KR100237978B1 - 수동변속기의 피동기어 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동축상에 회전가능하게 고정되는 피동기어의 축방향을 이동을 효과적으로 제한하는 수동변속기의 피동기어 고정구조의 개선에 관한 것이다.

본 발명은 변속기 하우징(10)과, 이 변속기 하우징(10)에 회전가능하게 지지되며 후진 구동기어(26)를 갖는 입력축(14)과, 이 입력축(14)에 평행하도록 변속기 하우징(10)에 축지되며 후진 피동기어(52)를 갖는 출력축(16)과, 출력축(16)에 5단, 1단, 2단. 3단, 4단 피동기어(40)(38)(36)(34)(32)가 순차적으로 회전가능하게 삽입되는 수동변속기에 있어서, 일부가 축의 반경방향 외측으로 돌출되도록 출력축(16)상에 삽입고정되어 4단 피동기어(32)의 축방향 이동을 제한하는 고정핀(17)과, 이 고정핀(17)에 의해 회전이 제한되며 일면이 4단 피동기어의 측면과 마찰접촉하는 스러스트와셔(19)로 이루어진 수동변속기의 피동기어 고정구조를 제공한다.

이러한 본 발명은 고정핀(17)에 의해 회전이 제한되는 스러스트 와셔(19)에 의해 피동기어의 축방향 이동을 제한토록 함으로써 피동기어의 고정구조를 단순화 하는 것은 물론 조립성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Description

수동변속기의 피동기어 고정구조

본 발명은 차량용 수동변속기에 관한 것으로, 특히, 구동축상에 회전가능하게 고정되는 피동기어의 축방향을 이동을 제한하는 수동변속기의 피동기어 고정구조의 개선에 관한 것이다.

변속기는 전륜구동방식의 경우에는 엔진과 전륜차동기어 장치사이에 설치되고, 후륜구동방식의 경우에는 엔진과 추진축사이에 설치되며, 엔진의 회전력과 속도를 차량의 주행 상태에 알맞도록 바꾸어 구동바퀴에 전달하는 장치로서, 그 작동방식에 따라 수동변속기, 자동변속기, 무단변속기등으로 나누어 진다. 이러한 변속기는 차량의 주행조건에 맞추어 구동바퀴의 회전력을 증대시키기도 하고, 엔진의 동력이 구동바퀴로 전달되는 것을 방지하기도 하며, 구동바퀴의 회전방향을 역전시켜 차량을 후진시키기도 한다. 이상적인 변속기는 단계가 없이 연속적으로 변속되어야 하고, 조작이 간편, 신속, 확실, 정숙해야 하며, 동력전달효율이 좋아야 하고, 소형경량이고 고장이 없으며 가격이 저렴해야 한다.

수동변속기는 변속이 다단계로 이루어지고 조작이 불편하다고 하는 단점이 있으나, 구조가 간단하고 고장이 적으며 가격이 저렴하기 때문에 자동변속기나 무단변속기의 출현에도 불구하고 여전히 널리 사용되고 있다. 수동변속기의 대표적인 예로는 동기 물림식 변속기를 들수 있으며, 이 동기 물림식 변속기는 복수개의 변속기어와, 선택된 변속기어를 맞물리게 하거나 맞물림을 해제하는 싱크로메시 기구와, 이 싱크로메시 기구에 작동적으로 연결되고, 변속레버의 조작에 따라 상기 싱크로메시 기구를 적절한 방향으로 움직여서 변속기어간의 맞물림을 바꾸어주는 내부조작기구로 구성된다.

이러한 종래의 수동변속기는 클러치 기구를 통해 엔진에 작동적으로 연결되고 변속기 하우징에 축지된 입력축과, 이 입력축에 대하여 평행한 관계로 배열되고 차동기어장치에 작동적으로 연결된 출력축과, 상기 입력축 및 출력축에 대하여 평행한 관계로 배열된 공전축을 갖추고 있다.

상기 입력축에는 4단구동기어, 3단구동기어, 2단구동기어, 후진구동기어, 1단구동기어 및 5단구동기어가 차례로 배열되고, 상기 출력축에는 4단피동기어, 3단피동기어, 2단피동기어, 후진피동기어, 1단피동기어 및 5단피동기어가 차례로 배열되어 그에 대응하는 구동기어에 각각 맞물려 있다. 그리고, 상기 공전축에는 후진 아이들기어가 축방향으로 자유롭게 슬라이딩 할 수 있음과 동시에 회전이 자유롭게 설치되어 있다.

