KR102389133B1 - 차량용 변속기의 변속조작장치 - Google Patents

차량용 변속기의 변속조작장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 변속기의 변속조작장치는 토션샤프트 상에 구비되고, 셀렉트레버의 회전에 따라 밀림으로써 토션샤프트의 축방향을 따라 이동되는 제1부재와, 제1부재 및 토션샤프트를 직교하는 방향으로 관통하여 관통방향 및 토션샤프트의 축방향을 따라 이동하고, 일단이 다수의 시프트러그 중 하나의 홈에 인입되며, 타단이 변속기하우징과 마주하도록 마련되는 제2부재로 구성된 가변핑거; 및 제2부재에 끼워져서 상기 제2부재의 타단이 변속기하우징 내측에 상시 접하도록 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.

Description

차량용 변속기의 변속조작장치 {SHIFT OPERATING APPARATUS FOR TRANSMISSION OF VEHICLE}
본 발명은 변속기 핑거의 이중 걸림감을 해소하기 위한 차량용 변속기의 변속조작장치에 관한 것이다.
일반적으로 수동변속기는 엔진으로부터 제공되는 동력을 차량의 주행 상태 변화에 따라 다단의 변속비로 출력하여 구동축으로 전달하는 기능을 수행한다.
이를 위해 수동변속기는 엔진 동력을 전달받는 입력축과, 상기 입력축과 다단의 변속단 기어를 매개로 동기 치합되는 출력축, 상기 변속단 기어를 입력축 또는 출력축에 대해 동기시키는 싱크로 기구, 및 운전자에 의한 변속 조작으로부터 상기 싱크로 기구를 작동시켜 주는 변속 조작장치 등을 포함하여 구성된다.
종래 수동 변속기의 변속조작기구는 운전자에 의해 변속 조작이 이루어지는 변속레버와, 변속레버의 하단에 형성된 컨트롤 핑거, 컨트롤 핑거에 선택적으로 물림되는 복수의 시프트러그와, 시프트러그를 개별적으로 설치하여 변속레버의 조작에 따라 축방향으로 직선 이동하는 복수의 시프트레일과, 시프트레일의 일측에 결합되어 시프트레일의 직선이동시 슬리브에 조작력을 전달하여 동기 작용을 수행하는 다수의 시프트 포크를 포함하여 구성된다.
이러한 구성의 수동변속기가 적용될 경우, 시프팅 작동시 핑거의 스트로크에 따라 두 번의 큰 작용력이 발생하는데, 두 번째 발생되는 작용력이 클수록 운전자는 변속감이 나쁘다고 느낀다.
이러한 현상을 이중 걸림 현상이라 하는데, 일반적으로 핑거가 토션샤프트를 기준으로 회전하는 회전반경이 일정하기 때문에 이중 걸림감이 발생할 경우 이를 해소하기에는 어려움이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2010-0082133 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 시프트 변속 중 가변핑거의 회전반경이 변화하도록 마련됨으로써 이중걸림감으로 인해 변속감이 저해되는 것을 방지할 수 있는 차량용 변속기의 변속조작장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 변속기의 변속조작장치는 토션샤프트 상에 구비되고, 셀렉트레버의 회전에 따라 밀림으로써 토션샤프트의 축방향을 따라 이동되는 제1부재와, 상기 제1부재 및 토션샤프트를 직교하는 방향으로 관통하여 관통방향 및 토션샤프트의 축방향을 따라 이동하고, 일단이 다수의 시프트러그 중 하나의 홈에 인입되며, 타단이 변속기하우징과 마주하도록 마련되는 제2부재로 구성된 가변핑거; 및 상기 제2부재에 끼워져서 상기 제2부재의 타단이 상기 변속기하우징 내측에 상시 접하도록 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.
