KR102210583B1 - 차량용 변속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 조작을 가능하게 하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 외부 힘이 가해지는 경우 초기 위치로부터 복수의 변속단 중 어느 하나가 선택되도록 회전축을 중심으로 회전되는 변속 조작부; 상기 변속 조작부의 회전 시 조작감이 발생되도록 하고, 상기 외부 힘이 제거되는 경우 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치로 복귀되도록 하는 변속 가이드부; 및 상기 변속 조작부의 복귀 시 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치를 초과하여 회전되지 않도록 상기 변속 조작부의 회전을 제한하는 회전 제한부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 변속 장치 {Automotive transmission}

본 발명은 차량용 변속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 조작을 가능하게 하는 차량용 변속 장치에 관한 것이다.

변속 장치는 차량의 속도에 따라 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어비를 달리하도록 할 수 있으며, 운전자는 레버, 버튼, 다이얼 등으로 구현되는 변속 조작 기구를 조작하여 변속기의 기어비를 바꾸게 된다.

이러한 변속 장치의 변속 모드로는 운전자가 기어비를 바꿀 수 있는 수동 변속 모드와 운전자가 D단 선택시에 차량 속도에 따라 자동으로 기어비가 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 기본적으로 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 장치는 기계적인 전달 방식으로 변속 시스템의 변속단을 변경하는 기계식 변속 장치가 사용되어 왔으나, 최근에는 컴팩트한 구조나 조작의 편의성 등을 고려하여 전자식 변속 장치가 개발되고 있으며, 전자식 변속 장치는 기계적인 연결을 전자식 연결로 치환한 소위 시프트 바이 와이어(Shift By Wire) 또는 전자식 시프터(e-Shifter)로 명명되고 있다.

전자식 변속 장치는 변속 조작 기구의 변속 신호와 변속기의 변속단 신호가 항상 일치해야할 필요가 있으며, 변속 조작 기구의 오동작으로 인하여 변속 신호가 달라지는 경우 운전자의 의도와 다른 변속단이 선택되어 차량 사고 발생 가능성이 높아지게 된다.

따라서, 전자식 변속 장치에서 변속 조작 기구의 오동작으로 인하여 운전자의 의도와 다른 변속단이 선택되는 것이 방지되도록 하는 방안이 요구되고 있다.

등록특허공보 제10-0726546호 (2007.06.11. 공고)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 운전자가 변속단의 선택을 위하여 변속 조작을 가능하게 하는 변속 조작부에 가해진 외부 힘을 제거하여 변속 조작부가 초기 위치로 복귀될 때 변속 조작부가 초기 위치를 초과하여 이동되지 않도록 하는 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 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치는, 외부 힘이 가해지는 경우 초기 위치로부터 복수의 변속단 중 어느 하나가 선택되도록 회전축을 중심으로 회전되는 변속 조작부; 상기 변속 조작부의 회전 시 조작감이 발생되도록 하고, 상기 외부 힘이 제거되는 경우 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치로 복귀되도록 하는 변속 가이드부; 및 상기 변속 조작부의 복귀 시 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치를 초과하여 회전되지 않도록 상기 변속 조작부의 회전을 제한하는 회전 제한부를 포함할 수 있다.

상기 변속 가이드부는, 상기 변속 조작부의 회전 방향을 따라 연장되도록 형성되는 디턴트 그루브; 상기 디턴트 그루브에 접촉되도록 위치하는 블릿; 및 상기 블릿이 상기 디턴트 그루브에 접촉되도록 탄성력이 발생되는 탄성 부재를 포함하며, 상기 디턴트 그루브는, 상기 블릿이 접촉되는 위치가 상기 초기 위치로부터 멀어질수록 상기 탄성 부재의 탄성 변형율이 증가하도록 형성될 수 있다.

상기 디턴트 그루브는, 상기 초기 위치에 상기 블릿의 적어도 일부가 삽입되어 위치하도록 형성되는 삽입 홈; 및 상기 삽입 홈으로부터 상기 변속 조작부의 회전 방향으로 연장되도록 형성되는 접촉면을 포함할 수 있다.

상기 접촉면은, 상기 탄성 부재의 탄성 변형율이 증가되도록 하는 방향으로 적어도 하나의 단차부가 형성될 수 있다.