또한, 상기 각각의 피동기어들은 각각 니이들베어링들에 의해 축상에 회전가능하게 지지되나 축방향 이동은 제한되어야 한다.

따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와같은 피동기어 고정구조가 제공된다. 이에 따르면, 4단피동기어(32)가 설치되는 출력축(16)상에 링상의 환상홈(100)을 형성하고, 환상홈(100)에는 상호 반대방향에 한 쌍의 고정홈(102)(104)이 반경방향 내측을 향해 형성되어 있다. 그리고 대략 반원형링 형태로 구성되며 각각 일단에 상기 고정홈(102)(104)으로 삽입되는 고정돌기(112)(122)가 형성되는 한 쌍의 스러스트 와셔(110)(120)가 제공된다. 스러스트 와셔(110)(112)는 고정돌기(112)(122)가 고정홈(102)(104)에 삽입되는 것에 의해 축방향 이동이 제한되나 반경방향으로의 이동이 허용되므로 한 쌍의 스러스트 와셔(110)(120)의 둘레에 삽입되어 스러스트 와셔의 반경방향 이탈을 제한하는 리테이너 링(130)이 설치된다.

따라서 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍의 스러스트 와셔(110)(120)에 의해 4단피동기어(32)의 축방향 이동이 제한되고, 이 스러스트 와셔(110)(120)들은 리테이너 링(130)에 의해 반경방향으로의 이탈이 제한되므로 4단피동기어(32)의 고정을 이루게 된다.

그러나 상기와 같은 피동기어 고정구조는 스러스트 와셔를 분리형으로 구성하고 있고, 별도의 리테이너 링(140)을 설치하여야 하므로 부품수의 증가로 취급이 번거로우며, 특히, 스러스트 와셔(110)(120)가 각각 일측에 고정돌기(112)(122)를 갖고 있으므로 방향성을 갖게 되어 조립작업이 지연되는 문제를 갖고 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고정구조를 간단히 함과 동시에 조립작업을 손쉽게 할 수 있도록 하는 수동변속기의 피동기어 고정구조를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 변속기 하우징과, 이 변속기 하우징에 회전가능하게 지지되며 후진 구동기어를 갖는 입력축과, 이 입력축에 평행하도록 변속기 하우징에 축지되며 후진 피동기어를 갖는 출력축과, 출력축에 5단, 1단, 2단. 3단, 4단 피동기어가 순차적으로 회전가능하게 삽입되는 수동변속기에 있어서, 일부가 축의 반경방향 외측으로 돌출되도록 출력축상에 삽입고정되어 4단 피동기어의 축방향 이동을 제한하는 고정핀과, 이 고정핀에 의해 회전이 제한되며 일면이 4단 피동기어의 측면과 마찰접촉하는 스러스트와셔로 이루어진 수동변속기의 피동기어 고정구조에 의해 달성할 수 있다.

상기 스러스트와셔는 링형태로 제작되는 것으로 내주면에 고정핀의 돌출부를 수용하는 수용홈을 형성하여 고정핀에 대해 원주방향 이동이 제한되도록 구성된다.

도 1은 종래 수동변속기의 피동기어 고정구조를 발췌하여 보인 사시도

도 2는 종래 수동변속기의 피동기어 고정구조의 결합상태 단면도

도 3은 본 발명에 따른 수동변속기의 피동기어 고정구조를 채용한 수동변속기의 전체 구성을 보인 단면도

도 4는 본 발명에 따른 수동변속기의 피동기어 고정구조의 요부 구성을 발췌하여 보인 분해 사시도

도 5는 본 발명에 따른 수동변속기의 피동기어 고정구조의 요부 확대 단면도

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 변속기 하우징 14: 입력축

16: 출력축 16a: 핀홀

17: 고정핀 18: 공전축

19: 스러스트 와셔 19a: 수용홈

32: 4단 피동기어 34: 3단 피동기어

36: 2단 피동기어 38: 1단 피동기어

40: 5단 피동기어

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 피동기어어 고정구조를 채용한 전륜구동차량용 수동변속기가 단면도로서 도시되어 있다. 이 수동변속기는, 변속기 하우징(10)과 클러치 기구(12)를 통해서 도면에 나타내지 않은 엔진에 연결되고 변속기 하우징(10)에 회전가능하게 축지된 입력축(14)과, 이 입력축(14)에 대하여 평행한 관계로 변속기 하우징(10)에 회전가능하게 축지된 출력축(16)과, 상기 입력축(14) 및 출력축(16)에 대하여 평행한 관계로 변속기하우징(10)에 회전 가능하게 축지된 공전축(18)을 갖추고 있다. 실제로, 상기 공전축(18)은 입력축(14) 및 출력축(16)에 대하여 대략 삼각형태의 배열을 이루고 있어 도시도지 않으나, 설명의 편의상 하나의 면상에 배열을 이루고 있는 것처럼 계단단면도로서 도시하였다.

