KR101580063B1

KR101580063B1 - 수동 변속기의 기어풀림 방지장치

Info

Publication number: KR101580063B1
Application number: KR1020140178556A
Authority: KR
Inventors: 이광호
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2015-12-24

Abstract

변속의 완료시점에서 클러치 기어와의 견고한 치 결합상태를 유지할 수 있는 기능을 슬리브에 추가하여 실제 주행상황에서 노면의 상태에 따른 이상 진동의 발생 또는 치형의 형상적 특징에 의해 수반되는 추력의 발생으로부터 수반될 수 있는 기어빠짐을 방지함과 더불어 변속 해제시 원활한 치 결합의 상태를 해제하고 변속감을 개선할 수 있는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치를 개시한다.
전술한 수동 변속기의 기어풀림 방지장치는 슬리브(14)의 축 방향 이동에 의해 클러치 기어(20)와 싱크로나이저 링(22)을 동기화하는 수동 변속기의 동기 치합장치에 적용되는 것으로, 상기 슬리브(14)와 연동 가능하게 설치되는 탄성 걸림편(15), 상기 클러치 기어(20)의 치형(20a)에서 반경방향 외측으로 돌출되어 변속시 상기 클러치 기어(20)를 향한 상기 슬리브(14)의 이동을 제한하는 스토퍼(21), 및 상기 스토퍼(21)에 형성되고 변속 완료시 상기 탄성 걸림편(15)과 결합되어 상기 클러치 기어(20)에 대한 상기 슬리브(14)의 이탈을 억제하는 걸림 경사면(21a)을 구비한다.

Description

수동 변속기의 기어풀림 방지장치{Device for preventing gear disengagement of manual transmission}

본 발명은 수동 변속기의 동기기구에 적용되는 기어의 풀림을 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변속 완료의 시점에서 슬리브와 클러치 기어 사이의 치 결합상태를 보다 견고하게 유지하여 주행중 기어빠짐에 의한 문제의 발생을 원천적으로 해소함과 더불어 변속 해제의 시점에서 이들 사이의 결합을 원활하게 해제하여 다른 변속단으로의 원활한 변속을 구현할 수 있게 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 주행은 엔진에서 발생된 구동력이 변속기를 거쳐 구동 차륜으로 전달되어 이루어진다. 이 경우, 변속기는 운전자의 조작 또는 자동적으로 설정된 특정의 변속 맵을 추종하여 엔진에서 발생된 구동력을 현재의 주행 상황에 부합하는 적정의 기어비로 변환하여 구동 차륜으로 전달하는 역할을 수행한다.

이를 위해 변속기는 엔진으로부터 제공된 구동력을 최적의 기어비로 전환하기 위해 다단의 기어열 등을 포함하는 각종 동력전달 계통의 부품을 갖추게 되고, 이러한 변속기는 그 형식에 따라 크게 수동 변속기, 자동 변속기, 자동화 수동변속기, 및 무단 변속기 등으로 구분될 수 있다.

일례로, 주행 중 운전자의 의지에 따라 행해지는 일련의 수동 조작을 통해 변속비를 가변적으로 조절하는 수동 변속기의 경우, 변속비의 조절을 위해 다양한 형태의 기구적 장치를 구비하는 바, 구동축과 종동축에 설치된 각각의 변속단 기어를 항상 치합 상태로 유지하다가 변속 시 해당 변속단 기어와 구동축 사이의 회전속도를 동기화시켜 일련의 변속 작용을 도모하는 동기 치합장치가 그 대표적인 예로 들 수 있다.

