KR20190000121A

KR20190000121A - 수동변속기의 변속기구

Info

Publication number: KR20190000121A
Application number: KR1020170079037A
Authority: KR
Inventors: 권민석
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2019-01-02
Also published as: KR101943739B1; CN109114218A; CN109114218B

Abstract

본 발명은 수동변속기의 변속기구에 관한 것으로, 변속레버 조작에 의해 직선 이동과 회전 운동하는 토션 샤프트와, 토션 샤프트에 대하여 직교되는 방향으로 배치되며 변속레버의 조작에 의해 왕복 이동하면서 시프트 작용을 수행하는 복수의 시프트레일과, 토션 샤프트에 회전 가능하게 구비되되, 토션 샤프트의 직선 이동시 함께 직선 이동되며, 변속레버 조작시 복수의 시프트레일중 하나의 시프트레일을 직선 이동시키는 핑거유닛과, 복수의 시프트레일에 각각 구비되되, 핑거유닛에 걸리는 걸림홈이 형성되고, 핑거유닛의 회전시 시프트레일이 왕복 이동되도록 하는 복수의 죠를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 기어의 레이아웃 변경 없이 변속레버의 변속패턴을 변경할 수 있어 사용자에 대한 선택의 폭을 높일 수 있고, 사용자의 요구사항도 신속하게 반영할 수 있다.

Description

수동변속기의 변속기구 {Shift Apparatus For Manual Transmission}

본 발명은 수동변속기의 변속기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정해져 있는 기어열의 변경없이 변속 패턴을 변경시킬 수 있는 수동변속기의 변속기구에 관한 것이다.

일반적으로, 변속기(Transmission)는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 자동차의 주행 상태 변화에 따른 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 수행하게 된다. 또한 변속기는 엔진의 공회전시 엔진과 구동륜의 연결을 일정시간 동안 단속하는 역할도 수행하게 된다.

이러한 변속기는 클러치와 변속기의 조작을 운전자가 직접 수행하는 수동변속기와, 클러치와 변속기의 조작이 유압에 의해 자동으로 행하여지는 자동변속기로 크게 구분된다.

상기 수동변속기는, 변속레버의 좌우 방향의 셀레트 조작과 전후 방향 시프트 조작에 의해 조작력이 변속기구를 통해 전달되어 변속이 이루어지도록 구성된다.

상기 수동변속기의 변속기구는 도 1에 도시된 바와 같이, 변속레버(미도시)의 조작에 의해 직선 이동과 회전운동하면서 셀렉트와 시프트 작동을 수행하기 위한 토션 샤프트(11)와, 토션 샤프트(11)에 대하여 직교되는 방향으로 배치되어 왕복 이동되면서 시프트 작용을 수행하는 복수의 시프트 레일(12)과, 토션 샤프트(11)에서 시프트 레일(12) 쪽으로 돌출 형성되는 핑거(13)와, 시프트 레일(12)에 각각 구비되어 시프트 또는 셀렉트의 작동시 핑거(13)가 걸리는 걸림홈(14a)이 형성되는 복수의 죠(14)를 포함한다.

이러한 종래의 수동변속기의 변속기구에서 전진단 5단과 후진 1단일 경우에는 시프트 레일(12)이 3개로 구성되어 있지만, 최근에는 전진단 6단과 후진 1단으로 구성되면서 시프트 레일(12)이 4개로 구성됨에 따라 각 시프트 레일(12)에 죠(14)가 각각 구비되어 있다.

이에 따라, 변속레버의 좌우 셀렉트 조작에 따라 R-1단, 2-3단, 4-5단, 6단의 네 개의 시프트 레일(12)에 각각 구비되는 죠(14) 중 하나의 죠(14)가 선택되며, 전후 시프트 조작에 따라 해당 시프트 레일(12)이 전후로 이동되면서 각 시프트 레일(12)에 마련된 시프트 포크(미도시)가 싱크로 슬리브에 연결되어 변속을 실시하게 된다.

상기와 같은 종래의 수동변속기는 변속레버의 변속패턴이 기어 배열에 의해 정해짐으로 사용자는 하나의 변속패턴 만을 사용하게 된다.

따라서, 사용자가 다른 변속패턴을 사용해야 할 경우에는 기어배열을 변경해야 하는데 이러한 경우에 비용이 과다하게 발생하는 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 10-2009-0047661(2009.05.13.)

