KR20230044639A - 자동차용 변속기구 - Google Patents

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KR20230044639A
KR20230044639A KR1020210126992A KR20210126992A KR20230044639A KR 20230044639 A KR20230044639 A KR 20230044639A KR 1020210126992 A KR1020210126992 A KR 1020210126992A KR 20210126992 A KR20210126992 A KR 20210126992A KR 20230044639 A KR20230044639 A KR 20230044639A
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guide groove
fork
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KR1020210126992A
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이경무
성윤석
최성식
이정욱
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 원주방향을 따라 4단 이상의 변속을 위한 제1변속안내홈 및 제2변속안내홈이 각각 형성된 한 쌍의 경사형 드럼과, 이 경사형 드럼을 회전시키기 위한 액츄에이터 등을 포함하는 구성을 통하여, 단일 액츄에이터의 구동에 의한 경사형 드럼의 회전시 제1변속안내홈과 제2변속안내홈에 삽입된 시프트 포크가 축방향(변속방향)으로 이동하면서 해당 변속단을 형성하는 클러치를 작동시키기 위한 슬리브를 선택적으로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 4단 이상의 변속 조작이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 자동차용 변속기구를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 변속기구{SHIFTING DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 변속기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경사형 드럼 및 단일 액츄에이터를 이용하여 4단 이상의 변속 조작이 이루어질 수 있도록 한 자동차용 변속기구에 관한 것이다.
일반적으로 변속기구는 운전자에 의하여 조작되는 변속레버 또는 변속노브의 조작력을 변속기로 전달하여 변속이 이루어지도록 하는 장치를 말한다.
이에, 상기 변속레버 또는 변속노브의 변속 조작력이 변속기의 시프트 포크로 전달되면, 시프트 포크가 시프트 레일을 따라 이동하면서 변속기 내의 슬리브를 축방향으로 이동시키고, 슬리브가 도그 클러치 등을 치합시켜 변속이 이루어질 수 있다.
첨부한 도 1은 종래의 전기자동차의 감속기용 변속기구를 도시한 개략도로서, 도면부호 20은 시프트 포크를 지시한다.
상기 시프트 포크(20)는 시프트 레일(22)에 슬라이딩 이동 가능하게 체결되고, 상기 시프트 포크(20)에는 시프트 포크(20)를 시프트 레일(22)을 따라 이동시키기 위한 변속기구(10)가 연결된다.
상기 변속기구(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 변속레버 또는 변속노브의 변속 조작에 따른 제어기의 구동신호에 의하여 구동되는 액츄에이터(12)와, 상기 액츄에이터(12)의 출력축에 제자리 회전 가능하게 연결되는 스크류 축(14)과, 상기 스크류 축(14)에 직선 이동 가능하게 삽입 체결됨과 함께 상기 시프트 포크(10)과 결합되는 슬라이더(16)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 슬라이더(16)의 안내홈에는 슬라이더가 변속을 위한 위치로 직선 이동되는 것을 안내하는 리머볼트(18)가 삽입된다.
따라서, 상기 액츄에이터(12)의 구동에 따라 스크류 축(14)이 제자리 회전하면, 상기 슬라이더(16)가 전진 또는 후진하면서 시프트 포크(20)를 시프트 레일(22)을 따라 이동시키게 된다.
이때, 상기 슬라이더(16) 및 시프트 포크(20)의 이동에 따라 도 1의 확대부에서 보듯이 리머볼트(18)가 슬라이더의 안내홈 중 ⓐ 위치에 놓이면 시프트 포크(20)가 변속기 내의 슬리브 등을 이동시켜 N단 변속이 이루어지고, 리머볼트(18)가 슬라이더의 안내홈 중 ⓑ 위치에 놓이면 시프트 포크(20)가 변속기 내의 슬리브를 이동시켜 도그클러치를 결합시킴에 따라 D1단 변속이 이루어지며, 리머볼트(18)가 슬라이더의 안내홈 중 ⓒ 위치에 놓이면 변속기의 도그클러치 결합 및 파킹기어 체결이 이루어질 수 있다.
