KR19990021331U - 수동변속기의 역진 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 입력축에 일방향 클러치를 장착하여 경사로에서 발진시에 차량이 뒤로 밀리는 것을 막아 운전의 편의성을 증대시킬 수 있는 수동변속기의 역진 방지장치에 관한 것으로서, 이 역진 방지장치는 공간부(62)를 사이에 두고 입력축(2)의 외주부를 감싸고 있으며, 외측면에는 다수의 가압돌기(54)가 형성되어 있는 아웃터 레이스(52)와, 입력축(2)과 아웃터 레이스(52)간의 공간부(62)에 장착되는 스프래그(50)와, 가압돌기(54)를 밀고 있는 스프링(60)이 설치된 다수의 수납홈(58)이 형성되어 있는 아웃터 레이스 허브(56)로 구성되어 있다.

Description

수동변속기의 역진 방지장치

본 고안은 수동변속기의 역진 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 입력축에 일방향 클러치를 장착하여 경사로에서 발진시에 차량이 뒤로 밀리는 것을 막아 운전의 편의성을 증대시킬 수 있는 수동변속기의 역진 방지장치에 관한 것이다.

자동차에서 주로 채용하는 변속기는 변속방식에 따라 수동 변속기와 자동 변속기로 구분할 수 있으며, 엔진의 토오크를 변환시켜 바퀴로 전달하는 기능 이외에도, 정차시 엔진의 공회전을 가능하게 하고, 구동륜의 회전방향을 변환시켜 후진을 가능케 한다.

수동 변속기는 입력축에 설치된 다수의 기어들을 기계적인 기구의 조작에 의해 변속비를 얻는 것으로, 기어 치합을 위해서 변속이 용이하고 하중 부담능력이 뛰어난 동기치합방식의 싱크로메시 기구를 많이 채용하고 있다. 또한, 넓은 실내 공간의 확보와 연비향상의 측면에서 전륜구동(FF)방식의 차량이 증가되고 있으며, 이러한 추세에 따라 변속기의 길이도 점차 줄어드는 경향이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 수동 변속기의 단면도이다. 자동차용 수동 변속기는 베어링(44, 46)을 개재하여 변속기 하우징(10)에 회전 가능하게 장착되는 입력축(2)과 주축(4) 및 아이들 기어(40)가 축방향으로 이동 가능하게 장착되는 아이들 샤프트(6)를 구비하고 있다. 입력축(2)의 선단부(엔진에 가까운 쪽의 끝을 가리킴)는 도시하지 않은 엔진에 작동적으로 연결되어 엔진의 회전력을 전달받는다.

입력축(2)에는 선단부로부터 차례대로 4단 구동기어(14), 3단 구동기어(16), 2단 구동기어(18), 리버스 기어(24), 1단 구동기어(20)와 5단 구동기어(22)가 설치되어 있다. 이 중에서 5단 구동기어(22)는 니들 베어링을 개재하여 입력축(2)에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 나머지 구동기어 들은 입력축(2)과 일체로 회전할 수 있도록 입력축(2)상에 고정되어 있다.

입력축(2)으로부터 전달되는 동력을 다양한 변속비로 변환한 다음, 차동장치(8)를 통해 구동바퀴로 전달하는 주축(4)에는 선단부로부터 차례대로 4단 종동기어(28), 3단 종동기어(30), 2단 종동기어(32), 리버스 카운터기어(34), 1단 종동기어(36)와 5단 종동기어(38)가 설치되어 있다. 이들 종동기어들은 니들 베어링을 개재하여 주축(4)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 또한, 3단 종동기어(30)와 4단 종동기어(28)사이에는 3-4단 싱크로메시 기구(26)가 장착되어 있으며, 1단 종동기어(36)와 2단 종동기어(34)사이에는 1-2단 싱크로메시 기구(32)가 장착되어 있다.

여기에서, 3-4단 싱크로메시 기구(26)는 3단 종동기어(30)나 4단 종동기어(28)중 어느 하나를 주축(4)에 대하여 선택적으로 고정시킴으로써, 3단 구동기어(16) 또는 4단 구동기어(14)를 통해 입력축(2)으로부터 전달되는 동력을 차동장치(8)로 전달하여 3속 또는 4 속의 변속비를 얻는다. 또한, 1-2단 싱크로메시 기구(32)는 1단 종동기어(36)나 2단 종동기어(34)중 어느 하나를 주축(4)에 대하여 선택적으로 고정시켜, 1단 구동기어(20) 또는 2단 구동기어(18)를 통해 입력축(2)으로부터 전달되는 동력을 차동장치(8)로 전달하여 1속 또는 2 속의 변속비를 얻는다. 동일한 원리에 따라서, 5단 종동기어(38)는 도시하지 않은 싱크로메시 기구를 개재하여 5단 구동기어(22)를 통해 입력축(2)으로부터 전달된 동력을 차동장치(8)로 보내 5속의 변속비를 얻는다.

