KR100279995B1 - 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 키리스(Keyless) 동기 장치에 관한 것으로서, 특히 싱크로나이저 스프링의 형상을 변경하여 변속 조작감이 향상되고 변속이 신속하게 이루어지도록 한 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링에 관한 것이다.

상기 본 발명은 기어 변속시 클러치 기어와 치합되게 내주에 스플라인치가 형성된 슬리이브와, 상기 슬리이브 이동시 스플라인치의 압력으로 싱크로나이저 링을 눌러 동기 작동이 이루어지도록 하는 싱크로나이저 스프링이 포함된 키리스 동기 장치에 있어서, 상기 싱크로나이저 스프링은 그 상단으로부터 슬리이브쪽 면에 기어 변속시 상기 슬리이브의 스플라인치와 접촉되면서 눌림력이 커지도록 일정 각도 이상으로 된 급경사면이 형성되고, 상기 급경사면과 반대 위치인 싱크로나이저 링쪽에 중립 위치시 상기 슬리이브의 스플라인치가 용이하게 빠지도록 일정 각도 이하로된 완경사면이 형성되며, 상기 급경사면은 상기 완경사면보다 상대적으로 짧게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링

본 발명은 수동 변속기에 구비되는 키리스(Keyless) 동기 장치에 관한 것으로서, 특히 싱크로나이저 스프링의 형상을 변경하여 변속 조작감이 향상되고 변속이 신속하게 이루어지도록 한 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링에 관한 것이다.

도 1은 수동 변속기의 키리스 동기 장치 중 더블콘식이 도시된 단면도이다.

도시된 바와 같은 더블콘식 키리스 동기 장치는 주축(11)에 스플라인 결합된 동시에 회전되는 허브 기어(12)와, 상기 허브 기어(12)의 바깥 둘레에 물려 있고 내주면에 스플라인치가 형성되어 변속 포오크(13)의 작용으로 전후 이동되는 슬리이브(14)와, 상기 슬리이브(14)의 스플라인치와 결합되어 변속 동력을 전달토록 하는 스피드 기어(15)와, 상기 슬리이브(14)와 스피드 기어(15) 사이에 위치되고 상기 슬리이브(14)와 결합되어 상기 스피드 기어(15)와의 동기 작용이 시작되도록 하는 싱크로 아우터 링(16)과, 상기 싱크로 아우터 링(16)의 내측에 위치되어 스피드 기어(15)와 결합되는 콘(17)과, 상기 콘(17)의 내측에 위치되어 상기 싱크로 아우터 링(16)의 밀착시 콘(17)과 하측에서 밀착되는 싱크로 이너 링(18)으로 구성된다.

그리고, 상기 스피드 기어(15)에는 그 측면에 상기 슬리이브(14)의 스플라인치와 내외 방향에서 상호 치합되어 동기 회전토록 클러치 기어(20)가 일체로 형성되고, 이 클러치 기어(20)의 측면의 원주 방향에 상기한 콘(17)이 스플라인 결합되어 있다.

특히, 상기 슬리이브(14) 이동시 상기 싱크로 아우터 링(16)의 원추 클러치 작동을 위해서 싱크로 아우터 링(16)과 슬리이브(14) 사이에 싱크로나이저 스프링(19)이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 키리스 동기 장치는 변속 작동으로 상기 슬리이브(14)의 이동시 상기 싱크로 아우터 링(16) 및 싱크로 이너 링(18)이 클러치 기어(20)에 내외 방향에서 클러치 작용을 함으로써 주축(11)의 회전 속도와 상기 스피드 기어(15)의 회전 속도를 동기시켜 점진적인 변속을 하도록 되어 있다.

즉, 변속 레버에 의해 작동되는 변속 포오크(13)에 의해 상기 슬리이브(14)가 이동하면 상기 싱크로나이저 스프링(19)이 상기 슬리이브(14)의 내면에 형성된 스플라인치(14a)에 의해 싱크로 아우터 링(16)을 상기 클러치 기어(20) 방향으로 밀게 된다.

