KR100891514B1 - 수동변속기의 쉬프트장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중립상태를 설정하기 위한 스프링들을 중첩된 구조로 하고, 컨트롤핑거가 조작슬리브에 일체로 구비되어 상기 스프링들에 의해 중립상태가 확보되는 컴팩트한 구성을 취하여 변속기의 내부 공간을 비교적 적게 차지하고, 셀렉팅동작에 필요한 작동범위도 상기 조작슬리브가 이동되는 범위로 제한되어 비교적 작게 차치하며, 단일 블록 형태의 인터록블록을 조작슬리브에 설치한 간단한 구성으로 쉬프트레일의 개수에 관계없이 용이하고 신뢰성 있게 쉬프트인터록 기능을 구현할 수 있도록 한다.

Description

수동변속기의 쉬프트장치{shift apparatus for a manual transmission}

도 1은 본 발명에 따른 수동변속기의 쉬프트장치의 사시도,

도 2는 도 1의 일부를 제거하여 내부를 표현한 도면,

도 3은 도 1의 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명한 도면,

도 5 내지 도 7은 도 3의 상태와 비교하여 본 실시예의 작동을 각각 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 하우징 3; 컨트롤핑거

5; 조작슬리브 7; 셀렉트레버

9; 쉬프트레버 11; 고정로드

13; 작동부시 15; 제1스토퍼

17; 제1스프링 19; 제2스프링

21; 제2스토퍼 23; 인터록돌기

25; 인터록블록 27; 작동블록

29; 셀렉트핑거 31; 조작허브

33; 단면축소부 35; 지지단

37; 리테이너 39; 스톱슬리브

41; 제3스프링 43; 스톱돌기

본 발명은 차량용 수동변속기의 쉬프트장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자의 조작력을 전달받아 변속기에서 쉬프트레일을 선택하여 작동시킴으로써 원하는 변속단을 형성할 수 있도록 하는 메커니즘에 관한 기술이다.

수동변속기의 내부에는 다수의 변속단을 형성하기 위한 다수의 기어가 구비되고, 상기 기어들은 쉬프트레일의 직선이동에 의해 기어들의 치합상태가 변화되어 원하는 변속단을 형성하게 되어 있다.

운전자가 쉬프트레버를 조작하면, 그 조작력은 케이블 등을 통하여 변속기로 전달되어, 다수의 쉬프트레일 중 특정의 쉬프트레일을 선택하는 셀렉트 동작이 이루어지고, 이어 선택된 쉬프트레일을 직선 이동시키는 쉬프트 동작이 이루어져서, 원하는 변속단이 형성된다.

운전자의 조작력을 전달받아 상기 셀렉트 동작 및 쉬프트 동작을 수행하도록 하기 위해 수동변속기에는 쉬프트장치가 구비되는데, 상기 쉬프트장치는 가급적 컴팩트한 구성으로 수동변속기의 크기를 증가시키는 요인으로 작용하지 않도록 하는 것이 바람직하며, 상기 셀렉팅동작에 필요한 작동범위에 있어서도 비교적 작은 작동범위를 요구하도록 하여 변속기의 크기 및 중량을 저감시킬 수 있도록 하는 것 이 바람직하다.

또한, 상기 쉬프트장치에는 특정의 쉬프트레일을 조작할 때 다른 쉬프트레일을 함께 조작하여 이중 치합이 발생하는 것을 방지하기 위한 쉬프트인터록 장치가 구비되는 경우가 많은데, 상기 쉬프트인터록 장치 또한 간단한 구성으로 확실한 작용을 할 수 있어야 함은 물론, 쉬프트레일의 개수에 관계없이 용이하게 쉬프트인터록 기능을 구현할 수 있는 구조가 바람직하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 컴팩트한 구성으로 변속기의 내부 공간을 비교적 적게 차지하고, 셀렉팅동작에 필요한 작동범위도 비교적 작게 차치하며, 쉬프트레일의 개수에 관계없이 용이하고 신뢰성 있게 쉬프트인터록 기능을 구현할 수 있도록 한 수동변속기의 쉬프트장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 수동변속기의 쉬프트장치는

