KR950005756B1 - 자기 에너자이징 동기장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기 에너자이징 동기장치

제1도는 제2도의 선(1-1)에서 본 이중작용 동기장치의 단면도.

제2도는 제1도의 선(2-2)에서 본 부분 단면도.

제3a도 및 제3b도는 제1도 및 제2도의 메카니즘의 자기 에너자이징 램프부분을 예시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22 : 핀형동기메카니즘 16 : 제1기어

12 : 축 32 : 플랜지

40d, 32e : 제1 및 제2블로카수단

28c : 죠오수단 38 : 제1 마찰수단

36 : 제2 마찰수단 40c, 32d : 제3 및 제4블로카수단

42 : 프리에너자이어수단 52a : 제1램프수단

52b : 제2램프수단.

본 출원은 미합중국 출원번호 632,881; 632,882; 632,883; 632,884; 633,703; 663,704; 633,738; 633,739; 633,743; 633,744 관한 것으로 1990년 12월 24일에 출원되었고 양수인에게 양도된 것으로 참고로 여기에 포함했다.

본 발명은 변속용 동기장치(synchronizer mechanism)에 관한 것이다. 특히 본 발명은 자기에너자이징형(self-energizing type)의 동기장치에 관한 것이다.

동기장치가 모든 또는 어떠한 변속기어비의 이동시간을 줄인다는 내용을 다중비 변속기에서 알수 있다. 차량운전자가 필요한 이동노력, 즉 이동 레버에 가해진 힘이 자기 에너자이징형의 동기장치를 사용하여 줄일 수 있다는 것 또한 공지되어 있다.

운전자의 이동노력은 차량의 크기가 증가함에 따라 점차 증가하기 때문에 중형트럭에 자기에너자이징형의 동기장치가 매우 중요하다.

미합중국 특허 번호 2,410,511; 2,896,760; 3,548,983; 4,413,715; 4,836,384에서 선행기술의 동기장치를 개재하고 있고 참고로 여기에 포함했다.

상기 특허의 동기장치는 기어를 축에 각각 동기화하고 포지티브 클러칭 하는 마찰 및 죠오부재 및 이동력에 의해 하나의 죠오부재의 최초 맛물림에 따라 마찰부재를 최초로 맞물리게 하는 프리-에너자이저(pre-energizer)에 따라 맛물린 블로커(blocker) 및 죠오부재의 비동기 맞물림을 방지하고 이동력을 마찰부재에 전달하여 토오크를 증가시키는 상기 블록커 및 토오크에 반작용하여 마찰부재의 방향으로 부가력을 마련하여 마찰부재의 동기 토오크를 더 증가시키는 이동력에 부가시키는 자기-에너자이징 램프등을 모함한다.

이들 특허의 동기장치의 구조는 핀형동기장치의 구조와 다로다. 이러한 구조외 차이점으로 인해, 핀형동기 장치에 위에서 언급한 특성의 자기-에너자이징을 마련하기가 곤란하다.

더구나, 이들 특허의 동기장치가 이동시간과 이동노력을 줄일 수 있을지라도 충변속에 대한 이동요인의 변화, 즉 일반적으로 저속비 기어가 고속기어비보다 이동노력 또는 이동시간을 더 필요로 하고 하강이동이 상승이동보다 이동노력과 시간을 더 필요로 한다는 사실을 고려하지 않았다.

본 발명의 목적은 플랜지에 의해 축방향으로 이동한 죠오클러치에 대한 제한된 회전에 대해 위치한 이동플랜저를 핀형동기장치에 마련하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 핀형동기장치에 자기 에너자이징 수단을 마련하는 것이다.

본 발명의 특징에 있어서, 미합중국 특허 번호 4,462,489에 개재되어 있듯이 핀형동기장치는 방사상으로 연장한 플랜지 축방향으로 이동하는 축방향 이동함에 따라 기어를 축에 동기시켜 양 연결(positive connection)하는 제2 마찰부재 및 죠오수단과 각각 맞물리는 제2 마찰 및 소오수단을 포함한다.

연결수단은 플랜지의 축방향 이동에 따라 제1죠오수단의 축방향으로 이동하도록 마련되어 있다.

제1죠오수단은 축에 블여진 외부 스플라인 이빨과 결합된 다수의 내부스플라연 이빨을 가지고 축에 대한 제1 죠오수단의 축방향 운동을 하게하고 축에 대한 제1 죠오수단의 회전운동을 방지한다.

제2 마찰 및 죠오수단은 기어에 고정되어 있다. 제1 및 제2 블록커수단은 동기하기 전에 죠오수단의 맞물림을 방지하도록 맞물릴때 작동한다.

