KR20070063154A - 수동변속기용 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬리이브의 내주면에 형성되는 치 형성부에 일정간격으로 2개씩의 기어치 대신 원형의 판 스프링을 구성하여 인덱스 토크에 의해 싱크로나이저 링과 콘 사이에 마찰이 풀어진 후, 슬리이브의 기어치가 클러치 기어와 치합 완료될 때까지 슬리이브의 축방향 하중을 싱크로나이저 링에 전달하여 동기 속도 붕괴로 인한 변속레버의 이중 걸림감을 제거시켜주도록 한 수동변속기용 동기장치를 제공한다.

수동변속기, 동기장치, 싱크로나이저 링, 슬리이브, 판 스프링

Description

수동변속기용 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

도 1은 일반적인 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬리이브의 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단계별 동기작동 상태도이다.

본 발명은 수동변속기용 동기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬리이브의 구조를 개선하여 이중 걸림감 없이 동기 치합 가능하도록 한 수동변속기용 동기장치에 관한 것이다.

수동변속기의 동기장치는 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 동기장치 중 키리스 타입의 더블콘 방식이 도시된 단면도이다.

종래 기술에 따른 수동변속기의 더블콘 방식 싱크로나이저를 예로 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 키 리스 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 싱크로나이저는 변속시, 슬리이브(14)의 축방향 하중이 아우터 링(16)과 이너 링(18)로 이루어지는 싱크로나이저 링에 작용하여 콘(17)과 마찰을 일으켜 콘(17)의 토크에 의해 상대 회전속도가 줄어든 뒤, 상대 회전속도가 "0"이 되면 인덱스 토크(index torque)에 의해 상기 싱크로나이저 링(synchro ring 즉, 아우터 링(16)과 이너 링(18))과 콘(17) 사이에 접촉이 풀리는데, 이 때, 더 이상 싱크로나이저 링과 콘 사이에는 작용하는 힘이 없어 동기가 붕괴되고 다시 상대 회전속도가 발생하게 된다.

이와 같은 상대 회전속도는 변속레버 조작 시의 이중 걸림감의 가장 중요한 원인 중 하나로 작용한다.

즉, 변속레버의 이중 걸림감은 동기완료 후, 슬리이브(14)가 클러치 기어(20)와 치합될 때, 계속 전진하기 위해 클러치 기어(20)를 회전방향 또는 회전 반대방향으로 밀어주기 위한 힘이 필요하며, 이는 변속시 운전자에게 2번의 조작력을 요하는 이중 걸림감으로 작용하게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬리이브의 내주면에 형성되는 치 형성부에 일정간격으로 2개씩의 기어치 대신 원형의 판 스프링을 구성하여 인덱스 토크에 의해 싱크로나이저 링과 콘 사이에 마찰이 풀어진 후, 슬리이브의 기어치가 클러치 기어와 치합 완료될 때까지 슬리이브의 축방향 하중을 싱크로나이저 링에 전달하여 동기 속도 붕괴로 인한 변속레버의 이중 걸림감을 제거시켜주도록 한 수동변속기용 동기장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치는 주축과, 상기 주축에 스플라인 결합되는 허브 기어, 상기 허브 기어의 바깥 둘레에 구성되는 슬리이브, 상기 허브 기어의 측부에서 상기 주축에 공회전하도록 장착되어 변속 동력을 전달하는 스피드 기어에 상기 슬리이브가 치합되어 동기 회전토록 구성되는 클러치 기어, 상기 슬리이브와 클러치 기어 사이에 구비되어 슬리이브가 이동될 때 자연스런 동기 회전이 이루어지도록 구성되는 싱크로나이저 링과 콘으로 구성되는 수동변속기용 동기장치에 있어서,

상기 슬리이브의 내주면에 형성되는 치 형성부에 일정간격으로 2개씩의 기어치 대신 그 자리면에 원형의 판 스프링을 양측으로 구성하여 상기 각 기어치와 함께 싱크로나이저 링의 기어치와 클러치 기어의 기어치 사이로 변형되면서 치합되어 슬리이브의 축방향 하중을 싱크로나이저 링에 전달하여 지속적으로 동기 속도를 유지해주도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 판 스프링은 슬리이브의 내주면에 구성되는 결합블록에 용접 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 판 스프링은 슬리이브의 내주면에 120도 간격으로 2개씩 양측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 수동변속기의 동기장치가 도시된 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬리이브의 사시도, 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 단계별 동기작동 상태도이다.

단, 본 발명의 구성의 설명에 있어서, 도 1에서 설명한 일반적인 수동변속기용 동기장치의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 동기장치의 전체적인 구성은, 상기 도 1에서 도시한 바와 같으며, 이하 본 발명의 구체적인 구성을 설명하면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 수동변속기용 동기장치에 적용되는 상기 슬리이브(14)는 그 내주면에 형성되는 치 형성부(21)에 일정간격으로 2개씩의 기어치 대신 그 자리면(P)에 원형의 판 스프링(23)을 양측으로 구성한다.