도 1을 참조로 하면, 종래 일반적인 형태의 수동 변속기용 동기 치합장치는 다음과 같은 구성으로 이루어진다. 즉, 수동 변속기의 동기 치합장치는 회전축(10)에 대해 스플라인 결합으로 고정되는 허브(12), 상기 허브(12)의 외주면에 스플라인 결합되고 변속시 시프트 포크에 의한 조작력을 매개로 상기 회전축(10)의 축방향으로 이동하는 슬리브(14), 상기 허브(12)의 외주면에 대해 방사상으로 형성된 다수의 홈에 결합되어 상기 슬리브(14)의 내주면과 밀착되는 싱크로나이저 키이(16), 상기 허브(12)의 측부에서 상기 회전축(10)에 대해 공회전 가능하게 설치되는 변속단 기어(18), 상기 변속단 기어(18)의 측부에 고정되고 변속시 상기 슬리브(14)의 내주면에 형성된 세레이션부와 치합되어 상기 회전축(10)으로부터 제공되는 회전력을 상기 변속단 기어(18)에 전달하는 클러치 기어(20), 및 상기 허브(12)와 상기 클러치 기어(20) 사이에 설치되어 변속시 상기 슬리브(14)와 연동하여 상기 클러치 기어(20)의 테이퍼진 부위와의 마찰작용을 통해 상기 클러치 기어(20)의 회전속도를 상기 허브(12)의 회전속도에 동기화시켜 결국 상기 변속단 기어(18)의 회전속도를 상기 허브(12)의 회전속도와 동기화시키는 싱크로나이저 링(22)을 포함하여 구성된다.

특히, 도 1에 도시된 동기 치합장치는 일반적인 형태의 동기 치합장치와 달리 변속시 마찰작용이 수반되는 부위를 보다 넓게 확장시킨 더블 콘형 동기 치합장치로서, 싱크로나이저 콘(24)을 더 포함하여 구성되는 바, 상기 싱크로나이저 콘(24)은 상기 클러치 기어(20)의 측부 전 둘레에 걸쳐 다수의 개소에서 끼움결합으로 고정되어 상기 클러치 기어(20)와 일체로 회전할 수 있도록 설치된다.

이 경우, 상기 싱크로나이저 링(22)은 상기 싱크로나이저 콘(24)을 사이에 두고 동심원 상으로 내/외측에 각각 설치되는 이너 링(22a)과 아우터 링(22b)으로 구분된다. 이때, 상기 이너 링(22a)은 상기 클러치 기어(20)의 테이퍼진 부위의 외주면과 상기 싱크로나이저 콘(24)의 내주면 사이의 공간에서 이들과 각각 접촉 가능하게 설치되어 변속시 클러치 작용을 수행하는 것이고, 상기 아우터 링(22b)은 상기 싱크로나이저 콘(24)의 외주면과 접촉 가능하게 설치되어 변속시 클러치 작용을 수행하는 것이다.

한편, 도면 중 미설명 부호 26은 상기 슬리브(14)의 저면부에 대해 탄력적으로 접촉 가능하게 배치되는 금속구로서, 상기 금속구는 상기 허브(12)의 외주면에서 중심부위를 향해 반경방향으로 형성된 홈 내에 삽입되어 저면이 탄력적으로 지지되도록 설치된다. 이때, 상기 금속구(26)는 변속시 상기 슬리브(14)의 내주면과의 탄력적인 접촉을 통해 운전자로 하여금 절도감을 느낄 수 있게 해 준다. 또한, 미설명 부호 28은 상기 허브(12)에 대한 상기 싱크로나이저 키이(16)의 위치를 규제하기 위해 상기 싱크로나이저 키이(16)에 설치되는 스냅 링에 해당한다.

따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 변속시 상기 슬리브(14)가 시프트 포크로부터 제공되는 작동력에 의해 상기 회전축(10)의 축방향으로 이동하게 되면, 상기 싱크로나이저 링(22)에 의한 클러치 작용을 매개로 상기 클러치 기어(20)의 회전속도가 상기 허브(12)의 회전속도에 근접하게 되는 동기화가 수반된다.

이와 같은 일련의 동기 작용이 더욱 진행되어 상기 클러치 기어(20)의 회전속도가 상기 허브(12)의 회전속도와 일치하게 되면, 상기 슬리브(14)의 내주면에 형성된 세레이션부는 상기 싱크로나이저 링(22)의 아우터 링(22b)에 형성된 기어치를 넘어 상기 클러치 기어(20)의 기어치와 치합되면서 변속의 전 과정이 종료된다.

