KR20190000493A

KR20190000493A - 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조

Info

Publication number: KR20190000493A
Application number: KR1020170079562A
Authority: KR
Inventors: 김원
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-03
Also published as: KR101943742B1

Abstract

본 발명은 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 관한 것으로, 변속기의 일측에 배치되고 내부에 수납부가 구비된 하우징, 상기 수납부에 수납되고 운전자의 변속레버의 조작에 의해 전진 및 후진과 회전이 수행되는 샤프트부, 상기 샤프트부의 일측에 체결되어 상기 샤프트부를 고정하는 스프링부, 상기 스프링부가 체결된 상기 샤프트부의 외측면의 일부를 감싸며 결합되고 상기 수납부의 내부에 끼워지는 부시부재를 제공할 수 있다.

Description

수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조{Detent Structure of Manual Transmission Shaft}

본 발명은 수동변속기 샤프트의 디텐트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 변속기 내부에 구비되어 운전자의 변속레버 조작에 의해 작동되는 수동변속기 샤프트의 디텐트 구조에 관한 것이다.

자동차용 엔진이 발생시키는 토크(torque)는 회전속도의 변화에 상관없이 거의 일정하며, 출력은 회전속도에 따라 크게 변화하는 특성을 가지고 있다.

자동차가 주행하는 경우에 필요로 하는 구동력은 승객과 화물을 실은 상태에서 도로상황 및 주행속도 등에 의해 크게 변화되므로, 이에 대응하기 위해 엔진과 구동바퀴 사이에서 토크를 변화시키는 장치를 필요하게 되는데, 이와 같은 장치를 변속기라고 하며, 상기한 변속기는 수동 변속기(manual transmission)와 자동 변속기(automatic transmission)로 크게 나뉘어진다.

여기서, 수동변속기는 차실내에 설치된 변속레버의 조작에 따라 시프트 및 셀렉트 케이블이 각각 장력을 받아 변속기측에 설치된 변속조작기구를 작동시킴으로써, 변속기내에 구비된 다수의 기어 트레인 중 해당 기어 트레인을 통해 변속에 따른 동력의 전달이 이루어지게 된다.

즉, 종래의 수동변속기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 차실내에 고정되는 하우징(11)에 변속레버(12)가 회동가능하게 설치되고, 이 변속레버(12)의 하단부에 시프트 케이블(13)과 셀렉트 케이블(14)의 일단이 각각 독립적으로 고정되며, 이 시프트 케이블(13)과 셀렉트 케이블(14)의 타단은 상기 수동변속기(10)의 시프트 레버(15)와 셀렉트 레버(16)에 각각 독립적으로 연결되어 있다.

이에 따라 변속시 운전자가 상기 변속레버(12)를 조작하게 되면, 이의 조작력이 시프트 케이블(13)과 셀렉트 케이블(14)을 매개로 시프트 레버(15)와 셀렉트 레버(16)에 전달되고, 이 시프트 레버(15)와 셀렉트 레버(16)의 이동에 따라 상기 수동변속기(10)내에 구비된 다수의 기어 트레인중 특정 기어 트레인 사이의 선택적인 치합이 이루어져 변속단의 결정이 이루어지게 된다.

그리고, 상기 변속조작기구는 상기 변속레버(12)의 조작에 따라 시프트 케이블(13)과 셀렉트 케이블(14)을 매개로 하여 변속기내 동기치합식 싱크로 기구의 작동을 도모하기 위한 것으로, 통상적인 5속 수동변속기에서 상기 변속조작기구의 구성은 도 2에 도시된 바와 같다.

즉, 상기 시프트 레버(15)와 셀렉트 레버(16)를 장착하고 있는 컨트롤 샤프트(17)가 변속기의 하우징(도시안됨)내에서 돌출된 지지부재(18)상에 회동 및 상하 방향으로 이동이 가능하게 끼워져 지지되고, 상기 지지부재(18)사이에 위치되는 컨트롤 샤프트(17)상에는 변속절환시 각 변속단으로의 시프트 조작 및 셀렉트 조작을 위한 컨트롤 핑거(19)가 한쌍으로 이루어진 셀렉트 리턴스프링(25,26)에 의해 상하방향으로 탄력있게 지지되면서 고정설치되며, 상기 컨트롤 핑거(19)와 대응되는 위 치에 다수의 열을 형성하는 시프트 레일(20)에는 각 변속단별의 시프트 러그(21)가 고정설치되는 한편, 상기 각 변속단별의 시프트 레일(20)에는 각 변속단별 동기치합식 싱크로 기구의 싱크로나이저 슬리브에 각각 결합되는 시프트 포크(도시안됨)가 고정되어 있다.

