KR20080003573A - 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동 변속기에서 후진변속을 행할 때 기어울림을 방지하기 위한 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치에 관한 것으로, 시프트 레버의 조작에 의해 직선 이동하거나 회전하여 선택작동과 변속작동을 수행하기 위한 컨트롤 샤프트(21)와, 상기 컨트롤 샤프트(21)에 설치되어 전진단측 시프트 러그(24)와 후진단측 시프트 러그(25)의 홈에 위치되도록 돌출된 부위를 갖는 컨트롤핑거(22)와, 상기 컨트롤 샤프트(21)에 회전 가능하게 설치되고 상기 컨트롤핑거(22)가 5단측 시프트 러그(24)의 홈에 위치될 때 후진단측 시프트 러그(25)에 홈에 위치되도록 돌출된 부위를 갖는 후진 플레이트(30)와, 상기 컨트롤핑거(22)가 후진 변속작동을 위하여 회전되는 방향과 반대 방향으로 상기 후진 플레이트(30)를 회전시키도록 탄성력을 제공하는 스프링(32)과, 상기 후진 플레이트(30)의 회전 위치를 제한하도록 상기 컨트롤핑거(22)에 돌출 형성된 돌기(22a)를 포함하여 구성되며, 이러한 구성에 의하면 5단 동기구조를 이용하여 후진변속 기어울림을 방지할 수 있다.

수동, 변속기, 후진, 기어울림, 스프링, 5단

Description

수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치{Device for preventing vibration of a gear for a manual transmission}

도1은 일반적인 수동변속기의 변속 조작장치가 도시된 내부 구성도;

도2는 본 발명에 따른 후진변속 기어울림 방지장치가 구비된 수동 변속기를 나타낸 요부 상세도;

도3은 본 발명의 실시예에 사용되는 수동 변속기의 러그와 시프트 레일 부위를 나타낸 사시도;

도4는 본 발명에 따른 후진변속 기어울림 방지장치를 작동시키는데 필요한 주요 구성요소인 러그와 컨트롤 핑거 및 후진 플레이트의 구성을 나타낸 도면;

도5는 본 발명의 요부 상세도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

21 : 컨트롤 샤프트 22 : 컨트롤핑거

22a : 돌기 24, 25 : 시프트 러그

30 : 후진 플레이트 32 : 스프링

본 발명은 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 5단 동기구조를 이용하여 후진변속 기어울림을 방지할 수 있는 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 기관의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키는 역할도 동시에 수행하는 장치이다.

이와 같은 수동 변속기는 엔진의 회전력을 전달받는 입력축과, 이 입력축과 수평하게 위치되어 변속이 완료된 구동력을 프로펠러 샤프트로 전달하는 출력축과, 상기 입력축과 출력축 사이에 배치되어 변속 작용 및 후진 변속 작용을 행하는 동기 장치로 이루어지고, 상기 동기 장치에는 운전자의 변속 조작력을 전달하는 변속 조작장치가 연결된다.

도1은 일반적인 수동변속기의 변속 조작장치가 도시된 내부 구성도이다.

이에 의하면, 변속기 케이스(11) 내에는 기어 변속을 위한 다수의 각 변속단 기어와 상기 동기 장치(12)들이 구비되어 있는바, 각 변속단의 기어 치합 상태를 변화시키기 위해 상기 동기 장치(12)를 작동시킬 수 있도록 변속 조작장치가 설치된다.

상기 변속 조작장치는 운전자가 전후, 좌우로 조작하는 시프트 레버(13)와, 상기 시프트 레버(13)의 하부에 설치된 시프트 체인저(14)와, 상기 시프트 체인저(14)의 끝단에 연결되어 시프트 레버(13)의 조작에 따라 직선 이동되거나 회전되면서 선택작동(selecting)과 변속작동(shifting)이 이루어지도록 하는 컨트롤 샤프 트(15)와, 상기 컨트롤 샤프트(15)에서 돌출되어 컨트롤 샤프트(15)의 움직임에 따라 동시에 이동되는 컨트롤 핑거(16)와, 각 변속단의 동기 장치(12)에 결합된 시프트 포크(17)가 설치되어 축방향으로 직선 이동되면서 변속 작동이 이루어지도록 하는 복수개의 시프트 레일(18)과, 상기 시프트 레일(18)의 선단부에 설치되어 상기 컨트롤 핑거(16)에 결합되는 다수개의 시프트 러그(19)로 구성된다.

