KR102498154B1

KR102498154B1 - 차량용 변속 장치

Info

Publication number: KR102498154B1
Application number: KR1020180074814A
Authority: KR
Inventors: 양지훈
Original assignee: 에스엘 주식회사
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2023-02-09
Also published as: KR20200001816A

Abstract

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자가 변속단을 선택할 수 있도록 하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 제1 축선을 중심으로 회전하는 제1 조작 모드로 조작되는 제1 위치 및 제2 축선을 중심으로 회전하는 제2 조작 모드로 조작되는 제2 위치 사이에서 이동되는 로드, 상기 로드를 이동시키기 위한 구동력이 발생되는 구동력 발생부, 및 상기 구동력을 상기 로드로 전달하여 상기 로드가 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서 이동되도록 상기 로드의 적어도 일부에 상기 로드의 길이 방향을 따라 형성되는 기어 결합부와 기어 결합되도록 맞물리게 위치하는 모드 전환부를 포함하며, 상기 로드는, 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선 중 어느 하나를 중심으로 회전되는 경우, 상기 모드 전환부와 맞물리는 상태를 유지한다.

Description

차량용 변속 장치 {Automotive transmission}

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자가 변속단을 선택할 수 있도록 하는 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.

이러한 변속 장치의 변속 모드로는 운전자가 변속단을 전환할 수 있는 수동 변속 모드와 운전자가 주행단(D)을 선택시에 차량 속도에 따라 자동으로 변속단이 전환되는 자동 변속 모드가 있다.

이와 함께, 하나의 변속 장치에서 수동 변속과 자동 변속을 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속 장치가 사용되고 있다. 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 구비할 수 있다.

변속 레버는 운전자가 조작 가능하도록 차량 내부로 노출되어 있으며, 대부분의 변속 레버는 차량의 센터페시아와 콘솔 박스 사이에 설치되어 있다.

일반적으로 변속 레버는 변속 레버를 전후 방향으로 이동시켜 변속단을 선택하는 조이스틱 모드로 조작되기 때문에 변속 레버의 이동 궤적에 따른 공간이 필요하여 주변과의 간섭이 발생하는 것을 방지하도록 설계하는 것이 요구되며, 최근에는 로터리 모드로 변속 조작이 가능하게 하여 필요로 하는 공간을 감소시키고 차량의 공간 활용성을 높이고 있다.

그러나, 운전자마다 차량 운행 상황에 따라 선호하는 조작 모드가 서로 다르기 때문에 운전자가 차량 운행 상황에 따라 선호하는 조작 모드를 선택할 수 있도록 다양한 조작 모드를 제공할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

US2013/0220055(2013.08.29. 공개)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 운전자에게 다양한 조작 모드를 제공하여 차량 운행 상황에 따라 선호하는 조작 모드를 선택할 수 있도록 하는 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, 제1 축선을 중심으로 회전하는 제1 조작 모드로 조작되는 제1 위치 및 제2 축선을 중심으로 회전하는 제2 조작 모드로 조작되는 제2 위치 사이에서 이동되는 로드, 상기 로드를 이동시키기 위한 구동력이 발생되는 구동력 발생부, 및 상기 구동력을 상기 로드로 전달하여 상기 로드가 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서 이동되도록 상기 로드의 적어도 일부에 상기 로드의 길이 방향을 따라 형성되는 기어 결합부와 기어 결합되도록 맞물리게 위치하는 모드 전환부를 포함하며, 상기 로드는, 상기 제1 축선 및 상기 제2 축선 중 어느 하나를 중심으로 회전되는 경우, 상기 모드 전환부와 맞물리는 상태를 유지한다.

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.

다양한 조작 모드를 제공하여 운전자가 차량의 운행 상황에 따라 선호하는 조작 모드를 선택하여 사용할 수 있기 때문에 운전자의 편의가 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 조작 모드의 전환을 위하여 필요한 구성 요소가 줄어들게 되어 구성이 간소화되고 전체적인 크기가 감소될 수 있는 효과가 있다.

