KR850000482B1

KR850000482B1 - Speed change mechanism with load bearing saddle

Info

Publication number: KR850000482B1
Application number: KR1019810002398A
Authority: KR
Inventors: 에이 차아르즈 제이므즈
Original assignee: 데이나 코오포레이션; 마아틴 제이 스트로우벨
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1985-04-08
Also published as: KR830006596A

Abstract

This speed change device consists of a gear change yokes(16). Two- speed axle shift unit(10) has a casing(8), and ball nut moves on a driving screw shaft(14) in shaft-direction. The driving screw is operated by reversible electric motor(6). The gear velocityratio is changes by this devices.

Description

Gearbox with load bearings

제 1 도는 본 발명의 바람직한 예의 변속기구의 부분절제 측면도.1 is a partial ablation side view of a transmission mechanism of a preferred embodiment of the present invention.

제 2 도는 제 1 도 가구의 너트, 스크류 샤프트, 새들, 요우크의 부분 측면도.2 is a partial side view of the nut, screw shaft, saddle, yoke of the furniture.

제 3 도는 제 1 도의 선 3-3에 따른 단면도.3 is a sectional view along line 3-3 of FIG.

제 4 도는 제 2 도의 선 4-4에 따른 단면도.4 is a sectional view along line 4-4 of FIG.

제 5 도는 본 발명의 새들의 바람직한 예를 나타내는 도면.5 shows a preferred example of birds of the invention.

제 6 도는 본 발명의 너트의 바람직한 예를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a preferred example of the nut of the present invention.

본 발명은 선택적인 값들 사이에서 기어속도비들을 변경하기 위한 기구에 관한 것으로, 특히 스크류 샤프트들 상에서 볼너트들을 주행시킴에 의해 작동되는 기어 변경 요우크(yoke)들을 가진 변속기구에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanism for changing gear speed ratios between optional values, and more particularly to a transmission with gear change yokes actuated by driving ball nuts on screw shafts.

이런 형태의 종래 장치들은 스크류 샤프트들의 조기 마모에 기인하여 못쓰게 되는 경우가 빈번하다. 그러한 스크류 샤프트들의 조기 마모는 행정(行程) 제한 지점들에서의 샤프트의 자유회전에 의해 야기되고, 그때 그 스크류 샤프트가 정지점까지 회전할 때 볼이 스크류 샤프트를 마찰시키는 것이다. 이것은 스크류 샤프트가 주행볼너트의 축방향 이동을 일으키지 않고 회전하기 때문에 일어난다. 그 결과 볼과스크류의 마모가 진행되어 볼들의 크기가 감소하며 접촉응력이 크게 된다. 그러한 손상에 의해 결국에는 스크류 조립체가 횡동하지 않게 되어 모우터가 타버리게 된다.Conventional devices of this type are often impaired due to premature wear of the screw shafts. Premature wear of such screw shafts is caused by the free rotation of the shaft at stroke limit points, whereby the ball rubs the screw shaft as it rotates to the stop point. This occurs because the screw shaft rotates without causing axial movement of the traveling ball nut. As a result, the wear of the balls and screws proceeds to reduce the size of the balls and to increase the contact stress. Such damage eventually results in the screw assembly not transverse and the motor burned out.

본 발명은, 하중을 너트 위에 배치된 하중지지 새들에 전달함에 의해 구동 스크류 샤프트상의 작동 요우크에 의해 부여되는 반경방향의 하중을 방지한다. 그 요우크의 기하학적 구조에 의해 샤프트의 자유회전시의 그 스크류 샤프트의 축방향 하중 제거가 가능케 된다. 그리하여, 자유회전시 발생되는 너트와 스크류 샤프트의 모든 하중이 방지되고, 그 결과 볼-너트 기구의 볼들이 스크류 샤프트를 마찰시키지 않는다.The present invention prevents the radial load imparted by the actuation yoke on the drive screw shaft by transferring the load to a load bearing saddle disposed over the nut. The geometry of the yoke allows for removal of the axial load of the screw shaft during free rotation of the shaft. Thus, all the load of the nut and the screw shaft generated during free rotation is prevented, so that the balls of the ball-nut mechanism do not rub the screw shaft.

간단히 말하여, 본 발명장치의 바람직한 예는 모든 축방향 및 반경방향 하중들을 지탱하기 위해 핀들이 배치된 하중지탱 새들을 포함한다. 그 핀들은 이탈 경사면을 가진 요우크의 슬로트들에 걸리어, 그 경사면에 의해 핀들이 스크류 샤프트의 자유회전시 슬로트들로부터 자유롭게 미끄러져 빠져나간다. 그 새들은 너트상의 반경 방향으로 배치된 플렌지들에 의해 너트에 대한 반경방향의 운동을 하지 못하게 되어 있다.In short, a preferred example of the device comprises load bearing saddles with pins arranged to bear all axial and radial loads. The pins are caught in the slots of the yoke with a breakaway slope so that the pins slide freely from the slots during free rotation of the screw shaft. The birds are prevented from radial movement with respect to the nut by radially disposed flanges on the nut.

