KR20230081437A - 랙 앤 피니언 구조를 갖는 차량용 파킹 장치 및 이를 포함하는 차량용 변속기 - Google Patents

랙 앤 피니언 구조를 갖는 차량용 파킹 장치 및 이를 포함하는 차량용 변속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 파킹 장치 및 차량용 변속기에 관한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치는 액추에이터, 상기 액추에이터의 단부에 장착되어, 상기 액추에이터의 회전에 따라 동일한 방향으로 회전하는 피니언 기어, 상기 피니언 기어의 일측에 치합하도록 배치되며, 상기 피니언 기어가 회전함에 따라 상기 피니언 기어와 접선 방향으로 선형 이동하는 랙 기어, 상기 랙 기어의 단부에서 연장되는 푸시 샤프트 및 상기 푸시 샤프트의 일측에 구비되는 푸시 헤드를 포함하는 푸시 어셈블리, 상기 푸시 어셈블리의 동작에 따라 회동하는 파킹 스프래그 및 구동부에 장착되며, 상기 파킹 스프래그의 회동에 따라 상기 파킹 스프래그와 선택적으로 치합하는 파킹 기어를 포함한다.

Description

랙 앤 피니언 구조를 갖는 차량용 파킹 장치 및 이를 포함하는 차량용 변속기{Parking apparatus for vehicle with rack and pinion structure and transmission for vehicle including the same}
본 발명은 차량용 파킹 장치 및 이를 포함하는 차량용 변속기에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 푸시 샤프트를 직접 구동하기 위한 랙 앤 피니언 구조를 갖는 차량용 파킹 장치 및 이를 포함하는 차량용 변속기에 관한 발명이다.
차량용 변속기는 차량의 속도 또는 엔진 회전수에 따라 최대 토크 또는 최대 출력을 만들기 위한 동력 전달 장치이다. 일반적으로 차량용 변속기는 변속 레버 또는 시프트 바이 와이어를 통해, 파킹 모드, 후진 모드, 중립 모드 및 드라이브 모드 사이에서 작동한다.
종래의 변속기는 차량을 파킹 시에 기어 레버의 작동에 연동하여 파킹 로드가 슬라이딩 왕복하면서 파킹 기어와 파킹 스프래그가 물림 및 물림 해제됨으로써 파킹 동작을 실시한다.
그러나 이와 같은 종래의 변속기는 구성이 많고 복잡하며, 이에 따라 부품 간 조립에 따른 누적 공차가 크다. 따라서 변속 레버의 조작이 정확하지 않으면 파킹 스프래그와 파킹 기어의 물림이 떨어져 변속 레버의 조작감 및 파킹 성능이 저하된다.
특히 이와 같은 종래의 변속기는 경사로에서 파킹 해제 시, 파킹 기어와 파킹 스프래그 간의 접촉면의 마찰 저항으로 인해 큰 조작력이 발생하고, 마찰 저항을 무시하고 갑자기 파킹 기어와 파킹 스크래그가 해제 또는 접촉하게 되면 큰 충격 또는 진동이 발생하는 문제가 있다.
이와 같은 선행기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.
한국공개특허공보 KR 10-2010-0053278 A
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로, 파킹 스프래그를 작동하기 위한 푸시 샤프트를 직접 구동하는 랙 앤 피니언 구조를 구비함으로써 파킹 장치 및 변속기의 경량화 및 단순화를 달성할 수 있다.
