KR19990066815A - 치차식 변속기의 자동변속장치 - Google Patents

치차식 변속기의 자동변속장치 Download PDF

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KR19990066815A
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에이지 다케야마
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미야카와 요시유키
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Abstract

치차식 변속기를 자동변속시킬 수 있는 콤팩트한 자동변속장치의 제공을 목적으로 한다.
정역회전이 가능한 셀렉트모터(2)와, 이 셀렉트모터(2)의 회전이 기어(4,6)를 통하여 전달되는 한끝단이 치차식 변속기의 셀렉트시프트로드(9)에 연결된 셀렉트시프트슬리브(7)를 구비하고, 또한 셀렉트모터(10)에 의해 회전되는 기어(12)와 맞물려, 중간축(14)을 지지점으로 하여 요동하는 요동기어(13)와, 요동기어(13)에 한끝단이 연결되고, 다른 끝단은 상기 셀렉트시프트슬리브(7)에 연결되어 이루어진 커넥팅로드(16)를 구비하여 구성한다.

Description

치차식 변속기의 자동변속장치
본 발명은, 치차식 변속기의 자동변속장치에 관한 것이다.
종래에, 수동의 치차식 변속기의 메카니즘을 그대로 사용하여, 컴퓨터에 의해 유압장치를 통해 변속조작을 자동화한 것이 있으나, 클러치용, 시프트용, 셀렉트용의 3가지의 실린더와, 이들을 구동시키는 다수의 전자밸브가 필요하고, 구조가 복잡하며 장치가 대형화되어 값이 비싸진다는 문제점이 있었다. 또한 치차식 변속기의 셀렉트 또는 시프트의 액튜에이터에 모터를 사용한 것으로서, 예를들면 일본국 특공소 61-51497호 공보에 개시되어 있는 것이 있으나, 이 장치에서는 셀렉트라인의 수만큼 모터가 필요하게 되고, 복수의 모터 및 솔레노이드를 사용하여 구조가 복잡하고 장치가 대형화되어 버리므로, 값이 비싸진다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 기존의 치차식 변속기를 자동변속시킬 수 있는 소형의 자동변속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은, 제 1 실시예의 자동변속장치의 단면구성도,
도 2는, 제 2 실시예의 자동변속장치의 단면구성도,
도 3은, 셀렉트동작의 설명도,
도 4는, 시프트 패턴도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 자동변속장치 2 : 셀렉트모터
3 : 하우징 4 : 셀렉트구동기어
5 : 셀렉트센서 6 : 셀렉트종동기어
7 : 셀렉트시프트슬리브 7a : 구면오목부
9 : 셀렉트시프트로드 10 : 시프트모터
12 : 워엄기어 13 : 워엄휘일기어
14 : 중간축 16 : 커넥팅로드
16a : 제 1 연결자 16b : 제 2 연결자(구면축받이)
20 : 피니언기어 21 : 부채형 휘일기어
본 발명의 제 1의 요지는, 셀렉트시프트로드를 축회전방향으로 회동시켜 내부의 시프트포크의 라인을 셀렉트하고, 이어서 상기 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜 연동되는 상기 시프트포크에 의해 기어의 시프트를 완료하도록 구성한 치차식 변속기의, 상기 셀렉트시프트로드에 연결되어 상기 셀렉트동작 및 시프트동작을 실행하는 자동변속장치로서, 이 자동변속장치에는, 상기 셀렉트동작을 실행하는 셀렉트기구와, 상기 시프트동작을 실행하는 시프트기구가 조립되고, 상기 셀렉트기구는, 정역회전이 가능하고 지정된 회전각도로 제어가능한 셀렉트모터와, 이 셀렉트모터의 회전이 기어를 통하여 전달되며 한끝단을 상기 셀렉트시프트로드에 연결하여 이루어지는 셀렉트시프트슬리브를 구비하고 있는 동시에, 상기 시프트기구는, 정역회전이 제어가능한 시프트모터와, 이 시프트모터에 의해 회전되는 기어와 맞물려 중간축을 지지점으로 하여 요동하는 요동기어와, 이 요동기어의 중간축과 떨어진 위치에 한끝단이 연결되고 다른 끝단은 상기 셀렉트시프트슬리브의 다른 끝단에 연결하여 이루어지는 커넥팅로드를 구비한 것이다.
또한, 제 2의 요지는, 상기 커넥팅로드의 적어도 한끝단쪽이 구면베어링 혹은 유니버설죠인트로써 연결되어 있는 것이다.
또한, 제 3의 요지는, 상기 시프트기구를 구성하는 상기 기어가 워엄기어이고, 상기 요동기어가 워엄휘일기어인 것이다.
