KR19980025106A - 기어식 변속기 구조 - Google Patents

Abstract

기어식 변속기에 있어서, 필요한 부분으로 윤활유공급을 확실하고 효율좋게 할 수 있게 한다.

이 목적을 달성하기 위하여 동일축선상의 입력축(Si) 및 출력축(So)과, 양축의 하부에 평행으로 배치된 카운터축(Counter shaft)(Sc)와, 각 변속단위에 대응한 복수의 변속기어 쌍과, 입력축 및 카운터축과 평행으로 배치된 아이들기어(idle gear)를 지지하는 리버스 아이들축(reverse idle shaft)과, 상기 변속단위에 대응하여 동력전달 경로를 전환하는 동력전달 전환기구를 구비함과 동시에, 케이스내의 하부의 윤활유를 카운터기어의 회전력으로 끌어올려서 필요한 부분에 윤활유를 공급하도록 한 기어식 변속기에 있어서, 입력축과 출력축으로 된 제1축과 카운터축으로 된 제2축과, 리버스 아이들축으로 된 제3축으로서 축계(軸系)를 구성하여, 각 축의 필요한 부분으로의 윤활유공급을 직렬 경로로 행하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

기어식 변속기 구조

본 발명은 수동으로 조작하는 기어식 변속기 구조에 관한 것이다.

종래에, 예를들면, 세로장착형 엔진의 차량에 있어서의 수동조작의 기어식 변속기로서, 입력축과 출력축이 동일축선상에 서로 인접하도록 배치됨과 동시에, 이들 양축의 하부에 카운터축이 평행으로 배치되어 상기 입력축 및 출력축과 상기카운터축에 한쌍이 되어 서로 맞물림 하는 복수의 변속기어 쌍이 설치되어 있는 구조의 것은 일반에게 잘 알려져 있다.

또한, 이 타입의 기어식 변속기에서는 상기한 입력축과 카운터축에 설치된 리버스(reverse)기어 쌍과 맞물림하는 아이들기어를, 지지하는 리버스 아이들축이 상기의 양축과 평행으로 배치된다.

이와같은 기어식 변속기로서는 입력축의 회전구동력을 감속기어에 의해서 일정한 감속비로 감속하여 카운터축에 전달입력하고, 이 카운터축에 전달된 회전구동력을 각 단위(段位)마다에 변속비가 다른 변속기어 쌍에 의해서 출력축 측에 전달하는 타입의 것이 일반적이다.

이 타입의 기어식 변속기는 입력축(input shaft)과 카운터축사이에서 감속이 되므로 「인풋 리덕션기어 타입」(input reduction gear type)이라고 불려지고 있으며, 상기 감속기어는 입력축/카운터축 측이 함께 축에 고정되어 설치되어 있다.

이에 대해서, 예를들면 일본국 특개평2-93151호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 카운터축과 출력축(Output shaft)사이에서 감속을 행하는 「아웃풋 리덕션기어 타입」(output redution geartype)의 것이 고려되고 있다.

이 타입의 기어식 변속기의 경우에는 카운터축에는 입력축의 회전 토크가 증폭되지 않고 전달되므로 각 변속기어로의 입력부하가 작아진다.

또, 입력축과 카운터축사이에 고정적인 감속기어 쌍이 끼워져 있지 않기때문에 변속단위 전환기구의 작동에 감속기어 쌍의 기어비(gear ratio)의 영향이 미치지않고, 시프트(shift)조작력이 작아도 된다.

또한, 아이들기어의 톱니 타음(打音)의 저감도 꾀할 수가 있다.

반면, 카운터축의 회전속도를 고려하는 경우, 종래의 인풋 리덕션기어형의 변속기에서는, 카운터축은 입력축과의 사이에 설치된 감속기어 쌍의 일정한 기어비(gear ratio)에 따라서 감속되므로, 변속단위에 관계없이 입력축의 회전수보다 낮게 되는데 대하여, 이 아웃풋 리덕션기어형의 경우에는, 카운터축은 선택된 변속단위의 기어 쌍의 기어비에 따라서 변속되어, 어느정도 이상의 고속단위에서는 증속되어서 입력축보다 회전수가 높아진다.

즉, 각 변속기어 쌍의 기어비가 같다고하면, 일정이상의 변속단위에서는 카운터축의 회전수는 인풋 리덕션기어형의 경우에 비해서 상당히 높게 된다.

이와 같이 카운터축의 회전속도가 증대한 조건에서는 각 기어가운데 축에 대하여 상대적회전이 자유로운 유동기어(遊動gear)에 대하여는 유동시에 있어서의 축받이의 윤활조건이 가혹하게 된다.

특히, 후진용 변속기어 쌍의 유동기어(reverse遊動gear)의 경우에는, 아이들기어의 작용에 의한 축의 회전과는 역방향으로 회전하고, 그 축과의 상대회전차가 극히 커지게 되는 현상이 일어난다.

또한, 특히 감속비가 큰 1단속용 및 후진용(reverse)기어 쌍에 대해서는, 작은 지름의 기어가 유동기어로 되어 있는 경우에는 고속단위에 있어서 이들 기어의 축(입력축)에 대한 유동시(遊動時)의 상대 회전속도가 대단히 높게 되고, 이에 따라서 그 축받이의 윤활조건은 각별히 가혹하게 된다.

그런데, 주지하는 바와 같이, 기어식 변속기에서는 변속기어의 맞물림부분이나 유동기어의 축받이부, 혹은 그 밖의 윤활을 필요로 하는 각 부분으로의 윤활유의 공급은, 일반적으로, 변속기 케이스내의 하부에 일정한 레벨에까지 저류된 윤활유를 하방측의 축(카운터축)에 설치된 기어(카운터기어)의 회전력으로 끌어올려서 행하여지는 바, 이때 끌어올려진 윤활유는 보통, 그 대분분이 케이스의 내벽에 부딛치고 이 내벽을 어느정도 타고 낙하하게 되기 때문에 열을 빼앗긴 다음 어느정도는 냉각된 상태로 필요부분에 공급된다.