제1블로커수단은 제1마찰수단에서 플랜지의 구멍속으로 축방향으로 단단히 연장한 다수의 원주둘레로 공간을 핀과 같이 둔 수단들에 의해 형성된다. 제2블로커수단은 구멍주위에 형성되어 있다.

프리에너자이어수단은 이동력에 의해 플랜지의 최초축방향 운동에 따라 핀과 같은 수단을 경유하여 플랜지에 전달된 동기토오크를 만드는 마찰수단의 맞물림에 따라 블로커수단을 맞물리고 마찰수단의 맞물림 힘을 증가시키기 위해 이동힘을 볼로커수단을 경유하여 마찰수단에 전달되는 마찰수단을 맞물리도록 마련되어있어 축에 대한 플랜지의 제한된 원주운동을 가능케 하고 동기토오크를 플랜저에 반작용시키는 수단을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특성에 있어서 프리-에너자이징 수단에는 토오크를 한쪽 회전방향으로 이동력에 의해토오크를 동기화합에 따라 중립위치에서 기어쪽으로 마찰수단을 맞물리도록 마련되어 마찰수단을 맞물리게하는 힘을 더 승가시키는 이동력 방향에서 축부가힘을 플랜지에 발생시기는 회전방향에서 축방향부가힘을 발생시키는 제1램프수단을 포함하는 수단을 특징으로 한다.

제1 및 제2도는 기어 및 동기장치(10)만을 도시했고, 차량 특히 다수의 중형트랙용 변속기는 도시하지 않았다. 그러나 동기어셈블리는 다른 응용에도 이용된다.

동기어셈블리는 도시되지 않은 방식으로 중심축(12a) 주위에서 회전하도록 설치된 축(12) 및 축 위에서회전할 수 있게 지지되어 공지된 방식으로 축에 결합된 환성드러스트부재(18), (20)에 의해 축에 관한 축방향 운동에 대해 고정된 공지된 멀리둔 비율기어(14), (16) 및 이중작용 편형 동기클러치 장치(22)를 포함한다.

동기장치(10)가 여기에 포함된 미합중국 특허 3,648,546 및 4,788,889호에 개재되어 있듯이, 이중 중간축변속기의 일부일 경우, 기어이빨(14a), (16a)은 중간축 위의 엔진구동기어(15) , (17)와 일정하게 정합하고 축(12)은 하중에 연결 또는 선택적으로 연결될 것이고 축(12)은 종래의 기술에서 알 수 있는 것처럼, 기어(14)가 기어(16)보다 낮은 저속기어 비율기어를 나타내고 둘 모두는 상승 및 하강한다.

동기장치(22)는 기어(14), (16)에 고정된 환상마찰부재 및 환상죠오 클러치부재(14b), (16b) 및 축과 밀체가 되어 형성되거나 그렇지 않으면 결합된 외부스플라연 이빨(12b)과 미끄러질 수 있게 연결된 내부스플라인 이빨(28a)을 가진 죠오클러치부재(28) 및 자기 에너자이징링 램프를 가진 환상슬리이브(30) 및 플랜지와 죠오부재 사이의 상대회전을 하게 하는 트러스트부재(34)에 의해 죠오클러치부재(28)에 관한 축방향 운동에 대해 고정된 방사상 내부공간(32a)을 가진 방사상으로 연장한 이동플랜지(32) 및 각각의 마살부재에서 플랜지의 구멍(32b)를 통해 축방향으로 연장한 세개의 원주둘레로 공간을 멀리둔 핀(40)에 의해 함께 단단히 고정된 환상마찰부재 또는 링(36), (38) 및 구멍(32b) 사이에서 교대로 공간을 둔 구멍(32c)를 통해 마찰부재 사이에서 축방향으로 연장한 유형의 세개의 원주둘레로 공간을 멀리 둔 프리에너자이징 장치(42)등을 포함한다.

또한 동기장치(22)는 단일 작동핀형(single acting pin-type)이다. 즉, 죠오클러치는 하나의 기어만을 축에 동기화하도록 구성되어 있다. 이런 동기장치는 미합중국 특허 3,221,851에 개재되어 있고 참고로 여기에 포함했다. 핀(40)은 여기에 개재된 것보다 다소 많고 다른 유형의 에너자이징 장치(42)를 사용한다.

공지되었듯이, 한쌍의 마찰부재(24), (36) 및 (26), (38)는 죠오클러치를 맞물리기전에 기어를 축에 동기시키는 마찰클러치를 형성한다. 원뿔클러치(cone clutche)가 바람직하지만 다른 유형의 마찰클러치를 사용할수도 있다.