변속기에 고정되는 하우징과;

상기 하우징에 대하여 직선운동 및 회동운동 가능하도록 설치되고 외주면에 컨트롤핑거가 돌출된 중공의 조작슬리브와;

상기 조작슬리브를 상기 하우징에 대하여 직선운동시키도록 설치되는 셀렉트레버와;

상기 조작슬리브를 상기 하우징에 대하여 회동운동시키도록 설치되는 쉬프트레버와;

상기 하우징의 맞은편에서 상기 조작슬리브의 내부로 삽입되는 고정로드와;

상기 고정로드의 상기 조작슬리브의 내부로 삽입된 부분에 상기 고정로드의 외주면을 타고 슬라이딩 가능하게 구비된 작동부시와;

상기 작동부시가 상기 고정로드에서 하우징 쪽으로 이동가능한 범위를 제한하도록 설치된 제1스토퍼와;

상기 작동부시를 상기 하우징 쪽으로 탄성지지하도록 상기 고정로드와 작동부시 사이에 설치된 제1스프링과;

상기 작동부시와 상기 조작슬리브 사이에 설치되어, 상기 작동부시는 상기 하우징 쪽으로 탄성지지하고, 상기 조작슬리브는 상기 고정로드 쪽으로 탄성 지지하는 제2스프링과;

상기 조작슬리브가 상기 하우징 쪽으로 직선이동 가능한 범위를 제한하도록 상기 조작슬리브에 일체로 결합된 제2스토퍼와;

상기 조작슬리브가 상기 고정로드 쪽으로 직선이동 가능한 범위를 제한하도록 설치되는 제한수단과;

상기 컨트롤핑거가 관통되어 돌출되도록 상기 조작슬리브의 원주면에 얹혀지고, 상기 관통되어 돌출된 컨트롤핑거의 돌출방향과 동일한 방향으로 인터록돌기가 평면으로부터 돌출된 형상의 인터록블록을 포함하여 구성되고;

상기 조작슬리브의 상기 고정로드 쪽은 상기 작동부시의 직선 슬라이딩 운 동이 가능하도록 내경이 작동부시의 외경보다 크고, 상기 하우징 쪽은 내경이 상기 작동부시의 외경보다 작고 상기 고정로드의 상기 하우징 쪽 단부의 외경보다 크게 형성 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 변속기에 고정되는 하우징(1)과; 상기 하우징(1)에 대하여 직선운동 및 회동운동 가능하도록 설치되고 외주면에 컨트롤핑거(3)가 돌출된 중공의 조작슬리브(5)와; 상기 조작슬리브(5)를 상기 하우징(1)에 대하여 직선운동시키도록 설치되는 셀렉트레버(7)와; 상기 조작슬리브(5)를 상기 하우징(1)에 대하여 회동운동시키도록 설치되는 쉬프트레버(9)와;상기 하우징(1)의 맞은편에서 상기 조작슬리브(5)의 내부로 삽입되는 고정로드(11)와; 상기 고정로드(11)의 상기 조작슬리브(5)의 내부로 삽입된 부분에 상기 고정로드(11)의 외주면을 타고 슬라이딩 가능하게 구비된 작동부시(13)와; 상기 작동부시(13)가 상기 고정로드(11)에서 하우징(1) 쪽으로 이동가능한 범위를 제한하도록 설치된 제1스토퍼(15)와; 상기 작동부시(13)를 상기 하우징(1) 쪽으로 탄성지지하도록 상기 고정로드(11)와 작동부시(13) 사이에 설치된 제1스프링(17)과; 상기 작동부시(13)와 상기 조작슬리브(5) 사이에 설치되어, 상기 작동부시(13)는 상기 하우징(1) 쪽으로 탄성지지하고, 상기 조작슬리브(5)는 상기 고정로드(11) 쪽으로 탄성 지지하는 제2스프링(19)과; 상기 조작슬리브(5)가 상기 하우징(1) 쪽으로 직선이동 가능한 범위를 제한하도록 상기 조작슬리브(5)에 일체로 결합된 제2스 토퍼(21)와; 상기 조작슬리브(5)가 상기 고정로드(11) 쪽으로 직선이동 가능한 범위를 제한하도록 설치되는 제한수단과; 상기 컨트롤핑거(3)가 관통되어 돌출되도록 상기 조작슬리브(5)의 원주면에 얹혀지고, 상기 관통되어 돌출된 컨트롤핑거(3)의 돌출방향과 동일한 방향으로 인터록돌기(23)가 평면으로부터 돌출된 형상의 인터록블록(25)을 포함하여 구성된다.

