KR102260938B1 - 차량용 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전자에 의해 조작되는 노브와, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버와, 상기 레버와 연결되는 리니어 구동 모터를 포함하는 차량용 변속 장치에 있어서, 상기 리니어 구동 모터는, 코일을 포함하는 리어 파트; 양단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 상기 양단면의 폭보다 작게 형성되며, 상기 코일과의 상호 작용에 의해 선형 이동하는 마그넷; 및 상기 리어 파트에 대해 이동 가능하게 설치되며, 상기 마그넷에 의해 선형 이동하여 상기 레버를 통해 상기 노브를 이동시키거나 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 포함하는, 차량용 변속 장치에 관한 것이다.

Description

차량용 변속 장치{Automotive transmission}

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 실내에 위치하여 운전자가 변속단을 선택할 수 있는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.

일정 범위 내의 rpm을 갖는 엔진을 이용해 저속부터 고속에 이르는 차량 속도를 구현하기 위해, 일반적으로 차량은 엔진의 rpm에 기어비를 변화시키며 구동륜의 회전 속도를 변화시키는 변속 장치를 장착한다. 또한 차량용 변속 장치는 엔진의 출력을 역으로 전달하여 차량을 후진하게 하는 기능도 포함한다.

운전자는 운전석 옆에 위치하는 노브를 조작하여 변속단을 선택함으로써 기어비를 변화시킬 수 있다.

변속 장치는 수동 변속 장치와 자동 변속 장치로 크게 구분된다.

수동 변속 장치는 운전자가 차량의 주행 속도에 맞추어 1단, 2단, 3단, 4단 등의 변속단을 직접 선택하는 변속 장치이고, 자동 변속 장치는 차량의 주행 속도, 엔진 부하, 스로틀 밸브의 개방량 등에 따라 차량의 ECU가 변속단을 자동으로 조절하는 장치이다.

자동 변속 장치는 일반적으로 차량의 주정차 시에 사용되는 P단, 차량의 전진에 사용되는 D단, 차량의 후진에 사용되는 R단 및 엔진의 출력이 구동륜으로 전달되는 것을 차단하는 N단을 포함하는 변속단으로 구성된다.

운전자는 노브를 이용하여 각 변속단을 선택할 수 있는데, 노브의 대표적인 종류로는 레버 타입과 다이얼 타입이 있다. 그 외에 각 변속단이 버튼 형식으로 구성된 차종도 있다.

일반적인 레버 타입은 PRND의 순서로 변속단이 일렬 배치되고 레버를 직선 방향으로 이동시켜 각 변속단을 선택할 수 있도록 구성된다. 최근에는 레버 타입으로서, PRND의 변속단 위치가 고정되어 않고 레버는 운전자의 조작에 따라 제자리에서 틸팅 후 복귀하도록 구성되어 레버의 틸팅 방향에서 따라 PRND가 차례대로 변하는 방식으로 변속단을 선택할 수 있는 변속 장치가 사용되고 있다.

한편, 다이얼 타입은 일정 각도 범위 내에서 회전하는 다이얼의 주변으로 PRND의 변속단이 위치하고 다이얼의 특정 포인트를 PRND의 각 변속단에 위치시킴으로써 변속단을 선택할 수 있도록 구성된다.

레버 타입 또는 다이얼 타입의 노브가 장착된 변속 장치는, 운전자가 PRND의 변속단을 선택하는 때에 변속단의 변화 및 노브가 각 변속단에 위치하였음을 인지할 수 있도록 절도감을 촉각적으로 전달한다. 이와 같은 절도감을 구현하기 위해 변속 장치 내에는 디던트 장치가 구비된다. 그러나, 종래의 디턴트 장치는 기구적 구성을 이용해 절도감을 구현하므로 복잡한 구조가 요구되었다.

또한, 차량의 안정적인 주행을 위해, D단에서 P단 또는 R단으로 변속단을 변경하는 경우 또는 반대로 P단 또는 R단에서 D단으로 변경하는 것은 차량이 거의 정지된 상태에서만 이루어져야 한다. 이를 위해 종래의 변속 장치는 일정한 조건이 갖추어졌을 때만 위와 같은 변속단 변경을 허용하고 그 외에는 위와 같은 변속이 불가능하도록 노브의 움직임을 막는 별도의 블로킹 장치가 구비된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량의 실내에 위치하여 운전자가 변속단을 선택할 때, 리니어 구동 코터에서 일정한 추력을 생성하도록 하는 차량용 변속 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치은, 운전자에 의해 조작되는 노브와, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버와, 상기 레버와 연결되는 리니어 구동 모터를 포함하는 차량용 변속 장치에 있어서, 상기 리니어 구동 모터는, 코일을 포함하는 리어 파트; 양단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 상기 양단면의 폭보다 작게 형성되며, 상기 코일과의 상호 작용에 의해 선형 이동하는 마그넷; 및 상기 리어 파트에 대해 이동 가능하게 설치되며, 상기 마그넷에 의해 선형 이동하여 상기 레버를 통해 상기 노브를 이동시키거나 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치은, 운전자에 의해 조작되는 노브와, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버와, 상기 레버와 연결되는 리니어 구동 모터를 포함하는 차량용 변속 장치에 있어서, 상기 리니어 구동 모터는, 양단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 상기 양단면의 폭보다 작게 형성되는 마그넷을 포함하는 리어 파트; 상기 마그넷과의 상호 작용에 의해 선형 이동하는 코일; 및 상기 리어 파트에 대해 이동 가능하게 설치되며, 상기 코일에 의해 선형 이동하여 상기 레버를 통해 상기 노브를 이동시키거나 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 포함한다.

몇몇의 실시예에서, 상기 마그넷의 폭은, 상기 마그넷의 양단면으로부터 상기 마그넷의 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 직선 또는 곡선 형태로 감소할 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 마그넷과 상기 코일 간의 상호 작용에 의해 발생하는 추력은, 상기 마그넷의 폭의 감소 정도가 클수록 최대 추력과 최소 추력의 차이가 감소할 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 마그넷의 폭은, 상기 마그넷의 양단면으로부터 상기 마그넷의 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 상기 중간 영역의 폭으로 일정하게 유지될 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 마그넷의 폭은, 상기 마그넷의 양단면으로부터 상기 마그넷의 중간 영역를 향해 직선 또는 곡선 형태로 감소할 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 마그넷의 양단면의 폭은, 동일하게 형성될 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 마그넷은 폭과 수직한 방향의 단면은, I 형 또는 장구형으로 형성될 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 리니어 구동 모터는, 상기 리어 파트에 결합되고, 상기 마그넷의 중심부를 관통하여 상기 마그넷의 이동을 가이드하는 모터 샤프트를 더 포함할 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 코일은 상기 마그넷의 외측의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 헤드 파트는, 상기 코일의 외측의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다.