그러나, 상기한 종래의 변속기구를 D2단 변속단을 갖는 변속기에 연결하는 경우, 상기 액츄에이터(12) 및 슬라이더(16) 외에 D2단 변속을 위한 별도의 액츄에이터와 D2단 변속용 시프트 포크와 연결되는 별도의 슬라이더 등이 더 추가될 수 밖에 없고, 그에 따라 원가 상승, 중량 상승, 변속단 제어의 복잡성이 초래되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 원주방향을 따라 4단 이상의 변속을 위한 제1변속안내홈 및 제2변속안내홈이 각각 형성된 한 쌍의 경사형 드럼과, 이 경사형 드럼을 회전시키기 위한 하나의 액츄에이터 등을 포함하는 구성을 통하여, 액츄에이터의 구동에 의한 경사형 드럼의 회전시 제1변속안내홈과 제2변속안내홈에 삽입된 시프트 포크가 축방향(변속방향)으로 이동하면서 해당 변속단을 형성하는 클러치를 작동시키기 위한 슬리브를 선택적으로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 4단 이상의 변속 조작이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 자동차용 변속기구를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 원주방향을 따라 4단 이상의 변속을 위한 제1변속안내홈 및 제2변속안내홈이 서로 다른 경로를 이루며 각각 형성된 구조로 구비되어 서로 일체로 연결된 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼; 상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼의 한쪽 회전축에 연결되는 액츄에이터; 및 상기 제1변속안내홈과 제2변속안내홈에 각각 일단부가 삽입되고, 타단부는 슬리브와 연결되는 제1시프트 포크 및 제2시프트 포크; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼은 서로 마주보는 방향을 향하여 하향 경사진 형태로 구비된 것임을 특징으로 한다.
상기 제1변속안내홈은, 상기 제1경사형 드럼의 대직경부에 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 2개 이상의 2단 변속홈과, 상기 제1경사형 드럼의 소직경부에 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 2개 이상의 제1 N단변속홈과, 상기 2단 변속홈과 제1 N단변속홈 간에 연통 가능하게 형성되는 제1연결홈으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제2변속안내홈은, 상기 제2경사형 드럼의 대직경부에 원주방향을 따라 형성되는 1개 이상의 1단 변속홈과, 상기 제2경사형 드럼의 소직경부에 원주방향을 따라 형성되는 제2 N단변속홈과, 상기 1단 변속홈과 제2 N단변속홈 간에 연통 가능하게 형성되는 제2연결홈으로 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1시프트 포크 및 제2시프트 포크는: 상기 제1경사형 드럼의 제1변속안내홈 및 상기 제2경사형 드럼의 제2변속안내홈에 각각 일단부가 삽입 지지되는 상부 포크부; 상기 상부 포크부의 타단부에 중공부를 형성하며 일체로 형성되는 캡; 일단부는 상기 캡의 내부로 삽입되고, 타단부는 상기 슬리브와 연결되는 하부 포크부; 및 상기 캡의 중공부에 내설되는 동시에 상기 하부 포크부의 일단부에 압축 가능하게 지지되는 스프링; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이에, 상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 제1 N단변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 1단 변속홈에 위치하면, 상기 제2시프트 포크가 1단 변속을 위한 위치로 슬리브를 이동시켜 1단 변속이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 2단 변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 제2 N단변속홈에 위치하면, 상기 제1시프트 포크가 2단 변속을 위한 위치로 슬리브를 이동시켜 2단 변속이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 제1 N단변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 제2 N단변속홈에 위치하면, 상기 제1 및 제2시프트 포크가 N단을 위한 위치로 슬리브를 이동시켜 N단 변속이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 2단 변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 1단 변속홈에 위치하면, 인터락에 의한 P단이 구현될 수 있다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 4단 이상의 변속을 위한 제1변속안내홈 및 제2변속안내홈이 각각 형성된 한 쌍의 경사형 드럼과, 이 경사형 드럼을 회전시키기 위한 하나의 액츄에이터를 이용하여, 시프트 포크 및 슬리브를 원하는 변속단을 형성하기 위한 클러치 작동 위치로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 4단 이상의 변속 조작이 용이하게 이루어질 수 있다.