상기 하우징(1)은 변속기의 케이스 외측에 결합되고, 상기 고정로드(11)는 변속기 케이스의 내측에 도 3에서의 우측 단부가 삽입되어 고정된다.

상기 조작슬리브(5)의 하우징(1) 쪽 단부에는 작동블록(27)이 결합되고, 상기 셀렉트레버(7)는 셀렉트핑거(29)가 상기 작동블록(27)에 결합되어, 상기 조작슬리브(5)가 상기 하우징(1)에 대하여 직선 슬라이딩 운동을 할 수 있도록 조작력을 전달하도록 되어 있다.

한편, 상기 쉬프트레버(9)는 상기 조작슬리브(5)에 스플라인으로 결합되는 조작허브(31)에 결합되어, 쉬프트레버(9)의 회동력을 직접 상기 조작슬리브(5)로 전달할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 조작슬리브(5)의 중간부위에는 단면축소부(33)가 형성되는 바, 상기 단면축소부(33)에 의해 상기 조작슬리브(5)의 상기 고정로드(11) 쪽은 상기 작동부시(13)의 직선 슬라이딩 운동이 가능하도록 내경이 작동부시(13)의 외경보다 크게 되고, 상기 하우징(1) 쪽은 내경이 상기 작동부시(13)의 외경보다 작고 상기 고정로드의 상기 하우징(1) 쪽 단부의 외경보다 크게 형성된다.

참고로, 상기 하우징(1) 쪽은 도면에서 좌측, 고정로드(11) 쪽은 도면에서 우측을 의미한다.

상기 인터록블록(25)의 인터록돌기(23)는 상기 컨트롤핑거(3)의 양쪽에서 각 쉬프트레일의 쉬프트러그 사이에 끼워지며, 상기 인터록블록(25)은 상기 조작슬리브(5)를 따라 직선 이동하는 것은 가능하지만 회동운동은 하지 못하도록 쉬프트러그에 의해 제한되도록 설치된다.

따라서, 상기 인터록블록(25)의 상기 컨트롤핑거(3)가 관통되는 구멍은 상기 컨트롤핑거(3)가 쉬프트동작에 의해 회동되는 것이 가능하도록 상기 조작슬리브(5)의 원주방향을 따르는 장공의 형태로 형성된다.

상기 제1스프링(17)은 상기 제2스프링(19)의 내측에 삽입되어 중첩된 구조이고, 상기 고정로드(11)에는 상기 제1스프링(17)의 고정로드(11) 쪽을 지지하도록 지지단(35)이 형성되며, 상기 제2스프링(19)의 고정로드(11) 쪽은 상기 조작슬리브(5)의 고정로드(11) 쪽 단부에 결합되어 상기 고정로드(11)의 외주면을 슬라이딩 할 수 있도록 된 리테이너(37)에 의해 지지된다.

본 실시예에서, 상기 제1스토퍼(15)는 상기 고정로드(11)의 상기 하우징(1) 쪽 단부에 구비된 스냅링으로 구성되고, 상기 제2스토퍼(21)는 상기 조작슬리브(5)의 외주면에 결합된 스톱링으로 구성된다.

따라서, 상기 스톱링이 하우징(1)에 접촉하면 더 이상 조작슬리브(5)가 좌측으로 이동하지 못하게 된다.

