KR20160090135A - 차량용 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 운전자에 의해 조작되는 노브, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버, 리어파트와 상기 리어파트에 대해 이동 가능하게 설치되어 상기 노브를 이동시키거나 상기 운전자가 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 구비하는 리니어 구동 모터, 상기 레버의 이동 정보를 수집하는 제1 센싱부 및 상기 헤드 파트의 이동 정보를 수집하는 제2 센싱부를 포함한다.

Description

차량용 변속 장치{Automotive transmission}

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 실내에 위치하여 운전자가 변속단을 선택할 수 있는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.

일정 범위 내의 rpm을 갖는 엔진을 이용해 저속부터 고속에 이르는 차량 속도를 구현하기 위해, 일반적으로 차량은 엔진의 rpm에 기어비를 변화시키며 구동륜의 회전 속도를 변화시키는 변속 장치를 장착한다. 또한 차량용 변속 장치는 엔진의 출력을 역으로 전달하여 차량을 후진하게 하는 기능도 포함한다.

운전자는 운전석 옆에 위치하는 노브를 조작하여 변속단을 선택함으로써 기어비를 변화시킬 수 있다.

변속 장치는 수동 변속 장치와 자동 변속 장치로 크게 구분된다.

수동 변속 장치는 운전자가 차량의 주행 속도에 맞추어 1단, 2단, 3단, 4단 등의 변속단을 직접 선택하는 변속 장치이고, 자동 변속 장치는 차량의 주행 속도, 엔진 부하, 스로틀 밸브의 개방량 등에 따라 차량의 ECU가 변속단을 자동으로 조절하는 장치이다.

자동 변속 장치는 일반적으로 차량의 주정차 시에 사용되는 P단, 차량의 전진에 사용되는 D단, 차량의 후진에 사용되는 R단 및 엔진의 출력이 구동륜으로 전달되는 것을 차단하는 N단을 포함하는 변속단으로 구성된다.

운전자는 노브를 이용하여 각 변속단을 선택할 수 있는데, 노브의 대표적인 종류로는 레버 타입과 다이얼 타입이 있다. 그 외에 각 변속단이 버튼 형식으로 구성된 차종도 있다.

일반적인 레버 타입은 PRND의 순서로 변속단이 일렬 배치되고 레버를 직선 방향으로 이동시켜 각 변속단을 선택할 수 있도록 구성된다. 최근에는 레버 타입으로서, PRND의 변속단 위치가 고정되어 않고 레버는 운전자의 조작에 따라 제자리에서 틸팅 후 복귀하도록 구성되어 레버의 틸팅 방향에서 따라 PRND가 차례대로 변하는 방식으로 변속단을 선택할 수 있는 변속 장치가 사용되고 있다.

한편, 다이얼 타입은 일정 각도 범위 내에서 회전하는 다이얼의 주변으로 PRND의 변속단이 위치하고 다이얼의 특정 포인트를 PRND의 각 변속단에 위치시킴으로써 변속단을 선택할 수 있도록 구성된다.

레버 타입 또는 다이얼 타입의 노브가 장착된 변속 장치는, 운전자가 PRND의 변속단을 선택하는 때에 변속단의 변화 및 노브가 각 변속단에 위치하였음을 인지할 수 있도록 절도감을 촉각적으로 전달한다. 이와 같은 절도감을 구현하기 위해 변속 장치 내에는 디던트 장치가 구비된다. 그러나, 종래의 디턴트 장치는 기구적 구성을 이용해 절도감을 구현하므로 복잡한 구조가 요구되었다.

또한, 차량의 안정적인 주행을 위해, D단에서 P단 또는 R단으로 변속단을 변경하는 경우 또는 반대로 P단 또는 R단에서 D단으로 변경하는 것은 차량이 거의 정지된 상태에서만 이루어져야 한다. 이를 위해 종래의 변속 장치는 일정한 조건이 갖추어졌을 때만 위와 같은 변속단 변경을 허용하고 그 외에는 위와 같은 변속이 불가능하도록 노브의 움직임을 막는 별도의 블로킹 장치가 구비된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 리니어 구동 모터를 이용해 변속의 절도감 및 변속 블로킹이 가능한 차량용 변속 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 운전자에 의해 조작되는 노브, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버, 리어파트와, 상기 리어파트에 대해 이동 가능하게 설치되어 상기 노브를 이동시키거나 상기 운전자가 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 구비하는 리니어 구동 모터, 상기 레버의 이동 정보를 수집하는 제1 센싱부 및 상기 헤드 파트의 이동 정보를 수집하는 제2 센싱부를 포함한다.

상기 레버는 상기 노브의 조작에 연동하여 회동하도록 구비되며, 상기 제1 센싱부가 수집하는 상기 레버의 이동 정보는 상기 레버의 회동 각도일 수 있다.

상기 레버는, 상기 하우징 내에 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 일측으로 연장 형성되어 상기 노브와 결합되는 노브 결합부를 포함하고, 상기 제1 센싱부는, 상기 회동부와 일체로 회동하는 마그넷 및 상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 자력 센서를 포함할 수 있다.

상기 레버는 상기 하우징 내에 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부를 더 포함하고, 일단은 상기 연장부와 상대 회전 가능하게 결합되고 타단은 상기 헤드 파트와 결합되어 상기 헤드 파트와 일체로 이동하며 상기 레버를 상기 회동부를 중심으로 회동시키는 링크 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 연장부는 상기 링크 부재의 일단과 결합되는 링크 회전축이 관통하는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀과 상기 링크 회전축 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 센싱부는, 상기 헤드 파트의 이동량에 비례하여 회전하는 회전 플레이트 및 상기 회전 플레이트의 회전량을 검출하는 광 센서를 포함할 수 있다.

상기 회전 플레이트는 반경 방향으로 형성되는 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 광 센서는, 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나로 빛을 출사하는 발광부 및 상기 발광부로부터 출사되어 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나를 통과한 빛이 입사되는 수광부를 포함할 수 있다.

상기 리어파트가 고정 설치되는 모터 하우징을 더 포함하고, 상기 회전 플레이트는 상기 모터 하우징에 회전 가능하게 설치되어 제자리에서 회전할 수 있다.

상기 제2 센싱부는 상기 헤드 파트의 이동 정보로서, 상기 회전 플레이트가 회전함에 따라 상기 복수의 슬릿에 의해 상기 수광부에 입사되는 빛의 단속 횟수를 이용할 수 있다.

