KR970008049B1 - 변속기의 시프트장치 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

변속기의 시프트장치

제1도는 종래의 변속기의 시프트장치의 구조를 나타내는 개략도.

제2도는 변속기의 시프트장치의 조작기구를 설명하기 위한 단면도.

제3도는 종래의 변속기에 있어서 5단/후진용 시프트 로드의 작동상태를 나타내는 단면도.

제4도는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 시프트장치의 구조를 나타내는 요부 개략도.

제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 로드, 시프트 앤드 및 인터록 핀의 작동상태를 변속단계별로 설명하기 위한 개략도.

제6도는 후진 변속시 5단/후진용 시프트 로드의 이동을 방지하기 위한 기구를 나타내는 개략적인 단면도.

제7도는 후진변속기 5단/후진용 시프트 로드의 움직임을 방지하는 이동방지기구가 형성되어 있는 클러치 허브와 클러치 허브 슬리브를 나타내는 분해사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2'3' : 시프트 로드4,5,6 : 시프트 포크

7,8,9' : 시프트 엔드10,11 : 스프링 핀

16 : 인터 록 핀21 : 디텐트 노치

본 발명은 변속기의 시프트장치에 관한 것으로, 특히 변속기의 전장을 줄여서 엔진룸 설계상의 제한조건을 만족시킬 수 있는 변속기의 시프트장치에 관한 것이다.

종래부터, 자동차에 있어서 수동으로 기어체인지하는 변속기의 조작기구에는 2개의 시프트 로드를 구비한 것과, 3개의 시프트 로드를 구비한 것이 있다. 2개의 시프트 로드에 의한 것은 예를 들면 핸들의 컬럼부에 시프터(shifter)를 설치한 간접조작식의 시프트(shift)장치에 이용되고, 제1시프트 로드를 1단/후진용으로 하고, 제2시프트 로드를 2단/3단용으로 하는 전진3단/후진1단형의 변속기에 사용되고 있다. 또한, 3개의 시프트 로드에 의한 것은 플로어(floor)부에 시프트 세렉터 레버를 설치한 직접조작식의 시프트장치에 이용되고, 제1시프트 로드를 1단/2단용으로 하고, 제2시프트 로드를 3단/4단용으로 하며, 제3시프트 로드를 후진용으로 하는 전진4단/후진1단형의 변속기에 이용되는가, 또는 제3시프트 로드를 5단/후진용으로 하는 전진5단/후진1단형의 변속기에 이용되고 있다.

그리고, 종래의 3개의 시프트 로드에 의한 시프트장치는, 제1도 내지 제3도에 도시된 바와 같이 3개의 시프트 로드(1, 2, 3)가 나란히 설치되어 있고, 각 시프트 로드(1, 2, 3)의 소정의 위치에 시프트 포크(4, 5, 6)가 취부됨과 동시에 각 시프트 로드(1, 2, 3)의 일단부에는 각각의 시프트 엔드(7, 8, 9)가 서로 인접되게 설치되어 있다. 각 시프트 엔드(7, 8, 9)는 각 시프트 로드(1, 2, 3)에 스프링 핀(10, 11, 12)에 의해 부착되어 시프트시 시프트 엔드와 시프트 로드가 일체로 움직이는 구조로 되어 있다.

또한, 기어 트레인의 구조상, 각 시프트 로드(1, 2, 3)에 설치된 시프트 포크(4, 5, 6)는 통상의 경우에 클러치하우징(15)측으로부터 1단/2단용 시프트 포크(4), 3단/4단용 시프트 포크(5), 및 5단/후진용 시프트 포크(6)가 순차적으로 소정의 위치에 배열되는 구조로 되어 있다. 이에 따라서, 시프트 로드는 1단/2단용 시프트 로드(1), 3단/4단용 시프트 로드(2), 5단/후진용 시프트 로드(3)순으로 길이가 길도록 되어 있다. 그리고 각 시프트 엔드(7, 8, 9)에는 걸어맞춤용홈이 서로 연통하도록 하여 설치되어 있다.

