KR101866888B1 - 차량의 수동식 반자동 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 수동식 반자동 변속기에 관한 것으로서, 엔진축과 연결되는 입력축; 상기 입력축의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 입력축에 대하여 공회전 가능하게 설치되는 복수의 입력단 기어; 상기 입력축에 고정되어 함께 회전하며 이웃하는 상기 입력단 기어들 사이에 각각 설치되는 복수의 슬리브 조립체; 각각의 상기 슬리브 조립체가 공회전 가능하게 설치되며 상기 입력축 방향으로 함께 이동하는 복수의 변속 포크; 각각의 상기 변속 포크에 연결되는 복수의 연결 부재; 복수의 상기 연결 부재에 연결되는 변속 레버; 상기 입력축과 나란하게 이격되게 배치되는 출력축; 및, 상기 출력축의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며, 상기 입력단 기어와 맞물리고, 상기 출력축에 고정되는 출력단 기어를 포함하여 구성되되, 상기 슬리브 조립체에는 클러치 마찰부가 설치되고, 상기 입력단 기어에는 상기 클러치 마찰부와 접촉하여 동력을 전달하는 클러치 하우징이 설치되는 것을 특징으로 하므로, 엔진 출력을 차단할 필요 없이 운전자가 원하는 시점에서 부드럽게 수동식 변속을 할 수 있을 뿐만 아니라, 변속시 충격이나 소음이 없어 고장율이 크게 줄어들게 된다는 이점이 있다.

Description

차량의 수동식 반자동 변속기{MANUAL TYPE SEMI AUTOMATIC TRANSMISSION FOR A VEHICLE}

본 발명은 차량의 수동식 반자동 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진으로부터의 동력을 차단할 필요 없이 운전자가 원하는 시점에서 자유로운 변속이 가능하여 조작이 매우 편리한 차량의 수동식 반자동 변속기에 관한 것이다.

차량 수동 변속기의 경우, 운전자가 클러치 페달을 밟아서 엔진으로부터의 동력을 차단한 상태에서 변속 레버를 조작하여 변속하게 되어 있어 조작이 매우 까다로운 단점이 있다.

한편, 자동 변속기의 경우, 클러치 페달을 밟지 않아도 자동 변속이 이루어지므로 조작이 매우 편리하다는 장점은 있으나 운전자가 원하는 시점에서 변속이 이루어지지 않아 운전자에 따라 답답함을 느끼는 경우가 많았다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 수동 변속기의 구조를 기반으로 하며 클러치 조작과 엔진의 회전 조율을 자동화한 반자동 변속기가 개시되어 있다.

반자동 변속기는 수동변속기와 동등하게 동력을 전달하고 운전자의 의도대로 변속할 수 있으며 자동변속기보다 연비가 뛰어나다는 장점이 있다.

그러나, 반자동 변속기는 내부 구조가 복잡하여 관련 부품이 많아지므로 고장의 우려가 높고 자중이 커서 현재 전체 변속기 중에서 차지하는 비율이 높지 않은 상태이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 마찰을 통해 변속을 위한 동력 전달이 이루어지므로 엔진 출력을 차단할 필요 없이 원하는 시점에서 자유롭게 변속할 수 있으며 구조가 간단하고 고장의 우려가 적은 차량의 수동식 반자동 변속기를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 차량의 수동식 반자동 변속기는,

엔진축과 연결되는 입력축;

상기 입력축의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 입력축에 대하여 공회전 가능하게 설치되는 복수의 입력단 기어;

상기 입력축에 고정되어 함께 회전하며 이웃하는 상기 입력단 기어들 사이에 각각 설치되는 복수의 슬리브 조립체;

각각의 상기 슬리브 조립체가 공회전 가능하게 설치되며 상기 입력축 방향으로 함께 이동하는 복수의 변속 포크;

각각의 상기 변속 포크에 연결되는 복수의 연결 부재;

복수의 상기 연결 부재에 연결되는 변속 레버;

상기 입력축과 나란하게 이격되게 배치되는 출력축; 및,

상기 출력축의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며, 상기 입력단 기어와 맞물리고, 상기 출력축에 고정되는 출력단 기어를 포함하여 구성되되,

