KR101134283B1 - 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨트롤 샤프트의 일단에 가이드 핀을 설치하고 이 가이드 핀이 상기 컨트롤 샤프트가 장착되는 브래킷의 내면에 형성된 각 변속단의 그루브에 선택적으로 고정되도록 한 새로운 형태의 수동변속기 가이드 구조를 마련하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조는, 일단이 변속 레버와 연결된 컨트롤 샤프트의 타단에는 샤프트를 관통하는 삽입공이 형성되고, 이 삽입공에는 샤프트의 지름보다 더 긴 가이드 핀이 유동 가능하게 삽입 설치되며, 상기 컨트롤 샤프트의 타단이 삽입 설치되는 장착 브래킷의 삽입구 내면에는 각 변속단에 대응되고 운전자에 의해 상기 변속 레버가 조작될 때 발생하는 상기 컨트롤 샤프트의 움직임에 따라 상기 가이드 핀이 선택적으로 고정되는 다수개의 그루브가 형성된다.

수동변속기, 컨트롤 샤프트, 장착 브래킷, 그루브

Description

핀 형태의 수동변속기 가이드 구조{Structure of guiding manual transmission with pin type}

도1은 종래의 수동변속기 가이드 구조의 사시도.

도2는 본 발명에 따른 수동변속기 가이드 구조의 사시도.

도3은 본 발명에 따른 컨트롤 샤프트의 구조를 도시한 도면.

도4는 본 발명에 따른 가이드 브래킷의 구조를 도시한 도면.

도5 및 도6은 본 발명에 따른 수동변속기 가이드 구조의 작동상태도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

0: 컨트롤 샤프트 1: 삽입공

12: 가이드 핀 20: 컨트롤 브래킷

21: 컨트롤 핑거 2: 변속 가이드 플레이트

23: 중립 가이드 플레이트 30: 장착 브래킷

31: 삽입구 2: 1/2단 그루브(groove)

33: R단 그루브 4: 3/4단 그루브

35: 5/6단 그루브 0: 장착 샤프트

41: R단 시프트 러그 42: 5/6단 시프트 러그

43: 3/4단 시프트 러그 4: 1/2단 시프트 러그

45: 커넥팅 레버 6: 연결 샤프트

47: R단 포크 48: 5/6단 포크

49: 3/4단 포크 0: 변속 가이드부

60: 중립 가이드부

본 발명은 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래에 컨트롤 샤프트 상에 설치된 포펫볼 형태의 변속 가이드부를 대신하여 상기 컨트롤 샤프트의 일단에 설치된 가이드 핀에 의해 변속을 가이드할 수 있도록 한 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조에 관한 것이다.

자동차용 변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 엔진의 동력을 자동차의 주행 상태에 알맞도록 엔진 회전을 적절히 변속하여 회전력을 증대시키거나 고속 회전으로 바꾸어 주며, 또한 엔진을 무부하 상태로 두거나 자동차를 후진하게 하는 역할을 하는 장치이다. 이러한 변속기는 크게 수동식 변속기와 자동식 변속기로 구분된다.

수동변속기 내의 컨트롤 샤프트 부분을 도시한 도1을 참조하여 수동변속기의 작동방식을 간단히 살펴보고, 이에 적용되던 종래의 수동변속기 가이드 구조를 설명한다.

컨트롤 샤프트(10)는 그 일단이 운전자에 의해 조작되는 변속 레버(미도시) 와 연결되고, 타단은 장착 브래킷(30) 상에 회전 및 축방향으로의 수평 이동이 가능하도록 설치된다. 컨트롤 샤프트(10) 상에 설치된 컨트롤 브래킷(20)에는 그 하부에 컨트롤 핑거(21)가 연장 형성된다. 컨트롤 샤프트(10)의 하부에는 다수개의 장착 샤프트(40)가 마련되고, 이 장착 샤프트(40) 상에는 각 변속단의 포크와 연결되는 시프트 러그가 각각 설치된다. 즉, R단 시프트 러그(41)는 커넥팅 레버(45) 및 연결 샤프트(46)를 매개로 R단 포크(46)와 연결되고, 5/6단 시프트 러그(42)는 제일 앞쪽의 장착 샤프트(40)의 일측에 설치된 5/6단 포크(47)와 연결되며, 3/4단 시프트 러그(43)는 제일 뒤쪽의 장착 샤프트(40)에 설치된 3/4단 포크(48)와 연결된다. 1/2단 시프트 러그(44)도 비록 도시되어 있지는 않지만 장착 샤프트(40) 상에 설치된 1/2단 포크와 연결되어 있다.