본 실시예에서, 상기 제한수단은 상기 리테이너(37) 쪽으로 이동되는 범위가 제한된 상태로 상기 고정로드(11)에 직선슬라이딩 가능하게 설치된 스톱슬리브(39)와, 상기 스톱슬리브(39)를 상기 리테이너(37) 쪽으로 탄성 지지하는 제3스프링(41)을 포함하여 구성하였다.

상기 스톱슬리브(39)와 제3스프링(41)에 의한 구조는 본 실시예로 총 4개의 쉬프트레일 중 하나를 셀렉트 할 수 있도록 해 준다. 도 3의 상태는 중립 상태로서, 상기 컨트롤핑거(3)는 도 3의 중립상태를 기준으로 좌측으로 1회, 우측으로 2회 단계적으로 움직여서 각각 하나씩의 쉬프트레일을 선택할 수 있다.

물론, 상기 제한수단으로 도 4에 도시된 바와 같이, 고정로드(11)의 외주면으로 돌출되는 스톱돌기(43)를 구성하는 경우에는, 상기 컨트롤핑거(3)는 도 3의 중립상태로부터 좌측으로 1회, 우측으로 1회 움직여서, 총 3개의 쉬프트레일 중 어느 하나를 선택할 수 있는 구조가 된다.

이하에서는 도 3에 표현된 제한수단이 구비되어 4개의 쉬프트레일 중 하나를 선택할 수 있는 실시예를 중심으로 그 작용을 설명하며, 편의상 나란히 배치된 4개의 쉬프트레일을 좌측부터 우측을 향하여 제1 내지 4번 쉬프트레일로 명명한다.

이 경우 중립상태인 도 3에서 컨트롤핑거(3)가 쉬프트동작을 시킬 수 있는 쉬프트레일은 제2번 쉬프트레일이 되며, 그 좌측은 제1번 쉬프트레일, 그 우측은 차례로 제3번 쉬프트레일 및 제4번 쉬프트레일이 된다.

도 5는 도 3의 상태로부터 컨트롤핑거(3)가 좌측으로 1단계 이동된 것으로서, 운전자의 조작력에 의해 상기 셀렉트레버(7)가 회동되어 상기 조작슬리브(5)가 좌측으로 이동되면, 상기 제2스프링(19)은 상기 리테이너(37)의 움직임에 의해 압축되면서 탄성력을 제공하고, 상기 조작슬리브(5)는 상기 스톱링이 상기 하우징(1) 에 접촉할 때까지 이동된다.

이때, 상기 제1스프링(17)은 상기 작동부시(13)가 움직이지 않으므로, 상기 작동부시(13)와 지지단(35) 사이에서 도 3과 같은 상태를 그대로 유지한다.

이 상태에서, 상기 쉬프트레버(9)가 회동되면, 상기 컨트롤핑거(3)는 제1번 쉬프트트레일을 쉬프트시키게 된다.

이때, 상기 인터록블록(25)의 인터록돌기(23)는 상기 컨트롤핑거(3)에 의해 선택된 제1번 쉬프트레일을 제외한 나머지 우측의 다른 3개의 쉬프트레일의 쉬프트러그들에 한꺼번에 끼워져 있는 상태로서, 상기 다른 3개의 쉬프트레일의 쉬프트 동작이 방지된다.

도 6의 상태는 컨트롤핑거(3)가 도 3의 중립상태로부터 우측으로 1단계 이동된 상태로서, 제2번 쉬프트레일의 우측 바로 옆에 위치한 제3번 쉬프트레일을 쉬프트할 수 있는 상태이다.

즉, 도 3의 상태에서 운전자의 조작력으로 상기 셀렉트레버(7)가 회동되면 상기 작동블록(27)과 조작슬리브(5)는 우측으로 밀려서, 상기 리테이너(37)가 상기 스톱슬리브(39)에 닿을 때까지 이동하여 도 6의 상태가 된다.