둘째, 하나의 액츄에이터 및 경사형 드럼을 이용하여 4단 변속 조작이 가능하여, 기존 대비 부품수 절감, 중량 절감, 변속 제어의 단순화를 실현할 수 있다.
셋째, 하나의 액츄에이터의 작은 구동토크 만으로도 경사형 드럼을 쉽게 회전시킬 수 있고, 그에 따라 경사형 드럼의 변속안내홈에 연결된 시프트 포크의 원활한 축방향 이동에 의하여 단 해제 동작(예, 1단/2단에서 N단으로 전환)이 용이하게 이루어짐과 함께 빠른 변속이 이루어질 수 있다.
넷째, 제1시프트 포크가 제1경사형 드럼의 제1변속안내홈의 2단 변속홈에 위치하는 동시에 제2시프트 포크가 제2경사형 드럼의 제2변속안내홈의 1단 변속홈에 위치하면, 인터락에 의한 P단(파킹)이 구현될 수 있으므로, 별도의 파킹용 기구를 구성하는 부품을 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 전기자동차의 감속기용 변속기구를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 변속기구를 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 변속기구의 1단 변속 작동예를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 변속기구의 2단 변속 작동예를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 자동차용 변속기구의 N단 변속 작동예를 도시한 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 자동차용 변속기구의 P단 변속 작동예를 도시한 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 변속기구를 도시한 개략도이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 자동차용 변속기구의 작동예를 도시한 개략도이다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 변속기구의 주된 구성인 경사형 드럼은 제1경사형 드럼(100)과 제2경사형 드럼(200)으로 구성된다.
상기 제1경사형 드럼(100)과 제2경사형 드럼(200)은 서로 마주보는 방향을 향하여 하향 경사진 형태로 배열되어 서로 일체로 연결된 구조를 이룬다.
특히, 상기 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)에는 각각 원주방향을 따라 4단 이상의 변속을 위한 제1변속안내홈(110) 및 제2변속안내홈(210)이 서로 다른 경로를 이루며 오목한 홈 형태로 가공 형성된다.
상기 제1경사형 드럼(100)에 형성되는 상기 제1변속안내홈(110)은, 제1경사형 드럼(100)의 대직경부에 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 2개 이상의 2단 변속홈(112)과, 제1경사형 드럼(100)의 소직경부에 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 2개 이상의 제1 N단변속홈(114)과, 상기 2단 변속홈(112)과 제1 N단변속홈(114) 간에 연통 가능하게 형성되는 제1연결홈(116)으로 구성된다.
이에, 상기 제1변속안내홈(110)을 구성하는 2단 변속홈(112)과, 제1 N단변속홈(114)과, 제1연결홈(116)은 외관상 지그재그 배열을 이루게 된다.
상기 제2경사형 드럼(200)에 형성되는 상기 제2변속안내홈(210)은, 제2경사형 드럼(200)의 대직경부에 원주방향을 따라 형성되는 1개 이상의 1단 변속홈(212)과, 제2경사형 드럼(200)의 소직경부에 원주방향을 따라 형성되는 제2 N단변속홈(214)과, 상기 1단 변속홈(212)과 제2 N단변속홈(214) 간에 연통 가능하게 형성되는 제2연결홈(216)으로 구성된다.
이에, 상기 제2변속안내홈(210)을 구성하는 1단 변속홈(212)과, 제2 N단변속홈(214)과, 제2연결홈(216)은 외관상 굴곡된 배열을 이루게 된다.
이때, 상기 제1경사형 드럼(100)과 제2경사형 드럼(200)이 축방향을 따라 일체로 형성된 상태에서 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1변속안내홈(110)의 2개 중 하나의 2단 변속홈(112) 및 제1 N단변속홈(114)이 상기 제2변속안내홈(210)의 1단 변속홈(212)과 축방향을 따라 서로 일치되는 배열을 이룬다.
