KR102230927B1 - 제1 및 제2 시프팅 부재의 시프팅 장치, 그리고 이 시프팅 장치를 장착한 변속기 - Google Patents

제1 및 제2 시프팅 부재의 시프팅 장치, 그리고 이 시프팅 장치를 장착한 변속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E) 및 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)를 시프팅하기 위한 장치에 관한 것이며, 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)를 통해서는 제1 부재(E1)와 제2 부재(E2) 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있고, 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)를 통해서는 제2 부재(E2)와 제3 부재(E3) 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있으며, 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)의 작동은 제1 변위 방향(T1)을 따르는 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)의 종방향 변위를 통해 수행되고, 제2 시프팅 부재(SE2, F, E, D)의 작동은 제1 변위 방향(T1)과 반대되는 제2 변위 방향(T2)을 따르는 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)의 종방향 변위를 통해 수행되며, 제1 시프팅 상태(S1)에서는 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)가 체결되고 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)는 개방되며, 제2 시프팅 상태(S2)에서는 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)가 개방되고 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)는 체결되며, 제1 부재(E1) 및 제3 부재(E3)는 서로 연결되며, 그럼으로써 두 변위 방향(T1, T2) 중 일측의 변위 방향으로 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)를 통한 제1 부재(E1)의 변위는 제3 부재(E3)의 동일 방향의 변위를 야기하며, 반대로도 야기하고, 제2 부재(E2)는 두 변위 방향(T1, T2)에서 위치 고정되며, 그리고 본 발명은 장치를 장착한 자동차용 변속기(G)에도 관한 것이다.

Description

제1 및 제2 시프팅 부재의 시프팅 장치, 그리고 이 시프팅 장치를 장착한 변속기{DEVICE FOR SWITCHING A FIRST AND SECOND SWITCHING ELEMENT, AND TRANSMISSION COMPRISING SUCH A DEVICE}
본 발명은 제1 및 제2 시프팅 부재를 시프팅하기 위한 장치에 관한 것이며, 제1 시프팅 부재를 통해서는 제1 부재와 제2 부재 간의, 고정 연결되어 함께 회전하는 방식의 회전 고정되는 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있고, 제2 시프팅 부재를 통해서는 제2 부재와 제3 부재 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있으며, 제1 시프팅 부재 및 제2 시프팅 부재의 작동은 공통 작동 부재의 종방향 변위를 통해 수행되며, 제1 시프팅 상태에서는 제1 시프팅 부재가 체결되고 제2 시프팅 부재는 개방되며, 제2 시프팅 상태에서는 제1 시프팅 부재가 개방되고 제2 시프팅 부재는 체결되며, 그리고 본 발명은 상기 장치를 장착한 자동차용 변속기에도 관한 것이다.
상기 유형의 장치들은, 특히, 샤프트 상에 회전 가능하게 지지되는 스퍼 기어들을 샤프트와 고정 연결되어 함께 회전하는 방식인 회전 고정 방식으로 연결하기 위해, 자동차 변속기에서 이용된다.
예컨대 특허 출원 번호 DE 10 2005 038 681 A1로부터는 기어 시프트 로드에 따라서 다단 수동 변속기 어셈블리의 시프트 포크를 변위시키기 위한 시프팅 어셈블리가 공지되어 있다. 여기서 샤프트 상에는 제1 변속 기어(speed change gear) 및 제2 변속 기어가 자유롭게 회전 가능하게 배치된다. 원주방향 그루브를 구비한 시프팅 슬리브는 축 방향으로 변위 가능하게 샤프트 상에 배치된다. 시프팅 슬리브는 샤프트의 외접 기어와 치합되는 내접 기어를 구비한다. 시프트 포크의 노즈부들(nose)은 시프팅 슬리브의 그루브 내로 맞물리며, 그럼으로써 시프팅 슬리브도 축 방향으로 변위될 수 있고 시프팅 슬리브의 내접 기어는 선택적으로 인접한 변속 기어들 중 하나의 변속 기어의 외접 기어와 맞물려질 수 있게 된다.
상기 유형의 어셈블리는 특히 앞에서 기재한 구성의 경우 바람직한데, 그 이유는 상기 유형의 스퍼 기어 변속기들의 경우 시프팅 슬리브들에 시프트 포크가 적합하게 접근할 수 있기 때문이다.
그와 반대로 하나의 유성 기어 세트, 또는 더욱이 서로 연결되는 복수의 유성 기어 세트를 장착한 변속기들은 시프팅 부재들에 대해 분명히 더 부적합한 접근성을 나타낸다. 보통, 상기 변속기들의 시프팅 부재들을 작동시키기 위해, 기계식 또는 유압식 유형의 복잡한 회전수 차이 브리징이 필요하다. 그 결과, 변속기의 복잡성 및 결함 민감성은 증가된다.
그러므로 본 발명의 과제는, 접근성이 방해받는 경우에서도 두 시프팅 부재의 신뢰성 있으면서 간단한 작동을 가능하게 하는, 2개의 시프팅 부재를 시프팅하기 위한 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는 본 발명에 따라서 특허 청구항 제1항 또는 제12항 각각의 특징들을 통해 해결되며, 바람직한 구현예들은 특허청구범위, 명세서 및 도면들에서 제시된다.
제1 시프팅 부재를 통해, 제1 부재와 제2 부재 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있다. 제2 시프팅 부재를 통해서는, 제2 부재와 제3 부재 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있다. 두 시프팅 부재의 작동은 하나의 공통 작동 부재를 통해 수행된다.
제1 변위 방향으로 공통 작동 부재의 종방향 변위를 통해, 제1 시프팅 상태가 형성된다. 이런 제1 시프팅 상태에서는 제1 시프팅 부재가 체결되고 제2 시프팅 부재는 개방되며, 그럼으로써 제1 부재와 제2 부재 간에 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 존재하게 된다. 제1 변위 방향과 반대되는 제2 변위 방향으로 공통 작동 부재의 종방향 변위를 통해서는, 제2 시프팅 상태가 형성된다. 이런 제2 시프팅 상태에서는, 제1 시프팅 부재가 개방되고 제2 시프팅 부재는 체결되며, 그럼으로써 제2 부재와 제3 부재 간에 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 존재하게 된다.
본 발명에 따라서, 제1 및 제3 부재는 서로 연결되며, 그럼으로써 공통 작동 부재를 통한 제1 부재의 변위는 제3 부재의 동일 방향의 변위를 야기하며, 그 반대로도 야기한다. 제2 부재는 두 변위 방향에서 위치 고정된다. 그에 상응하게, 2개의 시프팅 상태 간의 시프팅 과정 동안, 제1 시프팅 부재뿐만 아니라 제2 시프팅 부재에도 할당되는 제2 부재는 변위되지 않는다. 그 대신, 제1 부재 및 제3 부재가 함께 변위된다. 이는, 하기에서 명시되는 예시들에서 설명되는 것처럼, 제1 및 제2 시프팅 부재의 작동의 실질적인 간소화를 달성한다.
제1 실시형태에 따라서, 제1 부재는 유성 기어 세트의 유성 캐리어와 회전 고정 방식으로 연결되고, 제3 부재는 동일한 유성 기어 세트의 링 기어 또는 선 기어와 회전 고정 방식으로 연결된다. 공통 작동 부재는 유성 기어 세트의 제1 측에 배치된다. 제2 부재는 제1 측에 대향하여 위치하는 유성 기어 세트의 제2 측에 배치된다.
