KR102432477B1 - 차량용 변속 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 레버가 조작될 때 불필요한 조작감이 발생되는 것을 방지하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 변속 레버, 상기 변속 레버와 함께 회전하는 회전 유닛, 상기 회전 유닛의 일측에 상기 회전 유닛의 회전축을 중심으로 상기 회전 유닛과 함께 회전되도록 위치하는 제1 기어 유닛, 상기 제1 기어 유닛에 결합되는 결합 위치 및 상기 제1 기어 유닛으로부터 분리되는 분리 위치를 가지는 제2 기어 유닛, 및 상기 제2 기어 유닛의 위치를 변경시키며, 상기 제2 기어 유닛에 구동력을 제공하는 구동 유닛을 포함한다.

Description

차량용 변속 장치 {Automotive transmission}
본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 레버가 조작될 때 불필요한 조작감이 발생되는 것을 방지하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.
변속 장치는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 할 수 있으며, 운전자는 변속 레버를 조작하여 변속기의 기어비를 바꾸게 된다.
변속 장치의 변속 모드로는 운전자가 변속단을 전환할 수 있는 수동 변속 모드와 운전자가 주행단(D) 선택 시 차량 속도에 따라 자동으로 변속단이 전환되는 자동 변속 모드가 있다.
이와 함께, 하나의 변속 장치에서 수동 변속과 자동 변속을 함께 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속 장치가 사용되고 있으며, 스포츠 모드형 변속 장치는 기본적으로 자동 변속을 수행하면서, 운전자가 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속을 수행할 수 있도록 자동 변속을 하는 변속 장치 옆에 수동 변속을 할 수 있는 변속 장치를 구비한다.
변속 레버는 운전자가 변속단을 전환할 수 있도록 차량 내부로 노출되도록 위치하게 되며, 운전자가 변속 조작을 인지할 수 있도록 변속 레버 조작 시 조작감이 제공된다.
최근에는 차량 운행 종료 시 운전자의 부주의로 인하여 주차단이 아닌 다른 변속단에서 차량의 시동이 꺼진 경우 차량 사고 발생 가능성을 미연에 방지하고, 운전자가 추후에 차량을 운행할 때 현재 변속단을 쉽게 알 수 있도록 변속 레버가 자동으로 주차단 위치로 복귀되도록 하는 기능이 제공되고 있다.
변속 레버가 자동으로 주차단 위치로 복귀되는 경우 실질적으로 차량이 운행되지 않는 상태이기 때문에 조작감이 발생되는 경우에는 소음이나 마모가 발생하게 된다.
따라서, 변속 레버가 조작되는 경우 불필요한 조작감이 발생되는 것을 방지하여 소음이나 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
미국특허공개 제2013-0220055호 (2013. 8. 29. 공개)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 불필요한 조작감이 발생되는 것을 방지하여 소음이나 마모를 방지할 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 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 변속 레버, 상기 변속 레버와 함께 회전하는 회전 유닛, 상기 회전 유닛의 일측에 상기 회전 유닛의 회전축을 중심으로 상기 회전 유닛과 함께 회전되도록 위치하는 제1 기어 유닛, 상기 제1 기어 유닛에 결합되는 결합 위치 및 상기 제1 기어 유닛으로부터 분리되는 분리 위치를 가지는 제2 기어 유닛, 및 상기 제2 기어 유닛의 위치를 변경시키며, 상기 제2 기어 유닛에 구동력을 제공하는 구동 유닛을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 차량용 변속 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
변속 레버가 주행단에서 비주행단으로 복귀되는 경우 불필요한 조작감이 발생되는 것을 방지하여 소음이나 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변속 레버의 조작감 발생과 변속 레버의 복귀를 위한 구조를 각각 별도로 구비하지 않기 때문에 구조가 간소화될 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 정면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제2 기어 유닛 및 디턴트 유닛이 도시된 정면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버가 비주행단으로 복귀되도록 하기 위한 제2 기어 유닛 및 디턴트 유닛의 동작이 도시된 개략도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 비주행단으로 복귀되는 변속 레버가 도시된 개략도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 제2 기어 유닛의 가이드부가 도시된 정면도.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버가 비주행단으로 복귀된 이후의 초기화 동작이 도시된 개략도.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버가 수납 위치로부터 P단 위치로 이동되도록 하기 위한 제2 기어 유닛 및 디턴트 유닛의 동작이 도시된 개략도.
도 19 및 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 변속 레버가 수납 위치로부터 P단 위치로 이동된 이후의 초기화 동작이 도시된 개략도.
