KR950010219B1 - 다중비 트랜스미숀의 기어변경시간과 작용력을 동화하는 자동통전 동기화기 - Google Patents

다중비 트랜스미숀의 기어변경시간과 작용력을 동화하는 자동통전 동기화기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

다중비 트랜스미숀의 기어변경시간과 작용력을 동화하는 자동통전 동기화기
제1도는 레인지형(range-type)보조부가 있는 복합 트랜스미숀의 개략예시도.
제2도는 제3도의 2-2에 따라 잘라본 복동 동기화기 기구의 단면도.
제3도는 제2도의 3-3선에 따라 잘라본 기구의 부분 단면도.
제4도는 제2도의 4-4선에 따라 잘라본 기구 부분의 단면도.
제5도는 제2도와 제3도에서의 부품의 사시도.
제6도와 제6a도는 제2도와 제3도에서의 핀(pin)부품과 플런저(plunger)부품의 상세도.
제7도는 연결된 위치에서의 죠클러치(jaw clutch)로서 제2도에서의 기구의 부분도.
제8도와 제9도는 제2도의 8-8선에 따라 잘라본 기구의 이빨 부분의 단면도.
제10도는 동기화기(synchroniger)의 기어변경 플랜지(flnnge) 사이에 작용하는 축력과 회전력의 도식 표현도.
제11도는 제12도의 11-11선에서 잘라본 1방향 동기화기 기구의 단면도.
제12도는 제11도의 12-12선에서 잘라본 1방향 동기화기의 부분 단면도.
제13도는 제12도의 13-13선에서 잘라본 기구의 부분 단면도.
제14a, 14b, 14c도는 제1도와 제2도에서의 플런저(plunger)부품의 상세도.
제15도는 합성 스플리터(splitter)레인지 보조부가 있는 복합 트랜스미숀의 개략 예시도.
본 발명은 트랜스미숀의 자동 통전 동기화기 기구에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 실질적으로 여러가지 비의 기어들의 기어이동시간과 작용력을 동화하는 다중비 트랜스미숀의 여러가지 비의 기어들을 사용한 그러한 기구에 관한 것이다.
다중비 트래스미숀 기술에서 모든 또는 몇몇 트랜스미숀 기어비의 기어변경 시간을 검축하는데 동기화기 기구가 쓰인다는 것은 공지인 것이다. 또한 차량 운전자에 의하여 기어변경 작용력이 요구된다는 것, 즉 기어변경레버에 인가된 힘이 요구된다는 것은 공지인 것으로 자동 통전형의 동기화기 기구를 사용함으로서 그런 힘이 감소될 수 있다는 것은 공지인 것이다. 따라서 운전자의 기어변경 작용력은 차량크기로서 증대되는 것으로 자동 통전형의 동기화기 기구는 특히 중량 임무 튜력(truck)에 대하여 중요한 것이다.
그러한 기구의 예로서 선행기술로는 미국 특허 제2,410,511 ; 2,896,760 ; 3,548,983 ; 4,413,715 ; 4,836,348 ; 4,869,353호를 참조하면 알 수 있으며 그것들을 참조하여 여기에 종합되어 있다.
상기한 특허의 동기화기 기구는 마찰과 죠(jaw) 부품들을 포함하고 각각 기어를 축에 동기화, 그리고 확실한 클러칭 연결을 하게 되어 있으며 기어변경 힘에 의하여 죠부품의 하나의 최초 연결 역확을 하는 마찰부품의 최초 연결작용을 하는 사전 통전기역할을 하여 연결된 블럭커(blockers)들을 포함하는데 그들 블럭커들은 죠부품들의 비동기성 연결을 방지하게 운전되어 있으며, 그의 회전력 동기화를 증가하도록 마찰부품들에게 기어변경력을 전달하게 되어 있고 자동 통전램프(ramps)가 회전력에 반작용하여 그 방향에서 추가적인 힘을 마련케 하고 마찰부품들의 동기화 회전력을 더욱 증대하는 기억변경력을 부가하게 되는 것이다.
이들 특허에서의 동기화기 기구의 구조는 여기의 핀형 동기화기 기구의 구조와 실질적으로 상이하다.
최소한 부분적으로는 이들 구조적 차이 때문에 상기한 자동 통전특성을 가진 핀형 동기화기 기구를 마련하기가 곤란하였다. 또한 한편으로 이들 특허의 동기화기 기구가 기어변경시간과 기어변경 작용력을 훌륭하게 감축하게 되겠는데 전체 트랜스미숀에 대한 여러가지 기어변경 요구를 고려하지는 않았으며 즉 일반적으로 저속 기어비에서 더 많은 기어변경 작용력을 요구하며 고속 기어비가 요구하는 것보다 더한 시간을 필요로 하고 일반적으로 내림기어변경에서 더 많은 작용력과 울림 기어변경에서 보다 더한 시간을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 트랜스미숀의 여러가지 비의 기어변경시간과 작용력을 동화하는 자동 통전 동기화기를 마련하는데 있다.
본 발명의 특성에 따르면 기어변경 기구 트랜스미숀은 다수의 전진속도와 트랜스미숀을 올림기어변경과 내림기어변경을 위한 축수단을 회전 가능하게 시설하여 일시에 선택적으로 연결가능하게 한 단계 변경비수단을 구성한다. 그 비수단은 제1, 제2, 제3, 제4의 각각 연속적으로 고속비로 되는 속도비 수단을 포함한다.
동기화기 수단은 각 속도비 수단과 연합되고 각 동기화기 수단이 포함하는 수단들과 연합되어 있다.
마찰과 죠연결수단은 각기 마찰동기화와 확실한 연결을 하게 연결가능하고 축수단에 대한 연합비수단은 기어변경력 Fo역활을 하며 연합비수단쪽으로 축방향으로 유도되어 그 연합비수단쪽으로 기어변경수를 운동하게 한다. 각 마찰수단은 축수단의 축에 관련하여 평균직경 Rc를 가지며 각 마찰수단은 올림기어변경과 내림기어변경 중 각각 올리는 기어변경과 내리는 기어변경의 동기화 회전력을 내도록 연결된때 조작가능하다. 블럭커수단은 동기화전에 죠연결수단의 연결을 지지하기 위하여 연결된 때 조작가능하다.
사전 통전수단은 마찰수단을 최초작용력과 연결되게 하여 기어변경력 Fo에 의하여 기어변경수단의 최초축운동을 하게 하는 역활을 하여 중립위치에서 블럭커수단을 연결하게 되는 연합기어쪽으로 운동케 하며 최초의 동기화 회전력을 내는 마찰수단과 연결케 하고 블럭커수단을 경유하여 마찰수단에 기어변경력 Fo를 전달하게 하여 마찰수단의 최초연결력을 증대하게 되어 있다.
각(angle) 모양의 자동 통전램프수단은 최소한 내리는 기어변경동기화 회전력 역활을 하여 기어변경력 Fo에 추가되는 축방향 추가력 Fa을 내게 하며 전체 연결력 Ft에 대한 마찰수단의 연결력을 더욱 증대하게 되어 있다. 각 동기화 수단은 Ft/Fo와 같은 내리는 기어변경 상승비를 갖는데 여기서 Ft/Fo는 최소한 비 Rc/Rr와 램프수단의 각의 함수이다.
비수단과 연합된 동기화기는 집합적 내리는 기어변경 상승비 범위로 1보다 크고 5보다 작은 것을 갖는다.
제1비수단과 연합된 동기화 수단의 상승비는 제2비수단과 연합된 동기화기 수단의 상승비보다 크거나 또는 동등하다.
제3비수단과 연합된 동기화 수단의 상승비는 제1비수단과 연합된 동기화기 수단의 상승비 보다 작으며 제4비수단과 연합된 동기화기 수단의 상승비보다 크거나 또는 동등하다.