그런데, 상기와 같은 구성의 동기 치합장치를 갖춘 수동 변속기에서는 주행 중 요철진 노면으로부터 차체로 전달되는 진동에 의해 기어의 치합이 해제되는, 이른 바 기어빠짐 현상이 발생하는 문제를 야기하게 되는 데, 이러한 문제는 정상적인 동력 전달을 불가능하게 하므로 반드시 개선되어야 한다.

이에 따라, 종래에는 상기 슬리브(14)의 내주면에 형성된 세레이션부의 치형과 상기 클러치 기어(20)의 외주면에 형성된 치형을 각각 역 테이퍼 형상의 구조로 구성함으로써 외부 충격에 의한 기어의 빠짐을 해소하고자 하였으나, 상기 변속단 기어(18)가 가지는 헬리컬 치형에 의한 추력의 발생과 같은 다른 외부적 요인에 의해서도 기어 빠짐이 수반됨에 따라 보다 근본적인 대책이 요구된다.

또한, 종래 수동 변속기의 동기 치합장치에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 변속시 절도감의 부여를 위해 컨트롤 기구의 구성부품인 시프트 레일(30)에 다수의 요홈(32)을 형성하고, 다수의 요홈(32) 중 선택된 단일의 요홈(32)에 대해 탄력적인 삽입을 구현할 수 있는 포펫 스프링 조립체(34)를 설치하였으나, 이러한 구성은 추가적인 비용 발생으로 귀결되므로 이에 대해 보다 경제적인 관점에서 효율적으로 대처할 수 있는 방안의 강구가 대두되는 실정이다.

대한민국 공개특허 2001-0002541호의 수동변속기용 동기장치 대한민국 공개특허 2002-0089552호의 수동변속기용 더블 콘 타입 동기장치

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 변속의 완료시점에서 클러치 기어와의 견고한 치 결합상태를 유지할 수 있는 기능을 슬리브에 추가하여 실제 주행상황에서 노면의 상태에 따른 이상 진동의 발생 또는 치형의 형상적 특징에 의해 수반되는 추력의 발생으로부터 수반될 수 있는 기어빠짐을 방지함과 더불어 변속 해제시 원활한 치 결합의 상태를 해제 가능하게 하고 변속감을 개선할 수 있도록 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 슬리브의 축 방향 이동에 의해 클러치 기어와 싱크로나이저 링을 동기화하는 수동 변속기의 동기 치합장치에 적용되는 기어풀림 방지장치에 있어서, 상기 슬리브와 연동 가능하게 설치되는 탄성 걸림편; 상기 클러치 기어의 치형에서 반경방향 외측으로 돌출되어 변속시 상기 클러치 기어를 향한 상기 슬리브의 이동을 제한하는 스토퍼; 및 상기 스토퍼에 형성되고 변속 완료시 상기 탄성 걸림편과 결합되어 상기 클러치 기어에 대한 상기 슬리브의 이탈을 억제하는 걸림 경사면을 구비한다.

본 발명에 있어, 상기 스토퍼는 상기 클러치 기어의 치형 중에서 변속시 상기 슬리브의 최대 스트로크를 제한하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 걸림 경사면은 상기 슬리브와의 치 결합을 위한 이동방향을 기준으로 상기 클러치 기어의 축 중심을 향해 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 스토퍼는 상기 슬리브와 직접적으로 대향하는 부위에 상기 클러치 기어의 축 중심으로부터 반경방향으로 외측을 향해 상향 경사지게 형성되는 진입 경사면을 구비하고, 상기 진입 경사면은 상기 걸림 경사면에 대해 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 걸림 경사면의 경사각은 상기 진입 경사면의 경사각 보다 작게 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 걸림편은 상기 걸림 경사면과의 접촉에 의한 걸림작용을 위해 동일한 방향으로 경사지게 형성되는 걸림 절곡부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 걸림편의 걸림 절곡부와 상기 스토퍼의 걸림 경사면은 각각 동일한 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 걸림 절곡부의 자유단부는 상기 슬리브의 측면에 대해 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 걸림편은 상기 진입 경사면과의 접촉을 위해 동일한 방향으로 경사지게 형성되는 접촉 안내부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 걸림편의 접촉 안내부와 상기 스토퍼의 진입 경사면은 각각 동일한 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 걸림편은 상기 슬리브와의 결합을 위한 고정 절곡부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 슬리브는 상기 고정 절곡부와의 결합을 위한 삽입홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 걸림편은 변속 과정에서 부재의 변형을 유도하기 위한 탄성 거동부를 형성하고, 상기 탄성 거동부는 상기 슬리브에 측면에 대해 수축 여유공간을 두고 이격되게 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 걸림편은 상기 슬리브 전체를 감싸는 링 형상의 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치는 변속 완료시 동기장치의 슬리브와 클러치 기어의 스토퍼 사이에서 치 결합상태를 견고하게 유지할 수 있으므로 주행중 차량의 이상 진동 또는 치형의 형상적 특징에 의해 수반되는 추력의 발생과 같은 외부적 요인으로부터 기인하는 기어의 풀림현상을 보다 적극적으로 예방할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 변속의 완료시점에서 슬리브와 클러치 기어 사이의 치 결합상태에서 이루어지는 부재의 탄성적 거동에 의해 수반되는 걸림작용을 통해 보다 향상된 절도감을 제공할 수 있고, 특히 변속감의 부여를 위해 종래와 같이 컨트롤 기구에 포펫 스프링과 같은 절도감 생성용 부품을 설치하지 않아도 되므로 원가를 절감할 수 있는 경제적 효과를 얻게 된다.

