KR0138723B1 - 변속기어박스용 기어변속장치 - Google Patents

변속기어박스용 기어변속장치

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KR0138723B1
KR0138723B1 KR1019940008673A KR19940008673A KR0138723B1 KR 0138723 B1 KR0138723 B1 KR 0138723B1 KR 1019940008673 A KR1019940008673 A KR 1019940008673A KR 19940008673 A KR19940008673 A KR 19940008673A KR 0138723 B1 KR0138723 B1 KR 0138723B1
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KR
South Korea
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stop
sleeve
inclined surface
pin
geometrical
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Application number
KR1019940008673A
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뵈르게르 한스
Original Assignee
발터 비트너.토니 다흐멘
메르세데스-벤츠 아크티엔게젤샤프트
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Abstract

변속 기어박스용 기어-전위장치에서 슬리이브상의 볼과 경사면을 통해 선택축이 움직이고 이때 슬리이브는 한 방향의 스프링으로 작동시켜서 제1전위 이트를 선택할 때 작동위치를 느낄 수 있고 또한 탄성력이 제2전위 게이트를 선택할시 볼을 통해 하징상에서 직접 지시되는 것이 가능하도록 한다.

Description

변속기어박스용 기어변속장치
제1a는 본 발명에 있어서 필요한 상세히 나타낸 기어변속장치의 부분 종단면도.
제1b도는 제1a도의 A부분의 확대 상세도.
제2a는 제1a도를 따르고, 제1위치로 이동한 기어변속장치의 단면도.
제2b도는 제2a를 따르는 B부분의 확대 상세도.
제3도는 제1a도를 따르고, 제2 위치로 이동한 기어변속장치의 단면도.
제4도는 제1a도를 따르고, 제4위치로 이동한 기어변속장치의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 선택기축 12 : 슬리브형 정지부
13 : 판형정지부 15 : 중심스프링
16-16 : 기하학적 주축 18 : 원형 자유공간
22 : 좁은 핀단면 30 : 중심링
33 : 지지링 34 : 축방향 지지부
35 : 경사면 38 : 경사각
39 : 안내링 40 : 축방향 정지부
41 : 안내링 정지부 44 : 베어링 장치
55 : 지지변부 56 : 경사각
57 : 정점
본 발명은 특허청구범위 제1항의 특징을 기어변속장치에 관련된다.
공지된 기어변속장치(미국특허 제3,164,030)에 있어서, 연속적으로 탄성력을 받는 슬리브(sleeve)는 선택기축(selector shaft)에 대한 운동에 관하여 고정상태로 선택기축 연결된 핀형 정지부위에서 경사면과 볼(ball)들을 통해 선택기축의 모든 위치들에서 하중을 가하고, 상기 하중은 역전기어가 선택되지 않을 때도, 수동변속레버에서 저항력으로 감지되는 반면에, 상기 구성의 모든 위치는 역전기어용 변속게이트를 선택할 때, 수동변속레버에서 작동위치로 감지된다.
본 발명의 목적은 상기 형태의 기어변속장치에서 동작위치가 나타나는 변속 게이트가 선택되지 않았을 때, 수동 변속레버에서 불필요한 저항력이 발생하지 않도록 하는데 있다.
상기 목적은 본 발명의 청구범위 제1항에 나타낸 유리한 장점으로 달성될 수 있다.
본 발명은 따르는 기어변속자치에 있어서, 제2위치 및 제3위치에 의해 형성된 기하학적 주축의 영역내로 선택기축이 이동하고 볼(ball)들이 바이패스(bypass)될 때, 중심스프링의 탄성력은 슬리브(sleeve)와 반경방향 안내부를 통해 슬리브형 정지부(sleeve-shaped stop part)로 전달된다.
볼(ball)의 하중이 분리되는 효과에 관하여, 슬리브 및 반경방향안내부에 형성된 정지부들의 유리한 효과가 청구범위 제2항을 따르는 기어변속장치의 추가개발에 이용되고, 상기 구성의 목적은 선택기축의 비작동 정지 위치를 위해 중심스프링(centring spring)을 이용하는데 있으며, 이를 위해 제1위치와 인접하고 특수 변속게이트에 할당된 제2위치가 제공될 수 있다.
