KR101394045B1 - 수동변속기의 변속 조작장치 - Google Patents

수동변속기의 변속 조작장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변속레버를 통한 변속조작을 단순화시킴과 동시에 변속 성능이 향상될 수 있는 수동변속기의 변속 조작장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 변속 조작장치는, 운전자가 직접 조작할 수 있도록 그 일단에 변속레버 핸들이 구비된 변속레버; 상기 변속레버의 타단과 그 일단이 연결되고, 상기 변속레버의 조작에 따라 당겨지거나 밀려나도록 작동되는 시프트 케이블; 상기 시프트 케이블의 타단과 그 일단이 연결되고, 상기 시프트 케이블의 작동에 따라 그 타단을 중심으로 힌지운동하는 시프트 레버; 상기 시프트 레버의 타단과 연결되고, 상기 시프트 레버의 힌지운동에 따라 회전하는 컨트롤 샤프트; 상기 컨트롤 샤프트의 외주면을 감싸도록 배치되고, 상기 컨트롤 샤프트와 일체로 회전하는 시프트 핑거 캠; 및 상기 시프트 핑거 캠의 회전에 따라 작동되는 시프트 러그; 를 포함하되, 상기 시프트 핑거 캠은 상기 컨트롤 샤프트의 길이방향을 따라 복수개가 배열되고, 상기 시프트 러그는 상기 시프트 핑거 캠과 짝을 이루도록 복수개가 배치되며, 상기 복수개의 시프트 핑거 캠과 상기 복수개의 시프트 러그의 연동에 의해 변속이 수행될 수 있다.

Description

수동변속기의 변속 조작장치{OPERATING SHIFT APPARATUS FOR THE MANUAL TRANSMISSION}
본 발명은 수동변속기의 변속 조작장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속조작이 단순화된 수동변속기의 변속 조작장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 클러치와 구동축 사이에는 엔진의 회전속도를 전달받아 변속이 수행되는 변속기가 구비된다. 특히, 상기 변속기가 수동변속기일 경우, 자동차의 주행상태에 따라 운전자가 상기 변속기를 조작할 수 있도록 변속 조작장치가 구비된다.
자세히 설명하면, 상기 변속 조작장치에는 적어도 두 개의 컨트롤케이블, 컨트롤 핑거가 각 변속단을 구현하기 위한 복수개의 시프트 러그 중 하나를 선택하도록 컨트롤 핑거를 이동시키는 셀렉트레버 및 선택된 상기 시프트 러그가 조작되도록 컨트롤 핑거를 작동시키는 시프트레버를 포함한다. 또한, 상기 컨트롤케이블 중 하나는 운전자가 직접 조작하는 변속레버와 상기 셀렉트레버를 연결하고, 다른 하나는 상기 변속레버와 시프트레버를 연결함으로써 변속기의 조작을 가능하게 한다.
따라서, 운전자는 상기 변속레버를 조작함에 있어서, 셀렉트 조작(select control)과 시프트 조작(shift control)을 번갈아 수행해야 한다. 즉, 변속조작이 복잡해지고 운전자가 번거로움을 느낄 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 변속레버를 통한 변속조작을 단순화시킬 수 있는 수동변속기의 변속 조작장치를 제공하는 것이다.
또한, 단순한 변속조작을 하면서도 변속 성능이 향상될 수 있는 수동변속기의 변속 조작장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 변속 조작장치는, 운전자가 직접 조작할 수 있도록 그 일단에 변속레버 핸들이 구비된 변속레버; 상기 변속레버의 타단과 그 일단이 연결되고, 상기 변속레버의 조작에 따라 당겨지거나 밀려나도록 작동되는 시프트 케이블; 상기 시프트 케이블의 타단과 그 일단이 연결되고, 상기 시프트 케이블의 작동에 따라 그 타단을 중심으로 힌지운동하는 시프트 레버; 상기 시프트 레버의 타단과 연결되고, 상기 시프트 레버의 힌지운동에 따라 회전하는 컨트롤 샤프트; 상기 컨트롤 샤프트의 외주면을 감싸도록 배치되고, 상기 컨트롤 샤프트와 일체로 회전하는 시프트 핑거 캠; 및 상기 시프트 핑거 캠의 회전에 따라 작동되는 시프트 러그; 를 포함하되, 상기 시프트 핑거 캠은 상기 컨트롤 샤프트의 길이방향을 따라 복수개가 배열되고, 상기 시프트 러그는 상기 시프트 핑거 캠과 짝을 이루도록 복수개가 배치되며, 상기 복수개의 시프트 핑거 캠과 상기 복수개의 시프트 러그의 연동에 의해 변속이 수행될 수 있다.
