KR950002000B1 - 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치 - Google Patents

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미첼 뉴우빅깅 이안
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이턴 코오포레이숀
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Abstract

내용 없음.

Description

레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치
제1a도는 레인지형 보조변속기부를 구비하고 본 발명의 뉴매틱 제어장치를 이용하는 복합변속기의 개략적인 설명도.
제1b도는 제1도의 복합변속기중 변속장치의 개략적인 설명도.
제1c도는 제1도의 복합변속기의 변속패턴을 도시한 개략적인 설명도.
제2도는 본 발명의 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치를 도시한 개략적인 블록도.
제3도 내지 제5도는 각기 다른 레인지 변속작동상태의 제2도에 도시한 뉴매틱 제어장치를 개략 도시한 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 복합변속기 12 : 주변속부
14 : 보조변속부 70 : 주변속부변속바아하우징
72 : 변속레버 92 : 2-위치 동기조오클러치어셈블리
96 : 레인지부변속가동기어셈블리 98 : 레인지변속선택기스위치
102 : 종속가동기제어밸브 104 : 압축공기원
112 : 도관 114 : 도관
116 : 배기도관 117 : 배기제어밸브
120 : 레인지피스톤실린더 122 : 레인지피스톤
125 : 주변속부 변속레일 126 : 인터록부재
128, 130 : 홈 132 : 홈
136 : 플런저부재 138 : 홈
본 발명의 복합변속기(compound transmission)중 보조변속부의 기어변속용 뉴매틱(pneumatic) 제어장치에 관한 것으로, 특히 레인지형(range type) 복합변속기용의 개량된 뉴매틱 제어장치 및 인터록장치(interlock system)에 관한 것이다.
선행기술로 알려진 레인지형 또는, 레인지형과 분할기형의 결합형 복합변속기는 미국 특허 제3,105,395호, 동 제3,138,965호, 동 제3,171,300호, 동 제3,283,613호, 및 동 제4,754,665호를 참조할 수 있다.
이러한 변속기는 통상 다속도 주변속부와 주변속부의 총범위보다 그 범위를 크게하기 위해서 주변속부에 직렬로 접속되는 보조변속부로 구성된다.
이러한 변속기에 있어서, 주변속부는 통상 수동적으로 조작되는 변속레버등에 의해서 제어되는 변속바아하우징어셈블리(shift bar housing assembly)에 의해서 변속되며, 보조변속부는 원격종속밸브(remote slave valve)/ 작동기 장치(actuator mechanism)를 통상 수동적으로 작동되는 제어버튼 또는 스위치에 의해서 변속된다. 레인지형 보조변속부는 통상 동기조오클러치(synchronized jaw clutch)를 이용함으로서, 양호하게 변속되고, 또 동기조오클러치에 손상을 입히거나 마모시키는 일이 없으며, 레인지형 보조변속부의 변속은 원격종속밸브/작동기장치를 제어하여야 한다.
또, 동기조오클러치에 손상을 입히거나 마모시키지 않으려면, 주변속부가 중립일 때 레인지형 보조변속부의 변속을 개시하고 완료해야 한다. 이상의 관점에서 종래의 레인지형 복합변속기는 통상 인터록장치를 구비하는 뉴매틱 제어장치를 포함하며, 주변속부가 중립상태에서 변속되거나 최소한 중립상태로 변속중일 때까지 선택용 버튼 또는스위치로 예약한 레인지형 보조변속부의 변속을 마스터 제어밸브에서 허용치 않도록 하고 있다. 이러한 제어장치는 통상 주변속부가 중립으로 변속될때까지 레인지형 보조변속부 변속포오크의 이동을 물리적으로 제지하기 위해서 레인지형 보조변속부 작동기연결기상에 부설되는 기계적인 유형의 인터록을 이용하거나, 또는 주변속부가 중립으로 변속될때까지 피스톤에 압축공기를 공급하는 밸브를 무능화하거나, 압축공기를 제공하지 않거나, 또는 주변속부가 중립으로 변속되어 현재 중립상태일 동안에만 압축공기를 제공하고 레인지부 피스톤을 가동시키는 인터록장치를 이용하는 것이다. 이와 같은 종래의 변속기 및 제어장치로서는 예컨데 미국 특허 제2,654,286호, 동 제3,138,965호, 동 제4,060,005호를 참조할 수 있다.
