KR102289737B1 - 차량용 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 불렛을 포함하는 변속 시프터; 상기 변속 시프터에 의한 변속 단 전환 시 상기 불렛이 접촉되어 디턴트를 발생시키는 디턴트 그루브; 및 상기 변속 시프터가 P단 이외의 다른 단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 구동력을 발생시키는 구동 모듈을 포함하며, 상기 디턴트 그루브는 상기 구동 모듈에 의하여 상기 변속 시프터와 함께 이동하여 상기 변속 시프터를 P단으로 복귀시킨다.

Description

차량용 변속 장치{Automotive transmission}

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 단을 P단이 아닌 다른 단에 위치시킨 상태에서 시동을 오프시킨 경우, 변속 단이 소음 발생 없이 P단으로 자동 복귀되도록 하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 변속 장치(Transmission)는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위하여 기어 비를 달리하도록 한 것으로서, 운전자는 변속 장치의 기어 비를 바꾸기 위하여 변속 장치에 있는 변속 레버(Shift lever)를 조작하게 된다.

이 때, 운전자는 운전석 옆에 위치하는 변속 레버를 조작하여 변속 단을 선택함으로써 기어 비를 변화시킬 수 있다.

변속 장치는 수동 변속 장치와 자동 변속 장치로 구분된다.

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

자동 변속 장치는 일반적으로 차량의 주정차 시에 사용되는 P단, 차량의 후진에 사용되는 R단, 엔진의 출력이 구동륜으로 전달되는 것을 차단하는 N단 및 차량의 전진에 사용되는 D단을 포함하는 변속 단으로 구성된다.

운전자는 변속 레버를 이용하여 각 변속 단을 선택할 수 있는데, 변속 레버의 대표적인 종류로는 레버 타입과 로터리 타입이 있다. 그 외에 각 변속 단이 버튼 형식으로 구성된 차종도 있다.

일반적인 레버 타입은 P-R-N-D의 순서로 변속 단이 일렬 배치되고 레버를 직선 방향으로 이동시켜 각 변속 단을 선택할 수 있도록 구성된다. 최근에는 레버 타입으로서, P-R-N-D의 변속 단 위치가 고정되어 있지 않고 레버는 운전자의 조작에 따라 제자리에서 틸팅 후 복귀하도록 구성되어 레버의 틸팅 방향에 따라 P-R-N-D가 차례대로 변하는 방식으로 변속 단을 선택할 수 있는 변속 장치도 제공되고 있다.

한편, 로터리 타입은 일정 각도 범위 내에서 회전하는 회전체의 주변으로 P-R-N-D의 변속 단이 위치하고 다이얼의 특정 포인트를 P-R-N-D의 각 변속 단에 위치시킴으로써 변속 단을 선택할 수 있도록 구성된다.

또한, 버튼 타입은 P-R-N-D에 각각 해당되는 버튼이 배치되고, 운전자가 해당 버튼을 누름에 따라 해당 변속 단을 선택할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 자동 변속 장치에 있어서, 로터리 타입의 경우에는 변속 단이 P단에 위치하지 않고 R단, N단, D단에 위치한 상태에서 운전자가 시동을 오프시키게 되면, 변속 단이 P단으로 자동 복귀하도록 하는 기술이 제공되고 있으나, 기계식으로 변속 단을 변경시키는 레버 타입의 경우에는 위와 같은 기술이 제공되지 못하고 있는 실정인바, 레버 타입의 자동 변속 장치의 경우에도 시동 오프 시에 레버가 P단으로 자동 복귀되도록 하는 방안이 요구되고 있다.

한국특허등록 제1210214호(2012.12.03.)

본 발명은 상기와 같은 제반 요구에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 변속 단을 P단이 아닌 다른 단에 위치시킨 상태에서 시동을 오프시키게 되더라도, 변속 단이 소음 발생 없이 P단으로 자동 복귀되도록 하는 차량용 변속 장치를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 레버 타입인 자동 변속 장치의 경우, 운전자의 부주의에 의해 레버를 P단이 아닌 다른 단에 위치에 위치시킨 상태에서 시동을 오프시키게 되더라도 소음 발생 없이 레버가 부드럽게 P단으로 자동 복귀되도록 함으로써, 차량 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 변속 장치를 제공하는 것이다.

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

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치는, 불렛을 포함하는 변속 시프터; 상기 변속 시프터에 의한 변속 단 전환 시 상기 불렛이 접촉되어 디턴트를 발생시키는 디턴트 그루브; 및 상기 변속 시프터가 P단 이외의 다른 단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 구동력을 발생시키는 구동 모듈을 포함하며, 상기 디턴트 그루브는 상기 구동 모듈에 의하여 상기 변속 시프터와 함께 이동하여 상기 변속 시프터를 P단으로 복귀시킬 수 있다.

