KR20140068468A - 차량용 변속기의 시프트 포크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속기의 시프트 포크 구조에 관한 것으로, 시프트 레일에 시프트 포크가 이동 가능하게 결합되고, 상기 시프트 포크는 입력축에 결합되는 한 쌍의 기어부중 하나의 기어부에 기어 물림되는 슬리브에 연결되어 왕복 이동시키도록 구성되는 차량용 변속기의 시프트 포크 구조에 있어서, 상기 시프트 포크는, 양단부가 상기 레일에 이동 가능하게 결합되는 포크 가이드와, 상기 포크가이드의 양단부 사이에서 왕복 이동되도록 상기 레일에 이동 가능하게 결합되는 포크부재와, 상기 포크부재의 양측과 상기 포크 가이드 양단부 사이를 각각 구비되어 상기 포크부재를 탄력 지지하는 탄성부재를 포함함으로써, 변속 조작시 슬리브가 기어부에 걸려서 기어물림이 이루어지지 않더라도 탄성부재의 압축력에 의해 슬리브가 기어부에 기어물림이 이루어져 변속불가 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 변속기의 시프트 포크 구조{SHIFT FORK STRUCTURE OF VEHICLE TRANSMISSION}

본 발명은 차랴용 변속기의 시프트 포크 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬리브에 연결되는 시프트 포크를 레일에 대하여 탄력 지지하여 기어클러치와 슬리브의 기어맞물림이 어긋날 때 탄성력을 저장하였다가 구동부의 초기구동 후에 축적된 탄성력에 의하여 포크를 이동시켜 변속 수행할 수 있는 차량용 변속기의 시프트 포크 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용으로 사용되고 있는 엔진에서 발생하는 토크는 회전속도의 변화에 상관없이 거의 일정하며 출력은 회전속도에 따라 변화하는 특성을 가지고 있다. 그러나 자동차의 주행에 필요로 하는 구동력은 화물을 적재한 경우 도로 상황 및 주행속도 등에 의해 크게 변화하므로 이에 대응하기 위해 엔진과 구동 바퀴 사이에 주행상태에 따라 적절히 구동력을 변화시킬 수 있도록 되어 있음은 물론이고, 후진을 이룰 수 있도록 하는 기어장치를 구비하고 있는 변속기가 설치된다.

이러한 변속기는 여러 가지 조작기구에 의해 변속이 이루어지도록 구성되는데, 이러한 조작기구 중 시프트 포크는 시프트 레버로부터 구동력을 전달받아 수평방향으로 이동되도록 구성되어, 기어부의 변속동작을 일으키는 역할을 하게 된다.

이러한 시프트 포크를 가지는 변속장치가 한국특허 공개번호 10-2009-0047661호, 한국특허 등록번호 10-1122409호, 한국특허 특1998-021503호에 개시되어 있으며, 도 1과 도 2에는 통상의 시프트 포크가 적용된 변속장치의 일예가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 변속장치(10)는 시프트 레일(1)에 하나 이상의 포크(2)가 이동 가능하게 결합되고, 시프트 레일(1)에서 이격되어 구비되는 입력축(3)에 한 쌍 이상의 기어부(4)가 구비되며, 한 쌍의 기어부(4)에서 슬리브(5)가 왕복 이동 가능하게 구비되되, 상기 슬리브(5)가 포크(2)에 결합되는 구성을 갖는다.

여기서, 수동변속기에서의 포크는 컨트롤 샤프트에 구비되는 컨트롤 핑거에 의해 왕복 이동되도록 구성되고, 전기차량용 변속기에서의 포크(2)는 변속모터(6)로부터 동력을 받아 회전하는 작동캠(7)에 걸려서 왕복 이동되도록 구성된다.

