KR20120124826A

KR20120124826A - 수동 변속기의 동기치합기구

Info

Publication number: KR20120124826A
Application number: KR1020110042688A
Authority: KR
Inventors: 박종윤
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2012-11-14
Also published as: CN102767580B; CN102767580A; JP5873288B2; JP2012233566A; US20120279818A1; DE102011056259B4; BRPI1105733B1; DE102011056259A1; KR101274244B1; US8596437B2; BRPI1105733A2

Abstract

수동 변속기의 동기치합기구가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 수동 변속기의 동기치합기구는 회전축상에 스플라인 결합되는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주측에 블록킹 키를 개재시켜 축 방향으로 이동이 가능하도록 결합되는 슬리브와, 상기 클러치 허브의 슬리브의 양측에 회전축과는 회전 간섭없이 배치되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰작용이 이루어질 수 있도록 결합되는 블록커 링을 포함하여 이루어지는 수동 변속기의 동기 치합기구에 있어서, 상기 슬리브의 내주면에 형성되어 상기 블록킹 키의 외주측이 삽입되는 록킹 홈이 형성되는 그루브 기어를 형성하되, 상기 그루브 기어는 양단부가 이웃한 일반 기어와 동일 사양으로 이루어지고, 상기 록킹 홈이 형성되는 키 지지부는 상기 일반 기어와 비교하여 큰 폭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

수동 변속기의 동기치합기구{Synchronizing Device For Manual Transmission}

본 발명은 자동차등에 적용되는 수동 변속기의 동기치합기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬리브의 록킹 홈에 대한 블록킹 키의 면압을 낮추어 블록킹 키의 마모를 방지할 수 있도록 하는 수동 변속기의 동기치합기구에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 동력전달장치의 한 부분으로서, 클러치와 추진축(구동축) 사이에 배치되어 자동차의 주행조건에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 수행하게 되며, 자동차를 후진시키기 위한 후진장치를 갖추고 있다.

이러한 변속기 중에서, 수동 변속기의 동기치합기구는 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림 시에 상기 두 기어의 회전속도를 동기시킨 후에 각 기어가 상호 치합되도록 함으로써, 부드러운 기어 연결을 통하여 변속 충격을 방지하는 역할을 한다.

도 1은 일반적인 동기치합기구의 일부 발췌 단면 사시도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 동기치합기구는 공지와 같이 클러치 허브(2), 슬리브(4), 블록킹 키(Blocking Key: 6), 블록커 링(Blocker Ring: 8), 클러치 기어(10)로 구성된다.

상기 클러치 허브(2)는 회전축(미도시) 상에 스플라인 결합되고, 외주면에는 원주방향을 따라 등간격으로 다수의 홈이 형성된다.

상기 슬리브(4)는 상기 클러치 허브(2)의 외주 측에 스플라인 결합되어 축 방향 이동이 가능하며, 외주 측 슬라이딩 홈(12)에 삽입되는 시프트 포크(미도시)에 의하여 좌우로 이동된다.

상기 블록킹 키(6)는 상기 클러치 허브(2)의 외주 측에 원주방향 등간격으로 형성된 다수의 홈에 배치되어 상기 클러치 허브(2) 사이에 개재되는 스프링(14)의 탄성력에 의하여 상기 슬리브(4)의 내주 측에 형성된 록킹 홈(16)에 삽입된다.

상기 블록커 링(8)은 통상 싱크로나이저 링으로도 불리며, 상기 클러치 허브(2)의 양측에 배치되어 상기 블록킹 키(6)를 은폐 보호함과 동시에 슬리브(4)의 축 방향 이동시 밀리면서 클러치 기어(10)의 콘부(18)와 마찰되어 동기작용을 이룬다.

상기 클러치 기어(10)는 스피드 기어(미도시)와 일체로 형성된다.

이러한 구성을 갖는 동기치합기구는 변속을 위하여 상기 슬리브(4)를 좌측 또는 우측으로 이동시키면, 상기 블록킹 키(6)가 함께 이동하면서 상기 블록커 링(8)을 클러치 기어(10)측으로 밀어준다.

그러면 상기 블록커 링(8)의 내주면은 상기 클러치 기어(10)의 콘부(18)에 상호 마찰되면서 회전 동기가 이루어지며, 이러한 상태에서 상기 슬리브(4)의 이동이 더욱 진행되면, 상기 슬리브(4)와 클러치 기어(10)가 서로 치합되면서 동력 전달이 이루어진다.

도 2는 종래 기술에 따른 동기치합기구에 적용되는 슬리브의 내주면의 일부 발췌 사시도이다.

도 2를 참조하면, 부호 20은 상기 슬리브(4)의 내주면에서 상기 블록킹 키(6)가 안착되는 록킹 홈(20)을 지칭한다.

상기 록킹 홈(20)은 슬리브(4)의 내주면에서 스플라인을 형성하는 기어들 중 그루브 기어(22)의 중간부에 요입되는 형태로 형성된다.

