KR20160145708A

KR20160145708A - 수동 변속기

Info

Publication number: KR20160145708A
Application number: KR1020167031776A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이시야마
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-12-20
Also published as: KR101834977B1; DE112015002532B4; CN106461059A; DE112015002532T5; CN106461059B; WO2015181601A1; JP6131911B2; JP2015224750A

Abstract

본 수동 변속기(10)는, 샤프트(21)의 축방향으로 연장되는 축방향의 유로(61), 및 상기 축방향의 유로(61)와 연통되어 상기 샤프트(21)의 반경방향으로 연장되는 반경방향의 유로(62)를 구비한 상기 샤프트(21); 상기 샤프트(21)의 외주부에 설치되되, 상기 반경방향의 유로(62)와 연통되어 상기 샤프트(21)의 반경방향으로 연장되는 유로(72)를 포함하는 내측 레이스(37); 상기 내측 레이스(37)의 외주부에 설치되는 롤링 요소(36); 및 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 유로(72)의 내주측에서, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 유로(72)를 따라 설치되는 원통형 핀(81)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수동 변속기{MANUAL TRANSMISSION}

본 발명은 통상적으로 수동 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 아이들러 기어(idler gear)를 지지하는 베어링에 윤활유를 공급하기 위한 기구가 설치된 수동 변속기에 관한 것이다.

종래의 수동 변속기로서, 예를 들면 일본특허출원공보 제2010-236589호(JP 2010-236589 A)는, 축방향 치수를 더욱 단축시키는 것을 목적으로 하는 수동 변속기를 개시하고 있다. JP 2010-236589 A에 개시된 수동 변속기는, 입력 샤프트, 제1카운터샤프트, 제2카운터샤프트, 및 니들 베어링(needle bearing)과 같은 베어링을 통해 이들 샤프트들 상에서 아이들하게(idly) 회전가능하도록 설치된 복수의 기어들을 구비한다.

또한, 일본특허출원공보 제2009-63152호(JP 2009-63152 A) 및 일본특허출원공보 제2012-154444호(JP 2012-154444 A) 또한 각종 수동 변속기들을 개시하고 있다.

JP 2010-236589 A에 개시된 상기 수동 변속기에 있어서는, 상기 베어링에 윤활유를 공급하기 위한 수단으로서, 축방향으로 연장되는 축방향의 유로 및 반경방향으로 연장되는 반경방향의 유로가 상기 샤프트에 형성되어 있고, 또한 상기 반경방향으로 통과하는 오일 구멍은 상기 베어링의 내측 레이스(inner race)에 형성되어 있다. 상기 샤프트의 일단면으로부터 도입된 윤활유는, 상기 샤프트의 상기 축방향의 유로 및 상기 반경방향의 유로를, 이러한 순서대로 통과하고, 또한 상기 내측 레이스에 있어서 상기 오일 구멍을 통해 상기 베어링의 롤링 요소(니들 베어링의 경우에는 롤러)에 공급된다.

하지만, 이러한 종류의 윤활유 공급 기구에 의하면, 상기 반경방향의 유로로부터 상기 오일 구멍을 향하는 상기 윤활유의 일부가, 상기 샤프트와 상기 내측 레이스 사이의 갭을 통해 누설되므로, 상기 윤활유의 이용 효율(utilization efficiency)이 저하된다. 상기 윤활유가 누설되어 버리는 것을 방지하기 위한 한 가지 방법은, 상기 샤프트와 상기 내측 레이스 사이에 O링과 같은 시일 부재(seal member)를 설치하는 것을 생각해볼 수 있지만, 이렇게 하는 것은 결국에 상기 수동 변속기의 부품 개수와 제조 비용 모두를 증가시키고 만다.

또한, 상기 베어링의 내측 레이스가 상기 샤프트의 외주부에 설치되는 수동 변속기에 의하여, 상기 샤프트와 상기 내측 레이스 사이에 상대적인 회전이 발생한다면, 상기 샤프트의 상기 반경방향의 유로가 결국에는 상기 내측 레이스의 유로로부터 원주방향으로 오프셋될 것이다. 그 결과, 상기 베어링의 상기 롤링 요소에 대한 윤활유의 공급이 방해받을 수도 있으므로, 상기 내측 레이스가 상기 샤프트에 대한 회전을 방지하기 위한 회전 스토퍼(rotation stopper)가 설치되어야만 한다. 한편, 이러한 내측 레이스의 회전 스토퍼를 설치하기 위해서는, 상기 내측 레이스의 일부분을 그라인딩하는(grind down) 가공이 행해질 수 있다. 하지만, 이러한 경우에 있어서, 상기 가공된 부분의 강도가 저하되는 것을 방지하기 위해서는, 상기 내측 레이스의 두께가 더 두꺼워져야 하므로, 상기 내측 레이스의 두께가 증가되는 양만큼 상기 반경방향의 치수가 커질 수도 있게 된다.

상기 과제의 관점에서, 본 발명은 상술된 과제를 해결함으로써, 간단한 구조로, 윤활유의 이용 효율의 향상과 내측 레이스의 상대적인 회전 방지 모두가 가능한 수동 변속기를 제공한다.