마찰부재(34), (26)는 선행기술에 공지되어 있듯이 융점에 의해 공지된 방식으로 관련기어에 결합되어 있거나 기어들과 염체가 되어 형성되어 있다. 마찰부재(24), 26)는 외부 원뿔 마찰면(36a), (38a)과 각각 결합된 내부 원뿔마찰면(24a), (26a)를 가진다.

마찰부재(24), (26) 및 (36), (38)는 각각 동기컵 및 링으로 칭했다. 광범위한 각을 사용할 것이다. 즉, 여기서, 12°와 7 1/2°사이의 원뿔각을 고려했다.

마찰면(36a), (38a) 및/또는 (24a), (26a)은 기초부재에 고정된 공지된 마찰재, 즉, 미합중국 특허 4,700,823; 4,844,218에 개재된 것과 같은 증착 탄소마찰재(pyrolytic carbon friction material)에 의해 형성되고 미합중국 특허 4,778,548이 바람직하고 이를 여기에 참고로 포함했다.

각각의 핀(40)은 플랜지구멍(32b)의 직경보다 약간 적은 직경을 가진 주직경부분(40a) 및 마찰링(36), (38) 사이에서 공간을 둔 감소직경 또는 글루우브 부분(40b), (여기서, 중간) 및 동기장치가 도달할때까지 블로킹을 마련하는 핀축에 수직인 선에 관한 각으로 서로에게서 멀리 축방향을 하고 있으며 핀축으로부터 방사상 바깥쪽으로 연장한 원뿔 블로커 쇼율더 및 면(40c), (40d)등을 포함한다.

글루우브된 부분의 각각의 플랜지 구멍에 위치될때 글루우브된 부분은 플랜지구멍 주위에 형성된 블로커쇼울더(32d), (32e)와 핀불로커 쇼울더를 맛물리게 하기 위해 플랜지에 관한 강체마찰과 핀어셈블리를 제한하여 회전하게 한다.

프리-에너자이징 장치(42)는 분할핀형으로 미합중국 특허 4,252,222에 개재되어 있고 이를 여기에 참고로 포함했다. 각각의 프리에너자이징 어셈블리(42)는 글루우브 챔퍼를 맛물리도록 떨어진 환상글루우브를구멍(32c)의 반대단 주위에 형성된 플랜지 챔퍼(32f)와의 반대단 주위에 형성된 플랜지 챔퍼(32f)와 바이어싱 하는 챔퍼된 단(44b) 및 리브스링(46)과 환상글로우브(44a)를 함께 수일때 구멍(32c)의 직경보다 작은 주직경을 가진 한쌍의 반원통형 셀 헬브(44)를 포함한다.

마찰링(36), (38) 주위의 셀헬브(44)단은 신장된 리셋스(36b), (38b)에 위치하고 있다. 환상슬리이브 어셈블리(30)는 기어(14), (16)에 의해 축(12)에 관한 축방향 운동에 대해 축방향으로 샌드위치되고 보유된 슬리이부재(48), (50)을 포함한다. 술리이브부재(48), (50)는 외부스플라인 또는 죠오이빨(28b), (28c)과 미끄러질 수 있게 결합된 내부 스플라인 이빨(40a), (50a)을 포함한다.

결합 스플라인(48a), (50a) 및 (28b), (28c)은 슬리이브(48, 50)와 죠오부재(28) 사이의 상대회전을 방지한다. 함께 샌드위치될때 슬리이브부재(48), (50)은 제3도와 제3a도에 도시되어 있는 것처럼 샤프트 축(12a)에서 볼때 모래시계모양의 3개의 원주둘레로 공간을 멀리둔 구멍(52)을 형성한다. 플랜지(32)는 하나의 모래기계구멍(52)을 통해 방사상으로 연장한 3개의 방사상으로 연장한 스포우커 또는 반작용부분에 의해 분리된 호상구명(32g)을 포함한다.

각각의 구멍(52)은 플랜지 반작용부분(32h)에 의해 형성된 평행 램프면과 협력하는 자기 에너자이징 램프면(52a), (52b), (52d)를 구성한다.

