KR102117328B1 - 수동식 다이얼 기어 변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동식 다이얼 기어 변속장치에 관한 것으로서, 기어단수 조절을 위한 다이얼 핸들의 회전동작이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 원형의 다이얼 형상을 이루는 다이얼핸들(10)과; 상기 다이얼핸들(10)의 중심축을 이루는 핸들축(20)과; 상기 핸들축(20)의 회전력을 트렌스미션으로 전달하는 에너지 전달수단과; 상기 핸들축(20)의 하단부에 연결 구성된 원통형상의 기어단수 조절부(30)와; 상기 기어단수 조절부(30)의 외주면을 따라 일정 간격으로 형성된 다수의 걸림홈(31)과; 상기 걸림홈(31)에 선택적으로 안착이 이루어지는 걸림볼(40)과; 상기 걸림볼(40)을 일정 탄성력으로 가압 지지하는 탄성스프링(50)을 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

수동식 다이얼 기어 변속장치{PASSIVE TYPE DIAL GEAR TRANSMISSION APPARATUS}

본 발명은 기어 변속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 운행 조작을 위한 기어 변속이 수동식 다이얼 형태로 이루어지는 다이얼형 기어 변속장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 변속기는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 할 수 있으며, 운전자는 변속기(Transmission)의 기어비를 바꾸기 위하여 변속기에 있는 변속 레버(Shift lever)를 조작할 수 있다. 이러한 차량용 변속기의 변속 모드로는 운전자가 변속단을 바꿀 수 있는 수동 변속모드와 운전자가 주행 모드(D)을 선택 시에 속도에 따라 자동으로 변속단이 바뀌는 자동 변속 모드가 있다.

이와 함께, 하나의 변속기에서 수동 변속과 자동 변속을 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속기가 사용되고 있다. 스포츠 모드형 변속기는 원칙적으로 자동 변속을 수행하면서, 운전자가 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속을 수행하거나 수동 변속을 하는 변속기 옆에 자동 변속을 할 수 있는 변속기를 구비하여 수행할 수 있다.

최근에는 운전석에서 변속 장치가 차지하는 공간을 줄이기 위해 다이얼 형의 변속 장치가 개발되어 장착되고 있는데, 이 다이얼형 변속 장치에서는, 운전자가 다이얼을 돌려서 원하는 변속 모드를 선택할 수 있도록 하며, 종래의 레버와 달리 높이가 낮기 때문에 운전석에서 차지하는 공간이 획기적으로 줄어든다.

다만, 다이얼형 변속 장치의 경우 운전자가 다이얼을 돌려 원하는 변속 모드를 선택 시 운전자 피드백이 부족한 문제점이 있었다.

또한, 다이얼을 돌리는 과정에서 종래 기술에서는 렉기어와 함께 수평방향 직선 운동이 이루어지는 시프트로드에 돌출부와 만곡부가 형성된 구조를 이루고 있기 때문에 셀렉트접촉부의 접촉에 따른 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제1724888호(2017.04.03.등록) 대한민국 특허등록 제1906444호(2018.10.02.등록)

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 다이얼의 회동에 따른 기어단수 조절이 보다 효과적으로 이루어질 수 있는 구조를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 수동식 다이얼 변속 기어장치는, 원형의 다이얼 형상을 이루는 다이얼핸들과; 상기 다이얼핸들의 중심축을 이루는 핸들축과; 상기 핸들축의 회전력을 직선방향으로 변환하여 트렌스미션으로 전달하는 에너지 전달수단과; 상기 핸들축의 하단부에 연결 구성된 원통형상의 기어단수 조절부와; 상기 기어단수 조절부의 외주면을 따라 일정 간격으로 형성된 다수의 걸림홈과; 상기 걸림홈에 선택적으로 안착이 이루어지는 걸림볼과; 상기 걸림볼을 일정 탄성력으로 가압 지지하는 탄성스프링을 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 에너지 전달수단은, 핸들축의 중단부에 결합 구성되는 피니언기어와, 상기 피니언기어와 치합되어 수평방향으로 직선운동이 이루어지는 렉기어로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지 전달수단은, 핸들축의 중단부에 결합 구성되는 웜과, 상기 웜과 치합되어 수평방향으로 직선운동이 이루어지는 웜기어가 사용됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지 전달수단은, 핸들축의 중단부에 결합 구성되는 크랭크축과, 상기 크랭크축의 일단부에 연결 구성되는 크랭크로드가 사용됨을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 변속 기어장치는, 다이얼 핸들축 하단부에 걸림볼과 걸림홈에 의한 기어단수 조절부가 구성되어 있기 때문에 다이얼핸들의 회전동작이 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

