KR20050071189A - 후륜 구동용 수동 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 후륜 구동용 수동 변속기는, 나란히 위치된 카운터 샤프트 및 메인 샤프트와; 상기 카운터 샤프트 상에 공회전되게 장착된 제 1 변속 기어와; 상기 카운터 샤프트 상에 직결되어 상기 제 1 변속 기어와 상기 카운터 샤프트의 회전 속도를 동기시키는 작용을 하는 레버식 싱크로나이저와; 상기 레버식 싱크로나이저의 측면에서 상기 카운터 샤프트 상에 직결되게 설치된 제 2 변속 기어와; 상기 메인 샤프트 상에 직결되어 상기 제 1 변속 기어에 치합되는 제 1 종동 기어와; 상기 메인 샤프트 상에 공회전되게 장착되어 상기 제 2 변속 기어 쪽에 치합되는 제 2 종동 기어와; 상기 제 2 종동 기어측에 결합된 상태에서 특정단 기어 변속시 상기 제 1 종동 기어측에 결합되어 회전 동력을 전달하는 슬리브를 포함하여 구성됨으로써, 변속기 전체적으로 회전 관성량을 저감함과 아울러 변속 조작감을 향상시킬 수 있고, 작은 크기의 싱크로나이저로 큰 용량에의 대응이 가능하게 되어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

후륜 구동용 수동 변속기{FR type manual transmission}
본 발명은 후륜 구동형 수동 변속기에 관한 것으로서, 특히 레버식 싱크로나이저를 이용하여 변속 조작감을 향상시키고 비용을 절감할 수 있는 후륜 구동용 수동 변속기에 관한 것이다.
도 1은 종래 후륜 구동형 수동 변속기의 종단면도로서, 종래 후륜 구동형 수동 변속기는, 클러치로부터 엔진의 동력을 전달받아 회전하고 메인 드라이브 기어(10)가 구비된 입력 샤프트(11)와, 상기 입력 샤프트(11)의 동력을 전달받아 회전하면서 종감속 장치를 회전시키는 메인 샤프트(12)와, 상기 메인 샤프트(11)와 일정한 거리 즉, 축간 거리를 두고 나란하게 배치되어 메인 드라이브 기어(10)로부터 전달되는 동력을 상기 메인 샤프트(12) 상에 배치되어 있는 각단의 종동 기어(16)에 전달해주는 카운터 샤프트(13)가 구비된다.
이와 같은 후륜 구동형 수동 변속기는 전륜 구동형 수동변속기의 배치 구조와 동력 전달 경로가 상이하게 이루어지는 바, 상기 카운터 샤프트(13) 상에는 중립시 회전하는 종동 기어(16)의 수를 줄여 관성량을 감소시켜줄 수 있는 싱크로나이저 시스템을 배치하는 구조가 불가능하다, 따라서, 이러한 구조상의 어려움 때문에 상기 카운터 샤프트(13) 상에는 각 전진단 구동 기어(15) 및 후진 기어(14)가 고정형으로 배치되어 구성된다.
즉, 상기 카운터 샤프트(13)가 회전하게 되면 전단의 기어(14)(15)가 회전하게 되고, 상기 메인 샤프트(12) 위에 배치된 상대 종동 기어(16)에 회전 및 토크를 전달하게 된다. 그리고, 각단 변속에 필요한 총 6개의 싱크로나이저(17)의 모든 변속 기구가 메인 샤프트(12) 상에 배치되어 구성된다.
상기와 같은 종래 후륜 구동형 수동 변속기는 상기 카운터 샤프트(13)가 모든 단의 기어(14)(15)들과 일체로 이루어져 있으므로 엔진, 클러치, 메인 드라이브 기어(10)로부터 전달되는 회전수와 토크를 하나의 샤프트와 같은 개념으로 전달받아서, 상대편 메인 샤프트(12) 상에 위치한 종동 기어(16)에 전달하게 되고, 각단의 설정된 기어비에 따라 회전 동력이 감속 및 가속되어 메인 샤프트(12)를 통해 추진축에 전달하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 후륜 구동형 수동 변속기는, 모든 단의 기어(14)(15)가 카운터 샤프트(13)와 일체로 이루어져 회전하게 되므로 회전 관성량이 커서 기어 변속시 주요 인자인 반발 관성이 크게 되고, 메인 샤프트(12)와 카운터 샤프트(13) 상에 장착된 전 변속단 기어(14)(15)(16)가 함께 회전함에 따라 래틀(RATTLE) 측면에서도 불리하며, 또한 전단 각 1 개씩 변속에 필요한 싱크로나이저 기구(17)가 필요하게 되어 중량 및 비용 측면에서도 불리한 문제점이 있다.
