KR101601329B1

KR101601329B1 - 케이블타입 변속기어시프트

Info

Publication number: KR101601329B1
Application number: KR1020100123857A
Authority: KR
Inventors: 강석용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2016-03-08
Also published as: KR20120062555A

Abstract

본 발명의 케이블타입 변속기어시프트(Cable Type Transmission Gear Shift)에는 전원공급으로 특성이 변화되는 ER유체로 충진된 이동흡수댐퍼(30)를 셀렉트레버(3)쪽으로 구비한 셋보드(2)가 갖춰짐으로써, 셋보드(2)의 제한된 레이아웃으로 인해 시프트레버(3)와 셀렉트레버(5)가 종속적인 움직임을 갖더라도 ER유체의 특성변화를 이용한 시프트(Shift)방향이동의 차단으로 셀렉트(Select)조작성 및 조작감(Feeling)을 향상시키고, 러그(Lug)사이로 위치된 핑거(Finger)의 간섭(Stuck)현상을 방지해 변속레버(1)의 중립복원 불량을 발생시키지 않는 특징을 갖는다.

Description

케이블타입 변속기어시프트{Cable type Transmission Gear Shift}

본 발명은 케이블타입 변속기어시프트에 관한 것으로, 특히 시프트레버의 조작시점이 아닌 경우 시프트레버의 움직임을 흡수할 수 있는 케이블타입 변속기어시프트에 관한 것이다.

일반적으로 상용차량에 적용되는 케이블타입 변속기어시프트(Cable Type Transmission Gear Shift)는 시프트케이블(Shift Cable)과 셀렉트케이블(Select Cable)이 셋보드에 연결되고, 셋보드의 조작에 따라 상기 시프트케이블과 셀렉트케이블이 변속기의 시프트/셀렉트레버(Shift/Select Lever)를 작동시킬 수 있도록 구성된다.

이를 위해 상기 셋보드는 변속레버의 좌우방향 회전을 셀렉트케이블(Select Cable)의 병진운동으로, 변속레버의 전후방향 회전을 시프트케이블(Shift Cable)의 병진운동으로 변환할 수 있는 구조를 가지게 된다.

상기와 같이 셋보드를 이용한 케이블타입 변속기어시프트는 케이블(Cable)의 자유로운 병진운동이 제한되지 않는 최소의 굽힘반경만 유지해주면, 상기 케이블이 타부품 사이의 좁은 공간 사이를 통과하여 변속레버와 변속기를 연결할 수 있으므로 레이아웃(Layout)이 용이한 장점을 갖는다.

도 5(가),(나)는 종래에 따른 셋보드의 구성과 기구학적인 운동관계를 나타낸다.

도 5(가)와 같이, 셋보드(200)는 변속레버의 시프트와 셀렉트 움직임을 구현하는 시프트레버(201)와 셀렉트레버(202)를 갖추고, 상기 시프트레버(201)에는 시프트케이블(300)이 상기 셀렉트레버(202)에는 셀렉트케이블(400)이 각각 볼조인트로 연결되며, 상기 시프트케이블(300)과 셀렉트케이블(400)의 위치를 잡아주는 케이블브래킷(203)으로 구성되어진다.

이때, 시프트케이블(300)이 시프트레버(201)와 볼조인트 연결되는 볼조인트중심점(B)과 케이블브래킷(203)에 고정되는 케이블고정점(C)의 거리를 L이라 할 때, 변속레버의 회전중심점(A)은 상기 볼조인트중심점(B)쪽으로 더 근접된 위치에 형성되어진다.

상기 볼조인트중심점(B)과 회전중심점(A)의 거리는 a로 상기 회전중심점(A)과 케이블고정점(C)의 거리는 b로 각각 정의한다.

통상, 셋보드(200)는 시프트레버(201)와 셀렉트레버(202)의 움직임이 완전히 독립적으로 구현 즉, 변속레버를 셀렉트방향으로 조작할 때 시프트레버(201)를 조작하지 않는 움직임이 구현되어야 한다.

하지만, 시프트케이블(300)과 셀렉트케이블(400)의 레이아웃으로 인해 시프트레버(201)와 셀렉트레버(202)의 움직임이 완전히 독립적으로 구현되지 못하게 된다.

이는 도 5(나)를 통해 도식적으로 알 수 있는 바와 같이, 변속레버가 중립에서 셀렉트방향으로 조작되었을 때 길이변화Δ = L-L'(L' < L(=a+b))이 시프트 방향으로 발생되어진다.

상기와 같은 원치 않는 시프트레버의 길이변화는 변속기내 핑거의 원치 않는 움직임으로 나타나 변속조작을 어렵게 만드는 한 원인을 제공하게 된다.