그러나, 종래 제어장치들은 인터록장치/연동장치에 과도한 응력(stress)이 부과되므로 만족스러운 것이 되지 못하고, 레인지형 보조변속부의 변속이 분리될 가능성이 있으며, 레인지형 보조변속부의 변속이 완료되기 전에 주변속부가 재접속됨으로서, 레인지형 보조변속부의 동기장치(syncronizers)에 손상을 입히거나 (특히, 가속변속중에), 또는 레인지부를 분리상태로 부딪히게 하는 결과를 초래할 수 있다.
상기와 같은 종래 제어장치의 문제점은, 기계적 연동인터록 부재상에 과도한 응력을 부과하지 않고, 주변속부가 중립상태거나 또는 중립으로 변속될때 레인지형 보조변속부를 신속하면서도 원활하게 변속시켜 줌으로써 레인지형 보조변속부의 변속이 완료되기 전에 주변속부가 재접속될 가능성을 최소화하거나, 또는 배제한 본 발명에 따른 레인지형 복합변속기용 유압적 제어장치의 제시에 의해서, 최소화되거나 또는 극복된다.
위의 사실은 주변속부가 중립일때까지 레인지형 보조변속부의 변속가동기(통상 피스톤) 연결부재의 이동을 물리적으로 제지하는 인터록장치를 활용하고 레인지형 보조변속부의 변속 예약설정을 허용해주는 유압적제어장치를 이용하므로서 달성된다. 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 레인지형 보조변속부 변속 피스톤의 작동을 제어하기 위해서, 가동기실린더중 양 대향 챔버들을 선택적으로 배기 및 압축하는 가동기제어밸브로써 2-위치 가동기피스톤을 제어한다. 운전자가 레인지형 보조변속부의 보조변속을 예약했을 때, 가동기제어밸브는 즉시 레인지형 보조변속부의 실린더중 적절한 챔버들을 압축공기 및 배기관에 접속하지만, 배기관은 주변속부가 중립상태이거나 또는 중립으로 변속될때까지 배기할 가동기실린더실과 대기간의 공기연통을 차단하는 배기밸브에 의해서 제어된다.
따라서, 레인지형 보조변속부의 변속이 예약되면, 압축할 가동기실린더실은 즉시 뉴매틱에 연결되는 반면, 가동기실린더실이 대기로 배기되는 것이 차단됨으로써 피스톤의 운동이 제지된다. 주변부가 중립으로 변속된 것이 감지되면, 가동기실린더실이 대기와 연통되어 배기되고 가동기피스톤이 예정 위치로 이동하는 것이 허용된다.
배기제어밸브를 사용하는데 또는 잇점은 기계적 인터록부재에 과부하가 인가됨이 없이 레인지형 보조변속부의 변속을 예약하는 것이 가능하는 것과, 가동기피스톤 뒤에 미리 압축공기가 대기하여 주변속부가 중립으로 변속될 때, 신속한 레인지형 보조변속부의 변속을 이룩할 수 있고, 예약한 레인지형 보조변속부의 변속비로 기어접속하기 전에 주변속부의 기어접속이 불가능해지며, 레인지형 보조변속부 동기화가 고장을 일으킬 수 있는 너무 거친 변속을 가동기실린더실중에 간힌 공기의 공기완충기(air buffer)를 재재한다는 것 등이 있다.
따라서, 본 발명은 레인지형 보조변속부의 사전선택을 허용하고, 기계적 연동장치에 부과되는 응력을 최소화하고, 레인지형 보조변속부에 대한 거친 변속을 시키는 일이 없이 주변속부가 중립으로 변속한 것을 감지했을 때 레인지형 보조변속부의 신속한 변속을 할수 있는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적 및 잇점들은 첨부된 도면에 관련하여 양호한 실시예에 대한 하기의 상세한 설명에 의하여 분명히 이해될 것이다.
다음의 설명에서 사용하게 될 특정 용어들은 단지 참고로 설명의 편이를 위해서 사용한 것이며, 제한의 의도가 없음을 밝혀둔다. ＂상방＂, ＂하방＂, ＂우측＂, ＂좌측＂들은 도면상의 방그리하여을 지지한다. ＂전방＂, ＂후방＂은 통상적으로 차량에 설치되는 변속기의 전방부와 후방부를 각각 표시하는 것으로, 제1도에 도시된 바와 같은 변속기의 좌측과 우측을 각각 표시한다. ＂내측＂, ＂외측＂은 장치 및 지시한 부품들의 무게중심쪽으로 근접하는 방향과 이원하는 방향을 표시한다.
