KR0181863B1 - 수동변속기의 더블베어링이 구비된 기어트레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 회전력 및 회전속도를 차량의 주행조건에 맞게 변화시켜서 차동기어장치로 전달하도록 된 수동변속기의 기어트레인에 관한 것으로, 변속기 하우징(100)과, 상기 변속기 하우징(100)에 회전가능하게 지지된 입력축(102), 중간축(104) 및 출력축(106)과, 상기 입력축(102)에 고정적으로 설치되어 입력축(102)과 일체로 회전하는 1단, 2단 및 5단구동기어(108,110,112)와, 상기 입력축(102)에 회전가능하게 설치된 3단 및 4단구동기어(114,116)와, 상기 중간축(104)에 회전가능하게 설치되고 상기 1단 및 2단 구동기어(108,110)와 각각 맞물려 있는 1단 및 2단 피동기어(126,128)와, 상기 중간축(104)과 1단피동기어(126)사이에 개재되는 제1 및 제2롤러베어링(180,184)과, 상기 중간축(104)에 일체로 설치되고 상기 입력축(102)상의 3단 구동기어(114)와 맞물려 있는 카운터 기어(130)와, 상기 출력축(106)에 회전가능하게 설치되고 상기 5단구동기어(112) 및 상기 1단피동기어(126)와 각각 맞물려 있는 5단피동기어(144) 및 후진기어(142)와, 상기 출력축(106)에 고정적으로 설치되고 상기 3단 및 4단구동기어(114,116)와 각각 맞물려 있는 3단 및 4단 피동기어(146,148)로 구성된다.

Description

수동변속기의 더블베어링이 구비된 기어트레인

제1도는 전륜구동차량에 탑재하기에 적합한 종래 수동변속기를 도시한 단면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 전륜구동차량용 수동변속기의 기어트레인에 더블베어링이 개재된 상태를 나타낸 단면도이다.

제3도는 본 발명에 따른 기어트레인에 더블베어링이 설치된 상태를 요부확대한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 변속기 하우징 102 : 입력축

104 : 중간축 106 : 출력축

108 : 1단구동기어 110 : 2단구동기어

112 : 5단구동기어 114 : 3단구동기어

116 : 4단구동기어 118 : 3-4단 싱크로메시 기구

126 : 1단피동기어 128 : 2단피동기어

130 : 카운터 기어 132 : 1-2단 싱크로메시 기구

140 : 종감속 구동기어 142 : 후진기어

144 : 5단피동기어 146 : 3단피동기어

148 : 4단피동기어 150 : 5-R 싱크로메시 기구

158 : 차동기어장치 160 : 차동기어 하우징

162 : 종감속 피동기어 164 : 차동 캐리어

166 : 차동 피니언기어 168 : 액슬축

170 : 사이드 베벨기어 180 : 제1롤러베어링

182 : 제1플레이트 184 : 제2롤러베어링

186 : 제2플레이트

본 발명은 차량용 수동변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기어트레인에 더블베어링이 구비된 전륜구차량용 수동변속기에 관한 것이다.

변속기는 엔진과 차동기어장치사이에 설치되어 엔진의 회전력과 속도를 차량의 주행상태에 알맞도록 바꾸어 구동바퀴에 전달하는 장치로서, 그 작동방식에 따라 수동변속기, 자동변속기, 무단변속기등으로 나누어 진다. 이러한 변속기는 차량의 주행조건에 맞추어 구동바퀴의 회전력을 증대시키기도 하고, 엔진의 동력이 구동바퀴로 전달되는 것을 방지하기도 하며, 구동바퀴의 회전방향을 역전시켜 차량을 후진시키기도 한다. 이상적인 변속기는 단계가 없이 연속적으로 변속되어야 하고 조작이 간편, 신속, 확실, 정숙해야 하며, 동력전달효율이 좋아야 하고, 소형경량이고 고장이 없으며 가격이 저렴해야한다.

수동변속기는 변속이 다단계로 이루어지고 조작이 불편하다고 하는 단점이 있으나, 구조가 간단하고 고장이 적으며, 가격이 저렴하기 때문에 자동변속기나 무단변속기의 출현에도 불구하고 여전히 널리 사용되고 있다. 수동변속기의 대표적인 예로는 동기 물림식 변속기를 들수 있으며, 이동기 물림식 변속기는 복수개의 변속기어와, 선택된 변속기어를 맞물리게 하거나 맞물림을 해지하는 싱로메시 기구와, 이 싱크로메시 기구에 작동적으로 연결되고, 변속레버의 조작에 따라 상기 싱크크로메시 기구를 적절한 방향으로 움직여서 변속기어간의 맞물림을 바꾸어주는 내부조작기구로 구성된다. 본 명세서에서 기어 트레인이라 함은 별도의 언급이 없는 한 상기 변속기어와 싱크로메시 기구를 포함하는 것으로 이해하여야 한다.

