KR0123950Y1 - 자동차용 수동변속기 - Google Patents

Abstract

자동차의 승차감을 향상시키고 경제성을 확보하기 위하여 고속 주행시 엔진의 회전수보다 구동바퀴의 회전수가 증가되었을 때 엔진의 회전수에 관계없이 구동바퀴가 고속회전을 하기 위하여, 5속에 관계하는 주축기어 어셈블리(10)와 부축기어 어셈블리(30)사이에 설치되며 고속 주행시 엔진으로부터 발생하는 토오크를 구동바퀴에 전달하고 구동바퀴로부터 엔진으로 전달되는 역구동 토오크는 차단하는 역구동 차단수단을 포함하는 자동차용 수동변속기를 제공한다. 이는 고속 주행시 엔진 브레이크가 걸리지 않게 되어 불필요한 엔진 구동을 줄일 수 있게 되는데, 이는 연료의 절감이 이루어지며 소음 역시 감소하게 되어 자동차의 승차감을 향상시킬 수 있다.

Description

자동차용 수동변속기

제1도는 본 고안에 따른 실시예를 도시한 부분단면도,

제2도는 본 고안의 주요부를 도시한 평면도,

제3도는 종래의 수동변속기의 5속기어부를 도시한 부분단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:주축 9:일방향 클러치

11:싱크로나이저 허브 10:주축기어 어셈블리

30:부축기어 어셈블리

[산업상의 이용분야]

본 고안은 자동차용 수동변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속 주행시 엔진의 회전수에 관계없이 고속 주행을 할 수 있도록 하여 자동차의 주행성능을 향상시키고 경제성을 증가시키기 위한 자동차용 수동변속기에 관한 것이다.

[종래의 기술]

차량에 있어서 변속기는, 엔진의 회전동력을 차륜으로 전달함에 있어서, 입력 회전수에 대한 출력 회전수를 변화시키는 장치이다.

제3도는 종래의 자동차용 수동변속기의 5속 변속 어셈블리를 도시한 부분단면도로서, 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하는 주축 기어 어셈블리(100)와, 상기 주축 기어 어셈블리(100)와 연결되어 동력을 구동바퀴에 전달하는 부축 기어 어셈블리(150)를 도시하고 있다.

상기 주축 기어 어셈블리(100)는 일단이 주축(101)의 일측에 베어링(103)으로 결합되며 타단은 부축 기어 어셈블리(150)와 결합되어 있는 5속 입력기어(105)와, 상기 5속 입력기어(105)의 측단에 주축(101)과 스플라인 결합되는 싱크로나이저 허브(107)와, 상기 싱크로나이저 허브(107)의 상단에 고정 설치되는 동기수단(109)으로 이루어진다.

상기한 5속 입력기어(105)는 주축(101)과 베어링(103)으로 결합되어 주축(101)이 회전하여도 동력을 전달받지 않는 구조를 가지며, 일단은 부축기어 어셈블리(150)와 결합되어 있다.

그리고 상기 싱크로나이저 허브(107)는 주축(101)과 스플라인 결합되므로 기어 중립시 엔진이 회전함에 따라 역시 회전하여 동력을 전달받는 구조로 되어 있다.

상기 동기수단(109)은 싱크로나이저 허브(107)와 5속 입력기어(105)를 연결하여 동력을 전달하는 구조를 가지고 있다.

상기 부축 기어 어셈블리(150)는 부축(151)에 5속 출력기어(153)가 스플라인 결합되고, 5속 입력기어(105)와 기어물림이 이루어져 있다.

이와 같이 이루어지는 수동 변속기의 5속 변속 어셈블리는 엔진이 회전함에 따라 주축(101)을 통하여 엔진의 동력이 전달되고 이는 싱크로나이저 허브(107)를 회전시키게 된다.

그리고 상기 싱크로나이저 허브(107)는 시프트 포크(미도시)에 의해 싱크로나이저 슬리이브(111)를 주축 방향으로 이동시키면서 싱크로나이저 키이(113)를 이동시켜 싱크로나이저 링(115)과 클러치 기어(117)가 마찰 접촉으로 동기가 이루어져5속 입력기어(105)에 동력을 전달하게 된다.

그리고 5속 입력기어(105)는 5속 출력기어(153)에 역시 동력을 전달하고 다시 구동축 및 구동바퀴에 전달하게 된다.

그리고 고속 주행시에는 타성주행으로 엔진의 토오크보다 구동바퀴의 토오크가 커지는 역구동 토오크가 발생하게 된다.