몇몇의 실시예에서, 상기 레버는 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부를 더 포함하고, 일단은 상기 연장부와 상대 회전 가능하게 결합되고, 타단은 상기 헤드 파트와 결합되어 상기 헤드 파트와 일체로 이동하며 상기 레버를 상기 회동부를 중심으로 회동시키는 링크 부재를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 차량용 변속 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

차량용 변속 장치를 보다 경량화 및 소형화 할 수 있다. 또한, 변속의 절도감 및 변속 블로킹을 구현하는 리니어 구동 모터에서 대략 일정한 추력을 발생이 되도록하여 차량용 변속 장치의 조작감을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 전방측을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 후방측을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외부 하우징을 제거한 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 제1 측부 하우징을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 레버 및 탄성 부재를 도시한 측면도이다.
도 6은 도 5의 A 부분에 탄성 부재에 의해 탄성 지지되는 링크 회전축의 결합 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 도 7에서 리니어 구동 모터의 A-A부분을 도시한 종단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터에서 발생되는 추력과 종래의 리니어 구동 모터에서 발생되는 추력을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 종단면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 마그넷의 형상을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 전방측을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 후방측을 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외부 하우징을 제거한 상태를 도시한 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 제1 측부 하우징을 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 상부에 돌출 형성되는 노브(10)와, 노브(10)의 하부에 위치하며 노부를 둘러싸는 상부 하우징(21), 상부 하우징(21)의 일측 하부에 결합되는 제1 측부 하우징(22) 및 상부 하우징(21)의 타측 하부에 결합되는 제2 측부 하우징(23)을 포함한다.

노브(10) 및 상부 하우징(21)은 차량의 실내의 센터페시아와 센터 콜솔박스 사이에서 실내에 노출되도록 설치된다. 그리고, 상부 하우징(21)의 하부에 위치하는 제1 측부 하우징(22) 및 제2 측부 하우징(23)은 차량의 실내에 노출되지 않고 센터페시아로부터 센터 콜솔박스로 이어지는 공간 내에 위치하게 된다.

노브(10)는 운전자에 의해 조작되며, 차량의 전방 또는 후방으로 이동되며 PRND의 순서로 변속단을 선택할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(21)에는 파킹 버튼이 형성될 수 있다. 상부 하우징(21)의 파킹 버튼은 EPB(electric parking brake)의 작동 버튼일 수 있다. 또는 P단 변속단을 설정하는 버튼일 수 있다(이 경우에는, 노브(10)(10)에 의해 선택되는 변속단이 RND의 순서로 이루어질 수 있다).

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 측부 하우징(22)과 제2 측부 하우징(23) 사이에는 변속 장치(1)의 전면 일부를 형성하는 전면 커버(25)가 구비된다. 전면 커버(25)와 제1 측부 하우징(22) 사이에는 커넥터(22a)가 노출되도록 구비된다. 커넥터(22a)는 제1 측부 하우징(22)내에 설치되는 회로 기판(101, 도 3 참고)으로 전원 및 제어 신호를 제공하는 단자이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 측부 하우징(22)과 제2 측부 하우징(23) 사이에는 변속 장치의 후방을 형성하는 모터 하우징(24)이 위치한다. 모터 하우징(24)은 모터 하우징(24) 내에 위치하는 리니어 구동 모터(80, 도 8 참고)의 보빈(850, e도 8 참고)과 결합된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(24)은 스크류(S5, S6)를 통해 보빈(850)과 결합될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 외부 하우징의 내부에는 노브(10)를 지지하는 레버(40), 레버(40)를 회동 가능하게 지지하는 레버 홀더(30), 레버(40)에 대해 상대 회전 가능하게 결합되는 링크 부재(70), 링크 부재(70) 및 모터 하우징(24)에 각각 결합되는 리니어 구동 모터(80) 등을 구비한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 레버 및 탄성 부재를 도시한 측면도이다. 도 6은 도 5의 A 부분을 확대 도시한 도면이다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 레버(40)는 레버 홀더(30)에 회동 가능하게 결합되는 회동부(42), 회동부(42)로부터 일측으로 연장 형성되는 노브(10) 결합부 및 회동부(42)로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부(43)를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 노브(10) 결합부는 회동부(42)의 상단으로부터 대략 직선형으로 연장 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 노브(10)의 내측으로 삽입되어 노브(10)와 결합된다.

회동부(42)는 측면에 돌출 형성되는 레버 회동축(421)을 포함한다. 레버 회동축(421)은 레버 홀더(30)에 형성된 홀더 관통홀(31)에 삽입되어 회동부(42)를 레버 홀더(30)에 회동 가능하게 결합한다.

레버 홀더(30)는 회부 하우징 중 어느 하나에 고정 설치되어 레버(40)가 레버 회동축(421)을 중심으로 회동 동작만 가능하도록 규제한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 연장부(43)는 회동부(42)의 하단으로부터 대략 S자 형상을 이루며 연장 형성된다. 따라서, 레버(40)는 회동부(42)를 중심으로 상하 비대칭의 형상을 가지며, 연장부(43) 중 일부는 노브 결합부(41)에 비해 차량의 전방에 위치하게 된다.

연장부(43)의 위와 같은 형상으로 인해, 레버(40)와 리니어 구동 모터(80, 도 8 참고) 사이에서 리니어 구동 모터(80)의 출력을 레버(40)로 전달하는 링크 부재(70)가 회동부(42)의 아래에 위치할 수 있고, 그 결과 변속 장치의 전후 방향 길이를 축소할 수 있다.

변속 장치(1)의 전후 방향 길이 축소는 변속 장치(1)가 설치되는 센터페시아와 센터콘솔박스 사이의 공간을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다는 점에서 남는 공간에 대한 활용성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 변속 장치(1)를 컴팩트하게 구성함에 따라 남는 공간에 다른 편의 장치를 위한 구성을 추가하는 등의 추가적인 활용이 가능하다.

도 5에 도시된 바와 같이 연장부(43)의 하단에는 관통홀(433)이 형성되고 관통홀(433)의 양측으로 연장 형성되는 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)이 구비된다. 관통홀(433), 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)에는 탄성부재가 설치된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(50)는 대략 "U"자를 뒤집어 놓은 형상을 갖는다.

탄성 부재(50)는 관통홀(433)의 상단에 밀착되는 제1 탄성부(51)와 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)에 고정 설치되는 고정부(54, 55)와 제1 탄성부(51)와 고정부(54, 55)를 연결하는 제2 탄성부(52, 53)를 포함한다.

제2 탄성부(52, 53)는 제1 단성부의 일단으로부터 연장되는 제1 탄성 지지부(52)와 제1 탄성부(51)의 타단으로부터 연장되는 제2 탄성 지지부(53)를 포함한다.