도 21 및 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 24 및 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도.
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.
따라서, 몇몇 실시예에서, 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 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 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 실시예들은 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 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 정면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(100)는 변속 레버(110), 회전 유닛(120), 제1 기어 유닛(130), 제2 기어 유닛(140), 디턴트 유닛(150), 구동 유닛(160) 및 잠금 유닛(170)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 차량용 변속 장치(100)는 차량의 센터페시아와 콘솔 박스 사이에 설치되어 운전자가 차량 운행 시 변속단을 전환할 수 있도록 하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 차량용 변속 장치(100)는 운전자의 접근성이 우수한 다양한 위치에 설치될 수 있다.
변속 레버(110)는 외부 힘이 가해지는 경우 회전축(Ax1)을 중심으로 회전하여 변속단이 전환되도록 하는 역할을 할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 변속 레버(110)가 조이스틱 타입인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 변속 레버(110)는 다이얼 타입일 수도 있고, 조이스틱 타입과 다이얼 타입이 조합된 타입일 수도 있다.
본 발명의 실시예에서 변속 레버(110)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 도 5와 같이 P(주차), R(후진), N(중립) 및 D(전진)단을 포함하며, 변속 레버(110)의 위치는 P, R, N, D단 위치와 더불어 변속 레버(110)가 소정의 수납 공간에 수납되도록 하는 수납 위치를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
수납 위치는 실질적으로 변속단의 전환은 이루어지지 않으면서도 변속 레버(110)가 차량 내부로 돌출되지 않도록 소정의 수납 공간에 수납되도록 하는 위치로서, 차량의 시동이 꺼진 상태 등과 같이 변속 레버(110)에 의한 변속단 전환이 필요하지 않은 상태에서 변속 레버(110)가 소정의 수납 공간에 수납되도록 하여 차량 내부 공간 활용성이 향상되도록 하는 위치로 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 수납 위치에서의 변속단은 P단을 유지하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 변속 레버(110)가 수납 위치에 수납된 상태에서 차량의 시동이 켜지는 경우에는 변속 레버(110)가 P단 위치로 이동되어 변속 레버(110)의 조작이 가능한 상태가 될 수 있다.
회전 유닛(120)은 변속 레버(110)와 함께 회전될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 회전 유닛(120)이 변속 레버(110)의 일측에 결합되어 변속 레버(110)의 회전축(Ax1)과 동일한 회전축을 중심으로 회전되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
회전 유닛(120)은 샤프트(111)가 관통되어 위치되도록 하는 중공(120a)이 형성되어 샤프트(111)를 중심으로 회전될 수 있으며, 이 경우 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)의 회전축(Ax1)은 샤프트(111)의 회전축으로 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 변속 레버(110)의 일측에 회전 유닛(120)이 결합되어 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)이 동일한 회전축(Ax1)을 중심으로 회전되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120) 사이에 서로 회전력을 전달할 수 있는 구조가 구비된 경우 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)은 서로 다른 회전축을 중심으로 회전될 수도 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제1 기어 유닛(130)은 회전 유닛(120)과 동일한 회전축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있으며, 회전 유닛(120)과 마찬가지로 샤프트(111)가 관통되어 위치되도록 중공(130a)이 형성될 수 있다.
제1 기어 유닛(130)은 회전 유닛(120)의 일측에 고정 설치되어 회전 유닛(120)과 함께 회전될 수 있으며, 이로 인해 변속 레버(110)가 외부 힘에 의해 회전되는 경우 제1 기어 유닛(130)이 회전되고, 이와 반대로 제1 기어 유닛(130)이 외부 힘에 의해 회전되는 경우 변속 레버(110)가 회전될 수 있다.
제2 기어 유닛(140)은 제1 기어 유닛(130)과 동일한 회전축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있으며, 회전 유닛(120) 및 제1 기어 유닛(130)과 마찬가지로 샤프트(111)가 관통되어 위치되도록 중공(140a)이 형성될 수 있다.
제2 기어 유닛(140)은 제1 기어 유닛(130)과 결합되는 결합 위치 및 제1 기어 유닛(130)으로부터 분리되는 분리 위치 중 어느 하나의 위치를 가지도록 위치가 변경될 수 있으며, 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)과 결합되는 경우 제1 기어 유닛(130) 및 제2 기어 유닛(140) 사이에 회전력의 전달이 가능하게 되고, 제2 기어 유닛(140)으로부터 분리되는 경우 제1 기어 유닛(130) 및 제2 기어 유닛(140) 사이에 회전력이 전달되지 않게 된다.
