016977A - 변속기용 동기 장치

Info

Publication number: KR20070016977A
Application number: KR1020060072573A
Authority: KR
Inventors: 가즈요시 히라이와
Original assignee: 교와고우낑가부시키가이샤
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-02-08
Also published as: CN1908454A; EP1750025A3; EP1750025B1; EP1750025A2; US7753185B2; US20070029155A1; ATE492738T1; JP2007040491A; CN1908454B; JP4609796B2; KR101258705B1; DE602006019027D1

Abstract

본 발명은 자기 서보 작용에 의한 동기(同期) 성능을 향상시킨 변속기용 동기 장치에 있어서, 동기 작용을 하고 있지 않은 상태에 있어서의 동기링과 변속 기어 사이의 드래그 마찰이 증대하는 것을 간단한 구조로써 회피하는 것을 목적으로 한다.

허브(20)의 절결부(20f)의 축방향 단부(端部) 네 모서리에 회전 방향의 힘을 축방향의 힘으로 전환 가능한 사면(斜面)(20h, 20i, 20j, 20k)을 형성하고, 이 절결부(20f)와 슬리브(24)의 내측 둘레에 형성한 오목부(24g)에 삽입되며, 네 모서리에 사면(28c, 28d)을 형성한 스러스트 편(片,piece)(28)을 설치하고, 동기링(16)으로부터 토크를 받은 스러스트 편(28)이, 허브(20)와 스러스트 편(28)의 사면 사이에서 토크를 축방향의 스러스트로 변환하여 동기링(16)을 가압하여, 슬리브(24)가 중립 위치에 있어서는 허브(20)와 스러스트 편(28)의 사면 사이가 접촉하지 않도록 하였다.

Description

변속기용 동기 장치{SYNCHRONIZER DEVICE FOR TRANSMISSION}

도 1은 3속, 4속용 동기 장치에 있어서의 주요부의 단면도,(실시예 1)

도 2는 도 1로부터 3속, 4속 기어, 동기링을 제거하여 3속 기어측에서 본 외관도,

도 3은 도 1의 부분 확대도,

도 4는 허브의 정면 외관도,

도 5는 도 4의 상측에서 본 확대 전개 외관도,

도 6은 슬리브의 정면 외관도,

도 7은 도 6의 B에서 본 확대 전개 외관도,

도 8은 동기링의 단면도,

도 9는 도 8의 좌측에서 본 외관도,

도 10은 도 8의 상측에서 본 확대 전개 외관도,

도 11은 스러스트 편의 확대 측면 외관도,

도 12는 도 11을 좌측에서 본 외관도,

도 13은 도 11의 상측에서 본 확대 전개 외관도,

도 14는 작동을 설명하는 도면,

도 15는 작동을 설명하는 도면,

도 16은 작동을 설명하는 도면,

도 17은 작동을 설명하는 도면,

도 18은 변속 조작을 종료한 상태의 주요부 확대 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 입력축 12: 3속 기어

14: 4속 기어 16: 동기링

18: 스프링 20: 허브

22: 부시 24: 슬리브

26: 베어링 28: 스러스트 편

본 발명은, 차량용 변속기의 변속 조작(기어 전환) 시에, 슬리브로부터 동기링으로의 가압력을, 동기링에서 발생하는 마찰 토크에 의해 증대시킴으로써, 동기 능력을 높이는 것이 가능한 변속기용 동기 장치에 관한 것이다.

종래, 이 종류의 변속기용 동기 장치로서는, 허브와 동기링 사이에서 사면에 의한 접점을 형성하여, 동기링에서 발생하는 마찰 토크의 일부를 허브에 전달하는 과정에서 생기는 스러스트를 동기링의 가압 하중의 일부에 이용하는 작용, 즉 자기 서보 작용에 의해 동기 능력을 높이는 작용을 얻도록 한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

상기한, 종래의 허브와 동기링 사이에서 사면에 의한 접점을 형성하여 스러스트를 발생시키는 방식(특허문헌 1의 도 3)에 있어서는, 동기 작용을 행하고 있지 않은 상태, 예를 들면 슬리브가 중립 위치에 있는 경우와 같은 해당 동기링 이외의 포지션에서 주행중인 경우 등에 있어서도, 동기링에 발생하는 드래그 마찰 토크에 의한 스러스트가 발생하게 되어, 동기링과 상대 변속 기어 사이에서 드래그 마찰이 증대한다고 하는 과제가 있었다.

