KR20030020831A - 스위칭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 롤러 베어링 (4) 그리고 로킹 장치 (5) 를 포함하며, 직사각형 횡단면을 갖는 적어도 2개의 스위치 로드 (6a 내지 6d) 를 안내 및 로킹하기 위한 스위칭 장치 (17) 에 관한 것이다.

Description

스위칭 장치 {SWITCHING DEVICE}

본 발명은 차량의 다단 휠 교체 기어용 스위칭 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스위칭 장치는 선형으로 또는 축을 따라서 이동 가능하게 안내 및 로킹되는 스위치 로드를 포함한다.

공지된 선행 기술에는, 휠 교체 기어내에 배치된 스위칭 부재 및 기계 부품을 안내 및 로킹하기 위한 상이한 해결책들이 공지되어 있다. 독일 특허 제 41 16 823호는 선형 안내부가 할당된, 축을 따라 이동 가능하게 및 회전 불가능하게 지지된 셀렉터 샤프트 (selector shaft) 를 보여주는데, 상기 선형 안내부는 상기 셀렉터 샤프트의 둘레에 걸쳐 배치되고 상기 샤프트상의 축방향 홈내에서 안내 되는 다수의 롤링 바디 볼을 포함하며, 상기 볼의 외측은 외부링내에서 안내 된다. 볼 종방향 안내부로도 언급되는 유닛은 예를 들어 기어 벽에 견고하게 고정되어 셀렉터 샤프트의 종방향 안내를 가능하게 한다. 상기 볼 종방향 안내부에 대해 축을 따라 변위된 상태에서는 상기 셀렉터 샤프트에 별도의 로킹부가 할당되는데, 상기 로킹부는 정확한 스위칭 위치에 도달하기 위해서 셀렉터 샤프트의 국부 리세스내에 로킹된다. 롤러 베어링 및 로킹 장치를 상호 분리하여 배치하는 것은 조립 비용의 상승을 필요로 하는 동시에 장치 공간의 확대를 필요로 한다.

본 발명의 과제는, 공지된 선행 기술의 단점들을 고려하여, 다수의 기계 부품 및 스위치 로드가 동시에 그 내부에서 안내 및 로킹될 수 있는, 조립을 간소화하는 컴팩트한 스위칭 장치를 제작하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스위칭 모듈의 평면도이다.

도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스위칭 모듈을 도 1의 선 3-3을 따라 절단한 종단면이다.

도 4는 서로 평행하게 배치된 4개의 스위치 로드를 위해 제공된, 본 발명에 따른 스위칭 모듈의 정면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 스위칭 모듈의 측면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 스위칭 모듈의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 스위칭 모듈2, 3: 하우징

4: 롤러 베어링5: 로킹 장치

6a-6c: 스위치 로드 7, 8: 플랜지

9a, 9b: 보어 10: 롤링 바디

11: 수용부12: 케이지

13: 로킹부14: 종축

15: 로킹용 볼16: 리세스

17: 스위칭 장치18a-18d: 케이지 부재

19: 그루우브-스프링 연결부

전술한 문제점의 해결은 본 발명에 따른 롤러 베어링뿐만 아니라 로킹 장치를 포함하는 스위칭 모듈로 구현된다. 이 경우 롤러 베어링은, 하우징의 직사각형 수용부내에서 스위치 로드의 종방향 중앙 평면 및 종축에 대해 평행하게 배치된 롤링 바디를 포함한다. 상기와 같은 롤링 바디의 배치 상태는 직사각형의 횡단면 형상을 갖는, 하나의 스위치 로드 또는 평행하게 배치된 다수의 스위치 로드의 안내를 가능하게 한다. 스위칭 모듈내에는 또한 롤러 베어링에 대해 축을 따라 변위 배치된 로킹 장치가 통합되어 있다. 상기 로킹 장치는, 각각의 스위칭 로드에 별도의 로킹부가 하나씩 할당된 구조를 갖는다. 본 발명에 의해, 하나의 평면에 배치된 다수의 스위치 로드가 스위칭 모듈의 중앙에서 지지되고 안내되어 스위칭 위치에 로킹될 수 있다. 상기와 같은 유형의 스위칭 모듈은 특히 예컨대 5개 이상의 단을 갖는 다단 휠 교체 기어용으로 제공된다. 가장 좁은 공간에서 안내되고 별도로 작동되는 스위치 로드에 의해, 상당한 크기의 바람직한 조립 공간이 얻어진다. 다른 한편으로, 바람직하게 예비 조립된 상태로 기어 내부에 삽입될 수 있는 본 발명에 따른 스위칭 모듈은 조립시의 처리를 간소화한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예들은 종속항 2 내지 12에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 스위칭 모듈의 롤러 베어링을 위해서, 축을 따라 서로 간격을 두고 케이지 (cage) 내에 삽입된 원통형 롤링 바디를 상기 베어링에 장착하는 것이 제안된다. 이 경우 케이지는 롤러를 종방향으로 안내하기 위해서 하우징에 의해 감싸져 있거나 또는 하우징내에 통합되어 있다. 직사각형으로 형성된 수용부에 대응하게 롤링 바디가 직사각형 수용부를 형성하기 위해 서로 수평 및 수직으로 평행하게 변위 배치된 각각 2개의 트랙내에 배치됨으로써, 상기 롤링 바디는 스위치 로드의 마찰없는 안내를 가능하게 한다.