아울러, 본 발명은 다른 변속단으로의 변속을 목적으로 변속 해제시에도 부재의 탄성적 거동을 매개로 슬리브와 클러치 기어 사이의 자연스러운 치 결합 해제를 유도할 수 있으므로, 기존의 절도감 생성 부품의 역할을 대체할 수 있게 된다.

도 1은 종래 수동 변속기의 동기 치합장치에 대한 구성으로, 중립 위치의 상태를 도시한 단면도.
도 2는 종래 수동 변속기의 동기 치합장치에 대한 구성으로, 치합 완료의 상태를 도시한 단면도.
도 3은 종래 수동 변속기의 동기 치합장치에서 적용되는 포펫 스프링 조립체의 설치 상태를 부분적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치에 대한 구성으로, 중립 위치의 상태를 도시한 단면도.
도 5는 도 4의 요부에 대한 구성을 부분 확대하여 도시한 사시도.
도 6은 도 4에 도시된 수동 변속기의 기어풀림 방지장치에 대한 구성을 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 요부에 대한 구성을 부분 확대하여 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치에 대한 구성으로, 치합 완료의 상태를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치에 대한 구성으로, 중립 위치의 상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 요부에 대한 구성을 부분 확대하여 도시한 사시도이며, 도 6은 도 4에 도시된 수동 변속기의 기어풀림 방지장치에 대한 구성을 도시한 사시도이다.

도 4 내지 도 6을 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치가 적용되는 동기 치합장치는 회전축(10), 허브(12), 슬리브(14), 싱크로나이저 키이(16), 변속단 기어(18), 클러치 기어(20), 싱크로나이저 링(22), 및 싱크로나이저 콘(24)을 포함하여 구성된다.

상기 회전축(10)은 엔진과 같은 동력원으로부터 제공되는 회전력을 전달받아 회전하는 구성요소에 해당한다. 상기 허브(12)는 상기 회전축(10)의 외주면에 대해 세레이션부의 형성을 통해 스플라인 결합으로 고정되어 상기 회전축(10)과 함께 일체로 회전하는 구성요소에 해당한다. 상기 슬리브(14)는 상기 허브(12)의 외주면에 대해 스플라인 결합을 매개로 상기 회전축(10)의 축방향을 따라 이동 가능하게 설치된다. 이 경우, 상기 슬리브(14)는 변속시 시프트 레일을 따라 선회 운동을 구현하는 시프트 포크에 의한 조작력을 매개로 상기 변속단 기어(18)를 향해 직선 운동하게 된다.