즉, 상기 종래의 동기 장치에 있어서는, 슬리브가 중립 위치에 있는 경우, 허브와 동기링 사이에서 양자의 사면 사이는 항상 접촉 가능하게 되어 있기 때문에, 설령 드래그 마찰과 같은 작은 토그라 하더라도, 이것이 양 사면 사이에 작용하여 축방향의 스러스트로 변환되고, 그 스러스트가 동기링을 상대 기어에 가압함으로써, 드래그를 조장하였다.

이에 따라, 드래그 마찰이 증대하여 연료 소비를 악화시키고, 변속기의 유온(油溫)을 상승시킨다는 문제를 일으킨다.

이 때문에, 동기링을 상시 기어와는 반대측으로 끌어당기는(예를 들면, 특허문헌 2 참조) 등의 대책이 필요하며, 부품 점수가 증가하여 조립 작업도 복잡하게 되는 결과로, 제조 비용이 높아진다는 문제가 있다.

[특허문헌 1] 미국 특허 제2,410,511호

[특허문헌 2] EP 제0 743 466 A1호

해결하고자 하는 문제점은, 동기 작용을 하고 있지 않는 상태에서 동기링과 변속 기어 사이의 드래그 마찰이 증대하는 점이다.

본 발명의 목적은, 간단한 구조로 자기 서보 작용을 확보하면서, 슬리브가 중립 위치에 있도록 하는, 동기 작용을 행하고 있지 않은 경우에 있어서 동기링과 변속 기어 사이의 드래그 마찰의 증대를 초래하지 않는 동기 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 변속기용 동기 장치는, 동기링에 발생하는 마찰 토크의 일부를, 대략 H자 형상의 스러스트 편을 개재하여 허브의 사면에 작용시킴으로써 자기 서보 작용을 확보하면서, 슬리브가 중립 위치에 있는 경우에는 스러스트 편과 허브의 사면끼리 접촉하지 않도록 구성한 것을 가장 주요한 특징으로 한다.

즉, 본 발명은, 동력을 전달하는 축과, 이 축에 고정한 보스부로부터 직경 방향 외측으로 연장시킨 플랜지부의 외측 둘레에 복수의 절결부와 스플라인을 형성함과 동시에, 절결부의 축방향 단부 네 모서리에 회전 방향의 힘을 축방향의 힘으로 전환 가능한 사면을 각각 형성한 허브와, 내측 둘레에 스플라인과 이 스플라인의 일부의 내측에 사면을 갖는 오목부를 각각 형성하고, 허브의 스플라인에 축방향 미끄럼 이동 가능하게 지지한 슬리브와, 이 슬리브가 끼워맞춤 가능한 스플라인 및 마찰면을 허브측에 일체적으로 설치하고, 허브의 축방향 양측에 각각 배치한 변속 기어와, 이 변속 기어의 마찰면에 압접(壓接) 가능한 마찰면을 형성함과 동시에, 외측 둘레에 외측 둘레에 챔퍼를 갖는 스플라인과 돌기를 형성하고, 각 변속 기어에 각각 대응하여 허브의 축방향 양측에서 이 허브와 각 변속 기어 사이에 배치한 동기링과, 슬리브의 오목부에 삽입하고, 허브의 절결부 내를 축방향 이동 가능하게 한 스러스트 편을 구비하고, 이 스러스트 편은, 외측 둘레면에 슬리브의 사면과 걸어맞춤 되어 축방향으로 가압되는 사면을 가짐과 동시에, 동기링의 돌기와 회전 방향에 걸어맞춤 되어, 이 돌기를 축방향으로 가압 가능하며, 또한 직경 방향 외측에서 본 네 모서리에 돌기부를 형성하고, 이 돌기부에 상기 허브의 사면에 대응시킨 사면을 형성하였다.

