KR101476542B1 - 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터 - Google Patents

자동화 수동변속기의 변속 액추에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터에 관한 것으로, 시프트러그에 걸림되어 시프트 및 셀렉트 작동을 수행하는 컨트롤 핑거와, 컨트롤 핑거가 결합되는 구동축을 갖는 시프트 구동모터와, 컨트롤 핑거에 연결되며, 구동축에서 컨트롤 핑거를 슬라이드 이동시키는 셀렉트 실린더와, 셀렉트 실린더에 연결되어 압력을 셀렉트 실린더로 전달되는 것을 차단하거나 연결하는 솔레노이드 밸브와, 변속 조작에 의해 솔레노이드 밸브와 시프트 구동모터를 제어하는 제어유닛을 포함한다. 따라서, 시프트 작동과 셀렉트 작동을 종래와 같이 복수의 실린더를 사용하거나 복수의 모터를 사용하지 않고, 시프트 작동은 모터로 구현하고, 셀렉트 작동은 실린더로 구현함으로써, 정밀도를 요구하지 않는 셀렉트 작동에 고가의 모터를 사용하지 않아 부품의 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

자동화 수동변속기의 변속 액추에이터{SHIFT ACTUATOR OF AUTOMATED MANUAL TRANSMISSON}
본 발명은 수동변속기의 변속 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동변속기의 변속 동작시 운전자가 손으로 일일이 변속레버를 조작하던 것을 동력을 사용하여 변속 동작을 수행하는 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 엔진의 동력을 자동차의 주행 상태에 알맞도록 엔진의 회전을 적절히 변속하여 회전력을 증대시키거나 고속으로 바꾸어 주며, 엔진을 무부하 상태로 두거나 자동차를 후진하게 하는 변속기가 구비되어 있다.
이러한 변속기는 크게 수동변속기(Manual Transmission)와 자동변속기(Automatic Transmission)로 구분된다.
먼저, 자동변속기는 자동으로 변속을 시켜주는 변속기로서, 유체의 흐름에 의해 동력의 단속과 토크의 증대를 위한 토크컨버터가 구비된다. 즉, 자동변속기는 가속 페달을 밟은 정도와 차속에 따라 미리 정해진 변속 패턴에 의해 자동적으로 변속단을 바꾸어 주는 것으로, 유압장치에 의해 이러한 과정이 이루어지는 것이다.
또한, 수동변속기는 운전자가 수동으로 기어를 바꾸는 변속기로서, 클러치로 변속 액추에이터와 엔진을 분리한 다음 기어를 바꾼 후 다시 클러치로 동력을 전하는 동작이 필요하기 때문에, 숙달되지 않은 운전자의 경우 변속하기가 힘들다. 그러나, 자동변속기가 구비된 차에 비하여 엔진의 능력을 잘 활용할 수 있기 때문에 빠른 응답성을 원하거나 높은 연비를 추구할 수 있다.
종래의 수동변속기는 운전자가 변속레버를 통해 변속포크에 일정한 힘을 가하면, 변속포크가 변속레일 상에서 직선 이동을 하며, 변속포크에 연결된 허브, 변속 슬리브, 싱크로 나이저 링도 함께 이동되도록 구성된다. 이때, 싱크로 나이저 링이 변속기어와 속도 동기화를 이룬 후, 변속 슬리브가 일정한 속도 범위를 갖는 변속 기어에 맞물림으로써 동력 전달이 가능하게 된다. 1,2단 변속 포크는 1단 변속기어, 중립, 2단 변속기어 위치 사이를 1,2단 변속 레일을 따라 직선 이동하게 된다. 그리고 3,4단 변속포크는 3단 변속기어, 중립, 4다 변속기어 위치 사이를 3,4단 변속레일을 따라 직선 이동하게 된다.
상기와 같이, 변속레버의 조작에 의해 변속 포크가 이동되는 것을 모터의 동력이나 공압 실린더의 동력을 이용하여 변속 동작을 수행하기 위한 수동변속기의 변속 액추에이터가 제안되었으며, 이 수동변속기의 변속 액추에이터가 한국특허 공개특허공보 10-2011-0117935호(특허문헌 1)와 일본특허 공개특허공보 특개2009-127663호(특허문헌 2)에 개시되어 있다.