즉, 종래의 변속장치는, 변속모터(6)의 구동에 의해 캠축(7a)과 함께 작동캠(7)이 회전되거나 변속레버의 조작에 의해 컨트롤 샤프트가 왕복 이동될 때, 시프트 레일(1)에 구비되는 포크(2)가 왕복 이동되는데, 이 포크(2)에 결합되는 슬리브(5)가 한 쌍의 기어부(4)중 하나의 기어부(4)에 기어 물림되어 변속되는 것이다.

그러나, 종래의 변속장치는, 기어 변속시 슬리브(5)와 상기 기어부(4)가 서로 어긋나서 맞물림 되지 않아 변속이 이루어지지 않거나, 포크(2)를 작동시키는 동력이 약할 경우에는 마찰력이나 이물질 등에 의해 슬리브(5)와 기어부(4)의 기어물림이 이루어지지 않는 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 기어부의 기어물림되는 슬리브를 왕복 이동시키기 위한 포크를 포크샤프트에 대하여 탄력 지지되도록 구성하여, 변속시 기어 물림이 되지 않는 비정상일 경우 탄성력을 축적시킨 후에 변속 조작후 이 탄성력에 의해 슬리브와 기어부가 기어물림되도록 함으로써, 변속불가가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 차량용 변속기의 시프트 포크 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시프트 레일에 시프트 포크가 이동 가능하게 결합되고, 상기 시프트 포크는 입력축에 결합되는 한 쌍의 기어부중 하나의 기어부에 기어 물림되는 슬리브에 연결되어 왕복 이동시키도록 구성되는 차량용 변속기의 시프트 포크 구조에 있어서, 상기 시프트 포크는, 양단부가 상기 시프트 레일에 이동 가능하게 결합되는 포크 가이드와, 상기 포크 가이드의 양단부 사이에서 왕복 이동되도록 상기 시프트 레일에 이동 가능하게 결합되는 포크부재와, 상기 포크부재의 양측과 상기 포크 가이드의 양단부 사이에 각각 구비되어 상기 포크부재를 탄력 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포크 가이드는, 양단부가 절곡 형성되되, 상기 시프트 레일이 관통되는 끼움홀이 각각 형성되고, 일면에 연결부가 형성되어 상기 시프트포크를 왕복 이동시키기 위한 작동캠에 연결되도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성부재는, 상기 시프트 레일에 끼워져서 일단부가 상기 포크부재의 측면에 지지되고, 타단부가 상기 포크가이드의 단부에 지지되는 코일스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 기어부에 기어물림되는 슬리브에 결합되어 슬리브를 이동시키는 시프트포크의 포크부재가 시프트 레일에 탄성부재에 의해 탄력 지지됨으로써, 변속 조작시 슬리브가 기어부에 걸려서 기어물림이 이루어지지 않더라도 탄성부재의 압축력에 의해 슬리브가 기어부에 기어물림이 이루어져 변속불가 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 변속장치를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 변속장치에서 시프트 포크 구조를 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시프트 포크 구조를 가지는 차량용 변속장치를 보인 사시도.
도 4는 도 3의 변속장치에 시프트 포크 구조를 보인 요부 단면도.
도 5는 도 3의 변속장치에서 변속이 이루어진 상태를 보인 도면,
도 6은 도 3의 변속장치에서 슬리브와 싱크로콘이 기어물림이 이루어지지 않은 상태를 보인 도면.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 시프트 포크 구조를 가지는 차량용 변속장치를 보인 사시도이고, 도 4는 도 3의 변속장치에 시프트 포크 구조를 보인 요부 단면도이다. 도 5는 도 3의 변속장치에서 변속이 이루어진 상태를 보인 도면이며, 도 6은 도 3의 변속장치에서 슬리브와 싱크로콘이 기어물림이 이루어지지 않은 상태를 보인 도면이다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 변속기의 시프트 포크구조는, 전기 차량용 변속장치에 사용되는 시프트 포크를 예를 들어 설명하기로 한다.