이때에는 역구동 토오크가 구동바퀴에서 부축(151)으로 전달되고, 부축(151)과 결합되어 있는 5속 출력기어(153)에 전달되며, 클러치 기어(117)및 싱크로나이저 링(115)을 통하여 싱크로나이저 허브(107)에 전달된다.

그리고 싱크로나이저 허브(107)는 주축과 스플라인 결합되어 있으므로 엔진에 역구동 토오크를 전달하게 되는 것이다.

[본 고안이 해결하고자 하는 문제점]

상기한 역구동 토오크는 엔진의 회전수를 급격하게 증가시키게 되고, 이로 인하여 다량의 연료 소비가 이루어지며 소음이 발생이 증가하여 자동차의 승차감 및 경제성의 감소되는 문제점이 있는 것이다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 자동차의 승차감을 향상시키고 경제성을 확보하기 위하여 고속 주행시 역구동 토오크가 발생하므로 이 역구동 토오크가 엔진에 전달되지 않도록 하여 엔진의 회전수에 관계없이 고속 주행이 이루어지는 자동차용 수동변속기를 제공하는데 있다.

상기한 본 고안의 목적을 해결하기 위한 수단으로서, 시프트 포크에 의해 이동하여 주축의 회전동력을 5속 기어로 전달할 수 있도록 하는 자동차용 수동변속기에 있어서, 주축과 5속 출력기어사이에 설치되며 고속 주행시 엔진으로부터 발생하는 토오크를 구동바퀴에 전달하고 구동바퀴로부터 엔진으로 전달되는 역구동 토오크는 차단하는 역구동 차단수단을 제공한다.

[작용]

상기 본 고안의 자동차용 수동변속기는, 고속 주행시 타성주행으로 구동바퀴에서 발생하는 역구동 토오크를 차단하여 엔진에 전달되지 않도록 역구동차단 수단을 제공함으로서 엔진의 급격한 회전수의 증가가 일어나지 않게 되는 것이다.

[실시예]

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

제1도는 본 고안의 실시예를 도시한 부분단면도로서, 엔진에서 동력을 전달받아 회전하는 주축기어 어셈블리(10)와, 상기 주축기어 어셈블리(10)와 기어물림으로 결합되며 동력을 구동바퀴에 전달하는 부축기어 어셈블리(30)가 도시되어 있다.

상기 주축기어 어셈블리는(10)는 주축(1)에 베어링(3)으로 결합되며 5속에 관계하는 5속 입력기어(5)와, 상기 5속 입력기어(5)에 동력을 전달하기 위한 동기수단(7)과, 상기 5속 기어(5)의 측단에 설치되며 역구동차단수단을 포함하는 싱크로나이저 허브(11)를 도시하고 있다.

상기 5속 입력기어(5)는 부축기어 어셈블리(30)와 기어물림이 이루어지는 상태로 고정되어 있고 주축(1)과는 베어링(3) 결합으로 이루어지므로 기어 중립시에는 동력이 전달되지 않는 구조를 가지고 있다.

상기 동기수단(7)은 주행상태에 따라 고속회전 하고 있는 싱크로나이저 허브(11)의 동력을 정지 상태에 있는 5속 입력기어(5)에 전달하기 위하여 서서히 회전 속도를 일치하도록 하여 기어 물림이 이루어지도록 싱크로나이저 허브(11)의 외주면에 등간격으로 싱크로나이저 키이(13)가 끼움 결합되고, 상기 싱크로나이저 키이(13)의 외주면에 싱크로나이저 슬리이브(15)가 결합되며, 상기 싱크로나이저 슬리이브(15) 측단에 위치하며 마찰결합으로 이루어지는 싱크로나이저 링(17)과 클러치기어(19)가 배치되는 구조를 갖고 있다.

상기 싱크로나이저 허브(11)는 주축과 내주면에 사이에 일방향 클러치(9)를 장착하여 역구동을 차단하고 있는 구조를 가지고 있다.

상기 일방향 클러치(9)는 주축(1)의 회전방향으로 회전을 하며 싱크로나이저 허브(11)에 엔진의 동력을 전달하고 있으나, 싱크로나이저 허브(11)가 주축(1)의 회전보다 빠른 경우에 즉, 고속 주행시 타성주행으로 인한 역구동 토오크가 발생하게 될 때 엔진의 회전수에 관계없이 자유롭게 싱크로나이저 허브(11)의 회전이 가능하게 되는 구조를 가지고 있다.

상기 부축 기어 어셈블리(30)는 부축(151)에 5속 출력기어(33)가 스플라인 결합되고, 5속 입력기어(5)와 기어물림이 이루어져 있다.

