KR100192918B1 - 수동변속기의 쉬프트포크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기의 쉬프트포크에 관한 것으로, 상기 쉬프트포크(10)의 표면 전체에 표면경화층(20)이 터프트라이드(TUFFTRIDE)에 의한 표면처리하여, 모재로 쉬프트포크(10) 전체가 균일하게 전체 표면에 표면경화층(20)이 형성되므로 그 작업 공정성이 향상되어 원가를 저하시킬 수 있다.

또, 특히 패니부(11)와 엔드홈(12)을 포함한 모든 부위에서 강인한 내마모성과 내피로성, 내식성 및 정밀성이 향상된다.

따라서, 정밀성 확보에 의해 균일하고 정밀하게 슬리브와 패드부가 접하도록 하는 것에 의해 그 접촉부의 마찰계수가 낮아져서 내소착성이 우수해진다.

그리고, 내구성이 연장되고 제품의 신뢰도가 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

수동변속기의 쉬프트포크

제1도는 수동변속기에 쉬프트포크가 설치되는 상태를 보인 장치도.

제2도는 쉬프트 로드에 쉬프트포크가 설치되는 상태를 보인 장치도.

제3도는 종래 쉬프트포크를 보인 사시도.

제4도는 종래 쉬프트포크의 패드부를 보인 요부 정면도.

제5도는 종래 쉬프트포크의 엔드홈에 크랭크 레버에 의해 마모되는 상태를 보인 요부도.

제6도는 본 발명에 의해 표면경화층이 형성되는 상태를 보인 패드부의 정면도.

제7도는 본 발명에 의해 표면경화층이 형성되는 상태를 보인 엔드홈의 정면도.

제8도는 본 발명의 표면경화층 구성을 보인 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 쉬프트포그 11 : 패드부

12 : 엔드홈 20 : 표면경화층

21 : 질소확산층 22 : 화합물층

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 수동변속기의 쉬프트포크에 관한 것으로, 더 상세하게는 정밀성과 내구성을 향상시키고, 그 표면처리의 공정 단순화로 코스트를 저하시키도록 발명된 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로 수동변속기에는 1단부터 5단, 및 후진을 변속하도록 장치되어 있다.

제1도는 수동변속기의 장치를 보이고 있다.

이 도면에서와 같이 케이스(1)의 내부에 후진기어(2)와 3,4단 용 슬리브(3), 3,4단용 쉬프트포크(4), 5단,후진 슬리브(5) 및 5단,후진용 쉬프트포크(6), 1,2단용 쉬프트포크(10)가 각각 기어들 사이에 결합되어 좌우러 슬라이딩되는 것에 의해 변속이 이루어 지도록 구성된다.

이때, 각 슬리브들을 좌우로 습동시키는 기능을 쉬프트포크가 수행하게 된다.

제2도는 예로서 1,2단용 쉬프트포크(10)가 쉬프트로드(7)에 설치되는 상태를 보이고 있다.

그리고, 제3도는 1,2단용 쉬프트포크(10)를 사시도로 도시하고 있다.

상기 구성으로 이루어 진 수동변속기는 처음 출발시에 1단 내지 2단기어상태에서 무리없는 출발(이때 힘이 많이 필요함)을 해야 하므로, 주행에 해당되는 3단 이상의 타 기어단계에 비하여 감속비가 약 3배정도 필요로 하게 된다.

이러한 큰 기어비에 의해서 동기력은 그 만큼 커지게 되며, 이를 동작시키기 위한 쉬프트포크(10)에는 3단 이상의 고단변속용 쉬프트포크들에 비하여 특히 큰 하중과 응력을 발게 된다.

특히, 슬리브를 동작시키기 위한 패드부(11)와, 둥근 단면을 갖는 크랭크레버(8)와 결합되는 엔드홈(12)의 접촉부에는 상당한 마모가 발생한다.

