KR20040071219A - 기어박스 내의 동기화 장치를 위한 조립 시스템 - Google Patents

Abstract

기어박스에 대한 동기화 장치를 위한 조립 시스템으로서, 상기 동기화 장치는, 상기 축에 연결된 허브 부분(8) 뿐만 아니라 웨브 부분(10)도 구비하며 회전축에 장착되어서 회전축과 함께 이음 회전하는 운반체를 포함하는데, 이 운반체는 웨브 부분(10)과 함께 회전하면서도 웨브 부분에 대하여 축방향으로 움직일 수 있게 환형으로 상기 운반체를 둘러싸고 있는 시프트 슬리브를 지지하고, 상기 운반체는 축 상에 회전가능하게 장착되어 있는 톱니바퀴에 단단히 결합된 커플링 요소(22', 22")에 커플링 결합될 수 있으며, 상기 동기화 장치는 원뿔형 외부 마찰면을 구비한 하나 이상의 내부 동기화 링(28,40)과 원뿔형 내부 마찰면과 그 외주면에 외부의 잠금 톱니(26)를 구비한 외부 동기화 링(24a,24b)을 또한 포함하며, 상기 내부와 외부 동기화 링의 사이에 끼워지는 중간 동기화 링(34;146,148)을 포함한다. 상기 조립 시스템조립 시스템중 또는 삼중의 동기화 형식에 사용가능하고, 상기 외부 동기화 링(24a,24b)은 상기 운반체의 웨브 부분에 적어도 중간 이상 맞물리는 구동 돌출부(36a,36b)를 구비하고, 각 구동 돌출부는 연동 구멍(38)에 위치한다. 잠금 톱니(26)를 구비한 상기 외부 동기화 링 내의 상기 동기화 링(28,34)은 상기 운반체의 웨브 부분으로부터 떨어져 접하는 면에서, 인접한 각각의 커플링 요소(22',22")에 각각 맞물리는 구동 돌출부(30a, 30b)를 구비한다.

Description

기어박스 내의 동기화 장치를 위한 조립 시스템{ASSEMBLY SYSTEM FOR SYNCHRONIZING DEVICES IN A GEARBOX}

상기 언급한 종류의 동기화 장치는, 허브(hub) 부분뿐만 아니라 함께 회전하면서 축방향으로 이동가능하도록 시프트 슬리브(shift sleeve)(동기화 슬리브)를 지지하는 웨브(web) 부분도 구비하며 회전축 상에 배열되어서 회전축과 함께 이음 회전하는 운반체를 포함하며, 상기 시프트 슬리브의 운동에 의해서 상기 운반체, 즉 상기 축은 기어박스의 톱니바퀴에 속하는 커플링 요소에 커플링 결합된다. 이 커플링 요소는 동일한 기어박스 톱니바퀴의 일부분의 형태를 취하거나 상기 톱니바퀴에 단단하게 연결되는 요소일 수도 있다. 본 동기화 장치는 또한 함께 작동하는 원뿔형 마찰면을 구비하는 적어도 두 개의 동기화 링을 포함한다.

이와 같은 종류의 동기화 장치는 이미 공지되어 있고, 단일, 이중, 또는 삼중의 동기화를 실행하도록 설계되는 형태를 포함한다.

그러한 공지된 기술의 예로서 스웨덴 특허 제 SE 448 182호에 따른 동기화 기계장치와 독일 공개 특허공보 제 DE 199 28 597 A1호에 따른 동기화 장치를 들수 있다.

그러나, 상기 명세서 둘 모두는 다양한 종류의 많은 구성 요소를 포함하는 비교적 복잡한 설계의 장치에 대하여 설명하고 있는데, 그러한 구성 요소들로는 특정한 경우에서의 목적에 따른 대안적인 동기화 방식을 구성하기 위해 쉽게 결합될 수 있는 제한된 개수의 표준 기본 요소를 사용하여 단일, 이중 및 삼중의 동기화 장치를 합리적으로 구축할 수가 없다. 상기 독일 특허 명세서에 따른 동기화 장치의 특별한 단점은 그 장치의 축방향 전체 길이가 다루기 힘들 정도로 길어진다는 것이다. 상기 언급한 스웨덴 특허 명세서에 따른 동기화 장치에 관하여는, 그것이 외부 및 내부 동기화 링(즉, 래치(latch) 원뿔과 내부 원뿔)을 비틀림 힘을 전달하는 방식으로 함께 연결하는 특별한 반동 와셔(접시)를 구비한다는 점에 주목할 수 있다. 이로 인해 전체의 동기화 토크가 래치 원뿔로 전달된다. 따라서 래치 원뿔의 잠금 톱니는 비교적 끝이 뾰족하게 만들어 질 수 있고, 이는 필요한 기어변환 힘이 작으므로 관련된 기어박스에서 기어 변환이 보다 쉬워진다는 것을 의미한다. 그러나, 반동 와셔를 구비한 그러한 동기화 장치의 단점은 와셔 재료의 두께와 운반체 웨브 옆의 와셔의 배치 때문에 장치의 축방향 두께가 증가된다는 것이다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에서 표시한 종류의 기어박스 동기화 장치들을 위한 조립 시스템(structuring system)에 관한 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 조립 시스템에 의해 구성되는 동기화 장치들(그리고 그의 부품들)의 실시예를 도시하는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 묘사하고 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 조립 시스템에 의해 구성되는 제1 동기화 장치를 관통하는 축방향 세로 단면을 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1에 따른 동기화 장치의 부분을 형성하는 커플링과 잠금 톱니의 일부를 분해 평면으로 도해적으로 나타낸 부분도이다.