상기 유형의 기하구조는 예컨대 반경 방향에서 제2 부재의 외부 및/또는 내부에 제2 부재에 대한 접근을 차단하는 회전 부품이 위치할 때 존재할 수 있다. 상기 회전 부품은 예컨대 전기 기계의 로터를 통해, 또는 유성 기어 장치에 연결된 샤프트를 통해 형성될 수 있다. 달리 말하면, 제2 부재 및 공통 작동 부재가 유성 기어 세트의 동일 측에 배치될 수 있는 점을 방지하는 외부 제약(outer constraint)이 제공될 수 있다.
제1 부재뿐만 아니라 제3 부재 역시도 제2 부재와 다른 회전수를 가질 수 있기 때문에, 유성 기어 세트의 제1 측에서 출발하여 공통 작동 부재를 통한 제2 부재의 변위를 위해, 최대 2개의 회전수 차이가 극복되어야 할 수도 있다. 이와 반대로 제1 부재 및 제3 부재의 공통 변위를 통해, 상기 경우에, 상기 부재들 각각에 대해 단지 하나의 회전수 차이만 극복되기만 하면 된다. 이는 시프팅 장치의 복잡성을 간소화하며, 공차 체인(tolerance chain)이 단축되게 함으로써 시프팅 부재의 작동 원리 역시도 개선한다.
제1 부재는 바람직하게는 유성 기어 세트의 유성 캐리어와 회전 고정 방식으로 연결되지만, 그러나 축 방향으로는 변위 가능하게 실현된다. 이 경우, 유성 캐리어 자체는 예컨대 정지부를 통해 축 방향으로 고정된다. 이처럼 축 방향 변위성 및 동시적인 회전 고정식 연결은 예컨대 제1 부재와 유성 캐리어 간의 적합하게 형성된 구동 치형부(driving toothing)를 통해 실현될 수 있다. 동일한 방식으로, 제3 부재는 선 기어 또는 링 기어 쪽으로 축 방향으로 변위될 수 있다. 그 결과, 유성 기어 세트에서, 그리고 유성 기어 세트의 베어링 구조에서 방대한 수정은 필요하지 않다.
제2 실시 형태에 따라서, 제2 부재는 유성 기어 세트의 링 기어와 연결되며, 이 링 기어는 서로 직접적으로 연결되어 있지 않은 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트로 구성된다. 두 세그먼트는 그에 상응하는 길이를 갖는 유성 기어들을 통해 서로 작동 연결된다. 상기 유형으로 분할된 링 기어의 세그먼트들 사이로는 유성 기어 세트의 유성 캐리어와 연결되어 있는 샤프트가 이어져 있을 수 있다. 링 기어의 두 세그먼트의 유효 지름들이 동일하다면, 두 세그먼트가 서로 연결되어 있는 것처럼, 두 세그먼트의 회전수들도 마찬가지로 동일하다. 그러므로 회전수의 고찰에서 두 세그먼트는 단일의 샤프트, 또는 단일의 부재의 구성부품으로서 간주될 수 있다. 제1 부재를 통해, 링 기어의 제1 세그먼트로의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있고, 제3 부재를 통해서는 링 기어의 제2 세그먼트로의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있다. 이 경우, 링 기어 세그먼트들로의 연결부는 세그먼트들 상에 직접적으로 형성되지 않아도 될뿐더러, 각각의 샤프트들과 연결된 샤프트 상에도 형성될 수 있다.
상기 유형으로 분할된 링 기어는, 지속적으로 회전 고정 방식으로 고정되어 있지 않을 때에만 사용될 수 있다. 외부 제약을 통해, 제1 부재가 링 기어의 제1 세그먼트, 또는 이와 연결된 샤프트로만 적합하게 접근할 수 있다면, 그리고 제3 부재는 링 기어의 제2 세그먼트, 또는 이와 연결된 샤프트로만 적합하게 접근할 수 있다면, 통상의 작동 동안에는 세그먼트들 사이에 배치된 샤프트가 브리징되어야만 할 수도 있다.
그러나 상기 위치에서 회전수 차이 브리징은, 불가피하게 링 기어의 지름에서 발생하는 높은 상대 속도로 인해, 바람직하지 못하다. 이와 반대로, 제1 및 제3 부재의 공통 변위를 통해, 두 세그먼트에 대한 상기 제1 및 제3 부재의 접근성은 장점이 되는데, 그 이유는 유성 기어 세트가 외부에서 우회될 수 있기 때문이다. 또한, 회전수 차이의 브리징은 상대 속도가 링 기어에서보다 더 낮은 곳인 지름 상에서 더 간단하게 수행될 수 있다. 제1 또는 제3 부재가 회전 고정 방식으로 고정되어 있다면, 상기 부재의 경우 결코 회전수 차이 브리징은 필요하지 않다. 이는 시프팅 장치를 추가로 간소화한다.
동일한 방식으로, 본 발명은, 제1 세그먼트와 이로부터 분리된 제2 세그먼트를 포함하는 분할형 선 기어에도 적용될 수 있다. 이는 특히 제1 또는 제3 부재가 회전 고정 방식으로 고정되어 있을 때 바람직하다.
바람직하게 공통 작동 부재와 제1 또는 제3 부재 사이에서 쉽게 발생하는 회전수 차이는 브리징 장치(bridging device)를 통해 극복된다. 이 경우, 통상 회전수를 갖지 않는 공통 작동 부재는 적합하게 형성된 노즈부들을 통해 브리징 장치의 그루브 내로 맞물린다. 브리징 장치 자체는 자체에 할당된 제1 또는 제3 부재의 회전수로 회전한다. 두 변위 방향 중 일측의 변위 방향을 따르는 공통 작동 부재의 변위를 통해, 노즈부들은 그루브의 내부 표면 상에 부딪치고, 이렇게 브리징 장치를 변위시킨다.
제1 부재의 회전수뿐만 아니라 제3 부재의 회전수 역시도 공통 작동 부재의 제로 회전수와 다르다면, 바람직하게는 제1 브리징 장치는 공통 작동 부재와 제1 부재 사이의 작동 연결부 내에 배치되며, 제2 브리징 장치는 공통 작동 부재와 제3 부재 사이의 작동 연결부 내에 배치된다. 이 경우, 제1 및 제2 브리징 장치는 서로 평행하게 배치된다. 이 경우, 평행한 배치는, 기하학적으로 해석되는 것이 아니라, 브리징 장치들의 작동 원리에서 해석되어야 한다. 달리 말하면, 공통 작동 부재와 제1 및 제3 부재 중 각각의 부재 사이의 작동 연결부 내에는 단지 하나의 브리징 장치만이 배치된다. 이는 시프팅 장치의 공차 체인을 감소시킨다.
바람직하게 브리징 장치 또는 브리징 장치들은 반경 방향에서 유성 기어 세트의 유성 캐리어의 내부에 배치된다. 시프팅 장치가 복수의 유성 기어 세트를 장착한 변속기에서 이용된다면, 브리징 장치 또는 브리징 장치들은, 반경 방향에서, 변속기의 중앙축까지 최소 이격 간격을 갖는 유성 캐리어의 내부에 배치될 수 있다. 어느 경우에서든지, 각각의 브리징 장치는, 브리징 장치에 할당되는 그루브의 유효 지름이, 고정식 작동 부재와 회전식 그루브 사이의 상대 속도를 최소화하기 위해, 최대한 작도록 배치되어야 한다.