따라서, 반복되는 사용으로 마모에 의해 패드부(11) 및 엔드홈(12)에 유격이 점차 커지는 현상이 발생되어, 주행중 변속시에 누적된 유격량 때문에 변속감이 불량하다.

또, 차내에서 조작하는 체인지레버의 스트로크를 크게하여 운전석 및 조수석에 큰 작용 면적을 차지해야 하는 등, 그 주위의 좌석 및 부품들의 배치에 많은 불리함을 주었던 것이다.

상기와 같은 문제점을 위해 종래, 특히 1,2단용 쉬프트포크(10)의 패드부(11)와 엔드홈(12)에는 표면처리를 수행하였다.

종래, 널리 이용되고 있는 표면처리방법으로는 고주파처리와 내마모성을 갖는 금속중 Mo를 입히는 방법의 Mo용사가 주로 사용되고 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

종래와 같이 마모가 특히 심한 엔드홈(12)에는 고주파처리를 수행하고, 패드부(11)에는 Mo용사를 처리하는 것에 의해 다음과 같은 단점을 갖게 된다.

첫째, 고주파에 의한 변형량이 발생하여 고도의 숙련자에 의해 그 작업을 의존해야 하고, 품질의 안정이 이루어질 수 없다.

둘째, 제4도에서 도시한 바와같이 패드부(11)에 Mo용사를 처리할 경우 그 분사조건에 의해 거리를 두고 노즐에서 Mo를 분사할 때 분사각도에 의한 차이로 중앙에는 볼록하고, 양측에는 얇은 두께층으로 전체적으로 라운딩된 형상으로 표면이 처리되었다.

따라서, 슬리브와의 접촉부가 좁아져 마모를 촉진시켜 슬리브의 흔들림양을 크게하였던 것이다.

셋째, 균일두께의 정밀도를 확보하기가 어렵다.

넷째, 슬리브와의 접촉부가 줄어드는 것에 의해 그 접촉부에서 열이 집중되어 표면이 소착(燒着)되는 현상이 발생된다.

다섯째, 하나의 쉬프트포크에 부위별로 다른 공정을 거쳐야 하므로 작업성이 저하되고, 균일한 제품을 얻을 수가 없어 제조원가가 상승됨은 물론, 제품의 신뢰도가 상실되는 등의 폐단이 있었던 것이다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 내마모성과, 내피로성이 향상되는 수동변속기의 쉬프트포크를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제품의 정밀성이 향성되고, 슬리브와 균일한 접촉으로 마찰계수를 저하시켜 내소착성이 증대되는 수동변속기의 쉬프트포크를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조공정의 단일화로 제품의 원가를 저하시키고, 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 수동변속기의 쉬프트포크를 제공하는 데 있다.

[발명의 구성]

이러한 본 발명의 목적은 기어를 변속토록 슬라이드되는 슬리브에 패드부(11)가 결합되고, 크랭크레버(8)가 결합되도록 엔드홈(12)이 파여지는 쉬프트포크(10)를 구성함에 있어서; 상기 쉬프트포크(10)의 표면 전체에 표면경화층(20)이 형성되는 것에 의해 달성된다.

이 표면경화층(20)은 특히 터프트라이드(TUFFTRIDE)에 의한 표면처리에 의해 형성된다.

[발명의 작용]

상기한 구성에 의해 공정의 단순화로 생산원가를 저하시키고, 내구성 및 내부식성, 내피로성, 내소착성등이 향상되어 제품의 수명과 신뢰도가 증대되는 것이다.

[실시예]

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

제3도는 본 발명의 쉬프트포크(10)를 보인 사시도로서, 특히 1/2단용의 구성을 보이고 있다.

이 쉬프트포크(10)는 슬리브에 결합된 상태에서 슬라이딩시키기 위한 패드부(11)가 양측에 각각 형성되는데, 이 패드부(11)는 고속으로 회전되는 슬리브에 접하므로 내마모성이 특히 필요로 하게 된다.