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 핑거가 형성된 별도의 작동부재를 토션 샤프트에 회전 가능하게 구성함으로써, 기어배열을 변경하지 않으면서 변속패턴을 변경할 수 있도록 한 수동변속기의 변속기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속레버 조작에 의해 직선 이동과 회전 운동하는 토션 샤프트와, 토션 샤프트에 대하여 직교되는 방향으로 배치되며 변속레버의 조작에 의해 왕복 이동하면서 시프트 작용을 수행하는 복수의 시프트레일과, 토션 샤프트에 회전 가능하게 구비되되, 토션 샤프트의 직선 이동시 함께 직선 이동되며, 변속레버 조작시 복수의 시프트레일중 하나의 시프트레일을 직선 이동시키는 핑거유닛과, 복수의 시프트레일에 각각 구비되되, 핑거유닛에 걸리는 걸림홈이 형성되고, 핑거유닛의 회전시 시프트레일이 왕복 이동되도록 하는 복수의 죠를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 핑거유닛은, 토션 샤프트에 회전가능하게 결합되는 한 쌍의 회전부재와, 한 쌍의 회전부재의 외주면에 각각 돌출 형성되되, 각 죠에 형성된 복수의 걸림홈 중 한 쌍의 걸림홈에 걸리는 핑거와, 토션 샤프트와 회전부재에 구비되며, 토션샤프트의 회전시 한 쌍의 회전부재중 하나의 회전부재를 회전시켜서 복수의 시프트레일 중 하나의 시프트레일을 직선시키는 회전 작동부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 한 쌍의 핑거는, 복수의 시프트레일 중 서로 이웃하는 한 쌍의 시프트레일에 각각 구비되는 죠의 걸림홈에 각각 끼워져 위치되도록 한 쌍의 시프트레일에 각각 구비되는 죠의 이격 거리와 같은 거리로 이격되어 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 회전 작동부는, 토션 샤프트의 밑면에서 하측을 향해 돌출 형성되되, 일정간격 이격되어 형성되는 한 쌍의 돌기부와, 토션 샤프트의 외주에 끼워지는 한 쌍의 회전부재 중 하나의 회전부재 내주면에 형성되고, 한 쌍의 돌기부 중 하나의 돌기부가 끼워지며, 토션 샤프트가 회전하고, 하나의 회전부재가 회전되지 않도록 하나의 돌기부가 이동되는 제1슬라이드 홈과, 다른 회전부재의 내주면에 형성되고, 다른 돌기부가 끼워지며, 토션 샤프트가 회전할 때, 다른 회전부재가 토션 샤프트에 대해 헛돌 때 다른 돌기부가 이동되도록 하는 제2슬라이드 홈을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 제1슬라이드홈과 제2슬라이드홈은, 한 쌍의 회전부재의 내주면에서 원주 방향으로 일정각도로 형성되되, 각 회전부재의 내주면 바닥에서 서로 반대 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 시프트레일의 죠를 작동시키는 핑거가 한 쌍으로 구성되되, 변속레버의 조작시 한 쌍의 핑거중 하나의 핑거를 작동시키도록 구성됨으로써 기어의 레이아웃 변경 없이 변속레버의 변속패턴을 변경할 수 있어 사용자에 대한 선택의 폭을 높일 수 있고, 사용자의 요구사항도 신속하게 반영할 수 있다.

도 1은 종래의 수동변속기 변속기구를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 수동변속기의 변속기구에서의 죠의 배열과 변속패턴을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 변속기구를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 변속기구에서 토션 샤프트에 결합된 핑거유닛를 도시한 사시도.
도 5는 도 3의 변속기구에서 핑거유닛 중 한 쌍의 회전부재를 각각 도시한 단면도.
도 6은 도 3의 변속기구에서의 죠의 배열과 변속패턴을 도시한 도면.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

참고로, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 변속기구를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 변속기구에서 토션 샤프트에 결합된 핑거유닛를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 3의 변속기구에서 핑거유닛 중 한 쌍의 회전부재를 각각 도시한 단면도이고, 도 6은 도 3의 변속기구에서의 죠의 배열과 변속패턴을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 변속기구(100)는, 변속레버 조작에 의해 직선 이동하거나 회전 운동하는 토션 샤프트(110)와, 토션 샤프트(110)에 대하여 직교되는 방향으로 배치되며 변속레버 조작에 의해 왕복 이동하면서 시프트 작용을 하는 복수의 시프트 레일(120)과, 토션 샤프트(110)에 회전 가능하게 구비되며 토션 샤프트(110)의 직선 이동시 직선 이동되며, 변속레버 조작시 복수의 시프트 레일(120) 중 두 개의 시프트 레일(120)을 직선 이동시키는 핑거유닛(130)과, 복수의 시프트 레일(120)에 각각 구비되되 핑거유닛(130)에 걸리는 걸림홈(141)이 형성되고 핑거유닛(130)의 회전시 시프트 레일(120)이 왕복이동되도록 하는 복수의 죠(140)를 포함하여 구성된다.

