KR100402815B1 - 변속장치용 동기화장치 - Google Patents

Abstract

변속장치용 동기화 장치는 클러치슬리브와 연결기의 로킹톱니에 부합되도록 그 외주변상에 톱니가 형성된 딥 드로잉된 플레이트 섹션으로 형성되는 외부 동기화 링을 포함한다. 외부 동기화 링은 그 중간 영역에 원추형 마찰면을 그리고 딥 드로잉된 바닥영역에 있는 그 내주변상에 로킹탭을 갖는다. 로킹탭은 동기장치의 외주로부터 방사상으로 안쪽으로 뻗고 방사상으로 바깥쪽으로 열리는 맞물림 요홈을 갖는다. 외부 동기화 링의 정확한 치수와 단순한 제조 덕분에 예전에는 비용으로 인해 회피되던 많은 용도에도 동기화 장치가 사용가능하게 된다.

Description

변속장치용 동기화 장치

본 발명은 외측 원주상에 설치된 클러치 슬리브를 가진 기어축에 단단히 장착된 풀리 형태의 동기화 장치를 포함하는 변속장치용 동기화 장치에 관한 것이다. 적어도 하나의 회전 구동기어가 클러치 슬리브에 의해 커플러를 통해 동기화 장치에 단단히 결합될 수 있는 기어축 위에 장착된다. 커플러는 그와 함께 연결된 적어도 하나의 원추 마찰면을 가진 마찰링과 동기장치에 연결된 외측 동기화 링에 의해 동기화 장치와 마찰 연결될 수 있고, 커플러는 클러치 슬리브의 작동에 의해 결합 및 분리된다. 외측 동기화 링은 클러치 슬리브와 커플러의 로킹 톱니들에 일치하도록 그 외측 원주상에 톱니가 형성되어 있으며, 또한 원추 마찰면을 갖고 있다.

위에 설명된 형태의 장치는 예컨대, EP-Al 508,976 및 미국특허 제 5,135,087 호에 공지되어 있다. 이러한 장치들은 변속장치의 수리를 더 쉽게 만들고 마모를 감소시킨다. 이러한 장치의 공지된 제조방법의 단점은 장치의 만족스런 성능을 위해, 특히 동기화에서 직렬로 작동하는 마찰성분들에 대해 요구되는 제조 정밀도가 대부분의 부품에 대해 많은 작업단계를 필요로 한다는 것이다. 결과적으로, 그러한 제조방법은 바람직하지 못하며, 비용문제 때문에 상기 형태의 동기화 장치는 외면 당하게 된다.

이러한 점에서, 기존의 장치들과 관련된 공지의 딥 드로잉 방법(deep drawn, 깊이 만곡된 내주 표면 단면이 요철모양으로 깊이 만곡된 모양을 의미함)의 사용, 특히 외측 동기화 링의 제조에 있어서의 및 드로잉 방법의 사용을 반대하는 문제점들은 외측 동기화 링을 클러치 슬리브 및 커플러의 로킹 톱니와의 직렬 작동을 위한 톱니들은 물론 동기장치에 연결시키기 위해 외측 동기화 링상에 요구되는 록들이 외측 동기화 링의 외측에 배치되었다는 사실을 포함한다. 이것은 필요한 정확도 및 제조의 달성을 위해 추가적인 작업단계들을 필요하게 만들었다. 이러한 추가적인 단계들은 예컨대, 인젝션 다이 캐스팅 및 후속 미세가공과 비교할 때 딥 드로잉 형태의 비용 장점을 감소시키게 된다. 예컨대, DE-Al 3,519,811 은 외측 동기화 링을 발표하는데, 여기서 커플러에 고정하기 위한 록들은 외측 원주상에 제공된 러그들로 구성된다. 링은 비절삭 냉간 가공법을 사용하는 고비용의 추가적인 단계들과 함께 제조될 수 있다. DE-C2 3,519,810 로부터 공지된 장치에서도 유사한 어려움이 있게 되며, 여기서 록들은 추가적인 고비용의 축방향 압축공정에 의해 제조된다. 두 경우에, 보정이 추가적으로 따라야 하는데, 그 이유는 사용된 냉각 가공기술이 최종 제품에 대해 필요한 정확도를 제공하지 못하기 때문이다.