전기 차량용 변속장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 입력축(110)에 구비되되 적어도 한 쌍 이상으로 구성되는 기어부(120)와, 기어부(120)에 기어 물림되는 슬리브(130)와, 슬리브(130)에 연결되며 시프트레일(140)에 왕복 이동가능하게 결합되는 시프트포크(200)와, 시프트포크(200)를 왕복 이동시키는 작동캠(150)과, 변속시 상기 작동캠(150)를 회전시키기 위한 구동부(160)를 포함한다.

상기 기어부(120)는 입력축(110)에 구비되되 적어도 한 쌍 이상으로 구비되며, 한 쌍의 기어부(120)는 각각 차량의 주행속도를 결정하는 단을 결정하게 된다. 즉, 한 쌍의 기어부(120) 사이에 슬리브(130)가 이동 가능하게 구비되어, 변속시 슬리브(130)가 이동되어 한 쌍의 기어부(120)중 하나의 기어부(120)에 기어 물림되면서 변속이 이루어지는 것이다.

여기서, 기어부(120)는 도시하지 않은 종동기어에 치합되는 한 쌍의 기어(121)(122)와, 한 쌍의 기어(121)(122)의 일측에 각각 구비되며 슬리브(130)에 기어 물림되는 싱크로콘(123)(124)으로 구성된다.

즉, 슬리브(130)가 시프트 포크(200)에 연결되어 작동캠(150)에 의해 시프트 포크(200)가 이동될 때, 슬리브(130)도 함께 이동되어 기어부(120)의 싱크로콘(123)(124)에 기어 물림되면서 변속이 이루어지는 것이다.

슬리브(130)는 한 쌍의 기어부(120) 사이에서 왕복 이동되도록 구비되고, 후술하는 시프트 포크(200)에 의해 연결된다. 그리고, 슬리브(130)의 내면에는 싱크로콘(123)(124)에 기어 물림되도록 나사산이 형성되고, 외면에는 후술하는 시프트 포크(200)가 결합되는 홈이 형성된다.

상기 작동캠(150)는 변속시 변속모터의 구동에 의해 회전되는 캠축(151)에 일체로 구성된다. 그리고, 이 작동캠(150)에는 사선 형태의 가이드홈(152)이 형성되어 변속시 후술하는 시프트 포크(200)의 왕복 이동을 가이드하게 된다.

이 시프트 포크(200)는 양단부가 상기 시프트 레일(140)에 이동 가능하게 결합되는 포크 가이드(210)와, 포크 가이드(210)의 양단부 사이에서 왕복 이동되도록 시프트 레일(140)에 이동 가능하게 결합되는 포크부재(220)와, 포크부재(220)의 양측과 포크 가이드(210) 양단부 사이를 각각 구비되어 포크부재(220)를 탄력 지지하는 탄성부재(230)를 포함한다.

포크 가이드(210)는 양단부가 절곡 형성된다. 그리고, 포크 가이드(210)의 양단부에는 시프트 레일(140)이 관통되어 끼워지는 끼움홀(212)이 각각 형성된다. 이 포크 가이드(210)의 외면에는 연결부(211)가 형성되어 작동캠(150)의 가이드홈(152)에 가이드 되도록 구성된다.

상기 탄성부재(230)는 시프트 레일(140)에 끼워져서, 일단부가 포크부재(220)의 측면에 지지되고, 타단부가 포크 가이드(210)의 단부에 지지되는 코일스프링으로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 변속장치의 시프트 포크 구조에 대한 작용을 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 차량용 변속장치의 중립상태일 때, 즉, 변속모터가 구동하지 않은 상태로 작동캠이 작동되지 않아 작동캠의 작동캠(150)에 연결되는 시프트 포크(200)가 도 4와 같은 상태에 있게 된다. 이때, 시프트 포크(200)가 결합되는 슬리브(130)는 한 쌍의 기어부(120) 중앙에 위치되어 기어부(120)의 어느 싱크로콘(123)(124)에도 기어물림 되지 않은 상태를 유지하게 된다.

