KR20090116026A - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전자가 변속조작을 할 때, 슬리브와 클러치기어의 위상이 정렬되는 인덱싱이 이루어지는 동안 걸림감을 저감 또는 제거시킬 수 있도록 함으로써, 변속조작감을 향상시킬 수 있도록 한다.

슬리브, 클러치기어, 키이

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬리브의 구조에 관한 기술이다.

수동변속기의 동기장치는 쉬프트포크가 원하는 변속단기어가 있는 쪽으로 축방향을 따라 슬리브를 이동시키면, 상기 슬리브가 허브에 대하여 이동하면서 키이를 밀고, 상기 키이는 싱크로나이저링을 클러치기어에 밀어서 상기 싱크로나이저링과 클러치기어가 상호간의 원추면에서 발생하는 마찰력에 의해 동기되도록 한 후, 상기 슬리브가 계속 이동하여, 상기 싱크로나이저링을 지나 클러치기어에 스플라인 결합됨으로써, 상기 허브와 클러치기어 사이를 직결시켜서 동력이 전달되도록 되어 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 수동변속기 동기장치의 변속과정을 차례로 도시한 것이다.

처음의 (1)의 중립상태로부터 슬리브(500)는 좌측으로 이동되기 시작하면서, (2)와 같이 키이(502)를 좌측으로 밀어서 싱크로나이저링(504)이 클러치기어(506)에 접촉하도록 가압한다.

여기서, 상기 키이(502)에는 슬리브(500)를 향해 탄성지지되어 있는 볼(508)이 구비되어 있어서 상기 볼(508)과 함께 축방향으로 이동되고, 상기 볼(508)은 상기 키이(502)에 대해 반경방향으로 이동할 수 있도록 되어 있으며, 상기 슬리브(500)에는 상기 볼(508)이 삽입되는 디텐트홈(510)이 구비되어 있어서, 상기 슬리브(500)가 축방향으로 이동될 때, 상기 볼(508)이 상기 디텐트홈(510)으로부터 벗어날 정도의 힘이 걸리지 않는 동안은 상기 슬리브(500)의 움직임에 따라 상기 키이(502)가 이동될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 키이(502)가 가하는 압력에 의해 상기 싱크로나이저링(504)과 클러치기어(506)가 동기되기 시작하면, 상기 슬리브(500)는 (3) 내지 (5)와 같이 상기 싱크로나이저링(504)을 지나 상기 클러치기어(506)로 향하게 되는데, 이때 상기 볼(508)은 상기 슬리브(500)의 디텐트홈(510)으로부터 빠져 나오게 되지만, 상기 키이(502)가 상기 싱크로나이저링(504)을 밀고 있는 힘은 완전히 해제되지 않은 상태로서, 상기 싱크로나이저링(504)과 상기 클러치기어(506)의 두 원추면은 서로 강한 마찰력으로 연결되어 있는 상태이다.

상기와 같은 상태에서 상기 슬리브(500)는 더 진행하면서 (6) 및 (7)과 같이 상기 클러치기어(506)에 치합되게 되는데, 이와 같은 치합이 이루어지려면, 먼저 상기 슬리브(500)와 클러치기어(506)의 위상이 맞추어지는 인덱싱이 이루어져야 하는데, 이는 상기 슬리브(500)의 슬리브챔퍼(512)가 클러치기어(506)의 클러치기어챔퍼(514)를 만나서 가압하는 힘으로 상기 슬리브(500)와 클러치기어(506)의 상대회전이 수반되어야 가능하다.

그러나, (6)의 상태는 상기 키이(502)가 싱크로나이저링(504)에 제공하고 있는 압력이 아직 해제되지 않은 상태로서, 상기 압력에 의해 클러치기어(506)와 싱크로나이저링(504)의 두 원추면 사이에 작용하는 강한 마찰력은 상기 클러치기어(506)가 슬리브(500)에 대해 상대 회전하는 것을 방해하여, 인덱싱 과정에서 큰 걸림감을 유발하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 운전자가 변속조작을 할 때, 슬리브와 클러치기어의 위상이 정렬되는 인덱싱이 이루어지는 동안 걸림감을 저감 또는 제거시킬 수 있도록 함으로써, 변속조작감을 향상시킬 수 있도록 한 수동변속기의 동기장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 수동변속기의 동기장치는

슬리브의 움직임에 의해 키이가 싱크로나이저링을 클러치기어로 가압하도록 된 수동변속기의 동기장치에 있어서,

상기 키이에 축방향으로 구속되고 슬리브의 반경방향으로는 상기 슬리브에 대해 탄성 지지된 플런저와;

상기 플런저가 상기 슬리브의 내주면 중앙부에 안착되도록 상기 슬리브에 형성된 중립디텐트홈과;

상기 슬리브가 중립상태로부터 축방향으로 이동하여, 상기 싱크로나이저링과 클러치기어가 동기된 후, 상기 슬리브가 클러치기어에 치합되기 전의 위치에 이르면, 상기 플런저에 작용하는 탄성지지력의 분력이 상기 플런저를 상기 슬리브의 이동방향과 반대방향으로 미는 방향으로 발생되도록, 상기 슬리브의 내주면에 형성된 경사면;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 경사면은 상기 중립디텐트홈의 양쪽에 대칭으로 배치되고;

상기 경사면의 단부에는 상기 플런저가 안착되는 양단디텐트홈이 구비된 구조로 할 수 있다.