이러한 변속 조작장치는 시프트 레버(13)를 통해 셀렉트 조작을 하게 되면 시트프 체인저(14)는 1/2단 셀렉트 위치와 중립 셀렉트 위치와 5/후진 셀렉트 위치 사이에서 회전되어 컨트롤 샤프트(15)를 회전시키면서 컨트롤 핑거(16)가 다수개의 시프트 러그(19) 중 어느 하나에 형성된 홈 내측으로 위치되도록 한다.

이후, 시프트 레버(13)를 통해 5단 시프트 조작을 하게 되면, 시프트 체인저(14)는 5단 시프트 위치로 이동하여 컨트롤 샤프트(15) 및 컨트롤 핑거(16)와 상기 컨트롤 핑거(16)가 끼움된 시프트 러그(19)를 직선 이동시키고, 상기 시프트 레일(18)은 시프트 러그(19)의 직선이동에 따라 직선 이동되면서 시프트 포크(17)를 축방향으로 이동하게 된다.

따라서, 동기 장치(12)의 슬리브가 축방향으로 이동하면서 변속 기어를 회전축에 직결시킴에 따라 기어 변속이 완료된다.

그런데, 후진 변속시 입력축이 자체 관성에 의해 소정의 속도로 회전되고 있어 후진 아이들러 기어가 치합될 때, 노이즈가 발생되고 변속감이 악영향을 줄 수 있다.

즉, 후진 변속 조작을 하기 위하여 클러치를 밟게 되면 엔진과 변속기의 연 결이 차단되고 변속 레버를 중립 위치로 이동시킬 경우 변속기어와 동기장치의 결합이 해제되어 입력축으로는 아무런 힘이 공급되지 않게 된다. 이와 같은 경우에는 상기 입력축이 당연히 정지되어야 하나, 회전되고 있던 입력축은 자체 관성에 의하여 소정의 속도로 회전을 계속하게 된다. 회전되고 있는 입력축의 기어와 후진 아이들러 기어를 치합시키게 되면 기어의 치가 맞물리는 과정에서 '드르륵'하는 노이즈가 발생되는 것이 당연하며, 변속감 역시 나빠지게 된다. 따라서, 후진 변속시에는 입력축을 완전히 정지시켜야 되는데, 이와 같은 변속부의 구조를 후진변속 기어울림 방지구조라 한다.

후진변속 기어울림을 방지하기 위한 다양한 구조가 알려져 있다.

그 중, 1단 또는 2단을 이용할 경우 동기장치의 용량은 크기만 동시에 관성이 크므로 후진변속 기어울림 방지기구를 작동시키는데 많은 힘이 필요하게 된다.

이렇게 작동기구에 과도한 힘이 걸리면 정해진 스트로크만큼 진행하기 전에 디텐트 부위가 눌리면서 울림방지 기구가 작동하지 않는 상태에서 공회전이 발생되어 바람직하지 않다.

또한, 선택작동시 걸리는 느낌이 발생하므로 운전자가 선택작동이 충분히 이루어지기 전에 후진단 치합을 시도하여 변속 걸림 등이 일어나는 경우가 자주 발생된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 5단 동기구조를 이용하여 기어울림을 효과적으로 방지하고 또한 선택작동시 걸림감이 나 타나지 않는 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 수동 변속기에서 후진변속을 행할 때 기어울림을 방지하기 위한 장치로서, 시프트 레버의 조작에 의해 직선 이동하거나 회전하여 선택작동과 변속작동을 수행하기 위한 컨트롤 샤프트와, 상기 컨트롤 샤프트에 설치되어 전진단측 시프트 러그와 후진단측 시프트 러그의 홈에 위치되도록 돌출된 부위를 갖는 컨트롤핑거와, 상기 컨트롤 샤프트에 회전 가능하게 설치되고 상기 컨트롤핑거가 5단측 시프트 러그의 홈에 위치될 때 후진단측 시프트 러그에 홈에 위치되도록 돌출된 부위를 갖는 후진 플레이트와, 상기 컨트롤핑거가 후진 변속작동을 위하여 회전되는 방향과 반대 방향으로 상기 후진 플레이트를 회전시키도록 탄성력을 제공하는 스프링과, 상기 후진 플레이트의 회전 위치를 제한하도록 상기 컨트롤핑거에 돌출 형성된 돌기를 포함하여 구성된 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치를 마련함에 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도2는 본 발명에 따른 후진변속 기어울림 방지장치가 구비된 수동 변속기를 나타낸 요부 상세도이다.