제1도에는 근래에 사용되고 있는 전륜구동차량용 수동변속기의 기어트레인이 단면도로서 도시되어 잇다. 이 기어트레인은 변속기 하우징(10)과 클러치 기구(12)를 통해서 도면에 나타내지 않은 엔진에 연결되고 변속기 하우징(10)에 회전가능하게 축지된 입력축(14)과, 이 입력축(14)에 대하여 평행한 관계로 변속기 하우징(10)에 회전가능하게 축지된 부축(16)과, 상기 입력축(14) 및 부축(16)에 대하여 평행한 관계로 변속기하우징(10)에 회전가능하게 축지된 공전축(18)을 갖추고 있다. 실제로, 상기 공전축(18)은 입력축(14) 및 부축(16)에 대하여 델타(Delta)의 배열을 이루는 것이나, 제1도에서는 편의상 인라인(ln-line)배열을 이루고 있는 것처럼 계단단면도로서 도시하였다.

상기 입력축(14)에는 4단구동기어(20), 3단구동기어(22), 2단구동기어(24), 후진구동기어(26), 1단구동기어(28) 및 5단구동기어(30)가 차례로 배열된다. 이들 구동기어(20-30)는 모두 입력축(14)에 압입고정되거나 일체로 부착되므로, 항상 입력축(14)과 함께 일체로 회전하게 된다. 그리고, 상기 부축(16)에는 4단피동기어(32),3단피동기어(34), 2단 피동기어(36) 1단 피동기어(38) 및 5단피동기어(40)가 차례로 배열되어 그에 대응하는 구동기어(20-30)에 각각 맞물려 있다. 이들 피동기어(32-40)는 어느 것이나 니들 베어링(39)을 개재하여 부축(16)의 둘레에 끼워져 있기 때문에 부축(16)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있다.

상기 1단피동기어(38)와 2단피동기어(36)사이에는 양자의 기어(38,36)중 어느 하나를 부축(16)에 선택적으로 고정시키는 1-2단 싱크로메시 기구(42)가 배치된다. 이 1-2단 싱크로메시 기구(42)는 부축(16)에 스플라인으로 결합되어 일체로 회전하는 클러치 허브 기어(44)와, 이 클러치 히브 기어(44)의 외주에 축방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 끼워진 클러치 슬리브(46)와, 이 클러치 슬리브(46)가 축방향으로 미끄럼운동하여 1단피동기어(38) 또는 2단피동기어(36)의 측면기어부(도그바디)에 맞물릴 때 맞물림작용이 원활히 이루어지도롤 하는 싱크로나이저 링(48)으로 구성된다. 그리고, 상기 클러치 슬리브(46)의 외주에는 도면에 나타내지 않은 1-2단 시프트 포오크를 수용하기 위한 환상홈(50)과 후진피동기어(52)가 나란히 형성되어 있다.

상기 3단피동기어(34)와 4단피동기어(32)사이에는 양자의 기어 (34,32)중 어느 하나를 부축(16)에 선택적으로 고정시키는 3-4단 싱크로메시 기구(54)가 배치된다. 이 3-4단 싱크로메시 기구(54)는 부축(16)에 스플라인으로 결합되어 일체로 회전하는 클러치 허브 기어(56)와, 이 클러치 허브 기어(56)의 외주에 축방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 끼워진 클러치 슬리브(58)와, 이 클러치 슬리브(58)가 축방향으로 미끄럼운동하여 3단피동기어(34) 또는 4단피동기어(32)의 측면기어부에 맞물릴 때 맞물림작용이 원활히 이루어지도록 하는 싱크로나이저 링(60)으로 구성된다. 그리고, 상기 클러치 스리브(58)의 외주에는 도면에 나타내지 않은 3-4단 시프트 포오크를 수용하기 위한 환상홈(62)이 마련되어 있다.

상기 부축(16)의 후단에는 5단피동기어(40)를 부축(16)에 선택적으로 고정시키기 위한 5단 싱크로메시 기구(64)가 설치된다. 이 5단 싱크로메시 기구(64)는 부축(16)에 스플라인으로 결합되어 일체로 회전하는 클어치 허브 기어(66)와, 이 클러치 허브 기어(66)의 외주에 축방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 끼워진 클러치 슬리브(68)와, 이 클러치 슬리브(68)가 축방향으로 미끄럼운동하여 5단피동기어(40)의 측면기어부에 맞물릴 때 맞물림작용이 원활히 이루어지도록 하는 싱크로나이저 링(70)으로 구성된다. 그리고, 상기 클러치 슬리브(68)의 외주에는 5단 시프트 포오크(74)를 수용하기 위한 환상홈(72)이 형성되어 있다. 상기 부축(16)의 선단에는 종감속 구동기어(76)가 부착되어 부축(16)과 일체로 회전하게 된다.

한편, 상기 공전축(18)에는 후진 아이들 기어(78)가 축방향으로 자유롭게 슬라이딩할수 있음과 동시에 회전이 자유롭게 설치되어 있다. 이 후진 아이들 기어(78)의 측면에는 도면이 나타내지 않은 후진 시프트 포오크를 수용하기 위한 환상홈(80)이 마련되어 있다. 후진 시프트 포오크의 조작에 따라 상기 후진 아이들 기어(78)는 우측으로 슬라이딩하여 후진구동기어(26) 및 후진피동기어(52)와 동시에 맞물리게된다. 이때 후진구동기어(26)는 후진피동기어(52)와 맞물려 있지 않으므로 입력축(14)의 회전력은 후진 아이들 기어(78)를 거쳐서 부축(16)으로 전달된다.