한 구현예에 따라서, 본원의 장치는, 공통 작동 부재의 중앙 위치에서 제1 시프팅 상태와 제2 시프팅 사이에서 제3 시프팅 상태를 취할 수 있으며, 이 제3 시프팅 상태에서는 제1 및 제2 시프팅 부재가 개방된다. 이는 시프팅 장치의 유연성을 증가시킨다.
또한, 본 발명은, 제1 및 제2 시프팅 부재를 시프팅하기 위한 본 발명에 따라 제안되는 장치를 하나 이상 포함하는 자동차용 변속기에도 관한 것이다.
변속기는, 본원에서는, 특히 변속기 입력 샤프트와 변속기 출력 샤프트 사이에서 사전 정의된 개수의 변속단들, 다시 말해 고정된 변속비들이 시프팅 부재들을 통해 자동으로 변속될 수 있는 다단 변속기를 가리킨다. 시프팅 부재들은 본원에서 예컨대 클러치들 또는 브레이크들이다. 상기 유형의 변속기들은 특히 자동차에서 차량의 주행 저항들에 구동 유닛의 회전수 및 토크 출력 능력을 적합한 방식으로 매칭시키기 위해 적용된다.
상기 변속기는 예컨대 복수의 샤프트를 구비한 2개 이상의 유성 기어 세트를 포함하는 기어 세트를 포함할 수 있다. 이 경우, 기어 세트의 적어도 하나의 선택된 샤프트에는 제1 및 제2 시프팅 부재가 할당된다. 제1 시프팅 부재를 통해, 변속기의 일측 부재로의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성된다. 제2 시프팅 부재를 통해서는, 변속기의 추가 부재로의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성된다. 제1 시프팅 상태에서, 제1 시프팅 부재가 체결되고 제2 시프팅 부재는 개방되며, 그럼으로써 제1 시프팅 부재만이 회전 고정된 형태 결합식 연결부를 형성한다. 이런 제1 시프팅 상태에서, 제2 시프팅 부재는 기어 세트의 선택된 샤프트로의 연결부를 형성하지 않는다. 제2 시프팅 상태에서는 제1 시프팅 부재가 개방되고 제2 시프팅 부재는 체결된다. 추가로, 제1 및 제2 시프팅 부재 어느 것도 체결되지 않은 제3 시프팅 상태 역시도 제공될 수 있다.
기어 세트의 선택된 샤프트는 축 방향으로 적합한 베어링 장치를 통해 고정된다. 기어 세트의 선택된 샤프트 상에는 하나 또는 복수의 구동 치형부가 형성된다. 기어 세트의 선택된 샤프트 상의 구동 치형부와 상보적인 구동 치형부들의 맞물림을 통해, 제1 및 제2 시프팅 부재의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성된다. 이 경우, 제1 및 제2 시프팅 부재의 상보적인 구동 치형부들은 서로 연결되어 축 방향으로 변위될 수 있으며, 그럼으로써 기어 세트의 선택된 샤프트의 축에 대해 평행하게 제1 변위 방향으로 공통 작동 부재의 변위 시, 제1 시프팅 부재의 구동 치형부는 기어 세트의 선택된 샤프트 상의 구동 치형부와 맞물리게 된다. 제1 변위 방향과 반대되는 제2 변위 방향으로 공통 작동 부재의 변위 시에는, 제2 시프팅 부재의 구동 치형부가 기어 세트의 선택된 샤프트 상의 구동 치형부와 맞물린다.
샤프트는 토크의 전달을 위해 예컨대 원통형이면서 회전 가능하게 지지되는 기계 부재만을 의미하는 것이 아니라, 오히려 샤프트는 개별 구조부재들 또는 부재들을 서로 연결하는 일반적인 연결 부재들, 특히 복수의 부재를 서로 회전 고정 방식으로 연결하는 연결 부재들 역시도 의미한다.
유성 기어 세트는 선 기어와, 유성 캐리어와, 링 기어를 포함한다. 유성 캐리어 상에는, 선 기어의 치형부와, 그리고/또는 링 기어의 치형부와 치합되는 유성 기어들이 회전 가능하게 지지된다. 마이너스 기어 세트는, 유성 기어들이 그 상에 회전 가능하게 지지되는 유성 캐리어와, 선 기어와, 링 기어를 포함하는 유성 기어 세트를 표현한 것이며, 유성 기어들 중 하나 이상의 유성 기어의 치형부는 선 기어의 치형부뿐만 아니라 링 기어의 치형부와도 치합되며, 그럼으로써, 유성 캐리어가 고정된 조건에서 선 기어가 회전하면, 링 기어 및 선 기어는 서로 반대되는 회전 방향으로 회전하게 된다.
플러스 기어 세트는, 이 플러스 기어 세트가 유성 캐리어 상에 회전 가능하게 지지되는 내부 유성 기어들 및 외부 유성 기어들을 포함한다는 점에서, 바로 위에 기재한 마이너스 유성 기어 세트와 구별된다. 이 경우, 내부 유성 기어들의 치형부는 한편으로 선 기어의 치형부와 치합되고 다른 한편으로는 외부 유성 기어들의 치형부와 치합된다. 그 밖에도, 외부 유성 기어들의 치형부는 링 기어의 치형부와 치합된다. 그 결과로, 유성 캐리어가 고정된 조건에서 링 기어 및 선 기어는 동일한 회전 방향으로 회전하게 된다.
시프팅 부재들을 통해, 각각의 작동 상태에 따라서, 2개의 구조부재 간에 상대 이동이 허용되거나, 2개의 구조부재 간에 토크의 전달을 위한 연결부가 형성된다. 상대 이동은 예컨대 2개의 구조부재의 회전을 의미하며, 제1 구조부재의 회전수 및 제2 구조부재의 회전수는 서로 다르다. 그 밖에도, 두 구조부재 중 일측 구조부재만의 회전 역시도 생각해볼 수 있으며, 그에 반해 타측 구조부재는 정지해 있거나, 반대되는 방향으로 회전한다. 시프팅 부재들은 대상의 발명에서 바람직하게는 형태 결합을 통해 연결부를 형성하는 클로 시프팅 부재들로서 실현된다.
2개의 부재는, 특히 이들 부재 사이에 고정식, 특히 회전 고정식 연결부가 존재한다면, 서로 연결된 것으로서 지칭된다. 이런 유형으로 연결된 부재들은 동일한 회전수로 회전한다. 이 경우, 언급한 발명의 다양한 구조부재들 및 부재들은 샤프트를 통해, 또는 체결된 시프팅 부재 또는 연결 부재를 통해 서로 연결될 수 있지만, 그러나 직접적으로도, 예컨대 용접 결합, 압착 결합 또는 기타 결합을 통해서도 서로 연결될 수 있다.
2개의 부재는 하기에서, 이들 부재 사이에 분리 가능한 회전 고정식 연결부가 존재한다면, 연결될 수 있는 것으로서 지칭된다. 연결부가 존재한다면, 상기 부재들은 동일한 회전수로 회전한다.