여기서, 상기 디턴트 그루부는, 상기 불렛이 위치 이동하도록 원주 둘레를 따라 복수의 그루브와 복수의 그루브 홈이 연속적으로 교차되어 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치는, 상기 변속 시프터가 P단 이외의 다른 단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 상기 변속 시프터가 위치하는 해당 변속 단에 따라 상기 구동 모듈의 회전 각도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 구동 모듈은, 상기 제어부의 입력 신호에 따라 구동이 이루어지는 구동 모터와, 상기 구동 모터의 축에 축설되는 제1 기어와, 상기 제1 기어와 치합되어 연동되는 제2 기어와, 상기 제2 기어와 동일 축 상에 배치되는 제3 기어 및 상기 제3 기어와 치합되어 연동되는 제4 기어를 포함할 수 있으며, 상기 제1 기어 내지 상기 제4 기어는, 웜 기어일 수 있다.

또한, 상기 디턴트 그루브는, 샤프트 홀과, 상기 샤프트 홀에 삽입되는 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 상기 구동 모듈에 의해 회전되어 상기 디턴트 그루브를 회전시키거나 또는 상기 구동 모듈에 의해 회전이 제한되어 상기 디턴트 그루브를 고정시킬 수 있다.

이 때, 상기 샤프트 홀은 걸림 홈을 포함하고, 상기 샤프트는 상기 걸림 홈에 삽입되는 걸림 편을 포함할 수 있다.

한편, 상기 변속 시프터는, 노브와, 로드를 포함하고, 상기 로드의 둘레에는 고정 부재와, 상기 고정 부재에 대하여 간격 이동이 이루어지는 가변 부재가 배치되며, 상기 가변 부재에 측 방향으로 연장되는 상기 블렛이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 고정 부재와 상기 가변 부재 사이에는 탄성 부재가 배치되며, 상기 불렛은 상기 탄성 부재를 압축시키거나 또는 상기 탄성 부재의 탄성 복원력에 의해 상기 디턴트 그루브의 그루브들을 타고 넘으면서 서로 다른 그루브 홈으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 고정 부재는, 삽입 돌기 및 삽입 홈을 포함하고, 상기 가변 부재는, 상기 고정 부재의 삽입 돌기와 동일 선상에 위치하는 삽입 홈과, 상기 고정 부재의 삽입 홈과 동일 선상에 위치하는 삽입 돌기를 포함할 수 있다.

또 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치는, 차체에 고정되는 고정 하우징과, 상기 변속 시프터와 함께 이동하고, 상기 디턴트 그루브 및 상기 구동 모듈을 감싸는 가변 하우징으로 이루어진 변속 하우징을 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 고정 하우징에는 스토퍼가 설치될 수 있고, 상기 가변 하우징에는 상기 변속 시프터의 이동에 따라 상기 스토퍼와 대응되는 위치에 위치하게 되는 복수의 잠금 홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치는, 차량의 시동 오프 시, 상기 변속 시프터가 위치하는 변속 단을 감지하고, 감지된 신호를 상기 제어부로 송신하는 변속 단 감지부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 차량의 시동 오프 시, 상기 변속 단 감지부로부터 입력되는 입력 신호에 따라 상기 구동 모듈에 각각 다른 구동 신호를 인가할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치에 의하면, 변속 단을 P단이 아닌 다른 단에 위치시킨 상태에서 시동을 오프시키게 되더라도, 변속 단이 소음 발생 없이 P단으로 자동 복귀되는 효과가 제공될 수 있다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치에 의하면, 레버 타입인 자동 변속 장치의 경우, 운전자의 부주의에 의해 레버를 P단이 아닌 다른 단에 위치에 위치시킨 상태에서 시동을 오프시키게 되더라도 소음 발생 없이 레버가 부드럽게 P단으로 자동 복귀됨으로써, 차량 성능이 향상되는 효과가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치의 전체 사시도.
도 2는 도 1에서 변속 하우징 중 고정 하우징을 제거한 상태의 사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 2에서 변속 하우징 중 가변 하우징 및 스토퍼를 제거한 상태의 사시도.
도 5는 도 4를 다른 방향에서 바라본 상태의 사시도.
도 6은 도 5의 분리 사시도.
도 7은 노브 축과 가변 하우징의 결합 관계를 나타내기 위한 일부 정면도.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치의 변속 단 변경 과정을 순차적으로 도시한 도 4의 정면도.
도 10은 도 9b 내지 도 9d의 변속 단 위치에서 시동 오프 시, 레버가 P단으로 자동 복귀된 상태를 도시한 정면도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치의 제어 관계를 나타내기 위한 블록도.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치에서 시동 오프 시, P단 복귀 과정을 순차적으로 도시한 순서도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 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 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 변속 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치의 전체 사시도이고, 도 2는 도 1에서 변속 하우징 중, 고정 하우징을 제거한 상태의 사시도이며, 도 2의 정면도이다.