상술한 변속기 하우징(10)의 하부에는 차동기어장치가 설치되어 있다. 이 차동기어장치는 차동기어 하우징(82)과, 상기 부축(160의 종감속 구동기어(76)와 맞물려 있는 종감속 피동기어(84)와, 이 종감속 피동기어(84)에 일체로 고정되고 차동기어 하우징(82)에 회전가능하게 지지된 차동 캐리어(86)와, 피니언축(88)을 개재하여 차동캐리어(86)에 축지된 차동 피니언기어(90)와, 외측단부에 구동바퀴(도시하지 않음)가 달려있는 액슬축(92)과, 이 액슬축(92)의 내측단부에 고정되고 상기 차동 피니언기어(90)와 맞물려 있는 사이드 베벨기어(94)로 이루어진다. 상기 차동 피니언기어(90)는 양쪽 구동바퀴에 걸리는 구름저항이 동일할 때에는 사이드 베벨기어(94)와 함께 공전하게 되지만, 어느 한쪽 구동바퀴의 구름저항이 다른쪽 구동바퀴의 구름저항보다 클 때에는 피니언축(88)을 중심으로 자전하여 양쪽의 구동바퀴가 서로 다른 속도로 회전하는 것을 가능하게 한다.

아와 같은 구성을 갖는 종래 수동변속기의 각 변속단을 차례로 설명하면 다음과 같다.

제1단기어에서는 1-2단 싱크로메시 기구(42)의 클러치 슬리브(46)를 제1도에서 좌측으로 이동시켜 1단피동기어(38)와 클러치 허브 기어(44)를 일체회전이 가능하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(14)으로 전달된 회전력은 1단구동기어(28), 1단피동기어(38),클러치 허브기어(44),부축(16), 종감속 구동기어(76)를 거쳐 차동기어장치로 전달된다.

제2단기어에서는 1-2단 싱크로메시 기구(42)의 클러치 슬리브(46)를 제1도에서 우측으로 이동시켜 2단 피동기어(36)와 클러치 허브 기어(44)를 일체회전이 가능하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(14)으로 전달된 회전력은 2단구동기어(24), 2단피동기어(36), 클러치 허브 기어(44), 부축(16), 종감속 구동기어(76)를 거쳐 차동기어장치로 전달된다.

제3단기어에서는 3-4단 싱크로메시 기구(54)의 클러치 스리브(58)를 제1도에서 좌측으로 이동시켜 3단피동기어(34)와 클러치 허브 기어(56)를 일체회전이 가능하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(14)으로 전달된 회전력은 3단구동기어(22), 3단피동기어(34), 클러치 허브 기어(56), 부축(16), 종감속 구동기어(76)를 거쳐 차동기어장치로 전달된다.

제4단기어에서는 3-4단 싱크로메시 기구(5-4)의 클러치 슬리브(58)를 제1도에서 우측으로 이동시켜 4단피동기어(32)와 클러치 허브 기어(56)를 일체회전이 가능하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(14)으로 전달된 회전력은 4단구동기어(20), 4단피동기어(32), 클러치 호브 기어(56), 부축(16), 종감속구동기어(76)를 거쳐 차동기어장치로 전달된다.

제5단기어에서는 5단 싱크로메시 기구(64)의 클러치 슬리브(68)를 제1도에서 우측으로 이동시켜 5단피동기어(40)와 클러치 허브 기어(66)를 일체회전이 가능하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(14)으로 전달된 회전력은 5단구동기어(30), 5단피동기어(40), 클러치 허브 기어 (65), 부축(16), 종감속 구동기어(76)를 거쳐 차동기어장치로 전달된다.

후진기어에서는 후진 아이들 기어(78)를 제1도에서 우측으로 이동시켜 후진구동기어(26)에 치합되도록 한다. 이 상태에서 입력축(14)이 회전하면 그 회전력은 후진구동기어(26), 후진 아이들 기어(78), 후진피동기어(52), 부축(16), 종감속 구동기어(76)를 거쳐 차동기어창치로 전달된다. 이때, 부축(16)은 입력축(14)과 동일한 방향으로 회전하고, 차동기어장치의 액슬축(92)은 입력축(14)과 반대방향으로 회전하게 되므로, 차량을 후진시키게 되는 것이다.

이와 같은 종래 수동변속기의 개어트레인은 1, 2, 3, 4, 5단 구동기어(28,24, 22,20,30) 및 후진구동기어(26)가 모두 입력축(14)을 따라 배열되고 또한 1, 2, 3, 4, 5단 피동기어(38,36,34,32,40) 및 후진피동기어(52)가 모두 부축(16)을 따라 배열되고 있다.