상기 입력축(14)에는 4단구동기어(20), 3단구동기어(22), 2단구동기어(24), 후진구동기어(26), 1단구동기어(28) 및 5단구동기어(30)가 차례로 배열된다. 이들 구동기어(20-30)는 모두 입력축(14)에 압입고정되거나 일체로 부착되므로, 항상 입력축(14)과 함께 일체로 회전하게 된다. 그리고, 상기 출력축(16)에는 4단피동기어(32), 3단피동기어(34), 2단피동기어(36), 1단피동기어(38) 및 5단피동기어(40)가 차례로 배열되어 그에 대응하는 구동기어(20-30)에 각각 맞물려 있다. 이들 피동기어(32-40)는 어느 것이나 베어링을 개재하여 출력축(16)의 둘레에 끼워져 있기 때문에 출력축(16)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있다.

상기 1단피동기어(38)와 2단피동기어(36) 사이에는 양자의 기어(38,36)중 어느 하나를 출력축(16)에 선택적으로 고정시키는 1-2단 싱크로메시 기구(42)가 배치된다. 이 1-2단 싱크로메시 기구(42)는 출력축(16)에 스플라인으로 결합되어 일체로 회전하는 싱크로 허브 기어(44)와, 이 싱크로 허브 기어의 외주에 축방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 끼워진 싱크로 슬리브와, 이 싱크로 슬리브가 축방향으로 미끄럼운동하여 1단피동기어(38) 또는 2단피동기어(36)의 측면기어부(도그바디)에 맞물릴 때 맞물림 작용이 원활히 이루어지도록 하는 싱크로나이저 링으로 구성된다. 그리고, 상기 싱크로 슬리브의 외주에는 도면에 나타내지 않은 1-2단 시프트 포오크를 수용하기 위한 환상홈과 후진 피동기어(52)가 나란히 형성되어 있다.

상기 3단피동기어(34)와 4단피동기어(32) 사이에는 양자의 기어(34, 32)중 어느 하나를 출력축(16)에 선택적으로 고정시키는 3-4단 싱크로메시 기구(54)가 배치된다. 이 3-4단 싱크로메시 기구(54)는 출력축(16)에 스플라인으로 결합되어 일체로 회전하는 싱크로 허브 기어와, 이 싱크로 허브 기어의 외주에 축방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 끼워진 싱크로 슬리브와, 이 싱크로 슬리브가 축방향으로 미끄럼 운동하여 3단피동기어(34) 또는 4단피동기어(32)의 측면기어부에 맞물릴 때 맞물림 작용이 원활히 이루어지도록 하는 싱크로나이저 링으로 구성된다. 그리고, 상기 클러치 슬리브의 외주에는 도면에 나타내지 않은 3-4단 시프트 포오크를 수용하기 위한 환상홈이 마련되어 있다.

상기 4단피동기어(32)의 외측의 출력축(16)에는 4단피동기어(32)의 축방향 이동을 제한하는 고정핀(17) 및 이 고정핀(17)의 반경방향 이탈을 제한하는 스러스트 와셔(19)가 제공되어 있다.

상기 출력축(16)의 후단에는 5단피동기어(40)를 출력축(16)에 선택적으로 고정시키기 위한 5단 싱크로메시 기구(64)가 설치된다. 이 5단 싱크로메시 기구(64)는 출력축(16)에 스플라인으로 결합되어 일체로 회전하는 클러치 허브 기어와, 이 클러치 허브 기어의 외주에 축방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 끼워진 클러치 슬리브와, 이 클러치 슬리브가 축방향으로 미끄럼운동하여 5단피동기어(40)의 측면기어부에 맞물릴 때 맞물림작용이 원활히 이루어지도록 하는 싱크로나이저 링으로 구성된다. 그리고, 상기 클러치 슬리브의 외주에는 5단 시프트 포오크를 수용하기 위한 환상홈이 형성되어 있다. 상기 출력축(16)의 선단에는 종감속 구동기어(76)가 부착되어 출력축과 일체로 회전하게 된다.