단어 “복합 트랜스미숀”은 주 트랜스미숀부와 보조 트랜스미숀부가 직렬로 연결되어 있는 변경속도 또는 기어변경 트랜스미숀을 표시하는데 쓰이며 거기서 주 트랜스미숀내의 선택된 기어감속이 보조 트랜스미숀부에서의 다시 선택된 기어 감속에 의하여 합성될 수 있다.
단어 “울림 기어변경”은 여기서 쓰이고 있는대로 저속 기어비에서 고속기어비로 기어변경함을 의미한다. 단어 “내림기어변경” 여기서 쓰이고 있는 대로 고속 기어비에서 저속 기어비로 변경됨을 말한다.
여기서 쓰이고 있는 대로 “저속 기어” 또는 “저기어”는 트랜스미숀에서의 관련 저 전진속도 운전에 사용된 기어비를 표시하는데 즉 입력축의 속도에 관련한 출력축 속도의 더 높은 감속비를 갖는 기어 세트인 것이다.
“동기화기 클러치 기구”는 선택된 비기어로 시도된 확실한 클러치의 연결을 그 확실한 클러치의 부품이 실질적으로 확실한 클러치와 연합된 마찰클러치를 동기화함으로서 동기화 회전을 하게 한때까지 방지되게한 확실한 클러치 수단에 의하여 축에 비회전적으로 연결하는데 쓰인 클러치 기구를 표시한다.
단어 “자동통전”은 램프 또는 캠등과 같은 것을 포함하는 동기화기 클러치의 연결력을 증대하게 된다.
다음에 제1도를 참조하면 레인지형 보조부(15)와 직렬로 연결된 주 트랜스미숀(14)을 구성하는 복합 트랜스미숀(12)을 개략적으로 예시한다. 양 부분들은 공지인 것으로 쌍 중간축형의 것이다.
트랜스미숀(12)은 주 트랜스미숀부(14)만을 구성하고 또는 합성 트랜스미숀의 기타형에서는 보조부분이 분할기 또는 분할기 레인지형의 것이다. 그러한 트랜스미숀은 미국 특허 4,788,889호에 개시되어 있고 그들은 여기에 참조하여 종합되어 있다. 전형적으로 트랜스미숀(12)은 하우징 H내에 안치되어 있고 엔진크랭크축(20)에 구동가능하게 연결된 입력 또는 구동부(18)를 갖고 선택적으로 연결되고 연결된 마찰 마스터 클러치를 통하여 디이젤엔진 같은 원동기로서 구동되는 입력축(16)을 포함하고 구동부분(22)은 회전가능하게 트랜스미숀 입력축(16)에 고정되어 있다.
트랜스미숀(12)내에는 입력축이 있고 입력기어(24)를 가지며 실질적으로 동일 회전속도인 다수의 실질적으로 동일한 중간축 어셈블리(26), (26A)를 동시에 구동하게 되어 있다.
그 트랜스미숀(12)내에는 예시된 2개의 중간축 어셈블리(26), (26A)가 일반적으로 입력축(16)과 동축으로 나란히 되어 있는 주축(28)의 직경적으로 반대쪽에 배설되어 있다. 각 중간축 어셈블리(26), (26A)는 하우징 H내에 베어링(32), (34)에 의하여 반대쪽 끝에 지지된 중간축(30)을 구성한다.
하우징 H의 부분만이 개략적으로 예시되어 있다. 각 중간축(30)은 그들과의 회전을 위하여 고정된 동일 중간축 기어무리(38), (40), (42), (44), (46), (48)로서 배설되어 있다. 다수의 구동 또는 주축기어(50), (52), (54), (56), (58)들이 주축(28)을 둘러싸고 동시에 주축(28)에 선택적으로 클러치 연결되게 되어 자동 통전 동기화기 클러치 기구(60), (62) 그리고 클러치 칼라(collar) 기구(64)의 미끄럼 운동에 의하여 그들과 회전하게 되어 있다.
클러치 기구(60)는 클러치 입력기어(24)쪽 좌측으로 이동되어 주축(28)에 대하여 입력축(16)과 주축(28)사이의 직접 구동 관계를 마련하게 되어 있다.
바람직하게도 각 주축기어는 주축(28)을 둘러싸고 그들과 연속적인 교합연결을 하며 연합된 중간축기어 무리에 의하여 떠 있는 것같이 지지되어 있다. 그러한 주축 기어설비와 그로 인한 특별한 유리한 점은 미국특허 제3,105,395 3,305,616호에 대단히 상세하게 개시되어 있고, 그것이 참고로 여기에 종합되어 있다.
전형적으로 클러치 기구(60), (62), (64)는 선행기술에서 공지인 대로 기어변경 봉 하우징 어셈블리(도시안됨)와 연합된 기어변경 포오크(fork)(도시안됨) 수단에 의하여 축방향으로 위치하고 있다.
클러치 칼라(64)는 공지인 비 2중 작용 죠클러치형이다.
더욱이 본 발명이 예시되어 있다 하지만 그리고 수동으로 조작된 트랜스미숀과 연결되어 유리하게 사용되고 있다. 하지만, 또한 본 발명은 미국 특허 4,361,060 ; 4,527,447호에서 예시된 형의 반 또는 완전자동기구의 트랜스미숀에 다같이 응용가능한 것이다.
주축기어(58)은 역기어로 종전의 중간공전기어(도시안됨) 수단으로 중간축 기어(48)와 일정한 교합연결이 된다. 또한 주 트랜스미숀부(14)가 5개의 선택적 전진속도비를 마련하는 동안 최저속 전진속도비, 말하자면 주축(28)에 대한 주축기어(56)를 구동가능하게 연결함으로서 마련된 비는 가혹한 상태하의 차량을 시발하는데만 사용되는 저속 또는 파행적 기어로 고려되는 고기어감축에서 흔히 있게 된다는 것을 알아야 할 것이다.
만일에 주 트랜스미숀부(14)가 여기서, 2개의 속도범위부(15)같이 보조 트랜스미숀부로서 사용된다면 저속기어는 항시 합성되지는 않는다. 따라서 여기서 트랜스미숀(12)은 9개의 전진속도비를 마련한다. 보조 트랜스미숀부(15)는 2개의 실질적으로 동일한 보조 중간축 어셈블리(66), (66A)를 포함하는데 각기 하우징 H내에 베어링(70), (72)에 의하여 반대끝에 지지된 보조 중간축(68)을 구성하며 그와 회전하게 고정된 2개의 보조부 중간축 기어(74), (76)를 갖는다. 보조 중간축 기어(74)는 불변하게 교합되고, 주축(28)을 둘러싼 레인지기어(78)를 지지한다.
보조 중간축기어(76)는 불변하게 그와 교합하고 출력측(82)를 둘러싸고 그와 회전하게 고정된 레인지 출력기어(80)를 유지한다. 미끄럼지고 2중 작용이며 자동통전 동기화 클러치 기구(84)는 주축(28)에 회전하게 고정되고 주축(28)에 대하여 레인지기어(78) 또는 출력기어(80)중 어느것인가에 선택적으로 연결되게 실용된다.
클러치기구(84)는 2중 작용, 자동 동기화 클러치기구(60), (62)의 원리를 많이 실용하고 있다. 트랜스미숀(12)는 주축(28)에 대하여 레인지기어(78)를 연결하도록 좌측에 레인지 클러치기구(84)를 위치함으로써 그 9개 전진속도비중의 먼저번 5개를 통하여 계속적인 올림기어변경을 하게 되며 그 5개의 전진속도비(56), (54), (52), (50), (16)를 통하여 주 트랜스미숀을 기어 변경한다.
기타 4개의 전진 속도비를 통한 연속 기어변경은 레인지 클러치기구(84)를 우측쪽으로 위치하게 하여 주축(28)을 직접 출력기어(80) 또는 출력축(82)에 연결토록 효력을 내게하고 그리하여 주 트랜스미숀부를 4개의 전진속도비(54), (52), (50), (16)를 통하여 기어변경한다. 내리는 기어변경은 단순이 올리는 기어변경의 역일뿐이다.