하지만, 종래의 수동변속기의 시프트레일이나 컨트롤샤프트 등과 같이 운전자의 기어레버 조작에 의해 작동되는 샤프트부는 외부에 홈을 형성하고 외부 하우징에서 샤프트부에 수직방향으로 스프링과 볼 또는 플런저 등의 부재를 설치하여 스프링에 의해 발생하는 장력으로 볼이나 플런저를 밀어 샤프트부의 홈에 하중을 가하는 형태로 디텐트 구조를 설치하여 작동 위치 또는 작동 스트로크를 일정하게 유지하도록 하였다. 따라서, 이러한 종래의 디텐트 구조는 수직방향으로 샤프트부를 가압하기 위해 설치공간이 필요하며 일방향에만 디텐트 구조를 설치할 경우 하중이 일방향으로만 작용하여 작동저항이 증가되고 편마모가 발생되는 문제가 있으며, 샤프트부의 양측에 디텐트 구조를 설치할 경우 구조가 복잡해지는 단점이 있었다.

따라서, 구조를 단순화하고 하중방향을 고르게 배치하여 작동저항 및 편마모를 감소시킬 수 있는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위해, 본 발명을 하기에서 자세히 설명하도록 한다.

한국공개특허 KR 2004-0029745 (2004.04.08)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 샤프트부의 일측에 스프링부를 구비하고 스프링부가 변속조작에 따른 샤프트의 이동을 고정시킴으로써, 구조를 단순화하고 하중방향을 고르게 배치하여 작동저항 및 편마모를 감소시킬 수 있는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조는, 변속기의 일측에 배치되고 내부에 수납부가 구비된 하우징, 상기 수납부에 수납되고 운전자의 변속레버의 조작에 의해 전진 및 후진과 회전이 수행되는 샤프트부, 상기 샤프트부의 일측에 체결되어 상기 샤프트부를 고정하는 스프링부, 상기 스프링부가 체결된 상기 샤프트부의 외측면의 일부를 감싸며 결합되고 상기 수납부의 내부에 끼워지는 부시부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 있어서, 상기 스프링부는 일측이 개방된 링형상으로 형성되고, 개방된 스프링부의 양끝단은 스프링부의 내면방향으로 절곡되며 연장되어 상면은 상기 스프링부의 내면과 마주보고 하면은 상기 샤프트부의 외면과 접하도록 상기 스프링부의 끝단에 각각 절곡부가 형성된 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 있어서, 상기 스프링부의 내면과 상기 절곡부 상면의 사이에는 상기 샤프트부를 상기 부시부재에 고정시키도록 볼부재가 배치되고, 상기 스프링부의 일측에는 상기 볼부재가 고정되도록 고정홀이 구비되며, 상기 절곡부의 일측에는 상기 볼부재의 하부를 지지하도록 안착부가 추가로 절곡된 것도 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 있어서, 상기 고정홀의 양측에는 상기 스프링부의 중심축방향으로 볼록하게 절곡되어 상기 샤프트부의 외면과 접하는 볼록부가 각각 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 있어서, 상기 볼부재는 외력에 의해 일정한 간격만큼 중심축방향으로 이동가능하도록 상기 샤프트부의 외측면과 일정한 간격을 유지하고 외력이 제거되면 스프링부의 탄성에 의해 본래의 위치로 복귀되는 것도 가능함은 물론이다.

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 있어서, 상기 부시부재에는 상기 샤프트축의 이동시 상기 볼부재가 외력에 의해 중심축방향으로 이동되었다가 상기 스프링부의 탄성에 의해 복귀되며 홈형상에 걸려 상기 샤프트축을 고정시키도록 내면에 걸림홈이 구비된 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 있어서, 상기 샤프트부에는 상기 스프링부가 결합되도록 상기 스프링부의 폭의 길이에 대응하여 결합홈이 구비된 것도 가능하다.