상기 레버는 상기 하우징 내에 회동 가능하게 지지되고, 상기 제1 센싱부는, 상기 레버의 회동축과 일체로 회동하는 마그넷 및 상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 자력 센서를 포함하여, 상기 마그넷의 자력 변화를 상기 레버의 이동 정보로 수집하고, 상기 제2 센싱부는, 복수의 슬릿이 형성되며 상기 헤드 파트의 이동량에 비례하여 회전하는 회전 플레이트, 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나로 빛을 출사하는 발광부 및 상기 발광부로부터 출사되어 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나를 통과한 빛이 입사되는 수광부를 포함하여, 상기 회전 플레이트가 회전함에 따라 복수의 슬릿에 의해 상기 수광부에 입사되는 빛의 단속 횟수를 상기 헤드 파트의 이동 정보로 수집할 수 있다.

상기 자력 센서, 상기 발광부 및 상기 수광부는 하나의 회로 기판에 설치되며, 상기 회로 기판은 상기 레버 및 상기 리니어 구동 모터의 일측에 배치될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 운전자에 의해 조작되는 노브, 상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버, 리어파트와, 상기 리어파트에 대해 이동 가능하게 설치되어 상기 노브를 이동시키거나 상기 운전자가 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 구비하는 리니어 구동 모터 및 상기 헤드 파트의 이동량에 비례하여 회전하는 회전 플레이트와, 상기 회전 플레이트의 회전량을 검출하는 광 센서가 구비된 구동 모터 센싱부를 포함한다.

상기 회전 플레이트는 반경 방향으로 형성되는 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 광 센서는, 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나로 빛을 출사하는 발광부 및 상기 발광부로부터 출사되어 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나를 통과한 빛이 입사되는 수광부를 포함할 수 있다.

상기 구동 모터 센싱부는 상기 헤드 파트의 이동 정보를 수집하며, 상기 헤드 파트의 이동 정보로서 상기 회전 플레이트가 회전함에 따라 상기 복수의 슬릿에 의해 상기 수광부에 입사되는 빛의 단속 횟수를 이용할 수 있다.

상기 헤드 파트와 일체로 이동하는 랙 기어(rack gear)를 더 포함하고, 상기 회전 플레이트는 상기 랙 기어와 치합되는 피니언 기어(pinion gear)구비하여, 상기 헤드 파트가 직선 방향으로 이동함에 따라 상기 회전 플레이트는 회전할 수 있다.

상기 리어파트가 고정 설치되는 모터 하우징을 더 포함하고, 상기 회전 플레이트는 상기 모터 하우징에 회전 가능하게 설치되어 제자리에서 회전할 수 있다.

상기 레버의 이동 정보를 수집하는 레버 센싱부를 더 포함할 수 있다.

상기 레버는 상기 노브의 조작에 연동하여 회동하도록 구비되며, 상기 레버 센싱부가 수집하는 상기 레버의 이동 정보는 상기 레버의 회동 각도일 수 있다.

상기 레버는, 상기 하우징 내에 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 일측으로 연장 형성되어 상기 노브와 결합되는 노브 결합부를 포함하고, 상기 레버 센싱부는, 상기 회동부와 일체로 회동하는 마그넷 및 상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 자력 센서를 포함할 수 있다.

상기 자력 센서, 상기 발광부 및 상기 수광부는 하나의 회로 기판에 설치되며, 상기 회로 기판은 상기 레버 및 상기 리니어 구동 모터의 일측에 배치될 수 있다.

상기 레버는 상기 하우징 내에 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부를 더 포함하고, 일단은 상기 연장부와 상대 회전 가능하게 결합되고 타단은 상기 헤드 파트와 결합되어 상기 헤드 파트와 일체로 이동하며 상기 레버를 상기 회동부를 중심으로 회동시키는 링크 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 연장부는 상기 링크 부재의 일단과 결합되는 링크 회전축이 관통하는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀과 상기 링크 회전축 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

차량용 변속 장치를 보다 경량화 및 소형화할 수 있다.

또한, 변속의 절도감 및 변속 블로킹을 구현하는 리니어 구동 모터를 높은 신뢰성으로 작동할 수 있다.

또한, 차량용 변속 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 전방측을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 후방측을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외부 하우징을 제거한 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 제1 측부 하우징을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 레버 및 탄성 부재를 도시한 측면도이다.
도 6은 도 5의 A 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 탄성 부재에 의해 탄성 지지되는 링크 회전축의 결합 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 도 3에서 모터 하우징을 제거한 상태를 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터의 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터와 제2 센싱부의 결합 관계를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 회전 플레이트와 링크 부재의 결합 관계를 도시한 사시도이다.

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.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 전방측을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 후방측을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 상부에 돌출 형성되는 노브(10)와, 노브(10)의 하부에 위치하여 노브(10)를 둘러싸는 상부 하우징(21), 상부 하우징(21)의 일측 하부에 결합되는 제1 측부 하우징(22) 및 상부 하우징의 타측 하부에 결합되는 제2 측부 하우징(23)을 포함한다.

노브(10) 및 상부 하우징(21)은 차량 실내의 센터페시아와 센터콘솔박스 사이에서 실내에 노출되도록 설치된다. 그리고, 상부 하우징(21)의 하부에 위치하는 제1 측부 하우징(22) 및 제2 측부 하우징(23)은 차량의 실내에 노출되지 않고 센터페시아로부터 센터콘솔박스로 이어지는 공간 내에 위치하게 된다.

노브(10)는 운전자에 의해 조작되며, 전방 또는 후방으로 이동되며 PRND의 순서로 변속단을 선택할 수 있다. 수동 변속 모드를 지원하는 변속 장치의 경우에는 노브(10)을 좌측 또는 우측으로 이동된 후 전방 또는 후방으로 이동되어 1단, 2단, 3단, 4단 등의 변속단을 선택할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(21)에는 파킹 버튼(P)이 형성될 수 있다. 상부 하우징(21)의 파킹 버튼(P)은 EPB(electric parking brake)의 작동 버튼일 수 있다. 또는 P단 변속단을 설정하는 버튼일 수 있다(이 경우에는, 노브(10)에 의해 선택되는 변속단이 RND의 순서로 이루어질 수 있다).

