KR102608970B1 - 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기 - Google Patents

1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기 Download PDF

Info

Publication number
KR102608970B1
KR102608970B1 KR1020210118963A KR20210118963A KR102608970B1 KR 102608970 B1 KR102608970 B1 KR 102608970B1 KR 1020210118963 A KR1020210118963 A KR 1020210118963A KR 20210118963 A KR20210118963 A KR 20210118963A KR 102608970 B1 KR102608970 B1 KR 102608970B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shift
gear
sliding
shift fork
motor
Prior art date
Application number
KR1020210118963A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230036284A (ko
Inventor
최덕순
정윤식
김선현
Original Assignee
주식회사 네오오토
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 네오오토 filed Critical 주식회사 네오오토
Priority to KR1020210118963A priority Critical patent/KR102608970B1/ko
Priority to US17/903,048 priority patent/US11746899B2/en
Publication of KR20230036284A publication Critical patent/KR20230036284A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102608970B1 publication Critical patent/KR102608970B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/32Gear shift yokes, e.g. shift forks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/3069Interrelationship between two or more final output mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2876Racks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2884Screw-nut devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • F16H2063/3056Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using cam or crank gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3079Shift rod assembly, e.g. supporting, assembly or manufacturing of shift rails or rods; Special details thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/32Gear shift yokes, e.g. shift forks
    • F16H2063/324Gear shift yokes, e.g. shift forks characterised by slide shoes, or similar means to transfer shift force to sleeve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Abstract

본 발명은 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 관한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기는 시프트 레일에 시프트 포크가 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 시프트 포크는 입력축에 결합되는 기어부에 치합되도록 슬리브를 구비하는 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기로서, 모터, 상기 모터와 연결되며, 상기 모터의 회전에 따라 이동하는 제1 시프트 기어, 상기 시프트 레일의 일단부에 배치되며, 상기 제1 시프트 기어와 체결되는 제2 시프트 기어 및 상기 시프트 레일의 타단부에 배치되며, 상기 시프트 레일이 삽입되는 상기 시프트 포크의 삽입홀 주위에 배치되는 슬라이딩 돌기와 접촉하여 상기 시프트 포크를 슬라이딩시키는 슬라이딩 핀을 포함한다.

