KR20040049662A - 수동변속기의 변속포크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 수동변속기의 변속포크가 반경 방향의 회전을 구속할 수 없어 반경 방향의 회전이 일어날 경우 포크부와 슬리브 사이의 충돌로 인한 래틀 소음을 감수할 수 밖에 없는 문제점이 있기 때문에,

슬리브의 홈에 결합되는 포크부와, 상기 포크부의 상단 중앙에 끼움 결합되고 포크축이 삽입되는 원통형의 보스부와, 상기 보스부에 일체로 형성되고 컨트롤 샤프트의 컨트롤 핑거가 삽입되는 홈이 형성된 시프트 러그를 포함하는 수동변속기의 변속포크에 있어서; 상기 보스부는 차체측에 설치된 디텐트 기구를 이용하여 상기 보스부의 회전을 방지하는 회전 방지부를 구비하고, 상기 회전방지부는 상기 디텐트 기구의 디텐트 볼이 삽입되는 회전방지 홈으로 이루어짐으로써,

디텐트 기구에 의하여 회전이 방지되어 변속포크와 슬리브가 항상 이격된 상태를 유지하게 되므로 변속기 내부의 마찰 손실을 줄일 수 있고 둘 사이의 충돌에 의한 래틀 소음이 발생되지 않도록 하는 수동변속기의 변속포크에 관한 것이다.

Description

수동변속기의 변속포크{Shift fork for manual transmission }

본 발명은 수동변속기의 슬리브를 변속기어와 치합시키는 수동변속기의 변속포크에 관한 것으로서, 특히 슬리브와의 반경 방향 틈새에서의 충돌에 의한 래틀소음을 방지할 수 있도록 한 수동변속기의 변속포크에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기에서 발생되는 래틀 소음은 주로 동력을 전달하지 않는 기어 쌍의 백래쉬에서 충돌이 발생되느데서 기인하는 것으로 알려져 있으나, 그 외에도 슬리브와 변속포크 사이의 반경 방향 틈새, 인벌류트 스플라인의 백래쉬 등 변속기 입력축을 통해 전달되는 진동에 의해 충돌성 소음을 일으킬 수 있는 여러 가지 요소들이 래틀 소음의 원인을 제공하고 있다.

이 중, 기어 쌍의 백 래쉬는 두 기어가 맞물려 회전될 때 생길 수 있는 언더컷 현상을 방지하기 위하여 설계적으로 적용하는 것으로서, 래틀 소음의 저감 또는 방지를 위하여 백래쉬를 없애는 것은 거이 불가능하다. 또한, 인벌류트 스플라인의 백래쉬, 허브와 슬리브 사이의 회전방향 백래쉬도 완전한 품질관리가 이루러지지 않는 이상 설계적으로 공차를 부여할 수밖에 없는 구조로서, 이 부분에서의 래틀 소음을 근원적으로 제거할 수는 없는 것이다.

특히, 허브와 슬리브는 그 기능상 운전자가 변속을 하는 도중에 서로 회전축 방향으로 상대 운동을 하여야 하기 때문에, 공차를 너무 작게 부여할 경우 변속감이 저하될 우려가 커지게 된다. 따라서, 허브와 슬리브 사이에는 회전축 방향으로 상대 운동을 하기에 충분할 정도의 백래쉬를 부여해야 하며, 이에 따른 래틈 소음 역시 감수하여야 한다.

또한, 변속기어와 허브 사이에는 변속 직전에 기어와 축 사이의 회전속도를 동기화시키기 위한 싱크로나이저 링이 설치되어 있는 바, 이 싱크로나이저 링이 변속기어와 서로 축방향 및 회전방향의 충돌을 일으켜서 래틀 소음을 발생시키기도한다. 이러한 소음원을 제거하기 위하여 변속기어와 싱크로나이저 링 사이에 물결 모야의 워셔를 삽입하여 두 부품 사이의 상대 운동을 억제하는 기술이 개발되어 있다.

따라서, 변속기에서의 래틀 소음을 저감시키기 위해서는 변속포크와 슬리브 사이의 반경방향 틈새로 인하여 둘의 충돌될 때 발생되는 래틀 소음을 줄이는 것이 거의 유일한 방법이라 할 수 있다.

종래의 수동변속기의 변속포크는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 슬리브(22)의 홈에 결합되는 포크부(11)와, 상기 포크부(11)의 상단 중앙에 끼움 결합되고 포크축(21)이 삽입되는 원통형의 보스부(12)와, 상기 보스부(12)에 일체로 형성되고 컨트롤 샤프트의 컨트롤 핑거가 삽입되는 홈(13')이 형성된 시프트 러그(13)와, 상기 보스부(12)의 일측에 형성되고 차체측에 설치된 디텐트 기구(20)를 이용하여 상기 보스부(12)의 축방향 이동을 구속하여 변속시 절도감이 느껴지도록 하는 디텐트 돌기(14)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 디텐트 돌기(14)의 상면에는 상기 디텐트 기구(20)의 디텐트 볼이 삽입되는 디텐트 홈(15)이 축방향에 대하여 직각 방향으로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 수동변속기의 변속포크는 변속레버를 움직임에 따라 전후 방향으로 이동되면서 슬리브와 변속기어를 동기시키고 있다.

