KR20040015558A - 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치 - Google Patents

Abstract

종래의 변속레버 장치의 작동 메커니즘을 대부분 수용하여 큰 설계변경을 가하지 않으면서도, 변속레버의 셀렉트 조작시 변속레버의 회동각도에 대한 셀렉트레버의 회동각도의 비율인 셀렉트레버 비(select lever ratio)를 가변시킬 수 있도록 하여, 셀렉트 조작시의 변속레버 회동각도를 종래의 변속레버 장치의 수준으로 유지하면서도 6속 변속기의 모든 변속단을 제어할 수 있도록 한다.

Description

가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치{transmission gear shift lever device having variable select lever ratio}

본 발명은 수동변속기의 변속기어를 조작하는 변속레버(transmission gear shift lever: T.G.S. lever) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 6속 수동변속기에 적용할 수 있는 변속레버 장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래의 일반적인 수동 변속기(100)와 이를 조작하기 위한 변속레버 장치(110)가 도시되어 있는바, 상기 변속레버 장치(110)는 변속레버(111)를 좌우로 움직여 셀렉트 동작을 하고 전후로 움직여 쉬프트 동작을 하며, 상기와 같은 셀렉트 동작 및 쉬프트 동작은 셀렉트케이블(112)과 쉬프트케이블(113)을 통해 변속기(100)로 전달되어 원하는 변속단을 선택한 후(셀렉트 동작) 변속을 하게 된다(쉬프트 동작).

도 2와 도 3은 상기한 바와 같은 변속레버 장치(110)를 도시한 정면도 및 측면도로서, 차체의 플로어에 변속레버 하우징(114)이 고정되고, 변속레버(111)가 중간부에 피벗볼(111-1)이 형성되어 상기 변속레버 하우징(114)에 회동 가능한 상태로 결합되어 있으며, 상기 변속레버의 피벗볼(111-1) 하측으로 쉬프트암(111-2)이 돌출되어 쉬프트케이블(113)을 밀고 당길 수 있도록 되고, 상기 피벗볼(111-1) 좌측으로 셀렉트암(111-3)이 돌출되어 셀렉트레버(115)를 통해 운동방향을 바꾸어 셀렉트케이블(112)을 밀고 당길 수 있도록 되어 있다.

따라서, 변속레버(111)를 좌측으로 조작하면, 도 2에 도시된 바와 같이 1단 및 2단으로 변속할 수 있는 위치가 선택되고, 변속레버(111)를 우측으로 조작하면 5단 및 R단으로 변속할 수 있는 위치가 선택되며, 물론 중립상태에서는 3단 및 4단으로의 조작이 가능한 상태가 디폴트로 선택되어지고, 이와 같은 셀렉트 동작이 이루어진 상태에서 변속레버(111)를 전후 방향으로 조작하여 쉬프트 동작을 함으로써 원하는 변속단으로 변속이 이루어지게 되는 것이다.

도 3에는 이와 같은 셀렉트 동작과 쉬프트 동작시에 상기 셀렉트레버(115)의 회동스트로크와 쉬프트암(111-2)의 회동스트로크가 도시되어 있는바, 상기 셀렉트레버(115)의 회동스크로크가 셀렉트케이블(112)을 통해 변속기로 전달되어 원하는 쉬프트레일을 선택하고, 상기 쉬프트암(111-2)의 회동스트로크가 상기 쉬프트케이블(113)을 통해 변속기로 전달되어 상기 선택된 쉬프트레일을 직선 이동시켜 쉬프트포크가 원하는 변속단의 기어들을 치합시키게 되는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래의 작동 메커니즘을 가지는 변속레버 장치는 최근 개발되고 있는 6속 변속기를 조작함에 있어서 다소의 문제점을 야기시킨다.

즉, 도 4에는 1-2,3-4,5-6단이 서로 마주보도록 배치되고 좌측에 R단이 추가된 형태의 변속레버 조작패턴이 적용된 변속레버 장치의 셀렉트 상태들을 도시한 것이며, 도 5에는 R단이 우측에 추가된 형태의 변속레버 조작패턴이 적용된 변속레버 장치의 셀렉트 상태들을 도시한 것으로서, 두 가지 유형 모두 좌우로 지나지게 큰 회동각도를 요구한다는 문제점이 있다.