Description

1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기{Transmission with 1 axis shift mechanism}
본 발명은 변속기에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 1축 상에서 회전 운동과 슬라이딩 운동을 모두 구현할 수 있는 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 관한 발명이다.
도그클러치(dog clutch)는 회전하는 2개의 요소를 마찰이 아닌 다른 방식으로 연결하는 클러치의 한 종류이다. 도그클러치는 하나의 요소가 나머지 요소를 밀어, 양쪽이 같은 속도로 회전하면서 미끄러지지 않도록 설계된다.
일반적으로 자동차용 변속기에서 도그클러치는 모터의 회전 운동을 시프트 레일)에 조립되어 있는 시프트 포크의 러그 부분을 통해 슬라이딩 운동으로 변환하는 메커니즘으로 구현된다. 슬라이딩 운동을 하는 시프트 포크는 슬리브를 움직이며, 이를 통해 동력을 전달하거나 차단할 수 있다.
그러나 이와 같은 방식의 시프트 메커니즘은 회전 운동을 슬라이딩 운동으로 바꾸기 위해 다양한 종류의 부품을 필요로 하며, 이로 인해 시프트 메커니즘 자체와 변속기의 부피가 커지는 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.
일본등록특허공보 JP 4568447 B2
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로, 1축 상에서 회전 운동과 슬라이딩 운동을 동시에 구현함으로써 시프트 메커니즘과 변속기 전체의 부품 개수 및 부피를 줄일 수 있는 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기를 제공할 수 있다.
다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기는 시프트 레일에 시프트 포크가 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 시프트 포크는 입력축에 결합되는 기어부에 치합되도록 슬리브를 구비하는 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기로서, 모터, 상기 모터와 연결되며, 상기 모터의 회전에 따라 이동하는 제1 시프트 기어, 상기 시프트 레일의 일단부에 배치되며, 상기 제1 시프트 기어와 체결되는 제2 시프트 기어 및 상기 시프트 레일의 타단부에 배치되며, 상기 시프트 레일이 삽입되는 상기 시프트 포크의 삽입홀 주위에 배치되는 슬라이딩 돌기와 접촉하여 상기 시프트 포크를 슬라이딩시키는 슬라이딩 핀을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 있어서, 상기 슬라이딩 돌기는 상기 삽입홀의 주위의 일부 영역에 돌출 형성되고, 상기 슬라이딩 핀은 상기 제2 시프트 기어의 회전에 따라 회전하면서 상기 슬라이딩 돌기의 상면과 접촉하여, 상기 시프트 포크를 길이 방향으로 슬라이딩시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 있어서, 상기 시프트 포크는 상기 슬라이딩 돌기가 배치되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리를 따라 연장되어 상기 슬라이딩 돌기를 감싸도록 형성되는 지지벽을 포함하고, 상기 슬라이딩 핀은 상기 지지벽의 내측에 배치되어 상기 지지벽의 내경보다 짧은 길이로 상기 시프트 레일의 타단부에서 연장되고, 상기 제2 시프트 기어의 회전에 따라 상기 바닥면 또는 상기 슬라이딩 돌기의 상면과 선택적으로 접촉하여, 상기 바닥면과 상기 슬라이딩 돌기의 높이 차이만큼 상기 시프트 포크를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 있어서, 상기 슬라이딩 돌기는 상기 바닥면의 가장자리를 따라 연장되며, 양단이 상기 바닥면을 향해 경사질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 있어서, 상기 슬라이딩 돌기는 상기 지지벽의 둘레 방향을 따라 연장되는 평면은 제1 접촉면과 상기 제1 접촉면에서 상기 바닥면을 향해 경사지게 연장되는 제2 접촉면을 포함하고, 상기 모터가 회전함에 따라 상기 슬라이딩 핀이 상기 제2 접촉면을 지나, 상기 제1 접촉면에 도달하면, 상기 시프트 포크가 상기 기어부와 체결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 있어서, 상기 시프트 