본 발명의 제1형태는, 샤프트, 내측 레이스, 롤링 요소, 및 제1원통형부재를 포함하는 수동 변속기에 관한 것이다. 상기 샤프트는, 상기 샤프트의 축방향으로 연장되는 제1유로, 및 상기 제1유로와 연통되어 상기 샤프트의 반경방향으로 연장되는 제2유로를 구비한다. 상기 내측 레이스는, 상기 샤프트의 외주부에 설치되어 있다. 또한, 상기 내측 레이스는, 상기 제2유로와 연통되어 상기 샤프트의 반경방향으로 연장되는 제3유로를 포함한다. 상기 롤링 요소는, 상기 내측 레이스의 외주부에 설치되어 있다. 상기 제1원통형부재는, 상기 제2유로 및 상기 제3유로의 내주측에서, 상기 제2유로 및 상기 제3유로를 따라 설치되어 있다.

이러한 방식으로 구성된 수동 변속기에 따르면, 상기 제2유로 및 상기 제3유로를 따라 상기 제1원통형부재를 설치함으로써, 상기 제2유로 및 상기 제3유로의 내주부에서, 윤활유가 상기 샤프트와 상기 내측 레이스 사이에서 누설되어 버리는 것을 억제할 수 있는 한편, 상기 제1원통형부재 또한 상기 내측 레이스의 회전 스토퍼로서 사용될 수도 있다. 그 결과, 간단한 구조로도, 윤활유의 이용 효율이 향상될 수 있게 되고, 또한 상기 내측 레이스의 상대적인 회전이 방지될 수 있게 된다.

여기서, 상술된 수동 변속기에 있어서는, 상기 제1원통형부재가 C형 또는 O형 단면 형상을 가질 수도 있다. 이러한 종류의 제1원통형부재에 따르면, 상기 제1원통형부재의 외주면이, 상기 제1원통형부재가 상기 샤프트 안으로 장착될 때에, 상기 제2유로 및 상기 제3유로의 내측벽들과 밀접하게 될 수 있다.

또한, 상술된 수동 변속기에 있어서, 상기 제1원통형부재는 상기 제2유로 및 상기 제3유로와 맞물릴 수도 있다. 이러한 방식으로 구성된 수동 변속기에 따르면, 상기 제1원통형부재를 상기 제2유로 및 상기 제3유로의 내측벽들과 밀접하게 함으로써, 윤활유가 상기 샤프트와 상기 내측 레이스 사이에서 누설되어 버리는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

여기서, 상술된 수동 변속기는 또한 상기 롤링 요소의 외주부에 설치되는 아이들러 기어를 포함할 수도 있다. 이러한 아이들러 기어는, 회전가능하게 지지되도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 내측 레이스는 상기 롤링 요소에 대하여 상대적으로 회전가능하게 설치될 수도 있다.

이러한 방식으로 구성된 수동 변속기에 따르면, 아이들러 기어, 및 상기 샤프트와 상기 내측 레이스 간의 상대적인 회전이 상기 롤링 요소를 통해 가능하므로, 상기 아이들러 기어가 상기 샤프트에 대하여 아이들하게 회전될 수 있게 된다.

또한, 상술된 수동 변속기에 있어서, 상기 샤프트는, 상기 제1유로와 연통되어, 상기 샤프트의 축방향으로, 상기 제2유로로부터 이격된 위치에서, 상기 샤프트의 반경방향으로 연장되는 제4유로를 구비할 수도 있다. 상기 제2유로 및 상기 제4유로는 같은 개구 면적들을 가질 수도 있다.

이러한 방식으로 구성된 수동 변속기에 따르면, 상기 제2유로 및 상기 제4유로를 형성할 때에 상기 샤프트를 가공하는 것이, 같은 개구 면적, 즉 동일한 개구 형상을 갖는 상기 제2유로 및 상기 제4유로로 인하여 더욱 용이해질 수 있게 된다.

또한, 상술된 수동 변속기에 있어서, 상기 제4유로는, 상기 제2유로보다 상기 제1유로에 있어서, 윤활유의 유동 방향으로, 하류측에 더 멀리 배치될 수도 있다.

이러한 방식으로 구성된 수동 변속기에 따르면, 상기 제1원통형부재가 상기 제2유로에 설치되고, 또한 원통형 부재가 상기 제4유로에 설치되지 않는 경우, 상기 제4유로 내의 윤활유의 통로 면적은, 상기 제2유로에 있어서의 윤활유의 통로 면적보다 크다. 그 결과, 상기 제1유로에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측 및 하류측들에 배치되어 있는 상기 유로들로 인하여, 상기 하류측으로 유동하는 윤활유의 양의 불충분성이 억제될 수 있게 된다.

또한, 상술된 수동 변속기에 있어서, 상기 수동 변속기는 제2원통형부재를 포함할 수도 있다. 상기 제2원통형부재는, 상기 제4유로의 내주측에 설치될 수도 있다. 또한, 상기 제2원통형부재의 개구 면적은, 상기 제1원통형부재의 개구 면적보다 클 수도 있다. 여기서, 상기 제2원통형부재는 C형 또는 O형 단면 형상을 가질 수도 있다.

