KR20110109588A - 수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력기어(6)에 결합된 클러치기어(5)가 허브(1)쪽으로 위치하는 콘측면부(5a)에 원주방향으로 광폭오일홈(20)을 형성하고, 상기 광폭오일홈(20)을 동력기어(6)에 원주방향으로 형성된 한쌍의 오일홈(6a,6b)쪽과 일치시켜줌으로써, 니들베어링(7)쪽에서 나오는 오일이 싱크로기어(4)쪽으로 흘러갈 때 클러치기어(5)쪽에서 원활한 오일흐름을 형성한다.
이로 인해, 본 발명의 동기장치는 구동시 추력에 의해 편측 이동이 발생되더라도 마찰저항을 감소할 수 있도록, 허브(1)쪽과 클러치기어(5)사이에 원활한 유막 형성이 지속될 수 있다.
상기와 같은 유막 형성으로 드래그토크(Drag Torque)를 낮추어 변속시 조작력 증대 및 조작감 저하(2중걸림감)현상을 최소화하고, 시프트감(Shift Feeling) 및 내구성도 크게 높이는 특징을 갖는다.

Description

수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조{Oil lubrication structure of synchronizing device for manual transmission}

본 발명은 수동변속기 동기장치에 관한 것으로, 특히 오일공급경로에 위치한 클러치기어쪽에서 원활한 오일흐름을 유도할 수 있는 수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기(manual transmission)는 시프트레버의 조작으로 선택된 기어단이 치합되도록 구성된 선택기어식과, 주축상의 기어와 부축상의 기어가 항상 물려있는 상시 물림식이 있다.

상시 물림식은 동력전달방식에 따라 클러치기어를 사용하는 도그 클러치식과, 클러치를 대신해 슬리브를 사용하여 기어간 치합을 용이하게 한 싱크로메시식으로 분류된다.

도 1은 상시 물림식 수동변속기로서, 3개의 마찰면을 갖는 트리플(Triple)타입 싱크로링쪽 구성을 갖는 동기장치를 나타낸다.

도시된 동기장치는 허브(1)에 키이(3)결합된 슬리브(2)와, 동력기어(6)에 결합된 클러치기어(5)쪽에서 상기 슬리브(2)쪽으로 위치된 싱크로기어(4)로 구성된 동기장치의 한 예이다.

상기 싱크로기어(4)는 클러치기어(5)에 대해 순차적으로 위치된 이너링(4a)과 미들링(4b) 및 싱크로링(4c)으로 구성되고, 상기 싱크로링(4c)이 형성하는 마찰면 갯수로 싱글(Single)과 더블(Double) 및 트리플(Triple)타입으로 구분한다.

트리플(Triple)타입이란 마찰면이 3개소임을 의미한다.

상기 동기장치에는 키이(3)와 슬리브(2)사이로 디텐트볼(10)을 더 갖춘 예이며, 디텐트볼(10)은 변속에 따른 동기화 기능시 키이(3)의 기울어짐 방지로 동기시 걸림 상황을 개선해 적용하지 않을 때에 비해 안정적인 동기작용을 구현하도록 작용한다.

변속에 따른 동기화가 이루어지면, 키이(3)의 선(Pre)동기작용과 함께 슬리브(2)는 클러치기어(5)에 마찰력을 가하는 싱크로기어(4)쪽으로 이동되고, 계속된 동기작용으로 싱크로기어(4)와 클러치기어(5)가 동기되어 동력을 동력기어(6)쪽으로 전달한다.

하지만, 상기와 같이 상호 맞물려 회전되는 동기장치에선 마찰과 저항이 일어날 수밖에 없고, 특히 허브(1)와 클러치기어(5)는 상대운동에 의한 마찰력으로 회전력의 반대방향 힘인 드래그토크(Drag Torque)를 발생시킬 수밖에 없다.

수동변속기에서 상기와 같은 드래그토크(Drag Torque)는 마찰열과 동력손실을 가져올 뿐만 아니라 변속시 조작력 증대 및 조작감 저하(2중 걸림감)를 일으킨다.

다양한 방법을 적용해 이를 해소할 수 있는데, 이러한 한 예로서 싱크로링(4c)쪽에서 일어나는 마찰을 최소화하면, 시프트감(Shift Feeling) 및 내구성도 증대할 수 있게 된다.

통상, 동기장치의 윤활 구조는 오일이 동력기어(6)를 통해 유입된 후, 니들베어링(7)쪽에서 싱크로기어(4)쪽으로 흘러들어 공급되는 구조를 갖는다.

