KR20180062141A - 차량용 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이얼 방식의 변속 조작이 가능한 차량용 변속 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는 노브, 상기 노브가 회전할 때 회전하는 회전 유닛, 및 변속단에 따라 상기 회전 유닛이 적어도 하나의 방향으로 회전하는 것을 차단하는 잠금 유닛을 포함하며, 상기 잠금 유닛은, 상기 회전 유닛이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 적어도 하나로 회전하는 것이 차단되도록 위치가 가변되는 이동 유닛, 및 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되도록 하는 제1 잠금 위치와 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향 중 어느 하나로 회전되는 것을 차단하는 제2 잠금 위치 사이에서 상기 이동 유닛의 위치를 가변시키는 위치 가변 유닛을 포함한다.

Description

차량용 변속 장치{Transmission for vehicle}

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이얼 방식의 변속 조작이 가능한 차량용 변속 장치에 관한 것이다.

차량용 변속 장치는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 할 수 있으며, 운전자는 변속기(Transmission)의 기어비를 바꾸기 위하여 변속기에 있는 변속 레버(Shift lever)를 조작할 수 있다.

차량용 변속 장치의 변속 모드로는 운전자가 변속단을 바꿀 수 있는 수동 변속 모드와 운전자가 주행단(D) 선택시 차량 속도에 따라 자동으로 변속단이 바뀌는 자동 변속 모드가 있다.

이와 함께, 하나의 변속 장치에서 수동 변속과 자동 변속을 수행할 수 있는 스포츠 모드형 변속 장치가 사용되고 있다. 스포츠 모드형 변속 장치는 원칙적으로 자동 변속을 수행하면서, 운전자가 기어의 단수를 높이거나 낮추어서 수동 변속을 수행할 수 있도록 자동 변속을 하는 변속 장치 옆에 수동 변속을 할 수 있는 변속 장치를 구비할 수 있다.

변속 레버에 의한 변속 조작은 변속 레버를 일정 거리로 이동시켜 변속단을 선택하기 때문에 변속 레버의 이동 궤적에 따른 공간이 필요하기 때문에 최근에는 다이얼 방식의 변속 조작을 통해 차량 공간 활용성을 높이고 변속 조작성을 향상시키고 있다.

차량용 변속 장치는 변속 잠금 기능이라 불리우는 시프트 록 기능이 사용되고 있는데, 이러한 시프트 록 기능은 급발진 사고가 자주 발생하면서 이를 막기 위해 개발된 기능으로서, 기본적으로 일부 변속단 또는 모든 변속단에서 변속 레버가 변속 조건을 만족하는 경우에만 다른 위치로 이동할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 시프트 록 기능은 변속 조건을 만족하는 경우에만 변속 레버의 이동 가능하게 하는 것으로서, 시프트 록 기능이 수행되는 상태에서는 현재 변속단에서 다른 변속단을 선택하는 것이 차단된다.

이때, 서로 다른 변속단에서 시프트 록 기능이 수행될 때 선택 가능한 변속단을 다르게 구현하고자 하는 경우에는 각각의 변속단에 대한 시프트 록 기능을 수행하기 위한 구조가 별도로 필요하게 되며, 이로 인해 구성이 복잡해지고 비용이 증가하게 된다.

따라서, 서로 다른 변속단에서 시프트 록 기능이 수행될 때 선택 가능한 변속단을 다르게 하면서도 구성이 복잡해지는 것을 방지할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

US2013/0220055(2013.08.29. 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단한 구성으로도 서로 다른 변속단에서 시프트 록 기능이 수행될 때 선택 가능한 변속단을 다르게 할 수 있는 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 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는 노브, 상기 노브가 회전할 때 회전하는 회전 유닛, 및 변속단에 따라 상기 회전 유닛이 적어도 하나의 방향으로 회전하는 것을 차단하는 잠금 유닛을 포함하며, 상기 잠금 유닛은, 상기 회전 유닛이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 적어도 하나로 회전하는 것이 차단되도록 위치가 가변되는 이동 유닛, 및 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되도록 하는 제1 잠금 위치와 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향 중 어느 하나로 회전되는 것을 차단하는 제2 잠금 위치 사이에서 상기 이동 유닛의 위치를 가변시키는 위치 가변 유닛을 포함한다.

