KR20180078020A - 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치에 관한 것으로서, 엔진 동력을 인풋샤프트(111)를 통해 전달하는 1단 인풋기어(110); 1단 인풋기어(110)에 치합되어 함께 회전하는 아웃풋샤프트(121)의 1단 아웃풋기어(120)와 1단 아웃풋기어(120)에 치합되어 함께 회전하는 리버스 아이들샤프트(211)의 리버스 아이들기어(210); 1단 아웃풋기어(120)와 리버스 아이들기어(210)의 샤프트공 내측에 설치되어 중립 상태에서는 바퀴에 동력 전달이 되지 않도록 하는 니들베어링(130); 리버스 아이들기어(210)의 일측에 설치되며, 중립에서 행하는 N → 1단 변속 또는 N → R 변속 시 동작되는 작동로드(310)가 리버스 아이들기어(210)에 접촉되어 리버스 아이들기어(210)의 회전속도를 감속시켜 주는 액츄에이터(300);로 구성되어 변속 시 리버스 아이들기어(210)와 리버스 아이들샤프트(211)의 회전속도 차이를 줄여주므로 충격력이 현저히 저감 되는 것이다.

Description

전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치{Front wheel drive vehicles with manual transmissions shift reduction sevice of shock}

본 발명은 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치에 관한 것으로서, 정지된 상태에서 행하는 N → 1단 변속과 N → R 변속 시에 리버스 아이들기어와 리버스 아이들샤프트의 회전속도 차이를 줄여 줌으로서 변속 시의 충격력이 최대한 감소 되도록 한 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기가 장착된 차량은 기어 변속 시 가속페달은 밟지 않은 상태에서 클러치페달을 깊이 밟은 다음 변속레버를 운전자가 손으로 조작하여 기어 변속을 하여야 한다.

상기 클러치페달을 밟으면 엔진의 동력이 일시 차단되는 아이들 상태가 되며 이때 기어를 삽입하게 되면 엔진 회전수의 급격한 변동이 있게 되므로 변속 충격이 발생하게 되며, 그 변속 충격은 N →1단 변속과 N →R 변속 시 더 크게 발생한다.

특히 전륜구동 수동변속기 차량의 경우는 N → 1단 변속과 N → R 변속 시 리버스아이들기어와 리버스아이들샤프트의 회전속도 차이 감소 없이 변속이 진행되므로 꽤 큰 변속충격이 발생 되며, 그 충격력으로 인한 토크가 타이어에 이르기까지 연결되는 부품들에 까지 영향을 미치는 상당히 큰 변속 충격을 발생시킨다.

상기와 같은 수동변속기 차량에서 변속 시 발생하는 변속 충격을 저감시키기 위해 개발된 선행기술로는 아래의 특허문헌에 개시된 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2006-0030600호(2006.04.11.공개)의 "수동변속 차량의 변속 시 충격 저감장치 및 그의 방법"(이하 '선행기술'이라 칭함)이 있다.

상기 선행기술에서 종래기술로 언급한 변속충격 저감 방법에 대한 기술내용을 그대로 인용하면 다음과 같다.

"즉, 출원번호(10-1996-0045932)/명칭(수동변속기의 변속 시 엔진회전수 제어장치)에서의 변속 충격 방지방법으로는, 수동변속 차량의 변속 중 즉, 클러치를 밟았을 때 800ms 동안 연료를 일정량 분사토록 하여 엔진회전수를 일정하게 유지시켜 변속 충격을 저감토록 한 것이며,

상기 종래 기술에 따른 방법은 변속 후의 각 단별 그리고 차속 별로 엔진회전수의 보상량을 차별화하지 않고 일률적으로 제어함으로써, 정확한 보상량을 통한 변속충격 저감을 이룰 수 없는 문제점을 갖고 있다" 라고 기재되어 있다.

위 선행기술은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로 "차량의 동작상태를 감지하는 감지수단을 통해 차량 변속기의 변속여부를 판단한 후 ECU를 통해 연료 분사량 제어를 이루는 전자식동력조절장치(ETC)가 장착된 수동변속 차량의 변속 시 충격 저감장치에 있어서, 상기 변속기 각 단에 연결 장착되어, 변속레버 조작 시 각 단의 위치정보를 ECU로 송출하기 위한 변속 단 스위치를 포함하는 구성으로 된 것이다.