상기 경사면은 상기 중립디텐트홈의 양쪽으로 상기 슬리브의 내경이 확장되는 방향을 따라 직선형 단면을 이루어 형성되며;

상기 양단디텐트홈은 상기 슬리브의 양측에서 상기 경사면과 만나도록 슬리브의 내주면에서 슬리브의 중앙 쪽으로 경사지게 형성된 안착면과 상기 경사면 자체에 의해 형성된 구조로 할 수 있다.

본 발명은 운전자가 변속조작을 할 때, 슬리브와 클러치기어의 위상이 정렬되는 인덱싱이 이루어지는 동안 걸림감을 저감 또는 제거시킬 수 있도록 함으로써, 변속조작감을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 슬리브(101)의 움직임에 의해 키이(103)가 싱크로나이저링(105)을 클러치기어(107)로 가압하도록 된 수동변속기의 동기장치에 있어서, 상기 키이(103)에 축방향으로 구속되고 슬리브(101)의 반경방향으로는 상기 슬리브(101)에 대해 탄성 지지된 플런저(109)와; 상기 플런저(109)가 상기 슬리브(101)의 내주면 중앙부에 안착되도록 상기 슬리브(101)에 형성된 중립디텐트홈(111)과; 상기 슬리브(101)가 중립상태로부터 축방향으로 이동하여, 상기 싱크로나이저링(105)과 클러치기어(107)가 동기된 후, 상기 슬리브(101)가 클러치기어(107)에 치합되기 전의 위치에 이르면, 상기 플런저(109)에 작용하는 탄성지지력의 분력이 상기 플런저(109)를 상기 슬리브(101)의 이동방향과 반대방향으로 미는 방향으로 발생되도록, 상기 슬리브(101)의 내주면에 형성된 경사면(113)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 플런저(109)는 구형으로 형성된 볼로 이루어져 있으며, 상기 볼과 키이(103) 및 상기 볼을 슬리브(101)를 향해 탄성지지하는 스프링은 일체로 조립된 부품으로 사용되고 있으며, 물론, 각각 별도로 구성되는 부품을 조립하여 사용할 수도 있다.

상기 경사면(113)은 상기 중립디텐트홈(111)의 양쪽에 대칭으로 배치되고, 상기 경사면(113)의 단부에는 상기 플런저(109)가 안착되는 양단디텐트홈(115)이 구비된 구조이다.

상기 경사면(113)은 상기 중립디텐트홈(111)의 양쪽으로 상기 슬리브(101) 의 내경이 확장되는 방향을 따라 직선형 단면을 이루어 형성되며, 상기 양단디텐트홈(115)은 상기 슬리브(101)의 양측에서 상기 경사면(113)과 만나도록 슬리브(101)의 내주면에서 슬리브(101)의 중앙 쪽으로 경사지게 형성된 안착면(117)과 상기 경사면(113) 자체에 의해 형성된 구조이다.

본 실시예에서는 상기 중립디텐트홈(111)과 상기 양단디텐트홈(115)이 모두 직선형 경사면(113)이 만나서 이루는 형태로 되어 있으며, 이외에 반구형이나 다른 곡면으로 형성될 수도 있을 것이다.

상기와 같이 상기 중립디텐트홈(111)과 상기 경사면(113)은 모서리를 이루면서 서로 연결되어 있는 구조이므로, 상기 슬리브(101)의 이동에 따라 상기 플런저(109)가 상기 중립디텐트홈(111)으로부터 이탈되면 그 즉시 상기 키이(103)를 지금까지와는 반대방향 즉, 슬리브(101)의 이동방향과는 반대방향으로 미는 분력이 발생되어 상기 싱크로나이저링(105)을 클러치기어(107)로 가압하던 힘이 해제되게 되므로, 상기 중립디텐트홈(111)과 상기 경사면(113)이 만나서 이루는 모서리의 위치는 상기 싱크로나이저링(105)과 클러치기어(107)의 동기가 완료되기에 충분한 위치에 형성되어야 한다.