한편, 상기한 종래 기술의 후륜 구동형 수동 변속기와는 다르게 5 단 기어부를 카운터 샤프트에 배치하여 회전 관성량 저감을 달성하고 후진단 측은 선택 습동식 변속 방식을 적용하고 있는 구조도 있으나, 이와 같은 구조는 전장 단축의 장점은 가지고 있으나 후진 변속시 조작력이 무겁고, 걸림감 및 급조작시 이음 발생 등의 단점이 있기 때문에 이를 개선을 위해서는 후진 콘 브레이크 등 추가적인 후진 변속 기구가 필요하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 카운터 샤프트에 레버 싱크로나이저를 구비하여 후진용 싱크로나이저와 5 단용 싱크로나이저를 공용으로 사용할 수 있도록 구성함으로써 변속기 전체적으로 회전 관성량을 저감하여 변속 조작감을 향상시키고, 작은 크기의 싱크로나이저로 큰 용량의 대응이 가능하여 제조 비용을 절감할 수 있는 후륜 구동용 수동 변속기를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 후륜 구동용 수동 변속기는, 나란히 위치된 카운터 샤프트 및 메인 샤프트와; 상기 카운터 샤프트 상에 공회전되게 장착된 제 1 변속 기어와; 상기 카운터 샤프트 상에 직결되어 상기 제 1 변속 기어와 상기 카운터 샤프트의 회전 속도를 동기시키는 작용을 하는 레버식 싱크로나이저와; 상기 레버식 싱크로나이저의 측면에서 상기 카운터 샤프트 상에 직결되게 설치된 제 2 변속 기어와; 상기 메인 샤프트 상에 직결되어 상기 제 1 변속 기어에 치합되는 제 1 종동 기어와; 상기 메인 샤프트 상에 공회전되게 장착되어 상기 제 2 변속 기어 쪽에 치합되는 제 2 종동 기어와; 상기 제 2 종동 기어측에 결합된 상태에서 특정단 기어 변속시 상기 제 1 종동 기어측에 결합되어 회전 동력을 전달하는 슬리브를 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 후륜 구동용 수동 변속기가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명의 주요부 상세도이며, 도 4는 본 발명에서 사용되는 레버식 싱크로나이저가 도시된 상세도이다.
본 발명에 따른 후륜 구동용 수동 변속기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 메인 드라이브 기어(52)가 구비된 입력 샤프트(51)와, 상기 입력 샤프트(51)의 동력을 전달받아 회전하면서 종감속 장치를 회전시키는 메인 샤프트(71)와, 상기 메인 샤프트(71)와 나란하게 배치되어 메인 드라이브 기어(52)로부터 전달되는 동력을 상기 메인 샤프트(71) 상에 배치되어 있는 각 단의 종동 기어에 전달해주는 카운터 샤프트(61)가 구비된다.
상기 카운터 샤프트(61)와 메인 샤프트(71)에는 도 2에서 좌측으로부터 직결 기어 및 3단, 2단 및 1단 변속 기어(62)(63)(64)(65) 및 이 변속 기어들에 치합된 종동 기어(73)(74)(75)가 각각 구비되고, 상기 메인 샤프트(71)에는 상기 메인 드라이브 기어(52) 및 각 종동 기어(73)(74)(75)들 사이에 더블콘 싱크로나이저(81)(82)가 구비된다.
특히, 본 발명에서는 상기 카운터 샤프트(61)와 메인 샤프트(71)의 후미 쪽에는 5단 변속 기어 쌍(66)(76)과 후진 변속 기어 쌍(67)(77)(88)이 구비되는 데, 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.
상기 카운터 샤프트(61) 상에 공회전되게 장착된 제 1 변속 기어인 5단 변속 기어(66)와, 상기 카운터 샤프트(61) 상에 직결되어 상기 5단 변속 기어(66)와 상기 카운터 샤프트(61)의 회전 속도를 동기시키는 작용을 하는 더블콘 방식의 레버식 싱크로나이저(90)와, 상기 레버식 싱크로나이저(90)의 측면에서 상기 카운터 샤프트(61) 상에 직결되게 설치된 제 2 변속 기어인 후진 변속 기어(67)와, 상기 메인 샤프트(71) 상에 직결되어 상기 5단 변속 기어(66)에 치합되는 제 1 종동 기어인 5단/후진 종동기어(76)와, 상기 메인 샤프트(71) 상에 공회전되게 장착되어 상기 후진단 변속 기어(67) 쪽에 치합되는 제 2 종동 기어인 후진 전달기어(77)와, 상기 후진 전달기어(77) 측에 결합된 상태에서 후진 변속시 상기 5단/후진 종동기어(76)측에 결합되어 회전 동력을 전달하는 후진 슬리브(85)가 구성된다.