그리고, 고정부(54, 55)는 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)에 각각 고정되는 제1 고정부(54)와 제2 고정부(55)를 포함한다.

제1 고정부(54)는 제1 탄성 지지부(52)로부터 연장 형성되어, 관통홀(433)의 내부로부터 제1 설치단(431)을 감싸도록 형성된다. 그리고 관통홀(433)의 반대측인 제1 설치단(431)의 외부로부터 진입하는 스크류(S1)에 의해 제2 설치단(431)에 고정된다.

제2 고정부(55)는 제2 탄성 지지부(53)로부터 연장 형성되어, 관통홀(433)의 내부로부터 제2 설치단(432)을 감싸도록 형성된다. 그리고, 관통홀(433)의 반대측인 제2 설치단(432)의 외부로부터 진입하는 스크류(S2)에 의해 제2 설치단(432)에 고정된다.

제1 고정부(54)는 제1 설치단(431)에 고정됨에 있어, 제1 탄성부(51) 및 제1 탄성 지지부(52)를 관통홀(433)의 내측으로 가압하며 고정된다. 그 결과 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 탄성부(51)는 탄성 변형되어 관통홀(433)의 상단 형상에 대응하도록 가압 밀착되고, 제1 탄성 지지부(52)는 관통홀(433)로부터 이격된 관통홀(433)의 내측으로 볼록한 아크 형상이 되도록 탄성 변형된다.

제2 고정부(55) 역시 제2 설치단(432)에 고정됨에 있어, 제1 탄성부(51) 및 제2 탄성 지지부(53)를 관통홀(433)의 내측으로 가압하며 고정된다. 그 결과 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 탄성부(51)는 탄성 변형되어 관통홀(433)의 상단 형상에 대응하도록 가압 밀착되고, 제2 탄성 지지부(53)는 관통홀(433)로부터 이격된 관통홀(433)의 내측으로 볼록한 아크 형상이 되도록 탄성 변형된다.

제2 고정부(55) 역시 제2 설치단(432)에 고정됨에 있어, 제1 탄성부(51) 및 제2 탄성 지지부(53)를 관통홀(433)의 내측으로 가압하며 고정된다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 탄성부(51)는 탄성 변형되어 관통홀(433)의 상단 형상에 대응하도록 가압 밀착되고, 제2 탄성 지지부(53)는, 관통홀(433)로부터 이격된 관통홀(433)의 내측으로 볼록한 아크 형상이 되도록 탄성 변형된다.

본 발명의 일 실시예에서 관통홀(433)의 타단이 개방되는 형태의 예를 도시하였으나, 제1 설치단(431)과 제2 설치단(432)의 단부가 다시 하나로 합쳐지며 대략 원형 또는 타원형의 관통홀(433)이 형성되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 고정부(54, 55)의 형상이 이에 대응되도록 변경될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 레버 및 탄성 부재를 도시한 측면도이다. 도 6은 도 5의 A 부분에 탄성 부재에 의해 탄성 지지되는 링크 회전축의 결합 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 링크 회전축(60)은 레버(40)와 링크 부재(70)를 상대 회전 가능하게 결합하는 구성이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 링크 회전축(60)은 관통홀(433)을 통과하며, 관통홀(433) 내에서 제1 탄성 지지부(52) 및 제2 탄성 지지부(53)에 의해 협지된다.

링크 회전축(60)의 구체적인 구성으로는 회전축 헤드(61), 축 바디(62) 및 너트 결합단(63)을 포함한다.

회전축 헤드(61)는 관통홀(433)보다 큰 직경으로 형성되어 축 바디(62)가 관통홀(433) 내에 유지되도록 하는 스포터 역할을 함과 동시에, 너트(64)가 너트 결합단(63)에 조립되는 때에 너트 결합단(63)을 회전시키는 역할을 한다. 이를 위해 도 7에 도시되지 않은 회전축 헤드(61)의 반대측에는 드라이버, 드릴 등의 공가가 결합되는 십자, 일자 또는 육각 형태 등의 공구 결합 홈(미도시)이 형성될 수 있다.

회전축 헤드(61)로부터 연장되는 축 바디(62)는 대략 원기둥 형상으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 일측이 제1 탄성 지지부(52)에 의해 탄성 지지되고, 타측이 제2 탄성 지지부(53)에 의해 탄성 지지된다.

너트 결합단(63)은 적어도 일부가 관통홀(433)의 외부로 노출되며, 축 바디(62)보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 너트 결합단(63) 중 축 바디(62)에 인접하는 부분에는 링크 부재(70)의 일단이 회전 가능하게 결합된다. 그리고 너트 결합단(63) 중 축 바디(62)와 이격된 단부의 외측에는 너트(64)의 나사산과 대응되는 나사산이 외측에 형성될 수 있다. 너트(64)는 너트 결합단(63) 중 축 바디(62)와 이격된 단부의 외측에는 너트(64)의 나사산과 대응되는 나사산이 외측에 형성될 수 있다. 이에 따라, 너트(64)는 너트 결합단(63)의 단부 측에 결합되어 링크 부재(70)의 이탈을 방지한다.

차량의 수명 기간 동안 노부의 조작은 수만번 내지 수십만번이 반복된다. 탄성 부재(50)가 없다면 노브(10)의 조작에 대응하여 축 바디(62)와 관통홀(433)은 직접 접촉하며 상대 회전하여 상호 마모가 진행되는데, 마모로 인해 축바디와 관통홀(433) 사이에 유격이 발생하게된다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에서는, 탄성 부재(50)가 관통홀(433)과 축 바디(62) 사이에 개재되어, 축 바디(62)와 관통홀(433) 간의 마찰을 방지한다. 또한, 탄성 부재(50)의 제2 탄성부가 축 바디(62)를 탄성 지지하므로, 축 바디(62)가 점차 마모되더라도 제2 탄성부와 축 바디(62) 사이에 유격이 발생하는 것을 방지한다. 이에 따라, 수만 번 내지 수십만 번의 노브(10)의 조작에도 레버(40)와 링크 부재(70) 사이의 안정적인 힘 전달을 유지하는 높은 내구성을 기대할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 전술한 바와 같이, 레버(40)와 상대 회전 가능하게 결합되는 링크 부재(70)와, 링크 부재(70)에 일부가 결합되고 모터 하우징(24)에 다른 일부가 결합되는 리니어 구동 모터(80)를 포함한다.

모터 하우징(24)은 리니어 구동 모터(80)를 둘러싸도록 형성된다. 그리고 전술한 바와 같이, 리니어 구동 모터(80)의 리어 파트는 스크류(S5, S6; 도 2 참고)를 이용해 모터 하우징(24)에 고정된다.

