KR101651758B1 - 차량용 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속기에 관한 것으로, 변속기 하우징에 삽입되고, 출력축에 결합되는 썬 기어(sun gear)와, 상기 썬 기어의 외측에 구비된 링 기어를 갖는 유성기어 세트와; 상기 링 기어와 함께 회전하며, 상기 링 기어의 입력축 방향의 내주면 일측에 결합되는 슬리브와; 상기 슬리브의 상기 입력축 방향의 내주면 일측에 결합되는 하부 콘(low cone)과; 일단면이 상기 하부 콘과 면접촉하는 변속기 케이스를 포함하며, 상기 하부 콘과 변속기 케이스는 복수의 다웰핀에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 콘을 직접 변속기의 케이스에 고정함으로써 조립성 및 생산성이 향상되며, 결합 구조의 단순화로 A/S 및 품질 관리 측면에서도 유리한 장점이 있다. 또한, 기존에 콘을 고정하던 플레이트를 삭제함으로써 제조 원가를 절감하는 효과가 있다.

Description

차량용 변속기{Transmission for vehicle}

본 발명은 차량용 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유성 기어 세트 중 링 기어의 결합 구조가 개선된 차량용 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 주행 조건에 따라 적절한 회전력을 얻기 위해 엔진에서 발생된 동력을 다단으로 변속하는 장치이다. 변속기는 엔진의 동력을 입력받아 적절한 회전력으로 가변시켜 출력하는 유성기어세트, 유성기어세트의 각 회전요소를 고정 또는 회전 저지하거나 엔진의 동력에 의해 회전시키는 클러치 또는 브레이크 등의 체결요소를 포함한다.

변속기는 4단이나 5단을 구현하는 장치가 주류를 이루고 있으나, 최근에는 6단 이상을 구현할 수 있는 장치가 활발하게 개발되고 있으며, 한국특허등록 제10-0857388호에 6단 이상 변속기가 개시되어 있다.

이러한 종래의 변속기는 통상적으로 유성기어 세트의 조립 시 먼저 케이스와 별도의 플레이트를 따로 마련된 고정 기구로 연결시키고, 플레이트에 콘(cone)을 스플라인 또는 용접으로 고정시킨다. 그 후 링 기어와 함께 회전하는 슬리브를 별도의 기구물로 콘에 결합시킴으로써 조립이 완료되는 구조이다.

그러나 이러한 종래의 유성기어 세트 구조는 플레이트와 콘, 슬리브와 콘을 결합시킬 때 별도의 고정 기구 및 용접 또는 스플라인 결합 등 별도의 가공이 필요하여 조립 구조가 복잡한 문제가 있다. 또한, 복잡한 구조에 따른 생산성 및 조립성이 저하되고, 제품 구조가 복잡해 A/S 등의 품질 관리 측면에서 불리한 단점이 있다.

한국특허등록 제10-0857388호 (등록일: 2008. 09. 01)

본 발명의 목적은 유성 기어 세트의 결합 구조를 단순화시킴으로써 조립성 및 생산성이 향상된 차량용 변속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속기는 변속기 하우징에 삽입되고, 출력축에 결합되는 썬 기어(sun gear)와, 상기 썬 기어의 외측에 구비된 링 기어를 갖는 유성기어 세트와; 상기 링 기어와 함께 회전하며, 상기 링 기어의 입력축 방향의 내주면 일측에 결합되는 슬리브와; 상기 슬리브의 상기 입력축 방향의 내주면 일측에 결합되는 하부 콘(low cone)과; 일단면이 상기 하부 콘과 면접촉하는 변속기 케이스를 포함하며, 상기 하부 콘과 변속기 케이스는 복수의 다웰핀에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 콘과 상기 변속기 케이스가 면접촉되는 부분은 상기 입력축에 인접한 상기 변속기 케이스의 일단면 내측인 것을 특징으로 한다.

상기 다웰핀은 상기 하부 콘과 상기 변속기 케이스가 면접촉되는 부분에 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 다웰핀은 상기 변속기 케이스와 상기 하부 콘에 압입되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 콘은 상기 입력축 방향 직경보다 상기 출력축 방향 직경이 작은 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 하부 콘은 상기 출력축 방향 외주면이 상기 슬리브의 상기 입력축 방향 내주면에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 콘과 상기 슬리브는 스플라인(spline) 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속기는 콘을 직접 변속기의 케이스에 고정함으로써 조립성 및 생산성이 향상되며, 결합 구조의 단순화로 A/S 및 품질 관리 측면에서도 유리한 장점이 있다. 또한, 기존에 콘을 고정하던 플레이트를 삭제함으로써 제조 원가를 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속기를 도시한 종단면도,
도 2는 도 1의 차량용 변속기에 따른 주요 부위를 도시한 확대 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속기에 대해 상세히 설명하기로 한다.

일반적으로 전기관 후륜구동방식(FR;Front engine Rear drive)의 자동차에서는 엔진으로부터 발생된 구동력이 변속기의 출력축과 이에 결합된 추진축을 거쳐 종감속장치로 전달되어 후륜이 구동하도록 되어있고, 추진축은 차체의 길이 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되어 있다.

즉, 추진축은 차체의 전방측으로 배치된 캡의 하부에 전륜과 인접한 위치에 있는 엔진과 변속기의 조립체로부터 일측 선단이 커플링 부재를 매개로 연결되고, 타측 선단은 차체의 후미의 후륜측에 인접한 종감속 장치에 연결되어 있다.

따라서, 주행 시 상기 엔진과 변속기의 조립체로부터 발생된 구동력은 커플링 부재를 매개로 추진축에 전달되고, 이 추진축에 전달된 구동력은 종감속 장치를 매개로 후륜으로 전달되어 주행이 가능하게 되는 것이다.