이에 대한 보다 자세한 내용은 이후 도면 등을 통해 설명한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조에 의하면, 샤프트부의 일측에 스프링부를 구비하고 스프링부가 변속조작에 따른 샤프트의 이동을 고정시킴으로써, 구조를 단순화하고 하중방향을 고르게 배치하여 작동저항 및 편마모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수동변속기에서 변속레버가 변속케이블을 매개로 변속조작기구와 연결된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 변속조작기구의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스프링부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 부시부재의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조의 작동관계를 도시한 단면도 및 측면도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조의 작동관계를 도시한 부분단면도 및 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조(100)는 차량의 변속기의 일측에 배치되고 내부에 수납부(111)가 구비된 하우징(110), 상기 수납부(111)에 수납되고 운전자의 변속레버의 조작에 의해 전진 및 후진과 회전이 수행되는 샤프트부(120), 상기 샤프트부(120)의 일측에 체결되어 상기 샤프트부(120)를 고정하는 스프링부(130), 상기 스프링부(130)가 체결된 상기 샤프트부(120)의 외측면의 일부를 감싸며 결합되고 상기 수납부(111)의 내부에 끼워지는 부시부재(140)를 포함한다.

샤프트부(120)는 하우징(110)에 수납되어 운전자의 변속레버의 조작에 의해 전진 및 후진과 회전이 수행된다.

보다 상세하게는, 상기 샤프트부(120)는 원기둥형상으로 형성되고, 상기 샤프트부(120)가 수납되도록 상기 하우징(110)에는 상기 샤프트부(120)의 형상에 대응하여 수납부(111)가 구비된다. 상기 수납부(111)는 상기 샤프트부(120)가 탑승자의 변속조작에 따라 전진 및 후진과 회전이 가능하도록 내부가 구비된다. 이러한 변속조작에 따른 상기 샤프트부(120)의 이동은 종래의 시프트레일 또는 컨트롤샤프트의 구성과 동일하므로 세부적인 설명은 생략하기로 한다.

수납부(111)에는 부시부재(140)가 끼워지고 변속조작에 따라 샤프트부(120)가 이동시 상기 부시부재(140)에 의해 고정된다.

보다 상세하게는, 상기 수납부(111)의 내면에는 수납홈(112)이 구비되고 상기 수납홈(112)에 상기 부시부재(140)가 끼워져서 고정된다. 상기 부시부재(140)는 링형상으로 상기 샤프트부(120)의 외측면을 감싸며 결합되고 수납부(111)에 고정되어 있다. 따라서, 상기 샤프트부(120)의 이동시 상기 부시부재(140)는 고정된 상태에서 상기 샤프트부(120)의 이동을 고정시키는 역할을 수행한다.

샤프트부(120)의 일측에는 결합홈(121)이 구비되고 상기 결합홈(121)의 폭과 대응하여 스프링부(130)가 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 샤프트부(120)의 일측에는 외경방향으로 홈이 형성된 결합홈(121)이 구비된다. 상기 결함홈에는 긴판상의 링형상으로 형성되고 일측이 개방된 스프링부(130)가 체결되어 고정된다. 개방된 상기 스프링부(130)의 양끝단은 스프링부(130)의 내면방향으로 절곡되며 연장되어 상면은 상기 스프링부(130)의 내면과 마주보고 하면은 상기 샤프트부(120)의 외면과 접하도록 절곡부(134)가 추가로 형성된다.

스프링부(130)의 내면과 절곡부(134) 상면의 사이에는 볼부재(131)가 구비된다.

