KR102465902B1 - 수동변속기의 변속조작기구 - Google Patents

수동변속기의 변속조작기구 Download PDF

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KR102465902B1 KR1020170165082A KR20170165082A KR102465902B1 KR 102465902 B1 KR102465902 B1 KR 102465902B1 KR 1020170165082 A KR1020170165082 A KR 1020170165082A KR 20170165082 A KR20170165082 A KR 20170165082A KR 102465902 B1 KR102465902 B1 KR 102465902B1
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Abstract

본 발명에 따른 수동변속기의 변속조작기구는 시프트레버와 연결되어 회동하는 컨트롤샤프트; 상기 컨트롤샤프트 상에 구비되어 셀렉트핑거의 회동에 따라 축방향으로 슬라이딩되고, 상기 컨트롤샤프트와 함께 회동하도록 마련된 컨트롤핑거; 및 다수의 시프트레일 상에 각각 구비되어, 상기 컨트롤핑거가 선택적으로 인입되는 러그홈이 형성된 다수의 시프트러그;를 포함하여 구성되고, 상기 다수의 시프트러그는 상기 러그홈의 높이가 서로 상이하게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

수동변속기의 변속조작기구 {SHIFT OPERATING APPARATUS FOR MANUAL TRANSMISSION}
본 발명은 변속단 별로 기어치합력을 저감하여 운전자의 저단변속단 조작감을 향상시키는 수동변속기의 변속조작기구에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 엔진의 동력을 적절한 구동력으로 변환시키기 위한 변속기가 설치되고, 상기 변속기는 작동방식에 따라 수동변속기, 자동변속기, 무단변속기 등으로 구분된다.
이 중, 수동변속기에 적용되는 변속 조작기구는 변속레버의 조작력을 수동변속기로 전달하여 변속이 이루어지도록 하는 장치로써, 변속레버의 변속 조작에 따른 조작력을 변속기로 전달하는 셀렉트 케이블 및 시프트 케이블과, 상기 셀렉트 및 시프트 케이블과 연결되는 컨트롤 샤프트 어셈블리로 구성된다.
상기 컨트롤 샤프트 어셈블리는 변속레버와 연결되어 상기 변속레버의 조작력에 의해 직선 왕복운동 및 회전운동을 하는 컨트롤 샤프트의 회동 및 축방향으로의 동작에 따라 연동되어 해당 변속단별로 구비된 싱크로 기구에 작동력을 전달하는 시프트레일로 이루어진다.
상기 컨트롤 샤프트에는 컨트롤핑거가 장착되고, 상기 시프트레일에는 컨트롤핑거와 접촉되어 조작력을 전달받는 시프트러그가 장착된다. 또한, 상기 시프트레일 상에는 변속단별로 설치된 싱크로기구와 접촉되는 포크가 각각 장착된다.
일반적으로 상기 컨트롤핑거가 삽입되도록 시프트러그의 삽입홈이 형성되는데, 그 크기나 깊이가 일정하게 형성되었다. 그에 따라 고단기어를 치합시킬 때보다 기어비가 큰 저단 기어를 치합시킬 때 운전자가 변속레버를 상대적으로 조작하기 어렵다고 느끼게 되어 변속감이 저하된다는 문제점이 있었다.
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.