모터 하우징(24)의 상부는 리니어 구동 모터(80) 및 가이드(73)와 일정 거리를 두로 이격되도록 형성된다.

리니어 구동 모터(80) 중 전방에 위치되어 링크 부재(70)와 결합되는 부분을 헤드 파트(810)라고 하고, 후방에 위치되어 모터 하우징(24)에 결합되는 부분을 리어 파트라고 한다.

링크 부재(70)는 플랜지(71), 플랜지(71)의 일면으로부터 레버(40)의 관통홀(433)을 향해 연장 형성되는 한 쌍의 결합조(72) 및 플랜지(71)의 상단으로부터 결합조(72)와 반대 방향으로 연장되는 가이드를 포함한다.

한 쌍의 결합조(72)는 레버(40)의 두께에 대응하는 거리를 두고 상호 이격되어 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서 한 쌍의 결합조(72)가 구비되나, 소정의 실시예에서, 레버(40)의 후방에 동일한 다른 하나의 결합조(72)가 구비된다.

결합조(72)는 전술한 바와 같이, 너트 결합단(63)에 조립되어 너트(64)에 의해 이탈이 방지되도록 결합된다. 그리고, 도시되지 않은 결합조(72)는 링크 회전축(60)의 회전축 헤드(61)와 레버(40) 사이에 위치하도록 조립되어 회전축 헤드(61)에 의해 이탈이 방지되도록 결합된다.

플랜지(71)의 이면에는 리니어 구동 모터(80)의 헤드 파트(810)가 설치된다. 헤드 파트(810)와 플랜지(71)는 스크류(S3, S4)에 의해 결합된다.

가이드(미부호)는 헤드 파트(810)의 외측면을 따라 플랜지(71)로부터 연장 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드(미부호)의 일측에는 랙 기어(미부호)가 형성된다.

리니어 구동 모터(80)의 리어 파트는 고정 설치되는 모터 하우징(24)에 결합된다. 헤드 파트(810)는 모터 하우징(24)과 함께 고정되는 리어 파트로부터 선형으로 일정 거리 범위 내에서 이동 가능하게 설치된다.

따라서, 운전자가 노브(10)를 조작하면, 레버(40)는 회동부(42)를 중심으로 회동하게 되고, 그에 따라 링크 부재(70) 및 헤드 파트(810)는 선형 이동하게 된다. 반대로, 헤드 파트(810)가 선형 이동하게 되면, 링크 부재(70)는 헤드 파트(810)와 일체로 선형 이동하고, 그에 따라 레버(40) 및 노브(10)가 회동하게 된다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)의 리니어 구동 모터(80)에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 분해 사시도이다. 도 9는 도 7에서 리니어 구동 모터의 A-A부분을 도시한 종단면도이다. 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터에서 발생되는 추력과 종래의 리니어 구동 모터에서 발생되는 추력을 도시한 그래프이다.

도 7 내지 도 11을 참조하면, 리니어 구동 모터(80)는 헤드 파트(810), 마그넷(820), 요크(830), 모터 샤프트(840), 보빈(850), 코일(860) 및 부쉬들을 포함한다. 전술한 바와 같이, 리니어 구동 모터(80)는 링크 부재(70) 등을 통해 레버(40)와 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 구동 모터(80)는 기본적으로 코일(860)에 인가되는 전류의 변화에 의해 형성되는 자기장에 영향을 받아 마그넷(820)이 이동하며 헤드 파트(810)를 선형 이동시키는 구동 원리를 갖는다.

모터 샤프트(840)는 리니어 구동 모터(80)의 중심축을 형성하며, 일단은 헤드 파트(810)의 전방으로 노출되고, 타단은 보빈(850)의 베이스 플레이트(851)에 형성되는 모터 샤프트(840) 수용단에 고정된다.

헤드 파트(810)의 전방으로 노출된 모터 샤프트(840)의 일단은 링크 부재(70)의 플랜즈를 관통한다. 또한, 모터 샤프트(840)는 리어 파트(850, 860)에 대해 상대 이동하는 헤드 파트(810), 마그넷(820), 요크(830) 및 링크 부재(70)의 선형 이동 방향을 가이드한다.

보빈(850)과 코일(860)은 리너어 구동 모터(80)의 리어 파트(850, 860)를 형성한다. 전술한 바와 같이, 리어 파트(850, 860)는 모터 하우징(24)과 결합된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 리어 파트(850, 860)를 형성하는 보빈(850)은 모터 하우징(24)과 결합되는 베이스 플레이트(851)와 베이스 플레이트(851)의 일면으로부터 연장 형성되는 코일 실린더(852)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 베이스 플레이트(851)의 중심에는 모터 샤프트(840)의 타단을 고정하는 모터 샤프트(840) 수용단이 형성된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 모터 샤프트(840) 수용단은 모터 샤프트(840)의 타단 일부가 노출되도록 베이스 플레이트(851)의 이면에 돌출 형성될 수 있다.

베이스 플레이트(851)의 이면에는 모터 하우징(24)과 베이스 플레이트(851)를 고정하는 스크류(S5, S6; 도 2 참고)가 진입하는 스크류홀(미도시)들이 형성된다.

코일 실린더(852)는 베이스 플레이트(851)와 단차를 형성하며 연장 형성된다. 코일 실린더(852)의 외측면에는 코일(860)이 감기게 된다. 코일 실린더(852)의 내측은 빈 공간을 형성하여, 모터 사프트와 헤드 파트(810) 내에 설치되는 마그넷(820), 요크(830) 등이 수용된다.

도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 헤드 파트(810)는 적어도 일부가 코일(860) 외측을 둘러싸는 측벽(811)과 측벽(811)과 일단과 연결되며 헤드 파드의 전방면을 거의 폐쇄하는 커버(812)를 포함한다.

커버(812)는 측벽(811)과 대략 직각이 되도록 측벽(811)의 일단으로부터 헤드 파트(810)의 내측으로 연장 형성된다. 측벽(811)은 헤드 파트(810) 내에 마그넷(820)이 수용될 수 있도록, 마그넷(820)의 외측면을 둘러싸도록 형성된다.

커버(812)는 마그넷(820)이 코일(860)과의 상호 작용에 의해 이동하거나 제자리를 유지함에 따라 발생하는 추력을 링크 부재(70)에 직접적으로 전달한다.