상세한 설명의 여분에서 제1도에서의 개략적으로 예시된 부품들과 요소들에 직접적으로 일치하는 부품들이나 요소들은 동일부호를 부여하게 된다.
다음에 주로 제2도와 제3도를 보면 기어나 중앙축(28a) 주위를 회전하게 설치된 축(28)을 포함하는 동기화 어셈블리(86)를 상세하게 보여주고 있는데 축상에 회전가능하게 지지되고 축운동에 항거하여 고리형 드러스터(thrust)부품(88), (90) 그리고 복동 동기화 클러치기구(62)에 의하여 축상에 관련되게 안치된 축방향 간격을 이룬 기어(52), (54)를 보여준다.
그 드러스트 부품(88), (90)은 축의 스플라인(spline) 이빨(29)내의 고리형 홈(28b), (28c)안에 축방향으로 보존되어 있고 이빨(29)의 2개 사이의 간격안에 배설된 리테너(retainer)핀(92)(제3도)에 의하여 축에 관련한 회전에 항거하여 억압부설되어 있다.
그 동기화기 기구(62)는 고리형 마찰부품부(94), (96) 그리고 기어(52), (54)와 집중형성된 죠클러치 부품부(98), (100)과 축(28)과 집중형성되거나 또는 그에 억압부설된 외부 스플라인 이빨(29)과 미끄럼지게 교합하는 내부 스플라인 이빨(106), (108)을 갖는 죠클러치 부품(102), (104)를 가지며, 죠부품(102), (104)의 축방향으로 상면한 표면(102a), (104a) 사이에 끼워지게 된 축방향으로 반대되게 상면한 측(110a), (110b)을 가진 직경방향으로 연장한 기어변경 플랜지를 포함하고 그 플랜지와 관련축운동에 항거하는 죠부품을 안치하는 3개의 H형 리테너부품(112)(그중 하나는 제5도에 사시도로 보여줌)을 포함하며 고리형 마찰부품 또는 각 마찰부품에서 축방향으로 연장한 3개의 원추방향으로 간격을 이룬 핀(118)에 의하여 그리고 플랜지내의 구멍(110c)을 통하여 단단하게 안치된 링(114), (116)과 각기 핀 구실을 하는 표면과 반작용하는 스프링(122)과 플런저(plunger)(124)를 포함한다.
대신에 핀형인 단작용인 동기화기 기구(62) 즉 미국 특허 3,221,851호에서 개시된 기구같은 축에 대하여 하나의 기어만으로 동기화되게 형태를 한것과 죠클러치인 것으로 그들은 여기에 참조하여 종합되어 있다.
또한 리테너(112)수 핀(118) 그리고 어셈블리(120)들이 여기에 설명된 것보다 다소간 차이가 난다. 이미 아는대로 마찰부품들(94), (114), (96), (116)은 죠클러치의 연결에 앞서 축에 대한 기어들을 동기화하는 마찰클러치 구실하게 쌍을 이룬다. 원추형 클러치가 바람직하게 되어 있는데 하여간 기타형의 마찰클러치들이 쓰일 수 있다.
마찰부품(94), (96)은 여러가지 공지의 방법으로 연합되 기어에 억압부설된다. 마찰부품(94), (96)은 외부 원추형 마찰면(114a), (116a)와 각기 교합하는 내부 원추형 마찰면(94a), (96a)을 갖는다.
또한 부품들(94), (96), (114), (116)은 각기 동기화 컵과 링으로서 표시된다. 원추형 각의 광범위 영역이 쓰이고 있는데, 7½도 의 원추각이 여기서는 사용된다.
마찰면(114a), (116a) 그리고 (94a), (96a)들이 기본 부품에 눌려 부설된 여러 공지의 마찰재료의 어느것 구실을 하게 되고 여기서는 파이롤리틱(pyrotytic) 카본 마찰 재료가 미국 특허 4,700,823 ; 4,844, 218 ; 4,778,548호에서 개시된 대로 바람직하게 되어 있다.
이들 특허들은 여기 참조하여 종합되어 있다. 핀(118)은 제6도에 대단히 상세하게 표시되어 있다.
각 핀은 플랜지구멍(110c)의 직경보다 약간 작은 직경을 가진 주직경부분(118a)를 포함하고 마찰링(114), (116)(여기서 중간) 사이에 간격진 감소된 직경 또는 홈 부분과 핀축에서 외부쪽으로 직경방향으로 연장된 원추형 블럭커숄더(shoulders) 또는 면(118c), (118d)이 핀축에 수직선 관계인 약 40도의 각도로 서로가 축방향으로 떨어져 있는 것을 포함하며 그리고 바람직하기도 하나 필요한 것은 아니지만 독립된 사전 통전기면(118e), (118f)과 연장된 2차적 중앙면(118g), (118h)를 포함한다.
그 홈 부분은 그들의 각 플랜지 구멍내에 배설되면 견고한 마찰링의 제한된 회전을 하게 하며 플랜지에 관련한 핀 어셈블리에게도 제한된 회전을 하게 되어 플랜지구멍 주위구실을 한 오목 들어간 블럭커숄더(110d), (110e)와 핀 블럭커숄더와의 연결 효력을 내게하고 있다.
사전 통전기면(118e), (118f)은 원추형 블럭커숄더(118c), (118d)의 부분을 코오드(chord)식으로 방지하거나 배제하여 바람직하게(그러나 필요치 않음) 평평한 평면이 되게 하여 블럭커면의 각도보다 어떻게든 작은 핀축 관련각을 형성한다.
또한 중앙면(118g), (118h)은 평면이고 도면에서 명백한 대로 실질적으로 블럭커와 사전통전기면의 각도보다 작은 핀축 관련 각을 형성한다. 여기에 개시된 대로 그 평면의 코오드식 연장은 핀축과 축에 일치하는 원에 경사진 것이 된다.
2차적 면에 마련된 축력은 그런 위치가 플랜지를 움직이는 기어 변경기구에 의하여 완전하게 효력을 내지 않는 경우의 중립위치로 플랜지(110)가 충분하게 복귀되게 하여야 한다.
플런저(124)는 플랜지의 슬럿(slot)(110f)안에 배설된 헬리칼(helical) 압축 스프링(122)에 의하여 핀 산전통전기와 중앙면 쪽으로 직경방향으로 외부쪽에 세력붙임되어 있다. 바람직하게도 슬럿의 주연장부는 필요하지 않으나 축에 관련하여 직경적으로 연장되어 있다.
또한 슬럿은 플랜지측(110a), (110b)을 통하여 축방향으로 연장하여 플랜지구멍(110c)을 통하여 들어가서 뻗어있고 스프링이 항거하여 반작용하도록 직경방향으로 안쪽으로 뻗어있는 끝부(110g)을 갖는다.
스프링의 직경방향으로 내부분은 슬럿끝에서 직경방향으로 저부쪽으로 뻗은 페그(pegs) 같은 도시안된 수단으로 제지되어 있다. 플런저(124)는 판금재료로 형성되나 바람직하게는 주철 또는 강철 같은 소형재료로 형성되어 구조적으로 견고하고 표면경도가 있게 마련되도록 형성된다.
각 플런저(124)는 하여간 평평한 각면(124a), (124b)를 가진 머리부분 구실을 하는 폐쇄된 끝을 갖는 U자형 단면을 하고 연합된 핀(118)의 평평한 사전 통전기와 중앙면과 협동하게 되어 있다.
각 플런저의 측벽은 면(124c), (124d)이 있어 슬럿(110f)의 직경방향으로 연장한 측벽면과 미끄럼지게 협동하게 되고 원주방향내에서 플런저를 제지하게 된다.
또한 플런저 측벽은 면(124e), (124f)이 있어 죠부품(102), (104)의 직경방향으로 뻗은 끝면(102a), (104a)인 축방향으로 면한것과 미끄럼지게 협동하게 되어 그 플런저를 축방향내에서 제지하게 되어 있다.