운전자가 변속 레버(미도시)를 움직일 때마다 컨트롤 샤프트(10)는 회전하거나 그 축방향을 따라 좌우로 이동하게 된다. 보다 상세하게 설명하면, 변속 레버가 중립 상태에서 각 변속단으로 이동하기 위해 좌우로 움직일 때 컨트롤 샤프트(10)는 회전하게 되고, 소정의 변속단을 향해 상하로 움직일 때 컨트롤 샤프트(10)는 좌우로 이동하게 된다. 이에 따라, 상기 컨트롤 샤프트(10) 상에 설치된 컨트롤 핑거(21)는 변속 레버가 좌우로 이동될 때 회전하면서 각 변속단의 시프트 러그(41~44) 중 하나와 일렬로 위치하게 되고, 변속 레버가 소정의 변속단을 향해 상하로 움직일 때 그 변속단에 해당하는 시프트 러그에 걸려 컨트롤 샤프트(10)의 축방향으로 수평 이동하게 된다. 그 결과, 해당 시프트 러그와 연결된 포크가 작동되면서 싱크로 매시기구의 입력축 상에 설치된 각 변속단의 슬리브를 이동시켜 소정의 기어단이 출력축에 설치된 기어단과 맞물리도록 함으로써 원하는 변속이 이루어질 수 있도록 해준다.

이와 같이 구성된 수동변속기에 따르면, 각 단의 변속시에 원래의 단으로 되돌아가려는 셀프 리턴(Self Return)이 발생하게 된다. 이러한 셀프 리턴량이 크면 정확한 기어 변속이 이루어지지 않아 엔진에 무리가 발생하게 된다. 따라서, 셀프 리턴량을 줄이고 변속이 명확히 이루어지도록 하기 위해 상기 컨트롤 브래킷(20)의 상부에 변속판의 형상(王)과 동일한 그루브(groove)가 형성된 변속 가이드 플레이트(22)와 컨트롤 샤프트(10)의 축방향으로 V자 홈이 형성된 중립 가이드 플레이트(23)가 각각 형성되고, 이와 대응되도록 변속 가이드부(50)와 중립 가이드부(60)가 함께 설치된다.

이 중에서 본 발명과 관련된 변속 가이드 플레이트(22)와 변속 가이드부(50)의 구성을 보다 상세히 설명하면, 변속 가이드 플레이트(22) 상에는 변속판의 형상(王)과 동일하게 그루브가 형성되어 있고, 변속 가이드부(50)의 하단에는 명확히 나타나 있지는 않으나 상기 변속 가이드 플레이트(22)의 그루브를 따라 이동되도록 포펫볼(poppet ball)이 설치되어 있다. 따라서, 운전가 변속 레버를 조작할 때 상기 변속 가이드부(50)의 포펫볼이 변속 레버의 이동 방향과 동일하게 상기 변속 가이드 플레이트(22)의 그루브를 따라 이동되고 최종 변속단의 위치에서 해당 그루브 내에 고정됨으로써 셀프 리턴을 방지해준다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 수동변속기 가이드 구조에 따르면, 고가의 포펫볼 어셈블리를 사용하기 때문에 생산 비용이 증가되고, 부품 수가 많아 공수가 증가된다. 더욱이, 상기 변속 가이드 프레이트의 그루브가 직선으로 나 있기 때문에 대각선 변속시 매끄러운 변속이 이루어지지 않았다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기존에 포펫볼을 채용한 수동변속기 가이드 구조를 대신하여 컨트롤 샤프트의 일단에 가이드 핀을 설치하고, 이 가이드 핀이 상기 컨트롤 샤프트가 장착되는 브래킷의 내면에 형성된 각 변속단의 그루브에 선택적으로 고정되도록 한 새로운 형태의 수동변속기 가이드 구조를 마련하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조는, 일단이 변속 레버와 연결된 컨트롤 샤프트의 타단에는 샤프트를 관통하는 삽입공이 형성되고, 이 삽입공에는 샤프트의 지름보다 더 긴 가이드 핀이 유동 가능하게 삽입 설치되며, 상기 컨트롤 샤프트의 타단이 삽입 설치되는 장착 브래킷의 삽입구 내면에는 각 변속단에 대응되고 운전자에 의해 상기 변속 레버가 조작될 때 발생하는 상기 컨트롤 샤프트의 움직임에 따라 상기 가이드 핀이 선택적으로 고정되는 다수개의 그루브가 형성된다.

바람직하게는, 상기 다수개의 그루브는 1/2단 그루브, 3/4단 그루브, 5/6단 그루브 및 R단 그루브의 총 4개로 형성되고, 상기 가이드 핀의 일단이 상기 4개의 그루브 중 하나에 삽입 고정될 때 상기 가이드 핀의 타단은 다른 3개의 그루브가 아닌 상기 삽입구의 내면에 위치하도록 구성된다.