또한, 본 발명의 목적상 상기 슬리브(101)가 상기 클러치기어(107)에 치합되기 이전에 상기 플런저(109)가 상기 중립디텐트홈(111)과 상기 경사면(113)이 이루는 모서리를 넘어서도록 해야, 슬리브(101)와 클러치기어(107)의 인덱싱이 용이하게 이루어지게 하는 효과를 얻을 수 있다.

도 3에 차례로 도시된 변속과정을 통해 본 발명의 작용을 살펴본다.

(1)의 중립상태로부터 슬리브(101)가 쉬프트포크에 의해 좌측으로 이동하기 시작하면, 상기 슬리브(101)의 중립디텐트홈(111)에 탄성지지되어 있는 플런저(109)는 슬리브(101)와 함께 좌측으로 이동하면서 (2)와 같이 상기 키이(103)로 좌측의 싱크로나이저링(105)을 좌측의 클러치기어(107) 쪽으로 가압하기 시작한다.

(3)과 같이 상기 슬리브(101)가 더 이동하면서, 상기 싱크로나이저링(105)은 상기 클러치기어(107)와 서로 원추면으로 마찰력을 전달하여 동기되고, 상기 플런저(109)는 점차 상기 중립디텐트홈(111)으로부터 빠져 나오기 시작한다.

상기 슬리브(101)가 계속 이동함에 따라, 상기 플런저(109)는 (4)의 상태를 거쳐 상기 중립디텐트홈(111)으로부터 빠져 나와서, 상기 경사면(113)을 타고 지금까지와는 반대방향 즉, 우측으로 이동되는 분력을 받게 되어, 더 이상 상기 싱크로나이저링(105)을 가압하지 않고 우측으로 이동하기 시작한다.

물론, 이때는 상기 싱크로나이저링(105)과 클러치기어(107)의 동기가 완료된 후이고, 상기 슬리브(101)가 상기 클러치기어(107)에 치합되기 직전의 상태이다.

상기 슬리브(101)는 도 5의 상태를 거쳐 도 6의 상태로 접어들면서 슬리브챔퍼와 클러치기어챔퍼가 서로 만나서 미끄러지면서 인덱싱을 통해 서로간의 위상이 맞춰지게 되는데, 이때 상기 싱크로나이저링(105)과 상기 클러치기어(107)는 종래와는 달리, 더 이상 키이(103)가 가압하고 있지 않으므로, 서로간의 마찰력 해제로 상대회전이 용이하게 이루어지면서, 인덱싱이 부드럽게 이루어지게 된다.

따라서, 상기 슬리브(101)가 (7)의 상태와 같이 클러치기어(107)와 완전히 치합되는 상태로 이동하는 동안, 클러치기어(107)와 슬리브(101)의 인덱싱에서 발생하는 걸림감 배제로 인해, 상기 슬리브(101)의 부드럽고 원활한 이동이 가능하게 되어, 운전자의 변속 조작시, 운전자는 매우 부드럽고 원활한 변속감을 느낄 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 수동변속기의 동기장치의 작용을 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치의 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치의 작용을 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

101; 슬리브 103; 키이

105; 싱크로나이저링 107; 클러치기어

109; 플런저 111; 중립디텐트홈

113; 경사면 115; 양단디텐트홈

117; 안착면

Claims (3)

1. 슬리브의 움직임에 의해 키이가 싱크로나이저링을 클러치기어로 가압하도록 된 수동변속기의 동기장치에 있어서,

   상기 키이에 축방향으로 구속되고 슬리브의 반경방향으로는 상기 슬리브에 대해 탄성 지지된 플런저와;

   상기 플런저가 상기 슬리브의 내주면 중앙부에 안착되도록 상기 슬리브에 형성된 중립디텐트홈과;

   상기 슬리브가 중립상태로부터 축방향으로 이동하여, 상기 싱크로나이저링과 클러치기어가 동기된 후, 상기 슬리브가 클러치기어에 치합되기 전의 위치에 이르면, 상기 플런저에 작용하는 탄성지지력의 분력이 상기 플런저를 상기 슬리브의 이동방향과 반대방향으로 미는 방향으로 발생되도록, 상기 슬리브의 내주면에 형성된 경사면;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 경사면은 상기 중립디텐트홈의 양쪽에 대칭으로 배치되고;

   상기 경사면의 단부에는 상기 플런저가 안착되는 양단디텐트홈이 구비된 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 경사면은 상기 중립디텐트홈의 양쪽으로 상기 슬리브의 내경이 확장되는 방향을 따라 직선형 단면을 이루어 형성되며;

   상기 양단디텐트홈은 상기 슬리브의 양측에서 상기 경사면과 만나도록 슬리브의 내주면에서 슬리브의 중앙 쪽으로 경사지게 형성된 안착면과 상기 경사면 자체에 의해 형성된 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.

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