먼저, 토션 샤프트(110)는 변속레버(미도시)에 별도의 케이블(미도시)에 의해 연결되어 운전자가 변속레버를 조작할 때, 회전되거나 직선 이동하도록 구성된다.

시프트 레일(120)은 토션 샤프트(110)의 하측으로 일정거리 이격되어 직교되는 방향으로 배치되며, 변속레버의 조작에 의해 토션 샤프트(110)가 회전할 때 직선 이동하면서 시프트 작용을 수행하도록 복수로 구성된다. 복수의 시프트 레일(120)은 서로 일정간격 이격되어 평행하게 배치된다.

핑거유닛(130)은 토션 샤프트(110)에 회전할 때 별도로 회전되거나 함께 회전되도록 구성되고, 토션 샤프트(110)의 직선 이동시에는 토션 샤프트(110)와 함께 직선 이동되면서 변속레버의 조작에 의해 복수의 시프트 레일(120)중 하나의 시프트 레일(120)을 직선 이동시켜 시프트작동을 수행하는 것으로, 한 쌍의 회전부재(131)와, 핑거(132)와, 회전작동부(133)를 포함한다.

한 쌍의 회전부재(131)는 토션 샤프트(110)에 회전 가능하게 결합되되, 토션 샤프트(110)의 회전시 한 쌍의 회전부재(131) 중 하나의 회전부재(131)만 회전되고, 서로 회전방향이 반대로 구성된다. 즉, 변속레버의 조작에 의해 토션 샤프트(110)가 시계방향으로 회전하게 되면, 한 쌍의 회전부재 중 하나의 회전부재(131)(도면에서 전면)가 토션 샤프트(110)와 함께 시계방향으로 회전하게 되고, 다른 회전부재(131)(도면에서 후면)는 회전하지 않고, 토션 샤프트(110)에 대해 헛돌게 되는 것이다.

핑거(132)는 회전부재(131)의 저부에서 시프트 레일(120)에 형성된 죠(140)를 향해 구비되되, 회전부재(131)의 외주 밑면에 돌출 형성된다. 즉, 핑거(132)는 한 쌍의 회전부재(131) 밑면에 각각 돌출 형성되되, 회전부재(131)의 외주면에 일체로 형성된다.

각 회전부재(131)의 외주면에 형성된 핑거(132)는 서로 일정간격 이격되어 구비되는데, 각 시프트 레일(120)에 각각 구비된 죠의 걸림홈(141) 중 서로 이웃하는 한 쌍의 걸림홈(141)에 각각 걸리도록 각 시프트 레일(120)에 형성된 걸림홈(141)의 이격거리와 같은 거리로 형성된다.

회전작동부(133)는 토션 샤프트(110)와 회전부재(131)에 구비되며, 토션 샤프트(110)의 회전시 한 쌍의 회전부재(131) 중 하나의 회전부재(131)를 회전시켜서 복수의 시프트 레일(120)중 하나의 시프트 레일(120)의 죠(140)를 가압하여 직선 이동시키는 것으로, 한 쌍의 돌기부(133a)와, 제1슬라이드홈(133b)과, 제2슬라이드홈(133c)을 포함한다.

한 쌍의 돌기부(133a)는 토션 샤프트(110)의 밑면에서 하측을 향해 돌출 형성되되 서로 이격되어 형성된다.

제1슬라이드홈(133b)은 토션 샤프트(110)에 형성된 한 쌍의 돌기부(133a) 중 하나의 돌기부(133a)(도면에 전방)가 끼워져 슬라이드되는 것으로, 한 쌍의 회전부재(131) 중 하나의 회전부재(131)(도면에서 전방)의 내주면에서 원주방향(도면에서 반시계 방향)으로 일정각도의 크기로 형성된다.

즉, 제1슬라이드홈(133b)은 회전부재(131)의 내주면 바닥에서 일정각도로 형성되되, 제2슬라이드홈(133c)이 형성된 회전부재(131)가 회전하고, 이 회전부재(131)의 핑거(132)가 시프트 레일(120)을 직선 이동시킬 때, 제1슬라이드홈(133b)이 형성된 회전부재(131)가 회전되지 않도록 제2슬라이드홈(133c)이 형성된 회전부재(131)의 회전각도보다 크거나 같은 크기로 형성된다.