더욱 바람직하게는, 상기 다수개의 그루브는 상기 컨트롤 샤프트가 회전될 때 가이드 핀이 지나가는 중앙부의 폭이 양 끝단의 폭보다 더 넓도록 테이퍼진다.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조를 보다 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조의 사시도이다. 본 발명에 있어서 컨트롤 샤프트(10), 컨트롤 핑거(21), 각 변속단의 시프트 러그(41~44), 각 변속단의 포크(47~49)의 결합관계와 그 작용은 도1을 참조로 설명한 종래와 동일하다. 그러나, 본 발명에서는 도1에 도시된 종래의 변속 가이드 플레이트(22)와 변속 가이드부(60)의 구성을 채택하지 않는 대신에 컨트롤 샤프트(10)의 타단과 이 타단이 삽입 설치되는 장착 브래킷(30)에 새로운 변속 가이드 구조를 추가하였다.

새로운 변속 가이드 구조는 도3 및 도4에 도시되어 있다. 먼저, 도3에 도시된 바와 같이 컨트롤 샤프트(10)의 타단에는 삽입공(11)이 샤프트(10)를 관통하게 형성된다. 이 관통된 삽입공(11)에는 샤프트의 지름보다 더 긴 가이드 핀(12)이 유동 가능하게 삽입 설치된다. 여기서 유동 가능하게 삽입 설치된다는 것은 가이드 핀(12)의 지름이 삽입공(11)의 지름보다 약간 작아서 삽입된 가이드 핀(12)이 억지 끼움되는 것이 아니라 삽입공(11)의 내면을 따라 이동 가능하게 삽입된다는 것을 의미한다.

한편, 본 발명에 따른 장착 브래킷(30)은 도4에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤 샤프트(10)가 삽입되는 삽입구(31)의 내면에 각 변속단과 대응되고 운전자에 의 해 상기 변속 레버가 조작될 때 발생하는 상기 컨트롤 샤프트(10)의 움직임에 따라 상기 가이드 핀(12)이 선택적으로 고정되는 다수개의 그루브(32~35)가 형성된다.

이 다수개의 그루브(32~35)는 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는 변속단의 위치와 대응되도록 1/2단 그루브(32), 3/4단 그루브(34), 5/6단 그루브(35), R단 그루브(33)의 총 4개로 형성되고, 그 중에서 1/2단 그루브(32)와 R단 그루브(33)가 한 쌍을 이루어 삽입구(31)의 내면 일측에 나란히 형성되면 나머지 3/4단 그루브(34)와 5/6단 그루브(35)가 한 쌍의 이루어 상기 1/2단 그루브(32) 및 R단 그루브(33)와 거의 마주보는 삽입구(31)의 내면 타측에 나란히 형성된다.

다만, 상기 1/2단 그루브(32) 및 R단 그루브(33)는 나머지 3/4단 그루브(34) 및 5/6단 그루브(35)와 정확하게 마주보도록 형성되지는 않는다. 이에 의해, 상기 가이드 핀(12)의 일단이 상기 4개의 그루브 중 하나에 삽입 고정될 때 상기 가이드 핀(12)의 타단은 다른 3개의 그루브에 삽입되지 않고 상기 삽입구(31)의 내면에 위치하게 된다.

또한, 상기 4개의 그루브(32~35)는 컨트롤 샤프트(10)가 회전될 때 가이드 핀(12)이 지나가는 중앙부의 폭이 양 끝단의 폭보다 더 넓어지는 방향으로 테이퍼지게 형성되는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이 변속 레버가 중립 상태에서 각 변속단으로 이동하기 위해 좌우로 움직일 때 컨트롤 샤프트(10)는 회전하게 되고, 소정의 변속단을 향해 상하로 움직일 때 컨트롤 샤프트(10)는 좌우로 이동하게 된다.

따라서, 변속 레버가 중립 상태에서 각 변속단으로 이동하기 위해 좌우로 움 직일 때 컨트롤 샤프트(10)의 타단에 삽입된 가이드 핀(12)도 함께 회전되면서, 기존의 변속단에 대응하는 그루브에서 변경되는 변속단에 대응하는 그루브 쪽으로 넘어가게 된다. 이 때, 상기 가이드 핀(12)은 각 그루브의 중앙부에 위치한 상태에서 이동하게 되는데, 그루브의 중앙부의 폭을 넓게 하여 그루브 사이의 간격을 좁게 만들면 가이드 핀(12)이 보다 부드럽게 넘어갈 수 있게 된다. 이에 의해 도1에서와 같이 종래의 변속 가이드 플레이트(22)의 그루브가 직선 형태로만 이루어져 매끄러운 변속이 이루어지지 못했던 문제점을 해결할 수 있다.

