KR102550066B1 - 차량용 자동변속 조작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전에 의해 차량의 변속모드를 각각 후진 모드(Reverse : R), 중립 모드(Neutral : N), 드라이빙 모드(Driving :D)로 전환하는 노브; 누름에 의해 차량의 변속모드를 주차 모드(Parking : P)로 전환하는 파킹 버튼; 상기 노브의 회전 후, 상기 노브가 원위치로 복귀하도록 안내하는 캠; 상기 노브의 저면에 부착되어, 상기 노브의 회전에 따라 같이 회전되는 마그넷; 및 상기 마그넷의 하부에 배치되어, 상기 마그넷의 회전에 따라 변화하는 전자기장 값을 측정하는 홀 센서를 포함하는 차량용 자동변속 조작장치에 관한 것이다.

Description

차량용 자동변속 조작장치 {AUTO-TRANSMISSION OPERATION DEVICE FOR VEHICE}

본 발명은 차량용 자동변속 조작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전 가능한 노브에 마그넷과 홀 센서가 구비되어, 노브의 회전에 따라 차량 변속단이 간편하게 전환되, 차량 변속단의 시인성과 운행의 안정성을 높인 차량용 자동변속 조작장치에 관한 것이다.

통상적으로 차량의 변속장치는 크게 자동 변속기와 수동 변속기로 구분되며, 자동 변속기에는 유성기어를 이용하는 자동변속기와 무단 변속장치를 이용하는 무단변속기가 이용되고 있다.

최근에는 차량의 변속시스템을 기계식이 아닌 전자식으로 제어하는 시프트 바이 와이어(Shift By Wire:SBW) 시스템이 이용되고 있는데, 상기 시프트 바이 와이어 시스템은 변속기와 변속 레버의 기계적인 연결구조를 전기적으로 작동하게 하는 액츄에이터와 전자식 변속레버 및 ECU(Electric Control Unit)을 이용하여 전자적으로 변속 제어를 이루는 변속시스템을 말한다.

이러한 시프트 바이 와이어 변속시스템은 변속레버의 위치변화를 위치센서수단(예로 홀 센서 등)을 이용하여 변속레버의 변화된 위치를 전기적인 신호로 변환하고, 이 신호를 TCU(Transmission Control Unit)로 입력하며, 상기 TCU의 제어에 따라 변속이 이루어진다. 이와 같은 시피트 바이 와이어 변속시스템은 기존의 기계식 변속레버 시스템과 비교하여, 레버 조작감이 우수하고, 또한 간단한 레버 조작으로 변속조작이 가능한 장점을 갖고 있다.

따라서, 최근에는 센터 콘솔 공간의 활용성 제고 및 변속 레버 시스템의 패키지 축소화를 위해 다이얼 및 노브 형식의 변속 레버가 개발되어 사용되고 있다.

다만, 종래에는 다이얼 및 노브 형식의 벤속 레버에 회전 조작감을 주기 위해 다이얼 및 노브 내측에 구비된 디텐트볼과, 다이얼 및 노브 외측에 배치되어 디텐트볼과 접촉하는 판스프링이 사용되어, 구조가 복잡해지고, 공간의 활용도가 떨어져 별도 장치 등의 추가가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 변속 레버의 위치변화를 감지하기 위한 홀 센서가 변속 레버가 아닌 별도의 부재에 구비되어, 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량 변속단의 시인성을 높이고, 변속단의 조작 편의성이 향상된 차량용 자동변속 조작장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 구조를 간결화하여 공간 활용도를 높인 차량용 자동변속 조장장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 홀 센서가 노브 내측에 구비되는 차량용 자동변속 조작장치를 제공하는 것이다.

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

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 자동변속 조작장치는, 회전에 의해 차량의 변속모드를 각각 후진 모드(Reverse : R), 중립 모드(Neutral : N), 드라이빙 모드(Driving :D)로 전환하는 노브, 누름에 의해 차량의 변속모드를 주차 모드(Parking : P)로 전환하는 파킹 버튼 및 상기 노브의 회전 후, 상기 노브가 원위치로 복귀하도록 안내하는 캠을 포함하고,

상기 노브는 상기 노브의 저면에 부착되어, 상기 노브의 회전에 따라 같이 회전되는 마그넷 및 상기 마그넷의 하부에 배치되어, 상기 마그넷의 회전에 따라 변화하는 전자기장 값을 측정하는 홀 센서를 포함하는 차량용 자동변속 조작장치를 포함한다.