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

상기와 같은 본 발명의 차량용 변속 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

서로 다른 변속단에서 시프트 록 기능이 수행될 때 선택 가능한 변속단을 다르게 하기 위한 구성을 별도로 추가하지 않고도 노브와 함께 회전하는 회전 유닛이 적어도 하나의 방향으로 회전되는 것을 차단할 수 있기 때문에 구성이 간소화되어 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외관이 도시된 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캠 유닛이 도시된 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 캠 유닛이 도시된 정면도.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이동 유닛의 위치에 따른 캠 유닛이 도시된 정면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제2 위치에 있는 이동 유닛이 도시된 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제2 위치에 있는 이동 유닛이 도시된 측면도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제3 위치에 있는 이동 유닛이 도시된 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제3 위치에 있는 이동 유닛이 도시된 측면도.
도 14 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 위치 감지 유닛이 도시된 개략도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 위치 감지 유닛의 감지값이 도시된 개략도.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 감지 유닛이 도시된 사시도.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 감지 유닛이 도시된 개략도.

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.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

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. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 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 실시예들에 의하여 차량용 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치의 외관이 도시된 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 노브(100), 회전 유닛(200) 및 잠금 유닛(300)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 다이얼 방식의 변속 장치로서, 노브(100)가 회전축선(Ax1)을 중심으로 하여 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 어느 하나의 회전 방향으로 회전할 때 변속단이 전환되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에서 노브(100)가 회전될 때 선택 가능한 변속단으로 P(주차), R(후진), N(중립) 및 D(주행)단을 포함하며, 노브(100)가 제1 회전 방향으로 회전할 때에는 P, R, N, D단의 순서로 선택되고, 노브(100)가 제2 회전 방향으로 회전할 때에는 D, N, R, P단의 순서로 선택되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 노브(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 다양하게 변경될 수 있다.

예를 들어, 자동 변속 모드에서 노브(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 P, R, N, D단을 포함할 수 있으나, 수동 변속 모드에서는 노브(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 기어의 단수를 올리거나 낮추는 "+" 및 "-"로 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 노브(100)에 변속 모드를 전환하기 전환 버튼(100a)이 구비되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 변속 모드의 전환은 운전자의 조작이 가능한 버튼 및 스위치 등과 같은 다양한 조작 장치에 의해 이루어질 수 있다.

노브(100)에는 선택 가능한 변속단이나 현재 선택된 변속단을 표시하는 표시 유닛(110)이 구비될 수 있으며, 표시 장치(110)에 표시되는 변속단은 변속 모드에 따라 달라질 수 있다.

또한, 표시 장치(110)는 변속단에 따라 각 변속단을 나타내는 광원이 온/오프되거나 밝기가 변경되어 현재 선택된 변속단과 나머지 변속단이 구분될 수 있다.

표시 유닛(110)은 노브(100)의 외측면만 회전될 수 있도록 위치가 고정될 수도 있고, 노브(100)가 회전할 때 함께 회전될 수도 있다.

노브(100)는 운전자의 변속 조작이 가능하도록 적어도 일부가 변속 하우징(500)의 외부로 노출되도록 위치할 수 있으며, 회전 유닛(200) 및 잠금 유닛(300)은 외부 충격이나 이물질 유입이 방지될 수 있도록 변속 하우징(500) 내부에 수용되도록 위치할 수 있다.

회전 유닛(200)은 노브(100)의 하측에 위치하여 노브(100)의 회전축선(Ax)을 중심으로 회전하게 되며, 노브(100)와 결합되어 노브(100)가 회전할 때 노브(100)의 회전 방향으로 함께 회전될 수 있다.

회전 유닛(200)은 후술할 잠금 유닛(300)에 의해 적어도 하나의 회전 방향으로 회전되는 것이 차단될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 회전 유닛(200)이 노브(100)와 결합되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으므로, 회전 유닛(200)이 적어도 하나의 회전 방향으로 회전되는 것이 차단된다는 것은 노브(100)도 회전 유닛(200)과 마찬가지로 적어도 하나의 회전 방향으로 회전되는 것이 차단된다는 것으로 이해될 수 있다.

