KR102166791B1 - 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파킹 샤프트를 회전시키기 위한 액추에이터의 로터샤프트가 케이스의 외부로 연장되어 수동으로 전환 가능하도록 형성된 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치는 케이스와, 상기 케이스에 설치되며, 외부에서 입력되는 입력신호에 따라 변속모드를 선택할 수 있도록 구동하는 모드선택 액추에이터를 포함하되, 상기 모드선택 액추에이터는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전하는 로터샤프트를 구비하며, 상기 로터샤프트는 상기 케이스의 외부로 돌출되어 수동으로 회전시킬 수 있도록 형성된다.

Description

수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치 {Actuator device for transmission that can be manually switched}

본 발명은 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파킹 샤프트를 회전시키기 위한 액추에이터의 로터샤프트가 케이스의 외부로 연장되어 수동으로 전환 가능하도록 형성된 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 자동변속기는 P단, R단, N단, D단, S단과 같은 순서로 작동되는 변속모드를 가지며, 주행시 자동차 속도 등에 따라 변속단이 자동으로 변경되는 자동변속기를 장착한 차량의 경우 운전자가 자동변속기의 변속모드를 운전 상황에 따라 인위적으로 변경시킬 수 있게 하는 변속레버가 설치된다.

자동변속기 차량의 운전자는 변속레버를 조작하여 자동변속기의 변속모드를 운전 상황에 따라 주차(P단), 후진(R단), 중립(N단), 주행(D단) 등의 모드로 선택적으로 조종할 수 있다.

종래에는 운전자가 조작하는 변속레버가 기계적인 메커니즘을 통해 자동변속기에 직결되어 변속레버에 가해진 조작력을 자동변속기에 직접적으로 전달하여 변속모드가 조정되는 팁트로닉 타입의 모드전환장치가 주로 사용되었으나, 이와 같이 기계적 메커니즘을 통해 변속모드가 전환되는 종래 자동변속기용 모드전환장치는 모드 전환시 변속모드 조정에 필요한 힘을 변속레버를 통해 직접 가해야 했기 때문에 운전 편의성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 변속레버가 운전석 옆측의 콘솔 중앙에 설치되기 때문에 자동차 실내공간의 활용도를 떨어뜨리는 요인이 되어 왔다.

이로 인해, 약간의 조작력만 가하면 사전 설정된 방향과 변위량으로 조작됨으로써 전자제어장치가 그 이동방향과 변위량 등을 감지한 다음 예컨대 엑츄에이터나 전동모터 등의 작동매체로써 자동변속기의 변속모드를 변경할 수 있도록 구성된 전자제어방식 자동변속기용 변속레버들이 개발된 바 있다.

변속기와 연결되는 액추에이터장치는 전기 신호에 따라 변속을 실시할 수 있도록 된 것으로 전장시스템과 연관되며, 전장시스템의 고장 발생시 변속을 실시할 수 없고, 특히 파킹 상태에 있는 경우 파킹 해제가 불가능하여 차량정비를 위해 차량을 이동하는 것이 어려운 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0134881호 : 전자식 변속 장치

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 액추에이터장치의 로터샤프트가 케이스의 외부로 돌출되어 운전자가 수동으로 로터샤프트를 돌려 파킹 상태를 해제할 수 있는 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치는 케이스와, 상기 케이스에 설치되며, 외부에서 입력되는 입력신호에 따라 변속모드를 선택할 수 있도록 구동하는 모드선택 액추에이터를 포함하되, 상기 모드선택 액추에이터는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전하는 로터샤프트를 구비하며, 상기 로터샤프트는 상기 케이스의 외부로 돌출되어 수동으로 회전시킬 수 있도록 형성된다.

상기 케이스의 외부로 돌출된 로터샤프트의 단부에는 동전 또는 드라이버를 통해 회전력을 입력할 수 있도록 체결홈이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 케이스의 외부로 돌출된 로터샤프트의 단부는 스플라인 가공될 수 있다.