다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치는 액추에이터, 상기 액추에이터의 단부에 장착되어, 상기 액추에이터의 회전에 따라 동일한 방향으로 회전하는 피니언 기어, 상기 피니언 기어의 일측에 치합하도록 배치되며, 상기 피니언 기어가 회전함에 따라 상기 피니언 기어와 접선 방향으로 선형 이동하는 랙 기어, 상기 랙 기어의 단부에서 연장되는 푸시 샤프트 및 상기 푸시 샤프트의 일측에 구비되는 푸시 헤드를 포함하는 푸시 어셈블리, 상기 푸시 어셈블리의 동작에 따라 회동하는 파킹 스프래그 및 구동부에 장착되며, 상기 파킹 스프래그의 회동에 따라 상기 파킹 스프래그와 선택적으로 치합하는 파킹 기어를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치에 있어서, 상기 랙 기어가 상기 파킹 스프래그를 향해 이동함에 따라, 상기 푸시 헤드 및 상기 푸시 샤프트 중 적어도 하나가 상기 파킹 스프래그와 접촉하여 이를 가압할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치에 있어서, 상기 푸시 어셈블리는 상기 랙 기어와 상기 푸시 헤드의 사이에 배치되는 푸시 스프링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치에 있어서, 상기 푸시 헤드는 상기 푸시 샤프트의 일단이 노출되도록 상기 푸시 샤프트의 외주면에 장착되며, 외측면이 상기 푸시 샤프트의 일단을 향해 경사지는 원뿔대 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기는 복수 개의 구동부, 상기 복수 개의 구동부 중 적어도 어느 하나와 연결되는 차량용 파킹 장치 및 상기 복수 개의 구동부와 상기 차량용 파킹 장치가 장착되는 하우징을 포함하는 차량용 변속기로서, 상기 차량용 파킹 장치는 액추에이터, 상기 액추에이터의 단부에 장착되어, 상기 액추에이터의 회전에 따라 동일한 방향으로 회전하는 피니언 기어, 상기 피니언 기어의 일측에 치합하도록 배치되며, 상기 피니언 기어가 회전함에 따라 상기 피니언 기어와 접선 방향으로 선형 이동하는 랙 기어, 상기 랙 기어의 단부에서 연장되는 푸시 샤프트 및 상기 푸시 샤프트의 일측에 구비되는 푸시 헤드를 포함하는 푸시 어셈블리, 상기 푸시 어셈블리의 동작에 따라 회동하는 파킹 스프래그 및 구동축에 장착되며, 상기 파킹 스프래그의 회동에 따라 상기 파킹 스프래그와 선택적으로 치합하는 파킹 기어를 포함한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치 및 차량용 변속기는 액추에이터와 연결된 피니언 기어와 랙 기어가 직접 푸시 어셈블리를 가압한다. 이를 통해 파킹 동작을 수행하기 위한 구성을 단순화하여 전체 무게를 줄이고, 생산성과 정비 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다른 차량용 파킹 장치 및 차량용 변속기는 파킹 상태에서 푸시 샤프트와 푸시 헤드의 위치를 지지함으로써, 안정적으로 파킹 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치를 나타낸다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치의 파킹 동작을 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치의 파킹 해제 동작을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기(1)를 나타내고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치(100)를 나타내고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치(100)의 파킹 동작을 나타내고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치(100)의 파킹 해제 동작을 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 차량용 변속기(1)는 하우징(10) 및 복수 개의 구동부 그리고 차량용 파킹 장치(100)를 포함한다.
하우징(10)은 복수 개의 구동부와 차량용 파킹 장치(100)가 장착되는 공간을 구비한다. 하우징(10)은 전면 하우징(11)과 후면 하우징(13)이 서로 결합되며, 그 내부에 복수 개의 구동부와 차량용 파킹 장치(100)가 장착될 수 있다.
일 실시예로 하우징(10)은 복수 개의 구동부가 구동축을 중심으로 회동 가능하도록 장착될 수 있다. 또한 하우징(10)의 일측에는 차량용 파킹 장치(100)를 구동하기 위한 액추에이터(110)가 장착될 수 있다.
복수 개의 구동부는 제1 구동부(20), 제2 구동부(30) 및 제3 구동부(40)를 포함할 수 있다.
제1 구동부(20)는 외부로부터 구동력을 전달받으며, 일단이 하우징(10)의 개구에 삽입되어 적어도 일부가 외부로 돌출될 수 있다. 일 실시예로 제1 구동부(20)는 차량용 변속기(1)의 입력축일 수 있다. 제1 구동부(20)는 회전축 ax2를 중심으로 회전할 수 있다.
