KR20090064087A - 수동 변속기의 동기 장치 - Google Patents

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    • F16D23/025—Synchro rings

Abstract

샤프트 상에 배치되어 상기 샤프트와 함께 회전하되, 하나 이상의 윙(wing)을 구비한 탄성 키(key)가 장착된 싱크로나이저 허브; 상기 싱크로나이저 허브에 축 방향으로 이동 가능하도록 결합하되, 슬라이딩시 상기 탄성 키의 상기 윙을 누를 수 있는 돌출부가 하단에 형성된 슬리브; 상기 샤프트 상에 회전 가능하도록 배치되는 스피드 기어; 상기 스피드 기어와 상기 싱크로나이저 허브 사이에 배치되고 상기 슬리브의 슬라이딩시 상기 슬리브와 결합하는 싱크로나이저 링; 및 상기 스피드 기어와 상기 싱크로나이저 링 사이에 배치되어 상기 싱크로나이저 링과 상기 스피드 기어를 동기시키는 클러치 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 장치를 제공한다.
동기 장치, 싱크로나이저 허브, 프레스, 슬리브

Description

수동 변속기의 동기 장치{SYNCHRONIZER APPRATUS OF A MANUAL TRANSMISSION}
본 발명은 수동 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수동 변속기의 동기 장치에 관한 것이다.
일반적으로 수동 변속기는 변속단용 스피드 기어를 계합(engage)시키기 위한 동기 장치를 구비하고 있다. 이러한 동기 장치는 축 상에 상기 축과 함께 회전하다가, 운전자의 조작에 의하여 인접한 스피드 기어와 계합하게 되고, 이로 인해 스피드 기어는 상기 축과 함께 회전하게 됨으로써 희망하는 변속단을 이루게 된다.
이러한 동기 장치의 예로는, 한국 특허공개공보 제10-2005-0105376호를 들 수 있다.
수동 변속기에서 이러한 동기 장치에 의한 스피드 기어와의 동기과정이 매끄럽지 못하면 변속감이 나빠질 뿐만 아니라, 수동 변속기의 내구성도 저하되게 된다. 따라서, 보다 매끄러운 변속감을 구현할 수 있는 수동 변속기의 동기 장치는 매우 가치있는 것이라 할 수 있다.
또한, 수동 변속기의 동기 장치의 구성이 간단해질 수 있다면, 이는 생산성의 향상 및 제조비용의 감소에 기여할 수 있게 되는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 간단한 구성으로도 더욱 원활한 동기를 구현할 수 있는 수동 변속기의 동기 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 형태에 따른 수동 변속기의 동기 장치는, 샤프트 상에 배치되어 상기 샤프트와 함께 회전하되, 하나 이상의 윙(wing)을 구비한 탄성 키(key)가 장착된 싱크로나이저 허브; 상기 싱크로나이저 허브에 축 방향으로 이동 가능하도록 결합하되, 슬라이딩시 상기 탄성 키의 상기 윙을 누를 수 있는 돌출부가 하단에 형성된 슬리브; 상기 샤프트 상에 회전 가능하도록 배치되는 스피드 기어; 상기 스피드 기어와 상기 싱크로나이저 허브 사이에 배치되고 상기 슬리브의 슬라이딩시 상기 슬리브와 결합하는 싱크로나이저 링; 및 상기 스피드 기어와 상기 싱크로나이저 링 사이에 배치되어 상기 싱크로나이저 링과 상기 스피드 기어를 동기시키는 클러치 기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 싱크로나이저 링과 상기 윙 사이에는 갭이 형성되는 것으로 할 수 있다.
상기 하나 이상의 윙은 좌측 윙 및 우측 윙을 포함하여, 상기 탄성 키는 대칭적으로 형성된 것으로 할 수 있다.
상기 탄성 키는 스프링강 플레이트를 프레스 가공하여 제조된 것으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 의하면, 간단한 구성으로도 매우 원활한 동기를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치는, 싱크로나이저 허브(110), 슬리브(120), 스피드 기어(180)(185), 싱크로나이저 링(160)(165), 그리고 클러치 기어(170)(175)를 포함한다.
상기 싱크로나이저 허브(110)는 샤프트(190) 상에 배치되어 상기 샤프트(190)와 함께 회전한다. 상기 싱크로나이저 허브(110)에는 하나 이상의 윙(wing)(156)(158)(도 2 참조)을 구비한 탄성 키(key)(150)가 장착된다.
상기 슬리브(120)는, 상기 싱크로나이저 허브(110)에 축 방향으로 이동 가능하도록 결합한다. 그리고 슬리브(120)가 슬라이딩할 때 상기 탄성 키(150)의 상기 윙(156)(158)을 누를 수 있는 돌출부(125)가 상기 슬리브(120)의 하단에 형성된다.
상기 스피드 기어(180)(185)는 상기 샤프트(190) 상에 회전 가능하도록 배치된다.
상기 싱크로나이저 링(160)(165)은 상기 스피드 기어(180)(185)와 상기 싱크로나이저 허브(110) 사이에 배치된다. 상기 싱크로나이저 링(160)(165)은 상기 슬리브(120)가 슬라이딩하는 경우 상기 슬리브(120)와 결합하게 된다.
상기 클러치 기어(170)(175)는 상기 스피드 기어(180)(185)와 상기 싱크로나이저 링(160)(165) 사이에 배치된다. 상기 클러치 기어(170)(175)는 상기 싱크로나이저 링(160)(165)과 상기 스피드 기어(180)(185)를 동기시키게 된다.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서는, 동기 장치의 좌우측에 각각 별개의 스피드 기어가 배치된 예를 도시하였다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 상기 탄성 키(150)에는 좌우 양쪽으로 두 개의 윙(156)(158)이 형성된다.
그러나 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 동기 장치의 일측에만 스피드 기어가 배치된 경우, 상기 탄성 키(150)는 단지 하나의 윙만을 구비하는 것이 가능하다.