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

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 조작 모드로 조작되는 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로드 및 로드와 기어 결합되는 모드 전환부가 도시된 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1 조작 모드로 조작되는 로드가 도시된 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제1 조작 모드에서 제2 조작 모드로 전환되는 차량용 변속 장치가 도시된 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제1 조작 모드에서 제2 조작 모드로 전환되는 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 베이스에 회전 가능하게 위치하는 회전부가 도시된 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회전부가 도시된 사시도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 베이스에 회전 가능하게 위치하는 회전부가 도시된 단면도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제2 조작 모드에서 회전되는 회전부가 도시된 개략도.

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 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는, 로드(100), 구동력 발생부(200) 및 모드 전환부(300)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 차량용 변속 장치(1)는 차량의 센터페시아(center fascia)와 콘솔 박스(console box) 사이에 설치되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 운전자의 접근이 용이한 다양한 위치에 설치될 수 있다.

로드(100)는 일단에 손잡이의 역할을 하는 노브(미도시)가 결합될 수 있으며, 운전자는 노브를 잡고 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동시키거나 노브를 회전시켜 변속단을 선택할 수 있다.

노브에는 선택 가능한 변속단이나 현재 선택된 변속단을 표시하는 장치나 자동 모드와 수동 모드와 같이 변속 모드를 전환할 수 있는 버튼 등의 장치가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 차량용 변속 장치(1)를 통해 선택 가능한 변속단은 P(주차), R(후진), N(중립), D(주행)단을 포함하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 선택 가능한 변속단은 다양하게 변경될 수 있으며, 전술한 변속단들 중 일부는 별도로 구비된 스위치나 버튼 등의 조작을 통해 선택될 수도 있다.

로드(100)는 적어도 하나의 조작 모드로 조작될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 로드(100)는 로드(100)의 길이 방향에 수직한 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되는 제1 조작 모드 및 로드(100)의 길이 방향에 나란한 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전되는 제2 조작 모드 중 어느 하나로 조작될 수 있다.

이때, 제1 조작 모드는 운전자가 노브를 잡고 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동시킴에 따라 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되는 조이스틱 모드이고, 제2 조작 모드는 운전자가 노브를 회전시킴에 따라 로드(100)가 로드(100)의 길이 방향에 나란한 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전되는 로터리 모드이며, 본 발명의 실시예에서 제2 축선(Ax2)은 로드(100)의 길이 방향으로 로드(100)의 중심을 지나는 축선인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

로드(100)는 적어도 일부에 로드(100)의 길이 방향을 따라 기어 결합부(110)가 형성될 수 있으며, 기어 결합부(110)는 후술할 모드 전환부(300)와 기어 결합되도록 맞물리게 위치하여 모드 전환부(300)를 통해 전달되는 구동력에 의해 로드(100)가 로드(100)의 길이 방향을 따라 이동되도록 하는 역할을 할 수 있다.

기어 결합부(110)는 로드(100)의 길이 방향을 따라 형성되는 복수의 기어치(111)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 복수의 기어치(111) 각각은 제2 축선(Ax2)을 중심으로 로드(100)의 둘레를 따라 환형으로 형성되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 복수의 기어치(111)는 로드(100) 둘레 중 적어도 일부에 형성될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서 기어 결합부(110)는 복수의 기어치(111) 각각이 서로 이어지지 않고 로드(100)의 길이 방향으로 소정 간격으로 이격되도록 형성되는 일종의 랙(rack) 기어의 역할을 할 수 있으며, 이로 인해 로드(100)가 후술할 모드 전환부(300)와 기어 결합된 상태를 유지하면서 제1 축선(Ax1) 또는 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전될 수 있다.

다시 말해서, 복수의 기어치(111)가 서로 연결되도록 형성되는 경우, 로드(100)가 제1 축선(Ax1) 또는 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전 시 복수의 기어치(111) 사이의 연결 부위로 인하여 로드(100)의 회전 시 구조적인 간섭이 발생할 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 복수의 기어치(111)가 서로 소정 간격으로 이격되어 형성되기 때문에 로드(100)의 회전 시 구조적인 간섭이 발생되는 것이 방지될 수 있는 것이다.