또한, 도 4는 도 2에서 변속 하우징 중, 가변 하우징과 스토퍼를 제거한 상태의 사시도이고, 도 5는 도 4를 다른 방향에서 바라본 상태의 사시도이며, 도 6은 도 5의 분리 사시도이다.

또한, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치에서, 노브 축과 가변 하우징의 결합 관계를 나타내기 위한 일부 정면도이고, 도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.

한편, 도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치의 변속 단 변경 과정을 순차적으로 도시한 도 4의 정면도이고, 도 10은 도 9b 내지 도 9d의 변속 단 위치에서 시동 오프 시, 레버가 P단으로 자동 복귀된 상태를 도시한 정면도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)는, 운전자가 한 손으로 파지한 상태에서 전후 방향으로 이동시킴에 따라 P-R-N-D 중, 어느 하나의 변속 단으로 변경할 수 있는 변속 시프터(110)를 포함할 수 있다.

이러한 변속 시프터(110)는, 후에 상세히 설명되는 변속 하우징(400) 상부에 배치되어 전후 방향으로 이동이 이루어질 수 있는 노브(112)(Knob) 및 로드(114)(Rod)를 포함할 수 있다.

또한, 변속 시프터(110)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 로드(114)의 둘레에 고정되게 설치되는 고정 부재(120)와, 이 고정 부재(120)에 대하여 로드(114)의 길이 방향을 따라 축 방향으로 이동이 이루어지는 가변 부재(130) 및 고정 부재(120)와 가변 부재(130) 사이에 배치되는 탄성 부재(미도시됨)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)에서는, 탄성 부재로서 로드(114)를 감싸는 코일 스프링이 제공된 것이 바라직하나, 이는 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니며 가변 부재(130)를 탄성에 의해 한 쪽 방향으로 밀어주는 기능을 수행하는 것이라면 종래에 공지된 다양한 탄성 부재가 적용될 수도 있다.

가변 부재(130)는, 양 측 방향으로 돌출되어 후술되는 디턴트 그루브(Detent groove)(200)의 그루브(210)를 타고 넘으면서 그루브 홈(212)에 위치하게 되는 한 쌍의 불렛(150)(Bullet)을 더 포함할 수 있는데, 이의 상세한 구성 및 작동 관계는 후에 상세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6을 다시 한 번 참조하면, 고정 부재(120)와 가변 부재(130)는 그 둘레 방향에 걸쳐 서로 교차되는 방향으로 삽입 돌기(124,134)들 및 삽입 홈(126,136)들이 형성된 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 고정 부재(120)는 일정 직경의 베이스 플레이트(122)의 일 면 측으로부터 삽입 돌기(124)와 삽입 홈(126)이 둘레 방향에 걸쳐 순차적으로 형성되고, 가변 부재(130) 또한 일정 직경이 베이스 플레이트(132)의 일 면 측으로부터 삽입 홈(136)과 삽입 돌기(134)가 둘레 방향에 걸쳐 순차적으로 형성될 수 있다.

이 때, 고정 부재(120)의 삽입 돌기(124)는 가변 부재(130)의 삽입 홈(136)과 동일 선상에 위치되고, 고정 부재(120)의 삽입 홈(126)은 가변 부재(130)의 삽입 돌기(134)와 동일 선상에 위치된다.

여기서, 탄성 부재는 고정 부재(120)의 베이스 플레이트(122) 일 면과, 가변 부재(130)의 베이스 플레이트(132) 일 면 사이에 배치되어 가변 부재(130)를 고정 부재(120)에 대하여 멀어지는 방향으로 밀어 내는 기능을 수행할 수 있으며, 고정 부재(120)와 가변 부재(130)를 감쌀 수 있도록 앞서 설명한 바와 같이, 코일 스프링이 적용되는 것이 바람직하다.

가변 부재(130)는, 베이스 플레이트(132) 타 면 측으로는 디턴트 그루브(200)의 중앙 측에 원주 둘레로 형성되는 가이드 홈(216) 상을 따라 슬라이드 되는 이동부(140)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있으며, 이 이동부(140)의 양 측에 측 방향으로 상기 한 쌍의 불렛(150)이 연장되어 형성될 수 있다.

여기서, 불렛(150)이 이동부(140)의 양 측에 한 쌍으로 측 방향 형성된 것은 하중의 분산을 통해 응력이 집중되는 것을 예방하기 위함이다.

