KR950001209B1 - 차량용 변속기의 동기제어방법 및 장치 - Google Patents

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Description

차량용 변속기의 동기제어방법 및 장치

제1도 내지 제5도는 종래의 동기작동방법을 설명하기 위한 예시도로서 제1도는 차량용 변속기에 있어서 일반적인 싱크로메시기구를 나타내는 분해사시도.

제2도는 제1도의 결합상태 부분단면도.

제3도 내지 초기상태.

제4도는 중간상태.

제5도는 종료상태를 각각 나타냄.

제6도는 본 발명인 동기제어방법을 설명하기 위한 개략도.

제7도는 본 발명인 동기제어방법을 구체화한 일례로서의 장치를 나타내는 분해사시도.

제8도는 제7도의 결합상태 부분단면도.

제9도는 내지 제11도는 제7도 및 제8도에 도시한 장치의 작동관계를 순차적으로 나타낸 것.

제9도는 초기상태.

제10도는 중간상태.

제11도는 종료상태를 각각 나타냄.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 변속기어 11 : 결합홈

20 : 콘부 21, 22, 31, 41 : 테이퍼면

23 : 수평결합돌기 30 : 내측싱크로나이저

40 : 외측싱크로나이저링

본 발명은 차량용 변속기에 있어서 변속시에 이루어지는 동기작동을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 기관의 동력을 차량의 주행상태에 알맞도록 기관의 회전을 적절히 감속하여 회전력을 증대시키거나 고속회전으로 바꾸어 주며, 때로는 차량을 후진하게 하는 역할을 행하고 있다. 이때 변속기에 요구되는 조건은 변속조작이 용이하고 확실하며 적절한 변속비가 요구되게 되며,상기 조건중 변속조작이 용이하도록 하기 위하여 변속기의 작동을 통상 싱크로메시기구에 의한 관성고정키이 형식을 채택하고 있다.

싱크로메시기구 및 그 작동상태의 일례를 제1도 내지 제5도에 도시하였는 바, 이는 변속기어(1)의 콘부(1a)에 결합되는 싱크로나이저링(2), 주축(3)의 스플라인부(3a)에 치합되는 허브(4), 허브(4)에 치합되는 슬리이브(5) 및 허브(4)의 외주연에 끼워지고 스프링(6)에 탄지되는 키이(7)가 상호 결합되어 이루어진다.

이 경우 그 작동과정은 미도시된 시프트포오크에 의하여 슬리이브(1)가 이동하면 슬리이브(5)의 내부에서 돌기(7a)에 의해 물려 있는 키이(7)가 제3도에 도시한 바와같이 슬리이브(5)와 함께 움직이게 되고 키이(7)는 싱크로나이저링(2)을 주축(3)에 고정된 변속기어(1)의 콘부(1a)를 가압하여 이 마찰력에 의하여 변속기어(1)는 슬리이브(5)와 함께 회전하기 시작하며, 슬리이브(5)와 싱크로나이저링(2)의 스플라인부(2a)는 엇갈린 상태로 마주 향하고 있다가 슬리이브(5)가 더욱 이동하면 제4도에 도시한 바와같이 스플라인부 (5a)선단이 직접 싱크로나이저링(2)을 누르게 되며, 마찰력에 의하여 슬리이브(5)와 변속기어(1)의 회전이 동일하게 이루어지면 제5도에 도시한 바와같이 슬리이브(5)는 이동하여 싱크로나이저링(2)을 통과 변속기어(1)의 스플라인부(1b)와 맞물려 변속이 이루어지게 되어 있다.

이러한 일련의 과정을 거쳐 변속이 이루어지는 경우 원활하게 변속이 이루어지기 위하여는 싱크로나이저링(2)과 변속기어(1)와의 사이에서 마찰력이 적절히 가해져야만 하는데 실제로는 그 구조상 싱크로나이저링(2)의 내주면(2c)과 변속기어(1)의 콘부(1a) 사이에서만 마찰력이 전달되게 되며 전달되는 마찰력이 균형을 이루지 못할 경우엔 슬리이브(5), 싱크로나이저링(2)과 변속기어(1) 사이에서 소음, 진동이 발생하기도 하고 충격이 발생하기도 한다.

