KR20100117626A - 기어 휠 변속기 시프팅 장치 - Google Patents

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KR20100117626A KR1020107019038A KR20107019038A KR20100117626A KR 20100117626 A KR20100117626 A KR 20100117626A KR 1020107019038 A KR1020107019038 A KR 1020107019038A KR 20107019038 A KR20107019038 A KR 20107019038A KR 20100117626 A KR20100117626 A KR 20100117626A
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shifting device
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클라우스 크래머
우베 슈바르츠
파스칼 코테스
페터 콘
발레리 망동
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섀플러 테크놀로지스 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은, 시프팅 구동 유닛(17)에 의해 변속기 축에 대해 축방향으로 변위될 수 있는 시프팅 부재(44)와, 변속기 축 상에 장착된 아이들러 기어와 시프팅 부재(44) 사이에 배치된 하나 이상의 싱크로나이저 링(synchronizer ring)(4, 5, 6)을 포함하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치(2)에 관한 것이며, 시프팅 부재(44)와 싱크로나이저 링(4, 5, 6) 사이에 액시얼 베어링(11)이 배치된다.

Description

기어 휠 변속기 시프팅 장치 {SHIFTING DEVICE OF A GEAR WHEEL VARIABLE-SPEED TRANSMISSION}
본 발명은, 시프팅 구동 유닛에 의해 변속기 축에 대해 축방향으로 변위될 수 있는 시프팅 부재와, 변속기 축 상에 장착된 아이들러 기어와 시프팅 부재 사이에 배치된 하나 이상의 싱크로나이저 링(synchronizer ring)을 포함하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치에 관한 것이다.
기어 휠 변속기용 시프팅 장치는 주로 시프트 레일 또는 시프트 샤프트와 연결된 실렉터 포크 형태의 시프팅 구동 유닛을 포함한다. 실렉터 포크는 싱크로나이저 링의 슬라이딩 슬리브 내에 형상 결합식으로 맞물리며, 이때 커플링 부재들에 의해 아이들러 휠이 부축(counter shaft) 또는 변속기 주축과 결합될 수 있다. 이러한 유형의 시프팅 장치에 사용되는 많은 실렉터 포크는 시프트 레일과 회전 불가능하게 연결된다. 그 대안으로, 실렉터 로커 암(selector rocker arm)으로서 형성된 실렉터 포크가 축방향으로 변위 또는 회전할 수 있게 시프트 레일에 배치될 수 있다. 실렉터 포크의 구동은 주로 시프트 핑거를 이용하여 이루어지며, 상기 시프트 핑거는 실렉터 포크와 연결된 실렉터 게이트 내에 형상 결합식으로 맞물려 실렉터 포크의 변위를 가능케 한다. 시프팅된 기어단들 및 중립 위치는 시프트 록킹(locking) 장치를 이용하여 고정되며, 상기 시프트 록킹 장치는 대개 시프트 레일에 배치되는 멈춤 턱(detent hump)과의 상호 작용을 통해 실렉터 포크의 위치를 고정한다.
수동 변속기의 자동화는 새로운 유형의 시프팅 개념의 구현을 가능케 한다. 이와 같이 슬라이딩 슬리브가 없는 동기화 장치의 예가 WO 2007/128929 A1호에 공개되어 있다. 상기 문서에 소개된 환형 실렉터 포크는 내측에 볼 베어링 타입의 베어링을 포함하는 한편, 외측은 시프트 샤프트와 연결된다. 이러한 구성에서는 동기 커플링이 동기화의 목적으로 사용될 뿐만 아니라, 관련 기어단이 시프팅되는 경우 기어 휠의 커플링 지속을 위해서도 사용된다. 따라서 이러한 유형의 시프팅 장치는 특히 실렉터 포크가 액츄에이터에 의해 구동되는 자동화된 수동 변속기에 적합하다.
볼 베어링은 실렉터 포크 내부로 압입되므로, 삽입 시 변속기 축에 대한 베어링의 정확한 동심성이 요구된다. 따라서, 시프트 샤프트와 변속기 축은 상호 간에 매우 정확하게 정렬되어야 한다. 이러한 유닛은 조립이 복잡한 점 외에도, 센터링되지 않은 힘의 도입 시 서로 걸려서 움직이지 않거나, 바람직하지 못한 비동기화가 일어나는 단점이 있다. 또한, 그로 인해 소음이 발생할 수 있다.
