KR20200081559A - 차량용 변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 허브기어와 싱크로나이저링이 가이드조인트에 의해 연결됨으로써, 싱크로나이저링의 틸팅이 억제되어 싱크로나이저링이 샤프트의 축방향으로 수평하게 이동됨에 따라 클러치기어의 콘부와 편접촉이 방지된다. 이로 인해, 싱크로나이저링의 걸림 현상이 방지되고 불필요한 조작력이 발생되지 않는 차량용 변속기의 동기장치가 소개된다.

Description

차량용 변속기의 동기장치 {SYNCHRONIZER APPARATUS OF TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 싱크로나이저링이 틸팅되지 않고 수평하게 직선이동되도록 하는 차량용 변속기의 동기장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수동변속기는 운전자의 의지에 따라 운전자가 직접 변속기의 기어단을 선택하도록 구성되는 것으로, 운전자가 변속 레버를 다양한 변속 패턴 중 하나를 선택하여 이동시킴으로써 변속이 수행되도록 한다.

이러한 수동변속기는 변속 레버와 연결되는 컨트롤 핑거, 컨트롤 핑거와 연결되는 시프트 러그, 시프트 러그가 일단에 고정되는 시프트 레일, 상기 시프트 레일에 고정되어 기어의 결합을 변경하는 슬리브와 결합되는 시프트 포크로 구성된다. 이와 같이 구성된 수동변속기는 변속 레버에 셀렉트 동작이 수행되면, 컨트롤 핑거가 복수의 시프트 러그 중 하나에 연결되고, 변속 레버의 시프트 동작이 수행되면, 시프트 레일이 축방향으로 이동되도록 한다.

이에 따라, 시프트 레일에 고정된 시프트 포크도 이동되면서, 슬리브를 이동시키게 되고, 슬리브가 이동됨에 따라 변속기어의 동기화 및 변속단의 변속이 수행되도록 한다.

한편, 슬리브의 이동시 싱크로나이저링이 슬리브와 함께 이동되는데, 싱크로나이저링은 주축 또는 기어에 자유 회전되도록 설치됨에 따라 틸팅이 발생된다. 이렇게, 싱크로나이저링이 틸팅되면, 클러치콘과 접촉시 편접촉되어 불필요한 조작력이 발생되거나 치합시 걸림 현상이 발생되는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

10-2000-0045753 A (2000.07.25)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 싱크로나이저링의 틸팅이 억제되도록 하여 싱크로나이저링과 클러치콘의 편접촉이 방지되도록 하는 차량용 변속기의 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 변속기의 동기장치는 구동샤프트에 결합되어 회전되는 허브기어; 허비기어를 감싸도록 형성되고, 허브기어에 치합된 상태에서 축방향으로 이동되는 슬리브; 전달샤프트에 결합되어 회전되고, 허브기어와 마주하는 방향으로 마찰면을 가지며 슬리브가 선택적으로 치합되는 콘부가 형성되고, 슬리브가 콘부에 치합시 허브기어와 동기화되는 클러치기어; 슬리브와 클러치기어 사이에 마련되고 슬리브의 이동시 콘부에 접촉되어 클러치기어와 허브기어가 동기화되도록 하는 싱크로나이저링; 및 허브기어와 싱크로나이저링에 연결되어 싱크로나이저링이 클러치기어의 콘부와 수평하게 마주하도록 함으로써, 슬리브의 이동에 의해 싱크로나이저링의 이동시 싱크로나이저링과 콘부가 수평하게 접촉되도록 가이드하는 가이드조인트;를 포함한다.

가이드조인트는 허브기어와 싱크로나이저링의 둘레를 따라 이격되어 복수개로 구성된 것을 특징으로 한다.

가이드조인트는 허브기어 및 싱크로나이저링의 중심축을 가로지르는 일직선상에 대칭되게 배치된 것을 특징으로 한다.

가이드조인트는, 일단부가 싱크로나이저링에 회전 가능하게 연결된 링크바와 타단부가 허브기어에 고정된 고정바로 구성되고, 링크바의 타단부와 고정바의 일단부는 서로 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.

싱크로나이저링에서 허브기어와 마주하는 단부면에는 홈부가 형성되고, 링크바의 일단부에는 홈부에 삽입되는 볼부가 형성되어 링크바가 싱크로나이저링에 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.

링크바의 타단부에는 볼 형상의 볼이음부가 형성되고, 고정바의 일단부에는 볼이음부를 감싸는 볼시트부가 형성됨으로써, 링크바는 고정바에 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.