또한, 상기 노브는 환형의 이너 휠, 상기 이너 휠의 외주에 원주방향으로 회전 가능하게 결합되는 아우터 휠, 상기 이너 휠과 상기 아우터 휠의 상측을 덮으며 상기 아우터 휠에 결합되는 휠 노브, 및 상기 이너 휠과 상기 아우터 휠의 하측에 배치되어, 상기 이너 휠을 지지하는 휠 베이스, 상기 이너 휠의 외주면과 상기 아우터 휠의 내주면 사이에 배치되는 베어링 및 상기 노브의 둘레에 결합되어, 상기 노브를 지지하는 브라켓을 포함할 수 있다.

또한, 상기 파킹 버튼의 상면에 설치되어, 사용자의 조작에 따라 전환되는 변속모드를 나타내는 표시부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 캠은 일면 중앙에 내측으로 오목한 홈이 형성되고, 상기 홈의 양측에 소정거리 돌출된 스토퍼가 형성될 수 있다.

또한, 상기 노브는, 상기 홈에 수용되며, 상기 홈과 상기 스토퍼 사이의 구간을 이동하는 롤러, 상기 롤러를 지지하는 롤러 홀더 및 상기 롤러 홀더와 상기 노브를 연결하며, 상기 롤러의 이동에 따라 압축/신장되는 스프링을 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 차량용 자동변속 조작장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　회전가능한 노브를 이용하여 차량의 변속단을 조작함으로써, 차량 변속단의 시인성 및 조작 편의성이 향상되는 효과가 있다.

둘째,　차량용 자동변속 조작장치가 노브, 캠의 간결한 구조로 이루어져 공간활용도가 향상되는 효과가 있다.

셋째,　홀 센서가 노브 내측에 고정되도록 배치되고, 마그넷이 노브 내측에 회전가능하도록 배치되어, 회전감지를 위한 노브 이외의 별도의 부재가 필요없어 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 자동변속 조작장치의 평면도이다.
도 2는 캠과 노브의 연결관계를 나타내기 위한 분해도이다.
도 3은 도1에 표시된 A-A의 단면도이다.
도 4는 노브의 회전에 따라 차량의 변속단이 전환되는 모습과, 노브가 회전 이후 복원되는 모습을 나타내기 위한 도면으로, (a) 차량의 변속단이 N인 경우, (b) 차량의 변속단이 D인 경우, (c) 차량의 변속단이 R인 경우를 나타낸다.

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.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 자동변속 조작장치를 설명하기 위한 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 자동변속 조작장치의 평면도이고,도 2는 캠과 노브의 연결관계를 나타내기 위한 분해도이고, 도 3은 도1에 표시된 A-A의 단면도이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 자동변속 조장장치의 구성을 설명한다.

본 발명의 일 실시예 따른 차량용 자동변속 조작장치는, 회전에 의해 차량의변속모드를 각각 후진 모드(Reverse : R), 중립 모드(Neutral : N), 드라이빙 모드 (Driving : D)로 전환하는 노브(10), 누름에 의해 차량의 변속모드를 주차 모드(Parking : P)로 전환하는 파킹 버튼(20) 및 상기 노브(10)의 회전 후, 상기 노브(10)가 원위치로 복귀되도록 안내하는 캠(30)을 포함한다.

노브(10)는 이너 휠(13), 아우터 휠(12), 휠 노브(11), 휠 베이스(14), 베어링(60) 및 브라켓(15)을 포함할 수 있다.

이너 휠(13)은 환형으로 형성될 수 있고, 아우터 휠(12)의 내측, 휠 노브(11)의 하측에 배치될 수 있다. 또한, 이너 휠(13)의 하부에는 반경방향으로 소정거리 돌출된 결합부(132)가 형성될 수 있다.

결합부(132)는 휠 베이스(14)의 내측면에 형성된 홈에 일부분이 삽입되어, 이너 휠(13)과 휠 베이스(14)는 후크방식으로 결합될 수 있다.

아우터 휠(12)은 이너 휠(13)의 외주에 원주방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있고, 휠 노브(11)의 하부에 배치되며, 외주면 일측에 후술하는 롤러 홀더(36)가 연결되는 스프링(38)이 배치되는 수용홈(124)이 형성될 수 있다. 또한, 아우터 휠(12)의 상부에는 소정거리 돌출되어 휠 노브(11)와 결합되는 결합돌기(122)가 형성될 수 있다.

