KR101232392B1 - 차량용 변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속장치에 관한 것으로서, 변속레버의 조작에 의하여 이동되는 쉬프트레일과; 상기 쉬프트레일에 설치된 랙기어와; 상기 쉬프트레일과 이격되게 설치되고 일측에 랙기어부가 형성되어 변속기어를 이동시키는 싱크로나이저슬리브와; 상기 쉬프트레일과 싱크로나이저슬리브 사이에 설치되어 상기 랙기어와 랙기어부에 맞물리는 피니언기어를 포함하여 구성되어, 운전자로 하여금 부드럽고 절도감 있게 변속할 수 있게 하는 이점이 있다.

싱크로나이저 슬리브, 쉬프트레일, 랙기어, 피니언기어, 디텐트핀

Description

차량용 변속장치{A speed change device for vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 변속장치가 도시된 부분절개사시도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 변속장치가 도시된 단면개략도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

51: 쉬프트레일 53: 랙기어

55: 피니언기어 57: 고정홀

59: 싱크로나이저슬리브 61: 랙기어부

63: 디텐트핀 65: 기어부재

67: 스프링부재

본 발명은 차량의 변속장치에 관한 것으로서, 특히 변속레버에 연결된 쉬프트레일과 싱크로나이저슬리브 사이에 피니언기어를 구비하여, 오버쉬프팅되는 것이 방지되고, 사용자가 변속할 때 부드럽고 절도감있는 변속을 할 수 있는 차량용 변 속장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 변속장치가 도시된 부분절개사시도이다.

종래의 차량용 변속장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 변속레버(미도시)에 연결된 쉬프트레일(11)과, 상기 쉬프트레일(11)에 스프링핀 또는 볼트로 고정되고 그 양단이 하방으로 소정길이만큼 연장된 쉬프트포크(15)와, 상기 쉬프트포크(15)의 연장부가 끼워지는 삽입홈(18)이 외주면을 따라 형성된 원형의 싱크로나이저슬리브(19)로 구성되어, 사용자가 자동차의 속도를 바꾸기 위하여 상기 변속레버를 조작하게 되면 상기 쉬프트레일(11)이 이동을 하게 되고, 상기 쉬프트레일(11)에 고정된 상기 쉬프트포크(15)에 의하여 상기 싱크로나이저슬리브(19)가 변속기어가 형성된 주축(22)상에서 미끄럼운동하게 되고, 이에 따라 변속기어의 치합이 변경되어 변속이 이루어지게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 차량용 변속장치는, 상기 쉬프트포크(15)가 고속으로 회전하는 상기 싱크로나이저슬리브(19)의 외주면의 삽입홈(18)에 끼워져 항상 접촉되게 구비되기 때문에 지속적인 마찰과 압력 등으로 쉽게 크랙이 발생되는 문제점이 있다. 이와 같은 문제는 상기 쉬프트포크(15)를 실리콘을 함유한 알루미늄처리하는 방법과, 열처리 등의 표면처리를 함으로써 어느 정도 극복할 수는 있지만, 대신 제품의 제작단가가 크게 상승하는 문제점이 있다.