상기 변속기하우징은 상기 가변핑거가 시프트 중립상태일 때 상기 제2부재의 타단과 접하는 부분에 돌출부가 내측으로 돌출 형성되고, 나머지 부분은 상기 토션샤프트를 중심으로 일정거리에 형성되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 돌출부는 제2부재의 일단이 상기 다수의 시프트러그의 홈 바닥과 접하지 않도록 설정된 높이만큼 돌출 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2부재의 타단 외주면에는 외측으로 돌출된 스토퍼가 형성되고, 상기 탄성부재는 양단이 각각 상기 스토퍼와 제1부재의 외주면에 결합된 압축스프링인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2부재의 타단과 변속기하우징은 볼을 매개로 상시 접촉하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 토션샤프트 및 제1부재에는 상기 제2부재가 관통되면서도 상기 토션샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 관통홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2부재는 일단부가 타단부보다 폭이 넓게 형성되고, 중간에 폭이 좁아지는 단차부가 형성되며, 상기 제1부재는 관통홈의 상측에 상기 단차부와 대응되는 형상으로 내측으로 돌출된 걸림부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 변속기의 변속조작장치에 따르면 시프트 변속 시 가변핑거의 회전반경을 가변할 수 있는바, 변속 중 이중걸림감이 발생하여 변속조작감이 저해되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속조작장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속조작장치의 동작을 도시한 측면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 중립 상태의 차량용 변속기의 변속조작장치를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 동작 시의 차량용 변속기의 변속조작장치를 도시한 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 변속기 변속조작장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속조작장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속조작장치의 동작을 도시한 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 차량용 변속기의 변속조작장치는 토션샤프트(10) 상에 구비되고, 셀렉트레버(20)의 회전에 따라 밀림으로써 토션샤프트(10)의 축방향을 따라 이동되는 제1부재(33)와, 상기 제1부재(33) 및 토션샤프트(10)를 직교하는 방향으로 관통하여 관통방향 및 토션샤프트(10)의 축방향을 따라 이동하고, 일단이 다수의 시프트러그(60) 중 하나의 홈에 인입되며, 타단이 변속기하우징(50)과 마주하도록 마련되는 제2부재(35)로 구성된 가변핑거(30); 및 상기 제2부재(35)에 끼워져서 상기 제2부재(35)의 타단이 상기 변속기하우징(50) 내측에 상시 접하도록 탄성력을 가하는 탄성부재(40);를 포함할 수 있다.
이때, 상기 변속기하우징(50)은 상기 가변핑거(30)가 시프트 중립상태일 때 상기 제2부재(35)의 타단과 접하는 부분에 돌출부(53)가 내측으로 돌출 형성되고, 나머지 부분은 상기 토션샤프트(10)를 중심으로 일정거리에 형성되도록 마련될 수 있다.
상기 토션샤프트(10)는 가변핑거(30)가 셀렉팅(Selecting) 동작을 위해 축방향으로 이동 가능하면서도, 시프팅(Shifting) 동작을 위해 회전력을 전달받을 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 일반적으로 토션샤프트(10)는 가변핑거(30)와 연결되는 부분의 외주면이 지그재그 형상으로 형성되고, 가변핑거(30)도 이에 대응되는 형상으로 형성됨으로써, 가변핑거(30)가 토션샤프트(10)의 축방향 이동 및 회전이 가능하도록 마련된다.
상기 셀렉트레버(20)는 운전자가 변속레버를 셀렉트(Select) 방향으로 조작함에 따라 회전하는 장치를 의미한다.
여기서, 상기 가변핑거(30)의 제1부재(33)에는 홈이 형성되고, 상기 셀렉트레버(20)가 제1부재(33)의 홈에 삽입됨으로써, 셀렉트레버(20)의 회전에 따라 제1부재(33)가 토션샤프트(10)의 축방향을 따라 이동한다. 이때, 제1부재(33)와 토션샤프트(10)를 관통하는 제2부재(35)도 함께 토션샤프트(10)의 축방향을 따라 이동된다.
도 1에는 시프트레일(70)이 하나만 도시되어 있으나, 다단 변속기에서 시프트포크와 시프트러그(60)가 결합된 시프트레일(70)은 다수 개가 나란하게 마련되고, 다수의 시프트레일(70) 상에 구비된 시프트러그(60)가 토션샤프트(10)의 축방향을 따라 나란하게 마련된다.
따라서, 제2부재(35)가 토션샤프트(10)의 축방향을 따라 이동되면서, 나란하게 구비된 다수의 시프트러그(60) 중 어느 하나의 홈에 인입되도록 셀렉팅(Selecting) 동작하도록 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 변속조작장치에서 시프팅(Shifting) 동작을 위해 토션샤프트(10)가 회전하는데, 제2부재(35)는 토션샤프트(10)를 관통하도록 마련되는바, 토션샤프트(10)과 일체로 회전하면서 시프트러그(60)를 이동시키는 역할을 수행한다.
즉, 제2부재(35)의 회전방향에 따라 시프트러그(60)와 함께 시프트레일(70)이 이동하면서 시프팅(Shifting) 동작이 이루어져 변속이 수행된다.