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 측부 하우징(22)과 제2 측부 하우징(23) 사이에는 변속 장치(1)의 전면 일부를 형성하는 전면 커버(25)가 구비된다. 전면 커버(25)와 제1 측부 하우징(22) 사이에는 커넥터(22a)가 노출되도록 구비된다. 커넥터(22a)는 제1 측부 하우징(22)내에 설치되는 회로 기판(101, 도 3 참고)으로 전원 및 제어 신호를 제공하는 단자이다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 측부 하우징(22)과 제2 측부 하우징(23) 사이에는 변속 장치(1)의 후방을 형성하는 모터 하우징(24)이 위치한다. 모터 하우징(24)은 모터 하우징(24) 내에 위치하는 리니어 구동 모터(80, 도 4 참고)의 보빈(850, 도 10 참고)과 결합된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(24)은 스크류(S5, S6)를 통해 보빈(850)과 결합될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외부 하우징을 제거한 상태를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 제1 측부 하우징을 도시한 평면도이다. 도 4는 차량용 변속 장치(1) 내부측을 도시한 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 외부 하우징(21, 22, 23, 25)의 내부에는 노브(10)를 지지하는 레버(40), 레버(40)에 장착되는 마그넷(202), 레버(40)를 회동 가능하게 지지하는 레버 홀더(30), 레버(40)에 대해 상대 회전 가능하게 결합되는 링크 부재(70), 링크 부재(70) 및 모터 하우징(24)에 각각 결합되는 리니어 구동 모터(80), 그리고 링크 부재(70) 및 리니어 구동 모터(80)와 연동하여 동작하는 회전 플레이트(304) 등이 구비된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 측부 하우징(22) 내부에는 회로 기판(101)이 설치된다. 회로 기판(101)에는 커넥터(22a), 자력 센서(201) 및 광 센서(301, 302)가 설치된다.

제1 측부 하우징(22)의 일면에는 복수의 개구(22b, 22c, 22d)들이 형성된다.

제1 개구(22b)는 자력 센서(201)의 위치에 대응하도록 형성되어 제1 측부 하우징(22)의 일면을 통해 회로 기판(101)에 설치된 자력 센서(201)가 노출되도록 한다. 자력 센서(201)는 마그넷(202, 도 3 참고)과 마주하여 위치하도록 회로 기판(101) 상에 설치된다. 자력 센서(201)와 마그넷(202)은 함께 제1 센싱부(또는 구동 모터 센싱부)(201, 202)를 구성한다.

제2 개구(22c)는 광 센서(301, 302)의 위치에 대응하도록 형성되어 제1 측부 하우징(22)의 일면을 통해 회로 기판(101)에 설치된 광 센서(301, 302)가 노출되도록 한다. 광 센서(301, 302)는 회전 플레이트(304)가 발광부(301)와 수광부(302) 사이에 위치하도록 회로 기판(101) 상에 설치된다. 광 센서(301, 302)와 회전 플레이트(304)는 제2 센싱부(또는 레버 센싱부)를 구성한다.

제3 개구(22c)는 제2 개구(22c)와 교차하도록 형성되며, 제2 개구(22c)에 비해 가로 방향으로 긴 형상을 갖는다. 제3 개구(22c)는 회전 플레이트(304)의 외곽 일부가 수용되는 공간이다.

외부 하우징(21, 22, 23, 25)의 내부에 구비되는 구성 요소들 중, 우선 레버(40)에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 레버 및 탄성 부재를 도시한 측면도이다.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 레버(40)는 레버 홀더(30)에 회동 가능하게 결합되는 회동부(42), 회동부(42)로부터 일측으로 연장 형성되는 노브 결합부(41) 및 회동부(42)로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부(43)를 포함한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 노브 결합부(41)는 회동부(42)의 상단으로부터 대략 직선형으로 연장 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 노브(10)의 내측으로 삽입되어 노브(10)와 결합된다.

회동부(42)는 측면에 돌출 형성되는 레버 회동축(421)을 포함한다. 레버 회동축(421)은 레버 홀더(30)에 형성된 홀더 관통홀(31)에 삽입되어 회동부(42)를 레버 홀더(30)에 회동 가능하게 결합한다. 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 레버 회동축(421)의 끝단에는 마그넷(202)이 설치된다.

레버 홀더(30)는 외부 하우징(21, 22, 23) 중 어느 하나에 고정 설치되어, 레버(40)가 레버 회동축(421)을 중심으로 회동 동작만 가능하도록 규제한다.

레버(40)가 레버 회동축(421)을 중심으로 회동하는 경우에, 레버 회동축(421)의 끝단에 설치된 마그넷(202)은 레버(40)와 일체로 회동하게 된다. 마그넷(202)이 회동함에 따라 변화하는 자력은 자력 센서(201, 도 4 참고)에 의해 감지되고, 자력 센서(201)가 감지한 마그넷(202)의 자력 변화는 레버(40)의 회동 각도에 대응하게 된다.

자력 센서(201)의 출력 신호를 전달받은 연산 처리 장치(미도시)는 자력 센서(201)의 출력 신호를 통해 레버(30)의 각도 변화를 파악하고 이를 통해 레버(30)가 위치하는 변속단을 파악할 수 있다.

즉, 제1 센싱부(또는 구동 모터 센싱부)(201, 202)는 레버(30)의 이동 정보를 수집하여 연산 처리 장치가 현재 변속단을 파악할 수 있도록 한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 연장부(43)는 회동부(42)의 하단으로부터 대략적인 'S'자 형상을 이루며 연장 형성된다. 따라서, 레버(40)는 회동부(42)를 중심으로 상하 비대칭의 형상을 가지며, 연장부(43) 중 일부는 노브 결합부(41)에 비해 전방에 위치하게 된다.

연장부(43)의 위와 같은 형상으로 인해, 레버(40)와 리니어 구동 모터(80) 사이에서 리니어 구동 모터(80)의 출력을 레버(40)로 전달하는 링크 부재(70)가 회동부(42)의 아래에 위치할 수 있고, 그 결과 변속 장치(1)의 전후 방향 길이를 축소할 수 있다.

변속 장치(1)의 전후 방향 길이 축소는 변속 장치(1)가 설치되는 센터페시아와 센터콘솔박스 사이의 공간을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다는 점에서 남는 공간에 대한 활용성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 변속 장치(1)를 컴팩트하게 구성함에 따라 남는 공간에 다른 편의 장치를 위한 구성을 추가하는 등의 추가적인 활용이 가능하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 연장부(43)의 하단에는 관통홀(433)이 형성되고 관통홀(433)의 양측으로 연장 형성되는 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)이 구비된다.