용어 ＂복합변속기＂는 변속속도가 주변속부와 주변속부에 직렬 접속되는 다속도 보조변속을 구비하고, 주변속부에서 선택한 기어감속이 보조변속부에서 추가적으로 선택한 기어감속에 의해서 복합될 수 있도록 한 변속기를 표시한다. ＂동기클러치 어셈블리(synchronized clutch assembly)＂는, 정클러치(positive clutch)를 사용하여 선택한 기어를 축에 회전불가능하게 결합시키는데 사용되는 것으로서, 이 클러치 접속시에 클러치부재들과 모든 연동회전부재들이 동기적인 속도를 회전하게하고, 마찰수단이 클러치부재들과 더불어 활용하도록 비교적 큰 용량으로 클러치의 부재들이 동기회전할때까지 상기 정클러치의 접속을 제지하는 클러치 어셈블리를 의미한다.
제1a도 및 제1b도 및 제1c도를 참조하여, 레인지형 복합변속기(10)에 대해 설명한다. 복합변속기(10)는 다속변속이 가능한 주변속부(12)와, 주변속부(12)에 직렬로 접속되는 레인지형 보조변속부(이하 보조변속부라 함)(14)로 구성한다. 상기 복합변속기(10)는, 하우징(H)내에 수용되고, 엔진크랭크축(20)에 구동되게 접속된 입력부, 또는 구동부(18)와 변속기 입력축(16)에 회전자재하게 설치되는 피구동부(driven portion)(22)를 구비하고, 보통은 맞물려 있고, 선택적으로 분리되는 마찰마스터클러치(마스터클러치)(C)를 개재하여 예컨데 디젤엔진(E)같은 1차 구동기에 구동되는 입력축(16)을 포함한다.
주변속부(12)에 있어서, 입력축(16)은 동일한 중간축 어셈블리(26) 및 (26A)를 동일회전속도로 동시에 구동하기 위해 입력기어(24)를 구비한다. 서로 동일한 2개의 중간축 어셈블리(26) 및 (26A)는 입력축(16)과 동축 연장되게 설치되는 주축(28)의 마주편쪽에 설치된다. 각각의 중간축 어셈블리(26) 및 (26A)는 하우징(H) (일부만 개략 도시됨)내의 베어링(32) 및 (34)에 의해 지지되는 중간축(30)을 포함한다. 중간축(30)의 각각은 이들과 같이 회전되도록 일군의 동일한 중간축기어(38,40,42,44,46,48)가 부설된다. 다수의 주축기어(50,52,54,56,58)들은 주축(28)을 둘러싸고 있는 동시에, 공지된 슬라이딩 클러치칼라(이하, 클러치칼라라 함)(60,62,64)에 의해서 주축(28)과 연동회전되게 한번에 하나씩 선택적으로 연동접속된다. 클러치 칼라(60)는 입력축(16)과 주축(28) 사이에 직접 구동관계를 제동하기 위하여 입력제어(24)를 주축(28)에 연동접속 시키는데도 이용될 수 있다.
통상, 클러치 칼라(60,62,64)들은 선행기술로서 공지되어 있는 주변속부 변속바하우징(70)에 각각 접속된 변속포오크(60A,62A,64A)에 의해서 축상으로 위치된다. 클러치칼라(60,62,64)들은 잘 알려진 바와 같이 동기 또는 비동기로 2중 작동되는 조오클러치형이다.
주축기어(58)는 역진장치로서, 통상적인 중간아이들러기어(도시없음)에 의해서 중간축기어(48)와 지속적으로 맞물려 있다. 주변속부(12)는 5개의 선택가능한 전진속도비를 제공하며, 즉 주축구동기어(56)를 주축(28)에 구동 접속함으로써 제공되는 최저전진속도비는 통상 고속변속비에서는 활용되지 않고 차량출발시와 같이 큰 구동력이 요구시에만 사용되는 저속기어 일명, ＂크리퍼기어(creeper gear)＂로서 간주되는 높은 기어 감속비인 것이다. 이와 같이, 주변속부(12)는 5개의 전진속도를 제공하지만, 이들 5개의 전진속도중 보조변속부(14)를 이용하여 복합변속하는 것은 4개의 전진속도뿐이므로 통상 ＂4+1＂주변속이라고 지칭된다.
