KR20020044927A

KR20020044927A - 수동변속기의 클러치기어어셈블리

Info

Publication number: KR20020044927A
Application number: KR1020000074197A
Authority: KR
Inventors: 김남호
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사; 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-19

Abstract

본 발명은 자동차의 수동변속기 내부의 기어가 회전될 때에 기어들 사이에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 하는 기어구조에 관한 것으로서, 입력축 또는 출력축에 회전 가능한 상태로 결합되는 허브와, 상기 허브의 외측에 변속기어와 치합되는 변속기어부와 싱크로나이저링에 원추클러치로 결합되는 원추클러치부 및 슬리브가 기어결합되는 클러치기어부로 이루어진 기어부와, 상기 허브와 기어부를 연결하며 축의 회전방향으로 댐핑력을 제공하도록 설치된 댐핑수단으로 구성된 수동변속기 클러치기어어셈블리를 제공함으로써, 수동변속기의 입력축 또는 출력축에서 동력전달과 상관없이 항상 변속기어와 클러치기어어셈블리가 맞물려 돌아가면서 양측 기어의 이가 서로 맞닿으면서 발생시키는 소음(rattle)을 러버댐퍼에 의해 흡수 또는 차단하여 변속기의 외부로 흘러나오지 못하도록 함으로써, 정숙하고 쾌적한 운전상태를 확보할 수 있다.

Description

수동변속기의 클러치기어어셈블리{CLUTCH-GEAR-ASSEMBLY OF MANUAL TRANSMISSION}

본 발명은 자동차의 수동변속기에 관한 것으로서, 특히 변속기 내부의 기어가 회전될 때에 기어들 사이에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 하는 기어구조에 관한 것이다.

변속기는 전륜구동방식의 경우에는 엔진과 전륜차동기어 사이에 설치되고, 후륜구동방식의 경우에는 엔진과 추진축 사이에 설치되며, 엔진의 회전력과 속도를 차량의 주행상태에 알맞게 변화시켜 구동바퀴로 전달하는 장치로서, 그 작동방식에 따라서, 수동변속기, 자동변속기, 무단변속기 등으로 구분된다.

여기서, 상기 수동변속기는 다단의 변속단을 구비하여 차량의 주행상태에 가장 근접한 변속단을 제공하도록 하는 것으로서, 각 변속단의 구분이 있다는 점과 조작이 불편하다는 단점이 있으나, 구조가 비교적 간단하고 고장이 적으며 저렴하기 때문에 자동변속기나 무단변속기의 보편화에도 불구하고 여전히 널리 사용되고 있다.

이러한 수동변속기의 대표적인 형태로 동기 물림식 변속기가 사용되는 바, 여기에는 다수개의 각 변속단을 구현하는 변속기어 및 클러치기어어셈블리와, 선택된 클러치기어어셈블리와의 치합상태를 전환하는 싱크로메시기구와, 상기 싱크로메시기구를 변속레버의 조작에 따라 선택적으로 작동시키는 쉬프트레일장치로 구성되어 있다.

즉, 도 1에 도시된 2축방식의 변속기를 보면, 엔진으로부터의 회전력을 클러치를 통해 전달받는 입력축(50)이 출력축(52)과 평행하게 설치되어 있으며, 상기 입력축(50)에는 제1속변속기어(54)와 리버스기어(56) 및 제2속변속기어(58)가 설치되고, 상기 출력축(52)에는 제3속변속기어(60)와 제4속변속기어(62) 및 제5속변속기어(64)가 설치되어 있으며, 상기 입력축(50)에는 상기 출력축(52)의 각 변속기어(66)와 치합된 상태로 입력축(50)에 대해서는 회전 가능한 상태로 제3속클러치기어어셈블리(68)와 제4속클러치기어어셈블리(70) 및 제5속클러치기어어셈블리(72)가 설치됨과 동시에 이들 클러치기어어셈블리(74)가 입력축(50)에 직결되도록 할 수 있는 3-4단싱크로메시기구(76) 및 5단싱크로메시기구(78)가 설치되어 있다.