이러한 방식으로 구성된 수동 변속기에 따르면, 상기 제4유로에 있어서 상기 제1원통형부재보다 얇은 상기 제2원통형부재를 설치함으로써, 상기 제2원통형부재의 개구 면적이 상기 제1원통형부재의 개구 면적보다 커질 수 있게 된다. 그 결과, 상기 제4유로에 있어서의 윤활유의 통로 면적이, 상기 제2유로에 있어서의 윤활유의 통로 면적보다 커질 수 있게 된다. 결과적으로는, 상기 제1유로에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측 및 하류측들에 배치되어 있는 상기 유로들로 인하여, 상기 하류측으로 유동하는 윤활유의 양의 불충분성이 억제될 수 있게 된다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 형태의 수동 변속기 등의 구조에 따르면, 간단한 구조로, 윤활유의 이용 효율의 향상, 및 내측 레이스의 상대적인 회전 방지 모두를 가능하게 한다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예들의 특징, 장점, 그리고 기술적 및 산업적 현저성을, 동일한 부호들이 동일한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수동 변속기의 단면도;
도 2는 도 1의 2점쇄선 II로 둘러싸인 영역의 확대단면도;
도 3은 도 1의 수동 변속기에 조립되기 전의 원통형 핀(cylindrical pin)의 사시도;
도 4는 도 2의 IV - IV 선을 따라 취한 수동 변속기의 단면도;
도 5는 도 3의 원통형 핀의 변형예의 사시도; 및
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 수동 변속기의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 이하 참조되는 도면들에 있어서, 동일하거나 대응하는 부재들은 동일한 참조 부호들로 표시될 것이다.

우선, 본 발명의 제1실시예를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수동 변속기의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 이러한 실시예의 수동 변속기(10)는, 동력원에 의해 발생되는 회전을 선택적으로 감속 또는 가속하고, 그 결과적인 회전을 구동륜들에 출력하며, 또한 상기 생성된 회전을 반전시켜, 이러한 반전된 회전을 상기 구동륜들에 출력하는 차량용 수동 변속기이다.

우선, 상기 수동 변속기(10)의 전체 구조를 설명하면, 상기 수동 변속기(10)는, 샤프트(21), 베어링(35), 베어링(45), 베어링(55), 아이들러 기어(31), 아이들러 기어(41), 및 아이들러 기어(51)를 포함한다. 상기 샤프트(21), 상기 베어링(35, 45, 55) 및 상기 아이들러 기어(31, 41, 51)들은 모두 상기 도면에 도시된 가상 중심축(101) 상에 센터링되어 설치된다.

상기 샤프트(21)는, 상기 중심축(101)을 따라 샤프트 형상으로 연장되어 있다. 상기 샤프트(21)는, 상기 중심축(101) 상에 센터링되어 회전가능하게 지지된다. 상기 샤프트(21)는, 상기 중심축(101)의 축방향으로의 일단부(21p)측에, 베어링(26)에 의해 지지되어 있다.

상기 베어링(35), 상기 베어링(45), 및 상기 베어링(55)은, 상기 샤프트(21)의 외주부에 설치되어 있다. 상기 베어링(35), 상기 베어링(45), 및 상기 베어링(55)은, 상기 샤프트(21)의 축방향으로 나열(lined up)되어 있다. 상기 베어링(35)은, 상기 샤프트(21)의 상기 일단부(21p)에 가장 가까운 측에 배치되어 있고, 상기 베어링(55)은, 상기 샤프트(21)의 상기 일단부(21p)로부터 가장 먼 측에 배치되어 있으며, 또한 상기 베어링(45)은, 상기 베어링(35)과 상기 베어링(55) 사이에 배치되어 있다.

상기 아이들러 기어(31), 상기 아이들러 기어(41), 및 상기 아이들러 기어(51)는, 상기 베어링(35), 상기 베어링(45), 및 상기 베어링(55)의 외주부들에 각각 설치되어 있다. 상기 아이들러 기어(31), 상기 아이들러 기어(41), 및 상기 아이들러 기어(51)는 각각 상기 베어링(35), 상기 베어링(45), 및 상기 베어링(55)에 의해, 상기 중심축(101) 상에 센터링되어 회전가능하게 지지된다. 상기 아이들러 기어(31, 41, 51)들은, 상기 샤프트(21)에 대하여 아이들하게 회전가능한 방식으로, 상기 샤프트(21) 상에 설치되어 있다. 상기 아이들러 기어(31, 41, 51)들은, 특정한 기어 속도들을 위한 동력 전달 기어들이고, 또한 상기 대응하는 기어 속도가 선택되지 않는 경우에, 상기 샤프트(21)에 대하여 아이들하게 회전한다.

이러한 실시예에 있어서는, 니들 베어링들이 상기 베어링(35, 45, 55)들로 사용된다.

상기 베어링(35)은, 내측 레이스(37) 및 롤링 요소(36)로 형성되어 있다. 상기 내측 레이스(37)는 상기 샤프트(21)의 외주부에 설치되어 있다. 상기 내측 레이스(37)는, 후술하는 원통형 핀(81)("제1원통형부재"라고도 함)에 의해, 상기 샤프트(21)에 대하여 회전하는 것이 방지된다. 상기 롤링 요소(36)는, 상기 내측 레이스(37)의 외주부에 설치되어 있다. 상기 롤링 요소(36)는, 상기 반경방향으로, 상기 내측 레이스(37)와 상기 아이들러 기어(31) 사이에 설치되어 있다. 상기 내측 레이스(37)는, 상기 롤링 요소(36)에 대하여 상대적으로 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 롤링 요소(36)는, 상기 원주방향으로 배치된 복수의 롤러들로 형성되어 있다.

