KR101806709B1 - 수동 변속기의 변속 조작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀렉트 레버에 의한 컨트롤 샤프트의 축방향 변위시 시프트 레버와의 연동관계를 단절시키고 시프트 레버의 회전방향 변위에 한정하여 컨트롤 샤프트의 연동회전을 허용하는 구조로 설계 변경함으로써 변속중 셀렉트 조작시 컨트롤 샤프트의 축방향 변위에 따른 시프트 레버의 축방향 변위를 발생하지 않게 하여 변속감을 향상시킬 수 있는 수동 변속기의 변속 조작장치를 개시한다.
전술한 수동 변속기의 변속 조작장치는 케이싱(10)에 대해 축방향 변위와 회전방향 변위가 가능하게 설치되는 컨트롤 샤프트(12), 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 변위를 조절하도록 설치되는 셀렉트 레버(14), 상기 컨트롤 샤프트(12)의 회전방향 변위를 조절하도록 설치되는 시프트 레버(16), 및 상기 컨트롤 샤프트(12)의 회전방향 변위에 한해 상기 시프트 레버(16)에 회전방향으로 작용력을 전달하는 1축 구속부를 구비한다.

Description

수동 변속기의 변속 조작장치{Shift control apparatus for manual transmission}

본 발명은 수동 변속기의 변속 조작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시프트 레버와 컨트롤 샤프트 사이의 결합 구조에 대한 설계 변경을 통해 변속감을 개선할 수 있는 수동 변속기의 변속 조작장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기는 엔진으로부터 제공되는 동력을 차량의 주행 상태의 변화에 따라 다단의 변속비로 출력하여 구동축으로 전달하는 기능을 수행한다. 이를 위해 수동 변속기는 엔진 동력을 전달받는 입력축과, 상기 입력축과 다단의 변속단 기어를 매개로 동기 치합되는 출력축, 상기 변속단 기어를 입력축 또는 출력축에 대해 동기시키는 싱크로 기구, 및 운전자에 의한 변속 조작으로부터 상기 싱크로 기구를 작동시켜 주는 변속 조작장치(컨트롤 기구) 등을 포함하여 구성된다.

종래, 수동 변속기의 변속 조작장치는 도 6에 도시된 바와 같이 컨트롤 샤프트(1), 상기 컨트롤 샤프트(1)의 축방향 변위조절을 위한 셀렉트 레버(3), 및 상기 컨트롤 샤프트(1)의 회전방향 변위조절을 위한 시프트 레버(5)를 포함한다.

이 경우, 상기 셀렉트 레버(3)는 컨트롤 샤프트(1)의 축방향 변위조절을 위해 중간부위가 힌지(H) 결합으로 회전 가능하게 설치되고, 상기 시프트 레버(5)는 컨트롤 샤프트(1)의 회전방향 변위조절을 위해 중간부위가 힌지(H) 결합으로 회전 가능하게 설치된다.

또한, 상기 셀렉트 레버(3)와 시프트 레버(5)는 각각 셀렉트 케이블(7)과 시프트 케이블(9)에 연결되고, 각각의 케이블(7, 9)은 보호용 튜브(11, 13)에 개별적으로 내장된 상태에서 차체 또는 변속기 케이스측에 고정되는 단일의 마운팅 브라켓(15)에 의해 같은 위치에서 함께 지지되는 구조로 설치된다. 즉, 상기 셀렉트 케이블(7)과 시프트 케이블(9)은 각각 마운팅 브라켓(15)에 의해 위치가 고정되는 보호용 튜브(11, 13)의 내부에서 셀렉트 조작이나 시프트 조작에 의해 장력을 받아 당겨지도록 구성된다.

그런데 상기와 같은 종래 수동 변속기의 변속 조작장치에서는 셀렉트 조작시 도 7에 도시된 바와 같이 시프트 케이블(9)의 설치각도가 수평인 최초 상태에서 소정의 각도(A)로 경사지게 되는 변화가 수반된다. 이는 셀렉트 조작시 상기 셀렉트 케이블(7)을 통해 전달되는 장력에 의해 셀렉트 레버(3)가 회전할 경우, 상기 컨트롤 샤프트(1)의 축방향 이동이 수반되고, 이 과정에서 상기 시프트 레버(5)도 컨트롤 샤프트(1)와 함께 축방향으로 이동하는 반면, 상기 케이블(7, 9)을 내장하는 보호용 튜브(11, 13)는 마운팅 브라켓(15)에 의해 지지되기 때문에 기인하는 것이다.

