KR20130136300A - 자동차의 수동 변속기 - Google Patents

Abstract

자동차의 수동 변속기가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 수동 변속기는 제1,2,3,4,5,6 기어가 순차적으로 배치되는 입력축과; 상기 입력축과 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 기어와 동일선상으로 배치되는 후진 출력기어와 상기 제2,3,4,5,6 입력기어와 치합되는 상기 제1,2,3,4,5속 출력기어와 후진 출력기어가 배치되는 출력축과; 상기 제1 기어와 후진 출력기어 사이에 배치되는 후진 아이들링 기어를 포함하여 이루어지되, 상기 후진 출력기어는 상기 제1속 출력기어와 싱크로나이저 기구로 결합된다.

Description

자동차의 수동 변속기{Manual Transmission For Vehicles}

본 발명은 자동차의 수동 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 후진 변속이 싱크로나이저 기구를 이용하여 이루어짐으로써, 후진 변속단 변속 성능을 개선할 수 있도록 한 자동차의 수동 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 있어서의 변속기는 동력전달장치의 한 부분으로서, 클러치와 추진축(구동축) 사이에 배치되어 차량의 주행조건에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 수행하며, 차량을 후진시키기 위한 후진장치를 갖추고 있다.

이러한 변속기에 있어서, 수동 변속기는 통상적으로 전진 변속단에서는 싱크로나이저 기구를 이용하여 구동측 기어와 피동측 기어의 맞물림 시에 상기 두 기어의 회전 속도를 동기시킨 후, 두 기어가 서로 치합되도록 하여 변속이 이루어지도록 한다.

그리고 후진 변속단에서는 구동측 기어와 피동측 기어 사이에 후진 아이들링 기어를 배치하고, 후진 변속기 상기 후진 아이들링 기어가 상기 구동측 기어와 피동측 기어 사이에 강제 치합(슬라이딩)되도록 하고 있다.

그러나 상기와 같이 구동측 기어와 피동측 기어의 초기 동기화 작동없이 후진 아이들러 기어가 강제 치합되는 경우에는 간헐적인 변속불능 및 변속기 크래쉬성 소음이 발생된다.

또한, 후진 강제 치합방식을 적용하기 위해서는 후진기어를 스퍼 기어로 적용하고 있는 바, 전진 변속단에 사용되는 헬리컬 기어와 비교하여 기어 소음이 매우 높게 발생되어 일부 고객으로부터의 불만이 제기되고 있다.

이에 따라 상기 문제점을 해결하기 위하여 후진 변속기구에 싱크로나이저 기구를 적용한 예가 있다.

도 1은 종래 싱크로나이저 기구에 의한 후진 변속기구를 발췌하여 도시한 모식도이다.

도1을 참조하면, 입력축(PIS)와 평행하게 배치되는 후진 출력축(PRS)에는 후진 출력기어(POG)와, 출력축(POS)상에 배치되어 있는 제1속 기어(GO1)와 치합되는 후진 기어(PRG)를 포함하는 후진 싱크로나이저 기구(PSYN)가 배치된다.

상기에서 후진 기어(PRG)는 후진 출력축(PRS)와 회전 간섭없이 배치되며, 슬리이브(PS)와의 선택적인 치합에 의하여 후진 출력축(PRS)과 연동되어 회전하게 된다.

이에 따라 상기 후진 기어(PGR)는 항상 제1속 기어(GO1)와 치합되고 있는 상태에서 후진 변속을 위하여 상기 슬리이브(PS)가 후진 기어(PRG)측과 연결된다.

그러면 입력축(PIS)의 회전동력이 제1속 입력기어(GI1), 제1속 기어(GO1), 후진 기어(PRG), 후진 출력축(PRS), 후진 출력기어(POG)를 통해 출력되면서 후진 변속이 이루어진다.

그러나 상기와 같은 후진 변속기구에 있어서는 후진 변속감은 향상시킬 수 있으나, 후진 변속을 위한 별도의 싱크로나이저 기구가 적용됨으로써, 부품 증대 및 원가 상승의 문제점이 있다.

또한, 후진 변속기구의 상시 구동에 의하여 구동계의 회전관성(Inertia) 증대로 주행 및 공회전시 래틀(Rattle) 소음 증대를 방지하기 위하여 엔진 플라이 휠을 듀얼 메스 타입을 적용하여야 하는 바, 원가를 크게 상승시킨다는 문제점이 있다.

상기에서 래틀(Rattle)라고 함은 회전축상에 회전 간섭없이 배치되는 프리 기어(Free Gear)의 투쓰(Tooth)가 회전축에 고정되어 회전하는 드라이빙 기어(Driving Gear)의 투쓰(Tooth)에 충격 가진하여 발생하는 진동이 회전축, 베어링, 변속기 케이스 등으로 전달되어 소음으로 방사되는 것을 의미한다.

즉, 프리 기어는 부하가 없는 중에는 프리 기어의 투쓰가 드라이빙 기어의 양측 기어 투쓰 중 어느 하나의 투쓰에 물려 있지 않고 약간의 외력(엔진의 가진력)에도 쉽게 떨어지면서 프리 기어의 투쓰가 드라이빙 기어의 투쓰 양측과 부딪치는 더블 사이드 임펙트(Double Side Impact)가 발생하기 때문에 래틀이 발생하게 된다.