상기 베어링(45)은, 상기 내측 레이스(47), 및 롤링 요소(롤러)(46)로 형성되어 있다. 상기 내측 레이스(47)는 상기 샤프트(21)의 외주부에 설치되어 있다.

상기 내측 레이스(47)는, 구상 볼 베어링(spherical ball bearing; 42)에 의해 회전하는 것이 방지된다. 보다 구체적으로는, 홈부(groove; 44) 및 홈부(43)가 상기 샤프트(21) 및 상기 내측 레이스(47)에 각각 형성되어 있다. 상기 홈부(44) 및 상기 홈부(43)는 각각 상기 반경방향으로 서로 대향하는 위치들에 있어서, 상기 샤프트(21)의 외주면 및 상기 내측 레이스(47)의 내주면으로부터 오목하게 설치되어 있다. 상기 볼 베어링(42)은 상기 홈부(44)에 하우징되고, 또한 상기 홈부(44)로부터 돌출되는 상기 볼 베어링(42)의 일부분이 상기 홈부(43)에 유지(retain)되므로, 상기 내측 레이스(47)가 상기 샤프트(21)에 대하여 회전하는 것이 방지되게 된다.

상기 내측 레이스(37)의 회전 정지 기구와 유사한 원통형 핀이, 상기 내측 레이스(47)의 회전 정지 기구로서, 상기 볼 베어링(42) 대신에 설치될 수도 있다.

상기 롤링 요소(46)는, 상술된 롤링 요소(36)와 동일한 방식으로 설치되어 있다. 상기 베어링(55)은, 롤링 요소(롤러)(56)로 형성되어 있다. 상기 베어링(55)에 있어서는, 내측 레이스가 설치되어 있지 않다. 대신에, 상기 롤링 요소(56)가 상기 샤프트(21)의 외주부에 직접 설치되어 있다.

상기 아이들러 기어(31, 41, 51)들을 회전가능하게 지지하는 베어링들은 니들 베어링들로 한정되지 않는다. 볼 베어링 등도 베어링의 타입을 맞추기 위하여 상기 롤링 요소들로서 사용될 수도 있다.

상기 샤프트(21)는, 제2유로로서 반경방향의 유로(62)(이러한 반경방향의 유로(62)는 또한 "제2유로"라고 할 수도 있음)가 형성되고, 또한 상기 내측 레이스(37) 및 제1롤링요소로서의 역할을 하는 상기 롤링 요소(36)가 설치되어 있는 소경부(small diameter portion; 22), 및 상기 소경부(22)보다 큰 직경을 가지고, 또한 제4유로로서의 역할을 하는 반경방향의 유로(64)가 형성되어 있는 대경부(large diaeter portion; 23)를 구비한다. 상기 수동 변속기(10)는, 제1아이들러기어로서 상기 아이들러 기어(31), 제2롤링요소로서 상기 롤링 요소(56), 제2아이들러기어로서 상기 아이들러 기어(51), 제1맞댐부재(abutting member)로서 내측 레이스(27), 및 제2맞댐부재로서 상기 내측 레이스(47)를 포함한다. 상기 아이들러 기어(31)는, 상기 롤링 요소(36)의 외주부에 설치되어, 회전가능하게 지지된다. 상기 롤링 요소(56)는, 상기 대경부(23)의 외주부에 설치되어 있다. 상기 아이들러 기어(51)는, 상기 롤링 요소(56)의 외주부에 설치되어, 회전가능하게 지지된다. 상기 내측 레이스(27)는, 상기 샤프트(21)의 외주부에 고정되어, 상기 축방향으로 상기 내측 레이스(37)에 대항하여 맞닿음으로써, 상기 아이들러 기어(31)로부터의 갭을 가로질러 배치되어 있다. 상기 내측 레이스(47)는, 상기 샤프트(21)의 외주부에 고정되어, 상기 축방향으로 상기 대경부(23)에 대항하여 맞닿음으로써, 상기 아이들러 기어(51)로부터의 갭을 가로질러 배치되어 있다.

상기 구조를 보다 상세하게 설명하면, 상기 샤프트(21)는, 상기 일단부(21p)측으로부터 타단부측을 향해 단계적으로 넓어지는 형상을 가진다. 상기 샤프트(21)는, 구성부들로서 상기 소경부(22) 및 상기 대경부(23)를 가진다. 상기 소경부(22)는 직경 D1을 가진다. 상기 소경부(22)는, 상기 샤프트(21)의 상기 일단부(21p)에 배치되어 있다. 상기 대경부(23)는, 상기 직경 D1 보다 큰 직경 D2를 가진다. 상기 대경부(23)는, 상기 샤프트(21)의 상기 일단부(21p)로부터 이격되어 배치된다. 단차를 구비한 숄더부(shoulder portion; 24)가, 상기 대경부(23)의 상기 일단부(21p)측의 일 단부에 설치되어 있다.