이러한 구성에 의해 시프트 셀렉터 레버(13)를 작동함에 의해 각 시프트 엔드(7, 8, 9)중의 어느 하나에 시프트 셀렉터 레버(13)의 선단부에 형성되어 있는 시프트 셀렉터 핀(14)을 걸어 맞추어, 미끄러져 움직이는(시프트하는) 시프트 로드를 선택(셀렉트)하도록 되어 있다. 이어서 셀렉트된 시프트 로드중의 하나를 축방향으로 전진후퇴시켜 변속기의 슬라이딩 기어(sliding gear)와 카운터 기어(counter gear)를 적절히 연결시켜 소망의 변속위치를 얻도록 하고 있다.

그런데, 이러한 트랜스미션과 종감속기어를 포함하는 트랜스액슬은 차량의 우측 사이드의 클러치하우징페이싱과 함께 엔진 룸과 가로로 장착되어 있다. 그러므로, 차량, 특히 전륜구동차량의 엔진 룸의 레이아웃트상의 제약조건 때문에 변속기의 전장을 제한할 필요가 있다.

그러나, 제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 5단/후진용 시프트 로드(3)는 시프트 엔드(9)에 스프링 핀(12)등으로 고정되어 일체로 움직이기 구조로 되어 있기 때문에, 후진 변속시 최장의 시프트 로드인 5단/후진용 시프트 로드(3)가 트랜스미션의 상측으로 움직이도록 되어 있으므으로 제3도에 표시된 시프트 포크(6)의 이동량(L), 즉 약 10 내지 15㎜ 만큼 트랜스미션의 전장이 길어지는 구조로 되어 있다. 따라서, 차량의 엔진룸 레이아웃상 그 길이(L)만큼의 여유공간을 확보하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 변속기에서 시프트 로드와 시프트 엔드를 분리하여 형성하고, 후진 변속시 5단/후진용 시프트 로드가 트랜시미션의 상측방향으로 움직이는 것을 방지함으로써 변속기의 전장을 줄여 변속기를 컴팩트화할 수 있는 변속기의 시프트장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 서로 나란히 설치된 1단/2단용 시프트 로드, 3단/4단용 시프트 로드 및 5단/후진용 시프트 로드; 상기 각 시프트 로드의 일단부에 각각 서로 인접하도록 설치되고 각 단부에 홈을 구비한 1단/2단용 시프트 엔드. 3단/4단용 시프트 엔드 및 5단/후진용 시프트 엔드; 상기 시프트 엔드에 형성된 홈에 걸어 맞추어 소정의 시프트 로드를 셀렉션하기 위한 시프트 셀렉터 핀이 형성된 시프트 셀렉터 레버; 및 변속기의 2쌍의 기어가 함께 물리는 것을 방지하는 이중 물림 방지 기구를 구비하여, 상기 1단/2단용 시프트 엔드, 3단/4단용 시프트 엔드 및 5단/후진용 시프트 엔드중 어느 하나에 시프트 셀렉터 핀을 걸어 맞추어, 시프트되는 상기 1단/2단용 시프트 로드, 3단/4단용 시프트 로드 또는 5단/후진용 시프ㅌ 로드를 선택하도록 하는 변속기의 시프트 장치에 있어서, 상기 5단/후진용 시프트 로드와 이에 대응하는 상기 5단/후진용 시프트 엔드가 분리되어 설치되고, 5단/후진용 시프트 로드의 측면에 홈이 형성되며 상기 홈에 대향하는 3단/4단용 시프트 로드의 측면에 홈이 형성되고, 이들 홈사이에는 인터록 핀이 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 시프트 로드의 축방향에 대하여 상기 제1시프트 로드에 형성된 ∨형상의 홈의 경사 각이 상기 제2시프트 로드에 형성된홈의 경사각보다 큰 예각인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 이중 물림 방지 기구는 상기 시프트 엔드에 설치되고, 플레이트식 이중 물림 방지 기구인 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 제3시프트 로드는 그의 일단부에 2개의 디텐트 노치가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변속기의 시프트장치는 후진 변속기 5단/후진용 시프트 엔드가 움직이는 동안에 5단/후진용 시프트 로드는 기어 트레인중에 형성된 시프트 로드의 이동을 방지하는 기구에 의하여 트랜스미션의 상측 방향으로 움직이지 못하게 됨으로써, 트랜스미션의 전장을 축소시켜 변속기를 컴팩트화할 수 있다.