상기 싱크로나이저 키이(16)는 상기 허브(12)의 외주면에서 방사상으로 등간격을 두고 이격되게 형성되는 다수의 홈()에 결합되는 구성요소로서, 상기 슬리브(14)의 내주면에 형성되는 세레이션부에 밀착되도록 설치된다. 상기 변속단 기어(18)는 상기 허브(12)의 측부에서 상기 회전축(10)에 대해 니들 베어링과 같은 구름수단(10a)을 매개로 공회전 가능하게 설치되는 구성요소로서, 도 4에서는 단일의 수량으로 도시하였으나, 통상의 경우, 상기 변속단 기어(18)는 상기 허브(12)를 중심으로 양쪽의 위치에서 상호 대향되게 배치된다. 이 경우, 각각의 변속단 기어(18)는 변속을 목적으로 상이한 크기로 설정된다.

상기 클러치 기어(20)는 상기 변속단 기어(18)의 측부에서 스플라인 결합 또는 용접과 같은 결합수단으로 고정되는 구성요소로서, 변속시 상기 슬리브(14)의 내주면에 형성된 세레이션부와 치합되어 상기 회전축(10)으로부터 제공되는 회전력을 상기 변속단 기어(18)에 전달하는 역할을 수행한다. 상기 싱크로나이저 링(22)은 상기 허브(12)와 상기 클러치 기어(20) 사이에 설치되어 변속시 상기 슬리브(14)와 연동하여 상기 클러치 기어(20)의 테이퍼진 부위와의 마찰작용을 통해 상기 클러치 기어(20)의 회전속도를 상기 허브(12)의 회전속도에 동기화시킴으로써 변속 완료의 시점에서 상기 변속단 기어(18)의 회전속도를 상기 허브(12)의 회전속도와 동기화시키는 역할을 수행하게 된다.

다만, 본 발명의 실시예로서 도 4에 도시된 동기 치합장치에서는 일반적인 형태의 동기 치합장치와 달리 변속시 마찰작용이 수반되는 부위를 보다 넓게 확장시킨 더블 콘형 동기 치합장치로서, 싱크로나이저 콘(24)을 포함하는 구성을 도시한다. 이 경우, 상기 싱크로나이저 콘(24)은 상기 클러치 기어(20)의 측부 전 둘레에 걸쳐 다수의 개소에서 끼움결합으로 고정되어 상기 클러치 기어(20)와 일체로 회전할 수 있도록 설치된다. 그러나 본 발명의 실시예로서 수동 변속기의 동기 치합장치에 적용되는 기어풀림 방지장치는 더블 콘형 뿐만 아니라 싱글 콘형의 동기 치합장치에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 상기 싱크로나이저 링(22)은 상기 싱크로나이저 콘(24)을 사이에 두고 동심원 상으로 내/외측에 각각 설치되는 이너 링(22a)과 아우터 링(22b)으로 구분된다.

도 4와 도 5를 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치가 적용되는 동기 치합장치는 회전축(10), 허브(12), 슬리브(14), 싱크로나이저 키이(16), 변속단 기어(18), 클러치 기어(20), 싱크로나이저 링(22), 및 싱크로나이저 콘(24)을 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따라 수동 변속기의 동기 치합장치에 적용되는 기어풀림 방지장치에 대한 상세한 구성은 다음과 같다.

상기 클러치 기어(20)는 상기 슬리브(14)의 내주면에 형성된 세레이션부와의 치 결합을 위해 외주면에 동일한 형태의 치형(20a)을 형성한다. 특히, 상기 클러치 기어(20)는 상기 치형(20a) 중에서 상기 슬리브(14)를 기준으로 가장 멀리 이격된 일단부에 반경방향의 외측으로 돌출되어 변속시 상기 슬리브(14)의 최대 스트로크를 제한할 수 있는 스토퍼(21)를 일체로 형성한다.

상기 슬리브(14)는 일측에 상기 클러치 기어(20)의 스토퍼(21)에 대해 탄력적으로 결합되는 탄성 걸림편(15)을 설치한다. 즉, 상기 탄성 걸림편(15)은 변속시 상기 슬리브(14)에 연동하여 상기 회전축(10)의 축방향으로 이동하고, 특히 변속 완료시점에서 상기 클러치 기어(20)의 스토퍼(21)에 대해 탄력적으로 지지되도록 결합됨으로써 상기 클러치 기어(20)에 대한 상기 슬리브(14)의 이탈을 제한하는 역할을 수행한다.