이 특허문헌 1에 개시된 수동변속기의 변속 액추에이터는 모터의 동력을 이용하여 시프트 작동과 셀렉트 작동을 수행하도록 구성된다. 그리고 특허문헌 2에 개시된 수동변속기의 변속 액추에이터는 공압으로 작동되는 실린더를 이용하여 변속기의 시프트 작동과 셀렉트 작동을 수행하도록 구성된다.
종래의 수동변속기에서 시프트 작동과 셀렉트 작동은 그 작동에 필요한 작동력이 각각 다르게 작용된다. 따라서, 셀렉트 작동과 시프트 작동에 필요한 작동력이 서로 다른 모터를 사용해야 하는데, 각각의 작동력에 맞는 모터를 별도로 개발해야 하는데 이에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 수동변속기의 시프트 작동과 셀렉트 작동을 공압을 이용한 실린더로 사용하게 되면, 실린더의 특성상 정밀한 제어가 어려워서 정밀한 제어를 하기 위해서는 별도의 솔레노이드 밸브, 제어유닛 등 추가적인 부품이 늘어나 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
한국특허 공개특허공보 10-2011-0117935 일본특허 공개특허공보 특개2009-127663
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 수동변속기에서 정밀도가 요구되는 시프트 작동은 모터의 동력을 사용하고, 비교적 정밀도를 요구하지 않는 셀렉트 작동은 공압을 이용한 실린더를 사용하는 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시프트 레일에 시프트포크와 함께 구비되는 시프트 러그에 걸림되어 시프트 및 셀렉트 작동을 수행하는 컨트롤 핑거와, 컨트롤 핑거가 슬라이드 되도록 결합되는 구동축을 가지고, 컨트롤 핑거를 일정각도로 회전시키기 위한 시프트 구동모터와, 컨트롤 핑거에 커넥트 로드에 의해 연결되며, 변속시 컨트롤 핑거를 구동축에서 슬라이드 이동시키기 위한 셀렉트 실린더와, 셀렉트 실린더에 연결되며 압력공급부의 압력을 셀렉트 실린더로 전달되는 것을 차단하거나 연결하는 솔레노이드 밸브와, 운전자의 변속 조작에 의해 솔레노이드 밸브와 시프트 구동모터를 제어하는 제어유닛을 포함하고, 셀렉트 실린더는, 컨트롤 핑거가 커넥트 로드에 의해 연결되는 피스톤과, 피스톤의 일단부가 끼워져 왕복 이동되도록 구성되는 제1실린더 하우징과, 피스톤의 타단부가 끼워져 왕복 이동되도록 구성되는 제2실린더 하우징을 포함하되, 피스톤에는 컨트롤 핑거에 연결되는 커넥트 로드의 단부가 끼워지는 결합홈이 형성되고, 결합홈에는 커넥트 로드의 단부를 위와 아래에서 각각 탄력 지지하기 위한 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 컨트롤 핑거는 구동축에 끼워져 구동축과 함께 회전되도록 결합되고, 구동축에서 슬라이드 되는 결합부와, 결합부에서 시프트 러그를 향해 돌출 형성되어, 시프트 러그에 걸림을 이루는 걸림돌기부를 포함하는 것이 바람직하다.
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또한, 셀렉트 실린더는 제1실린더 하우징과 제2실린더 하우징 중 어느 하나의 실린더 하우징과 피스톤 사이에 구비되며, 피스톤이 왕복 이동될 때 피스톤에 결합되어 있는 컨트롤 핑거의 위치를 검출하기 위한 위치검출기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.
위치검출기구는 제1실린더 하우징과 제2실린더 하우징 중 어느 하나의 실린더 하우징의 외주면에 구비되는 마그네트와, 피스톤에 구비되어 마그네트의 자력을 검출하기 위한 홀소자를 포함하는 것이 바람직하다.
피스톤에는 피스톤이 제1실린더 하우징이나 제2실린더 하우징 쪽으로 이동될 때, 가이드부가 제1실린더 하우징이나 제2실린더 하우징에 접촉되어, 피스톤의 이동을 제한하기 위한 가이드부가 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 시프트 작동과 셀렉트 작동을 종래와 같이 복수의 실린더를 사용하거나 복수의 모터를 사용하지 않고, 시프트 작동은 모터로 구현하고, 셀렉트 작동은 실린더로 구현함으로써, 정밀도를 요구하지 않는 셀렉트 작동에 고가의 모터를 사용하지 않아 부품의 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
복수의 실린더를 사용하는 종래 기술에 비하여, 제품의 부피를 작게 할 수 있어 상품성을 향상시킬 수 있고, 차량을 경량화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터를 개략적으로 나타난 블록도.