상기 변속 조작부는, 변속 하우징의 일측에 회전 가능하게 위치하며, 상기 회전 제한부는, 상기 변속 조작부에 형성되어 상기 변속 조작부와 일체로 회전되는 제1 접촉부; 및 상기 변속 하우징에 형성되어 상기 초기 위치에서 상기 제1 접촉부와 접촉되도록 위치하는 제2 접촉부를 포함할 수 있다.

상기 변속 조작부가 상기 외부 힘에 의해 상기 초기 위치로부터 회전되는 경우, 상기 제1 접촉부는, 상기 변속 조작부의 회전 방향을 따라 상기 제2 접촉부와 멀어지도록 회전될 수 있다.

상기 변속 조작부의 위치를 감지하는 위치 감지부; 및 상기 감지된 위치에 따라 상기 복수의 변속단 중 상기 변속 조작부에 의해 선택된 변속단을 판단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 위치 감지부는, 상기 초기 위치로부터 상기 변속 조작부가 회전된 각도를 감지하며, 상기 제어부는, 상기 초기 위치와 상기 복수의 변속단 각각에 대하여 설정된 각도 범위 중 상기 감지된 각도가 속하는 각도 범위에 따라 상기 변속 조작부에 의해 선택된 변속단을 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 변속 조작부의 복귀 시 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치를 초과하여 회전되는 경우, 설정 시간 경과 후 상기 변속 조작부의 위치에 따라 상기 변속 조작부에 의해 선택된 변속단을 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 설정 시간 내에 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치로 진입한 경우, 이전 변속단이 유지되도록 할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 설정 시간 경과 이후 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치로 진입한 경우, 상기 초기 위치로부터 상기 변속 조작부가 초과하여 이동되는 방향의 변속단이 선택된 것으로 판단할 수 있다.

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.

변속 조작부에 가해진 외부 힘으로 인하여 변속 조작부가 회전되어 변속단이 선택된 이후, 외부 힘이 제거되어 변속 조작부가 초기 위치로 복귀될 때 변속 조작부가 초기 위치를 초과하여 회전되지 않도록 하여 운전자의 의도와 다른 변속단이 선택되는 것이 방지될 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 장치가 도시된 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 변속 가이드부가 도시된 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디턴트 그루브가 도시된 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 회전 제한부가 도시된 측면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어부가 도시된 블럭도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 변속 조작부의 회전에 따라 선택되는 변속단이 도시된 개략도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 외부 힘 제거 시 초기 위치로 복귀되는 변속 조작부가 도시된 개략도.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 변속 조작부의 복귀 시 변속 조작부가 초기 위치를 초과하여 이동 후 초기 위치로 진입하는데 소요되는 시간이 도시된 개략도.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도.
도 19 및 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 단면도.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 제한부가 도시된 측면도.

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 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 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 사시도, 단면도, 측면도 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.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 변속 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 변속 조작부(100), 변속 가이드부(200) 및 회전 제한부(300)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 차량용 변속 장치(1)는 차량의 센터페시아(center fascia)와 콘솔 박스(console box) 사이에 설치되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 운전자의 접근성이 우수한 다양한 위치에 설치될 수 있다.

변속 조작부(100)는 변속 하우징(400)의 일측에 회전 가능하게 위치할 수 있으며, 운전자는 변속 조작부(100)를 잡고 회전축(Ax1)을 중심으로 회전시켜 복수의 변속단 중 어느 하나를 선택할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서는 변속 조작부(100)의 회전에 의해 R, N 및 D단이 선택 가능하고, 변속 조작부(100)의 회전 방향 및 회전 각도에 따라 R, N 및 D단의 순서 또는 그 역순으로 변속단이 전환되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 변속 조작부(100)의 회전에 의해 선택 가능한 변속단은 다양하게 변경될 수 있으며, 일부 변속단은 별도로 구비되는 버튼이나 스위치 등의 조작에 의해 선택될 수도 있다.

이때, 변속 하우징(400)은 변속 조작부(100)의 회전 시 변속단이 선택되도록 하는 변속 기능, 소정 변속단에서 변속 조건이 만족되는 경우 다른 변속단의 선택을 가능하게 하는 시프트 록 기능, 차량의 시동이 꺼진 경우 P단으로 자동 복귀되도록 하는 기능 등을 구현하기 위한 각종 구성 요소를 수용할 수 있다.