이 경우, 상기 클러치 기어(20)는 변속 완료시 상기 탄성 걸림편(15)과의 결합을 위해 상기 스토퍼(21)에 걸림 경사면(21a)을 형성한다. 즉, 상기 걸림 경사면(21a)은 상기 클러치 기어(20)의 스토퍼(21)의 일측에 형성되어, 변속 완료시 상기 탄성 걸림편(15)과의 견고한 결합상태를 유지하여 상기 슬리브(14)의 이탈에 따른 기어풀림과 같은 원치 않는 문제의 발생을 제한함과 더불어, 변속 해제시 상기 탄성 걸림편(15)에 대한 원활한 이탈을 도모하는 역할을 수행한다.

이를 위해, 상기 걸림 경사면(21a)은 변속 과정에서 상기 슬리브(14)의 치 결합을 위한 물림 이동방향을 기준으로 상기 클러치 기어(20)의 축 중심을 향해 하향 경사지게 형성된다.

또한, 상기 걸림 경사면(21a)은 상기 슬리브(14)의 치합방향을 기준으로 결합 초기의 위치, 즉 상기 슬리브(14)와 직접적으로 대향하는 부위에 상기 클러치 기어(20)의 축 중심으로부터 반경방향으로 외측을 향해 상향 경사지게 형성되는 진입 경사면(21b)을 구비한다. 이때, 상기 진입 경사면(21b)은 상기 걸림 경사면(21a)에 대해 연속적으로 형성된다. 즉, 상기 진입 경사면(21b)은 변속 과정에서 상기 탄성 걸림편(15)의 탄성변형을 유도하기 위해 상기 슬리브(14)를 향한 대향부위에 일체로 형성된다.

이 경우, 상기 스토퍼(21)에 있어, 상기 걸림 경사면(21a)에 대한 경사각(a)은 상기 진입 경사면(21b)의 경사각(b) 보다 작게 설정됨으로써 변속 해제시 상기 클러치 기어(20)의 스토퍼(21)에 대한 상기 슬리브(14)의 치합 해제방향으로의 이동을 보다 용이하게 해 준다. 아울러, 상기와 같은 구조의 스토퍼(21) 형상은 도 4의 요부 구성을 부분 확대하여 도시한 도 5와, 도 6의 클러치 기어(20)의 치형(20a)을 확대하여 도시한 도 7을 각각 참조하면 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

한편, 상기 탄성 걸림편(15)은 상기 걸림 경사면(21a)과의 상호 접촉에 따른 걸림작용을 위해 동일한 방향으로 경사지게 형성되는 걸림 절곡부(15a)를 일체로 구비한다. 이때, 상기 탄성 걸림편(15)의 걸림 절곡부(15a)와 상기 클러치 기어(20)의 걸림 경사면(21a)은 각각 동일한 경사각(a)을 형성하도록 구성된다. 아울러, 상기 걸림 절곡부(15a)는 이의 자유단부를 상기 슬리브(14)의 종단부에 위치한 측면에 대해 적정의 간격을 두고 이격된 상태로 형성된다. 이에 따라, 변속시 상기 탄성 걸림편(15)은 상기 슬리브(14)를 향해 보다 자유롭게 변형될 수 있게 된다.

또한, 상기 탄성 걸림편(15)은 상기 진입 경사면(21b)과의 접촉을 위해 동일한 방향으로 경사지게 형성되는 접촉 안내부(15b)를 일체로 구비한다. 이때, 상기 탄성 걸림편(15)의 접촉 안내부(15b)와 상기 클러치 기어(20)의 진입 경사면(21b)은 각각 동일한 경사각(b)을 형성하도록 구성된다.

또한, 상기 탄성 걸림편(15)은 변속 과정에서 부재의 탄성변형을 유도하기 위해 상기 걸림 절곡부(15a)와 상기 접촉 안내부(15b)에 일체로 형성되면서 상기 슬리브(14)의 종단부에 위치한 측면과 대체로 평행하게 연장되는 탄성 거동부(15c)를 구비한다. 즉, 상기 탄성 걸림편(15)은 상기 슬리브(14)의 측면에 대해 변속시 수축을 위한 적정의 여유공간(S)을 두고 이격된 상태로 상기 탄성 거동부(15c)를 일체로 형성한다.

