KR100897464B1 - 변속 장치 - Google Patents

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마사노리 신타니
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

과제
변속시에 있어서의 시프트 부재의 이동 스텝을 저감한다.
해결 수단
시프트 방향 및 실렉트 방향으로 이동 가능한 컨트롤 핑거(51)와, 시프트 방향으로 간격을 두고 한 쌍의 폴부(41)를 가지고 실렉트 방향으로 배열된 복수개의 시프트 래그(40)와, 각 시프트 래그(40)와 시프트 레일(30)을 통하여 연결되어 대응하는 변속단의 시프트 작동을 행하는 복수개의 시프트 포크를 구비하고, 액추에이터에 의해 컨트롤 핑거(51)를 이동시켜서 폴부(41)를 시프트 방향으로 누름으로써 복수의 시프트 래그(40)를 선택적으로 시프트 방향으로 이동시켜서, 대응하는 시프트 포크를 뉴트럴 상태로부터 시프트 상태로 작동시키는 변속 장치에 있어서, 시프트 래그(40b, 40c)에 폴부(41d, 41e)로부터 실렉트 방향으로 돌출하는 시프트 빼기용 폴부(42a, 42b)를 마련한다.

Description

변속 장치{SPEED CHANGE DEVICE}
본 발명은 기계식의 변속 장치에 관한 것으로, 상세하게는 듀얼 클러치를 갖는 변속 장치에서의 변속기부의 구조에 관한 것이다.
차량의 변속 장치로서, 토크 컨버터를 사용하지 않는 기계식의 자동 변속 장치가 알려져 있다. 이 기계식의 자동 변속 장치에서는, 수동 변속 장치에서의 변속기의 조작(실렉트 및 시프트) 및 클러치의 단접(斷接)을 액추에이터에 의해 작동시킴으로써, 토크 컨버터를 불필요하게 하는 자동 변속을 가능하게 하고 있다. 상기 변속기는, 시프트 방향 및 실렉트 방향으로 슬라이드나 회전 등으로 이동 가능한 샤프트와, 실렉트 방향으로 복수개 배열된 시프트 래그(시프트 브래킷)와, 해당 시프트 래그와 시프트 포크를 각각 연결하는 시프트 레일(로드)을 구비하고 있다. 또한, 상기 샤프트에는 바깥쪽으로 돌출하여 폴형상의 시프트 부재(시프터)가 마련되어 있음과 함께, 각 시프트 래그에는 시프트 방향으로 간격을 두어 한 쌍의 폴부가 마련되어 있다. 그리고, 기계식의 자동 변속 장치에서는 액추에이터에 의해 샤프트를 이동시킴으로써, 해당 시프트 부재에 의해 시프트 래그의 폴부를 선택적으로 눌러 시프트 방향으로 이동시켜, 시프트 포크를 선택적으로 시프트 작동시킨다.
또한, 이와 같은 기계식의 자동 변속 장치에 있어서 클러치를 2개 구비한 듀얼 클러치식의 자동 변속 장치가 개발되어 있다. 듀얼 클러치식의 자동 변속 장치에서는, 한쪽의 클러치를 통하여 하나의 변속단에 접속되어 있는 상태로부터, 다른쪽의 클러치를 통하여 목표 변속단에 접속하고, 목표 변속단의 회전수가 싱크로나이즈되고 나서 한쪽의 클러치의 접속을 해제함으로써, 변속시에 뉴트럴 상태가 없어지고, 이음매가 없는 변속이 가능해진다.
이와 같이, 듀얼 클러치식의 자동 변속 장치에서는, 변속시에 2개의 변속단의 시프트 작동을 순차적으로 행하기 때문에, 시프트 부재의 움직임이 복잡하게 되고, 그 결과 변속 시간이 길어질 우려가 있다. 그래서, 각 시프트 래그에 마련된 한 쌍의 폴부의 간격을 시프트 방향으로 넓혀서 배치함으로써, 시프트한 상태의 시프트 래그의 한 쌍의 폴부의 사이로부터 실렉트 방향으로 이동시킬뿐, 뉴트럴 상태에 있는 목표 변속단의 시프트 래그의 한 쌍의 폴부의 사이로 들어갈 수 있도록 하여, 시프트 부재의 움직임을 간소화하는 것이 있다(특허문헌1).
특허문헌1 : 일본 특개2001-304411호 공보
그러나, 상기한 특허문헌1에서는, 시프트 부재를 실렉트 방향으로 이동시킨 때에 한 쌍의 폴부의 사이에 들어가도록 하기 위해, 한 쌍의 폴부의 간격을 비교적 크게 넓혀서 배치하여야 한다. 따라서, 예를 들면 변속단을 접속할 때에, 시프트 부재가 뉴트럴 상태로부터 폴부에 맞닿기까지의 거리가 비교적 커지기 때문에, 신속하게 시프트되지 않을 우려가 있다.