클러치칼라(60,62,64)는 변속레버(72)에 의해서 상술한 바와 같이 맞물리지 않은 중심위치, 완전우측 맞물림위치 및 완전좌측 맞물림위치로 위치선정될 수 있다는점에서 3위치 클러치이다. 클러치 칼라(60,62,64)의 오직 하나는 주어진 시간에 맞물릴 수 있고, 주변속부 인터록수단(도면에 없음)은 중립상태에서 다른 클러치의 록에 제공된다.
보조변속부(14)는 2개의 동일한 보조변속부 중간축어셈블리(74) 및 (74A)를 포함하고, 보조변속부 중간축 어셈블리(74) 및 (74A)는 각각 하우징(H)내에 베어링(78) 및 (80)에 의해서 지지되고, 연동회전하는 2개의 보조변속부 중간축기어(82) 및 (84)를 구비하는 보조변속부 중간축(76)을 포함한다. 보조변속부 중간축기어(82)는 레인지부출력기어(86)에 지속적으로 맞물리어서 지지하는 반면, 보조변속부 중간축기어(84)는 변속기 출력축(90)에 설치된 출력기어(88)와 맞물리게 된다.
변속포오크(94)와 레인지부 변속가동기어셈블리(96)에 의해서 축방향으로 위치하는 2-위치 동기조오클러치어셈블리(92)는, 저속레인지 변속 작동시에는 레인지부 출력기어(86)를 주축(28)에, 또는 고속레인지 변속 작동시에는 출력기어(88)를 주축(28)에 각각 맞물리게하려고 설치된 것이다. 레인지형 복합변속기(10)의 변속형태는 제1c도에 개략 도시된 바와 같다. 복합변속기(10)에 대한 저속 또는 고속레인지 변속작동의 선택은 통상 변속레버(72)에 설치되는 운전자가 작동시키는 레인지변속선택기스위치 또는 레인지변속선택기버튼(98)에 의해서 수행된다.
레인지형 보조변속부(14)는 헬리컬 또는 스퍼어형 기어를 이용하는 2속 변속부로 설명하였지만, 본 발명은 유성형기어를 이용하여 3개 또는 그 이상의 선택가능한 변속비를 갖는 분할기형과 레인지형이 결합된 형의 보조변속부를 이용하는 레인지형 변속기에도 적용가능하다. 또, 상기한 바와 같이 클러치칼라(60,62,64)중 어느 하나 또는 그 이상은 동기조오클러치형의 것이고, 주변속부(12) 및/또는 보조변속부(14)도 단일중간축형의 것일 수 있다.
이상 설명한 변속기(10)와 같은 레인지형 보조변속기용의 뉴매틱 제어장치를 제2도 내지 제5도를 참조하여 좀더 상세히 설명하기 한다.
제2도에 있어서, 전형적으로 운전석내에 위치되고, 또 변속레버(72)의 손잡이 부에 위치되는 레인지변속선택기스위치(98)는 통상 변속레버(72)의 손잡이부에 설치되는 2-웨어(way), 2-위치 마스터밸브(이하 마스터 밸브로 함)(100)를 작동한다. 마스터밸브(100)는 비교적 큰 공기유통을 조절할 수 있는 파일럿가동기 제어밸브(102)를 제어한다. 레인지변속선택기스위치(98)가 마스터밸브(100)를 제2도에 도시한 바와 같이 상방위치에 위치하면, 압축, 여과 및 조절된 압축공기는 압축공기원(104)으로부터 내부통로(100A)와 파일럿 통로(106)를 통하여 공급된, 파일럿밸브작동기(108)에 의해 조정작동되는 파일럿가동기제어밸브(102)는 스프링(110)의 탄성복원력에 대향하여 하방위치로 위치한다. 이 위치에서 파일럿 가동기 제어밸브(102)는 압축공기원(104)으로부터 압축공기를 내부통로(102A)를 개재하여 도관(112)으로 공급되는 한편, 도관(114)은 내부도관(102B)을 개재하여 배기도관(116)으로 접속한다. 배기도관(116)은 하기에서 좀더 상세히 설명할 배기제어밸브(118)에 의해서 제어된다. 직경이 비교적 커서 공기저항이 작은 도관(112)과 (114)는 레인지 피스톤 실린더(120)의 우측단부와 좌측단부에 각각 연통되고, 레인지 피스톤 실린더(120)내에는 레인지 피스톤(122)이 밀봉 및 미끄럼 이동할 수 있게 수용된다.