본 발명의 과제는 전술한 단점들이 제거된 시프팅 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항의 특징부에 따라 시프팅 부재와 동기화 장치 사이에 액시얼 베어링이 배치됨으로써 해결된다. 여기서 동기화 장치의 개념은, 시프팅될 아이들러 기어와 변속기 축 사이의 회전수 평형을 구현하는 데 적합한 수단을 의미하며, 예컨대 슬라이딩 슬리브와 같은 구동 장치는 그러한 수단에서 제외된다. 상기 유형의 수단의 예로, 내부 링, 중간 링 및 외부 링을 포함하는 동기화 패킷 또는 단독의 싱크로나이저 링이 있으며, 이때 선택적으로 아이들러 기어에 커플링 바디가 제공된다.
하중이 상대적으로 오래 지속되면, 종래 기술에 따른 시프팅 장치들의 경우 고장을 야기할 수 있는 마찰열이 발생하는데, 이는 대부분 플라스틱으로 형성되는 슬라이딩 슈(sliding shoe)가 하중을 견디지 못하기 때문이다. 액시얼 베어링이 배치되면 액시얼 베어링이 상대 운동을 흡수하기 때문에 그러한 과하중이 방지된다.
액시얼 베어링은 공지된 방식에 따라, 그 측면이 2개의 지지면으로 둘러싸인 베어링 링을 포함한다. 1개의 지지면은 예컨대 스러스트 와셔로 형성될 수 있다. 기어가 시프팅되면 스러스트 와셔로 축방향 힘이 가해짐에 따라, 변속기 축 상에서 동기화 장치가 축방향으로 변위된다. 본 발명의 한 실시예에서는, 중간 링을 통해 내부 링과 연결될 수 있는 외부 링의 단부면에 액시얼 베어링이 작용하며, 이 경우 내부 링은 아이들러 기어 측에 배치된다. 이러한 유형의 동기화 장치는 공지된 방식에 따라, 아이들러 기어와 변속기 축 사이에 회전수 편차가 존재하는 동안에는 기어단의 입력을 저지하는 래칫(rachet)을 포함할 수 있다. 싱크로나이저 링이 마찰 라이닝을 포함하기 때문에, 축방향 변위에 의해 수행되는 동기화 프로세스 시 마찰 결합이 발생한다. 동기화 이후 싱크로나이저 링은 아이들러 기어와 형상 결합식으로 연결된다.
베어링 링은, 그 내부로 회전체가 안내되는 포켓을 포함하는 케이지로 형성될 수 있다. 회전체로서 니들 또는 실린더를 사용하는 것이 특히 적절하다. 그 대안으로, 케이지가 없는 베어링이 제공된다.
한 변형예에서는 베어링 링의 축방향 양 측면이 스러스트 와셔들에 의해 둘러싸인다. 전술한 모든 변형예에서, 액시얼 베어링을 예압하는 것이 특히 바람직하다.
상기 유형의 동기화 장치에서는 슬라이딩 슬리브가 생략될 수 있다. 시프팅 구동 유닛은 축방향 변위를 수행하는 시프팅 부재와 직접 상호 작용이 가능한데, 이는 액시얼 베어링에 의해 회전 운동이 흡수됨으로써 시프팅 부재가 시프팅 구동 유닛과 관련하여 회전 불가능하게 배치될 수 있기 때문이다. 그로 인해 동기화 장치와 상호 작용하는 실렉터 포크의 단부들이 하중을 훨씬 덜 받게 된다. 이로써 실렉터 포크의 새로운 구조적 형상이 가능해진다. 상기 실렉터 포크는 종래의 실렉터 포크에 비해 더 가벼워질 수 있고, 축방향으로 더 좁게 형성될 수 있다. 또한, 건성 피막 코팅이 불필요하므로 제조가 간소화된다. 본 발명의 한 변형예에서는 시프팅 구동 부재와 시프팅 부재의 일체형 구성도 제공된다.