회전 유닛(200)은 노브(100)의 회전축선(Ax)을 중심으로 회전하는 제1 회전 부재(210) 및 제2 회전 부재(220)를 포함할 수 있으며, 제1 회전 부재(210) 및 제2 회전 부재(220)는 서로 결합되어 동시에 회전될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 제1 회전 부재(210) 및 제2 회전 부재(220)가 서로 결합되어 동시에 회전되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 회전 부재(210) 및 제2 회전 부재(220)는 일체로 형성될 수도 있다.

제1 회전 부재(210)는 후술할 잠금 유닛(300)에 의해 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 어느 하나의 회전 방향으로 회전되는 것이 차단될 수 있고, 제2 회전 부재(220)는 후술할 잠금 유닛(300)에 의해 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 제1 회전 부재(210)가 제2 회전 부재(220)의 상측에 위치하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 그 반대의 경우도 가능하다.

제1 회전 부재(210)는 잠금 유닛(300)에 의해 제2 회전 방향으로의 회전이 차단될 수 있도록 하는 제1 걸림부(211)가 제1 회전 부재(210)의 테두리의 소정 위치에 형성될 수 있고, 제2 회전 부재(220)는 잠금 유닛(300)에 의해 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로의 회전이 차단될 수 있도록 하는 소정 간격으로 이격되는 복수의 제2 걸림부(221)가 제2 회전 부재(220)의 테두리를 따라 형성될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

잠금 유닛(300)은 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 허용하거나 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 적어도 하나의 방향으로 회전되는 것을 차단하는 시프트 록 기능을 수행할 수 있다.

잠금 유닛(300)은 소정 변속단에서 기설정된 조건을 만족할 때 회전 유닛(300)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 허용하고, 그렇지 않은 경우 회전 유닛(300)이 적어도 하나의 회전 방향으로 회전되는 것을 차단할 수 있다.

이하, 잠금 유닛(300)이 각 변속단에서 회전 유닛(200)이 적어도 하나의 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되는 경우에 대하여 살펴보기로 한다.

잠금 유닛(300)은 P단이 선택된 상태에서 차량 속도가 0이고 브레이크 페달이 밟힌 상태에서는 회전 유닛(300)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 허용하여 다른 변속단의 선택을 가능하게 하고, 그렇지 않은 경우에는 회전 유닛(300)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 차단할 수 있다.

잠금 유닛(300)은 N단이 선택된 상태에서 차량 속도가 0이고 브레이크 페달이 밟힌 상태에서는 회전 유닛(200)이 제2 회전 방향으로 회전하는 것을 허용하여 R, P단의 선택이 가능하게 하고, 그렇지 않은 경우에는 회전 유닛(200)이 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 차단할 수 있으며, N단에서 제1 회전 방향으로의 회전은 허용하여 D단의 선택을 가능하게 할 수 있다.

잠금 유닛(300)은 R단이 선택된 상태에서 차량 속도가 0이고 브레이크 페달이 밟힌 상태에서는 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 허용하여 다른 변속단의 선택을 가능하게 하고, 그렇지 않은 경우 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향으로 회전되는 것을 가능하게 하여 N단이 선택될 수 있도록 하며, 이후 전술한 N단 상태에서의 조건에 따라 회전 유닛(200)이 적어도 하나의 회전 방향으로 회전되는 것을 차단하거나 허용할 수 있다.

잠금 유닛(300)은 D단이 선택된 상태에서 차량 속도가 0이고 브레이크 페달이 밟힌 상태에서는 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 허용하여 다른 변속단의 선택을 가능하게 하고, 그렇지 않은 경우 회전 유닛(200)이 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 가능하게 하여 N단이 선택될 수 있도록 하며, 이후 전술한 N단 상태에서의 조건에 따라 회전 유닛(200)이 적어도 하나의 회전 방향으로 회전되는 것을 차단하거나 허용할 수 있다.

잠금 유닛(300)이 각 변속단에서 기설정된 조건에 따라 회전 유닛(200)이 적어도 하나의 방향으로 회전하는 것을 차단하는 경우는 전술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 각 변속단에서 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 적어도 하나의 방향으로 회전하는 것을 차단하거나 허용할 수 있다.

잠금 유닛(300)은 노브(100)의 회전축선(Ax)과 평행한 방향으로 이동하는 이동 유닛(310) 및 이동 유닛(310)의 위치를 가변시키는 위치 가변 유닛(320)을 포함할 수 있다.

