KR20080054956A - 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치는, 실렉트 샤프트 및 이 실렉트 샤프트를 직선 이동시키는 실렉트 액츄에이터와, 상기 실렉트 샤프트에 설치되어 복수개의 시프트 러그 중 하나를 선택하는 콘트롤 핑거와, 시프트 샤프트 및 이 시프트 샤프트를 직선 이동시키는 시프트 액츄에이터와, 이 시프트 샤프트에 설치되어 상기 콘트롤 핑거를 상기 실렉트 샤프트를 중심으로 회전시키면서 상기 시프트 러그들 중 어느 하나를 움직여 각 변속단의 변속이 이루어지도록 하는 시프트 캡을 포함하여 구성됨으로써, 기구적 연결 방식이 아닌 두 개의 액츄에이터를 이용하여 변속 작동이 가능하도록 구성되어, 전체적인 구성이 간단해지고, 레이아웃 구조도 유리해지며, 특히 변속 조작감이 향상되고 변속 작동의 정확성 및 신뢰성이 높아지는 효과를 갖는다.

변속 레버, 액츄에이터, 콘트롤 핑거, 실렉트, 시프트, 시프트 러그

Description

수동 변속기용 자동 변속 조작 장치{Automatic selecting and shifting control device for Manual Transmission}

도 1은 수동 변속기의 외부에 구성되는 변속 조작 기구가 도시된 사시도,

도 2는 수동 변속기의 내부에 구성되는 종래 변속 조작 기구가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치가 도시된 사시도,

도 4는 도 2의 "A" 방향에서 본 단면 구성도로서, 시프팅 작동 상태를 보여주는 도면,

도 5는 도 2의 "B" 방향에서 본 단면 구성도로서, 실렉팅 작동 상태를 보여주는 도면,

도 6은 본 발명의 자동 변속 조작 장치의 주요부가 도시된 사시도,

도 7은 본 발명의 자동 변속 조작 장치에서 실렉팅 작동 구조를 보여주기 위한 사시도,

도 8은 본 발명의 자동 변속 조작 장치에서 시프팅 작동 구조를 보여주기 위한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 실렉트 액츄에이터 25 : 실렉트 샤프트

26 : 샤프트 슬리브 30 : 시프트 액츄에이터

35 : 시프트 샤프트 37 : 샤프트 가이드

37a : 그루브 40 : 콘트롤 핑거

40a : 러그 결합부 40b : 볼부

45 : 시프트 캡 45a : 고정부

45b : 소켓부 50 : 시프트 러그

52 : 시프트 레일 53 : 시프트 포크

55 : 케이스 57 : 프레임

58 : 가이드 볼트 59 : 고정 볼트

60 : 포펫 기구 61 : 포펫볼 베어링

70 : 인터록 플레이트 75 : 중립 스프링

본 발명은 수동 변속기의 변속 조작 기구에 관한 것으로서, 특히 두 개의 액츄에이터를 이용하여 콘트롤 핑거를 자동으로 작동시킬 수 있는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치에 관한 것이다.

자동차의 구동력은 자동차에 실은 하물의 양과 도로의 상황 및 주행 속도 등에 따라서 크게 변화하므로, 이것에 대응하여 자동차에는 엔진의 동력을 적절한 구동력으로 변환시키기 위해 변속기가 설치된다. 이러한 변속기는 크게 수동 변속기, 자동 변속기 등으로 분류되고 있다. 물론, 무단 변속기 등도 있지만 대표적으로는 이 수동 변속기와 자동 변속기로 분류되고 있다.

수동 변속기는 외접기어세트와 기계식 클러치로 구성되어 있는 변속기로, 변속기의 구조가 간단하여 고장발생의 소지가 적으며, 중량이 가볍고, 기계식 클러치에 의한 직접 연결이므로 연비가 좋고 운전자의 의지에 따라 다이나믹한 드라이빙이 가능하다는 장점을 가진 반면, 운전 미숙자의 경우 조작이 힘들고 또, 사용자에 따라 적절한 변속타이밍을 놓치게 되면 오히려 자동 변속기보다 연비가 나빠질 수 있다는 단점이 있다.