이때, 제1 기어 유닛(130) 및 제2 기어 유닛(140) 사이에는 양측이 각각 제1 기어 유닛(130) 및 제2 기어 유닛(140)를 탄성 지지하는 탄성 부재(131)가 위치할 수 있으며, 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)과 결합되는 경우에는 탄성 부재(131)가 압축되고, 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)과 분리되는 경우에는 탄성 부재(131)의 복원력에 의해 제2 기어 유닛(140)이 원래의 위치, 즉 제1 기어 유닛(130)과 결합되기 이전의 위치로 이동되도록 할 수 있다.
이때, 제1 기어 유닛(130)은 회전 유닛(120)에 가까운 일측으로부터 제2 기어 유닛(140)에 가까운 타측으로 갈수록 외경이 감소되는 외접 기어로 이루어지고, 제2 기어 유닛(140)은 제1 기어 유닛(130)에 가까운 일측으로부터 제1 기어 유닛(130)으로부터 먼 타측으로 갈수록 내경이 감소되는 내접 기어로 이루어지며, 이로 인해 제1 기어 유닛(130)과 동일한 회전축(Ax1)을 중심으로 회전하는 제2 기어 유닛(140)이 회전축(Ax1)을 따라 이동하는 경우 제2 기어 유닛(140)의 이동 방향에 따라 제1 기어 유닛(130)과 결합되거나 제1 기어 유닛(130)으로부터 분리될 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에서는 제1 기어 유닛(130)이 외접 기어이고, 제2 기어 유닛(130)이 내접 기어인 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 제1 기어 유닛(130)이 회전 유닛(120)에 가까운 일측으로부터 제2 기어 유닛(140)에 가까운 타측으로 갈수록 내경이 증가하는 내접 기어이고, 제2 기어 유닛(140)은 제1 기어 유닛(130)에 가까운 일측으로부터 제1 기어 유닛(130)과 먼 타측으로 갈수록 외경이 감소하는 외접 기어일 수도 있다.
디턴트 유닛(150)은 회전 유닛(120)의 타측에 위치하며, 회전 유닛(120), 제1 기어 유닛(130) 및 제2 기어 유닛(140)과 마찬가지로 샤프트(111)가 관통되어 위치되도록 중공(150a)이 형성될 수 있다.
디턴트 유닛(150)은 제2 기어 유닛(140)의 위치에 따라 위치가 변경되어 변속 레버(110)가 회전할 때 선택적으로 조작감이 발생되도록 할 수 있다.
즉, 회전 유닛(120)의 타측에는 디턴트 유닛(150)을 향하는 면에 회전 유닛(120)의 회전축(Ax1)을 중심으로 소정의 반경을 가지며 적어도 하나의 디턴트 그루브(121)가 형성될 수 있으며, 적어도 하나의 디턴트 그루브(121)는 변속 레버(110)가 각 변속단의 위치에 있을 때 삽입되는 복수의 디턴트 홈을 포함할 수 있다.
디턴트 유닛(150)은 복수의 디턴트 홈 중 어느 하나에 삽입되도록 위치하는 적어도 하나의 불렛(151)을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 불렛(151)은 스프링 등에 의해 탄성 지지되어 변속 레버(110)가 회전축(Ax1)을 중심으로 회전할 때 디턴트 그루브(121)에 접촉된 상태를 유지하면서 복수의 디턴트 홈 중 어느 하나로부터 다른 하나로 이동되면서 조작감이 발생될 수 있는 것이다.
디턴트 유닛(150)이 제2 기어 유닛(140)의 위치에 따라 선택적으로 조작감이 발생되도록 한다는 것은 디턴트 유닛(150)이 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)과 분리되는 경우에만 적어도 하나의 불렛(151)이 적어도 하나의 그루브(121)에 접촉되도록 위치하여 조작감이 발생되도록 하는 것으로 이해될 수 있다.
제2 기어 유닛(140) 및 디턴트 유닛(150)은 서로를 향하는 각각 연장되어 형성되는 제1 연장부(141) 및 제2 연장부(152)를 포함할 수 있다.
제1 연장부(141)는 샤프트(111)가 통과하는 중공(141a)을 가지며, 디턴트 유닛(150)을 향하여 연장되도록 형성되고, 제1 기어 유닛(130)의 중공(130a)을 통해 회전 유닛(120)의 중공(120a)으로 연장될 수 있다.