KR10-2005-0046397 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 변속단 별로 낮은 기어치합력을 가지도록 시프트러그의 러그홈 높이를 다양화함으로써, 차량의 저단변속단 조작감을 향상시키는 수동변속기의 변속조작기구를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수동변속기의 변속조작기구는 시프트레버와 연결되어 회동하는 컨트롤샤프트; 상기 컨트롤샤프트 상에 구비되어 셀렉트핑거의 회동에 따라 축방향으로 슬라이딩되고, 상기 컨트롤샤프트와 함께 회동하도록 마련된 컨트롤핑거; 및 다수의 시프트레일 상에 각각 구비되어, 상기 컨트롤핑거가 선택적으로 인입되는 러그홈이 형성된 다수의 시프트러그;를 포함하여 구성되고, 상기 다수의 시프트러그는 상기 러그홈의 높이가 서로 상이하게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다수의 시프트러그의 러그홈들은 바닥면이 서로 수평한 높이에 형성되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 컨트롤핑거는 상기 다수의 시프트러그들의 러그홈 상부 측과 대응되는 위치마다 양측으로 돌출된 돌기가 형성되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 돌기들은 상기 컨트롤핑거의 중심축으로부터 반경방향으로 가까운 지점에 위치할수록 돌출량이 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다수의 시프트러그의 러그홈들은 각각 그 높이가 높을수록 폭이 넓게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다수의 시프트러그의 러그홈들은 각각 인접한 시프트러그의 러그홈과 설정높이만큼 높이차이가 나도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 다수의 시프트러그들은 구현하는 변속단이 낮은 시프트레일 상에 구비될수록 상기 러그홈의 높이가 높아지도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 수동변속기의 변속조작기구에 따르면 차량의 저단변속단 조작감을 향상시켜 차량 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래과 같이 기어치합력을 개선하기 위해 마찰면을 다수로 하는 더블 싱크로장치나 트리플 싱크로장치를 적용하지 않아도 되는바, 부품 원가 및 부피를 저감하면서도 동일하게 기어치합력을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤핑거 및 시프트러그를 정면에서 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤핑거 및 시프트러그를 측면에서 도시한 도면,
도 4는 본 발명에서 컨트롤핑거가 저단 측 시프트러그에 인입된 경우의 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에서 컨트롤핑거가 고단 측 시프트러그에 인입된 경우의 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수동변속기의 변속조작기구에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤핑거 및 시프트러그를 정면에서 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤핑거 및 시프트러그를 측면에서 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 수동변속기의 변속조작기구는 시프트레버(12)와 연결되어 회동하는 컨트롤샤프트(10); 상기 컨트롤샤프트(10) 상에 구비되어 셀렉트핑거(14)의 회동에 따라 축방향으로 슬라이딩되고, 상기 컨트롤샤프트(10)와 함께 회동하도록 마련된 컨트롤핑거(20); 및 다수의 시프트레일(40) 상에 각각 구비되어, 상기 컨트롤핑거(20)가 선택적으로 인입되는 러그홈(32)이 형성된 다수의 시프트러그(30);를 포함하여 구성되고, 상기 다수의 시프트러그(30)는 상기 러그홈(32)의 높이가 서로 상이하게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 시프트레버(12)는 변속레버에 연결된 시프트 케이블(미도시)과 연결되어 회동하고, 상기 셀렉트핑거(14)는 변속레버에 연결된 셀렉트 케이블(미도시)과 연결된 셀렉트레버로부터 동력을 전달받아 회동하도록 설치된다.
따라서, 운전자가 변속레버를 조작함에 따라 시프트 케이블 및 셀렉트 케이블이 움직이면서 상기 시프트레버(12)와 상기 셀렉트핑거(14)가 회동하고, 그에 따라 컨트롤샤프트(10) 상에 구비된 컨트롤핑거(20)가 이동 또는 회동하면서 다수의 시프트러그(30) 중 어느 하나를 셀렉트하여 시프트방향으로 힘을 전달한다.
상기 다수의 시프트러그(30) 중 하나가 컨트롤핑거(20)로부터 시프트방향 힘을 전달받으면, 그와 연결된 시프트레일(40)이 시프트방향으로 이동하고, 시프트레일(40) 상에 구비된 포크(미도시)가 싱크로장치(미도시)의 슬리브를 이동시킴으로써 변속단기어를 체결하여 변속이 이루어진다.
여기서, 본 발명의 시프트러그(30)들에는 각각 컨트롤핑거(20)가 인입되도록 러그홈(32)이 형성되는데, 그 높이가 서로 상이하게 설계됨으로써 각 시프트러그(30)마다 컨트롤핑거(20)를 통해 힘을 전달받는 지점이 서로 상이하게 설계된다.