이에 반해 자동변속기는 토크 컨버터와 내접기어세트 등으로 구성되어 있으며, 일단 조작이 쉽고, 초기 발진력과 최고속이 좀 더 높다는 장점을 가지고 있으나, 구조가 복잡하여 고장발생의 소지가 많고, 중량이 무거우며 일반적으로 수동 변속기보다 연비가 좋지 않은 단점이 있다.

현재 한국에서는 자동 변속기가 월등히 많이 쓰이고 있으나 경제적인 면을 우선시하는 유럽 등에서는 아직도 수동 변속기가 많이 사용되고 있으며, 이 둘의 단점을 보완하고 장점을 추구한 자동화 수동 변속기의 사용량도 점차 증가하고 있는 추세이다.

자동화 수동변속기는 외접기어셋트와 기계식 클러치로 구성된 수동 변속기의 간단한 구조와 경제적인 연비를 유지하면서 자동 변속기의 편리한 조작 구조와 변속 알고리즘을 갖도록 구성된 변속기이다.

이러한 자동화 수동 변속기는 수동 변속기의 구조에 차량의 RPM과 적당한 변속타이밍을 TCU가 인식하여 자동으로 클러치를 떼고 변속레버를 작동시키도록 구성된 것이다. 또한 최근 발표된 자료에 의하면 잘 짜여진 TCU의 로직으로 수동 변속기의 평균 연비보다 5%가량 이득을 볼 수 있다고도 알려지고 있다.

이하 수동 변속기 탑재 차량에 구비되는 변속 조작 장치에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

수동 변속기는 도 1에 도시된 바와 같이 운전석 옆에 있는 변속 레버(1)의 동작에 따라 변속기(4)까지 연결된 시프트 케이블(2)과 실렉트 케이블(3)이 움직이게 되고, 이 2개의 케이블(2, 3)은 도 2에 도시된 시프트 레버(6)와 실렉트 레버(5)를 움직여 변속이 이루어지게 된다.

즉, 운전자가 실렉트(select) 작동을 하게 되면 상기 실렉트 케이블(3)의 이동에 따라 실렉트 레버(5)는 콘트롤 샤프트(7)를 직선 이동시키고, 콘트롤 샤프트(7)에 있는 콘트롤 핑거(8)는 5단/후진, 3단/4단, 1단/2단 등의 각 변속단의 시프트 러그(9)를 선택하게 된다.

또한, 운전자가 시프트(shift) 작동을 하게 되면, 상기 시프트 케이블(2)이 움직이면서 시프트 레버(6)가 회전하게 되고, 이때 상기 콘트롤 샤프트(7)가 좌우로 회전하면서 콘트롤 핑거(8)는 중립 및 1,3,5단, 또는 2,4,후진 쪽으로 시프트 러그(9)를 움직인다.

상기 시프트 러그(9)는 시프트 레일(10)에 시프트 포크(11)와 함께 고정되어 있기 때문에 시프트 포크(11)가 싱크로나이저 슬리브(미도시)를 움직여 변속이 이루어진다.

그러나 상기와 같은 종래 수동 변속기용 변속 조작 기구는, 운전자가 변속 레버를 작동할 경우, 시프트 러그(9)까지 기구적으로 연결된 변속 전달 기구에 의해 조작력이 전달되도록 구성되기 때문에 장시간 사용하게 되면, 시프트 케이블(2) 또는 실렉트 케이블(3)이 손상되어 정상적인 변속 조작이 어려워질 수 있고, 특히 변속 레버(1)와 시프트 러그(9) 사이에는 실렉트 케이블(3) 및 시프트 케이블(2), 실렉트 레버(5) 및 시프트 레버(6), 콘트롤 샤프트(7) 등이 구성되어 전체적인 구성이 복잡함과 아울러 차량의 레이아웃(layout) 구조도 복잡해지는 문제점이 있다.

