KR100489399B1 - 변속조작기구의 포핏 어셈블리 - Google Patents

변속조작기구의 포핏 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 변속조작기구의 포핏 어셈블리는 변속레버의 조작에 따른 전기신호를 생성하는 스트레인 게이지와, 상기 전기신호가 입력되는 동안의 시간을 카운팅하여 현 운전자의 변속조작력에 따른 변속시간을 검출한 후, 검출된 변속시간과 설정치를 비교 판단하여 그에 따른 전압신호를 출력하는 마이컴과, 상기 전압신호에 따라 소정의 전압을 인가받는 전자석과, 상기 전자석의 자력과 로드 스프링의 탄성력의 차이에 따라 슬라이드 이동되면서 포핏 스프링을 가압하는 푸시로드를 포함하여 구성되기 때문에 현 운전자의 변속 조작력에 따라 포핏 스프링의 프리로드가 조정될 수 있다.

Description

변속조작기구의 포핏 어셈블리{Poppet Assembly of Shift Apparatus}
본 발명은 변속조작기구의 포핏 어셈블리에 관한 것으로서, 특히 현 운전자의 변속 조작력에 따라 포핏 스프링의 프리로드를 조정할 수 있는 변속조작기구의 포핏 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 수동변속기는 엔진과 구동바퀴 사이에 장착되어 차량의 주행 상태에 변화에 따라 엔진의 구동력을 변속시키고 차량을 후진시키는 장치로서, 변속조작기구에 의해 조작된다.
도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기의 변속조작기구가 도시된 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 컨트롤 샤프트 어셈블리가 도시된 사시도이다.
종래 기술에 따른 수동변속기의 변속조작기구는 차실에 구비되어 운전자의 변속조작의지에 따라 조작되는 변속레버(2)와, 상기 변속레버(2)의 조작력을 전달하는 셀렉트 케이블(4) 및 시프트 케이블(6)과, 상기 셀렉트 케이블(4) 및 시프트 케이블(6)과 연결되어 상기 변속레버(2)의 조작력이 전달되면 축방향으로 직선 이동되거나 회전되는 컨트롤 샤프트(8)와, 상기 컨트롤 샤프트(8)와 일체로 움직이도록 결합된 컨트롤 핑거(10)와, 상기 컨트롤 핑거(10)와 선택적으로 물림되면 축방향으로 이동되는 1/2단, 3/4단, 5/후진단 시프트 레일(11,12,13)과, 상기 각 시프트 레일(11,12,13)과 일체로 움직이도록 결합되고 수동변속기의 동기장치(미도시)와 결합된 시프트 포크(미도시)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 변속조작기구는 변속 조작시 상기 변속레버(2)가 셀렉트 방향으로 조작되면, 셀렉트 케이블(4)이 움직이면서 상기 컨트롤 샤프트(8)가 축방향으로 직선 이동되어 상기 컨트롤 핑거(10)가 어느 한 시프트 레일(11,12,13)과 선택적으로 물림되도록 한다.
이후, 상기 변속레버(2)가 시프트 방향으로 조작되면, 상기 시프트 케이블(6)이 움직이면서 상기 컨트롤 샤프트(8)가 회전되어 상기 컨트롤 핑거(10)와 선택적으로 물림된 시프트 레일이 축방향으로 직선 이동되도록 한다. 이 때, 상기 시프트 포크가 상기 시프트 레일과 일체로 움직이기 때문에 결국 상기 시프트 포크가 동기장치를 작동시켜 그에 따라 변속이 이루어진다.
한편, 수동변속기의 변속조작기구는 변속시 운전자가 변속 절도감을 받을 수 있도록 상기 컨트롤 핑거(10)에 포핏 어셈블리(20)가 장착된다.
상기 포핏 어셈블리(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤 핑거(10)의 상측면에 중립과 대응되게 형성된 요홈(22a)과 상기 요홈(22a)을 중심으로 시프트 변속방향으로 각각 하향 경사지게 형성된 경사부(22b,22c)로 이루어진 포핏 그루브(22)와, 상기 포핏 그루브(22)에 마찰 가능하게 설치되어 변속레버가 시프트 방향으로 조작될 때 상기 포핏 그루브(22)를 따라 미끄러지는 포핏 볼(24)과, 상기 포핏 볼(24)과 일단이 연결되어 변속레버가 시프트 방향으로 조작될 때 절도감이 생기도록 상기 포핏 볼(24)을 상기 포핏 그루브(22)에 소정의 탄성력으로 압착시키는 포핏 스프링(26)과, 차체에 나사 결합되어 상기 포핏 볼(24)이 상기 요홈(22a)에 압착될 때의 상기 포핏 스프링(26)의 탄성력, 즉 상기 포핏 스프링(26)의 프리로드를 결정하는 캡(28)으로 이루어진다.