커버(812)에는 링크 부재(70)와 결합되기 위해 사용되는 스크류(S3, S4)가 진입하는 스크류 홀들이 형성된다. 그리고, 모터 샤트프가 관통하는 제1 샤프트 홀(812b)이 형성된다. 제1 샤프트 홀(812b)의 폭은 모터 사프트(840)의 폭보다 크게 형성된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 샤트프 홀(812b)은 원형으로 형성되고, 모터 샤프트(840)는 원기둥 형상으로 형성된다. 그러므로, 제1 샤프트 홀(812b)의 내경은 모터 샤프트(840)의 외경보다 크게 형성된다. 이에 따라, 제1 사프트 홀(812b)과 모터 샤프트(840) 사이에는 제1 부쉬(871)가 개재될 수 있다.

제1 부쉬(871)는 제1 샤프트 홀(812b)과 모터 샤프트(840)의 직접적인 접촉을 방지하고, 헤드 파트(810)가 모터 샤프트(840)를 따라 원활하게 이동하도록 한다.

또한, 헤드 파트(810)는 마그넷(820)과 코일(860) 사이에 자력이 효과적으로 상호 작용하도록 S45C, 퍼멀로이(permalloy), 아몰퍼스(amorphous), 방향성 전자강판, 무방향성 전자강판, 순철 등으로 형성될 수 있다.

커버(812)의 후면에는 마그넷(820)이 배치된다. 마그넷(820)은 네어디움과 같은 강자력의 자석체가 될 수 있다.

마그넷(820)은 리어 파트(850, 860)의 코일(860)과의 상호 작용에 의해 모터 샤프트(840)를 따라 선형 이동한다. 예를 들면, 마그넷(820)은 리어 파트(850, 860)의 코일(860)에 인가되는 전류 변화에 따라 형성되는 자기장에 반응하여 모터 샤프트(840)를 따라 선형 이동하거나 제자리를 유지하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중심부에는 모터 샤프트(840)가 관통하는 제2 샤프트 홀(821)이 형성된다. 마그넷(820)의 전방면에는 제2 사프트 홀(821)을 중심으로 제1 조립단(812b)에 대응하여 함몰 형성되는 제2 조립단(825)이 형성될 수 있다. 도 9에는 제1 조립단(812b)이 돌출 형성되고, 제2 조립단(825)이 함몰 형성되는 타입을 도시하였으나, 양자의 암수 관계는 바뀔 수 있다.

마그넷(820)의 후면에는 제2 사프트 홀(821)을 중심으로 제3 조립단(826)이 함몰 형성될 수 있다. 또한, 마그넷(820)은 일단면과 타단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 일단면과 타단면의 폭보다 작게 형성된다. 이에 대한 자세한 사항은 후술한다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 후면에는 요크(830)가 배치된다. 요크(830)는 마그넷(820)과 코일(860) 간에 형성되는 자기장의 자속 분포를 마그넷(820) 및 코일(860)에 대략 수직하게 형성시켜 불필요한 누설 자속을 최소화하는 역할을 한다.

요크(830)의 중심부에는 모터 샤프트(840)가 관통하는 제3 샤프트 홀(831)이 형성된다. 요크(830)의 일면에는 제3 사프트 홀(831)을 중심으로 제3 조립단(826)에 대응하여 돌출 형성되는 제4 조립단(832)이 형성될 수 있다. 도 9에는 제3 조립단(826)이 함몰 형성되고, 제4 조립단(832)이 돌출 형성되는 타입을 도시하였으나, 양자의 암수 관계는 바뀔 수 있다.

요크(830)의 후단면에는 제3 사프트 홀(831)로부터 외측으로 확장된 부쉬 설치홈(833)이 형성된다. 부쉬 설치홈(833)과 모터 샤프트(840) 사이에는 제2 부쉬(872)가 개재될 수 있다.

제2 부쉬(872) 역시 제1 부쉬(871)와 유사하게, 요크(830)와 모터 샤프트(840)의 직접적인 접촉을 방지하고, 요크(830)가 모터 샤프트(840)를 따라 원활하게 선형 이동하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 마그넷(820)이 헤드 파트(810) 내에 장착되고, 코일(860)이 보빈(850)에 장착되는 예를 들어 설명하였으나, 소정의 실시예에서는 반대로 마그넷(820)이 보빈(850)에 설치되고 코일(860)이 헤드 파트(810)에 장착될 수도 있다. 이에 대한 자세한 사항은 후술한다.

커버(812), 마그넷(820) 및 요크(830)는 대략 동일한 폭(직경)을 갖도록 형성되어 측벽(811)과 일정한 거리를 유지하도록 설치될 수 있다.

이 때, 커버(812), 마그넷(820) 및 요크(830)와 측벽(811)이 형성하는 사이 공간은 코일(860) 및 코일 실린더(852)가 위치한다. 코일(860) 및 코일 실린더(852)는 헤드 파트(810), 마그넷(820) 및 요크(830)가 일체로 모터 샤프트(840)를 따라 슬라이딩 이동함에 따라 사이 공간 내에 진퇴를 반복하게 된다.

리니어 구동 모터(80)는 헤드 파트(810)의 전후 방향 이동을 이용해 특정 변속단 간의 변속을 막도록 노브(10)의 조작을 방해하는 반력을 레버(40)로 전달하여 변속 블록킹을 구현할 수 있다.

또한, 필요한 경우에는 노브(10)를 강제적으로 이동시켜 차량의 운행 안정성을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 운전자가 변속단 D단 또는 R단에 위치시킨채 차량의 시동을 끈 경우에는 리니어 구동 모터(80)가 노브(10)를 P단으로 강제 위치시켜 P단으로 변속되도록 할 수 있다.

리니어 구동 모터(80)를 통해 절도감 및 변속 블로킹을 구현할 수 있으므로, 별도의 디턴트 장치 및 블로킹 장치를 추가로 포함할 필요가 없다. 이에 따라, 차량용 변속 장치(1)의 경량화 및 소형화를 달성할 수 있다.

이하에서는, 마그넷(820)의 형상에 따른 마그넷(820)과 코일(860)의 상호 작용에 의해 발생하는 추력에 대해 설명한다.

종래의 마그넷은 직경이 대략 일정한 원통형으로 형성되었다. 그러므로, 도 10에 도시된 바와 같이, 운전자가 노브(10)를 통해 변속하는 경우, 노브(10)를 조작하는 힘에 대한 적절한 반력을 제공하여 운전자가 변속 시에 절도감을 느낄수 있도록 하는 추력이 불균일하게 형성된다. 이에 따라, 운전자는 노브(10)를 통해 변속 시 불균일한 절도감을 느끼게 된다.