변속 조작부(100)는 외부 힘이 가해지기 이전에는 초기 위치를 유지하게 되고, 운전자에 의해 외부 힘이 가해지는 경우 초기 위치로부터 회전축(Ax1)을 중심으로 회전될 수 있으며, 외부 힘이 제거되는 경우 다시 초기 위치로 복귀되도록 조작될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서 변속 조작부(100)의 초기 위치를 NULL단이라 칭하기로 하며, 변속 조작부(100)는 외부 힘이 가해지는 경우 NULL단으로부터 복수의 변속단 중 어느 하나가 선택되도록 회전되고, 외부 힘이 제거되는 경우 다시 NULL단으로 복귀될 수 있게 되며, 이 경우 NULL단은 변속 조작부(100)의 복귀 이전에 선택된 변속단으로 이해될 수 있다.

변속 조작부(100)는 변속 하우징(400)에 형성되는 고정 샤프트(410)를 중심으로 회전하는 회전 부재(110) 및 회전 부재(110)에 결합되어 손잡이의 역할을 하는 노브(120)를 포함할 수 있다.

회전 부재(110)는 고정 사프트(410)가 삽입되는 중공(111)이 형성될 수 있으며, 변속 조작부(100)의 원활한 회전을 위하여 고정 샤프트(410)와 중공(111)의 내측면 사이에는 베어링이나 부싱 등이 구비될 수 있다.

변속 조작부(100)는 NULL단에서 제1 방향으로 회전되는 경우 회전 각도에 따라 Nd, D단의 순서로 변속단이 선택될 수 있고, 이와 반대로 NULL단에서 제2 방향으로 회전되는 경우 회전 각도에 따라 Nr, R단의 순서로 변속단이 선택될 수 있으며, 이하 본 발명의 실시예에서 제1 방향은 시계 방향이고, 제2 방향은 반시계 방향인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

이때, Nd 및 Nr단은 N단으로 이해될 수 있으며, 변속 조작부(100)에 가해지는 외부 힘이 제거되어 변속 조작부(100)가 NULL단으로 복귀된 상태에서 전술한 변속단 선택 순서에 따라 변속단이 선택 가능하게 하기 위한 것이다.

예를 들어, 운전자에 의해 가해지는 외부 힘에 의해 변속 조작부(100)가 제1 방향으로 회전되어 D단이 선택된 이후, 운전자에 의해 가해지는 외부 힘이 제거되어 변속 조작부(100)가 NULL단으로 복귀된 상태에서 운전자는 변속 조작부(100)를 제2 방향으로 회전시켜 Nr 및 R단의 순서로 변속단을 선택할 수 있게 되는 것이다.

이와 반대로, 운전자에 의해 가해지는 외부 힘에 의해 변속 조작부(100)가 제2 방향으로 회전되어 R단이 선택된 이후, 운전자에 의해 가해지는 외부 힘이 제거되어 변속 조작부(100)가 NULL단으로 복귀된 상태에서 운전자는 변속 조작부(100)를 제1 방향으로 회전시켜 Nd 및 D단의 순서로 변속단을 선택할 수 있게 되는 것이다.

즉, Nd 및 D단의 선택을 위한 변속 조작부(100)의 회전 방향은 동일하되 그 회전 각도가 다른 것으로 이해될 수 있고, 이와 유사하게 Nr 및 R단의 선택을 위한 변속 조작부(100)의 회전 방향은 동일하되 그 회전 각도가 다른 것으로 이해될 수 있다.

변속 가이드부(200)는 운전자에 의해 가해지는 외부 힘에 의해 변속 조작부(100)가 회전될 때 운전자에게 조작감을 제공하고, 변속 조작부(100)에 가해지는 외부 힘이 제거되는 경우 변속 조작부(100)가 NULL단으로 복귀되도록 안내하는 역할을 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 변속 가이드부가 도시된 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 디턴트 그루브가 도시된 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변속 가이드부(200)는 디턴트 그루브(210), 블릿(220) 및 탄성 부재(230)를 포함할 수 있다.

디턴트 그루브(210)는 변속 조작부(100)의 회전 방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있고, 블릿(220)은 탄성 부재(230)의 탄성력에 의해 디턴트 그루브(210)와 접촉되도록 위치하여 변속 조작부(100)의 회전 시 조작감이 발생되도록 할 수 있다.