상기와 같이 셀렉트 동작에 변속레버의 지나치게 큰 회동조작이 요구되면, 도 6에 도시된 바와 같이 인접한 위치에 설치되는 주차브레이크레버(130)와의 간섭 또는 갭의 부족으로 변속레버(111)의 조작성이 떨어지며, 승객과 운전자의 신체 근처까지 접근하여 탑승자에게 불편을 초래하게 되는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 변속레버 장치의 작동 메커니즘을 대부분 수용하여 큰 설계변경을 가하지 않으면서도, 변속레버의 셀렉트 조작시 변속레버의 회동각도에 대한 셀렉트레버의 회동각도의 비율인 셀렉트레버 비(select lever ratio)를 가변시킬 수 있도록 하여, 셀렉트 조작시의 변속레버 회동각도를 종래의 변속레버 장치의 수준으로 유지하면서도 6속 변속기의 모든 변속단을 제어할 수 있도록 한 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 변속레버 장치와 변속기의 연결상태를 도시한 도면,

도 2는 종래 기술에 의한 변속레버 장치의 정면도로서 셀렉트 작동을 설명하는 도면,

도 3은 종래 기술에 의한 변속레버 장치의 측면도로서 셀렉트 및 쉬프트 작동을 설명하는 도면,

도 4는 종래 기술에 의한 변속레버 장치를 6속 변속기에 적용하는 경우의 작동상태를 도시한 것으로서 R단이 좌측에 위치한 경우의 정면도,

도 5는 종래 기술에 의한 변속레버 장치를 6속 변속기에 적용하는 경우의 작동상태를 도시한 것으로서 R단이 우측에 위치한 경우의 정면도,

도 6은 도 4 또는 도 5와 같은 작동상태를 갖는 6속 변속레버 장치를 차량에 적용한 경우 주차브레이크레버와의 간섭상태를 도시한 설명도,

도 7은 본 발명에 따른 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치를 도시한 구성도,

도 8은 도 7의 변속레버 장치의 정면도,

도 9는 도 7의 변속레버 장치의 요부 구조가 도시된 것으로서 일반적인 변속조작이 가능한 상태의 도면,

도 10은 도 7의 변속레버 장치의 요부 구조가 도시된 것으로 R단 변속이 가능한 상태의 도면,

도 11은 본 발명에 따른 변속레버 장치의 정면도로서 R단 변속을 위한 셀렉트 상태를 도시한 설명도,

도 12는 본 발명에 따른 변속레버 장치의 측면도로서 셀렉트 동작을 설명하는 도면,

도 13은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1; 연장부3; 셀렉트암

5; 피스톤6; 필로우볼

7; 작동실린더9; 스프링

11; 클러치마스터실린더13; 어큐뮬레이터

15; 유로전환밸브20; 유압펌프

23; 유압밸브

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치는 변속레버의 셀렉트암에 구비된 연장부와;

상기 연장부상에서 이동 가능하게 결합됨과 아울러 셀렉트암의 회동 운동 방향을 변환하여 전달 받을 수 있도록 연결된 셀렉트레버와;

셀렉트레버를 상기 셀렉트암의 돌출방향을 따라 선택적으로 직선 이동시키는 직선이동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치를 도시한 구성도이고, 도 8은 도 7의 변속레버 장치의 정면도이며, 도 9는 도 7의 변속레버 장치의 요부 구조가 도시된 것으로서 일반적인 변속조작이 가능한 상태의 도면이고, 도 10은 도 7의 변속레버 장치의 요부 구조가 도시된 것으로 R단 변속이 가능한 상태의 도면이다.

본 발명은 변속레버의 셀렉트암과 셀렉트레버의 접속지점을 변경할 수 있도록 함으로써, 변속레버의 셀렉트 조작시 변속레버의 회동각도에 대한 셀렉트레버의 회동각도의 비율인 셀렉트레버 비(select lever ratio)를 가변시킬 수 있도록 하여, 필요시에 셀렉트레버의 회동각도가 일반적인 경우보다 더 커져서 추가의 변속단 선택에 필요한 회동스트로크를 확보할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 종래의 변속레버 장치를 개량하였는바, 변속레버의 셀렉트암에 셀렉트암의 돌출방향을 따라 연장부(1)를 형성하고(이하, 연장부(1)가 형성된 셀렉트암을 “3”으로 표시한다), 셀렉트레버(115)가 상기 연장부 상에서 이동 가능하게 결합됨과 아울러 셀렉트암(3)의 회동 운동 방향을 변환하여 전달 받을 수 있도록 연결되며, 상기 셀렉트레버(115)를 상기 셀렉트암(3)의 돌출방향을 따라 선택적으로 직선 이동시키는 직선이동수단을 구비하였다.