또한, 제 4의 요지는, 상기 시프트기구를 구성하는 상기 기어가, 평기어 또는 베벨기어로 이루어지는 피니언기어이고, 상기 요동기어가 상기 피니언기어와 맞물리는 부채형 휘일기어인 것이다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 제 1 실시예의 자동변속장치의 단면구성도로서, 자동변속장치(1)는 정역회전이 가능하고 지정된 회전각도로 제어가능한 셀렉트모터(2)를 구비하며, 하우징(3) 내에는 셀렉트모터(2)의 모터축(2a)에 고정된 부채형의 셀렉트구동기어(4)가 설치되어 있고, 이 셀렉트구동기어(4)의 우측 끝단에는 상기 셀렉트모터(2)의 회전각도를 검출하는 셀렉트센서(5)가 부착되어 있다.
또한, 이 셀렉트구동기어(4)는 축방향으로 긴 치형부를 갖고 있으며, 이 셀렉트구동기어(4)에는 부채형의 셀렉트종동기어(6)가 맞물려지고, 셀렉트종동기어(6)는 셀렉트시프트슬리브(7)와 일체로 형성되어 있으며, 셀렉트시프트슬리브(7)는 하우징(3)에 축받이(8)를 통하여 회전가능하고, 또한 축방향으로 이동이 가능하도록 설치되어 있으며, 이 셀렉트시프트슬리브(7)의 도면 좌측 끝단에는 오목한 형태의 구면오목부(7a)가 형성되어 있고, 다른 끝단쪽은 하우징(3)의 바깥쪽으로 돌출하여 도시하지 않은 치차식 변속기로부터 연장된 셀렉트시프트로드(9)에 연결되어 있다. 이 셀렉트모터(2)와 셀렉트구동기어(4)와 셀렉트종동기어(6)와 셀렉트시프트슬리브(7)와 상기 셀렉트센서(5)로서 셀렉트기구가 구성되어 있다.
또, 하우징(3)의 하부에는 정역회전이 가능한 시프트모터(10)가 설치되어 있고, 이 시프트모터(10)의 모터축(1Oa)에는 양 끝단이 베어링(11,11)을 통하여 회전가능하게 지지된 워엄기어(12)가 연결고정되어 있으며, 이 워엄기어(12)에는 부채형으로 형성된 워엄휘일기어(13)가 맞물려져 있고, 이 워엄휘일기어(13)는 중간축(14)을 지지점으로 하여 요동가능하며, 요동범위를 규제하는 스톱퍼(15,15)가 하우징(3)에 부착되어 있다.
또한, 이 워엄휘일기어(13)에는, 상기 중간축(14)으로부터 떨어진 바깥둘레쪽에 커넥팅로드(16) 한끝단쪽의 제 1 연결자(16a)가 연결되어 있고, 또 커넥팅로드(16)의 다른끝단쪽에는 구면형태로 형성된 제 2 연결자(16b)가 형성되어 있으며, 이 제 2 연결자(16b)는 상기 셀렉트시프트슬리브(7)의 구면오목부(7a) 내에 회동가능하도록 걸어맞추어져 연결되어 있다.
상기 시프트모터(10), 워엄기어(12), 워엄휘일기어(13), 커넥팅로드(16), 셀렉트시프트슬리브(7)에 의해 시프트기구가 구성되어 있으며, 셀렉트시프트슬리브(7)의 축방향의 이동량을 검지하는 도시하지 않은 스트로크 센서가 설치된다.
또, 치차식 변속기는, 바깥쪽으로 연이어진 상기 셀렉트시프트로드(9)를 축회전방향으로 회동시킴으로써, 도 3의 셀렉트동작 도면에 나타낸 바와 같이, 치차식 변속기 내부의 시프트방향의 라인을 셀렉트할 수 있는 것이며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 셀렉트시프트로드(9)를 축회전방향으로 시계회전으로 돌려서, 예를들면 1속 또는 2속 위치를 셀렉트할 수 있고, 또한 반시계방향으로 돌려 5속 위치에 셀렉트할 수 있으며, 또한 중앙부에서 3속 및 4속의 위치에 셀렉트할 수 있는 것이다.
이렇게 하여, 내부의 시프트방향의 라인을 셀렉트한 후에, 셀렉트시프트로드(9)를 축방향으로 이동시켜 내부의 시프트포크를 연동시키고, 도 4의 시프트패턴도에 나타낸 바와 같이, 내부의 기어를 소정의 1속 또는 2속 등의 위치로 시프트시켜 변속조작을 완료할 수 있도록 되어 있다.