실시예에서 종래와 동일 또는 균등한 부분에 대하여는 동일한 보호를 부여한다.

제4도는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 시프트장치의 구조를 보여주는 요부 개략도이다. 우선, 3개의 시프트 로드로 구성되어 있는 시프트장치에 있어서, (1)은 1단/2단용 시프트 로드(이하, 제1시프트 로드라 칭함)이고, (2')는 중간에 위치하는 3단/4단용 시프트 로드(이하, 제2시프트 로드라 칭함)이며, (3')은 5단/후진용 시프트 로드(이하, 제3시프트 로드라 칭함)이다. 각 시프트 로드(1, 2', 3')의 일단부에는 상호 인접하여 제1시프트 로드(1)에 1단/2단용 시프트 엔드(7)(이하, 제1시프트 엔드라 칭함), 제2시프트 로드(2')에 3단/4단용 시프트 엔드(8)(이하, 제2시프트 엔드라 칭함), 제3시프트 로드(3')에 5단/후진용 시프트 엔드(9')(이하, 제3시프트 엔드라 칭함)가 각각 설치되어 있다.

또, 각 시프트 로드(1, 2', 3')의 타단측에는 각각 다른 소정의 위치에 시프트 포크(4, 5, 6)가 설치되어 있다. 그리고, 각 시프트 엔드(7, 8, 9')에는 서로 연통하는 걸어맞춤용홈(도시되지 아니함)이 설치되고, 제2도에 도시된 바와 같이 시프트 셀렉터 핀(14)의 선단부가 이 걸어맞춤홈내를 제2도의 화살표방향으로 왕복운동하도록 구성되어 있다. 따라서, 변속레버에서 시프트 셀렉터 핀(14)을 조작함에 의해 제1, 제2, 제3 중의 어느 하나의 시프트 엔드(7, 8, 9')와의 걸어맞춤이 선택(셀렉트)되고, 또한 선택된 시프트 엔드(7, 8, 9')에 대응하는 시프트 로드(1, 2, 3')를 시프트 로드의 축방향으로 왕복이동(시프트)시켜 소망의 변속위치를 설치하도록 되어 있다. 또한 제1시프트 엔드(7)와 제2시프트 엔드(8)는 각각 제1시프트 로드(1)와 제2시프트 로드(2')에 스프링 핀(10, 11)에 의하여 고정되어 일체로 이동하도록 구성되어 있다. 이에 반하여, 제3시프트 엔드(9')는 제3시프트 로드(3')와 분리되어 서로 미끄럼운동하도록 설치되어 있다. 따라서 제3시프트 엔드(9')는 제4도에서 알 수 있듯이 제2시프트 로드(2')와 제3시프트 로드(3')에 동시에 조립되어 진다. 또한, 제3시프트 로드(3')과 제2시프트로드(2')의 사이에는 인터 록 핀(16)이 삽입되어 있다. 제3시프트 로드(3')의측면에는 단면이 ∨형상의 홈(17)이 형성되고 이에 대향하도록 제2시프트 로드(2')의 측면에는 단면이형상의 홈(18)이 형성되어 있으며, 이 두개의 홈(17, 18)사이에는 제3시프트 엔드(9')의 일측부내에 삽입되도록 인터록 핀(16)이 형성되어 있다.