그리고, 쉬프트로드(7)에 보스(13)가 결합된 상태에서 이탈 방지하기 위한 스프링핀홀(14)이 형성되고, 하단에는 크랭크레버(8)와 결합되어, 이 크랭크레버(8)의 지시로 동작되도록 엔드홈(12)이 파여지도록 구성된다.

본 발명의 가장 중요한 구성상의 특징은 이와같이 구성되는 쉬프트포크(10)의 전체 표면으로 표면경화층(20)을 형성하는데 있다.

이 표면경화층(20)은 터프트라이드(TUFFTRIDE)가 가장 바람직 하다.

터프트라이드에 의한 표면처리방법은 주철재로 된 쉬프트포크(10)를 저온의 염욕질화에 의한 표면경화법으로 염욕질화라고 칭하기도 한다.

이 터프트라이드의 원리는 강의 A1변태점인 720°보다 낮은 약 580°에서 실시하는 것으로 모재를 액체상태의 시안산염(MCNO) 중앙에서 염욕시킬 때 CNO가 분리하기 시작한다.

그리고, 모재의 표면에 특정량의 탄소와 질소가 화학장용으로 확산되기 시작하여 탄소, 질소의 용해도 차이에 의해서 질소는 탄소보다 다량으로 고용된다.

이어서, 모재 표면에 Fe₃C 철탄화물입자가 급속히 형성되고 이것이 핵이되어 질소가 다량으로 고용되기 시작하여 Fe₃N ,Fe₄N 과 같은 질화철을 형성시키게 되는 것이다.

제8도는 모재인 쉬프트포크(10)의 표면으로 질소확산층(21)과 화합물층(22)이 복수겹으로 균일하게 형성되는 것을 보이고 있다.

이때, 화합물층(22)은 약 5-10μ의 두께를 가지며 내마모성과 내소착성 효과를 갖는다.

또, 질소확산층(21)은 0.5-1.0mm 사이의 두께로 내피로성효과가 있는 것이다.

이러한 성질을 갖는 터프트라이드 공정에 의하면, 침탄, 침탄질화, 고주파처리에 비해 저온에서 실시함으로 소재의 성질이나 치수정도의 변화, 형성변화가 거의 없이 균일한 표면경화층을 얻을 수 있다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같은 본 발명은 모재로 쉬프트포크(10) 전체가 균일하게 전체 표면에 표면경화층(20)이 형성되므로 그 작업 공정성이 향상되어 원가를 저하시킬 수 있다.

또, 특히 패드부(11)와 엔드홈(12)을 포함한 모든 부위에서 강인한 내마모성과, 내피로성, 내식성 및 정밀성이 향상된다.

따라서, 정밀성 확보에 의해 균일하고 정밀하게 슬리브와 패드부가 접하도록 하는 것에 의해 그 접촉부의 마찰계수가 낮아져서 내소착성이 우수해진다.

그리고, 내구성이 연장되고 제품의 신뢰도가 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 기어를 변속토록 슬라이드되는 슬리브에 패드부(11)가 결합되고, 크랭크레버(8)가 결합되도록 엔드홈(12)이 파여지는 쉬프트포크(10)를 구성함에 있어서; 상기 쉬프트포크(10)의 표면 전체에 표면경화층(20)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트포크.
2. 제1항에 있어서, 상기 표면경화층(20)은 터프트라이드(TUFFTRIDE)에 의한 표면처리에 의해 형성됨을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트포크.
3. 제2항에 있어서, 상기 표면경화층(20)은 질소확산층(21)과 화합물층(22)으로 구성됨을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트포크.
4. 제2항에 있어서, 상기 화합물층(22)은 약 5-10μ의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트포크.
5. 제2항에 있어서, 상기 질소확산층(21)은 0.5-1.0mm 두께로 형성됨을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트포크.
6. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉬프트포크(10)는 특히 1/2단용인 것을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트포크.