KR20110024518A - 차량용 변속기 - Google Patents

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Abstract

차량용 변속기가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속기는 셀렉트 축 및 쉬프트 축을 중심으로 상하 및 좌우 방향으로 회전하며 변속단을 선택하는 변속 레버, 내부에 마그넷이 장착되고, 상기 변속 레버가 상기 쉬프트 축을 중심으로 회전할 때 상기 변속 레버에 형성된 축돌기가 접촉하여 삽입되는 홈이 형성되어 상기 축돌기와 상기 홈의 접촉으로 아래로 이동 가능한 마그넷 홀더 및 상기 축돌기가 상기 홈에 삽입된 상태에서 상기 변속 레버가 상기 셀렉트 축을 중심으로 회전할 때 상기 마그넷의 이동을 감지하는 홀 센서를 포함한다.
변속기, 수동 모드, 자동 변속기

Description

차량용 변속기{Transmission for vehicle}
본 발명은 차량용 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자식 변속기에 있어서 수동으로 기어의 단을 높이고 낮출 수 있는 수동 모드의 변속단이 형성된 차량용 변속기에 관한 것이다.
차량용 변속기(Transmission)는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 하는 장치이다. 이러한 변속기는 사용자에 의하여 변속단을 바꿀 수 있는 수동 변속 모드와 사용자가 주행 모드(D)를 선택하였을 때 속도에 따라 자동으로 변속단을 바꾸는 자동 변속 모드가 있었다.
이와 함께, 하나의 변속기에서 수동 변속과 자동 변속을 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속기가 사용되고 있다. 일반적으로 원칙적으로 자동 변속을 수행하면서 사용자에 의해 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속을 수행하거나, 수동 변속을 하는 변속기 옆에 자동 변속을 할 수 있는 변속기를 구비하여 수행할 수 있다.
전자식 변속기에서 사용자에 의해 선택되는 변속단은 예를 들어, 파킹(P), 후진(R), 중립(N), 전진(D) 그리고 수동 모드의 변속으로 기어의 단수를 높이는 up(+)단과 기어의 단수를 낮추는 down(-)단으로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 자동 모드와 수동 모드를 함께 구비한 전자식 변속기에 있어서 새로운 구조를 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 자동 모드와 수동 모드를 구비한 전자식 변속기에 있어서 간단한 기계적 구조로 수동 모드의 up단과 down단을 감지할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속기는 셀렉트 축 및 쉬프트 축을 중심으로 상하 및 좌우 방향으로 회전하며 변속단을 선택하는 변속 레버; 내부에 마그넷이 장착되고, 상기 변속 레버가 상기 쉬프트 축을 중심으로 회전할 때 상기 변속 레버에 형성된 축돌기가 접촉하여 삽입되는 홈이 형성되어 상기 축돌기와 상기 홈의 접촉으로 아래로 이동 가능한 마그넷 홀더; 및 상기 축돌기가 상기 홈에 삽입된 상태에서 상기 변속 레버가 상기 셀렉트 축을 중심으로 회전할 때 상기 마그넷의 이동을 감지하는 홀 센서를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 차량용 변속기에 따르면 간단한 기계적 구조로 up단과 down단을 감지할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
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 변속기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속단을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 차량용 변속기의 부분 사시도로서, 변속 레버와 마그넷 홀더가 결합하기 전의 모습을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 부분 사시도로서, 변속기 레버와 마그넷 홀더가 결합한 모습을 도시한 도면이며, 도 5는 도 4를 다른 각도에서 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기에 홀 센서를 포함하도록 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기는 변속 레버(110), 마그넷 홀더(120), 가이드 부재(140), 및 홀 센서(162)를 포함하여 구성될 수가 있다.
변속 레버(110)는 로드(112) 및 노브(115)를 포함하여 구성될 수가 있는데, 셀렉트 축(미도시) 및 쉬프트 축(200)을 중심으로 상하 및 좌우 방향으로 회전하며 변속단을 선택하도록 한다.
로드(112)는 긴 막대기 형상으로 전후 및 좌우로 일정한 범위만큼 회전을 할 수 있도록, 로드(112)의 하부에는 전후 방향으로 로드(112)를 회전시키는 회전 중심이 되는 셀렉트 축(미도시) 및 좌우 방향으로 회전시키는 회전 중심이 되는 쉬프트 축(200)이 형성될 수 있다. 셀렉트 축(미도시)과 쉬프트 축(200)을 이용해서 변속 레버(110)를 전후 및 좌우로 회전시키는 구성은 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속단을 도시하고 있는데, 세로 방향으로 P(주차)단, R(후진)단, N(중립)단, D(전진)단 사이의 이동 및 up(+)단 및 down(-)단 사이의 이동은 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 전후로 변속 레버(110)를 이동 시킬 때 발생한다. 또한, D단에서 수동 변속 모드의 null 사이의 이동은 쉬프트 축(200)을 중심으로 좌우로 변속 레버(110)를 이동 시킬 때 선택된다. null은 수동 변속 모드에서 up 단 또는 down 단을 선택한 후 변속 레버(110)에 가해지는 힘을 제거하였을 때 자동으로 복귀하는 위치이다. 이에 관해서는 후술하기로 한다.