상기 복수개의 시프트 핑거 캠은 하나마다 하나 또는 그 이상의 상기 시프트 러그가 상시 짝을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 복수개의 시프트 핑거 캠은 짝을 이루는 상기 시프트 러그의 개수에 대응되도록 그 외주면에 각각 하나 또는 그 이상의 핑거가 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 복수개의 시프트 러그가 상기 컨트롤 샤프트의 회전에 따라 상기 복수개의 핑거에 의해 번갈아 밀림으로써 복수개의 변속단이 구현될 수 있다.
상기 컨트롤 샤프트가 일방향으로 회전함에 따라 상기 복수개의 시프트 러그가 설정된 순서로 작동될 수 있고, 상기 컨트롤 샤프트가 반대방향으로 회전함에 따라 상기 복수개의 시프트 러그가 상기 설정된 순서의 역순으로 작동될 수 있다.
상기 복수개의 시프트 핑거 캠 중 하나의 시프트 핑거 캠과 짝을 이룬 적어도 두 개 이상의 상기 시프트 러그가 일체로 움직일 경우, 하나의 시프트 러그가 상기 시프트 핑거 캠의 핑거에 의해 밀림에 따라 다른 시프트 러그가 상기 시프트 핑거 캠을 향하여 움직이고, 상기 다른 시프트 러그와 상기 시프트 핑거 캠 사이의 간섭을 방지하도록 상기 시프트 핑거 캠에는 외주면으로부터 움푹 패인 홈부가 형성될 수 있다.
상기 복수개의 시프트 러그는 각각 독립적으로 움직일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 각 변속단의 시프트 러그를 작동시키기 위한 복수개의 핑거 캠이 구비됨에 따라 셀렉트 조작이 생략되고, 변속레버를 통한 변속조작이 단순해 질 수 있다.
또한, 복수개의 컨트롤 핑거가 각 변속단의 시프트 러그를 작동시키기 위한 위치에 상시 배치됨으로써 변속조작의 반응성이 향상되고 안정적인 변속을 구현할 수 있다.
나아가, 기존의 셀렉트 조작을 위한 추가적인 구성요소들이 제거됨으로써 변속 조작장치의 중량이 절감되고 자동차의 연비가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 변속 조작장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시프트 핑거 캠의 측면도이다.
도 3은 후진 변속단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 4는 중립 변속단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 5는 변속 1단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 6은 변속 2단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 7은 변속 3단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 8은 변속 4단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 9는 변속 5단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 10은 종래기술 및 본 발명의 실시예에 따른 변속레버의 조작 선형도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 변속 조작장치의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기의 변속 조작장치는 변속레버(10), 시프트 케이블(20), 시프트 레버(24), 컨트롤 샤프트(30), 시프트 핑거 캠(40) 및 복수개의 시프트 러그(50)를 포함한다.
상기 변속레버(10)는 운전자에 의해 직접적으로 조작된다. 또한, 상기 변속레버(10)의 일단에는 운전자가 상기 변속레버(10)를 용이하게 조작할 수 있도록 그립(grip)감이 고려된 변속레버 핸들(12)이 구비된다. 나아가, 상기 변속레버(10)의 타단은 변속레버 박스(14)의 내부에 삽입된다.
상기 변속레버 박스(14)의 일면에는 상기 변속레버(10)의 타단이 삽입되도록 가이드 홀(16)이 형성된다. 또한, 상기 가이드 홀(16)은 상기 변속레버 박스(14)의 일면에 수직으로 삽입된 상기 변속레버(10)가 수평방향 직선운동을 하도록 가이드한다. 즉, 가이드 홀(16)은 상기 변속레버(10)를 가이드하도록 일방향으로 길게 형성된 홀이다.
