KR100461402B1 - 수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조 - Google Patents

수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조에 관한 것으로, 변속기의 출력축상에 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 결합되는 3,4 단 출력 스피드 기어의 장착 구조를 변경함으로써, 조립시 칩의 발생을 방지함과 더불어 동력 전달의 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 변속기의 출력축(20)상에 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 조립되는 3,4 단 출력 스피드 기어(24)를 갖춘 수동 변속기에 있어서, 상기 출력축(20)에서 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)의 조립을 위한 장착부(X)는 조립 방향의 초반부에 위치한 부위의 직경이 조립 방향의 후반부에 위치한 직경에 비해 상대적으로 크게 설정되도록 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조{mounting structure of speed gear for manual transmission}
본 발명은 수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속기의 출력축과 스피드 기어 사이의 결합 방식을 변경하여 압입 과정에서 발생되는 칩의 생성을 줄어 들게 함과 더불어 니이들 베어링의 내구 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차는 엔진으로부터 발생된 구동력을 주행 상태에 알맞게 변환시키도록 된 변속기를 갖추고 있는 바, 이러한 변속기는 엔진과 추진축 사이에 설치되어 엔진으로부터 발생된 동력을 차량의 주행 상태에 알맞도록 그 회전력과 속도를 바꾸어 구동 차륜에 전달함과 더불어, 차량을 후진시키기 위한 역전 기능도 구비하고 있고, 또한 이 변속기의 기어 물림 상태를 변화시키는 변속기 조작 기구도 구비하고 있어 운전자가 차량의 주행 상태(발진과 등판로 및 평탄로의 주행 등)에 알맞도록 변속기의 조작 기구를 조정하여 변속기의 기어 치합을 변경시킴으로써 기관의 회전력을 증대시키거나 감소시키게 된다.
그리고, 상기 변속기는 주행중 변속 조작을 운전자가 수동으로 행하는 수동 변속기와, 주행 상태에 따라 변속이 자동적으로 이루어지는 자동 변속기로 크게 구분되는 바, 상기 수동 변속기의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.
즉, 변속기의 입력축(10)상에 1,2 단 입력 스피드 기어(11,12)와 3,4 단 입력 스피드 기어(13,14) 및 5,R 단 입력 스피드 기어(15,16)가 각각 동기 치합 기구(17)를 개별적으로 사이에 두면서 상기 입력축(10)과는 니이들 베어링(18)을매개로 하여 공회전이 가능하도록 배설된다.
그리고, 변속기의 출력축(20)상에 상기 입력축(10)의 1,2 단 입력 스피드 기어(11,12)와 3,4 단 입력 스피드 기어(13,14) 및 5,R 단 입력 스피드 기어(15,16)에 각각 대응되어 치합되는 1,2 단 출력 스피드 기어(21,22)와 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24) 및 5,R 단 출력 스피드 기어(25,26)가 배설된다.
따라서, 변속시 상기 입력축(10)상에 구비된 동기 치합 기구(17)의 작동에 따라, 상기 입력축(10)으로 전달된 구동력은 상기 1,2 단 입력 스피드 기어(11,12)와 3,4 단 입력 스피드 기어(13,14) 및 5,R 단 입력 스피드 기어(15,16)들 중 하나의 특정 입력 스피드 기어에 전달되고, 이렇게 전달된 구동력은 상기 입력축(10)의 기어들 중 하나의 스피드 기어와 치합된 상기 출력축(20)의 1,2 단 출력 스피드 기어(21,22)와 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24) 및 5,R 단 출력 스피드 기어(25,26)들 중 하나의 출력 스피드 기어에 전달되어져, 상기 출력축(20)을 통해 차동 장치 내지 구동축으로 전달된다.
한편, 상기와 같이 구성된 종래 수동 변속기에 있어 상기 출력축(20)에 구비된 출력 스피드 기어는 상기 1,2 단 출력 스피드 기어(21,22)와 5,R 단 출력 스피드 기어(25,26)와 같이 출력축(20)상에 일체로 형성된 것이 있는 반면에, 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)들과 같이 상기 출력축(20)상에 열간 압입하는 방식, 즉 타이트 피팅(tight fitting; 꽉 맞춤식 끼움 결합) 방식으로 장착되어, 상기 입력축(10)으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전함에 있어 상기 출력축(20)에 대해 공회전이 되지 않도록 하는 것이 있다.