따라서, 가변 부재(130)의 불렛(150)은 운전자가 변속 시프터(110)를 전후 방향으로 이동시킴에 따라 탄성 부재를 압축시키면서 디턴트 그루브(200)의 그루브(210)들을 타고 넘을 수 있게 되는데, 이에 대한 작동 관계는 후에 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)는, 앞서 언급한 디턴트 그루브(200)와, 이 디턴트 그루브(200)를 일정 각도만큼 회전시킴에 따라 시동 오프 시에 변속 단이 P단으로 자동 복귀되도록 하는 구동 모듈(300)을 포함할 수 있다.

디턴트 그루브(200)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙에 횡 방향으로 샤프트 홀(220)이 형성되고, 일정 간격을 두고 양 방향에 걸쳐 원주 둘레를 따라 복수의 그루브(210) 및 복수의 그루브 홈(212)이 등 간격으로 배열된 구조로 이루어질 수 있다.

여기서, 일정 간격을 두고 양 방향에 걸쳐 원주 둘레를 따라 형성되는 복수의 그루브(210)들과 복수의 그루브 홈(212)들 사이에는, 상기 가변 부재(130)의 이동부(140)가 슬라이드 되면서 이동되기 위하여 역시 원주 둘레를 따라 가이드 홈(216)이 형성되어 있다.

샤프트 홀(220)은 후술되는 샤프트(250)가 삽입되기 위한 것으로서, 샤프트(250)의 회전 시 디턴트 그루브(200)가 연동하여 동시에 회전될 수 있도록 원 형상으로 이루어지지 않고, 적어도 어느 한 쪽 방향으로는 걸림 홀(222)이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)를 뒷받침하기 위한 도면(도 6 참조)에서는 샤프트 홀(220)이 원형 홀로 이루어지고, 이 원형 홀의 대향되는 양 측으로 걸림 홀(222)이 형성된 것을 일 예로 설명하기로 하나, 이는 하나의 실시 예에 불과한 것으로서 이에 한정되는 것은 아니며, 샤프트 홀(220)은 삼각 이상의 다각 형상을 이루는 홀로 형성될 수도 있고, 톱니 형상 등 다양한 형상의 홀로 형성될 수도 있다.

즉, 샤프트 홀(220)에 샤프트(250)가 삽입되어 축설된 상태에서, 샤프트(250)가 회전하게 되는 경우 디턴트 그루브(200)가 연동하여 회전되도록 하는 형상이라면 샤프트 홀(220)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

구동 모듈(300)은, 입력 신호에 따라 구동이 이루어지는 구동 모터(310)와, 이 구동 모터(310)의 축에 축설되는 제1 기어(320)와, 이 제1 기어(320)와 교차되는 방향으로 치합되어 제1 기어(320)의 회전에 따라 연동되어 동시에 회전이 이루어지는 제2 기어(330)와, 이 제2 기어(330)와 동일 축 방향으로 배치되는 일정 길이의 제3 기어(340)와, 이 제3 기어(340)와 치합되어 제3 기어(340)의 회전에 따라 연동되어 동시에 회전이 이루어지는 제4 기어(350)를 포함할 수 있다.

여기서, 제4 기어(350)에는 샤프트(250)의 일 단이 축설되고, 이에 따라 제4 기어(350)는 디턴트 그루브(200)의 일측에 동일 방향으로 배치될 수 있다.

제4 기어(350)에는 샤프트(250)의 일 단이 삽입되어 축설되기 위한 결합 홀이 형성되는데, 이 때 샤프트(250)의 결합 홀은 제4 기어(350)의 회전 시 샤프트(250)가 연동하여 동시에 회전될 수 있도록 원 형상으로 이루어지지 않고, 걸림이 이루어지는 다각 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)를 뒷받침하기 위한 도면(도 6 참조)에서는 결합 홀(도면부호 미부여)이 D 형상의 홀로 이루어진 것을 일 예로 설명하기로 하나, 이는 하나의 실시 예에 불과한 것으로서 이에 한정되는 것은 아니며, 결합 홀은 삼각 이상의 다각 형상을 이루는 홀로 형성될 수도 있고, 톱니 형상 등 다양한 형상의 홀로 형성될 수도 있다.

즉, 결합 홀에 샤프트(250)의 일 단이 삽입되어 축설된 상태에서 제4 기어(350)가 회전하게 되는 경우, 샤프트(250)가 연동하여 회전되도록 하는 형상이라면 결합 홀은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 샤프트(250)의 일 단은 제4 기어(350)의 결합 홀에 대응되는 단면을 갖는 형상으로 형성될 수 있다.

샤프트(250)에는 앞서 설명한 디턴트 그루브(200)의 샤프트 홀(220)에서 걸림 홀(222)에 삽입되기 위한 걸림 편(252)이 형성된다.