도 3은 도 1에 대응하는 도면으로서 본 발명에 따라 구성된 제2 동기화 장치를 관통한 축방향 세로 단면을 도시하는 도면이다.

도 4는 도 3에 따른 동기화 장치의 부분을 형성하는 커플링과 잠금 톱니를 도 2와 마찬가지로 나타내는 도면이다.

도 5A 내지 도 13A는 본 발명에 따라 구성된 제3 동기화 장치에 있어서의 동기화 과정의 연속적인 단계들을 축방향 세로 단면도로 도시한 도면이다.

도 5B 내지 도 13B는 도 5A 내지 도 13A에 따른 동기화 장치의 부분을 형성하는 커플링과 잠금 톱니의 상호 위치를 도 2 및 도 4의 도시 방식과 같이 나타낸 도면이다.

도 14는 운반체를 나타내는 도면이다.

도 15 및 도 16은 클러치 디스크를 나타내는 도면이다.

도 17 및 도 18은 래치 원뿔을 나타내는 도면이다.

도 19 및 도 20은 내부 동기화 링을 나타내는 도면이다.

도 21은 시프트 슬리브를 나타내는 도면이다.

도 22 및 도 23은 중간 동기화 링을 나타내는 도면이다.

도 24는 도 1 및 도 3에 각각 도시된 동기화 장치에 대한 선 스프링 요소를 나타내는 도면이다.

도 25 및 도 26은 두 개의 다른 동기화 장치가 어떻게 기어박스 내의 하나의 축에 끼워질 수 있는지에 대한 예를 나타내는 도면이다.

도 27 내지 도 29는 래치 원뿔과 내부 원뿔 사이의 구동 연결의 또 다른 형태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 주요한 목적은 비교적 적은 개수의 결합가능한 표준 구성 요소(물품)을 사용하여 단일, 이중, 또는 삼중의 동기화를 달성할 수 있는 대안적인 형태의 (단일, 이중, 또는 삼중 동기화용) 동기화 장치를 위한 새로운 형태의 조립 시스템을 제공하는 것이다.

또 다른 본질적인 목적은 개별 동기화 장치의 전체 길이가 짧게 소형으로 디자인될 수 있고, 표준화된 구성의 동기화 장치를 구비하는 "기본 기어박스"가 수동식 작동용인지 또는 전자식 작동용인지에 상관없이 유사한 필수 요소를 가지게 할 수 있는 조립 시스템을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 동기화 장치의 구성 부품의 조립(해체나 분해와 마찬가지로)을 수행하기에 보다 쉽도록 하는 것이다.

동기화 장치가 합체되어 있는 기어박스에서 기어를 변환하는 것이 상대적으로 쉽도록 하는 기어변환 특성을 가지는 동기화 장치를 제공하는 것도 또한 바람직하다.

상기 본 발명의 목적은 청구항 1의 특징부에 나타낸 특징 구성을 갖는 상기 서두에 나타낸 종류의 조립 시스템에 의해 달성된다. 종속항인 청구항 2 내지 청구항 7에서 나타낸 특징은 더욱 개량되고 기존의 여러 동기화 장치들보다 더 나은 본 발명에 따른 동기화 조립 시스템의 다양한 형태를 나타낸다.