한편, 상기 공전축(18)에는 후진 아이들 기어(78)가 축방향으로 자유롭게 슬라이딩할 수 있음과 동시에 회전이 자유롭게 설치되어 있다. 이 후진 아이들 기어(78)의 측면에는 도면에 나타내지 않은 후진 시프트 포오크를 수용하기 위한 환상홈이 마련되어 있다. 후진 시프트 포오크의 조작에 따라 상기 후진 아이들 기어(78)는 우측으로 슬라이딩하여 후진구동기어(26) 및 후진피동기어(52)와 맞물리게 된다. 이때 후진구동기어(26)는 후진피동기어(52)와 맞물려 있지 않으므로 입력축(14)의 회전력은 후진 아이들 기어(78)를 거쳐서 출력축(16)으로 전달된다.

변속기 하우징(10)의 하부에는 차동기어장치가 설치되어 있다. 이 차동기어장치는 차동기어 하우징(82)과, 상기 출력축(16)의 종감속 구동기어(76)와 맞물려 있는 종감속 피동기어(84)와, 이 종감속 피동기어(84)에 일체로 고정되고 차동기어 하우징(82)에 회전가능하게 지지된 차동 캐리어(86)와, 피니언축(88)을 개재하여 차동캐리어(86)에 축지된 차동 피니언기어(90)와, 외측단부에 구동바퀴(도시하지 않음)가 달려있는 액슬축(92)과, 이 액슬축(92)의 내측단부에 고정되고 상기 차동 피니언기어(90)와 맞물려 있는 사이드 베벨기어(94)로 이루어진다. 상기 차동 피니언기어(90)는 양쪽 구동바퀴에 걸리는 구름저항이 동일할 때에는 사이드 베벨기어(94)와 함께 공전하게 되지만, 어느 한쪽 구동바퀴의 구름저항이 다른쪽 구동바퀴의 구름저항보다 클 때에는 피니언축(88)을 중심으로 자전하여 양쪽의 구동바퀴가 서로 다른 속도로 회전하는 것을 가능하게 한다.

도 4에는 고정핀과 스러스트와셔의 구성을 발췌하여 확대도시한 분해사시도가 도시되어 있다. 이에 따르면, 고정핀(17)은 출력축(16)상에 형성되는 핀홀(16a)에 압입되며, 스러스트 와셔(19)에는 내경부에서 반경방향 외측으로 일정깊이 형성되어 상기 고정핀(17)의 일정부분을 수용하는 수용홈(19a)이 형성되어 고정핀(17)과 결합될 때 회전이 제한되도록 구성된다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 4단피동기어(32)를 출력축(16)상에 조립한 후에 고정핀(17)을 핀홀(16a)에 결합한 상태에서 스러스트 와셔(19)를 조립하게 된다. 그리고 베어링을 개재하여 종감속 구동기어(76)를 결합하는 것에 의해 피동기어들의 조립이 이루어진다. 따라서, 상기 4단피동기어(32)는 고정핀(17)에 의해 회전이 제한되는 스러스트 와셔(19)에 의해 축방향 이탈이 제한되도록 고정되어 진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수동변속기의 피동기어 고정구조는 축상에 피동기어의 축방향 이동을 제한하는 고정핀과 이 고정핀에 회전이 제한되는 스러스트와셔를 설치하여 피동기어의 축방향 이동을 제한토록 함으로써 출력축상에 별도의 환상홈을 가공하지 않아도 되며, 피동기어의 고정구조를 단순화 하는 것은 물론 조립성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (2)

1. 변속기 하우징(10)과, 이 변속기 하우징(10)에 회전가능하게 지지되며 후진 구동기어(26)를 갖는 입력축(14)과, 이 입력축(14)에 평행하도록 변속기 하우징(10)에 축지되며 후진 피동기어(52)를 갖는 출력축(16)과, 출력축(16)에 5단, 1단, 2단. 3단, 4단 피동기어(40)(38)(36)(34)(32)가 순차적으로 회전가능하게 삽입되는 수동변속기에 있어서,

   일부가 축의 반경방향 외측으로 돌출되도록 출력축(16)상에 삽입고정되어 4단 피동기어(32)의 축방향 이동을 제한하는 고정핀(17)과, 이 고정핀(17)에 의해 회전이 제한되며 일면이 4단 피동기어(32)의 측면과 마찰접촉하는 스러스트와셔(19)로 이루어진 수동변속기의 피동기어 고정구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스러스트와셔(19)는 링형태로 제작되는 것으로 내주면에 고정핀(17)의 돌출부를 수용하는 수용홈(19a)을 형성하여 고정핀(17)에 대해 원주방향 이동이 제한됨을 특징으로 하는 수동변속기의 피동기어 고정구조.

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