본 발명의 바람직한 예를 첨부도면을 참조하여 이하 상세히 설명한다.Preferred examples of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 변속기구의 측면도가 제 1도에 도시되어 있다, 이중속도 차축 연동장치(two-speed axle shift unit)(10)는 주행 볼 너트(12)를 나타내도록 절제된 케이싱(8)의 일부분을 포함한다. 그 볼 너트는, 양단부의 제한점들 사이에서 구동 스크류 샤프트(14)상에서, 축방향으로 그러나 비회전적으로 운동한다. 구동 스크류는 가역전기 모우터(6)에 의해 작동된다. 제 2도에서, 너트(12)는 요우크(16)의 슬로트(19)에 걸리는핀(18)을 통해 작동기 요우크(16)을 운동하게 한다, 핀(18)들은 너트(12) 위에 반경방향으로 장착된 새들(20)의 양측부로부터 연장하여 있다(제 4 도 참조). 너트(12)의 각종 방향단부의 일체의 플렌지(50)(제 6 도)는 새들(20)을 축방향으로 구속하여, 새들이 너트(12)에 대해 반경방향으로만 운동하게 한다. 따라서, 너트(12)가 스크류 샤프트(14)상의 연동기(shifter) 한계점들 사이에서 축방향으로 이동될 때새들(20)상의 핀(18)들은 작동기 요우크(16)의 슬로트(19)들에 걸리고 하나의 연동점으로부터 다른 연동점으로 요우크를 회전시킨다, 상기 단부 제한점들에서 요우크는 후술하는 이유와 수단으로 슬로트(19)들로부터 핀(18)들이 이탈되게 하기 위한 설비를 가지고 있다.A side view of the transmission mechanism of the present invention is shown in FIG. 1, wherein the two-speed axle shift unit 10 comprises a portion of the casing 8 cut out to represent the traveling ball nut 12. FIG. do. The ball nut moves axially but non-rotatively on the drive screw shaft 14 between the limits of both ends. The drive screw is operated by a reversible electric motor 6. In FIG. 2, the nut 12 causes the actuator yoke 16 to move through the pins 18 that engage the slots 19 of the yoke 16, the pins 18 being above the nut 12. It extends from both sides of the radially mounted saddle 20 (see figure 4). An integral flange 50 (FIG. 6) of various directional ends of the nut 12 restrains the saddle 20 axially, allowing the birds to move only radially relative to the nut 12. Thus, when the nut 12 is moved axially between the shifter thresholds on the screw shaft 14, the pins 18 on the saddle 20 are the slots 19 of the actuator yoke 16. And the yoke is rotated from one interlock point to another, at which point the yoke has provisions for causing the pins 18 to deviate from the slots 19 for the reasons and means described below. have.

제 3 도에서, 주행너트(12)는 항상 스프링 장력에 대항하여 요우크(16)가 운동하게 한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 스프링 장력부여 기구(22)는 레버 축(25)(점선으로 도시됨)상에 배치된 비틀림 스프링(24)을 포함한다. 그 스프링(24)은 스프링 권취 레버(26)과 연동 포오크 작동레버(30) 사이에 위치되어 있다. 스프링 권취레버(26)는 그의 외축 단부에 축방향으로 연장하는 권취 핑거(finger)(28)을 가지고 있고, 연동 포오크 레버 (30)는 축방향으로 연장하고 반경방향으로 중첩하는 작동 핑거(32)를 가지고 있다. 스프링(24)은, 동일 반경방향 면에 위치하고 핑거(28) 및 (32)의 놋치(36)들 내에 수용되도록 반경방향 외측으로 구부러진 대향 단부(34)들을 가지고 있다. 그리하여, 스프링 권취 레버(26)가 어느 한 방향으로 회전될 때, 핑거(28)가 핑거(32) 아래를 통과하고 스프링(24)의 어느 한 단부(34)에 걸리어 어느 한 방향으로든 슬프링에 회전력이 가해질 수 있게 한다.3, it can be seen that the running nut 12 always causes the yoke 16 to move against spring tension. Thus, the spring tensioning mechanism 22 includes a torsion spring 24 disposed on the lever shaft 25 (shown in dashed lines). The spring 24 is located between the spring winding lever 26 and the interlocking fork operating lever 30. The spring winding lever 26 has a winding finger 28 extending axially at its outer shaft end, and the interlocking fork lever 30 extends in the axial direction and radially overlaps the working finger 32. Have The spring 24 has opposing ends 34 which are located on the same radial face and bent radially outward to be received in the notches 36 of the fingers 28 and 32. Thus, when the spring winding lever 26 is rotated in either direction, the finger 28 passes under the finger 32 and is caught by either end 34 of the spring 24 so as to spring in either direction. To allow the torque to be applied.