허브기어에서 싱크로나이저링과 마주하는 단부면에는 함몰부가 형성되고, 고정바의 타단부에는 함몰부에 삽입되는 볼부가 볼연결부가 형성되어 고정바가 허브기어에서 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 변속기의 동기장치는 허브기어와 싱크로나이저링이 가이드조인트에 의해 연결됨으로써, 싱크로나이저링의 틸팅이 억제되어 싱크로나이저링이 샤프트의 축방향으로 수평하게 이동됨에 따라 클러치기어의 콘부와 편접촉이 방지된다. 이로 인해, 싱크로나이저링의 걸림 현상이 방지되고 불필요한 조작력이 발생되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 동기장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 6은 도 1에 도시된 차량용 변속기의 동기장치를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 변속기의 동기장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 동기장치를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 6은 도 1에 도시된 차량용 변속기의 동기장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 차량용 변속기의 동기장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 구동샤프트(10)에 결합되어 회전되는 허브기어(20); 허비기어(20)를 감싸도록 형성되고, 허브기어(20)에 치합된 상태에서 축방향으로 이동되는 슬리브(30); 전달샤프트(40)에 결합되어 회전되고, 허브기어(20)와 마주하는 방향으로 마찰면을 가지며 슬리브(30)가 선택적으로 치합되는 콘부(51)가 형성되고, 슬리브(30)가 콘부(51)에 치합시 허브기어(20)와 동기화되는 클러치기어(50); 슬리브(30)와 클러치기어(50) 사이에 마련되고 슬리브의 이동시 콘부(51)에 접촉되어 클러치기어(50)와 허브기어(20)가 동기화되도록 하는 싱크로나이저링(60); 및 허브기어(20)와 싱크로나이저링(60)에 연결되어 싱크로나이저링(60)이 클러치기어(50)의 콘부(51)와 수평하게 마주하도록 함으로써, 슬리브(30)의 이동에 의해 싱크로나이저링(60)의 이동시 싱크로나이저링(60)과 콘부(51)가 수평하게 접촉되도록 가이드하는 가이드조인트(70);를 포함한다.

여기서, 구동샤프트(10)는 엔진의 동력을 전달받이 회전되고, 허브기어(20)는 구동샤프트(10)에 스플라인 결합되어 허브기어(20)와 함께 회전된다. 슬리브(30)의 경우 허브기어(20)를 감싸도록 형성되되 허브기어(20)와 스플라인 연결되어 구동샤프트(10)의 축방향으로 이동 가능하게 연결되며, 시프트 포크에 의해 이동 위치가 결정된다. 한편, 전달샤프트(40)에는 클러치기어(50)가 스플라인 결합되고, 클러치기어(50)에는 허브기어(20)와 마주하는 방향으로 마찰면을 가지며 슬리브(30)의 치합시 동기화되는 콘부(51)가 형성된다. 여기서, 슬리브(30)와 클러치기어(50) 사이에는 싱크로나이저링(60)이 마련됨으로써, 슬리브(30)의 이동시 싱크로나이저링(60)이 콘부(51)에 접촉되어 회전속도가 동기화되고, 이에 따라 클러치기어(50)와 허브기어(20)가 동기화된다.

이외에 클러치기어(50)와 허브기어(20) 사이에 위치되는 싱크로나이저블록 및 키홈에 따른 구성은 동기화장치를 이루는 통상적인 기술인바, 구체적인 설명은 생략한다.

즉, 클러치기어(50)와 허브기어(20)의 동기화시, 슬리브(30)가 이동됨에 따라 싱크로나이저링(60)이 이동되고, 싱크로나이저링(60)이 콘부(51)에 접촉시 마찰에 의해 회전속도가 동기화되는 과정이 수행된다. 이때, 싱크로나이저링(60)이 일정각도 틸팅된 상태에서 콘부(51)에 접촉되면, 조작력이 상승되거나 걸림 현상이 발생된다.