또한 일단 트랜스액슬이 기어로 시프트되면, 나머지 시프트 로드들의 움직임이 방지되도록 별도의 샤프트 인터록 기구(도시되지 아니함)가 형성되어 있다. 따라서, 시프트 로드는 2개의 기어가 트랜스액슬의 동시 연결을 제거하는 위치에 고정되게 된다.

그리고, 제1 및 제2시프트 로드(1, 2')상에는 각각 3개의 디텐트 노치(19, 20)가 형성되어 있는데 반하여, 제3시프트 로드(3')상에는 단지 2개의 디텐트 노치(21)만이 형성되어 있다. 이는 후술하는 바와 같이 본 실시예의 특징인 후진 변속시 제3시프트 로드(3')가 트랜스미션의 상측방향으로 움직이지 않는 구조로 되어 있기 때문이다.

<작동>

제5도에 의거하여 본 실시예에서의, 각 변속단에 따른 시프트 로드, 시프트 엔드 및 인터록 핀의 작동과 관계를 설명한다. 여기서 종래와 동일한 1단 및 2단의 변속에 대하여는 설명을 생략하기로 한다. 도면에서표시는 이동상태를 나타내며,표시하는 이동하지 않음을 나타낸다.

<중립>

중립상태에서는 제5도(가)에 도시된 바와 같이 인터록 핀(16)이 제3시프트 로드(3')에 형성된 ∨형상의 홈(17)의 중심선과 제2시프트 로드(2')에 형성된형상의 홈(18)의 하측부에 위치한다. 이 때 인터록 핀(16)의 좌우로 약간의 유격이 형성된다.

<5단>

제5도(나)는 5단 변속완료상태를 나타내는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이 5단 변속을 위하여 제3시프트 엔드(9')를 아래방향으로 이동시킨다. 이 때 인터록 핀(16)이 제2시프트 로드(2')의 측면에 형성된 형상의 홈(18)의 하측부 경사면을 타고 올라와서, 제3시프트 로드(3')의 ∨형상의 홈(17)에 완전하게 밀착되게 된다. 따라서, 제3시프트 엔드(9')의 움직임이 제3시프트 로드(3')로 전달되어 제3시프트 엔드(9')와 제3시프트 로드(3')가 5단 시프트 방향(도면상에서 아래방향)으로 일체로 움직여서 변속을 가능케 한다. 여기서, 제3시프트 엔드(9')가 아래방향으로 이동함에 따라서 인터록 핀(16)이 제2시프트 로드(2')에 형성된형상의 홈의 경사면을 따라 올라오는 동안에 제2시프트 로드(2')를 아래방향으로 이동시키는 힘이 발생하므로 제2시프트 로드(2')가 아래방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 각 시프트 엔드사에 통상의 움직임방지기구, 즉 이중 물림 방지 기구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 또한, 인터록 핀(16)이 움직일 때 시프트 로드의 축방향에 대하여 제3시프트 로드(3')에 형성된 ∨형상의 홈(17)의 경사면의 각도와 제2시프트 로드(2')에 형성된형상의 홈의 경사각도가 동일한 경우에는 인터록 핀(16)이 고착되어 움직이지 않으므로 상기 축방향에 대한 제2시프트 로드(2')의 측면에 형성된형상의 홈의 경사면의 각도가 제3시프트 로드(3')의 ∨형상의 홈(17)의 경사면의 각도보다 작은 예각으로 하여, 제2시프트 로드(2')의 홈가 인터록 핀(16)을 미는 힘을 크게 한다. 즉, 각 시프트 로드의 홈(홈)으로부터 인터록 핀(16)이 받는 힘을 다르게 한다.

