KR200227360Y1 - 자동차의수동변속기 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 자동차의 수동 변속기에 관한 것으로서, 특히 변속비를 발생하는 기어를 3쌍으로 하고 기어가 설치되는 축을 지지하는 베어링을 4개로 구성함으로써 전진 5단과 후진 2단은 용이하게 실현하고 변속기의 경량화 및 소형화를 도모할 수 있도록 자동차의 수동 변속기에 관한 것이다.
상기 본 고안은 변속기하우징에 삽입되며 엔진의 회전력을 전달하는 입력축과, 상기 하우징내에서 상기 입력축과 일직선상에서 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 변속된 회전력을 출력하는 주축과, 상기 하우징내에서 상기 주축과 평행성상에서 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 입력축의 회전력을 주축에 전달하는 부축과, 상기 입력축과 부축 상에 설치도어 선택적으로 부축에 입력되는 변속비를 가변하는 입력동력가변수단과, 상기 주축과 부축 상에 설치되어 선택적으로 주축에 입력되는 변속비를 가변하거나 주축의 회전 방향을 가변하는 출력동력가변수단으로 이루어진다.

Description

자동차의 수동 변속기
본 고안은 자동차의 수동 변속기에 관한 것으로서, 특히 변속비를 발생하는 기어를 3쌍으로 하고 기어가 설치되는 축을 지지하는 베어링을 4개로 구성함으로써 전진 5단과 후진 2단은 용이하게 실현하고 변속기의 경량화 및 소형화를 도모할 수 있도록 자동차의 수동 변속기에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 수동 변속기는 변속기와 엔진 사이에 장착되는 클러치에 의하여 엔진의 동력 전달이 단속되며, 운전자가 변속 레버로 선택하는 변속단 선택을 변속기에 전달하는 엔진의 회전비를 변화시키게 하는 기어열 및 동기장치 등을 구비하고 있다.
예컨대 종래 수동 변속기의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(미도시)으로부터의 동력을 전달하는 입력축(1)과, 변속기하우징(3)의 내부에 두 개의 축 즉 주축(5)과 부축(7)이 회전 가능하게 병설되어 다수의 기어열이 배치되어 5속과 후진 변속을 실현하게 된다.
상기 입력축(1)상에는 드라이드기어(9)가 연동하도록 배치되며, 상기 입력축(1)은 변속기하우징(3)에 삽입되어 상기 드라이브기어(9)를 변속기하우징(3)의 내부에 배치되게 한다.
상기 주축(5)은 상기 입력축(1)과 일직선상에서 독립적으로 설치되며, 이 주축(5)상에는 3속기어(11), 2속기어(13), 1속기어(15), 후진기어(17) 및 5속기어(19)와, 3속 및 4속 동기장치(21), 1속 및 2속 동기장치(23) 그리고 5속 및 후진변속 동기장치(25)가 배치된다.
그리고 부축(5)에는 상기 드라이브기어(9)와 맞물리는 드리븐기어(27), 상기 3속기어(11)와 항상 맞물리는 3속연결기어(29), 상기 2속기어(13)와 항상 맞물리는 2속연결기어(31), 상기 1속기어(15)와 항상 맞물리는 1속연결기어(33), 상기 후진기어(17)를 역방향으로 작동시키도록 아이들기어(35)를 사이에 두고 연결되는 후진연결기어(37), 그리고 상기 5속기어(19)와 항상 맞물리는 5속연결기어(39)가 배치된다.
물론 상기 주축(5)의 출력측에는 통상 차동장치(미도시)의 링기어(미도시)와 연결되어 구동 바퀴로 동력을 전달하게 된다.
여기서 상기 주축(5)에 설치된 기어들(11,13,15,17,19)은 주축(5)과 독립적으로 연동하는 것으로서, 상기 동기장치(21,23,25)에 의하여 주축(5)과 연동하게 되며, 상기 동기장치(21)는 선택적으로 드라이브기어(9)와 연결되어 입력축(1)과 주축(5)을 일체로 회전되게 한다.