또한, 다이얼 핸들축 하부에 구성된 기어단수 조절부에서는 걸림볼이 탄성스프링에 의한 탄성 지지가 이루어지는 구조를 이루어서 소음 발생이 방지될 수 있는 이점을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기어 변속장치 부품 사시도.
도 2는 본 발명에서의 기어 변속장치 정면 구조도.
도 3은 본 발명에서 기어 변속장치 평면 개략 구조도.
도 4는 도 2의 A-A부 단면 구조도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 걸림볼 구조도.
도 6은 도 5의 A부 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 응용 예에 따른 웜기어 방식 변속장치 구조도.
도 8은 본 발명의 제2 응용 예에 따른 크랭크 방식 변속장치 구조도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수동식 다이얼 기어 변속장치의 구성을 도 1 내지 도 4를 통해 살펴보면 다음과 같다.

본 실시 예에서의 기어 변속장치는, 원형의 다이얼 형상을 이루는 다이얼핸들(10)과, 상기 다이얼핸들(10)의 중심축을 이루는 핸들축(20)과, 상기 핸들축(20)의 회전력을 직선방향으로 변환하여 트렌스미션(90)으로 전달하는 에너지 전달수단과, 상기 핸들축(20)의 하단부에 연결 구성되어 단수(P, R, N, D)를 조절하는 원통형상의 기어단수 조절부(30)로 구성된다.

이때, 상기 기어단수 조절부(30)의 외주면을 따라 일정 간격으로 다수의 걸림홈(31)이 형성되고, 상기 걸림홈(31)에 선택적으로 안착이 이루어지는 걸림볼(40)이 일측에 구비되며, 상기 걸림볼(40)은 탄성스프링(50)에 의해 일정 탄성력으로 가압 지지가 이루어지게 된다.

한편, 상기 에너지 전달수단은, 핸들축(20)의 중단부에 결합 구성되는 피니언기어(60)와, 상기 피니언기어(60)와 치합되어 수평방향으로 직선운동이 이루어지는 렉기어(61)로 구성됨을 확인할 수 있다. 랙기어(61) 일측에는 기어 조절 동작을 위한 트렌스미션(90)이 연결 구성된다.

도면 중 미설명 부호 100은 상부하우징이고, 200은 하부하우징을 각각 나타낸다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 수동식 다이얼 기어 변속장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

본 발명의 다이얼 기어 변속장치는 다이얼핸들(10)의 회전을 통해 용이하게 기어단수(P,R,N,D)의 조절 동작이 이루어질 수 있게 된다.

즉, 운전자가 다이얼핸들(10)을 돌리게 되면 핸들축(20)의 회동이 이루어지면서 피니언기어(60)와 치합되어 있는 랙기어(61)의 직선 운동이 이루어지면서 실제 변속에너지가 트렌스미션(90)에 전달된다.

이때, 핸들축(20) 하부에서는 기어단수 조절부(30)에서 걸림홈(31)에 걸림볼(40)이 기어단계(P, R, N, D))에 따른 각 단계에서의 회동위치 지지가 이루어지게 된다.

따라서 본 발명의 변속 기어장치는, 다이얼 핸들축 하단부에 걸림볼과 걸림홈에 의한 기어단수 조절부가 구성되어 있기 때문에 다이얼핸들의 회전동작이 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구성을 나타낸 것으로서, 걸림볼(40)에는 걸림홈(31) 과의 마찰소음 방지를 위한 보호코팅층(41)이 코팅형성되되, 상기 보호코팅층(41)은 실리콘수지, 우레탄분말, 카올린, 석영분말, 이산화티탄의 혼합 조성을 이루게 된다.

