KR100652283B1 - 차량 변속기용 쉬프팅 장치 - Google Patents

차량 변속기용 쉬프팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변속기(30)의 기어의 선택 및 쉬프팅을 위한 수단과, 자동차의 변속기(30)용의 동력 보조 장치(10)를 갖는는 쉬프팅 장치(11,40)에 관한 것이다. 쉬프팅축(44)은 레버를 거쳐서 변속기(30)의 쉬프팅 레일(32) 내에 맞물리고, 레버(24)를 거쳐서 보조 장치(1)의 피스톤 로드(22)와 연결된다. 이 보조 장치(10)는 또 하나의 제어 로드(20)을 갖는다. 보조 장치(10)의 제어 로드(20)는 쉬프팅을 위한 수단(4,46,48,60,62,64,66)과 직접 연결된다.
변속기, 쉬프팅 장치, 동력 보조 장치, 쉬프팅 레일, 제어 로드, 피스톤 로드, 플랜지

Description

차량 변속기용 쉬프팅 장치{SHIFTING DEVICE FOR A VARIABLE-SPEED AUTOMOBILE TRANSMISSION}
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 차량 변속기용 쉬프팅 장치에 관한 것이다.
이러한 쉬프팅 장치에 있어서는 각각의 쉬프팅 통로들의 예비 선택을 위하여 쉬프팅 로드의 회전 운동이 활용되며 일반적으로 높은 쉬프팅력이 필요하지는 않다. 쉬프팅 로드의 축방향으로의 종방향의 운동은 원하는 단의 진입을 위하여 사용되고, 운전석이 변속기로부터 떨어져서 배치되어 있는 차량, 특히 중형 차량을 위한 변속기의 경우에는 보다 큰 쉬프팅력을 필요로 한다.
승합 차량 및 화물 차량과 같은 오늘날의 실용 차량에는 변속기의 설치를 위하여 전륜 구동 방식을 갖는 공간적인 여건이 마련되어 있으며, 이 경우에 변속기는 필수적으로 운전석으로부터 멀리 떨어져서 배치되어 있다. 특히, 하부상 엔진 또는 후미부 엔진을 갖는 차량의 경우에 이러한 떨어짐은 더욱 크다. 기계식으로 쉬프팅된 변속기의 경우에, 길고 때로는 팽팽하게 긴장된 상태로 뻗쳐있는 쉬프팅 로드에 의하여 정확한 단 변환은 종종 곤란해진다.
차량의 운전자가 그의 주의력을 전적으로 도로 교통에 기울이게 하기 위하여, 운전자의 차량 운전을 위하여 필수적인 모든 활동들을 가능한 한 많이 덜어 줌과 동시에 보조하지 않으면 안 된다.
각각의 운전자는 어려운 교통 상황에서 변속기 쉬프팅의 순조로운 운전이 얼마나 결정적일 수 있는가를 알고 있다. 이때, 모든 크기 등급의 실용 차량의 공압 쉬프팅 보조 장치가 도움을 줄 수 있다.
지금까지 공지된 동력 쉬프팅 장치는 부분적으로는 직접 변속기에 설치되고, 외부로부터 접근할 수 있는 제어 로드 및 피스톤 로드를 갖는다. 쉬프팅 로드는 제어 로드와 연결된다. 제어 로드의 종방향 운동에 의하여 보조 장치가 구동된다. 이러한 종류의 제어는 2개의 로드 또는 케이블선 쉬프팅에서 찾아볼 수 있다. 이 경우에는 주름살부와 부족한 윤활에 의하여 제어 및 피스톤 로드의 밀봉이 나빠지게 된다. 이러한 장소는 화물차의 경우에 더욱 심한 오염에 노출되어 있다. 쉬프팅 로드의 변속비의 변동의 경우에는 역시 동력 보조 장치의 시작이 변동되거나 또는 밸브의 조절에 의하여 레버 변속비에 적합하게 되지 않으면 안 된다. 또한, 서로로부터 분리된 제어 밸브와 동력 실린더로 구성되는 쉬프팅 보조 장치에 대하여도 동일한 사항이 적용된다. 밸브 및 실린더는 볼 조인트를 거쳐서 쉬프팅 레일에 연결되고, 변속기와 연결되는 버팀대에 연결된다. 이러한 배치에 의하면, 추가적으로 각각의 쉬프팅에 있어서 부품들이 상대적으로 변속기와 차량 프레임 쪽으로 움직여지며, 이로써 밸브와 실린더를 서로 연결시키는 공기관을 손상시킬 수 있는 단점이 생긴다.