상기 시프트 케이블(20)의 일단은 상기 변속레버 박스(14)의 타면을 통하여 상기 변속레버 박스(14)의 내부에 삽입되고, 상기 변속레버 박스(14)의 내부에서 상기 변속레버(10)의 타단과 연결된다. 또한, 상기 시프트 케이블(20)은 상기 변속레버(10)의 직선운동에 따라 당겨지거나 밀려날 수 있다.
상기 시프트 레버(24)는 상기 시프트 케이블(20)의 타단과 연결된다. 또한, 상기 시프트 레버(24)의 일단과 상기 시프트 케이블(20)이 연결되는 부분에는 힌지(22)가 구비된다. 상기 힌지(22)는 상기 시프트 케이블(20)이 당겨지고 밀려남에 따라 상기 시프트 레버(24)가 상기 시프트 레버(24)의 타단을 중심으로 회전하도록 상기 시프트 케이블(20)의 타단과 상기 시프트 레버(24)의 일단을 회전 가능하게 연결시킨다. 즉, 상기 시프트 케이블(20)의 작동에 의해 상기 시프트 레버(24)는 타단을 중심으로 힌지운동(hinge motion)한다.
상기 컨트롤 샤프트(30)는 상기 상기 시프트 레버(24)는 타단과 연결된다. 또한, 상기 컨트롤 샤프트(30)는 상기 시프트 레버(24)의 힌지운동에 따라 회전한다.
상기 시프트 핑거 캠(40)은 상기 컨트롤 샤프트(30)의 외주면을 감싸도록 구비되고, 상기 컨트롤 샤프트(30)와 일체로 회전한다. 한편, 상기 시프트 핑거 캠(40)은 상기 컨트롤 샤프트(30)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 시프트 핑거 캠(40)과 상기 컨트롤 샤프트(30)는 동일한 회전중심(c)을 갖는다. 또한, 상기 시프트 핑거 캠(40)은 상기 컨트롤 샤프트(30)의 길이방향을 따라 복수개가 구비된다. 도 1에는 3개의 시프트 핑거 캠(42, 44, 46)이 도시되었지만 이에 한정되지 않으며, 더 많은 변속단을 구현하기 위해 추가적인 시프트 핑거 캠이 구비될 수 있다. 상기 시프트 러그(50)는 상기 시프트 핑거 캠(40)의 외주면에 근접하여 배치된다. 또한, 상기 시프트 러그(50)는 상기 시프트 핑거 캠(40)의 회전에 따라 상기 시프트 핑거 캠(40)의 회전중심(c)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 시프트 레일(도시하지 않음)을 작동시키고, 궁극적으로 변속을 수행한다. 이러한 시프트 러그(50)와 시프트 레일에 의한 변속은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 시프트 핑거 캠(40)은 제1 핑거 캠(42), 제2 핑거 캠(44) 및 제3 핑거 캠(46)으로 구성된다. 또한, 상기 시프트 러그(50)는 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 러그(56, 51, 52, 53, 54, 55)로 구성된다.
상기 R단 및 1단 러그(56, 51)는 상기 제1 핑거 캠(42)의 외주면에 근접하게 배치된다. 또한, 상기 R단 및 1단 러그(56, 51)는 상기 회전중심(c)를 기준으로 대칭되게 배치된다. 도 2를 참조하면, 상기 제1 핑거 캠(42)의 외주면에는 R단 핑거(6) 및 1단 핑거(1)가 돌출되어 형성된다. 이러한 R단 핑거(6) 및 1단 핑거(1)는 상기 제1 핑거 캠(42)의 회전에 따라 상기 R단 및 1단 러그(56, 51)를 각각 상기 제1 핑거 캠(42)의 회전중심(c)으로부터 멀어지는 방향으로 밀도록 배치된다.