슬리부가 반경방향안내부의 안내부의 경사면과 접촉하기 위한 정지부를 가지는 것이 본 발명의 범위에 속하는 동시에, 추가로 본 발명의 특허청구범위 제3항을 따르는 기어변속장치의 경사면의 정지부로써 이용된다.
본 발명을 따르는 기어변속장치에 있어서, 특허청구범위 제4항에 따를 때 좁은 핀단면의 축방향 정지부가 선택기축의 제3위치를 형성하는 경사면으로써 설계되고, 탄성력의 작용선이 기하학적 주축과 평행하지 않으며, 슬리브형 정비부와 핀형정지부의 직경차를 작게 유지할 수 있다.
본 발명의 기어변속장치에 있어서, 볼(ball)을 통해 슬리브위의 경사면으로부터 좁은 핀단면과 경사면까지 형성되는 하중경로가 특허청구범위 제5항에 따라 이루어진다.
슬리브에 대한 경사면과 반경방향 안내부의 생산과 관련하여 특히 유리하고 본 발명을 따르는 기어변속장치의 실시예에 있어서, 특허청구범위 제6항을 따르는 안내링이 제공된다.
본 발명의 기어변속장치에 있어서, 볼(ball)들에 대한 운동자유도가 이루어지는 위치조정이 청구범위 제7항에 따라 이루어질 수 있다.
본 발명의 기어변속장치에 있어서, 하우징상의 정지부 또는 지지링의 조정가능성과 관련하여 특히 유리한 구성이 특허청구범위 제8항에 따라 이루어진다.
본 발명의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참고로 제시된다.
변속기어박스의 케이싱상부를 형성하고 케이싱상부와 일체로 구성되는 변속제어하우징(11)내에서, 선택기축(10)은 케이싱의 기하학적 주축(16-16)에 대해 축방향변위가 이루어지고 회전이 가능하도록 선택기축(10)의 한쪽 단부에서 각각의 베어링장치(44)에 의해 지지되며, 도면에 도시되지않은 다른 한쪽 단부가 외측을 향해 변속제어하우징(11)을 통과하여, 공지방법에 의해 선택기축(10)이 수동변속레버(manual-shift lever)의 선택동작에 의해 축방향변위가 이루어지고 수동변속레버의 기어변속동작에 의해 회전되도록 선택기축(10)의 상기 다른 한쪽 단부가 공지된 방법에 따라 수동변속레버와 운동학적으로 연결되어 있다. 통상적인 방법에 따라 선택기축에는 선택기 핑거(selector finger)(45)가 제공되고, 상기 선택기핑거(45)는 선택기축(10)에 대해 고정상태이며, 수동변속레버에 구성된 각각의 변속게이트(shift gate)내에서 4개의 선택기로드(selector rod)(47, 48, 49, 50)중 하나에 형성된 결합요홈(46)과 관절이음식(articulated fashion)으로 결합된다.
기하학적 주축(16-16)에 대하여 제1a도의 선택기축(10)은 정지위치에서 중심스프링(15)을 지지하고, 상기 정지위치에서 제3 및 제4전진기어를 선택하기 위해 선택기핑거(45)는 선택기로드(49)의 결합요홈(46)과 결합되며 이때 상기 정지위치는 선택기축(10)의 제3위치(38)가 된다.
기하학적 주축(16-16)에 대하여, 제2a도의 선택기축(10)은 제1위치(25)도 이동되고, 제1위치에서 선택기축(10)의 선택기핑거(45)는 선택기로드(47)의 결합요홈(46)과 결합되며, 상기 제1위치에서 제1 및 제2 전진 기어가 선택된다.
기하학적 주축(16-16)에 대하여, 제3도의 선택기축(10)은 제2위치(26)도 이동되고, 제1위치(26)에서 선택기축(10)의 선택기핑거(45)는 선택기로드(47)의 결합요홈(46)과 결합되며, 상기 제2위치(26)에서 후진기어가 선택된다.
기하학적 주축(16-16)에 대하여, 제4도의 선택기축(10)은 제4위치(51)도 이동되고, 제4위치에서 선택기축(10)의 선택기핑거(45)는 선택기로드(47)의 결합요홈(46)과 결합되며, 상기 제4위치에서 제5 및 제6 전진 기어가 선택된다.
