KR100620822B1 - 수동변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자동차의 수동변속기는 주축의 회전력을 전달받아 변속기어에 동력을 전달하는 슬리브와; 상기 슬리브의 회전력이 상기 변속기어에 전달되도록 상기 슬리브를 변속기어로 이동시키는 쉬프트포크를 포함하여 구성되는 자동차의 수동변속기에 있어서, 상기 슬리브와 상기 쉬프트포크는 변속 시 이외에 마찰이 발생되지 않도록 동일 극성에 의한 척력을 발생시켜 상기 슬리브와 상기 쉬프트포크의 마찰부분을 소정간격 이격시키는 마찰회피수단을 포함하여 구성되어 변속과정 이외에는 슬리브와 쉬프트포크의 마찰이 발생되지 않기 때문에 슬리브 및 쉬프트포크의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

수동변속기{manual transmission}

도 1은 종래 변속 기구가 사용된 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 단면도

도 2는 종래 수동 변속기의 변속 기구 중 쉬프트 포크가 도시된 정면도

도 3은 본 발명에 따른 변속 기구가 사용된 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 단면도

도 4는 도 3의 쉬프트포크와 슬리브의 결합부분이 도시된 단면도

도 5는 도 4의 A부분이 도시된 확대도

도 6은 슬리브와 쉬프트포크의 척력의 작용이 도시된 예시 단면도

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 주축 20 : 허브기어

30 : 슬리브 32 : 홈

33 : 외주부 40 : 쉬프트포크

42 : 암 42a : 패드

43 : 내주부

본 발명은 자동차의 수동변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자력을 이용하여 쉬프트포크와 슬리브 사이의 마찰을 감소시키는 수동변속기에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기는 주행상태에 따라 적절히 자동차의 구동력을 변화시킬 수 있도록 구성된다.

도 1은 종래 변속 기구가 사용된 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 단면도이고, 도 2는 종래 수동 변속기의 변속 기구 중 쉬프트 포크가 도시된 정면도이다.

종래 수동 변속기는 기어 변속을 위해 변속 기구가 구비되는 바, 도 1에 도시된 바와 같이, 변속기 내에는 각단 변속 기어(1) 사이에는 운전자의 조작에 따라 작동되면서 동기 작용을 하는 동기 장치(2)가 구비된다. 특히, 상기 동기 장치(2)에는 슬리브(3)가 구성되고, 이 슬리브(3)에는 운전자의 조작력에 따라 축방향으로 이동되는 쉬프트 포크(4)가 결합된다.

여기서 상기 쉬프트 포크(4)는 쉬프트 레일에 고정되어 상기 슬리브(3)의 외주면 둘레를 움켜쥐듯이 위치된다.

그리고 상기 슬리브(3)는 변속 기어가 맞물리기 더욱 쉽게 만든 동기 장치의 구성 요소로써, 운전자가 변속 레버를 조작하면 쉬프트 레일을 통해 쉬프트 포크(2)가 작동되고, 상기 쉬프트 포크(2)에 의해 슬리브(3)가 축방향으로 움직이게 된다.

이와 같이 상기 슬리브(3)가 변속 레버의 작동으로 전후 이동됨에 따라 동기 장치가 클러치 작용을 하면서 마찰력에 의해 주축과 변속되는 기어를 같은 속도로 만드는 동기 작용을 한 뒤, 구동 기어 쪽과 주축 쪽을 연결하여 변속을 완료하게 된다.

한편, 상기한 쉬프트 포크(2)는 도 2에 도시된 바와 같이, 쉬프트 레일에 고정되도록 상단부에 쉬프트레일이 삽입되는 축홀(5)이 형성되고, 상기 축홀(5)에서 반원형으로 연장되어 슬리브(3)의 외주면 홈부(3a)에 결착되는 포크부(6)가 형성된다. 특히, 상기 쉬프트 포크(2)는 내면 양단측에는 변속 레버의 작동에 따라 전후 이동될 때 슬리브(3)의 홈부(3a)에 삽입되어 접촉되는 패드부(6a)가 구성된다.

그런데 상기 슬리브(3)는 주축의 회전력을 전달받아 고속으로 회전되는 것으로서, 상기 쉬프트포크(2)의 축방향 이동에 의해 상기 슬리브(3)가 이동될 경우 포크부(6)에 형성된 패드부(6a)와 고속으로 회전되는 슬리브(3)가 접촉되어 높은 마찰열을 발생시키는 문제점을 가지고 있다.

특히 상기 패드부(6a)와 슬리브(3)의 접촉 시 상기 쉬프트포크(2)가 평행 이동되지 않을 경우 상기 패드부(6a)는 상기 슬리브(3)와 균일하게 접촉되지 못하여 다량의 열과 함께 패드(6a)와 슬리브(3)의 소착이 발생되는 문제점을 가지고 있다.

더불어 쉬프트포크(2)의 이동시 평행하게 이동되지 않을 경우 상기 패드부(6a)가 슬리브(3)에 걸리는 걸림현상이 발생되고, 상기 걸림현상은 변속 시 운전자의 조작감을 나쁘게 하는 원인이 된다.