입력축(2)을 통해 전달되는 토오크의 회전 방향을 변화시켜 후진을 가능케 하는 아이들 샤프트(6)에는 아이들 기어(40)가 축방향을 따라 미끄럼 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 그러므로, 아이들 기어(40)의 연장부에 형성되어 있는 포크 걸림홈(42)에 삽입되는 시프트 포크를 조작하면, 아이들 기어(40)는 아이들 샤프트(6)를 따라 선단부로 이동하여 입력축(2)상의 리버스 기어(24) 및 주축(4)상의 리버스 카운터기어(34)와 맞물린다. 따라서, 리버스 기어(24)를 통해 입력축(2)으로부터 전달되는 엔진의 회전력은 아이들 기어(40)를 지나면서 회전방향이 바뀐 다음에, 리버스 카운터기어(34)를 통해 주축(4)으로 전달되어 차량의 후진을 가능케 한다.

이러한 구성을 지닌 종래의 수동변속기에서는 경사로에서 정차한 후에 다시 출발할 경우, 중력에 의해 차량이 뒤로 밀리게 되어 후방의 차량과 충돌하는 사고가 발생된다. 이를 해결하기 위한 다수의 역진 방지장치가 소개되었으나, 이들은 모두 중간축이나 출력축 및 액슬 샤프트 등에 설치되어 있기 때문에 역진 방지 기능을 구현하기가 매우 힘들다.

또, 변속기 입력축에 역진 방지장치를 설치한 경우도 있으나, 기어 변속이 어려운 단점이 있어 실용화되지 못하고 있다. 즉, 수동변속기의 경우에 기어 변속을 위해서는 서로 다른 속도로 회전하고 있는 기어를 동기화장치로 동기시켜야 하고, 동기화장치가 쉽게 동기되기 위해서는 기어가 원주 방향으로 어느 정도의 유격을 갖도 회전(꺼덕거림)할 수 있어야 한다. 그러나 입력축에 설치되어 있는 종래의 역진방지는 동기화에 필요한 원주 방향 꺼덕거림이 없기 때문에 기어 변속이 상당히 어렵다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 고안은 수동변속기의 입력축에 일방향 클러치와 바깥 레이스를 설치한 다음, 바깥 레이스의 흔들림을 방지하는 스프링을 끼워서 한쪽 방향으로만 회전되도록 하여 경사로 출발시에 후진을 방지할 수 있는 수동변속기의 역진 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 수동변속기의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 역진 방지장치가 설치된 수동변속기의 구성을 보인 단면도,

도 3은 본 고안에서 채용한 수동변속기의 역진 방지장치를 보인 횡단면도,

도 4는 본 고안에서 채용한 수동변속기의 역진 방지장치를 보인 종단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

2:입력축 4:중간축

6:아이들러 샤프트 8:차동장치

50:스프래그 52:아웃터 레이스

54:가압돌기 56:아웃터 레이스 허브

58:수납홈 60:스프링

상술한 본 고안의 목적은 엔진에 작동적으로 연결되는 것으로 다수의 구동기어와 리버스 기어가 설치된 입력축과, 입력축에 대하여 평행하게 배열되며 싱크로메시 기구의 작동에 따라 입력축에 설치된 구동기어 및 리버스 기어와 선택적으로 맞물림되는 종동기어 및 리버스 카운터기어가 설치된 주축과, 입력축에 설치된 리버스 기어를 통해 전달되는 엔진의 회전력을 주축에 설치된 리버스 카운터기어로 전달하여 후진을 가능케 하는 아이들 샤프트로 구성되는 자동차용 수동 변속기에 있어서, 공간부를 사이에 두고 입력축의 외주부를 감싸고 있으며, 외측면에는 다수의 가압돌기가 형성되어 있는 아웃터 레이스와, 입력축과 아웃터 레이스간의 공간부에 장착되는 스프래그와, 가압돌기를 밀고 있는 스프링이 설치된 다수의 수납홈이 형성되어 있는 아웃터 레이스 허브로 이루어진 것을 특징으로 하는 수동변속기의 역진 방지장치에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도 2와 도 4를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 수동변속기의 역진 방지장치에 대하여 설명하기로 한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일 부호로 표시하되, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.)

도 2는 본 고안에 따른 역진 방지장치가 설치된 수동변속기의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 본 고안에서 채용한 수동변속기의 역진 방지장치를 보인 횡단면도이며, 도 4는 본 고안에서 채용한 수동변속기의 역진 방지장치를 보인 종단면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 경사로에서 차량이 뒤로 밀리는 것을 막기 위한 방안으로 입력축(2)에 일방향 클러치를 설치하였다. 이를 위해서, 입력축(2)의 외주부에는 아웃터 레이스(52)를 설치하였으며, 입력축(2)과 아웃터 레이스(52)사이에는 스프래그(50)를 삽입하였다. 이 스프래그(50)는 도 3에 도시된 바와 같은 형상을 지니며, 입력축(2)의 일방향 회전을 가능케 한다.