이 결과, 종래 수동 변속기의 변속 조작장치에서는 셀렉트 조작시 상기 시프트 케이블(9)의 설치각도가 최초 설치된 상태보다 소정의 각도로 경사지게 되므로, 시프트 케이블(9)에는 설치각도의 변화에 의한 굽힘응력이 작용하게 되고, 이러한 시프트 케이블(9)의 설치각도 변화는 시프트 조작시 정상상태에 비해 걸림감과 같은 이상 느낌을 부여하여 변속감을 저해하는 문제로 귀결된다.

대한민국 공개특허 제2002-0085642호의 수동변속기용 변속조작기구

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 셀렉트 레버에 의한 컨트롤 샤프트의 축방향 변위시 시프트 레버와의 연동관계를 단절시키고 시프트 레버의 회전방향 변위에 한정하여 컨트롤 샤프트의 연동회전을 허용하는 구조로 설계 변경함으로써 변속중 셀렉트 조작시 컨트롤 샤프트의 축방향 변위에 따른 시프트 레버의 축방향 변위를 발생하지 않게 하고, 이를 통해 시프트 케이블의 설치각도를 최초 상태 그대로 유지할 수 있게 하여 변속감의 향상을 도모하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 케이싱에 대해 축방향 변위와 회전방향 변위가 가능하게 설치되는 컨트롤 샤프트, 상기 컨트롤 샤프트의 축방향 변위를 조절하도록 설치되는 셀렉트 레버, 상기 컨트롤 샤프트의 회전방향 변위를 조절하도록 설치되는 시프트 레버, 및 상기 컨트롤 샤프트의 회전방향 변위에 한해 상기 시프트 레버에 회전방향으로 작용력을 전달하는 1축 구속부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 1축 구속부는 상기 컨트롤 샤프트의 외주면에 결합되는 힌지몸체부, 상기 힌지몸체부에서 상기 컨트롤 샤프트의 축방향으로 형성되는 슬롯, 상기 슬롯을 통해 상기 컨트롤 샤프트와 결합되는 체결핀, 및 상기 컨트롤 샤프트의 축방향 변위와 무관하게 상기 힌지몸체부를 상기 케이싱을 향해 가압하도록 설치되는 리턴 스프링을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 슬롯의 중심축선과 상기 체결핀의 중심축선은 오프셋되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 체결핀에 설치되어 상기 슬롯의 양측 내주면 중 어느 하나의 내주면과 접촉하는 구름부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 리턴 스프링은 상기 컨트롤 샤프트의 걸림 플랜지부와 상기 시프트 레버의 힌지몸체부 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수동 변속기의 변속 조작장치는 시프트 레버의 일단부에 슬롯을 형성하고 이 슬롯을 통해 컨트롤 샤프트와 체결핀을 매개로 결합되는 구조임에 따라, 셀렉트 조작에 따른 컨트롤 샤프트의 축방향 변위시 시프트 레버는 축방향으로 변위하지 않고 최초 수평상태를 유지할 수 있으므로 변속감의 저하를 방지할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 셀렉트 레버에 의한 컨트롤 샤프트의 축방향 변위시 시프트 레버와의 연동관계를 단절시키는 대신, 시프트 레버의 회전방향 변위에 한정하여 컨트롤 샤프트의 연동회전을 허용할 수 있으므로, 변속중 셀렉트 조작시 컨트롤 샤프트의 축방향 변위에 따른 시프트 레버의 축방향 변위가 발생하지 않게 되고, 이에 따라 변속중 시프트 케이블의 설치각도는 최초의 수평상태로 유지할 수 있으므로 시프트 케이블의 설치각도 변화에 의한 변속감의 저하를 보다 적극적으로 예방할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 변속 조작장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 변속 조작장치를 도시한 측단면도이다.
도 3의 (a)와 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 변속 조작장치에서 셀렉트 조작시 동작관계를 도시한 정면도와 측면도이다.
도 4는 도 3의 주요부위만을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 변속 조작장치에서 셀렉트 조작시 시프트 케이블의 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 종래 수동 변속기의 변속 조작장치에 대한 구성을 도시한 사시도이다.
도 7은 종래 수동 변속기의 변속 조작장치에서 셀렉트 조작시 시프트 케이블의 설치각도 변화를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1과 도 2를 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 수동 변속기의 변속 조작장치는 케이싱(10)에 삽입되어 축방향 변위와 회전방향 변위가 자유롭게 설치되는 컨트롤 샤프트(12), 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 변위조절을 위해 설치되는 셀렉트 레버(14), 상기 컨트롤 샤프트(12)의 회전방향 변위조절을 위해 설치되는 시프트 레버(16), 및 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 변위에 무관하게 시프트 레버(16)의 위치를 유지하고 회전방향 변위에 한해 시프트 레버(16)에 회전방향 작용력을 전달하는 1축 구속부를 포함하여 구성된다.

