KR100333853B1 - 차량용 수동변속기의 후진 조작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 수동변속기의 후진 조작장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 변속레버에 연동되는 크랭크 레버(60); 상기 크랭크 레버(60)가 선택적으로 삽입되고, 5단과 후진 변속시에 따른 조작력을 선택적으로 전달하는 가이드 홈(65)이 형성되며, 시프트 로드(62)가 설치된 시프트 엔드(61); 상기 시프트 엔드(61)의 가이드 홈(65)에 이동가능하게 삽입되는 핀(66)이 체결되고, 클러치 하우징(40)에 힌지연결된 리버스 시프트 레버(64); 상기 시프트 레버(64)에 의해 입력축과 출력축의 각 리버스 기어 사이에 치합되는 리버스 아이들 기어(31); 및 상기 리버스 아이들 기어(31)를 지지하고, 양단이 클러치 하우징(40)과 트랜스미션 케이스(50)에 지지된 리버스 아이들 축(30)을 포함하는 차량용 수동변속기의 후진 조작장치에 있어서, 상기 리버스 아이들 기어(31)와 리버스 아이들 축(30)은 일체로 형성되고, 리버스 아이들 축(30)의 양단은 클러치 하우징(40)과 트랜스미션 케이스(50)에 좌우이동 및 회전운동이 가능하게 지지되며, 리버스 아이들 축(30)의 외주에 원주선을 따라 오목부(30b)가 형성되고, 상기 오목부(30b)에 리버스 시프트 레버(64)가 삽입되어, 리버스 아이들 기어(31)와 리버스 아이들 축(30) 전체가 리버스 시프트 레버(64)에 의해 이동되게 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 수동변속기의 후진 조작장치

본 발명은 차량용 수동변속기의 후진 조작장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 후진 변속시 입력축과 출력축의 각 리버스 기어 사이에 치합되는 리버스 아이들 기어(reverse idle gear)와 이를 지지하는 리버스 아이들 축간의 연결구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 변속기란 엔진에 클러치를 통하여 연결된 입력축과, 구동륜에 연결된 출력축 사이에서 자동차의 주행상태의 변화에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하는 것이다.

이와 같은 자동차용 변속기의 일종으로서, 양축간에 배치된 복수조의 기어장치중 1조를 선택적으로 구동 전달상태가 되도록 하는 기어식 변속기가 널리 알려져 있으며, 이러한 종류의 기어식 변속기에는 통상 입력축, 또는 출력축에 미끄럼가능하게 끼워진 기어장치의 기어 스플라인과 허브, 및 슬리브의 맞물림을 원활하게 하기 위한 동기장치가 마련된다.

이러한 동기장치중 마찰결합부를 2개소와 3개소로 하여 동기용량을 높이도록 한 것이 소위 삼중동기와 삼중동기 치합장치로서, 모두 통상 인너 링, 아우터 링, 더블콘, 및 싱크로나이저 키를 구비하고 있으며, 이중동기 치합장치는 허브 및 슬리브가 기어 스플라인에 맞물리는데 선행하여 인너 링 및 아우터 링이 더블콘에 양쪽으로부터 2개소에서 마찰결합하고, 삼중동기 치합장치는 전술된 2개소에다 인너 링과 기어의 보스부간의 마찰결합부 1개소가 더 추가되어, 이에 의해 기어 스플라인과 허브 및 슬리브를 동기회전시키도록 되어 있다.

이러한 동기 치합장치가 구비된 종래의 수동변속기 구조가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 변속기는 5단 변속기로서, 도시된 바와 같이, 엔진에 연결된 입력축(10)과 차동장치에 연결되는 출력축(20)이 평행하게 배치되어 있고, 각 축(10,20)에 순차적으로 한 쌍의 1단 기어, 2단 기어, 3단 기어, 4단 기어, 및 5단 기어(15,25)가 끼워져 있다. 특히, 입력축(10)에 설치된 기어들중 1단 및 2단 기어는 입력축(10)과 일체로 형성되어 있는 반면에, 3단, 4단, 및 5단 기어(15)는 공회전되게 끼워져 있다. 따라서, 출력축(20)의 기어들중 1단 및 2단 기어는 출력축(20)에 공회전 되게 끼워져 있는 반면에, 3단, 4단, 및 5단 기어(25)는 출력축(20)과 일체로 형성되어 있다.