또한, 한 쌍의 폴부의 간격을 비교적 크게 넓혀서 배치하면, 시프트 부재로부터 폴부에 전해지는 힘이 작아지고, 효율이 나빠져 버린다. 이하, 그 이유에 관해 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은, 종래 기술(특허문헌1)에서의 시프트 래그의 이동 기구의 개략 구조도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 특허문헌1과 같은 기계식의 자동 변속 장치에서는 컨트롤 샤프트(70)의 회전에 의해 시프트 부재(71)를 요동하여 시프트 래그(72)의 폴부(73)를 시프트 방향으로 누르는 구조로 되어 있다. 이와 같은 구조에서는, 한 쌍의 폴부(73)의 간격(L1)이 커지면 시프트 부재(71)가 시프트 방향으로 크게 기울어진 상태에서 폴부(73)를 누르게 된다. 이때의 컨트롤 샤프트(70)의 회전 토크(T)에 의한 폴부(73)에 작용하는 힘을 접선력(F), 시프트 부재(71)와 폴부(73)의 접촉점(a)으로부터 컨트롤 샤프트(70)의 축심(C)까지의 거리를 거리(L2), 접촉점(a)과 축심(Cb)을 잇는 선의 시프트 방향으로의 경사각을 각도(α)라고 하면, 접선력(F)의 시프트 방향의 분력, 즉 시프트 래그(72)를 시프트 방향으로 이동시키는 힘인 분력(P1)은 이하의 식(1)에 의해 구해진다.
P1=F*COSα=T*COSα/L2 … (1)
상기 식(1)에서는, 거리(L2)가 각도(α)에 관계없이 개략 일정하다고 하면, 각도(α)가 0 내지 90도의 범위 내에서 증가하면 분력(P1)이 저하되는 것이 판명된다. 따라서, 특허문헌1과 같이 한 쌍의 폴부(73)의 간격(L1)을 크게 하면, 폴부(73)를 시프트 방향으로 누르는 힘이 저하되어, 시프트 래그(72)를 효율적으로 시프트 방향으로 이동시키는 것이 곤란하게 되어 버린다.
본원 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 시프트 래그에 마련된 한 쌍의 폴부의 간격을 크게 넓히는 일 없이, 시프트 부재의 움직임을 간소화하여 신속하고 효율적인 변속단의 전환이 가능한 변속 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 제 1항의 발명은, 시프트 방향 및 실렉트 방향으로 이동 가능한 시프트 부재와, 시프트 방향으로 간격을 두어 한 쌍의 제 1의 폴부를 갖고 실렉트 방향으로 배열된 복수개의 시프트 래그와, 각 시프트 래그와 시프트 레일을 통하여 연결되고 대응하는 변속단의 시프트 작동을 행하는 복수개의 시프트 포크를 구비하고, 액추에이터에 의해 시프트 부재를 이동시켜서 제 1의 폴부를 시프트 방향으로 누름으로써 복수의 시프트 래그를 선택적으로 시프트 방향으로 이동시켜서, 대응하는 시프트 레일을 뉴트럴 상태로부터 시프트 상태로 작동시키는 변속 장치에 있어서, 소정의 시프트 래그에 제 1의 폴부로부터 실렉트 방향으로 돌출하여 마련되고, 시프트 상태에서 인접한 시프트 래그측으로부터의 시프트 부재의 실렉트 방향으로의 변위를 수용함과 함께 동 수용한 상태로부터의 시프트 부재의 시프트 방향으로의 변위에 수반하여 시프트 부재와 맞닿아서 시프트 포크를 시프트 상태로부터 뉴트럴 상태로 작동시키는 제 2의 폴부를 마련한 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 제 2항의 발명은, 청구항 제 1항에 있어서, 소정의 시프트 래그에 마련되고 시프트 부재가 제 1의 폴부를 누르는 가압부와, 소정의 시프트 래그에 마련되고 시프트 부재가 제 2의 폴부에 맞닿는 당접와는, 시프트 방향으로 오프셋하여 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 제 3항의 발명은, 청구항 제 2항에 있어서, 뉴트럴 상태의 한쪽의 시프트 래그에 마련된 가압부와, 시프트 상태의 다른쪽의 시프트 래그에 마련된 당접부는, 시프트 방향으로 동일면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 제 4항의 발명은, 청구항 제 1항 내지 청구항 제 3항에 있어서, 축선이 실렉트 방향으로 늘어나서 배치되고, 액추에이터에 의해 실렉트 방향으로 이동 및 회전운동되는 샤프트를 또한 구비하고, 시프트 부재는, 샤프트의 외주로부터 돌출하여 폴형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 청구항 제 5항의 발명은, 청구항 제 1항 내지 청구항 제 4항에 있어서, 시프트 부재는, 실렉트 방향으로 간격을 두어 샤프트에 복수개 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청구항 제 1항의 변속 장치에 의하면, 시프트 방향으로 이동하는 시프트 부재가 제 2의 폴부에 맞닿아 시프트 방향으로 누름으로써, 시프트 래그를 시프트 방향으로 이동 가능해진다. 따라서, 시프트 래그를 이동시킬 때에, 제 1의 폴부의 실렉트 방향의 위치뿐만 아니라, 제 2의 폴부의 실렉트 방향의 위치에서 시프트 부재를 시프트 방향으로 이동하여도 가능해지기 때문에, 시프트 부재의 이동 경로의 선택 범위가 증가하고, 변속시의 시프트 부재의 움직임을 간소화하도록 설정 가능해진다. 