제1도 및 제2도 및 제3도는 중립위치에세 플랜지(32)을 설명한 것으로 반작용부분은 각각의 모래시계구멍(52)내에 위치되어 있다. 플랜지(32)가 중립위치에 있는 동안, 원뿔 클러치의 마찰면이 공간을 두고 멀리 떨어진다. 기어를 축에 결합하는 것이 바람직할 경우, 공지된 방식대로 플랜지의 외주변에 연결된 도시되지 않은 적당한 이동메카니즘은 플랜지를 축(12)의 축(axis)을 따라 축방향으로 결합기어(14)의 왼쪽 또는 결합기어(16)외 오른쪽으로 이동시킨다. 이동 메카니즘을 연동장치(linkage system)를 이용해 운전자가 손으로 이동할 수도 있고 이동메카니즘 운동을 자동적으로 하게 하여 이동메카니즘이 가한 힘의 크기를 또한 제어하는 수단으로도 이동시킬 수 있고 작동기가 선택적으로 이동시킬 수 있다. 이동메카니즘을 손으로 이동할 경우, 힘은 운전자가 이동레버에 가한 힘에 비례한다.

수동이건 자동이건 간에 힘을 가하면, 힘이 축방향으로 플랜지(32)에 가해지고 이를 제3a도의 화살표(Fo)로 표시했다. 반작용부분(32h)이 허리부분(52e)에서 축방향으로 이동할 경우 구멍(52)의 램프는 죠오부재(28) 및 축(12)에 대한 플랜지의 회전을 제한하고 플랜지(32)에 가해진 이동력에 의해 최초로 맞물린 원뿔클러치의 맛물림힘을 증가시키는 부가적인 자기 에너자이징 힘을 제공하기 위해 원뿔클러치로부터 동기토오크를 반작용하게 힌다.

이에 따라 원뿔클러치가 마련한 동기클러치를 증가시킨다. 램프면은 하나 또는 두개의 기어를 동기화하고/또는 토오크에 따라 양방향 즉 상승 및 하강 이동을 동기하기 위해 마련된다.

하나의 실예로서, 램프면(52a), (52b)은 토오크에 따라 기어(16)의 동기를 양방향으로 증가시키기 위해 부가축 방향힘을 마련하고 램프면(52c), (52d)은 토오크에 따라 양방향으로 기어(14)에 대해 부가 축방향힘을 마련한다.

램프면이 각도를 부가축방향 힘을 마련하므로서 상승 및 하강이동할 수 있고 속도비를 낮고 높게할 수 있다. 또한 부가측 방향 힘이 한쪽방향에서 한개의 기어 또는 그 이상의 기어에 바람직하지 못하면, 램프면은 축스플라인에 평행하게 될 것이다.

예컨데 램프(52a) 및/또는 (52c)를 샤프트 축(axis)(12a)에 평행하게 하면, 동기토오크에 따라 부가축방향 힘은 제공하지 않는다. 이동메카니즘에 의해 플랜지(32)를 최초로 축방향으로 오른쪽으로 이동시키면, 플랜지챔퍼(32f)를 프리-에너자이징 챔퍼(44b)와 맞물려 마찰링면(38a)의 운동으로 마찰면(26a)과 맞물리게 한다.

마찰면(38a), (26a)의 최초 맞물림 힘은 물론 스프링(46) 힘 및 템퍼의 역할을 한다. (비동기상태 존재를 마련하고 자기에너자이징 램프의 효과를 순간적으로 무시한) 최초 마찰 맞물림은 플랜지(32)와 맞물림 마찰링 사이의 제한된 상대운동을 보증하는 최초 원뿔클러치 맞물림 힘 및 동기토오크(To)를 발생하여 핀블러커 쇼울더(40d)를 플랜지 블로커 쇼을디(32e)를 맞물리게 하기 위해 플랜지의 적당한 측에 대해 감소직경판 부분(40b)의 운동을 생성한다.

블로커 쇼울더가 맞물릴때, 플랜지(32)의 운전자의 모든 이동힘(Fo)의 불로커 쇼울더를 경유해 마찰링(38)에 전탈된다. 따라서 원뿔클러치가 운전자 이동력(Fo)의 모든 힘에 의해 맞물리고 이에 따라 운전자동기토오크(To)를 마련하다. 이 운전자동기토오크(To)를 제3(a)도에서 화살표(To)로 표시했다.

블로커쇼울더가 운전자 이동 힘(Fo)의 축방향에 관한 각으로 위치해 있기 때문에 그들은 원뿔클러치로부터 동기토오크에 반대이지만 비동기상태동안 크기가 적은 역힘 즉, 언블로킹코오크(unglocking torque)를 발생한다.

동기가 실질적으로 되어지면, 동기토오크가 언블로킹 토오크를 아래로 떨어뜨린다. 이에 따라 블로커쇼율더는 핀과 동심관계로 이동시키므로서, 플랜지를 축방향으로 계속 이동시키고 죠오부재(28)의 외부죠오이빨(28c) 자기 에너자이징 램프에서 알 수 있고 제3도 및 제3a도에서 언급했듯이, 축방향이동힘(Fo)이 가해진 운전자로 연한 동기토오크(To)는 핀(40)에 의해 플랜지(32)에 물론 전달되고 자기에너자이징 램프면을가로질러 축(12)에 반작용 한다.