관통홀(433), 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)에는 탄성 부재(50)가 설치된다.

도 6은 도 5의 A 부분을 확대 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 탄성 부재(50)는 대략 'Ω' 형상을 갖는다. 탄성 부재(50)는 관통홀(433)의 상단에 밀착되는 제1 탄성부(51)와, 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)에 고정 설치되는 고정부(54, 55) 및 제1 탄성부(51)와 고정부(54, 55)를 연결하는 제2 탄성부(52, 53)를 포함한다.

제2 탄성부(52, 53)는 제1 탄성부(51)의 일단으로부터 연장되는 제1 탄성 지지부(52)와 제1 탄성부(51)의 타단으로부터 연장되는 제2 탄성 지지부(53)를 포함한다.

그리고, 고정부(54, 55)는 제1 설치단(431) 및 제2 설치단(432)에 각각 고정되는 제1 고정부(54)와 제2 고정부(55)를 포함한다.

제1 고정부(54)는 제1 탄성 지지부(52)로부터 연장 형성되어, 관통홀(433)의 내부로부터 제1 설치단(431)을 감싸도록 형성된다. 그리고, 관통홀(433)의 반대측인 제1 설치단(431)의 외부로부터 진입하는 스크류(S1)에 의해 제1 설치단(431)에 고정된다.

제2 고정부(55)는 제2 탄성 지지부(53)로부터 연장 형성되어, 관통홀(433)의 내부로부터 제2 설치단(432)을 감싸도록 형성된다. 그리고, 관통홀(433)의 반대측인 제2 설치단(432)의 외부로부터 진입하는 스크류(S2)에 의해 제2 설치단(432)에 고정된다.

제1 고정부(54)는 제1 설치단(431)에 고정됨에 있어, 제1 탄성부(51) 및 제1 탄성 지지부(52)를 관통홀(433)의 내측으로 가압하며 고정된다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 탄성부(51)는 탄성 변형되어 관통홀(433)의 상단 형상에 대응하도록 가압 밀착되고, 제1 탄성 지지부(52)는 관통홀(433)로부터 이격된 관통홀(433)의 내측으로 볼록한 아크 형상이 되도록 탄성 변형된다.

제2 고정부(55) 역시 제2 설치단(432)에 고정됨에 있어, 제1 탄성부(51) 및 제2 탄성 지지부(53)를 관통홀(433)의 내측으로 가압하며 고정된다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 탄성부(51)는 탄성 변형되어 관통홀(433)의 상단 형상에 대응하도록 가압 밀착되고, 제2 탄성 지지부(53)는 관통홀(433)로부터 이격된 관통홀(433)의 내측으로 볼록한 아크 형상이 되도록 탄성 변형된다.

본 실시예에서는 관통홀(433)의 타단이 개방되는 형태의 예를 도시하였으나, 제1 설치단(431)과 제2 설치단(432)의 단부가 다시 하나로 합쳐지며 대략 원형 또는 타원형의 관통홀(433)이 형성되도록 구성될 수도 있다. 이 경우에 고정부(54, 55)의 형상이 이에 대응되도록 변경될 수 있다.

도 7은 도 6의 탄성 부재에 의해 탄성 지지되는 링크 회전축의 결합 상태를 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 링크 회전축(60)은 레버(40, 도 3 참고)와 링크 부재(70, 도 3 참고)를 상대 회전 가능하게 결합하는 구성이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 링크 회전축(60)은 관통홀(433)을 통과하며, 관통홀(433) 내에서 제1 탄성 지지부(52) 및 제2 탄성 지지부(53)에 의해 협지된다.

링크 회전축(60)의 구체적인 구성으로는, 회전축 헤드(61), 축 바디(62) 및 너트 결합단(63)을 포함한다.

회전축 헤드(61)는 관통홀(433)보다 큰 직경으로 형성되어 축 바디(62)가 관통홀(433) 내에 유지되도록 하는 스토퍼의 역할을 함과 동시에, 너트(64, 도 3 참고)가 너트 결합단(63)에 조립되는 때에 너트 결합단(63)을 회전시키는 역할을 한다. 이를 위해 도 7에 도시되지 않은 회전축 헤드(61)의 반대측에는 드라이버, 드릴 등의 공구가 결합되는 십자, 일자, 또는 육각 형태의 공구결합홈(미도시)이 형성될 수 있다.

회전축 헤드(61)으로부터 연장되는 축 바디(62)는 원기둥 형상으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 일측이 제1 탄성 지지부(52)에 의해 탄성 지지되고, 타측이 제2 탄성 지지부(53)에 의해 탄성 지지된다.

너트 결합단(63)은 적어도 일부가 관통홀(433)의 외부로 노출되며, 축 바디(62) 보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 너트 결합단(63) 중 축 바디(62)에 인접하는 부분에는 링크 부재(70)의 일단이 회전 가능하게 결합된다. 그리고, 너트 결합단(63) 중 축 바디(62)와 이격된 단부의 외측에는 너트(64, 도 3 참고)의 나사산과 대응하는 나사산이 외측에 형성될 수 있다. 너트(64)는 너트 결합단(63)의 단부 측에 결합되어 링크 부재(70)의 이탈을 방지한다.

차량의 수명 기간 동안 노브(10)의 조작은 수만 번 내지 수십만 번 반복된다. 탄성 부재(50)가 없다면 노브(10)의 조작에 대응하여 축 바디(62)와 관통홀(433)은 직접 접촉하며 상대 회전하여 상호 마모가 진행되는데, 마모로 인해 축 바디(62)와 관통홀(433) 사이에 유격이 발생하게 된다.

그러나 본 실시예에는, 탄성 부재(50)가 관통홀(433)과 축 바디(62) 사이에 개재되어, 축 바디(62)와 관통홀(433)간의 마찰을 방지한다. 또한, 탄성 부재(50)의 제2 탄성부(52, 53)가 축 바디(62)를 탄성 지지하므로, 축 바디(62)가 점차 마모되더라도 제2 탄성부(52, 53)와 축 바디(62) 사이에 유격이 발생하는 것을 방지한다. 따라서, 수만 번 내지 수십만 번의 노브(10) 조작에도 레버(40)와 링크 부재(70) 사이의 안정적인 힘 전달을 유지하는 높은 내구성을 기대할 수 있다.