<후진>

후진 변속시에는 제3도(다)에 도시된 바와 같이 5단 시프트시와 반대로 제3시프트 엔드(9')를 이동시킨다. 이 때 인터록 핀(16)은 제3시프트 로드(3')에 형성된 ∨형상의 홈(17)으로부터 이탈하여야 한다. 인터록 핀(16)이 ∨형상의 홈(17)으로부터 이탈하기 위하여 인터록 핀(16)이 제2시프트 로드(2')에 형성된형상의 홈(18)의 내측으로 이동되어야 한다. 그러나, 인터록 핀(16)이 제3시프트 로드(3')에 형성된 ∨형상의 홈(17)으로부터 이탈할 때에 ↑방향의 힘이 발생하게 된다. 따라서 상기 ↑방향의 힘에 의하여 제3시프트 로드(3')가 도면에서 위방향으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 제6도에 도시된 바와 같은 기어 트레인에 별도의 이동방지기구가 형성되어 있다. 따라서, 제3시프트 로드가 위방향으로 이동하는 것이 억제되게 된다. 여기서 제6도는 후진 변속 완료시 5단/후진용 3시프트 포크(6)가 기어 트레인에 끼워져 있는 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

제7도는 후진 변속시 제3시프트 로드의 움직임을 방지하는 이동방지기구가 형성되어 있는 기어 트레인 중 클러치 허브와 클러치 허브 슬리브의 분해사시도이다.

이를 상세히 설명하면, 5단/후진용 시프트 포크(6)는 클러치 허브 슬리브(22)의 외주면에 형성된 홈에 끼워져 5단/후진용 시프트 포크(6)의 움직임이 클러치 허브 슬리브(22)에 전달된다. 종래에는 5단/후진용 시프트 포크(6)가 상하로 움직이면 양측으로 움직일 수 있도록 클러치 허브(23)에 형성된 스플라인 양측면이 관통되도록 형성되어 있었다. 그러나, 본 실시예에서는 제3시프트 로드(3')에 일체로 고정설치된 5단/후진용 시프트 포크(6)가 후진 변속시 트랜스미션의 상측방향으로 움직이는 것을 방지하기 위하여 클러치 허브(23)의 외측면에 형성된 스플라인의 한 측면, 즉 후진단 측면에 스플라인의 일부 또는 전부에 막힌면(24)이 형성되어 있다. 따라서, 후진 변속시 시프트 엔드를 트랜스미션의 상측방향으로 이동할 때, 시프트 엔드에 형성된 ∨형상의 홈(17)에 삽입되어 있는 인터록 핀(16)이 이 ∨형상의 홈(17)을 이탈하면서 시프트 엔드를 트랜스미션의 상측방향으로 미는 힘이 발생하게 되지만, 클러치 허브에 형성된 스플라인의 후진단측 한 측면에 막힘 면(24)이 형성되어 있으므로 클러치 허브 슬리브의 내측 스플라인이 이 막힘 면(24)에 걸려 트랜스미션의 상측방향으로 시프트 엔드가 움직이지 않게 된다. 또한, 이에 따라서 제3시프트 로드(3')상에는 디텐트 노치가 2개만이 필요하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 제3시프트 로드(3')의 트랜스미션의 상측방향으로의 이동이 방지됨으로써, 인터록 핀(16)을 제2시프트 로드(2')에 형성된형상의 홈으로 이동할 수 있는 → 방향의 힘만이 인터록 핀(16)에 작용하게 된다. 따라서, 인터록 핀(16)이 제3시프트 로드(3')에 형성된 ∨형상의 홈(17)으로부터 이탈되고 제3시프트 엔드(9')가 상측방향으로 움직이게 된다. 만약, 제2시프트 로드(2')에도 ∨형상의 홈(17)이 형성될 경우에는 인터록 핀(16)에 홈내에 고착되게 되므로 후진변속이 불가능하게 된다. 따라서, 제2시프트 로드(2')의 측면에 형성된 홈은형상이어야 한다.

