KR100774406B1 - 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기의 변속 사프트 양 끝단에 설치되는 롤러 베어링에 예압을 주기 위해 설치되는 스페이서의 구조를 변경하여 롤러 베어링 전체에 걸쳐 균일하게 윤활이 될 수 있도록 해주는 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술구성은, 수동 변속기의 변속 샤프트(5) 양 끝단에 설치되는 롤러 베어링(1)에 예압을 주기 위해 장착되는 스페이서(10) 구조에 있어서, 상기 스페이서(10)는 일정한 두께를 가진 링 형태로 제작되어 상기 롤러 베어링(1)의 베어링 하우징(2) 일측에 밀착되도록 설치되고, 상기 베어링 하우징(2) 중에서 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 사이로 냉각 오일을 공급해주는 유로가 형성된다.

수동변속기, 롤러 베어링, 스페이서, 오일 방지턱, 오일 유입홈

Description

수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조{Structure of spacer for lubricating bearing in manual transmission}

도1은 종래 수동변속기의 롤러 베어링과 스페이서 구조를 나타낸 도면.

도2는 종래 롤러 베어링 윤활 상태를 나타낸 도면.

도3은 본 발명에 따른 수동변속기의 롤러 베어링과 스페이서 구조를 나타낸 도면.

도4는 본 발명에 따른 롤러 베어링 윤활 상태를 나타낸 도면.

도5는 본 발명에 따른 또 다른 수동변속기의 롤러 베어링과 스페이서 구조를 나타낸 도면.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 롤러 베어링 2: 베어링 하우징

2a: 베어링 내륜 2b: 베어링 외륜

3: 롤러 4: 스페이서

5: 변속 샤프트 6: 변속 기어

10: 스페이서 11: 바디

12: 오일 방지턱 13: 오일 유입홈

본 발명은 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수동변속기의 변속 사프트 양 끝단에 설치되는 롤러 베어링에 예압을 주기 위해 설치되는 스페이서의 구조를 변경하여 롤러 베어링 전체에 걸쳐 균일하게 윤활이 될 수 있도록 해주는 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조에 관한 것이다.

자동차는 일정 속도로 전진만 하는 것이 아니라 때로는 엔진의 동력전달을 끊어야 하고, 후진하려고 회전방향을 바꾸기도 한다. 이렇게 동력전달을 단속하는 장치를 클러치(clutch)라고 하는데, 이 클러치의 작동을 운전자가 손으로 직접 조작하게 되어 있는 변속기가 수동변속기이고, 이를 선택기어식 변속기라고도 한다.

수동변속기는 달리는 중간에 엔진이 정지할 우려가 있고 가속 및 감속 때의 충격과 소음이 크며 자동변속기와 비교하면 운전조작이 까다로운 반면에, 연료소비율이 좋은 장점이 있다. 클러치를 조작할 때마다 클러치 디스크가 마모될 수 있으므로 10만km 정도를 주행한 후에는 클러치디스크를 교환해야 한다.

수동변속기에는 기어변환 방식에 따라 선택접동식, 상시물림식, 동기물림식의 3종류가 있다. 이 가운데 변속 조작이 쉬운 동기물림식이 승용차ㅇ버스ㅇ트럭 등 거의 모든 차량에 적용된다.

수동변속기의 구조를 간단히 설명하면 엔진의 구동력을 전달하는 변속 샤프트와 이 변속 샤프트에 선택적으로 맞물리도록 설치되어 운전자의 조작에 따라 엔 진 구동력을 전달하는 일단의 변속기어들로 구성된다. 상기 변속 샤프트의 양 끝단에는 변속 샤프트의 회전을 원활하게 하기 위해 베어링이 설치되는데, 보통 롤러 베어링이 많이 사용된다.

도1은 상기 롤러 베어링(1)의 구조 및 이에 사용되는 스페이서(4)의 형태를 간단히 도시한 것이다. 롤러 베어링(1)은 일반적으로 중앙에 변속 샤프트에 삽입되도록 관통홀이 형성된 원형의 베어링 하우징(2)과 이 베어링 하우징(2)을 따라 일정 간격으로 회전 가능하게 삽입된 다수개의 롤러(3)로 구성된다. 상기 베어링 하우징(2)은 후술하는 도2에서 보듯이 롤러(3)를 중심으로 안쪽의 베어링 내륜(2a)과 바깥쪽의 베어링 외륜(2b)으로 구분된다.