포크와 상기 제2 시프트 기어의 사이에 배치되며, 상기 시프트 레일에 감겨지는 리턴 스프링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 있어서, 상기 리턴 스프링의 일단은 상기 시프트 레일의 외주면 일측에 고정되고, 상기 리턴 스프링의 타단은 상기 슬라이딩 핀의 반대편에 위치하는 상기 시프트 포크의 면과 접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기에 있어서, 상기 슬라이딩 핀이 상기 슬라이딩 돌기와 접촉하면 상기 슬라이딩 돌기의 높이만큼 상기 리턴 스프링이 압축되고, 상기 슬라이딩 핀이 상기 슬라이딩 돌기와 접촉 상태를 해제하면, 상기 리턴 스프링이 상기 시프트 포크를 가압하여 원래 위치로 이동시킬 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기는 1축 상에서 회전 운동과 슬라이딩 운동을 모두 구현할 수 있어, 시프트 메커니즘과 이를 포함하는 변속기의 구성을 단순화하고, 그 크기를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 일부를 나타낸다.
도 2는 도 1의 슬라이딩 핀 주변을 확대하여 나타낸다.
도 3 및 도 4는 슬라이딩 핀이 슬라이딩 돌기와 접촉하기 전 상태를 나타낸다
도 5 및 도 6은 슬라이딩 핀이 슬라이딩 돌기와 접촉한 후 상태를 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 변속기(10)의 일부를 나타내고, 도 2는 도 1의 슬라이딩 핀(350) 주변을 확대하여 나타내고, 도 3 및 도 4는 슬라이딩 핀(350)이 슬라이딩 돌기(340)와 접촉하기 전 상태를 나타내고, 도 5 및 도 6은 슬라이딩 핀(350)이 슬라이딩 돌기(340)와 접촉한 후 상태를 나타낸다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기(10)는 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기이다. 즉 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기(10)는 1축 상에서 회전 운동과 슬라이딩 운동을 모두 실시할 수 있는 시프트 메커니즘을 포함할 수 있다.
발명의 설명에서 언급되는 시프트 메커니즘은 변속기(10)에 있어서 모터(100)로부터 동력을 전달받아 변속 동작을 실시하는 구조를 의미할 수 있다. 예를 들어 시프트 메커니즘은 모터(100), 제1 시프트 기어(200), 시프트 포크(300), 시프트 레일(400) 및 제2 시프트 기어(500)를 포함하는 구성일 수 있다. 또한 변속기(10)는 이와 같은 시프트 메커니즘을 포함하며, 변속기 케이스 및 입력축, 출력축 등을 더 포함하는 상위 개념일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 변속기(10)는 모터(100), 제1 시프트 기어(200), 시프트 포크(300), 시프트 레일(400) 및 제2 시프트 기어(500)을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 6에는 도시하지 않았으나, 변속기(10)는 시프트 포크(300)와 선택적으로 연결되며 하나 이상의 기어부를 구비하는 입력축을 포함할 수 있다. 여기서 입력축은 외부에서 동력이 입력되어 기어부를 직접 구동하는 축일 수 있다. 이에 따라 시프트 포크(300)가 진퇴 운동하면서 기어부와 선택적으로 치합되어 변속 동작을 실시할 수 있다.
또한 시프트 포크(300)를 중심으로 제2 시프트 기어(500)의 맞은편, 즉 시프트 레일(400)에 있어서 제2 시프트 기어(500)의 반대측 단부에는 도시하지 않은 변속기 케이스가 배치될 수 있다.
모터(100)는 외부에서 동력을 공급받아 시프트 포크(300)를 이동시키는 동력을 생성한다. 여기서 모터(100)는 동력을 입력하는 모터가 아닌, 변속 동작을 실시하기 위해 시프트 메커니즘을 동작시키는 모터일 수 있다. 예를 들어 모터(100)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면, 모터(100)의 일단부에 연결된 제1 시프트 기어(200)가 이동하면서 제2 시프트 기어(500)를 회전시켜 시프트 포크(300)를 이동시킨다. 이에 대해서는 상세히 후술한다.
모터(100)의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 유압식, 공압식 또는 전동식 모터일 수 있다. 일 실시예로 모터(100)는 외부에서 전력을 공급받아 회전하는 전동식 모터일 수 있다.