본 발명에 따른 새로운 조립 시스템의 주요한 구별되는 특징은 잠금 톱니를 구비하고 이하에서 "래치 원뿔"로 칭하는 외부 동기화 링이 그 반경 방향의 가장 안쪽 부분에 반경 방향으로 안쪽을 향하는 하나 이상의 구동 돌출부를 구비하고, 이 각각의 구동 돌출부는 상기 웨브 부분을 관통하고 상기 구동 돌출부에 사용되는 연동 구멍에서 상기 운반체의 웨브 부분 내에서 맞물려 구동하도록 설계되기 때문에, 본 시스템은 단일, 이중, 또는 삼중의 동기화 형식에 사용할 수 있다는 점이다. 이중 또는 삼중의 동기화 형식에서, 래치 원뿔의 구동 돌출부를 구비한 내부동기화 링 상에서 축방향으로 향하는 구동 돌출부의 이러한 연동 구멍 각각에도 또한 상호 맞물림이 있고, 잠금 톱니를 구비한 외부 동기화 링이 그 원뿔형 내부 마찰면을 통해서 접촉하고 있는 상기 동기화 링은, 상기 운반체의 웨브 부분으로부터 떨어져서 접하는 측면 상에서 하나 이상의 축방향으로 향하는 구동 돌출부를 나타내고, 이 각각의 구동 돌출부는 인접한 톱니바퀴의 커플링 요소 내의 요부(凹部)에 맞물린다.

원뿔형 마찰면을 구비하고 각각의 구동 돌출부를 통하여 반경 방향으로 안쪽을 향하고 웨브 부분을 관통하는 관계되는 구멍에서 운반체와 구동 맞물림 상태에 있는(즉, 운반체에 의해 구동되는) 동기화 링(동기화 원뿔)은 동기화 링의 축방향으로 매우 소형의 "삽통식" 배열이 되고, 이에 의해서 운반체의 웨브 부분은 그 두께의 전체 치수에 걸쳐서 효율적으로(최적의 간격으로) 사용된다.

실제로 운송 수단 기어박스의 동기화 장치의 운반체는 일반적으로 회전하기 위해서 축에 장착된 두 개의 축방향으로 분리된 톱니바퀴 사이의 영역에 배열되는데, 각각의 상기 톱니바퀴는 커플링 요소를 구비하며 이 커플링 요소는 운반체에 인접하고 운반체는 현재의 동기화 링의 작동 시에 시프트 슬리브의 축방향 운동에 의해서 이 커플링 요소를 통하여 구동 연결될 수 있다.

그러한 경우에 운반체의 각 측면에 작용해야 하는 동기화 작용(회전 속도를 같게 하기 위한 마찰 작용)의 크기의 요구에 부응하기 위하여, 운반체의 반대편 측면에서의 동기화 링(원뿔)의 개수는 다를 수도 있다. 수동 기어박스의 경우에 특히 바람직한, 저속과 고속에서의 대략 동일한 "기어변환 감각"을 얻고자 한다면, 큰동기화 동력을 작용해야 할 경우(예를 들어, 주행 중에 있는 차량을 1단 기어로 변속하는 경우)에는 작은 동기화 동력을 작용하는 경우(예를 들어, 4단에서 5단 기어로 변속하는 경우로서 이 때에는 단일 또는 이중 동기화로써 충분하다.)보다 더 많은 수의 함께 작동하는 동기화 링들이(예를 들어, 삼중 동기화) 필요하다.

운반체의 일 측면에 두 개의 동기화 링(예를 들어, 단일 동기화)이 있는 형태는 운반체 반대편 측면의 세 개의 동기화 링(이중 동기화)과 결합하여 청구항 2의 특징부에서 표시되는 특성을 나타낼 수 있다.

운반체의 일 측면의 세 개의 동기화 링(이중 동기화)과 이와 결합하는 운반체 반대편 측면의 네 개의 동기화 링(즉, 삼중 동기화)을 포함하는 다른 형태에서, 본 시스템은 청구항 3의 특징부에 표시되는 특성을 나타낼 수 있다. 이 경우 가장 안쪽의 세번째 동기화 링의 원뿔형 내부는 톱니바퀴의 인접한 커플링 요소의 상응하는 원뿔형의 환형 플랜지 부분에 적용되는데, 이 부분은 특정 톱니바퀴에 조여진 플랜지 요소이거나 또는 동일한 톱니바퀴와 일체로 된 측면 부분의 형태를 취할 수 있다.

특히, 제조 기술적인 이유 때문에, 그리고 운반체의 웨브 부분의 반경 방향 외부 상의 운반체 톱니와 운반체의 허브 부분이 장착되어 있는 기어박스 축의 외면 사이의 반경 방향 거리가 다른 점에서 서로 구별되는, 반경 방향의 허브/웨브 치수가 다른 두 개 이상의 운반체를 포함한 기어박스에서 표준화된 형태의 운반체를 사용할 수 있으려면, 운반체의 허브 부분은, 축과 함께 회전하기 위해서 축에 부착되어 있고 외부의 축방향 봉우리부를 가지며 허브 부분의 스플라인이 허브 부분의 내주면 상에서 상기 봉우리부 사이에 맞물리게 하는 운반체 슬리브를 통하여 축에 연결되어 축과 함께 이음 회전하게 하는 것이 유리할 수 있다. 그러한 경우에, 운반체 슬리브는 운반체의 허브 부분의 내면과 운반체가 구동 연결되는 축 사이에서 (중간 요소를 맞추어주는)어댑터의 역할을 수행한다.