즉, 탄성 부재(230)는 디턴트 그루브(210)에서 블릿(220)이 접촉되는 면의 프로파일에 따라 탄성 변형율이 달라지게 되고, 운전자는 탄성 부재(230)의 탄성 변형율에 따른 탄성 복원력 이상의 힘을 가하여 변속 조작부(100)를 회전시키기 때문에 탄성 변형율이 달라지는 경우 운전자에게 요구되는 힘도 달라지게 되어 조작감이 발생될 수 있는 것이다.

디턴트 그루브(210) 및 블릿(220) 중 어느 하나는 변속 조작부(100)와 일체로 형성되고, 다른 하나는 변속 하우징(400)에 형성될 수 있으며, 디턴트 그루브(210) 및 접촉 부재(220) 중 어느 하나가 변속 조작부(100)와 일체로 형성된다는 것은 변속 조작부(100)와 일체로 제조되거나 별물로 형성되어 서로 결합되는 경우 등과 같이 변속 조작부(100)의 회전 시 상대적인 움직임이 없는 경우가 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 디턴트 그루브(210)가 변속 조작부(100), 즉 회전 부재(110)와 일체로 형성되고, 블릿(220)이 변속 하우징(400)에 일단이 고정되는 탄성 부재(230)의 타단에 결합되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, 블릿(220)은 변속 조작부(100)의 원활한 회전을 위하여 롤러로 구성될 수 있다.

디턴트 그루브(210)는 NULL단에 대응되는 위치에 삽입 홈(211)이 형성되며, 외부 힘이 가해지지 않는 경우 블릿(220)의 적어도 일부가 삽입 홈(211)에 삽입되도록 위치하게 되고, 탄성 부재(230)의 탄성력에 의해 블릿(220)이 삽입 홈(211) 내에 위치하게 되어 변속 조작부(100)가 회전되지 않고 NULL단을 유지하게 된다.

또한, 디턴트 그루브(210)는 삽입 홈(211)으로부터 변속 조작부(100)의 회전 방향을 따라 양측으로 각각 제1 접촉면(212) 및 제2 접촉면(213)이 연장되도록 형성될 수 있으며, 제1 접촉면(212)은 변속 조작부(100)가 NULL단으로부터 제1 방향으로 회전되는 경우 블릿(220)과 접촉되는 면이고, 제2 접촉면(213)은 변속 조작부(200)가 NULL단으로부터 제2 방향으로 회전되는 블릿(220)과 접촉되는 면으로 이해될 수 있다.

제1 접촉면(212) 및 제2 접촉면(213)은 삽입 홈(211)으로부터 연장되는 단부로 갈수록 탄성 부재(230)의 탄성 변형율을 증가시켜 탄성 복원력이 증가되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 디턴트 그루브(210)가 변속 조작부(100)와 일체로 형성되는 경우, 디턴트 그루브(210)의 제1 접촉면(212) 및 제2 접촉면(213)은 삽입 홈(211)으로부터 연장된 단부로 갈수록 변속 조작부(100)의 회전축(Ax1)까지의 거리가 증가하도록 형성될 수 있는 것이다.

따라서, 변속 조작부(100)에 외부 힘이 가해지게 되어 변속 조작부(100)가 NULL단으로부터 R단 또는 D단이 선택되도록 하는 방향으로 회전될 때 변속 조작부(100)의 회전 각도가 커질수록 탄성 부재(230)의 탄성 변형율이 커지게 되어 탄성 복원력이 증가하기 때문에 운전자가 변속 조작부(100)를 회전시키기 위하여 요구되는 힘이 점차적으로 커지게 되어 운전자가 변속단을 인지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 제1 접촉면(212) 및 제2 접촉면(213) 각각은 삽입 홈(211)과 단부 사이에 탄성 부재(230)의 탄성 복원력이 증가되도록 하는 방향으로 적어도 하나의 단차부(212a, 213a)가 형성될 수 있으며, 적어도 하나의 단차부(212a, 213a)는 변속 조작부(100)의 회전에 의해 변속단이 선택되는 위치에 형성될 수 있따.

본 발명의 실시예에서는 제1 접촉면(212) 및 제2 접촉면(213)에 각각 1개의 단차부(212a, 213a)가 형성되는 경우를 예를 들어 설명하고 있는데, 이는 변속 조작부(100)가 NULL단으로부터 양방향으로 각각 2개의 변속단 선택이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 변속 조작부(100)의 회전에 따라 선택 가능한 변속단에 따라 단차부의 개수는 달라질 수 있다.

