KR101943740B1 - 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동화 수동변속기용 공압식 액추에이터의 시프트실린더를 강제로 작동시켜 변속중립위치로 복귀시키는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 관한 것으로, 시프트실린더의 내부로 외부공기를 강제로 주입시키는 공기주입유로, 및 공기주입유로를 개폐하는 밸브조립체를 포함하여, 자동화 수동변속기의 중립이 요구되는 경우 간편하게 중립 복귀시킬 수 있게 된다.

Description

자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치{ NEUTRAL RETURNING DEVICE FOR AUTOMATED MANUAL TRANSMISSION }
본 발명은 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동화 수동변속기에서 기어 중립이 필요한 경우 중립위치로의 작동을 강제하는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 변속기는 운전자가 수동으로 변속을 수행하는 수동변속기와 주행 상태에 따라 자동으로 변속을 수행하는 자동변속기로 크게 구분하고 있다. 수동변속기는 초보 운전자가 조작하기 어렵고 시내 주행이나 교통 정체시 운전 피로감이 많은 문제점이 있으나 연비가 좋고 운전자가 원하는 가속 성능을 발휘할 수 있는 이점이 있다.
자동화 수동변속기(AMT: Automated Manual Transmission)는 수동변속기의 변속 기구를 자동화하여 자동변속기 기능을 구현하는 장치로, 수동변속기가 지니고 있는 연비의 장점을 그대로 살리면서 자동 변속기의 편리성 모두를 갖추고 있다. 자동화 수동변속기는 자동변속을 위한 기어 액츄에이터를 구비하고 있다. 기어 액츄에이터는 공압식이나 유압식, 전동식 등 다양하게 개발되어 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 자동화 수동변속기의 공압식 액추에이터(10)는 각 단 기어 변속 조작력을 일으키는 시프트실린더(11)와 기어 선택을 위한 셀렉트 실린더, 변속기 구조에 따라 추가적인 여러 개의 실린더와 실린더 작동을 위한 밸브로 구성되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 자동화 수동변속기용 공압식 액추에이터의 공압 실린더(11)는 2위치 제어 또는 3위치 제어 실린더를 적용하며 일반적으로 실린더 작동을 제어하는 밸브조립체로부터 공압을 공급받거나 배기하는 흡배기구가 각각 2개씩 있는 구조이다. 공압 실린더 내부의 공기는 각 실린더의 배기유로(12)를 통해 배출된다.
여기서, 공압을 이용하여 자동변속을 수행하는 대형 상용차용 자동화 수동변속기는 변속기 제어기의 신호를 받아 변속 장치를 작동시키므로 차량의 정상 시동이 어려운 상태에서는 기어를 수동으로 중립에 위치시킬 수 없어 변속기 중립이 필요한 상황에서는 여러 가지 불편함을 초래한다.
이와 같이 변속기의 중립이 필요한 경우로는 변속기를 차량에 조립하기 위해 엔진에 장착하는 경우가 있다. 엔진의 동력은 엔진 플라이휠에 조립되어 있는 클러치 커버 내부의 클러치 디스크의 내경에 생성되어 있는 스플라인과 변속기의 입력축 외경에 생성되어 있는 스플라인의 결합에 의해 전달되므로 엔진에 변속기를 조립하기 위해서는 엔진에 조립되어 있는 클러치 디스크 내경 스플라인과 변속기 입력축 외경 스플라인의 방향을 맞추어야 하며, 이를 위해 수동변속기에서는 변속기의 레버를 움직여 임의의 단에 치합시킨 후 변속기의 출력축을 회전시킴으로써 입력축을 회전시켜 결합을 시킨다.
그러나, 자동화 수동변속기는 수동 치합을 위한 레버가 없으므로 납품 상태에서 기어가 치합되어 있어야만 변속기의 출력축을 회전시켜 변속기의 입력축을 회전시킬 수 있으나, 일반적으로 차량 조립 후 최초 시동을 위해서는 변속기가 중립위치에 있어야 하므로 변속기 조립 후에는 중립으로 변경해야 한다. 따라서, 납품 시 변속기 기어를 중립에 둘 수 밖에 없어 작업성이 나빠지는 문제점이 있었다.