자기 에너자이징은 축(12)및 죠오부재(28)에 관한 플랜지의 회전을 제한하고 이동힘(Fo)과 같은 방향으로 플랜지(Fa)에 작동하는 축방향 힘성분, 즉 축방향 부과함(Fa)을 발생한다.

이에 따라, 토오크(To)가 더해진 부가동기힘(Ta)을 마련하기 위해 원뿔클러치의 맞물림 힘을 더 증가시킨다.

제3a도는 이동플랜지(32)가 제1도 및 제2도의 위치에 상승하는 중립위치에 있는 동안 자기 에너자이징 램프면의 위치를 예시한다.

제3b도는 기어(16)가 맞물린 원뿔면(26a), (38a)에 의해 동기되는 동안 램프의 위치를 예시한다. 맞물린 원뿔면은 플랜지 반작용 부본(32h)을 램프면(52a)과 맞물러게하는 방향으로 동기토오크를 발생시킨다.

따라서, 원뿔클러치를 맞물리게 하는 축방향 힘의 합은 Fo+Fa이고 동기토오크의 합을 제3a도에 도시되었듯이 To+Ta가 된다. 주어진 운전자 힘(Fo) 및 운전자 동기토오크(To) 및 측방향 부가힘의 과 죠오부재(16b)의 내부죠오이빨과 맞물리게 한다.

선행기술에서 공지되어 있고 죠오부재(16b)에 대해서만 참조번호로 표시된 것처럼, 죠오이빨의 유도부분은 접촉하기 시작할때 이빨의 상처를 감소하는 경사전연(前緣)을 가지고 이빨을 정합배열에 잠그는 챔퍼 즉쐐기면(16d)을 갖는다.

유도부본을 구성하는 죠오클러치는 참고로 여기에 포함한 미합중국 특허 4,246,993 및 적당한 경사각을 알 수 있는 미합중국 특허 3,265,173호에 개재되었다. 비대칭인 쐐기면은 이빨의 전연과 접촉으로 인한 이동완료의 지연을 방지한다. 이동을 부드럽고 이에 따라 노력을 덜 필요하게 하기 위해 죠오이빨이 조그마한 원주방향으로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 죠오이빨을 정합할 수 있는데 필요한 수, 즉 회전시계각을최초로 할 수 있다.

자기에너자이징 램프효과를 무시하면, 힘(Fo)에 의해 마련된 원뿔클러치 토오크는 방정식(1)로 나타내어진다.

To=FoRcμc/sinα ············(1)

Rc : 원뿔마찰면의 평균반경

μc : 원뿔마찰면의 마찰계수

α: 원뿔마찰면의 각 크기는 맛물린 자기 에너자이징 램프면의 각의 함수이다.

각은 운전자가 소정의 적당한 이동노력을 함에 따라 동기 토오크를 증가시키고 동기시간을 감소시키기에 충분한 크기의 부과 힘(Fa)을 발생하도록 매우 큰 것이 바람직하다.

또한 이 각은 제어된 축방향 부과 힘(Fa)을 발생하도록 적은 것이 바람직하다. 즉 힘(Fa)은 힘(Fo)이 증가 또는 감소함에 따라 증가 또는 감소해야 한다.

만일 램프각이 너무크면, 램프는 자기 에너자이징 하기보다는 자기록킹 한다. 마라서 원뿔클러치가 최초로 맞물리면 힘(Fa)은 힘(Fo)과 무관하게 급격한 제어할 수 없이 증가한다. 이에 따라 원뿔클러치를 록업(lock up)쪽으로 구동시킨다.

자기 에너자이징이라기보다 자기록킹은 이동특성, 즉 감(feel)을 감소시킨다. 즉 동기부품을 과응력(overstres)하게 하고 원뿔클러치면을 과열시키고 급격히 마멸시키고 심지어 이동레버의 운전자 운동을 하지 못하게 한다. 에너자이징 램프각(θ)을 계산하고 운전자 힘(Fo)에 비례하여 증가 및 감소하는 운전자 힘(Fa)을 제공하는 주요변수는 원뿔클러치각(α) 및 원뿔클러치 마찰계수(μr) 및 원뿔클러치의 평균반경비(Rc)및 자기 에너자이징 랭프의 평균반경비(Rr) 및 램프 마찰계수(μr) 및 자기 에너자이징 램프외 압력각(ø)이다.