상기 싱크로 아우터 링(16)이 이동되면서 상기 클러치 기어(20)에 스플라인 결합된 콘(17)에 밀착되고, 동시에 상기 콘(17)의 내측에서 싱크로 이너 링(18)이 접촉되면서 내외 방향의 마찰력에 의해 클러치 작용을 함으로써 상기 스피드 기어(15)의 회전 속도를 주축(11)의 회전 속도로 동기시키게 된다.

상기와 같이 동기되면 슬리이브(14)가 더욱 이동되면서 클러치 기어(20)에 완전히 치합되어 허브 기어(12)와 클러치 기어(20)를 기계적으로 연결하므로 변속 동력이 전달되는 것이다.

여기서 상기한 싱크로나이저 스프링(19)은 기어 변속시 상기 슬리이브(14)가 싱크로 아우터 링(16)과 치합되도록 필요한 힘과 클러치 기어(20)의 콘(17)에 마찰을 발생시켜 동기 회전이 시작되도록 하는 역할을 하게 된다.

그러나 상기 싱크로나이저 스프링(19)은 상기 슬리이브(14)가 중립 위치로 이동될 때는 특별한 역할을 하지 않는다.

하지만 종래 기술의 싱크로나이저 스프링은 도 2에 도시된 바와 같이 슬리이브(14)의 스플라인치(14a)와 접촉되는 상면(19a)이 좌우 대칭형으로 형성되어 슬리이브(14)가 기어치합 위치나 중립 위치로 이동될 때 동일한 힘을 부여하기 때문에 변속 시간을 단축하고 변속 조작감을 향상시키는 데는 한계가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬리이브의 스플라인치와 접촉되는 싱크로나이저 스프링의 상면 형상을 기어 변속시에 작용되는 면은 급경사이면서 짧게 하고, 중립 위치시 작용되는 면은 완경사이면서 길게 형성하여 결국 변속 조작감이 향상되게 하는 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링은, 기어 변속시 클러치 기어와 치합되게 내주에 스플라인치가 형성된 슬리이브와, 상기 슬리이브 이동시 스플라인치의 압력으로 싱크로나이저 링을 눌러 동기 작동이 이루어지도록 하는 싱크로나이저 스프링이 포함된 키리스 동기 장치에 있어서, 상기 싱크로나이저 스프링은 그 상단으로부터 슬리이브쪽 면에 기어 변속시 상기 슬리이브의 스플라인치와 접촉되면서 눌림력이 커지도록 일정 각도 이상으로 된 급경사면이 형성되고, 상기 급경사면과 반대 위치인 싱크로나이저 링쪽에 중립 위치시 상기 슬리이브의 스플라인치가 용이하게 빠지도록 일정 각도 이하로 된 완경사면이 형성되며, 상기 급경사면은 상기 완경사면보다 상대적으로 짧게 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 키리스 동기 장치의 단면도로서, 종래 기술의 싱크로나이저 스프링이 설치된 도면,

도 2는 종래 기술의 싱크로나이저 스프링이 도시된 주요부 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링이 설치된 단면도 및 확대도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

54 : 슬리이브 54a : 스플라인치

56 : 싱크로나이저 링 59 : 싱크로나이저 스프링

59a : 급경사면 59b : 완경사면

59c : 평면 60 : 클러치 기어

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 키리스 동기 장치의 단면도로서, 본 발명에 의한 싱크로나이저 스프링이 설치된 도면과 주요부의 확대도이다.

도시된 바와 같이 상기 싱크로나이저 스프링(59)은 그 상단으로부터 좌우방향으로 급경사면(59a)과 완경사면(59b)으로 형성되되, 상기 급경사면(59a)은 슬리이브(54)쪽에 형성되고, 상기 완경사면(59a)은 싱크로나이저 링(56)쪽에 형성되어 있다.

즉, 상기 싱크로나이저 스프링(59)은 기어 변속시 클러치 기어(60)와 치합되게 내주에 스플라인치(54a)가 형성된 슬리이브(54)와 이 슬리이브(54)와 치합되는 싱크로나이저 링(56) 사이에 위치되는 바, 상기 슬리이브(54) 이동시 스플라인치(54a)의 압력으로 싱크로나이저 링(56)을 눌러 동기 작동이 이루어지도록 하는 역할을 하게 된다.