본 발명의 실시예들은 하기에서 첨부한 도면들에 따라서 상세하게 기재된다.
도 1은 시프팅 장치의 제1 실시형태를 도시한 개략도이다.
도 2는 시프팅 장치의 제2 실시형태를 도시한 개략도이다.
도 3은 시프팅 장치의 제3 실시형태를 도시한 개략도이다.
도 4는 시프팅 장치의 제4 실시형태를 도시한 개략도이다.
도 5는 복수의 시프팅 장치를 장착한 변속기를 도시한 개략도이다.
도 6은 복수의 시프팅 장치를 장착한 변속기의 한 절개 부분을 도시한 단면도이다.
설명에 앞서 주지할 고수 사항은, 서로 상이하게 기재된 실시형태들에서 동일한 부재들에는 동일한 도면부호들 또는 동일한 구조부재 명칭들이 부여되고, 전체 명세서에 포함된 공개내용들은 그 의미에 부합하게 동일한 도면부호들 또는 동일한 구조부재 명칭들을 갖는 동일한 부재들에도 차용될 수 있다는 점이다.
도 1에는, 시프팅 장치의 제1 실시형태가 개략적으로 도시되어 있다. 유성 기어 세트(P)는 선 기어(So)와, 유성 캐리어(St)와, 하나 이상의 유성 기어(Pl)와, 링 기어(Ho)를 포함한다. 링 기어(Ho)는 상시 회전 고정 방식으로 고정된다. 선 기어(So)는 제1 샤프트와 상시 연결된다. 유성 기어 세트(P)의 제1 측에는, 미도시한 액추에이터를 통해 2개의 방향으로 종방향 변위될 수 있는 작동 부재(BE)가 배치된다. 유성 기어 세트(P)의 제1 측에 대향하여 위치하는 제2 측에는 제2 샤프트가 위치한다. 제2 샤프트는 선택적으로 선 기어(So)의 회전수, 유성 캐리어(St)의 회전수, 또는 임의 회전수(free rotational number)를 취한다.
유성 기어 세트(P)의 제2 측에는, 함께 제1 시프팅 부재(SE1) 및 제2 시프팅 부재(SE2)를 형성하는 제1 부재(E1), 제2 부재(E2) 및 제3 부재(E3)가 배치된다. 제2 샤프트는 미도시한 베어링 장치를 통해 축 방향으로 고정되어 제2 부재(E2)와 상시 연결된다. 제1 부재(E1)는 유성 캐리어(St)와 회전 고정 방식으로 연결되어 상기 유성 캐리어(St) 쪽으로 축 방향으로 변위될 수 있다. 동일한 방식으로 제3 부재(E3)는 선 기어(So)와 회전 고정 방식으로 연결되어 상기 선 기어(So) 쪽으로 축 방향으로 변위될 수 있다. 단순화를 위해, 제1 및 제3 부재(E1, E3)의 상기 변위성은 도시되어 있지 않다.
외부 제약을 통해, 작동 부재(BE) 및 제2 부재(E2)는 유성 기어 세트(P)의 동일한 측에 배치될 수 없다. 예컨대 반경 방향에서 제2 부재(E2)의 외부에 전기 기계(EM)가 배치될 수 있다.
작동 부재(BE)와 제1 부재(E1) 사이의 작동 연결부 내에는 제1 브리징 장치(M1)가 배치된다. 작동 부재(BE)와 제3 부재(E3) 사이의 작동 연결부 내에는 제2 브리징 장치(M2)가 배치된다. 제1 및 제2 브리징 장치는 각각 하나의 상향 개방된 그루브를 포함하며, 이 그루브 내로는 작동 부재(BE)의 노즈부들이 맞물린다. 제1 및 제2 브리징 장치(M1, M2)는, 노즈부들과 그루브의 표면 간의 상대 속도를 최대한 적게 유지하기 위해, 반경 방향에서 유성 기어 세트(P)의 유성 캐리어(St)의 내부에 배치된다.
작동 부재(BE)는 제1 변위 방향(T1)으로 변위되면, 노즈부들이 그루브의 내부 표면 상에 부딪치고 이렇게 제1 및 제3 부재(E1, E3)를 변위시킨다. 그 결과, 제1 및 제3 부재(E1, E3)는, 제1 부재(E1)가 제2 부재(E2)로 중첩될 때까지, 제1 변위 방향(T1)을 따라서 변위된다. 이는 시프팅 장치의 제1 시프팅 상태(S1)에 상응한다. 그 결과, 제1 및 제2 부재(E1, E2) 상에서 적합한 구동 치형부들의 형성을 통해, 제1 부재(E1)와 제2 부재(E2) 사이에 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성된다.
작동 부재(BE)가 제1 변위 방향(T1)과 반대되는 제2 변위 방향(T2)으로 변위된다면, 제1 및 제3 부재(E1, E3)는, 제3 부재(E3)가 제2 부재(E2)로 중첩될 때까지, 제2 변위 방향(T2)을 따라서 변위된다. 이는, 시프팅 장치의 제2 시프팅 상태(S2)에 상응한다. 그 결과, 제2 및 제3 부재(E2, E3) 상에서 적합한 구동 치형부들의 형성을 통해, 제2 부재(E2)와 제3 부재(E3) 사이에 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성된다. 작동 부재(BE)의 중앙 위치에서는 부재들(E1, E2, E3) 간에 중첩이 발생하지 않으며, 그럼으로써 제2 부재(E2)는 임의 회전수를 취할 수 있다. 도 1에는, 구동 치형부들의 중첩이 발생하지 않는 상기 유형의 제3 시프팅 상태(S3)가 도시되어 있다.
도 2에는, 시프팅 장치의 제2 실시형태가 개략적으로 도시되어 있다. 유성 기어 세트(P)의 제2 측에는, 함께 제1 시프팅 부재(SE1) 및 제2 시프팅 부재(SE2)를 형성하는 제1 부재(E1), 제2 부재(E2) 및 제3 부재(E3)가 배치된다. 이런 제2 실시형태에서, 제2 샤프트는 선택적으로 유성 캐리어(St)의 회전수를 취하거나, 임의 회전수를 취하거나, 회전 고정 방식으로 고정되어야 한다. 이를 위해, 제1 부재(E1)는 유성 캐리어(St)와 회전 고정 방식으로 연결되어 상기 유성 캐리어(St) 쪽으로 축 방향으로 변위될 수 있다. 제3 부재(E3)는 회전 고정식 구조부재와 회전 고정 방식으로 연결되며, 그럼으로써 제3 부재(E3)는 제로 이외의 회전수는 취할 수 없게 된다. 시프팅 장치의 작동 원리는 제1 실시형태와 동일하다. 작동 부재(BE)와 제1 부재(E1) 사이의 작동 연결부 내에는 제1 시프팅 슬리브(M1)가 배치된다. 작동 부재(BE)와 제3 부재(E3) 사이의 작동 연결부 내에는 회전수 차이가 존재하지 않으며, 그럼으로써 이런 작동 연결부 내에서는 시프팅 슬리브가 필요하지 않다.