한편, 도 8은 도 3에서 모터 하우징을 제거한 상태를 도시한 측면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 전술한 바와 같이, 레버(40)와 상대 회전 가능하게 결합되는 링크 부재(70)와, 링크 부재(70)에 일부가 결합되고 모터 하우징(24, 도 3 참고)에 다른 일부가 결합되는 리니어 구동 모터(80)를 포함한다. 리니어 구동 모터(80) 중 링크 부재(70)와 결합되는 부분을 헤드 파트(810)라 하고, 모터 하우징(24)에 결합되는 부분을 리어 파트(850, 860)라고 한다.

링크 부재(70)는 플랜지(71), 플랜지(71)의 일면으로부터 레버(40)의 관통홀(433)을 향해 연장 형성되는 한 쌍의 결합조(72) 및 플랜지(71)의 상단으로부터 결합조(72)와 반대 방향으로 연장되는 가이드(73)를 포함한다.

한 쌍의 결합조(72)는 레버(40)의 두께에 대응하는 거리를 두고 상호 이격되어 형성된다. 도 8에는 한 쌍의 결합조(72) 중 하나만 도시되었으나, 도 8을 기준으로 레버(40)의 후방에 동일한 다른 하나의 결합조(도 11 참고)가 구비된다.

도시된 결합조(72)는 전술한 바와 같이, 너트 결합단(63)에 조립되어 너트(64)에 의해 이탈이 방지되도록 결합된다. 그리고, 도시되지 않은 결합조는 링크 회전축(60)의 회전축 헤드(61)와 레버(40) 사이에 위치하도록 조립되어 회전축 헤드(61)에 의해 이탈이 방지되도록 결합된다.

플랜지(71)의 이면에는 리니어 구동 모터(80)의 헤드 파트(810)가 설치된다. 헤드 파트(810)와 플랜지(71)는 스크류(S3, S4)에 의해 결합된다.

가이드(73)는 헤드 파트(810)의 외측면을 따라 플랜지(71)로부터 연장 형성된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 가이드(73)의 일측에는 랙 기어(rack gear)가 형성된다.

리니어 구동 모터(80)의 리어 파트(850, 860)는 고정 설치되는 모터 하우징(24, 도 3 참고)에 결합된다. 헤드 파트(810)는 모터 하우징(24)와 함께 고정되는 리어 파트(850, 860)로부터 직선 방향(도 8을 기준으로 좌우방향)으로 일정 거리 범위 내에서 이동 가능하게 설치된다.

따라서, 운전자가 노브(10)를 조작하면, 레버(40)는 회동부(42)를 중심으로 회동하게 되고, 그에 따라 링크 부재(70) 및 헤드 파트(810)는 직선 방향으로 이동하게 된다. 반대로, 헤드 파트(810)가 직선 방향으로 이동하게 되면, 링크 부재(70)는 헤드 파트(810)와 일체로 직선 방향으로 이동하고, 그에 따라 레버(40) 및 노브(10)가 회동하게 된다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)의 리니어 구동 모터(80)에 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터의 분해 사시도이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 리니어 구동 모터(80)는 헤드 파트(810), 마그넷(820), 요크(830), 모터 샤프트(840), 보빈(850), 코일(860) 및 부쉬들(871, 872)을 포함한다. 본 실시예에 따른 리니어 구동 모터(80)는 기본적으로 코일(860)에 인가되는 전류의 변화에 의해 형성되는 자기장에 영향을 받아 마그넷(820)이 이동하며 헤드 파트(810)를 직선 방향으로 이동시키는 구동 원리를 갖는다.

모터 샤프트(840)는 리니어 구동 모터(80)의 중심축을 형성하며, 일단은 헤드 파트(810)의 전방으로 노출되고, 타단은 보빈(850)의 베이스 플레이트(851)에 형성되는 모터 샤프트 수용단(851a, 도 8 참고)에 고정된다.

헤드 파트(810)의 전방으로 노출된 모터 샤프트(840)의 일단은 링크 부재(70, 도 8 참고)의 플랜지(71, 도 8 참고)를 관통한다.

모터 샤프트(840)는 리어 파트(850, 860)에 대해 상대 이동하는 헤드 파트(810), 마그넷(820), 요크(830) 및 링크 부재(70)의 이동 방향을 가이드한다.

보빈(850)과 코일(860)은 리니어 구동 모터(80)의 리어 파트를 형성한다.

보빈(850)은 모터 하우징(24, 도 3 참고)과 결합되는 베이스 플레이트(851)와 베이스 플레이트(851)의 일면으로부터 연장 형성되는 코일 실린더(852)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 베이스 플레이트(851)의 중심에는 모터 샤프트(840)의 타단을 고정하는 모터 샤프트 수용단(851a)이 형성된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 모터 샤프트 수용단(851a)은 모터 샤프트(840)의 타단 일부가 노출되도록 베이스 플레이트(851)의 이면에 돌출 형성될 수 있다.

베이스 플레이트(851)의 이면에는 모터 하우징(24)과 베이스 플레이트(851)를 고정하는 스크류(S5, S6; 도 2 참고)가 진입하는 스크류 홀(미도시)들이 형성된다.

코일 실린더(852)는 베이스 플레이트(851)와 단차를 형성하며 연장 형성된다. 코일 실린더(852)의 외측면에는 코일(860)이 감기게 된다. 코일 실린더(852)의 내측은 빈 공간을 형성하여, 모터 샤프트(840)와, 헤드 파트(810) 내에 설치되는 마그넷(820) 및 요크(830) 등이 수용되거나 이동하는 공간을 형성한다.

한편, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 헤드 파트(810)는 적어도 일부가 코일(860) 외측을 둘러싸는 측벽(811)과 측벽(811)의 일단을 거의 폐쇄하는 커버(812)를 포함한다.

커버(812)는 측벽(811)과 대략 직각이 되도록 측벽(811)의 일단으로부터 연장 형성된다. 측벽(811)의 내경은 마그넷(820)의 외경과 대응되어 헤드 파트(810) 내에 마그넷(820)이 수용되도록 한다.

커버(812)는 마그넷(820)이 자력에 의해 이동하거나 제자리를 유지함에 따라 발생하는 추력을 링크 부재(70)에 직접적으로 추력을 전달한다.

커버(812)에는 링크 부재(70)와 결합되기 위해 사용되는 스크류(S3, S4)가 진입하는 스크류 홀(812a)들이 형성된다. 그리고, 모터 샤프트(840)가 관통하는 제1 샤프트 홀(813b)이 형성된다. 제1 샤프트 홀(813b)의 내경은 모터 샤프트(840)의 외경보다 크게 형성되고 제1 샤프트 홀(813b)과 모터 샤프트(840) 사이에는 제1 부쉬(871)가 개재될 수 있다.

