KR980010032A - 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치 - Google Patents

차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 입력축(10)에 설치된 1단 기어(11)에 치합되어 항시 같이 회전되고, 리버스 아이들 축(30)상에 미끄럼회전되게 끼워진 리버스 아이들 구동기어(34); 상기 리버스 아이들 축(30)에 설치된 리버스 아이들 종동기어(41); 상기 리버스 아이들 종동기어(41)와 치합되어 항시 같이 회전되고, 출력축(20)에 설치된 리버스 출력기어 (42); 및 상기 리버스 아이들 구동기어(34)와 종동기어(41) 사이에 구비되어, 리버스 아이들 구동기어(34)의 동력을 리버스 아이들 종동기어(41)로 동기시켜 전달하는 공지의 동기장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치
본 발명은 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전진 속도단에만 구비되는 동기 치합장치를 후진 속도단에 적용한 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 변속기란 엔진에 클러치를 통하여 연결된 입력축과, 구동륜에 연결된 출력축 사이에서 자동차의 주행상태의 변화에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하는 것이다.
이와 같은 자동차용 변속기의 일종으로서, 양축간에 배치된 복수조의 기어장치 중 1조를 선택적으로 구동 전달상태가 되도록 하는 기억식 변속기가 널리 알려져 있으며, 이러한 종류의 기어식 변속기에는 통상 입력축, 또는 출력축에 미끄럼 가능하게 끼워진 기어장치의 기어 스플라인과 허브, 및 슬리브의 맞물림을 원활하게 하기 위한 동기장치가 마련된다.
이러한 동기장치 중 마찰결합부를 2개소와 3개소로 하여 동기용량을 높이도록 한 것이 소위 삼중동기와 삼중동기 치합장치로서, 모두 통상 인너 링, 아우터 링, 더블콘, 및 싱크로나이저 키를 구비하고 있으며, 이중동기 치합장치는 허브 및 슬리브가 기어 스플라인에 맞물리는데 선행하여 인너 링 및 아우터 링이 더블콘에 양쪽으로부터 2개소에서 마찰결합하고, 삼중동기 치합장치는 전술된 2개소에다 인너 링과 기어의 보스부간의 마찰결합부 1개소가 더 추가되어, 이에 의해 기어 스플라인과 허브 및 슬리브 동기회저시키도록 되어 있다.
이러한 동기 치합장치가 구비된 종래의 수동변속기 구조가 도1에 도시되어 있다.
도1에 도시된 변속기는 5단 변속기로서, 도시된 바와 같이, 엔진에 연결된 입력축(10)과 차동장치에 연결되는 출력축(20)이 평행하게 배치되어 있고, 각 축(10,20)에 순차적으로 한 쌍의 1단 기어(11,21), 2단 기어(12,22), 3단 기어(13,23), 4단 기어(14,24), 및 5단 기어(15,25)가 끼워져 있다. 특히, 입력축(10)에 설치된 기어들 중 1단 및 2단 기어(11,12)는 입력축(10)과 일체로 형성되어 있는 반면에 3단, 4단, 및 5단 기어(13,14,15)는 공회전되게 끼워져 있다. 따라서, 출력축(20)의 기어들 중 1단 및 2단 기어(21,22)는 출력축(20)에 공회전되게 끼워져 있는 반면에 3단, 4단, 및 5단 기어(23,24,25)는 출력축(20)과 일체로 형성되어 있다.
한편, 입력축(10)과 출력축(20)과 평행하게 리버스 아이들 축(30)이 마련되어, 그 일단은 클러치 하우징(40)에 지지되고, 타단은 트랜스미션 케이스(50)에 지지된다. 리버스 아이들 축(30)상에 변속레버와 연동되는 리버스 아이들 기어(31)가 슬라이딩 가능하게 끼워져 있다. 리버스 아이들 기어(31)로 동력을 전달하는 리버스 구동기어(32)가 입력축(10)에 일체로 형성되어 있고, 리버스 아이들 기어(31)로부터 동력을 전달받는 리버스 종동기어(33)가 출력축(20)에 일체로 형성되어 있다. 즉, 리버스 구동 및 종동기어(32,33)은 동일선상에 위치하여, 리버스 아이들 축(30)을 따라 이동한 리버스 아이들 기어(31)에 의해 서로 맞물려서 후진동력을 전달하도록 되어 있다.
