KR970002058B1 - 마찰식 변속기 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

마찰식 변속기

제1도는 전진 고속변속시의 본 발명의 전체 개략도.

제2도는 후진 중속변속시의 본 발명의 다른 실시예.

제3도는 A-A선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 입력축 2 : 출력축

3 : 주변환기 3a : 주변환기 내면

3b : 주변환기의 외면 4, 4' : 베벨기어 어셈블리

5 : 종변환기 5a : 종변환기 외면

6 : 전진 전동축 6' : 전진 전동기어

7 : 후진전동축 7' : 후진전동기어

8 : 종변환기 내부 회전축 9 : 부축

10 : 역전공전기어축 11 : 클러치허브

11' : 슬리이브 11 : 시프트 호크홈

12, 12' : 주변환기 지지베어링 13, 13' : 종변환기 지지베어링

14 : 부축피동기어 15 : 부축역전기어

16 : 역전공전기어 17 : 역전섭동기어

18 : 전동축기어 19 : 주변환기 주축

19' : 부싱 20 : 베벨기어 케이스

21 : 케이스 슬라이더 22 : 받침대

23 : 케이스 슬라이더 유도홈 24 : 피벗

25 : 페달 26 : 페달연결간

27 : 압축스프링 28 : 시프트 호크슬라이더 유도홈

29 : 스플라인 29' : 스플라인 보스

30 : 시프트레버 31 : 시프트레버연결간

32 : 시프트 호크슬라이더

본 발명은 용이하게 무단으로 변속이 가능한 변속기에 관한 것이다.

변속기는 주동력기관에서 발생한 동력을 출력축에 전달함에 있어서 주행상태에 알맞게 기관의 회전을 적절히 감속하여 회전력을 증대시키거나 고속회전으로 바꾸어 주는 장치이다.

변속기에는 수동 및 자동변속기가 있으며, 수동변속기는 선택접동식, 상시물림식등이 일반적이다. 이같은 종래 변속기는 각 기어의 치수를 달리하여 필요한 치수들끼리 조합하여 줌으로서 알맞는 변속이 가능한 것이며, 이들 장치에는 일례로, 자동차의 경우 전진 4단, 후진 1단의 기어 박스와 이들을 작동시키기 위한 싱크메시기구, 고정키이, 베어링들이 복잡하게 조합을 이루며 정해진 단수 별로만 변속이 가능하고 수동변속의 경우 시프트레버의 조작은 초보자의 경우 상당한 숙련을 필요로 하는 것이다.

자동변속기의 경우에는 토오크변환기, 유체커플링, 전자클러치 또는 유성기어식 변속기가 조화를 이루었을 때 변속이 가능하도록 구성되며, 이들 자동변속기도 급한 비탈길이나 나쁜길을 주행하는데 토오크 변환능력이 부족하고, 또 후진 조작을 할 수 없기 때문에 보조변속기가 필요하고 그 결과 불필요한 차량무게의 증가가 초래하며 연료소비가 높다는 단점이 있다.

본 발명은 원추형 변환기의 회전반경의 차이를 이용하여 원추형 마찰판의 접촉부위를 임의로 변경하므로서 필요한 감속과 회전력을 얻을 수 있게 변속기 구조의 단순화 경량화를 동시에 이루게 하면서 무단 변속이 가능하게 하였다. 이하 본 발명을 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