또한, 제2 연장부(152)는 샤프트(111)가 통과하는 중공(152a)을 가지며, 제2 기어 유닛(140)을 향하여 연장되도록 형성되고, 회전 유닛(120)의 중공(120a)으로 연장될 수 있다.
이때, 제1 연장부(141) 및 제2 연장부(152)의 서로 인접한 일단은 도 9와 같이 제2 기어 유닛(140) 및 디턴트 유닛(150) 사이의 소정 지점(A)에서 서로 맞닿도록 위치할 수 있으며, 이로 인해 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(120)에 결합되는 방향으로 이동되는 경우 디턴트 유닛(150)은 제1 연장부(141)에 의해 회전 유닛(120)의 타측으로부터 이격되는 방향으로 이동되어 변속 레버(110)가 회전되는 경우에도 디턴트 유닛(150)의 적어도 하나의 불렛(151)이 디턴트 그루브(121)로부터 이격되어 있기 때문에 조작감이 발생되지 않게 된다.
또한, 제1 기어 유닛(130)과 결합된 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)과 분리되는 방향으로 이동되는 경우 디턴트 유닛(150)은 적어도 하나의 불렛(151)이 디턴트 그루브(121)에 접촉되는 방향으로 이동되어 변속 레버(110)가 회전되는 경우 조작감이 발생하게 된다.
이때, 디턴트 유닛(150)은 스프링 등의 탄성체(미도시)에 의해 탄성 지지되기 때문에 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)에 결합되는 경우 탄성체가 압축되고, 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)으로부터 분리되는 경우 탄성체의 복원력에 의해 이전 위치, 즉 적어도 하나의 불렛(151)이 디턴트 그루브(121)에 접촉되는 위치로 복귀될 수 있게 된다.
따라서, 변속 레버(110)가 회전되는 경우라도 조작감 발생이 요구되지 않는 경우에는 전술한 바와 같이 디턴트 유닛(150)의 위치를 변경하여 조작감이 발생되지 않도록 할 수 있기 때문에 불필요한 조작감 발생으로 인한 소음이나 마모가 발생하는 것이 방지될 수 있게 되는 것이다.
구동 유닛(160)은 제2 기어 유닛(140)의 위치를 변경하는 역할과 더불어 제2 기어 유닛(140)이 회전되도록 구동력을 제공하는 역할을 할 수 있다.
구동 유닛(160)은 액추에이터(161) 및 구동 기어(162)를 포함할 수 있다.
액추에이터(161)는 구동 기어(162)를 회전시키기 위한 구동력이 발생될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 액추에이터(161)의 구동력이 적어도 하나의 기어(163)를 통해 구동 기어(162)로 전달되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 적어도 하나의 기어(163)는 기어비 등을 고려한 것으로서 크기나 개수 등이 변경될 수도 있고 경우에 따라 생략될 수도 있다.
구동 기어(162)는 샤프트(111)가 관통되어 위치되도록 중공(162a)이 형성될 수 있으며, 제2 기어 유닛(140)을 향하는 면에는 구동 기어(162)가 회전되는 경우 소정 반경을 가지며 회전하는 돌출부(162b)가 형성될 수 있다.
돌출부(162b)는 구동 기어(162) 및 제2 기어 유닛(140)이 분리된 상태에서 구동 기어(162) 및 제2 기어 유닛(140) 사이의 이격 간격에 대응되는 돌출 높이를 가지도록 형성될 수 있다.
제2 기어 유닛(140)은 구동 기어(162)를 향하는 면에 가이드부(142)가 형성될 수 있으며, 가이드부(142)는 구동 기어(162)가 회전되는 경우 구동 기어(162)의 회전 방향으로 돌출부(162b)가 진입하는 일측으로부터 타측으로 갈수록 구동 기어(162)를 향하여 돌출되는 돌출 높이가 증가하도록 형성되어 제2 기어 유닛(140)의 이동을 가이드하는 역할을 할 수 있다.
이때, 가이드부(142)는 구동 기어(162)가 서로 다른 방향으로 회전하는 경우에도 돌출부(162b)가 진입하는 일측으로부터 타측으로 갈수록 돌출 높이가 증가하도록 서로 다른 방향으로 각각 형성될 수 있으며, 가이드부(142)가 서로 다른 방향으로 각각 형성되는 것은 변속 레버(110)가 서로 다른 방향으로 회전될 수 있도록 하기 위함이다.
