KR20180067114A

KR20180067114A - 수동 변속기의 변속조작장치

Info

Publication number: KR20180067114A
Application number: KR1020160168514A
Authority: KR
Inventors: 김영호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-06-20

Abstract

본 발명에 따른 수동 변속기의 변속조작장치는 축방향 회전과 축방향 이동이 각각 가능하게 설치되고, 반경방향을 따라 서로 다른 위상각을 두고 상호 이격된 위치에 돌출형성된 다수의 돌기를 갖춘 단일의 메인레일; 및 메인레일 상에 자유회전하도록 설치되되, 서로 동일한 위상각으로 상기 돌기들과 반경방향으로 대응되는 위치에 각각 형성되어 메인레일의 축방향 회전에 따라 다수의 돌기들 중 하나가 인입되는 요홈부를 갖춘 다수의 시프트포크;를 포함할 수 있다.

Description

수동 변속기의 변속조작장치 {SHIFTING CONTROL APPARATUS FOR MANUAL TRANSMISSION}

본 발명은 부품수가 적은 수동 변속기의 변속조작장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동 변속기는 엔진으로부터 제공되는 동력을 차량의 주행 상태의 변화에 따라 다단의 변속비로 출력하여 구동축으로 전달하는 기능을 수행한다. 이를 위해 수동 변속기는 엔진 동력을 전달받는 입력축과, 상기 입력축과 다단의 변속단 기어를매개로 동기 치합되는 출력축, 상기 변속단 기어를 입력축 또는 출력축에 대해 동기시키는 싱크로 기구, 및 운전자에 의한 변속 조작으로부터 상기 싱크로 기구를 작동시켜 주는 변속 조작장치(컨트롤 기구) 등을 포함하여 구성된다.

종래 수동 변속기의 변속 조작기구는 운전자에 의해 변속 조작이 이루어지는 변속레버와, 상기 변속레버의 하단에 형성되는 컨트롤 핑거와, 상기 컨트롤 핑거에 선택적으로 물림되는 복수의 시프트 러그와, 상기 시프트 러그를 개별적으로 설치하여 상기 변속레버의 조작에 따라 축방향으로 직선 이동하는 복수의 시프트 레일과, 상기 시프트 레일의 일측에 결합되어 상기 시프트 레일의 직선이동시 슬리브에 조작력을 전달하여 동기 작용을 수행하는 복수의 시프트 포크를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 시프트 레일과 시프트 러그는 변속단의 수량 대비 절반의 수량으로 구비되어야 하는바, 변속기의 변속단이 증가할수록 중량과 제조비용이 증대되는 단점을 야기한다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2004-0046487

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 단일의 메인레일로 차량변속을 구현할 수 있는바, 부품 수를 현저히 저감한 수동 변속기의 변속조작장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수동 변속기의 변속조작장치는 축방향 회전과 축방향 이동이 각각 가능하게 설치되고, 반경방향을 따라 서로 다른 위상각을 두고 상호 이격된 위치에 돌출형성된 다수의 돌기를 갖춘 단일의 메인레일; 및 상기 메인레일 상에 자유회전하도록 설치되되, 서로 동일한 위상각으로 상기 돌기들과 반경방향으로 대응되는 위치에 각각 형성되어 상기 메인레일의 축방향 회전에 따라 다수의 돌기들 중 하나가 인입되는 요홈부를 갖춘 다수의 시프트포크;를 포함할 수 있다.

상기 메인레일 상에 설치되어, 상기 메인레일을 축방향 회전시키는 셀렉트핑거와, 상기 메인레일을 축방향 이동시키는 시프트핑거가 인입되는 러그;를 더 포함할 수 있다.

상기 러그의 전방면에는 걸림부가 돌출형성되고, 상기 메인레일이 일방향으로 회전하여 축방향 후방 측으로 이동된 상태일 경우, 상기 메인레일이 일방향으로 회전한 상태로 전방 측으로 이동될 시 상기 걸림부가 걸리도록 변속기 케이스에 설치된 스토퍼;를 더 포함할 수 있다.