제1 시프트 기어(200)는 모터(100)와 연결되며, 모터(100)의 회전과 연동하여 운동할 수 있다. 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 시프트 기어(200)는 일단부가 모터(100)와 연결되는 연결바(210) 및 연결바(210)의 타단부에 배치되는 변환 기어(220)를 포함할 수 있다.
연결바(210)는 막대 형상의 부재로서, 연결바(210)의 일단부에는 모터(100)와 연결되는 부분에 베어링(예를 들어 볼 베어링)이 배치될 수 있다. 또한 연결바(210)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다.
변환 기어(220)는 연결바(210)의 타단부에 배치되며, 연결바(210)에 대해 상대 이동 가능한 부재로서, 내주면에 연결바(210)의 외주면에 형성된 나사산과 결합되는 나사산을 구비할 수 있다. 예를 들어 변환 기어(220)는 내부가 중공이며, 그 내부에 연결바(210)가 삽입될 수 있다. 그리고 연결바(210)는 외주면에 제2 시프트 기어(500)와 체결되는 기어를 구비할 수 있다.
이에 따라 모터(100)가 회전하면 연결바(210)도 동일한 방향으로 회전하게 된다. 여기서 모터(100)는 회전축을 중심으로 회전하되, 축 방향으로 이동하지 않도록 배치될 수 있다. 따라서 모터(100)의 회전축 방향으로의 변위는 발생하지 않는 상태에서, 변환 기어(220)가 연결바(210)와 체결되어 회전축 방향으로 진퇴 운동하게 된다. 이를 통해 제1 시프트 기어(200)는 모터(100)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여, 제2 시프트 기어(500)에 전달할 수 있다.
제2 시프트 기어(500)는 시프트 레일(400)의 일단부에 배치되며, 외주면에 제1 시프트 기어(200)와 체결되는 기어를 구비할 수 있다. 예를 들어 제2 시프트 기어(500)는 원통 형상의 부재로서 외주면에 기어가 형성되며, 제1 시프트 기어(200)가 진퇴 운동을 함에 따라 회전할 수 있다. 즉 제1 시프트 기어(200)와 제2 시프트 기어(500)는 일종의 랙-피니언 기어 구조를 형성할 수 있다.
시프트 레일(400)은 제2 시프트 기어(500)와 시프트 포크(300)를 연결하는 부재로서, 모터(100)의 움직임을 시프트 포크(300)로 전달하는 역할을 한다. 시프트 레일(400)은 막대 형상의 부재로서, 단일축으로 형성될 수 있다. 시프트 레일(400)의 일단부에는 제2 시프트 기어(500)가 결합되고, 타단부는 시프트 포크(300)와 연결될 수 있다.
일 실시예로 모터(100)가 회전함에 따라 제1 시프트 기어(200)가이 이동하면, 이에 대응되도록 제2 시프트 기어(500)가 회전하게 되고, 마찬가지로 시프트 레일(400)이 회전하게 된다.
시프트 포크(300)는 시프트 레일(400)의 타단부에 연결되며, 모터(100)의 작동에 따라 시프트 레일(400)에 삽입된 상태에서 축 방향으로 이동하게 된다. 예를 들어 모터(100)가 회전하여 제1 시프트 기어(200)가 이동하고, 이에 따라 제2 시프트 기어(500)와 시프트 레일(400)이 회전하면서 후술하는 슬라이딩 핀(350)이 슬라이딩 돌기(340)와 접촉하게 된다. 그리고 슬라이딩 돌기(340)의 높이만큼 시프트 포크(300)가 축 방향으로 이동하면서 도시하지 않은 입력축의 기어부와 체결되면서 변속 동작이 이루어질 수 있다.
일 실시예로 시프트 포크(300)는 슬리브(S)와 클러치 기어(G)를 포함할 수 있다. 시프트 포크(300)는 모터(100)의 회전에 따라 이동하면서 기어부와 선택적으로 체결될 수 있다. 예를 들어 모터(100)가 일 방향으로 회전하여 시프트 포크(300)가 입력축의 기어부를 향해 이동하면, 클러치 기어(G)가 기어부와 체결되어, 변속이 이루어질 수 있다.
일 실시예로 시프트 포크(300)는 시프트 레일(400)이 삽입되는 삽입홀(310)을 구비할 수 있다. 또한 시프트 포크(300)는 삽입홀(310)의 주위에 배치되는 바닥면(320)과, 내측에 삽입홀(310)을 감싸도록 바닥면(320)의 가장자리를 따라 배치되는 지지벽(330)을 포함할 수 있다.
바닥면(320)는 시프트 레일(400)이 삽입되는 방향의 반대 방향에 배치되는 평평한 면으로서, 후술하는 슬라이딩 핀(350)과 선택적으로 접촉할 수 있다. 또한 지지벽(330)은 바닥면(320)의 가장자리를 따라 돌출 형성되는 격벽으로, 내부에 삽입홀(310)이 배치될 수 있다. 슬라이딩 돌기(340)는 삽입홀(310)의 주위에, 바닥면(320) 상에 소정의 높이로 돌출 형성될 수 있다.