본 발명의 목적은 상술한 형태를 개량한 동기화 장치를 구성하는 것으로, 그러한 개량을 통해 공지장치들의 상기의 단점들을 방지하며 품질저하없이 제조비용을 감소시키게 된다. 이러한 목적은 본 발명에 따라 외측 동기화 링의 컵의 바닥 영역내의 내측 원주상에 구멍뚫린 로킹 탭을 가진 딥 드로잉된(deep-drawn, 즉, 요철형상으로 깊이 만곡된) 플레이트 섹션이 형성되도록 개량된 상기 형태의 장치를 제공함으로써 이루어진다. 탭은 동기장치와 연결된, 단단한 연결을 제공하며 동기 장치의 요홈들과 결합된다.

본 발명에 따르면, 딥 드로잉 공정이 추가적인 보정 절차없이 고도의 치수 정확도를 가능하게 하기 위해 사용되며, 외측 동기화 링의 제조를 위해 형성된 플레이트 섹션의 컵바닥 영역 내에 구멍 뚫린 로킹 탭은 높은 기계적 강도를 갖는 한편, 형성 공정후 방향과 치수면에서 필요한 정확도를 갖는다. 이러한 방법으로, 외측 동기화 링의 제조를 위한 매우 단순하고 값싼 수단에 의해, 이러한 동기화 장치의 중요부품이 공지된 형태의 외측 동기화 링들보다 훨씬 싸고, 더욱 널리 사용가능한 장점이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 동기장치의 요홈들은 풀리 형태의 동기장치의 측면 컷아웃 부분의 표면상의 축에 평행한 방향으로 바깥쪽으로 연장된 노치들로부터 형성된다. 이러한 컷아웃 부분은 마찰링과 외측 등기화 링의 최소한도의 부분들에 의해 점유된다. 동기화 장치의 간단하고 공간 절약적인 전체 배열은 물론 동기장치의 간단한 제조가 가능하게 된다.

원추형 마찰링의 내측과 직렬로 작동하는 추가적인 내측 동기화 링을 가진 동기화 장치가 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서 이중 동기화를 위해 제공되며, 여기서 로킹 탭은 내측 동기화 링내의 컷아웃 부분들과 결합된다. 따라서 이러한 링은 외측 동기화 링에 의해 동기장치와 결합된다. 결과적으로 이중 동기화 장치 형태의 매우 간단한 구조가 이루어지며, 특히 높은 클러치 부하에 대해 바람직한 용도를 갖게 된다.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따르면, 외측 동기화 링 및/또는 내측 동기화 링은 마찰링과 직렬로 작동하는 그들의 측부상에 마찰 코팅을 가짐으로써 적용 가능성이 증가된다. 마찰 코팅은 각각의 동기화 링의 최종 형성 전 또는 후에 공지방법으로 도포될 수 있으며, 공지기술이 사용될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면들에 도식적으로, 부분적으로 표시된 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명된다.