이 롤러 베어링(1)은 다른 베어링들과 달리 변속 샤프트에 설치된 때에 롤러(3)가 제자리에서 회전되도록 하기 위해 예압을 줄 필요가 있고, 이를 위해 스페이서(4)가 설치된다. 이 스페이서(4)는 보통 일정한 두께를 가진 링 형태로 제작되어 상기 베어링 하우징(2)의 바깥쪽 테두리를 따라 밀착되도록 설치된다.

도2는 상기 롤러 베어링(1)과 스페이서(4)가 변속 샤프트(5)에 설치된 상태를 나타낸다. 다수개의 변속기어(6)가 맞물려 있는 변속 샤프트(5)의 양 끝단에는 롤러 베어링(1)이 설치되고, 이 롤러 베어링(1)의 바깥쪽 테두릴 따라 밀착 설치되어 롤러(3)에 예압을 가할 수 있도록 스페이서(4)가 설치된다. 상기 변속 샤프트(5)와 롤러 베어링(1)에는 그 회전을 원활하게 하기 위한 목적으로 냉각 오일이 공급되는데, 수동 변속기의 케이스 내부에 유로를 만들어 냉각 오일을 흐르게 한다.

이 때, 도2에서 화살표로 표시되어 있듯이 롤러 베어링(1)의 회전에 의한 원심력 때문에 냉각 오일의 대부분이 롤러(3)와 베어링 외륜(2b)만을 윤활하게 되고 롤러(3)와 베어링 내륜(2a)을 윤활하는 양은 거의 미비하게 된다. 그런데, 롤러(3)가 받는 하중은 베어링 내륜(2a)과 베어링 외륜(2b)이 동등하기 때문에 롤러(3)와 베어링 내륜(2a)이 접촉하는 부분은 윤활이 불충분하여 직접 접촉에 의한 마찰이 일어난다. 따라서, 급격한 온도의 상승과 마모가 증가하여 되어 베어링의 수명이 급속히 감소하고, 이에 따라 베어링의 조기 소손을 유발하는 주요 원인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 롤러 베어링에 예압을 주기 위해 설치되는 스페이서의 구조를 변경하여 냉각 오일을 롤러와 베어링 내륜 사이로 유도하는 경로를 형성하도록 함으로써 수동 변속기가 작동될 때 베어링의 내륜 및 외륜 사이에 균일하게 윤활이 이루어지도록 해주는 스페이서 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조는, 수동 변속기의 변속 샤프트 양 끝단에 설치되는 롤러 베어링에 예압을 주기 위해 장착되는 스페이서 구조에 있어서 상기 스페이서는 일정한 두께를 가진 링 형태로 제작되어 상기 롤러 베어링의 베어링 하우징 일측에 밀착되도록 설치되고, 상기 베어링 하우징 중에서 롤러와 베어링 내륜 사이로 냉각 오일 을 공급해주는 유로가 형성된다.

또한, 상기 스페이서는 링 형태 바디의 내주연을 따라 냉각 오일의 이동을 차단하는 오일 방지턱과 상기 롤러와 베어링 내륜 사이로 냉각 오일을 유도하는 오일 유입홈이 교대로 형성된다.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조를 보다 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 스페이서(10)와 이 스페이서(10)가 롤러 베어링(1)에 설치된 상태를 나타낸다. 롤러 베어링(1)의 구조는 도1을 참조로 설명한 바와 동일하다. 즉, 롤러 베어링(1)은 중앙에 변속 샤프트에 삽입되도록 관통홀이 형성된 원형의 베어링 하우징(2)과 이 베어링 하우징(2)을 따라 일정 간격으로 회전 가능하게 삽입된 다수개의 롤러(3)로 구성되고, 상기 베어링 하우징(2)은 롤러(3)를 중심으로 안쪽의 베어링 내륜(2a)과 바깥쪽의 베어링 외륜(2b)으로 구분된다.

스페이서(10)는 상기 롤러 베어링(1)에 예압을 주기 위해 설치되는데, 본 발명에 따른 상기 스페이서(10)는 롤러(3)와 베어링 내륜(2a)쪽으로 냉각 오일을 유도하기 위한 유로가 형성되도록 제작된다. 보다 상세하게 설명하면, 스페이서(10)는 일정한 두께를 가진 링 형태로 된 바디(11)는 상기 베어링 하우징(2)의 바깥쪽 테두리를 따라 밀착되도록 설치되고, 링 형태로 된 바디(11)의 내주연을 따라 냉각 오일의 이동을 차단하는 오일 방지턱(12)과 상기 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 사이로 냉각 오일을 유도하는 오일 유입홈(13)이 교대로 형성된다.