이에 따라, 본 발명에서는 허브기어(20)와 싱크로나이저링(60)에 가이드조인트(70)가 연결되어 싱크로나이저링(60)이 클러치기어(50)의 콘부(51)와 수평하게 마주하도록 한다. 이로 인해, 슬리브(30)의 이동시 싱크로나이저링(60)은 콘부(51)와 수평한 상태를 유지한 상태에서 콘부(51)에 접촉됨에 따라 클러치기어(50)의 콘부(51)와 편접촉이 방지된다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 가이드조인트(70)는 허브기어(20)와 싱크로나이저링(60)의 둘레를 따라 이격되어 복수개로 구성될 수 있다. 이렇게, 가이드조인트(70)는 복수개로 구성되고, 허브기어(20)와 싱크로나이저링(60)의 둘레를 따라 이격되게 배치됨으로써, 싱크로나이저링(60)이 허브기어(20)에 대해 편측되게 배치되지 않도록 한다. 이러한 복수개의 가이드조인트(70)는 허브기어(20)의 및 싱크로나이저링(60)의 축을 중심으로 둘레방향을 따라 등간격을 이루어 배치됨으로써, 싱크로나이저링(60)의 수평 상태가 유지되도록 한다.

바람직하게, 가이드조인트(70)는 허브기어(20) 및 싱크로나이저링(60)의 중심축을 가로지르는 일직선상에 대칭되게 배치됨으로써, 싱크로나이저링(60)이 어느 한쪽으로 편측되어 기울어짐이 발생되지 않고 균형있게 수평상태를 유지하도록 가이드할 수 있다.

한편, 도 3 내지 4에 도시된 바와 같이, 가이드조인트(70)에 대해서 상세히 설명하면, 가이드조인트(70)는 일단부가 싱크로나이저링(60)에 회전 가능하게 연결된 링크바(71)와 타단부가 허브기어(20)에 회전 가능하게 연결된 고정바(75)로 구성되고, 링크바(71)의 타단부와 고정바(75)의 일단부는 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다.

이렇게, 가이드조인트(70)는 서로 회전 가능하게 연결된 링크바(71)와 고정바(75)로 구성되며, 링크바(71)는 싱크로나이저링(60)에 회전 가능하게 연결되고, 고정바(75)는 허브기에 허브기어(20)에 회전 가능하게 연결됨으로써, 링크바(71) 및 고정바(75)의 회전에 의해 싱크로나이저링(60)이 가이드된다. 여기서, 고정바(75)는 허브기어(20)에서 고정되게 설치될 수 있으나, 싱크로나이저링(60)의 들림 현상이 발생될 수 있는바, 링크바(71)와 고정바(75)가 모두 회전되도록 하여 원활한 가이드동작이 수행될 수 있다.

이러한 링크바(71)와 고정바(75)는 싱크로나이저링(60)이 클러치기어(50)의 콘부(51)에 접촉되기 전에는 각도를 형성하고, 슬리브(30)에 의해 싱크로나이저링(60)의 이동시 링크바(71)와 고정바(75)가 펼쳐지면서 싱크로나이저링(60)의 직선이동을 가이드한다. 여기서, 고정바(75)와 링크바(71)의 길이는 싱크로나이저링(60)의 이동거리에 따라 설정될 수 있다.

상세하게, 도 3 내지 4에서 볼 수 있듯이, 싱크로나이저링(60)에서 허브기어(20)와 마주하는 단부면에는 홈부(61)가 형성되고, 링크바(71)의 일단부에는 홈부(61)에 삽입되는 볼부(72)가 형성되어 링크바(71)가 싱크로나이저링(60)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

이렇게, 가이드조인트(70)의 링크바(71)는 일단부가 싱크로나어지링의 단부면에 회전 가능하게 연결된다. 이를 위해, 싱크로나이저링(60)의 단부면에 홈부(61)가 형성되고, 링크바(71)의 일단부에는 원형의 볼부(72)가 형성됨으로써, 링크바(71)의 볼부(72)가 싱크로나이저링(60)의 홈부(61)에 체결시 볼조인트 구조로 회전 가능하게 연결된다.

한편, 링크바(71)의 타단부에는 볼 형상의 볼이음부(73)가 형성되고, 고정바(75)의 일단부에는 볼이음부(73)를 감싸는 볼시트부(76)가 형성됨으로써, 링크바(71)는 고정바(75)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

여기서, 링크바(71)의 타단부에 형성되는 볼이음부(73)는 볼 형상으로 형성되고, 고정바(75)의 일단부에는 볼 형상의 볼이음부(73)를 감싸는 형태로 형성된 볼시트부(76)가 형성됨으로써, 링크바(71)와 고정바(75)는 볼조인트 구조로 회전 가능하게 연결된다. 이렇게, 링크바(71)는 타단부가 고정바(75)의 일단부에 회전 가능하게 연결되고, 고정바(75)의 타단부는 허브기어(20)에 고정된다.