즉, 변속 조작부(100)가 제1 방향으로 회전되는 경우 제1 접촉면(212)의 단차부(212a)는 Nd단이 선택되는 위치로서, 운전자가 D단을 선택하기 위해서는 블릿(220)이 제1 접촉면(212)의 단차부(212a)를 넘어가도록 추가적으로 힘을 더 가해야할 필요가 있다.

또한, 변속 조작부(100)가 제2 방향으로 회전되는 경우 제2 접촉면(213)의 단차부(213a)는 Nr단이 선택되는 위치로서, 운전자가 R단을 선택하기 위해서는 블릿(220)이 제2 접촉면(213)의 단차부(213a)를 넘어가도록 추가적으로 힘을 더 가해야할 필요가 있다.

전술한 디턴트 그루브(210)는 가이드 돌기(214)를 포함할 수 있으며, 가이드 돌기(214)는 변속 하우징(400)에 가이드 돌기(214)의 회전 경로를 따라 형성되는 가이드 홈(420)에 삽입되어 변속 조작부(100)가 일정한 회전 범위를 가지도록 하게 된다.

즉, 가이드 돌기(214)가 가이드 홈(420)의 일단에 위치할 때는 R 및 D단 중 어느 하나가 선택되고, 가이드 홈(420)의 타단에 위치할 때는 R 및 D단 중 다른 하나가 선택되는 것이다.

한편, 변속 조작부(100)에 가해지는 외부 힘이 제거되는 경우, 탄성 부재(230)의 탄성 복원력에 의해 블릿(220)이 제1 접촉면(212) 및 제2 접촉면(213) 중 어느 하나를 따라 이동되도록 변속 조작부(100)가 회전되면서 삽입 홈(211)에 블릿(220)이 삽입 가능한 NULL단 위치로 이동되도록 복귀될 수 있다.

이때, 변속 조작부(100)가 NULL단 위치로 복귀될 때 관성으로 인하여 변속 조작부(100)의 복귀 토크가 탄성 복원력에 의해 완전히 상쇄되지 못하는 경우 변속 조작부(100)는 NULL단을 초과하여 회전되는 경우가 발생하게 되며, 이 경우 운전자가 R단 또는 D단을 선택한 경우라도 Nd단 또는 Nr단이 선택되는 경우가 발생하게 된다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 변속 조작부(100)의 복귀 시 NULL단을 초과하여 회전되지 않도록 변속 조작부(100)의 회전을 제한하는 회전 제한부(300)를 포함할 수 있다.

회전 제한부(300)는 제1 접촉부(310) 및 제2 접촉부(320)를 포함할 수 있다.

제1 접촉부(310)는 변속 조작부(100)와 일체로 회전되며, 제2 접촉부(320)는 고정 설치되어 변속 조작부(100)가 NULL단에 위치할 때 제1 접촉부(320)와 접촉되도록 형성될 수 있다.

즉, 변속 조작부(100)가 NULL단에 위치할 때는 도 9와 같이 제1 접촉부(310) 및 제2 접촉부(320)가 서로 접촉되도록 위치하여 외부 힘이 가해지기 전까지 변속 조작부(100)의 위치가 유지되도록 할 수 있다.

운전자에 의해 변속 조작부(100)에 외부 힘이 가해지는 경우에는, 도 10과 같이 변속 조작부(100)의 회전으로 인하여 제1 접촉부(310)가 제2 접촉부(320)와 멀어지도록 회전될 수 있고, 이와 반대로 변속 조작부(100)에 가해지는 외부 힘이 제거되는 경우에는 제1 접촉부(310)가 제2 접촉부(320)와 가까워지는 방향으로 회전하게 되어 전술한 도 9와 같이 제1 접촉부(310) 및 제2 접촉부(320)가 서로 접촉되고, 이로 인해 변속 조작부(100)의 관성으로 인하여 변속 조작부(100)가 NULL단 위치를 초과하여 회전되는 것이 방지될 수 있는 것이다.