아울러, 상기 출력축(52)에는 상기 제1속변속기어(54)와 제2속변속기어(58)와 각각 치합되고 상기 출력축에 대해서는 회전 가능한 상태로 제1속클러치기어어셈블리(80) 및 제2속클러치기어어셈블리(82)가 설치되고 이들 클러치기어어셈블리(74)를 출력축(52)에 직결시킬 수 있는 1-2단싱크로메시기구(84)가 설치되어 있으며, 출력축(52)은 차동기어장치(86)에 연결되어 변속된 회전력을 차축으로 전달할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 싱크로메시기구(88)는 입력축(50) 또는 출력축(52)과 함께 회전되도록 결합되어 있는 허브(90)와, 상기 허브(90)에 스플라인 결합되어 있는 슬리브(92)와, 상기 각 변속단의 클러치기어어셈블리(74)에 원추형으로 결합될 수 있도록 설치된 싱크로나이저링(94)과, 상기 슬리브(92)와 허브(90)사이에 설치되어 상기 싱크로나이저링(94)을 클러치기어어셈블리(74)쪽으로 미는 역할을 하는 키이(96) 등으로 구성되어 있다.

또한, 상기 클러치기어어셈블리(74)에는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 변속기어(66)와 치합되는 변속기어부(74a)와 상기 싱크로나이저링(94)이 결합되는 원추클러치부(74b) 및 상기 슬리브(92)가 결합되는 클러치기어부(74c)가 함께 일체로 형성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 변속기의 변속동작은 운전자의 변속레버 조작이 도시되지 않은 쉬프트레일을 선택하여 직선 이동시키면 쉬프트레일에 설치된 쉬프트포크가 상기 싱크로메시기구(88)의 슬리브(92)를 이동시키고, 슬리브(92)는 허브(90)에서 슬라이딩하면서 키이(96)를 이동시켜 싱크로나이저링(94)에 압력을 제공하며, 상기 싱크로나이저링(94)은 그 압력으로 클러치기어어셈블리(74)의 원추클러치부(74b)와 원추 클러치 상태로 결합되면서 허브(90)와 클러치기어어셈블리(74)의 회전 속도차를 상쇄시키며 동기한다.

상기와 같이 동기되면 슬리브(92)가 더욱 이동되면서 클러치기어부(74c)에 완전히 치합되어 허브(90)와 클러치기어어셈블리(74)를 기어로써 연결하므로 입력축(50)으로 전달된 회전력은 선택된 변속단의 클러치기어어셈블리(74)의 변속기어부(74a)와 변속기어(66)를 통해 변속되어 출력축(52)으로 전달되는 것이다.

이상과 같이 구성되어 동작하는 수동변속기는 결국 입력축(50)과 출력축(52)에 서로 대향하여 설치된 각 변속단의 변속기어(66)와 클러치기어어셈블리(74)의 변속기어부(74a)가 서로 물려있는 상태에서, 상기 클러치기어어셈블리(74)는 축에 대해 자유로운 회전상태에 있고 변속기어(66)는 축과 함께 회전되고 있는 상태에서, 상기 싱크로메시기구(88)에 의해 해당 클러치기어어셈블리(74)가 축과 함께 연동되어 회전되면 클러치기어어셈블리의 변속기어부(74a)에 물려있는 변속기어(66)와의 기어비에 따라서 원하는 변속이 이루어져 출력축(52)에 변속된 회전력이 전달되는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같이 변속기어(66)와 항시 물려있는 변속기어부(74a)를 가진 클러치기어어셈블리(74)는 축에 대해 자유로운 회전이 가능한 상태에서 변속기어(66)의 회전에 의해 항상 공회전되면서 변속기어(66)의 이와 변속기어부(74a)의 이가 계속해서 결합하는 동안 이와 이의 부딪침에 의해 소음(RATTLE)을 발생시키게 된다.

상기한 바와 같은 소음이 발생되면 도 3에 도시된 일반적인 변속기의 소음 발생 및 유출 경로와 같은 상태로 외부로 전해져서 운전자에게 불쾌감을 주고 쉽게 피로를 느끼게 하는 원인이 되는 바, 이 같은 소음을 저하시키기 위해서 변속기어(66)와 클러치기어어셈블리의 변속기어부(74a)는 헬리컬기어로 구성하고 있다.

그러나, 헬리컬기어는 축방향의 추력을 발생케 하는 문제점을 가지고 있으며, 비교적 소음의 정도가 저감되기는 하였지만 여전히 문제시될 수 있는 수준으로서 별도의 대책이 필요한 실정이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수동변속기의 상시 기어물림상태에서의 기어회전에 의해 발생되는 소음을 저감시켜 정숙한 운전상태를 구현할 수 있는 수동변속기의 클러치기어어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 수동변속기의 클러치기어어셈블리는 축에 회전 가능한 상태로 결합되는 허브와, 상기 허브의 외측에 변속기어와 치합되는 변속기어부와 싱크로나이저링에 원추클러치로 결합되는 원추클러치부 및 슬리브가 기어결합되는 클러치기어부로 이루어진 기어부와, 상기 허브와 기어부를 연결하며 축의 회전방향으로 댐핑력을 제공하도록 설치된 댐핑수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 수동변속기의 내부구조도,