상기 2단 및 3단 러그(52, 53)는 상기 제2 핑거 캠(44)의 외주면에 근접하게 배치된다. 또한, 상기 2단 및 3단 러그(52, 53)는 상기 회전중심(c)를 기준으로 대칭되게 배치된다. 도 2를 참조하면, 상기 제2 핑거 캠(44)의 외주면에는 2단 핑거(2) 및 3단 핑거(3)가 돌출되어 형성된다. 이러한 2단 핑거(2) 및 3단 핑거(3)는 상기 제2 핑거 캠(44)의 회전에 따라 상기 2단 및 3단 러그(52, 53)를 각각 상기 제2 핑거 캠(44)의 회전중심(c)으로부터 멀어지는 방향으로 밀도록 배치된다.
상기 4단 및 5단 러그(54, 55)는 상기 제3 핑거 캠(46)의 외주면에 근접하게 배치된다. 또한, 상기 4단 및 5단 러그(54, 55)는 상기 회전중심(c)를 기준으로 대칭되게 배치된다. 도 2를 참조하면, 상기 제3 핑거 캠(46)의 외주면에는 4단 핑거(4) 및 5단 핑거(5)가 돌출되어 형성된다. 이러한 4단 핑거(4) 및 5단 핑거(5)는 상기 제3 핑거 캠(46)의 회전에 따라 상기 4단 및 5단 러그(54, 55)를 각각 상기 제3 핑거 캠(46)의 회전중심(c)으로부터 멀어지는 방향으로 밀도록 배치된다.
상기 1단, 3단 및 5단 러그(51, 53, 55)는 상기 컨트롤 샤프트(30)의 길이방향을 따라 나란하게 배열된 상기 제1, 2 및 3 핑거 캠(42, 44, 46)에 대응하도록 나란하게 배열된다. 또한, 상기 R단, 2단 및 4단 러그(56, 52, 54)는 상기 회전중심(c)를 기준으로 상기 1단, 3단 및 5단 러그(51, 53, 55)의 배열과 대칭되도록 나란하게 배열된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핑거 캠의 측면도이다.
한편, 도 2에서는 상기 제1 핑거 캠(42), 상기 제2 핑거 캠(44) 및 상기 제3 핑거 캠(46)을 가시적으로 구분하기 위하여 동일한 구성요소에 동일한 해칭(hatching)을 도시하였다. 즉, 도 2에서 상기 해칭은 단면의 표시가 아닌 구성요소를 구분하기 위한 수단으로 사용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 핑거(6, 1, 2, 3, 4, 5)는 상기 시프트 핑거 캠(40)의 일방향(도면의 시계방향) 회전에 따라 상기 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 러그(56, 51, 52, 53, 54, 55)를 순차적으로 밀도록 엇갈리게 배치된다. 즉, 상기 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 핑거(6, 1, 2, 3, 4, 5)는 상기 시프트 핑거 캠(40)의 역방향 회전에 따라 상기 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 러그(56, 51, 52, 53, 54, 55)를 역순으로 밀 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 9를 참조로 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 작동을 자세히 설명한다.
도 3 내지 도 9에는 상기 R, 2 및 4단 러그(56, 52, 54)의 배열과 1, 3 및 5단 러그(51, 53, 55)의 배열이 수평하게 배치된 것이 도시되었지만 이에 한정되지 않는다. 다만, 도 3 내지 도 9에서는 설명의 편의를 위해 상기 R, 2 및 4단 러그(56, 52, 54)의 배열과 1, 3 및 5단 러그(51, 53, 55)의 배열을 수평하게 배치하고, 상기 R, 2 및 4단 러그(56, 52, 54)의 배열, 상기 회전중심(c) 및 상기 1, 3 및 5단 러그(51, 53, 55)의 배열을 지나는 가상의 수평선(h)을 도시하였다. 또한, 상기 시프트 핑거 캠(40)의 회전에 따른 상기 시프트 러그(50)의 이동방향이 화살표로 도시되었다.
도 3은 후진 변속단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 3(a)는 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 측면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 수평선(h)에서 하측으로 바라본 단면도이다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 핑거 캠(42)의 R단 핑거(6)가 상기 수평선(h) 상에 위치되면, 상기 R단 핑거(6)는 상기 R단 러그(56)를 밀게 된다. 여기서, 상기 R단 러그(56)는 후진 변속단(R)을 구현하기 위한 시프트 러그(50)이다. 따라서, 상기 R단 러그(56)의 이동에 의해 후진 변속단이 구현된다.