따라서, 샤프트(250)가 회전하게 되면 샤프트(250)의 걸림 편(252)이 디턴트 그루브(200)의 샤프트 홀(220) 양 측에 형성된 걸림 홀(222)에 삽입된 상태를 이루게 됨으로써, 샤프트(250)의 회전에 따라 디턴트 그루브(200)가 연동하여 회전이 이루어지게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)의 경우, 구동 모듈(300)을 이루는 제1 기어(320)와 제2 기어(330)는 웜 기어인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 베벨 기어 등과 같이 서로 치합됨에 따라 회전 방향을 바꾸어주는 것이라면 종래에 공지된 다양한 기어들이 적용될 수도 있다.

이와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 구동 모듈(300)의 작동 관계는 후에 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)는, 변속 시프터(110)와 디턴트 그루브(200) 및 구동 모듈(300)을 감싸서 보호하기 위한 변속 하우징(400)을 포함할 수 있다.

변속 하우징(400)은, 도 1에 도시된 바와 같이 변속 시프터(110)가 전후 방향으로 일정 간격만큼 이동할 수 있도록 선단 측에 개구 홀이 형성되고, 변속 시프터(110)의 전후 방향 이동에 따라 연동되지 않고 고정됨을 유지하는 고정 하우징(410)과, 도 2에 도시된 바와 같이 변속 시프터(110)가 전후 방향으로 이동할 때 연동되어 일정 간격만큼 회전이 이루어지는 가변 하우징(420)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

도 1 및 도 2를 다시 한 번 참조하면, 고정 하우징(410)의 일 측에는 입력 신호에 따라 전후진이 이루어지는 스토퍼(500)가 배치될 수 있으며, 가변 하우징(420)의 일 측에는 스토퍼(500)에 의해 걸림이 이루어지는 복수 단의 잠금 홈(422)들이 형성될 수 있다.

여기서, 스토퍼(500)는 전기적 입력 신호에 의해 전후 방향으로 이동이 이루어지는 솔레노이드가 적용될 수 있으며, 가변 하우징(420)에 형성되는 복수 단의 잠금 홈(422)들에 대하여 전후진 됨에 따라 가변 하우징(420)의 회전을 제한시킬 수 있다.

예를 들어, 운전자가 변속 시프터(110)를 특정 단에 위치시킨 경우, 스토퍼(500)가 입력 신호에 의해 가변 하우징(420)의 해당 잠금 홈(422)으로 전진하여 삽입됨으로써, 가변 하우징(420)의 회전이 제한되도록 하여 변속 시프터(110)의 전후 방향 이동을 단속시킴에 따라 결국 변속 단 변경을 제한시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 잠금 홈(422)은 변속 시프터가 P단에 위치할 때, 스토퍼(500)가 삽입되어 P단에서 변속 시프터가 고정되도록 하는 P단 잠금 홈과, 변속 시프터가 R단에 위치할 때, 스토퍼(500)가 삽입되어 P단에서 변속 시프터가 고정되도록 하는 R단 잠금 홈을 포함할 수 있다.

또한, 잠금 홈(422)은 변속 시프터가 N단이나 D단에 위치할 때, 스토퍼(500)가 삽입되어 N단과 D단에서만 변속 시프터가 이동이 가능하도록 하는 N단 및 D단 잠금 홈을 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 차량용 변속 장치(100)의 작동 관계를 도 9a 내지 도 9d, 그리고 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)의 제어 관계를 나타내기 위한 블록도이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)에서 시동 오프 시, P단 복귀 과정을 순차적으로 도시한 순서도이다.

먼저, 도 1 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 변속 시프터(110)가 P단에 위치하고 있는 상태에서, 변속 시프터(110)의 불렛(150)은 디턴트 그루브(200)의 원주 둘레에 등 간격으로 형성된 복수의 그루브 홈(212) 중, 어느 하나의 그루브 홈(212)에 안착되어 걸림 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서, 운전자가 시동을 온 시키고 변속 단을 변경하고자 변속 시프터(110)의 노브(112)를 파지한 상태에서 후측 방향으로 이동시키면, 변속 시프터(110)의 불렛(150)은 디턴트 그루브(200)의 그루브(210)를 타고 넘으면서 다음 번의 그루브 홈(212)에 안착되어 걸림 상태를 유지할 수 있다.

여기서, 변속 단은 P-R-N-D의 순으로 변경이 이루어지게 됨으로써, 불렛(150)이 하나의 그루브(210)를 타고 넘어서 다음 번의 그루브 홈(212)에 위치하게 되는 경우는 도 9b에 도시된 바와 같이 R단으로 변속 단이 변경되는 경우가 된다.