이동 유닛(310)은 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전하는 것을 허용하는 해제 위치, 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전하는 것을 차단하는 제1 잠금 위치, 및 회전 유닛(300)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 어느 하나로 회전하는 것을 차단하는 제2 잠금 위치 사이에서 위치가 가변될 수 있다.

예를 들어, 이동 유닛(310)은 전술한 바와 같이 P단에서 기설정된 조건이 만족되지 않은 경우 이동 유닛(310)이 제1 잠금 위치로 이동되어 회전 유닛(300)이제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 이동되는 것이 차단되며, N단에서 기설정된 조건이 만족되지 않은 경우 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치로 이동되어 회전 유닛(300)이 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 P 및 N단 이외의 다른 변속단에서도 회전 유닛(300)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 적어도 하나로 회전되는 것을 차단할 필요가 있는 경우 이동 유닛(310)은 제1 잠금 위치 및 제2 잠금 위치 중 어느 하나로 이동되어 위치할 수 있다.

위치 가변 유닛(320)은 구동 유닛(321) 및 캠 유닛(322)을 포함할 수 있다.

구동 유닛(321)은 캠 유닛(322)의 회전축(322a)에 형성되는 기어(322b)에 맞물리도록 위치하는 기어(321a)를 포함할 수 있으며, 구동 유닛(321)이 구동될 때 캠 유닛(322)은 서로 맞물리도록 위치하는 기어(321a, 322b)를 통해 구동 유닛(321)의 구동력이 회전축(322a)으로 전달되어 캠 유닛(322)이 회전될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캠 유닛이 도시된 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 캠 유닛이 도시된 정면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 캠 유닛(322)은 이동 유닛(310)의 일측과 접촉되어 이동 유닛(310)이 해제 위치, 제1 잠금 위치 및 제2 잠금 위치 사이에서 위치가 가변되도록 하는 캠 프로파일(P)을 가질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 캠 프로파일(P)은 이동 유닛(310)과 접촉되는 윤곽선의 형상으로 이해될 수 있다.

캠 프로파일(P)은 이동 유닛(310)이 해제 위치, 제1 잠금 위치 및 제2 잠금 위치에 있도록 하는 제1 프로파일(P1), 제2 프로파일(P2) 및 제3 프로파일(P3)을 포함할 수 있다.

이때, 제1 프로파일(P1), 제2 프로파일(P2) 및 제3 프로파일(P3)은 캠 유닛(322)의 회전축(322a)과 서로 다른 거리를 가지도록 형성될 수 있으며, 이로 인해 이동 유닛(310)이 제1 프로파일(P1), 제2 프로파일(P2) 및 제3 프로파일(P3)에 위치할 때 서로 다른 높이에 위치할 수 있게 된다.

예를 들어, 캠 유닛(322)의 회전축(322a)과 제1 프로파일(P1) 내의 임의의 점 사이의 거리를 제1 거리, 캠 유닛(322)의 회전축(322a)과 제2 프로파일(P2) 내의 임의의 점 사이의 거리를 제2 거리, 캠 유닛(322)의 회전축(322a)과 제3 프로파일(P3) 내의 임의의 점 사이의 거리를 제3 거리라 할 때 제2 거리는 제1 거리보다 크고, 제3 거리는 제2 거리보다 크게 형성될 수 있다.

따라서, 도 7과 같이 이동 유닛(310)이 제1 프로파일(P1)에 위치할 때 이동 유닛(310)은 해제 위치에 있게 되고, 도 8과 같이 이동 유닛(310)이 제2 프로파일(P2)에 위치할 때 이동 유닛(310)은 해제 위치보다 높은 제1 잠금 위치에 있게 되며, 도 9와 같이 이동 유닛(310)이 제3 프로파일(P3)에 위치할 때 이동 유닛(310)은 제1 잠금 위치보다 높은 제2 잠금 위치에 있게 된다.

전술한 실시예에서는 이동 유닛(310)이 해제 위치로부터 제2 잠금 위치로 이동되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 캠 유닛(322)의 회전 방향 및 회전 각도에 따라 이동 유닛(310)은 해제 위치, 제1 잠금 위치 및 제2 잠금 위치 중 어느 하나로부터 다른 하나로 이동될 수 있게 된다.