하지만, 마그넷(820)의 폭이 양단 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 양단의 폭보다 작게 형성되는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)과 코일(860)의 상호 작용에 의해 발생하는 추력이 대략 균일하게 형성된다. 이에 따라, 운전자는 노브(10)를 통해 변속 시 균일한 절도감을 느낄 수 있다. 마그넷 형상에 따른 추력에 대해서는 후술한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 마그넷(820)의 폭(W11, W12, W13)은, 마그넷(820)의 양단으로부터 마그넷(820)의 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 포물 곡선 형태로 감소한다. 예를 들면, 원통형의 마그넷(820)의 직경은 마그넷(820)의 양단으로부터 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 포물 곡선 형태로 감소한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 상측부(820a)의 폭(W11)과 마그넷(820)의 하측부(820b)의 폭(W12)은 중간 영역으로 갈수록 일정하게 유지된다. 또한, 마그넷(820)의 상측부(820a)의 폭(W11)과 마그넷(820)의 하측부(820b)의 폭(W12)은 동일하게 형성된다. 마그넷(820)의 중간부(820c)의 폭은 상측부와 하측부로부터 중간 영역으로 갈수록 포물 곡선 형태로 감소하여 중간 영역의 폭(W13)과 동일하게 된다.

전술한 바와 같이, 리니어 구동 모터(80)는 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 추력이 발생된다. 추력에 의해 마그넷(820)은 전방으로 이동하게 된다. 헤드 파트(810) 내부에 설치된 마그넷(820)이 전방으로 이동함에 따라, 헤드 파트(810)도 전방으로 이동하게 된다.

예를 들어 설명하면, 마그넷(820)과 코일(860) 간에 상호 작용이 발생하지 않는 경우, 마그넷(820)의 대부분이 코일(860)의 내부에 위치하게 된다. 이에 따라, 마그넷(820)의 대부분의 둘레에는 코일(860)이 감싸진다. 코일(860)에 전류가 공급되어 마그넷(820)과 코일(860) 간에 전자기 작용이 발생할 경우, 마그넷(820)을 전방으로 이동시키는 추력이 발생한다. 이에 따라, 마그넷(820)은 전방으로 이동하게 된다.

도 10의 N1은 폭이 일정한 종래의 원통형의 마그넷(820)일 경우 발생하는 추력을 도시한 것이고, 도 10에 도시된 바와 같이, 종래의 원통형의 마그넷(820)은 마그넷(820)의 대략 중간 영역이 코일(860) 내부를 벗어날 때, 최대 추력이 발생된다. 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의한 추력은 마그넷(820)의 중간 영역이 코일(860) 내부를 벗어난 이후부터 감소하게 된다.

	마그넷의 감소 폭	폭 감소 영역의 길이	최소 추력	최대 추력	추력 편차	비고
N1	0mm	0mm	33N	50N	17N
N2	2mm	16mm	32N	45N	13N
N3	4mm	16mm	30.5N	40N	9.5N
N4	6mm	16mm	29.5N	37N	7.5N

도 10 및 표 1에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 추력의 편차가 크게 발생하기 때문에, 운전자가 변속 시에 노브(10)의 이동 거리에 따른 절도감을 느낄수 있도록 하는 추력이 불균일하게 형성된다. 예를 들면, 종래의 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호작용에 의해 발생되는 추력은 최소 추력이 약 33N이고, 최대 추력은 약 50N으로 약 17N의 추력 편차가 발생한다. 여기서, 추력의 편차는 최대 추력과 최소 추력의 차이 값을 의미한다.

다만, 양단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭(W13)이 상기 양단면의 폭(W11, W12)보다 W12)작게 형성된 마그넷(820)은 마그넷(820)의 대략 중간 영역이 코일(860) 내부를 벗어 날 때, 추력이 종전보다 감소한다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷(820)의 상측부의 폭(W11)은 중간 영역으로 갈수록 일정하게 유지된다. 마그넷(820)이 코일(860)과의 상호 작용에 의해 발생하는 추력이 점점 증가하게 된다. 또한, 점점 증가되는 추력에 의해 마그넷(820)은 전방으로 이동하게 되어 마그넷(820)의 상측부가 코일(860)의 내부를 벗어나게 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 상측부의 폭(W11)보다 작은 폭(W13)을 가진 마그넷(820)의 중간부가 코일(860)의 내부를 벗어나기 시작할 때, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생하는 추력이 점점 감소하거나 대략 일정하게 유지될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 추력의 편차가 크게 발생하지 않기 때문에, 운전자가 변속 시에 노브(10)의 이동 거리에 따른 절도감을 느낄 수 있도록 하는 추력이 대략 균일하게 형성된다.

도 10의 N2는 마그넷(820)의 폭(직경)이 약 2mm 가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 16mm일 경우에 발생하는 추력을 도시한 것이고, 도 10의 N3는 마그넷(820)의 폭(직경)이 약 4mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 16mm일 경우에 발생하는 추력을 도시한 것이고, 도 10의 N4는 마그넷(820)의 폭(직경)이 약 6mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 16mm일 경우에 발생한 추력을 도시한 것이다. 물론 마그넷(820)의 양단면의 폭은 6mm 보다 크게 형성되고 동일하게 형성된다.

도 10 및 표 1에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 마그넷(820)의 상측부와 하측부의 폭(W11, W12)보다 대략 2mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 16mm일 경우, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 추력은 최소 추력이 약 32N이고, 최대 추력은 약 45N으로 약 13N의 추력 편차가 발생한다.

도 10 및 표 1에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 마그넷(820)의 상측부와 하측부의 폭(W11, W12)보다 대략 4mm가 감소 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 16mm일 경우, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 추력은 최소 추력이 약 30.5N이고, 최대 추력은 약 40N으로 약 9.5N의 추력 편차가 발생한다.

도 10 및 표 1에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 마그넷(820)의 상측부와 하측부의 폭(W11, W12)보다 대략 6mm가 감소 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 16mm일 경우, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 추력은 최소 추력이 약 29.5N이고, 최대 추력은 약 37N으로 약 7.5N의 추력 편차가 발생한다.

마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생하는 추력은, 마그넷(820)의 폭의 감소 정도가 클수록 최대 추력과 최소 추력의 차이가 감소한다. 뿐만 아니라, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 크게 줄어 들수록, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 최대 추력, 최소 추력 등도 감소함을 알 수 있다. 그러므로, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 마그넷(820)의 양단면의 폭(W11, W12)보다 더 작아질수록, 운전자가 변속 시에 노브(10)의 이동 거리에 따른 절도감을 느낄 수 있도록 하는 추력이 더 균일하게 형성된다.

	마그넷의 감소 폭	폭 감소 영역의 길이	최소 추력	최대 추력	추력 편차	비고
N1'	0mm	0mm	33N	50N	17N
N2'	2mm	25mm	29.5N	41N	12.5N
N3'	4mm	25mm	26.5N	37N	9.5N
N4'	6mm	25mm	24.5N	31.5N	7N

또한, 도 11의 N2'는 마그넷(820)의 폭(직경)이 약 2mm 가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 25mm인 경우에 발생하는 추력을 도시한 것이고, 도 10의 N3'은 마그넷(820)의 폭(직경)이 약 4mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 25mm인 경우에 발생하는 추력을 도시한 것이고, 도 10의 N4'는 마그넷(820)의 폭(직경)이 약 6mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 25mm인 경우에 발생한 추력을 도시한 것이다. 물론 마그넷(820)의 양단면의 폭은 6mm 보다 크게 형성되고 동일하게 형성된다.