상기 후진단 변속 기어(67)와 후진 전달기어(77) 사이에는 회전 동력을 역전시키는 후진 아이들 기어(88) 및 이 후진 아이들 기어(88)가 장착된 후진 아이들 축(89)이 구비된다.
상기 레버식 싱크로나이저(90)는 도 4에 도시된 바와 같이 레버 슬리브(91)가 카운터 샤프트(61)에 결합된 허브(93)를 중심으로 양측 방향으로 이동될 때 허브(93)에 반경 방향으로 장착된 레버(92)의 미는 작용에 의해 상기 5단 변속 기어(66)와 상기 카운터 샤프트(61)의 회전 속도를 동기시키도록 구성된다.
즉, 상기 레버식 싱크로나이저(90)는 5단 또는 후진단 기어 변속시 레버 슬리브(91)가 축방향으로 이동하게 되면, 레버 슬리브(91)의 홈부위에 안착되어 있는 레버(92)가 레버 슬리브(91) 이동 방향으로 함께 이동하면서 더블콘 링 조립체(94)를 밀면서 동기 작용을 이룰 수 있도록 구성된다. 따라서, 클러치 기어(66a) 방향으로 밀린 더블콘 링 조립체(94)는 클러치 기어(66a)와의 마찰 저항에 의하여 회전하려고 하나 허브(93)에 구속되어 있는 레버(92)에 의하여 역부하를 받게 되고 이는 곧 레버 슬리브(91)의 축방향 하중과 맞물려 클러치 기어(66a)의 콘면에 마찰저항을 발생시키면서 동기 작용이 이루어지게 된다.
이와 같은 상기 레버식 싱크로나이저(90)는 도 3을 참고하면, 5단 변속시에는 5단 변속 기어(66) 방향인 좌측으로 이동하고, 후진 변속시에는 후진 변속 기어(67) 방향인 우측으로 이동하면서 동기 작용이 이루어지도록 하나, 상기 레버 슬리브(91)는 5단 변속시에만 클러치 기어(66a)에 치합되고, 후진 변속시에는 클러치 기어(66a)에 치합되지 않고 동기 회전만 발생하도록 동기 마찰력을 제공하게 된다.
이와 같은 레버식 싱크로나이저(90)의 구성에 따라, 본 발명에 적용되는 변속 콘트롤 기구는, 후진 변속을 위해 상기 후진 슬리브(85)가 상기 5단/후진 종동기어(76) 방향으로 이동될 때 상기 레버식 싱크로나이저(90)의 레버 슬리브(91)는 상기 후진단 변속 기어(67) 방향으로 이동될 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 카운터 샤프트(61)와 5단 변속 기어(66) 사이에는 상대 공회전이 가능하도록 니들 롤러 베어링(66b)이 구비되고, 상기 메인 샤프트(71)와 후진 전달기어(77) 사이에도 니들 롤러 베어링(77b)이 구비된다.
또한 상기 5단/후진 종동기어(76)는 그 측면에 상기 후진 슬리브(85)가 치합되는 연결기어(76a)가 구비되고, 상기 후진 전달기어(77)는 그 측면에 상기 후진 슬리브(85)가 결합되어 있는 직결 기어(77a)가 구비된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 후륜 구동용 수동 변속기는, 카운터 샤프트(61)에 레버식 싱크로나이저(90)가 배치되고, 메인 샤프트(71)에는 후진기어 변속을 위한 싱크로나이저 기구를 삭제하고 후진 슬리브(85)만 배치된다.
특히 상기 레버 싱크로나이저(90)는 도 3에서 레버 슬리브(91)가 좌측으로 이동할 때는 5단 변속을 위한 싱크로나이저 기능을 수행하고, 우측을 이동할 때는 후진 변속을 위한 싱크로나이저 기능을 수행함으로써 5단과 후진 변속을 위한 동기 작용을 동시에 수행할 수 있게 된다.