제1 부쉬(871)는 제1 샤프트 홀(813b)과 모터 샤프트(840)의 직접적인 접촉을 방지하고, 헤드 파트(810)가 모터 샤프트(840)를 따라 원활하게 이동하도록 한다.

이상 설명한 헤드 파트(810)는 마그넷(820)과 코일(860) 사이에 자력이 효과적으로 전달되도록 S45C, 퍼멀로이(permalloy), 아몰퍼스(amorphous), 방향성 전자강판, 무방향성 전자강판, 순철 등으로 형성될 수 있다.

커버(812)의 이면에는 마그넷(820)이 배치된다. 마그넷(820)은 네오디움과 같은 강자력의 자석체가 사용될 수 있다.

마그넷(820)은 리어 파트(850, 860)의 코일에 인가되는 전류 변화에 따라 형성되는 자기장에 반응하여 모터 샤프트(840)를 따라 직선 방향으로 이동하거나 제자리를 유지하게 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 중심부에는 모터 샤프트(840)가 관통하는 제2 샤프트 홀(821)이 형성된다.

마그넷(820)의 일면에는 제2 샤프트 홀(821)을 중심으로 제1 조립단(813a)에 대응하여 함몰 형성되는 제2 조립단(822)이 형성될 수 있다. 도 10에는 제1 조립단(813a)이 돌출 형성되고 제2 조립단(822)이 함몰 형성되는 타입을 도시하였으나, 양자의 암수 관계는 바뀔 수 있다.

마그넷(820)의 이면에는 제2 샤프트 홀(821)을 중심으로 제3 조립단(미도시)이 함몰 형성될 수 있다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 마그넷(820)의 이면에는 요크(yoke)(830)가 배치된다. 요크(830)는 마그넷(820)과 코일(860) 간에 형성되는 자기장의 자속 분포를 마그넷(820) 및 코일(860)에 대략 수직하게 형성시켜 불필요한 누설 자속을 최소화 한다.

요크(830)의 중심부에는 모터 샤프트(840)가 관통하는 제3 샤프트 홀(831)이 형성된다.

요크(830)의 일면에는 제3 샤프트 홀(831)을 중심으로 제3 조립단에 대응하여 돌출 형성되는 제4 조립단(832)이 형성될 수 있다. 도 8 및 도 9에는 제3 조립단이 함몰 형성되고 제4 조립단(832)이 돌출 형성되는 타입을 도시하였으나, 양자의 암수 관계는 바뀔 수 있다.

요크(830)의 이면에는 제3 샤프트 홀(831)의 내경이 확장된 부쉬 설치홈(미도시)이 형성된다. 부쉬 설치홈과 모터 샤프트(840) 사이에는 제2 부쉬(872)가 개재될 수 있다.

제2 부쉬(872) 역시 제1 부쉬(871)와 유사하게, 요크(830)와 모터 샤프트(840)의 직접적인 접촉을 방지하고, 요크(830)가 모터 샤프트(840)를 따라 원활하게 이동하도록 한다.

본 실시예에서는, 마그넷(820)이 헤드 파트(810) 내에 장착되고 코일(860)이 보빈(850)에 장착되는 예를 채택하였으나, 반대로 마그넷(820)이 보빈(850)에 설치되고 코일(860)이 헤드 파트(810)에 장착될 수도 있다.

커버(812), 마그넷(820) 및 요크(830)는 대략 동일한 직경을 갖도록 형성되어 측벽(811)과 일정한 거리를 유지하도록 설치될 수 있다.

이 때, 커버(812), 마그넷(820) 및 요크(830)와 측벽(811)이 형성하는 사이 공간(미도시)는 코일(860) 및 코일 실린더(852)가 위치한다. 코일(860) 및 코일 실린더(852)는 헤드 파트(810), 마그넷(820) 및 요크(830)가 일체로 모터 샤프트(840)를 따라 슬라이딩 이동함에 따라 사이 공간 내에서 진퇴를 반복하게 된다.

리니어 구동 모터(80)는 헤드 파트(810)의 전후 방향 이동을 이용해 특정 변속단 간의 변속을 막도록 노브(10)의 조작을 방해하는 반력을 레버(40)로 전달하여 변속 블로킹을 구현할 수 있다.

또한, 필요한 경우에는 노브(10)를 강제적으로 이동시켜 차량의 운행 안정성을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 운전자가 변속단을 D단 또는 R단에 위치시킨 채 차량의 시동을 끈 경우에는 리니어 구동 모터(80)가 노브(10)를 P단으로 강제 위치시켜 P단으로 변속되도록 할 수 있다.

또한, 코일(860)에 인가되는 전류값을 제어하여 운전자가 노브(10)를 통해 변속하는 경우, 노브(10)을 조작하는 힘에 대한 적절한 반력을 제공하여 운전자가 변속 시에 절도감을 느낄 수 있도록 추력을 조절할 수도 있다.

리니어 구동 모터(80)를 통해 절도감 및 변속 블로킹을 구현할 수 있으므로, 별도의 디던트 장치 및 블로킹 장치를 추가로 포함할 필요가 없다. 따라서, 차량용 변속 장치(1)의 경량화 및 소형화를 달성할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)의 제2 센싱부(또는 레버 센싱부)에 대해 설명한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 리니어 구동 모터와 제2 센싱부의 결합 관계를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 회전 플레이트와 링크 부재의 결합 관계를 도시한 사시도이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 센셍부는, 광 센서(301, 302), 회전 플레이트(304) 및 지지부(303)를 포함한다.

지지부(303)는 회전 플레이트(304)를 회전 가능하게 지지하는 구조물로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(24)의 상측에 설치된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(24)은 리니어 구동 모터(80)를 둘러싸도록 형성된다. 그리고 전술한 바와 같이, 리니어 구동 모터(80)의 리어 파트는 스크류(S5, S6; 도 2 참고)를 이용해 모터 하우징(24)에 고정된다.

도 11에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(24)의 상부는 리니어 구동 모터(80) 및 가이드(73)와 일정 거리를 두로 이격되도록 형성된다.

그리고, 모터 하우징(24)의 상부에는 지지부(303)가 고정 설치된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 지지부(303)는 회전 플레이트(304)를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 회전 플레이트(304)가 지지부(303)의 양측으로 노출되도록 형성될 수 있다.