상기 슬리브 조립체에는 클러치 마찰부가 설치되고, 상기 입력단 기어에는 상기 클러치 마찰부와 접촉하여 동력을 전달하는 클러치 하우징이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 클러치 마찰부는 상기 슬리브 조립체의 둘레방향을 따라 이격되게 다수 개 돌출 형성되고, 상기 클러치 하우징은 상기 입력단 기어의 일측에 형성되며 상기 클러치 마찰부가 삽입되는 마찰홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 마찰홈은, 상기 슬리브 조립체의 접근시 서로 접촉하도록 상기 클러치 하우징의 바닥을 향해 직경이 축소되는 내측면 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 슬리브 조립체의 외주면에는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 홈의바닥과 클러치 마찰부 사이는 압축 스프링에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 클러치 마찰부가 설치되는 상기 슬리브 조립체의 단부에는 입력축 방향으로 돌출되는 결합 돌부가 형성되고, 상기 마찰홈의 바닥에는 상기 결합 돌부가 결합되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 결합 돌부와 결합홈은 상기 입력축을 중심으로 둘레방향을 따라 다수 개가 균등한 각도로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 클러치 마찰부와 결합 돌부는 상기 변속 포크를 중심으로 양쪽에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구조의 본 발명에 따르면, 슬리브 조립체와 입력단 기어의 동력 전달이 마찰에 의해 이루어지므로 엔진 출력을 차단할 필요 없이 운전자가 원하는 시점에서 부드럽게 수동식 변속을 할 수 있을 뿐만 아니라, 변속시 충격이나 소음이 없어 고장율이 크게 줄어들게 된다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 클러치 마찰부가 슬리브 조립체의 둘레방향을 따라 이격된 상태로 다수 개 돌출 형성되고, 클러치 하우징은 입력단 기어의 일측에 형성되며 상기 클러치 마찰부가 삽입되는 마찰홈을 구비하되, 상기 마찰홈은 슬리브 조립체의 접근시 클러치 마찰부와 접촉하도록 상기 마찰홈의 바닥을 향해 직경이 축소되는 내측면 형상을 구비하므로, 상기 클러치 마찰부가 상기 마찰홈에 접촉하지 못하는 경우가 없이 확실한 변속이 이루어지게 된다는 이점도 있다.

또한 본 발명에 따르면, 슬리브 조립체가 클러치 하우징으로 접근하여 클러치 마찰부가 슬리브 조립체에 형성된 마찰홈에 접촉할 때 압축 스프링이 다소 압축 변형하기 때문에 한층 탄력적인 접촉이 가능하며, 클러치 마찰부와 마찰홈 사이의 약한 접촉 압력으로부터 점차 강한 접촉 압력에 의한 마찰력의 연속적인 증가로 한층 부드러운 변속이 가능하게 된다는 이점도 있다.

또한 본 발명에 따르면, 클러치 마찰부가 설치되는 슬리브 조립체의 단부에는 입력축 방향으로 돌출되는 결합 돌부가 형성되고 마찰홈의 바닥에는 상기 결합 돌부가 결합되는 결합홈이 형성되어 있어 확실한 걸림구조가 이루어지므로, 마찰만으로 동력 전달하는 것에 의한 동력손실을 방지할 수도 있다.

또한 본 발명에 따르면, 수동 변속기 기반으로 구성되므로 연비가 매우 높다는 장점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 수동식 반자동 변속기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 수동식 반자동 변속기를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1에서 A 부분의 확대 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량의 수동식 반자동 변속기의 사용예를 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 수동식 반자동 변속기(1000)는, 엔진축(미도시)과 연결되는 입력축(100), 상기 입력축(100)의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 입력축(100)에 대하여 공회전 가능하게 설치되는 복수의 입력단 기어(200), 상기 입력축(100)에 고정되어 함께 회전하며 이웃하는 상기 입력단 기어(200)들 사이에 각각 설치되는 복수의 슬리브 조립체(300), 각각의 상기 슬리브 조립체(300)가 공회전 가능하게 설치되며 상기 입력축 방향으로 함께 이동하는 복수의 변속 포크(400), 각각의 상기 변속 포크(400)에 연결되는 복수의 연결 부재(450), 복수의 상기 연결 부재(450)에 연결되는 변속 레버(500), 상기 입력축(100)과 나란하게 이격되게 배치되는 출력축(600) 및, 상기 출력축(600)의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 입력단 기어(200)와 맞물리고 상기 출력축(600)에 고정되는 출력단 기어(700)를 포함하여 구성된다.