그런데, 이와 같은 방법으로 윤활유를 공급하는 경우, 카운터축 및 카운터기어의 회전에 수반하여 생기는 윤활유의 교반저항이 유온(油溫)에 미치는 영향에 대하여 고려할 필요가 있다.

이 교반저항을 작게 하여 유온의 상승을 억제하기 위해서는 윤활유량을 필요한 한도 이내로 극력 적게하는 것이 바람직하다.

특히 상기한 아웃풋 리덕션기어 형의 변속기의 경우에는 상술한 바와 같이, 고속단위에 있어서의 카운터축의 회전속도가 인풋 리덕션기어형의 경우와 비교하여 상당히 높게 되므로 윤활유량의 저감이 더욱 요구된다.

그러나, 이 윤활유량의 저감과 필요부분에 대한 윤활유의 확실한 공급을 양측 모두 달성한다는 것이 실제에 있어서는 상당히 어려운 일이었다.

본 발명은 이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 기어식 변속기에 있어서, 필요부분에 대한 윤활유 공급을 확실하고 효율좋게 할 수 있는 것을 기본적인 목적으로 한다.

도 1은 본 실시형태에 있어서 기어식 변속기의 전체구성을 개략적으로

나타내는 세로단면의 설명도.

도 2는 상기 기어식 변속기의 요부를 확대하여 나타내는 세로단면의 설명도.

도 3은 도2의 A-A선에 있어서의 클러치하우징의 단면도.

도 4는 도2의 B-B선에 있어서의 프론트커버의 단면도.

도 5는 리버스 아이들축의 변속기 케이스체로의 조립부착 상태를 나타내는 부분단면의 설명도.

도 6은 리버스 아이들기어와 리버스 아이들축의 조립상태를 나타내는

부분단면의 설명도.

도 7은 리버스 아이들축의 축중심의 높이위치를 나타내는 설명도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1G : 1단속용 변속기어 쌍

2G : 2단속용 변속기어 쌍

3G : 3단속용 변속기어 쌍

4G : 4단속용 변속기어 쌍 (감속기어 쌍)

5G : 5단속용 변속기어 쌍

6G : 후진용 변속기어 쌍

15 : 프론트 커버(front cover)

Gr : 리버스 아이들기어(reverse idle gear)

Sc : 카운터축(Countershaft)

Si : 입력축 (input shaft)

So : 출력축 (output shaft)

Sr : 리버스 아이들축 (reverse idle shaft)

TM : 기어식 변속기

Ya : 1-2단속 전환용 싱크로메시(synchro-mesh)장치.

Yb : 3-4단속 전환용 싱크로메시장치.

Yc : 5단속-R전환용 싱크로메시장치

이를 위하여, 본원 발명의 청구항1의 발명(이하, 제1의 발명이라 함)은 동일축선상에 서로 인접하도록 배치된 입력축 및 출력축과, 이들 양축의 하부에 있어서 양축과 평행으로 배치된 카운터축과, 각 변속단위에 각각 대응하여 상기 입력축 및 출력축과 상기 카운터축에 한쌍으로 설치되어 서로 맞물림(interlock)하는 복수의 변속기어 쌍과, 상기 입력축 및 카운터축과 평행으로 배치되어 양축에 설치된 후진용 기어 쌍과 맞물림하는 아이들기어를 지지하는 리버스 아이들축과, 선택된 변속단위에 대응한 소정의 변속기어 쌍으로 입력축에서 카운터축을 통해서, 또는 직접 출력축으로 동력이 전달되도록 동력전달 경로를 전환시키는 동력전달 전환기구를 구비함과 동시에, 케이스내의 하부에 저류된 유활유를 상기 카운터축에 설치된 기어의 회전력으로 끌어올려서 필요한 곳에 윤활유를 공급하도록 한 기어식 변속기를 전제로 한 것으로서, 상기 입력축과 출력축으로 되는 제1축과 상기 카운터축으로 되는 제2축과, 상기 리버스 아이들축으로 되는 제3축으로서 축계를 구성하고, 각 축의 필요한 부분으로의 윤활유의 공급을 직렬경로로 행하도록 한 것을 특징으로 한 것이다.

또, 본원의 청구항 2의 발명(이하, 제2의 발명이라함)은, 상기 제1의 발명에 있어서, 상기의 기어식 변속기가 상기 변속기어 쌍가운데, 카운터축의 회전을 출력축으로 감속하여 전달할 수 있는 감속기어 쌍의 각 기어가 함께 카운터축과 출력축과의 사이에서 축과 일체로 회전하도록 구성된 소위 아웃풋 리덕션기어 형(Output-reduction gear type)의 변속기이며, 상기의 축계로의 윤활유공급은 제3축을 최초로 행하는 것을 특징으로 한 것이다.