[발명의 실시 형태]

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 변속기용 동기 장치를, 각 실시예에 의거하여 도면과 더불어 설명한다.

(실시예 1)

도 1은, 본 발명의 1실시예에 따른 변속기용 동기 장치의 주요부의 단면도로서, 도 2에 있어서의 A-O-A선을 따라 절단한 단면이다. 도 2는, 도 1에 있어서의 입력축(10)과 3속 기어(12)와 4속 기어(14) 및 양측의 동기링(16)과 스프링(18)을 제거하여 도 1에서 우측(3속 기어(12)측)에서 본 외관도이다. 또, 도 3은 도 1의 상측의 주요부를 확대하여, 상세 부호를 기입한 것이다.

입력축(10)은, 도시하지 않은 클러치를 개재하여 엔진과 연결 가능하도록 되어 있다.

입력축(10)에는 허브(20)가, 이들에 형성된 스플라인(10a, 20a)끼리 회전 방향으로 일체로 결합되어 있으며, 또 동 도면 중, 좌측으로부터 부시(22)가 입력축(10)에 압입(壓入)되어 있다. 따라서, 허브(20)는 입력축(10)에, 입력축(10)의 대 (大)직경부와 부시(22)에 끼워진 상태로 축방향으로 고정되어 있다.

허브(20)는, 보스부(20b)와, 이로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(20c)와, 이 플랜지부(20c)의 외측 둘레에 설치한 고리 형상부(20d)를 갖는다. 허브(20)의 외측 둘레측에는, 슬리브(24)를 배치하여, 이들에 형성된 스플라인(20e, 24a)끼리 축방향으로 상대 이동 가능하게 걸어맞춤되어 있다.

그리고, 입력축(10)에는, 베어링(26a)을 개재하여 3속 기어(12)가, 또 부시(22)의 외측에는 베어링(26b)을 개재하여 4속 기어(14)가, 각각 허브(20)를 끼우도록 배치되어, 회전 가능하게 지지되어 있다.

또한, 3속 기어(12) 및 4속 기어(14)는 본 발명의 변속 기어를 구성하고, 각각 도시하지 않은 출력축 측의 상대 기어와 맞물려 있으며, 그들을 통하여 차량의 차륜과 연결되어 있다.

3속 기어(12) 및 4속 기어(14)의 허브(20)측에는, 슬리브(24)의 스플라인(24a)과 맞물리는 스플라인(12a 및 14a)과, 원추형의 마찰면(12b, 14b)이 형성되어 있다.

슬리브(24)에는 이 외측 둘레에 포크홈(24b)이 형성되고, 여기에 도시하지 않은 시프트 포크가 미끄럼 이동 가능하게 끼워맞춤 되어, 도시하지 않은 시프트 바로부터 수동 또는 액추에이터의 출력에 의해, 이에 연동(連動)하는 시프트 포크를 개재하여 슬리브(24)를 축방향으로 이동 가능하게 하고 있다.

슬리브(24)는, 도 1의 상태와 같이 허브(20)의 스플라인(20e)에만 맞물려 스플라인(12a, 14a)과는 맞물리지 않는 중립 위치, 도 1의 상태로부터 우측으로 소정 량 이동하였을 때는, 슬리브(24)의 좌측 부분이 허브(20)의 스플라인(20e)에 맞물린 상태로 우측 부분이 3속 기어(12)의 스플라인(12a)에 맞물리는 3속 위치, 도 1의 상태로부터 좌측으로 소정량 이동하였을 때는, 슬리브(24)의 우측 부분이 허브(20)의 스플라인(20e)에 맞물린 상태로 좌측 부분이 4속 기어(14)의 스플라인(14a)에 맞물리는 4속 위치가 되도록, 슬리브(24)의 길이 및 위치 관계가 설정되어 있다.