또한 상기한 바와 같은 구조를 가지는 상기 쉬프트포크(15)가 상기 싱크로나이저슬리브(19)의 외주면의 삽입홈(18)에 삽입되어 싱크로나이저슬리브(19)를 주축(22)상에서 축방향으로 미끄럼운동 하게 하는 경우 정확히 축방향으로 힘이 가해 져야 하는 설계상의 문제가 있다. 그런데 상기 쉬프트포크(15)는 상기 싱크로나이저슬리브(19)를 이동시키려는 방향과 직각면이 형성되게 상기 삽입홈(18)에 끼워져 구비되므로, 상기 싱크로나이저슬리브(19)의 이동을 위하여 힘을 가할 때 특정부위에 응력이 집중되는 문제점이 발생한다. 이와 같은 문제는 나아가 상기 싱크로나이저슬리브(19)의 설계단계에서부터 최종적으로 해석하는 단계에 이르기까지 많은 노력과 어려움이 따르는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 상기 싱크로나이저슬리브(19)를 미끄럼운동시키기 위해 사용자가 변속레버를 조작함에 있어 과도한 힘을 가할 경우 발생되는 오버쉬프팅을 방지하기 위하여, 따로 상기 쉬프트레일(11)의 상부에 별도의 디텐트핀을 구비하여야 하는 문제점도 지적된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 쉬프트레일과 싱크로나이저슬리브 사이에 설치되는 랙기어와 피니언기어를 이용해 운전자로 하여금 보다 부드럽고 절도감있는 변속을 할 수 있게 하는 차량용 변속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 변속장치는 변속레버의 조작에 의하여 이동되는 쉬프트레일과; 상기 쉬프트레일에 설치된 랙기어와; 상기 쉬프트레일과 이격되게 설치되고 일측에 랙기어부가 형성되어 변속기어를 이동시키는 싱크로나이저슬리브와; 상기 쉬프트레일과 싱크로나이저슬리브 사이에 설치되어 상기 랙기어와 랙기어부에 맞물리는 피니언기어; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 랙기어는 상기 쉬프트레일과 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 피니언기어의 일측에는 적어도 하나의 디텐트핀이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 디텐트핀은, 일단부에 상기 피니언기어의 기어치에 대응되는 기어홈이 형성된 기어부재와, 상기 기어부재를 상기 피니언기어측으로 밀어주는 스프링부재로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 디텐트핀은 한쌍이 서로 대향되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 변속장치가 도시된 단면개략도이다.

본 발명에 따른 차량용 변속장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 운전자에 의해 전후 좌우로 회동되는 변속레버(미도시)와, 상기 변속레버에 연결되어 병진운동을 하는 쉬프트레일(51)이 구비된다.

상기 쉬프트레일(51)의 중단부에는 쉬프트레일(51)의 외주면을 따라 랙기어(53)가 설치된다. 본 발명에서는 상기 랙기어(53)가 별도로 성형되어 상기 쉬프트레일(51)의 중단부에 설치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 쉬프트레일(51)과 일체로 성형될 수 있다. 상기 랙기어(53)는 상기 쉬프트레일(51)로부터 전달받은 소정의 힘을 아래에서 설명할 피니언기어(55)에 맞물림으로써 전달하는 역할을 한다.

그리고 상기 쉬프트레일(51)의 하부에는 상기 랙기어(53)에 기구적으로 치합되어 제자리에서 회전운동하도록 중앙의 고정홀(57)에 의하여 고정되는 피니언기어(55)가 구비된다. 상기 피니언기어(55)는 상기 랙기어(53)로부터 전달되는 힘을 다시 아래에서 설명할 싱크로나이저슬리브(59)의 랙기어부(61)와 맞물림으로써 전달하여 싱크로나이저슬리브(59)가 주축상에서 축방향으로 미끄럼운동하도록 하는 역할을 한다.

한편 상기 피니언기어(55)의 하부에는 변속기어(미도시)가 형성된 주축(main shaft)상에서 축방향으로 미끄럼운동을 하는 싱크로나이저슬리브(59)가 구비된다. 상기 싱크로나이저슬리브(59)는 상술한 바와 같이, 상기 피니언기어(55)로부터 미끄럼운동을 할 수 있는 소정의 힘을 전달받는다. 즉 상기 싱크로나이저슬리브(59)의 외주면에 상기 피니언기어(55)의 기어치에 대응되는 랙기어부(61)가 형성되어, 상기 피니언기어(55)의 회전되는 동작에 의하여 상기 싱크로나이저슬리브(59)가 상기 주축상에서 미끄럼운동할 수 있는 것이다.

그런데 상기 랙기어(53)와 랙기어부(61)에는 상기 피니언기어(55)의 기어치에 대응되는 기어홈이 각각의 랙기어 및 랙기어부(53,61)의 선단과 타단으로부터 소정거리 이격된 곳까지만 형성되어 있다. 따라서 상기 피니언기어(55)가 회전할 때, 상기 랙기어(53)와 랙기어부(61)의 기어홈이 형성되지 않는 곳에 상기 피니언기어(55)의 기어치가 도달되면, 상기 피니언기어(55)의 계속적인 회전이 방지되므 로, 운전자가 과도한 힘을 가하여 변속하더라도 오버쉬프팅되는 것을 방지할 수 있게 된다. 그러므로 종래 상기 쉬프트레일(51)의 상부에 오버쉬프팅되는 것을 방지하기 위하여 별도로 구비된 디텐트핀을 따로 구비할 필요가 없게 되므로 작업공수 및 제품의 원가를 절감할 수 있게 된다.