도 11 및 표 2에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 마그넷(820)의 상측부와 하측부의 폭(W11, W12)보다 대략 2mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 25mm일 경우, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 추력은 최소 추력이 약 29.5N이고, 최대 추력은 약 41N으로 약 12.5N의 추력 편차가 발생한다.

도 11 및 표 2에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 마그넷(820)의 상측부와 하측부의 폭(W11, W12)보다 대략 4mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 25mm일 경우, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 추력은 최소 추력이 약 26.5N이고, 최대 추력은 약 37N으로 약 9.5N의 추력 편차가 발생한다.

도 11 및 표 2에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 마그넷(820)의 상측부와 하측부의 폭(W11, W12)보다 대략 6mm가 감소되면서 폭이 감소되는 중간부의 길이가 약 20mm일 경우, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 추력은 최소 추력이 약 24.5N이고, 최대 추력은 약 31.5N으로 약 7N의 추력 편차가 발생한다.

도 10, 표 1 및 표 2에서의 설명과 같이, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생하는 추력은, 마그넷(820)의 폭의 감소 정도가 클수록 최대 추력과 최소 추력의 차이가 감소한다. 뿐만 아니라, 마그넷(820)의 중간 영역의 폭(W13)이 크게 줄어 들수록, 마그넷(820)과 코일(860) 간의 상호 작용에 의해 발생되는 최대 추력, 최소 추력 등도 감소함을 알 수 있다.

뿐만 아니라, 마그넷(820)의 폭이 감소되는 중간부의 길이가 클수록 최대 추력과 최소 추력은 감소하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 마그넷(820)의 폭이 감소되는 영역의 길이가 클수록 전반적인 추력의 크기도 감소하는 것을 알 수 있다.

마그넷(820)의 폭이 양단 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 양단의 폭보다 작게 형성된 마그넷(820)은, 마그넷(820)의 폭이 일정하게 형성된 마그넷(820)보다 코일(860)과의 상호 작용에 의해 형성되는 추력이 더 균일하게 형성되나 거의 균일하게 형성되지는 않을 수 있다. 따라서, 코일(860)에 인가되는 전류값을 제어하여 마그넷(820)과 코일(860)의 상호 작용에 의해 형성되는 추력을 거의 균일하게 형성되도록 조절할 수도 있다.

마그넷(820)의 형상을 다르게 표현하면, 마그넷(820)은 둘레면에 마그넷(820)의 둘레를 따라 내측으로 대략 U자형의 그루브가 형성된 것으로 보이게 된다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이 마그넷(820)은 폭(직경)과 수직한 방향의 단면이 대략 장구형으로 형성된다. 그리고, 마그넷(820)은 마그넷(820)의 중심부를 관통하는 모터 샤프트(840)를 기준으로 대칭되게 형성된다.

도 12은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 종단면도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치에서 설명의 편의를 위해 도 1 내지 도 10에서 설명한 구성과 실질적으로 동일한 구성은 동일한 도면 부호로 나타내고, 실질적으로 동일한 구성에 대한 내용 중 중복되는 내용에 대해서는 생략하기로 한다.

리어 파트(821, 835, 855)는 보닌(855)과 보닌(855)의 상측에 장착되는 양단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 상기 양단면의 폭보다 작게 형성되는 마그넷(821)과, 요크(855)에 의해 형성된다.

또한, 마그넷(821)과 상호 작용에 의해 선형 이동하는 코일(865)은 헤드 파트(815) 내에 장착된다. 그러므로, 리어 파트(821, 835, 855)에 대해 이동 가능하게 설치된 헤드 파트(815) 내에 장착된 코일(865)에 의해 선형 이동하여 레버(40, 도 4참고)를 노브(10)를 이동시키거나 노브(10)를 조작하는 힘에 반력을 제공한다.

리니어 구동 모터의 마그넷(822)의 폭(W21, W22, W23)은 양단면으로부터 마그넷(822)의 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 마그넷(822)의 중간 영역의 폭(W23)으로 일정하게 유지된다. 예를 들면, 원통형의 마그넷(822)의 직경은, 마그넷(822)의 양단면으로부터 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 중간 영역의 폭으로 일정하게 유지된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 마그넷(821)의 상측부(821a)의 폭(W21)과 마그넷(821)의 하측부(821b)의 폭(W22)은 중간 영역으로 갈수록 일정하게 유지된다. 또한, 마그넷(821)의 상측부(821a)의 폭(W21)과 마그넷(821)의 하측부(821b)의 폭(W22)은 동일하게 형성된다. 마그넷(821)의 상측부(821a)와 하측부(821b)를 연결하는 중간부(821c)의 폭(W23)은 상측부(821a)와 하측부(821b)의 폭보다 작게 형성된다. 또한, 마그넷의 중간부(821c)의 폭(W23)은 일정하게 유지된다. 이에 따라, 마그넷(821)의 상측부(821a)와 중간부(821c)는 단차를 형성하고, 마그넷(821)의 하측부(821b)와 중간부(821c)도 단차를 형성한다.

그러므로, 마그넷(821)은 양단면 사이의 일부 영역의 폭이 양단면의 폭보다 작게 형성되는 점에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷(822)과 공통된다.

마그넷(821)의 형상을 다르게 표현하면, 마그넷(821)은 둘레면에 마그넷(821)의 둘레를 따라 내측으로 대략 ㄷ자형의 그루부가 형성된 것으로 보이게 된다. 이에 따라, 도 11에 도시된 바와 같이, 마그넷(821)은 폭(직경)과 수직한 방향의 단면이 대략 I형으로 형성된다. 그리고 마그넷(821)은 마그넷(821)의 중심부를 관통하는 모터 샤프트(845)를 기준으로 대칭되게 형성된다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 마그넷의 형상을 도시한 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 마그넷의 직경은, 마그넷(822)의 양단면으로부터 중간 영역으로 갈수록 직경의 감소율이 작아지는 포물 곡선 형태로 감소한다.

다시 말하면, 마그넷(822)의 상단부(822a)의 폭(W31)과 마그넷(822)의 하단부(822b)의 폭(W32)은 중간 영역을 향해 곡선 형태로 감소한다. 다만 소정의 실시예에서 마그넷의 양단면으로부터 중간 영역을 향해 직선 형태로 감소할 수 있다.