도 3에는, 시프팅 장치의 제3 실시형태가 개략적으로 도시되어 있다. 유성 기어 세트(P)는 이런 제3 실시형태에서 분할형 링 기어(Ho)를 포함한다. 이 경우, 링 기어(Ho)는 제1 세그먼트(Ho-1)와 제2 세그먼트(Ho-2)로 분할된다. 두 세그먼트(Ho-1 및 Ho-2) 사이에서는 샤프트가 유성 기어 세트(P)의 유성 캐리어(St)로 이어진다. 두 세그먼트(Ho-1, Ho-2)는 동일한 유효 지름을 갖는다. 그러므로 두 세그먼트(Ho-1, Ho-2) 사이에서는 회전수 차이가 발생하지 않는다. 그에 따라 회전수의 고찰에서 두 세그먼트(Ho-1, Ho-2)는, 이 두 세그먼트가 서로 연결되어 있는 것처럼, 동일한 샤프트 또는 동일한 부재의 구성부품으로서 간주될 수 있다.
제3 실시형태에서, 링 기어(Ho), 또는 이 링 기어와 연결된 샤프트는 본원의 장치의 제2 부재(E2)를 형성한다. 제1 부재(E1)를 통해, 제1 세그먼트(Ho-1)와 연결되는 것인 샤프트의 섹션으로의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있다. 제3 부재(E3)를 통해서는, 제2 세그먼트(Ho-2)와 연결되는 샤프트의 섹션으로의 회전 고정식 형태 결합식 연결부가 구현될 수 있다. 이를 위해, 제2 부재(E2) 상에 공간상 서로 분리된 2개의 구동 치형부가 형성된다. 링 기어(Ho) 및 이 링 기어와 연결된 샤프트 또는 샤프트 섹션들은 축 방향으로 미도시한 적합한 베어링 장치를 통해 고정된다.
제1 부재(E1)는 제1 샤프트와 회전 고정 방식으로 연결되어 축 방향으로 상기 샤프트 상에서 변위될 수 있다. 제3 부재(E3)는 회전 고정식 구조부재와 회전 고정 방식으로 연결되며, 그럼으로써 제3 부재(E3)는 제로 이외의 회전수는 취할 수 없게 된다. 제1 및 제3 부재(E1, E3)는 서로 연결되며, 그럼으로써 작동 부재(BE)의 변위는 제1 및 제3 부재(E1, E3)의 동일 방향의 변위를 야기한다. 작동 부재(BE)와 제1 부재(E1) 사이의 작동 연결부 내에는, 작동 부재(BE)와 제1 부재(E1) 사이의 회전수 차이를 보상하기 위해, 제1 시프팅 슬리브(M1)가 배치된다.
작동 부재(BE)가 제1 변위 방향(T1)으로 변위된다면, 제1 및 제3 부재(E1, E3)는, 제1 부재(E1)가, 링 기어(Ho)의 제1 세그먼트(Ho-1)와 연결되어 있는 제2 부재(E2) 상의 구동 치형부로 중첩될 때까지, 제1 변위 방향(T1)을 따라서 변위된다. 그 결과, 제1 부재(E1)와 제2 부재(E2) 사이에 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성된다. 제1 및 제2 부재(E1, E2)는 함께 제1 시프팅 부재(SE1)를 형성한다.
작동 부재(BE)가 제2 변위 방향(T2)으로 변위된다면, 제1 및 제3 부재(E1, E3)는, 제3 부재(E3)가, 링 기어(Ho)의 제2 세그먼트(Ho-2)와 연결되어 있는 제2 부재(E2) 상의 구동 치형부로 중첩될 때까지, 제2 변위 방향(T2)을 따라서 변위된다. 그 결과, 제2 부재(E2)와 제3 부재(E3) 사이에 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성된다. 제2 및 제3 부재(E2, E3)는 함께 제2 시프팅 부재(SE2)를 형성한다.
도 4에는, 시프팅 장치의 제4 실시형태가 개략적으로 도시되어 있다. 유성 기어 세트(P)는 상기 제4 실시형태에서 분할형 선 기어(So)를 포함한다. 이 경우, 선 기어(So)는 제1 세그먼트(So-1)와 제2 세그먼트(So-2)로 분할된다. 두 세그먼트(So-1 및 So-2) 사이에서는 샤프트가 유성 기어 세트(P)의 유성 캐리어(St)로 이어진다. 두 세그먼트(So-1, So-2)는 동일한 유효 지름을 갖는다. 그러므로 두 세그먼트(So-1, So-2) 사이에서는 회전수 차이가 발생하지 않는다. 그에 따라 회전수의 고찰에서, 두 세그먼트(So-1, So-2)는, 이 두 세그먼트가 서로 연결되어 있는 것처럼, 동일한 샤프트 또는 동일한 부재의 구성부품으로서 간주될 수 있다. 나머지 작동 원리는 제3 실시형태와 동일하다.
도 5에는, 복수의 시프팅 장치를 장착한 예시의 변속기(G)의 개략도가 도시되어 있다. 도 6에는, 도 5에 X로서 식별 표시된 변속기(G)의 절개 부분이 단면도로 도시되어 있다. 변속기(G)는 전방 장착 기어 세트(VRS)와, 보조 기어 세트(ZRS)와, 주 기어 세트(HRS)와, 변속기 입력 샤프트(GW1)와, 변속기 출력 샤프트(GW2)를 포함한다. 전방 장착 기어 세트(VRS)는 유성 기어 세트(P3)를 포함하고 보조 기어 세트(ZRS)는 유성 기어 세트(P4)를 포함하며, 그에 반해 주 기어 세트(HRS)는 제1 유성 기어 세트(P1)와 제2 유성 기어 세트(P2)를 포함한다. 모든 유성 기어 세트(P1, P2, P3, P4)는 마이너스 기어 세트들로서 형성된다.
변속기 입력 샤프트(GW1)는 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 유성 기어 세트(P3)의 선 기어(So-P3)와 연결된다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 링 기어(Ho-P3)는 변속기(G)의 변속기 하우징(GG)과 회전 고정 방식으로 연결되거나, 변속기(G)의 회전 고정 방식으로 고정된 또 다른 부품과 연결된다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 선 기어(So-P3)는 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 샤프트(W1VS)의 구성부품이다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 유성 캐리어(St-P3)는 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제2 샤프트(W2VS)의 구성부품이다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 링 기어(Ho-P3)가 그 상에서 지지되는 부품은 하기에서 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제3 샤프트(W3VS)로서 지칭된다.
주 기어 세트(HRS)의 제1 및 제2 유성 기어 세트(P1, P2)의 선 기어들(So-P1, So-P2)은 서로 연결되며, 주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)의 구성부품들이다. 주 기어 세트(HRS)의 제1 유성 기어 세트(P1)의 유성 캐리어(St-P1)는 주 기어 세트(HRS)의 제2 유성 기어 세트(P2)의 링 기어(Ho-P2)와 연결되며, 이렇게 주 기어 세트(HRS)의 제3 샤프트(W3)의 구성부품이다. 주 기어 세트(HRS)의 제1 유성 기어 세트(P1)의 링 기어(Ho-P1)는 2개 부재형으로 실현되며, 그에 따라 제1 세그먼트(Ho-P1-1)와 제2 세그먼트(Ho-P1-2)를 포함한다. 두 세그먼트(Ho-P1-1, Ho-P1-2)는 주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)의 구성부품이다. 링 기어(Ho-P1)의 두 세그먼트(Ho-P1-1, Ho-P1-2) 사이에서는 주 기어 세트(HRS)의 제3 샤프트(W3)의 한 섹션이 연장되며, 이렇게 도시된 실시형태에서 변속기 입력 샤프트(GW1)에 대해 동축인 변속기 출력 샤프트(GW2)로 이어진다. 주 기어 세트(HRS)의 제2 유성 기어 세트(P2)의 유성 캐리어(St-P2)는 주 기어 세트(HRS)의 제2 샤프트(W2)의 구성부품이다.