여기서, 동기장치가 적용되는 전진용 기어들은 강도가 강하게 치합소음이 적은 헬리컬 기어인 반면에 후진용 기어들은 동기치합이 아닌 선택습동식 치합되므로 스퍼어 기어가 사용된다.
상기된 기어들 사이에 선택된 속도단의 기어로 입력축(10)의 동력을 동기회전시키며 전달하는 동기장치들이 설치되는데, 도2에 그 구조가 보다 상세히 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 입력축 또는 출력축(10,20)에 클러치 허브(2)가 스플라인 결합되어 있고, 이 클러치 허브(2)의 양쪽 축(10,20)에 상기 기어들 중 한 쌍이 미끄럼회전이 가능하게 끼워져 있다. 기어(3)의 보스부(31)에 인너 링(4)이 미끄럼회전이 가능하도록 끼워짐과 동시에 클러치 허브(2)와 소정량만큼 상대회전이 가능하도록 결합되어 있다. 인너 링(4)의 외주면은 테이퍼 형상으로 이루어져 있다.
인너 링(4)에 대항, 배치되도록 아우터 링(5)이 끼워지고, 아우터 링(5)의 내주면은 인너 링(4)의 외주면과 대향되는 테이퍼 형상을 갖는다. 인너 링(4)과 아우터 링(5) 사이에 기어(3)와 함께 회전되고 또한 축방향으로 이동가능하게 지지된 더블콘(6)이 설치된다.
클러치 허브(2)의 외주면에 클러치 슬리브(8)가 스플라인 결합되어 있고, 클러치 슬리브(8)의 축방향 미끄럼 이동에 따라 같이 이동되어 아우터 링(5)을 밀어서, 아우터 링(5)이 더블콘(6)에 마찰결합시킴과 아울러 더블콘(6)이 인너링(4)에 마찰결합시키는 싱크로나이저 키(7)가 클러치 슬리브(8)와 클러치 허브(2)사이에 개재되어 있다.
상기와 같이 구성되어서, 전진변속시에는, 클러치 슬리브(8)가 기어스플라인 (32)에 맞물리는데 선행해서, 클러치 슬리브(8)에 싱크로나이저 키(7)의 이동에 의하여 결합된 아우터 링(5)과 인너링(4)이 더블콘(6)의 양쪽으로부터 마찰결합되는 동작에 의해 기어(3)와 클러치 슬리브(8)가 동기회전하도록 되어 있다.
반면에, 후진변속시에는 리버스 아이들 기어(31)가 리버스 아이들 축(30)을 따라 이동하여, 리버스 구동기어(32)와 리버스 종동기어(33)에 각기 맞물리게 됨으로써, 리버스 구동기어(32)의 동력이 리버스 아이들 기어(31)를 통해 리버스 종동기어(33)로 전달되어 차량이 후진하게 되는 것이다.
그러나, 종래의 수동변속기에서 후진변속시, 클러치에 의해 입력축(10)으로의 동력전달이 끊어져도 회전 관성 모멘트가 존재하게 되어 리버스 구동기어(32)와 리버스 종동기어(33)간에 회전수 차이가 발생하게 되고, 이 때문에 리버스 아이들 축(30)을 따라 슬라이딩되어 이동하는 리버스 아이들 기어(31)가 리버스 구동기어 (32)와 리버스 종동기어(33)와 치합될 때, 각 기어간에 충돌이 발생되어 변속이 원활히 이루어지지 않게 되었다. 이러한 폐단 때문에 충돌 소음 및 변속불량이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 동기치합되는 전진용 기어가 헬리컬 기어인데 비해서, 단순한 선택습동식으로 치합되는 종래의 후진용 기어들은 헬리컬 기어에 비해서 강도가 약하고 치합소음이 큰 스퍼어 기어를 사용할 수 밖에 없는 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명은 종래의 수동변속기에서, 후진 변속시에 발생되는 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 후진변속시의 각 기어들의 치합이 동기치합이 되도록 하여 기어들간의 충돌을 방지하여 원활한 변속이 이루어지게 하고, 또한 후진용 기어로 헬리컬 기어를 사용할 수 있도록 하여 강도의 강화 및 치합소음 저감을 실현할 수 있는 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치를 제공하는데 목적이 있다.
도1은 종래의 수동변속기 구조를 나타낸 단면도.
도2는 수동변속기의 동기 치합장치를 보다 상세하게 나타낸 단면도.
도3은 본 발명에 따른 수동변속기의 후진동기 치합장치를 나타낸 도면.