그리고 상기 부축(7)에 설치된 기어들(27,29,31,33,35,37,39)은 부축(7)과 항상 연동하게 된다.
물론 종래 수동변속기는 상기 입력축(1)을 지지하는 제1베어링(41), 상기 주축(5)의 두 부분을 지지하는 제2,제3베어링(43,45) 그리고 부축(7)의 양단 및 가운데를 지지하는 제4,제5,제6베어링(47,49,51)을 포함한다.
이와 같이 이루어지는 수동 변속기는 운전자가 변속 조작 기구를 작동하여 동기장치(21,23,25) 중의 하나를 작동시킴으로써, 입력축(1)의 회전력이 드라이브기어(9)를 통하여 부축(7)을 회전하고, 이 부축(7)의 회전력이 주축(5)의 기어들을 회전하고, 상기 동기장치에 의하여 선택된 기어가 주축(5)을 회전하여 변속기 외부로 출력하게 된다.
또한 동기장치(21)가 드라이브기어(9)와 연결되면 입력축(1)의 회전력이 직접 주축(5)을 회전하는 4속을 실현하게 된다.
그런데 종래 수동 변속기는 5속 및 후진을 위하여 사용되는 기어의 수가 많기 때문에 주축과 부축의 길이가 길어지게 되며, 주축과 부축의 길이가 길어지게 되므로 이를 지지하는 베어링의 수가 많이 소요된다.
베어링과 기어의 수가 많기 때문에 변속기의 길이가 길어지게 되며, 그 중량이 증대하게 된다는 문제점이 있다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 변속비를 발생하는 기어를 3쌍으로 하고 기어가 설치되는 축을 지지하는 베어링을 4개로 구성함으로써 전진 5단과 후진 2단을 용이하게 실현하고 변속기의 경량화 및 소형화를 도모할 수 있도록 자동차의 수동 변속기를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 자동차의 수동 변속기를 나타내는 개략적인 구성도,
도 2는 본 고안에 의한 자동차의 수동 변속기를 나타내는 개략적인 구성도,
도 3은 본 고안에 의한 자동차의 수동 변속기에 적용되는 동력전달경로를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 입력축 103 : 변속기하우징
105 : 주축 107 : 부축
109,111 : 제1,제2입력변속기어 113,115 : 제1,제2입력변속연결기어
117 : 제1동기장치 119,121 : 제1,제2변속기어
123 : 후진변속기어 125,127 : 제1,제2변속연결기어
129 : 아이들기어 131 : 후진변속연결기어
133,135 : 제2,제3동기장치
상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 의한 자동차의 수동 변속기는 변속기하우징에 삽입되며 엔진의 회전력을 전달하는 입력축과, 상기 하우징내에서 상기 입력축과 일직선상에서 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 변속된 회전력을 출력하는 주축과, 상기 하우징내에서 상기 주축과 평행선상에서 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 입력축의 회전력을 주축에 전달하는 부축, 상기 입력축과 부축 상에 설치되어 선택적으로 부축에 입력되는 변속비를 가변하는 입력동력가변수단과, 상기 주축과 부축 상에 설치되어 선택적으로 주축에 입력되는 변속비를 가변하거나 주축의 회전 방향을 가변하는 출력동력가변수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 실시예의 수동 변속기를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 상기 수동 변속기는 두 개의 변속단계로 구성되는 입력동력가변수단과 세 개의 변속단계로 구성되는 출력동력가변수단을 포함하는 구조를 이루고 있다.
즉 본 실시예의 수동 변속기는 엔진(미도시)으로부터의 동력을 전달하는 입력축(101)과, 변속기하우징(103)의 내부에 두 개의 축 즉 주축(105)과 부축(107)이 회전 가능하게 병설되어 다수의 기어열이 배치되어 5속과 후진 변속을 실현하게 된다.