이에 따라 삽입홀(310)에 시프트 레일(400)이 삽입된 상태에서, 시프트 레일(400)의 타단부에 배치된 슬라이딩 핀(350)이 바닥면(320) 또는 슬라이딩 돌기(340)와 선택적으로 접촉하면서 시프트 포크(300)가 축 방향으로 이동하게 된다.
예를 들어 도 3 및 도 4는 모터(100)가 회전하지 않은 상태를 나타낸다. 이 상태에서 제1 시프트 기어(200)의 변환 기어(220)는 연결바(210)의 길이 방향에 대해 중심부 혹은 좌측에 배치된다. 그리고 제2 시프트 기어(500) 역시 회전하지 않은 상태를 유지하며, 슬라이딩 핀(350)은 시프트 포크(300)의 바닥면(320)과 접촉한다. 이 상태에서 시프트 포크(300)는 기어부와 체결되지 않을 수 있다.
다음 도 5 및 도 6은 모터(100)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한 상태를 나타낸다. 모터(100)가 회전함에 따라 연결바(210)도 동일한 방향과 크기로 회전하게 되고, 연결바(210)의 나사산과 체결된 변환 기어(220)가 축 방향으로 이동하게 된다. 변환 기어(220)의 외측면에 형성된 기어는 제2 시프트 기어(500)의 기어와 맞물린 상태이므로, 변환 기어(220)가 이동함에 따라 제2 시프트 기어(500)가 회전하면서 시프트 레일(400)도 동일하게 회전한다.
그리고 도 5에 나타낸 바와 같이, 시프트 레일(400)의 타단부에 배치된 슬라이딩 핀(350)이 회전하면서 슬라이딩 돌기(340)와 접촉하게 된다. 슬라이딩 돌기(340)는 바닥면(320)에 대해 소정의 높이만큼 돌출 형성되므로, 슬라이딩 돌기(340)와 바닥면(320)의 높이 차이만큼 시프트 포크(300)가 축 방향으로 이동(도 6에서 우측 방향으로 이동)하게 된다. 이에 따라 시프트 포크(300)가 기어부와 체결되어, 변속 동작이 이루어질 수 있다.
일 실시예로 변속기(10)는 리턴 스프링(600)을 더 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 리턴 스프링(600)은 시프트 레일(400)에 감겨질 수 있다. 리턴 스프링(600)의 일단은 시프트 레일(400)의 외주면 일측에 고정될 수 있으며, 타단은 시프트 포크(300)의 일면과 접촉할 수 있다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 모터(100)가 회전하지 않아 시프트 포크(300)가 입력축의 기어부와 체결되지 않은 상태에서, 리턴 스프링(600)은 압축되지 않거나 미소하게 압축된 상태를 유지할 수 있다.
그리고 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 모터(100)가 회전하여 시프트 포크(300)가 이동하게 되면, 슬라이딩 핀(350)이 슬라이딩 돌기(340)와 접촉하여 시프트 포크(300)가 리턴 스프링(600)의 타단을 가압하여 리턴 스프링(600)이 압축된다. 여기서 리턴 스프링(600)의 압축력은 시프트 포크(300)가 기어부와 체결 상태를 유지하는 힘 또는 슬라이딩 핀(350)이 슬라이딩 돌기(340)와 접촉하는 힘보다 작을 수 있다. 즉 리턴 스프링(600)이 압축되더라도 모터(100)가 다시 반대 방향으로 회전하여 슬라이딩 핀(350)과 슬라이딩 돌기(340)의 접촉 상태(면적 또는 가압력)에 변화가 발생하지 않는 한, 시프트 포크(300)와 입력축의 기어부의 체결 상태는 유지될 수 있다.
이후 모터(100)가 다시 반대 방향으로 회전하게 되면, 슬라이딩 핀(350)과 슬라이딩 돌기(340)의 접촉 상태가 해제되고, 리턴 스프링(600)이 시프트 포크(300)를 가압하여 원래 위치로 이동시킨다(도 6의 좌측 방향). 이에 따라 시프트 포크(300)는 기어부와 체결 상태를 해제하게 된다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기(10)는 1축 상에서 회전 동작과 슬라이딩 동작을 모두 구현할 수 있다. 즉 하나의 시프트 레일(400)이 회전하면서 동시에 슬라이딩 핀(350)과 슬라이딩 돌기(340)를 통해 시프트 포크(300)를 슬라이딩시킬 수 있다. 이에 따라 시프트 메커니즘과 변속기(10)의 구성을 간소화하고 전체 크기를 줄일 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.
10: 변속기
100: 모터
200: 제1 시프트 기어
300: 시프트 포크
400: 시프트 레일
500: 제2 시프트 기어
600: 리턴 스프링