본 발명의 한 개선예에서는 시프팅 부재가 액시얼 베어링의 일부분이며, 하나의 스러스트 와셔를 형성한다. 그럼으로써, 아주 적은 부품으로 매우 짧은 구조의 시프팅 장치를 구성할 수 있다. 모든 개별 부품은 대량 생산 방식으로 매우 원활하게 제조될 수 있다.
시프팅 구동 유닛은 축방향으로만 변위 가능한 실렉터 포크로서 또는 선회 가능한 실렉터 로커 암으로서 형성될 수 있다. 두 경우 모두 시프팅 구동 유닛은 냉간 성형 기술에 의해 비절삭 방식으로 제조될 수 있으며, 이는 특히 부품 수가 많은 경우에 유리하다. 시프팅 구동 유닛은 시프팅 부재와 일체로 형성될 수 있기 때문에 환형의 기본 몸체를 갖는다. 그 대안으로, 시프팅 구동 유닛이 두 부분으로 형성되며, 그럼으로써 시프팅 부재는 별도로 제조된다. U자형의 포크 타입 기본 몸체를 갖는 시프팅 구동 유닛이 특히 적절하다.
또 다른 한 변형예에서는, 시프팅 부재가 주연측에서 그의 전체 길이에 걸쳐 형상 결합식으로 둘러싸이도록 시프팅 구동 유닛의 기본 몸체가 시프팅 부재에 매칭된다. 이는 매우 안전한 안내를 보장한다.
시프팅 구동 유닛은 시프트 샤프트로의 연결부로서 (선택적으로 변위 가능한) 허브를 포함할 수 있으며, 이 허브를 통해 시프트 샤프트를 향한 시프팅 구동 유닛의 원활한 정렬이 가능하다. 또한, 본 발명은 최종 조립 공정을 간편화하는데, 이는 축방향 변위 가능성으로 인해 시프팅 구동 유닛과 시프팅 부재 사이에 유격이 제공될 수도 있어서 시프팅 구동 유닛과 시프팅 부재가 반드시 맞물려야 할 필요가 없기 때문이다. 그럼으로써 제조 정밀성 및/또는 조립 정밀성이 보상될 수 있다.
시프팅 구동 유닛의 기본 몸체는 변속기 축선에 대한 세로 절단면에서 볼 때 L자형이거나, 그 대안으로 U자형, 즉 리브(rib)형으로 형성될 수 있는데, 그 이유는 그러한 유형의 기본 몸체가 발생하는 하중에 매우 우수하게 매칭되기 때문이다. 또 다른 한 구성에서는 기본 몸체가 추가의 보강 리브들을 포함한다.
이때, 시프팅 구동 유닛에 시프트 핑거를 맞물리기 위한 시프트 암과 같은 추가의 부재들이 제공될 수 있다. 허브와 시프트 샤프트는 형상 결합식으로 회전 및 변위가 불가능하게 서로 연결되는데, 이는 예컨대 압입 끼워맞춤을 통해 구현될 수 있다. 그 대안으로, 허브가 리니어 베어링에 의해 시프트 샤프트 상에 지지된다.
본 발명의 한 개선예에서는, 시프팅 구동 유닛의 기본 몸체가 반원형으로 형성되며, 이때 대면하여 놓인 포크 단부들은 스러스트 와셔용 안내 부재들을 갖는다. 상기 안내 부재들은 반경방향 내측을 향하는 돌출부로서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 단부측이 포크 단부들과 연결될 수 있는 슬라이딩 슈로 구현될 수도 있다.
슬라이딩 슈는 플라스틱으로 형성되며, 포크 단부들에 부착될 수 있다. 그 대안으로, 슬라이딩 슈는 상기 단부들과 클립핑되거나, 용접되거나, 형상 결합식으로 연결되거나, 그 이외의 방식으로 시프팅 구동 유닛의 기본 몸체에 고정된다. 이때, 안내 부재의 개수는 2개로 제한되지 않는다. 본 발명의 또 다른 한 실시예에서는 기본 몸체가 추가의 안내 부재들을 통해 지지된다.