로드(100)는 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전 가능하게 위치하는 로드 브라켓(120)을 관통하여 양단이 로드 브라켓(120)을 기준으로 서로 반대 방향에 위치하게 되며, 이로 인해 로드(100)가 제1 축선(Ax1)과 이격되도록 위치하는 경우에도 로드(100)는 로드 브라켓(120)과 함께 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있게 된다.

로드 브라켓(120)은 로드(100)가 관통하여 위치할 수 있도록 관통 홀(121a)이 형성되는 관통부(121) 및 관통부(121)로부터 제1 축선(Ax1)을 향하여 연장되는 연장부(122)를 포함할 수 있으며, 연장부(122)는 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전하는 샤프트(123)가 삽입되는 삽입 홀(122a)이 형성될 수 있다.

이때, 샤프트(123)는 연장부(122)의 삽입 홀(122a) 내측면에 형성되는 고정 홈(122b)에 삽입되는 고정 돌기(123a)를 포함할 수 있으며, 이로 인해 로드(100), 로드 브라켓(120) 및 샤프트(123)가 함께 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있다.

샤프트(123)의 일단에는 샤프트(123)의 회전에 따라 위치가 가변되는 마그넷(123b)이 구비될 수 있으며, 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되는 경우 마그넷(123b)의 위치에 따른 자력 변화는 로드(100)의 회전에 의해 선택된 변속단에 대응되는 로드(100)의 위치나 회전량 등을 판단하기 위해 3D 홀 센서 등과 같은 감지 센서에 의해 감지될 수 있다.

또한, 로드 브라켓(120)은 일측에는 로드(100)의 조작 시 조작감이 발생되도록 하기 위한 제1 불렛(124)이 구비될 수 있으며, 제1 불렛(124)은 로드 브라켓(120)의 일측 방향에 소정 간격으로 이격되어 위치하는 제1 디턴트 그루브(124a)의 그루브면에 접촉되도록 위치할 수 있다.

제1 디턴트 그루브(124a)는 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되는 경우 제1 불렛(124)의 회전 경로를 따라 형성될 수 있으며, 제1 불렛(124)은 스프링 등과 같은 탄성체에 의해 탄성 지지되어 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되는 경우 제1 디턴트 그루브(124a)의 그루브면과 접촉된 상태를 유지하게 된다.

제1 디턴트 그루브(124a)의 그루브면은 전체적으로 일정한 기울기를 가지지 않고 구간 별로 서로 다른 기울기를 가지도록 형성될 수 있으며, 이로 인해 도 5와 같이 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되는 경우 그루브면의 구간마다 로드(100)를 회전시키는데 필요한 힘이 변화되면서 조작감이 발생될 수 있다.

또한, 제1 디턴트 그루브(124a)는 제1 불렛(124)의 초기 위치를 기준으로 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전하는 회전 각도에 따라 제1 불렛(124)이 접촉되는 위치가 달라지게 되며, 제1 디턴트 그루브(124a)의 그루브면은 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전하는 회전 각도가 커질수록 제1 불렛(124)에 가해지는 힘이 커지도록 일측으로부터 타측으로 갈수록 제1 축선(Ax1)에 가까워지는 형상을 가질 수 있다.

이와 같이, 제1 디턴트 그루브(124a)의 그루브면이 일측으로부터 타측으로 갈수록 제1 축선(Ax1)에 가까워지도록 형성되는 경우, 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전하는 회전 각도가 커질수록 제1 불렛(124)을 탄성 지지하는 탄성체의 압축률이 커지게 되어 상대적으로 더 큰 복원력이 발생되므로, 운전자는 로드(100)의 회전 각도가 커질수록 상대적으로 더 큰 힘을 가해야 할 필요가 있기 때문에 원하는 변속단을 선택하기 위한 로드(100)의 회전 각도를 인지할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서 제1 디턴트 그루브(124)의 그루브면은 중앙 부분으로부터 양측으로 갈수록 제1 축선(Ax1)에 가까워지는 대략 "V"자 형상을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 이는 로드(100)가 제1 조작 모드로 조작되는 경우 초기 위치를 기준으로 양방향으로 회전되어 변속단이 선택 가능하기 때문으로서, 이 경우 로드(100)의 초기 위치, 즉 제1 불렛(124)의 초기 위치는 제1 디턴트 그루브(124a)의 중앙 부분인 제1 디턴트 그루브(124a)의 그루브면 중 제1 축선(Ax1)으로부터 가장 먼 부분으로 이해될 수 있다.