상기 베어링(35)의 내측 레이스(37)는, 상기 소경부(22)의 외주부에 설치되어 있다. 상기 베어링(26)의 내측 레이스(27)(제1맞댐부재)는, 상기 소경부(22)의 외주부 상에서, 상기 샤프트(21)의 축방향으로, 상기 내측 레이스(37)에 대항하여 맞닿아 설치된다. 상기 내측 레이스(27)는, 상기 샤프트(21)의 축방향으로, 상기 내측 레이스(37)에 대항하여 맞닿음으로써, 상기 내측 레이스(27)와 상기 아이들러 기어(31) 사이에 상기 축방향으로의 갭을 만들도록 위치결정되어 있다.

상기 베어링(55)의 상기 롤링 요소(56)는, 상기 대경부(23)의 외주부에 설치되어 있다. 상기 베어링(45)의 내측 레이스(47)(제2맞댐부재)는, 상기 샤프트(21)의 축방향으로, 상기 대경부(23)의 상기 숄더부(24)에 대항하여 맞닿아 있다. 상기 내측 레이스(47)는, 상기 샤프트(21)의 축방향으로, 상기 대경부(23)의 상기 숄더부(24)에 대항하여 맞닿음으로써, 상기 내측 레이스(47)와 상기 아이들러 기어(51) 사이에 상기 축방향으로의 갭을 만들도록 위치결정되어 있다.

상기 샤프트(21)의 축방향으로, 상기 내측 레이스(27)를 위치결정하기 위한 한 가지 방법은, 상기 소경부(22)에 숄더부를 설치하는 것을 생각해볼 수 있다. 하지만, 숄더부가 얇은 소경부(22)에 설치되어 있다면, 상기 숄더부가 설치된 상기 샤프트(21)의 상기 일단부(21p)측이 훨씬 더 작은 직경을 가져야만 하는데, 이는 상기 샤프트(21)의 강성을 충분하게 확보하는 것을 곤란하게 만든다. 그러므로, 상기 베어링(35)의 구성 부품으로서 상기 내측 레이스(37)를 설치함으로써, 또한 이러한 내측 레이스(37)를, 상기 내측 레이스(27)의 위치결정 수단으로서 이용함으로써, 상기 내측 레이스(27)가, 상기 샤프트(21)에 대하여 아이들하게 회전하는 상기 아이들러 기어(31)와 접촉하는 것이 방지될 수 있게 된다. 한편, 상기 숄더부(24)는, 두꺼운 대경부(23)에 설치될 수 있으므로, 상기 내측 레이스(47)를 상기 숄더부(24)에 대항하여 맞닿게 함으로써, 상기 내측 레이스(47)가, 상기 샤프트(21)에 대하여 아이들하게 회전하는 상기 아이들러 기어(51)와 접촉하는 것이 방지될 수 있게 된다. 이러한 이유로, 본 실시예에 있어서는, 상기 베어링(55)의 구성 부품으로서 내측 레이스가 설치되지 않는다.

본 실시예에 있어서의 수동 변속기(10)에는, 상기 아이들러 기어(31, 41, 51)들을 지지하는 상기 베어링(35, 45, 55)들에 윤활유를 공급하기 위한 기구가 설치되어 있다. 계속해서, 이러한 윤활유의 공급 기구를 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 2점쇄선 II로 둘러싸인 영역의 확대단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 축방향의 유로(61)("제1유로"라고도 함), 반경방향의 유로(62), 반경방향의 유로(63), 및 반경방향의 유로(64)가 상기 샤프트(21)에 형성되어 있다.

상기 축방향의 유로(61)는, 상기 샤프트(21)의 축방향으로 연장되어 있다. 상기 축방향의 유로(61)는, 상기 샤프트(21)의 상기 일단부(21p)측의 일 단면에 개방되어, 상기 중심축(101)을 따라 선형으로 연장되어 있다. 상기 축방향의 유로(61)에 윤활유를 안내하기 위한 가이드 부재(28)는, 상기 축방향의 유로(61)의 일 개구단부에 설치되어 있다. 상기 가이드 부재(28)에 의해 상기 축방향의 유로(61)로 유도되는 윤활유는, 도 1의 화살표 102로 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(21)의 상기 일단부(21p)측으로부터 상기 타단부측을 향해 유동한다.

상기 반경방향의 유로(62, 63, 64)들은, 상기 축방향의 유로(61)와 연통되고, 또한 상기 샤프트(21)의 반경방향으로 연장되어 있다. 상기 반경방향의 유로(62, 63, 64)들은, 상기 축방향의 유로(61)로부터 상기 반경방향으로 연장되고 또한 상기 샤프트(21)를 통과한다. 상기 반경방향의 유로(62), 상기 반경방향의 유로(63), 및 상기 반경방향의 유로(64)는, 개구 면적이 동일한 구멍들로 형성되어 있다. 상기 반경방향의 유로(62, 63, 64)들은 내경(inside diameter) d1을 가진다. 이러한 내경 d1은, 예를 들면 φ3mm이다.

상기 반경방향의 유로(62), 상기 반경방향의 유로(63), 및 상기 반경방향의 유로(64)는, 상기 샤프트(21)의 축방향으로 서로 오프셋된 위치들에 설치되어 있다. 상기 반경방향의 유로(62)는, 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 가장 먼 상류측에 배치되어 있다. 상기 반경방향의 유로(63)는, 상기 반경방향의 유로(62)보다 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 하류측에 더 멀리 배치되어 있고, 또한 상기 반경방향의 유로(64)는, 상기 반경방향의 유로(63)보다 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 하류측에 훨씬 더 멀리 배치되어 있다. 상기 반경방향의 유로(62), 상기 반경방향의 유로(63), 및 상기 반경방향의 유로(64)는 각각 상기 샤프트(21)의 축방향에 있어서, 상기 베어링(35), 상기 베어링(45), 및 상기 베어링(55)에 대응하는 위치들에 설치되어 있다.

