KR20170076829A - 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬리브의 내주면에 치결합되는 중간링에 대해 양측부위로 위치한 한 쌍의 싱크로 링을 상호 반대되는 회전방향으로 유격없이 탄발 지지하면서 슬리브의 내치와 치접촉하는 싱크로 링의 외치에 일방향으로 경사진 편향 챔퍼를 형성함으로써 하이-로우 변속 절환시 싱크로 링의 내주면과 클러치 기어의 콘부 사이에서 보다 안정적인 동기 작용이 구현될 수 있게 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치를 개시한다.
전술한 하이-로우 싱크로 장치는 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 슬리브(10), 상기 슬리브(10)의 내주면에 치결합되고 회전방향으로 다수의 수용 공간부(24)를 갖춘 중간링(20), 상기 중간링(20)의 양측에서 상기 슬리브(10)의 내주면과 치결합 가능하게 배치되고 상기 수용 공간부(24)에 대해 회전방향 유격을 두고 삽입되는 다수의 돌출부(34)를 갖춘 한 쌍의 싱크로 링(30), 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)를 상호 반대되는 회전방향으로 탄발 지지하는 탄성 가압부(50), 및 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)과 각각 접촉 가능하게 배치되어 상기 슬리브(10)의 축방향 변위에 따라 상기 싱크로 링(30)과 동기되는 한 쌍의 클러치 기어(40)를 구비한다.

Description

동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치{Hi-Low synchro-device for power splitting type manual transmission}

본 발명은 동력 분기식 수동 변속기의 유성 기어부에 적용되어 변속기의 출력을 하이 또는 로우의 상태로 각각 절환하기 위한 싱크로 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬리브의 내주면에 치결합되는 중간링에 대해 양측부위로 위치한 한 쌍의 싱크로 링을 상호 반대되는 회전방향으로 유격없이 탄발 지지하면서 슬리브의 내치와 치접촉하는 싱크로 링의 외치에 일방향으로 경사진 편향 챔퍼를 형성함으로써 하이-로우 변속 절환시 싱크로 링의 내주면과 클러치 기어의 콘부 사이에서 보다 안정적인 동기 작용이 구현될 수 있게 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형 상용 자동차에 탑재되는 고마력의 수동 변속기는 한정된 기어열을 이용하여 동력을 다단의 변속비(12단 또는 16단 등)로 출력하기 위해 동력 분기방식의 기어열을 갖추며 그에 따른 동력 전달의 경로를 전환하기 위한 다수의 싱크로 기구를 구비하게 된다. 또한, 구동력이 최종적으로 출력되는 부위에는 회전 속도를 하이 상태(등속 전이) 또는 로우 상태(감속 전이)로 전환하기 위해 구동축과의 동력 전달구조를 이원화하여 출력할 수 있는 유성기어세트가 채택되고 이에 대한 하이-로우 절환을 선택하기 위한 별도의 싱크로 기구를 구비하게 된다.

일례로, 종래 대형 상용차에 탑재되는 동력 분기방식의 다단 수동 변속기는 특허출원 제10-2013-0123133호의 도 1에 도시된 바와 같은 기어열과 유성기어세트 및 해당 변속단으로의 변속을 위한 다수의 싱크로 기구를 구비한다. 특히 유성기어세트와 이에 대한 하이-로우 절환을 위한 싱크로 기구는 도 2와 도 3에 각각 상세하게 도시되어 있다. 이 경우, 동력 분기식 변속기에서 메인 샤프트를 통해 유성기어세트로 전이되어 최종적으로 외부로 출력되는 회전속도는 싱크로 기구에 의한 하이-로우 절환에 의해 등속 전이 또는 감속 전이로 전환될 수 있게 된다.