그리고 상기 그루브 기어(22)는 일반 기어(24)와 동일한 사양으로 이루어진다.

그러나 상기 그루브 기어(22)가 이웃한 일반 기어(24)와 동일한 사양으로 형성된다는 것은 상기 블록킹 키(6)가 안착되는 록킹 홈(20)의 폭도 그만큼 작아진다는 것을 의미한다.

도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위하여 블록킹 키가 조립된 상태에서의 측면 발췌도이다.

도 3을 참조하면, 상기와 같이 그루브 기어(22)의 록킹 홈(20)의 폭이 작아진다고 함은 상기 블록킹 키(6)와의 접촉 면적이 작아지기 때문에 변속 시, 높은 면압이 걸리게 되며, 표면경도가 허용하는 면압 이상이 작동하게 되면 마모가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 슬리브의 록킹 홈에 대한 블록킹 키의 면압을 낮추어 블록킹 키의 마모를 방지할 수 있도록 하는 수동 변속기의 동기치합기구를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 회전축 상에 스플라인 결합되는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주측에 블록킹 키를 개재시켜 축 방향으로 이동이 가능하도록 결합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에서 회전축과 회전간섭 없이 배치되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰작용이 이루어지도록 결합되는 블록커 링을 포함하는 수동 변속기이 동기치합기구에 있어서, 상기 슬리브의 내주면에 형성되어 상기 블록킹 키의 외주 측이 삽입되는 록킹 홈을 갖는 그루브 기어를 형성하되, 상기 록킹 홈은 상기 일반 기어의 폭보다 더 큰 폭으로 상기 그루브 기어의 중앙부에 형성되는 키 지지부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기치합기구를 제공한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서, 상기 키 지지부의 폭은 상기 록킹 홈에 접촉되는 상기 블록킹 키의 홈 접촉부의 원주방향 길이보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예는 블록킹 키의 외주 측이 삽입되는 슬리브의 록킹 홈의 폭을 넓게 형성하여 블록킹 키와의 접촉면적을 크게 할 수 이Te.

이에 따라, 표면 경도가 허용하는 이상의 면압이 작용하더라도 블록킹 키의 마모를 방지하여 변속기 전체에 대한 내구성을 높일 수 있다.

도 1은 일반적인 동기치합기구의 일부 발췌 단면 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 동기치합기구에 적용되는 슬리브의 내주면 일부 발췌 사시도이다.
도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위하여 블록킹 키가 조립된 상태에서의 측면 발췌도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 블록커 링의 일부 발췌 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 요부 조립 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구에 적용되는 슬리브의 내주면 일부 발췌 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 슬리브와 블록킹 키가 결합된 상태에서의 측면 발췌도이다.

이하, 본 발명의 하나의 실시 예를 첨부한 도면을 통하여 상세하게 설명한다.

단, 본 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구는 공지와 같이 클러치 허브(50), 슬리브(60), 블록킹 키(Blocking Key: 70), 블록커 링(Blocker Ring: 80), 클러치 기어(90)를 포함한다.

상기 클러치 허브(50)는 회전축(S)상에 스플라인 결합되어 항시 상기 회전축(S)과 함께 회전한다.

상기 클러치 허브(50)는 외주면에 스플라인이 형성되며, 그 외주 측에는 원주방향을 따라 등간격으로 다수의 홈(52)이 형성된다.

상기 슬리브(60)는 상기 클러치 허브(50)의 외주 측에 스플라인 결합되어 축 방향 이동이 가능하며, 외주 측에는 원주방향으로 슬라이딩 홈(62)이 형성된다.

또한, 상기 슬리브(60)는 슬라이딩 홈(62)에 시프트 포크(미도시)가 삽입되어 상기 시프트 포크의 이동에 따라 좌우로 이동된다.

상기 블록킹 키(70)는 클러치 허브(50)의 외주 측에 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 다수의 홈(52)에 배치된다.

즉, 상기 블록킹 키(70)는 상기 클러치 허브(50)와의 사이에 개재되는 스프링(72)의 탄성력에 의하여 상기 슬리브(60)의 내주 측에 형성된 록킹 홈(64)에 삽입된다.

상기 블록커 링(80)은 통상 싱크로나이저 링으로도 불리며, 상기 클러치 허브(50)의 양측에 배치되어 상기 블록킹 키(70)를 은폐 보호함과 동시에 슬리브(60)의 축 방향 이동시 밀리면서 클러치 기어(90)의 콘부(92)에 마찰되어 동기작용을 이룬다.

이러한 블록커 링(80)에는 키 안착부(81)가 형성된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 블록커 링의 일부 발췌 사시도이다.

도 5를 참조하면, 상기 키 안착부(81)는 상기 블록킹 키(70)의 원주 방향 폭을 수용할 수 있는 공간(82)을 두고 양측에서 축 방향으로 돌출되는 지지돌기(83)(84)가 형성된다.