이와 같이 하여, 한 쌍의 제 1의 폴부의 간격을 크게 넓히는 일 없이, 변속시의 시프트 부재의 움직임이 간소화됨으로써, 시프트 포크를 뉴트럴 상태로부터 시프트 상태로 신속하고 효율적으로 작동할 수 있고, 또한, 시프트 포크를 시프트 상태로부터 뉴트럴 상태로 신속하고 효율적으로 작동 가능한 변속단의 전환을 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 제 2항의 변속 장치에 의하면, 시프트 부재를 실렉트 방향으로 이동시킬 때에 제 1의 폴부에 간섭시키지 않고, 제 2의 폴부에 배치시킬 수 있고, 시프트 포크를 시프트 상태로부터 뉴트럴 상태로 신속하고 효율적으로 작동 가능한 변속단의 전환을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 제 3항의 변속 장치에 의하면, 시프트 부재를 실렉트 방향으로 이동시킬 때에 제 1의 폴부에 간섭시키지 않고, 제 2의 폴부에 배치시킬 수 있음과 함께, 시프트 부재의 시프트 방향으로의 이동을 최소한으로 할 수 있고, 시프트 포크를 시프트 상태로부터 뉴트럴 상태로 신속하고 효율적으로 작동 가능한 변속단의 전환을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 제 4항의 변속 장치에 의하면, 액추에이터에 의해 샤프트를 회전운동 및 실렉트 방향으로 이동시킴으로써, 시프트 부재를 시프트 방향 및 실렉트 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로 시프트 부재의 시프트 방향 및 실렉트 방향으로의 이동 기구를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 제 5항의 변속 장치에 의하면, 시프트 부재가 실렉트 방향으로 간격을 두고 샤프트에 복수개 배치되기 때문에, 변속단이 많고 시프트 레일을 다수 필요로 하는 경우라도, 각 시프트 부재에서 복수의 시프트 레일을 분담하여 시프트 작동시키도록 설정할 수 있어, 시프트 부재의 실렉트 방향으로 이동을 저감시킬 수 있다. 따라서, 시프트 부재의 이동 기구를 실렉트 방향으로 컴팩트화할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은, 본 발명을 적용한 전진 6단 후진 1단의 듀얼 클러치식 변속 장치의 변속기부(1)의 모식도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 변속기부(1)는, 2개의 클러치(2, 3)와, 동축상에 배치된 2개의 주축(4, 5)과, 2개의 부축(6, 7)을 구비하고 있다. 제 1의 주축(4)은 제 1의 클러치(2)를 통하여, 엔진(8)의 출력축(9)으로부터 동력이 전달되는 한편, 제 2의 주축(5)은 제 2의 클러치(3)를 통하여 출력축(9)으로부터 동력이 전달되도록 구성되어 있다.
제 1의 부축(6) 및 제 2의 부축(7)은, 제 1의 주축(4) 및 제 2의 주축(5)과 축선이 평행하게 되도록 각각 이간하여 배치되어 있음과 함께, 변속기부(1)의 후단의 데프(10)에 동력을 전달 가능하게 구성되어 있다. 제 1의 부축(6)에는, 1속 기어(11), 2속 기어(12), 3속 기어(13) 및 6속 기어(14)가 회전 가능하게 피보팅(樞支)되어 있다. 제 2의 부축(7)에는, 4속 기어(15), 5속 기어(16) 및 리버스 기어(17)가 회전 가능하게 피보팅되어 있음과 함께, 파킹 기어(18)가 고정되어 있다.
또한, 변속기부(1)에는, 4개의 시프트 포크(20 내지 23)가 구비되어 있다. 제 1의 시프트 포크(20) 및 제 2의 시프트 포크(21)는, 제 1의 부축(6)의 축선에 따라 슬라이드 이동 가능하게 설치됨과 함께, 제 3의 시프트 포크(22) 및 제 4의 시프트 포크(23)는, 제 2의 부축(7)의 축선에 따라 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 있다. 이들의 시프트 포크(20 내지 23)를 슬라이드 이동시킴으로써, 제 1의 시프트 포크(20)에 의해 2속 기어(12) 및 6속 기어(14)를, 제 2의 시프트 포크(21)에 의해 1속 기어(11) 및 3속 기어(13)를, 각각 선택적으로 부축(6)에 단접(시프트 작동) 가능하게 되어 있음과 함께, 제 3의 시프트 포크(22)에 의해 4속 기어(15) 및 리버스 기어(17)를, 제 4의 시프트 포크(23)에 의해 5속 기어(16) 및 파킹 기어(18)를, 각각 선택적으로 부축(7)에 단접(시프트 작동) 가능하게 되어 있다. 제 1의 주축(4)에는 1속 기어(11), 3속 기어(13) 및 5속 기어(16)가 접속되는 한편, 제 2의 주축(5)에는, 2속 기어(12), 4속 기어(15), 6속 기어(14) 및 리버스 기어(17)가 접속되어 있다.
즉, 듀얼 클러치식 변속 장치의 변속기부(1)에서는, 제 1의 클러치(2)를 통하여 1속, 3속 및 5속으로 선택적으로 전환 가능한 한편, 제 2의 클러치(3)를 통하 여 2속, 4속, 6속 및 리버스로 선택적으로 전환 가능하게 구성되어 있다.