또한, 본원의 청구항 3의 발명(이하,제3의 발명이라 함)은 상기 제2의 발명에 있어서 상기한 축계로의 윤활유공급은 제3축, 제1축, 제2축의 순서로 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

본원의 청구항 4의 발명은, 상기 제3의 발명에 있어서, 상기 각 축의 위치는 상부로부터 제1축, 제3축, 제2축의 순서로 배치되어 있으며, 제3축과 제1축의 연결통로를 제1축과 제2축의 연결통로보다 높게 설정하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본원의 청구항 5의 발명은, 상기 제3의 발명에 있어서,

각 연결통로(제3축 - 제1축 및 제1축 - 제2축)는 각각 제1축을 가운데에 끼고 별도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본원의 청구항 6의 발명은, 상기 제3의 발명에 있어서, 상기 각 축의 축받이의 지름이, 제1축 〉제2축 〉제3축으로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 7의 발명은, 상기 제2의 발명에 있어서, 클러치하우징에 고정되어 있는 오일패스(Oil path)가 축방향으로 뻗어있게 하여 기어에서 비산하는 오일을 수집하도록 한 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 8의 발명은(이하에 제8의 발명이라 함), 상기 제2의 발명에 있어서, 축받이부에 윤활유를 직렬경로를 통해서 공급하는데 있어서, 리버스 아이들축(제3축)의 끝부를 지지하며, 축내에 설치된 축내 오일통로에 공급하는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 9의 발명은, 상기 제8의 발명에 있어서, 리버스 아이들축의 리버스 아이들기어는 그 축에 대하여 아이들(유동)상태이며, 그곳에 윤활유를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 10의 발명은, 상기 제2의 발명에 있어서, 축받이부에 윤활유를 직렬경로를 통해서 공급하는데 있어서, 카운터축(제2축)의 끝부를 지지하며, 축내에 설치된 축내 오일통로에 공급하는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 11의 발명은, 상기 제10의 발명에 있어서, 카운터축의 카운터기어는 카운터축에 대하여 아이들(유동)상태이며, 그 기어에 윤활유를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 12의 발명은, 상기 제2의 발명에 있어서, 축지지벽의 측면에 설치되는 프론트커버에 윤활유공급 경로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본원의 청구항 13의 발명은, 상기 제2의 발명에 있어서, 기어식변속기가 상기한 변속기어 쌍가운데, 카운터축의 회전을 출력축에 감속하여 전달할 수 있는 감속기어 쌍의 각기어가 함께 카운터축과 출력축과의 사이에서 축과 일체로 회전하도록 구성된 변속기임을 특징으로 하는 것이다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시형태를 예를들어, 아웃풋 리덕션기어 타입의 기어식 변속기에 적용한 경우에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 실시형태의 기어식 변속기 TM의 전체구조를 개략적으로 나타내는 단면 설명도이다.

이 도면에 나타내는 바와 같이, 상기의 변속기 TM 에서는 입력축 Si와 출력축 So가 동일축선상에 인접하도록 배치됨과 동시에 그 하방에 이들 양축 Si,So와 평행으로 카운터축 Sc가 배치되어 있다.

그리고, 각 변속단위에 각각 대응하여 서로 맞물림하는 복수의 기어 쌍 1G∼6G가, 상기 입력축 Si 및 출력축 So와 카운터축 Sc와 한쌍을 만들어 설치되어 있다.

상기변속기 TM은, 후술하게 되는 바와 같이 카운터축 Sc의 회전을 출력축 So로 감속하여 전달할 수 있는 감속기어 쌍(4G)의 각 기어(4Gc),(4Go)가 함께 카운터축 Sc와 출력축 So와의 사이에서 축과 일체로 회전하도록 구성된 소위, 아웃풋-리덕션기어 타입의 것으로서, 상기 감속기어 쌍(4G)는 바람직하게는, 카운터축 Sc의 후단부(출력측 단말부)에 배치된다.

또, 상기 변속기 TM은, 예를들면, 세로장착형 엔진의 소위 FR형 자동차에 탑재되는 것인 바, 전진 5단, 후진1단의 변속단을 가지며, 예를들면 그 제4단속이 입력축 Si와 출력축 So를 직결시키는 직결단을 구성하도록 되어 있다.

상기 기어식 변속기 TM의 입력축 Si는 그 입력측(전단측;도1에 있어서 좌측끝)이 클러치(1)을 통해서 엔진출력축(도시하지않음)에 연결되는 한편, 출력측(후단측;도1의 우측끝)은 출력축 So의 입력측단부(전단부)와 조립되어 있다.

이 출력축 So의 출력측(후단부;도1에 있어서 우측끝)은 슬리브축(Sleeve shaft)(3)을 통해서 후륜측으로 구동력을 전달하는 프로펠러축(propeller shaft)(도시하지않음)에 최종적으로 연결되도록 되어 있다.

또, 클러치하우징(4)와 미션케이스(5)와 익스텐션하우징(6)을 전후방향으로 결합하여 변속기 TM의 케이스체가 형성되고, 이 케이스체에는 그 내벽에서 내부측으로 뻗어나는 복수의 축지지부(11∼13)이 설치되어 있다.

그리고, 이들 축지지부(11∼13)에 입력축 Si,출력축 So 및 카운터축 Sc를 각각 회전이 자유롭게 지탱하는 축받이가 각각 배치되어 있다.

또한, 이들축지지부(11∼13)의 입력측의 축지지부(11)은 프런트커버(15)로 그 입력측이 덮혀있으며, 출력측의 축지지부(13)의 후측에는 시프트레버(shifting lever)(2)와 3개의 시프트롯드(17)의 연결부를 수납하는 시프트게이트실(19)가 설치되어 있으며, 그 시프트게이트실(19)는 시프트컨트럴커버(16)으로 그 상부가 덮여있다.

상기 변속기 TM은 위에서 설명한 바와 같이, 전진5단 후진1단의 변속단을 갖는 바, 이들 각 변속단위에 대응하여 6개조의 변속기어 쌍(1G∼6G)가 설치되어 있다.

본 실시형태에서는 이들 6개조의 기어 쌍(1G∼6G)에 대하여, 가령 5단속용 기어 쌍(5G)와 후진용 기어 쌍(6G)가 짜맞추워져서 5-R기어유니트, 1단속용 기어 쌍(1G)와 2단속용 기어 쌍(2G)가 짜맞추워져서 1-2기어유니트, 그리고, 3단속용 기어 쌍(3G)와 4단속용 기어 쌍(4G)가 짜맞추워져서 3-4기어유니트가 각각 구성되어 있다.