이와 같은 포핏 어셈블리(20)는 상기 포핏 볼(24)이 상기 포핏 그루브(22)를 따라 미끄러지면서 상기 컨트롤 핑거(10)와 마찰될 때, 상기 포핏 스프링(26)의 탄성력이 상기 포핏 볼(24)에 의해 변하도록 함으로써 상기 포핏 볼(24)과 컨트롤 핑거(10)의 마찰력 변화를 통해 운전자가 절도감을 느낄 수 있도록 한다.
그러나, 종래 기술에 따른 변속조작기구의 포핏 어셈블리는 초기에 상기 포핏 스프링(26)의 프리로드가 결정되기 때문에 운전자에 따라 변속 조작력이 다르더라도 조정할 수 없어 노약자와 같이 힘이 약한 운전자에게는 변속 조작력이 커 불편하고, 스포티한 운전자에게는 변속 조작력이 너무 작아 적절한 절도감이 부여되지 않음으로써 소비자 클레임이 야기되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 운전자의 변속 조작력에 따라 포핏 스프링의 프리로드를 조정할 수 있는 변속조작기구의 포핏 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 변속조작기구의 포핏 어셈브릴는 변속레버의 조작에 따라 움직이는 컨트롤 핑거의 외측면에 상기 변속레버의 조작방향으로 형성된 포핏 그루브와; 상기 포핏 그루브에 마찰 가능하게 설치되어 변속 조작시 상기 포핏 그루브를 따라 미끄러지는 포핏 볼과; 상기 포핏 볼과 일단이 연결되어 변속 조작시 절도감이 생기도록 상기 포핏 볼을 상기 포핏 그루브에 압착시키는 포핏 스프링과; 상기 포핏 스프링의 타단과 연결되어 운전자의 변속 조작력에 따라 상기 포핏 스프링의 프리로드를 조정하는 어저스트를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 본 발명에 따른 변속조작기구의 포핏 어셈블리는 변속레버의 조작에 따라 움직이는 컨트롤 핑거(52)의 외측면에 상기 변속레버의 조작방향으로 형성된 포핏 그루브(54)와, 상기 포핏 그루브(54)에 마찰 가능하게 설치되어 변속 조작시 상기 포핏 그루브(54)를 따라 미끄러지는 포핏 볼(56)과, 상기 포핏 볼(56)과 일단이 연결되어 변속 조작시 절도감이 생기도록 상기 포핏 볼(56)을 상기 포핏 그루브(54)에 압착시키는 포핏 스프링(58)과, 상기 포핏 스프링(58)의 타단과 연결되어 운전자의 변속 조작력에 따라 상기 포핏 스프링(58)의 프리로드를 조정하는 어저스트를 포함하여 구성된다.
상기에서, 컨트롤 핑거(52)는 변속레버의 셀렉트 조작시 축방향으로 직선 이동되고 변속레버의 시프트 조작시 회전되는 컨트롤 샤프트(50)에 끼움 결합되어 일체로 움직인다.
상기 포핏 그루브(54)는 변속레버의 시프트 조작시 절도감이 생성되도록 중립과 대응되는 컨트롤 핑거(52)의 상측면에 형성된 요홈(54a)과, 상기 요홈(54a)을 중심으로 각각 상기 컨트롤 핑거(52)의 회전방향을 따라 상기 컨트롤 핑거(52)의 상측면에 하향 경사지게 형성된 경사부(54b,54c)로 이루어진다.
상기 어저스트는 변속레버의 시프트 조작에 따른 변속시간(t)을 검출하여 그에 따른 전압신호(v)를 생성하는 센서부(60)와, 상기 포핏 스프링(58)의 타단에 연결되어 상기 전압신호(v)에 따라 상기 포핏 스프링(58)을 가압하는 액추에이터(70)로 구성된다.
여기서, 상기 센서부(60)는 변속레버의 시프트 조작거리는 미리 결정되므로 변속 조작력에 따라 상기 변속시간(t)이 달라진다는 점에 착안하여, 상기 변속레버에 부착되어 변속레버의 조작시 생기는 저항의 변화에 따라 전기 신호(s)를 생성하는 스트레인 게이지(62)와, 상기 스트레인 게이지(62)의 전기신호(s)를 입력받아 변속시간(t)을 검출한 후, 검출한 변속시간(t)과 설정치(t0)를 비교 판단하여 그에 따른 전압신호(v)를 생성하는 마이컴(64)으로 구성되어, 상기 변속시간(t)을 검출함으로써 운전자의 변속 조작력을 인지하고자 한다.