따라서, 변속기의 전체길이가 길어짐으로 인해 엔진룸에 변속기를 덥재할 때 많은 제약을 받게되어 엔진룸의 설계자우도를 현저히 저하시키는 원인이 도었다.

한편, 입력축(44)에 압입고정되거나 일체로 부착된 1, 2, 3, 4, 5단 구동기어(28,24,22,20,30)와 치합되어 차동기어장치로 회전력을 전달하게 되는 부축(16)의 1, 2, 3, 4, 5단 피동기어(38,36,34,32,40) 및 후진피동기어(52)에는 니들베어링(39)이 끼워져 부축(16)의 회전을 자유롭게 한다.

그러나, 차량의 운행시 변속단중에서 가장 많이 사용되면서 하중을 많이 받게되는 부위가 입력축(14)과 부축(16)에 구비된 1단구동기어(28)와 1단피동기어(38)이다.

즉, 차동기어장치로 회전력을 전달하게 되는 부축(16)의 1단피동기어(38)는 입력축(14)의 회전력이 전달된 1단구동기어(28)와 치합하여 회전을 하게 되며, 부축(16)의 1단피동기어(38)로 전달된 회전력에 의해 부축(16)과 1단피동기어(38) 사이에 개재된 니들베어링(39)에서는 스러스트의 하중이 크게 작용하게 된다. 따라서 부축(16)에 개재되어 1단피동기어(38)의 회전을 원할하게 이루는 니들베어링(39)은 1단피동기어(38)의 과도한 회전에 의한 스러스트의 하중에 대해 축방향으로 이동을 하게 되었다.

이에, 상기 니들베어링(39)의 축방향 이동을 제한하기 위하여 1단피동기어(38)의 양단부에는 축방향으로의 이동거리를 허용하도록 유격을 형성시켰으나, 이는 정밀한 가공에 의한 원가 상승의 요인이 되었다.

그리고, 제1단기어에서 제2단기어로 변속단을 바꾸어 줄 경우, 1-2단 싱크로메시 기구(42)의 클러치 슬리브(46)가 제1도에서 우측으로 이동하여 2단피동기어(36)와 클러치 허브기어(44)를 일체회전이 가능하도록 연결하게 된다. 이때, 1단피동기어(38)의 양단부에 형성된 유격조절부위가 순간적인 변속단의 변속과 상기 1단피동기어(38)의 급격한 스러스트 하중의 변경에 의해 마모현상이 발생하게 되엇다. 즉, 상기 1단피동기어(38)의 양측단이 마모됨에 따라 변속단의 변속시 1단피동기어(38)와 니들베어링(39)간의 얼라이먼트(Alignment)가 일치되지 않아 부축(16)의 회전시 1단피동기어(38)에서 소음이 발생됨과 아울러, 각 변속단에서 입력축(14)과 부축(16)에 작용하는 비틀림관성이 커져 변속성능이 높지 못하게 되는 문제를 갖고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 변속기의 전체길이를 줄여서 엔진룸의 설계자유도를 높일 수 있고 변속기 축에작용하는 스러스트 하중에 의한 얼라이먼트를 정확하게 유지함으로써 변속성능을 향상시킬 수 있는 수동변속기의 더블베어링이 구비된 기어트레인을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 엔진의 회전력 및 회전속도를 차량의 주행조건에 맞게 변화시켜서 차동기어장치로 전달하도록 된 수동변속기의 기어트레인에 있어서, 변속기 하우징과, 상기 변속기 하우징에 회전가능하게 지지되고 엔진에 작동적으로 연결된 입력축과, 상기 입력축에 대하여 평행하게 배열되고 변속기 하우징에 회전가능하게 지지된 중간축과, 상기입력축 및 중간축에 대하여 평행하게 배열되고 변속기 하우징에 회전가능하게 지지된 출력축과, 상기 입력축에 고정적으로 설치되어 입력축과 일체로 회전하는 1단, 2단 및 5단구동기어와, 상기 입력축에 회전가능가게 설치된 3단 및 4단구동기어와, 상기 중간축에 회전가능하게 설치되고 상기 1단 및 2단 구동기어와 각각 맞물려 있는 1단 및 2단 피동기어와, 상기 중간축에 일체로 설치되고 상기 입력축상의 3단 구동기어와 맞물려 있는 카운터 기어와, 상기 출력축에 회전가능하게 설치되고 상기 5단구동기어 및 상기 1단피동기어와 각각 맞물려 있는 5단피동기어 및 후진기어와, 상기 출력축에 고정적으로 설치되고 상기 3단 및 4단구동기어와 각각 맞물려 있는 3단 및 4단 피동기어와, 상기 중간축에 설치되어 상기 1단피동기어 또는 상기 2단 피동기어중 어느 하나를 중간축에 선택적으로 고정시키기 위한 제1의 싱크로메시수단과, 상기 입력축에 설치되어 상기 3단구동기어 또는 상기 4단구동기어중 어느 하나를 입력축에 선택적으로 고정시키기 위한 제2의 싱크로메시 수단과, 상기 출력축에 설치되어 상기 5단피동기어 또는 상기 후진기어중 어느 하나를 출력축에 선택적으로 고정시키기 위한 제3의 싱크로메시 수단을 구비하는 수동변속기의 기어트레인에 의해서 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 수동변속기의 더블베어링이 구비된 기어트레인의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제2도 내지 제3도를 참고하면, 본 발명에 따른 수동변속기의 기어트레인은, 예를 들면, 전륜구동차량의 엔진룸에 탑재하기에 특히 적합하게 설계된 것으로, 변속기하우징(100)에 베어링을 개재하여 델타형의 위치관계를 갖도록 평행하게 배열된 입력축(102), 중간축(104) 및 출력축(106)을 구비하고 있다. 입력축(102)의 선단부는 도면에 나타내지 않은 엔진에 작동적으로 연결되어 엔진의 회전력을 전달받게 된다. 본 명세서에 있어서 입력축, 중간축 또는 출력축의 선단부라함은 엔진에 가까운 쪽의 끝을 말하고, 후단부라 함은 엔진에서 먼쪽의 끝을 의미한다.