도 2는, 시프트 포크(20 내지 23)의 작동 기구의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 시프트 포크(20 내지 23)는 전후 방향(시프트 방향)으로 이동 가능하게 배치된 4개의 시프트 레일(30)에 각각 접속되어 있고, 또한 시프트 레일(30)에는 각각 시프트 래그(40)가 마련되어 있다. 시프트 래그(40)는, U자형상으로 형성된 판재이고, 상방을 향하여 개구함과 함께 그 상단부의 폴부(41)가 전후 방향으로 나열하도록 배치되어 있다. 각 시프트 래그(40)는, 비접속(뉴트럴) 상태에서, 그 개구부의 전후 방향 중심선이 동축상에 배치되어 있다.
시프트 래그(40)의 상방에는, 개구부의 전후 방향 중심선과 일치하여 시프트 샤프트(50)가 회전하고 축방향(실렉트 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 시프트 샤프트(50)에는, 하방으로 돌출하여 폴형상의 컨트롤 핑거(51)(시프트 부재)가 형성되어 있다. 그래서, 시프트 샤프트(50)를 축방향으로 슬라이드시켜서 컨트롤 핑거(51)를 목적 변속단의 시프트 래그(40)의 개구부 내에 위치시키고, 시프트 샤프트(50)를 요동시켜서 컨트롤 핑거(51)에 의해 시프트 래그(40)의 폴부(41)(제 1의 폴부)를 누름으로써, 시프트 레일(30)을 통하여 시프트 포크(20 내지 23)를 전후 방향으로 이동시킬 수 있고, 이에 대응한 단(段)을 접속하거나 절단하거나 하여 시프트 작동할 수 있다.
시프트 샤프트(50)는 시프트용 모터(60)에 의해 회전 구동됨과 함께, 실렉트용 모터(61)에 의해 볼 나사(62)를 이용하여 축방향으로 슬라이드 구동된다. 시프 트용 모터(60) 및 실렉트용 모터(61)는 ECU(62)에 의해, 도시하지 않은 시프트 레버의 조작 및 엔진(8)의 운전 상태 등에 의거하여 구동 제어되고, 예를 들면 변속단을 목표 변속단으로 전환할 때에 순차적으로 전환하도록 구동 제어된다. ECU(62)는, 변속시에 또한 클러치(2, 3)의 작동을 제어한다. 상세하게는, ECU(62)는, 변속단을 전환할 때에, 한쪽의 클러치(2 또는 3)가 접속되어 있는 변속 전의 상태로부터, 이 변속단을 접속한 채로, 다른쪽의 클러치(3 또는 2)를 접속하여 다음의 변속단에 접속한다. 그리고, 이 다음의 변속단의 회전수가 싱크로나이즈된 시점에서, 앞(前) 단의 분리를 행함으로써, 이음매가 없는 변속을 실현 가능하게 하고 있다.
도 3은, 시프트 래그(40)(40a 내지 40d)의 형상을 도시하는 평면도이다. 또한, 도면중 좌우 방향이 실렉트 방향에, 도면중 상하 방향이 시프트 방향에 해당한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 시프트 래그(40)의 폴부(41)로서, 제 1의 시프트 래그(40a)에는 2속용 폴부(41a) 및 6속용 폴부(41b)가, 제 2의 시프트 래그(40b)에는 3속용 폴부(41c) 및 1속용 폴부(41d)가, 제 3의 시프트 래그(40c)에는 리버스용 폴부(41e) 및 4속용 폴부(41f)가, 제 4의 시프트 래그(40d)에는 5속용 폴부(41g) 및 파킹용 폴부(41h)가 마련되어 있다.
한편, 시프트 샤프트(50)에는, 그 축방향으로 이간하여 컨트롤 핑거(51)(51a 내지 51d)가 4개 마련되어 있고, 도면중 좌측부터, 제 1의 컨트롤 핑거(51a)로 제 1의 시프트 래그(40a)를, 제 2의 컨트롤 핑거(51b)로 제 2의 시프트 래그(40b)를, 제 3의 컨트롤 핑거(51c)로 제 3의 시프트 래그(40c)를, 제 4의 컨트롤 핑거(51d) 로 제 4의 시프트 래그(40d)를 이동 가능하게 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 시프트 래그(40)에 시프트 빼기용 폴부(제 2의 폴부)(42)(42a, 42b)가 마련되어 있고, 상세하게는, 제 2의 시프트 래그(40b)에는 좌시프트 빼기용 폴부(42a)가, 제 3의 시프트 래그(40c)에는 우시프트 빼기용 폴부(42b)가 마련되어 있다. 좌시프트 빼기용 폴부(42a)는 1속용 폴부(41d0)의 우측면으로부터 도면중 우방향으로 돌출하도록 마련되고, 1속용 폴부(41d)에 따라 도면중 하방으로 이동하는 컨트롤 핑거(51b)에 맞닿아 눌림으로써, 제 2의 시프트 래그(40b)를 도면중 하방으로 이동시키는 기능을 갖고 있다. 한편, 우시프트 빼기용 폴부(42b)는 리버스용 폴부(41e)의 좌측면으로부터 도면중 좌방향으로 돌출하도록 마련되고, 리버스용 폴부(41e)에 따라 도면중 상방으로 이동하는 컨트롤 핑거(51c)에 맞닿아 눌림으로써, 제 3의 시프트 래그(40c)를 도면중 상방으로 이동시키는 기능을 갖고 있다. 즉, 제 2의 시프트 래그(40b) 및 제 3의 시프트 래그(40c)는, 폴부(41)의 사이의 개구부에 위치하는 컨트롤 핑거(51b, 51c)가 시프트 방향으로 이동하여 폴부(41)의 내측면을 누름으로써 시프트 방향으로 이동 가능할뿐만 아니라, 컨트롤 핑거(51b, 51c)가 시프트 빼기용 폴부(42a, 42b)를 누르는 것으로도 시프트 방향으로 이동 가능한 구조로 되어 있다.