케이지의 제조 비용을 줄이기 위한 조치로서, 상기 케이지는 바람직하게 소수의 케이지 부재로 구성된다. 상기 케이지 부재는 바람직하게 스위치 로드의 벽 두께 또는 폭이 각각 하나의 케이지 부재의 폭과 일치하도록 형성된다. 상기 소수의 케이지 부재는 바람직하게 형태 결합 방식으로 서로 연결되거나, 바람직하게는 스탭 연결되거나 또는 도브테일 (dovetail) 안내부에 의해서 안전하게 보호된다. 이와 같은 형상은 케이지의 건축 키트와 유사한 구조를 가능하게 하며, 상기와 같은 구조에서는 스위치 로드의 각각의 개수에 따라 대응하는 개수의 케이지 부재들이 하나의 케이지로 합쳐질 수 있다. 본 발명에 따른 스위칭 모듈은 정사각형의 횡단면을 갖는 스위치 로드를 포함하는, 직사각형 횡단면 형상을 갖는 스위치 로드용으로 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 안내의 질을 개선하기 위해서 스위치 로드의 유격 없는 지지를 보장해주는 조치도 포함한다. 이 목적을 위해서는 바람직하게는 왕관 형태로 형성된 롤링 바디 트랙이 적합한데, 상기 트랙은 하우징을 비절단 방식으로 제작할때 직접 성형될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로는 스위치 로드가 롤러 베어링 영역에 부분적으로 왕관 형태인 부분을 포함할 수도 있다. 그밖에, 롤링 바디를 지지하는 탄성 돌출부가 맞물리게 되는, 자유롭게 펀칭된 구역을 갖는 하우징도 유격 없는 지지를 얻기 위해서 적합하다.

본 발명에 따른 스위칭 모듈은 롤러 베어링 및 로킹 장치를 포함하며, 상기 롤러 베어링 및 로킹 장치는 각각 하나의 하우징내에 통합되어 있으며 결합되어 하나의 부품 유닛을 형성한다. 상기와 같은 하나의 부품 유닛을 형성하기 위해서 상기 하우징을 각각 디프 드로잉 (deep drawing) 부로 형성하는 것이 제안되는데, 상기 디프 드로잉부는 비절단 제작을 가능하게 하고, 그와 더불어 특히 스위칭 모듈이 다수의 부품으로 제작된 경우에는 비용적인 측면에서도 장점을 제공한다.

대안적으로 본 발명은 플라스틱으로 제작된 적어도 하나의 하우징을 구비한 스위칭 모듈을 포함한다. 바람직하게는 로킹 장치의 하우징이 그에 적합하다. 본 발명은 또한 로킹 장치용의 2개 하우징 및 롤러 베어링용 하우징이 플라스틱으로 제작된 스위칭 모듈도 포함한다.

하우징은 바람직하게 플랜지 연결부에 의해서 결합된다. 상기 플랜지 연결부는 바람직하게, 상기 연결부가 전체 스위칭 모듈을 예를 들어 기어 박스에 고정시키는 수단이 되는 고정 나사를 위한 보어를 갖도록 형성된다. 대안적으로 하우징은 상기 플랜지 연결부의 영역에서 해체 불가능한 연결 방식에 의해, 바람직하게는 용접에 의해 연결되거나, 또는 스냅 연결에 의한 형태 결합 방식으로 해체 가능하게 고정된다.