3속 기어(12) 및 4속 기어(14)와 허브(20) 사이에는, 서로 동일한 형상의 동기링(16)이 각각 역방향으로 배치되어 있다.

이들 동기링(16)에는, 마찰면(12b, 14b)에 대응한 마찰면(16a)이 각각 형성되어 있으며, 후술하는 바와 같이 마찰면(12b 및 16a)들과, 마찰면(14b 및 16a)들이, 압접되었을 때 각각 동기 작용을 행한다.

허브(20)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 플랜지부(20c)로부터 고리 형상부(20d)에 걸쳐, 둘레 상에 절결부(20f)가 3개소 형성되어 있으며, 이 절결부(20f) 속에는, 도 1∼3에 도시한 바와 같이, 동기링(16, 16)들과 허브(20) 및 슬리브(24) 사이에, 3개의 스러스트 편(28)이 각각 배치되어 있다.

또, 도 3에 도시한 바와 같이, 스러스트 편(28)의 직경 방향 내측에는, 허브(20)의 양측에 각각 스프링(18)이 배치되어 있으며, 이들의 장력으로 스러스트 편(28)을 직경 방향 외측으로 밀어 확장하도록 되어 있다.

이상과 같이 각 구성 부품이 배치되어 있지만, 이들의 형상과 각 구성 부품 사이의 관계를 상술한다.

허브(20)는 도 4, 도 5에 도시되어 있으며, 도 4가 도 2에 대응한 허브(20)의 외관도이고, 도 5는 도 4의 상측으로부터 전개(展開) 형상으로 본 허브(20)의 부분 확대 외관도이다.

이들 도면에서 알 수 있듯이, 절결부(20f)의 축방향 양단(兩端) 4개소 사면(20h, 20i, 20j, 20k)이 형성되어 있다.

이들 사면(20h, 20i, 20j, 20k)은, 후술하는 바와 같이 스러스트 편(28)이 접촉하여 여기에 회전 방향의 힘이 작용하면, 이것을 축방향의 힘으로 방향 변환하여 스러스트 편(28)을 축방향으로 가압하도록 하는 형상으로 형성되어 있다.

허브(20)에는 축방향의 구멍(20l)이 형성되어, 후술하는 스프링의 단부를 삽입하여 걸도록 되어 있다.

슬리브(24)는 도 6, 도 7에 도시되어 있으며, 도 6은 도 2에 대응한 슬리브(24)의 정면 외관도이고, 도 7은 도 6에 있어서의 화살 표시 B를 전개 형상으로 본 부분 확대 외관도이다.

도 3과 더불어 설명하면, 각 스플라인(24a)의 축방향 양단에는 챔퍼(24c, 24d)가 형성되어 있으며, 3개소 각 3장의 스플라인(24a)의 내측에는 사면(24e, 24f)을 갖는 오목부(24g)가 형성됨과 동시에, 축방향 중앙부에 둘레 방향의 홈(24h)이 형성되어 있다.

또한, 홈(24h)은 둘레 상 적어도 3개소의 스플라인에 형성되어 있으면 되지만, 전체 둘레에 형성되어 있어도 된다.

이들 오목부(24g) 및 홈(24h)에는 후술하는 스러스트 편(28)이 걸어맞춤 된 다.

동기링(16)은 도 8, 도 9, 도 10에 도시되어 있으며, 도 8은 도 1에 대응한 단면도이고, 도 9는 도 8을 좌측에서 본 외관도이다.

또, 도 10은 도 9를 상측에서 전개 형상으로 본 부분 확대 외관도로서, 90° 회전시켜 그려져 있다.

전술한 바와 같이 동기링(16)의 내측은 원추형의 마찰면(16a)으로 되어 있으며, 3속 기어(12) 및 4속 기어(14)의 마찰면(12b, 14b)에 대면하도록 되어 있다.

동기링(16)의 외측 둘레에는 슬리브(24)에 대응한 스플라인(16b)을 갖고, 허브(20)측 단부에 챔퍼면(16c, 16d)이 형성되어 있다.