그리고, 이들 기어유니트는 상기의 기어배열에 있어서 입력측(전축)으로부터, 예를들면, 5-R기어유니트, 1-2기어유니트, 및 3-4기어유니트의 순서로 배치되어 있다.

또, 상기 5-R기어유니트에서는 후진용 변속기어 쌍(6G)가, 1-2기어유니트에서는 2단속용 변속기어 쌍(2G)가, 3-4기어유니트에서는 4단속용 변속기어 쌍(4G)가 각각 해당 기어유니트의 출력측(후측)에 배치되어 있다.

즉, 상기한 6개조의 기어 쌍(1G∼6G)는 입력측(전측)으로부터, 5단속용 기어 쌍 (5G), 후진용 기어 쌍(6G), 1단속용 기어 쌍(1G), 2단속용 기어 쌍(2G), 3단속용 기어 쌍(3G) 및 4단속용 기어 쌍(4G)의 순서로 배열되어 있다.

또, 본 실시형태에서는 상기 각 기어 쌍 (1G∼6G)에 대하여 카운터축 Sc측에 설치된 기어(카운터기어1Gc∼6Gc)는, 가령, 3단속용 및 4단속용의 것인 (3Gc) 및 (4Gc)가 축(카운터축 Sc)과 함께, 일체로 회전하는 고정기어로 형성되는 한편, 다른 모든 카운터기어 1Gc,2Gc,5Gc 및 6Gc는 축 (카운터축 Sc)에 대하여 상대적으로 회전이 자유로운 유동기어로서 형성되어 있다.

그리고, 후진용(리버스용)기어 쌍(6G)의 경우는 종래부터 잘 알려져 있는대로, 그 고정기어(6Gi)와 유동기어(6Gc)는 도 5∼도 7에 나타내는 아이들기어Gr(reverse idle gear)를 통해서 맞물려 있으며, 이 리버스 아이들기어 Gr에 의해서 피구동기어가 전진용 기어 쌍의 경우와 반대방향으로 회전하도록 되어 있다.

상기 리버스 아이들기어 Gr은 리버스 아이들축 Sr에 유동지지되어 있으며, 그 리버스 아이들축 Sr은 한 단말부측(앞끝)이 축지지부(11)에 끼워맞추워 고정되는 한편, 다른 단말부측은 그 설치부재(8)에 끼워맞추워진 다음, 설치부재(8)을 통해서 볼트부재(9)에 의해서 미션케이스(5)에 고정되어 있다.(도 5참조).

또한, 상기의 리버스 아이들축 Sr의 축중심부에는 리버스 아이들기어 Gr의 축받이에 윤활유를 공급하기 위한 축내부의 오일통로 Lr이 설치되어 있다.

그리고, 상기의 도 7에서 알 수 있듯이, 상기 리버스 아이들축 Sr의 축선 Cr의 높이위치는, 보다 바람직하게는, 입력축 Si의 축선 Ci보다 약간 낮게, 카운터축 Sc의 축선보다는 어느정도 높게 되도록 설정되어 있다.

상기 4단속용 기어 쌍(감속기어 쌍)(4G)에 대해서는,한쪽(카운터기어 4Gc)카운터축 Sc의 후단부(출력측끝부)에 그 축 Sc와 함께 일체적으로 회전하는 고정기어로서 설치되는 한편, 다른쪽(출력기어 4Go)은 출력축 So의 전단부 (입력측끝부)의 근방에 그 축 So와 일체적으로 회전하는 고정기어로서 설치되어 있다.

또한, 이 4단속용의 출력기어 4Go는 예를들면, 출력축 So의 전단부(입력측끝부)에 장착된 니들 축받이(needle bearing)를 통해서 입력축 Si의 후단부(출력측 끝부)에 회전이 자유롭게 조립부착되어 있으며 입력축 Si에 대해서는 상대적으로 회전이 자유롭게 되어 있다.

그리고, 상기한 4단속용의 카운터기어(4Gc)와 출력기어(4Go)에서 소정의 기어비(gear ratio)의 감속기어 쌍(4G)가 형성되어 있다.

즉, 카운터축 Sc의 회전을 출력축 So로 감속하여 전달할 수 있는 김속기어 쌍(4G)의 각 기어(4Gc),(4Go)가 함께 카운터축 Sc와 출력축 So의 사이에서 축과 일체로 회전하도록 되어 있으며, 감속기어 쌍(4G)를 이와 같이 레이아웃하므로서 상기한 바와 같이, 이른바 아웃풋-리덕션기어 타입의 기어식 변속기 TM이 구성되어 있다.

이 아웃풋-리덕션기어 타입의 변속기 TM에서는 공회전시 등, 변속기의 중립상태에서 카운터축 Sc가 공회전하는 일은 없다.

상기의 각 유동기어의 사이에는 전, 후의 유동기어의 어느 한편을 선택적으로 축에 대하여 일체로 회전하도록 연결시킬 수 있는 싱크로메시(Synchro-mesh)장치 Ya-Yc가 배치되어 있다.

이 경우, 1-2기어유니트 및5-R기어 유니트에 대하여는, 그 카운터기어가 모두 유동기어로 되어 있는 관계 때문에 1단속과 2단속을 전환시키는 1-2단속전환용 싱크로 Ya 및 5단속과 후진단(리버스)을 전환시키는 5단속-R전환용 싱크로Yc는 카운터축 Sc위에 설치된다.

한편, 3-4기어 유니트에 대하여는, 그 입력기어가 유동기어로 되어 있는 관계 때문에 3단속과 4단속을 전환시키는 3-4단속 전환용 싱크로 Yb는 입력축 Si위에 설치되게 된다.

또한, 상기의 각 싱크로 메시장치 Ya∼Yc는 종래부터 잘 알려진 것과 동일한 구성과 동일한 작용을 하기 때문에 그 구조에 대한 상세한 설명이나 도시는 생략한다.