상기 스토퍼와 변속기 케이스 사이에 연결되어 상기 스토퍼에 탄성력을 가하는 압축스프링;을 더 포함할 수 있다.

상기 러그에는 셀렉트 디텐트가 접촉되는 다수의 셀렉트 디텐트 홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 메인레일에는 시프트 디텐트가 접촉되는 다수의 시프트 디텐트 홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 다수의 시프트 디텐트 홈 중 중간에 위치한 홈은 상기 메인레일의 둘레를 따라 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 다수의 시프트 디텐트 홈 중 양측에 위치한 홈들은 상기 메인레일의 반경방향을 따라 상기 돌기들과 동일한 위상각 위치에 대응되어 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 시프트포크들에는 각각 홈이 형성되고, 변속기 케이스에 설치되어 상기 시프트포크의 이동에 따라 상기 홈에 이탈 또는 인입되는 고정부;를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 수동 변속기의 변속조작장치에 따르면 변속기의 부품 수를 저감하여 변속기 중량 및 원가를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 변속조작장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 변속조작장치를 하부 측에서 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 변속조작장치를 후방 측에서 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수동 변속기의 변속조작장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 변속조작장치를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 수동 변속기의 변속조작장치는

축방향 회전과 축방향 이동이 각각 가능하게 설치되고, 반경방향을 따라 서로 다른 위상각을 두고 상호 이격된 위치에 돌출형성된 다수의 돌기(13)를 갖춘 단일의 메인레일(10); 및 상기 메인레일(10) 상에 자유회전하도록 설치되되, 서로 동일한 위상각으로 상기 돌기(13)들과 반경방향으로 대응되는 위치에 각각 형성되어 상기 메인레일(10)의 축방향 회전에 따라 다수의 돌기들 중 하나가 인입되는 요홈부(23)를 갖춘 다수의 시프트포크(20);를 포함하는 수동 변속기의 변속조작장치.

즉, 본 발명에서 메인레일(10)은 축을 기준으로 일방향 또는 타방향으로 회전함으로써, 메인레일(10)에 자유회전하도록 설치된 다수의 시프트포크(20) 중 하나를 메인레일(10)과 함께 축방향 이동이 가능하도록 연결시키는 셀렉트(select) 기능을 수행한다.

이러한 셀렉트(select) 기능은 메인레일(10)에 형성된 다수의 돌기(13)와 시프트포크(20)에 구비된 요홈부(23)를 통해 이루어진다.

예를 들어, 변속레버가 중립으로 조작된 상태라면 도 1에 도시된 바와 같이 메인레일(10)의 돌기들(13) 중 하나가 대응되는 시프트포크(20)의 요홈부(23)에 인입된 상태가 된다. 이때, 나머지 돌기들은 서로 다른 위상각을 가지는바, 나머지 요홈부들에 인입되지 않는다.

여기서, 나머지 돌기들 중 하나는 메인레일(10)이 일방향으로 회전할 시 요홈부(23)에 인입되고, 또 다른 돌기는 메인레일(10)이 타방향으로 회전할 시 요홈부(23)에 인입되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 돌기(13)가 시프트포크(20)의 요홈부(23)에 인입되면 메인레일(10)이 축방향으로 이동될 시, 다수의 시프트포크(20) 중 하나만을 축방향시킬 수 있어 시프트(shift)동작을 구현할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 수동 변속기의 변속조작장치는 상기 메인레일(10) 상에 설치되어, 상기 메인레일(10)을 축방향 회전시키는 셀렉트핑거(40)와, 상기 메인레일(10)을 축방향 이동시키는 시프트핑거(50)가 인입되는 러그(30);를 더 포함할 수 있다.

즉, 변속레버는 와이어로 셀렉트핑거(40) 및 시프트핑거(50)와 연결되어, 조작에 따라 셀렉트핑거(40)와 시프트핑거(50)를 회전시킨다. 메인레일(10)에 구비된 러그(30)는 상부에 셀렉트핑거(40)가 인입되고 측부에 시프트핑거(50)가 인입되도록 형성됨으로 셀렉트핑거(40)와 시프트핑거(50)의 회전에 따라 메인레일(10)을 축방향 회전시키거나 축방향 이동시킨다.