한편, 이와 같은 상기 싱크로나이저슬리브(59)는 상기 피니언기어(55)의 회전방향에 대하여 접선방향으로 미끄럼운동을 하게 되므로, 상기 피니언기어(55)로부터 상기 싱크로나이저슬리브(59)로 힘이 전달되는 과정에서 특정부위에 발생되는 응력의 크기를 현저하게 감소시키게 된다.

그리고 상기 피니언기어(55)의 일측과 타측에는 한쌍의 디텐트핀(63)이 구비된다. 상기 디텐트핀(63)은 한쌍이 상기 피니언기어(55)를 중심으로 서로 대향되도록 형성된다. 상기 디텐트핀(63)은 상기 피니언기어(55)에 인접되는 일단부에 피니언기어(55)의 기어치에 대응되는 기어홈이 형성된 기어부재(65)와, 상기 기어부재(65)를 상기 피니언기어(55)측으로 밀어주는 스프링부재(67)로 구성된다. 상기 디텐트핀(63)의 기어부재(65)는 운전자가 변속레버에 과도한 힘을 가하더라도 상기 피니언기어(55)의 기어치가 상기 기어부재(65)의 기어홈에 안착될 때 짧은 시간동안 멈추도록 함으로써 변속함에 있어서 절도감 있는 변속을 할 수 있게 한다. 또한 상기 디텐트핀(63)의 스프링부재(67)는 상기 피니언기어(55)측으로 상기 디텐트핀(63)의 기어부재(65)를 밀어주다가 상기 피니언기어(55)가 회전할 때 상기 디텐트핀(63)을 뒤로 밀려나게 하여, 상기 디텐트핀(63)의 기어홈(65)이 상기 피니언기어(55)의 기어치를 부드럽게 타고 넘을 수 있도록 함으로써 보다 부드러운 변속을 할 수 있게 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 변속장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 변속레버를 작동하게 되면, 상기 쉬프트레일(51)이 이동을 하게 된다. 상기 쉬프트레일(51)이 이동하게 되면, 상기 쉬프트레일(51)에 형성된 랙기어(53)에 상기 피니언기어(55)가 맞물려 있으므로, 상기 피니언기어(55)가 회전하게 된다.

이때, 상기 피니언기어(55)가 제자리에서 회전운동을 하면, 상기 피니언기어(55)는 하부에서 맞물리는 상기 싱크로나이저슬리브(59)의 랙기어부(61)에 의하여 상기 싱크로나이저슬리브(59)가 변속기어가 형성된 주축상에서 축방향으로 미끄럼운동함으로써 변속기어를 이동시키게 된다.

한편, 상기 피니언기어(55)가 회전할 때, 일측과 타측에 구비된 디텐트핀(63)에 의하여 보다 절도감 있고, 부드러운 변속이 가능하게 된다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 변속장치는, 싱크로나이저슬리 브가 주축상에서 축방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 함에 있어서, 쉬프트레일과 상기 싱크로나이저슬리브 사이에 랙앤피니언기어에 상당하는 랙기어 및 랙기어부와 피니언기어가 설치됨으로써, 지속적인 마찰과 압력 등으로 인하여 제품에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 변속 도중 오버쉬프팅 되는 것이 방지되며, 운전자로 하여금 보다 절도감 있고 부드럽게 변속을 할 수 있게 하는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 변속레버의 조작에 의하여 이동되는 쉬프트레일과;

   상기 쉬프트레일에 설치된 랙기어와;

   상기 쉬프트레일과 이격되게 설치되고 일측에 랙기어부가 형성되어 변속기어를 이동시키는 싱크로나이저슬리브와;

   상기 쉬프트레일과 싱크로나이저슬리브 사이에 설치되어 상기 랙기어와 랙기어부에 맞물리는 피니언기어; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 랙기어는 상기 쉬프트레일과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 피니언기어의 일측에는 적어도 하나의 디텐트핀이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 변속장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 디텐트핀은,

   일단부에 상기 피니언기어의 기어치에 대응되는 기어홈이 형성된 기어부재와, 상기 기어부재를 상기 피니언기어측으로 밀어주는 스프링부재로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 디텐트핀은 한쌍이 서로 대향되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속장치.

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