입력축(102)에는 그것이 선단부로부터 후단부를 향해서 차례로 1단구동기어(108), 2단구동기어(110), 5단구동기어(112), 3단구동기어(114) 그리고 4단구동기어(116)가 설치되어 있다. 이 중에서 1단구동기어(108), 2단구동기어(110) 및 5단구동기어(112)는 입력축(102)과 일체로 회전할 수 있도록 , 예를 들면, 키이 또는 스플라인을 통해서 입력축(102)에 고정되지만, 3단구동기어(114) 및 4단구동기어(116)는 베어링을 개재하여 입력축(102)에 회전가능하게 끼워져 있다. 입력축(102)에 배열된 상기 각 구동기어의 직경은 5단구동기어(112)가 가장 크고, 4단구동기어(116), 3단구동기어(114), 2단구동기어(110), 1단구동기어(108)의 순으로 작아 진다. 상기 3단구동기어(114)는 입력축(102)의 후단부쪽에 돌설된 측면기어부(114a)를 가지며, 상기 4단구동기어(116)는 입력축(102)의선단부쪽에 돌설된 측면기어부(116a)를 갖는다.

3단구동기어(114)와 4단구동기어(116)사이의 입력축(102)둘레에는 3-4단 싱크로메시 기구(118)가 설치된다. 이 3-4단 싱크로메시 기구(118)는 입력축(102)에 고정설치된 클러치 허브기어(120)와, 이 클러치 허브기어(120)의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 치합되고 포오크 걸리홈을 갖는 클러치 슬리브(122)와, 도면에 나타내지 않은 3-4단 시프트 포오크를 이용해서 클러치 슬리브(122)를 축방향으로 슬라이딩 시킬 때 클러치 슬리브(122)가 3단구동기어(114)의 측면기어부(114a) 또는 4단구동기어(116)의 측면기어부(116a)에 원활히 맞물리도록 하는 싱크로나이저 링(124)으로 구성된다. 이러한 3-4단 싱크로메시 기구(118)는 3-4단 시프트 포오크의 작동에 따라 3단구동기어(114) 또는 4단구동기어(116)중 어느 하나를 입력축(102)에 선택적으로 고정시키는 역할을 수행한다.

중간축(104)에는 그것의 선단부로부터 후단부를 향해서 1단피동기어(126), 2단피동기어(128) 그리고 카운터 기어(130)가 차례로 설치되어 있다. 1단피동기어(126) 및 2단 피동기어(128)는 베어링을 개재하여 중간축(104)에 회전가능하게 조립되지만, 카운터기어(130)는 중간축(104)과 일체로 형성되어 언제나 중간축(104)과 함께 회전한다. 그리고, 1단피동기어(126)와 중간축(104)사이에 개재된 베어링은 더블베어링으로서, 그 구성을 제3도를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 1단피동기어(126)와 중간축(104)사이에는 제1 및 제2롤러베어링(180,184)이 회전가능하게 설치된다. 즉, 제1롤러베어링(180)의 일측면에 접하는 제1플레이트(182)는 1단피동기어(126)의 회전시 스러스트의 하중에 의해 제1롤러베어링(180)이 축방향으로 이동되는 것을 제한하도록 중간축(104)의 선단에 설치된다. 제2롤러베어링(184)은 제1롤러베어링(180)의 반대측에 설치되어 있으며, 일측면은 후술한 제1싱크로메시 수단측에 구비된 제2플레이트(186)에 접하게 됨에 따라 1단피동기어(126)의 회전시 스러스트의 하중에 의해 제2롤러베어링(184)이 축방향으로 이동되는 것을 제한하게 된다. 1단피동기어(126)는 입력축(102)의 1단구동기어(108)와 맞물려 있고, 2단 피동기어(128)는 2단구동기어(110)와 맞물려 있으며, 카운터 기어(130)는 3단구동기어(114)와 맞물려 있다. 또한, 1단피동기어(126)는 2단 피동기어(128)를 향해서 형성된 측면기어부(126a)를 가지며, 2단피동기어(128)는 1단피동기어(126)를 향해서 형성된 측면기어부(128a)를 갖는다.