여기 제2도를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 도관(112)이 압축되고 도관(114)에 배기되면 레인지 피스톤(122)이 좌측으로 이동하게 되어, 제2도에 도시된 바와 같이 고속레인지 변속위치로 이동되는 반면에, 도관(114)이 압축되고, 도관(112)이 배기되면 레인지피스톤(122)은 우측으로 이동하게 되어서 저속레인지위치로 접속된다.
제3도를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 레인지 변속선택기스위치(98)를 저속위치로 위치하여 파릴럿통로(106)를 배기시키면, 결과적으로 스프링(110)의 탄성복원력에 의해서 파일럿 가동기 제어밸브(102)가 상방위치로 이동함으로서, 도관(112)은 내부통로(102C)를 개재하여 배기도관(116)에 접속되고, 또 도관(114)은 내부통로(102D)를 개재하여 압축공기원(104)에 접속시키게 된다. 레인지피스톤(122)은 레인지변속가동기축(124)를 수반하여 축방향으로 이동하고, 상기 레인지 변속가동기축(124)에는 변속포오크(94)가 고정설치된다(제2도 참조).
주변속부(12)는 변속레버(72)의 작동에 의해서 제어되고 변속하우징어셈블리(70)내에 수용되는 최소한 1개의 주변속부변속레일(70)내에 수용되는 최소한 1개의 주변속부변속레일(125)의 축방향이동에 의해서 제어된다. 상기 형의 장치는 선행기술로서 공지된 것으로 미합중국 특허 제4,621,537호를 참조할 수 있다. 주변속부기어가 중립일때까지, 인터록부재(126)는 레인지변속가동기축(124)에 마련된 홈(128), (130)과 작동하여 주변속부변속레일(125)에 마련된 홈(132)이 인터록부재(126)와 축방향으로 일직선상에 놓이게 하는 것으로서, 레인지피스톤(122)을 고속 또는 저속변속위치에 고정시킨다. 물론, 주변속부기어의 중립표시 홈(132)의 축방향 길이를 연장시키면, 이 홈(132)과 인토록부재(126)가 일직선화되는 것으로서, 현재 주변속부기어중립상태는 물론, 주변속부변속이 중립으로 변속되고 있는 것도 나타낼 수 있다. 주변속부와 보조변속부 변속연결기로서 도시된 형의 인터록장치는 선택기술로서 잘 알려져 있는 것이다.
주변속부변속바아하우징(70)이 좀더 통상적인 다중변속레일형인 경우에는, 중립을 표시하는 구조의 다른 형이 필요한 것이다. 이러한 구조는 이미 미합중국 특허 제4,748,863호, 제4,722,237호, 제4,614,126호에서 공지되어 있다.
본 발명의 제어장치는 대기를 연통시키는 배기도관(116)을 제어하기 위해서 배기제어밸브(118)를 설치했다는 점이 종래의 제어장치와 다르다. 간단히 설명하여, 배기제어밸브(118)는 배기도관(116)과 대기의 연통을 차단하는 제1위치와 주변속부(12)가 기어중립상태일 때 내부통로(118A)를 통하여 배기도관(116)과 대기를 연통시켜줄 때 밸브가 취하는 제2위치를 가지는 2-위치 밸브이다. 주변속부변속레일(125)가 마련된 홈(138)과 협력하는 플런저부 변속레일(125)에 마련된 홈(138)과 협력하는 플런저부재(136)는 배기제어밸브(118)로 하여금 주변속부중립상태를 감지하게 하는데 활용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 홈(132) 및 (138)은 축방향으로 일직선화되거나 또는 주변속부변속레일(125)내의 한 개의 환상홈으로 구성될 수 있다. 보조변속부(14)가 2개 보다 많은 선택가능한 속도를 가지게 하려는 경우, 레인지변속가동기축(124)에는 홈(128) 및 (130)에 추가하여 제3의 홈을 설치해야 하고, 레인지피스톤(122)도 다소 복잡한 제어밸브구조를 필요로 하는 2-위치 이상의 장치가 되어야할 것이다. 주변속부변속레일(125)의 홈(132) 및 인터록부재(126)와, 레인지변속가동기축(124)의 홈(128) 및 (130)의 기능은 주변속부(12)가 중립으로 변속될때까지 보조변속부가동기 피스톤인 레인지피스톤(122)를 기계적으로 고정하고, 일단 주변속부(12)가 중립위치를 확보하면, 주변속부(12)를 중립상태로 고정하여 레인지부변속(보조변속부변속)이 진행되도록 하는 것이다. 위와 같이 하면 복합변속, 즉 주변속부(12)와 보조변속부(14)의 두변속부에 의한 변속이 순차로 적절히 진행된다는 잇점도 있으나, 레인지변속이 진행중일 때 레인지변속을 사전선택함으로서, 레인지피스톤(122)이 즉시 위치를 변경하게 추진되거나 또는 운전자가 주변속부변속을 완료하려고 시도하는 경우 인터록부재에 과도한 응력이 인가될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 레인지부변속이 예약되어 가동기실린더의 일측(또는 일챔버)가 즉시 압축되고, 가동기 실린더의 타측이 즉시 배기되면, 인터록장치가 개방되면서 차량운전자가 원하지 않는 비교적 거친 레인지부변속이 발생할 수 있고 레인지부동기화장치의 파손 또는 여타 부적절한 작동을 초래할 수 있다.