본 발명의 실시예에서는 제1 접촉부(310)가 변속 조작부(100)의 회전 방향으로 디턴트 그루브(210)로부터 일정 간격으로 이격되어 형성되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 제1 접촉부(310)는 변속 조작부(100)와 일체로 형성되고, 변속 조작부(100)의 회전에 따라 위치가 달라지는 다양한 위치에 형성될 수 있으며, 제1 접촉부(310)의 형성 위치에 따라 제2 접촉부(310)의 형성 위치도 달라질 수 있다.

전술한 바와 같이, 회전 제한부(300)에 의해 변속 조작부(100)의 복귀 시 NULL단 위치를 초과하여 회전되지 않도록 하는 경우에도 차량 진동이나 외부 충격 등으로 인하여 변속 조작부(100)가 NULL단 위치를 초과하여 회전되는 경우 운전자의 의도와는 다르게 변속단이 변경되는 것이 방지되도록 할 필요가 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 변속 조작부(100)의 위치를 감지하고, 감지된 위치에 따라 변속단이 제어되도록 하는 변속 제어부(500)를 더 포함할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어부의 구성이 도시된 블럭도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변속 제어부(500)는 변속 조작부(100)의 위치를 감지하는 위치 감지부(510) 및 감지된 위치에 따라 변속단이 제어되도록 하는 제어부(520)를 포함할 수 있다.

위치 감지부(510)는 변속 조작부(100)의 회전 방향 및 회전 각도를 감지하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 위치 감지부(510)가 변속 조작부(100)의 회전에 따라 위치가 달라지는 마그넷에 의한 자력 변화를 감지하는 홀 센서 등을 통해 변속 조작부(100)의 회전 방향 및 회전 각도를 감지하는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이에 한정되지 않고, 위치 감지부(510)는 기계식, 전기식, 자기식 또는 광학식 센서를 통해 접촉식 또는 비접촉식 방식을 통해 변속 조작부(100)의 위치를 감지할 수 있다.

제어부(520)는 위치 감지부(510)에 의해 감지된 위치가 사전 설정된 각도 범위에 포함되는지를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 변속 조작부(100)에 의해 선택된 변속단을 판단할 수 있다.

예를 들어, 제어부(520)는 도 12와 같이 NULL단을 포함하여 각 변속단 별로 허용된 각도 범위를 저장하고 있으며, 변속 조작부(100)의 위치가 포함되는 각도 범위에 대응되는 변속단이 선택된 것으로 판단하게 되는 것이다.

이때, 도 12는 각 변속단 별로 허용된 각도 범위가 10도인 경우의 일 예로서, NULL단 위치에서의 변속 조작부(100)의 기준 각도를 0도라 가정한 경우 각 변속단 별 각도 범위가 도시된 일 예이며, 도 12에서 양의 각도와 음의 각도는 변속 조작부(100)의 회전 방향을 의미하는 것으로서, 양의 각도는 제1 방향으로의 각도를 의미하고, 음의 각도는 제2 방향을 의미하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

전술한 제어부(520)는 변속 조작부(100)가 NULL단 위치를 초과하여 회전되는 경우라도 설정 시간 이내에 NULL단 위치에 진입하는 경우 이전 변속단이 유지되도록 할 수 있다.

설정 시간은 운전자가 일반적으로 변속 조작부(100)를 회전시켜 원하는 변속단을 선택하는데 소요되는 시간보다 짧은 시간으로 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 변속 조작부(100)가 NULL단 위치를 초과하여 회전된 이후 100ms 이내에 NULL단 위치에 진입한 경우 이전 변속단이 유지되도록 하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

즉, 제어부(520)는 도 13과 같이 R단 선택 이후 외부 힘이 제거되어 변속 조작부(100)가 NULL단으로 복귀되는 과정에서 변속 조작부(100)가 NULL단 위치를 초과하여 회전된 이후 다시 NULL단으로 복귀되는 경우, 도 14와 같이 NULL단 위치를 초과하여 NULL단 위치로 다시 진입할 때까지의 시간이 90ms인 경우에는 R단이 유지되도록 하고, 도 15와 같이 NULL단 위치를 초과하여 NULL단 위치로 다시 진입할 때까지의 시간이 110ms인 경우에는 Nd단이 선택된 것으로 판단하는 것이다.