기계식 공압 제어기 부분과 별도의 공압 힘 부분으로 구성되는 분리된 구조 방식으로 된 공압 쉬프팅 보조 장치가 공지되어 있다. 분리된 구조 방식으로 된 쉬프팅 보조 장치는 Loomann, 기어 변속기 2판, Springer Verlag, 1988, 225페이지에 공지되어 있다. 이러한 제어 부분은 기계식으로 작동 가능하며, 쉬프팅 로드에 의하여 작동되는 제어 밸브이다. 단 변화의 경우에 선택 동작의 전달은 이 경우에는 기계식으로 직접 변속기에 행하여진다. 쉬프팅 작동의 전달의 경우에는 제어 밸브가 작동되며, 동시에 수동 쉬프팅력은 기계식으로 레버를 거쳐서 변속기에 전달된다. 이 경우에 수동 쉬프팅력은 압축 공기 실린더에 의하여 추가적으로 공압식으로 보조된다. 압축 공기 실린더는 이 경우에 일체로 된 유압 감쇠 장치를 갖는 2개의 위치 실린더로서 공압 힘 부분을 형성한다. 여기서는 수동 쉬프팅력이 직접적으로 설명되어 있지는 않다. 제어 부분과 힘 부분 사이의 통로는 길고, 설치는 장소를 많이 차지한다. 제어 부분과 힘 부분 사이의 압축 공기관의 손상은 피할 수 없다.
제어 밸브 및 힘 부분이 1개의 부품에 결합되는 쉬프팅 장치가 독일 특허 공보 제195 39 471호에 공지되어 있다. 쉬프팅력은 운전자의 쉬프팅력 여하에 따라서 비례적으로 강화되며, 수동으로 쉬프팅된 변속기의 경우와 동일한 효과를 얻는다. 운전자는 쉬프팅에 대한 감각을 잃지 않으며, 1개의 단이 삽입되었는지 또는 동기화 기간이 얼마나 길게 지속되는지에 대한 감각을 직접 감지할 수 있다. 이러한 쉬프팅 장치의 경우에 공압 보조 장치의 제어는 개선을 필요로 한다.
본 발명은, 특히 변속기 측의 장소가 좁은 경우에 공압 보조 장치의 제어성을 향상시킬 수 있는 쉬프팅 장치를 제공하는 데 목적을 두고 있다.
이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징을 갖는 쉬프팅 장치에 의하여 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들이 종속항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, 지금까지의 실시예에 비하여 운전자의 선택 동작 및 쉬프팅 동작의 변속기에의 결합은 공통적인 장소에서 행하여지지 않는다. 이러한 결합은, 하나의 장소에서 그때그때 원하여진 쉬프팅 레일의 선택 과정이 운전자에 의하여 선택된 쉬프팅 통로에 상응하여 쉬프팅축이 전달되는 제1 장소와, 하나의 장소에서 운전자의 쉬프팅 운동이 하나의 선택된 쉬프팅 통로에서 쉬프팅 레일의 강화된 축방향의 동작으로 변환되도록 강화되고 쉬프팅축으로 전달되기 위하여 운전자의 쉬프팅 운동이 보조 장치로 전달되는 제2 장소로 갈라져 있다. 이 경우에 수동 쉬프팅력은 레버의 전환없이 쉬프팅을 위한 수단을 거쳐서 제어 로드에 전달된다.
하나의 바람직한 실시예에 따르면, 제어 로드는 1개의 플랜지를 가지며, 이 플랜지에는 분리 가능하게 쉬프팅을 위한 수단이 맞물려 있다. 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 유압 수단으로서, 케이블선 쉬프팅의 부재로서, 또는 운전자에 의해 작동된 쉬프팅 로드와 결합된 것으로서 쉬프팅을 위한 수단이 제공된다.