또한, 운전자에 의해 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되어 변속단이 선택되는 경우, 로드 브라켓(120)의 일측에 구비되는 제1 불렛(124)을 탄성 지지하는 탄성체가 압축될 수 있고, 운전자에 의해 가해지는 힘이 제거되는 경우 제1 불렛(124)을 지지하는 탄성체의 복원력으로 인하여 로드(100)가 원래의 위치, 즉 제1 불렛(124)이 제1 디턴트 그루브(124a)의 중앙 부분으로 돌아올 수 있게 된다.

제1 불렛(124)이 제1 디턴트 그루브(124a)의 중앙 부분으로 돌아오는 것은 제1 불렛(124)을 탄성 지지하는 탄성체의 복원력이 가장 작아지는 부분으로 돌아오는 것으로 이해될 수 있다.

전술한 바와 같이, 운전자에 의해 가해지는 힘이 제거되는 경우 로드(100)가 초기 위치로 돌아오도록 하는 것은 로드(100)가 선택된 변속단의 위치를 유지하는 경우 변속 조작에 필요한 공간이 상대적으로 더 커지는 반면, 변속단이 선택된 이후 로드(100)가 원래의 위치로 돌아오는 경우 변속 조작에 필요한 공간이 상대적으로 감소되어 소형화 및 경량화에 유리하기 때문이다.

한편, 로드(100)는 관통부(121)의 관통 홀(121a) 일측에 형성되는 삽입 홈(121b)에 삽입되는 삽입 돌기(130)를 포함할 수 있으며, 로드(100)는 제1 조작 모드로 조작되는 경우 삽입 돌기(130)가 삽입 홈(121b)에 삽입되어 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전되는 것이 차단될 수 있다.

전술한 로드(100)는 후술할 모드 전환부(300)에 의해 제1 조작 모드로 조작되기 위한 제1 위치 및 제2 조작 모드로 조작되기 위한 제2 위치 사이에서 이동될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 로드(100)가 모드 전환부(300)에 의해 상하 방향으로 이동되어 로드(100)가 제1 조작 모드로 조작되는 경우 상승되고, 제2 조작 모드로 조작되는 경우 하강되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

전술한 도 1 내지 도 5는 로드(100)가 모드 전환부(300)에 의해 제1 위치로 상승되어 제1 조작 모드로 조작되는 경우의 일 예이다.

구동력 발생부(200)는 로드(100)를 상하 방향으로 이동시키기 위한 구동력이 발생될 수 있으며, 구동력 발생부(200)는 액추에이터(210) 및 액추에이터(210)로부터 발생된 구동력을 모드 전환부(300)로 전달하기 위한 적어도 하나의 전달 기어(221, 222)를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 전달 기어(221, 222)의 중심축에는 적어도 하나의 전달 기어(221, 222)의 회전에 의해 위치가 가변되는 마그넷(230)이 구비될 수 있으며, 적어도 하나의 전달 기어(221, 222)가 회전되는 경우 마그넷(230)의 위치에 따른 자력 변화는 로드(100)의 조작 모드를 판단하기 위해 3D 홀 센서 등과 같은 감지 센서에 의해 감지될 수 있다.

구동력 발생부(200)는 로드(100)의 조작 모드 전환 시에만 구동력이 발생될 수 있으며, 로드(100)가 제1 조작 모드 및 제2 조작 모드 중 어느 하나를 유지하는 상태에서는 구동력이 발생되지 않아 적어도 하나의 전달 기어(221, 222)가 정지 상태를 유지하게 된다.