제 1 도에 따른 동기화 장치는 스플라인(2)에 의해 기어축(1) 상에 단단히 설치된 동기장치(3)를 가지며 축레버(도시되지 않음) 가 결합되는 그 외측 원주상에 클러치 슬리브(4)를 갖고 있다. 클러치 슬리브(4)는 핀(5)과 스프링(6)으로 구성된 스프링 제한기를 갖추고 있다. 또한, 동기장치(3)의 각 측부상에는 외측 동기화 링(7, 8)이 있고, 이들은 그 외측 원주상에 톱니가 형성되어 클러치 슬리브(4)의 내측 로킹 톱니들에 대응한다. 구동기어들(10, 11)은 동기장치(3)의 양측부상에 기어축 위에 설치되어 자유롭게 회전할 수 있다. 각각의 구동기어(10, 11)는 그 외측 원주상에 톱니(12, 13)를 갖고 있다. 각각의 구동기어 (10, 11)에는 동기장치(3)에 면한 측부상의 원형 커플러(14, 15)가 결합된다. 각 커플러는 제 1 도에 점선으로 표시된 위치로 클러치 슬리브(4)의 대응 이동이 있을 때 클러치 슬리브의 내측 로킹 톱니들과 각각의 외측 동기화 링들(7, 8)의 외측톱니들(18, 19) 처럼, 직렬로 작동하는 외측 톱니들(16, 17)을 갖고 있다.

두개의 커플러(14, 15)는 각각 구동기어들(10, 11)의 대응 랜드들 위에(예컨대, 스플라이닝, 레이저 용접 등을 통해) 단단하게 형태 연결되거나 강제 연결되며, 필요할때 결합되거나 분리될 수 있는 마찰 커플링을 통해 동기장치(3)에 연결된다. 커플러들은 직경이 가장 큰 마찰링의 측부로부터 바깥쪽으로 뻗은 로킹 탭(22)을 가진 마찰링(20, 21)을 포함한다. 로킹 탭은 각각의 관련 커플러(14, 15)내의 요홈들(23)과 결합된다. 제 1 도에 도시된 바와 같이, 로킹 탭(22)은 마찰링(20, 21)의 원추면 들로부터 직선으로 밖으로 연장된다. 로킹 탭은 예컨대,외측에 거의 수직하게 굽어질 수 있고, 굽은 부분은 커플러(14, 15)의 관련 요홈과 결합된다. 마찰링들(20, 21)은, 각각의 원추 외측 및 내측면상에, 관련 외측 동기화 링들(7, 8)의 대응 원추 마찰 또는 결합면들(25, 26)과 직렬로 작동하는 소결된 마찰코팅(24)을 갖고 있다. 코팅(24)은 또한 추가적인 내측 동기화 링(27)과 함께 작동한다.

제 2, 3도에 도시된 바와 같은 외측 동기화 링들(7, 8)은 클러치 슬리브(4)의 로킹 톱니들(9)과 커플러들(14, 15)의 외측 톱니들(16, 17)에 대응하는 각각의 외측 톱니들(18, 19)을 외측 원주상에 형성한 딥 드로잉된 플레이트 섹션형태로 구성된다. 중간 영역에서, 원추 마찰면 또는 결합면이 제공된다. 내측 원주상에는 구멍뚫린 로킹 탭(29)이 딥 드로잉된 마루영역(28)내에 제공되며 동기장치(3)와 형태 연결된 단단한 결합을 위해 사용된다. 로킹 탭은 동기장치(3)(제 4 도)의 요홈들(30)과 결합된다.

동기장치(3)의 요홈들(30)은 풀리 형태의 동기장치(3)의 측면 컷아웃 부분(32)의 표면(31)위에 축평행 방향으로 바깥쪽으로 뻗은 원주 노치들로부터 형성된다. 컷아웃 부분은 조립된 상태에서 각각의 마찰링 들과 동기화 링(7, 8)의 적어도 일부에 의해 점유된다.

외측 동기화 링들(7, 8)(제 2 도)의 비교적 짧은 커플링 탭 (33)은 물론 로킹 탭(29)도 내측 동기화 링(27)의 대응 컷아웃 부분들과 연결된다. 내측 동기화 링(27)은 또한 외측 동기화 링들(7, 8)을 통해 동기장치(3)에 결합되어 소위 이중 동기화를 이루게 된다.