한편, 제1 프로파일(P1) 및 제2 프로파일(P2) 사이에는 이동 유닛(310)이 해제 위치 및 제1 잠금 위치 사이에서 이동될 수 있도록 하는 제4 프로파일(P4)이 형성되고, 제2 프로파일(P2) 및 제3 프로파일(P3) 사이에는 이동 유닛(310)이 제1 잠금 위치 및 제2 잠금 위치 사이에서 이동될 수 있도록 하는 제5 프로파일(P5)이 형성될 수 있다.

또한, 이동 유닛(310)의 일측에는 일단이 이동 유닛(310)을 탄성 지지하며 타단의 위치가 고정되는 탄성 부재(312)가 위치할 수 있으며, 탄성 부재(312)는 이동 유닛(310)이 해제 위치로부터 제1 잠금 위치 또는 제2 잠금 위치로 이동할 때는 압축되고, 이와 반대로 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치로부터 해제 위치 또는 제1 잠금 위치로 이동하거나 제1 잠금 위치로부터 해제 위치로 이동할 때는 이완되어 이동 유닛(310)이 캠 유닛(322)의 캠 프로파일(P)에 접촉된 상태를 유지할 수 있게 한다.

전술한 바와 같은 잠금 유닛(300)에 의해 회전 유닛(200)이 적어도 하나의 방향으로 회전되는 것이 차단되는 경우에 대하여 도 10 내지 도 13을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.

우선, 이동 유닛(310)이 제1 프로파일(P1)에 위치하는 경우 전술한 도 2 내지 도 4와 같이 이동 유닛(310)이 해제 위치에 있기 때문에 회전 유닛(200)은 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전이 가능한 상태가 된다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 이동 유닛(310)은 캠 유닛(322)의 회전에 의해 제2 프로파일(P2)에 위치하여 해제 위치보다 높은 제1 잠금 위치로 변경된다.

이 경우, 이동 유닛(310)이 해제 위치보다 높은 제1 잠금 위치에 있기 때문에 이동 유닛(310)이 상승되어 제2 회전 부재(220)의 테두리를 따라 소정 간격으로 형성되는 복수의 제2 걸림부(221) 사이에 이동 유닛(310)의 일측이 위치하여 회전 유닛(200)은 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로의 회전이 차단될 수 있고, 이로 인해 노브(100)도 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로의 회전이 차단될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 복수의 제2 걸림부(221)가 제2 회전 부재(220)의 테두리를 따라 반복적으로 형성되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 복수의 제2 걸림부(221) 각각의 형성 간격은 노브(100)가 회전하는 단위 각도로 이해될 수 있다.

따라서, 노브(100)가 단위 각도로 회전할 때 이동 유닛(310)은 복수의 걸림부(221) 사이에 위치할 수 있기 때문에 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 차단할 필요가 있는 상황에서는 항상 이동 유닛(310)을 제1 잠금 위치로 이동시켜 회전 유닛(200)의 회전을 차단할 수 있게 된다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 이동 유닛(310)은 캠 유닛(322)의 회전에 의해 제3 프로파일(P3)에 위치하여 제1 잠금 위치보다 높은 제2 잠금 위치로 변경된다.

이 경우, 이동 유닛(310)이 제1 잠금 위치보다 높은 제2 잠금 위치에 있기 때문에 이동 유닛(310)이 상승되어 제1 회전 부재(210)에 형성된 제1 걸림부(211)에 의해 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 어느 하나로 회전되는 것이 차단될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 제1 걸림부(211)에 의해 회전 유닛(200)이 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 제1 걸림부(211)가 제1 회전 방향으로 회전이 차단되도록 형성 방향이 달라질 수 있다.

이때, 제1 걸림부(211)에 의해 회전 유닛(200)이 제2 회전 방향으로의 회전이 차단되는 경우는 노브(100)의 회전에 의해 기설정된 변속단(예를 들어, N단)이 선택되었을 때 제1 걸림부(211)가 이동 유닛(310)에 걸릴 수 있는 위치로 이동되는 것으로 이해될 수 있다.

