KR20070060559A - 수동변속기의 변속조작기구 - Google Patents

수동변속기의 변속조작기구 Download PDF

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KR20070060559A
KR20070060559A KR1020050120253A KR20050120253A KR20070060559A KR 20070060559 A KR20070060559 A KR 20070060559A KR 1020050120253 A KR1020050120253 A KR 1020050120253A KR 20050120253 A KR20050120253 A KR 20050120253A KR 20070060559 A KR20070060559 A KR 20070060559A
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조현우
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 수동변속기의 변속조작기구에 관한 것으로서, 변속레버의 시프트/셀렉트 조작력을 전달받아 직선운동하는 시프트/셀렉트 케이블의 작동력을 컨트롤 샤프트의 직선/회전운동으로 변환시키는 기구로서 시프트/셀렉트 레버와 핑거 로드, 핑거 등의 종래에 비해 간단한 부품들로 구성함으로써, 부품수가 축소되고, 부품수 축소에 따라 단품 편차에 의한 위치 오차가 감소하여 품질 향상의 장점이 있으며, 연결부의 유격 감소로 변속의 명확성이 향상되는 등 성능 향상의 장점을 가지는 수동변속기의 변속조작기구에 관한 것이다.
수동변속기, 변속조작기구, 시프트, 셀렉트, 케이블, 레버, 핑거

Description

수동변속기의 변속조작기구{Shift control module for manual transmission}
도 1은 중/대형 수동변속기에 적용되는 종래 변속조작기구의 일 예를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 구성도,
도 3a는 본 발명에 따른 변속조작기구의 셀렉트 동작상태를 도시한 작동상태도,
도 3b는 본 발명에 따른 변속조작기구의 시프트 동작상태를 도시한 작동상태도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 셀렉트 케이블 12 : 셀렉트 레버
13 : 제1핑거 로드 15 : 셀렉트 핑거
16 : 컨트롤 샤프트 17 : 컨트롤 샤프트 보디
18 : 조인트부 19 : 조인트부
21 : 시프트 케이블 22 : 시프트 레버
23 : 제2핑거 로드 25 : 시프트 핑거
본 발명은 수동변속기의 변속조작기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속레버의 시프트/셀렉트 조작력을 전달받아 직선운동하는 시프트/셀렉트 케이블의 작동력을 컨트롤 샤프트의 직선/회전운동으로 변환시키는 기구로서 시프트/셀렉트 레버와 핑거 로드, 핑거 등의 종래에 비해 간단한 부품들로 구성함으로써, 부품수가 축소되고, 부품수 축소에 따라 단품 편차에 의한 위치 오차가 감소하여 품질 향상의 장점이 있으며, 연결부의 유격 감소로 변속의 명확성이 향상되는 등 성능 향상의 장점을 가지는 수동변속기의 변속조작기구에 관한 것이다.
일반적으로 변속조작기구(shift control module)는 차 실내에 구비되어 변속시 운전자에 의해 조작되는 변속레버의 조작력을 수동변속기로 전달하여 변속이 이루어지도록 하는 장치이다.
상기 변속조작기구는 변속레버의 변속조작에 따른 조작력을 변속기로 전달하는 셀렉트 및 시프트 케이블과, 이 셀렉트 및 시프트 케이블과 연결되는 컨트롤 샤프트 어셈블리와, 이 컨트롤 샤프트 어셈블리와 변속기의 동기장치 사이에 장착되어 컨트롤 샤프트 어셈블리의 조작에 따라 동기장치를 작동시켜 변속을 행하는 시프트 포크 어셈블리 등으로 이루어진다.
한편, 수동변속기에서는 하나의 변속레버를 이용하여 변속위치를 결정하는 셀렉트(select)와 변속단을 결정하는 시프트(shift)를 동시에 수행한다.
물론 변속 인디케이터의 형상에 따라 셀렉트가 좌우 이동이고 시프트가 전후 이동일 수 있으며, 그와 반대로 셀렉트가 전후 이동이고 시프트가 좌우 이동의 형식이 될 수도 있다.
또한 수동변속기에서는 하나의 컨트롤 샤프트를 이용하여 시프트 동작과 셀렉트 동작을 동시에 수행하게 되는데, 이는 컨트롤 샤프트가 직선운동됨과 아울러 회전운동을 하기 때문이다.