따라서, 단일의 메인 로드(10)만으로도 변속기의 셀렉팅 동작과 시프팅 동작을 모두 구현가능한바, 변속기 부품 수를 저감할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 변속조작장치를 하부 측에서 도시한 사시도이다. 도 2를 참조하면, 상기 러그(30)의 전방면에는 걸림부(33)가 돌출형성되고, 본 발명은 상기 메인레일(10)이 일방향으로 회전하여 축방향 후방 측으로 이동된 상태일 경우, 상기 메인레일(10)이 일방향으로 회전한 상태로 전방 측으로 이동될 시 상기 걸림부(33)가 걸리도록 변속기 케이스에 설치된 스토퍼(60);를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 메인레일(10)이 일방향으로 회전한 상태에서 축방향 전방 측으로 이동하면 R단기어가 체결되고, 일방향으로 회전한 상태에서 축방향 후방 측으로 이동하면 5단기어가 체결될 수 있다. 즉, 5단기어를 체결하였다가 메인레일(10)이 일방향으로 회전된 상태 그대로 축방향 전방 측으로 이동하여 R단 기어 체결을 시도한다면, 스토퍼(60)에 걸림부(33)가 걸리면서 R단 기어 체결이 불가능하게 되는 것이다.

따라서, 운전자가 변속레버를 5단에서 중립상태로 빼다가 실수로 R단으로 오조작하는 상황을 막아, 변속기에 충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 걸림부(33)는 메인레일(10)이 축방향으로 중립 상태에 있을 경우에는 일측면이 상기 스토퍼(60)의 일측면과 마주하도록 형성되고, 메인레일(10)이 일방향으로 회전할 경우에 걸림부(33)가 스토퍼(60)를 타측으로 밀도록 마련된다.

따라서, 변속레버가 중립 상태에서 R단으로 조작하는 과정은 정상적인 변속조작과정이기 때문에, 셀렉트(select) 방향 조작 시에는 메인레일(10)이 일방향으로 회전하면서 걸림부(33)로 스토퍼(60)를 밀고, 시프트(shift) 방향 조작 시에는 메인레일(10)이 축방향 전방 측으로 이동됨으로써 원활하게 R단 기어 체결이 수행된다.

추가적으로, 본 발명은 상기 스토퍼(60)와 변속기 케이스 사이에 연결되어 상기 스토퍼(60)에 탄성력을 가하는 압축스프링(63);을 더 포함할 수 있다.

즉, 정상적인 R단 기어 체결과정을 통해 러그(30)의 걸림부(33)가 스토퍼(60)를 타측으로 밀면 압축스프링(63)이 압축되고, 다시 메인레일(10)이 중립상태로 회전 및 이동하면 압축스프링(63)의 탄성력에 의해 스토퍼(60)가 기존 위치로 복원된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 변속기의 변속조작장치를 후방 측에서 도시한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 상기 러그(30)에는 셀렉트 디텐트(70)가 접촉되는 다수의 셀렉트 디텐트 홈(35)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

따라서, 메인레일(10)과 함께 러그(30)가 회전할 시 셀렉트 디텐트(70)가 셀렉트 디텐트 홈(35)들에 삽입되면서, 운전자에게 셀렉트 방향의 변속레버 조작감을 전달할 수 있다.

아울러, 도 1을 참조하면 상기 메인레일(10)에는 시프트 디텐트(80)가 접촉되는 다수의 시프트 디텐트 홈(15)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 메인레일(10)이 축방향 이동될 시, 이동방향에 따라 시프트 디텐트(80)가 시프트 디텐트 홈(15)에 삽입되면서, 운전자에게 시프트 방향의 변속레버 조작감을 전달한다.