오일 구멍(72)("제3유로"라고도 함) 및 오일 구멍(73)은 각각 상기 내측 레이스(37) 및 상기 내측 레이스(47)에 형성되어 있다. 상기 오일 구멍(72) 및 상기 오일 구멍(73)은 각각 상기 반경방향으로, 상기 내측 레이스(37) 및 상기 내측 레이스(47)를 통과하여 설치되어 있다. 상기 오일 구멍(72) 및 상기 오일 구멍(73)은 각각 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 반경방향의 유로(63)("제4유로"라고도 함)와 연통되어 있다. 상기 오일 구멍(72)은, 상기 반경방향의 유로(62)와 연통된 위치로부터 상기 내측 레이스(37)를 통과하고, 또한 상기 롤링 요소(36)가 배치되는 공간에 도달한다. 상기 오일 구멍(73)은, 상기 반경방향의 유로(63)와 연통된 위치로부터 상기 내측 레이스(47)를 통과하고, 또한 상기 롤링 요소(46)가 배치되는 공간에 도달한다.

상기 오일 구멍(72) 및 상기 오일 구멍(73)은, 개구 면적이 동일한 구멍들로 형성되어 있다. 상기 오일 구멍(72) 및 상기 오일 구멍(73)은, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 반경방향의 유로(63)로서, 동일한 내경, 즉 내경 d1을 가진다.

도 3은 도 1의 수동 변속기에 조립되기 전의 원통형 핀의 사시도이다. 도 4는 도 2의 IV - IV선을 따라 취한 수동 변속기의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 수동 변속기(10) 또한 원통형 핀(81)을 구비한다. 이러한 원통형 핀(81)은, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)의 내주측들에서, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)을 따라 원통형으로 연장되어 설치된다. 상기 원통형 핀(81)은, 원형의 원통 모양을 가지고, 또한 그 안에 상기 윤활유를 위한 통로를 형성하고 있다. 상기 원통형 핀(81)은, 상기 내경 d1보다 작은 내경 d2를 가진다. 상기 내경 d2는, 예를 들면 φ2mm이다.

상기 원통형 핀(81)은, 예를 들면 금속판으로 형성되어 있다. 상기 원통형 핀(81)은, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)에 장착되지 않은 경우에 C형 단면 형상을 가진다. 상기 원통형 핀(81)은, 상기 원주방향으로 만곡되는 형상을 가지고, 또한 그 양단부에, 컷아웃(cutout; 84)을 가로질러 서로 대향하는 단부(82) 및 단부(83)를 구비한다.

상기 원통형 핀(81)은, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)과 맞물려 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 원통형 핀(81)은, 상기 단부(82) 및 상기 단부(83)가 서로 근접하도록 탄성적으로 변형된 상태에서, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)을 통해 삽입되어 있다. 상기 원통형 핀(81)의 외주면은, 그 원래의 형상으로 되돌아가려고 하는 상기 원통형 핀(81)의 탄성력에 의해, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)의 내측벽들과 밀접하고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단부(82) 및 상기 단부(83)는, 상기 원통형 핀(81)이 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 72에 장착될 때에, 서로 대항하여 맞닿아 있는 것이 바람직하지만, 상기 단부(82)와 상기 단부(83) 사이에 갭이 있을 수도 있다. 본 발명에 있어서의 "원통형"이란 용어는, 상기 원주방향으로 완전히 연결되는 형상만을 의미하는 것으로 한정되지 않는다.

상기 원통형 핀(81)은, 함께 연통되는 상기 반경방향의 유로(62)와 상기 오일 구멍(72) 사이에 연속해서 연장되어 있다. 상기 원통형 핀(81)은, 상기 반경방향의 유로(62)가 개방되는 상기 샤프트(21)의 내주면(2lb)으로부터 돌출되지 않도록 설치되는 것이 바람직하다(도 2 참조). 이러한 종류의 구조는, 상기 축방향의 유로(61)에 있어서의 상기 윤활유의 유동이 상기 원통형 핀(81)에 의해 방해받는 것을 방지할 수 있게 만든다. 상기 원통형 핀(81)은, 상기 오일 구멍(72)이 개방되는 상기 내측 레이스(37)의 외주면(37a)으로부터 돌출되지 않도록 설치되는 것이 바람직하다(도 2 참조). 이러한 종류의 구조는, 상기 원통형 핀(81)이 상기 내측 레이스(37)의 외주부 상에서 롤링하는 상기 롤링 요소(36)와 간섭하는 것을 방지할 수 있게 만든다.