상기 케이싱(10)은 변속기 하우징(미도시)에 고정되고 상기 컨트롤 샤프트(12)를 중앙에 삽입하는 관통구멍(10a)을 구비한다. 상기 컨트롤 샤프트(12)는 상기 관통구멍(10a)에 삽입되어 변속중 셀렉트 조작시 축방향으로 이동하게 되고, 시프트 조작시 회전방향으로 회전하게 된다. 또한, 상기 컨트롤 샤프트(12)는 자유단부에 상기 셀렉트 레버(14)의 일측 자유단부에 위치한 돌출단부(14a)와의 연동구조를 위한 걸림 플랜지부(12a)를 일체로 형성한다. 또한, 상기 컨트롤 샤프트(12)는 타측 자유단부에 변속 레인지별 구비되는 시프트 레일측 시프트 러그와 개별적으로 맞물릴수 있는 컨트롤 핑거(이상 미도시)를 구비한다.

도 1과 도 2 및 도 3을 참조로 하면, 상기 셀렉트 레버(14)는 대략 중앙부위의 힌지(H) 지점을 매개로 선회 가능하게 구성되고, 상기 컨트롤 샤프트(12)와의 연동부위에 해당하는 돌출단부(14a)와 반대되는 자유단부에 셀렉트 케이블(20; 도 3에 도시)과의 연결을 위한 셀렉트 케이블 결합부(14b)를 구비한다.

상기 시프트 레버(16)는 상기 컨트롤 샤프트(12)의 외주면에 조립되어 힌지지점을 설정하는 중공형 보스형태의 힌지몸체부(16a), 상기 힌지몸체부(16a)로부터 일체로 연장되고 시프트 케이블(22; 도 5에 도시)과의 연결을 위한 시프트 케이블 결합부(16b)를 구비한다. 또한, 상기 시프트 레버(16)는 힌지몸체부(16a)에 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향을 따라 길게 형성되는 슬롯(16c)을 구비하고, 상기 슬롯(16c)을 통해 체결핀(24)이 삽입되어 상기 컨트롤 샤프트(12)와 결합된다. 즉, 상기 체결핀(24)은 컨트롤 샤프트(12)를 관통한 상태에서 상기 슬롯(16c)에 이르기까지 길게 연장되어 상기 시프트 레버(16)의 힌지몸체부(16a)와 연동 가능하게 결합된다.

또한, 상기 컨트롤 샤프트(12)의 걸림 플랜지부(12a)와 상기 시프트 레버(16)의 힌지몸체부(16a) 사이에는 리턴 스프링(26)이 설치되어 있어, 상기 리턴 스프링(26)은 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 변위시에도 상기 시프트 레버(16)의 힌지몸체부(16a)에 탄성력을 제공하여 시프트 레버(16)의 축방향 위치를 그대로 유지할 수 있게 한다.

상기 1축 구속부는 상기 시프트 레버(16)의 힌지몸체부(16a)에 형성되는 슬롯(16c), 상기 슬롯(16c)을 통해 삽입되어 상기 컨트롤 샤프트(12)와 결합되는 체결핀(24), 및 상기 컨트롤 샤프트(12)의 걸림 플랜지부(12a)와 상기 시프트 레버(16)의 힌지몸체부(16a) 사이에 설치되는 리턴 스프링(26)을 포함하여 구성된다.

또한, 도 2와 도 4를 참조로 하면, 상기 1축 구속부에 있어, 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향을 향한 상기 슬롯(16c)의 중심축선(X1)과 상기 체결핀(24)의 중심축선(X2)은 각각 오프셋되도록 설정되고, 상기 체결핀(24)에는 상기 슬롯(16c)의 대향하는 양측 내주면 중 어느 하나의 내주면과 선택적으로 미끄럼 접촉하는 구름부재(28)가 설치된다. 이 경우, 상기 구름부재(28)는 베어링이나 메탈 부쉬 등 저마찰을 위한 기계요소라면 어느 것이나 무방할 것이다.

따라서 변속의 과정에서 셀렉트 조작시 상기 셀렉트 케이블(20)에 가해지는 장력에 의해 상기 셀렉트 레버(14)는 힌지(H) 부위를 중심으로 선회하게 되면, 상기 컨트롤 샤프트(12)의 걸림 플랜지부(12a)는 상기 셀렉트 레버(14)의 돌출단부(14a)에 가해지 작용력에 의해 축방향으로 이동하게 됨으로써, 해당하는 변속단의 시프트 레일에 구비된 시프트 러그와 컨트롤 핑거 사이의 선택적인 맞물림이 유도될 수 있게 된다.