이와 같이 동력 분기식 수동 변속기에서 최종 출력단에 위치한 유성기어세트의 출력을 하이 또는 로우의 상태로 절환하기 위한 싱크로 기구는 이너셔 로크 핀형의 구조로서, 등록번호 제10-0366316호에 개시된 구성으로 이루어진다. 즉, 등록번호 제10-0366316호의 핀형 동기장치는 샤프트(12)의 축(12a) 둘레를 상대 회전할 수 있게 장착된 제1 및 제2드라이브(14, 16) 중 하나를 마찰로 동기화하고 연결하도록 선택적으로 작동하는 핀형 동기 장치(22)에 있어서, 상기 샤프트(12)에 붙여진 외부 스플라인(12g)과 상대 회전 없도록 미끄럼 맞물림하는 내부 스플라인(38, 40)을 가지고 상기 드라이브들 사이에 위치하며 축방향으로 이동할 수 있는 제3 및 제4 조 부재(34, 36)에 각각 맞물려지고, 상기 제 1 및 제2 드라이브(14, 16)에 각각 붙여진 제1 및 제2 조 부재(30, 32); 상기 제1 및 제2 드라이브들과 회전하기 위해 각각 고정되는 제1 및 제2 콘마찰 링(26, 28)과, 상기 샤프트에 동심이고, 상기 제1 및 제2 마찰 링과 각각 마찰 맞물림되어 상기 샤프트와 상기 드라이브들을 동기화하기 위한 동기화 토크를 제공하도록 상기 드라이브들 사이에서 축 방향으로 이동할 수 있는 제3 및 제4 콘마찰 링(46, 48); 플렌지에 가해진 축 방향의 양 방향 변속 힘(F o)에 응답하여 상기 제3 및 제 4 조 부재와 상기 제3 및 제4 링을 상기 맞물림으로 축 방향 이동시키기 위해 상기 제3 및 제4 조 부재(34, 36) 사이와 상기 제3 및 제4 마찰 링(46, 48) 사이에 위치한 축 방향으로 반대쪽으로 마주보는 면(42a, 42b)들을 갖는 반경 방향으로 연장된 플렌지(42); 상기 제3 및 제4 마찰 링(46, 48)들 사이에 그리고 상기 플렌지에 있는 한 세트의 개구(42c) 안에 축 방향으로 견고하게 뻗어 있으며 원주 방향으로 떨어져 있는 다수의 핀(50)들을 포함하며, 상기 핀들은 각각 결합하는 개구(42c) 둘레에 형성된 블록커 쇼울더와 맞물려지는 블록커 쇼울더(50c, 50d)를 가지며, 동기화되기 전에 맞물림 부재(30, 38 및 32, 40)들의 맞물림을 저지하기 위해 맞물려질 때 작동하는 블록커 수단(50c, 50d); 및 상기 제3 및 제4 조 부재들에 대한 상대적인 축 방향 이동에 대해 상기 플렌지를 고정하는 제1수단(44)을 포함하며, 상기 제1수단은 원주방향으로 떨어져 있는 다수의 리테이너(44)를 포함하며, 상기 리테이너는 모두 상기 제3 및 제4조 부재의 반경 방향 바깥 부분(34b, 36b)둘레에 배치되는 축 방향으로 연장된 부분(44a)과, 상기 제3 및 제4 조 부재(34, 36)의 축 방향 반대쪽으로 마주보는 부분들을 둘러싸는 축 방향으로 떨어져 있으며 반경 방향 안쪽으로 연장된 부분들(44b)을 가지며, 상기 리테이너들의 반경 방향 바깥쪽으로의 이동을 제한하기 위해 축 방향으로 연장되는 부분은 모두 상기 제3 및 제4 마찰 링(46, 48)의 반경 방향 안쪽 부분(46c, 48c)과 근접 상대 미끄럼 관계로 배치되는 축방향으로 떨어져 있으며 반경 방향 바깥쪽으로 마주보는 부분들(44c)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

종래, 등록번호 제10-0366316호에 개시된 핀형 동기장치는 플렌지(42)를 중심으로 양측에 위치한 마찰 링(46, 48)과 이들 사이를 동력전달 가능하게 연결하는 3개의 핀(50)을 구비하고, 하이-로우 절환시 핀(50)의 감소 직경부(50b)와 플렌지(42)의 개구부(42c)에 형성된 챔퍼면 사이의 접촉이 수반되며, 이러한 접촉에 거쳐 플렌지(42)는 마찰 링(46, 48) 중 어느 하나를 향해 축방향으로 이동하게 됨으로써 원하는 변속이 이루어질 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 핀형 싱크로 기구는 싱크로 링의 인덱스 기능부가 핀과 개구부의 챔퍼부에 국한되어 있으므로 고부하의 대형 상용 자동차에 탑재되는 동력 분기식 수동 변속기에 적용할 경우, 만족스러운 내구 성능을 보장할 수 없을 뿐만 아니라, 성능의 측면에서 불리한 단점을 초래하게 된다.