특히, 상기 문제점으로 인한 구조적인 취약점과 함께 조작자의 실수에 의하여 작동중에 싱크로나이저링(2)이 일부 파손되거나 결함이 발생하게 되면, 변속기의 조작에 직접 악영향을 끼치게 되고 결국 싱크로나이저링(2)을 교체하는 수리작업이나 좀더 심한 경우에는 변속기를 교체하여야만 하는 막대한 경제적 손실을 끼치기도 한다.

본 발명을 이와같은 종래의 문제점을 근본적으로 해소하고자 싱크로나이저링과 변속기어와의 마찰력이 전달되어 동기작동이 이루어지되, 변속기어의 콘부를 분리하여내외측엔 테이퍼면을 형성하고 내,외측으로부터 마찰력이 동시에 전달되어 동기작동이 이루어지도록 한 동기제어방법 및 장치를 제공하여 마찰력의 전달을 증대시키면서 동기작동이 보다 원활하게 이루어질 수 있고 이에따라 변속조작이 더욱 용이하고 확실하게 이루어질 수 있도록 하는데 주목적이 있다.

또한 본 발명의 경우 구조적인 취약점이 없도록 하고 동기작동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하여 작동중에 싱크로나이저링이 파손될 염려가 없도록 하면서 부차적으로 변속기어와 싱크로나이저링 사이에서 보다 강력하고 완전한 마찰력이 전달되어 조작중에 소음 및 진동의 발생을 적게할 뿐 아니라 내구성을 향상시켜 사용수명을 증대시킬 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

본 발명은 전술한 제목적을 달성하고자 변속기어의 콘부에 내, 외측테이퍼면을 형성하고 동기작동시엔 내, 외측테이퍼면에 동시에 가압마찰이 이루어져 동기작동이 이루어질 수 있도록 한 동기제어방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 방법을 구체화한 장치로서, 변속기어엔 결합홈을 형성하고, 변속기어의 일측에 내외측테이펴면과 다수의 돌기가 일체로 형성된 콘부를 분리형성하여 상기 다수의 돌기가 상기 결합홈에 끼워져 콘부가 부분수평이동이 가능하게 이루어지고, 상기 콘부의 외측엔 외측싱크로나이저링이 결합되고 상기 콘부의 내측엔 내측싱크로나이저링이 결합되어 이루어져, 키이가 외측싱크로나이저링을 수평으로 가압이동시키면 변속기어가 콘부와 결합된 상태에서 콘부의 내, 외측테이퍼면을 내외측싱크로나이저링이 가압하여 마찰력을 전달시키고 동기작동이 이루어질 수 있도록 한 동기제어장치를 제공한다.

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.

우선 본 발명의 제어방식을 일례를 들어 제6도를 참조하여 살펴보면, 변속기어(10)의 일측에 변속기어(10)와 함께 회전가능하게 설치된 콘부(20)엔, 내,외측테이퍼면(21,22)을 형성하고, 내측테이퍼면(21)에 근접하여 서로 맞닿을 수 있도록 테이퍼면(31)을 갖는 내측싱크로나이저링(30)을 위치시키며, 외측테이퍼면(22)에 근접하여 서로 맞닿을수 있도록 외측싱크로나이저링(40)을 위치시켜 상기 콘부(20), 내, 외측싱크로나이저링(30,40)의 수평이동에 따라 콘부(20)의 내,외측테이퍼면 (21,22)을 내,외측싱크로나이저링(30,40)의 테이퍼면(31,41)이 가압마찰시켜 동기작동이 이루어질 수 있도록 한 동기제어방법을 채택한다.

즉, 변속기어(10)는 고정되어 있는 상태에서 내측싱크로나이저링(30)의 일측이 변속기어(10)에 맞닿아 더이상 후진할 수 없는 상태에서 콘부(20)의 내측테이퍼면(21)은 내측싱크로나이저링(30)의 테이퍼면(31)을 가압하고, 콘부(20)의 외측테이퍼면(22)엔 외측싱크로나이저링(40)의 테이퍼면(41)이 가압하여 결국 콘부(20)를 중심으로 내,외측에서 내, 외측싱크로나이저링(30,40)의 가압마찰이 이루어지도록 하는 동기제어가 이루어지게 된다.