한편, 입력축(10) 및 출력축(20)과 평행하게 리버스 아이들 축(30)이 마련되어, 그 일단은 클러치 하우징(40)에 지지되고, 타단은 트랜스미션 케이스(50)에 지지된다. 리버스 아이들 축(30)상에 변속레버와 연동되는 리버스 아이들 기어(31)가 슬라이딩가능하게 끼워져 있다. 리버스 아이들 기어(31)로 동력을 전달하는 리버스 구동기어(32)가 입력축(10)에 일체로 형성되어 있고, 리버스 아이들 기어(31)로부터 동력을 전달받는 리버스 종동기어(33)가 출력축(20)에 일체로 형성되어 있다.즉, 리버스 구동 및 종동기어(32,33)은 동일선상에 위치하여, 리버스 아이들 축(30)을 따라 이동한 리버스 아이들 기어(31)에 의해 서로 맞물려서 후진동력을 전달하도록 되어 있다.

여기서, 동기장치가 적용되는 전진용 기어들은 강도가 강하고 치합소음이 적은 헬리컬 기어인 반면에, 후진용 기어들은 동기치합이 아닌 선택습동식으로 치합되므로 스퍼어 기어가 사용된다.

상기된 기어들 사이에 선택된 속도단의 기어로 입력축(10)의 동력을 동기회전시키며 전달하는 동기장치들이 설치되고, 5단 및 후진 속도단에 설치된 동기장치의 구조를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

입력축 또는 출력축(10)에 클러치 허브(2)가 스플라인 결합되어 있고, 이 클러치 허브(2)의 양쪽 축(10)에 5단 기어(15)가 미끄럼회전이 가능하게 끼워져 있다. 기어(15)의 보스부에 싱크로나이저 링(4)이 미끄럼회전이 가능하도록 끼워짐과 동시에 클러치 허브(2)와 소정량만큼 상대회전이 가능하도록 결합되어 있다. 싱크로나이저 링(4)의 외주면은 테이퍼 형상으로 이루어져 있다. 또한, 기어(15)의 보스부에 기어(15)와 함께 회전되고 축방향으로 이동가능하게 지지되어, 싱크로나이저 링(4)과 마찰결합되는 더블콘(6)이 설치된다.

클러치 허브(2)의 외주면에 클러치 슬리브(8)가 스플라인 결합되어 있고, 클러치 슬리브(8)의 축방향 미끄럼 이동에 따라 같이 이동되어 아우터 링(5)을 밀어서, 아우터 링(5)이 더블콘(6)에 마찰결합시킴과 아울러 더블콘(6)이 인너링(4)에 마찰결합시키는 싱크로나이저 키(7)가 클러치 슬리브(8)와 클러치 허브(2) 사이에개재되어 있다.

한편, 변속레버의 조작에 따라 전진 변속하거나 후진 변속을 이루어지도록, 변속레버의 조작력을 각 속도단 기어의 동기장치로 전달하는 조작장치가 마련되어 있다.

변속레버에 연결된 크랭크 레버(60)가 선택적으로 삽입되는 시프트 엔드(61)에 시프트 로드(62)가 연결되어 있고, 시프트 로드(62)에는 각 속도단별 동기장치의 슬리브(8)에 연결된 시프트 포크(63)가 설치되어 있다.

또한, 시프트 로드(62)에는 리버스 아이들 기어(31)에 연결된 리버스 시프트 레버(64)가 연결되는데, 특히 리버스 시프트 레버(64)에는 「 자 형상의 홈(65)이 형성되어 있고, 「 자 형상의 홈(65)에 이동가능하게 삽입되는 핀(66)이 시프트 엔드(61)에 일체로 형성되어 있다.

부가적으로, 첨부된 도면에서는 도시되지는 않았지만, 운전자가 변속 절도감을 느끼도록, 시프트 로드(62)에는 공지된 디텐트(detent)장치가 마련되어 있다. 이 디텐트장치는 스프링으로 지지된 스틸볼이 시프트 로드(62)에 형성된 그루브에 변속 완료시의 행정마다 삽입되어서, 운전자에게 변속감을 주도록 한 장치이다.