여기서, 컨트롤핑거(20)가 시프트러그(30)과 맞닿아 힘을 전달하는 지점이 컨트롤핑거(20)의 중심축과 가까울수록, 동일 힘 대비 시프트러그(30)로 전달되는 힘이 증가하여 적은 힘으로도 변속을 수행할 수 있어 차량 변속감이 향상된다.
구체적으로, 본 발명에서 상기 다수의 시프트러그(30)의 러그홈(32)들은 바닥면이 서로 수평한 높이에 형성되도록 마련될 수 있다.
아울러, 상기 컨트롤핑거(20)는 상기 다수의 시프트러그(30)들의 러그홈(32) 상부 측과 대응되는 위치마다 양측으로 돌출된 돌기(22)가 형성되도록 마련될 수 있다.
즉, 본 발명의 수동변속기의 변속조작기구는 다수의 시프트레일(40)들과 시프트러그(30)들이 서로 수평하게 동일한 높이로 형성되도록 마련되되, 상기 시프트러그(30)들의 러그홈(32) 높이는 서로 상이하도록 형성됨으로써, 인입되는 러그홈(32)의 높이에 따라 컨트롤핑거(20)가 서로 다른 반경으로 맞닿도록 마련하여 기어치합력을 저감할 수 있다.
여기서, 상기 컨트롤핑거(20)에는 반경방향을 따라 다수의 돌기(22)가 형성되는데, 다수의 러그홈(32)들 상부 측과 맞닿을 수 있는 지점에 돌기(22)들이 형성됨으로써, 각 시프트러그(30) 별로 상기 컨트롤핑거(20)의 최소 반경으로 러그홈(32)과 맞닿아서 힘을 전달할 수 있도록 한다.
따라서, 각 시프트러그(30) 별로 서로 다른 컨트롤핑거(20)의 반경으로 회전력을 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 돌기(22)들은 상기 컨트롤핑거(20)의 중심축으로부터 반경방향으로 가까운 지점에 위치할수록 돌출량이 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 돌기(22)들이 컨트롤핑거(20)의 중심축과 가까울수록 돌출량이 커지도록 설계됨으로써, 컨트롤핑거(20)가 회동할 경우 돌기(22)들 중 컨트롤핑거(20)의 중심축과 가장 가까운 돌기가 먼저 시프트러그(30)의 러그홈(32)에 맞닿을 수 있도록 마련한다.
다만, 셀렉팅된 시프트러그(30)의 러그홈(32) 높이보다 높은 지점에 형성된 돌기(22)는 컨트롤핑거(20)가 회동하여도 러그홈(32)과 맞닿지 않는바, 컨트롤핑거(20)가 다수의 시프트러그(30) 별로 서로 다른 반경으로 회전력을 전달할 수 있다.
아울러, 상기 다수의 시프트러그(30)의 러그홈(32)들은 각각 그 높이가 높을수록 폭이 넓게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 돌기(22)들의 돌출량이 서로 다르게 형성된 상태에서 다수의 시프트러그(30)의 러그홈(32) 폭을 동일하게 설계하면, 컨트롤핑거(20)는 시프트러그(30) 별로 맞닿는 회동 각도가 서로 상이하게 될 것이다.
따라서, 본 발명에서 러그홈(32)들은 그 높이가 높을수록 폭이 넓게 형성되어 컨트롤핑거(20)가 동일한 회전각도로 회동할 경우에만 시프트러그(30)와 맞닿을 수 있도록 설계한다. 이에 따라 운전자가 변속레버의 조작을 완료하지 않음에도 변속이 완료되거나, 조작을 완료하였음에도 변속이 이루어지지 않는 현상을 방지할 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 시프트레일(40)이 제1,2,3시프트레일(40a,40b,40c)로 구성되고, 상기 시프트러그(30)가 제1,2,3시프트러그(30a,30b,30c)로 구성된다고 가정하였을 때, 시프트레버(12)를 통해 컨트롤핑거(20)로 동력을 전달하는 비율인 시프트ratio는 시프트레버(12)의 회전반경(y)을 컨트롤핑거(20)의 동력전달반경으로 나눈값으로 산출할 수 있다.