스페이서(10)가 베어링 하우징(2)의 일측에 밀착 설치된 때에는 오일 방지 턱(12)은 롤러(3)를 완전히 덮어 냉각 오일이 롤러 베어링(1) 방향으로 유입되지 못하도록 구성되고, 오일 유입홈(13)은 롤러(3)의 일부분이 개방되도록 하여 냉각 오일이 롤러 베어링(1) 쪽으로 유입되도록 구성된다. 오일 방지턱(12)은 보다 많은 양의 냉각 오일이 오일 유입홈(13)을 통해 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 사이로 유입될 수 있도록 해주고, 오일 유입홈(13)은 롤러(3)의 안쪽 부분, 다시 말해 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 쪽만 개방하여 냉각 오일이 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 쪽으로 먼저 유입되도록 해준다.

도4는 본 발명에 따른 스페이서(10)가 장착된 구조를 나타낸다. 변속 샤프트(5)의 양 끝단에는 롤러 베어링(1)에 설치되고 이 롤러 베어링(1)의 일측에는 롤러에 예압을 주기 위한 스페이서(10)가 설치되는데, 단면 상 스페이서(10)의 상단에는 오일 방지턱(12)이 위치하여 롤러 베어링(1)의 베어링 내륜(2a)쪽까지 완전히 차단하여 냉각 오일이 롤러 베어링(1) 쪽으로 유입되지 못하고, 스페이서(10)의 하단에는 오일 유입홈(13)이 위치하여 롤러 베어링(1)의 베어링 내륜(2a)쪽으로 유로가 형성된다.

롤러 베어링(1)은 하우징(2) 자체도 회전하면서 내부에 설치된 롤러(3)도 회전하기 때문에 도4에서 롤러(3)가 스페이서(10)의 상단에 위치하는 때에는 오일 방지턱(12)에 의해 냉각 오일이 유입되지 않으나, 롤러(3)가 스페이서(10)의 하단에 위치하는 때에는 오일 유입홈(13)을 통해 냉각 오일이 유입된다. 이 때, 오일 유입홈(13)에 의해 유도되는 냉각 오일은 먼저 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 사이에 먼저 접촉된 다음(화살표 참조), 롤러(3)의 회전에 따른 원심력으로 인해 롤러(3)와 베 어링 외륜(2b) 쪽으로 이송된다. 본 발명에 따른 스페이서 구조에 따르면, 상기와 같은 원리에 의해 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 및 외륜(2b)에 균일하게 윤활하게 된다.

도5에는 본 발명에 따른 스페이서(10)의 또 다른 구조가 도시되어 있다. 이 스페이서(10)는 링 형태 바디(11)의 내주연을 따라 보다 많은 수의 오일 방지턱(12)과 오일 유입홈(13)이 형성되어 있다는 점에서 도3에 도시된 스페이서(10)와 상이할 뿐 그 작동원리는 동일하다. 오일 방지턱(12)과 오일 유입홈(13)의 개수가 많을수록 보다 균일한 윤활이 이루어진다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조에 의하면, 롤러 베어링의 내륜과 외륜을 보다 균일하게 윤활할 수 있어 베어링의 윤활 불량에 따른 조기 소손을 방지할 수 있다. 이러한 효과는 기존의 스페이서와 베어링의 장착구조 전체를 변경할 필요없이 단순히 스페이스의 구조만을 변경함으로써 쉽게 적용 가능하다.

Claims (2)

1. 수동 변속기의 변속 샤프트(5) 양 끝단에 설치되는 롤러 베어링(1)에 예압을 주기 위해 장착되는 스페이서(10) 구조에 있어서,

   상기 스페이서(10)는 일정한 두께를 가진 링 형태로 제작되어 상기 롤러 베어링(1)의 베어링 하우징(2) 일측에 밀착되도록 설치되고, 상기 베어링 하우징(2) 중에서 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 사이로 냉각 오일을 공급해주는 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서(10)는 링 형태 바디(11)의 내주연을 따라 냉각 오일의 이동을 차단하는 오일 방지턱(12)과 상기 롤러(3)와 베어링 내륜(2a) 사이로 냉각 오일을 유도하는 오일 유입홈(13)이 교대로 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 베어링 윤활을 위한 스페이서 구조.

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