본 발명에 따른 스위칭 모듈의 로킹 장치는 하나의 로킹부를 형성하기 위해서, 규정된 스위칭 위치에 도달할 목적으로 각각 셀렉터 샤프트의 리세스 내부에 로킹되는, 스프링에 의해 작동되는 로킹용 볼을 포함한다.

본 발명은 전체적으로 6개의 도면에 도시된 실시예를 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.

도 1에서는 2부분으로 구성된 본 발명에 따른 스위칭 모듈 (1) 의 구조를 평면도로 볼 수 있으며, 상기 스위칭 모듈은 하우징 (2 및 3) 을 포함한다. 하우징 (2) 은 도 2 및 도 3에 도시된 롤러 베어링 (4) 을 수용하기 위해서 이용된다. 하우징 (3) 은 다수의 로킹부 (6) 를 포함하는 로킹 장치 (5) 를 수용하기 위해서 제공되며, 상기 제공부분들은 각각 도 4및 도 5에 도시된 스위치 로드 (6a 내지 6d) 에 할당되어 있다. 하우징 (2, 3) 은 플랜지 (7, 8) 를 통해 지지되거나 고정되며, 이 경우 보어 (9a, 9b) 는 스위칭 모듈 (1) 을 예를 들어 기어 박스에 고정시키기 위한 수단이 되는 나사를 수용하기 위해서 이용된다.

도 2는 특히 내장된 상태에서 롤러 베어링 (4) 의 구조를 도시한다. 스위치 로드 (6a 내지 6d) 를 위한 직사각형 수용부 (11) 를 제작하기 위해, 롤러 베어링 (4) 은 하우징 (2) 의 대응하는 수용부내에 삽입되어 있다. 스위치 로드 (6a 내지 6d) 의 마찰 없는 이동을 가능하게 하기 위해, 롤러 베어링 (4) 의 사방에 롤링 바디 (10) 가 장착된다. 수평면에서는 원통형 롤링 바디 (10) 가 하나의 케이지 (12) 내에서 축을 따라 간격을 두고 배치된 4개의 행으로 배치되어 있다. 원통형으로 형성된 다른 롤링 바디 (10) 는 케이지 (12) 의 서로 평행하게 배치된2개의 수직 부분내에 삽입되어 있다. 유격 없는 베어링을 구성하기 위해, 롤링 바디 트랙은 하우징 (2) 내에서 왕관 형태로 형성되어 있다.

도 3에 따른 스위칭 모듈 (1) 의 종단면은 케이지 (12) 의 수직 부분내에 평행한 2개의 행으로 배치된, 케이지 (12) 내에 있는 롤링 바디 (10) 를 보여준다. 본 도면은 또한 로킹 장치 (5) 의 로킹부 (13) 의 구조를 명확하게 보여준다. 스위칭 모듈 (1) 의 종축 (14) 에 대해 직각으로 된 관형 부품내에는 방사 방향으로 이동 가능한, 스프링에 의해 작동되는 로킹용 볼 (15) 이 제공되거나 또는 대안적으로 종방향으로 이동 가능한 핀이 제공되며, 상기 핀은 단부측이 반구형으로 형성되고 로킹 위치에 도달했을 때에는 도 5에 도시된 바와 같이 대응하게 형성된 리세스 (16) 내부로 형태 결합 방식으로 로킹된다.

도 4 및 도 5는 스위칭 장치 (17) 를 형성하기 위해 스위치 로드 (6a 내지 6d) 와 조합된 스위칭 모듈 (1) 을 보여준다. 도 4에는 직접 상호 인접하고, 서로 별도로 이동 가능하며, 로킹 가능한 4개의 스위치 로드 (6a 내지 6d) 를 볼 수 있으며, 상기 4개의 로드가 최대로 광범위하게 형태 결합 방식으로 수용부 (11) 를 채움으로써, 롤러 베어링 (4) 내에서 정확한 안내가 이루어진다. 또한 도 4는 각 스위치 로드 (6a 내지 6d) 의 중앙에 각각 할당된 로킹부 (13) 를 보여주는데, 상기 로킹부의 로킹용 볼 (15) 은 규정된 스위칭 위치에 도달했을 때 도 5에 도시된 바와 같이 리세스 (16) 내부로 로킹된다.