또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 변속기의 쉬프팅축은 보조 장치의 일 측면에서 속도 단의 선택을 위한 수단과 연결되고, 한편 보조 장치의 쉬프팅축에 대하여 반대측에 놓여 있는 측면에는 보조 장치의 제어 로드가 쉬프팅을 위한 수단과 연결된다.
이로써, 보조 장치의 제어 로드로의 운전자의 쉬프팅 동작의 전달을 위한 레버가 없어질 수 있고, 운전자와 보조 장치 사이에 간단하고 안전한 연결 장소가 형성된다. 제어 로드로의 분리 가능한 결합에 의하여 필요한 경우에 이 쉬프팅 수단은 쉬프팅 장치 내지 보조 장치로부터 분리되지 않으면 안 되는 일 없이 쉬프팅 장치 내지 보조 장치로부터 제거될 수 있다.
쉬프팅 동작은 보조력으로서 압축 공기에 위하여 보조되며, 한편 선택 동작은 보조없이 수동으로 실시된다. 단 변경은 일부만이 동력에 의하여 보조된다는 것에 의하여 쉬프팅 장치의 구조는 완전히 동력 보조된 쉬프팅 장치에 비하여 단순화된다. 비용과 제작 비용이 상당히 절감되며, 이미 조립된 변속기의 경우에도 역시 재설치도 문제없이 가능하다. 또한, 운전자는 공기압이 압축 공기 장치의 손상으로 인하여 너무 작아지거나 또는 아주 완전히 없어진다면 수동으로 쉬프팅할 수가 있다. 이를 위해서는 어떠한 쉬프팅 수단도 필요없다. 차량의 브레이크 능력이 변속기에 의하여 요구되는 한 이는 안전하게 유지된다.
압축 공기 보조는 쉬프팅시에 사용하는 힘의 대부분을 부여하나, 운전자에게 쉬프팅 감각이 유지될 만큼만 부여한다. 운전자에 의하여 수동으로 가하고자 하는 수동력은 공압 쉬프팅 보조에 의하여 전체적으로 필요한 힘의 적은 부분으로 감소된다. 동기화된 실용 차량 변속기는 역시 중형 차량의 경우에도 가벼운 쉬프팅 변속기로 된다. 경사면 도로상의 주행시에는 특히 하부단으로의 변속기의 후방 쉬프팅이 극히 용이해지고, 이로 인하여 사고의 안전성 향상을 위한 상당한 기여가 이루어진다.
본 발명에 따른 쉬프팅 장치는 H-쉬프팅, 이중 H-쉬프팅 및 중첩 H-쉬프팅을 갖는 모든 동기 변속기의 경우에 사용될 수 있다. 이는 역시 변속기로의 설치를 위해서 차량 제조업체에 의하여 심하게 제한된 구조 공간 내에서 충분한 장소를 확보할 수 있도록 한다. 필요한 교환이나 재설치의 경우에도 차량 운전자의 휴지 시간은 만족할 만하게 짧은데, 이는 전체 쉬프팅 장치가 차량 측에서 현장에서 특별한 조정이 취해지지 않으면 안되는 일이 없이 함께 교환되거나 조립될 수 있기 때문이다. 운전자는 압축 공기 보조가 없는 경우에도 계속해서 제한없이 변속기의 쉬프팅 가동성을 유지할 수 있으며, 그 결과 운전자는 비상시 그 차량을 매우 상승된 출력을 가지고서 안전하게 변속비의 변동에 의하여 제동시킬 수 있다.
쉬프팅 장치의 상응한 배열에 의하여는 쉬프팅의 보조를 위하여 쉬프팅 장치에 의하여 생성된 보조력이 운전자와 변속기 사이의 쉬프팅 장치에 적합하게 될 수 있다. 쉬프팅 장치는 변속기의 케이싱에 견고하게 설치되며, 그 결과 변속기와 쉬프팅 장치 사이의 상대적인 운동이 일어나지 않는다. 변속기와 쉬프팅 장치 사이에는 이동 관, 밸브 또는 실린더가 더 이상 필요하지 않다. 쉬프팅 장치의 재설치는 쉬프팅 로드의 단축없이 이루어질 수 있다. 쉬프팅 장치로의 공압 동력 보조 장치의 조립 위치는 임의로 할 수 있으며, 이러한 공압 동력 보조 장치는 삽입되거나 플랜지 접합될 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1은 선행 기술에 따른 쉬프팅 장치의 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 쉬프팅 장치의 측면 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쉬프팅 장치의 하나의 실시예의 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 쉬프팅 장치의 또 다른 실시예의 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 쉬프팅 장치의 또 다른 실시예의 도면이다.