지지부(303)는 상단이 모터 하우징(24)의 상부에 지지되고, 하단이 가이드(73)의 일측 전방에 위치하도록 배치된다.

회전 플레이트(304)는 지지부(303) 내에 설치되며 지지부(303) 및 모터 하우징(24)에 대해 회전 가능하게 설치된다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 회전 플레이트(304)는 원판형의 부재로서, 복수의 슬릿(304a)들이 방사형으로 형성된다. 또한 회전 플레이트(304)의 하부에는 가이드(73)에 형성된 랙 기어(74)와 치합되는 피니언 기어(pinion gear)(304b)가 형성된다.

따라서, 리니어 구동 모터(80)의 헤드 파트(810)가 전후로 이동함에 따라, 링크 부재(70)의 가이드(73)가 헤드 파트(810)와 일체로 전후로 이동하게 되고, 가이드(73)에 형성된 랙 기어(74)와 치합된 피니언 기어(304b)가 회전하여 회전 플레이트(304)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다.

한편, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 광 센서(301, 302)는 발광부(301)와 수광부(302)가 서로 마주하며 하나의 바디로 이루어진 'ㄷ'자 형상을 갖는다.

발광부(301)와 수광부(302) 사이에는 회전 플레이트(304)의 슬릿(304a)들이 위치한다. 본 실시예에서는 발광부(301)가 슬릿(304a)의 상부에 위치하고, 수광부(302)가 슬릿(304a)의 하부에 위치하는 예를 도시하였으나, 반대로 발광부(301)가 슬릿(304a)의 하부에 위치하고, 수광부(302)가 슬릿(304a)의 상부에 위치할 수도 있다.

발광부(301)는 수광부(302)를 향해 빛을 조사하는 광원(미도시)를 포함한다. 광원으로는 직진성이 강한 레이저, LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode) 등의 반도체 발광 소자가 사용될 수 있다.

수광부(302)는 발광부(301)로부터 출사된 빛이 입사되는 것을 감지한다.

따라서, 리니어 구동 모터(80)의 헤드 파트(810)가 전후로 이동하여 회전 플레이트(304)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전함에 따라 발광부(301)에서 출사된 빛은 이동하는 복수의 슬릿(304a)에 의해 수광부(302)로 단속적으로 입사된다. 즉, 발광부(301)에서 출사된 빛이 슬릿(304a)을 통과하는 때에는 수광부(302)로 입사되지만, 발광부(301)에서 출사된 빛이 슬릿(304a) 사이의 회전 플레이트(304)의 면에 부딪히는 때에는 수광부(302)로 입사되지 않으므로, 수광부(302)로 빛이 단속적으로 입사된다.

회전 플레이트(304)의 회전량은 헤드 파트(810)의 이동량에 비례하므로, 수광부(302)에 입사되는 빛의 단속 횟수는 헤드 파트(810)의 이동량과 비례하게 된다. 따라서, 수광부(302)에 입사되는 빛의 단속 횟수를 통해 헤드 파트(810)의 이동량을 파악할 수 있다.

자력 센서(201)의 출력 신호를 통해 레버(30)가 위치하는 변속단을 파악하는 연산 처리 장치는 수광부(302)에 입사되는 빛의 단속 횟수를 통해 헤드 파트(810)의 이동량을 연산하고, 이를 통해 변속단의 위치는 물론, 리니어 구동 모터(80)를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

그리고, 변속단의 위치를 파악함에 있어, 제1 센싱부(또는 구동 모터 센싱부)를 통한 레버(30)의 각도 변화와 제2 센싱부(또는 레버 센싱부)를 통한 리니어 구동 모터(80)의 구동량을 함께 고려할 수 있으므로 보다 높은 신뢰성으로 차량용 변속 장치(1)의 현재 상태를 파악하고 제어할 수 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 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 차량용 변속 장치 10: 노브
21: 상부 하우징 22: 제1 측부 하우징
22a: 커넥터 23: 제2 측부 하우징
24: 내부 하우징 25: 전면 커버
30: 샤프트 홀더 31: 홀더 관통홀
40: 노브 샤프트 41: 노브 결합부
42: 회동부 43: 연장부
50: 탄성 부재 51: 제1 탄성부
52: 제1 탄성 지지부 53: 제2 탄성 지지부
54: 제1 고정부 55: 제2 고정부
60: 링크 회전축 61: 회전축 헤드
62: 축 바디 63: 너트 결합단
64: 너트 70: 링크 부재
71: 플랜지 72: 결합조
73: 가이드 74: 랙 기어
80: 리니어 구동 모터 101: 회로 기판
201: 자력 센서 202: 마그넷
301: 발광부 302: 수광부
303: 지지부 304: 회전 플레이트
304a: 슬릿 304b: 피니언 기어
421: 샤프트 회동축 431: 제1 설치단
432: 제2 설치단 433: 관통홀
810: 헤드 파트 811: 측벽
812: 커버 820: 마그넷
830: 요크 840: 모터 샤프트
850: 보빈 851: 베이스 플레이트
852: 코일 실린더 860: 코일
S1, S2, S3, S4, S5, S6: 스크류

Claims (23)