운전자가 변속레버를 움직이게 되면 시프트 러그(13)의 홈(13')에 삽입된 컨트롤 핑거에 의해 보스부(12)가 전후 방향으로 이동하게 되고, 상기 보스부(12)가 끼워진 포크부(11)에 의해 슬리브가(22) 전후 이동되어 싱크로나이저 링 및 변속기어에 동기되어 변속이 이루어지게 한다.

이때, 디텐트 기구(20)의 디텐트 볼이 보스부(12)의 디텐트 돌기(14)에 형성된 디텐트 홈(15)에 삽입되어 있으므로, 상기 보스부(12)가 축방향으로 전후 이동될 때 절도감을 주어 변속감이 향상되게 한다. 또, 상기 디텐트 기구(20)는 포크부(11)와 슬리브(22) 사이의 축방향의 상대 운동을 최소화하여 외부의 가진력에 의하여 불필요한 상대 충돌이 일어나지 않도록 하여 래틀 소음을 저감시키게 된다.

그럼에도 불구하고 상기 보스부(12)는 반경 방향으로 회전될 수 있으며, 상기 보스부(12)가 반경 방향으로 회전됨에 따라 보스부(12)와 일체로 이루어진 포크부(11) 역시 회전되면서 포크부(11)의 끝단 부분이 슬리브(22)에 충돌되어 래틀 소음이 발생될 수 있다. 즉, 디텐트 기구(20)의 디텐트 볼과 디텐트 돌기(14)에 형성된 디텐트 홈(15)을 통해 축방향의 이동시에는 구속력을 발생할 수 있으나 회전 방향에 대해서는 구속력을 발생할 수 없다. 이는 디텐트 돌기(14)의 상면에 형성된 디텐트 홈(15)의 구조상 어쩔 수 없으며, 디텐트 홈(15)을 구형 홈으로 형성할 경우 구속력이 너무 커져 축방향의 이동이 제한될 수 밖에 없다.

따라서, 축방향의 이동이 제한되지 않도록 디텐트 홈(15)을 직선형으로 형성하고, 회전방향으로 일정한 유격을 부여하여 불필요한 마찰 부하를 최소화하고 있으나, 이로 인하여 포크부(11)와 슬리브(22)의 충돌로 인한 래틀 소음의 방지는 거의 불가능하게 된다.

다시 말해서, 종래의 수동변속기의 변속포크는 반경 방향의 회전을 구속할수 없어 반경 방향의 회전이 일어날 경우 포크부와 슬리브 사이의 충돌로 인한 래틀 소음을 감수할 수 밖에 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 슬리브를 전후로 이동시키는 변속포크의 구조를 일부 변경하여 변속포크의 축방향 이동은 물론 반경 방향의 회전 역시 구속하여 래틀 소음을 저감시킬 수 있도록 한 수동변속기의 변속포크를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 수동변속기의 변속포크가 도시된 사시도,

도 2는 종래의 변속포크가 슬리브에 결합된 형상이 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 수동변속기의 변속포크가 도시된 사시도,

도 4는 도 3의 "A"부 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 변속포크 51 : 포크부

52 : 보스부 53 : 사프트 러그

54 : 디텐트 돌기 55 : 회전방지 홈

56 : 디텐트 홈 60 : 디텐트 기구

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 4슬리브의 홈에 결합되는 포크부와, 상기 포크부의 상단 중앙에 끼움 결합되고 포크축이 삽입되는 원통형의 보스부와, 상기 보스부에 일체로 형성되고 컨트롤 샤프트의 컨트롤 핑거가 삽입되는 홈이 형성된 시프트 러그를 포함하는 수동변속기의 변속포크에 있어서; 상기 보스부는 차체측에 설치된 디텐트 기구를 이용하여 상기 보스부의 회전을 방지하는 회전 방지부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 회전방지부는 상기 디텐트 기구의 디텐트 볼이 삽입되는 회전방지 홈으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 수동변속기의 변속포크는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이슬리브(미 도시)의 홈에 결합되는 포크부(51)와, 상기 포크부(51)의 상단 중앙에 끼움 결합되고 포크축(미 도시)이 삽입되는 원통형의 보스부(52)와, 상기 보스부(52)에 일체로 형성되고 컨트롤 샤프트의 컨트롤 핑거(미 도시)가 삽입되는 홈(53')이 형성된 시프트 러그(53)와, 상기 보스부(53)의 일측에 형성되고 차체측에 설치된 디텐트 기구(60)를 이용하여 상기 보스부(52)의 축방향 이동 및 회전을 구속하는 디텐트 돌기(54)로 구성된다.