제 1 도에 도시된 장치의 작동에 있어서, 동기장치(3)는 기어축 (1)과 함께 회전하여 두개의 구동기어들(10, 11)이 기어축(1)과 동기장치(3)에 상대적으로 자유롭게 회전할 수 있다. 클러치 슬리브(4)가 제한기를 극복함으로써 구동기어들(10, 11)의 하나에 대해, 예컨대 구동기어(11)에 대해, 밀려지면, 외측 동기화 링(7)은 스러스트 링에 의해 구동기어와 함께 움직인다. 따라서, 스러스트 링(34)은 마찰링(21)의 마찰코팅(24)과 링(7)의 마찰표면 (25)의 결합을 유발한다. 링(7)의 결합면(25)은 스러스트 링(34)의 약간의 이동 후 결합된다. 따라서, 마찰링(21)은 도면에서 약간 오른쪽으로 이동되어 마찰링(21)의 내측상의 대향 마찰 코팅(24)이 마찰 연결 방식으로 내측 동기화 링(27)과 접촉하게 된다. 두개의 동기화 링들(7, 27) 즉, 로킹 탭(29)에 의해 링들과 함께 결합된 동기장치(3)와 구동기어(13)의 회전속도의 일치 또는 동기화가 일어난다. 회전속도가 일치하자마자, 클러치 슬리브(4)는 커플링 요소(15)의 외측톱니(17)와 결합할 수 있으며 기어축(1)과 구동기어(11) 사이의 최종 형태 연결된 단단한 결합을 이룬다.

제 1 도의 좌측 구동기어에 대한 대응 결합이 클러치 슬리브(4)의 좌측이동에 의해 유사하게 일어난다.

외측 동기화 링(7, 8)의 제조를 위해 형성된 플레이트 섹션의 딥 드로잉된 마루 영역내의 구멍뚫린 로킹 탭(29)은 높은 기계적 강도를 제공하며 형성후 치수 정밀도에서의 필요한 방향을 가진다. 따라서, 간단하고 경제적인 수단에 의해 외측 동기화 링들(7, 8)의 생산에 대한 해결책이 발견된다. 따라서, 동기화 장치의 상기 중요부품은 더욱 싸게 제작될 수 있으며, 선행기술로부터 공지된 외측 동기화 링들에 비해 더욱 넓은 범위의 용도를 제공한다.

각각의 외측 동기화 링들(7, 8)은 단순한 딥 드로잉된 설계 부품으로써 제작될 수 있다. 추가적으로, 마찰 커버링은 결합면 영역(25)상에도 제공될 수 있고, 이것은 내측 동기화 링(27)의 외측 원주상의 결합면(26)에 대해서도 사실이다. 따라서 이용 가능성은 더욱 증가하게 된다. 그러한 마찰 커버링들은 각각의 동기화 링의 최종형성 전 또는 후에 공지된 방법에 의해 적용될 수 있으며, 공지기술이 사용될 수 있다.

제 6 도에 도시된 동기화 장치는 제 1 도와 유사한 방식이며, 제 1 도에 도시된 것과 같거나 매우 유사하게 제조된다. 동일 또는 기능적으로 동일한 부품들은 제 1 도에 사용된 동일한 참조번호를 사용하여 표시된다. 제 6 도에 따른 동기화 장치의 구조 및 기능을 참조할때, 제 1 도 및 제 2-5 도에서의 설계는 반복을 피하기 위해 참조된다.

제 6 도에 따른 동기화 장치는 제 1 도의 핀(5)과 스프링(6) 으로 구성된 제한 스프링대신 원형스프링(35)을 갖고 있다. 두 실시예의 간단하고 가장 중요한 차이이다. 스프링(35)은 제 1 도 에 도시된 제한스프링 성분의 기능을 갖는다. 클러치 슬리브(4)가 우측으로 이동하자마자, 외측 동기화 링(7)은 원형스프링(35)의 변부(36)에 의해 우측으로 결합되며, 따라서 원형스프링(35)은 안쪽으로 당겨진다. 명백히 하기 위해, 좌측이동을 위해 필요한 원형 스프링은 도시되지 않는다. 동기화 장치의 결합을 제 1 도를 참조하여 기술된 유사한 방식으로 마찰링(21)을 통해 일어난다. 이것은, 회전속도의 동등화후, 제 6 도에 도시된 기어축과 우측 구동기어(11) 사이의 최종 형태 연결 커플링을 유도한다.