기본 몸체와 외부 링 사이의 연결이 쌍을 이루는(paired) 안내 부재들을 통해 구현되면 안전한 안내가 보장되며, 기본 몸체와 시프팅 부재 사이의 비교적 격렬한 상대 운동이 일어나지 않게 된다. 따라서 많은 경우에 기본 몸체의 코팅 또는 슬라이딩 슈가 불필요할 수 있다. 일부의 경우에는 심지어 슬라이딩 슈가 완전히 생략되거나, 실렉터 포크의 재료로 제조될 수 있는데, 이는 슬라이딩 슈의 마찰 특성에 대한 요건이 그리 까다롭지 않기 때문이다. 이러한 간소화는 특히 자동화된 수동 변속기의 경우에 바람직한데, 그 이유는 종래에 사용된 플라스틱 슬라이딩 슈는 상대적으로 오래 지속되는 하중에 맞추어 설계된 것이 아니며, 마찰열 발생 시 그의 수명에 악영향을 주기 때문이다. 본 발명을 통해서는 이러한 플라스틱 슬라이딩 슈를 생략할 수 있거나, 재료 선택 시 마찰 특성을 고려할 필요가 없다.
스위칭 부재와 시프팅 구동 유닛 사이의 접촉면이 볼록하게 형성되는 것이 특히 바람직하다. 그럼으로써 탄성 변형이 최적으로 저지된다. 시프팅 장치의 설계에 따라, 시프팅 구동 유닛에 추가로 슬라이딩 슈와 유사한 부재가 고정될 수 있으며, 이 부재는 오직 댐핑에만 사용된다.
당업자는 설계를 위해 다양한 액시얼 베어링을 시중에서 쉽게 구할 수 있으므로, 본 발명의 대상은 매우 간단하게 제조할 수 있다. 액시얼 베어링은 전체로서 완전히 시프팅 장치 내에 삽입될 수 있다. 액시얼 베어링의 스러스트 와셔에 대한 시프팅 구동 유닛의 배치는 후속하는 조립 단계에서 수행된다. 이러한 유형의 조립은 액시얼 베어링의 스러스트 와셔가 원환으로서 형성되는 경우에 매우 간단해진다.
또한, 모든 부품은 그 구조가 매우 간단하기 때문에 대량 생산에 적합하다. 따라서 스러스트 와셔는 판금으로부터 천공될 수 있고, 시프팅 구동 유닛 역시 강판으로부터 제조될 수 있다. 시프팅 구동 유닛의 코팅은 불필요하다.
그러한 유형의 시프팅 장치 내에 종래의 실렉터 포크를 사용하는 것도 가능하다. 이는 대량 양산 시 크기 효과(scale effect)로 인한 비용 이득을 가능케 한다.
본 발명에 따르면, 시프팅 구동 장치를 이용하여 2개의 기어단을 시프팅할 수도 있다. 이 경우, 시프팅 구동 유닛은 2개의 액시얼 베어링과 상호 작용하며, 이때 시프팅 구동 장치는 제1 동기화 장치의 스러스트 와셔와 제2 동기화 장치의 스러스트 와셔 사이에 배치된다. 그 대안으로, 시프팅 구동 장치가 중간 부품을 통해 액시얼 베어링에 작용하거나, 예컨대 시프팅 부재와 시프팅 구동 장치가 일체로 형성된 경우에는 베어링 링에 직접 작용한다.
2개의 스러스트 와셔 대신, 변속기 내에 1개의 슬리브가 삽입될 수도 있다. 그러나 이러한 슬리브는, 슬리브의 축방향 외측 측면이 각각 액시얼 베어링의 일부분을 형성한다는 점에서 종래 기술에 따른 슬라이딩 슬리브와 차이가 있다. 따라서 슬리브가 사용되는 경우에도 시프팅 구동 유닛에서 슬라이딩 슈가 불필요할 수 있다.
슬리브는 절삭 가공될 수도 있고, 굽혀진 박판 구조물로서 형성될 수도 있다. 슬리브는 한 변형예에서 외부를 향하는 환형 홈을 가지며, 상기 홈은 선택적으로 코팅될 수 있다. 슬리브는 시프팅 구동 유닛과 관련하여 회전할 수 있다. 물론, 전술한 마찰 기술적 관점에서는 슬리브가 시프팅 구동 유닛과 관련하여 회전 불가능하게 배치되는 것이 바람직하다.