도 2는 도 1의 변속 액추에이터에서 시프트 구동모터와 컨트롤모터 및 셀렉트 실린더의 결합 관계를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 도 2의 셀렉트 실린더를 나타낸 단면도.
도 5는 도 1의 변속 액추에이터에서 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면.
도 6 내지 도 8은 변속 액추에이터의 작동시 셀렉트 실린더와 솔레노이드 밸브의 작동 관계를 나타낸 도면.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터를 개략적으로 나타난 블록도이고, 도 2는 도 1의 변속 액추에이터에서 시프트 구동모터와 컨트롤모터 및 셀렉트 실린더의 결합 관계를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 단면도이다. 도 4는 도 2의 셀렉트 실린더를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 1의 변속 액추에이터에서 솔레노이드 밸브를 나타낸 도면이며, 도 6 내지 도 8은 변속 액추에이터의 작동시 셀렉트 실린더와 솔레노이드 밸브의 작동 관계를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터(100)는 시프트 레일에 시프트포크와 함께 구비되는 시프트러그에 걸림되어 시프트 및 셀렉트 작동을 수행하는 컨트롤 핑거(110), 시프트 작동시 컨트롤 핑거(110)와 결합되어 일정각도로 회전시키는 시프트 구동모터(120), 컨트롤 핑거(110)에 커넥트 로드(130)에 의해 연결되며 셀렉트 작동시 컨트롤 핑거(110)를 직선 운동시키기 위한 셀렉트 실린더(140)를 포함한다.
수동변속기에는 복수의 시프트 레일이 배치되어 있고, 이 시프트 레일에는 시프트 포크가 이동 가능하게 결합된다. 시프트 포크에는 후술하는 컨트롤 핑거(110)가 걸리도록 걸림홈이 형성된 시프트 러그가 구비된다.
컨트롤 핑거(110)는 후술하는 시프트 구동모터(120)의 구동축(121)에 결합되며, 구동축(121)과 함께 회전되도록 구성된다. 컨트롤 핑거(110)는 상부에 고리 형상으로 된 결합부(111)가 형성되며, 결합부(111)가 구동축(121)에 끼워져 결합되도록 구성된다. 컨트롤 핑거(110)의 하부에는 시프트 러그에 걸림 되도록 시프트 러그를 향하여 걸림돌기부(112)가 돌출 형성된다. 즉, 걸림돌기부(112)는 컨트롤 핑거(110)의 결합부(111) 하부에서 아래를 향하여 돌출 형성된다.
컨트롤 핑거(110)는 후술하는 구동축(121)에 결합될 때, 시프트 구동모터(120)가 구동되어 구동축(121)이 회전할 때 함께 회전되되, 후술하는 셀렉트 실린더(140)의 작동에 의해 구동축(121)에서 슬라이드 되어 왕복 이동되도록 구성된다. 즉, 컨트롤 핑거(110)의 결합부(111) 내주면은 구동축(121)의 외주면과 동일한 형상으로 형성되어 컨트롤 핑거(110)가 구동축(121)의 길이 방향으로는 슬라이드 되지만 구동축(121)의 원주 방향으로 회전되는 것이 방지되도록 구성된다.
시프트 구동모터(120)는 회전력을 발생시켜서 컨트롤 핑거(110)를 일정각도로 왕복 회전시켜서 시프트 작동을 수행하게 된다. 이 시프트 구동모터(120)에는 구동에 의해 회전되는 구동축(121)이 회전 가능하게 구비된다. 구동축(121)에는 컨트롤 핑거(110)의 결합부(111)가 끼워져 결합되되, 구동축(121)의 회전시 결합부(111)가 함께 회전되도록 구성된다.