본 발명의 작동 및 잇점을 복합변속, 즉 주변속부(12) 및 보조변속부(14) 양자에 의한 복합변속으로 5단기어로부터 4단 기어로 변속하는 것을 관련하여 설명하면 다음과 같다. 제2도는 복합변속기(10)가 5단 기어 접속 상태에서 본 제어장치를 도시한 것이다. 이러한 상태에서 클러치칼라(62)는 주축기어(54)를 주축(28)에 접속시키고, 2-위치동기조오클러치어셈블리(92)는 출력기어(88)와 출력축(90)을 직접 주축(28)에 접속시켜, 레인지부 감속기어접속을 바이패스시킨다. 4단기어접속을 위해서, 클러치칼라(62)는 주축(28)으로부터 주축기어(54)를 분리시켜야 하고, 다음으로 2-위치동기조오클러치어셈블리(92)는 우측위치로부터 좌측위치로 이동하여 레인지부출력기어(86)를 주축(28)에 접속시킴으로서 저속레인지부변속비로 접속시켜야 하며, 다음으로 클러치칼라(60)는 좌측으로 이동하여 입력기어(24)와 입력측(16)을 직접 주축(28)에 접속시켜야 한다.
제3도에 있어서, 차량운전자가 레인지변속선택기스위치(98)로 저속레인지변속위치를 사전선택하면, 마스터밸브(100)가 도시된 바와 같이 하방으로 이동함으로서 내부통로(100B)를 개재하여 파일럿통로(106)가 대기와 연통되어, 파일럿밸브작동기(108)가 조종작동되는 파일럿가동기제어밸브(102)를 스프링(110)의 탄성복원력에 의하여 상방으로 이동시킴으로서, 도관(112)이 내부도관(102C), 배기도관(116)과 연통하는 한편, 도관(114)은 내부도관(102D)을 개재하여 압축공기원(104)과 연통시킨다. 따라서, 압축공기는 도관(114)을 통하여 레인지피스톤실린더(120)의 좌측챔버(120L)로 인가된다. 그러나, 도관(112)이 대기와 연통되는 것은 배기제어밸브(118)에 의해서 제어되므로, 레인지피스톤실린더(120)의 우측챔버(120R)내의 내압은 비교적 낮게 떨어져서, 레인지변속가동기축(124)에 형성된 홈(128)에 접속되는 인터록부재(126)와 같은 기계적 인터록장치에 과도한 힘이 가해지는 것을 제지하는 완충기로서 작용한다.
제4도에 있어서, 운전자가 변속레버(72)를 이동시켜 주변속부(12)를 중립위치로 변속하게 되면, 주변속부변속레일(125)은 홈(132) 및 (138)을 인터록부재(126) 및 플런저부재(136)와 일직선을 이룸으로서, 중립위치를 표시하고, 배기제어밸브(118)는 하방위치로 이동하여 내부통로(118A)를 개재하여 배기도관(116)을 대기와 연통시킴으로서 도관(112)이 레인지피스톤실린더(120)의 우측챔버(120R)를 배기하며, 따라서 좌측챔버(120L)내의 압축공기로 인하여 레인지피스톤(122)이 저속레인지부기어의 접속을 위해 우측으로 이동하기 시작한다. 주목할 사실은, 이러한 위치에서 레인지부변속이 진행중일 때, 인터록부재(126)가 레인지변속가동기축(124)의 홈(130)과 (128) 사이의 랜드부에 접속됨으로서, 주변속부변속레일(125)이 중립위치로 고정된다는 것이다.