슬리브의 홈은 회전 가능한 슬라이딩 슈가 맞물리기에 적합하며, 이로써 실렉터 로커 암이 시프팅 구동 유닛으로서 사용될 수 있는 가능성이 마련된다. 물론 슬리브가 필연적으로 실렉터 로커 암의 사용을 전제하지는 않으므로, 그러한 실렉터 로커 암이 환형 스러스트 와셔와 상호 작용을 할 수도 있다.
본 발명의 한 개선예에서는 스러스트 와셔로서의 시프팅 부재가 시프팅 구동 유닛의 맞물림을 위한 하나 이상의 쇼울더를 포함한다. 스러스트 와셔는 바람직하게 원환형으로 형성되며, 쇼울더는 외측으로 튀어나와 있는 노우즈부로서 형성될 수 있다. 관련 시프팅 구동 유닛은 보다 두툼한 판금으로 형성되며, 대략 U자형으로 굽혀진다. 시프팅 구동 유닛의 단부들에는 대략 가운데 부분에 절개부가 제공되며, 이 절개부는 그 측면이 각각 2개의 포크 레그로 둘러싸인다.
조립 시, 시프팅 구동 유닛의 리세스들이 스러스트 와셔의 노우즈부들 위로 슬라이딩된다. 조립 공간이 충분히 제공되는 한, 시프팅 구동 유닛의 외경이 중심부 쪽으로 갈수록 확장될 수 있으며, 시프팅 구동 유닛의 포크형 기본 몸체가 노우즈부 상으로 직접 슬라이딩될 수 있다. 이 경우에도, 기본 몸체 내에 절개부들이 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다.
조립을 더욱 간편화하기 위해, 스러스트 와셔에 선택적으로 불균형 질량부(unbalanced mass)가 제공되며, 이는 휠 세트에서의 사전 정렬에 이용될 수 있다. 그 대안으로, 그러한 사전 정렬에 노우즈부들이 사용된다. 본 실시예의 한 개선예에서는 시프팅 구동 유닛의 포크 레그에도 역시 각각 슬라이딩 슈가 구비된다. 이때, 상기 슬라이딩 슈들이 반드시 우수한 마찰 특성을 갖지는 않는다. 이들은 역시 허용오차 보상 부재로서만 사용된다. 이로써 슬라이딩 슈에 대한 선택의 폭이 더 넓어질 수 있으며, 이 경우 오직 시프팅 장치의 수명을 고려해서 재료 선택이 이루어질 수 있다.
이러한 유형의 시프팅 장치는 변속기 축 상에 직접 장착될 수 있다. 시프팅 부재가 회전 대칭형으로 형성된 경우, 시프팅 장치는 매우 간단하게 정렬될 수 있다. 따라서 상기 대칭성으로 인해 정밀 각도 정렬이 생략될 수 있다. 액시얼 베어링 역시 다른 동기화 부품들과 함께 변속기 축 상에 간단하게 사전 조립될 수 있고, 시프팅 구동 유닛은 시프팅 부재와 함께 별도의 조립 단계에서 사전 조립되며, 마지막 단계에서 비로소 시프팅 구동 유닛과 동기화 장치가 서로 정렬될 수 있다.
그럼으로써 과도한 마모 없이 더욱 오랜 기간에 걸쳐 축방향으로 힘을 도입할 수 있도록 하는 동기화 장치를 위한 구동 메커니즘이 본 발명에 따른 시프팅 유닛에 제공된다.
본 발명은 하기에서 실시예들을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 변속기 축이 포함되지 않은 동기화 장치의 분해도이다.
도 2는 도 1에 따른 동기화 장치에 본 발명에 따른 시프팅 유닛으로서 시프팅 구동 유닛이 조립된 모습의 확대도이다.
도 3은 도 2에 따른 시프팅 유닛의 분해도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 실렉터 포크를 구비한 본 발명에 따른 시프팅 유닛이다.
도 5는 도 4에 따른 시프팅 유닛의 분해도이다.
도 6은 슬리브를 구비한, 본 발명에 따른 또 다른 시프팅 유닛을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 시프팅 유닛의 분해도이다.