또, 허브(20)측의 외측 둘레 3개소에 돌기(16e)가 설치되어 있으며, 이 돌기(16e)는 후술하는 스러스트 편(28)이 걸어맞춤 된다.

스러스트 편(28)은 도 11, 도 12, 도 13에 모두 확대 표시되어 있다.

도 11은 도 1, 도 3에 대응한 스러스트 편(28)의 외관도이고, 도 12는 도 11을 좌측에서 본 외관도이며, 도 13은 도 11의 상측에서 본 외관을 전개 형상으로 도시되어 있다.

스러스트 편(28)은 도 13에 도시한 바와 같이, 허브(20)의 직경 방향 외측으로부터 중심을 향하여 볼 때 대략 H자 형상을 하고 있으며, 대칭 2개소의 오목부(28a, 28a)를 가짐과 동시에, 네 모서리에는 사면(28b, 28c)을 갖는 돌기부(28d, 28e)가 외측 둘레 중앙의 돌기(28k)에 대해 대칭이 되는 위치에 형성되어 있다.

양측의 사면(28b, 28c)은 허브(20)의 사면(20h, 20i, 20j, 20k)에 대응하고 있지만, 엄밀하게는 약간 원호 형상으로 되어 있으며 모서리는 둥그렇게 되어 있다.

또, 오목부(28a)는 각각 바닥면(28f), 측면(28g, 28h)을 갖고 있으며, 이들도 둥그렇게 되어 있다.

스러스트 편(28)은 도 11에서 알 수 있듯이, 외측 둘레에는 사면(28i, 28j)이 형성되어 있으며, 이 사면은 슬리브(24)의 사면(24e, 24f)에 대응되어 있다.

또, 외측 둘레 중앙에 돌기(28k)가 형성되고, 슬리브(24)의 홈(24h)에 걸어맞춤 된다.

또한, 내측 둘레에는 양측에 사면을 갖는 홈(28l)이 2개소 있으며, 이 홈(28l)에는 도 3에 보는 바와 같이 스프링(18)이 걸어맞춤 되어 스러스트 편(28)을 상기 직경 방향 외측으로 밀어 확장시키고 있다.

스러스트 편(28)은, 도 12에 도시한 바와 같이 정면에서 본 전체 형상은 원호 형상으로 되어 있으며, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 3개의 스러스트 편(28)이 슬리브(24)의 오목부(24g) 및 홈(24h)에 걸어맞춤 되어 있다.

또, 스러스트 편(28)은, 도 14에 도시한 바와 같이 허브(20)의 절결부(20f)에 걸어맞춤 되어 있음과 동시에, 오목부(28a)에는 2개의 동기링(16)의 돌기(16e)가 각각 걸어맞춤 되어 있다.

또한, 도 14는, 도 3에 있어서의 C-C부의 둘레 방향 전개 단면 및 외관을 우측으로 90° 회전시켜 그린 부분 확대도이다. 여기서는, 알기 쉽도록 하기 위해, 음(陰)이 되는 선도 실선으로 기입하고 있으며, 스플라인(24a)은 세선(細線)으로 도시되어 있다.

스프링(18)의 형상에 대해 상세한 도시는 생략하지만, 도 2에 보는 바와 같이 일부가 빠진 링 형상으로 되어 있으며, 일단(一端)은 축방향으로 절곡되어 있으며, 이 절곡부가 허브(20)의 구멍(20l)에 삽입되어 있어, 허브(20)에 대한 회전 방향의 움직임이 규제된다.

다음에, 도 1에 도시한 동기 장치의 작동을 설명한다.

작동은, 도 3 및 도 14 이후에 도시된 전개도를 토대로 설명한다.

도 3 및 도 14는 슬리브(24)가 중립 위치에 있는 상태를 도시한 것으로, 이 상태에서는 스러스트 편(28)이 2개의 스프링(18)에 의해 외측으로 밀려 확장되어 슬리브(24)의 오목부(24g)에 걸어맞춤 됨과 동시에, 돌기(28o)가 슬리브(24)의 홈(24h)에 걸어맞춤 되어 있다.