상기 디텐트 돌기(54)의 상면에는 상기 디텐트 기구(60)의 디텐트 볼이 삽입되어 상기 보스부(52)의 회전을 방지하는 회전방지 홈(55)과, 상기 보스부(52)의 축방향 이동시 절도감을 부여하는 디텐트 홈(56)이 각각 형성된다. 여기서, 상기 회전방지 홈(55)은 축방향으로 일정 길이 형성되고, 상기 디텐트 홈(56)은 축방향에 대하여 직각 방향으로 형성된다. 따라서, 상기 회전방지 홈(55)과 디텐트 홈(56)은 서로 직교된 형상을 이루게 된다. 물론, 상기 회전방지 홈(55) 및 디텐트 홈(56)중 적어도 어느 하나를 디텐트 돌기(54)에 형성하는 대신 보스부(52)에 직접 형성할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수동변속기의 변속포크는 변속레버를 움직임에 따라 전후 방향으로 이동되면서 슬리브와 변속기어를 동기시키게 된다.

운전자가 변속레버를 움직이게 되면 시프트 러그(53)의 홈(53')에 삽입된 컨트롤 핑거에 의해 보스부(52)가 전후 방향으로 이동하게 되고, 상기 보스부(52)가 끼워진 포크부(51)에 의해 슬리브가 전후 이동되어 싱크로나이저 링 및 변속기어에 동기됨으로써 변속이 이루어지게 한다.

이때, 디텐트 기구(60)의 디텐트 볼이 보스부(52)의 디텐트 돌기(54)에 형성된 디텐트 홈(56) 및 회전방지 홈(55)에 삽입되어 있으므로, 상기 보스부(52)가 축방향으로 전후 이동될 때 절도감이 형성되고 보스부(52)의 불필요한 회전이 방지된다. 따라서, 변속시 변속감이 향상되고, 포크부(51)의 선단과 슬리브의 충돌에 의한 래틀 소음 역시 거의 발생되지 않게 된다. 특히, 상기 디텐트 기구(60)는 디텐트 돌기(54)에 형성된 디텐트 홈(56)을 통해 변속포크(50)와 슬리브 사이의 축방향의 상대 운동을 최소화함으로써, 외부의 가진력에 의하여 불필요한 변속포크(50)와 슬리브 사이의 상대 충돌이 일어나지 않도록 하여 래틀 소음을 저감시키게 된다.

다시 말해서, 임의의 외부 가진에 대하여 변속포크(50)와 슬리브가 항상 접촉되지 않는 상태를 유지하게 되므로 변속포크(50)와 슬리브의 주기적 충격에 의한 래틀 소음이 발생되지 않게 되는 것이다. 또한, 변속기 내부의 마찰 손실이 줄어들게 된다. 또한, 기존의 디텐트 돌기(54) 상면에 하나의 홈을 추가로 가공하는 것만으로 본 발명을 구현할 수 있어, 추가 비용이 거의 소요되지 않고 실현이 매우 용이하다.

이와 같이, 본 발명의 수동변속기의 변속포크는 디텐트 기구에 의하여 회전이 방지되어 변속포크와 슬리브가 항상 이격된 상태를 유지하게 되므로 변속기 내부의 마찰 손실을 줄일 수 있고 둘 사이의 충돌에 의한 래틀 소음이 발생되지 않도록 하는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 슬리브의 홈에 결합되는 포크부와, 상기 포크부의 상단 중앙에 끼움 결합되고 포크축이 삽입되는 원통형의 보스부와, 상기 보스부에 일체로 형성되고 컨트롤 샤프트의 컨트롤 핑거가 삽입되는 홈이 형성된 시프트 러그를 포함하는 수동변속기의 변속포크에 있어서,

   상기 보스부는 차체측에 설치된 디텐트 기구를 이용하여 상기 보스부의 회전을 방지하는 회전 방지부를 구비한 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속포크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전방지부는 상기 디텐트 기구의 디텐트 볼이 삽입되는 회전방지 홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속포크.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 회전방지 홈은 축 방향을 따라 소정 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속포크.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 회전방지 홈은 상기 보스부의 일측에 돌출 형성된 디텐트 돌기의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속포크.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 디텐트 돌기의 상면에는 상기 보스부의 축방향 이동시 절도감을 부여하는 디텐트 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속포크.
6. 제 2항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 회전방지 홈과 상기 디텐트 홈은 서로 직교되도록 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속포크.