가이드부(142)의 타측에는 돌출부(162b)의 이동을 차단하는 차단부(142a)가 형성될 수 있으며, 돌출부(162b)가 가이드부(142)의 일측으로부터 진입하여 타측에 형성된 차단부(142a)에 맞닿도록 위치된 이후에도 구동 기어(162)가 회전되는 경우 구동 기어(162)와 함께 제2 기어 유닛(140)이 함께 회전될 수 있게 된다.
한편, 돌출부(162b)는 구동 기어(162) 및 제2 기어 유닛(140)이 분리된 상태에서 구동 기어(162) 및 제2 기어 유닛(140)의 이격 간격에 대응되는 돌출 높이를 가지도록 형성되기 때문에 도 10과 같이 구동 기어(162)의 회전에 의해 돌출부(162b)가 가이드부(142)의 일측으로부터 진입하여 가이드부(142)의 타측에 위치하는 경우, 제2 기어 유닛(140)은 가이드부(142)의 돌출 높이에 의해 디턴트 유닛(150)을 향하는 방향으로 힘을 받게 되어 제1 기어 유닛(130)과 결합되는 방향으로 이동되고, 이 경우 제1 연장부(141) 및 제2 연장부(152)의 서로 인접한 일단이 서로 맞닿게 되는 지점이 전술한 도 9에 비하여 디턴트 유닛(150) 측으로 이동되어 위치하기 때문에 디턴트 유닛(150)이 회전 유닛(120)의 타측으로부터 이격되는 방향으로 이동되어 도 11과 같이 적어도 하나의 불렛(151)이 디턴트 그루브(121)로부터 이격되어 위치하게 된다.
전술한 도 11과 같이 돌출부(162b)가 차단부(142a)와 맞닿도록 위치된 상태에서 구동 기어(162)가 회전하는 경우 구동 기어(162)의 회전력은 제2 기어 유닛(140) 및 제1 기어 유닛(130)을 통해 회전 유닛(120)으로 전달되어 도 12와 같이 변속 레버(110)가 회전될 수 있다.
도 12는 변속 레버(110)가 D단 위치에서 수납 위치로 회전되는 경우의 일 예로서, 변속 레버(110)는 주행단 위치에서 복귀 조건을 만족할 때 비주행단 위치로 복귀될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
따라서, 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)과 결합된 경우 디턴트 유닛(150)은 회전 유닛(120)으로부터 이격되어 위치하기 때문에 구동 기어(162)로 전달된 구동력이 제2 기어 유닛(140) 및 제1 기어 유닛(130)으로 전달되어 변속 레버(110)가 회전할 때 불필요한 조작감이 발생되지 않아 소음이나 마모를 줄일 수 있게 되는 것이다.
한편, 가이드부(142)는 도 13과 같이 타측에 돌출부(162b)의 일부가 삽입되는 삽입 홈(142b)이 형성될 수 있는데, 이는 도 14와 같이 돌출부(162b)가 돌출 가이드부(142)의 타측에 위치할 때 돌출부(162b)의 일부가 삽입되어 위치될 수 있도록 함으로써, 변속 레버(110)가 구동 기어(162)로부터 전달된 구동력에 의해 회전될 때 변속 레버(110)의 하중 등으로 인하여 구동 기어(162)의 회전 속도보다 더 빠른 속도로 회전되는 경우 돌출부(162b)가 돌출 가이드부(142)의 타측으로부터 분리되어 정상적으로 구동력이 전달되지 않는 경우가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
전술한 바와 같은 구동 유닛(160)은 주행단에서 비주행단으로 변속 레버(110)를 복귀시키는 경우 구동력이 발생될 수 있으며, 구동 유닛(160)은 변속 레버(110)의 복귀 조건이 만족되는 경우 구동력이 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 변속 레버(110)의 복귀 조건은 주행단에서 차량의 시동이 꺼질 때 만족되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이 경우 구동 유닛(160)으로부터 구동력이 발생되어 구동 기어(162)를 회전시킴으로써 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)에 결합되도록 하여 변속 레버(110)를 비주행단으로 복귀시키는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
예를 들어, D단에서 차량의 시동이 꺼진 경우 구동 유닛(160)은 구동 기어(162)를 회전시켜 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)과 결합되도록 하는 동시에 디턴트 유닛(150)이 회전 유닛(120)의 타측으로부터 이격되도록 한 상태에서 전술한 도 12와 같이 변속 레버(110)를 비주행단으로 복귀시키게 된다.