특히, 종래 수동 변속기용 변속 조작 기구는, 변속 레버(1)에서 변속기(4) 본체까지 변속 조작 기구가 기구적으로 연결되어, 수동 변속기로부터 발생되는 진동 등이 그대로 변속 레버에 전달되고, 또한 변속 레버 작동시에도 기구적 작동력이 그대로 전달되기 때문에 운전자가 느끼는 변속 조작감이 현저히 떨어지는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기구적 연결 방식이 아닌 액츄에이터를 이용한 자동 변속이 가능하도록 구성함으로써 전체적인 구성을 간단히 함과 아울러 레이아웃 구조가 유리해지도록 하고, 또한 변속 조작감 이 향상되고 변속 작동의 정확성 및 신뢰성이 높아지도록 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치는, 직선 이동 가능하게 설치되어 실렉팅 작동력을 전달하는 실렉트 샤프트와; 상기 실렉트 샤프트를 직선 이동시키는 실렉트 액츄에이터와; 상기 실렉트 샤프트에 직선 이동 방향으로 구속되게 설치되어 복수개의 시프트 러그 중 하나를 선택하는 콘트롤 핑거와; 상기 실렉트 샤프트와 직교하는 방향으로 설치되어 시프팅 작동력을 전달하는 시프트 샤프트와; 상기 시프트 샤프트를 직선 이동시키는 시프트 액츄에이터와; 상기 시프트 샤프트에 설치되어 상기 콘트롤 핑거를 상기 실렉트 샤프트를 중심으로 회전시키면서 상기 시프트 러그들 중 어느 하나를 움직여 각 변속단의 변속이 이루어지도록 하는 시프트 캡을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 실렉트 액츄에이터 및 시프트 액츄에이터는 운전자가 작동하는 변속 레버의 조작 또는 변속기 제어장치의 신호에 따라 작동되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 실렉트 샤프트에는 상기 콘트롤 핑거가 상기 복수의 시프트 러그와 이중 결합되는 것을 방지하는 인터록 플레이트가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 실렉트 샤프트는 변속기 케이스에 고정된 프레임 내에서 직선 이동토록 구성될 때, 상기 인터록 플레이트는 상기 실렉트 샤프트와 함께 직선 이동은 가능 하나, 회전 방향으로는 상기 프레임에 구속되어 회전하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 콘트롤 핑거의 양쪽에는 상기 프레임에 지지되는 중립 스프링이 설치되어 상기 콘트롤 핑거가 중립 위치로 복귀할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 시프트 캡과 상기 콘트롤 핑거의 결합 부분은 시프트 방향은 물론 실렉트 방향으로도 자유롭게 움직일 수 있도록 볼 소켓 조인트 방식으로 결합되는 것이 바람직하다.

상기 볼 소켓 조인트 방식은 상기 콘트롤 핑거의 끝단부에 형성된 볼부와, 상기 시프트 캡에 형성되어 상기 볼부가 삽입되어 결합되는 캡부로 이루어지는 것이 바람직하다.

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

본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치는, 기본적으로 운전자가 변속 레버(이와 동일한 기능을 갖는 변속 조작 기구 포함)를 조작하면, 유압으로 구동되는 실렉트 액츄에이터 및 시프트 액츄에이터가 작동하면서 자동으로 콘트롤 핑거를 움직여 변속 조작이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치는, 자동화 수동 변속기에 적용할 수 있다. 즉, 자동 변속기용 차량의 변속 조작 구조와 같이 운전자가 P, R, N, D 등의 레인지를 선택하면, 그에 따라 TCU 등의 변속기 제어 장치에 서 엔진 RPM과 차량 속도 등의 주행 조건 및 상태를 고려하여 본 발명의 실렉트 액츄에이터 및 시프트 액츄에이터에 제어 신호를 출력함으로써 자동 변속용 차량과 같은 변속 작동이 이루어지도록 구성할 수도 있다.

이와 같은 두 가지 시스템에 모두 적용 가능한 본 발명의 구체적인 실시예의 구성을 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치가 도시된 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 직선 이동 가능하게 설치되어 실렉팅 작동력을 전달하는 실렉트 샤프트(25)와, 상기 실렉트 샤프트(25)를 직선 이동시키는 실렉트 액츄에이터(20)와, 상기 실렉트 샤프트(25)에 회전 방향으로는 자유롭고 직선 이동 방향으로는 구속되게 설치되어 복수개의 시프트 러그(50) 중 하나를 선택하는 콘트롤 핑거(40)와, 상기 실렉트 샤프트(25)와 직교하는 방향으로 설치되어 시프팅 작동력을 전달하는 시프트 샤프트(35)와, 상기 시프트 샤프트(35)를 직선 이동시키는 시프트 액츄에이터(30)와, 상기 시프트 샤프트(35)에 설치되어 상기 콘트롤 핑거(40)를 상기 실렉트 샤프트(25)를 중심으로 회전시키면서 상기 시프트 러그(50)들 중 어느 하나를 움직여 각 변속단의 변속이 이루어지도록 하는 시프트 캡(45)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 복수개의 시프트 러그(50)가 각각 결합되어 시프트 러그(50)의 움직임에 따라 직선 이동되는 시프트 레일(52)과, 이 시프트 레일(52)에 설치되어 각 변속단 기어(스피드 기어)에 치합되는 싱크로나이저 슬리브에 결합되는 시프트 포크(53)가 구성된다.