도 6에는, 특히 소수의 케이지 부재 (18a 내지 18d) 를 포함하는 케이지 (12) 의 구조를 볼 수 있도록 스위칭 모듈 (1) 이 사시도로 도시되어 있다. 상기 소수의 케이지 부재 (18a 내지 18d) 는 그루우브-스프링 연결부 (19) 를 통해 서로 형태 결합 방식으로 연결되어 공통으로 케이지 (12) 를 형성한다. 또한 도 6은 2개의 면이 계단 형태로 형성된 로킹 장치 (5) 의 하우징 (3) 을 도시하며, 상기 2개 면 사이에 소수의 로킹부 (13) 가 배치되어 있다.

본 발명에 따른 스위칭 장치는 다수의 기계 부품 및 스위치 로드가 동시에 그 내부에서 안내 및 로킹될 수 있도록 구성됨으로써, 이에 의해 조립이 간소화되어 조립비용의 상승이 방지되고, 장치 공간의 확대를 필요로 하지 않게 되어 스위칭장치가 컴팩트하게 구성될 수 있는 효과를 가진다.

Claims (12)

1. 선형으로 또는 축을 따라서 서로 독립적으로 이동 가능하고, 고정 배치된 스위칭 모듈 (1) 내에서 회전 불가능하게 안내되고 로킹되는 적어도 2개의 스위치 로드 (6a 내지 6d) 를 포함하는 차량의 다단 휠 교체 기어용 스위칭 장치로서,

   상기 스위칭 모듈 (1) 이

   - 롤러 베어링 (4) 을 포함하고, 상기 롤러 베어링의 롤링 바디 (10) 는 상기 스위칭 모듈 (1) 의 종축 (14) 에 대해 평행하게 뻗어 하우징 (2) 의 직사각형 수용부 (11) 내에 배치되어 있으며;

   - 상기 롤러 베어링 (4) 에 대해 축을 따라 변위 배치된 로킹 장치 (5) 를 포함하고, 각각의 스위치 로드 (6a 내지 6d) 에 로킹부 (13) 가 하나씩 할당되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 차량의 다단 휠 교체 기어용 스위칭 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 롤러 베어링 (4) 에 원통형 롤링 바디 (10) 가 장착되고, 상기 롤링 바디는 축을 따라 서로 간격을 두고 케이지 (12) 내에 삽입되어 있으며, 상기 케이지의 외측이 상기 하우징 (2) 에 의해서 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 롤러 베어링 (4) 이 소수의 케이지 부재 (18a 내지 18d) 를 포함하며, 상기 케이지 부재는 각각 하나의 스위치 로드 (6a 내지 6d) 에 할당되고 서로 연결되어 상기 스위칭 모듈 (1) 내에서 위치 고정되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 롤링 바디 (10) 가 상기 하우징 (2) 의 적어도 하나의 왕관 형태의 트랙 및/또는 스위치 로드 (6a 내지 6d) 에서 안내되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 롤링 바디 (10) 가 상기 하우징 (2) 의 탄성 돌출부에서 안내되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위치 로드 (6a 내지 6d) 를 위해서 직사각형 횡단면 또는 정사각형 횡단면이 제공되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭 모듈 (1) 이 상기 롤러 베어링 (4) 및 상기 로킹 장치 (5) 를수용하기 위해서 각각 절단되지 않은, 바람직하게는 디프 드로잉부로 형성된 적어도 2개의 하우징 (2, 3) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭 모듈 (1) 이 플라스틱으로 제작된 적어도 하나의 하우징 (2, 3) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징 (2, 3) 이 플랜지 연결 방식에 의해서 결합되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 스위칭 모듈 (1) 이 기어 하우징에 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 로킹 장치 (5) 가 로킹부 (13) 를 형성하기 위해서 스프링에 의해 작동되는 로킹용 볼 (15) 을 포함하며, 상기 로킹용 볼은 위치가 일치할 때 상기 스위치 로드 (6a 내지 6d) 의 리세스내에 각각 로킹되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 로킹 장치 (5) 가 2계단 형태의 하우징 (3) 을 포함하며, 상기 하우징 사이에 소수의 로킹부 (13) 가 배치되는 것을 특징으로 하는 스위칭 장치.