도 2는 도 1의 클러치기어어셈블리의 부분단면도,

도 3은 종래의 수동변속기 소음발생 상태를 도시한 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 수동변속기 클러치기어어셈블리의 구조를 도시한 부분도,

도 5는 도 4의 A-A'선 단면도,

도 6은 본 발명 수동변속기 클러치기어어셈블리의 다른 실시예를 도시한 부분도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 허브3: 기어부

3a,74a: 변속기어부3b,74b: 원추클러치부

3c,74c: 클러치기어부5: 러버댐퍼

50: 입력축52: 출력축

66: 변속기어74: 클러치기어어셈블리

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다. 아울러, 종래 기술의 설명에 사용했던 부품과 동일한 부품의 명칭 및 기호는 동일하게 사용하여 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 수동변속기의 클러치기어어셈블리의 일부를 도시한 정면도 및 단면도로서, 축에 회전 가능한 상태로 결합되는 허브(1)와, 상기 허브(1)의 외측에 변속기어(66)와 치합되는 변속기어부(3a)와 싱크로나이저링(94)에 원추클러치로 결합되는 원추클러치부(3b) 및 슬리브(92)가 기어결합되는 클러치기어부(3c)로 이루어진 기어부(3)와, 상기 허브(1)와 기어부(3)를 연결하며 축의 회전방향으로 댐핑력을 제공하도록 설치된 댐핑수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 댐핑수단은 상기 허브(1)의 외주면을 원형으로 감싸면서 상기 기어부(3)의 내주면에 접합된 러버댐퍼(5)로 구성하였다.

물론, 상기 러버댐퍼(5)의 형성구조는 이외에도 도 6에 도시된 바와 같이 상기 허브(1)와 기어부(3) 사이를 단순한 원형 이외에 굴곡을 가진 원형으로 하고 그사이를 고무재질로 채우는 구조로 형성할 수도 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 수동변속기 클러치기어어셈블리가 사용될 때 소음이 저감되는 것을 살펴보면, 변속기어(66)가 축에 고정된 상태로 축에 대해 자유로운 상태로 회전되고 있는 클러치기어어셈블리의 변속기어부(3a)에 맞물려 회전되고 있다가, 운전자의 변속조작력을 전달받은 싱크로메시기구(88)에 의해 해당 변속단의 클러치기어어셈블리가 축과 연동하게 되면서 변속기어부(3a) 및 이에 맞물린 변속기어(66)의 기어비에 따라 변속된 회전력을 출력축(52)에 전달하게 되는 바, 동력을 전달하지 않고 있는 나머지 변속단의 변속기어(66)와 클러치기어어셈블리의 변속기어부(3a)도 계속 맞물리면서 회전된다.

이때, 상기 클러치기어어셈블리는 변속기어부(3a)가 변속기어(66)와 맞물려 회전되면서 서로의 이가 맞닿으면서 내는 소음을 흡수 및 차단하는 바, 기어부(3)에서 발생한 소음은 상기 러버댐퍼(5)에 의해 일부는 흡수되고 일부는 차단되어 허브(1)로 거의 전해지지 않게 되므로 입력축(50) 또는 출력축(60)을 매개로 하여 외부로 흘러나오는 소음을 현저히 저감시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수동변속기의 입력축 또는 출력축에서 동력전달과 상관없이 항상 변속기어와 클러치기어어셈블리의 변속기어부가 맞물려 돌아가면서 양측 기어의 이가 서로 맞닿으면서 발생시키는 소음(rattle)을 러버댐퍼에 의해 흡수 또는 차단하여 변속기의 외부로 흘러나오지 못하도록 함으로써, 정숙하고 쾌적한 운전상태를 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

축에 회전 가능한 상태로 결합되는 허브와, 상기 허브의 외측에 변속기어와 치합되는 변속기어부와 싱크로나이저링에 원추클러치로 결합되는 원추클러치부 및 슬리브가 기어결합되는 클러치기어부로 이루어진 기어부와, 상기 허브와 기어부를 연결하며 축의 회전방향으로 댐핑력을 제공하도록 설치된 댐핑수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 클러치기어어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 댐핑수단은 상기 허브의 외주면을 감싸면서 상기 기어부의 내주면에 접합된 러버댐퍼인 것을 특징으로 하는 수동변속기의 클러치기어어셈블리.