이와 같은 본 발명의 주요 구성 부분을 첨부된 도 4 내지 도 8을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4와 도 5는 도 2의 "A" 방향 및 "B" 방향에서 본 단면 구성도들로서, 시프팅 작동 상태 및 실렉팅 작동 상태를 보여주는 도면들이다.

그리고 도 6은 본 발명의 자동 변속 조작 장치의 주요부가 도시된 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실렉팅 작동 구조를 보여주기 위한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 시프팅 작동 구조를 보여주기 위한 사시도이다.

먼저, 상기 실렉트 액츄에이터(20) 및 시프트 액츄에이터(30)는 운전자가 작동하는 변속 레버의 조작 또는 TCU 등의 변속기 제어장치의 제어에 따라 변화되는 유압에 의해 작동되도록 구성된다.

상기 각 액츄에이터(20, 30)는 변속 레버의 조작 또는 변속기 제어장치의 신호에 따라 구동되는 각 솔레노이드 밸브(21, 31)에 의해 제어되도록 구성됨으로써, 솔레노이드 밸브의 작동 상태에 따라 각 액츄에이터의 유압 공급이 조절되어 상기 실렉트 샤프트(25) 및 시프트 샤프트(35)를 원하는 위치로 직선 이동시키도록 구성된다.

이러한 리니어 구동 방식의 유압 액츄에이터는 널리 공지된 구성이므로, 유압 회로 및 구체적인 내부 구성은 생략한다. 다만, 통상 수동 변속기는 후진 1단 및 전진 5단이 가능하도록 구성되는 바, 상기 각 액츄에이터는 실렉트 샤프트(25) 및 시프트 샤프트(35)를 각각 3단 직선 운동이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한 반드시 유압 액츄에이터에 한정되는 것이 아니며, 필요에 따라서는 전자 액츄에이터 방식으로 구현하는 것도 가능하다. 이러한 전자 액츄에이터 방식은 리니어 모터 방식 또는 솔레노이드 액츄에이터 방식 등이 있을 수 있다.

다음, 상기 실렉트 액츄에이터(20) 및 시프트 액츄에이터(30)의 구동력은 실렉트 샤프트(25) 및 시프트 샤프트(35)를 통해 전달되는데, 이 실렉트 샤프트(25) 및 시프트 샤프트(35)는 케이스(55) 내측으로 연결되게 설치된다. 여기서 상기 케이스(55)는 변속기 케이스 또는 변속기 케이스에 부착되어 설치되는 콘트롤 케이스일 수 있다.

상기 케이스(55)의 안쪽에는 'ㄷ'자형 구조를 갖는 프레임(57)이 고정 볼트(59) 등을 통해 고정되어 설치되는데, 이 프레임(57)에는 후술할 인터록 플레이트(70)가 실렉팅 방향으로 이동할 때 일정 범위에서 이동할 수 있도록 도 6과 도 7에서와 같이 삭제된 구조로 이루어진 이동 가이드부(57a)가 형성된다.

다음, 상기 실렉트 샤프트(25)는 케이스(55)의 외측에서 상기 실렉트 액츄에이터(20)에 연결된 상태에서 케이스(55)의 내측으로 연결되어 직선 운동이 가능하도록 설치되는데, 상기 프레임(57)의 안쪽 부분에는 후술할 인터록 플레이트(70)의 양쪽 부분에 위치되어 함께 직선 이동되는 샤프트 슬리브(26)가 구성된다.