여기서, 상기 다수의 시프트 디텐트 홈(15) 중 중간에 위치한 홈은 상기 메인레일(10)의 둘레를 따라 형성될 수 있고, 다수의 시프트 디텐트 홈(15) 중 양측에 위치한 홈들은 상기 메인레일(10)의 반경방향을 따라 상기 돌기들(13)과 동일한 위상각 위치에 대응되어 형성될 수 있다. 따라서, 메인레일(10)이 축방향 중립 위치에서 축방향 회전할 경우, 시프트 디텐트(80)가 이질감없이 시프트 디텐트 홈(15)을 따라 회전하도록 마련할 수 있다.

한편, 상기 시프트포크(20)들에는 각각 홈(25)이 형성되고, 본 발명은 변속기 케이스에 설치되어 상기 시프트포크(20)의 이동에 따라 상기 홈(25)에 이탈 또는 인입되는 고정부(90)를 더 포함할 수 있다.

즉, 상기 고정부(90)는 시프트포크(20)가 중립 위치에 있을 경우에 홈(25)에 삽입고정되도록 마련됨으로써 시프트포크(20)를 고정시킨다. 만약, 시프트포크(20)가 중립 위치를 유지하고 있다가 돌기(13)에 의해 메인레일(10)과 함께 이동할 경우에만 고정부(90)가 홈(25)으로부터 이탈되어 시프트포크(20)의 이동을 허용한다. 따라서, 시프트포크(20)가 의도치 않게 이동하여 변속기 충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, R단 기어 오조작을 방지하여 변속기 충격이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 셀렉트 방향의 디텐트 기능을 추가하여 변속감을 개선시킬 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10: 메인레일
20: 시프트포크
30: 러그
40: 셀렉트핑거
50: 시프트핑거
60: 스토퍼
70: 셀렉트 디텐트
80: 시프트 디텐트
90: 고정부

Claims

축방향 회전과 축방향 이동이 각각 가능하게 설치되고, 반경방향을 따라 서로 다른 위상각을 두고 상호 이격된 위치에 돌출형성된 다수의 돌기를 갖춘 단일의 메인레일; 및
상기 메인레일 상에 자유회전하도록 설치되되, 서로 동일한 위상각으로 상기 돌기들과 반경방향으로 대응되는 위치에 각각 형성되어 상기 메인레일의 축방향 회전에 따라 다수의 돌기들 중 하나가 인입되는 요홈부를 갖춘 다수의 시프트포크;를 포함하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 메인레일 상에 설치되어, 상기 메인레일을 축방향 회전시키는 셀렉트핑거와, 상기 메인레일을 축방향 이동시키는 시프트핑거가 인입되는 러그;를 더 포함하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 러그의 전방면에는 걸림부가 돌출형성되고,
상기 메인레일이 일방향으로 회전하여 축방향 후방 측으로 이동된 상태일 경우, 상기 메인레일이 일방향으로 회전한 상태로 전방 측으로 이동될 시 상기 걸림부가 걸리도록 변속기 케이스에 설치된 스토퍼;를 더 포함하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 3에 있어서,
상기 스토퍼와 변속기 케이스 사이에 연결되어 상기 스토퍼에 탄성력을 가하는 압축스프링;을 더 포함하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 러그에는 셀렉트 디텐트가 접촉되는 다수의 셀렉트 디텐트 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 메인레일에는 시프트 디텐트가 접촉되는 다수의 시프트 디텐트 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 6에 있어서,
상기 다수의 시프트 디텐트 홈 중 중간에 위치한 홈은 상기 메인레일의 둘레를 따라 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 6에 있어서,
상기 다수의 시프트 디텐트 홈 중 양측에 위치한 홈들은 상기 메인레일의 반경방향을 따라 상기 돌기들과 동일한 위상각 위치에 대응되어 형성된 것을 특징으로 하는 수동 변속기의 변속조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 시프트포크들에는 각각 홈이 형성되고,
변속기 케이스에 설치되어 상기 시프트포크의 이동에 따라 상기 홈에 이탈 또는 인입되는 고정부;를 더 포함하는 수동 변속기의 변속조작장치.