변속기(G)는 전기 기계(EM)를 포함하며, 스테이터(S)는 변속기(G)의 변속기 하우징(GG)과 회전 고정 방식으로 연결되거나, 변속기(G)의 또 다른 회전 고정식 부품과 연결되며, 그럼으로써 스테이터(S)는 회전수를 취할 수 없게 된다. 회전 가능하게 지지되는 로터(R)는 보조 기어 세트(ZRS)의 유성 기어 세트(P4)의 선 기어(So-P4)와 연결된다. 이 경우, 보조 기어 세트(ZRS)의 유성 기어 세트(P4)의 선 기어(So-P4)는 보조 기어 세트(ZRS)의 제1 샤프트(W1P4)의 구성부품이다. 보조 기어 세트(ZRS)의 유성 기어 세트(P4)의 유성 캐리어(St-P4)는 보조 기어 세트(ZRS)의 제2 샤프트(W2P4)의 구성 부품이며, 주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)와 연결된다. 보조 기어 세트(ZRS)의 유성 기어 세트(P4)의 링 기어(Ho-P4)는 보조 기어 세트(ZRS)의 제3 샤프트(W3P4)의 구성부품이며, 주 기어 세트(HRS)의 제3 샤프트(W3)와 연결된다.
주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)에는 제1 시프팅 부재(B) 및 제2 시프팅 부재(C)가 할당된다. 제1 시프팅 부재(B)를 통해, 주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)는 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제2 샤프트(W2VS)와 연결될 수 있다. 제2 시프팅 부재(C)를 통해서는, 주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)가 회전 고정 방식으로 고정될 수 있다. 주 기어 세트(HRS)의 제2 샤프트(W2)에는 마찬가지로 제1 시프팅 부재(E) 및 제2 시프팅 부재(D)가 할당된다. 제1 시프팅 부재(E)를 통해, 주 기어 세트(HRS)의 제2 샤프트(W2)는 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 샤프트(W1VS)와 연결될 수 있다. 제2 시프팅 부재(D)를 통해서는, 주 기어 세트(HRS)의 제2 샤프트(W2)가 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제2 샤프트(W2VS)와 연결될 수 있다. 주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)에는 동일한 방식으로 제1 시프팅 부재(A) 및 제2 시프팅 부재(F)가 할당된다. 제1 시프팅 부재(A)를 통해, 주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)는 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 샤프트(W1VS)와 연결될 수 있다. 제2 시프팅 부재(F)를 통해서는, 주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)가 회전 고정 방식으로 고정될 수 있다.
주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)에 할당되는 제1 및 제2 시프팅 부재(B, C)는 제1 변위 방향(T1) 또는 제2 변위 방향(T2)을 따르는 제1 작동 부재(BE1)의 종방향 변위를 통해 작동될 수 있다. 이를 위해, 주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)의 단부이면서 반경 방향에서 로터(R)의 내부에 배치되는 상기 단부 상에는 구동 치형부(Z2)가 형성된다. 주 기어 세트(HRS)의 제1 샤프트(W1)는 적합한 베어링 장치를 통해 축 방향으로 고정되며, 이렇게 제1 및 제2 시프팅 부재(B, C)를 위한 시프팅 장치의 제2 부재(E2)를 형성한다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제2 샤프트(W2VS)의 단부 상에는, 축 방향으로 변위될 수 있으면서 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제2 샤프트(W2VS)와 회전 고정 방식으로 연결되는 부재가 배치된다. 상기 부재는 단부 상에 구동 치형부(Z1)를 포함하며, 이렇게 시프팅 장치의 제1 부재(E1)를 형성한다. 구동 치형부들(Z1 및 Z2)는 제1 시프팅 부재(B)를 형성한다. 변속기(G)의 하우징(GG)과 연결되는 부품 상에서는 부재가 축 방향으로 변위 가능하게 지지된다. 이런 부재는 단부 상에 구동 치형부(Z3)를 포함하며, 이렇게 시프팅 장치의 제3 부재(E3)를 형성한다. 구동 치형부들(Z2 및 Z3)은 제2 시프팅 부재(C)를 형성한다. 제1 및 제3 부재(E1, E3)는 제1 작동 부재(BE1)와 연결된다. 제1 작동 부재(BE1)와 제2 부재(E1) 사이의 작동 연결부 내에는 시프팅 슬리브(M)가 배치되며, 이 시프팅 슬리브를 통해 제1 작동 부재(BE1)와 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 유성 캐리어(St-P3) 사이의 회전수 차이가 보상될 수 있다. 이 경우, 시프팅 장치의 제1 부재(E1)는 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 유성 캐리어(St-P3)를 통과하여 연장된다.
주 기어 세트(HRS)의 제2 샤프트(W2)에 할당되는 제1 및 제2 시프팅 부재(E, D)는 제1 변위 방향(T1) 또는 제2 변위 방향(T2)을 따르는 제2 작동 부재(BE2)의 종방향 변위를 통해 작동될 수 있다. 이를 위해, 주 기어 세트(HRS)의 제2 샤프트(W2)의 단부이면서 반경 방향에서 로터(R)의 내부에 배치되는 상기 단부 상에는 구동 치형부(Z2)가 형성된다. 주 기어 세트(HRS)의 제2 샤프트(W2)는 적합한 베어링 장치를 통해 축 방향으로 고정되며, 이렇게 제1 및 제2 시프팅 부재(E, D)를 위한 시프팅 장치의 제2 부재(E2)를 형성한다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 샤프트(W1VS)의 단부 상에는, 축 방향으로 변위될 수 있으면서, 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 샤프트(W1VS)와 회전 고정 방식으로 연결되는 부재가 배치된다. 이런 부재는 단부 상에 구동 치형부(Z1)를 포함하며, 이렇게 시프팅 장치의 제1 부재(E1)를 형성한다. 구동 치형부들(Z1 및 Z2)은 제1 시프팅 부재(E)를 형성한다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제2 샤프트(W2VS)의 단부 상에는, 축 방향으로 변위될 수 있으면서 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제2 샤프트(W2VS)와 회전 고정 방식으로 연결되는 부재가 배치된다. 상기 부재는 단부 상에 구동 치형부(Z3)를 포함하며, 이렇게 시프팅 장치의 제3 부재(E3)를 형성한다. 구동 치형부들(Z2 및 Z3)은 제2 시프팅 부재(D)를 형성한다. 제1 및 제3 부재(E1, E3)는 제2 작동 부재(BE2)와 연결된다. 제2 작동 부재(BE2)와 제1 부재(E1) 사이의 작동 연결부 내에는 시프팅 슬리브(M)가 배치되며, 이 시프팅 슬리브를 통해 제2 작동 부재(BE2)와 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 선 기어(So-P3) 사이의 회전수 차이가 보상될 수 있다. 제2 작동 부재(BE2)와 제3 부재(E3) 사이의 작동 연결부 내에는 시프팅 슬리브(M)가 배치되며, 이 시프팅 슬리브를 통해서는 제2 작동 부재(BE2)와 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 유성 캐리어(St-P3) 사이의 회전수 차이가 보상될 수 있다.