상기 케이스의 외부로 돌출된 로터샤프트의 단부에는 상기 로터샤프트를 수동으로 회전시킬 수 있는 수동전환유닛이 마련되되, 상기 수동전환유닛은 상기 로터샤프트의 단부에 나사결합되는 원통형의 로터캡과, 상기 로터캡에 회전 가능하게 결합되며, 상기 로터캡의 외주면에 밀착되거나, 상기 로터캡의 외주면으로부터 이격되는 방향으로 벌어질 수 있는 두 개 이상의 날개부재와, 상기 로터샤프트의 단부에 상기 로터샤프트의 길이방향을 따라 인입된 인입홈으로 삽입될 수 있도록 된 고정핀을 포함하되, 상기 로터샤프트에는 외주면으로부터 상기 로터샤프트의 중심축을 관통하는 방향으로 상기 고정핀이 관통할 수 있는 핀고정홀이 형성되어 있고, 상기 로터캡에는 상기 고정핀이 삽입될 수 있도록 외주면과 내주면을 관통하여 상하 방향으로 소정길이 연장되어 있는 두 개의 장공이 상기 고정핀이 상기 로터캡의 일측으로부터 삽입되어 관통할 수 있도록 상호 대응하는 위치에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치는 로터샤프트를 운전자가 직접 수동으로 돌려 파킹 상태를 해제할 수 있으므로, 전장시스템의 고장 발생시 차량정비를 위해 차량을 용이하게 이동할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치의 단면도,
도 3은 도 1의 돌출된 로터샤프트를 발췌한 사시도,
도 4는 로터샤프트의 단부가 스플라인 가공된 로터샤프트의 다른 실시예를 도시한 발췌사시도,
도 5는 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치의 다른 실시예의 단면도,
도 6은 도 5의 로터샤프트의 단부에 수동전환유닛이 결합된 상태를 도시한 발췌사시도,
도 7은 도 6의 수동전환유닛의 분리사시도,
도 8은 로터샤프트를 수동전환할 수 있는 상태로 수동전환유닛이 체결된 상태를 표시한 발췌사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면을 참조하면, 본 발명의 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치(10)는 변속기의 변환을 위해 변속기에 결합되는 것으로 케이스(100)와, 상기 케이스(100)에 설치되는 모드선택 액추에이터(200)를 포함한다.

케이스(100)는 상기 모드선택 액추에이터(200)가 설치될 수 있는 설치공간을 제공하는 것으로, 전체적으로 원통형의 형상을 갖는다.

케이스(100)의 후방에는 변속기(1)가 결합되고, 변속기(1)의 변속모드를 조절하기 위한 구동축(2)이 후술하는 로터샤프트(220)와 연결되어 로터샤프트(220)의 회전에 따라 구동하게 된다.

도시되지는 않았으나, 케이스(100)의 일측에는 운전자가 선택하는 선택모드를 입력하기 위한 입력모듈의 입력신호를 전달할 수 있도록 입력커넥터가 연결되는 커넥터 연결부가 형성되어 있으며, 이 커넥터 연결부를 통해 입력커넥터가 삽입되어 입력신호를 전달할 수 있다.

상기 모드선택 액추에이터(200)는 구동모터(210)와 구동모터(210)에 의해 회전하는 로터샤프트(220)를 포함한다.

상기 입력신호에 의해 구동모터(210)가 구동하면 로터샤프트(220)가 회전하면서 변속모드를 바꿀 수 있게 되는데, 종래에는 로터샤프트(220)가 케이스(100)의 내부에 숨겨져 있었으나, 본 발명의 경우 상기 로터샤프트(220)의 일측이 케이스(100)의 외부로 돌출되어 있다.

본 실시예의 로터샤프트(220)는 케이스(100)의 일측에서 외부로 돌출형성되어 있다.

그리고 도 3에 도시되어 있는 것처럼 돌출된 로터샤프트(220)의 단부에는 체결홈(221)이 형성되어 있는데, 본 실시예의 경우 동전을 끼울 수 있도록 체결홈(221)이 형성되어 있어서 동전(C)을 끼워 로터샤프트(220)를 운전자가 직접 회전할 수 있다.

물론 상기 체결홈(221)은 드라이버와 같은 일반적인 회전공구를 체결할 수 있도록 드라이버의 형상에 대응하는 일자 또는 십자 홈으로 형성될 수도 있다.

그리고 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 로터샤프트(220)의 단부에 스플라인 형상으로 가공된 스플라인체결부(222)가 형성되어 회전공구를 체결하기 용이하도록 할 수도 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 로터샤프트(220)의 단부를 육각볼트의 헤드 형상으로 형성하여 스패너와 같은 공구를 통해 회전시키도록 할 수도 있다.

그러나 본 실시예와 같이 별도의 회전공구가 마련되지 않아도, 동전을 이용해 회전력을 가할 수 있도록 형성하는 것이 가장 바람직하다.

도 5 내지 도 8에는 본 발명의 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치(10)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 경우 케이스(100)의 외부로 돌출된 로터샤프트(220)의 돌출부에 로터샤프트(220)를 수동으로 전환하기 위한 수동전환유닛(300)이 더 체결된다.

본 실시예의 로터샤프트(220)는 케이스(100)의 외부로 돌출된 돌출부의 외주면에 나사산이 형성되어 있고, 선단부에는 로터샤프트(220)의 길이방향을 따라 소정깊이 인입되어 있는 인입홈(223)이 형성되어 있다. 그리고 로터샤프트(220)의 일측 외주면으로부터 로터샤프트(220)의 중심축을 지나 타측으로 연장되는 핀고정홀(224)이 형성되어 있다.

상기 케이스(100)의 외부로 돌출된 로터샤프트(220)에는 로터캡(320)이 결합된다. 상기 로터캡(320)은 돌출되어 있는 로터샤프트(220)의 단부에 나사결합될 수 있도록 내주면에 나사산이 형성되어 있는 원통형의 캡이다.