즉, 상기 판 스프링(23)은 상기 각 기어치(27)와 함께 싱크로나이저 링 즉, 아우터 링(16)의 기어치(29; 도 3참조)와 클러치 기어(20)의 기어치(31) 사이로 변형되면서 치합되어 슬리이브(14)의 축방향 하중을 싱크로나이저 링 즉, 아우터 링 (16)에 전달하여 지속적으로 동기 속도를 유지해주도록 구성된다.

여기서, 상기 판 스프링(23)은 슬리이브(14)의 내주면에 구성되는 결합블록(25)에 용접 고정되는 것이 바람직하며, 상기 판 스프링(23)은 슬리이브(14)의 내주면에 120도 간격으로 2개씩 양측으로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 수동변속기용 동기장치의 작동은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 슬리이브(14)의 단계별 동기 치합과정을 통하여 설명한다.

즉, 도 3의 S1단계에서와 같이, 최초 상태에서는 슬리이브(14) 상의 판 스프링(23)이 변형되지 않은 상태를 유지하며, S2단계에서와 같이, 변속 조작이 이루어지기 시작하면, 슬리이브(14)의 기어치(27)가 싱크로나이저 링 즉, 아우터 링(16)의 기어치(29)에 치합되기 직전 상태에서 판 스프링(23)은 싱크로나이저 링 즉, 아우터 링(16)의 기어치(29)에 접촉된다.

이러한 상태로 변속조작이 계속 진행되면, S3단계와 같이, 슬리이브(14)의 기어치(27)가 싱크로나이저 링 즉, 아우터 링(16)의 기어치(29)와는 완전 치합되어 클러치 기어(20)의 기어치(31)에 접촉상태를 이룬다.

이때, 상기 판 스프링(23)은 싱크로나이저 링 즉, 아우터 링(16)의 기어치(29) 사이로 변형되면서 삽입되며, 이러한 상태로 싱크로나이저 링은 콘(17)과 마찰을 일으켜 콘(17)의 토크에 의해 상대 회전속도가 줄어든 뒤, 상대 회전속도가 "0"이 되면 인덱스 토크(index torque)에 의해 상기 싱크로나이저 링과 콘(17) 사이에 접촉이 풀리는데, 이 때, 상기 판 스프링(23)은 싱크로나이저 링(16,18)과 콘 (17) 사이에 작용하는 힘이 없어도 동기가 붕괴되지 않도록 하여 상대 회전속도의 발생을 억제한다.

이에 따라, 변속레버의 이중 걸림감을 해소할 수 있으며, 계속해서 변속조작이 이루어지면, 슬리이브(14)의 기어치(27)가 싱크로나이저 링 즉, 아우터 링(16)의 기어치(29)와 클러치 기어(20)의 기어치(31)에 완전 치합되어 동기 치합작동을 완료하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수동변속기용 동기장치에 의하면, 슬리이브의 내주면에 형성되는 치 형성부에 일정간격으로 2개씩의 기어치 대신 원형의 판 스프링을 구성하여 인덱스 토크에 의해 싱크로나이저 링과 콘 사이에 마찰이 풀어진 후, 슬리이브의 기어치가 클러치 기어와 치합 완료될 때까지 슬리이브의 축방향 하중을 싱크로나이저 링에 전달하여 동기 속도 붕괴로 인한 변속레버의 이중 걸림감을 제거시켜주어 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 주축과, 상기 주축에 스플라인 결합되는 허브 기어, 상기 허브 기어의 바깥 둘레에 구성되는 슬리이브, 상기 허브 기어의 측부에서 상기 주축에 공회전하도록 장착되어 변속 동력을 전달하는 스피드 기어에 상기 슬리이브가 치합되어 동기 회전토록 구성되는 클러치 기어, 상기 슬리이브와 클러치 기어 사이에 구비되어 슬리이브가 이동될 때 자연스런 동기 회전이 이루어지도록 구성되는 싱크로나이저 링과 콘으로 구성되는 수동변속기용 동기장치에 있어서,

   상기 슬리이브의 내주면에 형성되는 치 형성부에 일정간격으로 2개씩의 기어치 대신 그 자리면에 원형의 판 스프링을 양측으로 구성하여 상기 각 기어치와 함께 싱크로나이저 링의 기어치와 클러치 기어의 기어치 사이로 변형되면서 치합되어 슬리이브의 축방향 하중을 싱크로나이저 링에 전달하여 지속적으로 동기 속도를 유지해주도록 하는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 판 스프링은 슬리이브의 내주면에 구성되는 결합블록에 용접 고정되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 판 스프링은 슬리이브의 내주면에 120도 간격으로 2개씩 양측으로 형성 되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 동기장치.

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