본 발명에서 변속 레버(110)를 셀렉트 방향으로 이동시킨다는 의미는 변속 레버(110)를 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 전후 방향으로 회전시킨다는 의미일 수도 있고, 변속 레버(110)를 쉬프트 방향으로 이동시킨다는 의미는 변속 레버(110) 를 쉬프트 축(200)을 중심으로 좌우 방향으로 이동시킨다는 의미일 수가 있다.
노브(115)는 운전자가 변속 레버(110)를 움직일 수 있도록 손잡이 역할을 한다.
마그넷 홀더(120)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 내부에 마그넷(130)을 장착시키고, 가이드 부재(140)에 안내를 받아 상하로 이동을 할 수 있다. 보다 자세히는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 변속 레버(110)의 일측에는 축돌기(117)가 형성될 수 있는데, 변속 레버(110)가 쉬프트 방향(보다 자세히는 D단에서 수동 변속 모드의 null 방향)으로 이동할 때 변속 레버(110)의 축돌기(117)가 삽입될 수 있도록 홈(122)이 형성될 수 있다. 즉, 변속 레버(110)가 쉬프트 방향으로 이동함에 따라서 축돌기(117)와 홈(122)이 접촉하며 축돌기(117)가 홈(122)에 삽입될 수 있다.
마그넷 홀더(120)에 형성된 홈(122)은 축돌기(117)가 접촉하는 방향으로 경사가 형성될 수 있는데, 따라서 변속 레버(110)가 쉬프트 방향으로 이동함에 따라서 내부에 경사가 형성된 홈(122)과 축돌기(117) 사이의 접촉으로 마그넷 홀더(120)는 아래로 이동을 할 수가 있다.
가이드 부재(140)는 마그넷 홀더(120)가 상하로 이동을 할 수 있도록 가이드하는 역할을 한다. 보다 자세히는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 마그넷 홀더(120)의 좌우 가장 자리에는 돌기(124)가 형성될 수 있고, 가이드 부재(140)에는 이에 대응되도록 홈(142)이 형성될 수 있다. 따라서 돌기(124)가 홈(142)에 삽입되면서 마그넷 홀더(120)는 가이브 부재(140)를 따라 상하로 이동하는 것이 가능한 다.
또한, 마그넷 홀더(120)와 가이드 부재(140) 사이에는 제 1 탄성 부재(150)가 형성될 수 있다. 제 1 탄성 부재(150)는 일반적인 압축 스프링(150)으로 형성될 수 있는데, 마그넷 홀더(120)의 스프링 삽입부(127)에 압축 스프링(150)이 삽입되고 반대쪽에는 압축 스프링(150)을 지지하는 댐퍼(152)가 형성될 수 있다. 따라서, 마그넷 홀더(120)가 아래로 이동을 할 때 압축 스프링(150)은 탄성력을 저장할 수가 있다. 제 1 탄성 부재(150)에 저장된 탄성력은 아래로 내려온 마그넷 홀더(120)를 다시 위로 복귀시키는 역할을 한다. 즉, null에서 D단의 방향으로 변속 레버(110)를 이동시키면 마그넷 홀더(120)의 홈(122)에 삽입된 축돌기(117)가 마그넷 홀더(120)와 분리되는데, 따라서 마그넷 홀더(120)를 아래로 이동시킨 힘이 제거되어 제 1 탄성 부재(150)의 탄성력에 의해 마그넷 홀더(120)는 다시 위로 복귀를 하게 되는 것이다.
마그넷 홀더(120)에 장착된 마그넷(130)을 홀 센서(162)가 감지하는데, 홀 센서(162)가 마그넷(130)의 위치를 감지함에 따라서 현재 선택된 단(up단 또는 dwon단)을 인식할 수가 있다. 이와 관련해서는 후술하기로 한다.
홀 센서(162)는 마그넷(130)의 이동을 감지하여 up 단 또는 down 단의 선택을 감지한다. 홀 센서(162)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 인쇄 회로 기판(PCB)(160)에 장착되어 형성될 수가 있다. 인쇄 회로 기판(160)은 홀 센서(162)에 의해 감지된 자기 신호를 전기적 신호로 변환하는 역할을 한다.