컨트롤 샤프트는 직선운동을 통해 셀렉트를 수행하고, 회전운동을 통해 시프트를 수행한다.
수동변속기의 변속조작기구에서 변속레버에 의한 시프트 케이블의 직선운동은 시프트 레버의 회전운동으로 변환된다.
상기 시프트 레버가 힌지 고정되어 있으므로 시프트 케이블의 직선운동에 따라 시프트 레버는 힌지를 중심으로 회전하게 되며, 시프트 레버에 고정된 컨트롤 샤프트 역시 회전된다.
상기 컨트롤 샤프트의 회전운동은 컨트롤 샤프트에 설치된 컨트롤 핑거에 의하여 시프트 레일의 축 방향 이동으로 변환되어 수동변속기 내에서 시프트 기능이 수행되도록 한다.
그리고 상기 변속레버에 의한 셀렉트 케이블의 직선운동은 셀렉트 레버의 회전운동으로 변환된다.
상기 셀렉트 레버는 컨트롤 레버에 회전 가능하게 결합되어 있으므로 셀렉트 레버가 회전됨에 따라 컨트롤 레버가 힌지를 중심으로 회전된다.
이때 상기 컨트롤 레버의 회전운동은 컨트롤 샤프트의 직선운동으로 변환된다.
따라서, 상기 컨트롤 샤프트는 축 방향으로 이동되어 컨트롤 핑거가 복수의 시프트 레일 중 하나의 레일에 결합되는 셀렉트 동작을 수행하는 것이다.
한편, 도 1은 중/대형 수동변속기에 적용되는 종래 변속조작기구의 일 예를 도시한 사시도로서, 컨트롤 샤프트의 직선운동과 회전운동을 각각 셀렉트 운동과 시프트 운동으로 할당해서 각 단의 시프트 포크에 연결하여 변속운동을 구현한다.
여기서 변속레버의 시프트 조작력은 TGS(Transmission Gear Shift) 레버(도시하지 않음) → 시프트 케이블(도시하지 않음) → 시프트 레버(1) → 시프트 암(shift arm)(2) → 시프트/컨트롤 기어 쌍(shift/control gear pairs)(3) → 컨트롤 샤프트(회전운동)(4)의 경로로 전달되고, 변속레버의 셀렉트 조작력은 TGS 레버 → 셀렉트 케이블(도시하지 않음) → 셀렉트 레버(5) → 셀렉트 암(select arm)(6) → 셀렉트 보디 & 로커(select body & rocker)(7) → 컨트롤 샤프트(직선운동)(4)의 경로로 전달된다.
그러나, 상기와 같이 이루어진 종래의 변속조작기구에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉 시프트 및 셀렉트 동작 모두 시프트/셀렉트 레버와 컨트롤 샤프트 사이에 2개 이상의 기구가 삽입되어 운동을 구현하므로, (1)연결부에서 유격이 존재하고, (2)부품들의 공차에 의해 부품 상호간 위치의 오차가 발생하며, (3)도시한 바와 같이 많은 부품과 복잡한 구조가 요구되어 성능 측면에서 변속 성능 악화(단품 품질 산포에 의한 누적 공차 발생)의 문제점 및 비용 측면에서 부품 개수 증대(비용 및 중량 불리)의 문제점을 가지고 있다.