변속기의 중립이 필요한 또 다른 경우로, 차량 견인 시 변속기 손상을 방지하기 위해 변속기 기어를 중립위치에 있도록 해야 하지만 차량 시동이 걸리지 않거나 자동화변속기의 전기장치에 문제가 발생한 경우에는 자동화 수동변속기 장착 차량은 강제 중립 기능이 없으므로 구동바퀴를 들어서 견인하거나 프로펠러 샤프트를 탈거하여 견인할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.
도 5에 도시된 공압회로도를 참조하면, 변속과 관련된 각 실린더가 실린더 간의 배기압으로 인한 간섭을 회피하기 위해 중간에 체크밸브를 설치하고 이를 통과한 공기가 배기유로(12)를 통해 하나의 배기구로 모여 배기 되는데, 이러한 구조로는 공압식 액추에이터를 강제로 중립 복귀를 시킬 수 없다.
한국공개특허공보 제10-2015-0129119호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 자동화 수동변속기의 중립이 요구되는 경우 간편하게 중립 복귀시킬 수 있는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치는, 자동화 수동변속기용 공압식 액추에이터의 시프트실린더를 강제로 작동시켜 변속중립위치로 복귀시키는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치로서, 상기 시프트실린더의 내부로 외부공기를 강제로 주입시키는 공기주입유로, 및 상기 공기주입유로를 개폐하는 밸브조립체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 공기주입유로는 상기 시프트실린더의 배기유로에 연결되는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 밸브조립체는 상기 공기주입유로로 유입되는 외부공기에 의해 상기 공기주입유로와 상기 시프트실린더의 배기유로를 선택적으로 개폐하는 스풀밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 스풀밸브는 상기 공기주입유로로 외부공기가 유입될 때 상기 공기주입유로와 상기 시프트실린더의 배기유로를 연통시키는 제1스풀유로를 구비할 수 있고, 상기 공기주입유로로의 외부공기 유입이 차단될 때 상기 시트프실린더의 공기가 배출되도록 상기 배기유로를 개방시키는 제2스풀유로를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 밸브조립체는 상기 공기주입유로로 상기 스풀밸브를 작동시키는 외부공기의 유입을 허용하고 상기 공기주입유로로부터 외부로의 공기이동을 차단하는 체크밸브조립체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 밸브조립체는 외부공기의 유입 차단시 상기 스풀밸브를 복귀시키는 스풀리턴스프링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 체크밸브조립체는 체크밸브유로를 구비하고 상기 체크밸브유로로 외부로부터 공기를 주입시키는 공기유입구를 구비하며 상기 스풀밸브를 작동시키도록 상기 체크밸브유로로 유입되는 공기를 상기 공기주입유로로 토출시키는 공기토출구를 구비한 체크밸브몸체와, 상기 체브밸브유로에 슬라이드이동가능하게 구비되는 체크밸브, 및 상기 체크밸브를 복귀시키는 체크밸브스프링을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 체크밸브몸체의 공기유입구에 외부공기를 공급하는 공기공급기구가 연결되는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서, 상기 공기주입유로는 공기주입구가 변속기하우징의 외측으로 노출되게 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 의하면, 작업현장에서 흔히 사용하는 공기공급기구를 이용하고 실린더의 배기유로를 통해 시프트실린더에 공기를 주입시킴으로써 자동화 수동변속기를 간편하게 중립 복귀시킬 수 있게 되고, 그로 인해 변속기 장착작업이 용이해져 작업 시간을 단축시킬 수 있으며, 차량 견인 시 강제 중립 복귀 기능을 사용하여 견인 중 변속기 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상의 공압식 액추에이터가 장착된 자동화 수동변속기를 나타낸 사시도,
도 2 및 도 3는 도 1에 도시된 공압식 액추에이터를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 공압실린더를 나타낸 측단면도,
도 5는 통상의 자동화 수동변속기의 공압식 액추에이터를 나타낸 공압회로도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치를 나타낸 공압회로도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치가 장착된 수동변속기를 나타낸 사시도,
도 8은 도 6에 도시된 밸브조립체를 나타낸 결합사시도,
도 9는 도 8에 도시된 밸브조립체의 분해사시도,
도 10은 도 7 및 도 8에 도시된 밸브조립체의 결합단면도,
도 11은 도 10에 도시된 밸브조립체의 작동상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치는, 자동화 수동변속기용 공압식 액추에이터의 시프트실린더(11)의 내부로 외부공기를 강제로 주입시키는 공기주입유로(100), 및 상기 공기주입유로(100)를 개폐하는 밸브조립체(200)를 포함한다.