다음, 상기 콘트롤 핑거(40)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 실렉트 샤프 트(25)에 핀(42)으로 고정되며, 이 고정된 부분을 중심으로 한 쪽에는 상기 시프트 캡(45)과 결합되는 볼부(40b)가 구성되고, 다른 쪽에는 시프트 러그(50)와 결합되는 러그 결합부(40a)가 구성된다.

다음, 상기 콘트롤 핑거(40)의 외곽에는 콘트롤 핑거(40)가 복수의 시프트 러그(50)와 이중 결합되는 것을 방지하는 인터록 플레이트(70)가 구비된다.

이러한 인터록 플레이트(70)는 상기 콘트롤 핑거(40)와 함께 이동하도록 설치되는데, 그 양쪽에 상기 샤프트 슬리브(26)가 각각 접촉되어 함께 이동할 수 있도록 구성된다.

이 인터록 플레이트(70)의 이동 범위는 상기 프레임(57)의 이동 가이드부(57a)의 안쪽에서 이루어지며, 또한 뒤쪽에 이동 방향으로 슬롯(70a)이 형성되어 상기 프레임(57)에 고정된 가이드 볼트(58)와의 상호 작용으로 그 이동 범위가 결정된다.

또한 상기 가이드 볼트(58)와 슬롯(70a)의 결합은 상기 시프트 작동시에 상기 콘트롤 핑거(40)가 회전하더라도 인터록 플레이트(70)는 슬롯(70a)에 결합된 가이드 볼트(58)에 의해 회전 방향으로는 구속되어 있으므로, 콘트롤 핑거(40)에 결합된 시프트 러그(50)를 제외한 다른 시프트 러그(50)의 움직임은 구속하여 보다 정확하고 신뢰성 있는 변속 작동이 가능하도록 한다.

다음, 상기 인터록 플레이트(70)의 양쪽에는 양쪽의 중립 스프링(75) 장력에 의해 무부하시 자동으로 중립위치로 이동할 수 있도록 구성되는데, 상기 각 중립 스프링(75)은 상기 프레임(57)에 지지된 상태에서 상기 샤프트 슬리브(26)의 플랜 지부(26a)를 밀어서 인터록 플레이트(70), 콘트롤 핑거(40), 실렉트 샤프트(25)가 중립 위치로 이동하도록 탄성력을 제공하게 된다.

다음, 상기 시프트 샤프트(35)는 도 8에 도시된 바와 같이 케이스(55)의 내측으로 이어지도록 설치되며, 케이스(55)의 내측에는 상기 시프트 캡(45)이 직교하는 방향으로 결합된다.

특히, 상기 케이스(55)의 내측에는 샤프트 가이드(37)가 설치되는데, 이 샤프트 가이드(37)는 볼트(38)에 의해 시프트 샤프트(35)에 고정된다. 참고로 도 8에서 샤프트 가이드(37)에 형성된 슬롯(37a)은 초기 세팅을 위한 부분으로서, 세팅 후에 볼트 등의 체결 수단을 결합시켜 시프트 샤프트(35)와 샤프트 가이드(37) 사이에 상대 운동이 발생하지 않도록 완전히 구속시켜 조립한다.

상기 샤프트 가이드(37)와 케이스(55) 사이에는 도 6에 도시된 바와 같이 좌우 변속단 위치 및 중립 위치를 결정하도록 하는 포펫 기구(60)가 설치되는데, 상기 샤프트 가이드(37)의 한쪽 면에는 복수의 그루브(37a)(예를 들면 3개)가 형성되고, 상기 케이스(55)에는 그루브 홈(37a)에 밀착되어 변속 위치를 결정토록 하는 포펫볼 베어링(61)이 설치된다.

여기서 포펫볼 베어링(61)은 그 끝단부에 탄성력을 부여받는 볼이 설치되어 상기 시프트 샤프트(35) 및 샤프트 가이드(37)가 직선 이동될 때 상기 그루브(37a)에 접촉하면서 위치 결정력을 제공하게 된다.

다음, 상기 시프트 캡(45)은 상기 샤프트 가이드(37)의 안쪽에서 시프트 샤프트에 고정되는 고정부(45a), 이 고정부에서 상기 콘트롤 핑거(40) 방향으로 연장 되고 핑거의 볼부(40b)가 삽입되도록 원통홈 구조로 이루어진 소켓부(45b)로 구성된다.