보다 상세하게는, 스프링부(130)의 일측이 개방된 양끝단은 상기 스프링부(130)의 내면을 향해 절곡되고, 상기 스프링부(130)의 내면과 절곡된 절곡부(134)의 상면 사이에는 볼부재(131)가 양끝단에 각각 구비된다. 이때, 상부에 위치한 스프링부(130)의 일측에는 볼부재(131)의 상부가 노출되어 고정되도록 고정홀(132)이 구비되고 상기 절곡부(134)에는 상기 볼부재(131)의 하부가 안착되도록 절곡된 안착부(133)가 구비된다. 즉, 상기 볼부재(131)는 상기 고정홀(132)을 통해 상부가 노출되어 고정되고 하부는 상기 절곡부(134)에 형성된 안착부(133)에 의해서 상측으로 지지된다.

고정홀(132)의 양측에는 스프링부(130)를 샤프트부(120)로부터 지지 및 체결하도록 볼록부(135, 136)가 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 스프링부(130)에는 상기 볼부재(131)를 고정하도록 고정홀(132)이 구비되고 상기 고정홀(132)이 구비된 상기 스프링부(130)의 양측에는 상기 샤프트부(120)를 향해 볼록하게 절곡된 볼록부(135, 136)가 형성된다. 따라서, 상기 스프링부(130)의 내경은 상기 샤프트부(120)의 외경과 일정한 간격을 두고 형성되어 있으며, 상기 샤프트부(120)의 외경과 접하고 있는 볼록부(135, 136)에 의해서 지지되는 구조이다. 상기 스프링부(130)에는 양끝단에 각각 고정홀(132)이 형성되고 상기 고정홀(132)의 양측에 볼록부(135, 136)가 각각 형성되어 상기 스프링부(130)는 4개의 볼록부에 의해서 샤프트부(120)로부터 지지된다.

볼록부(135)와 볼록부(136)의 사이에는 볼부재(131)가 스프링부(130)의 탄성에 의해 이동가능한 오목부(137)가 구비된다.

상기 샤프트부(120)를 향해 상기 스프링부(130)로부터 볼록하게 절곡된 볼록부(135)와 볼록부(136)의 사이에는 샤프트부(120)의 외부방향으로 절곡된 오목부(137)가 구비된다. 상기 오목부(137)는 상기 볼부재(131)의 하측에 위치되어 볼부재(131)와 샤프트부(120)의 사이에 일정한 간격(A)을 유지하도록 한다. 이때, 상기 볼부재(131)에 외력이 가해지면 상기 볼부재(131)는 상기 샤프트부(120)측 즉, 중심축방향으로 일정간격(A) 이동하게 되고 외력이 제거되면 상기 스프링부(130)의 탄성에 의해서 본래의 위치로 다시 복귀되는 구조이다.

부시부재(140)의 내면에는 샤프트부(120)의 이동에 따른 볼부재(131)가 체결되도록 걸림홈(141, 142)이 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 부시부재(140)는 판상의 링형상으로 형성되고 내면에 내경방향으로 홈이 형성된 제 1 걸림홈(141) 및 제 2 걸림홈(142)이 구비된다. 상기 제 1 걸림홈(141) 및 제 2 걸림홈(142)의 사이에는 중립부(143)가 배치된다. 따라서, 상기 제 1 걸림홈(141) 및 제 2 걸림홈(142)는 상기 부시부재(120)의 내면에 구비된 상기 스프링부(130)의 볼부재(131)가 결합된다.

이러한 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조(100)의 작동 관계에 대해서 설명하면, 운전자의 조작에 따라 상기 샤프트부(120)가 일측으로 이동하게 되면 상기 제 1 걸림홈(141)에 고정되어 있던 볼부재(131)가 상기 부시부재(140)의 중립부(143)를 지나며 상기 부시부재(140)의 내면에 의해 외력을 받아 중심축방향으로 일정간격(A) 이동된다. 이때, 상기 볼부재(131)의 이동에 따라 제 1 걸림홈(141)과의 결합이 해제되어 상기 샤프트부(120)가 이동가능하게 되고 일측으로 이동된 상기 샤프트부(120)가 상기 제 2 걸림홈(142)에 도달되면 스프링부(130)의 탄성에 의해서 상기 볼부재(131)는 본래의 위치로 복귀되며 상기 샤프트부(120)는 다시 고정되게 된다.