이상과 같은 구성에 있어서, 시프트레버(shifting lever)(2)의 전환조작으로 4단속이외의 다른 변속단의 어느것이 선택되면, 그 해당 변속단의 유동기어가 축과 일체적으로 회전하도록 그 해당축에 대해 연결되어, 이 유동기어가 한쌍을 이루는 고정기어와 맞물림한 상태로 회전하게 되므로서 카운터축 Sc가 구동된다.

그리고, 이 카운터축 Sc의 회전이 상기한 감속기어 쌍(4G)에서 감속되면서 출력축 So에 전달된다.

한편, 시프트레버(2)가 다른 변속단에서 4단속으로 전환되는 경우에는, 출력축 So가 입력축 Si에 대하여 연결되므르로서 입력측과 출력측이 직결되도록 되어 있다.

그런데, 아웃풋-리덕션기어 타입의 변속기에서는 상기한 바와 같이 카운터축 Sc의 회전수는, 종래의 인풋-리덕션기어 타입의 것(항상 입력측보다 감속되고, 또, 이 입력회전수에 비례하는)과는 달리, 변속단위에 의해서 다르며, 어느정도 이상의 고속단위에서는 증속되어 입력축 Si보다 높게 된다.

이와 같이 카운터축 Sc의 회전속도가 증대한 조건하에서는 각 기어가운데 축에 대하여 상대적으로 회전이 자유로운 유동기어에 대하여는, 유동시에 있어서의 축받이의 윤활조건은 가혹하게 된다.

특히 후진용 변속기어 쌍의 유동기어(6G)(리버스 유동기어)의 경우에는 아이들기어 Gr의 작용에 의해서 축 Sc의 회전과는 역방향으로 회전하고, 그 해당축 Sc와의 상대 회전차가 극히 커지게 되는 현상이 일어난다.

또한, 특히 감속비가 큰 1단속용 및 후진용(리버스)기어 쌍(1G) 및 (6G)에 있어서는 작은 지름의 거어가 유동기어로 되어 있는 경우에는, 고속단위에 있어서 이들 기어의 축에 대한 유동시의 상대 회전속도가 대단히 높아져서, 그 축받이의 윤활조건은 유난히 가혹하게 되는 것이다.

이와 같이, 카운터축 Sc의 회전속도가 증대한 조건하에서는 상술한 바 종래공지의 것과 같이 싱크로메시장치를 모든 입력축상으로 배치하면, 입력축상의 변속기어는 모두 축에 대하여 상대적으로 회전이 자유로운 유동기어로 되며, 특히 감속비가 큰 1단속용 및 후진용(리버스)기어 쌍에 있어서, 작은 지름의 기어가 입력축상의 유동기어로 되는 관계 때문에 고속단위에 있어서 이들 기어의 축(입력축)에 대한 유동시의 상대회전 속도가 대단히 높아져서, 그 축받이에 있어서 눌어붙기(Seizure)등의 현상이 발생할 우려가 있다.

특히, 리버스 유동기어의 경우에는 아이들기어의 작용으로 축의 회전과는 역방향으로 회전하여 그 해당축과의 상대 회전차가 극히 커지게 되는 현상이 일어난다.

이 때문에, 본실시의 형태에서는 5단속과 후진단(리버스)을 전환하는 5단속-R전환용 싱크로 Yc와, 1단속과 2단속을 전환하는 1-2단속전환용 싱크로 Ya가 카운터 Sc축상에 배치되도록 하고 있으며, 리버스기어 쌍(6G) 및 1단속기어 쌍(1G)의 작은 지름의 기어(6Gi),(1Gi)는 함께 입력축 Si와 일체적으로 회전하는 고정기어로서 설치되게 되므로, 변속단위에도 불구하고 일정한 회전수(입력축 Si의 회전수)로 회전한다.

또, 유동기어로서 카운터축상에 설치되는 큰 지름의 기어(6Gc),(1Gc)는, 이들보다 카운터축과의 상대회전수가 낮게 되기 때문에 아웃풋-리덕션기어 타입에서 상기한 두 싱크로메시장치 Ya,Yc를 입력축 Si상에 배치한 경우와 같이 리버스기어 쌍(6G) 및 1단속용 기어 쌍(1G)의 각 유동기어와 입력축 Si사이에 일어나는 것처럼 큰 상대 회전수의 차는 일어나지 않게 된다.

그렇지만 상술한 바와 같이 아웃풋-리덕션기어 타입의 경우에는 고속단위에서의 카운터축 Sc의 회전수가 극히 높기때문에 역시, 카운터축 Sc상의 유동기어(1Gc),(2Gc),(5Gc) 및 (6Gc),그 중에서도 특히 작은 지름의 5단속용 유동기어(5G)에 있어서는 유동시에 있어서의 축받이의 윤활조건은 가혹하게 된다.

또, 리버스 기어계에 있어서, 고정기어(6Gi)와 유동기어(6Gc)와의 사이에 개재하는 리버스 아이들기어 (Gr)에 있어서도 그 축받이로의 윤활유공급을 어떻게 확실하게 할 것인가 하는 것은 중요한 사항이다.

본 실시형태에 있어서의 기어식 변속기 TM에서는, 통상적인 기어식 변속기의 경우와 마찬가지로 상기 변속기 TM의 케이스체내부(구체적으로는, 미션케이스(5)와 익스텐션하우징(6)의 내부)에 있어서의 하부에 윤활유가 일정한 레벨(도1에 있어서 2점 사슬선의 직선참조)까지 저류되어 있으며, 각 변속기어 쌍(1G∼6G)의 맞물림하는 부위나 유동기어(1Gi∼3Gi),(5Gi) 및 (6Gi)의 축받이부 또는 그 밖의 윤활유를 필요로 하는 부분으로의 윤활유의 공급은, 상기한 케이스체 내부의 하부에 저류된 윤활유를 하방측의 축인 카운터축 Sc에 설치된 기어의 회전력으로 끌어올려져서 행한다.