그러나 상기 선행기술과 종래 기술은 모두 연료 분사량을 제어하여 변속 충격을 저감시키는 방식이며, 상기 선행기술은 ECU를 통해 연료 분사량 제어를 이루는 전자식동력조절장치(ETC)가 수동변속기에 장착되어야 하고, 그 제어 프로그램이 구비되어야 하며, 각 단의 위치정보를 ECU로 송출하기 위해 변속 단마다 스위치가 모두 구비되어야 함에 따라 차량 가격이 상승하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2006-0030600호(2006.04.11.공개)의 "수동변속 차량의 변속 시 충격 저감장치 및 그의 방법"

본 발명은 상기한 선행기술 및 종래기술의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 N → 1단 변속과 N → R 변속 시에 리버스아이들기어와 리버스아이들샤프트의 회전속도 차이를 최대한 줄여 주어서 변속시의 충격력이 상당히 저감 되면서도 간단한 구조 및 최소한의 부품만을 적용하여 차량 가격에 별 영향을 미치지 않는 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명은 엔진 동력을 인풋샤프트를 통해 전달하는 1단 인풋기어; 1단 인풋기어에 치합되어 함께 회전하는 아웃풋샤프트의 1단 아웃풋기어와 1단아웃풋기어에 치합되어 함께 회전하는 리버스 아이들샤프트의 리버스 아이들기어; 1단 아웃풋기어와 리버스 아이들기어의 샤프트공 내측에 설치되어 중립 상태에서는 바퀴에 동력 전달이 되지 않도록 하는 니들베어링; 리버스 아이들기어의 일측에 설치되며, N → 1단 변속과 N → R 변속 시 동작 되는 작동로드가 리버스 아이들기어에 접촉되어 리버스 아이들기어의 회전속도를 감속시켜 주는 액츄에이터;로 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치를 구성하면 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 전륜구동 수동변속기 차량이 N → 1단 변속 또는 N → R 변속 시마다 액츄에이터의 작동로드가 리버스 아이들기어의 일측면을 눌러 리버스 아이들기어의 회전속도를 늦춰주며, 이에 의해 리버스 아이들기어와 리버스 아이들샤프트의 회전속도 차이가 최대한 줄어들게 되므로 변속 시의 충격이 상당히 저감되는 효과가 있는 것이다.

또한 상기와 같이 N → 1단 변속 및 N → R 변속 시에 일체로 동작 되는 액츄에이터만을 구비하면 되므로 구조가 간단하고 부품비가 저렴하여 수동변속기 차량의 가격 상승에 별로 영향을 미치지 않기 때문에 가격 경쟁력이 있는 것이다.

도 1 은 본 발명이 전륜구동 수동변속기에 실시된 상태를 보인 횡단면도
도 2 는 본 발명이 동작되는 상태를 보인 횡단면도

이하에서는 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 기술적 구성 및 작용을 바람직한 실시 예로 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명이 전륜구동 수동변속기에 실시된 상태를 보인 횡단면도이고, 도 2 는 본 발명이 동작되는 상태를 보인 횡단면도로서, 본 발명의 전륜구동 방식 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치를 도시한 것이다.

이에 도시된 본 발명은 엔진 동력을 인풋샤프트(111)를 통해 전달하는 1단 인풋기어(110); 1단 인풋기어(110)의 양측에 치합되어 함께 회전하도록 아웃풋샤프트(121)에 설치되는 1단 아웃풋기어(120) 및 리버스 아이들샤프트(211)에 설치되는 리버스 아이들기어(210); 1단 아웃풋기어(120)와 리버스 아이들기어(210)의 샤프트공 내측에 설치되어 중립 상태에서는 바퀴에 동력 전달이 되지 않도록 하는 니들베어링(130); 리버스 아이들기어(210)의 일측에 설치되며, 클러치를 밟고 기어 변속시 동작 되는 작동로드(310)가 리버스 아이들기어(210)에 접촉되어 리버스 아이들기어(210)의 회전속도를 감속시켜 주는 액츄에이터(300); 로 구성된다.

여기서 액츄에이터(300)의 작동로드(310)가 동작하는 시점은 중립에서 저속으로 주행하는 N → 1단 변속과 중립에서 후진으로 주행하기 위한 N → R 변속시이다.

도면 중 미설명 부호 (123)은 1단 아웃풋기어(120)의 일측에 구비되도록 아웃풋샤프트(121)에 설치되는 1단 싱크로나이저 슬리브이고, (124)는 1단 싱크로나이저 허브, (125)는 1단 싱크로나이저 링이고, (213)은 리버스 아이들기어(210)의 일측에 구비되도록 리버스 아이들샤프트(211)에 설치되는 리버스 싱크로나이저 허브, (214)는 리버스 싱크로나이저 슬리브, (215)는 리버스 싱크로나이저 링이다.