이때, 상기 작동부시(13)는 상기 조작슬리브(5)의 단면축소부(33)에 의해 우측으로 밀리면서, 상기 제1스프링(17)을 압축시키고, 상기 제2스프링(19)은 상기 작동부시(13)와 리테이너(37) 사이에서 일정한 상태를 유지하면서 상기 조작슬리브(5)와 함께 우측으로 이동된다.

상기 스톱슬리브(39)를 지지하고 있는 제3스프링(41)은 상기 제1스프링(17) 의 탄성력보다 크기 때문에, 운전자는 상기 제1스프링(17)이 압축되면서 상기 리테이너(37)가 상기 스톱슬리브(39)에 닿을 때, 중립상태로부터 우측으로 1단계 셀렉팅 동작이 완료된 것을 느낄 수 있고, 이 상태에서, 쉬프트레버(9)가 회동되면, 상기 컨트롤핑거(3)가 제3번 쉬프트레일의 쉬프트동작을 시키게 된다.

이때, 상기 컨트롤핑거(3)가 쉬프트시킬 수 있는 제3번 쉬프트레일 이외의 제1,2,4번 쉬프트레일은 그 각각의 쉬프트러그가 상기 인터록블록(25)의 인터록돌기(23)에 끼워져 있어서 쉬프트 동작이 방지된다.

도 7의 상태는 컨트롤핑거(3)가 도 3의 중립상태로부터 우측으로 2단계 이동된 상태로서, 제3번 쉬프트레일 우측의 제4번 쉬프트레일을 쉬프트할 수 있는 상태이다.

운전자의 셀렉팅 동작에 의해 상기 조작슬리브(5)가 도 6의 상태를 거쳐 상기 제3스프링(41)까지 압축시키면서 우측으로 더 이동되어 선택되는 것으로서, 상기 스톱슬리브(39)가 상기 고정로드(11)의 굴곡부에 의해 멈춰진 상태이다.

이때, 운전자의 조작력은 상기 제1스프링(17)과 제3스프링(41)의 탄성력에 의한 저항을 함께 받는 상태로서, 운전자가 쉬프트 동작을 하면, 상기 컨트롤핑거(3)는 제4번 쉬프트레일을 쉬프트시킬 수 있게 되며, 상기 제4번 쉬프트레일을 제외한 제1,2,3번 쉬프트레일은 각각의 쉬프트러그가 상기 인터록돌기(23)에 삽입되어 쉬프트 동작이 불가능하게 된다.

물론, 상기 도 5 내지 도 7의 상태에서 셀렉트레버(7)에 아무 조작력을 가하지 않고 구속하지 않으면, 상기 제1스프링(17), 제2스프링(19) 및 제3스프링(41) 에 의해 상기 조작슬리브(5) 및 컨트롤핑거(3)는 도 3의 상태로 저절로 복귀하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 상기와 같이 중립상태를 설정하기 위한 제1스프링과 제2스프링을 중첩된 구조로 하고, 컨트롤핑거가 조작슬리브에 일체로 구비되어 상기 제1스프링과 제2스프링에 의해 중립상태가 확보되는 컴팩트한 구성을 취하여 변속기의 내부 공간을 비교적 적게 차지하고, 셀렉팅동작에 필요한 작동범위도 상기 조작슬리브가 이동되는 범위로 제한되어 비교적 작게 차치하며, 상기 단일 블록 형태의 인터록블록을 조작슬리브에 설치한 간단한 구성으로 쉬프트레일의 개수에 관계없이 용이하고 신뢰성 있게 쉬프트인터록 기능을 구현할 수 있도록 한다.

또한, 상기한 바와 같은 단일 블록 형태의 인터록블록은 수동변속기의 쉬프트장치의 조립성을 크게 향상시킨다.