다음 전술한 방법을 구체화한 장치의 일례를 제7도 및 제8도에 도시하였는 바, 이를 살펴보면, 변속기어(10)의 일측엔 다수의 결합홈(11)을 형성하고, 결합홈(11)엔 별도로 형성된 콘부(20)의 수평결합돌기(23)를 수평이동가능하게 끼워결합하며, 콘부(20)의 내외측엔 테이퍼면(21,22)을 형성하여 콘부(20)의 내측엔 내측싱크로나이저링(30)을 결합하고 콘부(20)의 외측엔 외측싱크로나이저링(40)을 결합하며 내, 외측싱크로나이저링(30,40)에 각각 형성된 테이퍼면(31,41)과 콘부(20)의 내외측테이퍼면(21,22)이 서로 압접될 수 있게 이루어져 있다.

이때 내, 외측싱크로나이저링(30,40)의 테이퍼면(31,41)엔 미세한 나선홈이 형성되고 나선홈과는 수직으로 오일홈(32,42)이 다수 형성된다. 또한, 내측싱크로나이저링(30)의 내주면에 비관통형 오일홈(33)이 다수 형성되고 일측엔 다수의 가이드돌기(34)가 일체로 형성되어 허브(4)의 결합홈(4a)에 끼워 결합되고, 테이퍼면(31)엔 일정각도간격으로 오일공(35)이 관통형성된다.

외측싱크로나이저링(40)은 종래와 같이 외주연에 키홈(43)이 형성되고 스플라인부(44)가 일체로 형성되며 변속기어(10)의 외주연에 스플라인부(12)와 치차부(13)가 일체로 형성된다.

이때, 내, 외측싱크로나이저링(30,40)의 테이퍼면(31,41)에 미세나선홈을 형성하는 이유는 작동시 콘부(20)의 내외측테이퍼면(21,22)과 서로 가압접촉이 이루어지는 경우 마찰력을 높이기 위하여 형성하며, 변속시엔 내, 외측싱크로나이저링(30,40)이 회전하면서 콘부(20)와 마찰정지하는 작동을 반복적으로 수행하게 되므로 오일홈(32,33)(42) 및 오일공(35)은 변속기의 내부에 채워져 있는 오일이 내부로 유입 또는 배출되도록 하는 기능과 함께 작동시 내부에서 발생되는 칩이나 찌꺼기를 배출시키는 기능을 수행하게 된다.

다음은 전술한 바와같이 이루어진 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 살펴보기로 한다.

제8도 내지 제11도를 참조하여 보면, 미도시된 시프트포오크에 의하여 슬리이브(5)가 이동하면 슬리이브(5)가 돌기(7a)에 의하여 물려있던 키이(7)가 제9도에 도시한 바와 같이 슬리이브(5)와 함께 움직이게 되고 키이(7)는 외측싱크로나이저링(40)을 가압하여 변속기어(10)의 일측에 끼워 결합된 콘부(20) 및 콘부(20)의 내측에 결합되어 있는 내측싱크로나이저링(30)과 함께 약간 수평이동하면서, 제10도에 도시한 바와 같이 내측싱크로나이저링(30)은 변속기어(10)의 일측과 맞닿은 가압상태에서 콘부(20)의 내외측테이퍼면(21,22)과 내외측싱크로나이저링(30,40)의 테이퍼면(31,41)이 서로 가압되고 이 가압마찰력에 의하여 변속기어(10)는 슬리이브(5)와 함께 회전하기 시작한다.

이때 슬리브(5)의 스플라인부(5a)와 외측싱크로나이저링(40)의 스플라인부(44)는 변속초기엔 외측싱크로나이저링(40)과 변속기어(10) 사이에 속도차가 있으므로 외측싱크로나이저링(40)은 그 스플라인부(5a,44)가 서로 엇갈린 상태에 있게 되고, 슬리이브(5)가 더욱 이동하면 슬리이브(5)의 내측에 위치한 키이(7)는 슬리이브(5)의 스플라인부(5a)는 외측싱크로나이저링(40)의 스플라인부(44) 선단을 가압하여 제10도에 도시한 바와같이 외측싱크로나이저링(40)의 테이퍼면(41)과 콘부(20)의 외측테이퍼면(22) 사이, 그리고 콘부(20)의 내측테이퍼면(21)과 내측싱크로나이저링(30)의 테이퍼면(31) 사이에서 더욱 강한 마찰력이 전달되어 슬리이브(5)와 변속기어(10)의 회전이 동일하게 빨라지게 된다.