여기서, 상기 제1실시예에 있어서의 상기 원통형 핀의 변형예를 설명하기로 한다. 도 5는 도 3에 도시된 원통형 핀(81)의 변형예의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 변형예에 있어서, 상기 원통형 핀(81)은, 상기 원통형 핀(81)이 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)에 장착되어 있지 않은 경우에, O형 단면 형상을 가진다. 상기 원통형 핀(81)의 외경은, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)의 내경 d1보다 약간 크게 설정되어 있다. 상기 원통형 핀(81)의 외주면은, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72) 안으로 프레스-핏(press-fit)되어 있는 상기 원통형 핀(81)에 의하여, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)의 내측벽들과 밀접하고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도시되지 않은 링 기어에 의해 픽업(picked up)되고, 또한 도시되지 않은 트레이형 세퍼레이터(tray-shaped separator)에 축적되는 윤활유가, 상기 가이드 부재(28)에 의해 안내되어, 상기 축방향의 유로(61) 안으로 도입된다. 상기 축방향의 유로(61)를 통과하는 윤활유는, 상기 반경방향의 유로(62), 상기 반경방향의 유로(63), 및 상기 반경방향의 유로(64) 안으로 유동하고, 또한 상기 베어링(35), 상기 베어링(45), 및 상기 베어링(55)에, 이러한 순서대로 공급된다.

본 실시예에 있어서는, 상기 원통형 핀(81)이 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)에 설치되어 있으므로, 상기 축방향의 유로(61)로부터 유입된 상기 윤활유가 이러한 원통형 핀(81)을 통과하게 된다. 그러므로, 상기 원통형 핀(81)이, 상기 샤프트(21)와 상기 내측 레이스(37) 사이에서 시일 부재로서 기능하여, 상기 롤링 요소(36)를 향하고 있는 윤활유가, 상기 샤프트(21)의 상기 외주면(21a)과 상기 내측 레이스(37)의 내주면(37b) 사이의 갭 밖으로 누설되는 것을 억제하게 된다.

상기 원통형 핀(81)은 또한 상기 샤프트(21)에 대한 상기 내측 레이스(37)를 위한 회전 스토퍼로서도 기능하여, 상기 샤프트(21)와 상기 내측 레이스(37) 간의 상대적인 회전을 규제하게 된다. 이는 상기 내측 레이스(47)에 설치된 것과 같은 회전 스토퍼로서의 상기 볼 베어링(42)의 필요성을 제거하는데, 이는 상기 반경방향으로 더욱 컴팩트한 구조에 기여한다. 또한, 상기 볼 베어링(42)을 장착하기 위한 홈부의 가공이 불필요하게 되므로, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.

윤활유가 일 방향으로부터 공급되는 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 반경방향의 유로(62), 상기 반경방향의 유로(63), 및 상기 반경방향의 유로(64)가 이러한 순서대로 설치되는 경우, 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측으로부터 상기 하류측을 향해, 상기 반경방향의 유로들 안으로 유동하는 윤활유의 양이 감소하는 경향이 있다. 다른 한편으로, 본 실시예에 있어서는, 상기 반경방향의 유로(62), 상기 반경방향의 유로(63), 및 상기 반경방향의 유로(64)가 모두 동일한 직경을 가지지만, 상기 반경방향의 유로(63) 및 상기 반경방향의 유로(64)보다 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측에 더 멀리 배치되는 상기 반경방향의 유로(62)의 통로 면적이, 오리피스(orifice)로서의 역할을 하는 상기 원통형 핀(81)에 의해 저감된다. 이러한 종류의 구조는, 상기 반경방향의 유로(62, 63, 64)들을 가공할 때에, 균일한 드릴 직경을 이용하여 복잡한 가공을 회피하면서, 상기 하류측으로 유동하는 윤활유의 양이 불충분해지는 것을 억제할 수 있게 만든다.

앞서 설명한 이유로, 본 실시예에 있어서는, 상기 축방향의 유로(61)의, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측에서, 상기 내측 레이스(27)를 위치결정하기 위하여, 상기 내측 레이스(37)가 상기 베어링(35)에 설치되지만, 상기 축방향의 유로(61)의, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 하류측에서는, 상기 베어링(55)에, 상기 롤링 요소(56)에 대하여 내측 레이스가 설치되지 않는다. 이러한 종류의 구조에 의하면, 상기 원통형 핀(81)이 필요한 위치가, 상기 축방향의 유로(61)의, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측에 있으므로, 상기 하류측으로 유동하는 윤활유의 양이 불충분해지는 것을 억제하는 상술된 효과가 달성될 수 있다는 장점이 있다.

상술된 본 발명의 제1실시예의 수동 변속기(10)의 구조를 요약하기 위하여, 본 실시예의 수동 변속기(10)는, 상기 축방향으로 연장되는 제1유로로서 상기 축방향의 유로(61), 및 상기 축방향의 유로(61)와 연통되어, 상기 반경방향으로 연장되는 제2유로로서 상기 반경방향의 유로(62)가 형성되어 있는 상기 샤프트(21), 상기 샤프트(21)의 외주부에 설치되고 또한 상기 반경방향의 유로(62)와 연통되어 상기 반경방향으로 연장되는 제3유로로서 상기 오일 구멍(72)을 구비한 상기 내측 레이스(37), 상기 내측 레이스(37)의 외주부에 설치되는 롤링 요소로서 상기 롤링 요소(36), 및 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)의 내주측들에서, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)을 따라 설치되는 원통형 부재로서 상기 원통형 핀(81)을 포함한다.