제2 구동부(30)는 제1 구동부(20)와 이격하여 배치되며, 제1 구동부(20)와 선택적으로 구동 연결될 수 있다. 일 실시예로 제2 구동부(30)는 차량용 변속기(1)의 출력축일 수 있다.
제3 구동부(40)는 제1 구동부(20)와 제2 구동부(30) 사이에 배치될 수 있다. 제3 구동부(40)의 양단에는 하우징(10)에 고정되는 베어링이 배치될 수 있다.
구동부의 개수는 3개로 한정되지 않으며, 2개 이하 또는 4개 이상일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 구동부가 제1 구동부(20), 제2 구동부(30) 및 제3 구동부(40) 3개로 이루어지는 경우를 중심으로 설명한다.
차량용 파킹 장치(100)는 복수 개의 구동부, 예를 들어 제1 구동부(20), 제2 구동부(30) 및 제3 구동부(40) 중 어느 하나에 연결되도록 구비될 수 있다. 차량용 파킹 장치(100)는 복수 개의 구동부 중 어느 하나와 연결되도록 배치되어, 액추에이터(110)의 작동에 따라 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)와 치합하여 차량용 변속기(1)를 파킹 모드로 변속할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 차량용 파킹 장치(100)가 제1 구동부(20)와 연결되도록 배치되는 경우를 중심으로 설명한다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 차량용 파킹 장치(100)는 액추에이터(110), 피니언 기어(120), 랙 기어(130), 푸시 어셈블리(140), 파킹 스프래그(150), 리턴 스프링(160) 및 파킹 기어(170)를 포함할 수 있다.
액추에이터(110)는 외부에서 전력을 공급받아 회전한다. 예를 들어 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 액추에이터(110)는 외부에서 전력을 공급받는 부분과 이로부터 연장되는 샤프트를 포함할 수 있다. 전력이 공급되면 상기 샤프트는 회전축 ax1을 중심으로 회전하며, 단부에는 피니언 기어(120)가 장착될 수 있다. 또한 액추에이터(110)가 하우징(10)에 장착된 상태에서 원활히 회전하도록, 액추에이터(110)는 하나 이상의 베어링을 포함할 수 있다.
피니언 기어(120)는 액추에이터(110)의 단부에 장착되어, 액추에이터(110)의 회전에 따라 동일한 방향으로 회전한다. 예를 들어 피니언 기어(120)는 액추에이터(110)의 상기 샤프트의 외주면에 장착될 수 있다. 또한 피니언 기어(120)는 외주면에 기어가 형성되는 고리 형상을 가질 수 있다.
랙 기어(130)는 피니언 기어(120)의 일측에 이와 치합하도록 배치될 수 있다. 랙 기어(130)는 피니언 기어(120)가 회전함에 따라 피니언 기어(120)와 접선 방향으로 선형 이동하도록 배치될 수 있다. 일 실시예로 랙 기어(130)는 일면에 피니언 기어(120)와 치합하는 기어가 형성되어 있는 직육면체 형상을 가질 수 있다.
푸시 어셈블리(140)는 액추에이터(110)가 회전함에 따라 피니언 기어(120)가 회전하고 이에 의해 랙 기어(130)가 선형 운동하면, 이에 대응하여 파킹 스프래그(150)를 작동시켜, 파킹 동작을 구현한다.
일 실시예로 푸시 어셈블리(140)는 푸시 샤프트(141), 푸시 헤드(142) 및 푸시 스프링(143)을 포함할 수 있다.
푸시 샤프트(141)는 랙 기어(130)의 단부에서 일 방향으로 연장된다. 예를 들어 푸시 샤프트(141)는 랙 기어(130)의 단부에서 피니언 기어(120)에 수직인 방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예로 랙 기어(130)가 선형 이동함에 따라 푸시 샤프트(141)도 동일한 방향으로 선형 이동하며, 이에 따라 파킹 스프래그(150)를 회동시킬 수 있다. 또한 파킹 동작에 따라 푸시 샤프트(141)는 파킹 스프래그(150)와 접촉하거나 그로부터 이격될 수 있다.