상기 공기주입유로(100)는 도 6과 도 10에 도시된 바와 같이 상기 시프트실린더(11)의 배기유로(12)에 연결된다. 도 7과 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 공기주입유로(100)의 공기주입구(110)는 변속기하우징(1)의 외측으로 노출되게 구비된다. 따라서, 공기공급기구를 용이하게 연결시켜 공기를 주입시킬 수 있게 된다.
상기 밸브조립체(200)는 도 8과 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 공기주입유로(100)와 상기 시프트실린더(11)의 배기유로(12)를 선택적으로 개폐하는 스풀밸브(210)와, 상기 공기주입유로(100)의 공기주입구(110)를 개폐하는 체크밸브(225), 및 외부공기의 유입 차단시 상기 스풀밸브를 복귀시키는 스풀리턴스프링(230)을 포함하여 구성된다.
상기 스풀밸브(210)는 상기 공기주입유로(100)로 유입되는 외부공기에 의해 상기 공기주입유로(100)와 상기 시프트실린더(11)의 배기유로(12)를 선택적으로 개폐한다.
상기 스풀밸브(210)는 상기 공기주입유로(100)와 상기 시프트실린더(11)의 배기유로(12)를 연통시키는 제1스풀유로(211)를 구비하고, 상기 공기주입유로(100)로의 외부공기 유입이 차단될 때 상기 시프트실린더(11)의 공기가 배출되도록 상기 배기유로(12)를 개방시키는 제2스풀유로(212)를 구비하고 있다.
상기 제1스풀유로(211)는 상기 공기주입유로(100)로 외부공기가 유입되어 상기 스풀밸브(210)가 상기 스풀리턴스프링(230) 쪽으로 후퇴할 때 상기 공기주입유로(100)와 상기 시프트실린더(11)의 배기유로(12)를 연통시킨다.
상기 제2스풀밸브(210)는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 공기주입유로(100)에 의해 분리된 상기 시프트실린더(11)의 배기유로(12)를 연통시킴으로써 시프트실린더(11)의 공기를 배기유로(12)로 배기시킨다. 또한, 상기 제2스풀유로(212)는 시프트실린더(11)의 배기유로(12) 뿐만 아니라 시프트실린더(11) 이외의 다른 실린더 배출유로(20)와도 연통될 수 있게 형성되어 있다.
상기 스풀밸브(210)는 상기 제1스풀유로(211)와 상기 제2스풀유로(212)를 통해 상기 공기주입유로(100)와 상기 시프트실린더(11)의 배기유로(12)를 선택적으로 개폐함으로써 평상시에는 실린더의 공기를 배기시키다가 강제중립이 요구되는 경우 외부공기를 유입시킬 수 있게 조작할 수 있게 되는 것이다.
상기 체크밸브조립체(220)는 상기 공기주입유로(100)로 상기 스풀밸브(210)를 작동시키는 외부공기의 유입을 허용하고, 상기 공기주입유로(100)로부터 외부로의 공기이동을 차단한다.
상기 체크밸브조립체(220)는 체크밸브몸체(221)와, 상기 체크밸브몸체(221)에 슬라이드이동가능하게 구비되는 체크밸브(225), 및 상기 체크밸브(225)를 복귀시키는 체크밸브스프링(226)을 포함하여 구성된다.
상기 체크밸브몸체(221)는 체크밸브유로(222)를 구비하고, 상기 체크밸브유로(222)로 외부로부터 공기를 주입시키는 공기유입구(223)를 구비하며, 상기 스풀밸브(210)를 작동시키도록 상기 체크밸브유로(222)로 유입되는 공기를 상기 공기주입유로로 토출시키는 공기토출구(224)를 구비하고 있다.
상기 체크밸브몸체(221)의 공기유입구(223)에는 외부공기를 공급하는 공기공급기구(도면미도시), 가령 에어건이 끼워질 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 체크밸브몸체(221)에 공기공급기구가 연결되지 않은 상태에서는 상기 체크밸브스프링(226)의 복원력에 의해 상기 체크밸브(225)가 상기 공기유입구(223)를 닫게 되고, 이 경우 상기 스풀밸브(210)도 상기 스풀리턴스프링(230)의 복원력에 의한 힘만 받게 되므로 상기 체크밸브(225) 쪽으로 전진하여 밀착된 상태이며, 이때 상기 스풀밸브(210)의 제2스풀유로(212)가 상기 배기유로(12)와 연통되면서 상기 배기유로(12)를 개방하여 상기 시프트실린더(11)의 공기가 상기 배기유로(12)를 통해 배출될 수 있게 된다.