여기서, 상기 셀렉트레버(115)와 셀렉트암(3)의 연결은 필로우볼(pillow ball; 6)을 사용하여 두 부재의 직선변위와 공간상의 각도변위를 함께 흡수할 수 있도록 하였다.

상기 직선이동수단은 변속레버 하우징(114)에 대하여 상기 셀렉트레버(115)의 회전축(115-1)을 상기 셀렉트암(3)의 돌출방향으로 가압할 수 있도록 상기 셀렉트레버의 회전축(115-1)에 형성된 피스톤(5)과, 상기 변속레버 하우징(114)에 고정되어 상기 피스톤(5)이 왕복 직선 운동하도록 가이드하는 작동실린더(7)와, 상기 피스톤(5)을 셀렉트암의 돌출방향 반대방향으로 탄지하는 스프링(9)과, 상기 작동실린더(7)에 유압을 선택적으로 공급하는 유압제공수단으로 구성하였다.

즉, 유압에 의하여 셀렉트레버의 회전축(115-1) 자체가 셀렉트레버(115)와 함께 셀렉트암(3)의 돌출방향을 따라 직선운동하고 상기 스프링(9)에 의해 원위치로 복귀될 수 있도록 한 것이다.

따라서, 상기 셀렉트레버(115)가 셀렉트암(3)의 돌출방향을 따라 상기 연장부(1)상에서 이동함으로써 상기 셀렉트레버(115)와 셀렉트암(3)의 접속위치가 변속레버의 피벗볼(111-1)로부터 멀어지면, 상기 변속레버의 셀렉트 조작시 상기 피벗볼(111-1)로부터 상기 셀렉트레버(115)와 셀렉트암(3)의 접속위치(필로우볼(6)의 위치) 사이의 길이가 길어져서, 동일한 변속레버(111)의 셀렉트 조작 각도에 대해 상기 필로우볼(6)의 회동변위가 길어지고, 이는 상기 셀렉트레버(115)의 회동스트로크를 증대시켜, 결국 셀렉트케이블(112)의 스트로크가 일정한 범위 내에서 길어지므로, 이와 같이 연장된 셀렉트케이블(112)의 스트로크를 이용하여 추가의 변속단을 조작할 수 있도록 하는 것이다(도 11 및 도 12참조).

본 실시예에서는 상기 추가의 변속단을 후진을 위한 R단으로 선정하였으나, 모델에 따라서는 다른 변속단을 선정하거나, 나아가 추가의 변속단(예컨대, 7속 등)을 도입하여 R-7단 등과 같은 변속단을 선택하는 데에도 용이하게 적용될 수 있음은 물론이다.

본 실시 예에서 상기 유압제공수단은 유압을 발생시키는 유압발생수단인 클러치마스터실린더(11)와, 압유를 저장할 수 있는 어큐뮬레이터(13)와, 상기 유압발생수단의 유압이 상기 작동실린더(7)에 공급되는 상태와 어큐뮬레이터(13)에 공급되는 상태를 절환하는 유로전환밸브(15)로 구성하였다.

다른 실시예로서, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 유압제공수단을 별도의 유압펌프(20)와, 상기 유압펌프(20)에서 발생된 유압을 작동실린더(7)에 공급하는 상태와 작동실린더(7)의 유압을 배출시키는 상태를 절환하는 유압밸브(23)로 구성하여, 운전자의 클러치페달의 조작에 대해 독립적으로 작동하도록 구성할 수도 있다.

여기서, 상기 유로전환밸브(15) 또는 유압밸브(23)는 운전자의 조작이 편리한 곳에 설치하면 되며, 특히 변속레버(111)의 상단에 설치되는 변속노브 등에 배설시켜 사용의 편의성을 확보할 수 있을 것이다.

이하에서는 상기 클러치마스터실린더(11)를 유압발생수단으로하고, 어큐뮬레이터(13)와 유로전환밸브(15)로 이루어진 유압제공수단이 채용된 경우를 예로 들어 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.

운전자는 도 9에 도시된 바와 같은 상태에서는 1내지 6속의 변속단을 종래와 동일한 방법으로 선택하여 변속 조작을 할 수 있다. 이 때 운전자가 조작하는 클러치페달에 의해 발생되는 클러치마스터실린더(11)의 유압은 클러치릴리즈실린더에 작용하여 본래의 클러치 작동을 함과 아울러, 잉여의 압유가 상기 어큐뮬레이터(13)에 의해 수용되어 후술하는 압유가 작동실린더(7)에 공급되는 경우와 동일한 상태의 클러치마스터실린더(11)의 작동감을 형성하도록 하여, 클러치마스터실린더(11)의 작동감 변화를 운전자가 느끼지 못하도록 한다.