이러한 방식으로 구성되는 본 발명의 제1실시예의 수동 변속기(10)에 따르면, 간단한 구조로도, 윤활유의 이용 효율이 향상될 수 있고, 또한 내측 레이스의 상대적인 회전이 방지될 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 제2실시예를 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 수동 변속기의 단면도이다. 본 실시예의 수동 변속기는, 상기 제1실시예의 수동 변속기(10)와 기본적으로 동일한 구조를 가진다. 이하, 불필요한 구조의 설명은 반복하지 않기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 수동 변속기는, 상기 원통형 핀(81) 이외에, 원통형 핀("제2원통형부재"라고도 함)(86)을 구비한다. 상기 원통형 핀(86)은, 상기 반경방향의 유로(63) 및 상기 오일 구멍(73)을 따라 원통형으로 연장되어 설치된다. 상기 원통형 핀(86)은, 상기 반경방향의 유로(62) 및 상기 오일 구멍(72)에 설치되는 상기 원통형 핀(81)과 동일한 방식으로 설치되어 있다.

상기 원통형 핀(86)은, 상기 내측 레이스(47)와 상기 샤프트(21) 사이의 상대적인 회전을 규제하도록 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 회전 스토퍼로서 상기 볼 베어링(42)이 상기 내측 레이스(47)에 설치되어 있지 않다.

상기 원통형 핀(81)은, 상기 내경 d1보다 작은 내경 d3을 가진다. 상기 원통형 핀(86)은, 상기 내경 d1보다 작고, 또한 상기 원통형 핀(81)의 내경 d3보다 큰 내경 d4를 가진다. 상기 내경 d1은, 예를 들면 φ3mm이다. 상기 내경 d3은, 예를 들면 φ1.5mm이고, 또한 상기 내경 d4는, 예를 들면 φ2mm이다.

이러한 종류의 구조에 따르면, 상기 반경방향의 유로(64)보다 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측에 더 멀리 배치되는 상기 반경방향의 유로(63)의 통로 면적이, 상기 원통형 핀(86)에 의해 저감되고, 또한 상기 반경방향의 유로(63)보다 상기 축방향의 유로(61)에 있어서, 상기 윤활유의 유동 방향으로, 상기 상류측에 더 멀리 배치되는 상기 반경방향의 유로(62)의 통로 면적이, 상기 원통형 핀(81)에 의해 추가로 저감된다. 그러므로, 상기 하류측으로 유동하는 윤활유의 양이 불충분해지는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

이러한 방식으로 구성되는 본 발명의 제2실시예의 수동 변속기에 따르면, 상기 제1실시예에 기재된 효과가 유사하게 달성될 수 있게 된다.

본 명세서에 개시된 실시예들은 모든 국면에 있어서 단지 예시적인 것들로서, 제한적인 것으로 이해되어서는 안된다. 본 발명의 범위는 상기 설명에 의해서가 아니라 특허 청구의 범위에 의해 한정되고, 또한 특허 청구의 범위에 등가인 범위와 기술적 사상 내에 있는 모든 변경예들을 포함하도록 의도되어 있다. 또한, 본 발명은 주로 차량용 수동 변속기에 적용된다.

Claims

수동 변속기로서,
샤프트의 축방향으로 연장되는 제1유로, 및 상기 제1유로와 연통되어 상기 샤프트의 반경방향으로 연장되는 제2유로를 구비한 상기 샤프트;
상기 샤프트의 외주부에 설치되되, 상기 제2유로와 연통되어 상기 샤프트의 반경방향으로 연장되는 제3유로를 포함하는 내측 레이스;
상기 내측 레이스의 외주부에 설치되는 롤링 요소; 및
상기 제2유로 및 상기 제3유로의 내주측에서, 상기 제2유로 및 상기 제3유로를 따라 설치되는 제1원통형부재를 포함하여 이루어지는 수동 변속기.
제1항에 있어서,
상기 제1원통형부재는 C형 단면 형상을 가지는 수동 변속기.
제1항에 있어서,
상기 제1원통형부재는 O형 단면 형상을 가지는 수동 변속기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1원통형부재는 상기 제2유로 및 상기 제3유로와 맞물리는 수동 변속기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤링 요소의 외주부에 설치되되, 회전가능하게 지지되도록 구성되어 있는 아이들러 기어를 더 포함하여 이루어지고,
상기 내측 레이스는, 상기 롤링 요소에 대하여 상대적으로 회전가능하게 설치되어 있는 수동 변속기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 샤프트는, 상기 제1유로와 연통되어, 상기 샤프트의 축방향으로 상기 제2유로와 이격된 위치에서 상기 샤프트의 반경방향으로 연장되는 제4유로를 구비하고,
상기 제2유로 및 상기 제4유로는 같은 개구 면적들을 가지는 수동 변속기.
제6항에 있어서,
상기 제4유로는, 상기 제2유로보다 상기 제1유로에 있어서, 윤활유 흐름 방향으로, 하류측에 더 멀리 배치되는 수동 변속기.
제7항에 있어서,
상기 제4유로의 내주측에 설치되는 제2원통형부재를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제2원통형부재의 개구 면적은 상기 제1원통형부재의 개구 면적보다 큰 수동 변속기.
제8항에 있어서,
상기 제2원통형부재는 C형 단면 형상을 가지는 수동 변속기.
제8항에 있어서,
상기 제2원통형부재는 O형 단면 형상을 가지는 수동 변속기.