이후에, 운전자가 변속장치를 조작하면, 구동부(160)의 변속모터가 구동하게 됨에 따라 캠축(151)이 회전되고, 작동캠(150)도 함께 회전하게 된다.

그러면, 이 작동캠(150)의 가이드홈(152)에 연결되는 포크 가이드(210)의 연결부에 의해 도 4와 같은 상태에 있는 시프트 포크(200)가 도 5와 같이, 우측으로 이동되어 슬리브(130)가 한 쌍의 기어부(120)중 일측 기어부(120)의 싱크로콘(124)에 기어물림이 이루어짐으로써 변속장치의 변속이 이루어지는 것이다.

상기와 같이, 변속시 작동캠(150)에 의해 시프트 포크(200)가 이동될 때 슬리브(130)와 기어부(120)의 싱크로콘(124)의 기어물림이 이루어지지 않을 경우에는 시프트 포크(200)의 포크 가이드(210)는 작동캠(150)에 의해 일측으로 이동되는 반면에, 슬리브(130)는 기어부(120)의 싱크로콘(124)에 걸려서 이동되지 않게 됨에 따라 상기 슬리브(130)에 연결되는 포크부재(220)도 이동되지 않게 된다.

즉, 포크 가이드(210)가 이동되고 포크부재(220)는 이동되지 않음에 따라 도 6과 같이, 포크부재(220)의 양측을 탄력 지지하는 탄성부재(230)중 일측의 탄성부재(230)는 압축되는데, 이때 포크부재(220)는 탄성부재(230)에 의해 압축력을 받게 된다.

이후에, 슬리브(130)가 탄성부재(230)의 압축력에 의해 기어부(120)의 싱크로콘(124)으로 이동하여 싱크로콘(124)과 기어 물림을 이루게 되면서 변속장치는 변속이 이루어지게 되는 것이다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 변속장치의 시프트 포크 구조는 슬리브(130)와 기어부(120)의 싱크로콘(123)(124)과의 기어물림이 일시적으로 이루어지지 않을지라도 탄성부재(230)에 의한 압축력에 의해 슬리브(130)가 기어부(120)에 기어물림으로 인한 변속이 이루어짐으로써 변속불가가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

110 : 입력축 120 : 기어부
130 : 슬리브 140 : 시프트 레일
150 : 작동캠 151 : 캠축
152 : 가이드홈
160 : 구동부
200 : 시프트 포크 210 : 시프트 가이드
211 : 연결부 212 : 끼움홀
220 : 포크부재 213 : 탄성체

Claims (3)

1. 시프트 레일에 시프트 포크가 이동 가능하게 결합되고, 상기 시프트 포크는 입력축에 결합되는 한 쌍의 기어부중 하나의 기어부에 기어 물림되는 슬리브에 연결되어 왕복 이동시키도록 구성되는 차량용 변속기의 시프트 포크 구조에 있어서,
   상기 시프트 포크는,
   양단부가 상기 시프트 레일에 이동 가능하게 결합되는 포크 가이드와,
   상기 포크 가이드의 양단부 사이에서 왕복 이동되도록 상기 시프트 레일에 이동 가능하게 결합되는 포크부재와,
   상기 포크부재의 양측과 상기 포크 가이드의 양단부 사이에 각각 구비되어 상기 포크부재를 탄력 지지하는 탄성부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 시프트 포크 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 포크 가이드는,
   양단부가 절곡 형성되되, 상기 시프트 레일이 관통되는 끼움홀이 각각 형성되고,
   일면에 연결부가 형성되어, 상기 시프트포크를 왕복 이동시키기 위한 작동캠에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 시프트 포크 구조.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 탄성부재는,
   상기 시프트 레일에 끼워져서 일단부가 상기 포크부재의 측면에 지지되고, 타단부가 상기 포크가이드의 단부에 지지되는 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 시프트 포크 구조.
   

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