이때 슬리이브(5)와 변속기어(10)의 회전이 같은 속도로 빨라지면 외측싱크로나이저링(40)은 회전방향에 따라 자유로와지고 따라서 슬리이브(5)의 진행을 방해하지 않고 제11도에 도시한 바와같이 슬리이브(5)는 외측싱크로나이저링(40)의 스플라인부(44)를 통과하여 원활하게 이동하면서 변속기어(10)의 스플라인부(12)와 슬리이브(5)의 스플라인부(5a)가 서로 맞물려 변속을 종료하게 된다.

따라서 본 발명의 경우 변속작동시 슬리이브(5)의 가압이동에 의하여, 외측싱크로나이저링(40)의 테이퍼면(41)과 내측싱크로나이저링(30)의 테이퍼면(31) 사이에 위치하는 콘부(20)의 내외측테이퍼면(21,22) 양측에 가압마찰이 동시에 이루어질 수 있게 되므로, 종래의 경우 일측에서만 가압마찰이 이루어지는데 비하여, 본 발명은 슬리이브(5)와 변속기어(10) 사이에서 보다 강하고 효율적인 동기제어가 이루어지게 됨을 알 수 있다.

이상 살펴본 바와같이, 본 발명은 변속기어와 함께 회전할 수 있도록 분리형성한 콘부에 내, 외측테이퍼면을 형성하고, 내외측테이퍼면의 내외측엔 내외측싱크로나이저링을 결합하여 슬리이브에 의한 변속작동시 콘부의 내,외측테이퍼면에 동시에 가압마찰이 이루어져 동기작동이 이루어지는 변속기의 동기제어방법과, 이를 구체화한 장치로서 변속기어(10)의 일측엔 다수의 결합홈(11)을 형성하고 결합홈(11)엔 별도로 형성한 콘부(20)의 수평결합돌기(23)를 수평이동가능하게 끼워결합하며, 콘부(20)의 내외측엔 테이퍼면(21,22)을 형성하여 콘부(20)의 내측엔 내측싱크로나이저링(30)을 결합하고 콘부(20)의 외측엔 외측싱크로나이저링(40)을 결합하며 내, 외측싱크로나이저링(30,40)에 각각 형성된 테이퍼면(31,41)과 콘부(20)의 내외측테이퍼면(21,22)이 서로 압접될 수 있게 이루어져, 동기작동시 마찰가압력을 보다 증대시켜 작동이 보다 원활하게 이루어지고 이에따라 변속조작이 더욱 용이하고 확실하게 이루어질 수 있으며, 작동중 강력하고 완전한 마찰력의 전달을 가져와 소음이나 진동은 물론 오조작에 의한 관련부품의 파손염려가 거의 없어 내구성을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (3)

1. 변속기어와 함께 회전할 수 있도록 분리형성한 콘부에 내, 외측테이퍼면을 형성하고, 내, 외측테이퍼면의 내외측에 내, 외측싱크로나이저링을 결합하여 슬라이브 의한 변속작동시 콘부의 내, 외측테이퍼면에 동시에 가압마찰이 이루어져 동기작동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 변속기의 동기제어방법.
2. 변속기어(10)의 일측엔 다수의 결합홈(11)을 형성하고, 결합홈(11)엔 별도로 형성한 콘부(20)의 수평 결합돌기(23)를 수평결합돌기(23)를 수평이동가능하게 끼워결합하며, 콘부(20)의 내외측엔 테이퍼면(21,22)을 형성하여 콘부(20)의 내측엔 내측싱크로나이저링(30)을 결합하고 콘부(20)의 외측엔 외측싱크로나이저링(40)을 결합하며, 내,외 측싱크로나이저링(30,40)에 각각 형성된 테이퍼면(31,41)과 콘부(20)의 내외측테이퍼면(21,22)이 서로 압접될 수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 변속기의 동기제어장치.
3. 제2항에 있어서, 내, 외측싱크로나이저링(30,40)의 테이퍼면(31,41)에 미세한 나선홈이 형성되고 상기 나선홈과의 수직으로 오일홈(32,42)이 다수 형성되고 내측싱크로나이저링(30)의 내주면에 비관통형 오일홈(33)이 다수 형성되며 일측엔 다수의 가이드돌기(34)가 일체로 형성되고 테이퍼면(31)엔 일정각도 간격으로 오일공(35)이 관통형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 변속기의 동기제어장치.