본 발명의 변속기는 통상의 변속기와 대략의 구조가 유사하다.

즉, 본 발명의 후진변속 기어울림 방지장치가 구비된 수동 변속기는, 미도시 된 시프트 레버의 조작에 의해 직선 이동되거나 회전되면서 선택작동(selecting)과 변속작동(shifting)이 이루어지도록 하는 컨트롤 샤프트(21)와, 상기 컨트롤 샤프트(21)에 장착되어 그 컨트롤 샤프트(21)의 움직임에 따라 동시에 이동되는 컨트롤 핑거(22)와, 각 변속단의 동기 장치에 결합된 시프트 포크가 설치되어 축방향으로 이동되면서 변속 작동이 이루어지도록 하는 복수개의 시프트 레일(23)과, 상기 시프트 레일(23)의 선단부에 설치되어 상기 컨트롤 핑거(22)에 결합되는 다수개의 시프트 러그(24)(25)로 구성된다. 여기에서, 도면부호 (24)는 전진 시프트 러그를 나타내며, (25)는 후진 시프트러그를 나타낸다.

이러한 변속 조작장치는 시프트 레버를 통해 셀렉트 조작을 하게 되면 컨트롤 샤프트(21)를 회전시키면서 컨트롤 핑거(22)가 다수개의 시프트 러그 중 어느 하나에 형성된 홈 내측으로 위치되도록 한다.

이후, 시프트 레버를 통해 예컨대 5단 시프트 조작을 하게 되면, 컨트롤 샤프트(21) 및 컨트롤 핑거(22)와 상기 컨트롤 핑거(22)가 끼움된 시프트 러그(24)를 직선 이동시키고, 상기 시프트 레일(23)은 시프트 러그(24)의 직선이동에 따라 직선 이동되면서 시프트 포크를 축방향으로 이동시킨다.

따라서, 동기 장치의 슬리브가 축방향으로 이동하면서 변속 기어를 회전축에 직결시킴에 따라 기어 변속이 완료된다.

본 발명은 컨트롤 핑거(22)의 일측에 회전 가능하게 장착된 후진 플레이트(30)를 가지며, 상기 컨트롤 핑거(22)는 후진 플레이트(30)가 설치된 쪽의 표면에 형성된 돌기(22a)를 갖는다. 그리고, 상기 후진 플레이트(30)는 스프링(32)에 의해 그 후진 플레이트(30)가 돌기(22a) 쪽으로 회전하는 방향으로 탄성력을 제공받는다.

도3은 본 발명의 실시예에 사용되는 수동 변속기의 러그와 시프트 레일 부위를 나타낸 사시도로서, 1/2단, 3/4단, 5/6단에 해당되는 전진 시프트 러그(24)들과, 후진단에 해당되는 후진 시프트 러그(25)가 도시된다.

이에 의하면, 러그들이 순차적으로 적층된 형태의 구성을 가지며, 전진 시프트 러그(24)의 가장 하부에 후진 시프트 러그(25)가 위치된다.

도4는 본 발명에 따른 후진변속 기어울림 방지장치를 작동시키는데 필요한 주요 구성요소인 러그와 컨트롤 핑거 및 후진 플레이트의 구성을 나타낸 도면이다.

컨트롤 샤프트(21)에 설치된 컨트롤 핑거(22)와 후진 플레이트(30)는 일정 간격 떨어져 배치되며, 그 간격은 컨트롤 핑거(22)가 후진 시프트 러그(25)의 홈에 위치되었을 때 후진 플레이트(30)가 5/6단에 해당하는 전진 시프트 러그(24)의 홈에 위치되도록 설정된다.