상기 자동변속장치(1)의 구성에 있어서, 시프트모터(10)가 정지된 상태에서 상기 셀렉트모터(2)가 구동되면, 셀렉트구동기어(4)로부터 셀렉트종동기어(6)로 회전력이 전달되어 셀렉트시프트슬리브(7)가 축회전방향으로 회동되며, 이에 따라 연결되어 있는 치차식 변속기의 셀렉트시프트로드(9)가 축회전방향으로 회동되어 셀렉트동작이 행해진다. 또한 그 후에 셀렉트모터(2)가 정지된 상태에서 시프트모터(10)가 구동되면, 워엄기어(12)가 회전되어 워엄휘일기어(13)에 의해 감속되고, 워엄휘일기어(13)가 중간축(14)을 지지점으로 하여 요동하게 되며, 이에 따라 상기 커넥팅로드(16)가 워엄 휘일기어(13)의 요동운동에 연동하여 축방향으로 이동되고, 이에 따라 셀렉트시프트슬리브(7)가 축방향으로 이동하여 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜 시프트동작을 행할 수 있는 것이다. 이러한 셀렉트동작 및 시프트동작시에, 상기 셀렉트센서(5) 및 도시하지 않은 스트로크센서에 의해 상기 셀렉트모터(2) 및 시프트모터(10)가 정확히 제어되는 것이다.
본 예에서는, 워엄기어(12)와 워엄휘일기어(13)에 의해 시프트모터(10)의 회전이 감속되기 때문에, 시프트모터(10)는 작은 용량의 모터이더라도, 큰 시프트방향으로의 하중을 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 커넥팅로드(16)와 셀렉트시프트슬리브(7)는 구면오목부(7a) 내에 제 2 연결자(16b)가 걸어맞춤되고, 구면베어링으로 연결되어 있기 때문에, 셀렉트시프트슬리브(7)는 축방향으로 양호하게 이동할 수 있음과 동시에, 또한 축회전방향으로도 양호하게 회전할 수 있게 되어 있다.
또, 이 구면오목부(7a)와 제 2 연결자(16b)에 의한 구면베어링구조 대신에, 유니버설죠인트로서 상기 커넥팅로드(16)와 셀렉트시프트슬리브(7)를 연결하여도 좋다.
또한, 제 1 연결자(16a)와 상기 워엄휘일기어(13)의 연결부에 있어서도, 구면베어링구조를 채용하거나 혹은 유니버설죠인트를 이용하여, 보다 양호한 작동상태를 얻을 수 있다.
다음에, 도 2는 제 2 실시예를 나타낸 것으로서, 상기 제 1 실시예와 동일부재에 대해서는 동일부호를 붙여 설명한다.
본 예에서, 셀렉트기구는 상기 제 1 실시예와 마찬가지인 것이지만, 시프트기구에 피니언기어(20)가 사용되고 있으며, 이 피니언기어(20)는 평기어 또는 베벨기어로 구성되어 있고, 또한 이 피니언기어(20)와 맞물려 중간축(14)을 지지점으로서 요동하는 부채형 휘일기어(21)가 이용되고 있으며, 이 부채형 휘일기어(21)는 상기 피니언기어(20)가 평기어로 구성되어 있는 경우에는, 평기어와 맞물리는 치차를 구비하고, 또한 피니언기어(20)가 베벨기어로 구성되어 있는 경우에는, 이 베벨기어와 맞물리는 치차를 형성한 것으로 구성된다.
이 부채형 휘일기어(21)의 중간축(14)과 떨어진 위치에는 커넥팅로드(16)의 제 1 연결자(16a)가 연결되어 있으며, 커넥팅로드(16)의 다른 끝단의 구면베어링(16b)이 상기 셀렉트시프트슬리브(7)의 구면오목부(7a) 내에 걸어맞추어져 연결되어 있다.
이 제 2 실시예의 구성에서는, 피니언기어(20)와 부채형 휘일기어(21)가 이용되고 있어, 내구성 및 신뢰성이 높아지게 된다.
또, 이 제 2 실시예의 작용에 있어서는, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 셀렉트모터(2)의 회전에 의해 셀렉트시프트슬리브(7)가 축회전방향으로 회동되는 것이며, 시프트모터(10)의 회전에 의해 피니언기어(20) 및 부채형 휘일기어(21)를 통해 감속되고, 또한 커넥팅로드(16)를 개재시켜 축방향으로 상기 셀렉트시프트슬리브(7)가 이동되는 것이다.
