KR100323415B1

KR100323415B1 - 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100323415B1
Application number: KR1019990023235A
Authority: KR
Inventors: 김명헌
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2002-02-06
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: US6244404B1; KR20010003081A; JP2001012501A; FR2795144A1; JP3284495B2; FR2795144B1; DE19955769A1; AU726008B1; DE19955769C2

Abstract

본 발명은 수동 변속기의 역회전 울림 방지 기구에 관한 것으로서, 특히 후진 변속시에도 5단 변속 기어와 입력축을 동기 회전시키도록 이루어진 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치 및 방법에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은, 일측면에 원주 방향으로 홈형의 장착부가 형성된 허브 기어와; 클러치 작용을 위한 콘부가 형성된 클러치 기어와; 변속 레버의 작동에 따라 좌우 이동되는 슬리브와; 상기 슬리브와 클러치 기어의 콘부 사이에 위치되어 주축과 변속 기어가 동기 회전되도록 상기 콘부에 밀착되는 싱크로 링과; 상기 허브 기어의 장착부에 원주 방향으로 복수개가 장착되어 상기 슬리브가 중립 위치에서 후진 변속 위치나 변속 기어쪽으로 이동될 때 기울어지면서 상기 싱크로 링을 클러치 기어의 콘부에 밀착시키는 싱크로 레버와; 상기 싱크로 레버 사이에 설치되어 확장 탄성력을 제공하는 복수개의 탄성 수단으로 구성된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

Description

수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치 및 방법{The synchronizer &the synchronizing method for manual transmission}

일반적으로 수동 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 기관의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키기 위한 역전 장치도 갖추고 있다

이와 같은 수동 변속기에서 후진 변속을 하게 되면 도 1에 도시된 바와 같이 후진 아이들 축(1)에 설치된 후진 아이들 기어(2)가 1/2단 동기 장치에 구비된 슬리브(3)의 리버스 기어치(3a)와 입력축(5)의 리버스 기어(6) 사이로 이동하면서 섭동하게 된다.

하지만, 상기와 같이 후진 아이들 기어(2)가 슬리브(3)와 리버스 기어(6)에 섭동할 때 기어치(2a)(3a)(6a)끼리의 상대 속도에 의하여 충돌 소음이 발생하고, 심한 경우 기어치가 손상되어 변속 조작감이 현저히 떨어지거나 후진 변속이 불가능해진다.

따라서, 상기와 같이 후진 변속시 발생하는 기어치(2a)(3a)(6a)간 충돌을 방지하기 위해 수동 변속기 내부에는 후진 변속시 입력축(5)의 회전 속도를 감속시키는 역회전 울림 방지 기구가 설치된다.

여기서, 도 2는 종래 기술에 의한 수동 변속기의 역회전 울림 방지 기구가 도시된 구성도이다.

운전자가 변속 레버를 후진 변속단 이동시키게 되면 슬리브(11)가 'A'방향으로 이동하게 되고, 이때 싱크로 키(12)에 의해 브레이크 링(13)이 변속기 케이스(14)측에 볼트(15)로 고정된 리버스 콘부(16)에 밀착되면서 동기되어 입력축(5)의 회전을 정지시키게 된다.

즉, 입력축(5)에 허브 기어(17)가 스플라인 결합되고, 이 허브 기어(17)에 상기 슬리브(11)가 결합된 상태에서 상기 슬리브(11)가 후진 변속에 따라 'A'방향으로 이동하면서 고정 상태의 리버스 콘부(16)에 밀착된 브레이크 링(13)에 치합되므로 입력축(5)의 회전 속도는 순간적으로 감속된다.

이때, 도 1을 참고하면 후진 아이들 기어(2)가 1/2단 슬리브(3)의 리버스 치(3a)와 입력축(5)의 리버스 기어(6) 사이로 이동하면서 치합되어 후진 변속이 완료된다.