도 3 내지 도 9에는 제1 핑거 캠(42)에서 회전중심(c)을 기준으로 1단 및 R단 핑거(6)의 반대편 외주면에 각각 움푹 패인 홈부(49)가 형성된 것이 도시되었다. 한편, 도시되지는 않았지만, 상기 돌출된 2, 3, 4, 5단 핑거(2, 3, 4, 5)의 반대편 외주면에도 상기 홈부(49)가 형성될 수 있다.
상기 홈부(49)는 상기 R단과 1단 러그(56, 51), 2단과 3단 러그(52, 53) 및 4단과 5단 러그(54, 55)가 각각 짝을 이루어 일체로 움직이는 경우에 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 R단과 1단 러그(56, 51)가 일체로 움직이면, 상기 R단 러그(56)가 상기 제1 핑거 캠(42)의 회전중심(c)으로부터 멀어짐과 동시에 상기 1단 러그(51)가 상기 제1 핑거 캠(42)에 가까워진다. 이 때, 상기 1단 러그(51)와 상기 제1 핑거 캠(42) 사이의 간섭을 방지하도록 상기 홈부(49)가 형성된다. 또한, 상기 홈부(49)의 형상은 상기 시프트 러그(50)의 움직임 및 형상에 따라 당업자에 의해 다양하게 변경될 수 있다.
반면, 도 3 내지 도 9에서는 상기 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 러그(56, 51, 52, 53, 54, 55)가 각각 독립적으로 움직이는 경우를 설명하기로 한다.
도 3(b)를 참조하면, 상기 R단 러그(56)만이 상기 회전중심(c)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
도 4는 중립 변속단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 4(a)는 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 측면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 수평선(h)에서 하측으로 바라본 단면도이다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 도 3(a)의 상태에서 상기 시프트 핑거 캠(40)이 시계방향으로 설정각(s)만큼 회전하면, 상기 수평선(h) 상에는 상기 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 핑거(6, 1, 2, 3, 4, 5) 중 어느 하나도 위치되지 않는다. 따라서, 시프트 러그(50)는 작동되지 않고, 중립 변속단(N)이 구현된다.
도 4(b)를 참조하면, 상기 R, 1, 2, 3, 4, 및 5단 러그(56, 51, 52, 53, 54, 55) 중 어느 하나도 상기 회전중심(c)로부터 멀어지는 방향으로 이동되지 않는다.
도 5는 변속 1단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 5(a)는 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 측면도이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 수평선(h)에서 하측으로 바라본 단면도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 도 4(a)의 상태에서 상기 시프트 핑거 캠(40)이 시계방향으로 설정각(s)만큼 회전하면, 상기 제1 핑거 캠(42)의 1단 핑거(1)가 상기 1단 러그(51)를 밀도록 상기 수평선(h) 상에 위치된다. 여기서, 상기 1단 러그(51)는 전진 1속 변속단을 구현하기 위한 시프트 러그(50)이다. 따라서, 상기 1단 러그(51)의 이동에 의해 전진 1속 변속단이 구현된다.
도 5(b)를 참조하면, 상기 1단 러그(51)만이 상기 회전중심(c)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
도 6은 변속 2단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 6(a)는 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 측면도이고, 도 6(b)는 도 6(a)의 수평선(h)에서 하측으로 바라본 단면도이다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 도 5(a)의 상태에서 상기 시프트 핑거 캠(40)이 시계방향으로 설정각(s)만큼 회전하면, 상기 제2 핑거 캠(44)의 2단 핑거(2)가 상기 2단 러그(52)를 밀도록 상기 수평선(h) 상에 위치된다. 여기서, 상기 2단 러그(52)는 전진 2속 변속단을 구현하기 위한 시프트 러그(50)이다. 따라서, 상기 2단 러그(52)의 이동에 의해 전진 2속 변속단이 구현된다.