도 6(가)내지 (다)는 종속적인 시프트레버와 셀렉트레버를 갖춘 셋보드로 인한 변속 조작불량 상태를 나타낸다.

도 6(가)와 같이 변속레버가 중립에서 셀렉트방향으로 조작될 때 시프트 방향으로 발생되는 길이변화Δ가 발생됨으로써 러그(600)사이에 위치된 핑거(500)에 시프트 방향으로 이동하려는 힘을 받게 되고, 이로 인해 핑거(500)는 도 6(나)와 같이 러그(600)로 인한 저항을 받아 셀렉트 조작성이 저해될 수밖에 없게 된다.

이러한 상태로 셀렉트 조작 후 변속레버를 놓으면 도 6(다)와 같이 시프트 이동으로 핑거(500)가 러그(600)사이에 끼는 간섭(Stuck)현상을 발생함으로써, 변속레버가 중립위치로 복원되지 않는 문제가 발생되어진다.

상기와 같은 변속문제는 볼조인트중심점(B)과 회전중심점(A)을 최대한 가깝게 하면 개선될 수 있지만, 이러한 구조는 셋보드(200)의 조작 효율성을 저하시키는 또 다른 문제를 발생시킬 수밖에 없게 된다.

즉, 셋보드(200)에서 시프트 조작 효율의 최대화를 위해서는 셋보드(200)의 시프트 조작 효율은 변속레버에 전달되는 힘이 수평방향의 분력에 의해 손실되지 않고 시프트케이블(300)에 전달되어야 최대화되므로, 이를 위해서는 볼조인트중심점(B)의 궤적을 시프트케이블(300)의 중심선과 직각이 되도록 해야 하므로 볼조인트중심점(B)과 회전중심점(A)의 근접거리에는 한계가 있을 수밖에 없게 된다.

또한, 차량의 레이아웃상 시프트케이블(300)과 셀렉트케이블(400)은 급격한 꺾임 방지를 위해 케이블고정점(C)에 일정한 각도를 갖는 것이 불가피하고, 이로 인해 볼조인트중심점(B)과 회전중심점(A)의 근접거리에는 한계가 있을 수밖에 없게 된다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 시프트레버(Shift Lever)와 셀렉트레버(Select Lever)의 종속적인 움직임을 ER유체의 특성변화를 이용해 완충해줌으로써, 셋보드의 제한된 레이아웃(Layout)을 감수한 상태에서 변속레버의 셀렉트(Select)조작시 원치 않는 시프트(Shift)방향의 이동 차단으로 셀렉트 조작성 및 조작감(Feeling)의 저하를 방지하고, 러그(Lug)사이로 위치된 핑거(Finger)의 간섭(Stuck)현상을 방지해 변속레버의 중립복원 불량을 발생시키지 않는 케이블타입 변속기어시프트를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 변속레버의 회전중심점에 대해 볼조인트중심점이 시프트레버에 형성되고, 케이블고정점이 시프트케이블을 고정한 케이블브래킷에 형성되어진 셋보드를 갖춘 케이블타입 변속기어시프트에 있어서,

상기 시프트레버에는 변속레버의 셀렉트조작시 상기 볼조인트중심점을 자유롭게 움직여 원치 않는 시프트 방향의 이동을 완충하고, 변속레버의 위치변화로 통전된 전원으로 상기 볼조인트중심점을 상기 시프트케이블의 축선에 일치시켜 시프트 조작력을 상기 시프트케이블로 온전히 전달시켜주는 이동흡수댐퍼가 포함되어진 것을 특징으로 한다.

상기 이동흡수댐퍼는 상기 시프트레버에 뚫린 이동홈과 연결되어진 완충채널로 충진된 작동매체와, 상기 이동홈으로 위치되고 양쪽부위를 상기 완충채널로 삽입해 상기 시프트케이블의 볼조인트중심점을 좌우양쪽으로 이동시켜주는 피스톤과, 상기 작동매체에서 변속레버의 레버볼조인트로 이어져 변속레버의 조작위치로 배터리의 전원을 상기 작동매체로 인가 또는 단전시키는 전원공급기로 구성되어진다.

상기 완충채널은 상기 이동홈의 양쪽에 연통되고 상기 이동홈의 둘레를 에워싸는 구조로 이루어진다.

상기 작동매체는 전기유변유체로 이루어진다.

상기 피스톤이 끼워진 상기 완충채널의 입구부위에는 기밀유지를 위해 오링이 끼워지게 된다.