웨브 부분의 각 측면 상에 그 관계되는 동기화 링을 구비한 운반체의 전체 길이를 가능한한 짧게 하기 위해서는, 잠금 톱니를 구비하는 외부 동기화 링(래치 원뿔)의 반경 방향으로 내측을 향하는 구동 돌출부와, 운반체의 웨브 부분과 맞물리는 다른 동기화 링 상의 축방향 돌출부가 완전히 또는 거의 완전히 웨브 부분을 관통하는 연동 구멍 내에 위치하는 것이 유리하다. 그 결과, 웨브 부분을 최대한 이용할 수 있고 웨브 부분은 바람직하게 이 맞물림 영역에서 실질적으로 일정한 웨브 두께를 가지게 된다.

동기화 과정의 초기 단계에서, 시프트 슬리브는 맞물리게 되는 톱니바퀴를 향해 축방향으로 운동한다. 즉, 인접하고 축방향으로 접하는 외부 동기화 링(래치 원뿔)의 내부로, 그리고 부분적으로 지나쳐서 축방향으로 운동한다. 이 경우, 잠금 톱니를 구비한 이 동기화 링과 웨브 부분의 상기 반경 방향 외곽부의 사이에 바람직하게는 환형 선 스프링의 형태를 한 적당한 예비 동기화 요소가 존재하고, 봉우리부 모양의 커플링 톱니는 시프트 슬리브의 내면 상에서 상기 예비 동기화 요소를 동기화 링의 잠금 톱니를 구비한 반경 방향으로 돌출된 작동 부분에 접촉시킨다. 이 선 스프링 요소는 운반체 웨브 부분의 외부 운반체 톱니의 "하부절단(undercut)" 단부의 바로 내의 영역에 끼워맞춰진다.

선 스프링 요소를 운반체의 하부절단 운반체 톱니 단부 내의 영역에 끼워 넣는 것은 용이하며, 상기 하부절단 운반체 톱니 단부 내의 영역은 시프트 슬리브가 운반체의 축방향으로 반대편 측면 상에서 그 기어 맞물림 위치로 이동할 때에도 상기 선 스프링을 그 끼워 넣은 영역에서 단단히 붙들고 있다. 선 스프링 요소를 꼭 맞추기 위해서 선 스프링 요소와 시프트 슬리브를 특정의 스프링 끼움 위치로 돌릴 필요는 없다.

일반적으로 최외곽 동기화 링(래치 원뿔)을 그 안에 위치하는 하나 이상의 다른 동기화 링에 갖다 대는 힘은 시프트 슬리브와 래치 원뿔에 관하여 적절한 예비 부하 힘과 적절한 접촉 각도를 제공하도록 선 스프링 요소의 치수를 선택하여 정할 수 있다.

도 1은 기어박스 회전축(4)에 장착되어서 그 기어박스 회전축과 함께 이음 회전하는 운반체(6)로서, 축(4)에 연결가능한 허브 부분(8)(도 25 내지 도 26에만 도시됨)뿐만 아니라 상기 허브 부분(8)으로부터 반경 방향으로 돌출되는 웨브 부분(10)도 포함하는 운반체(6)를 포함하는, 본 발명에 따른 조립 시스템에 의해 구성된 제1 동기화 장치(2)를 도시한다. 웨브 부분의 외주면 상에서, 운반체(6)는 축방향으로 측면을 향해 넓혀지고 외면에 축방향 운반체 톱니(14)를 구비하는 외곽부(12)를 구비한다(도 13A). 이 외곽부(12)의 외면 상에서, 운반체는 운반체와 함께 회전하기 위해 운반체에 장착되어 있으며 운반체에 대하여 축방향으로 이동할 수 있고 환형으로 운반체를 둘러 싸고 있는 시프트 슬리브(16)(도 21)를 지지한다. 시프트 슬리브에는 운반체 톱니(14) 사이의 중간 공간에서 맞물리는 봉우리형의 커플링 톱니(18)가 내부에 구비된다. 시프트 슬리브(16)의 축방향 운동에 의해 운반체는, 운반체 톱니(14) 내에 위치한 다수의 협동 동작 동기화 링의 작동 후에, 회전하기 위하여 (베어링(25,27)에 의해서) 축(4) 상에 장착되어 있는 각각의 톱니바퀴(21 및 23)의 측면에 각각 체결되어 있는 커플링 요소(22' 및 22")(도 25 및 도 26에만 도시됨) 상에서 외부 커플링 톱니(20' 및 20")와 각각 커플링 연결될 수 있다.