1. 운전자에 의해 조작되는 노브;
   상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버;
   리어파트와, 상기 리어파트에 대해 이동 가능하게 설치되어 상기 노브를 이동시키거나 상기 운전자가 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 구비하는 리니어 구동 모터;
   상기 레버의 이동 정보를 수집하는 제1 센싱부; 및
   상기 헤드 파트의 이동 정보를 수집하는 제2 센싱부를 포함하는, 차량용 변속 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 레버는 상기 노브의 조작에 연동하여 회동하도록 구비되며,
   상기 제1 센싱부가 수집하는 상기 레버의 이동 정보는 상기 레버의 회동 각도인, 차량용 변속 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 레버는,
   회동 가능하게 지지되는 회동부; 및
   상기 회동부로부터 일측으로 연장 형성되어 상기 노브와 결합되는 노브 결합부를 포함하고,
   상기 제1 센싱부는,
   상기 회동부와 일체로 회동하는 마그넷; 및
   상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 자력 센서를 포함하는, 차량용 변속 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 레버는 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부를 더 포함하고,
   일단은 상기 연장부와 상대 회전 가능하게 결합되고 타단은 상기 헤드 파트와 결합되어 상기 헤드 파트와 일체로 이동하며 상기 레버를 상기 회동부를 중심으로 회동시키는 링크 부재를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 연장부는 상기 링크 부재의 일단과 결합되는 링크 회전축이 관통하는 관통홀을 포함하고,
   상기 관통홀과 상기 링크 회전축 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 센싱부는,
   상기 헤드 파트의 이동량에 비례하여 회전하는 회전 플레이트 및
   상기 회전 플레이트의 회전량을 검출하는 광 센서를 포함하는, 차량용 변속 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 회전 플레이트는 반경 방향으로 형성되는 복수의 슬릿을 포함하고,
   상기 광 센서는,
   상기 복수의 슬릿 중 어느 하나로 빛을 출사하는 발광부 및
   상기 발광부로부터 출사되어 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나를 통과한 빛이 입사되는 수광부를 포함하는, 차량용 변속 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 헤드 파트와 일체로 이동하는 랙 기어(rack gear)를 더 포함하고,
   상기 회전 플레이트는 상기 랙 기어와 치합되는 피니언 기어(pinion gear)구비하여,
   상기 헤드 파트가 직선 방향으로 이동함에 따라 상기 회전 플레이트는 회전하는, 차량용 변속 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 리어파트가 고정 설치되는 모터 하우징을 더 포함하고,
   상기 회전 플레이트는 상기 모터 하우징에 회전 가능하게 설치되어 제자리에서 회전하는, 차량용 변속 장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 센싱부는 상기 헤드 파트의 이동 정보로서, 상기 회전 플레이트가 회전함에 따라 상기 복수의 슬릿에 의해 상기 수광부에 입사되는 빛의 단속 횟수를 이용하는, 차량용 변속 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 레버는 회동 가능하게 지지되고,
    상기 제1 센싱부는,
    상기 레버의 회동축과 일체로 회동하는 마그넷 및
    상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 자력 센서를 포함하여, 상기 마그넷의 자력 변화를 상기 레버의 이동 정보로 수집하고,
    상기 제2 센싱부는,
    복수의 슬릿이 형성되며 상기 헤드 파트의 이동량에 비례하여 회전하는 회전 플레이트;
    상기 복수의 슬릿 중 어느 하나로 빛을 출사하는 발광부; 및
    상기 발광부로부터 출사되어 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나를 통과한 빛이 입사되는 수광부를 포함하여, 상기 회전 플레이트가 회전함에 따라 복수의 슬릿에 의해 상기 수광부에 입사되는 빛의 단속 횟수를 상기 헤드 파트의 이동 정보로 수집하는, 차량용 변속 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 자력 센서, 상기 발광부 및 상기 수광부는 하나의 회로 기판에 설치되며, 상기 회로 기판은 상기 레버 및 상기 리니어 구동 모터의 일측에 배치되는, 차량용 변속 장치.
13. 운전자에 의해 조작되는 노브;
    상기 노브의 조작에 연동하여 이동하는 레버;
    리어파트와, 상기 리어파트에 대해 이동 가능하게 설치되어 상기 노브를 이동시키거나 상기 운전자가 상기 노브를 조작하는 힘에 반력을 제공하는 헤드 파트를 구비하는 리니어 구동 모터; 및
    상기 헤드 파트의 이동량에 비례하여 회전하는 회전 플레이트와, 상기 회전 플레이트의 회전량을 검출하는 광 센서가 구비된 구동 모터 센싱부를 포함하는 차량용 변속 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 회전 플레이트는 반경 방향으로 형성되는 복수의 슬릿을 포함하고,
    상기 광 센서는,
    상기 복수의 슬릿 중 어느 하나로 빛을 출사하는 발광부 및
    상기 발광부로부터 출사되어 상기 복수의 슬릿 중 어느 하나를 통과한 빛이 입사되는 수광부를 포함하는, 차량용 변속 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 구동 모터 센싱부는 상기 헤드 파트의 이동 정보를 수집하며, 상기 헤드 파트의 이동 정보로서 상기 회전 플레이트가 회전함에 따라 상기 복수의 슬릿에 의해 상기 수광부에 입사되는 빛의 단속 횟수를 이용하는, 차량용 변속 장치.
16. 제13항에 있어서,
    상기 헤드 파트와 일체로 이동하는 랙 기어(rack gear)를 더 포함하고,
    상기 회전 플레이트는 상기 랙 기어와 치합되는 피니언 기어(pinion gear)구비하여,
    상기 헤드 파트가 직선 방향으로 이동함에 따라 상기 회전 플레이트는 회전하는, 차량용 변속 장치.
17. 제13항에 있어서,
    상기 리어파트가 고정 설치되는 모터 하우징을 더 포함하고,
    상기 회전 플레이트는 상기 모터 하우징에 회전 가능하게 설치되어 제자리에서 회전하는, 차량용 변속 장치.
18. 제13항에 있어서,
    상기 레버의 이동 정보를 수집하는 레버 센싱부를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 레버는 상기 노브의 조작에 연동하여 회동하도록 구비되며,
    상기 레버 센싱부가 수집하는 상기 레버의 이동 정보는 상기 레버의 회동 각도인, 차량용 변속 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 레버는,
    회동 가능하게 지지되는 회동부; 및
    상기 회동부로부터 일측으로 연장 형성되어 상기 노브와 결합되는 노브 결합부를 포함하고,
    상기 레버 센싱부는,
    상기 회동부와 일체로 회동하는 마그넷; 및
    상기 마그넷의 자력 변화를 감지하는 자력 센서를 포함하는, 차량용 변속 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 자력 센서 및 상기 광 센서는 하나의 회로 기판에 설치되며, 상기 회로 기판은 상기 레버 및 상기 리니어 구동 모터의 일측에 배치되는, 차량용 변속 장치.
22. 제13항에 있어서,
    상기 레버는 회동 가능하게 지지되는 회동부 및 상기 회동부로부터 타측으로 연장 형성되는 연장부를 더 포함하고,
    일단은 상기 연장부와 상대 회전 가능하게 결합되고 타단은 상기 헤드 파트와 결합되어 상기 헤드 파트와 일체로 이동하며 상기 레버를 상기 회동부를 중심으로 회동시키는 링크 부재를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.
23. 제22항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 링크 부재의 일단과 결합되는 링크 회전축이 관통하는 관통홀을 포함하고,
    상기 관통홀과 상기 링크 회전축 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함하는, 차량용 변속 장치.

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