푸시 헤드(142)는 푸시 샤프트(141)의 일측에 배치된다. 예를 들어 푸시 헤드(142)는 푸시 샤프트(141)의 일단이 노출되도록 푸시 샤프트(141)의 외주면에 장착될 수 있다. 또한 푸시 헤드(142)는 푸시 샤프트(141)에 삽입된 상태에서 이동 가능하도록 배치될 수 있다.
일 실시예로 랙 기어(130)가 선형 이동함에 따라 푸시 헤드(142)도 동일한 방향으로 선형 이동하며, 이에 따라 파킹 스프래그(150)를 회동시킬 수 있다. 또한 파킹 동작에 따라 푸시 헤드(142)는 파킹 스프래그(150)와 접촉하거나 그로부터 이격될 수 있다. 예를 들어 푸시 헤드(142)는 푸시 샤프트(141)와 동시에 또는 다른 시점에 파킹 스프래그(150)와 접촉할 수 있다.
또한 푸시 헤드(142)는 제1 외측면(142a)이 푸시 샤프트(141)의 일단을 향해 경사지는 원뿔대 형상을 가질 수 있다. 즉 푸시 헤드(142)는 랙 기어(130)에서 멀어지는 방향으로 단면적이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 푸시 헤드(142)는 파킹 스프래그(150)와 접촉하는 면적을 일정하게 유지할 수 있다. 보다 구체적으로, 랙 기어(130)가 파킹 스프래그(150)를 향해 이동함에 따라 푸시 샤프트(141) 및 푸시 헤드(142)도 동일한 방향으로 선형 이동하게 된다. 그리고 푸시 샤프트(141) 및/또는 푸시 헤드(142)가 파킹 스프래그(150)와 접촉하면 파킹 스프래그(150)는 회전축을 중심으로 회동하게 된다. 푸시 샤프트(141) 및/또는 푸시 헤드(142)는 선형 이동하는 반면, 파킹 스프래그(150)는 회전 운동하므로, 푸시 샤프트(141) 및/또는 푸시 헤드(142)와 파킹 스프래그(150)의 접촉 면적은 파킹 동작이 진행됨에 따라 일정하지 않을 수 있다.
만약 푸시 헤드(142)가 평면으로 이루어지는 다면체 또는 원기둥 형상을 가질 경우, 푸시 헤드(142)와 파킹 스프래그(150)가 일정한 접촉 면적을 유지할 수 없게 된다. 반면 본 발명의 일 실시예에 따른 푸시 헤드(142)는 제1 외측면(142a)이 원뿔대 형상을 가지며, 파킹 스프래그(150)도 후술하는 바와 같이 이에 대응되는 경사면을 가짐으로써, 파킹 동작과 관계없이 푸시 헤드(142)와 파킹 스프래그(150)의 접촉 면적을 일정하게 유지할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치(100)는 파킹 과정에서 일정하게 힘을 전달하여, 정확한 파킹 동작을 수행할 수 있다.
또한 푸시 헤드(142)는 위에서 언급한 원뿔대 형상의 제1 외측면(142a)에서 일 방향으로 연장되는 원통 형상의 제2 외측면(142b)을 구비할 수 있다. 이에 따라 파킹 동작을 수행하기 위해 푸시 헤드(142)가 파킹 스프래그(150)를 가압할 때는 제1 외측면(142a)이 파킹 스프래그(150)와 접촉하고, 파킹 동작이 완료되면 제2 외측면(142b)이 파킹 스프래그(150)를 가압하여 파킹 상태를 유지할 수 있다.
푸시 스프링(143)은 푸시 샤프트(141)의 외주면에 감겨지며, 랙 기어(130)와 푸시 헤드(142)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 푸시 스프링(143)은 일단이 푸시 헤드(142)와 연결되고, 타단이 랙 기어(130)와 연결될 수 있다.