한편, 허브기어(20)에서 싱크로나이저링(60)과 마주하는 단부면에는 함몰부(21)가 형성되고, 고정바(75)의 타단부에는 함몰부(21)에 삽입되는 볼부(72)가 볼연결부(77)가 형성되어 고정바(75)가 허브기어(20)에서 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이로 인해, 고정바(75)는 타단부의 볼연결부(77)가 허브기어(20)의 함몰부(21)에 삽입된 상태에서, 회전되어 싱크로나이저링(60)의 가이드가 수행되도록 할 수 있다.

이로 인해, 본 발명에서는 변속을 위해 슬리브(30)가 이동됨에 따라, 싱크로나저이링이 클러치기어(50)의 콘부(51)를 향해 이동시, 가이드조인트(70)의 링크바(71)와 고정바(75)가 펼쳐지면서 싱크로나이저링(60)의 이동을 가이드한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 치합 전에는 가이드조인트(70)의 링크바(71)와 고정바(75)가 일정각도를 이루고, 도 6에 도시된 바와 같이 슬리브(30)의 이동에 의해 링크바(71)와 고정바(75) 펼쳐짐으로써, 싱크로나이저링(60)이 틸팅되지 않고 직선방향으로 수평한 상태를 유지하여 이동된다.

이에 따라, 싱크로나이저링(60)은 콘부(51)와 수평한 상태를 유지한 상태에서 클러치기어(50)의 콘부(51)에 접촉됨에 따라 클러치기어(50)의 콘부(51)와 편접촉이 방지된다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 변속기의 동기장치는 허브기어(20)와 싱크로나이저링(60)이 가이드조인트(70)에 의해 연결됨으로써, 싱크로나이저링(60)의 틸팅이 억제되어 싱크로나이저링(60)이 샤프트의 축방향으로 수평하게 이동됨에 따라 클러치기어(50)의 콘부(51)와 편접촉이 방지된다. 이로 인해, 싱크로나이저링(60)의 걸림 현상이 방지되고 불필요한 조작력이 발생되지 않는다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10:구동샤프트 20:허브기어
21:함몰부 30:슬리브
40:전달샤프트 50:클러치기어
51:콘부 60:싱크로나이저링
61:홈부 70:가이드조인트
71:링크바 72:볼부
73:볼이음부 75:고정바
76:볼시트부 77:볼연결부

Claims (7)

1. 구동샤프트에 결합되어 회전되는 허브기어;
   허비기어를 감싸도록 형성되고, 허브기어에 치합된 상태에서 축방향으로 이동되는 슬리브;
   전달샤프트에 결합되어 회전되고, 허브기어와 마주하는 방향으로 마찰면을 가지며 슬리브가 선택적으로 치합되는 콘부가 형성되고, 슬리브가 콘부에 치합시 허브기어와 동기화되는 클러치기어;
   슬리브와 클러치기어 사이에 마련되고 슬리브의 이동시 콘부에 접촉되어 클러치기어와 허브기어가 동기화되도록 하는 싱크로나이저링; 및
   허브기어와 싱크로나이저링에 연결되어 싱크로나이저링이 클러치기어의 콘부와 수평하게 마주하도록 함으로써, 슬리브의 이동에 의해 싱크로나이저링의 이동시 싱크로나이저링과 콘부가 수평하게 접촉되도록 가이드하는 가이드조인트;를 포함하는 차량용 변속기의 동기장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   가이드조인트는 허브기어와 싱크로나이저링의 둘레를 따라 이격되어 복수개로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 동기장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   가이드조인트는 허브기어 및 싱크로나이저링의 중심축을 가로지르는 일직선상에 대칭되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 동기장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   가이드조인트는,
   일단부가 싱크로나이저링에 회전 가능하게 연결된 링크바와 타단부가 허브기어에 고정된 고정바로 구성되고,
   링크바의 타단부와 고정바의 일단부는 서로 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 동기장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   싱크로나이저링에서 허브기어와 마주하는 단부면에는 홈부가 형성되고, 링크바의 일단부에는 홈부에 삽입되는 볼부가 형성되어 링크바가 싱크로나이저링에 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 동기장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   링크바의 타단부에는 볼 형상의 볼이음부가 형성되고, 고정바의 일단부에는 볼이음부를 감싸는 볼시트부가 형성됨으로써, 링크바는 고정바에 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 동기장치.
7. 청구항 4에 있어서,
   허브기어에서 싱크로나이저링과 마주하는 단부면에는 함몰부가 형성되고, 고정바의 타단부에는 함몰부에 삽입되는 볼부가 볼연결부가 형성되어 고정바가 허브기어에서 회전 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 동기장치.

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