앞서 말한대로 죠부품(102), (104)은 축에 눌려부설된 외부 스플라인 이빨(29)과 미끄럼지게 교합하는 내부 스플라인 이빨(106), (108)을 포함한다. 그 외부 스플라인은 축선에 평행되게 연장한 인볼류트(involute) 플랭크(flank)면(29)을 갖고 죠부품의 플랭크면이 스플라인 연결하는 그의 교합이 그들 사이의 관련회전을 방지한다.
H형인 부품(112)들은 각기 죠부품면에 항거하여 반 작용하는 끝부분(112a)(112b)을 포함하며 끝부분을 내부연결하는 중앙부분(112c)을 포함한다. 그 중앙부분은 죠부품내의 축방향으로 확대한 슬럿(102c), (104c)을 통하여 확대하여 중앙부분(112c)과 협동하는 직경방향으로 뻗은 정지면(110n), (110m)이 있는 구멍(110h)을 자유스럽게 통하여 연장하게 되어 죠부품과 이후 여기서 설명할 이유가 되는 축에 관련한 플랜지의 회전운동을 제한하게 된다.
제2도, 제3도에서 잘 알 수 있는 대로 그리고 제7도-제9도에서 잘 알 수 있는대로 제1도와 제8도의 플랜지(110)의 중립위치에서 양축방향내의 축의 외부이빨(29)의 부분은 반작용 수단 구실을 하는 유사한 수의 램프면 또는 플랜지(10)에서 안쪽으로 직경방향 안쪽으로 뻗은 그리고 축스플라인(29)사이의 간격에 축방향으로 뻗어들어간 내부이빨(111)과 협동하는 하나 또는 그 이상의 램프를 마련토록 변조된다.
그 램프면은 죠부품(102), (104)과 축(28)에 관련한 플랜지의 제한된 회전을 하게 하고 원추형 클러치와 축 사이의 동기화 회전력을 반작용하여 플랜지(10)에 인가된 기어변경력에 의하여 최초에 연결된 원추형 클러치의 연결력을 증대하게 되는 부가적 축방향 자동 통전력을 마련하게 되며 그리하여 원추형 클러치에 의하여 마련된 동기화 회전력을 증대한다.
램프면은 하나 또는 양기어의 동기화력을 증대하는데 마련되게 되며 어느 방향이건간에 회전력 역활을 하는 동기화력을 증대하게 되는데 동시에 올림과 내림기어변경과도 마주치게 된다.
더욱 상세하게 말하자면 각 이빨들(29) 즉 각 H형 리테너중앙부분(112c) 사이에 원추형둘레의 이빨들은 기둥같은 부분(29a) 구실을 하는 제1끝부와 축방향으로 반대쪽 끝부(296), (29c) 그리고 최소 외측 직경(29d) 구실을 하는 끝부를 갖는 고리형 홈 구실을 하는 제1, 제2의 축방향으로 간격진 분할 리세스(recesses)를 갖는다.
그 최소 외측 직경(29d)은 스플라인(29)의 근원부 직경보다 크고 죠클러치 스플라인(106), (108)의 내측직경(106a), (108a)보다 크다. 또한 최소 외측 직경(29d)은 내부이빨(111)의 내측 직경(111e)보다 작다. 그 기둥같은 부분(29a)은 양측방향에 있는 각 이빨들의 부분을 삭제함으로서 형성된 다이어먼트형을 하고 있다.
삭제된 부분의 축방향이며 직경방향 연장은 기둥부분(29a)상에 각 기계가공 상승램프면(29e), (29f), (29g), (29h)을 부설토록 선택되고 그러한 배제가 이빨의 강도에 관련하는 효력을 최소화하게 선택되는 것이다.
더욱이 스플라인 이빨(29)은 충분한 직경방향 깊이를 마련하게 되어 있어 램프면은 충분한 면적을 갖고 거기에 작용하는 힘때문에 생기는 마모를 최소화하게 된다.
기둥부분(29a)의 축방향 끝부(29m), (29n)와 이빨(29)의 축방향 끝부(29b), (29c) 사이의 배재된 부분 또는 리세스 축방향으로 확대된 부분은 이빨내에서 단순한 기계가공 고리형 홈에 의하여 형성된다. 배제된 부분의 축방향 길이는 램프면을 형성하기에 공구를 집어넣기에 충분한 가공이 되게 되어 있다.
램프면(29e), (29f)은 각각 플랜지 이빨(111)상의 램프면(111a), (111b)에 항거하여 반작용하여 부가적인 축력을 마련케 되어 어느 방향이건간에 회전력 역할 을 하는 기어(54)의 동기화비를 증가 또는 도움을 주게한다. 램프면(29g), (29h)은 각각 램프면(111c), (111d)에 항거하여 반작용을 하여 어느 방향이건간에 동기화 회전력 역활을 하는 기어의 부가적 축력을 마련케 한다.
램프면의 각도는 변화하게 되어 울림 기어변경과 내림기어변경의 부가적 축력과 고저속비의 상이한 량을 마련하게 된다. 또한 하나 또는 그 이상의 기어의 하나의 방향에서 부가적 축력이 바람직하지 않으면 램프면이 스플라인과 평행하게 되고 즉 효과 있는 램프면이 마련되지 않는 것이다.
축방향 부가력의 량이나 크기는 이하에서 더욱 설명하는 대로 또한 마찰클러치와 자동 통전램프의 평균회전 반경비의 함수이다. 따라서 기어변경 포오크에 의하여 플랜지(110)를 기어변경하게 인가된 소정 기어변경력의 부가력의 크기는 램프각 그리고 평균회전 반경비를 변화함으로서 변경되게 된다.
플랜지(110)가 제1와 제8도의 중립위치에 있을 때 핀(118)의 감소된 직경부분(118b)은 연합된 플랜지 구멍(110c)과 직경방향으로 나란히 되게 되며 원추형 클러치의 마찰면은 약간 간격지게 벌려지고 스프링(122)력에 의하여 핀(118)의 사전 통전기면(118e), (118f)상에 작용하는 플런저(124)의 각이진 사전 통전기면(124a), (124b)에 의하여 이러한 간격난 관계가 유지된다.
사전 통전기면에 의하여 마련된 축방향힘은 원추형 클러치면 사이의 기름의 점성적 분배때문에 자동통전램프에 의한 플랜지상의 어떠한 축력도 중개 작용하기에 바람직하게 충분하다.
어느 기어이건간에 축에 연결되기를 소망할때 미국 특허 4,920,815호에서 개시된것 같이 적절하고 도시않은 기어변경 기구인 것으로 여기에 참조하여 종합되어 있지만 공지의 방법으로 플랜지(110)외주 원추에 연결되어 그 플랜지를 연결기어(52)의 좌측이거나 연결기어(54)의 우측이건간에 축(28)의 축에 따라 축방향으로 그 플랜지를 움직이게 되어 있다.
운전자가 링크장치를 통하여 수동으로 움직이게 되는 기어 변경기구는 선택적으로 작동기에 의하여 움직여지고 또는 자동적으로 최초 기어변경 기구운동 수단에 의하여 움직여지는데 그는 또한 기어변경기구에 의하여 인가된 힘의 크기를 제어한다. 그 기어변경기구가 수동으로 움직여지면 그 힘은 운전자가 기어변경레버에 인가한 힘에 비례한다.
수동이건 자동이건 인가된 그 힘은 축방향으로 플랜지(110)에 인가되어서 제10도에서 화살표 Fo의 길이에 의하여 나타내어진다. 운전자의 기어변경력 Fo에 의한 플랜지(110)의 최초 우측 축방향 운동은 사전 통전기면(118f), (124b)에 의하여 핀에 전달되어, 원추형면(96a)을 가진 원추형면(116a)의 최초 마찰 연결효력을 내게 한다. 원추형면의 최초 연결력은 물론 스프링(122)력의 기능이며 사전 통전기면의 각의 기능인 것이다.