전술한 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 운전자가 변속 조작부(100)를 잡고 회전시켜 변속단을 선택하는 로터리 타입의 일 예로서, 이에 한정되지 않고, 운전자가 변속 조작부(100)를 잡고 전후 또는 좌우 방향으로 이동시켜 변속단을 선택하는 조이스틱 타입에도 유사하게 적용될 수 있다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 사시도이고, 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 측면도이며, 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치가 도시된 분해 사시도이다.

도 16 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 변속 장치(1)는 전술한 실시예와 유사하게 변속 조작부(600), 변속 가이드부(700) 및 회전 제한부(800)를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 변속 조작부(600), 변속 가이드부(700) 및 회전 제한부(800)는 전술한 실시예에의 변속 조작부(100), 변속 가이드부(200) 및 회전 제한부(300)와 동일한 역할을 하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

변속 조작부(600)는 운전자가 로드(610)의 일단에 결합되는 노브(620)를 잡고 전후 또는 좌우 방향으로 이동시키는 경우 로드(610)가 로드(610)의 길이 방향에 수직한 회전축(Ax2)을 중심으로 회전되어 변속단이 선택될 수 있다.

변속 가이드부(700)는 디턴트 그루브(710), 블릿(720), 및 탄성 부재(730)를 포함할 수 있다.

디턴트 그루브(710)는 도 19와 같이 변속 조작부(600)의 초기 위치에 대응되는 NULL단 위치에 블릿(720)의 적어도 일부가 삽입되어 위치하는 삽입 홈(711)이 형성될 수 있으며, 삽입 홈(711)을 기준으로 변속 조작부(600)의 회전 방향을 따라 양측으로 제1 접촉면(712) 및 제2 접촉면(713)이 형성될 수 있다.

이때, 제1 접촉면(712)은 Nd, D단 선택시 블릿(720)이 접촉되는 면이고, 제2 접촉면(713)은 Nr, R단 선택 시 블릿(720)이 접촉되는 면으로 이해될 수 있다.

제1 접촉면(712) 및 제2 접촉면(713)은 삽입 홈(711)으로 멀어질수록 탄성 부재(730)의 탄성 변형률이 커지도록 변속 조작부(600)의 회전축(Ax2)에 가까워지도록 형성될 수 있으며, 제1 접촉면(712) 및 제2 접촉면(713)는 Nr 및 Nd단을 위한 단차부(712a, 713a)가 각각 형성될 수 있다.

회전 제한부(800)는 제1 접촉부(810) 및 제2 접촉부(820)를 포함할 수 있으며, 변속 조작부(600)가 NULL단 위치에 있을 때 제1 접촉부(810) 및 제2 접촉부(820)는 변속 조작부(600)의 회전축(Ax2)에 평행한 방향으로 서로 접촉되도록 위치할 수 있다.

운전자에 의해 외부 힘이 가해지는 경우 도 20과 같이 변속 조작부(600)는 NULL단으로부터 변속단의 선택을 위하여 회전축(Ax2)을 중심으로 회전하게 되고, 이 경우 도 21과 같이 제1 접촉부(810)가 제2 접촉부(820)와 멀어지는 방향으로 회전하게 되며, 외부 힘이 제거되는 경우 전술한 도 19와 같이 변속 조작부(600)는 탄성 부재(730)의 탄성 복원력에 의해 블릿(720)이 삽입 홈(711)에 삽입되는 위치로 복귀될 수 있게 되고, 이 경우 제1 접촉부(810) 및 제2 접촉부(820)가 서로 접촉되어 변속 조작부(600)가 NULL단을 초과하여 회전되는 것을 제한하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서도 전술한 도 11의 변속 제어부(500)가 동일하게 적용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명의 차량용 변속 장치(1)는 변속 조작부(100, 600)가 외부 힘에 회전된 이후, 외부 힘이 제거되어 변속 조작부(100, 600)가 NULL단 위치로 복귀될 때 변속 조작부(100, 600)가 NULL단을 초과하여 회전되는 것이 방지되도록 함으로써 운전자가 의도와 다르게 변속단이 변경되는 것이 방지될 수 있게 된다.