또한, 이에 대한 대책의 일환으로 기존의 핀형 싱크로 기구를 대체하여 원하는 수준의 성능을 만족시킬 수 있는 통상의 마찰식 싱크로 기구를 적용할 경우에는 공간적 제약으로 인해 설치 자체가 불가능하게 되므로, 이를 종합적으로 고려한 새로운 형태의 싱크로 장치에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.

특허문헌 1. 특허출원 제10-2013-0123133호 특허문헌 2. 등록번호 제10-0366316호

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 슬리브의 내주면에 치결합되는 중간링에 대해 양측부위로 위치한 한 쌍의 싱크로 링을 상호 반대되는 회전방향으로 유격없이 탄발 지지하면서 슬리브의 내치와 치접촉하는 싱크로 링의 외치에 일방향으로 경사진 편향 챔퍼를 형성함으로써 하이-로우 변속 절환시 싱크로 링의 내주면과 클러치 기어의 콘부 사이에서 보다 안정적인 동기 작용이 구현될 수 있게 하고 이를 통해 싱크로 기구의 내구 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 슬리브, 상기 슬리브의 내주면에 치결합되고 회전방향으로 다수의 수용 공간부를 갖춘 중간링, 상기 중간링의 양측에서 상기 슬리브의 내주면과 치결합 가능하게 배치되고 상기 수용 공간부에 대해 회전방향 유격을 두고 삽입되는 다수의 돌출부를 갖춘 한 쌍의 싱크로 링, 상기 중간링의 수용 공간부에 대해 상기 한 쌍의 싱크로 링의 돌출부를 상호 반대되는 회전방향으로 탄발 지지하는 탄성 가압부, 및 상기 한 쌍의 싱크로 링과 각각 접촉 가능하게 배치되어 상기 슬리브의 축방향 변위에 따른 상기 싱크로 링의 축방향 이동에 따라 상기 싱크로 링과 동기되는 한 쌍의 클러치 기어를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 탄성 가압부는 상기 한 쌍의 싱크로 링 중 어느 하나를 상기 중간링의 수용 공간부에 대해 일측의 회전방향으로 탄발 지지하여 상기 돌출부와 상기 수용 공간부 사이에서 회전방향으로 유격이 발생되지 않게 하는 제1 플러그, 및 상기 한 쌍의 싱크로 링 중 다른 하나를 상기 중간링의 수용 공간부에 대해 타측의 회전방향으로 탄발 지지하여 상기 돌출부와 상기 수용 공간부 사이에서 회전방향으로 유격이 발생되지 않게 하는 제2 플러그로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 한 쌍의 싱크로 링 중 어느 하나의 싱크로 링은 상기 돌출부의 내부에 상기 제1 플러그를 회전방향으로 수용하기 위한 제1 관통구멍을 형성하고, 상기 제1 플러그는 상기 제1 관통구멍의 내부에서 배면이 제1 리턴 스프링에 의해 탄발 지지되도록 설치되고, 상기 한 쌍의 싱크로 링 중 다른 하나의 싱크로 링은 상기 돌출부의 내부에서 상기 제2 플러그를 회전방향으로 수용하기 위한 제2 관통구멍을 형성하고, 상기 제2 플러그는 상기 제2 관통구멍의 내부에서 배면이 제2 리턴 스프링에 의해 탄발 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 한 쌍의 싱크로 링은 상기 슬리브의 외치와의 치결합을 위해 외치를 각각 구비하고, 상기 각각의 외치는 상기 슬리브의 외치를 향한 일단부에 편향 챔퍼를 형성하고, 상기 편향 챔퍼의 경사 방향은 상기 중간링을 중심으로 상호 반대방향으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 수용 공간부와 상기 돌출부는 상기 중간링과 상기 싱크로 링의 축중심에 대해 각각 방사상으로 이격되어 대응하는 위치로 배치되고, 상기 중간링의 수용 공간부에 대해 상기 한 쌍의 싱크로 링의 돌출부는 상호 교호적으로 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 동력 분기식 수동 변속기의 유성 기어부에 적용되어 