로터캡(320)에는 두 개의 날개부재(330)가 상호 대향되는 위치에 형성되어 있는데, 상기 날개부재(330)는 로터캡(320)의 외주면에 밀착되어 있다가 로터캡(320)의 외주면으로부터 멀어지는 방향으로 소정각도 벌어질 수 있도록 회동 가능하게 형성되어 있다.

상기 로터캡(320)의 외주면과 날개부재(330)에는 날개부재(330)가 외력이 작용하지 않을 때 로터캡(320)에 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 자석이 형성될 수 있다.

아울러 상기 로터캡(320)에는 핀고정홀(224)에 대응하도록 일측과 타측에 장공(321)이 형성되어 있는데, 상기 장공(321)은 상하방향을 따라 소정길이 연장되어 있다.

상기 인입홈(223)에는 고정핀(310)이 삽입되어 있는데, 상기 고정핀(310)의 길이는 상기 로터캡(320)의 외경보다 상대적으로 길도록 형성된다.

자동으로 로터샤프트(220)가 회전할 수 있는 상태에서는 상기 고정핀(310)이 인입홈(223)에 삽입되어 있고, 그 외부를 로터캡(320)이 감싸도록 체결된다.

그러나 로터샤프트(220)를 수동으로 회전시켜야 할 때에는 먼저 로터캡(320)을 로터샤프트(220)로부터 분리한 다음 고정핀(310)을 꺼내고 다시 로터캡(320)을 로터샤프트(220)에 체결한다. 로터캡(320)의 장공(321)과, 로터샤프트(220)에 형성된 핀고정홀(224)이 상호 대응하는 위치에 있을 때, 상기 고정핀(310)을 로터캡(320)의 외측으로부터 장공(321)과 핀고정홀(224)을 관통하도록 체결한 다음 로터캡(320)과 함께 로터샤프트(220)를 수동으로 회전한다. 이 때 상기 로터캡(320)이 고정핀(310)에 의해 로터샤프트(220)와 일체로 회전하게 되므로 사용자가 수동으로 로터샤프트(220)를 용이하게 회전시킬 수 있고, 특히 날개부재(330)가 벌어지는 방향으로 연장되어 회전력을 더욱 용이하게 전달할 수 있다.

수동전환모드를 더이상 사용하지 않을 때에는 고정핀(310)을 핀고정홀(224)로부터 인출한 다음 로터캡(320)을 분리하여 인입홈(223)에 고정핀(310)을 끼우고, 다시 로터캡(320)을 로터샤프트(220)에 체결하여 초기 상태로 되돌린다.

이상에서 설명한 본 발명의 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치(10)는 전장장비의 고장시에도 사용자가 수동으로 로터샤프트(220)를 돌려 파킹상태를 해제할 수 있어 신속한 차량이동 및 정비가 가능하게 되는 이점이 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10: 수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치
100: 케이스
200: 모드선택 액추에이터
210: 구동모터
220: 로터샤프트
221: 체결홈
222: 스플라인체결부
223: 인입홈
224: 핀고정홀
300: 수동전환유닛
310: 고정핀
320: 로터캡
321: 장공
330: 날개부재

Claims (4)

1. 케이스와;
   상기 케이스에 설치되며, 외부에서 입력되는 입력신호에 따라 변속모드를 선택할 수 있도록 구동하는 모드선택 액추에이터를 포함하고,
   상기 모드선택 액추에이터는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전하고, 상기 케이스의 외부로 돌출되어 수동으로 회전시킬 수 있도록 형성된 로터샤프트를 구비하며,
   상기 케이스의 외부로 돌출된 로터샤프트의 단부에는 상기 로터샤프트를 수동으로 회전시킬 수 있는 수동전환유닛이 마련되되,
   상기 수동전환유닛은 상기 로터샤프트의 단부에 나사결합되는 원통형의 로터캡과,
   상기 로터캡에 회전 가능하게 결합되며, 상기 로터캡의 외주면에 밀착되거나, 상기 로터캡의 외주면으로부터 이격되는 방향으로 벌어질 수 있는 두 개 이상의 날개부재와,
   상기 로터샤프트의 단부에 상기 로터샤프트의 길이방향을 따라 인입된 인입홈으로 삽입될 수 있도록 된 고정핀을 포함하되,
   상기 로터샤프트에는 외주면으로부터 상기 로터샤프트의 중심축을 관통하는 방향으로 상기 고정핀이 관통할 수 있는 핀고정홀이 형성되어 있고,
   상기 로터캡에는 상기 고정핀이 삽입될 수 있도록 외주면과 내주면을 관통하여 상하 방향으로 소정길이 연장되어 있는 두 개의 장공이 상기 고정핀이 상기 로터캡의 일측으로부터 삽입되어 관통할 수 있도록 상호 대응하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는
   수동전환이 가능한 변속기용 액추에이터 장치.
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