즉, 5단으로 변속시에는 상기 레버 싱크로나이저(90)의 레버 슬리브(91)가 클러치 기어(66a)에 결합되는 일반적인 싱크로나이저 기구와 동일하게 작동되고, 후진단으로 변속시에는 레버 슬리브(90)의 이동 방향과는 다르게 더블콘 링 조립체(94)와 클러치 기어(66a)의 콘 사이의 마찰력을 이용하여 회전 관성에 의해 회전하고 있는 변속기 내의 기어 트레인을 멈추게 하여 후진단의 변속을 가능하게 해준다
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 후륜 구동용 수동 변속기는, 메인 샤프트에 5단 및 후진단 싱크로나이저가 배제되어 동일한 전장 내에서 변속기 전체적으로 회전 관성량을 저감함과 아울러 변속 조작감을 향상시킬 수 있는 이점이 있고, 또한 레버 싱크로나이저라는 기구의 적용을 가능하게 하여 후진용 싱크로나이저를 별도로 설치 않고 5 단용 싱크로나이저와 공용으로 사용이 가능하게 됨으로써 작은 크기의 싱크로나이저로 큰 용량에의 대응이 가능하게 되어 비용을 절감할 수 있는 이점도 있다.
도 1은 종래 기술의 후륜 구동용 수동 변속기가 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 후륜 구동용 수동 변속기가 도시된 구성도,
도 3은 본 발명의 주요부 상세도,
도 4는 본 발명에서 사용되는 레버식 싱크로나이저가 도시된 상세도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
51 : 입력 샤프트 52 : 메인 드라이브 기어
61 : 카운터 샤프트 62 : 직결 기어
63, 64, 65 ; 변속 기어 66 : 5단 변속 기어
66a : 클러치 기어 66b : 니들 롤러 베어링
67 : 후진단 변속 기어 71 : 메인 샤프트
73, 74, 75 : 종동 기어 76 : 5단/후진 종동 기어
77 : 후진 전달기어 77b : 니들 롤러 베어링
81, 82 : 싱크로나이저 85 : 후진 슬리브
88 : 후진 아이들러 기어 89 : 후진 아이들 축
90 : 레버식 싱크로나이저 91 : 레버 슬리브
92 : 레버 93 : 허브
94 : 링 조립체

Claims (9)

  1. 나란히 위치된 카운터 샤프트 및 메인 샤프트와; 상기 카운터 샤프트 상에 공회전되게 장착된 제 1 변속 기어와; 상기 카운터 샤프트 상에 직결되어 상기 제 1 변속 기어와 상기 카운터 샤프트의 회전 속도를 동기시키는 작용을 하는 레버식 싱크로나이저와; 상기 레버식 싱크로나이저의 측면에서 상기 카운터 샤프트 상에 직결되게 설치된 제 2 변속 기어와; 상기 메인 샤프트 상에 직결되어 상기 제 1 변속 기어에 치합되는 제 1 종동 기어와; 상기 메인 샤프트 상에 공회전되게 장착되어 상기 제 2 변속 기어 쪽에 치합되는 제 2 종동 기어와; 상기 제 2 종동 기어측에 결합된 상태에서 특정단 기어 변속시 상기 제 1 종동 기어측에 결합되어 회전 동력을 전달하는 슬리브를 포함한 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 변속 기어는 5단 변속 기어인 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 변속 기어는 후진단 변속 기어이고,
    상기 제 2 변속 기어와 제 2 종동 기어 사이에는 회전 동력을 역전시키는 후진 아이들 기어가 구비된 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레버식 싱크로나이저는 슬리브가 양측 방향으로 이동될 때 허브에 반경 방향으로 장착된 레버의 작용에 의해 상기 제 1 변속 기어와 상기 카운터 샤프트의 회전 속도를 동기시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 슬리브가 상기 제 1 종동 기어 방향으로 이동될 때 상기 레버식 싱크로나이저의 슬리브는 상기 제 2 변속 기어 방향으로 이동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카운터 샤프트와 제 1 변속기어 사이에는 니들 롤러 베어링이 구비된 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 샤프트와 제 2 종동 기어 사이에는 니들 롤러 베어링이 구비된 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 종동 기어는 그 측면에 상기 슬리브가 치합되는 연결기어가 구비된 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 종동 기어는 그 측면에 상기 슬리브가 결합되어 있는 직결 기어가 구비된 것을 특징으로 하는 후륜 구동용 수동 변속기.
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KR100985673B1 (ko) * 2007-10-18 2010-10-05 가부시끼 가이샤 구보다 주행 차량의 변속 장치

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