특히, 본 발명에서 제2부재(35)는 토션샤프트(10)를 관통하는 방향으로도 이동가능하게 마련됨으로써, 제2부재(35)의 회전반경을 가변할 수 있다.
여기서, 제2부재(35)의 회전반경이 커질수록 레버비(Lever Ratio)가 저감된다. 즉, 운전자가 변속레버를 조작하는 변위 대비 시프팅 스트로크가 증가하여 운전자가 변속레버를 적은 변위로 조작하여도 시프트레일(70)의 이동거리가 증가한다. 하지만, 그만큼 변속레버를 조작하는데 요구되는 조작력이 증가하여 운전자가 강한 힘으로 변속레버를 조작해야만 한다.
반대로, 제2부재(35)의 회전반경이 작아지면 레버비(Lever Ratio)가 증가하는데, 운전자가 변속레버를 조작하는 변위 대비 시프팅 스트로크가 감소하여, 운전자가 변속레버를 많은 변위로 조작하더라도 시프트레일(70)의 이동거리가 짧아진다. 그에 반해, 변속레버를 조작하는데 소요되는 조작력이 저감되어 적은 힘으로도 변속레버를 조작할 수 있어 변속감이 향상된다.
본 발명에서 상기 가변핑거(30)의 제2부재(35)는 탄성부재(40)로부터 가해지는 탄성력에 의해 상시 변속기하우징(50)에 접촉하는데, 변속기하우징(50)에는 돌출부(53)가 형성되는바, 제2부재(35)가 토션샤프트(10)와 함께 회전함에 따라 돌출부(53)에 의해 시프트러그(60) 측으로 밀리면서 회전반경이 가변된다.
특히, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 변속기하우징(50)에서 돌출부(53)는 가변핑거(20)가 시프트(Shift) 방향으로 중립상태일 때, 제2부재(35)가 접하는 부분에 형성되도록 마련된다. 따라서, 변속레버가 시프트(shift) 중립 상태일 경우에는 제2부재(35)가 돌출부(53)에 의해 밀려서 회전반경이 커짐으로 레버비(Lever Ratio)가 크게 형성된다. 반면, 시프트(Shift) 조작이 수행되는 상황에서는 제2부재(35)의 회전반경이 작아지면서 레버비(Lever Ratio)가 줄어들고 이에 따라 운전자는 적은 힘으로도 변속레버를 조작할 수 있어, 변속 중 이중걸림감이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에서 돌출부(53)는 제2부재(35)의 일단이 상기 다수의 시프트러그(60)의 홈 바닥과 접하지 않도록 설정된 높이만큼 돌출 형성되도록 마련될 수 있다.
즉, 돌출부(53)에 의해 가변핑거(30)의 제2부재(35)의 회전반경이 가변되어 레버비(Lever Ratio)가 변경되는 것은 바람직하나, 제2부재(35)가 밀려서 시프트러그(60)의 홈 바닥과 부딪히는 것은 제2부재(35)의 내구성을 확보하는 측면에서 부적절하다.
따라서, 변속기하우징(50)에서 돌출부(53)의 높이는 제2부재(35)의 일단이 시프트러그(60)의 홈 바닥과 맞닿지 않는 정도로 설정되어 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2부재(35)의 타단 외주면에는 외측으로 돌출된 스토퍼(37)가 형성되고, 상기 탄성부재(40)는 양단이 각각 상기 스토퍼(37)와 제1부재(33)의 외주면에 결합된 압축스프링일 수 있다.
즉, 압축스프링인 탄성부재(40)는 일단이 제1부재(33)의 외주면에 결합되고, 타단이 스토퍼(37)에 고정됨으로써, 일단을 기준으로 변속기하우징(50)의 형상에 따라 인장/압축되면서 토션샤프트(10)를 기준으로 제2부재(35)의 회전반경을 가변하도록 마련한다.
따라서, 제2부재(35)의 타단이 돌출부(53)와 대응되는 지점에 위치하는 시프트(shift) 중립 상태일 경우에 탄성부재(40)가 압축되면서 제2부재(35)를 밀어내며, 제2부재(35)의 타단이 돌출부(53)가 형성되지 않은 지점에 위치할 경우에는 탄성부재(40)가 탄성력에 의해 인장되면서 제2부재(35)의 회전반경을 줄이도록 동작할 수 있다.
본 발명에서 상기 제2부재(35)의 타단과 변속기하우징(50)은 볼(80)을 매개로 상시 접촉하도록 마련될 수 있다.