도 1은 선행 기술에 따른 차량의 쉬프팅 장치(2)의 개략도를 도시하고 있다. 쉬프팅 레버(4)로부터 출발하여 쉬프팅 로드(6)는 레버 방향 전환부(8)를 거쳐서 공압 동력 보조 장치(10)를 갖는 쉬프팅 장치(11)에 도달한다. 공압 동력 보조 장치(10)는 연결 도관(12)을 가지며, 이 연결 도관은 저장 용기(14)에 도달하며, 이 용기로부터 공압 동력 보조 장치(10)로 압축 공기가 공급된다. 레버 방향 전환부(8)는 제1 레버(16)를 가지며, 이 제1 레버는 쉬프팅 로드(6)에 힌지식으로 연결된다. 레버 방향 전환부(8)는 제2 레버(18)를 가지며, 이 제2 레버는 다시금 제어 로드(20) 내에 맞물리며, 이 제어 로드는 공압 동력 보조 장치(10)에 배치된다. 이러한 공압 동력 보조 장치(10) 내에는 1개의 피스톤 로드(22)가 설치되며, 이 피스톤 로드 내로는 레버(24)가 맞물리며, 이 레버는 회전가능한 쉬프팅축(26)을 거쳐서 차량 변속기(30) 내에 있는 레버(28)와 연결된다. 이 레버(28)는 쉬프팅 레일(32) 내에 맞물려 있으며, 이 쉬프팅 레일을 통하여 공지된 방법으로 변속기의 변속비가 쉬프팅될 수 있다. 레버(24)의 운동은 쉬프팅축(26)을 거쳐서 레버(28)의 운동으로 전달되며, 그 결과 레버(28)는 쉬프팅 레일(32)을 축방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 운동의 경우에 쉬프팅 레일(32)은 바람직하게는 3개의 위치를 취하는데, 이러한 축방향의 최종 위치들은 각각 하나의 쉬프팅된 변속비에 상응하는 2개의 축방향의 단부 위치와, 이러한 단부 위치들 사이에 놓여 있으며 변속기의 중립 위치에 상응하는 1개의 중앙 위치이다.
도 2는 보조 장치(10)를 갖는 측면도로 도시된 쉬프팅 장치(40)의 단면도를 도시하고 있다. 보조 장치(10)에서 제어 로드(20)는 그의 단부(36)에 1개의 플랜지를 갖는다. 보조 장치(10)의 대향하여 놓여 있는 단부(38)에는 1개의 레버(24)가 피스톤 로드(22)에 맞물려진다. 제어 로드(20)를 거쳐서 강화 공정이 시작된다. 제어 로드(20)를 거쳐서 보조 장치(10) 내로 들어간 수동 쉬프팅력의 보조 및 강화를 위하여 보조 장치(10)에는 저장 용기(14)로부터 압축 도관(12)을 거쳐서 압축 공기가 공급된다. 이렇게 강화된 힘은 피스톤 로드(22)로부터 레버(24)를 거쳐서 중공축(52)에 전달된다. 플랜지(34)에 분리 가능한 1개의 로드가 맞물려 있으며, 이 로드는 피스톤 로드(46)로서 유압 쉬프팅 장치(48) 내에 배치된다. 도관(52, 54)을 거쳐서 쉬프팅 장치(48)로 유압 유체가 운전자가 쉬프팅 레버(4)를 가지고 작동하는 쉬프팅 로드(50)에 의하여 공급되며, 이러한 유체는, 운전자에 의하여 선택된 쉬프팅 통로에서의 쉬프팅 방향에 따라서 도 2의 도시면에서 좌측 또는 우측을 향하여 작용한다. 원하는 쉬프팅 통로의 선택 과정은 쉬프팅축(44)을 거쳐서 보조 장치(10)의 대향하여 놓여 있는 단부에서 행하여진다. 피스톤실(56) 내에서 피스톤 로드(46)의 운동은 플랜지(34)에 의하여 제어 로드(20)로 전달되고, 거기서 운전자의 수동 쉬프팅력의 보조는 해제된다. 제어 로드(20)의 주위에는 파이프(58)가 배치된다. 이 파이프(58)는 제어 로드(20)의 축방향의 운동을 제한하며, 그 결과 너무 크게 가해진 수동 쉬프팅력에 의한 보조 장치(10)의 구성 부품들의 손상이 나타나지 않게 된다. 파이프(58)의 길이는 축방향의 허용가능한 운동에 맞게 형성되어 있다.