본 발명은 입력축(1)과 출력축(2) 사이에 설치되는 무단의 마찰식 변속기에 있어서, 입력축(1)의 회전력을 무단변속기에 전달하여 주는 베벨기어 어셈블리(4)와, 상기 입력축(1)의 회전력을 받아 회전하는, 내·외면이 모두 원추형인 깔대기 형상의 주변환기(3)를 포함하는 주변환기 어셈블리와, 상기 주변환기(3)의 내면에 접동가능하도록 내장되어 있는 소형의 원추형 내지 원뿔대형의 종변환기(5) 및 상기 종변환기(5)의 회전력을 전진 전동축(6)에 전달하기 위한 베벨기어 케이스(20)로 이루어지는 종변환기 어셈블리와, 상기 전진 전동축(6)은 이동가능한 베벨기어 어셈블리의 회전력을 출력측에 전달하기 위해 임의로 수평상태에서 슬립이 가능하게 결합되어 있고, 상기 전진 전동축전진 전동축(6)의 회전 방향을 바꾸기 위한 후진기어부와 상기 전진 전동축전진 전동축이나 후진 전동축의 회전 중 하나를 선택하여 출력측에 전달하기 위한 싱크로메시부 및 출력축(2)과 상기 종변환기(5) 및 베벨기어 케이스(20)로 이루어지는 종변환기 어셈블리의 좌·우 이동을 가능케하는 시프트레버(30), 시프트 호크슬라이더(32), 시프트 호크 슬라이더 유도홈(28) 및 스플라인부(29,29')와, 이들을 지지하기 위한 베어링부(12,12',13,13') 및 윤활기능부로 구성된다.

특히, 이상의 주변환기의 외부(3b)는 원추형으로 이루어지되 꼭지 부위에는 주변환기 주축(19)이 하우징에 부싱되어 있으며, 상기 주축의 끝단은 벌브형태로 되어 있어 탈착을 방지하게 되는 것이 바람직하다. 또한, 원주상의 둘레에는 베벨기어가, 입력축의 끝단에 설치된 베벨기어와 그 기어의 치수 및 각도가 같도록 장착되어, 양자는 주변환기 베벨기어 어셈블리(4)를 구성한다.

이때, 주변환기의 외주에 장착된 베벨기어는 추진축의 회전 토오크를 고려하여 주변환기(3) 외주의 상부나 하부의 적당한 위치에 외설하게 된다.

또한, 주변환기(3) 외주에는 주변환기의 회전을 가능하게 하면서 주변환기를 지지하기 위한 지지베어링(12)(12')이 적당한 정도로 배치된다.

주변환기의 내부(3a) 역시, 외부(3b) 보다는 그 반경이 다소 작은 원추형의 형상을 하되 그 표면은 제1도에서 보는 바와 같이 큰 마찰력을 발생시키도록 요철부를 형성하는 라이닝(lining)이 부착되어 있다.

종변환기(5)의 외부(5a) 역시 작은 지름의 원추형 내지 원뿔대형을 형성하되, 큰 마찰력을 발생할 수 있도록 요철형의 라이닝이 부착되어 있으며, 주변환기의 크기는 종변환기의 3~20배에 달하도록 한다.

종변환기의 회전력은 종변환기 내부 회전축(8) 및 내부 회전축(8)의 끝단에 장착된 베벨기어와 전동축(6)의 끝단에 설치된 베벨기어로 이루어지는 종변환기 베벨기어 어셈블리(4')를 통해 전진 전동축(6)에 전달되어진다.

이때, 이상의 종변환기(5) 및 베벨기어 어셈블리(4')는 지지베어링(13,13')에 의해 지지되며, 이들은 일체로 연결되어 종변환기 변속을 행하기 위해서는 주변환기 내면(3a)의 회전반경과 종변환기 외면(5a)의 회전 반경의 비가 달라지므로써 이루어지기 때문에, 종변환기는 주변환기의 내부에 밀착되어 접동할 것이 요구됨과 동시에 종변환기 어셈블리가 주변환기 내부에서 좌·우 이동이 가능하여야 한다.

이러한 좌·우 이동은 시프트 레버(30)에 의해 전진 전동축(7)을 수평상태에서 슬라이딩이 이루어지도록 함으로써 가능하게 된다.

이때, 시프트 호크슬라이더(32)는 시프트 호크슬라이더 유도홈(28)의 전후 방향으로는 슬라이딩이 가능하나, 좌·우 방향으로는 걸리게 되는 구조로 되어 있다. 즉, 시프트 레버(30)를 제1도에서와 같이 좌측으로 이동할시에는 종변환기 어셈블리가 시프트 레버 연결간(31) 및 시프트 호크슬라이더(32)를 통해 좌측으로 이동하여 종변환기는 주변환기의 가장자리에 위치하게 됨으로써 주변환기와 종변환기의 회전반경의 차가 커짐으로써 고속으로 변속되며, 역으로, 제2도에서와 같이 시프트 레버(30)를 우측으로 할때에는 저속으로 변속이 이루어진다.