또한, 상기 제1변속안내홈(110)의 2개 중 다른 하나의 2단 변속홈(112) 및 제1 N단변속홈(114)이 상기 제2변속안내홈(210)의 제2 N단 변속홈(214)과 축방향을 따라 서로 일치되는 배열을 이룬다.
참고로, 상기 제1경사형 드럼(100)에 형성되는 제1변속안내홈(110) 및 상기 제2경사형 드럼(200)에 형성되는 제2변속안내홈(210)은 각각 원주방향을 따라 형성되지만, 첨부한 도 2 내지 도 6에서는 본 발명의 명확한 이해 및 설명을 위하여 제1변속안내홈(110) 및 제2변속안내홈(210)을 평면 상에 전개된 모습으로 도시하였음을 밝혀둔다.
한편, 상기 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)의 한쪽 회전축에는 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)에 회전력을 전달하기 위한 하나의 액츄에이터(50)가 연결된다.
이에, 변속레버 또는 변속노브(30)의 변속 조작에 따른 제어기(40)의 구동신호에 의하여 상기 액츄에이터(50)가 회전 구동되면, 액츄에이터(50)의 회전 구동력이 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)에 전달됨으로써, 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 동시에 회전될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 액츄에이터(50)의 구동에 의하여 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 동시에 회전될 때, 변속기의 변속 조작을 수행하는 제1시프트 포크(310) 및 제2시프트 포크(320)를 변속 클러치 작동을 위한 축방향으로 이동시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 제1시프트 포크(310)와 제2시프트 포크(320)의 일단부는 각각 상기 제1경사형 드럼(100)의 제1변속안내홈(110)과 상기 제2경사형 드럼(200)의 제2변속안내홈(210)에 삽입 지지되고, 타단부는 변속기의 해당 변속 클러치를 작동시키기 위한 슬리브(330)와 연결된다.
이때, 상기 제1시프트 포크(310)는 그 타단부가 슬리브(330)에 연결된 상태에서 그 일단부가 제1경사형 드럼(100)의 대직경부와 소직경부 간을 용이하게 이동할 수 있도록 길이 변화가 가능한 구조로 구비되고, 상기 제2시프트 포크(320)도 그 타단부가 슬리브(330)에 연결된 상태에서 그 일단부가 제2경사형 드럼(200)의 대직경부와 소직경부 간을 용이하게 이동할 수 있도록 길이 변화가 가능한 구조로 구비된다.
이를 위해, 상기 제1시프트 포크(310) 및 제2시프트 포크(320)는, 상기 제1경사형 드럼(100)의 제1변속안내홈(110) 및 상기 제2경사형 드럼(200)의 제2변속안내홈(210)에 각각 일단부가 삽입 지지되는 상부 포크부(302)와, 이 상부 포크부(302)의 타단부에 중공부를 형성하며 일체로 형성되는 캡(304)와, 일단부는 상기 캡(304)의 내부로 삽입되고, 타단부는 상기 슬리브(330)와 연결되는 하부 포크부(306)와, 상기 캡(304)의 중공부에 내설되는 동시에 상기 하부 포크부(306)의 일단부에 압축 가능하게 지지되는 스프링(308)으로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 제1시프트 포크(310)의 일단부 즉, 상부 포크부(302)의 일단부가 제1경사형 드럼(100)의 대직경부에 형성된 2단 변속홈(112)에서 삽입 지지된 상태에서 제1연결홈(116)을 통하여 제1경사형 드럼(100)의 소직경부에 형성된 제1 N단변속홈(114)으로 이동될 때, 상기 스프링(308)의 탄성복원력에 의하여 상부 포크부(302)가 상승함으로써, 상부 포크부(302)와 하부 포크부(306)를 포함하는 제1시프트 포크(310)의 길이가 증가될 수 있다.