도 6(b)를 참조하면, 상기 2단 러그(52)만이 상기 회전중심(c)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
도 7은 변속 3단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 7(a)는 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 측면도이고, 도 7(b)는 도 7(a)의 수평선(h)에서 하측으로 바라본 단면도이다.
도 7(a)에 도시된 바와 같이, 도 6(a)의 상태에서 상기 시프트 핑거 캠(40)이 시계방향으로 설정각(s)만큼 회전하면, 상기 제2 핑거 캠(44)의 3단 핑거(3)가 상기 3단 러그(53)를 밀도록 상기 수평선(h) 상에 위치된다. 여기서, 상기 3단 러그(53)는 전진 3속 변속단을 구현하기 위한 시프트 러그(50)이다. 따라서, 상기 3단 러그(53)의 이동에 의해 전진 3속 변속단이 구현된다.
도 7(b)를 참조하면, 상기 3단 러그(53)만이 상기 회전중심(c)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
도 8은 변속 4단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 8(a)는 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 측면도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 수평선(h)에서 하측으로 바라본 단면도이다.
도 8(a)에 도시된 바와 같이, 도 7(a)의 상태에서 상기 시프트 핑거 캠(40)이 시계방향으로 설정각(s)만큼 회전하면, 상기 제3 핑거 캠(46)의 4단 핑거(4)가 상기 4단 러그(54)를 밀도록 상기 수평선(h) 상에 위치된다. 여기서, 상기 4단 러그(54)는 전진 4속 변속단을 구현하기 위한 시프트 러그(50)이다. 따라서, 상기 4단 러그(54)의 이동에 의해 전진 4속 변속단이 구현된다.
도 8(b)를 참조하면, 상기 4단 러그(54)만이 상기 회전중심(c)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
도 9는 변속 5단을 구현하는 시프트 핑거 캠의 작동도이다.
도 9(a)는 상기 시프트 핑거 캠(40) 및 상기 시프트 러그(50)의 측면도이고, 도 9(b)는 도 9(a)의 수평선(h)에서 하측으로 바라본 단면도이다.
도 9(a)에 도시된 바와 같이, 도 8(a)의 상태에서 상기 시프트 핑거 캠(40)이 시계방향으로 설정각(s)만큼 회전하면, 상기 제3 핑거 캠(46)의 5단 핑거(5)가 상기 5단 러그(55)를 밀도록 상기 수평선(h) 상에 위치된다. 여기서, 상기 5단 러그(55)는 전진 5속 변속단을 구현하기 위한 시프트 러그(50)이다. 따라서, 상기 5단 러그(55)의 이동에 의해 전진 5속 변속단이 구현된다.
도 9(b)를 참조하면, 상기 5단 러그(55)만이 상기 회전중심(c)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
이러한 작동은 상기 시프트 핑거 캠(40)이 도면의 반시계방향으로 회전됨에 따라 역순으로 수행될 수 있다. 즉, 상기 시프트 핑거 캠(40)이 중립 변속단(N)에서 설정각(S)만큼 반시계방향으로 회전되면, 후진 변속단(R)이 구현된다. 또한, 상기 시프트 핑거 캠(40)이 중립 변속단(N)에서 시계방향으로 동일한 설정각(s)만큼씩 회전됨에 따라 상기 전진 1, 2, 3, 4, 및 5속 변속단이 순차적으로 구현된다. 나아가, 하나의 변속단이 구현된 상태에서 상기 시프트 핑거 캠(40)이 반시계방향으로 동일한 설정각(s)만큼씩 회전됨에 따라 1단씩 다운시프트(down shift)가 수행되고, 시계방향으로 동일한 설정각(s)만큼씩 회전됨에 따라 1단씩 업시프트(up shift)가 수행된다. 여기서, 후진 변속단(R), 중립 변속단(N), 전진 1, 2, 3, 4, 및 5속 변속단 순으로 1단씩의 업시프트되는 변속단으로 정의하고, 그 역순으로 1단씩의 다운시프트되는 변속단으로 정의한다.