이때, 주변환기의 내면(3a)과 종변환기의 외면(3b) 사이의 마찰력때문에 이상의 좌·우 이동은 종변환기를 주변환기로부터 약간 이탈시킨 다음(0.5mm~10mm) 이루어져야 하는데, 이를 위해 베벨기어 케이스(20) 하측에 받침대(22)가 접동하도록 위치시키되, 받침대의 상측에는 좌·우길이 방향으로 케이스 슬라이더 유도홈(23)이 파여 있으며, 베벨기어 케이스(20)가 받침대(22) 상에서 좌·우 방향으로는 슬라이딩이 가능하다 상·하 방향으로는 걸리게 되는 구조로 되어 있다.

상기 받침대는자 형상을 하고 있으며, 제1도에서와 같이 중앙부위가 피벗되어 있고, 좌측 하단은 하우징에 대해 압축스프링(27)을 통해 닿아 있고, 우측 끝단은 페달연결간(26)을 통해 페달(25)에 연결되어 페달을 밟음으로써 상·하 운동이 가능하고 따라서 주변환기와 종변환기의 탈착이 가능하게 된다.

한편, 전진 구동축과 출력축 사이에는 역전기어부와 싱크로메싱부가 설치된다. 이는 후진이 가능하도록 하기 위함이며 따라서 후진기어가 불필요한 변속장치에서는 없어도 상관없다.

전진 구동축(6)은 전진 전동기어(6')와 연결되며 이는 다시 역전 회전을 위한 부축(9) 및 역전공전기어축(10)과 부축피동기어(14), 부축역전기어(15), 역전공전기어(16), 역전섭동기어(17)를 통해 후진 전동축(7)을 통해 후진전동기어(7')를 전진 전동기어(6')와 반대방향으로 회전시킨다.

후진 전동축(7) 및 후진 전동기어(7')의 내측으로는 별개로 회전하는 출력축(2)이 입설되어 있어 클러치 허브(11)에 연결되어 있다.

클러치 허브(11)는 전진 전동기어(6') 및 후전동(7')와 각각 공지의 싱크로메싱되어 있으며 외주에는 슬리이브(11')가 외설된다. 시프트 레버의 전·후 이동함에 따라 미도시된 공지의 시프트 호크가 시프트 호크홈(11)에 걸려 슬리이브를 좌·우로 이동시킴으로써 전·후진 변속이 가능하게 된다.

즉, 제1도에서와 같이 시프트 레버를 뒤쪽으로 제키면, 전후 방향의 직선운동을 좌우방향의 직선운동으로 바꾸어주는 장치에 의해 슬리이브(11')를 우측으로 이동시켜, 클러치허브(11)를 전진 전동기어(6')에 맞물리게 함으로써 전진 변속이 이루어지도록 한다.

또한 본 고안의 도면에서는 생략되었으나, 각 베어링부나 슬라이딩부에는 그에 적합한 윤활장치가 있어야 되나, 이는 공지기술에 속하며 당업자라면 누구나 설치가능하며, 본 고안의 본질적인 요소가 아니므로 여기에서는 생략하였다.

한편, 주·종변환기(3,5)의 원뿔각도가 여기서는 90°인 경우를 도면에 나타냈으나 이를 달리함으로써 차량의 용도에 맞추도록 할 수 있다. 예컨대, 스포츠카와 같이 경량의 빠른 변속이 필요한 경우에는 각도를 크게 할 수 있고, 전차·장갑차와 같이 큰 중량을 갖는 경우에는 각도를 작게 할 수도 있다.

본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

주구동축(1)의 회전력은 베벨기어 어셈블리(4)를 통하여, 주변환기(3)를 회전시키고, 주변환기의 회전력은 내접하여 마찰력에 의해 섭동하는 종변환기(5)를 회전시키기 되므로, 전동축(6,7)을 통하여 출력축(2)에 미도시된 엔진의 회전력이 전달되는바, 전동축(6)을 수평상태에서 슬라이딩 시킴으로써 종변환기가 주변환기의 가장자리에 가까워 올수록 회전반경의 비가 커지게 되므로 추진축(2)은 고속모드로 변환하게 된다.