상기 다수의 기어열은 상기 입력축(101)과 부축(107) 상에 설치되어 선택적으로 부축(107)에 입력되는 변속비를 가변하는 입력동력가변수단, 상기 주축(105)과 부축(107) 상에 설치되어 선택적으로 주축(105)에 입력되는 변속비를 가변하거나 주축(105)의 회전 방향으로 가변하는 출력동력가변수단으로 이루어지며, 본 실시예의 수동 변속기는 상기 입력동력가변수단의 변속비를 선택하고 출력동력가변수단의 변속비를 선택하는 동기수단을 포함한다.
즉 상기 입력동력가변수단은 상기 입력축(101)상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되는 제1입력변속기어(109), 상기 입력축(101)상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 상기 제1입력변속기어(109)보다 작은 직경을 보유하는 제2입력변속기어(111), 상기 부축(107) 상에 고정 설치되고 상기 제1입력변속기어(109)와 항상 치합되는 제1입력변속연결기어(113), 상기 부축(107) 상에 고정 설치되고 상기 제2입력변속기어(111)와 항상 치합되는 제2입력변속연결기어(115)로 구성된다.
여기서 상기 동기수단인 제1,제2입력변속기어(109,111) 사이에서 상기 입력축(101)과 연동하도록 설치되어 선택적으로 제1입력변속기어(109) 또는 제2입력변속기어(111)와 연결되는 제1동기장치(117)가 제공된다.
한편 상기 출력동력가변수단은 상기 주축(105) 상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되는 제1변속기어(119), 상기 주축(105) 상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되고 상기 제1변속기어(119)보다 큰 직경을 보유한 제2변속기어(121), 상기 주축(105) 상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되고 후진 변속을 제공하는 후진변속기어(123), 상기 부축(107) 상에 고정 설치되고 상기 제1변속기어(119)와 항상 치합되는 제1변속연결기어(125), 상기 부축(107) 상에 고정 설치되고 상기 제2변속기어(121)와 항상 치합되는 제2변속연결기어(127), 상기 후진변속기어(123)를 역방향으로 작동시키도록 아이들기어(129)를 사이에 두고 연결되는 후진변속연결기어(131)로 구성된다.
여기서 상기 동기수단인 상기 주축(105)과 제1변속기어(119)를 선택적으로 연결하는 제2동기장치(133), 상기 제2변속기어(121)와 후진변속기어(123) 사이에서 상기 주축(105)과 연동하도록 설치되어 선택적으로 제2변속기어(121) 또는 후진변속기어(123)와 연결되는 제3동기장치(135)가 제공된다.
그리고 상기 제2동기장치(133)는 상기 입력축(101)과 주축(105)을 선택적으로 연결하며, 제2항에 있어서, 상기 제1입력변속기어(109)의 직경은 제1입력변속기어(113)의 직경보다 크고, 상기 제2입력변속기어(111)의 직경은 제2입력변속연결기어(115)직경보다 작으며, 상기 제1변속기어(119)의 직경은 제1변속연결기어(125)의 직경과 동일함이 바람직하다.
물론 본 실시예의 수동 변속기는 상기 입력축(101)을 지지하는 제1베어링(137), 상기 주축(105)의 출력단부를 지지하는 제2베어링(139), 상기 부축(107)의 양단을 지지하는 제3,제4베어링(141,143)을 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 수동 변속기의 작용을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
운전자가 1속 변속으로 주행하기 위하여 수동 변속기를 조작하면, 제1동기장치(117)가 제2입력변속기어(111)와 연결되고 제3동기장치(135)가 제2변속기어(121)와 연결된다.
그러면 엔진의 동력은 입력축(101) → 제2입력변속기어(111) → 제2입력변속연결기어(115) → 부축(107) → 제2변속연결기어(127) → 제2변속기어(121) 순으로 경유하여 주축(105)으로 출력된다.