도 8은 슬리브 및 실렉터 로커 암을 구비한, 본 발명에 따른 제2 시프팅 유닛을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 따른 시프팅 유닛의 분해도이다.
도 10은 실렉터 로커 암을 구비한, 본 발명에 따른 또 다른 시프팅 유닛을 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 따른 시프팅 유닛의 분해도이다.
도 12는 노우즈부를 포함하는 스러스트 와셔를 구비한, 본 발명에 따른 시프팅 유닛을 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에 따른 시프팅 유닛의 분해도이다.
도 14는 슬라이딩 슈를 구비한, 도 12에 따른 시프팅 유닛을 도시한 도면이다.
도 15는 도 14에 따른 시프팅 유닛의 분해도이다.
도 1에는 기어 휠 변속기의 시프팅 장치(2, 도 2)의 부품으로서 동기화 장치(1)가 도시되어 있다. 개별 부품들은 도시되지 않은 변속기 축을 중심으로 동심으로 배치된다. 원추부(3)가 반경방향 및 축방향으로 고정 연결되는 아이들러 휠 역시 도시되지 않았다. 원추부(3)로부터 축방향으로 오프셋되어 내부 링(4), 중간 링(5) 및 외부 링(6)이 배치된다. 이때, 중간 링(5)은 원추부 홈들(8)에 맞물리는 촉부들(7)을 구비한다. 내부 링(4)과 외부 링(6)은 내접 기어들(9, 10)을 통해, 도시되지 않은 싱크로나이저 허브 상에 축방향으로 변위 가능하게 또는 변속기 축과 반경방향으로 고정된다. 이러한 시스템에서 외부 링(6)에 축방향 압력이 가해지면 마찰 결합이 발생함에 따라, 원추부(3)가 내부 링(4) 및 외부 링(6)과 동일한 회전수를 취한다.
동기화 장치(1)를 위한, 본 발명에 따른 구동 메커니즘을 이용하면 더욱 긴 지속 시간에 걸쳐서 외부 링(6)으로 축방향 힘이 도입될 수 있다. 도 2 및 도 3에 따른 실시예에서는 외부 링(6)에 액시얼 베어링(11)이 연결되며, 이 액시얼 베어링은 제1 지지면(12)과, 베어링 링(45)과, 제2 지지면(13)을 포함한다. 베어링 링(45)은 복수의 니들(15)로서 형성된 회전체(14)를 수용하는 포켓(18)을 구비한 케이지(16)를 포함한다. 제1 지지면(12)은 외부 링(6)에 형성되며, 제2 지지면(13)은 시프팅 구동 부재(17)와 맞물려 있는 스러스트 와셔(30)로서 형성된다. 스러스트 와셔(13)는 강판으로 된, 비교적 얇은 원환으로서 형성된다.
시프팅 구동 부재(17)는 윤곽 성형된 판금 재료로부터 제조된, 대략 U자형의 실렉터 포크(19)이다. 상기 실렉터 포크는 도입되는 시프팅 힘이 확실하게 흡수될 수 있도록 상대적으로 넓은 중앙 영역(20)을 가지며, 각각 대면하여 놓인 단부들(21)에서 좁아진다. 상기 단부들(21)은 대면하여 놓인 2개의 포크 레그(22, 23)를 가지며, 상기 포크 레그들에 의해 제2 스러스트 와셔(13)가 안전하게 안내될 수 있다. 이때, 포크 레그들(22, 23)은 접촉면들을 형성하며, 혹여 있을 수 있는 탄성 변형을 예방하기 위해 볼록하게 형성된다. 도시되지는 않았지만, 예컨대 슈(shoe)로서 형성된 안내 부재(29)가 댐핑을 위해 실렉터 포크(19)의 단부들(21)에 제공될 수 있다.