도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 슬리브 조립체(300)는 슬리브(380)와, 상기 슬리브(380)에 결합되는 클러치 조립체(390)를 포함한다.

또한, 상기 클러치 조립체(390)는 클러치 수용 몸체(391)와 고정 몸체(392)를 포함한다.

특히, 상기 클러치 수용 몸체(391)와 고정 몸체(392) 사이에는 클러치 마찰부(310)를 포함하고, 상기 입력단 기어(200)의 일측에는 상기 클러치 마찰부(310)와 접촉하여 동력을 전달하는 클러치 하우징(210)이 설치된다.

엔진의 출력이 입력축(100)에 전달되어 회전하게 된다.

이 상태에서 상기 변속 레버(500)를 작동시키면, 연결 부재(450)와 변속 포크(400)가 이동하면서 슬리브 조립체(300)가 입력축(100) 방향을 따라 전방 또는 후방에 위치한 입력단 기어(200)를 향해 이동하게 된다.

상기 변속 레버(500)의 조작에 의한 연결 부재(450)와 변속 포크(400)의 차별적 이동은 공지의 수동 변속기에서의 다양한 구조가 채택될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

이어서, 슬리브 조립체(300)에 설치된 클러치 마찰부(310)가 상기 입력단 기어(200)에 설치된 클러치 하우징(210)에 접촉하면서 상호 마찰력이 발생하게 되고, 곧이어서 슬리브 조립체(300)와 입력단 기어(200)는 함께 회전하게 된다.

이에 따라, 해당 입력단 기어(200)에 맞물린 출력단 기어(700)들 중 어느 하나가 회전하면서 출력축(600)이 함께 회전하여 임의의 변속된 상태로 차동기어(미도시) 등에 동력이 전달된다.

이와 같이, 상기 슬리브 조립체(300)와 입력단 기어(200)의 동력 전달이 마찰에 의해 이루어지므로 엔진 출력을 차단할 필요 없이 수동식 변속을 할 수 있게 된다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 클러치 마찰부(310)는 상기 슬리브 조립체(300)의 둘레방향을 따라 이격되게 다수 개 돌출 형성되고, 상기 클러치 하우징(210)에는 상기 클러치 마찰부(310)가 삽입되는 마찰홈(212)을 구비하고 있다.

따라서, 상기 슬리브 조립체(300)를 입력단 기어(200)에 접근시키면 상기 클러치 마찰부(310)가 상기 클러치 하우징(210)의 마찰홈(212)으로 삽입되면서 접촉하여 상호 마찰력이 발생한다.

특히, 상기 마찰홈(212)은 상기 슬리브 조립체(300)의 접근시 클러치 마찰부(310)와 접촉하도록 상기 마찰홈(212)의 바닥을 향해 직경이 축소되는 내측면 형상을 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 클러치 마찰부(310)가 상기 마찰홈(212)에 접촉하지 못하는 경우는 없게 된다.

상기 슬리브 조립체(300)의 외주면에는 가이드 홈(330)이 형성되고, 상기 가이드 홈(330)과 클러치 마찰부(310) 사이는 압축 스프링(340)에 의해 연결되는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 상기 클러치 수용 몸체(391)와 고정 몸체(392) 사이에는 클러치 마찰부(310)를 포함하되, 상기 클러치 수용 몸체(391)의 일측에 외주면과 연통되도록 가이드 홈(330)이 형성되어 있고, 상기 가이드 홈(330)의 바닥과 클러치 마찰부(310) 사이는 압축 스프링(340)이 연결되어 있다.

이러한 구성에 따라, 상기 슬리브 조립체(300)가 클러치 하우징(210)으로 접근하여 클러치 마찰부(310)가 마찰홈(212)에 접촉할 때 상기 압축 스프링(340)이 압축 변형하면서 한층 탄력적인 접촉이 가능하다.

또한, 클러치 마찰부(310)와 마찰홈(212) 사이의 약한 접촉 압력으로부터 점차 강한 접촉 압력에 의한 마찰력의 연속적인 증가로 한층 부드러운 변속이 가능하게 된다.

아울러, 상기 클러치 마찰부(310)가 설치되는 상기 슬리브 조립체(300)의 고정 몸체(392)의 단부(일면)에는 입력축 방향으로 돌출되는 결합 돌부(350)가 형성되고, 상기 마찰홈(212)의 바닥에는 상기 결합 돌부(350)가 결합되는 결합홈(213)이 형성되어 있어 확실한 걸림구조가 이루어지므로 마찰만으로 동력 전달하는 것에 의한 동력손실을 확실히 방지할 수도 있다.