예를 들어, N단 이외의 변속단에서는 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치에 있더라도 이동 유닛(310)의 일측이 제1 걸림부(211)에 걸리지 않기 때문에 회전 유닛(200)의 회전이 가능하며, N단에서는 이동 유닛(310)에 걸릴 수 있는 위치로 제1 걸림부(211)가 이동되어 회전 유닛(200)이 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단될 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 이동 유닛(310)이 제1 잠금 위치에 있을 때 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되고, 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치에 있을 때 회전 유닛(200)이 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 제1 회전 부재(210)가 제2 회전 부재(220)의 상측에 위치하기 때문이며, 제1 회전 부재(210)가 제2 회전 부재(220)의 하측에 위치하는 경우 제1 잠금 위치에서 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되고, 제2 잠금 위치에서 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 이동 유닛(310)이 노브(100)의 회전축선(Ax)에 평행한 방향으로 해제 위치, 제1 잠금 위치, 및 제2 잠금 위치 사이에서 이동하면서 회전 유닛(200)이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향으로 회전하는 것을 허용하거나 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 적어도 하나로 회전하는 것을 차단하는 경우를 예를 들어 설명하고 있는데, 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치에 있을 때 제2 회전 부재(220)와의 물리적인 간섭이 발생되는 것이 방지될 수 있도록 이동 부재(310)의 일단에는 회전 유닛(200)을 향하여 돌출되는 돌출부(311)가 형성될 수 있다.

다시 말해서, 이동 부재(310)는 돌출부(311)가 제1 걸림부(211) 또는 복수의 제2 걸림부(221) 사이에 걸리도록 위치하기 때문에 돌출부(311)를 제외한 나머지는 회전 유닛(200)과의 이격 거리가 상대적으로 크게 되고, 이로 인해 이동 부재(310)가 제2 잠금 위치에 있을 때 돌출부(311)가 제1 걸림부(211)에 걸리도록 위치하게 되며, 복수의 제2 걸림부(221)와는 이격되도록 위치하기 때문에 회전 유닛(210)이 제1 회전 방향 및 제2 방향 방향으로 회전되는 것이 차단되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 이동 유닛(310)의 위치를 판단하고, 그에 따라 위치 가변 유닛(320)을 제어하기 위한 위치 감지 유닛(400)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 위치 감지 유닛(400)이 캠 유닛(322)의 위치를 감지하여 이동 유닛(310)의 위치를 감지하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 위치 감지 유닛(400)은 이동 유닛(310)의 위치를 직접 감지할 수도 있다.

위치 감지 유닛(400)은 이동 유닛(310)의 위치를 감지하고, 차량의 ECU 등과 같은 컨트롤러는 위치 감지 유닛(400)으로부터 출력되는 감지값을 통해 이동 유닛(310)의 위치를 판단하고, 구동부(321)를 제어하여 이동 유닛(310)의 위치가 가변될 수 있도록 한다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 위치 감지 유닛이 도시된 개략도이다.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위치 감지 유닛(400)은 캠 유닛(322)의 회전축(322a)으로부터 일정한 반경을 가지며 위치하는 마그넷(410) 및 마그넷(410)에 의해 유도되는 자력을 감지하는 홀 센서(420)를 포함할 수 있다.

마그넷(410)은 캠 유닛(322)의 회전 각도 범위에 대응되는 길이를 가질 수 있으며, 경계선를 기준으로 양측에 N극과 S극이 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 이동 유닛(310)이 해제 위치에 있도록 캠 유닛(322)이 회전된 상태에서는 도 14와 같이 마그넷(410)의 S극이 홀 센서(420)에 인접하고, 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치에 있도록 캠 유닛(322)이 회전된 상태에서는 도 16과 같이 마그넷(410)의 N극이 홀 센서(420)에 인접하게 위치하며, 이동 유닛(310)이 제1 잠금 위치에 있도록 캠 유닛(322)이 회전된 상태에서는 도 15와 같이 마그넷(410)의 N극과 S극의 경계선이 홀 센서(420)에 인접하게 위치하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

이로 인해, 도 17와 같이 캠 유닛(322)이 회전함에 따라 이동 유닛(310)이 해제 위치에 있을 때는 홀 센서(420)의 감지값을 V1, 이동 유닛(310)이 제1 잠금 위치에 있을 때 홀 센서(420)의 감지값을 V2, 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치에 있을 때 홀 센서(420)의 감지값을 V3할 때, V1, V2, V3가 서로 다른 값을 가지게 되고, 본 발명의 실시예에서는 V3가 V1보다 크고, V2가 V1 및 V3 사이 값을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고 V1, V2, V3는 서로 다른 값을 가지되 그 크기는 다양하게 변경될 수 있다.