비주행단은 P단 위치 및 수납 위치를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 구동 유닛(160)은 주행단 상태에서 차량의 시동이 꺼진 경우 변속 레버(110)를 수납 위치로 복귀시키고, 추후에 차량이 운행되는 경우 변속 레버(110)가 수납 위치로부터 P단 위치로 이동되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 차량의 시동이 꺼진 경우 P단 위치로 복귀될 수도 있으며, 이 경우 변속 레버(110)가 수납 위치로부터 P단 위치로 이동되는 과정은 생략될 수 있다.
구동 유닛(160)은 변속 레버(110)가 비주행단으로 복귀된 이후 도 15 및 도 16과 같이 돌출부(162b)가 초기 위치, 즉 돌출부(162b)가 가이드부(142)의 일측에 진입하기 이전 위치로 복귀시키게 된다.
한편, 구동 유닛(160)은 차량의 시동이 켜지는 경우에는 구동 기어(162)를 변속 레버(110)가 비주행단으로 복귀되도록 하는 방향과 반대 방향으로 회전시킴으로써, 도 17 및 도 18과 같이 돌출부(162b)가 가이드부(142)의 타측에 위치되도록 하여 제2 기어 유닛(140)이 제1 기어 유닛(130)에 결합되도록 하는 동시에 디턴트 유닛(150)이 회전 유닛(120)으로부터 이격되도록 한 상태에서 변속 레버(110)를 P단 위치로 이동시킨 다음, 도 19 및 도 20과 같이 돌출부(162b)를 초기 위치로 복귀시켜 디턴트 유닛(150)의 적어도 하나의 불렛(151)이 회전 유닛(120)의 타측에 형성된 디턴트 그루브(121)에 접촉되도록 위치시켜 운전자에 의해 변속 레버(110)가 조작될 때 조작감이 발생되도록 하는 것이다.
즉, 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 운전자에 의해 변속단이 전환되는 경우에는 조작감이 발생되도록 하고, 구동 유닛(160)에 의해 변속 레버(110)가 회전되는 경우에는 조작감이 발생되지 않도록 하여 불필요한 소음이나 마모가 발생하는 것을 방지하게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 차량용 변속 장치(100)는 제1 기어 유닛(130)에 결합되거나 제1 기어 유닛(130)으로부터 분리되도록 제2 기어 유닛(140)의 위치를 변경하는 것만으로도 변속 레버(110)의 조작감 발생 여부와 변속 레버(110)의 회전을 함께 구현할 수 있기 때문에 변속 레버(110)의 조작감 발생을 위한 구성과 변속 레버(110)의 회전을 위한 구성을 각각 별도로 구비하지 않게 되어 구성이 간소화될 수 있게 된다.
잠금 유닛(170)은 변속 레버(110)가 현재 변속단으로부터 소정의 변속 조건을 만족하는 경우에만 다른 변속단으로의 전환이 가능하도록 하는 역할을 할 수 있다.
잠금 유닛(170)은 액추에이터(171) 및 액추에이터(171)에 의해 회전 유닛(120)의 둘레를 따라 형성되는 적어도 하나의 고정 홈(122)에 일단이 삽입되거나 이탈되도록 위치가 변경되어 회전 유닛(120)의 회전을 구속 또는 구속 해제하는 잠금 로드(172)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 액추에이터(171)는 직선 이동되는 이동 로드(171a)를 포함하는 솔레노이드인 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이동 로드(171a)의 일단이 잠금 로드(172)의 연결 홈(172a)에 삽입되어 이동 로드(171a)의 이동 방향에 따라 잠금 로드(172)가 회전축(C)을 중심으로 회전하여 일단이 적어도 하나의 고정 홈(122)에 삽입되거나 적어도 하나의 고정 홈(122)으로부터 이탈되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
전술한 실시예에서는 변속 레버(110)의 회전축과 회전 유닛(120)의 회전축이 서로 일치하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)의 회전축은 서로 다를 수 있다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이고, 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이며, 도 24 및 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도이다.
도 21 내지 도 25를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치(100)는 전술한 실시예와 유사하게 변속 레버(110), 회전 유닛(120), 제1 기어 유닛(130), 제2 기어 유닛(140), 디턴트 유닛(150), 구동 유닛(160) 및 잠금 유닛(170)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 전술한 실시예와 동일한 역할을 하는 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하기로 하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 다른 실시예에서 전술한 실시예와 동일한 참조 부호를 사용하는 구성 요소는 위치, 크기 및 형상 등에서 일부 차이가 있을 뿐 동일한 역할을 하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)은 서로 다른 회전축(Ax21, Ax22)을 중심으로 회전될 수 있으며, 일 예로 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)은 서로 평행한 회전축(Ax21, Ax22)을 중심으로 회전될 수 있다.