휠 노브(11)는 회전가능하며, 아우터 휠(12)과 이너 휠(13)의 상측을 덮으며, 외주면 일부에 아우터 휠(12)의 결합돌기(122)가 삽입되는 결합홀(112)이 형성되고, 결합홀(112)에 결합돌기(122)가 삽입됨에 따라 휠 노브(11)와 아우터 휠(12)은 후크방식으로 결합될 수 있고, 또한 휠 노브(11)는 중앙에 파킹 버튼(20)이 배치되는 중공부가 형성?? 수 있다.

브라켓(15)은 환형으로 이루어지고, 노브(10) 둘레에 결합하여 노브(10)를 지지할 수 있다.

휠 베이스(14)는 이너 휠(13)과 아우터 휠(12)의 하측에 배치되어, 이너 휠(13)을 지지할 수 있다.

베어링(60)은 이너 휠(13)의 외주면과 아우터 휠(12)의 내주면 사이에 배치되어, 아우터 휠(12)을 이너 휠(13)에 회전 가능하게 결합할 수 있다.

파킹 버튼(20)은 푸셔부(21), 스위치(22), 탄성부재(23) 및 표시부(24)를 포함할 수 있다.

푸셔부(21)는 파킹 버튼(20)의 내부에 배치되는 스위치(22)를 향하여 돌출형성될 수 있다. 따라서, 사용자의 누름 조작에 의해 하방으로 이동된 푸셔부(21)는 스위치(22)를 접점시켜 차량의 변속모드를 주차모드(Parking : P)로 전환시킬 수 있다.

탄성부재(23)는 사용자의 조작 누름에 의해 압축되어 탄성력이 발생하고, 이에 따라 하방으로 이동된 파킹 버튼(20)을 원위치로 복귀시킬 수 있다. 탄성부재(23)는 푸셔부(21)의 양측과 스위치(22)의 양측에 위아래로 연결되도록 배치될 수 있다.

표시부(24)는 노브(10)의 회전에 따라 전환되는 운전 모드(R/N/D/P)를 표시하여 차량 변속단의 시인성을 높일 수 있다.

도 2를 참조하면, 캠(30)은 노브(10)를 바라보는 면의 중앙부에 내측으로 오목한 홈(31)이 형성되고, 상기 홈(31)의 양측에는 홈(31)으로부터 소정거리 이격된 위치 각각에 롤러(34)의 이동을 제한하는 스토퍼(32)가 노브(10)를 향하여 돌출 형성될 수 있다. 또한, 홈(31)에서부터 스토퍼(32)까지 이어지는 구간은 캠 커브(33)로써, 후술하는 롤러(34)가 노브(10)의 회전 시 이동되는 경로이다.

노브(10)는 캠(30)의 홈(31)에 수용되며, 홈(31)과 스토퍼(32) 사이의 구간, 즉, 캠 커브(33) 사이를 이동하는 롤러(34), 롤러(34)를 지지하는 롤러 홀더(36) 및 롤러 홀더(36)와 노브(10)를 연결하며 롤러(34)의 이동에 따라 압축/신장되어 복원력을 형성하는 스프링(38)을 포함할 수 있다.

롤러(34)의 중심부에는 상측 방향으로 소정거리 돌출된 돌기(35)가 형성될 수 있다.

롤러 홀더(36)는 돌기(35)의 외주를 둘러싸는 돌기수용부(37)가 형성되어, 롤러(34)를 지지할 수 있다.

스프링(38)은 롤러(34)가 캠(30)의 홈(31)에 수용되었을 때, 최대 신장되며,

롤러(34)가 이동되어 스토퍼(32)에 이르렀을 때, 최대 압축될 수 있다. 따라서, 압축에 의한 탄성력에 의해 이동된 롤러(34)는 원래의 위치인 홈(31)으로 복귀할 수 있다. 이에 따라, 회전된 노브(10) 또한 원래의 위치로 복귀할 수 있다.

도 4는 노브의 회전에 따라 차량의 변속단이 전환되는 모습과, 노브가 회전 이후 복원되는 모습을 나타내기 위한 도면으로, (a) 차량의 변속단이 N인 경우, (b) 차량의 변속단이 D인 경우, (c) 차량의 변속단이 R인 경우를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 자동변속 조작장치는 마그넷(40) 및 홀 센서(50)를 포함한다.

마그넷(40)은 노브(10)의 저면에 부착되어, 노브(10)의 회전에 따라 같이 회전될 수 있다.