전술한 실시예에서는 위치 감지 유닛(400)이 마그넷(410)에 위치에 따른 자력을 통해 이동 유닛(310)의 위치를 감지하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 이동 유닛(310)의 위치를 감지할 수 있는 다양한 방법이 사용될 수도 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 감지 유닛이 도시된 개략도이다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는 위치 감지 유닛(400)은 캠 유닛(322)의 회전축(322a)으로부터 일정한 반경을 가지며 소정 간격으로 형성되는 복수의 슬릿(431, 432, 433)이 형성될 수 있으며, 복수의 슬릿(431, 432, 433)을 통한 투과광을 감지하는 포토 센서(440)를 포함할 수 있다.

이때, 도 18에서 전술한 실시예와 동일한 역할을 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하기로 하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

복수의 슬릿(431, 432, 433) 각각은 이동 유닛(310)의 위치에 대응되는 간격을 가질 수 있다. 즉, 복수의 슬릿(431, 432, 433) 각각은 이동 유닛(310)이 해제 위치, 제1 잠금 위치 및 제2 잠금 위치에 있을 때 포토 센서(440)를 통해 투과광이 감지될 수 있는 간격을 가지도록 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 위치 감지 유닛(400)은 포토 센서(440)에 의해 감지된 투과광을 카운트하여 이동 유닛(310)의 위치를 감지할 수 있다.

예를 들어, 복수의 슬릿(431, 432, 433)을 각각 제1 슬릿(431), 제2 슬릿(432) 및 제3 슬릿(433)이라 하고, 캠 유닛(322)의 초기 위치가 도 19와 같이 제1 슬릿(431)이 포토 센서(440)에 위치하는 해제 위치라고 가정하면, 캠 유닛(322)이 회전하여 이동 유닛(310)이 제1 잠금 위치에 있을 때는 도 20과 같이 제2 슬릿(432)이 포토 센서(440)에 위치하고, 이와 마찬가지로 캠 유닛(322)이 회전하여 이동 유닛(310)이 제2 잠금 위치에 있을 때는 도 21과 같이 제3 슬릿(433)이 포토 센서(440)에 위치하기 때문에 포토 센서(440)에 의해 감지되는 투과광을 카운트하는 경우 이동 유닛(310)의 위치를 감지하고, 그에 따라 구동부(321)를 제어할 수 있게 된다.

이동 유닛(310)의 위치를 감지하는 위치 감지 유닛(400)은 전술한 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 기계식, 자기식, 전기식, 광학식 등과 같은 다양한 방식이 사용되는 접촉식 또는 비접촉식 센서 등을 통해 이동 유닛(310) 또는 캠 유닛(322)의 위치를 감지할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 주변에 자성체가 위치하는 경우 자성체로부터 발생되는 자력으로 인하여 오동작되는 것이 방지될 수 있도록 자성체로부터 발생되는 자력을 차단하는 자력 차단 부재(미도시)가 구비될 수 있다.

예를 들어, 자력 차단 부재는 자성체의 자력으로 인한 오동작 발생시 차량 사고 발생 가능성이 상대적으로 높아지는 잠금 유닛(300)이나 위치 감지부(400) 등의 적어도 일부를 가리도록 위치하여 자성체의 자력으로 인한 오동작을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 잠금 유닛(300)이나 위치 감지부(400)에 자력 차단 부재가 구비되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 자력 차단 부재는 자력 차단이 요구되는 다양한 위치에 구비될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 변속단에 따라 선택 가능한 변속단이 서로 다르도록 시프트 록 기능을 구현할 수 있기 때문에 구성이 간소화되고, 이로 인해 비용이 절감될 수 있게 된다.

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.