이 때, 가변 부재(130)는 한 쌍의 불렛(150)이 볼록 형상의 그루브(210)를 타고 넘게 됨에 따라 탄성 부재를 압축시키면서 고정 부재(120) 방향으로 이동이 이루어지게 된다.

이 경우, 가변 부재(130)의 삽입 돌기는 고정 부재(120)의 삽입 홈과 동일 선상에 위치하게 됨으로써, 걸림의 발생 없이 가변 부재(130)가 고정 부재(120) 쪽으로 이동이 가능하게 된다.

계속해서, 한 쌍의 불렛(150)이 그루브(210)를 타고 넘어 다음 번의 그루브 홈(212)에 이르게 되면, 가변 부재(130)는 탄성 부재의 탄성 복원력에 의해 다시 원 상태로 복귀됨으로써, 한 쌍의 블렛은 다음 번의 그루브 홈(212)이 안착된 상태로 위치되는 것이다.

이와 같이, 운전자가 변속 시프터(110)를 이동시킴에 따라 가변 부재(130)는 탄성 부재를 압축시키면서 불렛(150)이 디턴트 그루브(200)의 그루브(210)를 타고 넘어가고, 다시 탄성 부재의 탄성 복원력에 의해 원상태로 복귀하면서 다음 번의 그루브 홈(212)으로 이동되면서 변속 단 변경이 이루어지게 됨으로써, 운전자는 변속 감을 촉감으로 감지할 수 있게 된다.

이와 같은 방식에 의해 변속 시프터(110)를 전진 또는 후진 시킴에 따라 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, P-R-N-D 또는 D-N-R-P의 순으로 변속 단을 변경하도록 조작할 수 있게 되며, 이의 변속 과정은 앞서 설명한 바와 그 방향만 상이할 뿐 나머지 작동 관계는 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 변속 시프터(110)를 전진 또는 후진시킴에 따라 변속 단을 변경하는 과정에서, 변속 하우징(400)의 가변 하우징(420)은 변속 시프터(110)와 연동하여 일정 각도만큼 회전이 이루어지는 반면, 디턴트 그루브(200) 및 구동 모듈(300)은 고정된 상태를 유지하게 된다.

즉, 시동을 온 시킨 상태에서는, 구동 모듈(300)의 구동 모터(310)에 전기적 신호가 입력되지 않게 되어 구동 모터(310)가 구동하지 않게 되며, 이에 따라 제1 기어(320) 내지 제4 기어(350)는 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다.

따라서, 제4 기어(350)의 결합 홈에 축설된 샤프트(250) 또한 고정된 상태를 유지하게 됨으로써, 샤프트(250)가 샤프트 홀(220)에 축설된 디턴트 그루브(200) 또한 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하게 되는바, 변속 시프터(110)의 불렛(150)은 고정된 디턴트 그루브(200)의 그루브들을 타고 넘으면서 인접하는 다른 그루브 홈(212)으로 이동을 하게 되면서 변속 단 변경이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 변속 하우징(400)의 가변 하우징(420)은 앞서 설명한 바와 같이 변속 시프터(110)의 전진 또는 후진에 따라 연동되어 일정 각도만큼 회전이 이루어지게 되고, 스토퍼(500)는 고정됨을 유지하는 고정 하우징(410)에 고정된 상태를 이루게 되는바, 변속 시프터(110)의 전진 또는 후진에 따라 스토퍼(500)에는 가변 하우징(420)의 잠금 홈(422)들 중, 서로 다른 잠금 홈(422)이 동일 선상에 위치하게 된다.

예를 들어, 운전자가 변속 시프터(110)를 위치 이동시킴에 따라 변속 단을 특정 단으로 변경한 경우, 가변 하우징(420)의 잠금 홈(422)들 중, 선택된 특정 단에 대응되는 잠금 홈(422)이 스토퍼(500)와 동일 선상에 위치하게 되며, 이 경우 입력 신호에 따라 스토퍼(500)가 작동하여 상기 해당 잠금 홈(422)에 삽입됨으로써, 운전자가 부주의에 의해 변속 시프터(110)를 위치 변경시키지 않도록 제한할 수 있다.블렛 양쪽으로 있는 이유 힘의 분산

여기서, 스토퍼(500)는 차량이 일정 속도 이하로 감속 되거나 또는 차량이 정지된 상태에서 해당 잠금 홈(422)으로부터 빠져 나와서 다른 변속 단으로의 변경이 가능하도록 제한을 해제시킬 수 있다.

차량의 주행을 멈춘 상태에서는, 변속 시프터(110)를 P단 위치로 이동시킨 후, 시동을 오프시킴으로써 주차 모드로 설정해야 하는데, 간혹 운전자의 부주의에 의해 P단이 아닌 다른 변속 단(R단, N단, D단)에 변속 시프터(110)가 위치된 상태에서 시동을 오프시키고 하차하는 경우가 발생될 수 있다.