모드 전환부(300)는 구동력 발생부(200)로부터 발생되는 구동력을 로드(100)로 전달하여 로드(100)가 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동되도록 함으로써, 로드(100)의 조작 모드가 전환되도록 하는 역할을 할 수 있다.

모드 전환부(300)는 구동력 발생부(200)로부터 전달되는 구동력에 의해 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있으며, 적어도 하나의 전달 기어(221, 222) 및 기어 결합부(110) 각각에 기어 결합되도록 적어도 하나의 전달 기어(221, 222) 및 기어 결합부(110) 사이에 위치하여 구동력 발생부(200)의 구동력이 로드(100)로 전달되도록 하는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 모드 전환부(300)는 일종의 피니언(pinion) 기어로서 기어 결합부(110)와 기어 결합될 수 있으며, 구동력 발생부(200)로부터 발생된 구동력에 의해 회전되어 모드 전환부(300)가 회전되는 경우 로드(100)가 상하 방향으로 이동될 수 있고, 구동력 발생부(200)로부터 구동력이 발생되지 않아 모드 전환부(300)가 정지된 경우 로드(100)의 상하 방향으로의 위치가 고정될 수 있다.

이때, 관통부(121)는 도 6과 같이 일측에 관통 홀(121a)과 연통되는 개구부(121c)가 형성될 수 있으며, 모드 전환부(300)는 개구부(121c)를 통해 기어 결합부(110)와 기어 결합될 수 있고, 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전하는 샤프트(123)가 통과하는 통과 홀(310)이 회전 중심에 형성될 수 있다.

따라서, 모드 전환부(300)가 구동력 발생부(200)로부터 구동력이 발생되지 않아 정지 상태를 유지하는 경우에도 샤프트(123)가 모드 전환부(300)의 통과 홀(310)를 통해 회전 가능하기 때문에 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전 가능한 상태가 된다.

즉, 기어 결합부(110)는 복수의 기어치(111)가 소정 간격으로 이격되도록 형성되기 때문에 도 7과 같이 모드 전환부(300)가 정지 상태인 경우라도 기어 결합부(110)와 모드 전환부(300)가 서로 맞물린 상태를 유지하면서 로드(100)가 제1 축(Ax1)을 중심으로 회전 가능하게 되는 것이다.

또한, 모드 전환부(300)가 정지된 상태에서 로드(100)가 제1 축(Ax1)을 중심으로 회전되는 제1 조작 모드로 조작되는 경우, 기어 결합부(110) 및 모드 전환부(300) 사이에 서로 맞물리는 기어치가 로드(100)의 회전 각도에 따라 달라지기 때문에 기어 결합부(110) 및 모드 전환부(300)가 서로 맞물리는 위치는 제1 축선(Ax1)을 중심으로 일정한 반경을 가지며 이동하게 된다.

모드 전환부(300)는 로드(100)의 조작 모드가 제1 조작 모드에서 제2 조작 모드로 전환되도록 하는 경우 도 8 및 도 9와 같이 로드(100)가 제2 위치로 이동하도록 하강시키게 되며, 이 경우 로드(100)의 타단은 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전하는 회전부(400)에 형성되는 결합 홈(410)에 삽입될 수 있다.

이때, 로드(100)에 형성되는 삽입 돌기(130)은 회전부(400)의 결합 홈(410)에 삽입되지 않고 결합 홈(410) 주변에 걸리도록 위치하여 로드(100)의 조작 모드를 제1 조작 모드에서 제2 조작 모드로 전환되도록 로드(100)가 이동되는 경우 로드(100)가 과도하게 이동되는 것이 방지될 수 있다.

회전부(400)는 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전 가능하도록 도 10 내지 도 12와 같이 회전부(400)가 회전 가능하게 안착되는 베이스(420) 상에 제2 축선(Ax2)을 중심으로 하도록 형성되는 정렬 돌기(421)가 삽입되는 정렬 홈(430)을 포함하며, 이로 인해 로드(100)의 타단이 결합 홈(410)에 결합된 경우 로드(100)가 제1 축선(Ax1)을 중심으로 회전되는 것이 차단될 수 있다.