여기서, 슬리브(24)가 3속 기어(12)측으로 이동하는 경우에 대해 설명한다.

도 15는, 슬리브(24)와 이것에 걸어맞춤 된 스러스트 편(28)이 함께 3속 기어(12)측으로 이동하여, 스러스트 편(28)의 바닥면(28f)이 동기링(16)의 돌기(16e)를 누르고 있는 상태이다.

이 때, 슬리브(24)의 사면(24f)이 스러스트 편(28)의 사면(28j)을 축방향으로 누르지만, 이 힘은 스러스트 편(28)이 스프링(18)에 의해 외측으로 밀려 확장되는 힘에 따르고 있다.(도 3도 참조).

스러스트 편(28)에 3속 기어(12)측으로 가압된 동기링(16)은, 그 마찰면(16a)이 3속 기어(12)의 마찰면(12b)에 접촉한다.(도 3을 참조).

이 때, 허브(20)측과 3속 기어(12) 사이에 회전수 차가 있으면 마찰면(16a, 12b) 사이에서 마찰이 발생하고, 이 마찰에 의해 동기링(16)은 드래그되어 일방향으로 회전한다.

도 15는, 동기링(16)이 드래그되어 회전한 결과, 돌기(16e)가 스러스트 편(28)의 측면(28g)에 접촉하여 이를 둘레 방향으로 밀어, 이 결과 스러스트 편(28)이 4속 기어(14)측의 돌기부(28d, 28e)를 지점으로 요동(搖動)하여, 사면(28b)이 허브(20)의 사면(20i)에 접촉한 상태이다.

따라서, 마찰면(16a, 12b) 사이에서 발생한 마찰 토크는 사면(28b, 20i) 사이에 작용한다. 이에 따라, 사면(28b, 20i) 사이에 작용한 마찰 토크는 축방향의 힘(스러스트)으로 변환되어 스러스트 편(28)은 3속 기어(12)측으로 밀려, 이 힘은 바닥면(28f)이 동기링(16)의 돌기(16e)를 누르게 된다.

도 16은, 도 15에서 슬리브(24)가 3속 기어(12)측으로 더욱 이동하여, 스플라인(24a)의 챔퍼(24c)와 동기링(16)의 챔퍼(16c)가 접한 상태이다.

이 때, 스러스트 편(28)은 슬리브(24)의 사면(28j)에 가압되어, 스프링(18)의 장력에 저항하여 직경 방향 내측으로 밀려들어가게 된다.(도 3을 참조).

슬리브(24)가, 챔퍼(24c)에서 동기링(16)의 챔퍼(16c)를 누르게 되면, 힘의 관계는 변화한다.

즉, 일반적인 보그워너형 동기 장치와 마찬가지로, 챔퍼(24c)가 챔퍼(16c)를 누름으로써 발생하는 마찰면(16a, 12b) 사이의 마찰 토크(Tf)와, 챔퍼(24c, 16c) 사이에서 발생하는 가압 토크(Ts)와의 관계는, 항상 Tf가 커지도록 챔퍼(24c, 16c) 의 각도가 설정되어 있다.

따라서, 마찰면(16a, 12b) 사이에 마찰 토크(Tf)가 발생하고 있는 한, 슬리브(24)는 동기링(16)을 밀어내어 3속 기어(12)측으로 진행할 수 없어, 챔퍼(24c, 16c)에서 동기링(16)을 계속해서 누른다.

이 때, 마찰 토크(Tf)와 가압 토크(Ts)의 차의 토크는 동기링(16)의 돌기(16e)로부터 스러스트 편(28)의 측면(28g)에 작용하여, 최종적으로 사면(28b)으로부터 허브(20)의 사면(20i)으로 작용한다.