그리고 래틀 발생시 프리 기어가 회전축에 가하는 더블 사이드 임펙트의 충격량은 물리적으로 프리 기어의 회전관성(Inertia)에 비례하며, 래틀 민감도는 프리 기어의 회전 관성의 합에 비례한다.

본 발명의 실시 예는 별도의 후진용 싱크로나이저 기구를 구성하지 않고, 전진 1속용 싱크로나이저 기구에 후진용 싱크로나이저 기구를 결합하여 구성함으로써, 부품수의 큰 증가 없이 원활한 후진 변속이 이루어지도록 한 자동차의 후진 변속기를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 제1,2,3,4,5,6 기어가 순차적으로 배치되는 입력축과; 상기 입력축과 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 기어와 동일선상으로 배치되는 후진 출력기어와 상기 제2,3,4,5,6 입력기어와 치합되는 상기 제1,2,3,4,5속 출력기어와 후진 출력기어가 배치되는 출력축과; 상기 제1 기어와 후진 출력기어 사이에 배치되는 후진 아이들링 기어를 포함하여 이루어지되, 상기 후진 출력기어는 상기 제1속 출력기어와 싱크로나이저 기구로 결합된 자동차의 수동 변속기를 제공할 수 있다.

또한, 입력축상의 제1,2,3,4 기어는 입력축에 고정되고, 제5, 6 기어는 싱크로나이저 기구로 상호 결합도리 수 있다.

또한, 출력축상의 후진 출력기어와 제1속 출력기어와 싱크로나이저 기구로 결합되고, 제2, 3속 출력기어는 싱크로나이저 기구로 결합되며, 제4,5속 출력기어는 출력축에 고정될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 기존 수동 변속기의 큰 구조 변경없이 적용이 가능하며, 후진 변속단의 싱크로나이저 기구의 추가없이 출력축상에 배치되는 전진 1속용 싱크로나이저 기구에 후진용 싱크로나이저 기구를 결합하여 구성함으로써, 부품수의 큰 증가 없이 동기 치합에 의한 후진 변속이 가능하다.

또한, 후진 변속시 변속 불능 및 크래쉬 이음등의 품질 문제를 개선하여 원활한 변속감을 제공할 수 있으며, 후진 기어를 헬리컬 기어로 구성하여 후진 주행시의 기어 소음을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동 변속기의 모식도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기 모식도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

단, 본 실시예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여함을 전제로 한다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수동 변속기의 모식도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수동 변속기는 상호 소정 간격을 두고 평행하게 배치되는 입력축(IS)과 출력축(OS)에 각 변속기어가 배치되는 2축 수동 변속기이다.

상기 입력축(IS)은 전단부가 미도시한 마찰 클러치를 개재시켜 동력원인 엔진과 선택적으로 연결된다.

상기 입력축(IS)상에는 제1, 제2, 제3, 제4 기어(GI1)(GI2)(GI3)(GI4)와 제1 싱크로나이저 기구(S1)가 배치된다.

상기 제1 내지 제4 기어(GI1 ~ GI4)는 입력축(2)과 일체로 형성되며, 제1 기어(GI1)는 후진 입력기어, 제2 기어(GI2)는 제1속 입력기어, 제3 기어(GI3)는 제2속 입력기어, 제4 기어(GI4)는 제3속 입력기어로서, 전측으로부터 순차적으로 상호 일정 간격을 두고 배치된다.

상기 제1 싱크로나이저 기구(S1)는 상기 제4 기어(GI4)의 후측에 배치되며, 제5 기어(GI6)와 제6 기어(GI6)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 제5 기어(GI5)는 제4속 입력기어, 제6 기어(GI6)는 제5속 입력기어이다.

상기 제1 싱크로나이저 기구(S1)는 일반적인 수동 변속기의 적용되는 것과 동일한 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 제1 싱크로나이저 기구(S1)에 적용되는 슬리이브(SL1)는 공지에서와 같이 운전석에 배치된 변속레버에 연동되는 미도시된 별도의 시프트 포크에 의하여 동작되면서 변속을 행하게 된다.

상기 출력축(OS)상에는 전측으로부터 후진 출력기어(RO)와 제1속 출력기어(DO1)을 포함하는 제2 싱크로나이저 기구(S2)와, 제2속 및 제3속 출력기어(DO2)(DO3)를 포함하는 제3 싱크로나이저 기구(S3)와, 제4, 제5속 출력기어(DO4)(DO5)가 순차적으로 배치된다.

상기에서 후진 출력기어(RO)는 상기 제1 기어(GI1)와 상시 치합되어 있는 후진 아이들링 기어(RID)와 상시 치합되고,

제1속 출력기어(DO1)는 제2 기어(GI2)와 상시 치합되며, 상기 제2속 출력기어(DO2)는 제3 기어(GI3)와 상시 치합되고, 상기 제3속 출력기어(DO3)는 제4 기어(GI4)와 상시 치합되며, 상기 제4속 출력기어(DO4)는 제5 기어(GI5)와 상시 치합되고, 상기 제5속 출력기어(DO5)는 제6 기어(GI6)와 상시 치합된다.