이때, 베이스(420)는 본 발명의 차량용 변속 장치(1)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 수용하여 외부 충격 등으로부터 보호하는 변속 하우징(미도시)의 일부로 이해될 수 있다.

또한, 결합 홈(410)의 내측면 중 적어도 일부는 평면 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 로드(100)의 타단도 결합 홈(410)에 대응되는 형상을 가지도록 형성되어 로드(100)의 타단이 결합 홈(410)에 결합된 상태에서 로드(100)가 독립적으로 회전되는 것이 차단될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 결합 홈(410)의 내측면 중 제1 방향으로 마주보는 면은 평면 형상을 가지고, 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 마주보는 면은 곡면 형상을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 결합 홈(410)의 내측면은 로드(100)가 결합 홈(410) 내에서 회전되는 것을 차단할 수 있도록 일부가 다른 일부와 서로 다른 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.

회전부(400)의 일측에는 로드(100)가 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전되는 경우 조작감이 발생되도록 하기 위한 제2 불렛(440)이 구비될 수 있으며, 제2 불렛(440)은 회전부(400)의 일측으로부터 소정 간격으로 이격되어 위치하는 제2 디턴트 그루브(440a)에 접촉되도록 위치할 수 있다.

제2 불렛(440)은 스프링 등의 탄성체에 의해 탄성 지지되어 제2 디턴트 그루브(440a)의 그루브면과 접촉된 상태를 유지할 수 있다.

제2 디턴트 그루브(440a)의 그루브면은 제1 디턴트 그루브(124a)와 유사하게 전체적으로 일정한 기울기를 가지지 않고 구간에 따라 서로 다른 기울기를 가지도록 형성될 수 있으며, 이로 인해 구간마다 로드(100)를 회전시키는데 필요한 힘이 변화되면서 조작감이 발생될 수 있다.

또한, 제2 불렛(440)은 로드(100)가 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전하는 회전 각도에 따라 도 13과 같이 제2 디턴트 그루브(440a)의 그루브면의 서로 다른 위치에 접촉하게 되며, 로드(100)가 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전하는 회전 각도가 커질수록 제2 불렛(440)에 가해지는 힘이 커지도록 일측으로부터 타측으로 갈수록 제2 축선(Ax2)과 가까워지는 형상을 가질 수 있다.

이때, 제2 불렛(440)은 스프링 등의 탄성체에 의해 탄성 지지되기 때문에 로드(100)의 회전 시 조작감이 발생될 수 있으며, 로드(100)가 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전하는 회전 각도가 커질수록 탄성체의 압축률이 커지게 되어 상대적으로 더 큰 복원력이 발생되므로, 운전자는 로드(100)의 회전 각도가 커질수록 더 큰 힘을 가해야 할 필요가 있기 때문에 원하는 변속단을 선택하기 위한 로드(100)의 회전 각도를 인지할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서 제2 디턴트 그루브(440a)의 그루브면은 중앙 부분으로부터 양측으로 갈수록 각각 제2 축선(Ax2)에 가까워지는 형상을 가지도록 형성되어 대략 "V"자 형상을 가질 수 있으며, 이는 로드(100)가 제2 조작 모드로 조작되는 경우 제2 축선(Ax2)을 중심으로 양방향으로 회전되어 변속단이 선택되도록 하기 때문이며, 이 경우 제2 불렛(440)의 초기 위치는 제2 디턴트 그루브(440a)의 중앙 부분, 즉 제2 디턴트 그루브(440a)의 그루브면 중 제2 축선(Ax2)으로부터 가장 먼 부분으로 이해될 수 있다.