또한, 코팅층의 기능성 향상을 위해 코발트, 망가나이즈 성분이 추가로 첨가됨이 바람직하다.

즉, 이때에는 실리콘수지 60~80중량%, 우레탄분말 1~10중량%, 카올린 1~10중량%, 석영분말 1~10중량%, 이산화티탄 1~10중량%, 코발트 1~5중량%, 망가나이즈 1~5중량%의 비율로 혼합이 이루어지게 된다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 걸림볼(40) 표면에 형성된 보호코팅층(41)의 작용으로 인해 걸림볼(40)과 걸림홈(31) 상호간의 마찰 소음 발생이 방지됨과 함께 미끄러짐 현상이 방지되어 보다 안정적인 걸림홈(31) 과의 걸림상태 유지가 이루어질 수 있게 된다.

특히, 보호코팅층(41)에 혼합된 카올린은 우레탄분말의 경화를 방지하여 탄성력을 유지시키며, 석영분말은 코팅층의 산화 발생을 방지하고, 이산화티탄은 코팅층의 내구성을 강화하여 크랙 발생을 방지하는 효과를 나타낸다.

또한, 보호코팅층(41)에 코발트가 첨가되어 코팅층의 뭉침현상을 방지하고, 망가나이즈는 코팅층의 변색을 방지함과 함께 전체적인 두께가 균일하게 유지되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

그리고 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 다이얼 기어 변속장치 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 에너지 전달수단으로 피니언기어와 랙기어의 조합이 설명 및 도시되었으나, 필요에 따라서는 도 7에서와 같이 웜(70)와 웜기어(71) 또는 도 8에서와 같이 크랭크축(80)과 크랭크로드(81)의 구성을 이룰 수 있게 된다.

또한, 걸림홈(31)의 위치 및 형성 갯수는 변속단수 설정에 따라 가변되어질 수 있게 된다.

따라서 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 다이얼핸들 20 : 핸들축
30 : 기어단수 조절부 31 : 걸림홈
40 : 걸림볼 50 : 탄성스프링
60 : 피니언기어 61 : 랙기어
70 : 웜 71 : 웜기어
100 : 상부하우징 200 : 하부하우징

Claims (6)

1. 원형의 다이얼 형상을 이루는 다이얼핸들(10)과;
   상기 다이얼핸들(10)의 중심축을 이루는 핸들축(20)과;
   상기 핸들축(20)의 회전력을 직선방향으로 변환하여 트렌스미션(90)으로 전달하는 에너지 전달수단과;
   상기 핸들축(20)의 하단부에 연결 구성된 원통형상의 기어단수 조절부(30)와;
   상기 기어단수 조절부(30)의 외주면을 따라 일정 간격으로 형성된 다수의 걸림홈(31)과;
   상기 걸림홈(31)에 선택적으로 안착이 이루어지는 걸림볼(40)과;
   상기 걸림볼(40)을 일정 탄성력으로 가압 지지하는 탄성스프링(50);을 포함하되,
   상기 에너지 전달수단은, 핸들축(20)의 중단부에 결합 구성되는 피니언기어(60)와, 상기 피니언기어(60)와 치합되어 수평방향으로 직선운동이 이루어지면서 변속에너지가 트렌스미션(90)에 전달되도록 하는 렉기어(61)로 구성되며,
   상기 걸림볼(40)의 표면에는 걸림홈(31)과의 마찰소음 방지와 미끄러짐 현상이 방지되도록 보호코팅층(41)이 코팅형성된 것을 특징으로 하는 수동식 다이얼 기어 변속장치.
   
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5. 청구항 1에 있어서,
   상기 보호코팅층(41)은 실리콘수지, 우레탄분말, 카올린, 석영분말, 이산화티탄, 코발트, 망가나이즈의 혼합 조성을 이루는 것을 특징으로 하는 수동식 다이얼 기어 변속장치.
   
6. 삭제

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