1단피동기어(126)와 2단 피동기어(128)사이의 중간축(104)둘레에는 1-2단 싱크로메시 기구(132)가 설치된다. 이 1-2단 싱크로메시 기구(132)는 중간축(104)에 고정설치된 클러치 허브기어(132)와, 이 클러치 허브기어(134)의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 치합되고 포오크 걸림홈을 갖는 클러치 슬리브(136)와, 도면에 나타내지 않은 1-2단 시프트 포오크를 이용해서 클러치 슬리브(136)를 축방향으로 슬라이딩시킬 때 클러치 슬리브(136)가 1단피동기어(126)의 측면기어부(126a) 또는 2단피동기어(128)의 측면기어부(128a)에 원활히 맞물리도록 하는 싱크로나이저 링(138)으로 구성된다. 상기 1-2단 싱크로메시 기구(132)는 1-2단 시프트 포오크의 작동에 따라 1단피동기어(126) 또는 2단피동기어(128)중 어느 하나를 중간축(104)에 선택적으로 고정시키는 역할을 수행한다.

출력축(106)에는 그것의 선단부로부터 후단부를 향해서 종감속 구동기어(140), 후진기어(142), 5단피동기어(144), 3단피동기어(146) 그리고 4단피동기어(148)가 차례로 설치되어 있다. 이 중에서 종감속 구동기어(140), 3단피동기어(146) 및 4단피동기어(148)는 출력축(106)과 일체로 회전할 수 있도록 출력축(106)에 고정되지만, 후진기어(142)와 5단피동기어(144)는 베어링을 개재하여 출력축(106)에 회전가능하게 끼워져 있다. 후진기어(142)는 5단피동기어(144)를 향해서 형성된 측면기어부(142a)를 가지며, 5단피동기어(144)는 후진기어(142)를 향해서 형성된 측면기어부(144a)를 갖는다. 상기 후진기어(142)는 중간축(104)의 1단피동기어(126)와 직접 맞물려 있으나 입력축(102)의 1단구동기어(108)와는 맞물려 있지 않다. 또한, 상기 5단피동기어(144)는 5단구동기어(112)와 맞물리고, 상기 3단피동기어(146)와 맞물리며, 상기 4단피동기어(148)는 4단구동기어(116)와 맞물린다.

후진기어(142)와 5단 피동기어(144)사이의 출력축(106)둘레에는 5-R 싱크로메시기구(150)가 설치된다. 이 5-R 싱크로메시 기구(150)는 출력축(106)에 고정설치된 클러치 허브기어(152)와, 이 클러치 허브기어(152)의 외주에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 치합되고 포오크 걸림홈을 갖는 클러치 슬리브(154)와, 도면에 나타내지 않은 5-R시프트 포오크를 이용해서 클러치 슬리브(154)를 축방향으로 슬라이딩 시킬 때 클러치 슬리브(154)가 후진기어(142)의 측면기어부(142a) 또는 5단피동기어(144)의 측면어부(144a)에 원활히 맞물리도록 하는 싱크로나이저 링(156)으로 구성된다. 상기 5-R 싱크로메시 기구(150)는 5-R 시프트 포오크의 작동에 따라 후진기어(142) 또는 5단피동기어(144)중 어느 하나를 출력축(106)에 선택적으로 고정시키는 역할을 수행한다.

상술한 변속시 하우징(100)에 하부에는 차동기어장치(158)가 설치되어 있다. 이 차동기어장치(158)는 변속기하우징(100)에 일체로 연결된 차동기어 하우징(160)과, 상기 출력축(106)의 종감속 구동기어(140)와 맞물려 있는 종감속 피동기어(162)와, 이 종감속 피동기어(162)에 일체로 고정되고 차동기어 하우징(160)에 회전가능하게 지지된 차동 캐리어(164)와, 피니언축(167)을 개재하여 차동 캐리어(164)에 회전가능하게 지지된 한쌍의 차동 피니언기어(166)와, 외측단부에 구동바퀴(도시하지 않음)가 각각 달려있는 액슬축(068)과, 이 액슬축(168)의 내측단부에 고정되고 상기 차동 피니언기어(166)와 맞물려 있는 한쌍의 사이트 베벨기어(170)로 이루어진다. 상기 차동 피니언기어(166)는 양쪽 구동바퀴에 걸리는 구름저항이 동일할 때에는 사이드 베벨리어(170)와 함께 공전하게 되지만, 어느 한쪽 구동바퀴의 구름저항이 다른쪽 구동바퀴의 구름저항보다 클 때에는 피니언축(167)을 중심으로 자전하여 양쪽의 구동바퀴가 서로 다른 속도로 회전하는 것을 가능하게 한다.

다음으로, 상기한 구성을 갖는 수동변속기의 기어트레인이 각 변속단에서 어떻게 작동하는지에 관하여 설명한다.