Claims (7)

1. 변속기에 고정되는 하우징과;

   상기 하우징에 대하여 직선운동 및 회동운동 가능하도록 설치되고 외주면에 컨트롤핑거가 돌출된 중공의 조작슬리브와;

   상기 조작슬리브를 상기 하우징에 대하여 직선운동시키도록 설치되는 셀렉트레버와;

   상기 조작슬리브를 상기 하우징에 대하여 회동운동시키도록 설치되는 쉬프트레버와;

   상기 하우징의 맞은편에서 상기 조작슬리브의 내부로 삽입되는 고정로드와;

   상기 고정로드의 상기 조작슬리브의 내부로 삽입된 부분에 상기 고정로드의 외주면을 타고 슬라이딩 가능하게 구비된 작동부시와;

   상기 작동부시가 상기 고정로드에서 하우징 쪽으로 이동가능한 범위를 제한하도록 설치된 제1스토퍼와;

   상기 작동부시를 상기 하우징 쪽으로 탄성지지하도록 상기 고정로드와 작동부시 사이에 설치된 제1스프링과;

   상기 작동부시와 상기 조작슬리브 사이에 설치되어, 상기 작동부시는 상기 하우징 쪽으로 탄성지지하고, 상기 조작슬리브는 상기 고정로드 쪽으로 탄성 지지하는 제2스프링과;

   상기 조작슬리브가 상기 하우징 쪽으로 직선이동 가능한 범위를 제한하도록 상기 조작슬리브에 일체로 결합된 제2스토퍼와;

   상기 조작슬리브가 상기 고정로드 쪽으로 직선이동 가능한 범위를 제한하도록 설치되는 제한수단과;

   상기 컨트롤핑거가 관통되어 돌출되도록 상기 조작슬리브의 원주면에 얹혀지고, 상기 관통되어 돌출된 컨트롤핑거의 돌출방향과 동일한 방향으로 인터록돌기가 평면으로부터 돌출된 형상의 인터록블록을 포함하여 구성되고;

   상기 조작슬리브의 상기 고정로드 쪽은 상기 작동부시의 직선 슬라이딩 운동이 가능하도록 내경이 작동부시의 외경보다 크고, 상기 하우징 쪽은 내경이 상기 작동부시의 외경보다 작고 상기 고정로드의 상기 하우징 쪽 단부의 외경보다 크게 형성 된 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1스프링은 상기 제2스프링의 내측에 삽입되고;

   상기 고정로드에는 상기 제1스프링의 고정로드 쪽을 지지하도록 지지단이 형성되며;

   상기 제2스프링의 고정로드 쪽은 상기 조작슬리브의 고정로드 쪽 단부에 결합되어 상기 고정로드의 외주면을 슬라이딩 할 수 있도록 된 리테이너에 의해 지지되는 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 제1스토퍼는 상기 고정로드의 상기 하우징 쪽 단부에 구비된 스냅링으로 구성되고;

   상기 제2스토퍼는 상기 조작슬리브의 외주면에 결합된 스톱링으로 구성된 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제한수단은

   상기 리테이너 쪽으로 이동되는 범위가 제한된 상태로 상기 고정로드에 직선슬라이딩 가능하게 설치된 스톱슬리브와;

   상기 스톱슬리브를 상기 리테이너 쪽으로 탄성 지지하는 제3스프링;

   을 포함하여 구성된 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제3스프링은 상기 제1스프링보다 강한 탄성력을 가지는 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트장치.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 제한수단은 상기 리테이너가 상기 고정로드 쪽으로 이동되는 범위를 제한하도록 상기 고정로드의 외주면으로 돌출되는 스톱돌기로 구성된 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 인터록블록의 인터록돌기는 상기 컨트롤핑거의 양쪽에서 각 쉬프트레일의 쉬프트러그 사이에 끼워지며, 상기 인터록블록은 상기 조작슬리브를 따라 직선 이동은 가능하고 회동운동은 제한되도록 설치되고;

   상기 인터록블록의 상기 컨트롤핑거가 관통되는 구멍은 상기 조작슬리브의 원주방향을 따르는 장공으로 이루어진 것

   을 특징으로 하는 수동변속기의 쉬프트장치.

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