상기와 같이 구성되어서, 도 2에 도시된 중립상태에서, 후진 변속을 하기 위해 변속레버를 조작하면, 크랭크 레버(60)가 시프트 엔드(61)의 홈에 삽입되어 조작력을 전달하여, 리버스 시프트 레버(64)가 이동하는데, 이때 도 3에 도시된 바와 같이, 핀(65)은 「 자 홈(65)의 하부로 이동된다.

따라서, 리버스 아이들 기어(31)는 리버스 아이들 축(30)상을 따라 좌측으로이동되어, 리버스 구동 및 종동기어(32,33) 사이에 치합되므로써, 입력축(10)의 동력을 역으로 출력축(20)으로 전달하게 되어, 차량은 후진하게 된다.

또한, 중립상태에서 5단으로 변속을 행하게 되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 핀(66)이 홈(65)의 우측으로 이동하게 되고, 시프트 포크(63)도 같이 우측으로 이동하게 된다. 따라서, 클러치 슬리브(8)가 기어 스플라인에 맞물리는데 선행해서, 클러치 슬리브(8)에 싱크로나이저 키(7)의 이동에 의하여 싱크로나이저 링(4)이 더블콘(6)에 마찰결합되는 동작에 의해, 기어(15)와 클러치 슬리브(8)가 동기회전하도록 되어 있다.

그러나, 종래의 후진 조작장치는, 리버스 아이들 축(30)상을 따라 리버스 아이들 기어(31)가 미끄럼이동하여, 리버스 구동기어(32)와 종동기어(33) 사이에 치합되도록 되어 있기 때문에, 리버스 아이들 기어(31)가 리버스 아이들 축(30)과 간섭되지 않으면서 미끄럼이동이 가능하게 결합시키는 작업이 매우 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 변속 절도감을 주기 위한 디텐트장치는 1-2단과 3-4단 시프트 로드에는 마련되어 있지만, 5단과 후진단 시프트 로드(62)에는 설계 여유상 디텐트장치를 설치할 수 없는 관계로, 변속시 절도감을 전혀 느끼게 되지 못한다는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 리버스 아이들 기어와 리버스 아이들 축간의 결합작업을 보다 용이하게 할 수 있도록 하여, 후진 조작장치의 제작이 용이해지는 차량용 수동 변속기의 후진 조작장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 후진 조작시에도 절도감을 느낄 수 있는 차량용 수동변속기의 후진 조작장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

도 1은 종래의 수동변속기의 후진 조작장치를 나타낸 단면도

도 2 내지 도 4는 종래의 변속 조작장치에 의해 핀이 가이드 홈을 따라 이동된 상태를 나타낸 도면으로서,

도 2는 중립상태

도 3은 후진상태

도 4는 5단상태

도 5는 본 발명에 따른 수동변속기의 후진 조작장치를 나타낸 단면도

도 6은 본 발명의 주요부인 리버스 아이들 축과 리버스 시프트 레버간의 연결구조를 나타낸 도면

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

30 - 리버스 아이들 축 31 - 리버스 아이들 기어

30a - 그루브 30b - 오목부

40 - 클러치 하우징 50 - 트랜스미션 케이스

60 - 크랭크 레버 61 - 시프트 엔드

62 - 시프트 로드 64 - 리버스 시프트 레버

65 - 가이드 홈 66 - 핀

70 - 캡 71 - 스프링

72 - 스틸볼 80 - 니들 베어링

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 변속레버에 연동되는 크랭크 레버; 상기 크랭크 레버가 선택적으로 삽입되고, 5단과 후진 변속시에 따른 조작력을 선택적으로 전달하는 가이드 홈이 형성되며, 시프트 로드가 설치된 시프트 엔드; 상기 시프트 엔드의 가이드 홈에 이동가능하게 삽입되는 핀이 체결되고, 클러치 하우징에 힌지연결된 리버스 시프트 레버; 상기 시프트 레버에 의해 입력축과 출력축의 각 리버스 기어 사이에 치합되는 리버스 아이들 기어; 및 상기 리버스 아이들 기어를 지지하고, 양단이 클러치 하우징과 트랜스미션 케이스에 지지된 리버스 아이들 축을 포함하는 차량용 수동변속기의 후진 조작장치에 있어서,