본 발명은, 셀렉트시프트로드를 축회전방향으로 회동시켜 내부의 시프트포크의 라인을 셀렉트하고, 이어서 상기 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜 연동하는 상기 시프트포크에 의해 기어의 시프트를 완료하도록 구성한 치차식 변속기의, 상기 셀렉트시프트로드에 연결되어 상기 셀렉트동작 및 시프트동작을 실행하는 자동변속장치로서, 이 자동변속장치에는, 상기 셀렉트동작을 실행하는 셀렉트기구와, 상기 시프트동작을 실행하는 시프트기구가 조립되고, 상기 셀렉트기구는, 정역회전이 가능하고 지정된 회전각도로 제어가능한 셀렉트모터와, 이 셀렉트모터의 회전이 기어를 통해 전달되고 한끝단이 상기 셀렉트시프트로드에 연결되는 셀렉트시프트슬리브를 구비하고 있는 동시에, 상기 시프트기구는, 정역회전이 제어가능한 시프트모터와, 이 시프트모터에 의해 회전되는 기어와 맞물려 중간축을 지지점으로 하여 요동하는 요동기어와, 이 요동기어의 중간축과 떨어진 위치에 한끝단이 연결되고 다른 끝단은 상기 셀렉트시프트슬리브의 다른 끝단에 연결하여 이루어지는 커넥팅로드를 구비함으로써, 셀렉트동작시에는 시프트모터가 정지된 상태에서 셀렉트모터가 구동되고, 이에 따라 셀렉트시프트슬리브가 축회전방향으로 회동되며, 치차식 변속기의 셀렉트시프트로드를 축회전방향으로 회동시킬 수 있고, 또한 시프트동작시에는 셀렉트모터가 정지된 상태에서 시프트모터가 회전되어 기어를 통하여 요동기어가 요동되며, 요동기어에 연결되어 있는 커넥팅로드를 개재하여 셀렉트시프트 슬리브가 축방향으로 이동하여, 치차식 변속기의 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시킬 수 있어, 콤팩트한 구조에 의해 양호하게 치차식 변속기의 셀렉트동작 및 시프트동작을 자동적으로 행할 수 있게 된다.
또한, 상기 커넥팅로드의 적어도 한끝단쪽이 구면베어링 또는 유니버설죠인트로써 연결되어 있는 것에 의해, 커넥팅로드에 대하여 셀렉트시프트슬리브가 원활하게 축회전방향으로 회동할 수 있게 된다.
또한, 상기 시프트기구를 구성하는 상기 기어가 워엄기어이고, 상기 요동기어가 워엄휘일기어인 점에 의해, 워엄기어와 워엄휘일기어를 통하여 시프트모터의 회전을 양호하게 감속시킬 수 있고, 시프트모터는 작은 용량의 모터이더라도 큰 시프트방향의 하중을 얻을 수 있는 효과를 가진다.
또한, 상기 시프트기구를 구성하는 상기 기어가, 평기어 또는 베벨기어로 이루어지는 피니언기어이고, 상기 요동기어가 이 피니언기어와 맞물리는 부채형 휘일기어인 점에 의해, 피니언기어와 부채형 휘일기어의 맞물림에 따른 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

  1. 셀렉트시프트로드를 축회전방향으로 회동시켜 내부의 시프트포크의 라인을 셀렉트하고, 이어서 상기 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜 연동하는 상기 시프트포크에 의해 기어의 시프트를 완료하도록 구성한 치차식 변속기의, 상기 셀렉트시프트로드에 연결되어 상기 셀렉트동작 및 시프트동작을 실행하는 자동변속장치로서, 이 자동변속장치에는, 상기 셀렉트동작을 실행하는 셀렉트기구와, 상기 시프트동작을 실행하는 시프트기구가 조립되고, 상기 셀렉트기구는, 정역회전이 가능하고 지정된 회전각도로 제어가능한 셀렉트모터와, 이 셀렉트모터의 회전이 기어를 통하여 전달되고 한끝단이 상기 셀렉트시프트로드에 연결되어 이루어지는 셀렉트시프트슬리브를 구비하고 있는 동시에, 상기 시프트기구는, 정역회전이 제어가능한 시프트모터와, 이 시프트모터에 의해 회전되는 기어와 맞물려 중간축을 지지점으로 하여 요동하는 요동기어와, 이 요동기어의 중간축과 떨어진 위치에 한끝단이 연결되고 다른 끝단은 상기 셀렉트시프트슬리브의 다른 끝단에 연결하여 이루어지는 커넥팅로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥팅로드의 적어도 한끝단쪽이 구면베어링 혹은 유니버설죠인트로써 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시프트기구를 구성하는 상기 기어가 워엄기어이고, 상기 요동기어가 워엄휘일기어인 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시프트기구를 구성하는 상기 기어가, 평기어 또는 베벨기어로 이루어지는 피니언기어이고, 상기 요동기어가 이 피니언기어와 맞물리는 부채형 휘일기어인 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.
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