제 4 도에서, 스프링 권취 레버(26)는 작동기 요우크(16)가 부착된 아암(38)을 또한 가지고 있음을 알 수 있다. 그리하여, 스크류(14)의 회전에 의해 야기되는 너트(12)의 축방향 운동에 의해 새들(20)의 핀(18)들(요우크(16)의슬로트(19)들에 걸림)이 요우크(16), 아암(38), 권취 레버(26)를 회전시키는 것이 명백하게 된다. 다시, 제 3 도에서, 연동 포오크 작동레버(30)는 이중 아암을 가진 연동 포오크 레버(44)의 소켓트(42)내에 삽입되는 장방형의 칼라(coller)(40)를 가지고 있다. 그 레버(44)는 설명없이도 당업자에 의해 인식될 수 있는 기능을 가지고 있다. 따라서, 차량 운전자가 스위치에 의해 모우터(6)를 작동시키면, 그 모우터가 스크류(14)를 회전시키고, 그 스크류는 너트(12)를 스크류의 대항하는 제한점까지 구동시킨다. 새들(20)상의 핀(18)들이 요우크(16)에 걸리어 그 요우크가 스프링 장력부여 기구(22)에 의해 부여된 힘에 대항하여 회전하게 한다. 그 기구(22)는 연동장치(10) 내에 스프링 에너지를 저장하고, 그 장치(10)는 차축기어 토오크의 감소시 하나의 차축속도로부터 다른 차축속도로 차축기어들이 연동할 수 있게 한다.In FIG. 4 it can be seen that the spring winding lever 26 also has an arm 38 to which the actuator yoke 16 is attached. Thus, the pins 18 of the saddle 20 (engages in the slots 19 of the yoke 16) are caused by the axial movement of the nut 12 caused by the rotation of the screw 14. It becomes apparent that the crank 16, the arm 38, and the winding lever 26 are rotated. Again, in FIG. 3, the interlocking fork actuation lever 30 has a rectangular collar 40 inserted into the socket 42 of the interlocking fork lever 44 with a double arm. The lever 44 has a function that can be recognized by those skilled in the art without explanation. Thus, when the vehicle driver operates the motor 6 by a switch, the motor rotates the screw 14, which drives the nut 12 to the opposite limit of the screw. The pins 18 on the saddle 20 are caught by the yoke 16 causing the yoke to rotate against the force exerted by the spring tensioning mechanism 22. The mechanism 22 stores spring energy in the interlock device 10, which enables the axle gears to interlock from one axle speed to another upon reduction of axle gear torque.

제 5 도는 본 발명의 하중 지지 새들(20)의 바람직한 예를 나타낸다. 그 새들(20)은 전술한 바와 같이 2개의 핀(18)을 가지고 있고, 그 핀들은 그 새들의 양측부 외측에 하나씩 배치되어 요우크(16)의 슬로트(19)들 에 걸린다.5 shows a preferred example of the load bearing saddle 20 of the present invention. The saddles 20 have two fins 18 as described above, which are arranged one outside of the sides of the birds and hang on the slots 19 of the yoke 16.

그 핀(18)들의 각각은 새들 장착부분(46)과 요우크 슬로트 걸림부분(48)을 가지고 있고, 도시된 바와 같이 새들이 용접되어 있는 것이 바람직하다.Each of the pins 18 has a saddle mounting portion 46 and a yoke slot catching portion 48, and the birds are preferably welded as shown.

제 5 도의 새들(20)은 제 6 도의 너트(12)위에 접동 가능하게 설치되며, 그 너트(12)는 새들(20)의 축방향으로 구수되고 반경방향으로만 운동하도록 하기 위한 플렌지(50)을 가지고 있다. 그 너트는 또한, 볼(53)(제 4 도에 점선으로 도시됨)을 위한 내부에 홈을 가진 부분(52)을 가지고 있다. 볼(53)은 스크류에 의해 부여되는 축방향의 힘을 너트(12)에 전달한다. 그 너트(12)는 스크류 샤프트(14)상에서 축방향으로 자유롭게 이동하지만 회전하지 못하게 구속되어 있어 새들(20)의 핀(18)들이 상대회전을 요우크(16)과 스프링 권취레버(26)에 전달한다.The saddle 20 of FIG. 5 is slidably installed on the nut 12 of FIG. 6, the nut 12 being flexed in the axial direction of the saddle 20 and moving only in the radial direction. Have The nut also has a grooved portion 52 therein for the ball 53 (shown in dashed lines in FIG. 4). The ball 53 transmits the axial force exerted by the screw to the nut 12. The nut 12 moves freely in the axial direction on the screw shaft 14 but is constrained to rotate so that the pins 18 of the saddle 20 transmit relative rotation to the yoke 16 and the spring take-up lever 26. To pass.