또한, 상기 지지돌기(83)(84) 사이의 블록커 링(80)의 외주면에는 상기 클러치 허브(50)의 홈(52)으로 간섭 없이 삽입되도록 돌출부(85)가 형성된다.

또한, 상기 지지돌기(83)(84)는 그 내면이 중앙을 기준으로 외주 측에 확개되는 형태로 경사면(86)(87)으로 형성되며, 이 경사면(86)(87)에 상기 블록킹 키(70)가 안착된다.

그리고 상기 돌출부(85)는 블록커 링(80)의 조립 위치를 쉽게 함과 동시에 조립 상태에서 안정된 상태를 유지할 수 있도록 하며, 상기 블록킹 키(70)의 축 방향 이동시 접촉 면적을 크게 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 요부 조립 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구는 변속을 위하여 상기 슬리브(60)를 좌측 또는 우측으로 이동시키면, 상기 블록킹 키(70)가 함께 이동하면서 상기 블록커 링(80)을 클러치 기어(90)측으로 밀어준다.

그러면 상기 블록커 링(80)의 내주면은 상기 클러치 기어(90)의 콘부(92)에 상호 마찰되면서 회전 동기가 이루어진다.

이러한 상태에서, 상기 슬리브(60)의 이동이 더욱 진행되면, 상기 슬리브(60)와 상기 클러치 기어(90)가 동기 치합되면서 회전축(S)의 회전 동력이 상기 클러치 기어(90)와 일체로 형성되는 스피드 기어(미도시)로 전달된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구에 적용되는 슬리브의 내주면 일부 발췌 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 동기치합기구의 슬리브와 블록킹 키가 결합된 상태에서의 측면 발췌도이다.

도 7을 참조하면, 상기 록킹 홈(64)은 상기 슬리브(60)의 내주면에서 스플라인을 형성하는 기어들 중, 그루브 기어(640)의 중앙부에 형성되는 키 지지부(642)에 요입되는 형태로 이루어진다.

그리고 상기 그루브 기어(640)는 양 단부가 이웃한 일반 기어(644)와 동일 사양으로 이루어지고, 상기 록킹 홈(64)이 형성되는 키 지지부(642)는 상기 일반 기어(644)의 폭보다 더 큰 폭으로 형성된다.

이에 따라, 상기 록킹 홈(64)의 폭은 상기 키 지지부(642)의 폭(B)과 동일하게 형성된다.

여기서, 상기 키 지지부(642)의 폭(B)은 도 7에서와 같이, 상기 록킹 홈(64)과 접촉되는 상기 블록킹 키(70)의 홈 접촉부(74)의 원주방향 길이(L) 보다는 작게 형성되는데, 그 차이는 상기 블록킹 키(70)의 원주방향 이동을 충분히 고려하여 그 이동량을 충분히 수용할 수 있어야 한다.

그리고 상기 그루브 기어(640)의 양 단부를 일반 기어(644)의 양 단부와 동일한 사양으로 형성한 것은 동기 이후 클러치 기어(90)와의 간섭 발생이 되지 않도록 하기 위함이다.

상기와 같이 록킹 홈(64)의 폭을 키 지지부(642)를 두어 크게 하면, 상기 블록킹 키(70)와의 접촉면적이 그 만큼 커지게 되고, 접촉면적이 커지면 그 만큼 면압이 낮아지게 된다.

이에 따라 표면 경도가 허용하는 이상의 면압이 작용하더라도 블록킹 키(70)의 마모를 방지하여 변속기 전체에 대한 내구성을 높일 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

50... 클러치 허브 60... 슬리브
62... 슬라이딩 홈 64... 록킹 홈
70... 블록킹 키 72... 스프링
80... 블로커 링 81... 키 안착부
90... 클러치 기어 640... 그루브 기어
642... 키 지지부

Claims

회전축 상에 스플라인 결합되는 클러치 허브와, 상기 클러치 허브의 외주측에 블록킹 키를 개재시켜 축 방향으로 이동이 가능하도록 결합되는 슬리브와, 상기 슬리브의 양측에서 회전축과 회전간섭 없이 배치되는 클러치 기어와, 상기 클러치 기어의 콘부와 마찰작용이 이루어지도록 결합되는 블록커 링을 포함하는 수동 변속기이 동기치합기구에 있어서,
상기 슬리브의 내주면에 형성되어 상기 블록킹 키의 외주 측이 삽입되는 록킹 홈을 갖는 그루브 기어를 형성하되,
상기 록킹 홈은 상기 일반 기어의 폭보다 더 큰 폭으로 상기 그루브 기어의 중앙부에 형성되는 키 지지부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기치합기구.
제1항에 있어서,
상기 키 지지부의 폭은
상기 록킹 홈에 접촉되는 상기 블록킹 키의 홈 접촉부의 원주방향 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 동기치합기구.