도 3은 쉬프팅 장치(40)의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 여기서는 제어 로드(20)에 있는 플랜지에는 1개의 로드(60)가 맞물리며, 이 로드는 케이블선(62)을 거쳐서 보조 장치(10)의 단부(36)에 있는 제어 로드(20)에 전달되며, 한편 원하는 쉬프팅 통로의 선택은 보조 장치(10)의 또 다른 단부(38)에 있는 쉬프팅축(44)에 전달된다.
도 4는 쉬프팅 장치(40)의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 여기서는 제어 로드(20)에 있는 플랜지(34)에는 1개의 로드(64)가 맞물리며, 이 로드는 쉬프팅 로드(66)를 거쳐서 쉬프팅 레버(4)에 연결된다. 선택된 쉬프팅 통로에서 운전자의 쉬프팅은 쉬프팅 로드(66)를 거쳐서 보조 장치(10)의 단부(36)에 있는 제어 로드(20)로 전달되며, 한편 원하는 쉬프팅 통로의 선택은 보조 장치(10)의 또다른 단부(38)에 있는 쉬프팅축에 전달된다.
도 5는 제어 로드(20)의 단부(38)에 플랜지(34)를 갖는 쉬프팅 장치를 도시하고 있다. 쉬프팅을 위한 도 2 내지 도 4에 도시된 수단의 각각은 플랜지에 맞물릴 수 있다. 여기서는 제어 로드(20)의 연장부가 단지 파선으로 도시되어 있다.
삭제

Claims (7)

  1. 속도 단의 선택과 쉬프팅을 위한 수단 및 케이싱을 구비하는 차량 변속기(30)용 동력 보조 장치(10)와, 상기 변속기(30)의 쉬프팅 레일(32) 내에 레버(28)를 거쳐서 맞물리는 쉬프팅축(26, 44)과, 상기 보조 장치(10)의 피스톤 로드(22)와 연결되며 쉬프팅축(26, 44)과 연결되는 레버(24)와, 레버전환 없이 직접 쉬프팅하기 위한 수단이 작용하는 상기 보조 장치(10)의 제어 로드(20)를 구비하는, 쉬프팅 장치(11, 40)에 있어서,
    상기 제어 로드(20)는 플랜지(34)를 구비하며, 상기 플랜지에는 동력 보조 장치(10) 내에서 쉬프팅 수단(46, 60, 64)이 분리 가능하게 맞물리는 것을 특징으로 하는 쉬프팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쉬프팅 수단은 유압 수단(46, 48)인 것을 특징으로 하는 쉬프팅 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 쉬프팅 수단은 케이블선 쉬프팅 부재(60, 62)인 것을 특징으로 하는 쉬프팅 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쉬프팅 수단은 운전자에 의하여 작동되는 쉬프팅 로드(64, 66)와 연결되는 것을 특징으로 하는 쉬프팅 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쉬프팅축(44)은 보조 장치(10)의 일측면에서 속도 단의 선택을 위한 수단과 연결되고, 상기 보조 장치(10)의 제어 로드(20)는 쉬프팅축(44)에 대하여 반대측에 있는 상기 보조 장치(10)의 측면에서 쉬프팅 수단(4, 46, 48, 60, 62, 64, 66)과 연결되는 것을 특징으로 하는 쉬프팅 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 장치(10)에서 제어 로드(20) 주위에 파이프(58)가 배치되고, 상기 파이프는 보조 장치의 손상을 피하기 위하여 제어 로드(20)의 축방향의 운동을 제한하는 것을 특징으로 하는 쉬프팅 장치.
  7. 삭제
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