상기 전원공급기는 상기 작동매체에서 변속레버의 레버볼조인트로 이어진 통전와이어와, 상기 레버볼조인트를 수용한 내면으로 구비되어 상기 통전와이어의 접촉으로 배터리 전원을 연결시켜주는 전극단자로 구성되어진다.

상기 전극단자는 상기 통전와이어를 기준으로 좌우양쪽에서 간격을 둔 한쌍으로 구성되고, 셀렉트 조작시 볼조인트의 운동방향으로 배열되어진다.

이러한 본 발명은 셋보드의 제한된 레이아웃으로 인해 시프트레버와 셀렉트레버의 움직임이 종속적이더라도 ER유체의 특성변화를 이용한 시프트(Shift)방향의 이동차단으로 셀렉트(Select)조작성 및 조작감(Feeling)을 향상시키고, 러그(Lug)사이로 위치된 핑거(Finger)의 간섭(Stuck)현상을 방지해 변속레버(1)의 중립복원 불량을 발생시키지 않는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 이동흡수댐퍼를 갖춘 셋보드로 이루어진 케이블타입 변속기어시프트의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 셋보드의 세부구성도이며, 도 3(가),(나)는 본 발명에 따른 이동흡수댐퍼의 세부구성도이고, 도 4(가),(나)는 본 발명에 따른 독립적인 시프트레버와 셀렉트레버를 갖춘 셋보드의 작동도이며, 도 5(가),(나)는 종래에 따른 셋보드의 구성도이고, 도 6(가)내지 (다)는 종래의 종속적인 시프트레버와 셀렉트레버를 갖춘 셋보드로 인한 변속 조작불량 상태도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 이동흡수댐퍼를 갖춘 셋보드로 이루어진 케이블타입 변속기어시프트의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 케이블타입 변속기어시프트(Cable Type Transmission Gear Shift)에는 이동흡수댐퍼(30)를 갖춘 셋보드(2)를 구비함으로써, 시프트레버(3)와 셀렉트레버(5)가 독립적인 움직임을 구현해 중립에서 셀렉트방향으로 변속레버(1)조작시 시프트 방향으로 길이 변화를 발생시키지 않게 된다.

이를 위해 상기 셋보드(2)는 변속레버(1)의 레버볼조인트(1a)를 결합한 케이블브래킷(7)과, 상기 변속레버(1)에 연결되고 변속레버(1)의 레버볼조인트(1a)를 회전중심점(A)으로 하는 시프트레버(3)와, 상기 시프트레버(3)에 구비되어 변속레버(1)의 셀렉트방향 조작시 시프트 방향으로 길이 변화를 발생시키지 않게 작용되는 이동흡수댐퍼(30)와, 상기 케이블브래킷(7)에 결합된 셀렉트레버(5)와, 상기 시프트레버(3)에 연결점을 볼조인트중심점(B)으로 하고 상기 케이블브래킷(7)의 지지점을 케이블고정점(C)으로 하는 시프트케이블(10)과, 상기 셀렉트레버(5)에 연결되고 상기 케이블브래킷(7)로 지지되는 셀렉트케이블(20)로 구성되어진다.

상기 변속레버(1)의 레버볼조인트(1a)는 케이블브래킷(7)에 결합되는 별도의 볼조인트 하우징을 이용해 지지 될 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 셋보드(2)는 도 2와 같이, 변속레버의 회전중심점(A)에 대해 볼조인트중심점(B)가 시프트레버(3)에 형성되고, 케이블고정점(C)이 시프트케이블(10)을 고정한 케이블브래킷(7)에 형성되어진다.

이때, 상기 볼조인트중심점(B)과 회전중심점(A)의 거리는 La이고 상기 볼조인트중심점(B)과 케이블고정점(C)의 거리는 Lb이며, 상기 회전중심점(A)은 상기 볼조인트중심점(B)쪽으로 더 근접된 위치에 형성되어진다.

도 3(가)는 본 실시예에 따른 이동흡수댐퍼의 세부구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 이동흡수댐퍼(30)는 시프트레버(3)에 뚫린 이동홈(3a)과 연결되어진 완충채널(3b)로 충진된 작동매체(31)와, 상기 이동홈(3a)으로 위치되고 양쪽부위를 상기 완충채널(3b)로 삽입해 시프트케이블(10)의 볼조인트중심점(B)을 좌우양쪽으로 이동시켜주는 피스톤(32)과, 상기 작동매체(31)에서 변속레버(1)의 레버볼조인트(1a)로 이어져 변속레버(1)의 조작위치로 배터리(35)의 전원을 상기 작동매체(31)로 인가 또는 단전시키는 전원공급기로 구성되어진다.