도 1에 따른 동기화 장치(2)에서, 운반체(6)의 좌측면(단일 동기화 측) 상의 동기화 링은 상기 동기화 링 안에 위치하여 외부 잠금 톱니(26)을 구비하는 외부 동기화 링(래치 원뿔)(24a)과, 인접한 커플링 요소(22')의 각 요부(32a)에서 각각 맞물리는 원주상으로 분리된 세 개의 축방향 구동 돌출부(30a)를 구비한 내부 동기화 링(28)을 포함한다.

운반체(6)의 우측면(이중 동기화 측)에서, 동기화 링은 외부 동기화 링(래치 원뿔)(24b)과, 인접하는 커플링 요소(22")의 각 요부(32b)에 각각 맞물리는 세 개의 축방향 구동 돌출부(30b)를 구비하는 중간 동기화 링(중간 원뿔)(34, 도 22참조)을 포함한다. 래치 원뿔(24a 및 24b)은 각각 세 개의 원주 방향으로 분리된 구동 돌출부(36a 및 36b)를 가지는데, 이 구동 돌출부는 각각 그 반경 방향에서 가장 안쪽을 향하고 있고 각 구동 돌출부는 웨브 부분을 관통하는 연동 구멍(38)에서 운반체(6)의 웨브 부분(10)과 구동을 위해 맞물리도록 설계된다.

따라서 운반체(6)는 여섯 개의 그러한 구멍(38)을 가지고(도 14 참조), 그 중 세 개는 돌출부(36a)에 의해 사용되고 나머지 세 개는 돌출부(36b)에 의해 사용된다. 반경 방향으로 중간 원뿔(34) 내에는 래치 원뿔(24b)의 구동 돌출부(36b)와 맞물리는 원주 방향으로 분리된 세 개의 축방향 구동 돌출부(42)(도 1 및 도 20 참조)를 구비하는 내부 동기화 링(내부 원뿔)(40)이 있다.

도 3에서 도시되는 동기화 장치(102)에서는, 운반체(6)의 좌측면(이중 동기화 측) 상의 동기화 링은 원칙적으로 도 1의 장치(2)의 우측면 상의 동기화 링과 동일한 설계로 되어 있고, 따라서 같은 도면 부호에 100을 더하여 도 3의 대응하는 부품에 사용한다. 즉, 원뿔들에 대하여 124, 134, 140을, 구동 돌출부에 대하여는 136, 130, 142를 도면 부호로 사용한다. 우측면(삼중 동기화 측) 상에서는 래치 원뿔을 도면 부호 144로 표시하는데, 한 쌍의 중간 동기화 링(중간 원뿔)은 각각 도면 부호 146과 148로 표시한다. 가장 안쪽의 중간 원뿔(148)은 래치 원뿔의 구동돌출부(144)와 축방향으로 맞물려서 내부로 돌출하는 세 개의 구동 돌출부(142)를 구비한다. 따라서 중간 원뿔(148)의 원뿔형 내면은 회전하기 위해 축(4) 상에 지지되는 톱니바퀴(29)(도 26 참조)에 단단하게 결합된 커플링 요소(122)(도 16 참조) 내부에 위치하는 함께 작용하는 환형 플랜지 부분(150)의 원뿔형 외면에 접한다.

도 1 및 도 3에 따른 동기화 장치에서, 운반체(6)의 허브 부분(8)은, 축(4)과 함께 회전하기 위하여 축(4)에 부착되고 외부의 축방향 봉우리부(54)를 가지며 허브 부분의 스플라인(56)이 상기 봉우리부 사이에서 맞물리도록 하는 운반체 슬리브(52)를 통하여 축(4)에 연결되어 축(4)과 함께 이음 회전한다. 각각의 래치 원뿔(24a, 24b 및 124,144)의 각각의 구동 돌출부(36a, 36b 및 136a, 136b)는 실질적으로 반경 방향으로 내부를 향하고 웨브 부분(10)의 (축(4)에 수직한)중앙 평면의 영역에 위치하며, 또한 완전히 연동 구멍(38)의 내에 위치한다. 운반체(6)의 반대편 측면에서는, 그 끝이 원주 방향으로 함께 가까이 위치하는 환형 선 스프링(58)(도 24 참조) 형태의 예비 동기화 스프링 요소가 웨브 부분(10)의 외곽부(12)와 인접한 래치 원뿔(24a, 24b 및 124,144) 각각의 사이에 배열되어 있다. 이 선 스프링(58)은 운반체(6)의 웨브 부분(10)의 넓혀진 외곽부(12) 상의 운반체 톱니(14)의 하부절단 단부(60)(도 13A 참조)의 바로 내의 영역에 끼워 맞춰진다.