홀 센서(50)는 마그넷(40)의 하부에 배치되며, 마그넷(40)의 회전에 따라 변화하는 전자기장 값을 측정할 수 있다.

도 4 (a)를 참조하면, 노브(10)의 회전각(A1)은 후진 모드(Reverse : R)에서 드라이빙 모드 (Driving : D)까지 또는 드라이빙 모드 (Driving : D)에서 후진 모드(Reverse : R)까지 이다.

도 4 (b)를 참조하면, 사용자의 조작에 의해 노브(10)가 시계 방향으로 회전하면, 마그넷(40) 또한 시계 방향으로 회전된다. 마그넷(40)의 회전에 따라 변화하는 전자기장 값을 홀 센서(50)가 측정하여, 자동차의 운전 모드가 드라이빙 모드(D)로 전환된다. 이 때, 롤러(34)는 캠(30)을 따라 이동하다 스토퍼(32)에 의해 이동이 제한되며, 스프링(38)은 압축이 된다. 사용자의 재조작 시, 압축된 스프링(38)의 탄성력에 의해 롤러(34)는 원위치인 홈(31)으로 복귀되며, 차량의 운전 모드는 드라이빙 모드(D)에서 중립 모드(N)로 전환될 수 있다.

도 4 (c)를 참조하면, 사용자의 조작에 의해 노브(10)가 반시계 방향으로 회전하면, 마그넷(40) 또한 반시계 방향으로 회전된다. 마그넷(40)의 회전에 따라 변화하는 전자기장 값을 홀 센서(50)가 측정하여, 자동차의 운전 모드가 후진 모드(R)로 전환된다. 이 때, 롤러(34)는 캠(30)을 따라 이동하다 스토퍼(32)에 의해 이동이 제한되며, 스프링(38)은 압축이 된다. 사용자의 재조작 시, 압축된 스프링(38)의 탄성력에 의해 롤러(34)는 원위치인 홈(31)으로 복귀되며, 차량의 운전 모드는 후진 모드(R)에서 중립 모드(N)로 전환될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10 : 노브
20 : 파킹 버튼
30 : 캠
40 : 마그넷
50 : 홀 센서

Claims (5)

1. 회전에 의해 차량의 변속모드를 각각 후진 모드(Reverse : R), 중립 모드(Neutral : N), 드라이빙 모드(Driving :D)로 전환하는 노브;
   누름에 의해 차량의 변속모드를 주차 모드(Parking : P)로 전환하는 파킹 버튼;
   상기 노브의 회전 후, 상기 노브가 원위치로 복귀하도록 안내하는 캠;
   상기 노브의 부착되어, 상기 노브의 회전에 따라 같이 회전되는 마그넷; 및
   상기 마그넷의 하부에 배치되어, 상기 마그넷의 회전에 따라 변화하는 전자기장 값을 측정하는 홀 센서를 포함하고,
   상기 캠은 일면의 중앙부에 내측으로 오목한 홈이 형성되고,
   상기 홈의 양측으로 소정의 길이를 갖는 캠 커브가 형성되고,
   상기 캠 커브 각각은 상기 홈의 반대방향 끝단에 돌출된 형상의 스토퍼가 형성된 차량용 자동변속 조작장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 노브는,
   환형의 이너 휠;
   상기 이너 휠의 외주에 원주방향으로 회전 가능하게 결합되는 아우터 휠;
   상기 이너 휠과 상기 아우터 휠의 상측을 덮으며 상기 아우터 휠에 결합되는 휠 노브;
   상기 이너 휠과 상기 아우터 휠의 하측에 배치되어, 상기 이너 휠을 지지하는 휠 베이스;
   상기 이너 휠의 외주면과 상기 아우터 휠의 내주면 사이에 배치되는 베어링; 및
   상기 노브의 둘레에 결합되어, 상기 노브를 지지하는 브라켓을 포함하는 차량용 자동변속 조작장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 파킹 버튼의 상면에 설치되어, 사용자의 조작에 따라 전환되는 변속모드를 나타내는 표시부를 포함하는 차량용 자동변속 조작장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 노브는,
   상기 홈에 수용되며, 상기 홈과 상기 스토퍼 사이의 구간을 이동하는 롤러;
   상기 롤러를 지지하는 롤러 홀더 및;
   상기 롤러 홀더와 상기 노브를 연결하며, 상기 롤러의 이동에 따라 압축/신장되는 스프링을 포함하는 차량용 자동변속 조작장치.
   
   

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