도 3에는 본 고안에서 채용한 일방향 클러치가 도시되어 있다. 이를 상세히 살펴보면, 엔진의 동력을 전달받아 회전하는 입력축(2)의 외주부에는 공간부(62)를 사이에 두고 아웃터 레이스(52)가 배치되어 있으며, 공간부(62)에는 스프래그(50)가 삽입되어 있다. 아웃터 레이스(52)의 외주면에는 다수의 가압돌기(54)가 형성되어 있다. 실제로는 입력축(2)과 아웃터 레이스(52)사이의 공간부에 다수의 스프래그(50)가 배치되지만, 도시의 목적상 스프래그(50)는 하나만을 나타내었다.

아웃터 레이스(52)의 외측에는 스프래그(50)를 통해서 입력축(2)의 동력을 전달받아 아웃터 레이스(52)가 선택적으로 고정됨으로써, 엔진의 동력이 일방향으로만 전달되도록 하는 아웃터 레이스 허브(56)가 배치되어 있다. 아웃터 레이스 허브(56)의 내접면에는 다수의 수납홈(58)이 형성되어 있다. 이 수납홈(58)에는 스프링(60)에 의해 아웃터 레이스(52)의 외주면에 형성된 가압돌기(54)가 탄성적으로 삽입되어 있다.

이와 같이, 아웃터 레이스 허브(56)에 수납홈(58)을 형성하여, 아웃터 레이스(52)가 일정한 유격을 갖고 원주방향으로 움직일 수 있도록 하였다. 여기에서, 수납홈(58)에 설치된 스프링(60)은 아웃터 레이스(52)와 아웃터 레이스 허브(56)사이의 유격으로 아웃터 레이스(52)가 흔들리는 것을 방지하게 된다. 이와 같이, 아웃터 레이스(52)의 가압돌기(54)와 수납홈(58)간에 제공되는 유격에 의해 입력축(2)이 원주 방향으로 꺼떡거릴 수 있기 때문에, 기어 변속을 용이하게 실시할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 바와 같이, 입력축(2)과 아웃터 레이스(52)사이의 공간부에 삽입되어 있는 스프래그(50)에 의해서 입력축(2)을 통해 엔진으로부터 전달된 동력이 한쪽방향으로만 회전할 수 있다. 즉, 수동변속기의 입력축(2)은 전진할 때와 후진할 때에 모두 엔진의 회전방향과 같은 방향으로 회전하기 때문에, 입력축(2)이 엔진의 회전방향과 반대로 회전을 못하게 하면 차량이 경사로에서 밀리지 않게 된다.

이와 같은 구성을 지닌 역진 방지장치에 있어서, 입력축(2)이 화살표(P)로 나타낸 바와 같이, 엔진의 회전방향과 동일한 방향으로 회전하는 경우에는 스프래그(50)가 가상선으로 도시한 상태로 눕게되어 회전을 가능케 한다. 그러나, 아웃터 레이스(52)가 반대방향으로 회전되는 경우에는 수납홈(58)내의 스프링(60)에 의해서 가압돌기(54)가 한쪽으로 밀착되면서 스프래그(50)가 실선으로 도시한 상태로 직립되어 입력축(2)의 회전이 제지됨으로써 역진을 막는다. 즉, 아웃터 레이스(52)가 반대방향으로 회전되는 경우에, 스프래그(50)는 아웃터 레이스(52)와 아웃터 레이스 허브(56)사이에서 허용하는 회전각 이상으로 회전되지 못하므로, 입력축(2)의 역방향 회전이 제지된다.

이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 경사로에서 정차 후에 다시 출발할 때에 뒤쪽으로 밀리는 것이 방지되어 운전을 편리하게 할 수 있으며, 특히, 초보자의 경우에도 언덕길 밀림에 대한 불안감을 해소할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 엔진에 작동적으로 연결되는 것으로 다수의 구동기어와 리버스 기어(24)가 설치된 입력축(2)과, 상기 입력축(2)에 대하여 평행하게 배열되며 싱크로메시 기구의 작동에 따라 상기 입력축(2)에 설치된 구동기어 및 리버스 기어와 선택적으로 맞물림되는 종동기어 및 리버스 카운터기어(34)가 설치된 주축(4)과, 상기 입력축(2)에 설치된 리버스 기어(24)를 통해 전달되는 엔진의 회전력을 상기 주축(4)에 설치된 리버스 카운터기어(34)로 전달하여 후진을 가능케 하는 아이들 샤프트(6)로 구성되는 자동차용 수동 변속기에 있어서,

   공간부(62)를 사이에 두고 상기 입력축(2)의 외주부를 감싸고 있으며, 외측면에는 다수의 가압돌기(54)가 형성되어 있는 아웃터 레이스(52)와,

   상기 입력축(2)과 상기 아웃터 레이스(52)간의 공간부(62)에 장착되는 스프래그(50)와,

   상기 가압돌기(54)를 밀고 있는 스프링(60)이 설치된 다수의 수납홈(58)이 형성되어 있는 아웃터 레이스 허브(56)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수동변속기의 역진 방지장치.