이 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속 장치(100)는, 도 9b 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, R단, N단, D단에 변속 시프터(110)가 위치한 상태에서 시동을 오프시키게 되면, 이에 따른 입력 신호에 의해 구동 모듈(300)이 작동하여 P단으로 자동 복귀시키게 된다.

즉, 도 9b 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, R단, N단, D단에 변속 시프터(110)가 위치한 상태에서 시동을 오프시키게 되면, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 변속 단 감지부(600)는 이의 신호를 제어부(700)로 송신하게 되고, 제어부(700)는 입력된 변속 단에 따라 구동 모듈(300)의 구동 모터(310)에 구동 신호를 입력한다.

이 때, 변속 시프터(110)가 위치하는 변속 단에 따라 P단 까지의 간격은 서로 상이하게 된다. 예를 들어 각 변속 단들의 각도가 5도라고 가정하는 경우 P단으로부터 R단은 5도, P단으로부터 N단은 10도, P단으로부터 D단은 15도의 각도를 이루게 된다.

따라서, 시동 오프 시 변속 시프터(110)가 위치하는 변속 단에 따라 P단 복귀를 위한 디턴트 그루브(200)의 회전 각도는 달라지게 되는바, 시동 오프 시 변속 단 감지부(600)는 변속 시프터(110)가 위치하고 있는 변속 단을 감지하여 이 신호를 제어부(700)로 송신하고, 제어부(700)는 입력된 변속 단에 따라 구동 모터(310)에 서로 다른 구동 신호를 인가하도록 한다.

즉, 변속 시프터(110)가 R단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 제어부(700)는 변속 단 감지부(600)에 의한 R단 입력 신호에 의해 구동 모터(310)가 디턴트 그루브(200)를 5도 각도만큼 회전되도록 구동 신호를 인가하고, 변속 시프터(110)가 N단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 제어부(700)는 변속 단 감지부(600)에 의한 N단 입력 신호에 의해 구동 모터(310)가 디턴트 그루브(200)를 10도 각도만큼 회전되도록 구동 신호를 인가한다.

또한, 변속 시프터(110)가 D단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 제어부(700)는 변속 단 감지부(600)에 의한 D단 입력 신호에 의해 구동 모터(310)가 디턴트 그루브(200)를 15도 각도만큼 회전되도록 구동 신호를 인가한다.

이 경우, 변속 시프터(110)가 P단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우에는, 제어부(700)는 변속 단 감지부(600)에 의한 P단 입력 신호에 의해 구동 모터(310)에 구동 신호를 인가하지 않게 된다.

이와 같이, 변속 단 감지부(600)에 의한 해당 변속 단 입력 신호에 의해 제어부(700)가 구동 모듈(300)의 구동 모터(310)에 구동 신호를 인가하게 되면, 구동 모터(310)의 구동에 의해 제1 기어(320)가 회전하게 되고, 이에 따라 제2 기어(330), 제3 기어(340), 제4 기어(350)가 연동하여 회전하게 됨으로써, 제4 기어(350)의 결합 홀에 그 일단이 축설된 샤프트(250) 또한 회전이 이루어지게 된다.

따라서, 샤프트(250)의 회전에 따라 도 10에 도시된 바와 같이 디턴트 그루브(200)가 설정된 각도 즉, 변속 시프터(110)가 P단에 위치하도록 설정된 각도로 회전이 이루어지게 되는바, 변속 시프터(110)는 디턴트 그루브(200)와 연동하여 회전되어 P단으로 복귀가 이루어지게 된다.

이 때, 변속 시프터(110)가 P단으로 복귀하게 되는 경우에는, 앞서 설명한 변속 단 변경에서와 같이 변속 시프터(110)의 불렛(150)이 디턴트 그루브(200)의 그루브(210)를 타고 넘어가지 않고 변속 시프터(110)가 디턴트 그루브(200)와 함께 회전되어 복귀가 이루어지게 됨으로써, P단 복귀에 따른 소음 즉, 딸깍 거림과 같은 소음의 발생이 없이 부드럽게 복귀가 이루어지게 되어 결국 소비자 만족도를 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 차량용 변속 장치 110 : 변속 시프터
112 : 노브 114 : 로드
120 : 고정 부재 122 : 베이스 플레이트
124 : 삽입 돌기 126 : 삽입 홈
130 : 가변 부재 132 : 베이스 플레이트
134 : 삽입 돌기 136 : 삽입 홈
140 : 이동부 150 : 불렛
200 : 디턴트 그루브 210 : 그루브
212 : 그루브 홈 216 : 가이드 홈
220 : 샤프트 홀 222 : 걸림 홀
250 : 샤프트 252 : 걸림 편
300 : 구동 모듈 310 : 구동 모터
320 : 제1 기어 330 : 제2 기어
340 : 제3 기어 350 : 제4 기어
400 : 변속 하우징 410 : 고정 하우징
420 : 가변 하우징 422 : 잠금 홈
500 : 스토퍼 600 : 변속 단 감지부
700 : 제어부

