KR100476259B1 - 수동변속기의 동기장치 - Google Patents

Abstract

수동변속기의 동기장치는 C형 스프링의 양 끝단 측이 각각 반경방향으로 외측을 향해 굴곡되어 상기 C형 스프링에 걸림홈이 형성되고, 상기 허브에 원주방향으로 회전되면서 상기 C형 스프링의 걸림홈에 압입되거나 이탈되는 리테이너가 설치되기 때문에 상기 C형 스프링이 상기 리테이너에 의해 제위치에서 이탈되는 것이 방지됨과 아울러 타부품과의 마찰없이 싱크로나이저 키를 항상 균일하게 탄지할 수 있어 동기 성능 및 부품들의 내구성이 향상될 수 있다.

Description

수동변속기의 동기장치{Synchronizer of Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기의 동기장치에 관한 것으로서, 특히 허브에 회전 가능하게 결합된 리테이너에 의해 지지되어 동기 작용시 복수개의 싱크로나이저 키에 항상 균일한 탄성력을 부여하는 C형 스프링을 갖는 수동변속기의 동기장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 동기 물림식 동기장치의 반 단면도이다.

종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 엔진으로부터 구동력이 전달되는 주축(2)에 허브(4)가 스플라인 결합되어 상기 주축(2)과 일체로 회전되고, 상기 허브(4)의 외주면 기어부(5)에는 슬리브(6)가 변속시 축방향으로 이동 가능토록 치합되며, 상기 허브(4)의 양측에는 스피드 기어(8)와 일체로 회전되는 클러치 기어(10)가 배치되어 상기 슬리브(6)와 선택적으로 치합되고, 상기 클러치 기어(10)의 콘부(11)에는 변속시 상기 클러치 기어(10)와 동기 작용을 수행하는 싱크로나이저 링(12)이 결합된다.

그리고, 상기 허브(2)의 외주면에는 원주 방향으로 3개의 싱크로나이저 키(14)가 삽입되고, 상기 싱크로나이저 키(14)의 내측면에는 변속시 상기 싱크로나이저 키(14)가 상기 슬리브(6)와 함께 이동될 수 있도록 상기 싱크로나이저 키(14)를 상기 슬리브(6)의 내주면에 밀착시키는 한 쌍의 C형 스프링(16)이 탄지되어 있다.

여기서, 상기 싱크로나이저 키(14)는 변속시 상기 싱크로나이저 링(12)에 축방향 작용력을 부여하여 상기 싱크로나이저 링(12)과 클러치 기어(10)가 동기 작용을 수행할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 C형 스프링(16)은 변속시 상기 싱크로나이저 키(14)의 눌림에 따라 반경방향으로 변형되면서 상기 싱크로나이저 키(14)를 지지하고, 일측에 상기 싱크로나이저 키(14)와의 결합이 해제되지 않도록 이탈 방지턱이 형성되어 있다.

즉, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 이탈 방지턱(17)은 상기 C형 스프링(16)의 양 끝단이 각각 반경방향으로 수직하게 절곡된 형상으로 형성되어, 상기 허브(4)의 기어부(5) 내측단과 접촉됨으로써 상기 슬리브(6)의 이동시 상기 허브(5)의 기어부(5)와의 마찰에 의해 상기 C형 스프링(16)과 싱크로나이저 키(14)의 결합이 해제되는 것을 방지한다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 이탈 방지턱(18)은 상기 C형 스프링(16)의 어느 한 끝단이 반경방향으로 수직하게 절곡되되, 상기 허브(4)의 기어부(5)에 반경방향으로 형성된 걸림홀(5a)에 반경방향으로 삽입되어 걸림될 수 있도록 절곡된 형상으로 형성된다.

또한, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 싱크로나이저 키(14)의 내측면에 반경방향으로 스프링 홈(14a)이 형성되고, 상기 이탈 방지턱(19)은 상기 C형 스프링(16)의 일부위가 상기 스프링 홈(14a)에 반경방향으로 삽입되어 걸림될 수 있도록 굽혀진 형상으로 형성된다.