반대로, 운전자의 조작에 따라 상기 샤프트부(120)가 타측으로 이동하게 되면 상기 제 2 걸림홈(142)에 고정되어 있던 볼부재(131)가 상기 부시부재(140)의 중립부(143)를 지나며 상기 부시부재(140)의 내면에 의해 외력을 받아 중심축방향으로 일정간격(A) 이동된다. 이때, 상기 볼부재(131)의 이동에 따라 제 2 걸림홈(141)과의 결합이 해제되어 상기 샤프트부(120)가 이동가능하게 되고 타측으로 이동된 상기 샤프트부(120)가 상기 제 1 걸림홈(141)에 도달되면 스프링부(130)의 탄성에 의해서 상기 볼부재(131)는 본래의 위치로 복귀되며 상기 샤프트부(120)는 고정되게 된다.

본 발명에서 부시부재(140)에는 제 1 걸림홈(141) 및 제 2 걸림홈(142)으로만 표현하였으나, 변속기의 구조 및 제조사의 제조에 따라 걸림홈의 수는 변화가능하며 샤프트부(120)의 이동에 따라 볼부재(131)가 걸림홈에 안정적으로 고정될 수 있다면 걸림홈의 수는 크게 제약되지 않는다.

본 발명에 따른, 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조(110)에서 샤프트부(120)는 변속기 내부에 구비되고 운전자의 조작에 따라 전진 및 후진과 회전이 되는 시프트레일 또는 컨트롤샤프트인 것이 바람직하다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

100 : 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조
110 : 하우징 111 : 수납부
112 : 수납홈 120 : 샤프트부
121 : 결합홈 130 : 스프링부
131 : 볼부재 132 : 고정홀
133 : 안착부 134 : 절곡부
135, 136 : 볼록부 137 : 오목부
140 : 부시부재 141 : 제 1 걸림홈
142 : 제 2 걸림홈 143 : 중립부

Claims

변속기의 일측에 배치되고 내부에 수납부가 구비된 하우징;
상기 수납부에 수납되고 운전자의 변속레버의 조작에 의해 전진 및 후진과 회전이 수행되는 샤프트부;
상기 샤프트부의 일측에 체결되어 상기 샤프트부를 고정하는 스프링부;
상기 스프링부가 체결된 상기 샤프트부의 외측면의 일부를 감싸며 결합되고 상기 수납부의 내부에 끼워지는 부시부재;
를 포함하는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조.
제1항에 있어서,
상기 스프링부는 일측이 개방된 링형상으로 형성되고, 개방된 스프링부의 양끝단은 스프링부의 내면방향으로 절곡되며 연장되어 상면은 상기 스프링부의 내면과 마주보고 하면은 상기 샤프트부의 외면과 접하도록 상기 스프링부의 끝단에 각각 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조.
제2항에 있어서,
상기 스프링부의 내면과 상기 절곡부 상면의 사이에는 상기 샤프트부를 상기 부시부재에 고정시키도록 볼부재가 배치되고, 상기 스프링부의 일측에는 상기 볼부재가 고정되도록 고정홀이 구비되며, 상기 절곡부의 일측에는 상기 볼부재의 하부를 지지하도록 안착부가 추가로 절곡된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조.
제3항에 있어서,
상기 고정홀의 양측에는 상기 스프링부의 중심축방향으로 볼록하게 절곡되어 상기 샤프트부의 외면과 접하는 볼록부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조.
제4항에 있어서,
상기 볼부재는 외력에 의해 일정한 간격만큼 중심축방향으로 이동가능하도록 상기 샤프트부의 외측면과 일정한 간격을 유지하고 외력이 제거되면 스프링부의 탄성에 의해 본래의 위치로 복귀되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조.
제5항에 있어서,
상기 부시부재에는 상기 샤프트축의 이동시 상기 볼부재가 외력에 의해 중심축방향으로 이동되었다가 상기 스프링부의 탄성에 의해 복귀되며 홈형상에 걸려 상기 샤프트축을 고정시키도록 내면에 걸림홈이 구비된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조.
제1항에 있어서,
상기 샤프트부에는 상기 스프링부가 결합되도록 상기 스프링부의 폭의 길이에 대응하여 결합홈이 구비된 것을 특징으로 하는 수동변속기용 샤프트의 디텐트 구조.