원뿔클러치에 의해 발생한 전에너자이징 토오크(Tt)는

Tt=FtRcμc/sinα…………………… (2)

여기서

Tt= To+Ta …………………… (3)

및

Ft=Fo+Fa …………………… (4)

이다. 미분없이 주어진 축방향 부과 힘(Fa)의 방정식은

여기서 램프각(θ)는 샤프트축(12a)에 수직인 평면으로부터 측정되고 F_tan은 램프역할을 하고 Rr, Tt에서 토오크(Tt)의 탄젠트 힘 성분이고 한 토오크 방향에 대한 F_tan은 제3a도에 도시되어 있다. 따라서

F_tan=Tt/Rr …………………… (6)이다.

방정식(5)와 (6)을 방정식(4)에 대입하여 Ft에 대해 풀면,

Ft/Fo는 부우스트(boost), 즉 자기 에너자이징비라고 정의한다. 부우스트비가 크면 클수록 주어진 운전자 힘(Fo)에 대해 전체 등화(Tt)가 커진다. 부우스트비가 90°의 램프각(θ)에 상응한다.

이러한 각각은 축수플라인 또는 축에 평행하고 비자기 에너자이징(nosel-energizing)을 마련한다. 1:1에서 약 1:5까지의 보우스트비를 사용한다.

Ft/Fo는 방정식(7)의 분무가 0(zero)가 됨에 따라 무한대로 된다. 물론 이것은 방정식(7)의 분모의 마이너스부호가 1호 될때이다.

일때 자기 록킹하지 않는다.

주어진 동기화기에 대해 방정식(8)은 Rc, μc, Re을 설정하여 간단히 할 수 있고 α는 상수(k)와 같다. 여기서

또는

방정식(9)을 방정식(8)에 대입하고 재배연하여 램프각(θ)에 대해 풀면 방정식(l0)이 되는데 이 방정식(10)은 최소각(θ)을 제공한다.

이러한 최소각은 운전자힘(Fo)에 비례하는 자기 에너자이징 힘(Fa)을 발생하고 최대 제어보우스토비를 마련하고 자기록킹을 하는 방정식(10)이 된다.

램프압력각ø이 여기서 0(zero)이기 때문에 cosø는 1이 되고 이를 무시한다. θ를 샤프트 축(12a)에 수직인 평면으로부터 측정하면, θ의 값이 증가함에 따라 힘(Fa)의 값이 감소하고 물론 토오크(Tt)는 증가한다. 따라서 K가 증가함에 따라 마이너스각(θ)이 감소하고 모든 다른 변수가 같아진다.

특히 자기록킹은 방지하고 Fo에 비례하는 힘(Fa)을 유지하기 위해선, 마이너스(θ)를 Rc/Rr비가 증가함에 따라 및/또는 원뿔각(θ)이 증가함에 따라 및/또는 클러치 마찰계수(μc)가 증가함에 따라 및/또는 램프압력각ø이 증가함에 따라 및/또는 램프마찰계수(μr)가 증가함에 따라 증가해야만 한다.

또한 소위 주어진 기하 및 최대 바람직한 보우스토비에 대해 최소 램프각을 계산할 경우, 안전한도(margin of safety)가 공창의 형성 및 부품의 마멸로 인한 자기록킹 또는 과보우스트를 방지하는 것이 바람직하다.

공지되었듯이 다중비 속도 변환변속기에 동기 메카니즘(10)을 이용해 보면, 기어비를 동기하는데 필요한 시간은 전동기토오크가 증가함에 따라 감소한다.

더구나 반사관성(reflected inertia)의 차이 즉 부품의 실제관성이 플러스마찰(plus friction)과 동기되기 때문에 저속비기어를 동기하는데 필요한 작업량은 고속비기어에 필요한 시간보다 일반적으로 크고 하강이동에 대한 주어진 기어비기어를 동기하는데 필요한 작업량은 상승이동에 필요한 기어비보다 일반적으로 크다.

따라서, 여기에 개재된 동기메카니즘을 다중비 변속비에 이용할 경우, 저속비 기어용 동기 메카니즘은 큰 보우스트비를 마련하는게 바람직하고 고속비용 메카니즘은 작은 보우스트비가 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 주어진 기어비에 대해 하강에 대한 보우스트비는 상승이동에 대한 보우스트비보다 큰것이 바람직하다.

여기서 개재된 동기메카니즘에 대해, 보우스토비는 원뿔클러치각(α), 반경비(Rc/Rr) 및 자기 에너자이징 램프각(θ)을 바꾸므로서 쉽게 변경된다.