좌시프트 빼기용 폴부(42a)는, 제 2의 컨트롤 핑거(51b)가 누르는 위치인 당접부(S1)가, 1속용 폴부(41d)의 내측면(S2)(가압부)과 시프트 방향으로 오프셋함과 함께, 시프트 상태에 있는 제 2의 시프트 래그(40b)의 당접부(S1)와, 뉴트럴 상태에 있는 다른 시프트 래그의 폴부의 내측면(예를 들면 도면중에서의 6속용 폴 부(41b)의 내측면(S3))과 시프트 방향으로 동일면이(시프트 방향으로 동일 위치가) 되도록 배치되어 있다. 또한, 우시프트 빼기용 폴부(42b)에 관해서도 같은 구조로 되어 있다.
도 4는, 본 실시 형태에서의 변속시에서의 컨트롤 핑거(51)의 이동 상태를 도시하는 설명도이다. 본 도면에서는, 한 예로서 4속 시프트 완료시부터 그 전단(前段)인 3단계의 시프트를 해제하고, 5속 시프트 완료까지의 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)의 이동 스텝을 도시하고 있다.
도면중 상하 방향이 시프트 방향, 좌우 방향이 실렉트 방향에 해당한다. 상하 방향의 중심 위치가 시프트 래그(40)의 뉴트럴 위치를 나타낸다. 각 한 쌍의 폴부(41a 내지 41h)는 도면중의 1눈금 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 상하 방향 바깥쪽으로 이동함으로써, 각각에 해당하는 변속단으로 시프트된다. 또한, 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)는, 시프트 샤프트(50)의 요동에 의해 도면중 상하 방향 중심으로부터 1눈금 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
스탠바이 상태) 본 상태는, 4속 시프트가 완료된 상태이다. 스탠바이 상태에서는, 제 3의 컨트롤 핑거(51c)가 4속용 폴부(41f)의 내측을 눌러서 바깥쪽으로 이동시킨 상태로 되어 있고, 4속으로 시프트되어 있다. 이때, 3속용 폴부(41c)도 바깥쪽으로 이동한 상태로 되어 있다.
스텝 1) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 제 1의 컨트롤 핑거(51a)를 6속용 폴부(41b)의 우측면에 맞닿게 한다.
스텝 2) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 상방으로 뉴트럴 위치까지 이 동시킨다.
스텝 3) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 제 2의 컨트롤 핑거(51b)를 1속용 폴부(41d)의 우측면에 맞닿게 한다.
스텝 4) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 하방으로 시프트 위치까지 이동한다. 이로써, 제 2의 컨트롤 핑거(51b)가 좌시프트 빼기용 폴부(42a)를 눌러서 하방으로 이동시킨다. 따라서, 3속용 폴부(41c)가 뉴트럴 위치까지 이동하고, 3속 시프트가 해제된다(전단 시프트 빼기 완료).
스텝 5) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 상방에 뉴트럴 위치까지 이동시킨다.
스텝 6) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 제 4의 컨트롤 핑거(51d)를 5속용 폴부(41g)와 같은 좌우 위치까지 이동한다.
스텝 7) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 윗방향으로 이동시켜서, 제 4의 컨트롤 핑거(51d)로 5속용 폴부(41g)의 내측면을 눌러서, 5속용 폴부(41g)를 시프트 위치까지 이동시킨다. 이로써, 5속 시프트가 완료된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 4속 시프트 완료로부터 5속 시프트 완료까지 7스텝으로 완료한다.
다음에 비교예로서, 종래 기술의 변속기부에의 컨트롤 핑거(51)의 이동 스텝을 설명한다.
도 5는, 제 1의 비교예로서의 컨트롤 핑거(51)의 이동 상태를 도시하는 설명도이고, 4속 시프트 완료시로부터 그 전단인 3단의 시프트를 해제하고, 5속 시프트 완료까지의 컨트롤 핑거(51)의 이동 스텝을 도시하고 있다.
도 5에 도시하는 제 1의 비교예로서의 변속기부에서는, 상기 본 발명의 실시 형태와 비교하여 시프트 빼기용 폴부(42a, 42b)가 마련되지 않은 점이 다르다. 또한, 컨트롤 핑거(51)로서, 우컨트롤 핑거(51e) 및 좌컨트롤 핑거(51f)의 2개가 마련되어 있고, 우컨트롤 핑거(51e)로 제 3의 시프트 래그(40c) 및 제 4의 시프트 래그(40d)를 이동 가능하게 하고, 좌컨트롤 핑거(51f)로 제 l의 시프트 래그(40a) 및 제 2의 시프트 래그(40b)를 이동 가능하게 하고 있다.