상기 이동홈(3a)은 시프트레버(3)에 뚫려 개구되고, 상기 완충채널(3b)은 이동홈(3a)의 양쪽에 연통되고 이동홈(3a)의 둘레를 에워싸는 구조로 이루어진다.

상기 작동매체(31)는 전기유변유체인 ER(Electrorheological)유체를 적용함으로써, 전원이 미인가된 ER유체가 피스톤(32)의 자유로운 병진운동을 허용해 원치않는 시프트 방향의 변위를 완충시키고, 전원이 인가된 ER유체가 점성강화로 피스톤(32)의 고정으로 시프트 조작력을 온전히 전달시켜주게 된다.

상기 ER유체는 일반적으로 절연성의 유체에 분극성이 강한 미립자가 분산된 현탁액(suspension)으로서 외부에서 강한 전기장이 인가되면 그 유변학적 역학적 특성이 변하는 유체이다.

상기 피스톤(32)은 시프트케이블(10)과 결합되어 볼조인트중심점(B)을 이루는 조인트바디(32a)와, 상기 조인트바디(32a)의 좌우양쪽으로 돌출되어 이동홈(3a)에 연통된 완충채널(3b)로 삽입되어진 좌·우연장보스(32b,32c)로 구성되어진다.

상기와 같이 피스톤(32)이 좌우양쪽으로 돌출된 좌·우연장보스(32b,32c)로 완충채널(3b)에 결합됨으로써, 피스톤(32)은 작동매체(31)의 전원 미인가시 자유로운 병진운동으로 볼조인트중심점(B)을 이동해 원치않는 시프트 방향의 변위를 완충시키고, 작동매체(31)의 전원 인가시 피스톤(32)의 고정으로 시프트 조작력을 온전히 전달시켜주는 작용을 하게 된다.

상기 피스톤(32)의 좌·우연장보스(32b,32c)가 삽입되는 완충채널(3b)의 입구부위에는 기밀유지를 위해 오링이 끼워지게 된다.

도 3(나)는 본 실시예에 따른 이동흡수댐퍼의 전원공급기를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 전원공급기는 이동흡수댐퍼(30)를 구성하는 작동매체(31)에서 변속레버(1)의 레버볼조인트(1a)로 이어진 통전와이어(33)와, 상기 변속레버(1)의 레버볼조인트(1a)를 수용한 내면으로 구비된 전극단자(34)와, 상기 전극단자(34)에 연결된 배터리(35)로 구성되어진다.

상기 전극단자(34)는 통전와이어(33)를 기준으로 좌우양쪽에서 간격(G)을 둔 한쌍으로 구성되며, 변속레버(1)의 레버볼조인트(1a)부위를 약 90도 범위로 감싸는 크기로 형성되어진다.

상기 전극단자(34)는 셀렉트 조작시 볼조인트의 운동방향을 Y라 하고 시프트 조작시 볼조인트의 운동방향을 X라 할 때 Y 방향으로 배열되어진다.

도 4는 본 실시예에 따른 독립적인 시프트레버와 셀렉트레버를 갖춘 셋보드의 작동상태를 나타낸다.

도 4(가)는 변속레버(1)에 형성된 통전와이어(33)가 한쌍의 전극단자(34)사이로 위치됨으로써, 이동흡수댐퍼(30)로 배터리(35)의 전원이 인가되지 않은 상태이다.

이로 인해 배터리(35)의 전원이 미인가된 작동매체(31)인 ER유체는 특성변화가 없고, 피스톤(32)은 완충채널(3b)로 끼워진 상태에서 작동매체(31)로 구속되지 않은 좌·우연장보스(32b,32c)의 움직임으로 자유로운 병진운동이 가능하게 된다.

이에 따라, 본 실시예와 같이 완전히 독립적이지 못한 움직임을 갖는 시프트레버(3)와 셀렉트레버(5)에서도 자유롭게 병진운동하는 피스톤(32)을 따라 볼조인트중심점(B)도 함께 이동됨으로써, 상기 볼조인트중심점(B)의 변위를 통해 시프트케이블(10)의 원치 않는 시프트 방향 변위를 완충시킬 수 있게 된다.

즉, 도 5(나)와 같이 변속레버가 중립에서 셀렉트방향으로 조작되었을 때 길이변화Δ = L-L'(L' < L(=a+b))이 시프트 방향으로 발생되지만, 본 실시예에서는 상기와 같은 길이변화Δ 이 피스톤(32)을 따르는 볼조인트중심점(B)의 자유로운 변위를 통해 완충될 수 있게 된다,

그러므로, 본 실시예에서는 시프트 방향으로 길이변화Δ 이 발생될 때 도 6(가)내지 (다)에서 설명된 종속적인 시프트레버와 셀렉트레버를 갖춘 셋보드로 인한 변속 조작불량 상태가 발생되지 않게 된다.