변속기의 출력을 하이 또는 로우의 상태로 각각 절환하기 위한 싱크로 장치로서, 슬리브의 내주면에 치결합되는 중간링에 대해 양측부위로 위치한 한 쌍의 싱크로 링이 가지는 돌출부가 탄성 가압부를 매개로 중간링의 수용 공간부에 대해 상호 반대되는 회전방향으로 유격없이 탄발 지지되면서 슬리브의 내치와 치접촉하는 싱크로 링의 외치에 일방향으로 경사진 편향 챔퍼가 형성됨에 따라, 하이-로우 변속 절환시 싱크로 링의 내주면과 클러치 기어의 콘부 사이에서 보다 안정적인 동기 작용이 구현될 수 있고, 이를 통해 싱크로 기구의 내구 성능이 향상될 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 본 발명은 슬리브의 내주면에 형성되는 다수의 내치와 싱크로 링의 외주면에 형성되는 다수의 외치 사이의 치접촉에 의해 구현될 수 있는 안정적인 동기 작용을 매개로 동력 분기식 수동 변속기와 같이 고토크의 대형의 다단 변속기에서 요구되는 높은 동기력을 만족시킬 수 있는 효과를 제공한다. 즉, 본 발명은 슬리브에 내접하도록 치결합되는 중간링을 중심으로 양측에서 한정된 공간을 점유하도록 배치되는 한 쌍의 싱크로 링과 클러치 기어 사이에서 변속시 동기 작용이 수반될 수 있는 치접촉 부위를 보다 넓은 범위에 걸쳐 확보할 수 있으므로 향상된 동기 효과를 기대할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치에 대한 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하이-로우 싱크로 장치의 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 하이-로우 싱크로 장치의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 있어, 슬리브의 내치와 싱크로 링의 외치 사이의 배치 관계를 명확하게 도시하기 위해 슬리브 부위만을 제거한 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 있어, 중간링의 수용 공간부에 대해 싱크로 링의 돌출부가 탄성 가압부를 매개로 특정의 회전방향으로 유격없이 밀착되는 구성관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 하이-로우 절환시 슬리브의 내치와 싱크로 링의 외치의 연동 관계 및 클러치 기어의 외치와의 치결합 관계를 순차적으로 도시한 설명도이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치에 대한 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하이-로우 싱크로 장치의 종단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 하이-로우 싱크로 장치의 구성을 도시한 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조로 하면, 본 발명에 따른 동력 분기식 수동 변속기의 유성 기어부에 적용되는 하이-로우(Hi-Low) 싱크로 장치는 슬리브(10), 상기 슬리브(10)와 치결합되는 중간링(20), 상기 중간링(20)의 양측에 배치되는 한 쌍의 싱크로 링(30), 및 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 외측에 각각 배치되는 한 쌍의 클러치 기어(40)를 포함하여 구성된다.

상기 슬리브(10)는 하이-로우(Hi-Low) 절환시 시프트 포크(미도시)의 작동에 의한 축방향으로 변위되는 것으로, 외주면의 전 둘레부위에 외치(12)를 형성함과 동시에 외주면의 일측에 시프트 포크와의 결합을 위한 요홈부(14)를 전 둘레를 따라 형성한다. 또한, 상기 슬리브(10)는 내주면의 전 둘레부위에 상기 중간링(20)과 상기 싱크로 링(30) 및 상기 클러치 기어(40)와의 치결합을 위한 내치(16)를 형성한다.