스탠바이 상태) 우컨트롤 핑거(51e)가 4속용 폴부(41f)의 내측을 눌러서 바깥쪽으로 이동시킨 상태로 되어 있고, 4속으로 시프트되어 있다. 이때, 3속용 폴부(41c)도 바깥쪽으로 이동한 상태로 되어 있다.
스텝 1) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 좌컨트롤 핑거(51f)를 1속용 폴부(41d)의 우측면에 맞닿게 한다.
스텝 2) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 상방의 시프트 위치까지 이동시킨다.
스텝 3) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 좌컨트롤 핑거(51f)를 1속용 폴부(41d)와 같은 좌우 위치까지 이동한다.
스텝 4) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 하방으로 뉴트럴 위치까지 이동한다. 이로써, 좌컨트롤 핑거(51f)가 1속용 폴부(41d)의 내측을 눌러서 하방으로 이동시킨다. 따라서, 3속용 폴부(41c)가 뉴트럴 위치까지 이동하고, 3속 시프트가 해제된다(전단 시프트 빼기 완료).
스텝 5) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 우방향으로 이동시켜서, 우컨트롤 핑거(51e)를 리버스용 폴부(41e)의 좌측면에 맞닿게 한다.
스텝 6) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 하방향으로 이동시켜서, 도면중 하방의 시프트 위치까지 이동시킨다.
스텝 7) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 우방향으로 이동시켜서, 파킹용 폴부(41h)의 좌측면에 맞닿게 한다.
스텝 8) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 상방으로 뉴트럴 위치까지 이동한다.
스텝 9) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 우방향으로 이동시켜서, 우컨트롤 핑거(51e)를 5속용 폴부(41g)와 같은 좌우 위치까지 이동한다.
스텝 10) 컨트롤 핑거(51e, 51f)를 도면중 윗방향으로 이동시켜서, 5속용 폴부(41g)의 내측면을 눌러서, 5속용 폴부(41g)를 시프트 위치까지 이동시킨다. 이로써, 5속 시프트가 완료된다.
이상과 같이, 제 1의 비교예의 변속기부에서는, 4속 시프트 완료로부터 5속 시프트 완료까지 10스텝을 필요로 한다.
다음에 제 2의 비교예로서의, 종래 기술의 변속기부에서의 컨트롤 핑거(51)의 이동 스텝을 설명한다.
도 6은, 제 2의 비교예로서의 컨트롤 핑거(51)의 이동 상태를 도시하는 설명도이고, 4속 시프트 완료시부터 그 전단인 3단의 시프트를 해제하고, 5속 시프트 완료까지의 컨트롤 핑거(51)의 이동 스텝을 도시하고 있다.
도 6에 도시하는 제 2의 비교예로서의 변속기부에서는, 상기 본 발명의 실시 형태와 비교하여 시프트 빼기용 폴부(42a, 42b)가 마련되지 않은 점이 다르고, 컨트롤 핑거(51)가 4개 마련되어 있는 점은 본 발명의 실시 형태와 같은 구조이다.
스탠바이 상태) 본 실시 형태와 마찬가지로, 제 3의 컨트롤 핑거(51c)가 4속용 폴부(41f)의 내측을 눌러서 바깥쪽으로 이동시킨 상태로 되어 있고, 4속으로 시프트되어 있다. 이때, 3속용 폴부(41c)도 바깥쪽으로 이동한 상태로 되어 있다.
스텝 1) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 제 1의 컨트롤 핑거(51a)를 6속용 폴부(41b)의 우측면에 맞닿게 한다.
스텝 2) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 뉴트럴 위치까지 이동시킨다.
스텝 3) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 제 2의 컨트롤 핑거(51b)를 1속용 폴부(41d)의 우측면에 맞닿게 한다.
스텝 4) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 상방으로 시프트 위치까지 이동시킨다.
스텝 5) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 제 2의 컨트롤 핑거(51b)를 1속용 폴부(41d)와 같은 좌우 위치까지 이동한다.
스텝 6) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 하방으로 뉴트럴 위치까지 이동한다. 이로써, 제 2의 컨트롤 핑거(51b)가 1속용 폴부(41d)의 내측을 눌러서 하방으로 이동시킨다. 따라서, 3속용 폴부(41c)가 뉴트럴 위치까지 이동하고, 3속 시프트가 해제된다(전단 시프트 빼기 완료).
스텝 7) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 좌방향으로 이동시켜서, 제 4 의 컨트롤 핑거(51d)를 5속용 폴부(41g)와 같은 좌우 위치까지 이동한다.
스텝 8) 컨트롤 핑거(51a 내지 51d)를 도면중 윗방향으로 이동시켜서, 5속용 폴부(41g)의 내측면을 눌러서, 5속용 폴부(41g)를 시프트 위치까지 이동시킨다. 이로써, 5속 시프트가 완료된다.
이상과 같이, 제 2의 비교예의 변속기부에서는, 4속 시프트 완료로부터 5속 시프트 완료까지 8스텝을 필요로 한다.