이 과정에서 상기 시프트 레버(16)는 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 이동에 따른 상기 체결핀(24)의 위치변화와 무관하게 최초 위치를 유지할 수 있게 되는데, 이는 상기 힌지몸체부(16a)에 형성된 슬롯(16c)을 따라 상기 체결핀(24)의 이동이 자유롭기 때문에 가능한 것이다. 또한, 이와 같은 시프트 레버(16)의 위치 고정은 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 이동에도 불구하고 상기 걸림 플랜지부(12a)와 힌지몸체부(16a) 사이에 설치되는 리턴 스프링(26)의 탄성력에 의해 상기 힌지몸체부(16a)가 가압받기 때문에 가능한 것이다.

또한, 상기와 같은 일련의 과정에서 상기 체결핀(24)에 설치되는 구름부재(28)는 상기 슬롯(16c)의 양측 내주면 중에서 어느 하나의 내주면에 한정하여 접촉하게 됨으로써 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 이동을 보다 부드럽게 유도할 수 있게 된다.

즉, 상기 슬롯(16c)의 중심축선(X1)과 상기 체결핀(24)의 중심축선(X2) 사이의 오프셋 설정에 의해 상기 구름부재(28)는 상기 힌지몸체부(16a)의 슬롯(16c)에 형성되는 양측 내주면 중에서 어느 하나의 내주면에 국한하여 미끄럼 접촉하게 되므로, 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 변위에도 불구하고, 상기 시프트 레버(16)의 힌지몸체부(16a)의 축방향 위치는 변화하지 않게 되고, 이를 통해 도 5에 도시된 바와 같이 상기 시프트 레버(16)의 시프트 케이블 결합부(16b)에 연결되는 시프트 케이블(22)은 최초 설치상태와 동일하게 수평한 상태를 유지할 수 있게 된다. 즉, 상기 시프트 케이블(22)은 마운팅 브라켓(30)에 의해 지지되는 부위와 상기 시프트 레버(16)의 시프트 케이블 결합부(16b)와의 사이에서 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 변위와 무관하게 수평한 상태를 유지할 수 있게 된다.

이어 시프트 조작이 이루어지면, 상기 시프트 케이블(22)에 가해지는 장력에 의해 상기 시프트 레버(16)는 힌지몸체부(16a)를 중심으로 회전하게 되고, 이와 동시에 상기 힌지몸체부(16a)의 슬롯(16c)에 결합된 체결핀(24)에 의해 상기 컨트롤 샤프트(12)의 회전이 종속적으로 수반됨으로써 변속이 이루어질 수 있게 된다. 이 과정에서 상기 시프트 케이블(22)은 셀렉트 레버(14)의 회전에 따른 상기 컨트롤 샤프트(12)의 축방향 변위와 무관하게 수평한 상태를 유지하게 되므로, 시프트 조작시 걸림감과 같은 변속감의 이상 현상은 발생하지 않게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-케이싱 12-컨트롤 샤프트
14-셀렉트 레버 14a-돌출단부
14b-셀렉트 케이블 결합부
16-시프트 레버 16a-힌지몸체부
16b-시프트 케이블 결합부 16c-슬롯
20-셀렉트 케이블 22-시프트 케이블
24-체결핀 26-리턴 스프링
28-구름부재 30-마운팅 브라켓

Claims (5)

1. 케이싱에 대해 축방향 변위와 회전방향 변위가 가능하게 설치되는 컨트롤 샤프트;
   상기 컨트롤 샤프트의 축방향 변위를 조절하도록 설치되는 셀렉트 레버;
   상기 컨트롤 샤프트의 회전방향 변위를 조절하도록 설치되는 시프트 레버; 및
   상기 컨트롤 샤프트의 회전방향 변위에 한해 상기 시프트 레버에 회전방향으로 작용력을 전달하는 1축 구속부를 포함하고,
   상기 1축 구속부는 상기 컨트롤 샤프트의 외주면에 결합되는 힌지몸체부, 상기 힌지몸체부에서 상기 컨트롤 샤프트의 축방향으로 형성되는 슬롯, 상기 슬롯을 통해 상기 컨트롤 샤프트와 결합되는 체결핀, 및 상기 컨트롤 샤프트의 축방향 변위와 무관하게 상기 힌지몸체부를 상기 케이싱을 향해 가압하도록 설치되는 리턴 스프링을 구비하며, 상기 슬롯의 중심축선과 상기 체결핀의 중심축선은 오프셋되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 변속 조작장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결핀에 설치되어 상기 슬롯의 양측 내주면 중 어느 하나의 내주면과 접촉하는 구름부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 변속 조작장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 리턴 스프링은 상기 컨트롤 샤프트의 걸림 플랜지부와 상기 시프트 레버의 힌지몸체부 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 변속 조작장치.
   

Images