제2슬라이드홈(133c)은 토션 샤프트(110)에 형성된 한 쌍의 돌기부(133a) 중 다른 돌기부(133a)(도면에 후방)가 끼워져 슬라이드되는 것으로, 한 쌍의 회전부재(131) 중 다른 회전부재(131)(도면에서 후방)의 내주면에서 원주방향(도면에서 시계 방향)으로 일정각도의 크기로 형성된다.

즉, 제2슬라이드홈(133c)은 회전부재(131)(도면에서 후방)의 내주면 바닥에서 일정각도로 형성되되, 제1슬라이드홈(133b)이 형성된 회전부재(131)가 회전하고, 이 회전부재(131)의 핑거(132)가 시프트 레일(120)을 직선 이동시킬 때, 제2슬라이드홈(133c)이 형성된 회전부재(131)가 회전되지 않도록 제1슬라이드홈(133b)이 형성된 회전부재(131)의 회전각도보다 크거나 같은 크기로 형성된다.

따라서, 탑승자가 변속레버를 조작하여 시프트 작동을 수행할 때, 토션 샤프트가 예로서 시계방향으로 회전되면, 도 3에서 전방쪽 회전부재(131)는 그 내주면에 형성된 제1슬라이드홈(133b)에 결합되는 하나의 돌기부(133a)(전방쪽)에 의해 가압되면서 토션 샤프트(110)와 함께 시계방향으로 회전하면서 회전부재(131)의 하측에 위치되는 시프트 레일(120)의 죠(140)를 가압하여 일방향으로 직선 이동시켜서 시프트 작동을 수행한다. 이때, 도 3에서 후방쪽 회전부재(131)의 제2슬라이드홈(133c)에 결합되는 다른 돌기부(133a)는 제2슬라이드홈(133c)을 따라 이동된다. 즉, 후방쪽 회전부재(131)는 토션 샤프트(110)와 함께 회전되지 않고, 토션 샤프트(110)에 대해서 헛돌게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 변속기구에 대한 작용을 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 복수의 시프트 레일(120)에 각각 구비되는 죠(140)는 도 6과 같이 배열되고, 이때, 변속레버의 변속패턴은 도 6과 같이 된다.

이때, 변속기의 중립 상태는, 변속레버에 의해 회전되거나 직선 이동되는 토션 샤프트(110)에 결합되는 핑거유닛(130)의 한 쌍의 핑거(132)가 복수의 시프트 레일(120) 중 서로 이웃하는 한 쌍의 시프트 레일(120)에 각각 구비되는 죠(140)의 걸림홈(141)에 각각 끼워져 위치된 상태이다.

여기서, 변속레버의 변속패턴에서와 같이, 1-2단의 변속조작과 3-4단의 변속조작, 5-6단의 변속조작은 각각 셀렉트 작동 없이 바로 시프트 작동만으로 이루어진다.

따라서, 본 발명의 일실시예에서는 변속레버의 조작시 한 쌍의 핑거(132)가 각각 모두 한 쌍의 시프트 레일(120)의 죠(140)의 걸림홈(141)에 각각 끼워진 상태에서 1단으로의 변속을 수행하기 위하여 운전자가 시프트 조작을 수행하면, 변속레버에 연결된 토션 샤프트(110)는 회전하게 된다.

즉, 토션 샤프트(110)는 도 6에서 죠의 배열을 예로서 보면 1단이 도 6에서 상측, 도 3에서는 좌측에 위치되기 때문에, 도면에서 핑거유닛(130)에서 전방쪽 회전부재(131)의 핑거(132)가 1단의 죠(140)를 가압해야 함으로써, 토션 샤프트(110)가 시계방향으로 회전하게 된다. 이때, 토션 샤프트(110)에 결합된 후방쪽 회전부재(131)는 토션 샤프트(110)에 대해 헛돌게 됨으로써, 2-3단의 죠(140)가 형성된 시프트 레일(120)을 움직이지 않고 중립 상태를 유지하게 된다.

또한, 1단에서 2단으로의 변속을 수행하려면, 운전자가 변속레버를 셀렉트 작동 없이 다시 시프트 작동만을 수행하게 된다. 그러면, 핑거유닛(130)이 결합된 토션 샤프트(110)는 반시계방향으로 회전하되, 중립에서 1단 변속시 토션 샤프트(110)가 시계방향으로 회전된 각도의 2배의 각도로 회전된다.