상기와 같이 후진 변속기어가 치합되면 상기 브레이크 링(13)과 변속기 케이스(14) 사이에 설치된 웨이브 스프링(18)이 브레이크 링(13)에 탄성력을 제공하여 상호 밀착되어 있는 브레이크 링(13)과 리버스 콘부(16)를 분리시키게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 역회전 울림 방지 기구는 리버스 콘부(16), 브레이크 링(13), 웨이브 스프링(18) 등의 많은 부품이 필요하고, 이를 장착하기 위해 변속기 케이스(14)의 리어 커버를 가공해야 되므로 변속기의 내부 구조가 복잡해짐은 물론 그만큼 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 종래 기술은 후진 변속에 따라 슬리브(11)가 싱크로 키(12)의 마찰부를 타고 넘어갈 때 운전자에게 우둘투둘한 느낌이 전달되기 때문에 변속 조작감이 나빠지고, 후진 변속시 웨이브 스프링(18)의 탄성력을 극복할 수 있는 조작력이 요구되기 때문에 변속 조작력이 커지게 되는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬리브가 우측으로 이동되는 5단 변속시는 물론 슬리브가 좌측으로 이동되는 후진 변속시에도 입력축과 5단 기어사이에 동기 회전이 이루어지도록 함으로써 간단한 동기 구조로 후진 변속시에 기어치간 충돌을 방지할 수 있도록 된 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 수동 변속기의 역회전 울림 방지용 동기 장치는, 주축에 스플라인 결합되고, 일측면에 원주 방향으로 홈형의 장착부가 형성된 허브 기어와; 상기 주축상에서 공회전되는 변속 기어의 측면에 결합되는 동시에 클러치 작용을 위한 콘부가 형성된 클러치 기어와; 상기 허브 기어의 외주면에 스플라인 결합되어 변속 레버의 작동에 따라 좌우 이동되는 슬리브와; 상기 슬리브와 클러치 기어의 콘부 사이에 위치되어 상기 주축과 변속 기어가 동기 회전되도록 상기 콘부에 밀착되는 싱크로 링과; 상기 허브 기어의 장착부에 원주 방향으로 복수개가 장착되어 상기 슬리브가 중립 위치에서 후진 변속 위치나 변속 기어쪽으로 이동될 때 기울어지면서 상기 싱크로 링을 클러치 기어의 콘부에 밀착시키는 싱크로 레버와; 상기 싱크로 레버 사이에 설치되어 확장 탄성력을 제공하는 복수개의 탄성 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 방법은, 전진 주행단(5단) 변속시에는 슬리브가 중립 위치에서 일측의 축방향으로 이동함에 따라 싱크로 레버수단이 슬리브의 이동 방향으로 기울어지면서 싱크로 링을 클러치 기어에 밀착시키고, 상기 슬리브가 완전히 스피기 기어에 치합되면 전진 주행단의 변속이 완료되며; 후진 주행단 변속시에는 슬리브가 중립 위치에서 타측의 축방향으로 이동함에 따라 싱크로 레버수단이 슬리브 이동 방향으로 기울어지면서 상기 전진 주행단측 싱크로 링을 클러치 기어에 밀착시켜 역회전 울림 방지를 이루도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 후진 변속시 기어 치합 상태가 도시된 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 역회전 울림 방지 기구가 도시된 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 역회전 울림 방지용 동기 장치가 도시된 구성도,

도 4는 본 발명의 주요부인 싱크로 레버의 사시도,

도 5는 본 발명의 싱크로 레버 장착 상태의 측면도,

도 6은 본 발명에서 5단 기어 변속시 작동 상태도,

도 7은 본 발명에서 후진 기어 변속시 작동 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 입력축 52 : 허브 기어

53 : 슬리브 54 : 시프트 레일

55 : 시프트 포크 60 : 5단 변속 기어

61 : 클러치 기어 62 : 콘부

63 : 싱크로 링 70 : 싱크로 레버

71 : 다리부 72 : 레버부

75 : 코일 스프링

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

본 발명에 의한 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치는 도 3에 도시된 바와 같이 허브 기어(52) 및 슬리브(53)의 우측에만 입력축(51) 상에서 공회전되는 5단 변속 기어(60)가 설치된다.