그 최초 마찰연결(동기화 상태 존재를 마련하고 순간적으로 자동 통전램프의 효력을 소멸함)은 최초 원추형 클러치 연결력을 내고 플랜지(110)와 연결된 마찰링 사이의 제한된 관련회전을 보장하는 동기화 회전력 To를 내게 하며 따라서 플랜지구멍(110c)의 적절한 축에 대한 감소된 직경의 핀 부분(118b)의 운동이 플랜지 블럭커숄더(110d)를 가진 핀블록커숄더(118c)의 연결을 마련케 한다.
그 블럭커숄더가 연결되면, 플랜지(110)상의 운전자 전 기어변경력 Fo는 블럭커숄더를 경유하여 마찰링(116)에 전달되고 그리하여 원추형 클러치는 운전자 기어변경 Fo전력으로 연결되게 되어 결국 운전자의 동기화 회전력 To를 마련하게 된다.
이러한 운전자의 동기화 회전력 To는 제10도에서 화살표 To로 나타내져 있다. 블럭커숄더가 운전자의 기어변경력 Fo의 축방향에 관련한 각에 배설됨으로서 그들이 중개력 또는 원추형 클러치로부터의 동기화 회전력에게 중간조정을 하는 비블럭회전력을 내게 하는데 비동기화 상태에서는 더 작은 크기가 되게 된다.
실질적으로 동기화가 도달되게 됨에 따라 동기화 회전력을 비블럭회전력이하로 떨어지며 따라서 블럭커숄더가 핀을 구멍(110c)와 일치하는 관계를 만들어 플랜지의 계속적인 축방향 운동을 하게 하며 제7도에서 표시된대로 죠부품(100)의 내부죠이빨(100a)과 죠부품(104)의 외부죠이빨(104d)의 연결을 하게 한다.
선행기술에서 공지인 대로 그리고 제7도에서 죠부품(98)의 죠이빨(98a)에만 부호로 표시한대로 죠이빨의 앞부분은 레이크(rake) 앞끝(98b)이 있어 최초접속중 이빨손모를 감소하게 되며 모깎기 또는 쐐기면(98c)이 있어 그 이빨들이 교합배열에 들어가게 맞추어지도록 한다.
그러한 앞부분이 있는 죠이빨은 미국 특허 4,246,993호에 대단히 상세하게 개시되어 있고, 그것은 적절한 레이크각을 교시하게 마련된 미국 특허 3,265,173호와 함께 참고로 여기에 종합되어 있다. 그 쐐기면은 비대칭적이어서 이빨의 앞끝의 접경접촉에 의한 기어변경 완결이 지체를 방지한다.
기어변경의 원활하고 비교적 작용력적은 완결을 수행되게 하기 위하여 죠이빨은 실질적이 되게 정밀하고 작게 됨이 바람직하고 원주방향이 되기가 바람직하고 그리하여 죠이빨과 교합배열이 되는데 필요한 회전 맞춤각을 하고 그 수를 최소화하는 것이 바람직하다.
또한 죠이빨은 될수 있는 대로 실용적이 되게 큰 직경주위에 배설되는 것이 바람직하다. 또한, 자동 통전램프의 효력을 무시하고 힘 Fo에 의하여 마련된 원추형 클러치 회전력은 다음 (1)식에 의하여 표시되는데,
To=FoRcμc/sin α………………………………………………………(1)
여기서
Rc: 원추형 마찰면의 평균회전반경
μc: 원추형 마찰면의 마찰효율
α: 원추형 마찰면의 각도
다음에 자동 통전램프의 모습을 보게 되면 그리고 제8도와 제9도를 특히 참조하면 운전자가 인가한 축방향 기어변경력 Fo에 의한 동기화 회전력 To는 물론 핀(118)에 의하여 플랜지(110)에 전달되며 자동 통전 램프면을 가로질러 축(28)에 반작용된다.
그 자동 통전램프면은 연결되면 축(28)과 죠부품(102), (104)에 관련한 플랜지의 회전을 제한하고 축력 요소 또는 기어변경력 Fo대로 같은 방향내의 플랜지에 작용하는 축 부가력 Fa을 내며 그리하여 원추형 클러치의 연결력을 더욱 증대하여 회전력 To에 추가되는 부가적 동기화 회전력 Ta을 마련하게 된다. 제8도는 자동 통전램프면의 위치와 축 스폴라인(29)에 대한 죠부품 스플라인(106), (108)의 위치를 예시하며, 한편 기어변경플랜지(110)는 제2도의 위치에 일치하는 중립위치에 있다.
제9도는 그 램프와 스플라인의 위치를 예시하면 한편 기어(54)는 연결된 원추형 면(96a), (116a)에 의하여 동기화되어 있음을 예시한다. 그 연결된 원추형면은 플랜지부품 램프면(111d)이 축 램프면(29f)과 연결효력을 내고 있는 방향으로 동기화 회전력을 내고 있고, 따라서 원추형 클러치를 연결하는 축력의 합은 Fo+Fa이고 원추형 클러치에 의하여 생기는 동기화 회전력의 합은 To+Ta이며 제10도에서 도표로 표시된 대로이다.
소정의 운전자 기어변경력 Fo와 운전자 동기화 회전력 To에 대하여는 축방향 부가력의 크기가 바람직하게도 연결된 자동 통전램프면의 각도의 기능인 것이다.
이러한 각도는 바람직하게도 현저하게 동기화 회전력을 증대하고 운전자에 의한 소정의 적절한 기어변경 작용력 역활을 하는 동기화 시간을 감소하는데 충분한 크기의 부가력 Fa을 내기에 대단히 충족하다.
하여간 이러한 각도는 또한 제어된 축부가력 Fa을 내는데 충분하게 바람직하게도 낮으면 즉 그 힘 Fa는 힘 Fo가 증대 또는 감소하는 반응으로 증대 또는 감소되어야 한다.
그 램프각도가 너무 크면 램프들은 자동 통전하기보다는 오히려 자동록킹(locking)되며 ; 따라서 한번 원추형 클러치의 당초 연결이 효력을 내게 되면, 힘 Fa는 급격히 그리고 제어불가능하게 힘 Fo의 독립을 증대하고 따라서 원추형 클러치를 록크업(lookup)쪽으로 구동한다.
자동록킹은 오히려 자동 통전보다도 기어변경질을 떨어뜨리거나 기어변경 감도를 감소시켜 동기화기 요소들에게 과도응력을 주며 과열을 일으키며 원추형 클러치면의 급격한 소모를 가져오고, 운전자의 기어변경레버의 과도한 이동까지도 하게 한다.
자동 통전램프각 θ를 계산하고, 운전자 힘 Fo에 비례하여 증, 감되는 추가적 축력 Fa를 마련하는 주변수들은 원추형 클러치 각 α, 원추형 클러치 마찰효율 μc, 원추형 클러치의 평균회전 반경비 Rc, 그리고 자동통전램프의 Rr, 램프마찰효율 μr, 자동 통전램프의 압력 각 ø등이다.
평균회전 반경기 Rc/Rr는 오히려 1-4의 범위내이다.
그 압력 각 ø는 영(0)이고, 여기서 램프는 20도의 압력각을 갖는다. 원추형 클러치에 의하여 생겨난 총동기화 회전력 Tt는
Tt=FtRcμc/sinα………………………………………………………(2)
여기서
Tt=To+Ta………………………………………………………………(3)
그리고
Ft=Fo+Fa………………………………………………………………(4)
그 축 부가력 Fa에 대한 식은 전개없이 주어지는데
여기서 램프각 θ는 축의 축(28a)에 수직인 평면에서 측정되고 그리고 Ftan은 램프상에서 작용하며 Rr. Tt에서의 회전력 Tt의 탄젠셜(tangential)힘 요소이며 하나의 회전력 방향의 Ftan은 각각 제3도에서 표시화살과 같은 것으로 나타내지고, 따라서
Ftan=Tt/Rr………………………………………………………(6)
(4)식에 대한 보조식(5)와 (6)이며 Ft에 대한 해답은 주어지기를
Ft/Fo는 상승 또는 자동 통전비로서 구실을 한다.