제1단기어에서는 1-2단 싱크로메시 기구(132)의 클러치 슬리브(136)를 제2도에서 우측으로 이동시켜 1단피동기어(126)와 클러치 허브 기어(134)를 일체로 회전하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(102)이 회전하면 그 회전력은 1단구동기어(108), 1단피동기어(126), 클러치 슬리브(136), 클러치 슬리브(134)를 거쳐 중간축(104)으로 전달된다.

즉, 중간축(104)으로 회전력을 전달시키기 위하여 입력축(102)의 1단구동기어(108)와 치합한 1단피동기어(126)가 클러치 허브 기어(134)와 일체로 회전하기 위해 연결 될 때, 1단피동기어(126)와 중간축(104)사이에 개재된 제1 및 제2롤러베어링(180,184)은 관성에 의해 축방향으로 이동을 하려고 한다. 이때, 제1 및 제2롤러베어링(180,184)의 일측면을 각각 제한하고 있는 제1 및 제2플레이트(182,186)에 의해 축방향 이동이 제한됨에 따라 얼라이먼트가 어긋나지 않게되어 변속성능을 항상시킬 수 있는 것이다.

그리고, 차량의 운행시 변속단이 가장 많이 사용되는 1단피동기어(126)에 더블베어링이 개재됨에 따라 스러스트의 하중을 지탱할 수 있음과 아울러, 1단피동기어(126)을 더욱 원활하게 회전시킬 수 있으므로 소음발생을 현저히 감쇠시킬 수 있게 된다. 따라서, 중간축(104)의 회전력은 카운터 기어(130), 3단구동기어(114), 3단피동기어(146)를 거쳐 출력축(106)으로 전달되고, 출력축(106)의 회전력은 종감속 구동기어(140)를 통해서 차동기어장치(158)의 종감속 피동기어(162)로 전달된다. 따라서, 입력축(102)의 회전력은 제1단기어비로 액슬축(168)에 전달됨으로써 차량을 최저의 속도로 전진시키게 된다.

제2단기어에서는 1-2단 싱크로메시 기구(132)의 클러치 슬리브(136)를 제2도에서 좌측으로 이동시켜 2단피동기어(126)와 클러치 허브 기어(134)를 일체로 회전하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(102)이 회전하면 그 회전력은 2단구동기어(110), 2단 피동기어(128), 클러치 슬리브(136), 클러치 슬리브(136), 클러치 허브 기어(134)를 거쳐 중간축(104)으로 전달된다. 중간축(104)의 회전력은 카운터 기어(130), 3단구동기어(114), 3단피동기어(146)를 거쳐 출력축(106)으로 전달되고, 출력축(106)의 회전력은 종감속 구동기어(140)를 통해서 차동기어장치(158)의 종감속 피동기어(162)로 전달되다. 따라서, 입력축(102)의 회전력은 제2단기어비로 액슬축(168)에 전달됨으로써 차량을 전진시키게 된다.

제3단기어에서는 3-4단 싱크로메시 기구(118)의 클러치 슬리브(122)를 제2도에서 우측으로 이동시켜 3단구동기어(114)와 클러치 허브기어(120)를 일체로 회전하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(102)이 회전하면 2회 전력은 클러치 허브 기어(120), 클러치슬리브(122), 3단구동기어(114), 3단피동기어(146)를 거쳐 출력축(106)으로 전달된다. 출력축(106)의 회전력은 종감속 구동기어(140)를 통해서 차동기어장치(158)의 종감속 피동기어(162)로 전달된다. 따라서, 입력축(102)의 회전력은 3단기어비로 액슬축(168)에 전달됨으로써 차량을 전진시키게 된다.

제4단기어에서는 3-4단 싱크로메시 기구(118)의 클러치 슬리브(122)를 제2도에서 좌측으로 이동시켜 4단구동기어(116)와 클러치 허브기어(120)를 일체로 회전하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(102)이 회전하면 그 회전력은 클러치 허브 기어(120), 클러치슬리브(122), 4단3동기어(116), 4단 회동기어(148)를 거쳐 출력축(106)으로 전달된다. 출력축(106)의 회전력은 종감속 4단구동기어(140)를 통해서 차동기어장치(158)의 종감속 피동기어(162)로 전달된다. 따라서, 입력축(102)의 4단기어비로 액슬축(168)에 전달됨으로써 차량을전진시키게 된다.

제5단기어에서는 5-R 싱크로메시 기구(150)의 클러치 슬리브(154)를 제2도에서 좌측으로 이동시켜 5단피동기어(144)와 클러치 허브리어(152)를 일체로 회전하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(102)이 회전하면 그 회전력은 5단구동기어(112), 5단피동기어(144), 클러치 슬리브(154), 클러치 허브 기어(152)를 거쳐 출력축(106)으로 전달된다. 출력축(106)의 회전력은 종감속 구동기어(140)를 통해서 차동기어장치(158)의 종감속 피동기어(162)로 전달된다. 따라서, 입력축(102)의 회전력은 5단기어비로 액슬축(168)에 전달됨으로써 차랑을 최고의 속도로 전진시키게 된다.