만약, 컨트롤핑거(20)가 제1시프트러그(30a)에 인입된 경우라면 제1돌기(22a)가 제1러그홈(32a)에 가장 먼저 맞닿는바, 시프트ratio는 시프트레버(12)의 회전반경(y)을 컨트롤핑거(20)의 중심축과 제1돌기(22a) 사이의 거리(a)로 나눈 값(y/a)로 산출될 수 있다.
이런 방식에 따라, 컨트롤핑거(20)가 제2시프트러그(30b)에 인입된 경우라면 시프트ratio는 y/b로 산출되고, 제3시프트러그(30c)에 인입된 경우라면 시프트ratio는 y/c로 산출될 것이다.
여기서, 컨트롤핑거(20)의 중심축을 기준으로 제1돌기(22a)와의 사이 거리(a)는 제2돌기(22b)와의 사이 거리(b)보다 짧고, 제2돌기(22b)와의 사이 거리(b)는 제3돌기(22c)와의 사이 거리(c)보다 짧은 바, 시프트ratio는 y/a가 가장 크게 산출된다.
산출된 시프트ratio가 클수록 기어치합력을 저감량이 증가하여 상대적으로 적은 힘으로도 변속레버를 조작할 수 있다는 이점이 발생한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에서 상기 다수의 시프트러그(30)의 러그홈(32)들은 각각 인접한 시프트러그(30)의 러그홈(32)과 설정높이(△W)만큼 높이차이가 나도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 설정높이(△W)는 컨트롤핑거(20)에 형성된 돌기(22)의 높이보다 크게 설계될 수 있다. 따라서, 컨트롤핑거(20) 회전시 러그홈(32)의 높이와 대응되는 돌기(22)가 아닌 더 높은 위치에 형성된 돌기(22)가 맞닿는 간섭 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기 다수의 시프트러그(30)들은 구현하는 변속단이 낮은 시프트레일(40) 상에 구비될수록 상기 러그홈(32)의 높이가 높아지도록 형성될 수 있다.
즉, 본 발명은 저단 변속단기어를 치합시키는 포크가 결합되도록 마련된 시프트레일(40) 상에 구비된 러그홈(32)이 다른 러그홈(32)보다 높이가 높아지도록 형성되어, 컨트롤핑거(20)가 짧은 회전반경으로 회전력을 전달하도록 설계된다.
따라서, 기어비가 상대적으로 큰 저단기어를 체결하는데 요구되는 기어치합력을 효과적으로 저감할 수 있어, 차량 변속감을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 제1,2,3시프트레일(40a,40b,40c)의 순서대로 구현하는 변속단의 높이가 높아진다고 가정하였을 때, 제1시프트러그(30a)가 상대적으로 저단 변속단을 구현하는 제1시프트레일(40a) 상에 구비되기 때문에, 제1시프트러그(30a)의 러그홈은 다른 시프트러그(30b,30c)의 러그홈에 비해 높은 높이를 가지도록 설계될 것이다.
도 4는 본 발명에서 컨트롤핑거가 저단 측 시프트러그에 인입된 경우의 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에서 컨트롤핑거가 고단 측 시프트러그에 인입된 경우의 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 사시도이다.
즉, 저단기어를 구현하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 컨트롤핑거(20)는 셀렉트방향으로 이동하여 러그홈의 높이가 상대적으로 높은 제1시프트러그(30a)에 인입되고, 컨트롤샤프트(10)가 회전하면서 제1돌기(22a)가 제1시프트러그(30a)를 밀면서 시프트레일에 회전력을 전달한다.