본 발명이 바람직한 실시예들과 관련하여 기술되었지만, 추가, 변경, 대치, 및 감축이 첨부된 청구범위에 한정된 본 발명의 사상과 영역으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당해업자들에게는 인식될 것이다.

제 1 도는 본 발명에 따라 구성된 이중 동기화 장치의 단면도.

제 2 도 및 3 도는 제 1 도의 외측 동기화 링을 나타내는 평면도 및 단면도.

제 4 도 및 5 도는 조합된 동기화 장치를 나타내는 평면도 및 단면도.

제 6 도는 제 1 도와 같은 도면을 나타내는 본 발명의 또 하나의 실시예.

* 부호설명

2: 스플라인 3: 동기장치

4: 클러치 슬리브 5: 핀

6: 스프링 7,8: 외측 동기화 링

9: 로킹 톱니 10,11: 구동기어

12,13: 톱니 14,15: 원형 커플러

16,17,18,19: 외측톱니 20,21: 마찰링

22,29: 로킹 탭 23: 요홈

24: 코팅 25,26: 결합면

Claims (4)

1. 함께 회전하도록 회전 기어샤프트에 단단하게 장착된 풀리형 동기장치를 포함하며, 상기 동기장치는 그 외주상에 설치된 클러치 슬리브, 결합수단, 작동위치에 있을 때 결합수단을 통해 동기장치에 단단하게 결합하도록 기어샤프트 상에 설치된 적어도 하나의 회전 구동기어, 동기장치에 억지 끼움되고 클러치슬리브의 작동을 통해 맞물리고 유리될 수 있는 외부 동기화 링, 클러치 슬리브를 작동 위치의 내외부로 이동시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 결합수단은 작동위치에 있을 때 동기장치 및 구동기어를 맞물리고 외부 동기화 링의 로킹 탭(locking tab)을 수용하기 위한 요홈을 갖는 클러치슬리브를 포함하며, 결합수단은 이 결합수단과 억지 끼움되는 형태인 하나이상의 원추형 마찰면을 갖는 마찰링에 의해서 동기장치에 마찰 연결되는, 변속장치용 동기화 장치에 있어서,

   상기 외부 동기화 링이 원추형 마찰면을 갖고 그 외주변상에 톱니가 형성되어 클러치 슬리브와 결합수단 상에서 로킹톱니(locking cogs)와 맞물리고,

   상기 외부 동기화 링은 외부 동기화 링의 딥 드로잉된 형태의 바닥영역에 있는 내주변 상에 구멍뚫린 로킹탭을 갖는 딥 드로잉된 플레이트 섹션 형태로 형성되고, 구멍뚫린 로킹탭은 이 로킹탭과 요홈사이의 맞물림 관계에 의해 제공된 동기장치에 대한 억지 끼움된 결합형태를 제공하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 클러치슬리브의 요홈이 풀리형 동기장치의 측방의컷아웃(cut-out) 부분의 표면상에 축방향의 평행한 방향으로 뻗는 방사형 노치로써 형성되며, 상기 측방의 컷아웃 부분은 동기장치의 내주변과 외주변 사이에 요홈형태로 존재하고 마찰링의 하나이상의 부분과 외부 동기화 링의 하나이상의 부분을 수용하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 하나이상의 원추형 마찰면을 갖는 마찰링의 내측과 세로로 나란히 작동하는 내부 동기화 링을 포함하고, 로킹탭이 외부 동기화 링을 통해 다시 동기장치와 결합되는 내부 동기화 링 내에 있는 요홈과 단단하게 맞물리는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 외부 동기화 링과 내부 동기화 링중 하나이상이 마찰링과 세로로 나란히 작동하는 측부를 가지며, 마찰 코팅(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.