이때, 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)의 회전축(Ax21, Ax22)이 서로 이격되어 위치하기 때문에 변속 레버(110)의 회전력을 회전 유닛(120)에 전달하거나 회전 유닛(120)의 회전력을 변속 레버(110)에 전달할 필요가 있으며, 이를 위해 본 발명의 다른 실시예에서 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)는 서로 맞물리도록 위치하는 전달 기어(112, 123)를 각각 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)가 서로 간에 전달 기어(112, 123)에 의해 회전력을 전달하기 때문에 전술한 실시예와는 달리 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)이 서로 반대로 회전될 수 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 전달 기어의 개수나 종류 등에 따라 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)은 회전 방향은 동일해질 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)의 회전축(Ax21, Ax22)이 서로 평행한 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120) 사이의 회전력 전달 구조에 따라 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)은 서로 평행하지 않을 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서와 같이 변속 레버(110) 및 회전 유닛(120)의 회전축(Ax21, Ax22)이 서로 다르면 상호 간에 전달 기어(112, 123)에 의해 회전력이 전달되는 경우 변속 레버(110)의 교체나 수리가 용이해질 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 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 변속 레버
120: 회전 유닛
130: 제1 기어 유닛
140: 제2 기어 유닛
150: 디턴트 유닛
160: 구동 유닛
170: 잠금 유닛

Claims (22)

  1. 변속 레버;
    상기 변속 레버와 함께 회전하는 회전 유닛;
    상기 회전 유닛의 일측에 상기 회전 유닛의 회전축을 중심으로 상기 회전 유닛과 함께 회전되도록 위치하는 제1 기어 유닛;
    상기 제1 기어 유닛에 결합되는 결합 위치 및 상기 제1 기어 유닛으로부터 분리되는 분리 위치를 가지는 제2 기어 유닛; 및
    상기 제2 기어 유닛의 위치를 변경시키며, 상기 제2 기어 유닛에 구동력을 제공하는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    주행단 위치로부터 비주행단 위치로의 복귀 조건이 만족되는 경우, 상기 제2 기어 유닛이 상기 제1 기어 유닛에 결합되도록 위치를 변경시키는 차량용 변속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 레버는,
    상기 회전 유닛의 회전축과 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 차량용 변속 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 레버는,
    상기 회전 유닛의 회전축과 서로 다른 회전축을 중심으로 회전하는 차량용 변속 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 변속 레버 및 상기 회전 유닛 각각은,
    서로 맞물리도록 위치하는 전달 기어를 포함하는 차량용 변속 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 변속 레버는,
    상기 회전 유닛의 회전축과 평행한 회전축을 중심으로 회전하는 차량용 변속 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 기어 유닛은,
    상기 제1 기어 유닛과 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 차량용 변속 장치.
  7. 변속 레버;
    상기 변속 레버와 함께 회전하는 회전 유닛;
    상기 회전 유닛의 일측에 상기 회전 유닛의 회전축을 중심으로 상기 회전 유닛과 함께 회전되도록 위치하는 제1 기어 유닛;
    상기 제1 기어 유닛에 결합되는 결합 위치 및 상기 제1 기어 유닛으로부터 분리되는 분리 위치를 가지는 제2 기어 유닛; 및
    상기 제2 기어 유닛의 위치를 변경시키며, 상기 제2 기어 유닛에 구동력을 제공하는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 제1 기어 유닛은,
    상기 회전 유닛에 가까운 일측으로부터 상기 제2 기어 유닛에 가까운 타측으로 갈수록 외경이 감소하는 외접 기어이며,
    상기 제2 기어 유닛은,
    상기 회전 유닛에 가까운 일측으로부터 상기 회전 유닛으로부터 먼 타측으로 갈수록 내경이 감소하는 내접 기어인 차량용 변속 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기어 유닛 및 상기 제2 기어 유닛은,
    상기 제2 기어 유닛의 위치에 따라 탄성 변형되는 탄성 부재의 양측에 의해 각각 탄성 지지되는 차량용 변속 장치.