여기서, 시프트 구동모터(120)는 제어유닛에 의해 제어되며, 변속레버의 조작이나 운전자의 변속 조작에 의해 구동축(121)을 일정각도의 범위 내에서 왕복 회전시키도록 구성된다. 즉, 구동축(121)은 시프트 구동모터(120)가 적어도 1회 이상의 작동으로 일정 각도의 범위 내의 일측에서 타측까지 회전되도록 구성된다.
셀렉트 실린더(140)는 구동축(121)에 슬라이드 되도록 결합된 컨트롤 핑거(110)를 구동축(121)의 길이 방향으로 왕복 이동시켜서 셀렉트 작동을 수행하게 된다. 셀렉트 실린더(140)는 컨트롤 핑거(110)의 결합부(111) 일측이 커넥트 로드(130)에 의해 연결되는 피스톤(141), 피스톤(141)의 일단부가 끼워져 왕복 이동되는 제1실린더 하우징(142), 피스톤(141)의 타단부가 끼워져 왕복 이동되도록 구성되는 제2실린더 하우징(143)을 포함한다.
피스톤(141)은 시프트 구동모터(120)의 구동축(121)에 결합되어 일정 각도로 회전되도록 구성되는 컨트롤 핑거(110)를 연결하여 구동축 방향으로 왕복시켜서 변속기의 셀렉트 작동을 수행하게 된다. 피스톤(141)에는 컨트롤 핑거(110)의 결합부(111) 일측에 일단부가 연결되는 커넥트 로드(130)의 타단부를 결합하기 위한 결합홈(141a)이 형성된다.
이 결합홈(141a)에는 컨트롤 핑거(110)가 시프트 구동모터(120)에 의해 회전된 후에 시프트 구동모터(120)의 작동이 중지될 때, 컨트롤 핑거(110)가 원상태로 복귀되도록 컨트롤 핑거(110)의 일측에 연결되는 커넥트 로드(130)의 타단부를 위와 아래에서 탄력 지지하는 탄성부재(141b)가 구비된다.
피스톤(141)은 양단부가 제1실린더 하우징(142)과 제2실린더 하우징(143)에 각각 결합되어 별도의 에어공급부(150)에서 공급되는 에어와 후술하는 솔레노이드 밸브(160)에 의해 제1실린더 하우징(142)과 제2실린더 하우징(143) 사이에서 왕복 이동된다.
피스톤(141)은 일측부의 단부가 제1실린더 하우징(142)의 일측에 끼워진 상태에서 구동축(121)의 길이 방향으로 왕복 이동되도록 구성된다. 그리고 피스톤(141)의 타측부 단부도 제2실린더 하우징(143)의 일측에 끼워진 상태에서 구동축(121)의 길이 방향으로 왕복 이동되도록 구성된다. 그리고 피스톤(141)의 양단부 끝에는 각각 실링부재가 결합되며, 피스톤(141)의 외주면과 제1실린더 하우징(142)과 제2실린더 하우징(143)의 내주면 사이를 실링하여 제1실린더 하우징(142)과 제2실린더 하우징(143) 내로 공급되는 에어가 외부로 새는 것을 방지하게 된다.
제1실린더 하우징(142)는 피스톤(141)의 일측(141c) 단부가 끼워지도록 일단부가 개구된 관형상으로 형성된다. 제1실린더 하우징(142)의 타단부에는 에어공급부(150)에 에어파이프로 연결되며, 에어가 흡입되거나 배기되는 에어포트(142a)가 구비된다.
제2실린더 하우징(143)은 제1실린더 하우징(142)의 개구된 일단부의 맞은편에서 일정거리 이격되어 피스톤(141)의 타측 단부와 결합된다. 제2실린더 하우징(143)의 일단부는 개구되어 피스톤(141)의 타측 단부가 끼워져서 왕복 이동되도록 구성된다. 제2실린더 하우징(143)의 타단부에는 에어공급부(150)에 에어파이프로 연결되며, 에어가 흡입되거나 배기되는 에어포트(143a)가 구비된다.
한편, 셀렉트 실린더(140)는 제1실린더 하우징(142)과 피스톤(141) 사이에 구비되어 피스톤(141)이 왕복 이동될 때 피스톤(141)에 결합된 컨트롤 핑거(110)의 위치를 검출하기 위한 위치검출기구(144)를 더 구비한다.