한편, 도 3 내지 도 9에는 하나의 시프트 핑거 캠(40)마다 두 개의 시프트 러그(50)가 짝을 이루어 배치되고, 상기 두 개의 시프트 러그(50)를 작동시키도록 하나의 시프트 핑거 캠(40)의 외주면에 두 개의 핑거가 돌출되어 형성된 것이 도시되었다. 하지만, 이에 한정되지 않으며 하나의 시프트 핑거 캠(40)에는 적어도 하나 이상의 핑거가 돌출되어 형성되고, 상기 핑거의 개수에 대응하는 하나 또는 그 이상의 시프트 러그(50)가 배치될 수 있다. 또한, 하나의 시프트 핑거 캠(40)마다 하나 또는 그 이상의 시프트 러그(50)가 상시 배치됨에 따라 상기 컨트롤 샤프트(30)의 회전운동만으로 변속이 수행될 수 있다. 즉, 통상적으로 상기 컨트롤 샤프트(30)의 직선운동에 의해 작동시킬 상기 시프트 러그(50)를 선택하는 셀렉트 조작(select control)이 생략될 수 있다.
도 10은 종래기술 및 본 발명의 실시예에 따른 변속레버의 조작 선형도이다.
도 10a는 종래기술에 따른 변속레버의 조작 선형도이다.
종래기술에 따른 변속레버의 조작 선형도는 3개의 세로선과 1개의 가로선으로 구성된다. 상기 3개의 세로선은 동일한 길이를 가지며, 동일한 간격으로 평행하게 배열될 수 있다. 또한, 상기 1개의 가로선은 상기 3개의 세로선과 수직으로 상기 3개의 세로선의 중점을 연결한다.
도 10a에서 세로방향은 시프트 조작방향이고, 가로방향은 셀렉트 조작방향이다. 또한, R, 1, 2, 3, 4, 및 5는 각 변속단을 나타내고, 상기 변속레버가 상기 가로선 상에 위치하면 중립 변속단(N)이 된다. 나아가, 시프트 조작에서 상기 가로선을 0으로 하여 윗방향을 +라 하고, 아랫방향을 -라 할 때, +방향에는 R, 2 및 4단이 위치하고, -방향에는 1, 3 및 5단이 위치할 수 있다. 한편, 셀렉트 조작에서 가운데 세로선을 0으로 하여 오른쪽을 +라 하고, 왼쪽을 -라 할 때, +방향에는 4 및 5단이 위치하고, 0에는 2 및 3단이 위치하며, -방향에는 R 및 1단이 위치할 수 있다.
도 10a에는 7개의 변속단을 구현하기 위한 조작 선형도가 도시되었지만 이에 한정되지 않는다. 한편, 종래기술에 따른 변속레버가 7개를 초과하는 변속단을 구현하기 위한 조작 선형도는 적어도 하나 이상의 세로선이 추가되고, 추가된 세로선과 연결되도록 가로선이 연장될 수 있다. 따라서, 구현하고자 하는 하나의 변속단이 추가됨에 따라 종래기술에 따른 변속레버의 조작 선형도는 복잡한 형상으로 변경된다.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 변속레버의 조작 선형도이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 변속레버(10)의 조작 선형도는 세로선만으로 구성된다. 즉, 상기 변속레버(10)는 도면의 윗방향 및 아랫방향으로 조작됨으로써 세로선을 따라 구획된 각 변속단(R, N, 1, 2, 3, 4, 및 5)을 구현한다. 나아가, 도 10b에는 업시프트(up shift) 방향 및 다운시프트(down shift) 방향이 화살표로 도시되었다. 이러한 변속레버(10)의 조작은 본 발명의 실시예에 따른 시프트 핑거 캠(40)이 적용됨으로써 구현될 수 있다.