상기 중간링(20)은 상기 슬리브(10)의 내치(16)와의 치결합을 위해 외주면의 전 둘레부위 중 다수의 개소로 한정된 위치에 외치(22)를 형성한다. 또한, 상기 중간링(20)은 외주면에 회전방향을 따라 오목하게 파인 형태로 이루어진 수용 공간부(24)를 다수로 형성하는 바, 상기 수용 공간부(24)는 양측 한 쌍의 싱크로 링(30)에 대한 회전방향 유격을 허용할 수 있을 정도의 크기를 가지도록 설정된다. 이 경우, 상기 수용 공간부(24)는 상기 중간링(20)의 축중심에 대해 방사상으로 등간격을 두고 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 중간링(20)은 상기 수용 공간부(24)의 형성 부위를 제외한 나머지 전 둘레부위에 상기 외치(22)를 형성하도록 구성된다.

상기 싱크로 링(30)은 상기 중간링(20)을 중심으로 양측 부위에 각각 대향하도록 배치되는 한 쌍의 부재로서, 상기 슬리브(10)의 축방향 변위에 따라 슬리브(10)의 내치(16)와 선택적으로 치결합된다. 이를 위해, 상기 싱크로 링(30)은 외주면에 상기 슬리브(10)의 내치(16)와는 치결합 가능한 외치(32)를 전 둘레부위 중 다수의 개소로 한정된 위치에 형성한다. 특히, 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)는 상기 중간링(20)의 전 둘레부위 중 상기 수용 공간부(24)를 제외한 나머지 부위에 형성된 외치(22)와 대응하는 위치로 형성된다.

또한, 상기 외치(32)는 상기 슬리브(10)의 외치(12)를 향한 일단부에 좌우 대칭이 아니고 일측으로 경사진 형태의 편향 챔퍼(32a)를 형성한다. 특히, 상기 편향 챔퍼(32a)의 경사 방향은 상기 중간링(20)을 중심으로 양측에 배치되는 싱크로 링(30)에서 상호 반대되는 방향으로 위치하도록 설정된다. 아울러, 상기 편향 챔퍼(32a)의 경사 방향은 후술되는 탄성 가압부(50)에 의한 싱크로 링(30)의 회전방향과 반대되는 방향으로 설정된다.

또한, 상기 싱크로 링(30)은 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 회전방향 유격을 두고 삽입되는 돌출부(34)를 일측에 구비하는 바, 상기 돌출부(34)는 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)와 대응하는 위치로 형성된다. 즉, 상기 수용 공간부(24)와 상기 돌출부(34)는 상기 중간링(20)과 상기 싱크로 링(30)의 축중심에 대해 각각 방사상으로 이격되어 대응하는 위치로 배치된다. 특히, 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)는 상호 교호적으로 삽입되도록 구성된다.

도 3을 참조로 하여 부연하면, 상기 중간링(20)에 형성된 다수의 수용 공간부(24) 중 특정의 수용 공간부(24)로 좌측에 위치한 싱크로 링(30)의 돌출부(34)가 삽입되면, 특정의 수용 공간부(24)와 인접한 다른 수용 공간부(24)의 내부에는 우측에 위치한 싱크로 링(30)의 돌출부(34)가 삽입되는 방식으로 조립이 이루어지는 것이다. 이를 위해, 상기 중간링(20)에 형성되는 수용 공간부(24)의 수량은 상기 싱크로 링(30)에 형성되는 돌출부(34)의 수량 보다 2배수로 설정된다. 이 결과, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 중간링(20)을 중심으로 양측에 위치한 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)는 상기 수용 공간부(24)에 대해 번갈아가면서 삽입되는 방식으로 조립된다.

상기 클러치 기어(40)는 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)과 각각 접촉 가능하게 배치되어 상기 슬리브(10)의 축방향 변위로부터 기인하는 상기 싱크로 링(30)의 축방향 이동에 따라 동기되어 상기 슬리브(10)의 외치(12)와의 치결합된다. 이를 위해, 상기 클러치 기어(40)는 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)와의 치결합을 위해 외주면의 전 둘레부위에 외치(42)를 형성한다. 또한, 상기 클러치 기어(40)는 상기 싱크로 링(30)의 내주면과의 접촉에 의한 마찰 작용을 통해 동기화를 수반하기 위해 경사진 형태로 돌출되도록 형성되는 콘부(44)를 구비한다.