후진기어에서는 5-R 싱크로메시 기구(150)의 클러치슬리브(154)를 제2도에서 우측으로 이동시켜 후진기어(142)와 클러치 허브 기어(152)를 일체로 회전하도록 연결한다. 이 상태에서 입력축(102)이 회전하면 그 회전력은 1단구동기어(108), 1단피동기어(126), 후진기어(142)를 거쳐서 출력축(106)으로 전달된다. 여기서, 1단피동기어(126)가 회전될 때는 1단피동기어(126)와 중간축(104)에 개재된 제1 및 제2도롤러베어링(180,184)이 1단피동기어(126)의 회전을 원활하게 함과 아울러 스러스트의 하중에 의해 얼라이먼트가 어긋나는 것을 방지해 줌에 따라 변속성능이 높아지게 된다. 위에서 설명한 바와 같이, 후진기어(142)는 1단피동기어(126)와 직접 맞물려 있으므로, 입력축(102)의 회전방향과 출력축(106)의 회전방향은 동일한 방향이 된다. 출력축(106)의 회전력은 종감속 구동기어(140)를 통해서 차동기어장치(158)의종감속 피동기어(162)로 전달된다. 따라서, 입력축(102)의 회전력은 액슬측(168)에 역방향으로 전달됨으로써 차량을 후진시키게 된다. 후진기어(142)의 직경은 1단피동기어(126)의 직경과 대략 동일하므로, 후진기어비는 1단기어비와 같다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수동번속기의 기어 트레인에 의하여, 1, 2, 3, 4, 5단 기어가 입력축, 중간축 및 출력축에 분산배치되고 싱크로메시 기구도 입력축, 중간축 및 출력축에 각각 하나씩 설치되어 있기 때문에, 변속기의 전체길이를 줄여서 엔진룸의 설계자유도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 차량의 운행시 변속단이 가장 많이 사용되는 1단피동기어와 중간축에 더불베어링을 개재함으로써, 스러스트 하중에 의한 얼라이먼트를 정확하게 유지함에 따라 변속성능을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는 것이다.

Claims (1)

1. 변속기 하우징(100)과, 상기 변속기 하우징(100)에 회전가능하게 지지되고 엔진에 작동적으로 연결된 입력축(102)과, 상기 입력축(102)에 대하여 평행하게 배열되고 변속기 하우징(100)에 회전가능하게 지지된 중간축(104)과, 상기 입력축(102) 및 중간축(104)에 대하여 평행하게 배열되고 변속기 하우징(100)에 회전가능하게 지지된 출력축(106)과, 상기 입력축(102)에 고정적으로 설치되어 입력축(102)과 일체로 회전하는 1단, 2단 및 5단구동기어(108,110,112)와, 상기 입력축(102)에 회전가능하게 설치된 3단 및 4단구동기어(114,116)와, 상기 중간축(104)에 회전가능하게 설치되고 상기 1단 및 2단구동기어(108,110)와 각각 맞물려 있는 1단 및 2단피동기어(126,128)와, 상기 중간축(104)에 일체로 설치되고 상기 입력축(102)상의 3단 구동기어(114)와 맞물려 있는 카운터 기어(130)와, 상기 출력축(106)에 회전가능하게 설치되고 상기 5단구동기어 및 후진기어(112) 및 상기 1단피동기어(126)와 각각 맞물려 있는 5단피동기어(144) 및 후진기어(142)와, 상기 출력축(106)에 고정적으로 설치되고 상기 3단 및 4단구동기어(114,116)와 각각 맞물려 있는 3단 및 4단 파동기어(146,148)와, 상기 중간축(104)에 설치되어 상기 1단피동기어(126) 또는 상기 2단 피동기어(128)중 어느 하나를 중간축(104)에 선택적으로 고정시키기 위한 제1의 싱크로메시 수단(132), 상기 입력축(102)에 설치되어 상기 3단구동기어(114) 또는 상기 4단구동기어(116)중 어느 하나를 입력축(102)에 선택적으로 고정시키기 위한 제2의 싱크로메시 수단(118)과, 상기 출력축(106)에 설치되어 상기 5단피동기어(144) 또는 상기 후진기어(142)중 어느 하나를 출력축(106)에 선택적으로 고정시키기 위한 제3의 싱크로메시 수단(150)을 구비한 수동변속기의 더불베어링이 구비된 기어트레인에 있어서, 상기 입력축(102)과 일체로 회전하는 1단구동기어(108)와 치합하게 되는 1단피동기어(126)가 중간축(104)의 둘레에서 자유롭게 회전하도록 제1 및 제2롤러베어링(180,184)이 개재되며, 상기 제1 및 제1롤러베어링(180,184)중 제1롤러베어링(180)은 1단피동기어(126)와 중간축(104)사이에 개재되며 일측면은 중간축(104)의 선단에 구비된 제1플레이트(182)에 의해 축방향 유동이 제한되고, 제2롤러베어링(184)은 상기 제1롤러메어링(180)의 반대편에 설치되며 일측면은 제2플레이트(186)에 의해 축방향 유동이 제한되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 더블베어링이 구비된 기어트레인.