상기 리버스 아이들 기어와 리버스 아이들 축은 일체로 형성되고, 리버스 아이들 축의 양단은 클러치 하우징과 트랜스미션 케이스에 좌우이동 및 회전운동이 가능하게 지지되며, 리버스 아이들 축의 외주에 원주선을 따라 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 리버스 시프트 레버가 삽입되어, 리버스 아이들 기어와 리버스 아이들 축 전체가 리버스 시프트 레버에 의해 이동되게 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리버스 아이들 축에 변속 절도감을 느끼게 하는 디텐트장치가 구비되고, 상기 디텐트장치는 리버스 아이들 축의 외주에 일정간격을 두고 형성된 한 쌍의 그루브; 상기 그루브에 회전운동되는 리버스 아이들 축과 간섭되지 않을 정도의 간격을 두고 선택적으로 삽입되는 스틸볼; 상기 스틸볼을 그루브 방향으로 탄력 지지하는 스프링; 및 상기 스프링이 설치되고, 트랜스미션 케이스에 설치된 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 리버스 아이들 기어와 리버스 아이들 축이 일체화되어서, 리버스 아이들 축 전체가 리버스 시프트 레버에 의해 좌우로 이동되므로써, 종래와 같이 리버스 아이들 기어를 리버스 아이들 축상에 미끄럼운동되도록 결합시킬 필요가 없게 되어, 후진 조작장치의 제작이 매우 용이해지고, 또한 리버스 아이들 축에 구비된 디텐트장치에 의해 변속 절도감을 느낄 수가 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

[실시예]

도 5는 본 발명에 따른 후진 조작장치를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 주요부인 리버스 아이들 축과 리버스 시프트 레버간의 결합구조를 나타낸 도면이다.

참고로, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위하여 반복설명은 생략하고 개선된 부분만을 주로하여 설명하며, 또한 동일부번을 사용한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 크랭크 레버(60)가 선택적으로 삽입되는 홈이 형성되고 시프트 로드(62)가 설치된 시프트 엔드(61)에 종래의 리버스 시프트 레버(64)에 형성된 가이드 홈(65)이 형성되고, 반대로 시프트 엔드(61)에 체결되었던 핀(66)이 리버스 시프트 레버(64)에 체결된다.

리버스 시프트 레버(64)에 의해 입력축과 출력축의 각 리버스 기어 사이에 치합되는 리버스 아이들 기어(31)가 리버스 아이들 축(30)에 일체로 형성된다. 즉, 리버스 아이들 기어(31)가 리버스 아이들 축(30)상을 따라 미끄럼이동하던 종래와는 달리, 본 발명에서는 리버스 아이들 기어(31)가 리버스 아이들 축(30)에 일체화되어, 리버스 아이들 축(30) 전체가 좌우로 이동 및 회전운동을 하게 된다.

따라서, 리버스 아이들 축(30)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 리버스 시프트 레버(64)가 삽입되어 조작력을 전달받기 위한 오목부(30b)가 원주선을 따라 소정의 깊이로 형성된다.

다시, 도 5에 도시된 바와 같이, 리버스 아이들 축(30)이 좌우이동 및 회전운동을 해야 하므로, 리버스 아이들 축(30)의 양단은 클러치 하우징(40)과 트랜스미션 케이스(50)에 설치된 한 쌍의 니들 베어링(80)에 의해 좌우이동이 가능하게 지지를 받게 된다.

또한, 트랜스미션 케이스(50)에 설치된 니들 베어링(80)에서 외측으로 연장된 리버스 아이들 축(30)에 변속 절도감을 느끼게 하는 디텐트장치가 설치된다.

즉, 캡(70)이 트랜스미션 케이스(50)에 설치되고, 스프링(71)이 캡(70)내에 설치되어, 그 끝단에 스틸볼(71)이 설치된다. 스틸볼(71)은 리버스 아이들 축(30)의 외주에 좌우 일정간격을 두고 형성된 한 쌍의 그루브(30a)에 삽입되도록 스프링(71)에 의해 탄력지지를 받게 되는데, 여기서 스틸볼(71)이 그루브(30a) 내면과 접촉되어 리버스 아이들 축(30)의 회전운동을 방해하지 않도록, 스틸볼(71)은 그루브(30a)에 삽입될 때, 그루브(30a)의 내면과 일정간격을 두고 배치될 정도의탄성을 갖는 스프링(71)에 의해 탄력지지를 받게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