본 발명에 따른 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치는 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)를 상호 반대되는 회전방향으로 탄발 지지하는 다수의 탄성 가압부(50)를 더 포함한다. 즉, 상기 탄성 가압부(50)는 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)의 내부에서 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)를 상호 반대되는 회전방향으로 탄발 지지함으로써, 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)가 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 상호 반대되는 회전방향으로 밀착되게 하고, 이를 통해 상기 돌출부(34)와 상기 수용 공간부(24) 사이의 접촉부위에서 회전방향 유격이 발생되지 않는 역할을 수행하게 된다.

도 3을 참조로 하면, 상기 중간링(20)을 중심으로 좌측에 위치한 상기 싱크로 링(30)은 상기 탄성 가압부(50)에 의해 반시계방향(CCW)을 향해 회전하도록 탄발 지지되는 반면에, 우측에 위치한 상기 싱크로 링(30)은 상기 탄성 가압부(50)에 의해 시계방향(CW)을 향해 회전하도록 탄발 지지된다.

이를 위해, 상기 탄성 가압부(50)는 상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 어느 하나의 싱크로 링(30,도 3 기준으로 좌측에 위치)을 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 반시계방향(CCW)으로 탄발 지지하여 상기 돌출부(34)와 상기 수용 공간부(24) 사이에서 반대되는 방향인 시계방향(CW)으로 유격이 발생되지 않게 하는 제1 플러그(52), 및 상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 다른 하나의 싱크로 링(30, 도 3 기준으로 우측에 위치)을 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 시계방향(CW)으로 탄발 지지하여 상기 돌출부(34)와 상기 수용 공간부(24) 사이에서 반대되는 방향인 반시계방향(CCW)으로 유격이 발생되지 않게 하는 제2 플러그(54)를 포함하도록 구성된다.

또한, 상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 어느 하나의 싱크로 링(30,도 3 기준으로 좌측에 위치)은 상기 돌출부(34)의 내부에 상기 제1 플러그(52)를 회전방향으로 수용하기 위한 제1 관통구멍(34a)을 형성하고, 상기 제1 플러그(52)는 상기 제1 관통구멍(34a)의 내부에서 배면이 제1 리턴 스프링(52a)에 의해 탄발 지지되도록 설치된다. 또한, 상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 다른 하나의 싱크로 링(30, 도 3 기준으로 우측에 위치)은 상기 돌출부(34)의 내부에서 상기 제2 플러그(54)를 회전방향으로 수용하기 위한 제2 관통구멍(34b)을 형성하고, 상기 제2 플러그(54)는 상기 제2 관통구멍(34b)의 내부에서 배면이 제2 리턴 스프링(54a)에 의해 탄발 지지되도록 설치된다.

본 발명에 따른 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치에 있어, 상기 슬리브(10)의 내치(16)와 좌우 양측에 위치하는 상기 싱크로 링(30)의 외치(32) 사이의 배치 관계는 도 4를 참조로 하면 보다 명확하게 이해할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 상기 슬리브(10)의 내치(16)는 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)와의 배치 관계를 보다 용이하게 이해할 수 있도록 슬리브(10) 부위만을 제거한 상태를 도시한 도면이다.

또한, 도 5를 참조로 하면, 상기 탄성 가압부(50)에 의해 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 상기 싱크로 링(30)의 돌출부(34)가 특정의 회전방향으로 탄발 지지되는 상태를 보다 명확하게 이해할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중간링(20)을 중심으로 좌측에 위치한 상기 싱크로 링(30)은, 상기 탄성 가압부(50)의 제1 플러그(52)가 상기 돌출부(34)의 제1 관통구멍(34a)의 내부에서 상기 제1 리턴 스프링(52a)을 매개로 특정의 회전방향으로 탄발 지지되도록 설치되어 있기 때문에, 상기 수용 공간부(24) 내에서 상기 돌출부(34)는 상기 제1 리턴 스프링(52a)에 의해 탄발 지지되는 상기 제1 플러그(52)의 설치방향과 반대되는 방향에서 상기 수용 공간부(24)의 측면에 대해 회전방향 유격없이 밀착될 수 있게 된다. 아울러, 상기 중간링(20)을 중심으로 우측에 위치한 상기 싱크로 링(30)의 경우에는 제2 플러그(54)와 제2 리턴 스프링(54a)을 매개로 상기와 반대되는 방향으로 탄발 지지되어 상기 수용 공간부(24)의 측면에 대해 반대되는 회전방향으로 유격없이 밀착될 수 있게 된다.