본 발명의 실시 형태에서는, 시프트 래그(40)에 시프트 빼기용 폴부(42)가 마련되어 있고, 컨트롤 핑거(51)를 폴부(41)의 사이의 개구부에 위치시키고 나서 시프트 방향으로 이동시켜서, 시프트 래그(40)를 시프트 방향으로 이동시킬 뿐만 아니라, 폴부(41)로부터 실렉트 방향으로 돌출한 시프트 빼기용 폴부(42)를 컨트롤 핑거(51)에 의해 시프트 방향으로 누르는 것으로도, 시프트 래그(40)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 시프트 빼기 조작의 이동 경로가 복수 설정 가능해져서, 변속시에 컨트롤 핑거(51)의 이동 스텝을 감소시킬 수 있다.
특히 본 실시 형태에서는, 1속용 폴부(41d)의 가압부(S1)와 좌시프트 빼기용 폴부(42a)의 당접부(S1)가 시프트 방향으로 오프셋하여 있고, 시프트 상태에 있는 제 2의 시프트 래그(40b)의 당접부(S1)가, 뉴트럴 상태에 있는 다른 시프트 래그(40a)의 가압부(S3)와 시프트 방향으로 동일면에 위치하기 때문에, 시프트 상태에 있는 제 2의 시프트 래그(40b)를 뉴트럴 상태로 할 때에, 뉴트럴 위치에 있는 제 2의 컨트롤 핑거(51b)를 좌시프트 빼기용 폴부(42a)의 돌출측으로부터 실렉트 방향으로 근접하도록 이동시킴으로써, 1속용 폴부(41d)에 간섭하는 일 없이 당접 부(S1)까지 이동시킬 수 있음과 함께, 다음의 스텝으로서의 제 2의 컨트롤 핑거(51b)의 시프트 방향으로의 이동을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 제 2의 시프트 포크(21)를 시프트 상태로부터 뉴트럴 상태로 신속하고 효율적으로 작동 가능한 변속단의 전환을 할 수 있다. 또한, 이 효과는, 우시프트 빼기용 폴부(42b)를 구비한 제 3의 시프트 래그(40c)에 접속하는 제 3의 시프트 포크(22)에 관해서도 마찬가지로 얻을 수 있다.
또한, 컨트롤 핑거(51)의 이동 경로를 복수 선택 가능하게 함으로써, 컨트롤 핑거(51)의 개수를 증가시켜도, 컨트롤 핑거(51)와 폴부(41)의 불필요한 간섭을 억제하도록 설정 가능해진다. 따라서, 시프트 빼기용 폴부(42)를 마련하는 것과, 컨트롤 핑거(51)의 개수를 증가시키는 것을 병용함으로써, 변속시에서의 컨트롤 핑거(51)의 이동 스텝을 대폭적으로 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 변속시에 컨트롤 핑거(51)의 이동스텝을 대폭적으로 감소시킬 수 있기 때문에, 변속 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 다른 변속단에서의 변속시에도 컨트롤 핑거(51)의 이동 스텝을 감소할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 특허문헌1에 기재된 종래 기술과 같이 시프트 래그(40)의 한 쌍의 폴부(41)의 간격을 컨트롤 핑거(51)에 대해 크게 넓힐 필요가 없기 때문에, 컨트롤 핑거(51)의 이동에 의해 곧바로 폴부(41)에 맞닿을 수 있어, 신속한 변속을 가능하게 할 수 있다.
도 7은, 본 실시 형태에서의 시프트 래그의 이동 기구의 개략 구조도이다.
본 실시 형태에서는, 한 쌍의 폴부(41)의 간격(L3)을 비교적 작게 설정할 수 있기 때문에, 컨트롤 핑거(51)가 시프트 방향으로 거의 기울어지지 않는 상태에서 폴부(41)를 누르는 것이 가능해진다. 이때의 시프트 샤프트(50)의 회전 토크(T1)에 의한 폴부(41)에 작용하는 힘을 접선력(F), 컨트롤 핑거(51)와 폴부(41)의 접촉점(a)으로부터 시프트 샤프트(50)의 축심(C)까지의 거리를 거리(L4), 접촉점(a)과 시프트 샤프트(50)의 축심(C)을 잇는 선의 시프트 방향으로의 경사각을 각도(β)라고 하면, 접선력(F)의 시프트 방향의 분력, 즉 폴부(41)를 시프트 방향으로 이동시키는 힘인 분력(P2)은 이하의 식(2)에 의해 구하여진다.
P2=F*COSβ=T*COSβ/L4 … (2)
따라서 본 실시 형태에서는, 한 쌍의 폴부(41)의 간격(L3)이 비교적 작고 각도(β)가 억제되기 때문에, 상기 식(2)에 표시하는 바와 같이, 분력(P2)은 접선력(F)에 대해 크게 저하되는 일이 없다. 그리고, 또한 거리(L4)는 각도(β)에 관계없이 개략 일정하기 때문에, 시프트 샤프트(50)의 회전 토크(T)가 시프트 방향으로 폴부(41)를 누르는 힘으로 효율적으로 전달되고, 시프트 래그(40)를 효율적으로 시프트 방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 컨트롤 핑거(51)를 복수 구비하고 있기 때문에, 변속단이 다단이라도, 각 컨트롤 핑거(51)에 의해 시프트 래그(40)를 분담하여 이동시킴으로써, 시프트 방향의 이동거리를 억제할 수 있다. 따라서, 컨트롤 핑거(51)의 이동 기구를 시프트 방향으로 컴팩트화할 수 있다.