도면을 참조하면 쉽게 알 수 있듯이 죠오부재가 관련기어의 죠오부재와 맞물릴 경우, 플랜지(32)는 축(12)과 비기어(14) 및 (16)의 둘중 하나사이의 로오크통로에서 분리된다.

따라서 매우 소형이고 마모에 민감한 자기 에너자이징 램프는 비율기어의 전 토오크부하의 저하효과가 결코 나타나지 않는다. 램프에 작용하는 힘이 새프트축(12a)에 관한 램프반경이 증가함에 따라 증가한다.

더구나, 반경차이로 인해 죠오부재 스플라인(28a)과 축스플라인(12b) 사이에 작용하는 힘은 죠오클러치 이빨사이에 작용하는 힘보다 크다.

따라서, 죠오부재 스프라인(28a)과 축스플라연(12b) 사이의 스플라연 연결의 축방향길이는 죠오클러치 이빨에 충분한 세기를 필요로 하는 것보다 큰 것이 바람직하다.

플랜지(32)가 죠오클러치부재(28), (30) 또는 축(12)에 원주둘레로 고정되어 있지 않기 때문에 이 긴 축방향 스플라인 길이연결은 플랜지(32)를 이동시키는 이동메카니즘의 경사를 길게 하지 않고 개재된 실시예를 따른다. 따라서 죠오부재 스플라인(28a)은 축스플라인(12b)과 계속적으로 정합한다.

차량운전자가 공지된 방식으로 수동작동 이동레버를 경유하여 이동메카니즘을 이동할 경우 이것은 실제적으로 매우 중요하다.

이러한 레버의 예가 미합중국 특허 3,830,047에 개재되어 있고 이를 참고로 여기에 포함했다.

이러한 레버는 일반적으로 제1급 레버유형으로 증가한 이동경사는 이동 레버의 증가한 운전자 운동을 요하거나 주어진 운전자 이동노력에 대해 이동메카니즘에 가해진 감소한 힘(레버받침점을 변경하여)을 요한다. 자기 에너자이징 동기 메카니즘의 바람직한 실시예를 개재했다. 바람직한 실시예의 여러변경과 수정이 본 발명의 정신에 있으리라 믿는다.

다음 청구범위는 계시된 메카니즘의 발명부분을 보호하려는 것이고 본 발명의 정신내에서 변경과 수정이가능하다.

Claims (8)