Claims (8)

  1. 시프트 레일에 시프트 포크가 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 시프트 포크는 입력축에 결합되는 기어부에 치합되도록 슬리브를 구비하는 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기로서,
    모터;
    상기 모터와 연결되며, 상기 모터의 회전에 따라 이동하는 제1 시프트 기어;
    상기 시프트 레일의 일단부에 배치되며, 상기 제1 시프트 기어와 체결되는 제2 시프트 기어; 및
    상기 시프트 레일의 타단부에 배치되며, 상기 시프트 레일이 삽입되는 상기 시프트 포크의 삽입홀 주위에 배치되는 슬라이딩 돌기와 접촉하여 상기 시프트 포크를 슬라이딩시키는 슬라이딩 핀;을 포함하고,
    상기 슬라이딩 돌기는 상기 삽입홀의 주위의 일부 영역에 돌출 형성되고,
    상기 슬라이딩 핀은 상기 제2 시프트 기어의 회전에 따라 회전하면서 상기 슬라이딩 돌기의 상면과 접촉하여, 상기 시프트 포크를 길이 방향으로 슬라이딩시키고,
    상기 시프트 포크는 상기 슬라이딩 돌기가 배치되는 바닥면과 상기 바닥면의 가장자리를 따라 연장되어 상기 슬라이딩 돌기를 감싸도록 형성되는 지지벽을 포함하고,
    상기 슬라이딩 핀은 상기 지지벽의 내측에 배치되어 상기 지지벽의 내경보다 짧은 길이로 상기 시프트 레일의 타단부에서 연장되고, 상기 제2 시프트 기어의 회전에 따라 상기 바닥면 또는 상기 슬라이딩 돌기의 상면과 선택적으로 접촉하여, 상기 바닥면과 상기 슬라이딩 돌기의 높이 차이만큼 상기 시프트 포크를 이동시키는, 변속기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 돌기는 상기 바닥면의 가장자리를 따라 연장되며, 양단이 상기 바닥면을 향해 경사진, 변속기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 돌기는 상기 지지벽의 둘레 방향을 따라 연장되는 평면은 제1 접촉면과 상기 제1 접촉면에서 상기 바닥면을 향해 경사지게 연장되는 제2 접촉면을 포함하고,
    상기 모터가 회전함에 따라 상기 슬라이딩 핀이 상기 제2 접촉면을 지나, 상기 제1 접촉면에 도달하면, 상기 시프트 포크가 상기 기어부와 체결되는, 변속기.
  6. 시프트 레일에 시프트 포크가 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 시프트 포크는 입력축에 결합되는 기어부에 치합되도록 슬리브를 구비하는 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기로서,
    모터;
    상기 모터와 연결되며, 상기 모터의 회전에 따라 이동하는 제1 시프트 기어;
    상기 시프트 레일의 일단부에 배치되며, 상기 제1 시프트 기어와 체결되는 제2 시프트 기어; 및
    상기 시프트 레일의 타단부에 배치되며, 상기 시프트 레일이 삽입되는 상기 시프트 포크의 삽입홀 주위에 배치되는 슬라이딩 돌기와 접촉하여 상기 시프트 포크를 슬라이딩시키는 슬라이딩 핀;을 포함하고,
    상기 시프트 포크와 상기 제2 시프트 기어의 사이에 배치되며, 상기 시프트 레일에 감겨지는 리턴 스프링을 더 포함하고,
    상기 리턴 스프링의 일단은 상기 시프트 레일의 외주면 일측에 고정되고, 상기 리턴 스프링의 타단은 상기 슬라이딩 핀의 반대편에 위치하는 상기 시프트 포크의 면과 접촉하는, 변속기.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 핀이 상기 슬라이딩 돌기와 접촉하면 상기 슬라이딩 돌기의 높이만큼 상기 리턴 스프링이 압축되고,
    상기 슬라이딩 핀이 상기 슬라이딩 돌기와 접촉 상태를 해제하면, 상기 리턴 스프링이 상기 시프트 포크를 가압하여 원래 위치로 이동시키는, 변속기.
KR1020210118963A 2021-09-07 2021-09-07 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기 KR102608970B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210118963A KR102608970B1 (ko) 2021-09-07 2021-09-07 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기
US17/903,048 US11746899B2 (en) 2021-09-07 2022-09-06 Transmission with 1 axis shift mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210118963A KR102608970B1 (ko) 2021-09-07 2021-09-07 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230036284A KR20230036284A (ko) 2023-03-14
KR102608970B1 true KR102608970B1 (ko) 2023-12-06