본 발명에서는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이 3개의 홀 센서(162a, 162b, 162c)로 구성될 수가 있다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 홀 센서(162a, 162b, 162c)만 도시하고 있으나, 전술한 바와 같이 실제 홀 센서(162a, 162b, 162c)는 인쇄 회로 기판(160)에 장착되거나, 별도의 위치에 고정될 수가 있다.
3개의 홀 센서(162a, 162b, 162c)는 각각 null을 감지하는 제 1 홀 센서(162a), up 단을 감지하는 제 2 홀 센서(162b), down 단을 감지하는 제 3 홀 센서(162c)로 구성될 수가 있다.
전술한 바와 같이 변속 레버(110)를 쉬프트 방향(보다 자세히는 D단에서 null방향)으로 이동시킬 때 축돌기(117)와 마그넷 홀더(120)에 형성된 홈(122)이 접촉하여 마그넷 홀더(120)는 아래로 이동을 하게 되는데, 마그넷 홀더(120)가 아래로 이동하였을 때의 마그넷 홀더(120)에 장착된 마그넷(130)의 위치를 감지하는 것이 제 1 홀 센서(162a)이다.
또한, null이 선택된 후에 변속 레버(110)를 셀렉트 방향으로 상하로 이동시킴에 따라서 변속 레버(110)의 축돌기(117)와 마그넷 홀더(120)의 홈(122)이 결합된 상태에서 변속 레버(110)와 마그넷 홀더(120) (가이드 부재 부재(140) 포함)는 함께 셀렉트 방향으로 회전을 할 수가 있다. 따라서, null이 선택된 상태에서 변속 레버(110)를 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 전후 방향으로 이동시켰을 때의 마그넷(130)의 위치를 감지하는 것이 제 2 홀 센서(162b) 및 제 3 홀 센서(162c)이다. 보다 바람직하게는 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 변속 레버(110)를 앞으로 이동시켰을 때 제 2 홀 센서(162b)가 up 단을 감지하고, 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 변속 레버(110)를 뒤로 이동시켰을 때 제 3 홀 센서(162c)가 down 단을 감지할 수 가 있다.
도 5에 도시되어 있는 것과 같이 가이드 부재(140)에는 제 2 탄성 부재(170)가 형성될 수가 있다. 제 2 탄성 부재(170)는 변속 레버(110)의 축돌기(117)가 마그넷 홀더(120)의 홈(122)에 삽입된 상태에서 변속 레버(110)를 셀렉트 방향으로 전후로 이동시킬 때 탄성력을 저장할 수가 있다. 즉, 변속 레버(110)를 up 단 또는 down 단으로 이동시킨 다음에 사용자가 변속 레버(110)를 놓으면 제 2 탄성 부재(170)에 저장된 탄성력에 의해 변속 레버(110)의 위치를 null로 다시 복귀시키는 역할을 한다. 바람직하게는 제 2 탄성 부재(170)는 토션 스프링으로 형성될 수가 있다. 토션 스프링(170)은 도시되지 않은 외부 장치에 고정될 수가 있는데, 가이드 부재(140)에 형성된 돌기(145)의 양쪽을 지지하도록 하며, 가이드 부재(140)가 회전을 할 때 탄성력을 저장할 수가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기를 이용하여 수모 변속 보드의 변속단을 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7(a)는 변속기의 D단이 선택된 경우, 도 7(b)는 변속기의 null이 선택된 경우, 도 7(c)는 변속기의 up 단이 선택된 경우, 도 7(d)는 변속기의 down 단이 선택된 경우의 마그넷(130)과 홀 센서(162a, 162b, 162c)를 각각 도시하고 있다.
도 7(a)에서와 같이 변속기의 D단이 선택된 경우에는 변속 레버(110)의 축돌기(117)와 마그넷 홀더(120)의 홈(122)이 결합되지 않는다. 따라서, 제 1 탄성 부재(150)의 탄성력에 의해 마그넷 홀더(120)는 가이드 부재(140)의 위에 위치하게 된다. 따라서, 제 1 홀 센서(162a), 제 2 홀센서(162b), 제 3 홀 센서(162c)는 마 그넷 홀더(120)에 장착된 마그넷(130)을 감지할 수가 없다.
도 7(b)에서와 같이 변속 레버(110)를 쉬프트 방향으로 이동하여 null을 선택한 경우에는 변속 레버(110)의 축돌기(117)가 마그넷에 형성된 홈(122)에 접촉하며 삽입됨에 따라서 마그넷 홀더(120)가 아래로 이동을 하게 된다. 따라서, 마그넷 홀더(120)에 장착된 마그넷(130)이 제 1 홀 센서(162a)가 감지할 수 있는 위치로 이동함에 따라서 제 1 홀 센서(162a)는 null이 선택되었음을 감지할 수가 있다.