Claims (15)

1. 불렛을 포함하는 변속 시프터;
   상기 변속 시프터에 의한 변속 단 전환 시 상기 불렛이 접촉되어 디턴트를 발생시키는 디턴트 그루브; 및
   상기 변속 시프터가 P단 이외의 다른 단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 상기 디턴트 그루브를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 모듈을 포함하며,
   상기 디턴트 그루브는 상기 구동력에 의하여 상기 변속 시프터를 P단으로 복귀시키는 방향으로 상기 변속 시프터의 불렛에 고정되어 상기 변속 시프터와 함께 회전하는, 차량용 변속 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 디턴트 그루브는,
   상기 불렛이 위치 이동하도록 원주 둘레를 따라 복수의 그루브와 복수의 그루브 홈이 연속적으로 교차되어 형성된, 차량용 변속 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 변속 시프터가 P단 이외의 다른 단에 위치된 상태에서 시동이 오프되는 경우, 상기 변속 시프터가 위치하는 해당 변속 단에 따라 상기 구동 모듈의 회전 각도를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 구동 모듈은,
   상기 제어부의 입력 신호에 따라 구동이 이루어지는 구동 모터와,
   상기 구동 모터의 축에 축설되는 제1 기어와,
   상기 제1 기어와 치합되어 연동되는 제2 기어와,
   상기 제2 기어와 동일 축 상에 배치되는 제3 기어와,
   상기 제3 기어와 치합되어 연동되는 제4 기어를 포함하는, 차량용 변속 장치
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제1 기어 내지 상기 제4 기어는, 웜 기어인, 차량용 변속 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 디턴트 그루브는,
   샤프트 홀과, 상기 샤프트 홀에 삽입되는 샤프트를 포함하며,
   상기 샤프트는 상기 구동 모듈에 의해 회전되어 상기 디턴트 그루브를 회전시키거나 또는 상기 구동 모듈에 의해 회전이 제한되어 상기 디턴트 그루브를 고정시키는, 차량용 변속 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 샤프트 홀은,
   걸림 홈을 포함하고,
   상기 샤프트는,
   상기 걸림 홈에 삽입되는 걸림 편을 포함하는, 차량용 변속 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 변속 시프터는,
   노브와, 로드를 포함하고,
   상기 로드의 둘레에는 고정 부재와, 상기 고정 부재에 대하여 간격 이동이 이루어지는 가변 부재가 배치되며,
   상기 가변 부재에 측 방향으로 연장되는 상기 불렛이 형성된, 차량용 변속 장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 고정 부재와 상기 가변 부재 사이에는 탄성 부재가 배치되며,
   상기 불렛은 상기 탄성 부재를 압축시키거나 또는 상기 탄성 부재의 탄성 복원력에 의해 상기 디턴트 그루브의 그루브들을 타고 넘으면서 서로 다른 그루브 홈으로 이동하게 되는, 차량용 변속 장치.
10. 제 8항에 있어서,
    상기 고정 부재는, 삽입 돌기 및 삽입 홈을 포함하고,
    상기 가변 부재는, 상기 고정 부재의 삽입 돌기와 동일 선상에 위치하는 삽입 홈과, 상기 고정 부재의 삽입 홈과 동일 선상에 위치하는 삽입 돌기를 포함하는, 차량용 변속 장치.
11. 제 1항에 있어서,
    차체에 고정되는 고정 하우징과,
    상기 변속 시프터와 함께 이동하고, 상기 디턴트 그루브 및 상기 구동 모듈을 감싸는 가변 하우징으로 이루어진 변속 하우징을 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 고정 하우징에는 스토퍼가 설치된, 차량용 변속 장치.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 가변 하우징에는,
    상기 변속 시프터의 이동에 따라 상기 스토퍼와 대응되는 위치에 위치하게 되는 복수의 잠금 홈이 형성된, 차량용 변속 장치.
14. 제 3항에 있어서,
    차량의 시동 오프 시, 상기 변속 시프터가 위치하는 변속 단을 감지하고, 감지된 신호를 상기 제어부로 송신하는 변속 단 감지부를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 시동 오프 시, 상기 변속 단 감지부로부터 입력되는 입력 신호에 따라 상기 구동 모듈에 각각 다른 구동 신호를 인가하는, 차량용 변속 장치.

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