더불어 쉬프트포크(2)와 슬리브(3)는 소정의 공차를 갖도록 제작되지만, 누적공차나 제작공차 또는 차량의 운행 시 진동에 의해 패드부(6a)와 슬리브(3)가 접촉되어 슬리브(3)에 전달된 동력을 손실시키는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 쉬프트포크와 슬리브를 균일하게 접촉시킴과 아울러 변속이 이루어지지 않을 경우 상기 슬리브와 쉬프트포크를 이격시켜 마찰을 감소시키는 수동변속기의 마찰감소수단을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 동기 장치에 포함되어 축방향으로 이동되면서 기어 변속이 이루어지도록 하는 슬리브와; 상기 슬리브의 외주에 결합되어 운전자의 조작에 따라 축방향으로 이동되면서 슬리브를 이동시키는 쉬프트포크를 포함하여 구성되는 자동차의 수동변속기에 있어서, 변속 시 이외에 상기 슬리브와 상기 쉬프트포크에서 마찰이 발생되지 않도록 동일 극성에 의한 척력을 발생시켜 상기 슬리브와 상기 쉬프트포크의 마찰부분을 소정간격 이격시키는 마찰회피수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 변속 기구가 사용된 수동 변속기의 내부 구조가 도시된 단면도이고, 도 4는 도 3의 쉬프트포크와 슬리브의 결합부분이 도시된 단면도이며, 도 5는 도 4의 A부분이 도시된 확대도이고, 도 6은 슬리브와 쉬프트포크의 척력의 작용이 도시된 예시 단면도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수동변속기는 동기 장치(50)에 포함되어 축 방향으로 이동되면서 기어 변속이 이루어지도록 하는 슬리브(30)와, 상기 슬리브(30)의 외주에 결합되어 운전자의 조작에 따라 축 방향으로 이동되면서 슬리브(30)를 이동시키는 쉬프트포크(40)와, 상기 쉬프트 포크(40)와 슬리브(30)에 각각 구비되어 쉬프트 포크(40)와 슬리브(30) 사이의 상호 접촉 부분에 척력을 발생시키는 마찰회피수단인 자성체를 포함하여 구성된다.

주축(10)은 엔진(미도시)으로부터 동력을 공급받아 회전되고, 외주 상에 스플라인이 형성되어 상기 허브기어(20)와 결합된다.

상기 허브기어(20)는 내주와 외주에 각각 스플라인이 형성되고, 내주에 형성된 스플라인은 상기 주축(10)의 스플라인과 결합되고, 외주에 형성된 스플라인은 상기 슬리브(30)의 스플라인과 결합된다.

상기 슬리브(30)는 내주 상에 상기 허브기어(20)와 결합되는 스플라인이 형성되고, 외주면에 상기 쉬프트포크(40)와 결합되는 홈(32)이 형성된다.

상기 쉬프트포크(40)는 반원형태의 암(42)과, 상기 암(42)과 결합되어 상기 암(42)을 이동시키는 쉬프트레일(44)을 포함하여 구성된다.

상기 암(42)의 내측에는 상기 홈(32)과 대응되어 상기 홈(32)에 삽입되는 패드(42a)가 형성된다.

그리고 상기 쉬프트레일(44)은 통상 복수개가 구비되고, 각 쉬프트레일(44)에 구비된 쉬프트포크(40)는 각 슬리브(30)를 클러치기어(53)로 이동시켜 각 변속기어(52)와 치합시킨다.

상기 마찰회피수단은 변속이 이루어지지 않을 경우 주축(10)의 동력을 전달받아 회전되는 상기 슬리브(30)와 변속을 위해 상기 슬리브(30)를 이동시키는 암(42)을 척력에 의해 소정거리 이격시키기 위한 것으로서, 척력을 발생시키는 동일한 극성을 가진 자성체로 이루어지고, 상기 자성체는 상기 슬리브(30) 및 쉬프트포크(40)에 구비된다.

여기서 상기 자성체는 상기 슬리브(30)의 외주면에 형성되고, 상기 쉬프트포크(40)의 암(42)에 형성된다.

특히, 상기 암(42) 전체가 자성체로 형성될 경우 척력을 최대화시키기 위하여 상기 슬리브(30)의 외주인 둘레면 전체를 자성체로 형성시키는 것이 바람직하고, 상기 암(42) 패드(42a) 부분만을 자성체로 형성시킬 경우 상기 패드(42a)와 마찰되는 슬리브(30)의 홈(32)을 자성체로 형성시키는 것이 바람직하다.

그리고, 슬리브(30)와 직접 마찰되는 상기 패드(42a)가 마모되어 자기력이 감소되는 것을 방지하기 위해 상기 패드(42a)를 자성체로 형성시키지 않을 경우, 상기 슬리브(30)의 홈(32) 가장자리인 외주부(33)와 상기 외주부(33)와 대향되는 암(42)의 내주부(43)에 자성체를 형성시키는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 실시예의 작동과정을 도 5를 중심으로 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상기 쉬프트포크(40)는 상기 슬리브(30)에 장착되고, 운전자가 변속레버를 조작하여 변속을 수행할 경우 운전자의 조작력은 상기 쉬프트레일(44)을 통해 상기 쉬프트포크(40)에 전달되어 상기 슬리브(30)를 축방향으로 이동시킨다.