또한, 상기의 상태에서 후진 플레이트(30)에 외력이 가해지지 않은 경우, 도5에 도시된 것처럼, 그 후진 플레이트(30)의 끝단 부위는 전진 시프트 러그(24)의 홈의 일측, 즉 5단 쪽으로 치우쳐 위치됨으로써, 컨트롤 샤트프(21)가 반시계 방향으로 회전하기 시작하면, 먼저 후진 플레이트(30)가 먼저 5/6단에 해당하는 전진 시프트 러그(24)를 5단 쪽으로 일정 거리, 즉 동기가 작동할 수 있는 정도의 거리 이동시킨 후 전진 시프트 러그(24)의 홈에서 이탈되고 이에 의해 5/6단에 해당하는 전진 시프트 러그(24)가 디텐트에 의해 원래의 위치로 복귀되며 계속하여 컨트롤 핑거(22)가 후진단에 해당하는 후진 시프트 러그(25)를 이동시키는 구성을 갖는다.

이하, 본 발명의 작용을 설명한다.

전진단 작동시에 후진 플레이트(30)는 아무런 역할도 수행하지 않는다.

후진단 선택작동시에 후진 플레이트(30)가 5단에 대응되는 전진 시프트 러그(24)의 홈 내부로 진입한다.

후진단 치합시 컨트롤 핑거(22)와 후진 플레이트(30)가 동시에 회전하며, 이때 후진 플레이트(30)에 의해 5단에 대응되는 전진 시프트 러그(24) 및 이에 연결된 시프트 레일(23)과 시프트 포크가 일정량 이동된다. 물론, 인터록 플레이트에 5단측 홈이 형성되어 시프트 러그(24)의 이동이 허용된다.

이러한 동작에 의해 5단 동기가 이루어져 입력축의 회전이 정지된다.

컨트롤 핑거(22)와 후진 플레이트(30)가 계속 회전하면, 후진 플레이트(30)의 끝단이 5단에 대응되는 전진 시프트 러그(24)의 홈에서 이탈하며, 이에 의해 시프트 레일(23)은 디텐트에 의해 중립위치로 복귀된다.

그리고, 컨트롤 핑거(22)가 후진단에 대응되는 후진 시프트 러그(25)를 밀어 후진 변속이 완료된다.

물론, 중립 위치로 복귀될 때 후진 플레이트(30)는 회전이 자유로우므로 변속 작동에 문제를 일으키기 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치에 의하면 5단 동기를 이용함에 의해 다음과 같은 효과를 갖는다.

5단은 동기 용량은 작지만 반사 관성(reflected inertia)이 작으므로 작은 힘으로도 회전하는 입력축을 쉽게 정지시킬 수 있으므로 후진변속 기어울림을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한 후진변속 기어울림 기구에 디텐트 기구가 없으며 이는 정해진 거리(stroke)만큼 반드시 진행한 후에 아이들러가 이동하므로 그라인딩 발생이 없다.

게다가 선택작동 과정에서는 걸림감을 유발시키는 구조가 없다.

Claims (1)

1. 수동 변속기에서 후진변속을 행할 때 기어울림을 방지하기 위한 장치로서,

   시프트 레버의 조작에 의해 직선 이동하거나 회전하여 선택작동과 변속작동을 수행하기 위한 컨트롤 샤프트(21)와,

   상기 컨트롤 샤프트(21)에 설치되어 전진단측 시프트 러그(24)와 후진단측 시프트 러그(25)의 홈에 위치되도록 돌출된 부위를 갖는 컨트롤핑거(22)와,

   상기 컨트롤 샤프트(21)에 회전 가능하게 설치되고 상기 컨트롤핑거(22)가 5단측 시프트 러그(24)의 홈에 위치될 때 후진단측 시프트 러그(25)에 홈에 위치되도록 돌출된 부위를 갖는 후진 플레이트(30)와,

   상기 컨트롤핑거(22)가 후진 변속작동을 위하여 회전되는 방향과 반대 방향으로 상기 후진 플레이트(30)를 회전시키도록 탄성력을 제공하는 스프링(32)과,

   상기 후진 플레이트(30)의 회전 위치를 제한하도록 상기 컨트롤핑거(22)에 돌출 형성된 돌기(22a)를 포함하여 구성된 수동 변속기의 후진변속 기어울림 방지장치.

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