또한, 상기 탄성 걸림편(15)은 상기 슬리브(14)와의 결합을 위해 상기 슬리브(14)의 상부면을 향해 적정의 각도로 절곡된 형태의 고정 절곡부(15d)를 일체로 구비하는 바, 상기 고정 절곡부(15d)는 상기 탄성 거동부(15c)로부터 일체로 연장되도록 형성된다. 이와 함께, 상기 슬리브(14)는 상부면에 상기 고정 절곡부(15d)와의 끼움 결합을 위해 전 둘레를 따라 오목한 형태의 삽입홈(14a)을 형성한다. 이 경우, 상기 탄성 걸림편(15)은 상기 슬리브(14)의 측부에 대해 상기 고정 절곡부(15d)와 삽입홈(14a) 사이의 끼움 결합 외에도 그 외 다른 체결구조, 예컨대 상기 탄성 거동부(15c)를 상기 슬리브(14)에 대해 나사체결과 같은 결합방식을 이용하여 고정시키는 구조로서 직접적으로 장착할 수도 있다.

아울러, 본 발명의 실시예에 있어, 상기 탄성 걸림편(15)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬리브(14)의 둘레부위를 전체적으로 감싸는 링 형상의 구조로 이루어진 경우에 한정하여 설명하였으나, 이와 달리 상기 슬리브(14)의 전 둘레부위에 걸쳐 적정의 간격을 두고 방사상으로 이격되게 배치되는 단편부재의 형태를 비롯하여 기타 다양한 형태의 구조로도 구성될 수 있을 것이다. 특히, 상기 탄성 걸림편(15)은 상기 슬리브(14)의 전 둘레부위를 전체적으로 감싸는 링 형상으로 설정될 경우에는 상기 슬리브(14)와의 조립 편의를 위해 전체 둘레부위 중 적어도 한 군데를 절단시키는 형태로 제작되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치는 변속 과정에서 상기 클러치 기어(20)의 스토퍼(21)를 향한 상기 슬리브(14)의 이동이 이루어질 때, 상기 탄성 걸림편(15)의 접촉 안내부(15b)는 상기 스토퍼(21)의 진입 경사면(21b)과 우선적으로 접촉하게 되면서 수축 여유공간(S) 내에서 상기 슬리브(14)의 측면을 향한 상기 탄성 거동부(15c)의 자유로운 수축 변형을 유도할 수 있게 된다.

이어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 걸림편(15)의 걸림 절곡부(15a)는 상기 스토퍼(21)의 진입 경사면(21b)을 타고 넘어간 다음 상기 걸림 경사면(21a)과의 탄력적인 접촉 상태를 구현함으로써 상기 슬리브(14)와 상기 클러치 기어(20) 사이에서 치 결합상태는 견고하게 유지될 수 있고, 이러한 치 결합상태는 주행중 차량의 이상 진동이나 또는 치형의 형상적 특징에 의해 수반되는 추력의 발생과 같은 외부적 요인으로부터 수반될 수 있는 기어의 풀림현상을 보다 적극적으로 예방할 수 있게 해 준다.