푸시 스프링(143)은 푸시 어셈블리(140)의 동작에 따라 신장 또는 압축하여 복원력을 제공한다. 예를 들어 푸시 샤프트(141)가 파킹 기어(170)를 향해 이동함에 따라 푸시 헤드(142)가 파킹 스프래그(150)와 접촉하게 되면, 푸시 샤프트(141)는 파킹 스프래그(150)와 접촉 후 선형 이동을 계속한다. 그리고 푸시 헤드(142)는 파킹 스프래그(150)에 의해 이동하지 못하게 되고, 이에 따라 푸시 스프링(143)이 압축된다. 이후 푸시 샤프트(141)가 더 이동하여 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)에 치합되면, 푸시 스프링(143)의 복원력에 의해 푸시 헤드(142)가 푸시 샤프트(141)의 일단부로 이동하게 된다.
파킹 스프래그(150)는 푸시 어셈블리(140)의 동작에 따라 회동하며, 파킹 기어(170)와 선택적으로 치합한다. 예를 들어 파킹 동작을 수행하기 위해 푸시 샤프트(141)와 푸시 헤드(142)가 파킹 기어(170)를 향해 이동하면, 파킹 스프래그(150)가 회동하면서 파킹 기어(170)와 치합하여, 파킹이 완료된다. 이후 파킹을 해제하기 위해 푸시 샤프트(141)와 푸시 헤드(142)가 파킹 기어(170)와 멀어지는 방향으로 이동하면, 다시 파킹 스프래그(150)가 반대 방향으로 회동하면서 파킹 기어(170)와 치합이 해제되고, 파킹이 해제된다.
일 실시예로 파킹 스프래그(150)는 경사부(151), 오목부(153), 파킹부(155) 및 회전축(157)을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 파킹 스프래그(150)는 회전축(157)을 중심으로 일측으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 회전축(157)은 하우징(10)의 일측에 의해 회동 가능하게 지지될 수 있다.
경사부(151)는 회전축(157)에 삽입된 파킹 스프래그(150)에서 단부를 향해 연장되는 부분이며, 푸시 헤드(142)를 향해 경사진 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 푸시 헤드(142)가 푸시 샤프트(141)의 단부를 향해 단면적이 좁아지는 원뿔대 형상을 갖고, 경사부(151)는 푸시 헤드(142)의 외측면에 대응되도록 경사질 수 있다. 이에 따라 푸시 헤드(142)가 선형 운동하더라도 경사부(151)와 일정한 접촉 면적을 유지할 수 있다.
오목부(153)는 경사부(151)에서 연장되며, 내측을 향해 오목하게 함몰된 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로 오목부(153)는 푸시 샤프트(141)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 즉 오목부(153)의 곡률은 푸시 샤프트(141)의 외측면의 곡률에 대응될 수 있다. 이에 따라 푸시 샤프트(141)가 파킹 스프래그(150)를 가압하면서 오목부(153)를 따라 부드럽게 선형 이동할 수 있다.
파킹부(155)는 파킹 기어(170)와 직접 치합하도록 돌출될 수 있다. 푸시 샤프트(141) 및 푸시 헤드(142)가 경사부(151) 및 오목부(153)를 가압함에 파킹 스프래그(150)는 회전축(157)을 중심으로 회동한다. 그리고 파킹부(155)는 파킹 기어(170)의 기어 형상에 대응되는, 즉 인접하는 2개의 기어 티스의 사이에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 파킹부(155)가 파킹 기어(170)와 치합하여, 파킹 동작을 실시할 수 있다.
리턴 스프링(160)은 파킹 스프래그(150)의 회전축(157)에 감겨지며, 일단이 파킹 스프래그(150)의 적어도 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 리턴 스프링(160)의 일단은 파킹 스프래그(150)의 파킹 기어(170)를 향하는 면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)를 향해 회동하면, 리턴 스프링(160)이 그 반대 방향으로 복원력을 가할 수 있다. 이를 통해 파킹 해제 동작을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.
파킹 기어(170)는 복수 개의 구동부 중 어느 하나에 장착되며, 파킹 스프래그(150)의 회동에 따라 파킹 스프래그(150)와 선택적으로 치합한다. 예를 들어 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 파킹 기어(170)는 제1 구동부(20)에 장착될 수 있다. 파킹 기어(170)는 제1 구동부(20)와 일체로 회전할 수 있다. 이에 따라 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)와 치합하면, 제1 구동부(20)가 정지하여 파킹 동작이 수행될 수 있다.