그런데, 상기와 같이 출력축(20)상에 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)를 열간 압입에 의한 타이트 피팅 방식으로 장착하는 과정에서는 상기 출력축(20)과 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24) 사이에서 발생하는 이상 접촉에 따른 금속재의 부스러기인 칩이 생성되는 바, 이러한 칩의 생성은 압입 과정의 초반부에는 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)의 내경 부위가 충분히 확장된 상태를 유지하여 원활한 조립이 이루어지다가, 압입 과정의 후반부에는 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)의 내경 부위가 자연 냉각되어 충분히 확장된 상태를 유지하지 못하기 때문에 기인되는 현상인 것이다.
이에 따라, 상기와 같이 출력축(20)상에 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)를 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 조립함에 있어, 상기 출력축(20)과 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24) 사이에서 발생하는 이상 접촉에 따라 생성되는 금속재의 칩은, 상기 출력축(20)과 2 단 출력 스피드 기어(22)와 3 단 출력 스피드 기어(23) 사이에 끼여 유격 확보에 대한 불량을 유발하게 된다.
그리고, 상기와 같은 유격 확보의 불량은 상기 입력축(10)상에서 각 변속단별 입력 스피드 기어(11,12,13,14,15,16)를 공회전이 가능하게 지지하는 니이들 베어링(18)에 과도한 예압을 가하게 되고, 이와 같은 과도한 예압은 상기 니이들 베어링(18)의 손상은 물론, 상기 출력축(20)이 회전하는 데에도 어려움을 제공하여 동력 전달의 효율을 저하시키게 된다.
또한, 상기와 같이 출력축(20)상에 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)를 장착함에 있어 칩의 발생을 방지하기 위해 피팅 조건을 느슨하게 할 경우에는, 상기 출력축(20)상에서 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)가 헛돌게 되어 변속시 동력 전달에 문제가 발생할 뿐만 아니라, 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)가 출력축(20)으로부터 이탈될 수도 있는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 변속기의 출력축상에 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 결합되는 3,4 단 출력 스피드 기어의 장착 구조를 변경함으로써, 조립시 칩의 발생을 방지함과 더불어 동력 전달의 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기의 출력축(20)상에 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 조립되는 3,4 단 출력 스피드 기어(24)를 갖춘 수동 변속기에 있어서, 상기 출력축(20)에서 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)의 조립을 위한 장착부(X)는 조립 방향의 초반부에 위치한 부위의 직경이 조립 방향의 후반부에 위치한 직경에 비해 상대적으로 크게 설정되도록 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 수동 변속기 스피드 기어의 레이-아웃을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 수동 변속기 스피드 기어의 레이-아웃을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 요부를 확대 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10-입력축 11-1 단 입력 스피드 기어
12-2 단 입력 스피드 기어 13-3 단 입력 스피드 기어
14-4 단 입력 스피드 기어 15-5 단 입력 스피드 기어
16-R 단 입력 스피드 기어 17-동기 치합 기구
18-니이들 베어링 20-출력축
21-1 단 출력 스피드 기어 22-2 단 출력 스피드 기어
23-3 단 출력 스피드 기어 24-4 단 출력 스피드 기어
25-5 단 출력 스피드 기어 26-R 단 출력 스피드 기어
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 수동 변속기 스피드 기어의 레이-아웃을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 요부를 확대 도시한 도면인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 수동 변속기의 스피드 기어 레이-아웃을 도시한 도 1에서와 동일한 참조 부위에는 동일한 참조 부호를 병기하기로 한다.
본 발명은 수동 변속기의 출력축상에 일체로 형성되지 않고 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 장착되는 스피드 기어의 장착 구조에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 따른 수동 변속기는 도 2에 도시된 바와 같이, 변속기의 입력축(10)상에 1,2 단 입력 스피드 기어(11,12)와 3,4 단 입력 스피드 기어(13,14) 및 5,R 단 입력 스피드 기어(15,16)가 각각 동기 치합 기구(17)를 개별적으로 사이에 두고서 상기 입력축(10)과는 니이들 베어링(18)을 매개로 하여 공회전이 가능하도록 설치된다.
그리고, 변속기의 출력축(20)상에 상기 입력축(10)의 1,2 단 입력 스피드 기어(11,12)와 3,4 단 입력 스피드 기어(13,14) 및 5,R 단 입력 스피드 기어(15,16)에 각각 대응되어 치합되는 1,2 단 출력 스피드 기어(21,22)와 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24) 및 5,R 단 출력 스피드 기어(25,26)가 설치된다.
한편, 상기 출력축(20)에 구비된 출력 스피드 기어중에서, 상기 1,2 단 출력 스피드 기어(21,22)와 5,R 단 출력 스피드 기어(25,26)는 각각 출력축(20)상에 일체로 형성된 것이 있는 반면에, 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)들은 상기 출력축(20)상에 열간 압입하는 방식, 즉 타이트 피팅(tight fitting; 꽉 맞춤식 끼움 결합) 방식으로 장착되어, 상기 입력축(10)으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전함에 있어 상기 출력축(20)에 대해 공회전이 되지 않아야 된다.
