KR950006976Y1 - 자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치

제1도는 본 고안에 의한 동기 치합장치의 조립상태 반 단면도.

제2a, b, c도는 본 고안 장치의 동기과정을 설명하기 위한 단면도.

제3도는 종래 동기 치합장치의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주축 2, 3 : 스피드 기어

6, 7 : 코운 8, 9 : 클러치 기어

10, 11 : 제2싱크로나이저 링 12, 13, 18, 22 : 홈

14, 15 : 제1싱크로나이저 링 16 : 허브

17 : 슬리이브 19 : 키이

20 : 스프링 21 : 돌기부

본 고안은 자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 싱크로나이저 구성부품간의 마찰력을 증대시켜 시프트 타임(Shift Time) 및 시프트 포오스(Shift Force)의 감소로 시프트 감각을 향상시킴으로써, 차량의 고급화에 기여하고 자동차에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치에 관한 것이다.

자동차에 있어서의 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 엔진(Engine)의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역활을 수행하게 된다.

또한, 엔진의 공회전시 엔진과 구동륜과의 연결을 일정기간 동안 단속하는 역활을 수행한다.

이러한 변속기는 클러치와 변속기의 조작을 운전자가 직접 행하는 수동 변속기와, 클러치와 변속기의 조작이 유압에 의해 자동으로 행하여지는 자동 변속기로 대분(대分)되고 있다.

상기에서, 본 고안이 관계하는 수동 변속기의 선택기어방식(Selective Gear Type)에는 주축 위의 스플라인에 끼워진 섭동기어를 변속레버로 부축 위의 기어에 자유로 물리게 하는 섭동 기어식(Sliding-Mesh Type)과, 주축 위를 자유롭게 회전하는 기어와 부축기어가 항시 물린 상태로 회전되며 변속할 때 주축상의 스플라인에 끼워져 섭동하는 도그 클러치를 주축상의 기어와 물리게하여 회전력을 주축에 전달하는 상기 물림식(Constant-Mesh Type)과, 상기 섭동 기어식 및 상시 물림식의 단점을 보완할 수 있도록 고안된 동기 물림식(Synchro-Mesh Type)으로 분류된다.

이러한 수동 변속기의 선택기어방식에 있어서, 본 고안은 동기 물림식이 적용되는 수동변속기에 관한 것으로서, 동기 물림식의 동기 치합장치는 클러치 허브, 클러치 슬리이브, 싱크로나이저 키이, 싱크로나이저 링, 싱크로나이저 스프링등으로 구성된다.

즉, 제3도는 종래 동기 치합장치의 측단면도로서, 주축(51)의 스플라인(52)에는 허브(53)가 치합되에 함께 회전하도록 되어 있으며, 이 허브(53)의 외주에는 홈(54)이 형성되어 이에 키이(55)가 삽입 설치된다.

상기한 허브(53)의 외측에는 슬리이브(56)가 스플라인으로 끼워져 축방향으로 이동 가능하게 되어 있으며, 키이(55)의 내측에는 스프링(57)이 탄지되어 슬리이브(56)의 내면에 밀착되는 상태가 유지되면서 상기 키이(55)의 돌기부(58)가 슬리이브(56)의 내면홈에 위치하게 된다.

그리고 스피드 기어(59)와 일체로 형성된 클러치 기어(60)에 형성되는 코운부(61)에는 싱크로나이저 링(62)이 위치하여 변속시 마찰을 유발토록 되어있다.

상기한 싱크로나이저 링(62)은 안쪽에 나사부가 형성되어 코운(61)와의 마찰력이 증대되도록 되어 있고, 바깥쪽으로 형성되어 있는 홈(63)에는 키이(55)의 선단부가 위치되어 있는 구조로 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래의 동기 치합장치는 변속기 기어 시프트 레버를 조작하면 슬리이브(56)가 이동하게 되고, 이에 따라 슬리이브(56)의 내부 스플라인 홈부에 물려 있는 돌기부(58)를 키이(55)가 함께 이동하면서 싱크로나이저 링(62)의 홈(63)을 밀게된다.

이와 함께 슬리이브(56)가 계속 이동함에 따라 싱크로나이저 링(62)의 나사부가 코운부(61)와 밀착되면서 스피드 기어(59)가 회전력을 전달 받기 시작하며, 이 상태에서는 키이(55)가 싱크로나이저 링(62)의 홈(63) 측면에 접촉하는 상태가 된다.