그 상승비가 크면 클수록 소정운전자 힘 Fo의 총동기화기 Tr는 크다. 상승비는 90도의 램프각도 θ와 일치하는 것과 동등한데 ; 그러한 각은 축 스플라인과 평행되며 자동통전을 마련치 않는다.
θ가 감소함에 따라 상승비는 증대한다. 상승비는 약1에서 5이 사용된다. 하여간 상승비는 1보다 크고 5보다 작은 것에 바람직하다. Ft/Fo는 (7)식의 분모로서 무한이 되어 영(0)이 되게 된다. 이것은 물론(7)식의 분모가 1에 근접하는 마이너스(-)인때 일어난다. 따라서 램프는 자동 통전하고 다음과 같은때 자동록킹 않는다.
즉,
소정의 동기화기 기하학에 대하여는 (8)식이 Rc, μr, Rr, α를 정수 K에 동등하게 설정함으로서 단순화 되는데 ;
또는
(9)식의 어느것인가를 (8)식에 대입하여 재배열하고 램프각 θ를 해답하는데 최소각 θ를 마련하는 (10)식을 부여한다. 그러한 최소각은 최대의 제어기능 상승비를 마련하는 운전자 힘 Fo에 비례하는 자동 통전력 Fa를 내며 그것은 자동록킹하지 않는다.
θ가 축(28a)에 수직인 평면에서 측정된다는 것을 마음에 두고 각 θ의 값을 증대하여 힘 Fa와 Ta의 값을 감소하게 함으로서 물론 회전력 Tt의 값을 감소하게 되며 따라서 K의 값이 증대함에 따라 각 θ는 자동록킹을 방지하며 힘 Fa를 Fo에 비례하게 유지하도록 감소하여 모든 기타 가변 동일 잔류분을 마련되게 하여야 한다.
더욱 상세하게는 자동록킹을 방지하고 힘 Fa를 Fo에 비례하게 유지하기 위하여 최소각 θ가 증대되어야 한다. 평균 회전반경비 Rc/Rr가 증대함에 따라 또는 원추형 각 α가 감소함에 따라 또는 클러치 마찰 효율 μc가 증대함에 따라 또는 램프 압력각 ø가 증대함에 따라 또는 램프마찰 μr의 효율이 증대한다.
또한 소위 소정기하학에 대하여 최소램프각을 계산하고 최대소망 상승비를 계산할때 안정성의 한계는 자동록킹을 방지한다든가 생산허용 값이나 부품요소들의 통상적 손모에 의한 과상승을 방지하는 것이 바람직 하였다. 자동 동기화기 기구(60)가 실질적으로 기구(62)와 동일함을 그것은 설명않겠다.
그 레인지 자동 통전 동기화기 기구(84)는 실질적으로 동일 구조를 실용하며 자동 통전램프에 대한 기능을 실용하나 핀의 형태나 원추형 클러치를 사전 통전하고 죠클러치의 동기화 연결을 블럭킹(blocking)하는 플런저와는 상이한 기능을 실용하고 있다.
따라서 기구의 설명은 사전통전기나 블럭커(blocker) 특성에 제한되게 된다. 그 동기화기 기구(84)는 고리형 마찰부품(130), (132)과 기어(74), (76)에 눌려 부설된 고리형 죠클러치 부품(74a), (76a)을 포함하고 축(82) 또는 그에 눌려 부설되어 집중적으로 형성된 외부 스플라인 이빨(82a)과 미끄럼지게 교합하는 내부스플라인 이빨(134a), (136a)을 가진 죠클러치 부품(134), (136)을 포함하며 죠부품(134), (136)의 축방향으로 면한 표면(134b), (134b) 사이에 끼어 있는 축방향으로 반대되게 면한 표면(138a), (138b)이 있는 직경방향으로 뻗는 기어변경 플랜지(138)와 그 플랜지를 안착하고 있는 3개의 H형 리테너부품(140)과 관련축 운동에 항거하는 죠부품과 단단하게 연장된 3개의 원주방향으로 간격이 나 있는 핀(146), (148) 세트를 각기 포함하는 고리형 마찰부품 또는 링(142), (144)이 플랜지내의 원주방향으로 간격난 구멍(138c), (138d)을 통하고 거기서 축방향으로 뻗어있게 되고 3개의 스프링 어셈블리(150)는 각기 스프링(152)과 핀(146), (148)을 원주방향으로 반대방향으로 세력 붙임한 2개의 플런저(154)를 포함한다.
그 핀(146), (148)은 각각 연합된 플랜지구멍(138c), (138d)의 직경보다 약간 작은 직경과 감소된 직경부분(146b), (148b)을 갖고 원추형 블럭커숄더 또는 핀축으로부터 직경방향으로 외부쪽으로 연장된 면(146c), (148c)를 가지며 핀축에 수직인 선에 관련하여 약 40도의 각도로 연합 마찰링쪽으로 축방향으로 뻗어있는 것을 갖는다.
감소된 직경부분은 그의 각 플랜지 구멍내에 배설된때 핀의 제한된 회전을 하게 하고 플랜지에 관련한 연합링의 제한된 회전을 하게 하며 플랜지 구멍 주위에서 역할을 하는 모깎기된 블럭커숄더(138e), (138f)를 가진 핀 블럭커숄더의 연결을 하는 구멍내의 핀의 비합치적 위치효력을 내게 한다.
다음에 핀(146), (148)과 스프링 어셈블리와 주로 제12도와 제13도까지의 것을 상세하게 참조하면 각 스프링 어셈블리(150)는 플랜지의 축방향으로 반대쪽 끝면(138a), (138b)을 통하여 축방향으로 확대된 슬럿(138g)내에 배설되어 있고 플랜지구멍(138c), (138d)으로의 반대쪽 끝 구멍을 갖는다. 플런저(154)는 제14a도, 제14b도, 제14c도에 상세하게 도시되어 있는데 판금재료로 형성되나, 바람직하게는 강철같은 주철 또는 소형 재료로 형성되어 구조적 견고함과 표면경도를 마련하게 되어 있다.
각 플런저는 연합된 스프링(152)의 한끝을 받아들게 되는 블라이드(blind) 보어를 포함하고 연합된 핀의 주직경부가 기어변경을 끝내게 구멍에 들어갈때 블럭커숄더를 올라타는 평평한 각면(154b), (154c) 구실을 하는 머리부분을 포함한다.
스프링(152)은 바람직하게 헬리칼 압축형이다. 그 보어는 슬럿벽과 미끄럼지게 협동하는 측벽(154d), (154e)에 의하여 그 측에 감겨져 있고, 플랜지면(138a), (138b) 또는 여기 있는대로 슬럿에 평행으로 뻗어있는 안내홈으로 홈내의 플런저의 감김없는 배열을 유지하게 되어 있다.
측벽(154f), (154g)은 플랜지구멍(138c), (138d)보다 작은 직경의 어쨋든 원형(제14b도)을 하고 있어 플랜지구멍을 경유하여 슬럿으로 어셈블리를 시설하게 된다.
제12도를 참조함으로서 핀(146)은 구멍(138c)내의 비합치위치에 시계방향 세력붙임되게 되어 있으며 핀(148)은 구멍(138d)내의 비합치위치에 시계반대방향으로 세력 붙임되어 있다.
그러한 비합치위치와 기어(78), (80)와 축(17), (82)의 시계반대방향 회전을 가장하여 제12도에서 우측에 볼때 핀 블럭커숄더(148c)는 축(82)에 직접 기어(78)를 연결하는 좌측 작동에 의하여 동기화 기구가 올림기어변경된때는 언제나 플랜지 블럭커숄더(138a)와 연결되게 배열되며 핀 블럭커숄더(140c)는 동기화기 기구가 기어(74), (76), (80)를 경유하여 축(82)에 기어(78)를 연결하는 우측 작동에 의하여 내림기어변경된때는 언제나 플랜지 블럭커숄더(138e)와 연결되게 배열된다.