이에 변속조작기구의 구성을 단순화할 수 있으면서도 품질 및 성능을 개선할 수 있는 방안이 필요하게 되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 변속레버의 시프트/셀렉트 조작력을 전달받아 직선운동하는 시프트/셀렉트 케이블의 작동력을 컨트롤 샤프트의 직선/회전운동으로 변환시키는 기구로서 시프트/셀렉트 레버와 핑거 로드, 핑거 등의 종래에 비해 간단한 부품들로 구성함으로써, 부품수가 축소되고, 부품수 축소에 따라 단품 편차에 의한 위치 오차가 감소하여 품질 향상의 장점이 있으며, 연결부의 유격 감소로 변속의 명확성이 향상되는 등 성능 향상의 장점을 가지는 수동변속기의 변속조작기구를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 변속레버의 시프트/셀렉트 조작력을 전달받아 시프트/셀렉트 케이블이 직선운동하게 되면 상기 각 케이블의 작동력을 전달받아 컨트롤 샤프트를 직선/회전운동시키는 수동변속기의 변속조작기구에 있어서,
상기 셀렉트 케이블의 단부에 일단부가 힌지 결합되는 셀렉트 레버와;
이 셀렉트 레버의 타단부에 일단부가 고정 결합되는 제1핑거 로드와;
상기 제1핑거 로드의 타단부에 일체 형성되어 상기 컨트롤 샤프트가 일체로 결합된 컨트롤 샤프트 보디 측부의 조인트부에 회전 가능하게 결합되는 셀렉트 핑거와;
상기 시프트 케이블의 단부에 일단부가 힌지 결합되는 시프트 레버와;
이 시프트 레버의 타단부에 일단부가 고정 결합되는 제2핑거 로드와;
상기 제2핑거 로드의 타단부에 일체 형성되어 상기 컨트롤 샤프트 보디 상부의 조인트부에 회전 가능하게 결합되는 시프트 핑거;
를 포함하여 구성되고, 상기 셀렉트 레버와 제1핑거 로드, 상기 시프트 레버와 제2핑거 로드가 상기 해당 케이블의 직선 이동력을 전달받아 그 고정 힌지점을 중심으로 일체 회전되면서 상기 컨트롤 샤프트 보디 및 컨트롤 샤프트의 직선/회전운동이 구현될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 셀렉트 레버와 제1핑거 로드는 직선 배치형태로 결합되어, 상호간 결합부의 고정 힌지점을 중심으로 회전됨과 동시에 상기 제1핑거 로드가 셀렉트 케이블의 이동방향과 반대로 위치 이동되면서 상기 셀렉트 케이블의 직선 이동력을 상기 컨트롤 샤프트 보디 및 컨트롤 샤프트의 직선운동으로 변환시켜주는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시프트 레버와 제2핑거 로드는 'ㄱ'자 배치형태로 결합되어, 상호간 결합부의 고정 힌지점을 중심으로 회전되면서 상기 시프트 케이블의 직선 이동력을 컨트롤 샤프트 보디 및 컨트롤 샤프트의 회전운동으로 변환시켜주는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 셀렉트 핑거와 시프트 핑거는 해당 조인트부에 볼 조인트 구조로 결합되되, 상기 셀렉트 핑거는 조인트부에서 컨트롤 샤프트의 축방향에 대해 그 횡방향으로 유격을 가지도록 결합되고, 상기 시프트 핑거는 조인트부에 컨트롤 샤프트의 축방향으로 유격을 가지도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 수동변속기의 변속조작기구를 도시한 구성도이고, 도 3a는 본 발명에 따른 변속조작기구의 셀렉트 동작상태를 도시한 작동상태도이며, 도 3b는 본 발명에 따른 변속조작기구의 시프트 동작상태를 도시한 작동상태도이다.
이에 도시된 바와 같이, 셀렉트 케이블(11)의 단부에 셀렉트 레버(12)의 일단부가 힌지 결합되고, 이 셀렉트 레버(12)의 타단부에 제1핑거 로드(13)의 일단부가 고정 결합된다.
여기서 상기 셀렉트 레버(12)와 제1핑거 로드(13)는 직선상으로 연결되어 셀렉트 레버(12)와 제1핑거 로드(13)의 결합부가 브라켓(도시하지 않음)상에 힌지 결합되는 바, 직선 배치된 셀렉트 레버(12)와 제1핑거 로드(13) 전체가 상기 결합부의 고정 힌지점(14)을 회전중심으로 하여 일체로 회전될 수 있게 되어 있다.
그리고 상기 제1핑거 로드(13)의 타단부에는 셀렉트 핑거(15)가 일체로 형성되고, 이 셀렉트 핑거(15)는 컨트롤 샤프트(16)와 일체 결합된 컨트롤 샤프트 보디 (17) 측부의 조인트부(18)에 회전 가능하게 결합된다.
상기 셀렉트 핑거(15)는 컨트롤 샤프트 보디(17)의 조인트부(18)에 볼 조인트 구조로 결합되는데, 이 셀렉트 핑거(15)가 상기 조인트부(18)에서 컨트롤 샤프트(16)의 축 방향에 대해 횡방향으로 약간의 유격을 가지도록 결합되는 바, 시프트 케이블(21)의 작동력에 의해 컨트롤 샤프트(16)가 회전운동하는 동안 셀렉트 핑거(15)가 컨트롤 샤프트(16)의 회전방향으로 일체로 움직이는 조인트부(18) 내에서 상대 이동되면서 셀렉트 레버(12) 및 제1핑거 로드(13), 셀렉트 케이블(11)의 위치는 고정상태를 유지할 수 있게 되어 있다.