반면, 상기 제1시프트 포크(310)의 일단부 즉, 상부 포크부(302)의 일단부가 제1경사형 드럼(100)의 소직경부에 형성된 제1 N단변속홈(114)에 삽입 지지된 상태에서 제1연결홈(116)을 통하여 제1경사형 드럼(100)의 대직경부에 형성된 2단 변속홈(112)으로 이동될 때, 상기 스프링(308)이 압축되면서 상부 포크부(302)가 하강함으로써, 상부 포크부(302)와 하부 포크부(306)를 포함하는 제1시프트 포크(310)의 길이가 감소 조절될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2시프트 포크(320)의 일단부 즉, 상부 포크부(302)의 일단부가 제2경사형 드럼(200)의 대직경부에 형성된 1단 변속홈(212)에서 삽입 지지된 상태에서 제2연결홈(216)을 통하여 제2경사형 드럼(200)의 소직경부에 형성된 제2 N단변속홈(214)으로 이동될 때, 상기 스프링(308)의 탄성복원력에 의하여 상부 포크부(302)가 상승함으로써, 상부 포크부(302)와 하부 포크부(306)를 포함하는 제2시프트 포크(320)의 길이가 증가될 수 있다.
반면, 상기 제2시프트 포크(320)의 일단부 즉, 상부 포크부(302)의 일단부가 제2경사형 드럼(200)의 소직경부에 형성된 제2 N단변속홈(214)에 삽입 지지된 상태에서 제2연결홈(216)을 통하여 제2경사형 드럼(200)의 대직경부에 형성된 1단 변속홈(212)으로 이동될 때, 상기 스프링(308)이 압축되면서 상부 포크부(302)가 하강함으로써, 상부 포크부(302)와 하부 포크부(306)를 포함하는 제2시프트 포크(320)의 길이가 감소 조절될 수 있다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 변속기구에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 자동차용 변속기구의 작동예를 도시한 개략도이며, 각 도면에서 본 발명의 명확한 이해 및 설명을 위하여 제1변속안내홈(110) 및 제2변속안내홈(210)을 평면 상에 전개된 모습으로 도시함에 따라, 제1시프트 포크(310)의 일단부가 제1변속안내홈(110)의 2단 변속홈(112) 또는 제1 N단변속홈(114)으로 이동되어 삽입된 모습으로 도시하고, 제2시프트 포크(320)의 일단부가 제2변속안내홈(210)의 1단 변속홈(212) 또는 제2 N단변속홈(214)으로 이동되어 삽입된 모습으로 도시하였음을 밝혀둔다.
실질적으로는, 상기 제1시프트 포크(310)의 일단부가 제1경사형 드럼(100)의 저부 위치에서 제1변속안내홈(110)의 2단 변속홈(112) 또는 제1 N단변속홈(114)에 선택적으로 삽입 지지되고, 상기 제2시프트 포크(320)의 일단부가 제2경사형 드럼(200)의 저부 위치에서 제2변속안내홈(210)의 1단 변속홈(212) 또는 제2 N단변속홈(214)에 선택적으로 삽입 지지된다.
1단 변속 동작
먼저, 변속레버 또는 변속노브(30)의 1단 변속 조작에 따른 제어기(40)의 구동신호에 의하여 상기 액츄에이터(50)가 회전 구동되면, 액츄에이터(50)의 회전 구동력이 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)에 전달됨으로써, 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 소정의 회전각도로 동시에 회전된다.
연이어, 상기 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 회전할 때 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1시프트 포크(310)가 축방향으로 이동하여 제1시프트 포크(310)의 일단부가 제1변속안내홈(110)의 제1 N단변속홈(114)에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크(320)가 축방향으로 이동하여 제2시프트 포크(320)의 일단부가 제2변속안내홈(210)의 1단 변속홈(212)에 위치하게 되고, 이와 동시에 상기 제2시프트 포크(320)가 1단 변속을 위한 위치(1단 변속용 클러치 작동 위치)로 슬리브(330)를 이동시켜 1단 변속이 이루어질 수 있다.
2단 변속 동작
상기 변속레버 또는 변속노브(30)의 2단 변속 조작에 따른 제어기(40)의 구동신호에 의하여 상기 액츄에이터(50)가 회전 구동되면, 액츄에이터(50)의 회전 구동력이 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)에 전달됨으로써, 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 소정의 회전각도로 동시에 회전된다.