이와 같은 상태에서 후진 변속단으로 변속을 하는 과정을 보면, 운전자가 상기 유로전환밸브(15)를 사용하여 상기 작동실린더(7)에 유압이 공급될 수 있도록 한 상태에서, 후진 변속을 위해 운전자가 클러치페달을 밟으면, 상기 클러치마스터실린더(11)에서 발생된 유압은 상기 작동실린더(7)로 공급되어 상기 피스톤(5)을 통해 상기 셀렉트레버(115)가 셀렉트암(3)의 돌출방향을 따라 이동하여 상기 필로우볼(6)은 연장부(1) 말단쪽으로 이동된 상태가 된다(도 10참조).

따라서, 상기 필로우볼(6)이 변속레버(111)의 셀렉트 조작에 의해 회동하는 변위는 필로우볼(6)이 이동되기 전보다 증가되어 상기 셀렉트레버(115)의 회동스트로크를 증가시켜 셀렉트케이블(112)의 스트로크를 추가로 확보하게 되므로, 상기 추가된 셀렉트케이블(112)의 스트로크에 의해 변속기에서는 R단으로 변속할 수 있는 쉬프트레일을 선택할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 R단 쉬프트레일을 선택한 상태에서 운전자가 변속레버(111)를 쉬프트 조작하면, 상기 R단 쉬프트레일이 작동하여 R단의 변속이 완료되는 것이다.

다시, 통상의 1-6단의 변속단으로 변속을 할 수 있는 상태로 되는 것은 운전자가 상기 유로전환밸브(15)를 조작하여 상기 작동실린더(7)에 공급되었던 압유가 배출될 수 있도록 하면, 상기 스프링(9)에 의해 상기 피스톤(5)이 원위치되면서 상기 셀렉트레버(115)가 원위치되어, 상기 필로우볼(6)의 위치가 원위치됨으로써 이루어진다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 변속레버 장치의 작동 메커니즘을 대부분 수용하여 큰 설계변경을 가하지 않으면서도, 변속레버의 셀렉트 조작시 변속레버의 회동각도에 대한 셀렉트레버의 회동각도의 비율인 셀렉트레버 비(select lever ratio)를 가변시킬 수 있도록 하여, 셀렉트 조작시의 변속레버 회동각도를 종래의 변속레버 장치의 수준으로 유지하면서도 6속 변속기의 모든 변속단을 제어할 수 있도록 한다.

Claims (5)

1. 변속레버의 셀렉트암에 구비된 연장부와;

   상기 연장부상에서 이동 가능하게 결합됨과 아울러 셀렉트암의 회동 운동 방향을 변환하여 전달 받을 수 있도록 연결된 셀렉트레버와;

   셀렉트레버를 상기 셀렉트암의 돌출방향을 따라 선택적으로 직선 이동시키는 직선이동수단;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 직선이동수단은

   변속레버 하우징에 대하여 상기 셀렉트레버의 회전축을 상기 셀렉트암의 돌출방향으로 가압할 수 있도록 상기 셀렉트레버의 회전축에 형성된 피스톤과;

   상기 변속레버 하우징에 고정되어 상기 피스톤이 왕복 직선 운동하도록 가이드하는 작동실린더와;

   상기 피스톤을 셀렉트암의 돌출방향 반대방향으로 탄지하는 스프링과;

   상기 작동실린더에 유압을 선택적으로 공급하는 유압제공수단;

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 유압제공수단은

   유압발생수단과;

   어큐뮬레이터와;

   상기 유압발생수단의 유압이 상기 작동실린더에 공급되는 상태와 어큐뮬레이터에 공급되는 상태를 절환하는 유로전환밸브;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 유압발생수단은

   운전자의 클러치 페달의 조작에 의해 작동되는 클러치마스터실린더인 것을 특징으로 하는 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 유압제공수단은

   유압펌프와;

   상기 유압펌프에서 발생된 유압을 작동실린더에 공급하는 상태와 작동실린더의 유압을 배출시키는 상태를 절환하는 유압밸브;

   로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 셀렉트레버 비를 갖는 변속레버 장치.