도4는 도3의 A-A 선을 따라 취한 것으로서, 후진동력 전달 구조를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 입력축 11 : 1단 기어
20 : 출력축 30 : 리버스 아이들 축
34 : 리버스 아이들 구동기어 35 : 허브
36 : 슬리브 37 : 리버스 클러치 콘
38 : 싱크로나이저 링 39 : 싱크로나이저 키
41 : 리버스 아이들 종동기어 42 : 리버스 출력기어
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 입력축에 설치된 1단 기어에 치합되어 항시 같이 회전되고, 리버스 아이들 축상에 미끄럼 회전되게 끼워진 리버스 아이들 구동기어; 상기 리버스 아이들 축에 설치된 리버스 아이들 종동기어; 상기 리버스 아이들 종동기어와 치합되어 항시 같이 회전되고, 출력축에 설치된 리버스 출력기어; 및 상기 리버스 아이들 구동기어 사이에 구비되어, 리버스 아이들 구동기어의 동력을 리버스 아이들 종동기어로 동기시켜 전달하는 공지의 동기장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 동기장치는 리버스 아이들 구동기어와 외주에 스플라인결합된 허브; 상기 허브의 외주에 스플라인 결합되고, 변속레버와 연동되는 슬리브; 상기 슬리브와 치합되는 스플라인이 일체로 형성되어, 리버스 아이들 축에 설치된 리버스 클러치 콘; 상기 리버스 클러치 콘의 외주에 미끄럼가능하게 끼워진 싱크로나이저 링 및 상기 슬리브와 허브사이에 개재되고, 슬리브에 의해 이동되어 싱크로나이저 링을 리버스 클러치콘으로 밀어서 접촉시키는 싱크로나이저 키를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기된 본 발명의 구성에 의하면, 1단 기어와 치합된 리버스 아이들 구공기어의 동력이 동기장치를 통해서 리버스 아이들 축으로 동기작용되면서 전달되어, 리버스 아이들 기어에 설치된 리버스 아이들 종동기어 및 리버스 출력기어를 회전시키게 됨으로써, 후진변속이 동기작용을 하면서 진행되게 되어 원활한 후진변속이 실현될 수가 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
실시예
도3은 본 발명에 따른 수동변속기의 후진동기 치합장치를 나타낸 도면이고, 도4는 도3의 A-A선을 따라 취한 것으로서, 후진동력전달구조를 나타낸 도면이다.
참고로, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위하여 반복설명은 생략하고 개선된 부분만을 주로하여 설명하며, 또한 동일부번을 사용한다.
도3에 도시된 바와 같이, 리버스 아이들 축(30)상에 미끄럼회전 가능하게 끼워진 리버스 아이들 구동기어(34)는 입력축(10)과 일체로 형성된 1단기어(11)에 치합되어 항시 같이 회전한다. 한편, 리버스 아이들 축(30)에 일체로 형성된 리버스 아이들 종동기어(41)는 도4에 도시된 바와 같이 출력축(20)에 설치된 리버스 출력기어(42)에 치합되어 항시 같이 회전된다.
리버스 아이들 구동기어(34)의 동력을 리버스 아이들 종동기어(41)로 동기시켜 전달하는 동기장치가 리버스 아이들 구동기어(34)와 종동기어(41) 사이에 구비되는데, 이 동기장치는 공지된 것으로서, 본 실시예에서는 다음과 같은 구성으로 이루어진다.
즉, 도3에 도시된 바와 같이, 허브(35)가 리버스 아이들 구동기어(34)의 외주에 스플라인결합되고, 변속레버와 연동되는 슬리브(36)가 허브(35)의 외주에 미그럼가능하게 스플라인결합된다. 슬리브(36)와 허브(35)사이, 즉 허브(35)의 오목한 부위에 싱크로나이저 키(39)가 설치되는데, 이 싱크로나이저 키(39)는 통상적으로 120°등간격으로 3개소에 구비되면서 서로 키 스프링(미도시)으로 연결된 구조로 이루어져, 슬리브(36)에 의해 항상 늘려지게 된다. 또한, 싱크로나이저 키(39)의 상부면 중앙에는 돌출된 부분이 형성되어 있어서, 이 돌출된 부분이 슬리브(36)에 의해 밀리게 되므로써, 싱크로나이저 키(39)가 슬리브(36)와 함께 이동이 가능하게 된다.