한편, 시프트 케이블(21)의 단부에는 시프트 레버(22)의 일단부가 힌지 결합되고, 이 시프트 레버(22)의 타단부에 제2핑거 로드(23)의 일단부가 고정 결합된다.
여기서 상기 시프트 레버(22)와 제2핑거 로드(23)는 대략 'ㄱ'자 배치로 연결되어 시프트 레버(22)와 제2핑거 로드(23)의 결합부가 별도 브라켓(도시하지 않음)상에 힌지 결합되는 바, 'ㄱ'자 배치된 시프트 레버(22)와 제2핑거 로드(23) 전체가 상기 결합부의 고정 힌지점(24)을 회전중심으로 하여 일체로 회전될 수 있게 되어 있다.
그리고 상기 제2핑거 로드(23)의 타단부에는 시프트 핑거(25)가 일체로 형성되고, 이 시프트 핑거(25)는 컨트롤 샤프트 보디(17) 상부의 조인트부(19)에 회전 가능하게 결합된다.
상기 시프트 핑거(25) 역시 컨트롤 샤프트 보디(17)의 조인트부(19)에 볼 조 인트 구조로 결합되는데, 이 시프트 핑거(25)가 상기 조인트부(19)에서 컨트롤 샤프트(16)의 축 방향으로 약간의 유격을 가지도록 결합되는 바, 셀렉트 케이블(11)의 작동력에 의해 컨트롤 샤프트(16)가 직선운동하는 동안 셀렉트 핑거(15)가 컨트롤 샤프트(16)의 직선방향으로 일체로 움직이는 조인트부(19) 내에서 상대 이동되면서 시프트 레버(22) 및 제2핑거 로드(23), 시프트 케이블(21)의 위치는 고정상태를 유지할 수 있게 되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 변속조작기구의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.
우선, 운전자가 변속레버를 셀렉트 조작하게 되면, 셀렉트 케이블(11)이 직선운동하면서 직선 배치된 셀렉트 레버(12)와 제1핑거 로드(13) 전체가 그 결합부를 회전중심으로 하여 일체로 회전운동을 하게 되고, 이에 제1핑거 로드(13)의 셀렉트 핑거(15)가 조인트부(18)에서 상대 회전되면서 컨트롤 샤프트 보디(17) 및 컨트롤 샤프트(16)가 셀렉트 동작(직선운동)을 하게 된다.
예컨대, 변속레버의 조작으로 셀렉트 케이블(11)이 도 3a에 나타낸 바와 같이 화살표 방향으로 당겨질 경우, 셀렉트 레버(12)와 제1핑거 로드(13)가 일체로 그 결합부를 중심으로 도면상의 시계방향으로 회전하게 되고, 이와 동시에 셀렉트 핑거(15)가 조인트부(18) 내에서 상대 회전되면서 컨트롤 샤프트 보디(17) 및 컨트롤 샤프트(16)가 셀렉트 케이블(11)의 이동방향과는 반대방향으로 밀리면서 직선운동을 하여 셀렉트 동작, 즉 컨트롤 샤프트(16)의 직선운동이 구현된다.
반면, 운전자가 변속레버를 시프트 조작하게 되면, 시프트 케이블(21)이 직선운동하면서 직각 배치된 시프트 레버(22)와 제2핑거 로드(23) 전체가 그 결합부 를 회전중심으로 하여 일체로 회전운동을 하게 되고, 이에 제2핑거 로드(23)의 시프트 핑거(25)가 조인트부(19)에서 상대 회전되면서 컨트롤 샤프트 보디(17) 및 컨트롤 샤프트(16)가 시프트 동작(회전운동)을 하게 된다.
예컨대, 변속레버의 조작으로 시프트 케이블(21)이 도 3b에 나타낸 바와 같이 화살표 방향으로 밀릴 경우, 시프트 레버(22)와 제2핑거 로드(23)가 일체로 그 결합부를 중심으로 도면상의 반시계방향으로 회전하게 되고, 이에 의해 시프트 핑거(25)가 컨트롤 샤프트(16) 상측의 조인트부(19) 내에서 상대 회전됨과 동시에 조인트부(19)가 도면상의 좌측방향으로 밀리면서 시프트 동작, 즉 컨트롤 샤프트(16)의 회전운동이 구현된다.