그리고, 이때 끌어올려진 윤활유는 그 대부분이 케이스체의 내벽에 부딪치고 이 내벽을 어느정도 따라서 낙하하게 되므로 열을 빼앗긴 다음, 어느정도 냉각된 상태로 필요한 부분에 공급되도록 되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 TM의 경우, 차체에 대하여 전,후방향으로 약간 경사한 상태로 설치되어 있으며, 윤활유의 유면도 이에 따라서 정지상태에 있어서 경사되어 있다.

또, 입력측에서 5개가 나란히 된 카운터기어(5Gc),(6Gc),(1Gc),(2Gc)및(3Gc)에 대응하는 오일저류부와 카운터축 Sc의 출력측 끝부 부근에 배치된 카운터기어 4Gc에 대응하는 오일저류부와의 사이에는 양자사이를 더욱 원활히 연통시키기 위해서 하방으로 움푹 들어간 오일패스(oil path)가 설치되어 있다.

이와 같은 방법으로 윤활유를 공급하는 경우, 상술한 바와 같이 카운터축 Sc 및 카운터기어의 회전에 따라서 일어나는 오일(윤활유)의 교반저항을 작게 하여 유온의 상승을 억제하기 위해서는 윤활유를 필요한 한도 이내로 극력 적게 하는 것이 바람직하고, 특히 본 실시형태에 있어서의 경우는, 아웃풋-리덕션기어 타입의 것이기 때문에 상술한 바와 같이 고속단위에서의 카운터축의 회전수가 인풋­리덕션기어 타입의 경우와 비교하여 상당히 높게 되고, 따라서 윤활유량의 저감이 더욱 요구되고 있다.

그래서, 본 실시형태에서는, 윤활유의 공급경로를 연구하므로서 윤활유량의 저감과 필요부분으로의 윤활유의 확실한 공급을 양립 달성할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 실시의 형태에서는 상기 입력축 Si과 출력축 So로 되는 제1축과, 상기 카운터축 Sc로되는 제2축과 상기 리버스 아이들축 Sr로 되는 제3축으로 축계를 구성하여, 각 축의 필요부분으로의 윤활유의 공급을 직렬경로로, 구체적으로는, 제3축(리버스 아이들축 Sr)에서 행하고, 다음으로 제1축(입력축 Si + 출력축 So),제2축(카운터축Sc)의 순서로 행하도록 하고 있다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이 입력측 Si의 가장 입력측쪽에 설치되어 있는 5단속용 고정기어(5Gi)의 우측상방에는 카운터축 Sc상의 기어로 끌어올려진 윤활유를 수집하기 위한 오일패스(20)이 클러치하우징(4)에 고정 되어 있고, 이 클러치하우징(4)에는 축지지부(11) 및 그 축지지부(11)에 의해서 외부 끼워맞춤된 축받이(Bi1) 및 (Bc1)과 프론트커버(15)로 구획형성된 오일체임버(22)로 통하는 연락통로(21)(①,②,③)이 설치되어 있다.

상기 오일체임버(22)는 도 4에 나타내는 바와 같이 상기의 연락통로(21)(①,②,③)에 대응한 오일받이부(22a),리버스 아이들축 Sr(제3축)의 축내 오일통로 Lr에 대응한 오일저류부(22b),입력축 Si의(즉,제1축의)입력측을 지지하는 볼베어링(ball bearing)(Bi1)에 외부 끼워맞춤하는 축받이 지지부(22c), 카운터축 Sc(제2축)의 입력측을 지지하는 원통형 롤러베어링(Bc1)에 외부 끼워맞춤하는 축받이지지부(22e)및 양 축받이지지부(22c),(22e)의 사이에 형성된 오일저류부(22d)를 구비한 유로를 갖는다.

상기 연락통로(21)의 ①,② 및 ③은 연락통로 ①이 연락통로 ②보다 높고, 연락통로 ③은 ①,②보다 낮다.

그래서 확실하게 Cr→Ci→Co라는 경로가 형성될 수 있다.

또한, 상기 연락통로 ①과 ②는 Ci를 사이에 끼고 각각 설정되므로 흐르는 오일은 모두 Ci를 경유할 수가 있다.

또한, 상기 프론트커버(15)의 내부 둘레부에는 입력축 Si의 외부 둘레부와의 사이에 시일부재(15s)가 장착되어 있다.

그리고, 카운터축 Sc의 입력축 끝부에는 5단속용 유동기어 5Gc의 축받이에 윤활유를 공급하기 위한 축내 오일통로 Lc가 설치되어 있다.

이 축내오일통로 Lc의 입구부와 카운터축 Sc의 입력측을 지지하는 원통형 롤러베어링 Bc1의 바깥바퀴 끝면의 사이에는 축단(軸端)커버(23)으로 덮혀 있다.

이상과 같은 구성에 있어서, 카운터축 Sc위의 기어로 끌어 올려진 윤활유는 변속기 TM의 케이스체(주로 미션케이스5)의 내벽에 충돌하고 이 내벽을 어느정도 타고 낙하하여 상기한 오일패스에 수집된다.

이 수집된 오일은 상기한 연락통로(21)을 통해서 오일체임버(22)내로 보내진다.

그리고, 먼저 상기 오일받이부(22a)에서 오일저류부(22b)로 공급되어 리버스 아이들축 Sr(제3축)의 축내오일통로 Lr로 보내진다.