다음 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치(100)의 파킹 동작을 설명한다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 차량이 주행 중인 경우, 즉 파킹 동작이 수행되지 않은 상태에서 파킹 스프래그(150)는 파킹 기어(170)와 치합하지 않는다. 또한 푸시 헤드(142)는 푸시 샤프트(141)의 선단부 일부가 노출되도록 배치되며, 푸시 스프링(143)은 압축 또는 신장되지 않은 상태일 수 있다.
다음 도 4b에 나타낸 바와 같이, 파킹 동작을 수행하기 위해 액추에이터(110) 및 피니언 기어(120)가 회전하면 랙 기어(130)가 파킹 기어(170)를 향해 선형 이동한다. 이에 따라 푸시 샤프트(141)와 푸시 헤드(142)가 파킹 스프래그(150)와 접촉하면서 파킹 스프래그(150)를 파킹 기어(170)를 향해 회동시킨다. 이때 차량용 변속기(1)의 작동 상태에 따라, 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)에 치합되지 못하는 위치에 있을 경우, 푸시 스프링(143)은 푸시 헤드(142)가 파킹 스프래그(150)와 접촉함에 따라 후방으로 밀리면서, 푸시 헤드(142)와 랙 기어(130)의 사이에서 압축된다.
이 상태에서 차량이 미세하기 이동하면 파킹 기어(170)도 미세하게 이동한다. 그리고 파킹 스프래그(150)가 다시 파킹 기어(170)에 치합될 수 있는 위치에 있으면, 압축된 푸시 스프링(143)이 푸시 헤드(142)에 복원력을 가하여, 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)에 치합된다.
그리고 도 4c에 나타낸 바와 같이, 파킹 스프래그(150)의 파킹부(155)가 파킹 기어(170)와 완전히 치합되면, 푸시 샤프트(141)는 파킹 스프래그(150)와 접촉 상태를 해제할 수 있다. 또한 푸시 헤드(142) 중 제1 외측면(142a)은 파킹 스프래그(150)와 이격되고, 제2 외측면(142b)은 파킹 스프래그(150)와 접촉할 수 있다. 이를 통해 파킹 스프래그(150)와 파킹 기어(170)가 치합된 상태에서, 푸시 헤드(142)가 파킹 스프래그(150)의 위치를 유지할 수 있다. 이에 따라 파킹 기어(170)가 장착된 제1 구동부(20)가 정지하여, 파킹 동작이 완료된다.
일 실시예로 하우징(10)은 이탈 방지부(15)를 더 포함할 수 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 이탈 방지부(15)는 하우징(10)의 일측에 푸시 어셈블리(140)에 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들어 이탈 방지부(15)는 하우징(10)의 내측면에서 푸시 어셈블리(140)를 향해 돌출 형성될 수 있다. 이탈 방지부(15)는 파킹 상태에서, 차량의 진동이나 충격 등으로 인해 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)로부터 이탈하지 않도록 푸시 어셈블리(140)를 지지할 수 있다. 즉 파킹 기어(170)에 치합되어 있는 파킹 스프래그(150)가 외측으로 일부 이탈할 경우, 푸시 헤드(142)가 이탈 방지부(15)와 접촉하면서, 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)로부터 완전히 이탈하지 않도록 할 수 있다. 이를 통해 파킹 상태에서 푸시 어셈블리(140)의 풀림을 방지할 수 있다.
다음 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치(100)의 파킹 해제 동작을 설명한다.
도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 파킹 상태를 해제하기 위해 액추에이터(110) 및 피니언 기어(120)가 반대 방향으로 회전하면, 랙 기어(130)가 파킹 기어(170)와 멀어지는 방향으로 선형 이동하게 된다. 이에 따라 파킹 스프래그(150)와 파킹 기어(170) 간의 치합 상태가 일부 해제된다.