단으로 도시된 각각의 선택기로드(47, 48, 49, 50)는 변속제어하우징(11)의 면에서 히하학적 주축(16-16)에 대해 평행방향 및 도면에 대해 수직 방향으로 변위발생이 가능하게 지지되고, 상기 선택기로드(47, 48, 49, 50)는 관련 속도에 해당하는 기어단(gear stage)의 자유 회전 기어(freely revolving gear)를 연결시키기 위해 공지된 방법에 따라 연결된 선택기 포크(selector fork)에 의해 기어휠 클러치(gear wheel clutch)에 운동학적으로 연결된다.
베어링장치(44)내에서 지지되는 선택기축(10)은 한쪽 단부가 슬리브형 정지부(sleeve-shaped stop part)(12)로서 설계되고, 상기 슬리브형 정지부(12) 내부에는 원형자유공간(free annular spacr)(18)이 형성하며, 핀형정지부(pin-shaped stop part)(13)가 돌출구조를 이루며, 상기 슬리부형 정지부(12)는 기하학적 주축(16-16)과 동심축을 이루며 고정되고 변속제어하우징(11)에 대한 운동에 대해 고정상태를 이룬다.
상기 원형자유공간(18) 내부에 선택기축(10)의 제2위치(26)로부터 선택기축(10)의 제1위치(25)를 향해 즉, 기하학적 주축(16)의 제1방향으로 다음과 같은 -중심링(30), 중심스프링(15), 슬리브(14), 복수개의 볼(ball)(17) 및 안내링(39)-순서로 배열된다.
핀형정지부(13)에는 좁은 핀단면(22)이 구성되고, 상기 좁은 핀단면(22)은, 기하학적 주축(16)의 제2방향을 향할 때, 경사면(24)을 통해 폭은 큰 제1핀단면(23)을 향해 이동되고, 상기 좁은 핀단면(22)은 기하학적 주축(16)의 제1방향을 향할 때 경사면(35)을 통해 폭이 큰 제2핀단면(36)을 향해 이동된다.
제1a도에서 처럼 기어변속장치가 비작동상태일 때, 중심스프링(15)은 예비응력(prestress)을 받는 상태에 있으며, 슬리브(14)와 떨어져 위치한 중심스프링(15)의 스프링단부(31)는 중심링(30)을 통해 핀형정지부(13)의 접촉면(21)과 지지링(33)에 의해 지지되고, 상기 접촉면(21)은 변속제어하우징(11)에 대해 고정된 지지부로서 이용되며, 상기 지지링(33)은 변속기축(10)에 대해 고정된 지지부로서 이용되고, 또한 상기 지지링(33)은 슬리브형정지부(12)내의 원주방향 내측 요홈내에 삽입되며, 스프링지지부(32) 및 스프링정지부(52)로서 이용되는 슬리브(14)의 인접한 한쪽 단부에 의해 중심스프링(15)이 지지된다.
슬리브(14)의 다른 한쪽 단부는 기하학적 주축(16-16)의 제1방향으로 개방된 테이퍼(taper)구조의 경사면(20)으로 구성되고, 중심스프링(15)의 예비응력상태에서 상기 경사면(20)에 의해 슬리브(14)가 볼(17)들과 접촉하며, 이 과정에서 상기 볼(17)들은 핀형정지부(13)의 경사면(35)위에서 지지되고, 기하학적 추축(16-16)의 제1방향으로 중심스프링(15)의 스프링하중을 지지하기 위해서 상기 경사면(35)은 하우징에 고정된 축방향정지부(40)를 이용한다. 상기 구성에서, 슬리브(14)에 형성된 경사면(20)의 경사각은 핀형정지부(13)에 형성된 경사면(35)의 경사각과 동일하거나 약간 작고 그 결과 볼(17)들은 스프링하중에 의해 경사면(35)에 대해 압축이 이루어지며, 상기 볼(17)들은 좁은 판단면의 원주부분에서 반경방향 외측으로 이동할 수 없게된다.