이러한 작용으로 슬리이브(56)가 계속 이동하여 스피드 기어(59)와 싱크로나이저 링(62)이 동기되면 싱크로나이저 링(62)은 슬리이브(56)의 스플라인으로 들어가고, 슬리이브(56)의 스플라인과 클러치 기어(60)의 스플라인이 록킹되어져 동력이 전달된다.

이와 같은 동작과정에서 싱크로나이저 링(62)은 상기한 바와 같이 슬리이브(56)의 이동에 따라 코운부(61)와 밀착되면서 스피드 기어(59)에 초기의 동력전달을 전달하는 클러치작용을 하게 되는데, 이러한 클러치 작용을 수행함에 있어서는 클러치 기어(60)에 형성된 코운부(61)와 싱크로나이저 링(62) 내면의 나사부와의 마찰력이 가장 중요한 요인으로 작용하게 된다.

그러나 종래의 동기 치합장치에 있어서는 상기한 싱크로나이져 링(62)을 한개만을 사용하여 클러치 작용을 하도록 하였는바, 이의 작용에 지대한 영향을 미치는 마찰력을 증대시키고자 하여도 구조적으로 불가능함은 물론 마찰력이 작은 관계로 인하여 초기 동력 전달까지의 시프트 타임 및 시프트 포오스가 커져 시프트 감각이 좋지 않다는 문제점을 내포하고 있었다.

또한, 상기의 원인으로 인하여 고급 자동차에의 적용에 다소의 미진함이 있고 이로 인해 자칫 사용자들로 하여금 신뢰성을 저하시킬 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 싱크로나이저 구성부품간의 마찰력을 증대시켜 시프트 타임(Shift Time) 및 시프트 포오스(Shift force)의 감소로 시프트 감각을 향상시킬 수 있는 자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치를 제동하려는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 상기 주 목적의 달성에 따른 자동차의 고급화에 기여하고 자동차에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치를 제공하려는 것이다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 고안은, 주축의 스플라인에 결합되는 허브와, 상기의 허브 외측에 스플라인으로 결합되어 축방향의 이동 가능한 슬리이브와, 돌기부가 상기 슬리이브의 내면홈에 위치하도록 스프링에 의해 탄지되는 키이와, 스피드 기어와 일체로 된 클러치 기어에 형성되는 코운의 외측면에 위치하여 변속시 마찰력을 발휘하면서 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링을 구비하여 구성되는 공지의 수동 변속기의 동기 치합장치에 있어서, 상기의 싱크로나이저 링과 코운 사이에 제2, 3의 싱크로나이저 링을 2개를 추가 개재 설치함으로서, 마찰면적을 증대시킬 수 있도록 한 수동 변속기의 동기 치합장치를 제공함에 특징이 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 고안의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안에 의한 동기 치합장치의 측단면도로서, 주축(1)에는 두개의 스피드 기어(2)(3)가 베어링(4)(5)을 개재시켜 주축의 회전에 관계 됨이 없이 자유롭게 조립된다.

이들의 각 스피드 기어(2)(3)들은 중앙으로 코운(6)(7)이 형성되고 그 외측으로 클러치 기어(8)(9)가 일체로 형성되어져 서로 대칭이 되게 조립되며, 상기의 코운(6)(7)에는 제2싱크로나이저 링(10)(11)이 결합된다.

상기의 제2싱크로나이저 링(10)(11)은 외측 선단의 다수의 곳이 상향 절곡되는 돌기부(10')(11')가 형성되어 이에 대응되도록 클러치 기어(8)(9)의 저면에 형성됨 홈(12)(13)에 끼워져 항시 스피드 기어(2)(3)와 함께 회전한다.

상기에서 제2싱크로나이저 링(10)(11)에 외측에는 제1싱크로나이저 링(14)(15)이 결합되며, 상기 제1싱크로나이저 링(14)(15)의 구성은 공지와 같으므로 설명은 생략한다.

그리고 스피드 기어(2)(3)사이에는 허브(16)가 위치하여 주축(1)의 스플라인(17)과 결합되어 있으며, 상기의 허브(16) 외측에는 슬리이브(17)가 좌우 이동 가능하도록 스플라인 결합된다.

상기 허브(16)의 외측 다수의 곳에 마련된 홈(18)에는 키이(19)이 위치하며 이의 키이(19)는 공지와 같이 3곳 내지 4곳에 설치된다.