연이어, 상기 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 회전할 때 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1시프트 포크(310)가 축방향으로 이동하여 제1시프트 포크(310)의 일단부가 제1변속안내홈(110)의 2단 변속홈(112)에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크(320)가 축방향으로 이동하여 제2시프트 포크(320)의 일단부가 제2변속안내홈(210)의 제2 N단변속홈(214)에 위치하게 되고, 이와 동시에 상기 제1시프트 포크(310)가 2단 변속을 위한 위치(2단 변속용 클러치 작동 위치)로 슬리브(330)를 이동시켜 2단 변속이 이루어질 수 있다.
N단 변속 동작
상기 변속레버 또는 변속노브(30)의 N단 변속 조작에 따른 제어기(40)의 구동신호에 의하여 상기 액츄에이터(50)가 회전 구동되면, 액츄에이터(50)의 회전 구동력이 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)에 전달됨으로써, 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 소정의 회전각도로 동시에 회전된다.
연이어, 상기 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 회전할 때 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1시프트 포크(310)가 축방향으로 이동하여 제1시프트 포크(310)의 일단부가 제1변속안내홈(110)의 제1 N단변속홈(114)에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크(320)가 축방향으로 이동하여 제2시프트 포크(320)의 일단부가 제2변속안내홈(210)의 제2 N단변속홈(214)에 위치하게 되고, 이와 동시에 상기 제1 및 제2시프트 포크(310,320)가 모두 N단을 위한 위치로 슬리브(330)를 이동시켜 N단 변속이 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2경사형 드럼(100,200)의 각 변속안내홈(110,210)에 연결된 제1 및 제2시프트 포크(310,320)의 단 해제 동작(예, 1단/2단에서 N단으로 전환)이 상기 하나의 액츄에이터(50)의 작은 구동토크 만으로도 용이하게 이루어짐과 함께 빠른 변속이 이루어질 수 있다.
P단 변속 동작
상기 변속레버 또는 변속노브(30)의 P단 변속 조작에 따른 제어기(40)의 구동신호에 의하여 상기 액츄에이터(50)가 회전 구동되면, 액츄에이터(50)의 회전 구동력이 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)에 전달됨으로써, 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 소정의 회전각도로 동시에 회전된다.
연이어, 상기 제1경사형 드럼(100) 및 제2경사형 드럼(200)이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크(310)가 축방향으로 이동하여 제1시프트 포크(310)의 일단부가 제1변속안내홈(110)의 2단 변속홈(112)에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크(320)가 축방향으로 이동하여 제2시프트 포크(320)의 일단부가 제2변속안내홈(210)의 1단 변속홈(212)에 위치하면, 인터락에 의한 P단이 구현될 수 있다.
즉, 상기 제1시프트 포크(310)가 2단 변속을 위한 위치(2단 변속용 클러치 작동 위치)로 슬리브(330)를 이동시켜 2단 변속이 이루어짐과 함께 상기 제2시프트 포크(320)가 1단 변속을 위한 위치(1단 변속용 클러치 작동 위치)로 슬리브(330)를 이동시켜 1단 변속이 이루어지는 인터락에 의하여 변속기 자체적으로 동력을 출력하지 않게 되어, 결국 차량의 휠락이 가능한 P단이 구현될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1시프트 포크(310)가 제1경사형 드럼(100)의 제1변속안내홈(110)의 2단 변속홈(112)에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크(320)가 제2경사형 드럼(200)의 제2변속안내홈(210)의 1단 변속홈(212)에 위치하는 인터락에 의하여 P단(파킹)이 구현될 수 있으므로, 별도의 파킹용 기구를 구성하는 부품을 절감할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 4단 이상의 변속을 위한 제1변속안내홈 및 제2변속안내홈이 각각 형성된 한 쌍의 경사형 드럼과, 이 경사형 드럼을 회전시키기 위한 하나의 액츄에이터 만을 이용하여, 시프트 포크 및 슬리브를 원하는 변속단을 형성하기 위한 클러치 작동 위치로 이동시킬 수 있도록 함으로써, 4단 이상의 변속 조작이 용이하게 이루어질 수 있다.