상기 구성에 의해 제1b도로부터 분명히 알 수 있듯이, 기어변속장치의 비작동상태에서 안내링(39)은 하중들로부터 자유롭게 된다. 상기 구성에 의하면, 안내링(39)은 기하학적 주축(16-16)의 제1방향으로 볼(17)들을 축방향으로 지지하는 각각의 반경방향 안내부(19)를 가진다. 기하학적 주축(16-16)의 방향으로 상호지지가 이루어지도록, 슬리브(14) 및 안내링(19)은 각각 인접한 단부들에서 해당 정지부를 가지고, 도시된 실시예에 있어서 볼(17)들과 함께 작동하는 경사면(20)이 슬리브(14)의 축방향 정지부로서 이용되고 안내링(39)위의 해당 경사면(27)이 축방향 정지부를 형성하도록 제공된다. 제1위치(25)와 제3위치(28)에 의해 형성되는 영역(29) 내에서 선택기준(10)의 작동이 이루어질 때, 상기 경사면(27)은 볼(17)들과 연결되고 즉, 볼들이 하중들로부터 자유롭게 된다. 제2a도에 따르면 제3위치(38)로부터 제1위치(25)를 향해 기하학적 주축(16)의 제2방향으로 선택기축(10)의 제2방향으로 선택기축(10)이 이동될 때, 슬리브형 정지부(12)의 내측 원주면상의 축방향 정지부(40)는 안내링(39)의 안내링정저부(41)에 놓여지고, 이때 선택기축(10)의 변위량(9)만큼 압축되는 중심스프링(15)의 스프링하중이 슬리브(14), 경사면(20, 27), 볼(17)들, 축방향정지부(40) 및 안내링정지부(41)를 통해 선택기축(10)에 전달되고, 이때 상기 안내링 정지부(41)는 슬리브(41)는 슬리부(14)로부터 분리도어 있다.
제3위치(28)에서, 안내링(39)은 슬리브형 정지부(12)와 슬리브(14)에 대하여 축방향 유극(axial play)를 가지므로, 기하학적 주축(16-16)이 구성된 방향으로 슬리브형 정지부(12)의 축방향 정지부(40)와 슬리브(14)의 경사면(20) 사이에 하중이 작용하지 않는 상당히 큰 간극이 존재한다.
제4도를 따르면, 제3위치(정지상태의 위치)(28)로부터 제4위치(51)까지 기하학적 주축(16-16)의 제1방향으로 선택기축(10)이 이동하고, 선택기축(10)의 변위량(8)만큼 중심스프링(15)이 압축되는 동안, 슬리브(14) 및 볼(17)들은 핀형정지부(13)의 경사면(365)에 대한(제1a도 및 제1b도에 도시된) 슬리브(14) 및 볼(17)들의 위치내에 유지된다. 상기 과정에서 기하학적 주축(16-16) 방향으로 안내링(39)의 위치가 변해야할 이유는 없다. 순수하게 안전 및 조립작업의 이유로, 지지링(53)이 제2핀단면(36)내의 원주방향 요홈으로 삽입되어, 제5기어 또는 제6기어를 선택하기 위해 선택기축(10)이 제4위치내로 이동할 때 제2핀단면(36)에 대해 반경방향 유극을 가지고, 지지링(53)에 대해 축방향 유극(54)을 가지는 안내링(39)이 떨어wu가는 것이 방지된다.
기하학적 주축(16-16)의 제1방향으로 반경방향안내부(19)의 지지변부(55)가 각각의 볼(17)을 지지할 때, 상기 지지변부(56)와 슬리브(14)의 경사면(20) 사이에는 경사각(56)이 형성되고, 지지변부(55)와 기하학적주축(16-16)사이의 각도(58)는 반드시 90°도일 필요는 없다.
볼(17)은 좁은 핀단면(22)에 대해 반경방향의 유극(43)을 가지며, 만약 경사각(37)이 기어변속하중의 정해진 크기에 의해 결정될 때 상기 유극(43)이 경사각(56)의 정점(57)과 기하학적 주축(16-16) 사이의 간격(59)을 좁은 핀단면(22)과 볼(17)의 직경들과 대응시켜서 유지되는 한편, 선택기축(10)이 제1위치(25)와 제3위치(28)에 의해 형성된 기하학적 주축(16-16)의 상기 영역(29)내로 이동될 때 상기 유극(43)은 상기 볼(17)들을 하중들과 분리상태를 유지한다.