여기서 상기한 싱크로나이저 링(56)은 더블콘식 동기 장치에서는 싱크로 아우터 링과 동일하다.

상기한 바와 같은 싱크로나이저 스프링(59)에서 급경사면(59a)은 기어 변속시 상기 슬리이브(54)의 스플라인치(54a)와 접촉되면서 눌림력이 커지도록 일정 각도(θ₁) 이상으로 형성되고, 상기 완경사면(59b)은 중립 위치시 상기 슬리이브(54)의 스플라인치(54b)가 용이하게 빠지도록 일정 각도(θ₂) 이하로 형성되어 있는 것이다.

그리고, 상기 급경사면(59a)은 상기 완경사면(59b)보다 그 길이가 상대적으로 짧게 형성되어 있고, 상기 급경사면(59a)과 완경사면(59b) 사이의 상면은 슬리이브(54)의 이동이 용이하도록 축방향과 나란한 평면(59c)으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 싱크로나이저 스프링(59)은 상면에 급경사면(59a)과 완경사면(59b)이 형성되어 있으므로 기어 치합시에 급경사면(59a)을 통해 슬리이브(54)가 신속하게 이동하게 함과 동시에 싱크로나이저 링에 대한 눌림력이 커지도록 하고, 중립 위치시에는 슬리이브(54)가 걸림감이 최소화된 상태에서 중립 위치로 되돌아오게 한다.

즉 상기 슬리이브(54)가 클러치 기어(60) 방향으로 이동될 때 상대적으로 길이가 짧은 싱크로나이저 스프링(59)의 급경사면(59a)을 신속하게 넘어가게 된다. 또한 상기 싱크로나이저 스프링(59)의 급경사면(59a)이 일정각(θ₁) 이상으로 형성되어 있으므로 슬리이브(54)로부터의 눌림력이 커져 싱크로나이저 링(56)과 클러치 기어(60)의 마찰력도 그 만큼 향상되게 된다.

따라서 기어 변속시 싱크로나이저 링(56)과 클러치 기어(60) 사이에 마찰력이 신속하면서도 크게 이루어지게 되므로 동기 속도를 빠르게 하여 결국 변속 시간을 단축하게 된다.

한편, 상기 슬리이브(54)가 중립 위치로 돌아올 때는 싱크로나이저 스프링(59)의 완경사면(59b)에 의해 슬리이브(54)의 스플라인치(54a)에 작용되는 걸림 저항력이 작아지기 때문에 비교적 작은 힘으로도 중립 위치로 넘어 올 수 있게 되어 변속 조작감이 향상되게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링은 급경사면과 완경사면에 의해 슬리이브 이동시 변속 시간을 단축시켜 주고, 변속 조작감이 향상되도록 한다.

Claims (2)

1. 기어 변속시 클러치 기어와 치합되게 내주에 스플라인치가 형성된 슬리이브와, 상기 슬리이브 이동시 스플라인치의 압력으로 싱크로나이저 링을 눌러 동기 작동이 이루어지도록 하는 싱크로나이저 스프링이 포함된 키리스 동기 장치에 있어서,

   상기 싱크로나이저 스프링은 그 상단으로부터 슬리이브쪽 면에 기어 변속시 상기 슬리이브의 스플라인치와 접촉되면서 눌림력이 커지도록 일정 각도 이상으로 된 급경사면이 형성되고, 상기 급경사면과 반대 위치인 싱크로나이저 링쪽에 중립 위치시 상기 슬리이브의 스플라인치가 용이하게 빠지도록 일정 각도 이하로 된 완경사면이 형성되며,

   상기 급경사면은 상기 완경사면보다 상대적으로 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 급경사면과 완경사면 사이의 상면은 축방향과 나란한 평면으로 형성된 것을 특징으로 하는 키리스 동기 장치의 싱크로나이저 스프링.

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