이와 같이 형성된 본 발명은 인풋샤프트(111)로 동력 전달 시 1단 인풋기어(110)와 1단 아웃풋기어(120) 및 리버스 아이들기어(210)는 서로 물려져 있는 상태로 함께 회전을 하고 있는 상태이다.

이때 1단 아웃풋기어(120)와 리버스 아이들기어(210)의 샤프트공 안쪽에는 각각 니들베어링(130)이 구비되어 있으므로 중립 상태에서는 바퀴로 동력이 전달되지 않는다.

그리고 1단 싱크로나이저 슬리브(123)와 1단 싱크로나이저 허브(124) 및 리버스 싱크로나이저 허브(213)와 리버스 싱크로나이저 슬리브(214)는 1단 아웃풋샤프트(121) 및 리버스 아이들샤프트(211)와 스플라인으로 연결되어 있으므로 함께 정지되어 있는 상태이다.

또한, N → 1단 변속이나 중립에서 후진으로 주행하기 위한 N → R 변속시에는 리버스 아이들기어(210)와 리버스 아이들샤프트(211) 간에 회전 속도 차이가 발생한다.

특히 N → R 변속시는 리버스 아이들샤프트(211)는 정지된 상태이고 리버스 아이들기어(210)는 니들베어링(130)에 의해 리버스 아이들샤프트(211)와 상관없이 원심력에 의해 그대로 회전이 유지되는 상태이므로 리버스 아이들기어(210)와 리버스 아이들샤프트(211) 간에는 상당한 회전 속도 차이가 있다.

하지만 본 발명은 상기와 같이 N → 1단 변속 또는 N → R 변속을 행하면 액츄에이터(300)가 가동되어 작동로드(310)가 전진되며, 그러면 작동로드(310)의 선단이 리버스 아이들기어(210)의 일측면에 접촉되면서 눌러주므로 순간적인 마찰이 발생 되면서 리버스 아이들기어(210)의 회전 속도를 감속시켜 준다.

즉, 상기 액츄에이터(300)의 작동로드(310)가 리버스 아이들기어(210)의 회전속도를 감속시켜 주는 만큼 리버스 아이들기어(210)와 리버스 아이들샤프트(211)의 회전속도 차이가 줄어들게 되며, 이로 인해 변속 충격력이 감소하여 변속 충격의 발생을 억제 시킬 수 있는 것이다.

그리고 변속이 완료되는 시점이 되면 상기 액츄에이터(300)의 작동로드(310)가 후진되어 리버스 아이들기어(210)에서 떨어져서 리버스 아이들기어(210)의 회전을 자유롭게 해 주면서 다시 N → 1단 변속 또는 N → R 변속 시에 변속 충격 발생을 억제하기 위한 준비 상태로 돌아가는 것이다.

110 : 1단 인풋기어 111 : 인풋샤프트
120 : 1단 아웃풋기어 121 : 아웃풋샤프트
130 : 니들베어링 210 : 리버스 아이들기어
211 : 리버스 아이들샤프트 300 : 액츄에이터
310: 작동로드

Claims (2)

1. 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치를 구성함에 있어서,
   엔진 동력을 인풋샤프트(111)를 통해 전달하는 1단 인풋기어(110);
   1단 인풋기어(110)에 치합되어 함께 회전하는 아웃풋샤프트(121)의 1단 아웃풋기어(120)와 1단 아웃풋기어(120)에 치합되어 함께 회전하는 리버스 아이들기어(210)의 샤프트공 내측에 설치되어 중립 상태에서는 바퀴에 동력 전달이 되지 않도록 하는 니들베어링(130);
   리버스 아이들기어(210)의 일측에 설치되며, 클러치를 밟고 기어 변속 시 동작 되는 작동로드(310)가 리버스 아이들기어(210)에 접촉되어 리버스 아이들기어(210)의 회전속도를 감속시켜 주는 액츄에이터(300);
   로 구성되어 변속 시 리버스 아이들기어(210)와 리버스 아이들샤프트(211)의 회전속도 차이를 줄여서 충격력이 감소 되게 한 것을 특징으로 하는 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   액츄에이터(300)의 작동로드(310)가 동작하는 시점은
   중립에서 행하는 N → 1단 변속과 후진을 위한 N → R 변속 시점인 것을 특징으로 하는 전륜구동 수동변속기 차량의 변속 충격 저감장치.
   

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