지지변부(56)와 경사면(20)사이의 축방향 간격이 커지고 볼(17)이 반경방향외측으로 이동가능하기 때문에, 상기 간격(59)이 클수록 유극(43)은 더욱 커진다.
제2a도를 따르면 제1기어 또는 제2기어를 선택하기 위해 선택기축(10)이 제1위치(25)내로 이동할 때, 볼(17)들은 핀형정지부(13)의 경사면(24)과 인접하여 위치하거나 경사면(24)과 하중을 받지 않는 상태를 유지한다.
제3도에 따르면, 역전기어를 선택하기 위해 선택기축(10)이 제2위치(26)내로 이동하고 제3위치(28)에 대하여 선택기축 이동거리(6)만큼 변위가 발생할 때, 볼(17)들은 경사면(24)을 따라 외측반경방향으로 이동하고, 그 결과 볼(17)들은 피니형정지부(13)의 제1핀단면(23)에 대해 구심방향으로 지지되고, 상기 볼(17)들은 반경방향 안내부(19)에 대해 축방향으로 지지되며, 추가로 선택기축(10)에 대해 축방향 변위량(5)만큼 슬리브(14)를 이동시킨다. 상기 변위량(5)은 따라서 선택지축 이동거리(6)보다 더 크게 중심스프링(15)을 압축시키고, 볼(17)들을 이동시키기 위해 요구되는 하중과 같이 상기 변위량은 수동변속레버에서 작동위치로 감지된다.

Claims (8)

  1. 수동변속레버와 운동학적으로 연결된 변속제어하우징의 기하학적 주축과 슬리브형 정지부에 의해 변속제어하우징내에서 축 방향으로 이동가능하게 배열되고 지지되며, 각각의 핀형정지부, 슬리브 및 원통형의 중심스프링이 상기 기하학적 주툭과 동심을 이루며 배열되고, 하나의 정지부가 선택기축과 연결되고, 다른 하나의 정지부가 변속제어하우징과 연결되며 이때 상기 정지부들이 서로에 대해 고정된 상태이고, 한 개이상의 볼들, 및 중심스프링이 상호 동심을 이루는 상기 정지부들 사이에 위치한 원형 자유공간내에 수용되며, 기하학적 주축의 제1방향으로 볼(ball)들이 슬리브형 정지부의 해당 반경방향 안내부에서 지지될 수 있고, 기하학적 추축의 제2방향으로 볼들이 슬리브의 한쪽단부에 위치한 경사면위에 지지될 수 있으며, 중심스프링이 상기 슬리브의 내부에 구성되며 핀형정지부의 축방향 지지부상에서 지지부로서 이용되는 슬리브의 다른 한쪽단부에 의해 상기 슬리브가 지지될 수 있고, 핀형정지부는 좁은 핀단면을 가지고, 또한 핀형정지부는 제1판단면의 전이위치에 경사면을 가지며, 기하학적 주축의 제1방향 및 제2방향으로 각각의 변속게이트 배정된 세 개의 위치들중 하나의 위치로 선택기축이 이동될 때 볼(ball)들이 상기 좁은 핀단면과 경사면위에 놓이게 되고, 선택기축이 기하학적 주축이 구성된 방향으로 제1위치를 인접할 제2위치로 이동할 때 볼들이 제1핀단면에 대해 구심방향으로 지지되고, 판형 정지부위의 경사면을 따라 볼들이 반경향으로 이동된 후 경사면과 함께 작동하는 볼들에 의해 슬리브가 중심스프링의 스프링지지부를 향해 이동되며, 상기 스프링지지부는 핀형정지부에 대한 운동에 대하여 고정상태를 이루고, 선택기축의 제3위치는 기하학적 구성되는 방향으로 제1위치와 인접하고 제2위치와 마주보는 변속기어박스용 기어변속장치에 있어서, 슬리브(14)는 반경방향안내부(19)와 접촉하도록 경사면(20)을 가지고, 반경방향안내부(19)는 해당 경사면(27)을 가지며, 기하학적 주축(16-16)상에 위치하고 제1위치(25)와 제3위치에 의해 형성되는 영역(29)내에 선택기축(10)이 있을 때 상기 경사면(20)과 경사면(27)이 서로에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속 장치.