도 4 및 도 5에는 종래 기술에 따른 실렉터 포크(19)를 구비한 시프팅 장치(2)가 도시되어 있다. 간략한 도시를 위해, 후속 연결된 외부 링, 중간 링, 내부 링 및 시프팅될 아이들러 기어의 원추부를 구비한 제2 스러스트 와셔는 생략되었다. 실렉터 포크(19)는 대략 L자형의 횡단면을 갖도록 성형된 기본 몸체(25) 및 허브(26)를 포함하며, 이때 실렉터 포크(19)는 허브(26)에 의해 시프트 샤프트(27)에 고정된다. 반원형의 기본 몸체(25)는 그의 단부들(21) 및 상기 단부들 사이에 놓인 중앙 영역(20)에 안내 부재들(29)을 가지며, 상기 안내 부재들을 통해 기본 몸체가 스러스트 와셔들(30, 31)과 상호 작용하게 된다. 주연 방향으로 안내 부재들(29) 사이에는 갭 형태의 공간(32)이 배치된다. 안내 부재들(29)은 플라스틱으로 된 슬라이딩 슈(39)로서 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7에 따른 시프팅 장치(2)에는 2개의 액시얼 베어링(11, 24)이 배치되는데, 이때 각각 서로를 향하는 스러스트 와셔들(30 및 31)이 서로 연결되어 하나의 슬리브(33)를 형성한다. 슬리브(33)는 외측에 시프팅 구동 유닛(17)에 맞물리기 위한 홈(34)을 갖는다. 슬리브(33)는, 일정한 길이로 절단된 판금으로부터 제조되며, 그 단부들을 구부려서 서로 연결한 원환형 부품이다. 외측을 향하는 벽들(35, 36)은 내측으로는 본 실시예에서 환형 홈으로서 형성된 홈(34)을 한정하며, 외측으로는 각각의 액시얼 베어링(11, 24)의 회전체(14)를 위한 지지면들(12, 13)을 형성한다.
도 8 및 도 9에는 시프팅 구동 유닛(17)이 실렉터 로커 암(37)으로서 형성된, 본 발명에 따른 시프팅 장치(2)가 도시되어 있다. 실렉터 로커 암(37)은 꺾인 윤곽부를 갖는데, 이때 대면하여 놓인 2개의 포크 레그(22, 23)는 1개의 중앙 영역(20)에 의해 연결된다. 포크 레그들(22, 23)은, 내부에 회전 가능한 슬라이딩 슈(39) 또는 안내 부재(29)가 삽입될 수 있는 리세스들(38)을 포함한다. 실렉터 로커 암(37)의 중량을 감소시키기 위해 추가의 리세스(38)가 제공될 수 있다.
도 10 및 도 11에 따른 실렉터 로커 암(37)은 슬라이딩 슈 대신 삽입 돌기부(insertion tab, 40)를 가지며, 상기 삽입 돌기부는 경우에 따라 코팅된다. 삽입 돌기부(40)는 볼록하게 형성되나, 실렉터 로커 암(37)의 제조 기법에 매칭될 수 있다. 삽입 돌기부(40)를 이용하여 실렉터 로커 암(37)이 슬리브(33)의 홈(34) 내로 맞물린다. 삽입 돌기부(40)가 곡면으로 형성되지 않는다 하더라도, 전술한 유형의 시프팅 구동 유닛(17)이 실렉터 포크(19)로서 사용될 수 있다.
도 12 및 도 13에는 절개부(41)를 가진 단부들(21)을 포함하는 기본 몸체(25)를 구비한 시프팅 구동 유닛(17)이 도시되어 있으며, 상기 절개부(41)는 스러스트 와셔(30)에 배치된 노우즈부(42)와 맞물리도록 제공된다. 절개부(41)가 대략 중앙에 배치됨으로써, 2개의 단부측 레그(46, 47)가 축방향으로 대면하여 배치된다. 한 개선예에서는 절개부(41)가 언더컷부(43)를 가지며, 그 언더컷부 내로 노우즈부(42)가 선택적으로 스냅식으로 맞물릴 수 있다. 노우즈부(42)는 스러스트 와셔(30)에 배치되는데, 이 경우 노우즈부는 상기 스러스트 와셔와 일체로 형성된다. 스러스트 와셔(30)는 원통형으로 형성되고, 노우즈부들(42)은 반경방향 외측으로 배향되며 약 180°만큼 오프셋되어 배치된다. 레그들(46, 47)은 발생하는 응력을 최대한 유리하게 흡수할 수 있도록 하기 위해 볼록하게 형성된다.