제2도는 본 고안에 따른 주요부를 상세하게 도시한 평면도로서, 엔진의 동력을 전달하는 주축(1)과, 주축(1)의 외주면에 결합되는 일방향 클러치(9)와, 상기 일방향 클러치(9)의 외주면에 결합되는 싱크로나이저 허브(11)를 도시하고 있다.

이는 엔진이 회전함에 따라 주축(1)이 화살표 방향으로 회전할 수 있고, 싱크로나이저 허브(11)를 역시 동일한 방향으로 회전시켜 5속 입력기어(5)에 동력을 전달할 수 있는 구조를 가지며, 싱크로나이저 허브(11)의 회전이 주축(1)의 회전수 보다 빠른 경우에는 싱크로나이저 허브(11)는 이에 영향을 받지 않고 회전이 가능한 것을 나타내고 있다.

그리고 본 실시예에서는 일반적으로 널리 사용하고 있는 수동변속기의 동기물림식에 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 변속장치로 실시할 수 있음은 당연하다.

또한, 본 실시예에서는 5속 기어 어셈블리에 대하여 설명하고 있으나, 6속용 변속기에서는 6속 기어 어셈블리에 본 고안을 실시하며 고속기어가 4속까지만 있는 경우에는 역시 4속 기어 어셈블리에 본 고안을 실시함은 당연하다.

이와 같이 이루어지는 본 고안의 자동차용 수동 변속기는, 5속 기어 삽입상태 고속 주행시 엔진의 회전수 보다 구동바퀴의 회전수가 작게 되면 엔진에서 발생된 동력을 주축(1)을 통하여 일방향 클러치(9)에 전달하게 된다.

상기 일방향 클러치(9)는 주축(1)과 고정 결합되어 있으므로 지속적인 회전이 이루어지는 것이다.

이때 일방향 클러치(9)는 엔진의 토오크를 싱크로나이저 허브(11)에 전달하고, 동기수단(7)을 통하여 5속 입력기어(5)에 전달하며, 상기 5속 입력기어와 결합되어 있는 5속 출력기어(33) 그리고, 부축(31)을 통하여 구동바퀴에 전달하여 주행이 이루어진다.

이때에는 엔진에서 발생하는 토오크가 구동바퀴에서 발생하는 토오크보다 크므로 역구동 토오크가 발생하지 않고 정상적인 주행이 이루어지는 것이다.

한편, 고속 주행시 타성주행으로 인하여 엔진의 구동 토오크보다 구동바퀴의 토오크가 큰 경우에는 구동바퀴로부터 역구동 토오크가 발생하게 되는데, 이 역구동 토오크는 구동바퀴를 통하여 부축(31)에 전달되고 5속 출력기어(33)에 전달되고, 5속 출력기어(33)와 결합되어 있는 5속 입력기어(5)에 전달되어 동기수단을 거쳐 싱크로나이저 허브(11)에 전달된다.

상기 싱크로나이저 허브(11)는 일방향 클러치(9)가 프리 휠링을 하여 역구동 토오크로 인하여 주축(1)의 회전수 보다 빠른 속도로 계속 회전을 하게 된다.

따라서, 엔진은 무부하 상태가 되며 구동바퀴는 이에 관계하지 않고 고속 주행이 이루어지게 되는 것이다.

상기 실시예에서는 주축(1)과 싱크로나이저 허브(11)사이에 일방향 클러치(9)를 개재하였으나, 주축(1)과 5속 입력기어사이(5) 또는 부축(31)과 5속 출력기어(33) 사이등 5속에 관계하는 부축(31)과 주축(1)사이에 설치하여도 본 고안에 의한 작용 효과가 동일하게 나타나는 것이다.

[고안의 효과]

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 자동차용 수동변속기는, 고속 주행시 타성주행으로 인한 역구동 토오크가 발생하는 경우에 역구동 토오크가 엔진으로 전달되지 않도록 일방향 클러치를 장착하였기 때문에, 불필요한 엔진 구동을 줄일 수 있게 되고, 이는 연료의 절감이 이루어지며 소음 역시 감소하게 되어 자동차의 승차감을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 엔진에서 동력을 받아 회전하는 주축기어 어셈블리와, 상기 주축기어 어셈블리와 기어물림으로 결합되며 동력을 바퀴에 전달하는 부축기어 어셈블리로 이루어진 자동차용 수동 변속기에 있어서, 상기 주축기어 어셈블리의 주축(1)과 싱크로나이저 허브(11) 사이에는 엔진으로부터 발생되는 토오크를 구동바퀴에 전달하고 구동바퀴로부터 엔진으로 전달되는 역구동 토오크는 차단하는 일방향 클러치(9)가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 수동 변속기.