후진을 하기 위해 변속레버를 조작하면, 그 조작력이 크랭크 레버(60)로 전달되어, 크랭크 레버(60)가 시프트 엔드(61)의 홈내로 삽입되어, 시프트 엔드(61)가 우측으로 이동된다. 따라서, 핀(66)이 가이드 홈(65)의 하부로 이동하게 되어, 리버스 시프트 레버(64)가 클러치 하우징(40)에 연결된 힌지점을 중심으로 시계반대방향으로 회전하게 되면서, 오목부(30b)의 내측벽을 밀게 되므로써, 리버스 아이들 축(30) 전체가 좌측으로 이동된다. 리버스 아이들 축(30)과 함께 좌측으로 이동된 리버스 아이들 기어(31)는 입력축과 출력축의 각 리버스 기어 사이에 치합되어, 입력축의 동력을 역으로 출력축으로 전달하게 되므로써, 차량은 후진하게 된다. 이러한 동력 전달중에, 회전되는 리버스 아이들 기어(31)와 함께 리버스 아이들 축(30)도 니들 베어링(80)에 의해 지지를 받으면서 회전운동을 하게 된다.

한편, 리버스 아이들 축(30)이 일정 행정길이만큼 이동될 때, 좌측의 그루브(30a)에 약간의 틈새를 두고 근접,배치되어 있던 스틸볼(72)이 이동된 리버스 아이들 축(30)에 의해 우측의 그루브(30a)에 틈새를 두고 배치되도록 삽입되어서, 운전자는 후진 변속시 절도감을 느낄 수가 있게 된다.

리버스 아이들 축(30)의 회전운동중에, 스틸볼(72)은 그루브(30a)에 접촉되지 않고 근접,배치되므로, 리버스 아이들 축(30)의 회전운동은 전혀 방해를 받지 않고 이루어지게 된다.

상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 리버스 아이들 축(30)과 리버스 아이들 기어(31)가 일체화되므로써, 종래와 같이 미끄럼운동이 가능하게 리버스 아이들 기어(31)를 리버스 아이들 축(30)상에 결합할 필요가 없게 되어, 후진 조작장치의 제작이 매우 용이해진다.

또한, 리버스 아이들 축(30)에 마련된 디텐트장치에 의해, 전진 변속시 뿐만 아닐 후진 변속을 행할 때도, 운전자는 변속 절도감을 느낄 수가 있게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 변속레버에 연동되는 크랭크 레버; 상기 크랭크 레버가 선택적으로 삽입되고, 5단과 후진 변속시에 따른 조작력을 선택적으로 전달하는 가이드 홈이 형성되며, 시프트 로드가 설치된 시프트 엔드; 상기 시프트 엔드의 가이드 홈에 이동가능하게 삽입되는 핀이 체결되고, 클러치 하우징에 힌지연결된 리버스 시프트 레버; 상기 시프트 레버에 의해 입력축과 출력축의 각 리버스 기어 사이에 치합되는 리버스 아이들 기어; 및 상기 리버스 아이들 기어를 지지하고, 양단이 클러치 하우징과 트랜스미션 케이스에 지지된 리버스 아이들 축을 포함하는 차량용 수동변속기의 후진 조작장치에 있어서,

   상기 리버스 아이들 기어와 리버스 아이들 축은 일체로 형성되고, 리버스 아이들 축의 양단은 클러치 하우징과 트랜스미션 케이스에 좌우이동 및 회전운동이 가능하게 지지되며, 리버스 아이들 축의 외주에 원주선을 따라 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 리버스 시프트 레버가 삽입되어, 리버스 아이들 기어와 리버스 아이들 축 전체가 리버스 시프트 레버에 의해 이동되게 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 후진 조작장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 리버스 아이들 축은 트랜스미션 케이스와 클러치 하우징에 설치된 한 쌍의 니들 베어링에 의해 좌우이동 및 회전운동이 지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 후진 조작장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 리버스 아이들 축에 변속 절도감을 느끼게 하는 디텐트장치가 구비되고, 상기 디텐트장치는 리버스 아이들 축의 외주에 일정간격을 두고 형성된 한 쌍의 그루브; 상기 그루브에 회전운동되는 리버스 아이들 축과 간섭되지 않을 정도의 간격을 두고 선택적으로 삽입되는 스틸볼; 상기 스틸볼을 그루브 방향으로 탄력지지하는 스프링; 및 상기 스프링이 설치되고, 트랜스미션 케이스에 설치된 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 후진 조작장치.