도 14 및 도 15에 따른 개선예에서는, 레그들(46, 47)이 안내 부재(29) 또는 슬라이딩 슈(39)를 구비한다. 상기 안내 부재 또는 슬라이딩 슈는 허용오차 보상부로서 제공될 수 있다. 그 대안으로, 레그들(46, 47) 대신 노우즈부(42)에 슬라이딩 슈가 배치될 수도 있다.
1 동기화 장치
2 시프팅 장치
3 원추부
4 내부 링
5 중간 링
6 외부 링
7 촉부
8 원추부 홈
9 내접 기어
10 내접 기어
11 액시얼 베어링
12 제1 지지면
13 제2 지지면
14 회전체
15 니들
16 케이지
17 시프팅 구동 유닛
18 포켓
19 실렉터 포크
20 중앙 영역
21 단부
22 포크 레그
23 포크 레그
24 액시얼 베어링
25 기본 몸체
26 허브
27 시프트 샤프트
28 (미기재)
29 안내 부재
30 스러스트 와셔
31 스러스트 와셔
32 공간
33 슬리브
34 홈
35 벽부
36 벽부
37 실렉터 로커 암
38 리세스
39 슬라이딩 슈
40 삽입 돌기부
41 절개부
42 노우즈부
43 언더컷부
44 시프팅 부재
45 베어링 링
46 레그
47 레그

Claims (15)

  1. 시프팅 구동 유닛(17)에 의해 변속기 축에 대해 축방향으로 변위될 수 있는 시프팅 부재(44)와, 변속기 축 상에 장착된 아이들러 기어와 시프팅 부재(44) 사이에 배치된 동기화 장치(1)를 포함하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치(2)에 있어서,
    시프팅 부재(44)와 동기화 장치(1) 사이에 액시얼 베어링(11)이 배치되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치(2).
  2. 제1항에 있어서, 시프팅 부재(44)는 액시얼 베어링(11)의 스러스트 와셔(13, 30, 31)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  3. 제2항에 있어서, 스러스트 와셔(13, 30, 31)는 시프팅 구동 유닛(17)과 관련하여 회전 불가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  4. 제3항에 있어서, 시프팅 구동 유닛(17)과 시프팅 부재(44)는 서로 회전 불가능하게 연결되거나, 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  5. 제1항에 있어서, 액시얼 베어링(11)은 포켓들(18)을 구비한 케이지(16)로 형성된 베어링 링(45)을 포함하며, 상기 포켓들(18) 내에 회전체(14)가 배치되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  6. 제1항에 있어서, 액시얼 베어링(11)은 예압되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  7. 제1항에 있어서, 시프팅 부재(44)는 슬리브(33)로서 형성되며, 상기 슬리브(33)는 시프팅 구동 유닛(17)에 맞물리기 위한, 외측을 향하는 홈(34)을 가지며, 상기 홈(34)을 축방향으로 한정하는 벽부들(35, 36)은 각각 하나의 액시얼 베어링(11, 24)의 각각 하나의 스러스트 와셔(30, 31)를 형성하는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  8. 제1항에 있어서, 시프팅 구동 유닛(17)은 실렉터 로커 암(37)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  9. 제1항에 있어서, 시프팅 구동 유닛(17)은 실렉터 포크(19)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  10. 제1항에 있어서, 시프팅 구동 유닛(17)은 슬라이딩 슈(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  11. 제1항에 따른 동기화 장치를 위한 시프팅 부재.
  12. 제1항에 따른 시프팅 장치를 위한 실렉터 포크.
  13. 제1항에 있어서, 시프팅 부재(44)는 시프팅 구동 유닛(17)을 맞물리기 위한 2개의 노우즈부(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  14. 제13항에 있어서, 시프팅 구동 유닛(17)은 단부측에 시프팅 부재(44) 내로 맞물리기 위한 절개부(41)를 포함하며, 상기 절개부(41)의 외측은 레그들(46, 47)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
  15. 제13항에 있어서, 레그들(46, 47)에 슬라이딩 슈(39)가 구비된 것을 특징으로 하는 기어 휠 변속기 시프팅 장치.
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