마그넷(822)의 상단부(822a)와 하단부(822b)의 폭(W31. W32)은 중간 영역(821c)의 폭(W33)보다 크게 형성된다.

그러므로, 마그넷은 양단면 사이의 일부 영역의 폭이 양단면의 폭보다 작게 형성되는 점에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷과 공통된다.

마그넷의 형상을 다르게 표현하면, 마그넷의 둘레면이 내측으로 오목하게 형성된 것으로 보이게 된다. 이에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이 마그넷은 폭(직경)과 수직한 방향의 단면이 대략 장구형으로 형성된다. 그리고, 마그넷은 마그넷의 중심부를 관통하는 모터 샤프트(미도시)를 기준으로 대칭되게 형성된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 리니어 구동 모터의 마그넷(823)의 폭은 양단면으로부터 마그넷(823)의 중간 영역을 향해 직선 형태로 감소하다가 마그넷(823)의 중간 영역의 폭으로 일정하게 유지된다. 다만, 소정의 실시예에서, 리니어 구동 모터의 마그넷(823)의 폭은 양단면으로부터 마그넷(823)의 중간 영역을 향해 곡선 형태로 감소하다가 마그넷의 중간 영역의 폭으로 일정하게 유지된다.

예를 들면, 원통형의 마그넷(823)의 직경은, 마그넷(823)의 양단면으로부터 중간 영역을 향해 일정한 감소율로 감소되다가 마그넷의 중간 영역의 폭으로 일정하게 유지된다.

마그넷(823)의 상단부(823a)의 폭(W41)과 마그넷(823)의 하단부(823b)의 폭(W42)은 중간 영역을 향해 직선 형태로 감소한다. 다만 소정의 실시예에서 마그넷의 양단면으로부터 중간 영역을 향해 곡선 형태로 감소할 수 있다.

중간 영역을 향해 감소하던 마그넷(823)의 폭은 마그넷(823) 중간부(823c)의 폭(W43)과 일정하게 유지된다.

그러므로, 마그넷(823)은 양단면 사이의 일부 영역의 폭이 양단면의 폭보다 작게 형성되는 점에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷(823)과 공통된다.

마그넷(823)의 형상을 다르게 표현하면, 마그넷(823)은 둘레면에 마그넷(823)의 둘레를 따라 내측으로 대략 ㄷ자형의 그루부가 형성된 것으로 보이게 된다. 이에 따라, 도 14에 도시된 바와 같이, 마그넷(823)은 폭(직경)과 수직한 방향의 단면이 대략 I형으로 형성된다. 그리고 마그넷(823)은 마그넷(823)의 중심부를 관통하는 모터 샤프트(미도시)를 기준으로 대칭되게 형성된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1: 차량용 변속 장치 10: 노브
21: 상부 하우징 22: 제1 측부 하우징
22a: 커넥터 23: 제2 측부 하우징
24: 모터 하우징 25: 전면 커버
30: 레버 41: 노브 결합부
42: 회동부 43: 연장부
50: 탄성 부재 51: 제1 탄성부
52: 제1 탄성 지지부 53: 제2 탄성 지지부
54: 제1 고정부 55: 제2 고정부
60: 링크 회전축 61: 회전축 헤드
62: 축 바디 63: 너트 결합단
64: 너트 70: 링크 부재
71: 플랜지 72: 결합조
80: 리니어 구동 모터 421: 레버 회동축
431: 제1 설치단 432: 제2 설치단
433: 관통홀 810, 815: 헤드 파트
811: 측벽 812: 커버
820: 마그넷 830: 요크
840: 모터 샤프트 850: 보빈
851: 베이스 플레이트 852: 코일 실린더
860: 코일 S1, S2, S3, S4, S5, S6: 스크류

Claims (11)

1. 운전자에 의해 조작되는 노브와, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버와, 상기 레버와 연결되는 리니어 구동 모터를 포함하는 차량용 변속 장치에 있어서,
   상기 리니어 구동 모터는,
   코일을 포함하는 리어 파트;
   양단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 상기 양단면의 폭보다 작게 형성되며, 상기 코일과의 상호 작용에 의해 선형 이동하는 마그넷; 및
   상기 리어 파트에 대해 이동 가능하게 설치되며, 상기 마그넷에 의해 선형 이동하여 상기 레버를 통해 상기 노브를 이동시키거나 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 포함하는, 차량용 변속 장치.
2. 운전자에 의해 조작되는 노브와, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버와, 상기 레버와 연결되는 리니어 구동 모터를 포함하는 차량용 변속 장치에 있어서,
   상기 리니어 구동 모터는,
   양단면 사이의 적어도 일부 영역의 폭이 상기 양단면의 폭보다 작게 형성되는 마그넷을 포함하는 리어 파트;
   상기 마그넷과의 상호 작용에 의해 선형 이동하는 코일; 및
   상기 리어 파트에 대해 이동 가능하게 설치되며, 상기 코일에 의해 선형 이동하여 상기 레버를 통해 상기 노브를 이동시키거나 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 포함하는, 차량용 변속 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 마그넷의 폭은, 상기 마그넷의 양단면으로부터 상기 마그넷의 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 직선 또는 곡선 형태로 감소하는, 차량용 변속 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 마그넷과 상기 코일 간의 상호 작용에 의해 발생하는 추력은, 상기 마그넷의 폭의 감소 정도가 클수록 최대 추력과 최소 추력의 차이가 감소하는, 차량용 변속 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 마그넷의 폭은, 상기 마그넷의 양단면으로부터 상기 마그넷의 중간 영역을 향해 일정하게 유지되다가 상기 중간 영역의 폭으로 일정하게 유지되는, 차량용 변속 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 마그넷의 폭은, 상기 마그넷의 양단면으로부터 상기 마그넷의 중간 영역를 향해 직선 또는 곡선 형태로 감소하는, 차량용 변속 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 마그넷의 양단면의 폭은, 동일하게 형성되는, 차량용 변속 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 마그넷은 폭과 수직한 방향의 단면은, I 형 또는 장구형으로 형성되는, 차량용 변속 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 리니어 구동 모터는,
   상기 리어 파트에 결합되고, 상기 마그넷의 중심부를 관통하여 상기 마그넷의 이동을 가이드하는 모터 샤프트를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코일은 상기 마그넷의 외측의 적어도 일부를 둘러싸고,
    상기 헤드 파트는, 상기 코일의 외측의 적어도 일부를 둘러싸는, 차량용 변속 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레버는 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부를 더 포함하고,
    일단은 상기 연장부와 상대 회전 가능하게 결합되고, 타단은 상기 헤드 파트와 결합되어 상기 헤드 파트와 일체로 이동하며 상기 레버를 상기 회동부를 중심으로 회동시키는 링크 부재를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
    

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