Family

ID=85385256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210118963A KR102608970B1 (ko) 2021-09-07 2021-09-07 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11746899B2 (ko)
KR (1) KR102608970B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000170910A (ja) * 1998-10-23 2000-06-23 Borg Warner Automot Inc 一体化したカム―シフトフォ―クアッセンブリ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4568447B2 (ja) 2001-03-29 2010-10-27 株式会社デンソー シフト変速装置
WO2005073602A1 (de) * 2004-01-29 2005-08-11 Magna Drivetrain Ag & Co Kg Getriebe mit verschiebbarer schaltgabel und aktuator
EP2886911B1 (en) * 2013-12-20 2016-08-03 BorgWarner Inc. Spring loaded shift actuator assembly having a retaining mechanism

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000170910A (ja) * 1998-10-23 2000-06-23 Borg Warner Automot Inc 一体化したカム―シフトフォ―クアッセンブリ

Also Published As

Publication number Publication date
US20230077157A1 (en) 2023-03-09
KR20230036284A (ko) 2023-03-14
US11746899B2 (en) 2023-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4488529B2 (ja) ロック装置
JP4694520B2 (ja) 摩擦伝動変速装置
KR102608970B1 (ko) 1축 시프트 메커니즘을 구비하는 변속기
US9926967B2 (en) Coupling structure for coupling two members
KR20030097830A (ko) 단일축 스위칭 장치
US20230167897A1 (en) Transmission apparatus for electric vehicle
WO2017065091A1 (ja) トルク伝達可能なリニアブッシュ
JP2007146897A (ja) 手動変速機
US20230099862A1 (en) Shifting mechanism
KR102578179B1 (ko) 원웨이 클러치 회생제동 시스템
CN2929320Y (zh) 张环式超越离合器
CN105840811A (zh) 液压式换档锁定机构
KR102654380B1 (ko) 변속용 클러치 팩 시스템
KR20230081437A (ko) 랙 앤 피니언 구조를 갖는 차량용 파킹 장치 및 이를 포함하는 차량용 변속기
CN106969140B (zh) 车辆用驻车装置以及驻车用轴的支承结构
JP2013185608A (ja) 車両用変速機のシフト装置
US20110197693A1 (en) Screw-type gear and method of its manufacturing
KR102487163B1 (ko) 변속기용 동기장치
JP2017002921A (ja) 車両用シフト操作装置
CN108999891B (zh) 离合器及变速箱
KR20200127410A (ko) 전기자동차 구동장치
KR950011266B1 (ko) 자동차용 수동 변속기의 후진변속 제한장치
CN117287507A (zh) 一种弹性助力换挡机构、变速器及电驱桥
JP2009121656A (ja) 複数のインナーレバーを有する変速機のインターロック構造
CN104006156A (zh) 一种汽车变速器操纵机构档位互锁装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right