디스크형 커플링 요소 (22' 및 22")의 요부(32a 및 32b)의 배치는 각각 도 15 및 도 16에 도시되고, 래치 원뿔(24b, 124 및 144)에 상응하는 래치 원뿔은 도 18에 도시된다. 중간 원뿔(34, 134, 146 및 148)은 도 22 및 도 23에 각각 도시된다.

이하에서는 동기화 장치의 동기화 과정의 연속적인 단계를 운반체(6)의 양 측면에서 단일 동기화에 의해 특징지워지는 형태에 관하여 약식으로 설명할 것이다. 이러한 형태에서 동기화 장치는, 도시한 바와 같이, 두 개의 균일한 내부 원뿔(64)와 함께 작동하는 두 개의 균일한 래치 원뿔(62)를 포함하는데, 상기 균일한 내부 원뿔(64)은 도 1에 따른 실시예에서의 내부 동기화 링(내부 원뿔)(28)과 동일한 형태이다. 이 경우 래치 원뿔(62)(도 5 참조)은 운반체(6)를 관통하는 여섯 개의 연동 구멍(38)(도 14 참조) 중의 세 개의 구멍에 각각 반대 방향으로부터 맞물리는 세 개의 축방향으로 향하는 구동 돌출부(66)를 구비한다.

본 발명과 주요한 관련이 있는 부품/구성품에 대한 도면 부호는 동기화 과정의 연속적인 단계를 도시하는 도 6 내지 도 13에서도 동일한 부품/구성품을 나타내므로, 단순화를 위해 도 5A 및 도 5B에서만 표시한다.

도 5 내지 도 13에서 도시되는 동기화 과정에서, 동기화 슬리브(시프트 슬리브)(16)의 축방향 운동은, 보통 원주면 홈(70)에 맞물리고 기어 레버 또는 기어 선택기로써 중간 연결 부분을 통하여 차량의 운전자에 의해 작동되는, 여기서는 도시되지 않는 기어변속 포크에 의해서 이루어지는데, 이때 도시되는 동기화 장치를 구비한 관련 기어박스가 상기 차량의 동력 전달 계통의 일부를 형성한다. 도 5(도 5A 및 도 5B 포함)는 중립 위치에 있는 동기화 장치를 도시한다.

디스크형 커플링 요소(22')에 단단히 연결되어 있는 톱니바퀴가 운반체(6)가 함께 회전하기 위하여 부착되어 있는 기어박스 축(4)에 커플링 연결(구동되도록 연결)될 때, 시프트 슬리브(16)는 도 5의 중립 위치로부터 왼편으로 이동하여 도 6에도시되는 적용 위치에 있게 되는데, 여기서 커플링 톱니(18)이 아랫면이 예비 동기화 요소로서 작용하는 선 스프링(58)을 눌러서 래치 원뿔(62)과 접촉시키고, 따라서 이 래치 원뿔의 내부 원뿔형 마찰면은 내부 원뿔(64)의 원뿔형 외면과 마찰 접촉하게 된다. 그러면 래치 원뿔(62)은 운반체(6)에 대하여 회전하여 도 7에 도시되는 걸리는 위치에 있게 되는데, 이 때 잠금 톱니(26)는 시프트 슬리브(16)가 더 이상 왼편으로 축방향 이동하지 않도록 해준다. 도 8에 도시되는 연속적인 동기화 동안에, 래치 원뿔(62)과 내부 원뿔(64) 사이의 마찰은 추가적인 동기화 작용을 일으키고 그 결과 도 9에 도시되는 바와 같이 시계방향 회전이 생기는데, 이 때 잠금 톱니(26)는 시프트 슬리브가 도 10에 도시되는 긁는 위치로 축방향 이동하는 것을 더 이상 막지 못하며, 대신 시프트 슬리브의 커플링 톱니가 커플링 요소(22')의 커플링 톱니(20')에 관하여 축방향으로 중심에 있다는 사실에 의해서 시프트 슬리브의 커플링 톱니의 더 이상의 축방향 이동을 막을 수 있다.

동기화 과정은 그 후 도 11 및 도 12에 도시된, 시프트 슬리브(16)에 대한 커플링 요소(22')의 연속적인 내부 회전에 의해서 완료되는데, 이 내부 회전은 시프트 슬리브의 커플링 톱니(18)가 도 13에 도시되는 최종 커플링 연결위치를 향하여 커플링 톱니(20')의 단부를 지나서 커플링 톱니(20') 사이의 중간 공간 속으로 이동할 수 있는 위치에 도달했을 때에 끝난다. 이 상황에서 톱니바퀴는 커플링 요소(22')의 커플링 톱니(20')를 통해서 상기 커플링 요소(22')에 결합되고, 시프트 슬리브(16)는 이 커플링 톱니(20')에 커플링 연결되고, 운반체는 축과 함께 회전하기 위하여 축에 배열되고 구동 연결된다.