여기서 본 발명에 따른 마찰저감수단인 동일한 극성을 갖는 자성체는 변속이 이루어지지 않을 경우 동일한 극성에 의해 발생된 척력에 의해 상기 슬리브(30)와 상기 암(42)을 소정거리 이격시킨다.

이때 상기 슬리브(30) 및 암(42) 전체가 동일한 극성을 갖는 자성체일 경우 상기 척력이 상기 암(42) 전체에 걸쳐 작용되어 상기 암(42)을 슬리브(30)에서 소정거리 이격시키고, 운전자가 변속을 할 경우 상기 암(42)은 운전자의 조작력을 전달받아 상기 슬리브(30)의 홈(32)의 일측에 밀착됨으로써 상기 슬리브(30)를 일측의 클러치기어(53)로 이동시킨다. 즉, 운전자의 조작력이 상기 슬리브(30)에 전달될 경우 상기 쉬프트포크(40)는 척력을 이기고 상기 슬리브(30)를 이동시킨다.

그리고 변속이 종료된 후 운전자의 조작력이 제거되면, 상기 슬리브(30)와 암(42)은 상기 척력에 의해 다시 소정거리 이격되어 마찰을 발생시키지 않는다.

더불어 상기 홈(32)에서 이격된 패드(42a)에는 동일한 척력이 작용되기 때문에 운전자의 조작력이 전달되지 않을 경우 패드(42a)와 홈(32)의 마찰이 발생되지 않는다.

다음으로, 상기 슬리브(30) 및 쉬프트포크(40)의 일부에 동일한 극성을 갖는 자성체를 구비할 경우, 상기 슬리브(30)로부터 상기 쉬프트포크(40)를 효과적으로 이격시킬 수 있다.

예를 들어 마찰이 직접발생되는 상기 홈(32) 및 상기 패드(42a)에만 자성체가 구비될 경우 가장 근접된 위치에 있는 부분에서 척력이 작용하기 때문에 마찰을 효과적으로 회피시킬 수 있다.

다른 예로는 외주부(33)와 내주부(43)에 동일한 극성을 갖는 자성체가 구비될 경우 마찰이 발생되지 않는 부분이기 때문에 장기간 사용에 따른 신뢰성이 확보될 수 있고, 상술한 바와 같이 척력의 발생을 통한 슬리브(30)와 암(42)의 이격을 발생시킬 수 있다.

여기서 슬리브(30) 및 쉬프트포크(40)의 일부에만 자성체를 구비할 경우 상기 슬리브(30)와 암(42)의 여유로운 이격거리를 확보하기 위해서는 전체가 자성체로 형성된 것에 비해 일부 구비된 자성체가 큰 자력을 갖어야 함은 당연하다.

본 발명에 의한 자동차 수동변속기의 마찰회피수단은 슬리브와 쉬프트포크의 암에 동일한 극성을 갖는 자성체를 구비하여 소정거리 이격시킴으로서 변속과정 이외에는 슬리브와 쉬프트포크의 마찰이 발생되지 않는 이점을 가지고 있다.

또한 본 발명에 의한 자동차 수동변속기의 마찰회피수단은 자성체를 슬리브 및 쉬프트포크의 일부에만 구비함으로서 슬리브와 쉬프트포크를 효과적으로 이격시키는 이점을 가지고 있다.

또한 본 발명에 의한 자동차 수동변속기의 마찰회피수단은 변속 시에만 슬리브와 쉬프트포크가 마찰되기 때문에 마찰에 의한 소착이 발생되지 않아서 슬리브와 쉬프트포크의 신뢰성을 향상시키는 이점을 가지고 있다.

Claims (4)

1. 동기 장치에 포함되어 축방향으로 이동되면서 기어 변속이 이루어지도록 하는 슬리브(30)와; 상기 슬리브(30)의 외주에 결합되어 운전자의 조작에 따라 축방향으로 이동되면서 슬리브(30)를 이동시키는 쉬프트포크(40)를 포함하여 구성되는 수동변속기에 있어서,

   변속 시 이외에 상기 슬리브(30)와 상기 쉬프트포크(40)에서 마찰이 발생되지 않도록 동일 극성에 의한 척력을 발생시켜 상기 슬리브(30)와 상기 쉬프트포크(40)의 마찰부분을 소정간격 이격시키는 마찰회피수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 마찰회피수단은 상기 슬리브(30)와 상기 쉬프크포크(40)가 동일한 극으로 형성되는 자성체인 것을 특징으로 하는 수동변속기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 쉬프트포크(40)의 내측에는 패드(42a)가 형성되고, 상기 슬리브(30)의 외주에는 홈(32)이 형성되며, 상기 자성체는 상기 패드(42a)와 상기 홈(32)에 구비된 것을 특징으로 하는 수동변속기.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 자성체는 상기 슬리브(30)의 외주(33) 및 상기 쉬프트포크(40)의 내측(43)에 구비된 것을 특징으로 하는 수동변속기.

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