위에서 설명한 바와 같이, 상기 리버스 아이들축 Sr의 축선 Cr의 높이위치는, 보다 바람직하게는 입력축 Si의 축선 Ci 보다 약간낮게 설정되어 있으며, 상기 오일저류부(22b)에 공급된 오일은 상기 축내의 오일통로 Lr을 채우고-넘치면, 입력축 Si의(즉,제1축의) 볼 베어링(Bi1)에 대한 축받이 지지부(22c)로 흘러들고, 상기 볼베어링(Bi1)을 윤활시킨 다음, 상기 오일저류부(22d)를 통해서 카운터축 Sc(제2축)의 원통형 롤러베어링(Bc1)에 대한 축받이 지지부(22e)에 공급된다.

그리고, 상기한 축단커버(23)에 의해서 안내되면서 카운터축 Sc의 축내오일통로 Lc로 도입되어 5단속용 유동기어(5Gc)의 축받이를 윤활하도록 되어 있다.

또한 상기의 축단커버(23)에는 작은 지름의 관통구멍(23h)가 설치되어 있으며, 이 관통구멍(23h)에서 상기 원통형 롤러베어링(Bc1)에 윤활유의 일부가 공급되도록 되어 있다.

이상, 설명한 바와 같이 본실시형태의 기어식 변속기 TM에 의하면 상기 입력축Si와 출력축 Sc,로 되는 제1축과, 상기 카운터축 Sc로 되는 제2축과, 상기 리버스 아이들축 Sr로 되는 제3축으로 축계를 구성하고, 각 축의 필요한 부분으로의 윤활유의 공급을 직렬경로로 행하도록 한 것이기 때문에 윤활유의 양을 어느정도 저감시킨 경우에도 각 축의 필요한 부분에 대하여 확실하고도 양호한 윤활유 공급이 가능하게 된다.

즉, 윤활유량의 저감과 필요한 부분으로의 윤활유의 확실한 공급을 양립시켜서 달성할 수가 있다.

이 결과, 필요한 부분의 윤활을 확실하게 한 뒤에 카운터축 및 카운터기어의 회전에 수반하여 일어나는 오일교반저항을 작게 할 수 있으며, 이는 유온의 상승을 억제함과 동시에 동력전달 효율의 저하도 억제할 수 있게 된다.

특히 상기 기어식 변속기 TM 은 이른바 아웃풋­리덕션기어 타입의 것이기 때문에 일반적으로 카운터축의 회전수가 높아서 오일교반저항이 커지게 되는 이와 같은 형의 변속기에 있어서, 보다 현저한 효과를 발휘할 수가 있다.

그리고 특히, 상기한 축계로의 윤활유의 공급을 제3축(리버스-아이들축 Sr)으로부터 하도록 한 것이기 때문에 아웃풋-리덕션기어 타입에 있어서, 윤활조건이 가혹한 리버스계의 리버스 아이들기어 Gr의 축받이에 대하여 확실하게 윤활유를 공급하여, 눌어붙는(Seizuer) 등의 불상사가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.

또한 이 경우에 있어서, 특히, 상기 축계로의 윤활유 공급은 제3축(리버스 아이들축 Sr), 제1축(입력축Si+출력축 So), 제 2축(카운터축 Sc)의 순서로 하도록 한 것이기 때문에 일반적으로 윤활유공급이 어려운 축에서부터 하게 되므로 각 축에서 일어날 수 있는 눌어붙음 등, 불상사를 효율적으로 방지할 수가 있다.

상기와 같이 축계로의 윤활유공급을 제3축(리버스 아이들축 Sr)에서부터 하게 되는 이유는, 리버스 아이들축(Sr)에 설치되는 기어(Gr)는 제1축(입력축 Si + 출력축 So)측과 제2축(카운터축 Sc)측에 각각 이물림하는 기어의 아이들 상황에 따라서 전진주행때에 역회전하고, 또, 지름도 크지 않기 때문에 고속단으로 주행할 때에는 고속회전을 한다.

따라서, 축에 눌어붙는 현상이 발생할 가능성이 높아진다.

그래서, 가장 윤활온도가 낮고 또 확실하게 오일량을 확보하고 있는 상태에서 리버스 아이들축에 오일을 공급할 수 있도록 오일공급경로를 설정하고 있는 것이다.

더우기, 상기 축계의 입력측을 덮는 프론트커버(15)에 윤활유공급 경로를 설치하였기 때문에 변속기 TM의 케이스체와는 별도인 상기의 커버체(15)를 바꿔주므로서 용이하게 윤활유공급 경로를 변경할 수가 있게 되어, 이와 같은 공급경로의 설정에 관해서도 그 융통성(자유도)을 높일 수가 있게 된다.

그리고, 본 발명은 이상과 같은 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 가령, 각 축의 필요한 부분으로의 윤활유공급을 직렬경로로 한다는 기술사상은 아웃풋-리덕션기어 타입뿐 아니라, 인풋-리덕션기어 타입의 기어식 변속기에도 적용할 수 있다.

또, 그 요지를 일탈하지 않은 범위에 있어서 여러가지 개량, 변형 또는 설계상의 변경이 가능하다는 것은 물론이다.

본원의 발명에 의하면, 상기한 입력축과 출력축으로 되는 제1축과, 카운터축으로 되는 제2축과 리버스 아이들기어로 되는 제3축으로 축계를 구성하고, 각 축의 필요한 부분에 윤활유공급을 직렬경로로 한 것이기 때문에 윤활유의 양을 어느정도 저감시킨 경유에도 각 축의 필요부분에 대하여 확실하고도 효율이 좋은 윤활유공급을 할 수 있게 된다.

즉, 윤활유의 저감과 필요한 부위로의 윤활유의 확실한 공급을 양립시켜 달성할 수가 있다.