<3단/4단>

3단/4단 변속시는 제3시프트 엔드(9')가 이중 물림 방지 기구에 의해 고정되어 있고, 제2시프트 엔드(8)에 의해 변속이 제어되므로 제3시프트 엔드(9')는 전혀 움직이지 않는다. 그러므로 3단/4단 어느쪽을 변속하여도, 인터록 핀(16)은 제3시프트 로드(3')에 형성된 ∨형상의 홈(17)내에 위치하여 고정되게 된다. 다만, 제2시프트 로드(2')에 형성된형상의 홈에 의하여 4단 시프트시 다소의 저항감이 발생하여 4단 변속감을 좋지 않게 하는 단점은 있지만 무방한 정도이며, 3단 시프트시는, 제2시프트 로드(2')에 형성된 홈에 의한 영향을 전혀 받지 않으므로 변속시 전혀 문제가 발생하기 아니한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 5단/후진용 시프트 로드와 그에 대응하는 5단/후진용 시프트 엔드가 종래와 달리 서로 분리되어 설치된다. 또한, 5단/후진용 시프트 로드와 3단/4단용 시프트 로드에 각각 ∨형상의 홈과형상의 홈이 형성되고 이들 홈사이에는 인터록 핀(16)이 삽입된다. 또, 이들 홈사이의 경사각이 서로 다르게 형성되어 있다.

그리고 특정 변속단을 시프트할 때 변속되지 않는 단에 해당하는 나머지 시프트 로드들을 움직이지 않도록 고정시킬 수 있는 이중 물림 방지 기구를 구비한다.

따라서, 5단 시프트시에는 5단/후진용 시프트 로드와 그에 해당하는 시프트 엔드가 동시에 움직여서 5단 변속이 이루어지는 데 반하여, 후진 변속시에는 5단/후진용 시프트 엔드는 움직이지만 5단/후진용 시프트 로드는 기어 트레인중에 형성된 시프트 로드의 이동을 방지하는 기구에 의하여 트랜스미션의 상측방향으로 움직이지 못하게 됨으로써, 트랜스미션의 전장을 축소시켜 변속기를 컴팩트화할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (4)

1. 서로 나란히 설치된 1단/2단용 시프트 로드, 3단/4단용 시프트 로드 및 5단/후진용 시프트 로드; 상기각 시프트 로드의 일반부에 각각 서로 인접하도록 설치되고 각 단부에 홈을 구비한 1단/2단용 시프트 엔드, 3단/4단용 시프트 엔드 및 5단/후진용 시프트 엔드; 상기 시프트 엔드에 형성된 홈에 걸어 맞추어 소정의 시프트 로드를 셀렉션하기 위한 시프트 셀렉터 핀이 형성된 시프트 셀렉터 레버; 및 변속기의 2쌍의 기어가 함께 물리는 것을 방지하는 이중 물림 방지 기구를 구비하는 변속기의 시프트 장치에 있어서, 상기 5단/후진용 시프트 로드와 이에 대응하는 상기 5단/후진용 시프트 엔드가 분리되어 설치되고, 5단/후진용 시프트 로드의 측면에 ∨형상의 홈이 형성되며 상기 홈에 대향하는 3단/4단용 시프트 로드의 측면에형상의 홈이 형성되고, 이들 홈의 사이에는 인터록 핀이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 변속기의 시프트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 시프트 로드의 축방향에 대하여 상기 5단/후진용 시프트 로드에 형성된 ∨형상의 홈의 경사각이 상기 3단/4단 시프트 로드에 형성된형상의 홈의 경사각보다 큰 예각인 것을 특징으로 하는 변속기의 시프트장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이중 물림 방지 기구는 상기 시프트 엔드에 설치되고, 플레이트식 이중 물림 방지 기구인 것을 특징으로 하는 변속기의 시프트장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 5단/후진용 시프트 로드는 그의 일단부에 2개의 디텐트 노치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 변속기의 시프트장치.