주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)에 할당되는 제1 및 제2 시프팅 부재(A, F)는 제1 변위 방향(T1) 또는 제2 변위 방향(T2)을 따르는 제3 작동 부재(BE3)의 종방향 변위를 통해 작동될 수 있다. 이를 위해, 주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)의 단부이면서 주 기어 세트(HRS)의 제1 유성 기어 세트(P1)의 링 기어(Ho-P1)의 제2 세그먼트(Ho-P1-2)와 연결되는 상기 단부 상에는 구동 치형부(Z2)가 형성된다. 주 기어 세트의 제4 샤프트(W4)의 또 다른 위치이면서 주 기어 세트(HRS)의 제1 유성 기어 세트(P1)의 링 기어(Ho-P1)의 제1 세그먼트(Ho-P1-1)와 연결되는 상기 위치 상에는 추가 구동 치형부(Z2)가 형성된다. 주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)는 적합한 베어링 장치를 통해 축 방향으로 고정되며, 이렇게 제1 및 제2 시프팅 부재(A, F)를 위한 시프팅 장치의 제2 부재(E2)를 형성한다. 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 샤프트(W1VS)의 단부 상에는, 축 방향으로 변위될 수 있으면서, 전방 장착 기어 세트(VRS)의 제1 샤프트(W1VS)와 회전 고정 방식으로 연결되는 부재가 배치된다. 이런 부재는 단부 상에 구동 치형부(Z1)를 포함하며, 이렇게 시프팅 장치의 제1 부재(E1)를 형성한다. 구동 치형부들(Z1), 및 제2 세그먼트(Ho-P1-2)와 연결되는 구동 치형부(Z2)는 제1 시프팅 부재(A)를 형성한다. 변속기(G)의 하우징(GG)과 연결되는 부품 상에는 부재가 축 방향으로 변위 가능하게 지지된다. 이런 부재는 단부 상에 구동 치형부(Z3)를 포함하며, 이렇게 시프팅 장치의 제3 부재(E3)를 형성한다. 구동 치형부(Z3), 및 제1 세그먼트(Ho-P1-1)와 연결되는 구동 치형부(Z2)는 제2 시프팅 부재(F)를 형성한다. 제3 작동 부재(BE3)와 제1 부재(E1) 사이의 작동 연결부 내에는 시프팅 슬리브(M)가 배치되며, 이 시프팅 슬리브를 통해 제3 작동 부재(BE3)와 전방 장착 기어 세트(VRS)의 유성 기어 세트(P3)의 선 기어(So-P3) 사이의 회전수 차이가 보상될 수 있다.
도 6에는, 복수의 시프팅 장치를 장착한 변속기(G)의 한 절개 부분(X)이 단면도로 도시되어 있다. 여기에는, 제1 시프팅 부재들(A, B, E) 각각을 위한 구동 치형부들(Z1, Z2)과, 제2 시프팅 부재들(F, C, D) 각각을 위한 구동 치형부들(Z2, Z3)이 상세하게 도시되어 있다. 또한, 상이한 시프팅 상태들(S1, S2, S3)에서 작동 부재(BE1, BE2, BE3)의 다양한 위치들도 예시되어 있으며, 모든 시프팅 부재들(A, B, C, D, E, F)은 제3 시프팅 상태(S3)에서 도시되어 있다. 주 기어 세트(HRS)의 제4 샤프트(W4)에 할당되는 제1 및 제2 시프팅 부재(A, F)의 연결도 마찬가지로 예시되어 있다. 도 5에서의 구현예와 달리, 작동 부재들(BE1, BE2, BE3)에 할당된 변위 방향들(T1, T2)은 모두 동일 방향이 아니다.
G: 변속기
GG: 하우징
GW1: 변속기 입력 샤프트
GW2: 변속기 출력 샤프트
HRS: 주 기어 세트
ZRS: 보조 기어 세트
VRS: 전방 장착 기어 세트
EM: 전기 기계
R: 전기 기계의 로터
S: 전기 기계의 스테이터
P: 유성 기어 세트
P1: 주 기어 세트의 제1 유성 기어 세트
P2: 주 기어 세트의 제2 유성 기어 세트
P3: 전방 장착 기어 세트의 유성 기어 세트
P4: 보조 기어 세트의 유성 기어 세트
W1: 주 기어 세트의 제1 샤프트
W2: 주 기어 세트의 제2 샤프트
W3: 주 기어 세트의 제3 샤프트
W4: 주 기어 세트의 제4 샤프트
W1VS: 전방 장착 기어 세트의 제1 샤프트
W2VS: 전방 장착 기어 세트의 제2 샤프트
W3VS: 전방 장착 기어 세트의 제3 샤프트
W1P4: 보조 기어 세트의 제1 샤프트
W2P4: 보조 기어 세트의 제2 샤프트
W3P4: 보조 기어 세트의 제3 샤프트
A, B, E: 제1 시프팅 부재
F, C, D: 제2 시프팅 부재
SE1: 제1 시프팅 부재
SE2: 제2 시프팅 부재
So: 선 기어
So-1: 선 기어의 제1 세그먼트
So-2: 선 기어의 제2 세그먼트
St: 유성 캐리어
Ho: 링 기어
Ho-1: 링 기어의 제1 세그먼트
Ho-2: 링 기어의 제2 세그먼트
So-P1: 주 기어 세트의 제1 유성 기어 세트의 선 기어
St-P1: 주 기어 세트의 제1 유성 기어 세트의 유성 캐리어
Ho-P1: 주 기어 세트의 제1 유성 기어 세트의 링 기어
Ho-P1-1: 주 기어 세트의 제1 유성 기어 세트의 링 기어의 제1 세그먼트
Ho-P1-2: 주 기어 세트의 제1 유성 기어 세트의 링 기어의 제2 세그먼트
So-P2: 주 기어 세트의 제2 유성 기어 세트의 선 기어
St-P2: 주 기어 세트의 제2 유성 기어 세트의 유성 캐리어
Ho-P2: 주 기어 세트의 제2 유성 기어 세트의 링 기어
So-P3: 전방 장착 기어 세트의 제1 유성 기어 세트의 선 기어
St-P3: 전방 장착 기어 세트의 제1 유성 기어 세트의 유성 캐리어
Ho-P3: 전방 장착 기어 세트의 제2 유성 기어 세트의 링 기어
So-P4: 보조 기어 세트의 유성 기어 세트의 선 기어
St-P4: 보조 기어 세트의 유성 기어 세트의 유성 캐리어
E1: 제1 부재
E2: 제2 부재
E3: 제3 부재
Z1: 구동 치형부
Z2: 구동 치형부
Z3: 구동 치형부
BE: 작동 부재
BE1: 제1 작동 부재
BE2: 제2 작동 부재
BE3: 제3 작동 부재
T1: 제1 변위 방향
T2: 제2 변위 방향
M: 브리징 장치
M1: 제1 브리징 장치
M2: 제2 브리징 장치
S1: 제1 시프팅 상태
S2: 제2 시프팅 상태
S3: 제3 시프팅 상태

Claims (13)

  1. 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E) 및 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)를 시프팅하기 위한 장치로서, 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)를 통해서는 제1 부재(E1)와 제2 부재(E2) 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있고, 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)를 통해서는 제2 부재(E2)와 제3 부재(E3) 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있으며, 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)의 작동은 제1 변위 방향(T1)을 따르는 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)의 종방향 변위를 통해 수행되고, 제2 시프팅 부재(SE2, F, E, D)의 작동은 제1 변위 방향(T1)과 반대되는 제2 변위 방향(T2)을 따르는 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)의 종방향 변위를 통해 수행되며, 제1 시프팅 상태(S1)에서는 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)가 체결되고 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)는 개방되고, 제2 시프팅 상태(S2)에서는 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)가 개방되고 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)는 체결되는, 시프팅 장치에 있어서,