이와 같이 상기 시프트 캡(45)과 상기 콘트롤 핑거(40)의 결합 부분은 시프트 방향은 물론 실렉트 방향으로도 자유롭게 움직일 수 있도록 볼 소켓 조인트(ball-socket joint) 방식으로 결합된다.

여기서, 상기 실렉트 샤프트(25)와 시프트 샤프트(35)는 상대 샤프트의 직선 이동에 따른 구속력이 발생하지 않도록 샤프트의 회전 방향으로는 구속하지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4에서와 같이 시프트 샤프트(35)가 직선 이동할 때, 시프트 캡(45)에 의해 콘트롤 핑거(40)는 실렉트 샤프트(25)와 함께 회전하게 되나, 이때 실렉팅 방향으로는 아무런 변속 조작력이 발생하지 않게 되고, 반대로 도 5에서와 같이 실렉트 샤프트(25)가 직선 이동할 때, 콘트롤 핑거(40)의 이동에 따라 상기 시프트 캡(45) 또는 시프트 샤프트(35)가 회전할 수 있으나, 이때에는 시프트 방향으로는 아무런 변속 조작력도 발생하지 않게 된다.

결국, 상기 시프트 캡(45)은 상기 콘트롤 핑거(40)와 볼 소켓 조인트 방식으로 연결되어 시프팅 방향으로는 조작력은 전달하면서도 시프팅 조작력과 실렉팅 조작력 사이에 상호 간섭은 발생하지 않도록 하여 각각 독립적인 조작이 가능하도록 구성된 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실렉트 작동 과정을 설명하면, 운전자가 특정 변속단을 선택하기 위해 실렉트 조작을 하게 되면, 실렉트 액츄에이터(20)에 제공되는 유압이 변화되면서, 실렉트 액츄에이터(20)가 작동하게 되고, 이때 실렉트 샤프트(25)가 도 5에서와 같이 직선 이동하게 된다.

상기 실렉트 샤프트(25)가 움직이면 여기에 연결된 인터록 플레이트(70)와 콘트롤 핑거(40)가 동시에 움직이게 되고, 콘트롤 핑거(40)는 다수개의 시프트 러그(50) 중 어느 하나를 선택하는 실렉트 동작을 하게 된다. 통상 수동 변속기에는 3개의 시프트 러그(50)가 구비되는데, 상기한 바와 같이 실렉트 작동을 하게 되면, 상기 콘트롤 핑거(40)는 3개의 시프트 러그(50) 중 어느 하나와 결합된 상태에 있게 된다.

여기서 상기 인터록 플레이트(70)는 상기 콘트롤 핑거(40)와 함께 움직이면서 상기 콘트롤 핑거(40)가 3개의 시프트 러그(50) 중 어느 하나의 시프트 러그(50)와만 결합되도록 함과 아울러, 시프트 작동시에 원하지 않은 변속단의 시프트 러그(50)가 움직이는 것을 제한하는 기능을 하게 된다.

아울러, 상기 인터록 플레이트(70)는 뒷부분의 슬롯이 프레임(57)에 고정된 가이드 핀에 의해 직선 이동만 하도록 설치되어 있으므로, 콘트롤 핑거(40)가 실렉트 방향으로만 움직일 수 있도록 가이드하게 된다.

다음, 시프트 작동 과정을 설명하면, 운전자가 특정 변속단을 결정하는 시프트 조작을 하게 되면, 시프트 액츄에이터(30)에 제공되는 유압이 변화되면서, 시프트 액츄에이터(30)가 작동하게 되고, 이때 시프트 샤프트(35)가 도 4에서와 같이 직선 이동하게 된다.

상기 시프트 샤프트(35)가 작동하게 되면, 여기에 연결된 샤프트 가이드(37)와 시프트 캡(45)이 동시에 작동해 콘트롤 핑거(40)를 실렉트 샤프트(25)를 중심으로 회전시킴으로써 특정 변속단의 시프트 러그(50)를 움직이게 되고, 이때 도 3의 시프트 레일(52) 및 시프트 포크(53)가 직선 이동되면서 변속이 이루어지게 된다.