또한, 변속 조작부(100, 600)가 NULL단을 초과하여 회전된 경우라도 변속 조작부(100, 600)의 복귀 토크에 의한 경우에는 변속 조작부(100, 600)가 설정 시간 이내에 NULL단 위치로 진입할 수 있기 때문에 이를 감안하여 이전 변속단이 유지되도록 함으로써 운전자가 의도와 다르게 변속단이 변경되는 것이 방지될 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 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 변속 조작부 110: 회전 부재
120: 노브 200: 변속 가이드부
210: 디턴트 그루브 220: 블릿
230: 탄성 부재 300: 회전 제한부
310: 제1 접촉부 320: 제2 접촉부
400: 변속 하우징 500: 변속 제어부
510: 위치 감지부 520: 제어부
600: 변속 조작부 610: 로드
620: 노브 700: 변속 가이드부
710: 디턴트 그루브 720: 블릿
730: 탄성 부재 800: 회전 제한부
810: 제1 접촉부 820: 제2 접촉부

Claims (11)

1. 외부 힘이 가해지는 경우 초기 위치로부터 복수의 변속단 중 어느 하나가 선택되도록 회전축을 중심으로 회전되는 변속 조작부;
   상기 변속 조작부의 회전 시 조작감이 발생되도록 하고, 상기 외부 힘이 제거되는 경우 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치로 복귀되도록 하는 변속 가이드부; 및
   상기 변속 조작부의 복귀 시 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치를 초과하여 회전되지 않도록 상기 변속 조작부의 회전을 제한하는 회전 제한부를 포함하는 차량용 변속 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 변속 가이드부는,
   상기 변속 조작부의 회전 방향을 따라 연장되도록 형성되는 디턴트 그루브;
   상기 디턴트 그루브에 접촉되도록 위치하는 블릿; 및
   상기 블릿이 상기 디턴트 그루브에 접촉되도록 탄성력이 발생되는 탄성 부재를 포함하며,
   상기 디턴트 그루브는,
   상기 블릿이 접촉되는 위치가 상기 초기 위치로부터 멀어질수록 상기 탄성 부재의 탄성 변형율이 증가하도록 형성되는 차량용 변속 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 디턴트 그루브는,
   상기 초기 위치에 상기 블릿의 적어도 일부가 삽입되어 위치하도록 형성되는 삽입 홈; 및
   상기 삽입 홈으로부터 상기 변속 조작부의 회전 방향으로 연장되도록 형성되는 접촉면을 포함하는 차량용 변속 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 접촉면은,
   상기 탄성 부재의 탄성 변형율이 증가되도록 하는 방향으로 적어도 하나의 단차부가 형성되는 차량용 변속 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 변속 조작부는,
   변속 하우징의 일측에 회전 가능하게 위치하며,
   상기 회전 제한부는,
   상기 변속 조작부에 형성되어 상기 변속 조작부와 일체로 회전되는 제1 접촉부; 및
   상기 변속 하우징에 형성되어 상기 초기 위치에서 상기 제1 접촉부와 접촉되도록 위치하는 제2 접촉부를 포함하는 차량용 변속 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 변속 조작부가 상기 외부 힘에 의해 상기 초기 위치로부터 회전되는 경우,
   상기 제1 접촉부는,
   상기 변속 조작부의 회전 방향을 따라 상기 제2 접촉부와 멀어지도록 회전되는 차량용 변속 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 변속 조작부의 위치를 감지하는 위치 감지부; 및
   상기 감지된 위치에 따라 상기 복수의 변속단 중 상기 변속 조작부에 의해 선택된 변속단을 판단하는 제어부를 포함하는 차량용 변속 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 위치 감지부는,
   상기 초기 위치로부터 상기 변속 조작부가 회전된 각도를 감지하며,
   상기 제어부는,
   상기 초기 위치와 상기 복수의 변속단 각각에 대하여 설정된 각도 범위 중 상기 감지된 각도가 속하는 각도 범위에 따라 상기 변속 조작부에 의해 선택된 변속단을 판단하는 차량용 변속 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 변속 조작부의 복귀 시 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치를 초과하여 회전되는 경우, 설정 시간 경과 후 상기 변속 조작부의 위치에 따라 상기 변속 조작부에 의해 선택된 변속단을 판단하는 차량용 변속 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정 시간 내에 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치로 진입한 경우, 이전 변속단이 유지되도록 하는 차량용 변속 장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정 시간 경과 이후 상기 변속 조작부가 상기 초기 위치로 진입한 경우, 상기 초기 위치로부터 상기 변속 조작부가 초과하여 이동되는 방향의 변속단이 선택된 것으로 판단하는 차량용 변속 장치.

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