    제1 부재(E1) 및 제3 부재(E3)는 서로 연결되며, 그럼으로써 두 변위 방향(T1, T2) 중 일측의 변위 방향으로 상기 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)를 통한 제1 부재(E1)의 변위는 제3 부재(E3)의 동일 방향의 변위를 야기하며, 그 반대로도 야기하며, 제2 부재(E2)는 두 변위 방향(T1, T2)으로 위치 고정되는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1 부재(E1)는 유성 기어 세트(P)의 유성 캐리어(St)와 회전 고정 방식으로 연결되고, 제3 부재(E3)는 유성 기어 세트(P)의 선 기어(So) 또는 링 기어(Ho)와 회전 고정 방식으로 연결되고, 공통 작동 부재(BE1 / BE2 / BE3)는 유성 기어 세트(P)의 제1 측에 배치되며, 제2 부재(E2)는 제1 측에 대향하여 위치하는 유성 기어 세트(P)의 제2 측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  3. 제2항에 있어서, 제1 부재(E1)는 유성 기어 세트(P)의 유성 캐리어(St)에 대해 축 방향으로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 제3 부재(E3)는 유성 기어 세트(P)의 선 기어(So)와 회전 고정 방식으로 연결되어 선 기어(So)에 대해 축 방향으로 변위될 수 있거나, 제3 부재(E3)는 유성 기어 세트(P)의 링 기어(Ho)와 연결되어 링 기어(Ho)에 대해 축 방향으로 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  5. 제1항에 있어서, 제2 부재(E2)는 유성 기어 세트(P)의 링 기어(Ho)와 회전 고정 방식으로 연결되고, 링 기어(Ho)는 서로 분리되어 있는 제1 세그먼트(Ho-1) 및 제2 세그먼트(Ho-2)를 포함하며, 제1 부재(E1)를 통해서는 제1 세그먼트(Ho-1) 또는 이 제1 세그먼트와 연결된 샤프트 섹션으로의 회전 고정식 연결부가 형성될 수 있고, 제3 부재(E3)를 통해서는 제2 세그먼트(Ho-2) 또는 이 제2 세그먼트와 연결된 샤프트 섹션으로의 회전 고정식 연결부가 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  6. 제1항에 있어서, 제2 부재(E2)는 유성 기어 세트(P)의 선 기어(So)와 회전 고정 방식으로 연결되고, 선 기어(So)는 서로 분리되어 있는 제1 세그먼트(So-1) 및 제2 세그먼트(So-2)를 포함하고, 제1 부재(E1)를 통해서는 제1 세그먼트(So-1) 또는 이 제1 세그먼트와 연결된 샤프트 섹션으로의 회전 고정식 연결부가 형성될 수 있으며, 제3 부재(E3)를 통해서는 제2 세그먼트(So-2) 또는 이 제2 세그먼트와 연결된 샤프트 섹션으로의 회전 고정식 연결부가 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)와 제1 및 제3 부재(E1, E3) 중 하나 이상의 부재 사이의 작동 연결부 내에는 브리징 장치(M, M1, M2)가 배치되며, 그럼으로써 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)와 제1 또는 제3 부재(E1, E3) 사이의 회전수 차이가 보상될 수 있는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  8. 제7항에 있어서, 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)와 제1 부재(E1) 사이의 작동 연결부 내에는 제1 브리징 장치(M1)가 배치되고, 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)와 제3 부재(E3) 사이의 작동 연결부 내에는 제2 브리징 장치(M2)가 배치되며, 제1 및 제2 브리징 장치(M1, M2)는 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  9. 제7항에 있어서, 하나 이상의 브리징 장치(M, M1, M2)는 반경 방향에서 유성 캐리어(St)의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 시프팅 상태(S3)에서 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E) 및 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)는 개방되는 것을 특징으로 하는, 시프팅 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따르는 하나 이상의 시프팅 장치를 포함하는 자동차용 변속기(G).
  12. 주 기어 세트(HRS)를 장착한 자동차용 변속기(G)로서, 주 기어 세트(HRS)는 복수의 샤프트를 구비한 2개 이상의 유성 기어 세트(P1, P2)를 포함하고, 주 기어 세트(HRS)의 적어도 하나의 선택된 샤프트에는 제1 및 제2 시프팅 부재(SE1,SE2 / B,C / E,D / A,F)가 할당되고, 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)를 통해서는 주 기어 세트(HRS)의 선택된 샤프트와 변속기(G)의 하나의 부재 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있고, 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)를 통해서는 주 기어 세트(HRS)의 선택된 샤프트와 변속기(G)의 다른 하나의 부재 간의 회전 고정된 형태 결합식 연결부가 형성될 수 있고, 제1 시프팅 상태(S1)에서는 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)가 체결되고 제2 시프팅 부재(SF2, F, C, D)는 개방되며, 제2 시프팅 상태(S2)에서는 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)가 개방되고 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)는 체결되는, 변속기에 있어서,
    주 기어 세트(HRS)의 선택된 샤프트는 축 방향으로 고정되고, 주 기어 세트(HRS)의 선택된 샤프트 상에는 하나 또는 복수의 구동 치형부(Z2)가 형성되고, 이 구동 치형부들을 통해서는 제1 및 제2 시프팅 부재(SE1,SE2 / B,C / E,D / A,F)가 선택된 샤프트와 회전 고정된 형태 결합식 연결부를 형성하고, 제1 및 제2 시프팅 부재(SE1,SE2 / B,C / E,D / A,F)의 상보적인 구동 치형부들(Z1, Z3)은 서로 연결되어 축 방향으로 변위될 수 있으며, 그럼으로써 주 기어 세트(HRS)의 선택된 샤프트의 축에 대해 평행한 제1 변위 방향(T1)을 따르는 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)의 변위 시, 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E)의 구동 치형부(Z1)는 주 기어 세트(HRS)의 선택된 샤프트 상의 구동 치형부(Z2)와 맞물릴 수 있으며, 제1 변위 방향(T1)과 반대되는 제2 변위 방향(T2)을 따르는 공통 작동 부재(BE, BE1, BE2, BE3)의 변위 시에는, 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)의 구동 치형부(Z3)가 주 기어 세트(HRS)의 선택된 샤프트 상의 구동 치형부(Z2)와 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 변속기(G).
  13. 제12항에 있어서, 제3 시프팅 상태(S3)에서 제1 시프팅 부재(SE1, A, B, E) 및 제2 시프팅 부재(SE2, F, C, D)는 개방되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 변속기(G).
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