즉, 운전자에 의해 로드(100)가 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전되어 변속단이 선택되는 경우, 회전부(400)에 구비된 제2 불렛(440)을 탄성 지지하는 탄성체가 압축될 수 있고, 운전자에 의해 가해지는 힘이 제거되는 경우 제2 불렛(440)을 지지하는 탄성체의 복원력으로 인하여 로드(100)가 원래의 위치, 즉 제2 불렛(440)이 제2 디턴트 그루브(440a)의 중앙 부분인 탄성체의 복원력이 가장 작아지는 부분으로 돌아올 수 있게 되는 것이다.

한편, 회전부(400)는 로드(100)의 회전 시 위치가 가변되는 마그넷(450)를 구비될 수 있으며, 회전부(400)가 제2 축선(Ax2)을 중심으로 회전되는 경우 마그넷(450)의 위치 변화에 따른 자력 변화는 로드(100)의 회전에 의해 선택된 변속단의 판단하기 위한 위치나 회전량 등의 감지를 위하여 3D 홀 센서 등과 같은 감지 센서에 의해 감지될 수 있다.

또한, 모드 전환부(300)가 정지된 상태에서 로드(100)가 제2 축(Ax2)을 중심으로 회전하는 제2 조작 모드로 조작되는 경우, 기어 결합부(110) 및 모드 전환부(300) 사이에 서로 맞물리는 기어치는 로드(100)의 회전 각도에 따라 달라지지 않고 동일하기 때문에 기어 결합부(110) 및 모드 전환부(300)가 서로 맞물리는 위치는 동일한 위치를 유지하게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 로드(100)가 서로 다른 복수의 조작 모드로 조작되도록 로드(100)의 위치를 변경하기 위하여 로드(100)와 결합되는 별도의 브라켓 등을 사용하지 않고 로드(100)에 기어 결합부(110)를 형성하여 로드(100)의 위치를 변경하기 때문에 로드(100)의 위치 변경을 위한 추가적인 구성 요소가 생략될 수 있기 때문에 구성이 간소화되어 전체적인 크기가 감소될 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.

100: 로드 110: 기어 결합부
111: 기어치 120: 로드 브라켓
121: 관통부 121a: 관통 홀
121b: 삽입 홈 121c: 개구부
122: 연장부 122a: 삽입 홀
122b: 고정 홈 123: 샤프트
123a: 고정 돌기 123b: 마그넷
124: 제1 불렛 124a: 제1 디턴트 그루브
200: 구동력 발생부 210: 액추에이터
221, 222: 전달 기어 230: 마그넷
300: 모드 전환부 310: 통과 홀
400: 회전부 410: 결합 홈
420: 베이스 421: 정렬 돌기
430: 정렬 홈 440: 제2 불렛
440a: 제2 디턴트 그루브 450: 마그넷