물론 상기 주축(105)의 출력측에는 차동장치 및 동력 전달 장치(미도시)가 설치되어 구동 바퀴(미도시)를 구동하게 된다.
이러한 상태에서 운전자가 2속 변속으로 주행하기 위하여 수동 변속기를 조작하면, 제3동기장치(135)가 제2변속기어(121)에서 해제되고 제2동기장치(133)가 제1변속기어(119)와 연결된다.
그러면 엔진의 동력은 입력축(101) → 제2입력변속기어(111) → 제2입력변속연결기어(115) → 부축(107) → 제1변속연결기어(125) → 제1변속기어(119) 순으로 경유하여 주축(105)으로 출력된다.
상기와 같은 2속 상태에서 운전자가 3속 변속으로 주행하기 위하여 수동 변속기를 조작하면, 제1동기장치(117)가 제2입력변속기어(111)에서 해제됨과 동시에 다시 제1입력변속기어(109)와 연결되며, 제2동기장치(133)가 제1변속기어(119)에서 해제되고 제3동기장치(135)가 제2변속기어(121)와 연결된다.
그러면 엔진의 동력은 입력축(101) → 제1입력변속기어(109) → 제1입력변속연결기어(113) → 부축(107) → 제2변속연결기어(127) → 제2변속기어(121) 순으로 경유하여 주축(105)으로 출력된다.
그래서 자동차는 3속으로 주행할 수 있게 된다.
상기와 같은 3속 상태에서 운전자가 4속 변속으로 주행하기 위하여 수동 변속기를 조작하면, 제1동기장치(117)가 제1입력변속기어(109)에서 해제됨과 동시에 다시 제2입력변속기어(111)와 연결되며, 제3동기장치(135)가 제2변속기어(121)에서 해제되고 제2동기장치(133)가 제2입력변속기어(109)와 연결된다.
그러면 엔진의 동력은 입력축(101)을 통하여 전달되어 제1동기장치(117), 제2입력변속기어(111) 및 제2동기장치(133)로 전달되며, 이에 따라 주축(105)에 직접 전달된다.
그래서 본 변속단의 자동차는 엔진의 동력이 그대로 주축(105)에 전달되는 4속으로 주행하게 된다.
상기와 같은 4속 변속 상태에서 운전자가 5속 변속으로 주행하기 위하여 수동 변속기를 조작하면, 상기 제1동기장치(117)가 제2입력변속기어(111)에서 해제됨과 동시에 다시 제1입력변속기어(109)와 연결되며, 제2동기장치(133)가 제2입력변속기어(111)에서 해제됨과 동시에 제1변속기어(119)와 연결된다
그러면 엔진의 동력은 입력축(101) → 제1입력변속기어(109) → 제1입력변속연결기어(113) → 부축(107) → 제1변속연결기어(125) → 제1변속기어(119) 순으로 경유하여 주축(105)으로 출력된다.
그래서 자동차는 엔진의 회전력에 의하여 증속되어 주행하게 된다.
한편 운전자가 후진1단으로 변속하기 위하여 수동 변속기를 조작하면 제1동기장치(117)가 제2입력변속기어(111)와 연결되며, 제3동기장치(135)가 후진변속기어(123)와 연결된다.
그러면 엔진의 동력은 입력축(101) → 제2입력변속기어(111) → 제2입력변속연결기어(115) → 부축(107) → 후진변속연결기어(131) → 아이들기어(129)→ 후진변속기어(123) 순으로 경유하여 주축(105)으로 출력되며, 이 주축(105)의 회전 방향은 상기 아이들기어(129)에 의하여 상기 전진 1단 내지 5단의 회진 방향을 기준으로 역방향이 된다.
상기 후진1단 상태에서 운전자가 후진2단으로 변속하기 위하여 수동 변속기를 조작하면 제1동기장치(117)가 제2입력변속기어(111)에서 해제됨과 동시에 제1입력변속기어(109)와 연결된다.