도 4(나)는 변속레버(1)에 형성된 통전와이어(33)가 한쌍의 전극단자(34)중 한쪽에 접촉되어 이동흡수댐퍼(30)로 배터리(35)의 전원이 인가된 상태이다.

이로 인해 배터리(35)의 전원이 인가된 작동매체(31)인 ER유체는 특성변화가 일어나고, 피스톤(32)은 완충채널(3b)로 끼워진 상태에서 작동매체(31)로 구속되어진 좌·우연장보스(32b,32c)로 인해 움직임이 불가능하게 된다.

이러한 상태가 되면, 상기 피스톤(32)에 형성된 볼조인트중심점(B)이 시프트케이블(10)의 센터라인(Ka)과 일치됨으로써 시프트 조작력이 시프트케이블(10)로 온전히 전달될 수 있게 된다

상기와 같이 본 실시예에 따른 셋보드(2)는 전원공급으로 특성이 변화되는 ER유체로 충진된 이동흡수댐퍼(30)가 갖춰짐으로써, 셋보드(2)의 제한된 레이아웃으로 인한 시프트레버(3)와 셀렉트레버(5)의 종속적인 움직임을 갖더라도 ER유체의 특성변화를 이용한 시프트(Shift)방향이동의 차단으로 셀렉트(Select)조작성 및 조작감(Feeling)을 향상시키고, 러그(Lug)사이로 위치된 핑거(Finger)의 간섭(Stuck)현상을 방지해 변속레버(1)의 중립복원 불량을 발생시키지 않게 된다.

1 : 변속레버 1a : 레버볼조인트
2 : 셋보드 3 : 시프트레버
3a : 이동홈 3b : 완충채널
5 : 셀렉트레버 7 : 케이블브래킷
10 : 시프트케이블 20 : 셀렉트케이블
30 : 이동흡수댐퍼 31 : 작동매체
32 : 피스톤 32a : 조인트바디
32b,32c : 좌·우연장보스
33 : 통전와이어 34 : 전극단자
35 : 배터리

Claims

변속레버의 회전중심점에 대해 볼조인트중심점이 시프트레버에 형성되고, 케이블고정점이 시프트케이블을 고정한 케이블브래킷에 형성되어진 셋보드를 갖춘 케이블타입 변속기어시프트에 있어서,
상기 시프트레버에는 변속레버의 셀렉트조작시 상기 볼조인트중심점을 자유롭게 움직여 원치 않는 시프트 방향의 이동을 완충하고, 변속레버의 위치변화로 통전된 전원으로 상기 볼조인트중심점을 상기 시프트케이블의 축선에 일치시켜 시프트 조작력을 상기 시프트케이블로 온전히 전달시켜주는 이동흡수댐퍼가 포함되어진 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.
청구항 1에 있어서, 상기 이동흡수댐퍼는 상기 시프트레버에 뚫린 이동홈과 연결되어진 완충채널로 충진된 작동매체와, 상기 이동홈으로 위치되고 양쪽부위를 상기 완충채널로 삽입해 상기 시프트케이블의 볼조인트중심점을 좌우양쪽으로 이동시켜주는 피스톤과, 상기 작동매체에서 변속레버의 레버볼조인트로 이어져 변속레버의 조작위치로 배터리의 전원을 상기 작동매체로 인가 또는 단전시키는 전원공급기로 구성되어진 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.
청구항 2에 있어서, 상기 완충채널은 상기 이동홈의 양쪽에 연통되고 상기 이동홈의 둘레를 에워싸는 구조인 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.
청구항 2에 있어서, 상기 작동매체는 전기유변유체인 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.
청구항 2에 있어서, 상기 피스톤이 끼워진 상기 완충채널의 입구부위에는 기밀유지를 위해 오링이 끼워지는 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.
청구항 2에 있어서, 상기 전원공급기는 상기 작동매체에서 변속레버의 레버볼조인트로 이어진 통전와이어와, 상기 레버볼조인트를 수용한 내면으로 구비되어 상기 통전와이어의 접촉으로 배터리 전원을 연결시켜주는 전극단자로 구성되어진 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.
청구항 6에 있어서, 상기 전극단자는 상기 통전와이어를 기준으로 좌우양쪽에서 간격을 둔 한쌍으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.
청구항 7에 있어서, 상기 전극단자는 셀렉트 조작시 볼조인트의 운동방향으로 배열되어진 것을 특징으로 하는 케이블타입 변속기어시프트.