이 결과, 전술한 바와 같이 사면(28b, 20i) 사이에 작용한 차의 토크는 축방향의 힘으로 변환되어 스러스트 편(28)을 3속 기어(12)측으로 눌러, 이 힘은 바닥면(28f)으로부터 동기링(16)의 돌기(16e)를 누르게 된다.

따라서, 마찰면(16a, 12b) 사이의 마찰 토크는, 슬리브(24)로부터 동기링(16)을 누르는 힘과, 사면(28b, 20i) 사이에서 생기는 축방향의 힘과의 합계로 발생하게 된다.

즉, 일반적인 보그워너형 동기 장치와 비교하여, 사면(28b, 20i) 사이에서 발생하는 축방향의 힘 분량만큼, 마찰 토크가 증대하게 되어, 소위 동기 성능이 향상된다.

이들의 결과, 허브(20)측과 3속 기어(12)측의 회전 차가 없어지면, 마찰면(16a, 12b) 사이의 마찰 토크는 발생하지 않게 되고, 도 17에 도시한 바와 같이 슬리브(24)는 챔퍼(24c)가 동기링(16)의 챔퍼(16c)를 밀어내어 3속 기어(12)측으로 진행한다.

이때, 동기링(16)은 회전 방향 위치가 도 14의 상태로 되밀리고, 마찬가지로 돌기(16e)와 걸어맞춤 되어 있는 스러스트 편(28)도 요동하여 되돌려진다.

도 17은 동기 작용이 종료한 상태를 도시한 것으로, 이후, 슬리브(24)는 진행하여 도 18의 단면도에 도시한 바와 같이 3속 기어(12)의 스플라인(12a)과 맞물려 변속 조작은 종료된다.

이 때, 도 18에 보는 바와 같이, 스러스트 편(28)의 돌기(28k)는 슬리브(24)의 사면(24e)에 접촉해 있기 때문에, 스러스트 편(28)은 4속 기어(14)측으로 이동하는 것이 제약된다.

이상의 설명에서 알 수 있듯이, 같은 동기 용량(마찰 토크)을 얻기 위해 슬리브(24)가 동기링(16)을 가압하는 하중은, 일반적인 보그워너형 동기 장치와 비교하여, 보다 작아도 가능하기 때문에 그만큼 동기 성능이 높아진다.

또, 동기 작용을 행하고 있지 않은 상태, 즉 스러스트 편(28)이 중립 위치에 있는 경우나, 변속 조작이 종료한 상태에 있어서는, 도 14 및 도 17에서 알 수 있듯이, 스러스트 편(28)은 허브(20)의 절결부(20f) 내에 있어서, 사면(28b, 28c)은 모두 허브(20)측의 사면(20h, 20i, 20j, 20k)에 접해 있지 않다.

이 때문에, 스러스트 편(28)에 어떠한 토크가 작용하더라도 축방향의 힘을 발생시키지 않고도, 동기링(16)과 변속 기어(12, 14) 사이에 드래그 마찰이 발생하더라도, 이를 조장할 우려가 없다.

이에 따라, 종래와 같이 드래그 저항의 증대를 방지하기 위한 방책이 불필요하게 되기 때문에, 조립도 용이해져, 제조 비용을 삭감할 수 있다.

또, 실시예 1은, 입력축(10) 상에 동기 장치를 배치한 경우에 대해 설명하였지만, 출력축 측에 배치하더라도 동일한 작용을 하는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 허브(20)의 사면(20h, 20i, 20j, 20k)과 이들에 대응하는 스러스트 편(28)의 사면(28e, 28d)은, 경사면으로서 설명하였지만, 나선면이어도 된다.

본 발명의 변속기용 동기 장치는, 당업자가 일반적인 지식에 근거하여, 마찰면에서의 마찰계수를 높이기 위해 동기링의 마찰면에 나사나 유구(油溝)를 형성하는 등의 변경을 가한 형태로 실시할 수 있음과 동시에, 마찰면에 적절한 재료를 이용함으로써 보다 높은 동기 성능을 얻는 것이나, 멀티콘이라 불리는 마찰면을 복수 구비한 동기 장치에 응용할 수 있다.