다음에 다중비속도 변경 트랜스미숀에서의 자동 통전 동기화기 기구의 응용을 보면 공지인대로 기어비 동기화에 요구된 시간은 총동기화 회전력 증대에 따라 감소한다. 또한 반사된 관성에서의 차이때문에 즉 요소의 실제관성은 마찰에 더하여 동기화되어 있고 저속기어비를 동기화하는데 필요한 일량은 일반적으로 고속기어비에 필요한 것 보다 크다.
또한 내림기어변경의 소정기어비를 동기화하는데 필요한 일량은 일반적으로 올림기어변경에 필요한 것보다 크다. 또한 소정기어비를 동기화하는데 필요한 일량은 기어비 변경량에 비례하여 증대한다.
따라서, 레인지기어(78), (80)사이의 비의 차는 실질적으로 주 트랜스미숀부 기어비 사이의 비의 차보다 큼으로 레인지기어(78), (80)를 동기화하는데 필요한 일은 주 트랜스미숀부 기어부를 동기화하는데 필요한 일보다 크다. 따라서 여기서 개시된 동기화기 기구가 다중 비트랜스미숀에 사용될때 저속기어비의 동기화기 기구는 바람직하게도 높게 상승된 비로 마련되며 고속기어비의 기구는 바람직하게도 낮은 상승비로 마련되게 된다. 또한 소정기어비에 대하여는 내림기어변경의 상승비가 바람직하게 올림기어변경보다 더 크다.
그렇게 상승비를 배치함으로서 실질적으로 동등한 기어변경 또는 동기화 시간이 자동 통전 동기화기 기구로 마련된 트랜스미숀부의 모든 기어비에 마련가능한 것이다. 여기에 개시된 동기화기 기구에 대하여는 상승비가 이미 원추형 클러치 각α를 변경함으로서 변경되고 회전반경비 Rc/Rr, 그리고 자동 통전램프각 θ을 변경함으로서 변경된다.
바람직하게도 올림기어변경의 상승비는 내림기어변경의 상승비보다 작음으로 주 트랜스미숀부의 상승비는 기어비(즉 동기화기 기구 60의 상승비는 동기화기 기구(62)의 상승비보다 작음)의 속도 감소를 감축하여 감소되게 하고 레인지부 동기화기(84)의 상승비는 트랜스미숀부 동기화기 기구의 상승비보다 더 크다.
예를 든것만의 방법으로 주 트랜스미숀부 동기화기 기구의 상승비는 1보다 크고, 4보다 작은 범위이며 레인지부 동기화기 기구의 상승비는 3보다 크고 5보다 작은 범위이다.
여기의 도면을 참조하여 이미 알 수 있는대로 플랜지(110)는 축(28) 사이의 회전력 통로에서 이탈되어서 죠부품(102), (104)의 어느것인가가 연합된 기어의 죠부품과 연결된때 기어비(52), (54) 어느것인가가 된다. 따라서 비교적 작고 손모에 민감한 자동 통전램프는 기어비의 전 회전력 하중의 효력을 해치는데 결코 노출되게 하지 않는다.
이것은 자동 통전램프가 직경방향으로 안쪽으로 이동됨에 따라 램프상에 작용하는 힘이 축(28a)에 관련한 램프반경을 감소함으로서 증대하는 것임으로 특히 중요한 것이다. 또한 반경의 차이 때문에 죠부품 스플라인(106), (108)과 축 스플라인(29)사이에 작용하는 힘은 죠클러치 이빨 사이에 작용하는 힘보다 더 크다. 따라서 죠부품 스플라인(106), (108)과 축 스플라인(29)사이의 스플라인 연결의 축 길이는 바람직하게도 죠 클러치 이빨의 적당한 길이의 필요한 것보다 더 크다.
이러한 더 큰 축 스플라인 길이연결은 플랜지(110)가 죠클러치부품(102), (104) 또는 축(28)에 원주방향으로 고정되어 있지 않음으로 플랜지(110)를 움직이는 기어변경기구의 행정을 늘리는 일 없이 여기 실시예에 개시되어 있는데, 따라서 죠 스플라인(106), (108)은 연속적으로 축 스플라인(29)과 교합되게 된다.
이것은 차량운전자가 공지의 방법으로 기어변경레버를 수동으로 조작하여 기어변경기구를 움직일 때 특히 중요한 것이다. 그러한 레버의 예는 참조하여 여기에 종합되어 있는 미국 특허 3,850,047호를 참조하면 알수 있다.
그러한 레버는 보통 제1급 레버형인 것으로 증대된 기어변경 행정으로 기어변경레버(레버지점의 변경으로)의 증대된 운전자 운동이거나 소정 운전자 기어변경 작용력의 기어변경기구에 인가된 감소된 힘을 필요로 한다.
제15도는 합성 트랜스미숀(300)을 예시하는데 트랜스미숀(12)과 같이 쌍 중간축의 것이며 부상주축과 부상주축기어형인 것이다. 트랜스미숀(300)은 18개 전진속도 트랜스미숀으로 주 트랜스미숀부(14A), 앞서 설명한 주 트랜스미숀(14)에 동일 또는 실질적으로 동일한 것을 구성하며 합성 스플리터 즉 레인지형 보조 트랜스미숀부(302)와 직렬로 연결되어 있다.
실질적으로 주 트랜스미숀부(14), (14A)의 동일 구조인 관점에서 주부(14A)는 트랜스미숀(300)이 주부(14A)에서 삭제에 의하여 10개 전진속도 트랜스미숀으로서 이미 생산되었고 2개의 전진속도 기어비가 설정되어서 연합된 자동 통전 동기화 클러치와 기구로 되어 있고 나머지 기어의 비를 적당하게 조절하게 되어 있어서 재차 상세하게 설명은 안한다.
보조 트랜스미숀부(302)는 실질적으로 2개의 동일 보조 중간축 어셈블리(304), (304A)를 포함하는데 각기 하우징 H내에 베어링(308), (310)에 의하여 지지된 보조중간축(306)을 구성하며 회전하게 고정된 3개의 보조부 중간축기어(312), (314), (316)를 갖는다.
보조부 중간축 기어(312)는 일정하게 교합하게 되어 있고 주축(28)을 둘러싼 보조부 스플리터 기어(318)를 지지한다. 보조 중간축 기어(314)는 일정하게 교합되며 주축(28)의 동심축 끝에 인접한 끝에서 출력축(322)을 둘러싼 보조부 스플리터 또는 레인지기어(320)를 지지한다.
보조부 중간축 기어(316)는 일정하게 교합하여 출력축(322)을 둘러싼 보조부 레인지기어(324)를 지지한다. 따라서 보조부 중간축 기어(312)와 스플리터 기어(318)는 제1기어층 구실을 하고 보조부 중간축 기어(314)와 스플리터 또는 레인지기어(320)는 제2기어층 구실을 하며 그리고 보조부 중간축 기어(316)와 레인지기어(324)는 제3층 또는 합성 스플리터와 레인지형 보조 트랜스미숀부(302)의 무리 구실을 한다.
미끄러지고 비동기화된 3개 위치인 스플리터 또는 레인지 죠클러치 칼라(collar)(326)는 스플리터기어(318) 또는 스플리터 또는 주축(28)에 대한 레인지기어(320)의 어느것이건 선택적으로 연결하는데 실용되거나 주축으로부터 양 기어(318), (320)를 분리하는데 쓰이게 된다.
2개의 위치인 자동 통전 동기화기 클러치 기구(328)는 선택적으로 스플리터 또는 레인지기어(320) 또는 레인지기어(324)를 출력축(322)에 연결하는데 쓰인다. 동기화기 클러치 기구(328)의 구조나 기능은 실질적으로 앞서 설명한 클러치 기구(84)의 것과 동일하다.