상기 결합 돌부(350)와 결합홈(213)은 상기 입력축(100)을 중심으로 둘레방향을 따라 다수 개가 균등한 각도로 이격된 상태로 형성되어 있어 상기 둘레방향을 따라 마찰력이 균일하게 분포하는 것이 바람직하다.

상기 클러치 마찰부(310)와 결합 돌부(350)는 상기 변속 포크(400)를 중심으로 양쪽에 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 입력축(100) 방향으로 상기 슬리브 조립체(300)가 왕복 이동하면서 클러치 마찰부(310)와 마찰홈(212)이 상호 접촉하므로 좁은 공간에서도 다단의 변속이 가능하게 된다.

이와 같이, 마찰력으로 동력을 전달하므로 엔진의 출력을 차단하지 않고도 자연스럽게 변속 레버(500)를 수동으로 작동시켜서 변속할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 완전 반자동 변속기에 비하여 사용자 자신이 원할 때 직접 변속할 수 있으므로 운전의 만족도가 크게 올라간다는 이점도 있다.

기술하지 않은 구성부호 393은 클러치 마찰부(310)를 일측에서 지지하는 지지링이다.

도 6에는 본 발명에 따른 차량의 수동식 반자동 변속기가 고정 프레임(900)에 설치되는 예를 나타낸다.

본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

일 예로서, 본 발명의 실시예에서는 변속 레버를 이용한 기계식 변속에 관해 기술하였으나, 변속 다이얼과 제어부 및 모터나 유압을 통한 전자식 변속기, 듀얼 클러치 모듈(DCT) 등에도 적용할 수 있음은 물론이다.

100... 입력축
200... 입력단 기어
300... 슬리브 조립체
400... 변속 포크
450... 연결 부재
500... 변속 레버
600... 출력축
700... 출력단 기어
1000... 차량의 수동식 반자동 변속기

Claims (7)

1. 엔진축과 연결되는 입력축;
   상기 입력축의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 입력축에 대하여 공회전 가능하게 설치되는 복수의 입력단 기어;
   상기 입력축에 고정되어 함께 회전하며 이웃하는 상기 입력단 기어들 사이에 각각 설치되는 복수의 슬리브 조립체;
   각각의 상기 슬리브 조립체가 공회전 가능하게 설치되며 상기 입력축 방향으로 함께 이동하는 복수의 변속 포크;
   각각의 상기 변속 포크에 연결되는 복수의 연결 부재;
   복수의 상기 연결 부재에 연결되는 변속 레버;
   상기 입력축과 나란하게 이격되게 배치되는 출력축; 및,
   상기 출력축의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며, 상기 입력단 기어와 맞물리고, 상기 출력축에 고정되는 출력단 기어를 포함하여 구성되되,
   상기 슬리브 조립체에는 클러치 마찰부가 설치되고, 상기 입력단 기어에는 상기 클러치 마찰부와 접촉하여 동력을 전달하는 클러치 하우징이 설치되며,
   상기 클러치 마찰부는 상기 슬리브 조립체의 둘레방향을 따라 이격되게 다수 개 돌출 형성되고, 상기 클러치 하우징은 상기 입력단 기어의 일측에 형성되며 상기 클러치 마찰부가 삽입되는 마찰홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 수동식 반자동 변속기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 마찰홈은, 상기 슬리브 조립체의 접근시 서로 접촉하도록 상기 클러치 하우징의 바닥을 향해 직경이 축소되는 내측면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 차량의 수동식 반자동 변속기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 슬리브 조립체의 외주면에는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 홈의 바닥과 클러치 마찰부 사이는 압축 스프링에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동식 반자동 변속기.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 클러치 마찰부가 설치되는 상기 슬리브 조립체의 단부에는 입력축 방향으로 돌출되는 결합 돌부가 형성되고, 상기 마찰홈의 바닥에는 상기 결합 돌부가 결합되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동식 반자동 변속기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 결합 돌부와 결합홈은 상기 입력축을 중심으로 둘레방향을 따라 다수 개가 균등한 각도로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동식 반자동 변속기.
   
7. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 클러치 마찰부와 결합 돌부는 상기 변속 포크를 중심으로 양쪽에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동식 반자동 변속기.
   
   
   
   

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