하지만, 상기와 같은 윤활 구조는 클러치기어(5)로 인해 싱크로기어(4)쪽으로 이어지는 오일공급경로가 원활히 형성되지 않는 측면이 있다.

일례로 구동시 추력에 의해 편측 이동이 발생되면, 비록 상기 클러치기어(5)에 엔드플레이(Endplay)값이 적용되었더라도 허브(1)쪽에 대한 마찰저항증대를 가져옴으로써, 클러치기어(5)쪽 오일경로(K)에서 원활한 오일흐름을 형성하지 못할 수 있다.

상기와 같이 클러치기어(5)쪽에서 오일흐름이 원활하지 못하면, 클러치기어(5)와 허브(1)사이에 유막 형성도 원활할 수 없어 마찰저항을 증대할 뿐만아니라 싱크로기어(4)쪽으로의 오일공급도 원활하지 못하게 된다.

이러한 상태는 변속시 조작력 증대 및 조작감 저하(2중 걸림감)를 일으키는 드래그토크(Drag Torque)의 증대는 물론, 시프트감(Shift Feeling) 및 내구성도 저하될 수밖에 없다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 동력기어의 니들베어링에서 싱크로기어쪽으로 이어지는 오일공급경로에 위치된 클러치기어에 오일홈을 형성하고, 형성된 오일홈을 동력기어쪽 오일홈과 일치시켜줌으로써, 구동시 추력에 의해 편측 이동이 발생되더라도 클러치기어쪽 오일흐름을 원활히 유지할 수 있는 수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치기어와 마찰력으로 동기작용을 구현하는 싱크로기어를 갖춘 상시 물림식 수동변속기의 동기장치에서,

상기 클러치기어에는 니들베어링쪽에서 나오는 오일이 흐르는 동력기어의 오일홈과 일치시킨 위치로 형성된 광폭오일홈을 더 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 오일홈과 상기 광폭오일홈은 원주방향으로 형성한다.

상기 오일홈은 폭 간격으로 서로 떨어진 한쌍으로 이루어지고, 상기 광폭오일홈은 상기 오일홈의 폭 간격을 포함하는 폭 크기를 갖는다.

상기 오일홈과 상기 광폭오일홈은 허브를 향하는 쪽으로 형성한다.

이러한 본 발명에 의하면, 동력기어에서 이어지는 클러치기어쪽에 형성된 오일홈이 동력기어쪽과 일치되어 원활한 오일흐름을 유지하므로, 허브쪽과 원활한 유막 형성을 지속해 마찰저항감소와 싱크로기어쪽으로의 오일공급도 원활하게 유지하는 효과를 갖는다.

원활한 유막 형성에 따른 클러치기어와 허브간 마찰저항감소로 드래그토크(Drag Torque)를 낮추므로, 변속시 조작력 증대 및 조작감 저하(2중 걸림감)현상을 최소화할 수 있고, 시프트감(Shift Feeling) 및 내구성도 크게 높일 수 있는 효과도 갖는다.

도 1은 종래에 따른 수동변속기 동기장치의 구성도이고, 도 2(가),(나)는 수동변속기 동기장치에서, 본 발명에 따른 오일 윤활구조가 적용된 클러치기어와 동력기어쪽 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 오일 윤활구조가 적용된 동기장치의 작용도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명은 종래에 따른 구성을 나타낸 도 1과 같이, 상시 물림식 수동변속기에서 허브(1)에 키이(3)결합된 슬리브(2)와, 동력기어(6)에 결합된 클러치기어(5)쪽에서 상기 슬리브(2)쪽으로 위치된 싱크로기어(4)로 구성되고, 상기 키이(3)와 슬리브(2)사이로 디텐트볼(10)을 갖춘 동기장치이다.

상기 싱크로기어(4)는 클러치기어(5)에 대해 순차적으로 위치된 이너링(4a)과 미들링(4b) 및 싱크로링(4c)으로 구성되고, 상기 싱크로링(4c)이 형성하는 마찰면 갯수로 싱글(Single)과 더블(Double) 및 트리플(Triple)타입으로 구분한다.

상기 동력기어(6)는 주축에 니들베어링(7)을 매개로 결합되고, 니들베어링(7)은 주축으로부터 공급된 오일을 싱크로기어(4)쪽으로 공급하는 작용을 한다.

본 실시예에서는 상기 동기장치의 오일 흐름경로를 원활하게 형성하고 유지할 수 있는 오일 윤활구조가 적용되고, 상기 오일 윤활구조는 클러치기어(5)쪽을 이용해 구현한다.