그러나, 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치는 도 2a의 경우, 이탈 방지턱(16)과 허브(4)의 마찰로 인해 상기 이탈 방지턱(16) 및 허브(4)가 마모되기 쉽고, 도 2b의 경우 슬리브(6)의 이동시 상기 C형 스프링(16)의 일측 끝단은 상기 허브(4)에 구속되고 상기 C형 스프링(18)의 타측 끝단은 구속되지 않은 상태이므로 3개의 싱크로나이저 키(14)에 균일한 탄성력이 작용하지 못하여 싱크로나이저 링(12)이 기울어지고 변속 성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 도 2c의 경우 도 2a와 도 2b와 같은 문제점이 해결되나, 싱크로나이저 키(14)의 스프링 홈(14a)으로 인해 상기 싱크로나이저 키(14)를 크게 형성해야 하기 때문에 설계적 제약이 뒤따르는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, C형 스프링의 이탈방지구조를 개선하여 동기 작용시 C형 스프링과 허브 간 마찰이 없고, 싱크로나이저 스프링이 항상 균일하게 탄지되며, 설계적 제약이 없는 수동변속기의 동기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 주축과 일체로 회전되는 허브와; 상기 허브의 양측에 각각 설치된 클러치 기어와 마찰 가능토록 결합된 싱크로나이저 링과; 상기 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능토록 결합되어 이동시 상기 싱크로나이저 링과 클러치 기어가 동기작용을 행하도록 축방향 작용력을 부여하고, 동기완료 후 상기 클러치 기어와 치합되는 슬리브와; 상기 슬리브와 함께 이동 가능토록 결합되어 상기 싱크로나이저 링의 동기위치를 결정하는 싱크로나이저 키와; 상기 싱크로나이저 키의 저면에 탄지되어 상기 싱크로나이저 키를 상기 슬리브에 밀착시키는 C형 스프링과; 상기 C형 스프링의 이탈을 방지토록 상기 허브의 일측에 회전 가능하게 설치되어 상기 C형 스프링에 형성된 걸림홈에 원주방향으로 삽입되는 리테이너를 포함하여 구성되고, 상기 리테이너는 상기 허브의 일측에 형성된 리테이너 홈에 축방향으로 삽입되는 회전축과, 상기 회전축의 끝단이 상기 C형 스프링의 반경방향으로 외측을 향해 절곡된 형상으로 형성되어 상기 C형 스프링의 걸림홈에 삽입되는 걸림턱으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 주축(52)과 일체로 회전되는 허브(54)와, 상기 허브(54)의 양측에 각각 설치된 클러치 기어(56)와 마찰 가능토록 결합된 싱크로나이저 링(58)과, 상기 허브(54)의 외주면에 축방향으로 이동 가능토록 결합되어 이동시 상기 싱크로나이저 링(58)과 클러치 기어(56)가 동기작용을 행하도록 축방향 작용력을 부여하고, 동기완료 후 상기 클러치 기어(56)와 선택적으로 치합되는 슬리브(60)와, 상기 슬리브(60)와 함께 이동 가능토록 결합되어 상기 싱크로나이저 링(58)의 동기위치를 결정하는 싱크로나이저 키(62)와, 상기 싱크로나이저 키(62)의 저면에 탄지되어 상기 싱크로나이저 키(62)를 상기 슬리브(60)에 밀착시키는 C형 스프링(64)과, 상기 C형 스프링(64)의 이탈을 방지토록 상기 허브(54)의 일측에 회전 가능하게 설치되어 상기 C형 스프링(64)에 형성된 걸림홈(64a)에 원주방향으로 삽입되는 리테이너(70)를 포함하여 구성된다.

상기 싱크로나이저 키(62)는 상기 허브(54)의 외주면에 원주방향으로 등간격을 두고 형성된 3개의 키홈(54a)에 각각 삽입되어 내측면에서 상기 C형 스프링(64)이 탄력적으로 받쳐주고, 외측면에 상기 슬리브(60)의 내측면에 상기 허브(54)의 키홈(54a)과 각각 반경방향으로 대응되게 형성된 키홈(60a)에 삽입될 수 있도록 걸림턱(62a)이 돌출 형성된다.

상기 C형 스프링(64)은 상기 허브(54)의 양측에서 각각 싱크로나이저 키(62)를 탄지할 수 있도록 한 쌍으로 이루어지고, 일측이 반경방향으로 외측을 향해 굴곡됨으로써 상기 걸림홈(64a)이 형성된다. 특히, 상기 C형 스프링(64)의 양 끝단 측이 각각 반경방향으로 외측을 향해 굴곡됨으로써 상기 걸림홈(64a)이 형성된다.

상기 리테이너(70)는 상기 걸림홈(64a)으로부터 상기 C형 스프링(64)의 반경방향으로 내측을 향해 일정 거리 이격된 상기 허브(54)의 일측면에 형성된 리테이너 홈(54b)에 회전 가능토록 상기 허브(54)의 축방향으로 삽입되는 회전축(72)과, 외측에 위치된 상기 회전축(72)의 끝단이 상기 C형 스프링(64)의 반경방향으로 외측을 향해 수직하게 절곡된 형상으로 형성되어 상기 걸림홈(64a)에 삽입되어 걸림되는 걸림턱(74)으로 이루어진다.

여기서, 상기 리테이너(70)의 걸림턱(74)은 상기 회전축(72)을 중심으로 상기 C형 스프링(64)의 원주방향으로 회전되어 상기 걸림홈(64a)에 용이하게 삽입될 수 있도록 끝단에 상기 걸림홈(64a)에 삽입되는 방향으로 테이퍼(74a)가 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 C형 스프링의 조립작업을 살펴보면 다음과 같다.

상기 허브(54)의 리테이너 홈(54b)에 상기 리테이너(70)의 회전축(72)을 회전 가능토록 축방향으로 삽입한 후, 상기 리테이너(70)의 걸림턱(74)을 상기 회전축(72)을 중심으로 회전시켜 상기 리테이너(70)의 걸림턱(74)의 끝단이 원주방향을 향하도록 위치시킨다.