도 6은 하이-로우 절환시 슬리브의 내치와 싱크로 링의 외치의 연동 관계 및 클러치 기어의 외치와의 치결합 관계를 순차적으로 도시한 설명도이다.

도 6의 (a)를 참조로 하면, 하이-로우(Hi-Low) 절환시 시프트 포크의 작동에 따른 축방향 변위에 따라 상기 슬리브(10)의 축방향 이동이 이루어지면, 상기 슬리브(10)의 내치(16)의 자유단부는 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)에 형성된 편향 챔퍼(32a)와 접촉하게 된다.

이 과정에서 상기 슬리브(10)의 내치(16)와 상기 싱크로 링(30)의 외치(32) 사이의 치접촉 부위에서는 편향 챔퍼(32a)에 의한 각도 설정에 따라 상기 싱크로 링(30)이 어느 한 방향(도면 기준 하향)으로 회전하게 된다. 즉, 상기 슬리브(10)의 내치(16)가 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)에 형성된 편향 챔퍼(32a)의 치접촉면을 타고 넘어가는 형태인 것이다.

부연하자면, 상기 싱크로 링(30)의 돌출부(34)는 상기 탄성 가압부(50)에 의해 시계방향(CW)으로 반발력을 받은 상태를 유지하다가 상기 슬리브(10)의 내치(16)와 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)의 편향 챔퍼(32a) 사이의 치접촉에 따라 발생하는 회전방향 작용력에 의해 반시계방향(CCW, 도면 기준 하향)으로 회전하게 된다.

또한, 이 과정에서 상기 싱크로 링(30)은 상기 슬리브(10)의 내치(16)와의 치접촉에 의한 작용력을 받아 축방향으로 이동하게 되고, 이를 통해 상기 싱크로 링(30)의 내주면과 상기 클러치 기어(40)의 콘부(44) 사이에는 마찰에 의한 동기 작용이 수반된다.

도 6의 (b) 내지 (c)를 참조로 하면, 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)를 향한 상기 슬리브(10)의 내치(16)의 축방향 이동이 계속해서 진행되면, 상기 싱크로 링(30)의 돌출부(34)의 반시계방향(CCW) 회전은 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)와 완전하게 접촉될 때까지 지속되고, 이와 동시에 상기 싱크로 링(30)은 측부에 위치한 상기 클러치 기어(40)를 향해 축방향으로 더욱 이동하여 동기가 완료되는 시점까지 지속된다.