또한, 시프트 빼기용 폴부(42)의 부착 위치, 개수는, 변속단 수, 변속단의 배치 등에 따라 적절히 설정하면 좋다. 또한, 본 실시 형태와는 다른 변속단 수의 변속기에서도 본 발명을 적용할 수 있음과 함께, 변속단 수 등에 따라 컨트롤 핑거(51)의 개수도 적절히 설정하면 좋다.
도 1은 본 발명을 적용한 전진 6단 후진 1단의 듀얼 클러치식 자동 변속기의 모식도.
도 2는 시프트 포크의 작동 기구의 구조를 도시하는 사시도.
도 3은 시프트 래그의 형상을 도시하는 평면도.
도 4는 본 실시 형태에서의 변속시에서의 컨트롤 핑거의 이동 상태를 도시하는 설명도.
도 5는 종래 기술에서의 변속시에서의 컨트롤 핑거의 이동상태를 도시하는 설명도.
도 6은 종래 기술에서의 변속시에서의 컨트롤 핑거의 이동상태를 도시하는 설명도.
도 7은 본 실시 형태에서의 시프트 래그의 이동기구의 개략 구조도.
도 8은 종래 기술에서의 시프트 래그의 이동 기구의 개략 구조도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 변속기부 30 : 시프트 레일
40 : 시프트 래그 41 : 폴부
42 : 시프트 빼기용 폴부 50 : 시프트 샤프트
51 : 컨트롤 핑거

Claims (7)

  1. 시프트 방향 및 실렉트 방향으로 이동 가능한 복수의 시프트 부재와,
    상기 시프트 방향으로 간격을 두고 한 쌍의 폴부를 가지며 상기 실렉트 방향으로 복수개 배열된 시프트 래그와,
    상기 각 시프트 래그와 시프트 레일을 통하여 연결되고 대응하는 변속단의 시프트 작동을 행하는 시프트 포크를 구비하고,
    액추에이터에 의해 상기 시프트 부재를 상기 한 쌍의 제 1의 폴부의 간격 내로 침입시켜서 상기 한 쌍의 제 1의 폴부의 한쪽의 폴부를 상기 시프 방향 일방향으로 누름으로써 상기 복수의 시프트 래그를 선택적으로 상기 시프트 방향 일방향으로 이동시키고, 대응하는 상기 시프트 포크를 뉴트럴 상태로부터 시프트 상태로 작동시킴과 함께,
    상기 복수의 시프트 래그중 소정의 시프트 래그를 시프트 위치에 유지한 채로, 그 밖의 시프트 래그의 시프트 동작을 하는 듀얼 클러치식의 변속 기구를 구비한 변속 장치에 있어서,
    시프트 상태에서 상기 시프트 부재의 실렉트 방향으로의 변위를 수용함과 함께 동 수용한 상태로부터의 상기 시프트 부재의 시프트 방향으로의 변위에 수반하여 상기 시프트 부재와 맞닿아서, 상기 시프트 부재가 상기 한 쌍의 제 1의 폴부의 간격 내로 침입하는 일 없이 상기 소정의 시프트 래그를 시프트 방향 일방향과는 역방향으로 이동시켜서 상기 시프트 포크를 시프트 상태로부터 뉴트럴 상태로 작동시키도록, 상기 한 쌍의 제 1의 폴부의 다른쪽의 폴부보다 상기 실렉트 방향으로 돌출한 제 2의 폴부를 마련한 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소정의 시프트 래그에 마련되고 상기 시프트 부재가 상기 제 1의 폴부를 누르는 가압부와, 상기 소정의 시프트 래그에 마련되고 상기 시프트 부재가 상기 제 2의 폴부에 맞닿는 당접부와는, 시프트 방향으로 오프셋하여 있는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수개의 시프트 래그중, 뉴트럴 상태의 상기 소정의 시프트 래그와는 다른 타 시프트 래그에 마련된 상기 가압부와. 시프트 상태의 상기 소정의 시프트 래그에 마련된 상기 당접부는, 시프트 방향으로 동일면에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    축선이 상기 실렉트 방향으로 늘어나서 배치되고, 상기 액추에이터에 의해 상기 실렉트 방향으로 이동 및 회전운동되는 샤프트를 더 구비하고,
    상기 시프트 부재는, 상기 샤프트의 외주로부터 돌출하여 폴형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 시프트 부재는, 상기 실렉트 방향으로 간격을 두고 상기 샤프트에 복수개 마련되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 샤프트의 축심은, 상기 시프트 래그의 뉴트럴 위치에 있어서의 상기 한 쌍의 폴부의 간격의 시프트 방향 중심 위치로부터 상기 한 쌍의 폴부의 연재 방향으로 연장한 개략 직선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시프트 부재의 상기 시프트 방향의 폭과 상기 한 쌍의 폴부의 상기 시프트 방향의 간격은 개략 동일한 것을 특징으로 하는 변속 장치.
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