도 27 내지 29는 최종적으로, 단순화를 위해서 동기화가 단지 일 측면상에서 도시되는 경우에, 래치 원뿔(224' 및 224") 각각의 돌출부(236' 및 236'') 각각이 단일, 이중 및 삼중 동기화에 대하여 어떻게 설계될 수 있는지를 도시한다(도 27, 도 28 및 도 29 각 참조). 도 28 내지 도 29에서 표시되는 바와 같이, 이 경우 내부 원뿔(240 및 248) 각각은 운반체(6)에 접하는 측면 모서리 상에 요부(250)를 구비하는데, 이 요부 내에서 축방향으로 구부러진 래치 원뿔(224', 224")의 구동 돌출부(236', 236'')의 단부(252)가 내부 원뿔과 래치 원뿔을 함께 직접 커플링 연결하기 위해 운반체를 통한 동력 전달없이 맞물려진다. 구동 돌출부의 개수는 유리하게는 단일, 이중, 및 삼중 동기화에 대하여 3, 5, 및 7개가 될 수 있고, 운반체(6)의 웨브 부분(10)을 관통하는 연동 구멍(38)의 개수는 12개에 달한다.

Claims (7)

1. 기어박스, 바람직하게는 차량의 기어박스용의 동기화 장치를 위한 조립 시스템으로서,

   상기 동기화 장치가, 회전축(4)에 연결된 허브 부분(8)뿐만 아니라 상기 허브 부분으로부터 반경 방향으로 돌출된 웨브 부분(10)도 구비하며 회전축(4)에 장착되어서 회전축과 함께 이음 회전하는 운반체를 포함하고; 상기 운반체의 외주면은, 웨브 부분(10)과 함께 회전하면서도 웨브 부분에 대하여 축방향으로 움직일 수 있게 환형으로 상기 운반체를 둘러싸고 있는 시프트 슬리브를 지지하고; 상기 운반체는 축 상에 회전가능하게 장착되어 있는 톱니바퀴에 결합된 커플링 요소(22', 22")에 커플링 결합될 수 있으며,

   상기 동기화 장치가, 원뿔형 외부 마찰면을 구비한 하나 이상의 내부 동기화 링(28,40;140)과 원뿔형 내부 마찰면과 그 외주면에 외부의 잠금 톱니(26)를 구비한 외부 동기화 링(24a,24b;124,144)을 또한 포함하며, 이중 또는 삼중 동기화 형식의 경우에는 상기 내부와 외부 동기화 링 사이에 개재되고 내부 원뿔형 마찰면과 외부 원뿔형 마찰면을 구비하는 동기화 링(34;146,148)를 포함하는, 기어박스용의 동기화 장치를 위한 조립 시스템에 있어서,

   상기 조립 시스템은 단일, 이중 또는 삼중의 동기화 형식에 사용가능하고, 잠금 톱니(26)를 구비한 상기 외부 동기화 링(24a,24b;124,144)은 그 반경 방향으로 가장 안쪽 부분에서 상기 운반체의 웨브 부분에 적어도 중간 이상 맞물리는 구동 돌출부(36a,36b;66)를 구비하고, 각 구동 돌출부는 각각의 구동 돌출부에 대한 상기 웨브 부분을 관통하는 연동 구멍(38)에서 상기 운반체의 웨브 부분(10)과 맞물려 구동하도록 설계되고,

   상기 외부 동기화 링(래치(latch) 원뿔)의 각 돌출부는 이중 또는 삼중 동기화 형식의 경우에, 상기 내부 동기화 링 상의 축방향을 향하는 구동 돌출부(42)와도 맞물리고,

   잠금 톱니(26)를 구비한 상기 외부 동기화 링의 원뿔형 내부 마찰면이 접촉하고 있는 상기 동기화 링(28,34;134,146)은 상기 운반체의 웨브 부분으로부터 떨어져 접하는 면에서 하나 이상의 축방향을 향하는 구동 돌출부(30a,30b;130)를 구비하고, 상기 구동 돌출부 각각은 인접한 톱니바퀴의 커플링 요소(22;122)의 요부(凹部)에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 동기화 장치를 위한 조립 시스템.
2. 제1항에 따른 동기화 장치를 위한 조립 시스템으로서, 운반체(6)가, 상기 운반체에 인접한 커플링 요소(22',22")를 각각 구비하고 회전축에 회전가능하게 장착되며 축방향으로 분리된 두 개의 톱니바퀴 사이의 영역에, 배열되어 있고, 상기 운반체는 시프트 슬리브(16)의 축방향 운동과 동기화 링들의 작용에 의해 구동 연결될 수 있는, 동기화 장치를 위한 조립 시스템에 있어서,