압축공기가 레인지피스톤실린더(120)의 좌측챔버(120L)내에 충전되게 허용된다는 사실로 인하여, 운전자가 주변속부(12)를 중립으로 변속했을 때 매우 신속한 레인지부변속을 성취할 수 있게 하고, 사전선택한 레인지부변속비로 맞물리기전에 주변속부가 접속되는 것이 불가능해진다. 또한, 레인지피스톤실린더(120)의 우측챔버(120R)내의 공기가 공기완충기 역할를 해주기 때문에, 차량운전자가 원하지 않거나, 레인지부동기화기의 오동작을 야기할 수 있는 레인지부의 너무 거친 변속이 제지된다.
제5도는 4단기어로 완전히 변속된 상태에서 본 제어장치를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 레인지피스톤(122)이 레인지피스톤실린더(120)내에서 완전히 우측으로 이동했기 때문에, 인터록부재(126)가 레인지변속가동기축(124)에 형성됨 홈(130)내에 수용되게 허용되어, 운전자가 변속레버(72)를 조작하여 주변속부(12)의 접속을 야기하는 것이 허용됨으로서, 다시 한번 인터록장치가 레인지피스톤(122)의 이동을 제지하게 된다. 도관(114)은 파이럿가동기제어밸브(102)의 내부통로(102D)를 개재하여 지속적으로 압축공기원(104)과 연통하게 함으로서, 압축공기가 계속적으로 레인지피스톤실린더(120)이 좌측챔버(120L)에 공급된다.
이상 설명한 바와 같이, 레인지부변속이 사전선택되면, 레인지피스톤실(120)중 적절한 쪽이 즉시 압축되지만, 주변속부(12)가 중립상태로 적어도 중립상태로 변속중일때까지 소기하는 레인지변속을 완수하기 위해 배기되어야할 레인지피스톤실린더(120)쪽이 실제는 완전히 배기되지 않도록 보장하는 배기제어밸브(118) 같은 수단을 설치하였다는 점이 본 발명의 중요한 특징이라고 볼 수 있다.
보조변속부(14)의 변속시 도중에 일정시점에서 주변속부(12)가 중립상태를 거쳐 일정변속비로 전이될 때, 보조변속부변속은 시작되어 완료된다.
이와 같이 주변속부(12)가 중립상태인 이외의 어떤 시점에서든 선택된 보조변속부변속은 기계적 인터록장치와 가동기피스톤[레인지피스톤(122)]상에 가해지는 후방압력에 의해서 제지된다.
이상의 설명으로 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해서 레인지형 복합변속기의 변속을 제어하는 신규하고 개선된 뉴매틱 제어장치가 제공되었다. 본 제어장치는 복합변속에 대한 설명에서 기술되었는데, 동일한 작동 및 잇점은 레인지부 변속의 경우에만 발휘된다. 즉, 본 뉴매틱제어장치는 주변속부(12)가 중립으로 변속될때만 레인지부변속이 개시되고 완료될 수 있도록 허용한다는 것이다.
이제까지 본 발명의 양호한 실시예는 어느정도의 특징을 부여하여 설명되었으나, 하기하는 본 발명의 청구범위와 취지에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 실시예와, 부품의 재구성 및/또는 치환이 가능함을 인지해야 한다.