한편, 슬리브(36)와 치합되는 스플라인(37a)이 일체로 형성된 리버스 클러치 콘(37)이 리버스 아이들 축(30)상에 끼워지고, 싱크로나이저 키(39)에 의해 리버스 클러치 콘(37)으로 밀리게 되는 싱크로나이저 링(38)이 리버스 클러치 콘(37)의 외주에 미끄럼가능하게 끼워진다.
특히, 상기 각 기어, 즉 리버스 아이들 구동기어(34)와 리버스 아이들 종동기어(41), 및 리버스 출력기어(42)는 모두 1단 기어(11)와 동일한 헬리컬 기어이다.
여기서, 미설명부호 40과 50은 리버스 아이들 축(30)의 양단을 회동가능하게 지지하는 클러치 하우징과 트랜스미션 케이스이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.
후빈변속이 하기 전의 상태는 리버스 아이들 구동기어(34)가 1단 기어(11)와 함께 회전되고, 리버스 아이들 축(30)는 정지되어서 리버스 아이들 종동기어(41)와 리버스 출력기어(42)는 치합만 되어 있는 상태이다.
이러한 상태에서, 변속레버를 후진으로 조작하면, 허브(35)와 함께 회전되는 슬리브(36)가 허브(35)상을 따라 이동하는데, 이 때 싱크로나이저 키(39)의 돌출된 부분이 슬리브(36)에 의해 밀려서 싱크로나이저 키(39)도 슬리브(36)와 함께 이동된다. 싱크로나이저 키(39)는 싱크로나이저 링(38)을 리버스 클러치 콘(38)으로 밀어서 마찰접촉이 일어나게 되어, 리버스 아이들 구동기어(34)의 동력이 리버스 클러치 콘(38)으로 점진적으로 증가되면서 전달된다.
이러한 동기작용을 하여, 슬리브(36)와 리버스 클러치 콘(37)의 회전력이 거의 동일해지면, 계속 이동되던 슬리브(36)가 리버스 클러치 콘(37)의 스플라인 (37a)과 치합하게 된다. 이 때, 싱크로나이저 키(39)는 싱크로나이저 링(38)에 의해 막혀서 더 이상 전진하지 못하고, 슬리브(36)만이 싱크로나이저 키(39)의 돌출된 부분을 넘어서 계속 전진하여 상기와 같이 리버스 클러치 콘(37)과 치합되어 진다.
따라서, 동력은 리버스 아이들 축(30)으로 전달되어, 리버스 아이들 종동기어(41)를 회전시키게 되고, 리버스 출력기어(42)를 통해 출력축(20)으로 전달되어 차량은 후진하게 되는 것이다.
상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 후진변속이 동기작용을 하면서 진행되므로써, 기어들간에 충돌이 방지되어 변속소음이 없는 원활한 후진 변속동작이 실현될 수가 있게 된다.
또한 후진용 각 기어로 헬리컬 기어를 사용할 수가 있게 되므로써, 강도가 한층 강화되고, 치합소음도 크게 줄일 수가 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 것이다.

Claims (3)

  1. 입력축에 설치된 1단 기어에 치합되어 항시 같이 회전되고, 리버스 아이들 축상에 미끄럼회전되게 끼워진 리버스 아이들 구동기어; 상기 리버스 아이들 축에 설치된 리버스 아이들 종동기어; 상기 리버스 아이들 종동기어와 치합되어 항시 같이 회전되고, 출력축에 설치된 리버스 출력기어; 및 상기 리버스 아이들 구동기어와 종동기어 사이에 구비되어, 리버스 아이들 구동기어의 동력을 리버스 아이들 종동기어로 동기시켜 전달하는 공지의 동기장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리버스 아이들 구동 및 종동기어와 리버스 출력기어는 헬리컬 기어인 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 동기장치는 리버스 아이들 구동기어의 외주에 스플라인결합된 허브; 상기 허브의 외주에 스플라인 결합되고, 변속레버와 연동되는 슬리브; 상기 슬리브와 치합되는 스플라인이 일체로 형성되어, 리버스 아이들 축에 설치된 리버스 클러치 콘; 상기 리버스 클러치 콘의 외주에 미끄럼가능하게 끼워진 싱크로나이저 링; 및 상기 슬리브와 허브 사이에 개재되고, 슬리브에 의해 이동되어 싱크로나이저 링을 리버스 클러치 콘으로 밀어서 접촉시키는 싱크로나이저 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 수동변속기의 후진동기 치합장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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