다음, 상기 C형 스프링(64)을 상기 허브(54)의 양측에 각각 위치시켜 나중에 조립되는 상기 싱크로나이저 키(62)를 탄지할 수 있도록 한 후, 상기 리테이너(70)의 걸림턱(74)을 상기 리테이너(70)의 회전축(72)을 중심으로 회전시켜 상기 C형 스프링(64)의 걸림홈(64a)에 삽입시키면, 조립 작업이 완료된다.

이 때, 상기 리테이너(70)의 걸림턱(74)은 상기 C형 스프링(64)보다 반경방향으로 더 외측으로 돌출되도록 소정의 길이로 형성되지만, 끝단에 테이퍼(74a)가 되어 있고 상기 C형 스프링(64)이 탄성력을 갖고 있기 때문에 상기 C형 스프링(64)의 걸림홈(64a)에 삽입되도록 회전될 때, 상기 C형 스프링(64)을 외측으로 밀어내면서 상기 C형 스프링(64)의 걸림홈(64a)에 용이하게 삽입되어 걸림될 수 있다.

물론, 상기 리테이너(70)의 걸림턱(74)은 상기 C형 스프링(64)의 강성에 의해 상기 C형 스프링(64)의 걸림홈(64a)에 압입된 상태가 유지되고, 외부 힘에 의해 상기 리테이너(70)의 회전축(72)을 중심으로 회전되면 상기 C형 스프링(64)과의 결합이 용이하게 해제될 수 있다.

따라서, 상기 C형 스프링(64)은 상기 싱크로나이저 키(62)가 상기 슬리브(60)와 함께 축방향으로 이동될 때, 상기 리테이너(70)에 의해 지지되므로 제위치에서 이탈되는 것이 방지됨과 아울러 축방향 이동이 구속되어 있지 않으므로 상기 싱크로나이저 키(62)를 항상 균일하게 탄지할 수 있다.

또한, 상기 C형 스프링(64)은 다른 구성부품 특히, 상기 허브(54)와의 마찰이 없기 때문에 내구성이 향상되고, 상기 싱크로나이저 키(62)를 항상 탄지할 수 있도록 상기 싱크로나이저 키(62)와 결합될 필요가 없다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치는 C형 스프링의 양 끝단 측이 각각 반경방향으로 외측을 향해 굴곡되어 상기 C형 스프링에 걸림홈이 형성되고, 상기 허브에 원주방향으로 회전되면서 상기 C형 스프링의 걸림홈에 압입되거나 이탈되는 리테이너가 설치되기 때문에 상기 C형 스프링이 상기 리테이너에 의해 제위치에서 이탈되는 것이 방지됨과 아울러 타부품과의 마찰없이 싱크로나이저 키를 항상 균일하게 탄지할 수 있어 동기 성능 및 부품들의 내구성이 향상될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기의 동기장치 반단면도,

도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 이탈 방지턱이 도시된 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 동기장치 반단면도,

도 4는 본 발명에 따른 리테이너의 장착상태가 도시된 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 리테이너가 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 주축 54 : 허브

54b : 리테이너 홈 56 : 클러치 기어

58 : 싱크로나이저 링 60 : 슬리브

62 : 싱크로나이저 키 64 : C형 스프링

64a : 걸림홈 70 : 리테이너

72 : 회전축 74 : 걸림턱

Claims (5)

1. 주축과 일체로 회전되는 허브와; 상기 허브의 양측에 각각 설치된 클러치 기어와 마찰 가능토록 결합된 싱크로나이저 링과; 상기 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능토록 결합되어 이동시 상기 싱크로나이저 링과 클러치 기어가 동기작용을 행하도록 축방향 작용력을 부여하고, 동기완료 후 상기 클러치 기어와 치합되는 슬리브와; 상기 슬리브와 함께 이동 가능토록 결합되어 상기 싱크로나이저 링의 동기위치를 결정하는 싱크로나이저 키와; 상기 싱크로나이저 키의 저면에 탄지되어 상기 싱크로나이저 키를 상기 슬리브에 밀착시키는 C형 스프링과; 상기 C형 스프링의 이탈을 방지토록 상기 허브의 일측에 회전 가능하게 설치되어 상기 C형 스프링에 형성된 걸림홈에 원주방향으로 삽입되는 리테이너를 포함하여 구성되고,

   상기 리테이너는 상기 허브의 일측에 형성된 리테이너 홈에 축방향으로 삽입되는 회전축과, 상기 회전축의 끝단이 상기 C형 스프링의 반경방향으로 외측을 향해 절곡된 형상으로 형성되어 상기 C형 스프링의 걸림홈에 삽입되는 걸림턱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 C형 스프링의 걸림홈은 C형 스프링의 일측이 반경방향 외측을 향해 굴곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 C형 스프링의 걸림홈은 상기 C형 스프링이 양 끝단에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.
4. 삭제
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 걸림턱은 끝단에 테이퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 동기장치.