이 결과, 필요한 부분의 윤활을 확실하게 한 다음, 카운터축 및 카운터기어의 회전에 수반하여 일어나는 오일교반저항을 작게 할 수 있게 되어 유온의 상승을 억제함과 동시에 동력전달의 효율저하를 억제할 수가 있다.

또한, 상기한 기어식 변속기가 상기 변속기어 쌍 가운데 카운터축의 회전을 출력축으로 감속하여 전달할 수 있는 감속기어 쌍의 각 기어가, 함께 카운터축과 출력축사이에서 일체로 회전하도록 구성된, 소위 아웃풋-리덕션기어 타입이므로 일반적으로 카운터축의 회전수가 높고 오일의 교반저항이 커지게 되는 아웃풋-리덕션기어 타입에 있어서 더욱 현저한 효과를 나타낼 수 있다.

그리고 상기 축계로의 윤활유공급을 제3축에서부터 하게 하므로서 아웃풋-리덕션기어 타입에 있어서, 윤활조건이 가혹한 리버스계의 리버스 아이들기어의 축받이에 대하여 확실하게 윤활유 공급을 행하여 눌어붙음 등의 불상사 발생을 방지할 수가 있다.

또한, 상기의 축계로의 윤활유공급은, 제3축, 제1축, 제2축의 순서로 행하게 하였기 때문에 일반적으로 윤활유공급이 어려운 축에서부터 윤활하게 되므로 각 축에서의 눌어붙음 등의 불상사를 효율적으로 방지할 수가 있게 된다.

더우기, 상기의 축계 입력측을 덮는 커버체에 윤활유의 공급경로가 설정되어 있기 때문에 변속기의 케이스체와는 별도인 상기 커버체를 바꿔주므로서 용이하게 윤활유의 공급경로를 변경할 수가 있고, 이와 같은 공급경로의 설정에 관해서 그 융통성을 높일 수가 있게 된다.

Claims (13)

1. 동일축선상에 인접하도록 배치된 입력축(Si) 및 출력축(So)과 이들 양축의 하방에 있어서 상기 양축과 평행으로 배치된 카운터축(Sc)과 각 변속단위에 각각 대응하여 상기 입력축(Si) 및 출력축(So)과 카운터축(Sc)에 한쌍으로 설치되어 서로 맞물리는 복수의 변속기어 쌍(1G∼6G)과, 상기 입력축(Si) 및 카운터축(Sc)과 평행으로 배치되어 양축에 설치된 후진용 기어 쌍(6G)과 맞물림하는 아이들기어(Gr)를 지지하는 리버스 아이들축(Sr)과, 선택된 변속단위에 대응한 소정의 변속기어 쌍으로 입력축(Si)에서 카운터축(Sc)을 통해서, 또는 직접 출력축(So)으로 동력이 전달되도록 동력전달 경로를 전환시키는 동력전달 전환기구를 구비함과 동시에, 케이스내의 하부에 저류된 윤활유를 상기 카운터축(Sc)에 설치된 기어의 회전력으로 끌어올려 필요한 부분에 윤활유를 공급하도록 한 기어식 변속기(TM)에 있어서, 상기의 입력축(Si)과 출력축(So)으로 되는 제1축과 상기 카운터축(Sc)으로 되는 제2축과 상기 리버스 아이들축(Sr)으로 되는 제3축으로 축계를 구성하고 각 축의 필요한 부분으로의 윤활유공급을 직렬경로로 한 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
2. 제1항에 있어서,

   복수의 축을 축지지하는 축지지벽의 축받이부에, 윤활유를 직렬경로로 공급함에 있어서, 리버스 아이들축(Sr)을 축지지하는 축받이부에 최초로 공급하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 윤활유는 제3축(리버스 아이들축 Sr), 제 1축(입력축 Si + 출력축 So), 제 2축(카운터축 Sc)의 순서로 공급되어 윤활하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
4. 제3항에 있어서,

   상기 각 축의 위치는 위로부터, 제1축, 제3축, 제2축의 순서로 배치되며, 제3축과 제1축의 연결통로를 제1축과 제2축의 연결통로보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
5. 제3항에 있어서,

   상기의 각 연결통로(제3축 - 제1축 및 제1축 - 제2축)은 각각 제1축을 가운데에 끼고 별도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
6. 제3항에 있어서,

   상기 각 축의 축받이의 지름은 제1축 〉제2축 〉제3축으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
7. 제2항에 있어서,

   클러치하우징(4)에 고정되어 있는 오일패스(20)이 축방향으로 뻗어서 기어에서 비산하는 오일을 수집하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
8. 제2항에 있어서,

   축받이부에 윤활유를 직렬경로로 공급함에 있어서,

   리버스 아이들축(제3축)(Sr)의 끝부를 축지지하며, 축내에 설치된 축내오일통로(Lr)에 공급하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
9. 제8항에 있어서,

   리버스 아이들기어(Gr)는 축에 대하여 아이들상태이며, 그 곳에 윤활유를 공급하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
10. 제2항에 있어서,

    축받이부에 윤활유를 직렬경로로 공급함에 있어서,

    카운터축(제2축)(Sc)의 끝부를 축지지하며, 축내에 설치된 축내 오일통로 (Lc)에 공급하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
11. 제10항에 있어서,

    카운터축의 카운터기어(Gc)는 카운터축에 대하여 아이들상태이며, 그 기어에 윤활유를 공급하는 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
12. 제2항에 있어서,

    축지지벽의 측면에 설치되는 프론트커버(15)에 윤활유공급 통로를 형성한 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.
13. 제2항에 있어서,

    상기 기어식변속기가 상기 변속기어 쌍 가운데, 카운터축의 회전을 출력축에 감속하여 전달 할 수 있는 감속기어 쌍의 각기어가 함께 카운터축과 출력축의 사이에서 축과 함께 일체로 회전할 수 있도록 구성된 변속기인 것을 특징으로 하는 기어식 변속기 구조.