도 2(가)는 본 실시예에 따른 오일 윤활구조가 적용된 클러치기어와 동력기어쪽 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 클러치기어(5)와 동력기어(6)는 기어이로 서로 결합되고, 상기 동력기어(6)는 니들베어링(7)쪽에서 나오는 오일이 흐르도록 서로 간격을 둔 한쌍의 오일홈(6a,6b)을 원주방향으로 형성한다.

상기 한쌍의 오일홈(6a,6b)은 축 중심에 대해 상하부위로 각각 형성된다.

이와 더불어, 본 실시예에 따른 클러치기어(5)는 허브(1)쪽으로 위치하는 콘측면부(5a)에 원주방향으로 광폭오일홈(20)을 형성하며, 상기 광폭오일홈(20)은 콘측면부(5a)를 소정 깊이로 깎아내 형성한다.

상기 광폭오일홈(20)도 축 중심에 대해 상하부위로 각각 형성된다.

본 실시예에서는 도 2(나)와 같이, 상기 광폭오일홈(20)이 갖는 폭 크기(A)를 동력기어(6)의 한쌍의 오일홈(6a,6b)이 갖는 폭 간격에 일치시키거나, 또는 폭 간격을 포함하는 크기로 형성한다.

도 3은 본 발명에 따른 오일 윤활구조가 적용된 동기장치의 작용도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 동기장치는 변속에 따른 동기화가 이루어지면, 키이(3)의 선(Pre)동기작용과 함께 슬리브(2)는 클러치기어(5)에 마찰력을 가하는 싱크로기어(4)쪽으로 이동되고, 계속된 동기작용으로 싱크로기어(4)와 클러치기어(5)가 동기되어 동력을 동력기어(6)쪽으로 전달한다.

또한, 키이(3)와 슬리브(2)사이로 구비된 디텐트볼(10)은 키이(3)의 기울어짐 방지로 동기시 걸림 상황을 개선하는 작용을 한다.

상기와 같은 동기화 작용은 본 발명에서 설명된 종래의 동기장치와 동일한 작용이다.

이에 더하여 본 실시예에서는 허브(1)와 클러치기어(5)간 마찰력에 따른 드래그토크(Drag Torque)를 크게 낮추는 작용이 구현되며, 이는 클러치기어(5)에 적용된 윤활 구조에 기인한다.

동기장치의 구동시 니들베어링(7)쪽에서 나와 동력기어(6)쪽으로 흐른 오일은 동력기어(6)의 원주방향 오일홈(6a,6b)으로 유입된 후, 클러치기어(5)의 광폭오일홈(20)쪽으로 흘러 싱크로기어(4)쪽으로 공급된다.

본 실시예에서는 상기와 같은 오일흐름이 클러치기어(5)쪽에서 막히지 않는 상태를 유지하며 특히, 구동시 추력에 의해 편측 이동이 발생되더라도 허브(1)와 클러치기어(5)사이에 안정적으로 유막을 형성할 수 있다.

이는 클러치기어(5)쪽 오일흐름(K)을 형성하는 광폭오일홈(20)이 동력기어(6)쪽 한쌍의 오일홈(6a,6b)과 그 방향이 일치하고, 상기 광폭오일홈(20)이 상기 한쌍의 오일홈(6a,6b)을 수용하는 폭 크기(A)를 가짐에 기인한다.

이러한 안정적인 유막 형성은 마찰저항을 줄여 드래그토크(Drag Torque)를 크게 낮추고, 이는 변속시 조작력 증대 및 조작감 저하(2중 걸림감)현상을 최소화하며, 시프트감(Shift Feeling) 및 내구성도 크게 높이도록 작용된다.

1 : 허브 2 : 슬리브
3 : 키이 4 : 싱크로기어
4a : 이너링 4b : 미들링
4c : 아우터링 5 : 클러치기어
5a : 콘측면부 6 : 동력기어
6a,6b : 오일홈 10 : 디텐트볼
20 : 광폭오일홈

Claims (4)

1. 클러치기어와 마찰력으로 동기작용을 구현하는 싱크로기어를 갖춘 상시 물림식 수동변속기의 동기장치에서,
   상기 클러치기어에는 니들베어링쪽에서 나오는 오일이 흐르는 동력기어의 오일홈과 일치시킨 위치로 형성된 광폭오일홈을 더 포함한 것을 특징으로 하는 수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 오일홈과 상기 광폭오일홈은 원주방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 오일홈은 폭 간격으로 서로 떨어진 한쌍으로 이루어지고, 상기 광폭오일홈은 상기 오일홈의 폭 간격을 포함하는 폭 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 오일홈과 상기 광폭오일홈은 허브를 향하는 쪽으로 형성한 것을 특징으로 하는 수동변속기 동기장치의 오일 윤활구조.
   

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