여기서, 상기 슬리브(53)는 운전자가 5단으로 변속할 경우 시프트 레일(54)과 시프트 포크(55)의 이동에 따라 중립 위치에서 우측으로 이동되면서 5단 변속 기어(60)측에 결합되고, 후진 변속시에는 상기 슬리브(53)가 좌측으로 이동하게 된다.

물론, 상기 5단 변속 기어(60)와 상기 슬리브(53) 사이에는 통상의 동기 장치에 구비되는 클러치 기어(61)와 싱크로 링(63)이 설치되는 바, 상기 클러치 기어(61)는 상기 싱크로 링이(63) 밀착되어 클러치 작용을 하도록 콘부(62)가 형성되어 상기 5단 변속 기어(60)에 일체로 결합되고, 상기 싱크로 링(63)은 상기 클러치 기어(61)의 콘부(62)와 슬리브(53) 사이에 위치되어 상기 슬리브(53)가 좌우측으로 이동될 때 클러치 작용을 하게 된다.

특히, 상기한 허브 기어(52)와 상기 싱크로 링(63) 사이에는 싱크로 레버(70)가 설치되는 데, 상기 허브 기어(52)는 입력축(51)에 스플라인 결합되는 동시에 5단 변속 기어(60)쪽 측면에 원주 방향으로 상기 싱크로 레버(70)가 장착될 수 있도록 장착부(52a)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 싱크로 레버(70)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 허브 기어(52)의 장착부(52a)에 원주 방향으로 3개가 장착되어 상기 슬리브(53)가 중립 위치에서 후진 변속 위치로 이동하면 도 7에서와 같이 좌측으로 일정 각도(θ2) 기울어지고, 5단 변속 기어(60)쪽으로 이동되면 도 6에서와 같이 우측으로 일정 각도 (θ1)로 기울어지면서 상기 싱크로 링(63)을 클러치 기어(61)의 콘부(62)에 밀착시키게 된다.

이와 같은 상기 싱크로 레버(70)는 도 4에 도시된 바와 같이 호형으로 형성되어 상기 허브 기어(52)의 장착부(52a)에 위치되는 다리부(71)와, 상기 다리부(71)의 상측 중심에서 상기 슬리브(53)의 중심방향으로 절곡되어 슬리브(53)의 홈(53a)에 걸리도록 된 레버부(72)로 이루어져, 상기 슬리브(53)가 5단 변속 기어(60)측으로 이동될 때는 레버부(72)의 하단부('가'부분)가 싱크로 링(63)을 밀고, 상기 슬리브(53)가 후진 변속 위치로 이동될 때는 상기 다리부(71)의 양단부('나'부분)가 상기 싱크로 링(63)을 밀도록 형성된다.

특히, 상기와 같은 상기 싱크로 레버(70)는 상기 허브 기어(52)의 장착부(52a)에 설치된 코일 스프링(75)을 통해 상기 슬리브(53)에 밀착되어 있도록 확장 탄성력을 제공받게 된다.

즉, 변속기 작동시에는 상기 싱크로 레버(70)의 레버부(72)가 원심력에 의해 슬리브(53)에 밀착되지만 변속기가 작동하지 않을 때에는 슬리브(53)에 밀착되는 힘이 떨어질 수 있으므로 상기 코일 스프링(75)이 싱크로 레버(70)의 다리부(71)에 탄성력을 제공하게 되는 것이다.

이와 같은 상기 싱크로 레버(70)는 다리부(71)의 끝단에 상기 코일 스프링(75)이 끼워지도록 돌기부(71a)가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치 및 방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.

5단 변속시에는 슬리브(53)의 이동에 따라 싱크로 레버(70)가 도 6에 도시된 바와 같이 클러치 기어(61) 방향으로 일정 각도(θ1) 만큼 기울어지면서 '가'부분 3곳이 싱크로 링(63)에 접촉되면서 힘(F1)을 전달하게 된다.