한편, 변속 레버가 소정의 변속단을 향해 상하로 움직일 때 컨트롤 샤프트(10)의 타단에 삽입된 가이드 핀(12)로 함께 그루브의 좌우로 이동하게 되는데, 이는 곧 상기 가이드 핀(12)이 변경된 변속단과 대응하는 그루브의 중앙부에서 양 끝단을 향해 이동하게 된다는 것을 의미한다. 이 때, 상기 그루브의 양 끝단은 중앙부로부터 그 폭이 좁아지는 방향으로 테이퍼져 있기 때문에 가이드 핀(12)이 그 지름보다 작은 폭을 가진 부분에 위치하게 되면 억지 끼움되면서 견고히 고정된다. 이에 의해, 종래 변속기 가이드 구조에서 문제가 되었던 셀프 리턴도 완전히 해결할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조의 작동방법을 운전자가 변속 레버를 4단에서 5단으로 변경하는 경우를 도시한 도5 및 도6을 참조로 설명한다.

먼저, 자동차가 4단으로 운행하고 있는 동안 가이드 핀(12)은 3/4단 그루브(34)에 삽입 고정되어 있다. 운전자가 속도를 더욱 높여 5단으로 변속하고자 할 때 에는 변속 레버를 4단에서 빼내고 중립 상태로 좌우로 이동시켜 5단 앞에 위치하도록 조작한다. 이 동안 가이드 핀(12)의 일단은 도5에서와 같이 3/4단 그루브(34)에서 빠져나와 5/6단 그루브(35)로 넘어가게 된다. 이 때, 가이드 핀(12)의 타단은 1/2단 그루브(32)를 지나 삽입구(31)의 내면 상에 위치하므로 가이드 핀(12)은 그 일단이 5/6단 그루브(35) 내에 삽입된 상태로 유지된다. 이러한 작동은 각 그루브의 중앙부에서 이루어지기 때문에 3/4단 그루브(34)와 5/6단 그루브(35) 사이의 턱이 작아 가이드 핀(12)이 쉽게 넘어갈 수 있다.

그 후, 운전자가 기어 변속을 완료하기 위해 변속 레버를 5단 쪽으로 꺽어 내리면, 도6에서 보듯이 가이드 핀(12)의 일단은 5/6단 그루브(35)에 삽입된 상태로 폭이 좁아지는 방향으로 테이퍼 진 그루브의 양 끝단으로 이동하게 되고, 가이드 핀(12)의 지름보다 작은 폭을 가진 그루브의 부분에서 완전히 고정된다. 도6에서 3/4단 그루브(34)와 5/6단 그루브(35) 사이의 턱이 도5의 경우보다 더 커졌다는 것은 각 그루브가 양 끝단으로 갈수록 폭이 좁아진다는 것을 나타낸다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조에 의하면, 각 변속단의 그루브를 테이퍼지게 만들어 셀프 리턴을 완전히 방지함으로써 변속이 더욱 명확하게 이루어지도록 해준다. 또한, 변속할 때 가이드 핀이 각 변속단의 그루브 사이를 부드럽게 넘어갈 수 있도록 하여 변속이 매끄럽게 이루어질 수 있도록 해준다.

Claims (3)

1. 일단이 변속 레버와 연결된 컨트롤 샤프트(10)의 타단에는 샤프트를 관통하는 삽입공(11)이 형성되고, 이 삽입공(11)에는 샤프트의 지름보다 더 긴 가이드 핀(12)이 유동 가능하게 삽입 설치되며, 상기 컨트롤 샤프트(10)의 타단이 삽입 설치되는 장착 브래킷(30)의 삽입구(31) 내면에는 각 변속단에 대응되고 운전자에 의해 상기 변속 레버가 조작될 때 발생하는 상기 컨트롤 샤프트(10)의 움직임에 따라 상기 가이드 핀(12)이 선택적으로 고정되는 다수개의 그루브(32~34)가 형성되며,

   상기 다수개의 그루브(32~34)는 상기 컨트롤 샤프트(10)가 회전될 때 가이드 핀(12)이 지나가는 중앙부의 폭이 양 끝단의 폭보다 더 넓도록 테이퍼진 것을 특징으로 하는 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 그루브(32~34)는 1/2단 그루브(32), 3/4단 그루브(34), 5/6단 그루브(35) 및 R단 그루브(33)의 총 4개로 형성되고, 상기 가이드 핀(12)의 일단이 상기 4개의 그루브 중 하나에 삽입 고정될 때 상기 가이드 핀(12)의 타단은 다른 3개의 그루브가 아닌 상기 삽입구(31)의 내면에 위치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 핀 형태의 수동변속기 가이드 구조.
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