Claims (16)

  1. 선택자재한 중립위치를 구비하는 다속도 주변속부(12)와, 주변속부(12)에 직렬로 접속되고 다수의 보조변속부변속비중 선택된 일 변속비로 변속자재한 다속도보조변속부(14)와, 주변속부변속비에 대한 선택되는 주변속부 중립위치의 선택을 허용하고 보조변속부변속비에 대한 예약을 허용해주는 운전자가 작동하는 선택수단(70, 72)과, 제1실린더실(120R)과 제2실린더실(120L)이 형성되는 레인지피스톤실린더(120)내에서 미끄럼이동자재하고 밀봉되게 수용되는 레인지피스톤(122)으로 구성되고 상기 보조변속부변속비들중 하나로부터 상기 보조변속부변속비들중 다른 하나로 변속하는데 상기 실린더실들중 하나의 압축과 상기 실린더실들중 하나의 배기를 동시에 필요로 하는 보조변속장치(96)로 구성되는 뉴매틱 제어장치에 있어서, 상기 실린더실들중 선택된 하나를 압축공기원(104)에 접속하는 것과 상기 실린더실들중 다른 하나를 배기도관(116)과, 상기 배기도관을 차단하는 제1위치와 상기 배기도관을 대기와 연통시키는 제2위치를 구비하는 배기제어밸브(118)에 접속하는 것이 운전자가 작동하는 레인지변속선택기스위치(98)에 의해 제어되는 가동기제어밸브(102)와; 상기 주변속부의 중립상태/미중립 상태를 감지하고, 상기 주변속부가 중립상태가 아닐 때 상기 제1상태를 취하고 상기 주변속부가 중립상태일 때 상기 제2상태를 취하게 작동자재한 플런저부재(136)와 홈(138)을 포함하는 배기제어밸브(118)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가동기제어밸브(102)는 상기 주변속부의 중립상태/미중립상태에 독립적으로 작동자재한 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주변속부가 중립상태가 아닐 때, 상기 레인지피스톤실린더(120)내의 상기 레인지피스톤(122)의 이동을 기계적으로 저지하는 기계적 인터록부재(126)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기계적 인터록장치는, 상기 보조변속부가 선택자재한 변속비중 하나로 완전접속되지 안했을 때, 상기 주변속부가 중립상태로부터 변속하는 것을 제어되게 작동자재하는 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 배기제어밸브(118)는 상기 주변속부변속바하우징(70)내의 축방향으로 이동자재한 주변속부변속레일(125)에 형성된 홈(138)과 상호작용하는 플런저부재(136)에 의해서 작동자재한, 2-웨이, 2-위치밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 뉴매틱은 압축공기인 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 변속기는 레인지형 복합변속기인 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 레인지형 보조변속부(14)는 동기조오클러치어셈블리 (92)에 의해서 접속자재한 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 주변속부는 운전자가 조작하는 변속레버(72)에 의해서 축방향 상 위치설정되는 최소 1개의 축방향 이동자재한 인터록부재(126)에 의해서 수동적으로 변속되고, 상기 배기제어밸브(118)는 상기 변속레일에 마련된 홈(138)으로 작동자재한 플런저부재(136)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레인지형 복합변속기용 뉴매틱 제어장치.
  10. 주변속부(12)와 보조변속부(14)의 복합변속(4단-5단)을 허용하고, 압축공기원(104)에 의해 동력공급되는 보조변속부(14)의 변속이, 2개의 가동기도관(112, 114)중 선택된 하나를 압축공기원(104)에 접속되는 한편 유압가동기(120, 122) 양단간에 현저한 압력차이를 발생시키기 위해 상기 2개의 가동기도관중 다른 하나를 배기도관(116)에 접속하는 가동기제어밸브(102)에 의해, 제어되는 복합변속기(10)에 있어서, 상기 주변속부가 중립으로 변속되지 않으면 상기 배기도관(116)을 대기와 연통하지 못하게 차단하는 배기제어밸브(118)에 의해서 상기 배기도관이 제어되는 것을 특징으로 하는 복합변속기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유압적가동기(122)의 이동은 주변속부(12)가 중립으로 변속될때까지, 기계적인터록 어셈블리(126,128,130,132)에 의해서 기계적으로 제지되는 것을 특징으로 하는 복합변속기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기계적 인터록어셈블리는 보조변속부변속작동중에, 상기 주변속부가 중립으로부터 이탈변속되는 것을 제지하는데도 효과적인 것을 특징으로 하는 복합변속기.
  13. 제11항에 있어서, 상기 주변속부(12)는 축방향상 위치로서 주변속부가 중립상태인지 또는 중립상태가 아닌지 표시하는 주변속부변속레일(125)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합변속기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기계적 인터록과 상기 배기도관 제어밸브는 각기 주변속부변속레일(125)의 축방향상 위치에 응답하는 인터록부재(126)와 홈(136)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합변속기.
  15. 제10항에 있어서, 상기 변속기는 운전자가 보조변속부 변속을 선택하게 허용해주는 레인지변속선택기스위치(98)를 포함하고, 상기 가동기제어밸브(102)는 상기 주변속부가 중립상태인지 또는 중립상태가 아닌지에 독립적으로 상기 스위치(98)에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 복합변속기.
  16. 제11항에 있어서, 상기 변속기는 운전자가 보조변속부변속을 선택하게 허용해주는 레인지변속선택기스위치(98)를 포함하고, 상기 가동기제어밸브수단(102)은 상기 주변속부가 중립상태인지 또는 중립상태가 아닌지에 독립적으로 상기 스위치(98)에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 복합변속기.
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