도 7(c)에서와 같이 null이 선택된 후에 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 앞으로 변속 레버(110)를 이동시키면 up 단이 선택될 수가 있다. 변속 레버(110)의 축돌기(117)와 마그넷의 홈(122)이 결합된 상태에서 변속 레버(110)를 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 앞으로 이동시키면 마그넷 홀더(120)도 함께 이동을 할 수가 있다. 이때, 제 2 홀 센서(162b)가 마그넷 홀더(120)에 장착된 마그넷(130)을 감지하여 up 단이 선택되었음을 감지할 수 있다.
마찬가지로 도 7(d)에서와 같이 null이 선택된 후에 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 뒤로 변속 레버(110)를 이동시키면 down 단이 선택될 수가 있다. 변속 레버(110)의 축돌기(117)와 마그넷의 홈(122)이 결합된 상태에서 변속 레버(110)를 셀렉트 축(미도시)을 중심으로 뒤로 이동시키면 마그넷 홀더(120)도 함께 이동을 할 수가 있다. 이때, 제 3 홀 센서(162c)가 마그넷 홀더(120)에 장착된 마그넷(130)을 감지하여 down 단이 선택되었음을 감지할 수 있다.
도 7(c) 및 도 7(d)에서와 같이 up 단 또는 down 단이 선택된 후 변속 레버(110)에 가해지는 힘을 제거하면, 전술한 바와 같이 제 2 탄성 부재(170)에 저장 된 탄성력에 의해 도 7(b)와 같이 null이 감지된 위치로 변속 레버(110)와 마그넷 홀더(120)가 이동을 할 수가 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속단을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 차량용 변속기의 부분 사시도로서, 변속 레버와 마그넷 홀더가 결합하기 전의 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 부분 사시도로서, 변속기 레버와 마그넷 홀더가 결합한 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4를 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기에 홀 센서를 포함하도록 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속리를 이용하여 수모 변속 보드의 변속단을 선택하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 변속 레버 120: 마그넷 홀더
130: 마그넷 140: 가이드 부재
150: 제 1 탄성 부재 160: 인쇄 회로 기판
170: 제 2 탄성 부재

Claims (7)

  1. 셀렉트 축 및 쉬프트 축을 중심으로 상하 및 좌우 방향으로 회전하며 변속단을 선택하는 변속 레버;
    내부에 마그넷이 장착되고, 상기 변속 레버가 상기 쉬프트 축을 중심으로 회전할 때 상기 변속 레버에 형성된 축돌기가 접촉하여 삽입되는 홈이 형성되어 상기 축돌기와 상기 홈의 접촉으로 아래로 이동 가능한 마그넷 홀더; 및
    상기 축돌기가 상기 홈에 삽입된 상태에서 상기 변속 레버가 상기 셀렉트 축을 중심으로 회전할 때 상기 마그넷의 이동을 감지하는 홀 센서를 포함하는 차량용 변속기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그넷 홀더가 상하로 이동하도록 가이드하는 가이드 부재; 및
    상기 가이드 부재와 상기 마그넷 홀더 사이에 형성되어 상기 마그넷 홀더가 아래로 내려갈 때 탄성력을 저장하는 제 1 탄성 부재를 더 포함하는 차량용 변속기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그넷 홀더에 형성된 홈은 상기 축돌기와 접촉하는 방향으로 경사가 져서 상기 변속 레버의 회전으로 상기 축돌기가 접촉하여 삽입될 때 상기 마그넷 홀더는 아래로 이동하는 차량용 변속기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀 센서는 상기 변속 레버가 상기 쉬프트 축을 중심으로 회전하여 상기 축돌기가 상기 홈에 삽입되어 상기 마그넷 홀더가 아래로 이동하였을 때 상기 마그넷의 위치를 감지하는 제 1 홀센서, 상기 축돌기가 상기 홈에 삽입된 상태에서 상기 변속 레버가 상기 셀렉트 축을 중심으로 일 방향으로 회전할 때 상기 마그넷의 위치를 감지하는 제 2 홀 센서, 반대쪽 일 방향으로 회전할 때 상기 마그넷의 위치를 감지하는 제 3 홀 센서를 포함하는 차량용 변속기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 홀 센서는 null을 감지하고, 상기 제 2 홀 센서는 기어의 단수를 높이는 up 단을 감지하며, 상기 제 3 홀 센서는 기어의 단수를 낮추는 down 단을 감지하는 차량용 변속기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 부재에 형성되어 상기 축돌기가 홈에 삽입된 상태에서 상기 변속 레버를 상기 셀렉트 축을 중심으로 회전할 때 탄성력을 저장하는 제 2 탄성 부재를 더 포함하는 차량용 변속기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 탄성 부재는 토션 스트링인 차량용 변속기.
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