반대로, 고단기어를 구현하고자 할 때에는 도 5에 도시된 바와 같이 컨트롤핑거(20)가 셀렉트방향으로 이동하여 러그홈 높이가 상대적으로 낮은 제3시프트러그(30c)에 인입된다. 이 상태에서 컨트롤샤프트(10)가 회전하여 제3돌기(22c)가 제3시프트러그(30c)를 밀면 시프트레일이 이동하면서 고단변속이 이루어진다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 수동변속기의 변속조작기구에 따르면 차량의 저단변속단 조작감을 향상시켜 차량 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래과 같이 기어치합력을 개선하기 위해 마찰면을 다수로 하는 더블 싱크로장치나 트리플 싱크로장치를 적용하지 않아도 되는바, 부품 원가 및 부피를 저감하면서도 동일하게 기어치합력을 개선할 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: 컨트롤샤프트
12: 시프트레버
14: 셀렉트핑거
20: 컨트롤핑거
22: 돌기
30: 시프트러그
32: 러그홈
40: 시프트레일

Claims (7)

  1. 시프트레버와 연결되어 회동하는 컨트롤샤프트;
    상기 컨트롤샤프트 상에 구비되어 셀렉트핑거의 회동에 따라 축방향으로 슬라이딩되고, 상기 컨트롤샤프트와 함께 회동하도록 마련된 컨트롤핑거; 및
    다수의 시프트레일 상에 각각 구비되어, 상기 컨트롤핑거가 선택적으로 인입되는 러그홈이 형성된 다수의 시프트러그;를 포함하여 구성되고,
    상기 다수의 시프트러그는 상기 러그홈의 높이가 서로 상이하게 형성되며;
    상기 다수의 시프트러그들은 구현하는 변속단이 낮은 시프트레일 상에 구비될수록 상기 러그홈의 높이가 높아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 시프트러그의 러그홈들은 바닥면이 서로 수평한 높이에 형성되도록 마련된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 컨트롤핑거는 상기 다수의 시프트러그들의 러그홈 상부 측과 대응되는 위치마다 양측으로 돌출된 돌기가 형성되도록 마련된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  4. 시프트레버와 연결되어 회동하는 컨트롤샤프트;
    상기 컨트롤샤프트 상에 구비되어 셀렉트핑거의 회동에 따라 축방향으로 슬라이딩되고, 상기 컨트롤샤프트와 함께 회동하도록 마련된 컨트롤핑거; 및
    다수의 시프트레일 상에 각각 구비되어, 상기 컨트롤핑거가 선택적으로 인입되는 러그홈이 형성된 다수의 시프트러그;를 포함하여 구성되고,
    상기 다수의 시프트러그는 상기 러그홈의 높이가 서로 상이하게 형성되며;
    상기 컨트롤핑거는 상기 다수의 시프트러그들의 러그홈 상부 측과 대응되는 위치마다 양측으로 돌출된 돌기가 형성되며;
    상기 돌기들은 상기 컨트롤핑거의 중심축으로부터 반경방향으로 가까운 지점에 위치할수록 돌출량이 큰 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 다수의 시프트러그의 러그홈들은 각각 그 높이가 높을수록 폭이 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  6. 시프트레버와 연결되어 회동하는 컨트롤샤프트;
    상기 컨트롤샤프트 상에 구비되어 셀렉트핑거의 회동에 따라 축방향으로 슬라이딩되고, 상기 컨트롤샤프트와 함께 회동하도록 마련된 컨트롤핑거; 및
    다수의 시프트레일 상에 각각 구비되어, 상기 컨트롤핑거가 선택적으로 인입되는 러그홈이 형성된 다수의 시프트러그;를 포함하여 구성되고,
    상기 다수의 시프트러그는 상기 러그홈의 높이가 서로 상이하게 형성되며;
    상기 다수의 시프트러그의 러그홈들은 각각 인접한 시프트러그의 러그홈과 설정높이만큼 높이차이가 나도록 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  7. 삭제
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