이와 같이 하여, 본 발명의 변속조작기구에서는 레버와 핑거 로드, 핑거의 구조를 도시한 바와 같이 구성하여 선택된 각 레버의 운동으로부터 컨트롤 샤프트(16)의 회전운동과 직선운동이 독립적으로 구현될 수 있게 되어 있다.
이러한 본 발명의 변속조작기구는 매우 간단한 구성으로 되어 구성이 단순화되어 있고, 중간 연결부품이 삭제되는 등 부품수가 축소되는 바, 연결부품의 삭제로 단품 편차에 의한 위치 오차가 감소하여 품질 향상의 장점을 가지며, 연결부의 유격 감소로 변속의 명확성이 향상되는 등 성능 향상(TGS 레버의 유격 감소)의 장점을 가진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수동변속기의 변속조작기구에 의하면, 매우 간단한 구성으로 되어 구성이 단순화되어 있고, 중간 연결부품이 삭제되는 등 부품수가 축소되는 바, 연결부품의 삭제로 단품 편차에 의한 위치 오차가 감소하여 품질 향상의 장점을 가지며, 연결부의 유격 감소로 변속의 명확성이 향상되는 등 성능 향상(TGS 레버의 유격 감소)의 장점을 가진다.

Claims (4)

  1. 변속레버의 시프트/셀렉트 조작력을 전달받아 시프트/셀렉트 케이블이 직선운동하게 되면 상기 각 케이블의 작동력을 전달받아 컨트롤 샤프트를 직선/회전운동시키는 수동변속기의 변속조작기구에 있어서,
    상기 셀렉트 케이블의 단부에 일단부가 힌지 결합되는 셀렉트 레버와;
    이 셀렉트 레버의 타단부에 일단부가 고정 결합되는 제1핑거 로드와;
    상기 제1핑거 로드의 타단부에 일체 형성되어 상기 컨트롤 샤프트가 일체로 결합된 컨트롤 샤프트 보디 측부의 조인트부에 회전 가능하게 결합되는 셀렉트 핑거와;
    상기 시프트 케이블의 단부에 일단부가 힌지 결합되는 시프트 레버와;
    이 시프트 레버의 타단부에 일단부가 고정 결합되는 제2핑거 로드와;
    상기 제2핑거 로드의 타단부에 일체 형성되어 상기 컨트롤 샤프트 보디 상부의 조인트부에 회전 가능하게 결합되는 시프트 핑거;
    를 포함하여 구성되고, 상기 셀렉트 레버와 제1핑거 로드, 상기 시프트 레버와 제2핑거 로드가 상기 해당 케이블의 직선 이동력을 전달받아 그 고정 힌지점을 중심으로 일체 회전되면서 상기 컨트롤 샤프트 보디 및 컨트롤 샤프트의 직선/회전운동이 구현될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 셀렉트 레버와 제1핑거 로드는 직선 배치형태로 결합되어, 상호간 결합부의 고정 힌지점을 중심으로 회전됨과 동시에 상기 제1핑거 로드가 셀렉트 케이블의 이동방향과 반대로 위치 이동되면서 상기 셀렉트 케이블의 직선 이동력을 상기 컨트롤 샤프트 보디 및 컨트롤 샤프트의 직선운동으로 변환시켜주는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 시프트 레버와 제2핑거 로드는 'ㄱ'자 배치형태로 결합되어, 상호간 결합부의 고정 힌지점을 중심으로 회전되면서 상기 시프트 케이블의 직선 이동력을 컨트롤 샤프트 보디 및 컨트롤 샤프트의 회전운동으로 변환시켜주는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작기구.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    상기 셀렉트 핑거와 시프트 핑거는 해당 조인트부에 볼 조인트 구조로 결합되되, 상기 셀렉트 핑거는 조인트부에서 컨트롤 샤프트의 축방향에 대해 그 횡방향으로 유격을 가지도록 결합되고, 상기 시프트 핑거는 조인트부에 컨트롤 샤프트의 축방향으로 유격을 가지도록 결합되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속조작 기구.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100783539B1 (ko) * 2006-11-21 2007-12-07 현대자동차주식회사 수동 변속기의 변속 조작장치

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