상기 싱크로나이저 링(160)(165)과 상기 윙(156)(158) 사이에는 갭(G)이 형성되어 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 키(150)에 관해 더욱 상세히 설명한다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 사용되는 탄성 키 및 그 제조과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2(a)는 프레스 가공된 상태의 탄성 키를, 도 2(b)는 윙과 걸쇠가 벤딩되어 완성된 탄성키의 평면도를, 도 2(c)는 완성된 탄성키의 측면도를, 도 2(d)는 완성된 탄성키의 정면도를 각각 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 탄성 키(150)는, 일예로, 스프링강 플레이트를 프레스 가공하여 제조된다. 즉, 프레스 가공에 의하여 도 2의 (a)와 같은 형태의 탄 성 키(150)를 절곡할 수 있다.
프레스 가공된 상태에서 탄성 키(150)는, 중앙부의 좌우측에 각각 윙(156)(158) 부위가 형성되고, 상기 윙(156)(158)의 내측으로 걸쇠(152)(154)가 형성된다.
이 상태에서, 상기 윙(156)(158) 부위 및 그 끝부분(155)(157)을 벤딩(bending)하고, 상기 걸쇠(152)(154) 부위 및 그 끝부분(151)(153)을 벤딩함으로써 탄성 키(150)가 완성된다.
이에 따라 상기 탄성 키(150)는, 도 2(b), 도 2(c), 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 중앙부 아래로 걸쇠(152)(154)가 형성되고, 중앙부 위로 윙(156)(158)이 들려져 있는 상태가 된다.
상기 탄성 키(150)는 스프링 강으로 형성되므로, 상기 윙(156)(158)은 눌려지는 경우 탄성력이 발생되어, 누르는 힘이 해제되는 경우 쉽게 원래의 형태로 복원되게 된다.
전술한 설명에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탄성 키(150)는, 좌측 윙(156) 및 우측 윙(158)을 포함하여, 대칭적으로 형성된다.
이상의 설명에서는, 프레스 가공 후 벤딩에 의해 탄성 키(150)를 완성하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 전술한 설명은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 키(150)를 더욱 이해하기 용이하도록 설명한 것으로서, 이러한 탄성 키(150)는 다른 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 일예로, 통상적으로 프레스 과정에서 소재의 벤딩이 가능하므로, 한 번의 프레스 과정에 의해 상기 탄성 키(150)가 완성되는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 사용되는 탄성 키가 장착된 싱크로나이저 허브의 측면도로서, 도 3(a)는 동기 장치의 비작동 상태를, 도 3(b)는 동기 장치의 작동 상태를 도시한 도면이다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 탄성 키(150)의 걸쇠(152)(154)는 싱크로나이저 허브(110)의 측면에 형성된 걸림 홈(catching groove)에 걸리는 방식으로 결합하게 된다.
이 때 상기 윙(156)(158)은 싱크로나이저 허브(110)의 반경 방향으로 세워지게 된다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치의 작동과정을 도 4를 참조로 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 슬리브(120)가 좌측으로 이동하게 되면, 슬리브(120)의 하단에 형성된 돌출부(125)가 탄성 키(150)의 윙(156)을 가압하면서 지나가게 된다. 이 때, 윙(156)은 싱크로나이저 링(160)쪽으로 탄성적으로 구부러지게 된다(도 3(b) 및 도 4 참조).
따라서, 상기 윙(156)은 중립 상태에서보다 좌측으로 갭(G) 이상으로 돌출하게 되어 상기 싱크로나이저 링(160)을 가압한다. 이 때, 상기 싱크로나이저 링(160)은 질량이 작아 회전관성이 적으므로, 매우 작은 힘으로 가압하는 것으로 족하다. 즉, 판 형태의 스프링 강이 절곡되어 형성된 탄성 키(150)의 윙(156)으로도, 상기 슬리브(120)와 상기 싱크로나이저 링(160)의 인덱싱(indexing) 기능을 충분히 구현할 수 있는 것이다.
일단 상기 슬리브(120)가 상기 싱크로나이저 링(160)과 결합한 후에는, 상기 슬리브(120)는 슬라이딩을 계속하여 상기 클러치 기어(170)와 결합하게 되고, 이에 따라 스피드 기어(180)는 동기 장치와 동기화되게 되게 된다. 이러한 동기작용에 의하여 스피드 기어(180)는 샤프트(190)와 동기되게 되므로, 수동 변속기의 변속이 이루어지게 되는 것이다.
도 4에서는 슬리브(120)가 좌측으로 이동하여 좌측 스피드 기어(180)와 동기화되는 과정에 관해 설명하였으나, 슬리브(120)가 우측으로 이동하여 우측 스피드 기어(185)와 동기와되는 과정도 이러한 설명으로부터 자명하게 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 따르면, 판 형태의 탄성 키를 이용하므로 중량이 줄어들고, 탄성 키는 단지 싱크로나이저 허브(110)에 끼우기만 하면 되는 것이므로, 조립성이 향상된다.
또한, 탄성 키(150)에 의하여 적당한 변속감을 항시 유지할 수 있게 되며, 중립 시 슬리브(120) 하단의 돌출부(125)가 탄성 키의 양쪽 윙(156)(158) 사이에 배치되므로 변속 및 변속 해제시의 절도감이 향상된다.
아울러, 탄성 키(150)의 윙(156)(158)은 매우 작은 운동만 하면 될 뿐이므로, 그 내구성이 매우 클 수 있다. 따라서, 변속기의 내구성이 향상된다.
이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명 하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치의 단면도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 사용되는 탄성 키 및 그 제조과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치에 사용되는 탄성 키가 장착된 싱크로나이저 허브의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 동기 장치의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 싱크로나이저 허브
120: 슬리브
125: 돌출부
150: 탄성 키
151, 153: 걸쇠의 끝부분
152, 154: 걸쇠
155, 157: 윙의 끝부분
156, 158: 윙
160, 165: 싱크로나이저 링
170, 175: 클러치 기어
180, 185: 스피드 기어
190: 샤프트
G: 갭