이러한 구성에 의해 키이(19)의 돌기부(21)는 슬리이브(17)의 내면홈(22)에 위치하게 된다.

도면중 미설명부호 23은 시프트 레버의 동작에 의해 슬리이브(17)를 좌우 이동시켜 주는 시프트 포크이다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 작용효과를 제2도를 보면서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 변속을 위해 시프트 레버를 조작하면 시프트 포크(23)가 연동하여 슬리이브(17)를 축방향으로 이동시킴에 따라 시프팅이 시작된다.

이에 따라 슬라이브(17)의 내면홈(22)과 돌기부(21)가 물려 있는 키이(19)가 함께 이동하면서 제2b도와 같이 제1싱크로나이저 링(14)의 홈부를 밀게 된다.

이와 함께 슬리이브(17)가 계속 이동함에 의해 제1싱크로나이저 링(14)의 저면이 제2싱크로나이저 링(10)의 상면과 접촉되면서 마찰을 시작하여 토오크가 발생되고, 이와 동시에 제2싱크로나이저 링(10)이 코운(6)과 밀착되면서 토오크가 발생되어 스피드 기어(2)가 회전력을 받기 시작하는 동기작용이 이루어지게 된다.

이러한 동작으로 스피드 기어(2)와 제2싱크로나이저 링(10) 및 제1싱크로나이저 링(14)이 동기가 되면 제1싱크로나이저 링(14)은 슬리이브(17)의 스플라인으로 들어가고, 슬리이브(17)의 계속되는 이동에 따라 슬리이브(6)의 스플라인과 클러치 기어(8)의 기어부가 제2b도에서와 같이 결합되면서 동력이 전달되어진다.

상기와 같은 동작과정에서 제1싱크로나이저 링은 항시 허브와 함께 같은 회전수로 회전하며, 제2싱크로나이저 링은 항시 스피드 기어와 함께 회전된다.

그리고 싱크로나이저 링과 코운 사이의 접촉이 종래에는 싱크로나이저 링과 코운 사이에서 발생되던 것을 제1싱크로나이저 링과 제2싱크로나이저 링 사이 및 제2싱크로나이저 링 및 코운과의 사이에서 발생토록 함으로써, 그 만큼 마찰면적이 상승되어 마찰력이 증대되어지게 된다.

이상에서와 같이 본 고안의 동기 치합장치는 하나의 싱크로나이저 링이 적용되는 기존의 동기 치합장치에 있어서, 싱크로나이저 링과 코운 사이에 또다른 싱크로나이저 링을 개재시키는 2중의 싱크로나이저 링 시스템을 적용함으로서, 기존 메카니즘의 큰 변경 없이도 가능하며, 2개의 싱크로나이저 링에 의한 접촉면적이 증대로 인하여 시프트 감각을 향상시킴으로써, 차량의 고급화에 기여하고 자동차에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 주축(1)의 스플라인에 결합되는 허브(16)와, 상기의 허브(16) 외측에 스플라인으로 결합되어 축방향의 이동 가능한 슬리이브(17)와, 돌기부(21)가 상기 슬리이브 (17)의 내면홈(22)에 위치하도록 스프링(20)에 의해 탄지되는 키이(19)와, 스피드 기어(2)(3)와 일체로 된 클러치 기어(8)(9)에 형성되는 코운(6)(7)의 외측면에 위치하여 변속시 마찰력을 발휘하면서 클러치 작용을 하는 싱크로나이저 링(14)(15)을 구비하여 구성되는 공지의 수동 변속기의 동기 치합장치에 있어서, 상기의 싱크로나이저 링(14)(15)과 코운(6)(7) 사이에 마찰면적을 증대시키기 위하여 제2의 싱크로나이저 링(10)(11)을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치.
2. 제1항에 있어서, 제2싱크로나이저 링(10)(11)의 외측 선단의 다수의 곳이 상향 절곡되는 돌기부(10')(11')가 형성되어 이에 대응되도록 클러치 기어(8)(9)의 저면에 형성됨 홈(12)(13)에 끼워져 항시 스피드 기어(2)(3)와 함께 회전하도록 구성함을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기의 동기 치합장치.
3. 제2항에 있어서, 제2싱크로나이저 링(10)(11)에 형성되는 돌기부(10')(11') 및 클러치 기어(8)(9)에 형성되는 홈(12)(13)은 원주상의 3곳 내지 4곳에 설치하여서 됨을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기의 동기치합장치.