상기에서 각 변속단에 관계하는 기어(GI1~GI6),(DO1~DO5),(RID)들은 각 변속단에서 요구하는 기어 잇수로 설정된다.

상기 제2, 3 싱크로나이저 기구(S2)(S3)는 일반적인 수동 변속기의 적용되는 것과 동일한 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 제2, 3의 싱크로나이저 기구(S1)(S2)에 적용되는 각 슬리이브(SL2)(SL3)는 공지에서와 같이 운전석에 배치된 변속레버에 연동되는 미도시된 별도의 시프트 포크에 의하여 동작되면서 변속을 행하게 된다.

그리고 상기 출력축(OS)에는 최종 출력기어(OG)가 장착되어 변속된 회전동력을 디프렌셜(DIFF)에 전달한다.

상기와 같이 구성되는 변속기의 각 변속단별 동력 전달 경로를 살펴보면, 전진 1속에서는 입력축(IS), 제2 기어(GI2), 제1속 출력기어(DO1), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 변속 출력되고,

전진 2속에서는 입력축(IS), 제3 기어(GI3), 제2속 출력기어(DO2), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 변속 출력되며,

전진 3속에서는 입력축(IS), 제4 기어(GI4), 제3속 출력기어(DO3), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 변속 출력되고,

전진 4속에서는 입력축(IS), 제5 기어(GI5), 제4속 출력기어(DO4), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 변속 출력되며,

전진 5속에서는 입력축(IS), 제6 기어(GI6), 제5속 출력기어(DO5), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 변속 출력되고,

후진 변속단에서는 입력축(IS), 제1 기어(GI1), 후진 아이들 기어(RID), 후진 출력기어(RO), 출력축(OS), 출력기어(OG)를 통해 변속 출력된다.

상기와 같이 구성 동작되는 본 발명의 수동 변속기에 의하면, 별도의 후진용 싱크로나이저 기구를 구성하지 않고, 출력축상에 배치되는 전진 1속용 싱크로나이저 기구에 후진용 싱크로나이저 기구를 결합하여 구성함으로써, 부품수의 큰 증가 없이 동기 치합에 의한 후진 변속이 가능해진다.

그리고 상기와 같이 동기 치합에 의하여 후진 변속이 가능해짐으로써, 후진 변속시의 변속 불능 및 크래쉬 이음등의 품질 문제를 개선하여 원활한 변속감을 제공할 수 있다.

또한, 후진 기어를 헬리컬 기어로 구성하여 후진 주행시의 기어 소음을 최소화할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 하나의 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

GI1,GI2,GI3,GI4,GI5,GI6.. 제1,2,3,4,5,6 기어
DO1,DO2,DO3,DO4,DO5,DO6...제1,2,3,4,5속 출력기어
S1,S2,S3... 제1,2,3 싱크로나이저 기구
IS...입력축 OS...출력축
OG... 출력기어 RID... 후진 아이들 기어

Claims (4)

1. 제1,2,3,4,5,6 기어가 순차적으로 배치되는 입력축과;
   상기 입력축과 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 기어와 동일선상으로 배치되는 후진 출력기어와 상기 제2,3,4,5,6 입력기어와 치합되는 상기 제1,2,3,4,5속 출력기어와 후진 출력기어가 배치되는 출력축과;
   상기 제1 기어와 후진 출력기어 사이에 배치되는 후진 아이들링 기어를 포함하여 이루어지되,
   상기 후진 출력기어는 상기 제1속 출력기어와 싱크로나이저 기구로 결합된 자동차의 수동 변속기.
2. 제1항에 있어서,
   입력축상의 제1,2,3,4 기어는 입력축에 고정되고, 제5, 6 기어는 싱크로나이저 기구로 상호 결합된 자동차의 수동 변속기.
3. 제1항에 있어서,
   출력축상의 후진 출력기어와 제1속 출력기어와 싱크로나이저 기구로 결합되고, 제2, 3속 출력기어는 싱크로나이저 기구로 결합되며, 제4,5속 출력기어는 출력축에 고정된 자동차의 수동 변속기.
4. 전측으로부터 순차적으로 제1,2,3,4 기어가 배치되고, 그 후측으로 제5, 제6 기어를 포함하는 제2 싱크로나이저 기구가 배치되는 입력축과;
   상기 제1, 2 기어에 치합되는 후진 출력기어와 제1속 출력기어를 포함하는 제2 싱크로나이저 기구와, 상기 제3, 4 기어에 치합되는 제2, 제3속 출력기어를 포함하는 제3 싱크로나이저 기구와, 상기 제5, 제6 기어에 치합되는 제4속, 제5속 출력기어 및 최종 출력기어가 고정 배치되는 출력축과;
   상기 제1 기어와 후진 출력기어 사이에서 상시 치합되는 후진 아이들링 기어를 포함하는 자동차의 수동 변속기.

Images