제 2 도에서, 슬로트(19)들의 단부들에 이탈 경사면(54)가 형성되어 있어 새들(20)의 핀(18)들이, 작동기 행정의 각 말기에서 일어나는 스크류 샤프트(14)의 자유회전시 슬로트(19)의 밖으로 미끄러져 빠져나갈 수 있게 한다. 이 목적을 위해, 경사로(54)는 요우크(16)가 그의 회전호의 말단에 있을 때 스크류 샤프트 축"a-a"에 평행한 표면들을 가지고 있다. 그리하여, 핀(18)들이 요우크 슬로트(19)와의 길림에서 완전히 이탈하기 때문에 자유 회전시 새들, 너트, 또는 스크류에 축방향 하중이 부여되지 않는다. 스프링 장력부여기구(22)(제 3 도)는 차축 기어 토오크의 감소시 방출될 스프링 에너지를 저장한다. 그 저장된 스프링 에너지는 요우크(16)에 의해 핀(18)에 발휘된 힘의 반경방향 분력을 형성한다. 제2도 및 제4도에 도시된 대로, 그러한 방사상 하중은 핀(18)과 새들(20)을 통해 연동장치(10)의 하우징 벽(56)에 직접 전달되는 것을 알 수 있다. 새들(20)의 방사상 하중 지지면이 하우징 벽(56)에 직접 접하여 있기 때문에 하우징 벽(56)은 새들에 의해 전달된 모든 반경방향 힘들을 최종적으로 지탱한다. 새들(20)이 연동주기중에 벽(56)을 따라 접동하기 때문에, 접동 표면들이 윤할제로 적셔 있을지라도 어떤 소량의 마모는 불가피하다. 마모 상태하에서도, 너트(12) 및 스크류 샤프트(14)는, 너트위에서 반경방향으로 자유롭게 접동하는 새들이 마모에 기인한 모든 느슨해짐을 수용하기 때문에 반경방향 하중을 받지 않는다.In FIG. 2, a breakaway inclined surface 54 is formed at the ends of the slots 19 so that the pins 18 of the saddle 20 can freely rotate the screw shaft 14 at each end of the actuator stroke. It slides out of the slot 19 to allow it to exit. For this purpose, the ramp 54 has surfaces parallel to the screw shaft axis "a-a" when the yoke 16 is at the end of its rotary arc. Thus, no axial load is imparted to the saddle, nut or screw during free rotation because the pins 18 are completely out of alignment with the yoke slot 19. The spring tensioning mechanism 22 (FIG. 3) stores the spring energy to be released upon reduction of the axle gear torque. The stored spring energy forms the radial component of the force exerted on the pin 18 by the yoke 16. As shown in FIGS. 2 and 4, it can be seen that such radial load is transmitted directly through the pin 18 and the saddle 20 to the housing wall 56 of the linkage 10. Since the radial load bearing surface of the saddle 20 is in direct contact with the housing wall 56, the housing wall 56 finally bears all the radial forces transmitted by the saddle. Because the saddle 20 slides along the wall 56 during the interlocking period, some small amount of wear is inevitable, even if the sliding surfaces are moistened with lubricant. Even under a worn condition, the nut 12 and the screw shaft 14 are not subjected to a radial load because the birds sliding freely in the radial direction on the nut receive all loosening due to wear.

자유 회전시의 너트(12) 및 스크류 샤프트(14)에의 모든 반경방향 및 축방향 하중의 방지에 의해, 볼(53)과 스크류 샤프트(14) 사이의 마찰력이 크게 감소되고, 따라서 연동장치의 수명이 크게 증대된다.By the prevention of all radial and axial loads on the nut 12 and the screw shaft 14 during free rotation, the friction between the ball 53 and the screw shaft 14 is greatly reduced, and thus the life of the linkage This is greatly increased.

Claims

A shifting mechanism having a gear change yoke actuated by a nut and a screw assembly, the nut being able to axially move along the screw, the shifting mechanism comprising a housing having inner walls, wherein the nut is mounted on the nut and on the yoke. And load-bearing saddles that can be hooked, the birds further comprising radial load-bearing grounds. And the support surface slides on at least one of the inner walls of the housing.