전술한 종감속 장치는 링 기어(ring gear), 링 기어 내의 중심부에 위치한 썬 기어(sun gear), 링 기어 및 썬 기어의 사이에 삽입되어 링 기어 및 썬 기어에 맞물린 복수의 유성 기어(planetary gear)와 유성 기어의 캐리어(carrier)를 포함하는 유성기어 세트로 구성된다.

유성기어 세트는 전술한 링 기어, 썬 기어, 캐리어의 3개 요소를 고정하거나 구동 또는 자유로 하여 직결, 감속, 가속, 역전 및 중립으로 변속할 수 있도록 한다. 유성기어 세트는 변속기가 제공할 수 있는 모든 기어비를 만들므로 변속기에서 매우 중요한 구성 요소이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속기의 유성기어 세트(10)는 썬 기어(12)가 출력축(5)에 결합되고, 가장 외곽의 링 기어(14)가 슬리브(20)에 결합된 상태로 변속기의 하우징(1) 내에 삽입된다.

링 기어(14)와 항상 함께 회전하는 슬리브(20)는 출력축을 향하는 일단이 링 기어(14)에 결합되고, 타단은 하부 콘(low cone, 30)과 스플라인 결합으로 직결된다.

하부 콘(30)은 출력축(5)을 향하는 일단의 직경이 입력축(3)을 향하는 타단의 직경보다 작게 형성된다. 하부 콘(30)의 출력축(5)을 향하는 일단의 외주면과 슬리브(20)의 입력축(3)을 향하는 단부의 내주면 중 어느 하나에 스플라인이 구비되고, 다른 하나에 스플라인이 삽입되는 스플라인 홈이 구비된다.

하부 콘(30)의 입력축(3)을 향하는 타단은 변속기 케이스(40)의 출력축(5)을 향하는 일단면에 면접촉되며, 면접촉된 부위에 복수의 다웰핀(50)이 삽입됨으로써 하부 콘(30)과 변속기 케이스(40)를 결합시킨다. 면접촉되는 부위는 변속기 케이스(40)의 일단면 중 입력축(3)에 가까운 내측면이다.

종래에는 변속기 케이스(40)의 일단면 중 입력축에서 먼 외측면 상에 별도의 플레이트가 용접되고, 플레이트의 내주면이 하부 콘(30)의 외주면에 스플라인 결합되거나, 하부 콘(30)이 플레이트의 내주면에 압입되는 구조였다. 따라서 하부 콘(30)과 변속기 케이스(40)의 플랜지(42) 사이에 하부 콘(30)의 결합을 위한 간격이 필요했다.

그러나 본 발명에서는 별도의 고정을 위한 플레이트 대신 다웰핀(50)을 통해 하부 콘(30)을 변속기 케이스(40)에 직결하므로 다웰핀(50)이 삽입될 면적이 필요하다. 이를 위해 하부 콘(30)을 입력축(3) 쪽 내주면의 사이즈를 증가시켜 다웰핀(50)이 삽입될 공간을 형성할 수 있게 된다. 또한, 하부 콘(30)을 고정하기 위한 플레이트를 삭제함으로써 불필요한 결합 간격(G)이 삭제될 수 있다.

일반적으로 다웰핀(Dowel pin, 50)은 2개 이상 부품을 결합하여 조일 때 서로의 상대 위치를 잡아 주기 위하여 사용하는 핀을 말한다. 다웰핀(50)은 변속기 케이스(40)의 출력축(5) 방향 일단면에 복수 개가 압입된다. 즉, 다웰핀(50)의 일단이 변속기 케이스(40)의 출력축(5) 방향 일단면에 압입되고, 타단이 하부 콘(30)의 입력축(3) 방향 일단면에 압입되는 것이다.

이에 따라 하부 콘(30)은 변속기 케이스(40)에 동기화되며, 링 기어(14)를 고정시키는 역할을 한다.

전술한 바와 같이, 콘을 직접 변속기의 케이스에 고정함으로써 조립성 및 생산성이 향상되며, 결합 구조의 단순화로 A/S 및 품질 관리 측면에서도 유리한 장점이 있다. 또한, 기존에 콘을 고정하던 플레이트를 삭제함으로써 제조 원가를 절감하는 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

1: 변속기 하우징
3: 입력축
5: 출력축
10: 유성기어 세트
12: 썬 기어
14: 링 기어
20: 슬리브
30: 하부 콘
40: 변속기 케이스
50: 다웰핀

Claims (7)

1. 변속기 하우징에 삽입되고, 출력축에 결합되는 썬 기어(sun gear)와, 상기 썬 기어의 외측에 구비된 링 기어를 갖는 유성기어 세트와;
   상기 링 기어와 함께 회전하며, 상기 링 기어의 입력축 방향의 내주면 일측에 결합되는 슬리브와;
   상기 슬리브의 상기 입력축 방향의 내주면 일측에 결합되는 하부 콘(low cone)과;
   일단면이 상기 하부 콘과 면접촉하는 변속기 케이스를 포함하며,
   상기 하부 콘과 변속기 케이스는 복수의 다웰핀에 의해 결합되고
   상기 하부 콘은 상기 입력축 방향 직경보다 상기 출력축 방향 직경이 작은 형상이며,
   상기 출력축 방향 외주면이 상기 슬리브의 상기 입력축 방향 내주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 콘과 상기 변속기 케이스가 면접촉되는 부분은 상기 입력축에 인접한 상기 변속기 케이스의 일단면 내측인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 다웰핀은 상기 하부 콘과 상기 변속기 케이스가 면접촉되는 부분에 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 다웰핀은 상기 변속기 케이스와 상기 하부 콘에 압입되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 하부 콘과 상기 슬리브는 스플라인(spline) 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.

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