이때, 상기 싱크로 링(63)은 싱크로 레버(70)에 밀려 클러치 기어(61)의 콘부(62)에 밀착되어 동기를 일으키고, 슬리브(53)가 계속 진행하게 되면 싱크로 레버(70)가 코일 스프링(75)을 압축하면서 내측으로 이동하는 동시에 슬리브(53)는싱크로 링(63)을 넘어 클러치 기어(61)에 치합됨으로써 5단 변속이 완료된다.

반면, 후진 변속시에는 슬리브(53)가 좌측으로 이동함에 따라 싱크로 레버(70)가 도 7에 도시된 바와 같이 좌측으로 일정 각도(θ2) 기울어지면서 '나'부분의 6곳이 싱크로 링(63)에 접촉되면서 접촉력(F2)을 발생시키게 되고, 이 싱크로 링(63)은 클러치 기어(61)의 콘부(62)에 밀착되면서 동기를 일으켜 입력축을 정지시키게 된다.

이후, 후진 아이들 기어는 1/2단 슬리브와 입력축의 후진 기어 사이에 치합됨으로써 후진 변속이 완료된다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치 및 방법은 부품수 및 가공 공정을 줄일 수 있어 후진 울림 방지 기구의 구조가 간단해지고, 입력축은 물론 출력축에도 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 후진 변속 작동시 부품수 감소는 물론이고 기구의 마찰부가 줄어들게 되어 변속 조작력은 작아지고 변속 조작감은 향상되며, 부품수 감소에 따라 수동 변속기의 경량화를 실현하면서 비용을 절감할 수 있는 이점도 있다.

Claims

주축에 스플라인 결합되고, 일측면에 원주 방향으로 홈형의 장착부가 형성된 허브 기어와; 상기 주축상에서 공회전되는 변속 기어의 측면에 결합되는 동시에 클러치 작용을 위한 콘부가 형성된 클러치 기어와; 상기 허브 기어의 외주면에 스플라인 결합되어 변속 레버의 작동에 따라 좌우 이동되는 슬리브와; 상기 슬리브와 클러치 기어의 콘부 사이에 위치되어 상기 주축과 변속 기어가 동기 회전되도록 상기 콘부에 밀착되는 싱크로 링과; 상기 허브 기어의 장착부에 원주 방향으로 복수개가 장착되어 상기 슬리브가 중립 위치에서 후진 변속 위치나 변속 기어쪽으로 이동될 때 기울어지면서 상기 싱크로 링을 클러치 기어의 콘부에 밀착시키는 싱크로 레버수단과, 상기 싱크로 레버수단에 복수개로 지지되어 상기 슬리브에 탄성력을 부여하여 밀착력을 유지하도록 하는 탄성 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 싱크로 레버수단은 호형으로 형성되어 상기 허브 기어의 장착부에 위치되는 다리부와, 상기 다리부의 상측 중심에서 연장되고 상기 슬리브의 중심방향으로 절곡되어 슬리브에 걸리도록 된 레버부로 이루어져, 상기 슬리브가 변속 기어측으로 이동될 때는 레버부의 하단부가 싱크로 링을 밀고, 상기 슬리브가 후진 변속 위치로 이동될 때는 상기 다리부의 양단부가 상기 싱크로 링을 밀도록 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 다리부는 상기 탄성 수단이 장착되는 돌기부가 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 탄성 수단은 상기 양측 싱크로 레버수단의 다리부 사이에 끼워지는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 장치.
전진 주행단(5단 등) 변속시에는 슬리브가 중립 위치에서 일측의 축방향으로 이동함에 따라 싱크로 레버수단이 슬리브의 이동 방향으로 기울어지면서 싱크로 링을 클러치 기어에 밀착시키고, 상기 슬리브가 완전히 스피기 기어에 치합되면 전진 주행단의 변속이 완료되며;

후진 주행단 변속시에는 슬리브가 중립 위치에서 타측의 축방향으로 이동함에 따라 싱크로 레버수단이 슬리브 이동 방향으로 기울어지면서 상기 전진 주행단측 싱크로 링을 클러치 기어에 밀착시켜 역회전 울림 방지를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 역회전 울림 방지를 위한 동기 방법.