이 위치검출기구(144)는 제1실린더 하우징(142)의 외주면에 구비되는 마그네트(144a), 피스톤(141)의 윗면에 복수로 구비되어 마그네트(144a)의 자력을 검출하기 위한 홀소자(144b)를 포함한다. 마그네트(144a)는 제1실린더 하우징(142)의 일단부에 피스톤(141) 쪽을 향하여 돌출 형성되되, 피스톤(141)의 윗면에서 홀소자(144b)가 구비되는 가이드 돌출부(145)에서 가이드 되어 슬라이드 되도록 구성된다.
이 마그네트(144a)는 제2실린더 하우징(143)에서 피스톤(141)을 향하는 단부 윗면에 구비되어 피스톤(141)을 향하여 돌출되어 피스톤(141)의 윗면에 구비되는 가이드 돌출부(145)에 가이드 되도록 구성할 수도 있다.
여기서, 가이드 돌출부(145)는 피스톤(141) 윗면에서 돌출 형성되되, 일정 길이로 형성되어 변속기의 시프트 작동시 피스톤(141)이 제1실린더 하우징(142)이나 제2실린더 하우징(143)을 향하여 이동될 때, 가이드 돌출부(145)가 제1실린더 하우징(142)이나 제2실린더 하우징(143)의 단부에 부딪혀서 피스톤(141)의 이동이 멈추도록 구성된다.
즉, 가이드 돌출부(145)가 피스톤(141)의 이동시 제1실린더 하우징(142)이나 제2실린더 하우징(143)의 단부에 부딪혀서 스톱퍼 기능을 함으로써, 피스톤(141)의 이동에 의해 컨트롤 핑거(110)가 시프트 구동모터(120)의 구동축(121)에서 설정된 구간 내에서만 이동되도록 컨트롤 핑거(110)의 이동 제한 기능을 수행하게 된다.
제1실린더 하우징(142)과 제2실린더 하우징(143)에 각각 구비되는 에어포트(142a)(143a)는 에어파이프로 에어공급부(150)에 연결되며, 에어포트(142a)(143a)와 에어공급부(150) 사이에 솔레노이드 밸브(160)가 구비되어 있다. 솔레노이드 밸브(160)와 시프트 구동모터(120)는 제어유닛(170)에 연결되어 제어되도록 구성된다.
솔레노이드 밸브(160)는 도 1과 같이 1way에 4개의 에어포트가 구성되며, 모두 3분할된 3way 12밸브로 구성된다. 이 솔레노이드 밸브(160)는 좌측에서 우측으로 제1위치(161), 제2위치(162), 제3위치(163)로 구분한다. 제1위치(161)의 에어포트는 서로 마주보는 방향으로 연통되도록 구성된다. 즉, 제1위치(161)의 에어포트가 에어파이프에 연결되면 셀렉트 실린더(140)에서 에어공급부(150)의 에어가 솔레노이드 밸브(160)에 의해 제1실린더 하우징(142)의 에어포트(142a)로 유입되고, 제2실린더 하우징(143)의 에어는 배기되어 피스톤(141)이 제2실린더 하우징(143) 쪽으로 이동되도록 구성된다. 이때, 변속기의 기어변속이 이루어지는 것이다.
제2위치(162)의 에어포트는 모두 폐쇄되어 있어, 제2위치(162)의 에어포트에 셀렉트 실린더(140)의 에어파이프와 에어공급부(150)의 에어파이프가 연결되면, 에어공급부(150)의 에어가 셀렉트 실린더(140)로 공급되는 것이 차단되고, 셀렉트 실린더(140)의 에어도 에어공급부(150)로 유동되는 것도 차단되므로, 피스톤(141)은 이동하지 않고 정지된 상태가 유지되도록 구성된다. 이때 변속기의 중립이 이루어지는 것이다.
제3위치(163)의 에어포트는 셀렉트 실린더(140)의 에어파이프와 에어공급부(150)의 에어파이프가 엑스(X) 형태로 연결되도록 구성되며, 제1실린더 하우징(142)의 에어가 에어공급부(150)로 유동되고, 에어공급부(150)의 에어가 제2실린더 하우징(143)으로 유동되어 피스톤(141)이 제1실린더 하우징(142) 쪽으로 이동되도록 구성된다. 이때, 변속기의 기어변속이 이루어지는 것이다.