즉, 상기 스트레인 게이지(62)가 변속레버의 조작시 생기는 저항의 변화에 따라 전기 신호(s)를 출력하면, 상기 마이컴(64)에서는 타이머(66) 등을 이용하여 상기 전기 신호(s)가 입력되는 동안 시간을 카운팅하여 이로부터 변속시간(t)을 검출한 다음, 상기 변속시간(t)이 설정치(t0)보다 크면 현 운전자의 변속 조작력이 매우 작다고 판단하고, 상기 변속시간(t)이 설정치(t0)보다 작으면 현 운전자의 변속 조작력이 매우 크다고 판단하여 판단결과에 따라 전압신호(v)를 출력한다.
다음, 상기 액추에이터(70)는 상기 포핏 스프링(58)의 타단과 이격되도록 차체에 설치되어 상기 전압신호(v)에 따라 소정의 자력을 갖는 전자석(72)과, 상기 전자석(72)에 일단이 결합되어 상기 전자석(72)과 포핏 스프링(58) 사이에서 탄성되는 로드 스프링(74)과, 상기 로드 스프링(74)과 포핏 스프링(58)에 각각 결합되어 상기 전자석(72)의 자력과 로드 스프링(74)의 탄성력에 따라 상기 포핏 스프링(58)의 탄성방향으로 이동되면서 상기 포핏 스프링(58)을 가압하는 푸시로드(76)로 구성되어, 운전자의 변속 조작력에 따라 상기 포핏 스프링(58)를 압축 또는 인장시킴으로써 상기 포핏 스프링(58)의 프리로드를 조정할 수 있도록 한다.
부연하여 설명하면, 상기 포핏 스프링(58)의 탄성력은 스프링 상수와 스프링의 길이에 의해 결정되는데, 상기 스프링 상수는 포핏 스프링(58)이 갖는 고유인자이기 때문에 결국 상기 포핏 스프링(58)의 탄성력은 스프링의 길이에 따라 달라진다는 점에 착안하여, 상기 액추에이터(70)는 현 운전자의 변속 조작력에 따라 상기 포핏 스프링(58)의 스프링의 길이가 가변시킴으로써 상기 포핏 스프링(58)의 프리로드를 조정한다.
여기서, 상기 전자석(72)의 자력은 상기 푸시로드(76)를 끌어 당기는 방향으로 생기는데 반해, 상기 로드 스프링(74)의 탄성력은 상기 푸시로드(76)를 상기 포핏 스프링(58)을 향해 미는 방향으로 작용하기 때문에 상기 푸시로드(76)는 상기 전자석(72)의 자력과 로드 스프링(74)의 탄성력의 차이에 따라 이동된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
변속레버가 조작되면, 스트레인 게이지(62)에서 그에 따른 전기 신호(s)를 상기 마이컴(64)에 출력하고, 상기 마이컴(64)은 상기 스트레인 게이지(62)로부터 입력되는 전기 신호(v)를 통해 현 운전자의 변속 조작력에 따른 변속시간(t)을 검출한 후, 검출한 변속시간(t)과 설정치(t0)를 비교하여 그에 따른 전압신호(v)를 상기 액추에이터(70)에 출력한다.
상기 전압신호(v)가 상기 액추에이터(70)에 입력되면, 전자석(72)에 소정의 자력이 발생되어 푸시로드(76)가 상기 전자석(72)의 자력과 로드 스프링(74)의 탄성력의 차이에 따라 상기 포핏 스프링(58)의 탄성방향으로 이동되기 때문에 상기 포핏 스프링(58)의 변형량이 달라짐으로써 상기 포핏 스프링(58)의 프리로드가 조정된다.
여기서, 상기 변속시간(t)이 설정치(t0)와 같으면 상기 설정치(t0)에 따른 기준 전압이 상기 액추에이터(70)에 인가되고, 상기 변속시간(t)이 설정치(t0)보다 크면 상기 기준 전압보다 더 큰 전압이 상기 액추에이터(70)에 인가되며, 상기 변속시간(t)이 설정치(t0)보다 작으면 상기 기준 전압보다 더 작은 전압이 상기 액추에이터(70)에 인가된다.