즉, 제2부재(35)의 타단이 변속기하우징(50)과 상시 접촉하도록 마련되는데, 제2부재(35)가 변속기하우징(50)에 바로 접촉한 상태로 회전동작하면 제2부재(35)와 변속기하우징(50) 사이의 마찰로 인해 마모 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 제2부재(35) 및 변속기하우징(50)의 내구성을 확보하기 위해 사이에 볼(80)을 매개로 연결함으로써 변속조작장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 중립 상태의 차량용 변속기의 변속조작장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 동작 시의 차량용 변속기의 변속조작장치를 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 차량용 변속기의 변속조작장치는 상기 토션샤프트(10) 및 제1부재(33)에는 상기 제2부재(35)가 관통되면서도 상기 토션샤프트(10)의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 관통홈(31)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2부재(35)는 일단부가 타단부보다 폭이 넓게 형성되고, 중간에 폭이 좁아지는 단차부(36)가 형성되며, 상기 제1부재(33)는 관통홈(31)의 상측에 상기 단차부(36)와 대응되는 형상으로 내측으로 돌출된 걸림부(34)가 형성될 수 있다.
즉, 도 3과 같이 변속조작장치가 시프트(Shift) 중립 상태일 경우, 돌출부(53)에 의해 가변핑거(30)의 제2부재(35)가 하방으로 밀려서 관통홈(31)을 따라 슬라이딩된다.
반면, 도 4와 같이 변속조작장치가 시프트(shift) 조작될 경우에는 토션샤프트(10)가 회전하면서 제2부재(35)의 타단이 돌출부(53)가 형성되지 않은 변속기하우징(50)과 볼(80)을 매개로 접하게 되고, 관통홈을 따라 제2부재(35)가 상방으로 슬라이딩된다. 이때, 제2부재(35)이 단차부(36)와 제1부재(33)의 걸림부(34)가 서로 만나면서 제2부재(35)가 과도하게 상방으로 슬라이딩되어 관통홈으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 변속기의 변속조작장치에 따르면 시프트 변속 시 가변핑거의 회전반경을 가변할 수 있는바, 변속 중 이중걸림감이 발생하여 변속조작감이 저해되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 토션샤프트 20: 셀렉트레버
30: 가변핑거 31: 관통홈
33: 제1부재 34: 걸림부
35: 제2부재 36: 단차부
37: 스토퍼 40: 탄성부재
50: 변속기하우징 53: 돌출부
60: 시프트러그 70: 시프트레일
80: 볼

Claims (7)

  1. 토션샤프트 상에 구비되고, 셀렉트레버의 회전에 따라 밀림으로써 토션샤프트의 축방향을 따라 이동되는 제1부재와, 상기 제1부재 및 토션샤프트를 직교하는 방향으로 관통하여 관통방향 및 토션샤프트의 축방향을 따라 이동하고, 일단이 다수의 시프트러그 중 하나의 홈에 인입되며, 타단이 변속기하우징과 마주하도록 마련되는 제2부재로 구성된 가변핑거; 및
    상기 제2부재에 끼워져서 상기 제2부재의 타단이 상기 변속기하우징 내측에 상시 접하도록 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함하는 차량용 변속기의 변속조작장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속기하우징은 상기 가변핑거가 시프트 중립상태일 때 상기 제2부재의 타단과 접하는 부분에 돌출부가 내측으로 돌출 형성되고, 나머지 부분은 상기 토션샤프트를 중심으로 일정거리에 형성되도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속조작장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 돌출부는 제2부재의 일단이 상기 다수의 시프트러그의 홈 바닥과 접하지 않도록 설정된 높이만큼 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속조작장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2부재의 타단 외주면에는 외측으로 돌출된 스토퍼가 형성되고,
    상기 탄성부재는 양단이 각각 상기 스토퍼와 제1부재의 외주면에 결합된 압축스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속조작장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2부재의 타단과 변속기하우징은 볼을 매개로 상시 접촉하도록 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속조작장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 토션샤프트 및 제1부재에는 상기 제2부재가 관통되면서도 상기 토션샤프트의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 관통홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속조작장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2부재는 일단부가 타단부보다 폭이 넓게 형성되고, 중간에 폭이 좁아지는 단차부가 형성되며,
    상기 제1부재는 관통홈의 상측에 상기 단차부와 대응되는 형상으로 내측으로 돌출된 걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속조작장치.
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