제어유닛(170)은 운전자가 조작하는 변속레버의 조작하는 신호를 수신한 후에, 솔레노이드 밸브(160)를 작동시켜서 솔레노이드 밸브(160)의 중앙부나 양단부 중 어느 하나가 에어파이프에 연결되도록 하여 변속 작동을 수행하는 것이다.
한편, 구동축(121)과 컨트롤 핑거(110)의 결합부(111)에는 시프트 작동시 컨트롤 핑거(110)가 구동축(121)에서 왕복 이동시 중립이나 기어 변속이 이루어지는 위치로 정확하게 위치될 수 있도록 하는 위치설정부가 구비된다.
이 위치설정부는 변속기의 중립이나 기어 변속이 이루어질 때, 컨트롤 핑거(110)가 구동축(121)에 위치되는 곳에 형성되는 복수의 요홈(181), 이 중립이나 기어변속이 이루어진 후에 컨트롤 핑거(110)가 복수의 요홈(181)에 위치될 때 요홈(181)에 끼워지도록 결합부(111)의 내주면에 구비되는 돌기부(182)를 포함한다.
이 돌기부(182)는 컨트롤 핑거(110)의 내주면에 구비되되, 컨트롤 핑거(110)의 결합부(111) 내측으로 설치홈이 형성되어 설치홈 내측에 탄성부재가 구비되고, 설치홈 내에서 탄성부재에 구름부재가 탄력 지지되어 구성된다. 즉, 구름부재가 설치홈 내측에서 입구에 걸려서 외부로 일부 돌출되되 외부로 이탈이 방지되고, 구름부재가 구동축(121)의 표면에 밀착되면 설치홈 내측으로 들어가도록 구성되며, 구름부재가 요홈에 위치되면 입구에서 외부로 살짝 돌출되어 요홈에 안착되는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터의 작용을 간략하게 살펴보기로 한다.
먼저, 차량이 주행시 정지되거나 정차되어 운전자가 변속레버를 중립으로 조작하였을 경우에, 제어유닛(170)은 솔레노이드 밸브(160)를 제어하여, 솔레노이드 밸브(160)의 제1위치(161)가 셀렉트 실린더(140)와 에어공급부(150)의 에어파이프에 연결되도록 하여 피스톤(141)이 제1실린더 하우징(142)과 제2실린더 하우징(143) 사이의 중앙에 위치되어 변속기의 중립 상태가 되도록 한다. 이때, 시프트 구동모터(120)는 구동되지 않아 구동축(121)에 결합된 컨트롤 핑거(110)를 피스톤(141)에 연결하는 커넥트 로드(130)가 탄성부재(141b)에 의해 탄력 지지되어 있어, 컨트롤 핑거(110)는 회동되지 않고 초기 상태인 중립 상태에 있게 된다.
이후에, 정지되어 있거나 정차된 차량을 주행하기 위하여, 운전자가 변속레버를 조작하게 되면, 제어유닛(170)은 시프트 구동모터(120)를 구동하여 시프트 작동을 수행한 후에, 솔레노이드 밸브(160)를 제어하여 셀렉트 실린더(140)가 작동되도록 하여, 셀렉트 작동을 수행하여 기어 변속이 이루어지도록 한다.
즉, 제어유닛(170)에 의해 시프트 구동모터(120)가 작동되면, 구동축(121)이 제어유닛(170)에 설정된 각도만큼 회전된다. 그러면, 이 구동축(121)에 결합되어 있는 컨트롤 핑거(110)가 회전되어 다수의 시프트 레일중 하나의 시프트 레일에 구비되는 포트의 시프트 러그와 걸림이 이루어져 시프트 작동이 완료된다.
이후에, 제어유닛(170)은 솔레노이드 밸브(160)를 제어하여 셀렉트 실린더(140)를 작동시킨다. 먼저, 솔레노이드 밸브(160)에서 제1위치(161)가 에어파이프에 연결되며, 셀렉트 실린더(140)에서 피스톤(141)이 제2실린더 하우징(143) 쪽으로 이동된다. 이때, 피스톤(141)에 커넥트 로드(130)에 의해 연결되는 컨트롤 핑거(110)가 시프트 러그에 걸림된 상태에서 구동축(121)에서 슬라이드 되면서 이동되는 것에 의해 기어 변속이 이루어진다.