그리고 도 5c에 나타낸 바와 같이, 랙 기어(130)가 일정 거리 이상 이동하게 되면, 파킹 스프래그(150)가 파킹 기어(170)에서 완전히 이탈하게 된다. 이에 따라 제1 구동부(20)가 다시 작동하게 되고, 파킹 상태가 해제된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파킹 장치(100) 및 차량용 변속기(1)는 액추에이터(110)와 연결된 피니언 기어(120)와 랙 기어(130)가 직접 푸시 어셈블리(140)를 가압한다. 이를 통해 파킹 동작을 수행하기 위한 구성을 단순화하여 전체 무게를 줄이고, 생산성과 정비 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다른 차량용 파킹 장치(100) 및 차량용 변속기(1)는 파킹 상태에서 푸시 샤프트(141)와 푸시 헤드(142)의 위치를 지지함으로써, 안정적으로 파킹 상태를 유지할 수 있다.
이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.
실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
1: 차량용 변속기 10: 하우징
20: 제1 구동부 30: 제2 구동부
40: 제3 구동부 100: 차량용 파킹 장치
110: 액추에이터 120: 피니언 기어
130: 랙 기어 140: 푸시 어셈블리
150: 파킹 스프래그 160: 리턴 스프링
170: 파킹 기어

Claims (5)

  1. 액추에이터;
    상기 액추에이터의 단부에 장착되어, 상기 액추에이터의 회전에 따라 동일한 방향으로 회전하는 피니언 기어;
    상기 피니언 기어의 일측에 치합하도록 배치되며, 상기 피니언 기어가 회전함에 따라 상기 피니언 기어와 접선 방향으로 선형 이동하는 랙 기어;
    상기 랙 기어의 단부에서 연장되는 푸시 샤프트 및 상기 푸시 샤프트의 일측에 구비되는 푸시 헤드를 포함하는 푸시 어셈블리;
    상기 푸시 어셈블리의 동작에 따라 회동하는 파킹 스프래그; 및
    구동부에 장착되며, 상기 파킹 스프래그의 회동에 따라 상기 파킹 스프래그와 선택적으로 치합하는 파킹 기어;를 포함하는, 차량용 파킹 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 랙 기어가 상기 파킹 스프래그를 향해 이동함에 따라, 상기 푸시 헤드 및 상기 푸시 샤프트 중 적어도 하나가 상기 파킹 스프래그와 접촉하여 이를 가압하는, 차량용 파킹 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 푸시 어셈블리는 상기 랙 기어와 상기 푸시 헤드의 사이에 배치되는 푸시 스프링을 더 포함하는, 차량용 파킹 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 푸시 헤드는 상기 푸시 샤프트의 일단이 노출되도록 상기 푸시 샤프트의 외주면에 장착되며, 외측면이 상기 푸시 샤프트의 일단을 향해 경사지는 원뿔대 형상을 갖는, 차량용 파킹 장치.
  5. 복수 개의 구동부, 상기 복수 개의 구동부 중 적어도 어느 하나와 연결되는 차량용 파킹 장치 및 상기 복수 개의 구동부와 상기 차량용 파킹 장치가 장착되는 하우징을 포함하는 차량용 변속기로서,
    상기 차량용 파킹 장치는
    액추에이터;
    상기 액추에이터의 단부에 장착되어, 상기 액추에이터의 회전에 따라 동일한 방향으로 회전하는 피니언 기어;
    상기 피니언 기어의 일측에 치합하도록 배치되며, 상기 피니언 기어가 회전함에 따라 상기 피니언 기어와 접선 방향으로 선형 이동하는 랙 기어;
    상기 랙 기어의 단부에서 연장되는 푸시 샤프트 및 상기 푸시 샤프트의 일측에 구비되는 푸시 헤드를 포함하는 푸시 어셈블리;
    상기 푸시 어셈블리의 동작에 따라 회동하는 파킹 스프래그; 및
    구동축에 장착되며, 상기 파킹 스프래그의 회동에 따라 상기 파킹 스프래그와 선택적으로 치합하는 파킹 기어;를 포함하는, 차량용 변속기.
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