또한, 본 발명은 변속의 과정에서 상기 클러치 기어(20)의 스토퍼(21)의 걸림 경사면(21a)과 상기 탄성 걸림편(15)의 걸림 절곡부(15a) 사이에서 이루어지는 부재의 탄성적 거동에 의해 수반되는 걸림작용을 매개로 운전자로 하여금 절도감을 느낄 수 있게 해 주고, 이러한 절도감의 부여는 종래 변속감의 생성을 위해 컨트롤 기구에 포펫 스프링 조립체와 같은 별도의 설비를 탑재하지 않아도 되는 효과를 제공하므로 수동 변속기의 동기장치를 구성하는 데 소요되는 비용을 절감할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따른 수동 변속기의 기어풀림 방지장치는 다른 변속단으로의 변속을 위해 변속 해제시 상기 슬리브(14)에 가해지는 이동력을 매개로 상기 스토퍼(21)의 걸림 경사면(21a)에 대한 상기 탄성 걸림편(15)의 걸림 절곡부(15a)의 자유로운 이탈을 유도하고, 이를 통해 상기 슬리브(14)의 세레이션부와 상기 클러치 기어(20)의 치형(20a) 사이에서 자연스러운 치 결합상태를 해제할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-회전축 12-허브
14-슬리브 15-탄성 걸림편
15a-걸림 절곡부 15b-접촉 안내부
15c-탄성 거동부 15d-고정 절곡부
16-싱크로나이저 키이 18-변속단 기어
20-클러치 기어 20a-치형
21-스토퍼 21a-걸림 경사면
21b-진입 경사면 22-싱크로나이저 링
24-싱크로나이저 콘 26-금속구
28-스냅 링 30-시프트 레일
32-요홈 34-포펫 스프링 조립체

Claims

슬리브(14)의 축 방향 이동에 의해 클러치 기어(20)와 싱크로나이저 링(22)을 동기화하는 수동 변속기의 동기 치합장치에 적용되는 기어풀림 방지장치에 있어서,
상기 슬리브(14)와 연동 가능하게 설치되는 탄성 걸림편(15);
상기 클러치 기어(20)의 치형(20a)에서 반경방향 외측으로 돌출되어 변속시 상기 클러치 기어(20)를 향한 상기 슬리브(14)의 이동을 제한하는 스토퍼(21); 및
상기 스토퍼(21)에 형성되고 변속 완료시 상기 탄성 걸림편(15)과 결합되어 상기 클러치 기어(20)에 대한 상기 슬리브(14)의 이탈을 억제하는 걸림 경사면(21a)을 구비하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스토퍼(21)는 상기 클러치 기어(20)의 치형(20a) 중에서 변속시 상기 슬리브(14)의 최대 스트로크를 제한하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 걸림 경사면(21a)은 상기 슬리브(14)와의 치 결합을 위한 이동방향을 기준으로 상기 클러치 기어(20)의 축 중심을 향해 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 3에 있어서,
상기 스토퍼(21)는 상기 슬리브(14)와 직접적으로 대향하는 부위에 상기 클러치 기어(20)의 축 중심으로부터 반경방향으로 외측을 향해 상향 경사지게 형성되는 진입 경사면(21b)을 구비하고, 상기 진입 경사면(21b)은 상기 걸림 경사면(21a)에 대해 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 4에 있어서,
상기 걸림 경사면(21a)의 경사각(a)은 상기 진입 경사면(21b)의 경사각(b) 보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 탄성 걸림편(15)은 상기 걸림 경사면(21a)과의 접촉에 의한 걸림작용을 위해 동일한 방향으로 경사지게 형성되는 걸림 절곡부(15a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 6에 있어서,
상기 탄성 걸림편(15)의 걸림 절곡부(15a)와 상기 스토퍼(21)의 걸림 경사면(21a)은 각각 동일한 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 6에 있어서,
상기 걸림 절곡부(15a)의 자유단부는 상기 슬리브(14)의 측면에 대해 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 4에 있어서,
상기 탄성 걸림편(15)은 상기 진입 경사면(21b)과의 접촉을 위해 동일한 방향으로 경사지게 형성되는 접촉 안내부(15b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 9에 있어서,
상기 탄성 걸림편(15)의 접촉 안내부(15b)와 상기 스토퍼(21)의 진입 경사면(21b)은 각각 동일한 경사각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 탄성 걸림편(15)은 상기 슬리브(14)와의 결합을 위한 고정 절곡부(15d)를 형성하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 11에 있어서,
상기 슬리브(14)는 상기 고정 절곡부(15d)와의 결합을 위한 삽입홈(14a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 탄성 걸림편(15)은 변속 과정에서 부재의 변형을 유도하기 위한 탄성 거동부(15c)를 형성하고, 상기 탄성 거동부(15c)는 상기 슬리브(14)에 측면에 대해 수축 여유공간(S)을 두고 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 탄성 걸림편(15)은 상기 슬리브(14) 전체를 감싸는 링 형상의 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 기어풀림 방지장치.