그리고, 차량의 주행 중 정지시키거나 정차하기 위하여, 변속레버를 중립으로 조작하게 되면, 제어유닛(170)은 솔레노이드 밸브(160)를 제어하여, 셀렉트 실린더(140)가 작동되도록 하여 셀렉트 작동을 수행한 후에, 시프트 구동모터(120)를 구동하여 시프트 작동을 수행하여 변속기의 중립이 이루어지도록 한다.
상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터(100)는 변속레버의 조작시 시프트 구동모터(120)에 의해 시프트 작동이 이루어지고, 셀렉트 실린더(140)에 의해 셀렉트 작동이 이루어짐으로써, 종래와 같이, 비교적 정밀도가 요구되는 셀렉트 작동에 고가의 모터를 사용하지 않게 되므로, 제품의 원가를 절감할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 변속 액추에이터
110 : 컨트롤 핑거 111 : 결합부
112 : 걸림돌기부
120 : 시프트 구도모터 121 : 구동축
130 : 커넥트 로드
140 : 셀렉트 실린더 141 : 피스톤
141a : 결합홈 141b : 탄성부재
141c : 일측 141d : 타측
142 : 제1실린더 하우징 142a : 에어포트
143 : 제2실린더 하우징 143a : 에어포트
144 : 위치검출기구 144a : 마그네트
144b : 홀소자 145 : 가이드돌출부
150 : 에어공급부
160 : 솔레노이드 밸브 161 : 제1위치
162 : 제2위치 163 : 제3위치
170 : 제어유닛 180 : 위치설정부

Claims (7)

  1. 시프트 레일에 시프트포크와 함께 구비되는 시프트러그에 걸림되어 시프트 및 셀렉트 작동을 수행하는 컨트롤 핑거;
    컨트롤 핑거가 슬라이드 되도록 결합되는 구동축을 가지고, 컨트롤 핑거를 일정각도로 회전시키기 위한 시프트 구동모터;
    컨트롤 핑거에 커넥트 로드에 의해 연결되며, 변속시 컨트롤 핑거를 구동축에서 슬라이드 이동시키기 위한 셀렉트 실린더;
    셀렉트 실린더에 연결되며 압력공급부의 압력을 셀렉트 실린더로 전달되는 것을 차단하거나 연결하는 솔레노이드 밸브;
    운전자의 변속 조작에 의해 솔레노이드 밸브와 시프트 구동모터를 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
    셀렉트 실린더는, 컨트롤 핑거가 커넥트 로드에 의해 연결되는 피스톤;
    피스톤의 일단부가 끼워져 왕복 이동되도록 구성되는 제1실린더 하우징,
    피스톤의 타단부가 끼워져 왕복 이동되도록 구성되는 제2실린더 하우징;을 포함하되,
    피스톤에는 컨트롤 핑거에 연결되는 커넥트 로드의 단부가 끼워지는 결합홈이 형성되고, 결합홈에는 커넥트 로드의 단부를 위와 아래에서 각각 탄력 지지하기 위한 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    컨트롤 핑거는,
    구동축에 끼워져 구동축과 함께 회전되도록 결합되고, 구동축에서 슬라이드 되는 결합부;
    결합부에서 시프트 러그를 향해 돌출 형성되어, 시프트 러그에 걸림을 이루는 걸림돌기부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    셀렉트 실린더는,
    제1실린더 하우징과 제2실린더 하우징 중 어느 하나의 실린더 하우징과 피스톤 사이에 구비되며, 피스톤이 왕복 이동될 때 피스톤에 결합되어 있는 컨트롤 핑거의 위치를 검출하기 위한 위치검출기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터.
  6. 제5항에 있어서,
    위치검출기구는,
    제1실린더 하우징과 제2실린더 하우징 중 어느 하나의 실린더 하우징의 외주면에 구비되는 마그네트;
    피스톤에 구비되어 마그네트의 자력을 검출하기 위한 홀소자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터.
  7. 제1항에 있어서,
    피스톤에는,
    피스톤이 제1실린더 하우징이나 제2실린더 하우징 쪽으로 이동될 때, 가이드부가 제1실린더 하우징이나 제2실린더 하우징에 접촉되어, 피스톤의 이동을 제한하기 위한 가이드부가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 변속 액추에이터.
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