1. 기어와 샤프트가 서로 회전하는 축(12a)을 가진 샤프토(12) 위에서 축방향운동에 대해 고정된 제1기어(16)용 핀형 동기메카니즘(22)에 있어서, 방사상으로 연장한 플랜지(32)를 제1기어(16)쪽으로 이동시키는 제1기어(16)쪽으로 축방향으로 가해진 이동힘(Fo)에 따라 제1기어(16)를 축(12)에 동기화시키고 양연결하는 제1기어(16)에 고정된 마찰(26) 및 죠오(16b) 수단과 각각 맞물리는 제1마찰(38) 및 죠오(28c)수단, 축(12)과 회전하는 제1기어(28c) 수단을 연결하는 죠오수단(28c) 및 수단(28a), (28b)과 축방향운동을 하는 플랜지(32)를 연결하는 수단 및 동기하기전에 죠오수단(28c)의 맞물림을 방지하도록 맞물릴때 작동하는 제1 및 제2 블로커수단(40d), (32e) 플랜지(32)의 제1 마찰수단(28) 및 구멍(32b)에서 축방향으로 단단히 연장하고 다수의 원주로 공간을 둔 핀과 같은 수단(40)에 의해 형성된 제1블로커수단(40d) 및 구멍(32b) 주위에 형성된 제2블로커 수단(32e), 핀과 같은 수단(40)을 경유하여 플랜지(32)에 전달된 최초 동기토오크를 발생시키는 마찰수단(38)에 연결에 따른 중립위치에서 제1기어(16)쪽으로 이동힘(Fo)에 의해 플랜지(32)의 최초 축발향 운동에 따라 마찰수단(38)의 맞물림 힘을 발생하고 마찰수단(38)의 맞물림힘을 증가시키게 하기 위헤 이동 힘(Fo)을 제1 및 제2 블로커수단(40d), (32e)을 경유하여 제1마찰수단(38)에 전달하는 프리-에너자이어수단(42); 축(12)에 대한 플랜지(32)를 제한하여 원주운동을 하게 하고 동기토오크를 축(12)에 반작용하게 하는 수단(30), 마찰수단(38)을 맞물리는 힘을 더 증가시키기는 이동 힘(Fo)의 방향에서 축방향 부과힘(Fa) 방향으로 축 방향부와 힘(Fa)을 플랜지(32)에 발생시키는 한쪽 방향의 동기토오크에 따라 플랜지(32)와 고정된 반작용수단(32b)과 맞물릴수 있는 제1 램프수단을 포함하는 원주운동을 제한하는 수단등을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀형동기 메카니즘.
2. 제1항에 있어서, 제한수단은 마찰수단(38)을 맞물리게 하는 전제 힘을 증가시키는 이동힘(Fo)의 방향의 플랜지(32)에 또 다른 부가힘(Fa)을 발생하는 한쪽방향 반대의 동기토오크에 따라 반작용수단(32b)과 맞물릴수 있는 제2 램프수단(52b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀형 동기 메카니즘.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1기어(16)로부터 축방향으로 공간을 두고 샤프트(12) 및 제1기어(16)에 대한 샤프트 축 주위에서 회전하는 샤프트(12) 위에서 축방향 운동에 대해 고정된 제2기어, 플랜지(32)를 제2기어(14)쪽으로 이동시키는 제2기어(14)쪽으로 축방향으로 가해진 이동힘(Fo)에 따라 제2 기어를 축(12)에 동기 및 양 연결하는 제2기어에 고정된 마찰(24) 및 죠오수단(14b)과 각각 맞물릴 수 있는 제2마찰(36) 및 죠오수단(28b), 플랜지(32)에 대한 축방향 운동에 대해 제2죠오수단(28b)을 연결하는수단, 샤프트(12)와 회전하도록 제2죠오수단(28b)을 연결하는 수단(28a), (12b), 동기하기전에 제2죠오수단의 맞물림을 방지하도록 맞물릴 경우 작동하는 제3 및 제4블로커 수단(40c), (32d), 플랜지(32)의 제2마찰수단(36) 및 구멍(32b)에서 축방향으로 단단히 연장하여 원주로 공간을 둔 핀과 같은 다수의 수단(40)에 의해 형성된 제3 블로커수단(40c) 연장한 구멍주위에 형성된 제4 블로커 수단 제2 마찰수단(36)으로부터 연장한 핀과 같은 수단(40)을 경유하여 플랜지(32)에 전달된 최초 동기토오크를 발생하는 제2마찰수단(36)의 맞물림에 마라 제3 및 제4불로커수단(40c), (32d)을 맞물리게 하는 이동힘(Fo)에 의해 중립위치에서 제2기어(14)쪽으로 플랜지(32)의 최초 축방향 운동에 따라 제2마찰수단(36)을 맞물리게 하고 제2마찰수단의 맞물림 힘을 증가시키기 위해 제3 및 제4블로커수단(40c), (32d)을 경유하여 이동 힘(Fo)을 제2마찰수단(36)에 전달되는 프리에너자이어수단(42); 부과 힘(Fa)을 제2마찰 수단(36)을 맞물리는 힘을 더증가시키는 이동 힘(Fo)의 방향의 플랜지위에 발생시키는 한쪽방향으로 토오크를 동기함에 따라 반작용수단(32b)과 맞물리는 램프수단(52c)을 포함하는 제한수단(30)등을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀형 동기 메카니즘.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제한수단은 제2마찰수단(36)을 맞물리게 하는 힘을 더 증가하는 방향의 반대방향의 동기코오크에 따라 반작용수단과 맞물리는 제4램프수단(52d)을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀형 동기 메카니즘.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 축(12)에 대한 축방향 운동에 따라 제한 수단(30)을 고정시킨 수단(16), (14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀형 동기메카니즘.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2죠오수단(28c), (28b)을 제한수단(30)과 미끄러질 수 있게 상호연결되고 이들 사이의 상대회전을 방지하는 수단(48c), (50a), (28b),(28c)을 포함하는 것을 특징으로하는 핀형 동기 메카니즘.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제한수단(30)은 제1및 제2죠오수단(28c), (28b)을 제한하는 환상슬리이브 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀형 동기메카니즘.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 프리엔자이이수단(42)은 핀같은 수단(40)을 수용하는 구멍(32b) 사이의 공간에 위치해 플랜지(32)에서 원주로 공간을 둔 다수의 구멍(32c)을 포함하고 각각의 프리엔자이어 구멍(32c)을 플랜지(32)가 중립위치에서 축방향으로 위치할때 스프링수단(44), (36)의 저지구 글루우브(44a)를 미끄러저 수용하고 스프링수단은 관련기어의 마찰수단을 맞물릴 수 있게 탄성적으로 이동하기 위해 기어의 양쪽으로 플랜지(32)를 이동항에 따라 작동하는 것을 특징으로 하는 핀형 동기메카니즘.