작업자가 에어건의 주입구를 상기 체크밸브(225)의 공기유입구(223)에 끼운 상태에서 에어건을 작동시키게 되면, 에어건의 외부공기가 상기 체크밸브몸체(221)의 체크밸브유로(222)로 유입되면서 상기 체크밸브스프링(226)의 복원력을 이기고 상기 체크밸브(225)를 상기 스풀밸브(210) 쪽으로 후퇴시키게 되고, 이때 외부공기가 상기 상기 공기토출구(224)를 통해 상기 공기주입유로(100)로 유입된다.
이와 같이 상기 공기주입유로(100)로 외부공기가 유입되면, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 스풀밸브(210)가 상기 스풀리턴스프링(230) 쪽으로 후퇴하게 되고, 이때 상기 스풀밸브(210)의 제1스풀유로(211)와 시프트실린더(11)의 배기유로(12)가 연통되면서 외부공기가 배기유로(12)를 통해 시프트실린더(11)로 주입된다. 상기 시프트실린더(11)의 내부로 주입된 외부공기는 상기 시프트실린더(11)를 강제로 작동시켜 변속기를 중립위치로 복귀시키게 된다.
결국, 평소에는 상기 체크밸브(225)가 상기 체크밸브스프링(226)에 의해 닫혀 액추에이터의 공압실린더들의 배기작용을 허용하고, 강제중립복귀를 필요로 하는 경우 작업자가 상기 체크밸브(225)로 에어건과 같은 공기공급기구를 통해 외부공기를 주입하기만 하면 강제로 변속기의 기어를 중립위치로 복귀시킬 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 공기주입유로
110 : 공기주입구
200 : 밸브조립체
210 : 스풀밸브
211 : 제1스풀유로
212 : 제2스풀유로
220 : 체크밸브조립체
221 : 체크밸브몸체
222 : 체크밸브유로
223 : 공기유입구
224 : 공기토출구
225 : 체크밸브
226 : 체크밸브스프링
230 : 스풀리턴스프링

Claims (9)

  1. 자동화 수동변속기용 공압식 액추에이터의 시프트실린더를 강제로 작동시켜 변속중립위치로 복귀시키는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치에 있어서,
    상기 시프트실린더의 내부로 외부공기를 강제로 주입시키는 공기주입유로; 및
    상기 공기주입유로를 개폐하는 밸브조립체;
    를 포함하고,
    상기 공기주입유로는 상기 시프트실린더의 배기유로에 연결되고,
    상기 밸브조립체는, 상기 공기주입유로로 유입되는 외부공기에 의해 상기 공기주입유로와 상기 시프트실린더의 배기유로를 선택적으로 개폐하는 스풀밸브를 포함하고,
    상기 스풀밸브는, 상기 공기주입유로로 외부공기가 유입될 때 상기 공기주입유로와 상기 시프트실린더의 배기유로를 연통시키는 제1스풀유로를 구비하고, 상기 공기주입유로로의 외부공기 유입이 차단될 때 상기 시프트실린더의 공기가 배출되도록 상기 배기유로를 개방시키는 제2스풀유로를 구비하고,
    상기 밸브조립체는, 상기 공기주입유로로 상기 스풀밸브를 작동시키는 외부공기의 유입을 허용하고, 상기 공기주입유로로부터 외부로의 공기이동을 차단하는 체크밸브조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 밸브조립체는,
    외부공기의 유입 차단시 상기 스풀밸브를 복귀시키는 스풀리턴스프링;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 체크밸브조립체는,
    체크밸브유로를 구비하고, 상기 체크밸브유로로 외부로부터 공기를 주입시키는 공기유입구를 구비하며, 상기 스풀밸브를 작동시키도록 상기 체크밸브유로로 유입되는 공기를 상기 공기주입유로로 토출시키는 공기토출구를 구비한 체크밸브몸체;
    상기 체크밸브유로에 슬라이드이동가능하게 구비되는 체크밸브; 및
    상기 체크밸브를 복귀시키는 체크밸브스프링;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 체크밸브몸체의 공기유입구에 외부공기를 공급하는 공기공급기구가 연결되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공기주입유로는,
    공기주입구가 변속기하우징의 외측으로 노출되게 구비되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기의 강제 중립복귀장치.
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