  9. 변속 레버;
    상기 변속 레버와 함께 회전하는 회전 유닛;
    상기 회전 유닛의 일측에 상기 회전 유닛의 회전축을 중심으로 상기 회전 유닛과 함께 회전되도록 위치하는 제1 기어 유닛;
    상기 제1 기어 유닛에 결합되는 결합 위치 및 상기 제1 기어 유닛으로부터 분리되는 분리 위치를 가지는 제2 기어 유닛; 및
    상기 제2 기어 유닛의 위치를 변경시키며, 상기 제2 기어 유닛에 구동력을 제공하는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 제2 기어 유닛의 위치에 따라 조작감이 발생되도록 위치가 변경되는 디턴트 유닛을 더 포함하며,
    상기 디턴트 유닛은,
    상기 제2 기어 유닛이 상기 제1 기어 유닛에 결합되는 경우 상기 회전 유닛으로부터 이격되는 차량용 변속 장치.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 디턴트 유닛은,
    상기 회전 유닛의 타측에 상기 회전 유닛의 회전 방향을 따라 형성되는 적어도 하나의 디턴트 그루브에 접촉되는 적어도 하나의 불렛을 포함하며,
    상기 디턴트 유닛은,
    상기 제2 기어 유닛의 위치에 따라 상기 적어도 하나의 불렛이 상기 적어도 하나의 디턴트 그루브와 접촉 또는 이격되도록 위치가 변경되는 차량용 변속 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 기어 유닛은,
    상기 디턴트 유닛을 향하여 연장되는 제1 연장부를 포함하며,
    상기 디턴트 유닛은,
    상기 제2 기어 유닛을 향하여 연장되는 제2 연장부를 포함하고,
    상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부는,
    상기 제2 기어 유닛 및 상기 디턴트 유닛 사이의 소정 지점에서 서로 인접한 일단이 서로 맞닿도록 위치하는 차량용 변속 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 연장부는,
    상기 제2 기어 유닛이 상기 제1 기어 유닛에 결합되는 방향으로 이동되는 경우, 상기 제2 연장부에 힘을 가하여 상기 적어도 하나의 불렛이 상기 적어도 하나의 그루브와 이격되도록 상기 디턴트 유닛의 위치를 변경시키는 차량용 변속 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 디턴트 유닛은,
    상기 제2 기어 유닛이 상기 제1 기어 유닛으로부터 분리되는 방향으로 이동되는 경우, 상기 적어도 하나의 불렛이 상기 적어도 하나의 그루브와 접촉되도록 위치가 변경되는 차량용 변속 장치.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 비주행단 위치는,
    주차단 위치 및 상기 변속 레버가 수납 공간에 수납되도록 하는 수납 위치 중 적어도 하나를 포함하는 차량용 변속 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    액추에이터; 및
    상기 액추에이터로부터 제공되는 구동력에 의해 상기 제2 기어 유닛과 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 구동 기어를 포함하며,
    상기 구동 기어는,
    상기 제2 기어 유닛을 마주보는 면에 상기 구동 기어와 상기 제2 기어 유닛의 이격 거리에 대응되는 높이로 돌출되어 형성되는 돌출부를 포함하는 차량용 변속 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 기어 유닛은,
    상기 구동 기어를 마주보는 면에 상기 돌출부의 회전 경로에 대응되는 경로를 따라 상기 구동 기어의 회전 방향으로 상기 돌출부가 진입하는 일측으로부터 타측으로 갈수록 돌출 높이가 증가되도록 형성되는 가이드부를 포함하는 차량용 변속 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 돌출부는,
    상기 구동 기어가 양방향 중 어느 하나의 방향으로 회전되는 경우, 상기 가이드부의 일측으로부터 타측을 향하도록 이동하여 상기 제2 기어 유닛이 상기 제1 기어 유닛과 결합되는 방향으로 이동되도록 하고,
    상기 구동 기어가 양방향 중 다른 하나의 방향으로 회전되는 경우, 상기 가이드부의 일측에 진입하기 이전 위치로 이동하여 상기 제2 기어 유닛이 상기 제1 기어 유닛과 분리되는 방향으로 이동되도록 하는 차량용 변속 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    타측에 상기 돌출부의 일측에 접촉되어 상기 돌출부의 이동을 차단하는 차단부가 형성되며,
    상기 제2 기어 유닛은,
    상기 돌출부가 상기 차단부에 접촉된 상태에서 상기 구동 기어와 함께 회전하여 상기 변속 레버를 회전시키는 차량용 변속 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    타측에 상기 돌출부의 일부가 삽입되는 삽입 홈이 형성되는 차량용 변속 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속 레버의 회전을 구속 또는 구속 해제시키는 잠금 유닛을 더 포함하며,
    상기 잠금 유닛은,
    액추에이터; 및
    상기 액추에이터에 의해 회전되어 일단이 상기 회전 유닛의 둘레를 따라 형성되는 적어도 하나의 고정 홈에 삽입되는 잠금 로드를 포함하는 차량용 변속 장치.
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