  2. 제1항에 있어서, 핀형정지부(13)와 슬리브형정지부(12) 사이에서 동심축을 이루고 상기 핀형정지부(13)와 슬리브형정지부(12)에 대해 축방향으로 이동가능하게 원형자유공간(18)내에 배열된 중심링(30)이 중심 스프링(15)의 접촉면(21)에 대하여 기하학적 주축(16-16)의 제2방향으로 지지되고, 상기 접촉면(21)은 핀형지지부(13)에 대한 운동에 관해 고정상태를 이루며, 상기 접촉면(21)은 슬리브(14)와 떨어져 위치한 중심 스프링(15)의 스프링단부(13)에 대해 기하학적 주축(16-16)의 제1방향을 향하고, 슬리브형정지부(12)는 기하학적 주축(16-16)의 제2방향으로 중심링(30)을 지지하기 위해 지지링(33)을 가지고, 좁은 핀단면(22)은 기하학적 주축(16-16)의 제1방향으로 볼(17)들을 지지하기 위해 정지부(34)를 가지며, 중심스프링(15)은 선택기축(10)의 제3위치(28)에서 예비응력(prestress)상태에 있고, 중심링(30)은 슬리브형 정지부(12)와 핀형정지부(13)의 접촉면(21)과 지지링(33)에 대하여 지지되며, 볼(17)들은 좁은 핀단면(22)의 정지부(34)에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속장치.
  3. 제1항에 있어서, 슬리브(14)의 경사면(20)은 추가로 반경 방향안내부(19)와 접촉하기 위한 정지부로서 이용되고, 반경방향안내부(19)의 정지부는 해당 경사면(27)을 가지는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속장치.
  4. 제1항에 있어서, 핀형정지부(13)의 제2핀단면(36)의 전이부를 위치한 경사면(35)이 좁은 판단면(22)위에서 축방향의 정지부(34)로 이용되는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속장치.
  5. 제1항에 있어서, 슬리브(14)에 형성된 경사면(20)의 경사각(37)은 좁은 핀단면(22)상의 경사면(35)의 경사각(38)과 동일하거나 작고, 상기 경사면(35)은 선택기축(10)의 제3위치(28)를 위한 정지부로서 이용되는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속장치.
  6. 제1항에 있어서, 반경방향안내부(19)를 가진 안내링(39)은 원형자유공간(18)내에 수용되고, 상기 안내링(39)은 상기 슬리브형 정지부(12)와 핀형정지부(13)에 대하여 기하학적 주축(16-16)의 방향으로 이동가능하게 구성되고, 기하학적 주축(16-16)의 제1방향으로 안내링(39)을 지지하기 위해 슬리브형 정지부(12)는 축방향정지부(40)를 가지며, 안내링(39)은 안내링정지부(41)를 가지고, 제2위치(26)와 제3위치(28)에 의해 형성되는 기하학적 주축(16-16)의 작동영역(42)내로 선택기축(10)이 이동될 때, 축방향정지부(40)와 안내링정지부(41)가 서로에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속장치.
  7. 제1항에 있어서, 반경방향안내부(19)가 기하학적 주축(16-16)의 제1방향으로 각각의 볼(17)을 지지하는데 이용되고, 상기 반경방향안내부(19)의 지지변부(55)와 슬리브(14)의 경사면(20)이 경사각(56)을 포함하고, 제1위치(25)와 제3위치(28)에 의해 형성되는 기하학적 주축(16-16)의 영역(29)내부로 선택주축(10)이 이동될 때 볼(17)이 좁은 핀단면(22)에 대해 반경방향의 유극(43)을 가질만큼 상기 경사각(56)의 정점(57)이 기하학적 주축(16-16)으로부터 간격(59)을 두고 구성되는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속장치.
  8. 제1항에 있어서, 핀형정지부(13)는 변속제어하우징(11)에 대한 운동에 관하여 고정되게 배열되는 것을 특징으로 하는 변속기어박스용 기어변속장치.
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