Claims

제1 축선을 중심으로 회전하는 제1 조작 모드로 조작되는 제1 위치 및 제2 축선을 중심으로 회전하는 제2 조작 모드로 조작되는 제2 위치 사이에서 이동되는 로드;
상기 로드를 이동시키기 위한 구동력이 발생되는 구동력 발생부; 및
상기 구동력을 상기 로드로 전달하여 상기 로드가 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서 이동되도록 상기 로드의 적어도 일부에 상기 로드의 길이 방향을 따라 형성되는 기어 결합부와 기어 결합되도록 맞물리게 위치하는 모드 전환부를 포함하며,
상기 로드는,
상기 제1 축선 및 상기 제2 축선 중 어느 하나를 중심으로 회전되는 경우, 상기 모드 전환부와 맞물리는 상태를 유지하는 차량용 변속 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 축선은,
상기 로드의 길이 방향에 수직한 축선이며,
상기 제2 축선은,
상기 로드의 길이 방향에 나란한 축선인 차량용 변속 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 로드가 관통하여 위치하는 로드 브라켓을 더 포함하며,
상기 로드 브라켓은,
상기 제1 축선을 중심으로 회전 가능하게 위치하는 차량용 변속 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 로드 브라켓은,
상기 로드가 관통하는 관통 홀이 형성되는 관통부; 및
상기 관통부로부터 상기 제1 축선을 향하여 연장되는 연장부를 포함하는 차량용 변속 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 연장부는,
상기 제1 축선을 중심으로 회전되는 샤프트가 삽입되는 삽입 홀을 포함하며,
상기 샤프트는,
상기 삽입 홀의 내측면에 형성되는 고정 홈에 삽입되는 고정 돌기를 포함하는 차량용 변속 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 샤프트의 일단에 구비되는 마그넷; 및
상기 제1 조작 모드에서 상기 로드의 위치를 판단하기 위한 상기 마그넷의 회전에 따른 자력 변화를 감지하는 감지 센서를 더 포함하는 차량용 변속 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 로드 브라켓은,
상기 관통부의 일측에 상기 관통 홀과 연통되도록 형성되는 개구부를 더 포함하며,
상기 모드 전환부는,
상기 개구부를 통해 상기 기어 결합부와 기어 결합되는 차량용 변속 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 로드 브라켓은,
상기 제1 위치에서 상기 로드에 형성된 삽입 돌기가 삽입되는 삽입 홈을 더 포함하는 차량용 변속 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 로드 브라켓은,
일측에 상기 로드가 제1 조작 모드로 조작 시 조작감이 발생되도록 하는 제1 불렛이 구비되며,
상기 제1 불렛은,
상기 제1 불렛의 회전 경로를 따라 형성되는 제1 디턴트 그루브와 접촉된 상태를 유지하는 차량용 변속 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동력 발생부는,
액추에이터; 및
상기 모드 전환부와 기어 결합되어 상기 액추에이터의 구동력을 상기 모드 전환부로 전달하는 적어도 하나의 전달 기어를 포함하는 차량용 변속 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 구동력 발생부는,
상기 적어도 하나의 전달 기어의 회전 중심에 구비되는 마그넷; 및
상기 로드의 조작 모드를 판단하기 위한 상기 마그넷의 회전에 따른 자력 변화를 감지하는 감지 센서를 더 포함하는 차량용 변속 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 축선을 중심으로 회전 가능하게 위치하며, 상기 제2 위치에서 상기 로드의 일단이 삽입되는 결합 홈이 형성되는 회전부를 더 포함하는 차량용 변속 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 로드의 일단은,
상기 결합 홈에 대응되는 형상을 가지며,
상기 결합 홈은,
내측면 중 일부가 다른 일부와 서로 다른 곡률을 가지도록 형성되는 차량용 변속 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 회전부는,
일측에 상기 로드가 제2 조작 모드로 조작 시 조작감이 발생되도록 하는 제2 불렛이 구비되며,
상기 제2 불렛은,
상기 제2 불렛의 회전 경로를 따라 형성되는 제2 디턴트 그루브와 접촉된 상태를 유지하는 차량용 변속 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 회전부의 일측에 구비되는 마그넷; 및
상기 제2 조작 모드에서 상기 로드의 위치를 판단하기 위한 상기 마그넷의 회전에에 따른 자력 변화를 감지하는 감지 센서를 더 포함하는 차량용 변속 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 회전부가 회전 가능하게 안착되는 베이스를 더 포함하며,
상기 베이스는,
상기 제2 축선을 중심으로 형성되어 상기 회전부에 형성된 정렬 홈에 삽입되는 정렬 돌기를 포함하는 차량용 변속 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기어 결합부는,
상기 로드가 상기 제1 축선 또는 상기 제2 축선을 중심으로 회전 시 상기 모드 전환부와 서로 맞물린 상태를 유지하도록 서로 소정 간격으로 이격되어 형성되는 복수의 기어치를 포함하는 차량용 변속 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기어 결합부 및 상기 모드 전환부가 서로 맞물리는 위치는,
상기 로드가 상기 제1 축선을 중심으로 회전하는 경우, 상기 제1 축선을 중심으로 일정한 반경을 가지며 이동하는 차량용 변속 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기어 결합부 및 상기 모드 전환부가 서로 맞물리는 위치는,
상기 로드가 상기 제2 축선을 중심으로 회전하는 경우, 동일하는 위치를 유지하는 차량용 변속 장치.