이상의 본 발명의 효과로는 수동조작시 변속기가 선형 직선운동으로 가능하기 때문에 운전자가 변속이 용이하고, 주변환기(3)와 종변환기(5)의 회전반경의 비를 크게 할 수 있기 때문에 변속의 범위가 넓어지며, 특히 후진기어의 변속범위가 전진기어의 변속범위만큼 가능하게 되고 기어이의 마모에 의한 동력전달의 불량의 염려가 없다.

또한, 무엇보다도 변속기의 구성이 간단해지며, 특히 자동변속기로 구성하는 경우에도 보다 간단한 구성으로 연료소비를 줄이는 등 효과적이고도 경제적으로 변속기를 제작하는 것이 가능해진다.

이외에도 페달(25)을 밟음으로써 동력의 차단이 가능하므로 기존의 클러치를 생략할 수 있으며, 주변환기(3)의 안정된 회전은 플라이 휘일을 대신할 수 있는 등 여러가지 작용·효과를 갖는 고안이다.

Claims (3)

1. 내면에 마찰계수가 큰 물질로 덮혀져 있고, 입력축 회전력에 의해 회전하는 내·외면이 원추모양인 깔대기 형상의 주변환기(3)와, 상기 주변환기(3)의 내면(3a)에 접동하도록 외면에 마찰계수가 큰 물질이 덮힌 원뿔대 형상의 종변환기(5)와, 상기 종변환기(5)의 종변환기 내부 회전축(8)의 종단 및 전진 전동축(6)의 종단에 결착된 베벨기어 어셈블리(4')와, 상기 종변환기(5) 및 베벨기어 어셈블리(4')가 내설되어 있고, 하측에 케이스 슬라이더(21)를 갖는 베벨기어 케이스(20)와, 상기 종변환기(5) 및 베벨기어 케이스(20)로 이루어지는 종변환기 어셈블리를 주변환기 내부에서 이송가능하도록 슬립이 가능한 스플라인(29) 및 스플라인 보스(29')로 이루어지는 전진 전동축(6)과, 상기 종변환기(5) 및 베벨기어 케이스(20)로 이루어지는 종변환기 어셈블리의 상하, 좌우 이동을 가능케 하는 시프트 레버를 갖는 것을 특징으로 하는 마찰식 변속기.
2. 제1항에 있어서, 상기 베벨기어 케이스의 하부에 접하고, 종변환기 어셈블리의 이동방향으로 케이스 슬라이더 유도홈(23)을 갖고 있으며, 상·하 이동이 가능한 받침대(22)와, 이상의 주변환기(3) 종변환기(5) 및 전동축(6)을 지지하는 베어링부(12,12',13,13')와, 상기 종변환기 어셈블리는 상기 받침대와 케이스 슬라이더(21) 및 케이스 슬라이더 유도홈(23)에 의해 접동하며, 상·하 이동에 의해 주변환기와 종변환기의 탈착이 가능한 것을 특징으로 하는 마찰식 변속기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전진 전동축(6)의 출력측 끝단에 설치된 전진 전동기어(6')와, 상기 전진 전동기어(18)와 맞물려 회전하는 부축피동기어(14)와 부축역전기어(15)와 출력축 역전섭동기어(17) 사이에 후진 동력을 전달하는 역전공전기어(15)를 갖는 것과, 상기 역전섭동기어(17)와 후진 전동축(7)을 통해 연결된 중공을 갖는 후진 전동기어(7')와, 상기 역전섭동기어(17), 후진 전동축(7) 및 후진 전동기어(7')의 축 중앙 내부를 통해 출력축(2)과 연결되어 있으며, 후진 전동기어(7') 사이에 설치된 클러치 허브(11)와, 상기 클러치 허브(11)는 전진 전동기어(6') 및 후진 전동기어(7')와 각각 싱크로메싱되어 있으며, 클러치 허브(11) 외주로는 좌·우 슬라이딩이 가능한 슬리이브(11')를 갖는 것을 특징으로 하는 마찰식 변속기.