이와 아울러, 상기 액추에이터(70)는 상기 기준전압을 인가받으면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 포핏 스프링(58)의 스프링의 길이(L)가 일정값(L0)이 되도록 상기 푸시로드(76)를 이동시키고, 상기 기준전압보다 더 큰 전압을 인가받으면 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 포핏 스프링(58)의 스프링의 길이(L)가 상기 일정값(L0)보다 크도록 상기 푸시로드(76)를 상기 전자석(72) 측으로 이동시키고, 상기 기준전압보다 더 작은 전압을 인가받으면 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 포핏 스프링(58)의 스프링의 길이(L)가 상기 일정값(L0)보다 작도록 상기 푸시로드(76)를 상기 포핏 스프링(58) 측으로 이동시킨다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 변속조작기구의 포핏 어셈블리는 변속레버의 조작에 따른 전기신호를 생성하는 스트레인 게이지와, 상기 전기신호가 입력되는 동안의 시간을 카운팅하여 현 운전자의 변속조작력에 따른 변속시간을 검출한 후, 검출된 변속시간과 설정치를 비교 판단하여 그에 따른 전압신호를 출력하는 마이컴과, 상기 전압신호에 따라 소정의 전압을 인가받는 전자석과, 상기 전자석의 자력과 로드 스프링의 탄성력의 차이에 따라 슬라이드 이동되면서 포핏 스프링을 가압하는 푸시로드를 포함하여 구성되기 때문에 현 운전자의 변속 조작력에 따라 포핏 스프링의 프리로드가 조정될 수 있어 변속 조작시 현 운전자에 따라 적절한 변속 조작력이 요구됨으로써 운전자가 힘들어하거나 변속 절도감을 부여받지 못함으로써 생기는 소비자 클레임을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기의 변속조작기구가 도시된 사시도,
도 2는 종래 기술에 따른 컨트롤 샤프트 어셈블리가 도시된 사시도,
도 3은 종래 기술에 따른 포핏 어셈블리의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 포핏 어셈블리의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 포핏 어셈블리의 블록도,
도 6a, 도 6b는 본 발명에 따른 포핏 어셈블리의 작동 상태가 도시된 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
52 : 컨트롤 핑거 54 : 포핏 그루브
56 : 포핏 볼 58 : 포핏 스프링
62 : 스트레인 게이지 64 : 마이컴
70 : 액추에이터 72 : 전자석
74 : 로드 스프링 76 : 푸시로드

Claims (4)

  1. 변속레버의 조작에 따라 움직이는 컨트롤 핑거의 외측면에 상기 변속레버의 조작방향으로 형성된 포핏 그루브와; 상기 포핏 그루브에 마찰 가능하게 설치되어 변속 조작시 상기 포핏 그루브를 따라 미끄러지는 포핏 볼과; 상기 포핏 볼과 일단이 연결되어 변속 조작시 절도감이 생기도록 상기 포핏 볼을 상기 포핏 그루브에 압착시키는 포핏 스프링과; 상기 포핏 스프링의 타단과 연결되어 운전자의 변속 조작력에 따라 상기 포핏 스프링의 프리로드를 조정하는 어저스트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변속조작기구의 포핏 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어저스트는 변속레버의 조작에 따른 변속시간을 검출하여 그에 따른 전압신호를 생성하는 센서부와; 상기 포핏 스프링의 타단에 연결되어 상기 전압신호에 따라 상기 포핏 스프링을 가압하는 액추에이터로 구성된 것을 특징으로 하는 변속조작기구의 포핏 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 변속레버에 부착되어 변속레버의 조작시 생기는 저항의 변화에 따라 전기 신호를 생성하는 스트레인 게이지와; 상기 스트레인 게이지의 전기신호를 입력받아 변속시간을 검출한 후, 검출한 변속시간과 설정치를 비교 판단하여 그에 따른 전압신호를 생성하는 마이컴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변속조작기구의 포핏 어셈블리.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 포핏 스프링의 타단과 이격되도록 차체에 설치되어 상기 전압신호에 따라 소정의 자력을 갖는 전자석과; 상기 전자석에 일단이 결합되어 상기 전자석과 포핏 스프링 사이에서 탄성되는 로드 스프링과; 상기 로드 스프링과 포핏 스프링에 각각 결합되어 상기 전자석의 자력과 로드 스프링의 탄성력에 따라 상기 포핏 스프링의 탄성방향으로 이동되면서 상기 포핏 스프링을 가압하는 푸시로드로 이루어진 것을 특징으로 하는 변속조작기구의 포핏 어셈블리.
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