이를 위해, 상기 출력축(20)의 전체 부위중에서 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)가 조립되는 장착부(X)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이의 외경이 테이퍼지도록 형성되어 있다. 이에 따라, 상기 장착부(X)는 외경의 차이를 매개로 하여 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(24)를 장착함에 있어 열간 압입에 따른 타이트 피팅의 조건을 상이하게 조성한다.
즉, 상기 출력축(20)의 장착부(X)는 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(24)의 조립 방향을 기준으로 하여, 각각 조립 방향의 초반부에 위치한 부위의 직경이 조립 방향의 후반부에 위치한 직경에 비해 상대적으로 좀 더 크게 설정되도록 테이퍼지게 형성된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 출력축(20)의 장착부(X)는 상기 3 단 출력 스피드 기어(23)를 장착함에 있어 조립 방향의 초반부에 대경부(D1)가 위치하면서 조립 방향의 후반부에 소경부(D2)가 위치하도록 테이퍼지게 형성되어 있고, 상기 4 단 출력 스피드 기어(24)를 장착함에 있어 조립 방향의 초반부에 대경부(D1)가 위치하면서 조립 방향의 후반부에 소경부(D2)가 위치하도록 테이퍼지게 형성되어 있다.
이 결과, 상기 출력축(20)상에 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)가 각각 열간 압입에 따른 타이트 피팅 방식으로 조립될 때, 상기 출력축(20)의 장착부(X)에 대한 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(24)의 조립 방향의 초반부에서는 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(24)의 내경이 충분히 가열되어 있어 상기 출력축(20)과의 조립이 원활하게 이루어지고, 조립 방향의 후반부에서는 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(24)의 내경이 열간 압입에 따른 압입 과정의 경과에 따라 냉각되어 수축되어도 상기 출력축(20)의 조립 방향의 후반부에 위치한 소경부(D2)의 직경이 작기 때문에 원활한 조립을 도모할 수 있게 된다.
즉, 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)를 상기 출력축(20)의 장착부(X)상에 조립함에 있어, 열간 압입에 따른 압입 초기의 타이트 피팅 구간을 단시간 내에 지나도록 하고, 열간 압입에 따른 압입 과정이 경과할 수록 줄어 드는 타이트 피팅량을 상기 출력축(20)의 소경부(D2)에서 증가되는 압입 하중을 보정함으로써 과도한 마찰에 따른 칩의 생성을 배제할 수 있게 된다.
따라서, 상기 출력축(20)상에 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 장착되는 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)는 조립시, 상기 출력축(20)과 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24) 사이에서 마찰에 의해 발생하는 금속재의 부스러기인 칩이 생성을 배제할 수 있으며, 이에 따라 종래와 같이 칩이 상기 출력축(20)과 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24) 사이에 끼임으로써 유발되는 유격 확보의 불량을 해소함으로써, 상기 입력축(10)상에서 각 변속단별 입력 스피드 기어(11,12,13,14,15,16)를 공회전이 가능하게 지지하는 니이들 베어링(18)에 과도한 예압이 가해지지 않게 된다.
이 결과, 상기 니이들 베어링(18)의 손상은 물론, 상기 출력축(20)애서 동력 전달의 효율 저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 출력축(20)상에 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)가 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 조립됨에 있어 피팅 조건을 느슨하게 하지 않아도 되므로, 종래와 같이 상기 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)가 출력축(20)으로부터 이탈될 수 있는 문제를 해소할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조에 의하면, 변속기의 출력축상에 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 결합되는 3,4 단 출력 스피드 기어의 장착 구조를 변경하여, 조립시 출력축의 외경부와 스피드 기어의 내경부 사이에서 마찰에 따라 발생하는 칩의 생성을 배제함으로써, 주변 부품의 손상을 방지함과 더불어 동력 전달의 효율의 증대 및 상기 출력축의 축방향으로 스피드 기어의 이탈을 방지하는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

  1. 변속기의 출력축(20)상에 열간 압입의 타이트 피팅 방식으로 조립되는 3,4 단 출력 스피드 기어(24)를 갖춘 수동 변속기에 있어서,
    상기 출력축(20)에서 3,4 단 출력 스피드 기어(23,24)의 조립을 위한 장착부(X)는, 조립 방향의 초반부에 위치한 부위의 직경이 조립 방향의 후반부에 위치한 직경에 비해 상대적으로 크게 설정되어 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 스피드 기어 장착 구조.
  2. 삭제
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