도 10b에는 7개의 변속단을 구현하기 위한 조작 선형도가 도시되었지만 이에 한정되지 않는다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 변속레버(10)가 7개를 초과하는 변속단을 구현하기 위한 조작 선형도는 세로선을 따라 추가적인 변속단이 구현되도록 용이하게 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 각 변속단의 시프트 시프트 러그(50)를 작동시키기 위한 복수개의 시프트 핑거 캠(40)이 구비됨에 따라 셀렉트 조작이 생략되고, 변속레버(10)를 통한 변속조작이 단순해 질 수 있다. 또한, 복수개의 시프트 핑거 캠(40)이 각 변속단의 시프트 러그(50)를 작동시키기 위한 위치에 상시 배치됨으로써 변속조작의 반응성이 향상되고 안정적인 변속을 구현할 수 있다. 나아가, 기존의 셀렉트 조작을 위한 추가적인 구성요소들이 제거됨으로써 변속 조작장치의 중량이 절감되고 자동차의 연비가 향상될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 1단 핑거 2: 2단 핑거
3: 3단 핑거 4: 4단 핑거
5: 5단 핑거 6: R단 핑거
10: 변속레버 12: 변속레버 핸들
14: 변속레버 박스 16: 가이드 홀
20: 시프트 케이블 22: 힌지
24: 시프트 레버 30: 컨트롤 샤프트
40: 시프트 핑거 캠 42: 제1 핑거 캠
44: 제2 핑거 캠 46: 제3 핑거 캠
49: 홈부 50: 시프트 러그
51: 1단 러그 52: 2단 러그
53: 3단 러그 54: 4단 러그
55: 5단 러그 56: R단 러그

Claims (7)

  1. 운전자가 직접 조작할 수 있도록 그 일단에 변속레버 핸들이 구비된 변속레버;
    상기 변속레버의 타단과 그 일단이 연결되고, 상기 변속레버의 조작에 따라 당겨지거나 밀려나도록 작동되는 시프트 케이블;
    상기 시프트 케이블의 타단과 그 일단이 연결되고, 상기 시프트 케이블의 작동에 따라 그 타단을 중심으로 힌지운동하는 시프트 레버;
    상기 시프트 레버의 타단과 연결되고, 상기 시프트 레버의 힌지운동에 따라 회전하는 컨트롤 샤프트;
    상기 컨트롤 샤프트의 외주면을 감싸도록 배치되고, 상기 컨트롤 샤프트와 일체로 회전하는 시프트 핑거 캠; 및
    상기 시프트 핑거 캠의 회전에 따라 작동되는 시프트 러그;
    를 포함하되,
    상기 시프트 핑거 캠은 상기 컨트롤 샤프트의 길이방향을 따라 복수개가 배열되고, 상기 시프트 러그는 상기 시프트 핑거 캠과 짝을 이루도록 복수개가 배치되며, 상기 복수개의 시프트 핑거 캠과 상기 복수개의 시프트 러그의 연동에 의해 변속이 수행되고,
    상기 복수개의 시프트 핑거 캠은 하나마다 하나 또는 그 이상의 상기 시프트 러그가 상시 짝을 이루도록 배치되며,
    상기 복수개의 시프트 핑거 캠은 짝을 이루는 상기 시프트 러그의 개수에 대응되도록 그 외주면에 각각 하나 또는 그 이상의 핑거가 돌출되어 형성되고,
    상기 복수개의 시프트 러그가 상기 컨트롤 샤프트의 회전에 따라 상기 복수개의 핑거에 의해 번갈아 밀림으로써 복수개의 변속단이 구현되며,
    상기 복수개의 시프트 핑거 캠 중 하나의 시프트 핑거 캠과 짝을 이룬 적어도 두 개 이상의 상기 시프트 러그가 일체로 움직일 경우, 하나의 시프트 러그가 상기 시프트 핑거 캠의 핑거에 의해 밀림에 따라 다른 시프트 러그가 상기 시프트 핑거 캠을 향하여 움직이고, 상기 다른 시프트 러그와 상기 시프트 핑거 캠 사이의 간섭을 방지하도록 상기 시프트 핑거 캠에는 외주면으로부터 움푹 패인 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속 조작장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤 샤프트가 일방향으로 회전함에 따라 상기 복수개의 시프트 러그가 설정된 순서로 작동되고,
    상기 컨트롤 샤프트가 반대방향으로 회전함에 따라 상기 복수개의 시프트 러그가 상기 설정된 순서의 역순으로 작동되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속 조작장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 시프트 러그는 각각 독립적으로 움직이는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속 조작장치.
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