본 발명의 변속기용 동기 장치는, 간단한 구조로, 동기링에 발생하는 마찰 토크의 일부를 축방향의 스러스트로 변환하여, 이것을, 동기링을 가압하는 힘의 일부로 함으로써, 자기 서보 작용을 실현하면서, 차량이 주행중일 때와 같이 슬리브가 중립 위치에 있는 경우에는, 동기링과 상대 변속 기어 사이에서 드래그 마찰의 증대를 초래하지 않는다. 따라서, 연료 소비를 악화시키거나, 변속기의 유온을 상승시키는 것을 억제할 수 있다.

마찰 토크의 일부를 축방향의 힘으로 변환하여 동기링을 가압 보조함에 따른 동기 성능의 향상을 가져올 뿐만 아니라, 스러스트 편이 중립 위치에 있는 경우나, 변속 조작이 종료한 상태에 있어서 드래그 마찰을 조장할 우려가 없기 때문에, 특히 제조 비용의 저감이 요구되는 승용차용 변속기에 적용하여 메리트를 얻을 수 있 음과 동시에, 액추에이터로 변속 조작을 행하는 동기 장치를 구비한 변속기 등에도 적용할 수 있다.

Claims

동력을 전달하는 축과,

이 축에 고정한 보스부로부터 직경 방향 외측으로 연장시킨 플랜지부의 외측 둘레에 복수의 절결부와 스플라인을 형성함과 동시에, 절결부의 축방향 단부(端部) 네 모서리에 회전 방향의 힘을 축방향의 힘으로 전환 가능한 사면을 각각 형성한 허브와,

내측 둘레에 스플라인과 이 스플라인의 일부의 내측에 사면을 갖는 오목부를 각각 형성하고, 상기 허브의 상기 스플라인에 축방향 미끄럼 이동 가능하게 지지한 슬리브와,

이 슬리브가 끼워맞춤 가능한 스플라인 및 마찰면을 상기 허브측에 일체적으로 설치하고, 상기 허브의 축방향 양측에 각각 배치한 변속 기어와,

이 변속 기어의 마찰면에 압접(壓接) 가능한 마찰면을 형성함과 동시에, 외측 둘레에 챔퍼를 갖는 스플라인과 돌기를 형성하고, 상기 각 변속 기어에 각각 대응하여 상기 허브의 축방향 양측에서 이 허브와 상기 각 변속 기어 사이에 배치한 동기링과,

상기 슬리브의 오목부에 삽입하여, 상기 허브의 절결부 내를 축방향 이동 가능하게 한 스러스트 편을 구비하고,

이 스러스트 편은, 외측 둘레면에 상기 슬리브의 사면과 걸어맞춤 되어 축방향으로 가압되는 사면을 가짐과 동시에, 상기 동기링의 돌기와 회전 방향으로 걸어 맞춤 되어, 이 돌기를 축방향으로 가압 가능하며, 또한 직경 방향 외측에서 볼 때, 네 모서리에 돌기부를 형성하고, 이 돌기부에 상기 허브의 사면에 대응시킨 사면을 형성한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스러스트 편은, 상기 직경 방향 외측에서 볼 때, 대략 H자 형상을 하고 있으며, 이 H자의 오목부에 상기 동기링의 돌기를 걸어맞춤 시킨 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 스러스트 편의 네 모서리의 사면은, 상기 슬리브가 중립 위치에 있는 경우는 모두 상기 허브의 사면에 접촉하지 않으며, 상기 슬리브가 일방향의 변속 기어 측으로 이동한 경우에는 이 변속 기어 측의 사면만이 상기 허브의 사면에 접촉 가능하게 한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스러스트 편을 상기 직경 방향 외측으로 밀어 확장시키는 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 슬리브의 상기 오목부의 중앙부에 둘레 방향의 홈을 형성함과 동시에, 상기 스러스트 편에 이것과 걸어맞춤 가능한 돌기를 설치한 것을 특징으로 하는 변속기용 동기 장치.