이와 같은 일련의 과정을 통해 상기 싱크로 링(30)과 상기 클러치 기어(40)사이의 동기가 완료되면, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 슬리브(10)의 내치(16)는 상기 싱크로 링(30)의 외치(32)를 지나 상기 클러치 기어(40)의 외치(42)에 대해 완전하게 치결합된 상태로 전환되므로 하이-로우 변속이 종료된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 일련의 하이-로우 변속단으로의 절환시 상기 중간링(20)의 양측 부위에서 상기 탄성 가압부(50)를 매개로 상기 수용 공간부(24)의 회전방향을 기준으로 상호 반대되는 방향으로 상기 싱크로 링(30)의 돌출부(34)를 탄발 지지하는 가압 작용과, 상기 슬리브(10)의 내치(16)와 상기 싱크로 링(30)의 외치(32) 사이에서 이루어지는 편향 챔퍼(32a)에 의해 이루어지는 탄성 가압부(50)에 의한 가압 방향과 반대되는 회전 작용을 통해 상기 싱크로 링(30)의 내주면과 상기 클러치 기어(40)의 콘부(44) 사이에서 이루어지는 접촉에 의한 안정적인 동기 작용을 구현할 수 있으므로 동기의 안정화는 물론 부품의 내구성을 증대할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 상기 슬리브(10)의 내주면에 형성되는 다수의 내치(16)와 상기 싱크로 링(30)의 외주면에 형성되는 다수의 외치(32) 사이의 치접촉에 의한 안정적인 동기 작용을 매개로 동력 분기식 수동 변속기와 같이 고토크의 대형의 다단 변속기에서 요구되는 높은 동기력을 만족시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 상기 슬리브(10)에 내접하도록 치결합되는 중간링(20)을 중심으로 양측에서 한정된 공간을 점유하도록 배치되는 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)과 상기 클러치 기어(40) 사이에서 변속시 동기 작용이 수반될 수 있는 치접촉 부위를 보다 넓은 범위에 걸쳐 확보할 수 있으므로 향상된 동기 효과를 기대할 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-슬리브 12-외치
14-요홈부 16-내치
20-중간링 22-외치
24-수용 공간부
30-싱크로 링 32-외치
32a-편향챔퍼 34-돌출부
34a-제1관통구멍 34b-제2관통구멍
40-클러치 기어 42-외치
44-콘부
50-탄성 가압부 52-제1플러그
52a-제1리턴 스프링 54-제2플러그
54a-제2리턴 스프링

Claims (8)

1. 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 슬리브(10);
   상기 슬리브(10)의 내주면에 치결합되고 회전방향으로 다수의 수용 공간부(24)를 갖춘 중간링(20);
   상기 중간링(20)의 양측에서 상기 슬리브(10)의 내주면과 치결합 가능하게 배치되고 상기 수용 공간부(24)에 대해 회전방향 유격을 두고 삽입되는 다수의 돌출부(34)를 갖춘 한 쌍의 싱크로 링(30);
   상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)를 상호 반대되는 회전방향으로 탄발 지지하는 탄성 가압부(50); 및
   상기 한 쌍의 싱크로 링(30)과 각각 접촉 가능하게 배치되어 상기 슬리브(10)의 축방향 변위에 따라 상기 싱크로 링(30)과 동기되는 한 쌍의 클러치 기어(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성 가압부(50)는,
   상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 어느 하나를 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 일측의 회전방향으로 탄발 지지하는 제1 플러그(52); 및
   상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 다른 하나를 상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 타측의 회전방향으로 탄발 지지하는 제2 플러그(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   3상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 어느 하나의 싱크로 링(30)은,
   상기 돌출부(34)의 내부에 상기 제1 플러그(52)를 회전방향으로 수용하기 위한 제1 관통구멍(34a)을 형성하고, 상기 제1 플러그(52)는 상기 제1 관통구멍(34a)의 내부에서 배면이 제1 리턴 스프링(52a)에 의해 탄발 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 한 쌍의 싱크로 링(30) 중 다른 하나의 싱크로 링(30)은,
   상기 돌출부(34)의 내부에서 상기 제2 플러그(54)를 회전방향으로 수용하기 위한 제2 관통구멍(34b)을 형성하고, 상기 제2 플러그(54)는 상기 제2 관통구멍(34b)의 내부에서 배면이 제2 리턴 스프링(54a)에 의해 탄발 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 싱크로 링(30)은 상기 슬리브(10)의 외치(12)와의 치결합을 위해 외치(32)를 각각 구비하고, 상기 각각의 외치(32)는 상기 슬리브(10)의 외치(12)를 향한 일단부에 편향 챔퍼(32a)를 형성하는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 편향 챔퍼(32a)의 경사 방향은 상기 중간링(20)을 중심으로 상호 반대방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 수용 공간부(24)와 상기 돌출부(34)는 상기 중간링(20)과 상기 싱크로 링(30)의 축중심에 대해 각각 방사상으로 이격되어 대응하는 위치로 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 중간링(20)의 수용 공간부(24)에 대해 상기 한 쌍의 싱크로 링(30)의 돌출부(34)는 상호 교호적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 동력 분기식 수동 변속기의 하이-로우 싱크로 장치.

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