따라서, 토션 샤프트(110)가 반시계방향으로 회전할 때, 1단의 죠(140)를 가압하던 회전부재(131)(도면에서 전방쪽)와 2-3단 죠의 걸림홈에 위치된 회전부재(131)는 토션 샤프트(110)가 최초의 위치까지 회전하는 동안에는 토션 샤프트(110)에 대해 헛돌게 된다.

그리고, 토션 샤프트(110)가 반시계방향으로 더 회전하게 되면, 1단의 죠(140)의 걸림홈(141)에 핑거(132)가 걸린 회전부재(131)(전방쪽)는 토션 샤프트(110)에 대해 헛돌게 되고, 2-3단 죠(140)의 걸림홈(141)에 핑거(132)가 위치된 회전부재(131)(도면에서 후방)는 토션 샤프트(110)와 함께 회전되면서 2-3단의 죠(140)를 1단의 죠(140)가 이동되는 반대쪽으로 가압하여 2-3단 죠(140)가 구비된 시프트 레일(120)을 이동시킴으로써, 2단으로 변속을 완료하게 된다.

상기와 같이, 시프트 작동을 수행하는 핑거유닛(130)의 핑거(132)가 한 쌍으로 구성되어 복수의 시프트 레일(120) 중 서로 이웃하는 두 개의 시프트 레일(120)에 구비되는 각각의 죠(140)에 걸려서 2개의 죠(140) 중에서 하나의 죠(140)만을 가압하여 변속을 수행하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 변속기구
110 : 토션 샤프트
120 : 시프트 레일
130 : 핑거유닛
131 : 회전부재 132 : 핑거
133 : 회전작동부 133a : 돌기부
133b : 제1슬라이드홈 133c : 제2슬라이드홈
140 : 죠
141 : 걸림홈

Claims

변속레버 조작에 의해 직선 이동과 회전 운동하는 토션 샤프트;
토션 샤프트에 대하여 직교되는 방향으로 배치되며 변속레버의 조작에 의해 왕복 이동하면서 시프트 작용을 수행하는 복수의 시프트레일;
토션 샤프트에 회전 가능하게 구비되되, 토션 샤프트의 직선 이동시 함께 직선 이동되며, 변속레버 조작시 복수의 시프트레일중 하나의 시프트레일을 직선 이동시키는 핑거유닛;
복수의 시프트레일에 각각 구비되되, 핑거유닛에 걸리는 걸림홈이 형성되고, 핑거유닛의 회전시 시프트레일이 왕복 이동되도록 하는 복수의 죠;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속기구.
제1항에 있어서,
핑거유닛은,
토션 샤프트에 회전가능하게 결합되는 한 쌍의 회전부재와,
한 쌍의 회전부재의 외주면에 각각 돌출 형성되되, 각 죠에 형성된 복수의 걸림홈 중 한 쌍의 걸림홈에 걸리는 핑거;
토션 샤프트와 회전부재에 구비되며, 토션샤프트의 회전시 한 쌍의 회전부재중 하나의 회전부재를 회전시켜서 복수의 시프트레일 중 하나의 시프트레일을 직선시키는 회전 작동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속기구.
제2항에 있어서,
한 쌍의 핑거는,
복수의 시프트레일 중 서로 이웃하는 한 쌍의 시프트레일에 각각 구비되는 죠의 걸림홈에 각각 끼워져 위치되도록 한 쌍의 시프트레일에 각각 구비되는 죠의 이격 거리와 같은 거리로 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속기구.
제2항에 있어서,
회전 작동부는,
토션 샤프트의 밑면에서 하측을 향해 돌출 형성되되, 일정간격 이격되어 형성되는 한 쌍의 돌기부와,
토션 샤프트의 외주에 끼워지는 한 쌍의 회전부재 중 하나의 회전부재 내주면에 형성되고, 한 쌍의 돌기부 중 하나의 돌기부가 끼워지며, 토션 샤프트가 회전하고, 하나의 회전부재가 회전되지 않도록 하나의 돌기부가 이동되는 제1슬라이드 홈과,
다른 회전부재의 내주면에 형성되고, 다른 돌기부가 끼워지며, 토션 샤프트가 회전할 때, 다른 회전부재가 토션 샤프트에 대해 헛돌 때 다른 돌기부가 이동되도록 하는 제2슬라이드 홈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속기구.
제3항에 있어서,
제1슬라이드홈과 제2슬라이드홈은,
한 쌍의 회전부재의 내주면에서 원주 방향으로 일정각도로 형성되되,
각 회전부재의 내주면 바닥에서 서로 반대 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수동변속기의 변속기구.