이상으로 본 발명을 하나의 실시예로서 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상술한 하나의 실시예에 한정되지 않으며, 하기의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다 할 것이다.
10 : 변속기구 12 : 액츄에이터
14 : 스크류 축 16 : 슬라이더
18 : 리머볼트 20 : 시프트 포크
22 : 시프트 레일 30 : 변속레버 또는 변속노브
40 : 제어기 50 : 액츄에이터
100 : 제1경사형 드럼 200 : 제2경사형 드럼
110 : 제1변속안내홈 112 : 2단 변속홈
114 : 제1 N단변속홈 116 : 제1연결홈
210 : 제2변속안내홈 212 : 1단 변속홈
214 : 제2 N단변속홈 216 : 제2연결홈
302 : 상부 포크부 304 : 캡
306 : 하부 포크부 308 : 스프링
310 : 제1시프트 포크 320 : 제2시프트 포크
330 : 슬리브

Claims (9)

  1. 원주방향을 따라 4단 이상의 변속을 위한 제1변속안내홈 및 제2변속안내홈이 서로 다른 경로를 이루며 각각 형성된 구조로 구비되어 서로 일체로 연결된 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼;
    상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼의 한쪽 회전축에 연결되는 액츄에이터; 및
    상기 제1변속안내홈과 제2변속안내홈에 각각 일단부가 삽입되고, 타단부는 슬리브와 연결되는 제1시프트 포크 및 제2시프트 포크;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼은 서로 마주보는 방향을 향하여 하향 경사진 형태로 구비된 것임을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1변속안내홈은,
    상기 제1경사형 드럼의 대직경부에 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 2개 이상의 2단 변속홈과, 상기 제1경사형 드럼의 소직경부에 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 2개 이상의 제1 N단변속홈과, 상기 2단 변속홈과 제1 N단변속홈 간에 연통 가능하게 형성되는 제1연결홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2변속안내홈은,
    상기 제2경사형 드럼의 대직경부에 원주방향을 따라 형성되는 1개 이상의 1단 변속홈과, 상기 제2경사형 드럼의 소직경부에 원주방향을 따라 형성되는 제2 N단변속홈과, 상기 1단 변속홈과 제2 N단변속홈 간에 연통 가능하게 형성되는 제2연결홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1시프트 포크 및 제2시프트 포크는:
    상기 제1경사형 드럼의 제1변속안내홈 및 상기 제2경사형 드럼의 제2변속안내홈에 각각 일단부가 삽입 지지되는 상부 포크부;
    상기 상부 포크부의 타단부에 중공부를 형성하며 일체로 형성되는 캡;
    일단부는 상기 캡의 내부로 삽입되고, 타단부는 상기 슬리브와 연결되는 하부 포크부; 및
    상기 캡의 중공부에 내설되는 동시에 상기 하부 포크부의 일단부에 압축 가능하게 지지되는 스프링;
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 제1 N단변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 1단 변속홈에 위치하면, 상기 제2시프트 포크가 1단 변속을 위한 위치로 슬리브를 이동시켜 1단 변속이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 2단 변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 제2 N단변속홈에 위치하면, 상기 제1시프트 포크가 2단 변속을 위한 위치로 슬리브를 이동시켜 2단 변속이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 제1 N단변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 제2 N단변속홈에 위치하면, 상기 제1 및 제2시프트 포크가 N단을 위한 위치로 슬리브를 이동시켜 N단 변속이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1경사형 드럼 및 제2경사형 드럼이 회전할 때, 상기 제1시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제1변속안내홈의 2단 변속홈에 위치하는 동시에 상기 제2시프트 포크가 축방향으로 이동하여 제2변속안내홈의 1단 변속홈에 위치하면, 인터락에 의한 P단이 구현되는 것을 특징으로 하는 자동차용 변속기구.
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