그러면 엔진의 동력은 입력축(101) → 제1입력변속기어(109) → 제1입력변속연결기어(113) → 부축(107) → 후진변속연결기어(131) → 아이들기어(129)→ 후진변속기어(123) 순으로 경유하여 주축(105)으로 출력되며, 후진 2단이 실현되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 고안의 수동 변속기는 5쌍의 기어를 이용하여 전진 5단과 후진 2단을 용이하게 실현한다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 고안에 의한 자동차의 수동 변속기는 5쌍의 기어를 이용하여 전진 5단과 후진 2단을 실현하게 되므로 주축과 부축의 길이를 축소할 수 있으며, 이에 따라 무게를 저감할 수 있고 크기를 축소할 수 있다는 이점이 있다.
또한 상기 주축과 부축의 축소된 길이에 의하여 이를 지지하는 베어링의 수를 절감할 수 있기 때문에, 조립 및 분해 작업이 용이하며, 작업 시간을 절감하고, 제품의 단가를 절감할 수 있다는 다른 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 변속기하우징에 삽입되며 엔진의 회전력을 전달하는 입력축과, 상기 하우징내에서 상기 입력축과 일직선상에서 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 변속된 회전력을 출력하는 주축과, 상기 하우징내에서 상기 주축과 평행선상에서 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 입력축의 회전력을 주축에 전달하는 부축, 상기 입력축과 부축 상에 설치되어 선택적으로 부축에 입력되는 변속비를 가변하는 입력동력가변수단과, 상기 주축과 부축 상에 설치되어 선택적으로 주축에 입력되는 변속비를 가변하거나 주축의 회전 방향을 가변하는 출력동력가변수단 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력동력가변수단은 상기 입력축상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되는 제1입력변속기어, 상기 입력축상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되며 상기 제1입력변속기어보다 작은 직경을 보유하는 제2입력변속기어, 상기 부축 상에 고정 설치되고 상기 제1입력변속기어와 항상 치합되는 제1입력변속연결기어, 상기 부축상에 고정 설치되고 상기 제2입력변속기어와 항상 치합되는 제2입력변속연결기어와, 상기 입력축의 동력을 상기 제1입력변속기어 또는 제2입력변속기어에 선택적으로 전달하는 제1동기장치로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1입력변속기어(109)의 직경은 제1입력변속기어(113)의 직경보다 크게 형성되고, 상기 제2입력변속기어(111)의 직경은 제2입력변속연결기어(115) 직경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력동력가변수단은 상기 주축 상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되는 제1변속기어, 상기 주축 상에 독립적으로 회전 가능하게 설치되고 상기 제1변속기어보다 큰 직경을 보유한 제2변속기어, 상기 주축 상에 독립적으로 회전가능하게 설치되고 후진 변속을 제공하는 후진변속기어, 상기 부축 상에 고정 설치되고 상기 제1변속기어와 항상 치합되는 제1변속연결기어, 상기 부축 상에 고정 설치되고 상기 제2변속기어와 항상 치합되는 제2변속연결기어, 상기 후진변속기어를 역방향으로 작동시키도록 아이들기어를 사이에 두고 연결되는 후진변속연결기어와, 상기 주축과 제1변속기어를 선택적으로 연결하는 제2동기장치, 제2변속기어와 후진 변속기어 사이에서 상기 주축과 연동하도록 설치되어 선택적으로 제2변속기어 또는 후진변속기어와 연결되는 제3동기장치로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2동기장치는 상기 입력축과 주축을 선택적으로 연결 가능하도록 형성된 특징으로 하는 자동차의 수동 변속기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1변속기어(119)의 직경은 제1변속연결기어(125)의 직경과 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 수동 변속기.
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KR20080015263A (ko) * 2006-08-14 2008-02-19 현대자동차주식회사 수동변속기

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