100: 노브 200: 회전 유닛
210: 제1 회전 부재 211: 제1 걸림부
220: 제2 회전 부재 221: 제2 걸림부
300: 잠금 유닛 310: 이동 유닛
311: 돌출부 312: 탄성 부재
320: 위치 가변 유닛 321: 구동부
322: 캠 유닛 400: 위치 감지 유닛
410: 마그넷 420: 홀 센서
431, 432, 433: 슬릿 440: 포토 센서
P: 캠 프로파일 P1: 제1 프로파일
P2: 제2 프로파일 P3: 제3 프로파일
P4: 제4 프로파일 P5: 제5 프로파일

Claims (16)

1. 노브;
   상기 노브가 회전할 때 회전하는 회전 유닛; 및
   변속단에 따라 상기 회전 유닛이 적어도 하나의 방향으로 회전하는 것을 차단하는 잠금 유닛을 포함하며,
   상기 잠금 유닛은,
   상기 회전 유닛이 제1 회전 방향 및 제2 회전 방향 중 적어도 하나로 회전하는 것이 차단되도록 위치가 가변되는 이동 유닛; 및
   상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되도록 하는 제1 잠금 위치와 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향 중 어느 하나로 회전되는 것을 차단하는 제2 잠금 위치 사이에서 상기 이동 유닛의 위치를 가변시키는 위치 가변 유닛을 포함하는 차량용 변속 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 유닛은,
   상기 노브와 동일한 회전축선을 중심으로 회전하며, 상기 이동 유닛에 의해 상기 제1 회전 방향 및 상기 회전 제2 방향 중 어느 하나로의 회전이 차단되도록 하는 제1 걸림부가 형성되는 제1 회전 부재; 및
   상기 노브와 동일한 회전선을 중심으로 회전하며, 상기 이동 유닛에 의해 상기 제1 회전 방향 및 상기 회전 제2 방향으로의 회전이 차단되도록 하는 복수의 제2 걸림부가 형성되는 제2 회전 부재를 포함하는 차량용 변속 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 회전 부재는,
   상기 제2 회전 부재의 상측에 위치하는 차량용 변속 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 이동 유닛은,
   상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향으로 회전되도록 하는 해제 위치, 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향으로 회전되는 것이 차단되도록 하는 상기 제1 잠금 위치, 및 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향 중 어느 하나의 방향으로 회전되는 것이 차단되도록 하는 상기 제2 잠금 위치 사이에서 위치가 가변되는 차량용 변속 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 이동 유닛은,
   상기 제1 잠금 위치에서 일측이 상기 복수의 제2 걸림부 사이에 위치하는 차량용 변속 장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 이동 유닛은,
   상기 제2 잠금 위치에서 일측이 상기 제1 걸림부에 걸리도록 위치하는 차량용 변속 장치.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 이동 유닛은,
   상기 제1 걸림부 또는 상기 복수의 제2 걸림부에 의해 걸리도록 상기 회전 유닛을 향하여 돌출되는 돌출부를 포함하는 차량용 변속 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동 유닛은,
   일측에 상기 이동 유닛을 탄성 지지하는 탄성 부재가 위치하는 차량용 변속 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 잠금 유닛은,
   주차단에서 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향으로 회전되는 것을 차단하는 차량용 변속 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 유닛은,
    중립단에서 상기 회전 유닛이 상기 제1 회전 방향 및 상기 제2 회전 방향 중 어느 하나로 회전되는 것을 차단하는 차량용 변속 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 잠금 유닛은,
    상기 중립단에서 후진단이 선택되는 것을 차단하는 차량용 변속 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 가변 유닛은,
    구동 유닛; 및
    상기 구동 유닛에 의해 회전되며, 상기 이동 유닛의 일측과 접촉되는 캠 프로파일을 가지는 캠 유닛을 포함하는 차량용 변속 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 캠 프로파일은,
    상기 캠 유닛의 회전축으로부터 서로 다른 거리를 가지는 복수의 프로파일을 포함하며,
    상기 복수의 프로파일 중 상기 이동 유닛이 위치하는 프로파일에 따라 상기 이동 유닛의 위치가 가변되는 차량용 변속 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 이동 유닛의 위치를 감지하는 위치 감지 유닛을 더 포함하는 차량용 변속 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 위치 감지 유닛은,
    상기 캠 유닛의 회전축으로부터 일정한 반경을 가지며 상기 캠 유닛의 회전 각도 범위에 대응되는 길이를 가지는 마그넷; 및
    상기 마그넷의 위치에 따라 유도되는 자력을 감지하는 홀 센서를 포함하는 차량용 변속 장치.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 위치 감지 유닛은,
    상기 캠 유닛의 회전축으로부터 일정한 반경을 가지며 상기 캠 유닛의 회전 방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 형성되는 복수의 슬릿; 및
    상기 복수의 슬릿에 의한 투과광을 감지하는 포토 센서를 포함하는 차량용 변속 장치.

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