Claims (5)

  1. 샤프트 상에 배치되어 상기 샤프트와 함께 회전하되, 하나 이상의 윙(wing)을 구비한 탄성 키(key)가 장착된 싱크로나이저 허브;
    상기 싱크로나이저 허브에 축 방향으로 이동 가능하도록 결합하되, 슬라이딩시 상기 탄성 키의 상기 윙을 누를 수 있는 돌출부가 하단에 형성된 슬리브;
    상기 샤프트 상에 회전 가능하도록 배치되는 스피드 기어;
    상기 스피드 기어와 상기 싱크로나이저 허브 사이에 배치되고 상기 슬리브의 슬라이딩시 상기 슬리브와 결합하는 싱크로나이저 링; 및
    상기 스피드 기어와 상기 싱크로나이저 링 사이에 배치되어 상기 싱크로나이저 링과 상기 스피드 기어를 동기시키는 클러치 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 싱크로나이저 링과 상기 윙 사이에는 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 하나 이상의 윙은 좌측 윙 및 우측 윙을 포함하여, 상기 탄성 키는 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 하나 이상의 윙은 좌측 윙 및 우측 윙을 포함하여, 상기 탄성 키는 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 탄성 키는 스프링강 플레이트를 프레스 가공하여 제조된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 동기 장치.
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