   상기 운반체(6)의 일 측면 상에서 잠금 톱니를 구비한 외부 동기화 링(24a)이, 상기 인접한 톱니바퀴의 커플링 요소(22') 내의 요부(32a)에 맞물리는 하나 이상의 축방향 구동 돌출부(30a)를 구비하는 내부 동기화 링(28)과 접촉 상태에 있고,

   상기 운반체의 반대 편 다른 측면 상에서는 또 다른 외부 동기화 링(24b)이, 상기 운반체의 웨브 부분의 연동 구멍(38) 중의 하나 속의 래치 원뿔의 돌출부와 맞물리는 축방향 돌출부(42)를 구비하는 내부 동기화 링(40)에 내부적으로 인접하고 양 측면이 원뿔형이며 하나 이상의 축방향 돌출부(30b)에 의해 상기 인접하는 톱니바퀴의 커플링 요소(22") 내의 요부에 맞물리는 중간 동기화 링(34)과 접촉상태에 있는 것을 특징으로 하는 동기화 장치를 위한 조립 시스템.
3. 제1항에 따른 동기화 장치를 위한 조립 시스템으로서, 운반체(6)가, 상기 운반체에 인접한 커플링 요소(22;122)를 각각 구비하고 회전축에 회전가능하게 장착되며 축방향으로 분리된 두 개의 톱니바퀴 사이의 영역에, 배열되어 있고, 상기 운반체는 시프트 슬리브(16)의 축방향 운동과 동기화 링들의 작용에 의해 구동 연결될 수 있는, 동기화 장치를 위한 조립 시스템에 있어서,

   상기 운반체의 일 측면 상에서 잠금 톱니를 구비한 외부 동기화 링(124)이, 상기 운반체의 웨브 부분의 연동 구멍(38) 중의 하나 내에서 맞물림 상태에 있는 축방향 돌출부를 구비한 내부 동기화 링에 내부적으로 인접하고 양 측면이 원뿔형이며 하나 이상의 축방향 돌출부(130)를 통해서 상기 인접한 톱니바퀴의 커플링 요소 내의 요부에 맞물리는 중간 동기화 링(134)과 접촉 상태에 있고,

   상기 운반체의 반대편 다른 측면 상에서는 또 다른 외부 동기화 링(144)이, 양 측면이 원뿔형이면서 상기 연동 구멍(38) 중의 하나 내에서 상기 래치원뿔(144)의 돌출부와 맞물리는 하나 이상의 축방향 돌출부(142)를 구비하는 가장 안쪽의 동기화 링(148)에 내부적으로 인접하고 양 측면이 원뿔형이며 하나 이상의 축방향 돌출부(130)를 통하여 상기 인접한 톱니바퀴의 커플링 요소(122) 내의 요부에 맞물리는 중간 동기화 링(146)과 접촉 상태에 있고,

   상기 가장 안쪽의 동기화 링(148)의 원뿔형 내면은 상기 인접한 톱니바퀴의 커플링 요소의 함께 작용하는 원뿔 환형 플랜지 부분(150)의 표면에 인접하는 것을 특징으로 하는, 동기화 장치를 위한 조립 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운반체의 허브 부분(8)은, 상기 축과 함께 회전하기 위하여 상기 축에 부착되어 있고 외부의 축방향 봉우리부들을 가지며 상기 봉우리부들 사이에는 상기 허브 부분의 내주면 상의 스플라인(56)이 맞물리는 운반체 슬리브(52)를 통하여 상기 축에 연결되어 축과 함께 이음 회전하는 것을 특징으로 하는, 동기화 장치를 위한 조립 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 잠금 톱니(26)를 구비한 하나 이상의 외부 동기화 링(래치 원뿔)의, 바람직하게는 반경 방향으로 내부를 향하고 있고 상기 웨브 부분의 중심 영역에 위치하는 구동 돌출부(36a,36b)와, 각각의 래치 원뿔의 돌출부와 맞물리는 다른 동기화 링 상의 축방향 돌출부(42;142)는, 상기 웨브 부분을 관통하는 연동 구멍(38) 내에 위치하고, 상기 웨브 부분은 이 영역에서 실질적으로 일정한 웨브 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 동기화 장치를 위한조립 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운반체의 각 측면에서, 상기 운반체 톱니의 하부절단 단부(60) 바로 내의 영역에 끼워 맞춰진 환형의 예비 동기화 스프링 요소(58)가, 상기 웨브 부분(10)의, 외부 운반체 톱니(14)를 구비한 반경 방향의 외곽부(12)와 각각의 인접한 외부 동기화 링 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 동기화 장치를 위한 조립 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 예비 동기화 스프링 요소는 선 스프링(wire spring, 58)의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는, 동기화 장치를 위한 조립 시스템.