여기서, 상기 콘트롤 핑거(40)와 시프트 캡(45)의 연결은 볼 소켓 조인트(ball-socket joint) 방식으로 연결되어 어떤 방향으로의 움직임도 허용하게 되는데, 시프트 액츄에이터(30)에 의해 작동하는 시프트 캡(45)은 도 4에서와 같이 상하 방향의 피봇(pivot)이 가능하여 실렉트 액츄에이터(20)의 움직임은 무시되고, 시프트 액츄에이터(30)의 힘만을 전달하게 되어 실렉트와, 시프트의 독립적인 제어가 가능하게 한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치는, 실렉트 액츄에이터 및 시프트 액츄에이터를 이용하여 변속 조작력 전달이 가능하도록 구성되기 때문에 변속 레버와 변속기 본체 사이의 기구적 연결이 생략되어 운전자가 느끼는 변속 조작감이 크게 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은, 변속 레버와 변속기 본체 사이의 기구적 연결 구성이 삭제되기 때문에 전체적인 구성이 간단해지고, 차량의 레이아웃 구조도 유리해지는 이 점이 있다.

또한 본 발명은, 두 개의 액츄에이터를 이용하여 변속이 가능하도록 구성되기 때문에 케이블 등의 노후화에 따른 오작동 발생의 문제를 해결하여 변속기 작동의 정확성 및 신뢰성을 높일 수 있는 이점도 있다.

특히, 본 발명은 자동 변속기 탑재된 차량과 같이 두 액츄에이터를 차량의 속도와 엔진 회전수 등을 고려하여 자동으로 제어하여 자동 변속 작동이 가능하도록 하는 자동화 수동 변속기에 적용할 수 있기 때문에 수동 변속기를 이용하여 자동 변속기 탑재 차량과 같이 자동 변속 작동이 가능하게 할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 시프트 샤프트와 콘트롤 핑거 사이의 결합 부분에 볼 소켓 조인트 방식을 채용함으로써 두 액츄에이터의 상호 작동에 따른 간섭을 배제하고, 실렉트 작동 및 시프트 작동이 독립적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 이점도 있다.

Claims (7)

1. 직선 이동 가능하게 설치되어 실렉팅 작동력을 전달하는 실렉트 샤프트와;

   상기 실렉트 샤프트를 직선 이동시키는 실렉트 액츄에이터와;

   상기 실렉트 샤프트에 직선 이동 방향으로 구속되게 설치되어 복수개의 시프트 러그 중 하나를 선택하는 콘트롤 핑거와;

   상기 실렉트 샤프트와 직교하는 방향으로 설치되어 시프팅 작동력을 전달하는 시프트 샤프트와;

   상기 시프트 샤프트를 직선 이동시키는 시프트 액츄에이터와;

   상기 시프트 샤프트에 설치되어 상기 콘트롤 핑거를 상기 실렉트 샤프트를 중심으로 회전시키면서 상기 시프트 러그들 중 어느 하나를 움직여 각 변속단의 변속이 이루어지도록 하는 시프트 캡을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 실렉트 액츄에이터 및 시프트 액츄에이터는, 운전자가 작동하는 변속 레버의 조작 또는 변속기 제어장치의 신호에 따라 작동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 실렉트 샤프트에는 상기 콘트롤 핑거가 상기 복수의 시프트 러그와 이중 결합되는 것을 방지하는 인터록 플레이트가 구비된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 실렉트 샤프트는 변속기 케이스에 고정된 프레임 내에서 직선 이동토록 구성되고,

   상기 인터록 플레이트는 상기 실렉트 샤프트와 함께 직선 이동은 가능하나, 회전 방향으로는 상기 프레임에 구속되어 회전하지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 실렉트 샤프트는 변속기 케이스에 고정된 프레임 내에서 직선 이동토록 구성되고,

   상기 콘트롤 핑거의 양쪽에는 상기 프레임에 지지되는 중립 스프링이 설치되어 상기 콘트롤 핑거가 중립 위치로 복귀할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 시프트 캡과 상기 콘트롤 핑거의 결합 부분은 시프트 방향은 물론 실렉트 방향으로도 자유롭게 움직일 수 있도록 볼 소켓 조인트 방식으로 결합된 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 볼 소켓 조인트 방식은 상기 콘트롤 핑거의 끝단부에 형성된 볼부와, 상기 시프트 캡에 형성되어 상기 볼부가 삽입되어 결합되는 캡부로 이루어진 것을 특징으로 하는 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치.

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