트랜스미숀(300)은 레인지 클러치기구(328)를 출력축(322)에 대하여 저 레인지기어(324)를 연결하게 우측쪽에 위치함으로써 18개 전진속도 비중의 첫째 10개를 통하여 연속적으로 올림기어변경하게 되며 스플리터칼라(326)를 우측쪽에 위치하여 주축(28)을 스플리터 또는 레인지기어(320)에 연결케하며 그리하여 클러치 칼라(64)를 좌측쪽으로 위치하여 저기어(56)를 축(28)에 연결토록 되어 있다.
제2저속비로의 기어변경은 그리하여 스플리터 클러치 칼라를 좌측쪽에 위치함으로서 스플리터 기어(318)를 주축(28)에 연결토록 효력내게 되어 있다.
제10번째 속도비를 통한 제3으로의 올림기어변경은 동기화기 클러치 기구(60), (62)의 연결에 의하여 효력을 내게 되는데 트랜스미숀(12)에서와 같이 동기화기 클러치 기구(60), (62)의 각 위치가 상기한 저속도비에서의 설명한 대로 스플리터 칼라(326)의 우측쪽과 좌측쪽에 위치함으로서 2개의 속도비를 마련하는 것을 제외하고는 효력을 내게 된다.
18개 속도비를 통하여 제11번째로의 올림기어변경은 출력축에 대하여 레인지 동기화기 클러치 기구를 좌측쪽으로 위치하여 스플리터 또는 레인지기어(320)를 연결하여 마련되게 되며 그리하여 동기화기 클러치 기구(60), (62)와 스플리터 칼라(326)를 제10번째 속도비를 통한 제3의 것에서 설명한 같은 방법으로 위치함으로서 마련된다.
이미 상기한 것에서 명백한 대로 보조 트랜스미숀부(302)의 스플리터 부분과 합성인 저기어(56)는 2개의 조속비를 마련하며 기어들 (54), (52), (50), (16)은 각기 보조 트랜스미숀의 양 스플리터와 레인지위치와 합성된 4개의 전진속도비를 마련한다. 내림기어변경은 올림기어변경의 반대이다.
또한 트랜스미숀(300)은 주 트랜스미숀에서의 2개 세트의 기어비를 삭제함으로서 10개 전진속도비를 갖는 트랜스미숀으로 이미 변환되어 있으며 즉 기어(54), (52)를 가진 연합된 기어들인 것이다.
트랜스미숀부(14A)에서의 동기화기 클러치 기구(60), (62)는 바람직하게도 1보다는 크고, 5보다는 작은 내림기어변경 상승비를 갖는다. 주축기어(54)와 연합된 동기화기 기구의 부분의 상승비는 바람직하게도 주축기어(52)와 연합된 기구(62)의 부분의 상승비와 동등하거나 더 크다. 주축기어(50)와 연합된 동기화기 기구(60)의 부분의 상승비는 기어(54)에 연합된 기구(62)의 부분의 상승비보다 작으며 바람직하게도 기어(24)와 연합된 기구(60)의 부분의 상승비에 동등하거나 더 크게 되어 있다.
동기화기 기구(84) 또는 (328)의 내림기어변경 상승비는 실질적으로 주 트랜스미숀부에서의 최고상승비에 같거나 또 더 크게 되어 있다. 그 올림기어변경비는 일반적으로 바람직하게 내림기어변경상승비보다 작으나 같기도 하다.
트랜스미숀(300)이 상기한 대로 10개 전진속도비 트랜스미숀인때 주 트랜스미숀부내의 동기화기 기구의 상승비 범위는 바람직하게도 3에 같거나 더 크며 그리고 5보다 작다. 자동 통전 동기화기 기구의 바람직한 실시예가 설명되었다.
바람직한 실시예의 변형이나 수정들이 본 발명의 취지내에 있는 것으로 믿어진다.
다음의 청구범위는 본 발명의 취지내에 있는 것으로 믿어진 개시된 변형이나 수정기구의 발명적 부분을 망라하고자 한 것이다.

Claims (17)

  1. 다수의 전진속도와 트랜스미숀을 올림기어변경과 내림기어변경하는 회전가능하게 시설된 축수단(28)에 대하여 동시에 선택적으로 연결 가능한 것인 스텝변경비수단과 그 비수단은 각각 제1(54), 제2(52), 제3(50) 그리고 각각 연속적인 고속비의 제4(16) 비수단을 포함하고 있으며 ; 각 비수단과 연합된 동기화 수단(86)과 ; 마찰가능하게 동기화하는 각 연결가능한 마찰(96, 116) 및 죠(100, 104) 수단들, 그리고 그들은 기어변경력 Fo역할을 하는 축수단(28)에 연합된 비수단(54)을 확실하게 클러치연결하며, 축방향으로 연합된 비수단(54)쪽으로 하고 연합된 비수단(54)쪽으로 기어변경수단(110)을 움직이고 각 마찰수단(96, 116)은 축수단(28)의 축(28a)에 관련한 평균반경(Rc)을 지니며, 각 마찰수단은 각기 올림기어변경과 내림기어변경 동기화 회전력을 내도록 올림기어변경과 내림기어변경중 연결된때 조작가능하게 구성되어 있는 것을 포함하고, 블럭커수단(110e, 118d)은 동기화기에 앞서 죠수단의 연결을 방지하게 연결된때 조작가능하며, 기어변경력 Fo에 의하여기어변경수단(110)의 최초축운동 역할을 하는 최초 연결력으로서 마찰수단을 연결하여 중립위치에서 연합된 기어비수단(54)쪽으로 연결되게 하며 마찰수단(96, 116)의 연결역할을 하는 블럭커수단(110e, 118d)을 연결하고 최초 동기화 회전력 To를 내게 하며, 그 기어변경력 Fo를 블럭커수단을 경유하여 마찰수단에 전달하고 마찰수단의 최초 연결력을 증대토록 되어 있고 평균반경 Rr을 지닌 각이 난 자동 통전램프수단(111a, 29e)과 최소한 내림기어변경 동기화 회전력역할을 하여 조작하여 기어변경력 Fo에 추가적으로 축방향 추가력 Fa를 내게하며 더욱 총연결력 Ft에 대하여 마찰수단의 연결력을 증대하는 것으로 되어 있는 기어변경 트랜스미숀(12)에 있어서, 각 동기화기 수단은 Ft/Fo에 동등한 내림기어변경상승비를 가지며, 여기서 Ft/Fo는 최소한 Rc/Rr비의 함수이고 램프수단의 각이고, Fa는 Fo에 정비례하며 ; 그리고, 비수단(54)과 연합된 동기화수단은 1보다 크고, 5보다 작은 범위의 집중내림기어변경 상승비를 가지며 제1비수단(54)과 연합된 동기화기 수단의 상승비는 제2비수단(52)과 연합된 동기화기 수단의 상승비와 같거나 더 크게 되어 있으며 제3비수단(50)과 연합된 동기화기 수단의 상승비는 제1비수단(54)과 연합된 동기화기 수단의 상승비보다 작게 되어 있으며 제4비수단(16)과 연합된 동기화기 수단의 상승비와 동등하거나 더 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 기어변경기구 트랜스미숀.
  2. 제1항에 있어서, 그 트랜스미숀은 제1, 제2, 제3, 제4비수단을 조성하는 주 트랜스미숀부(14)를 포함하며, 그리고 레인지부(15)는 적어도 실질적으로 제1과 제4비수단 사이의 비레인지와 동등하거나, 더 큰 비레인지를 갖는 저, 고속비수단(78과 28, 82)을 포함하고 있으며 ; 그리고 저, 고비수단과 연합된 동기화기 수단(84)는 실질적으로 제1, 제2, 제3, 제4비수단과 연합된 동기화기 수단과 같게 되어 있으며 저속비수단과 연합된 동기화기 수단은 주 트랜스미숀부내에서 가장 높은 상승비와 동등하거나 더 큰 상승비를 갖는 구성으로 된 트랜스미숀.
  3. 제1항에 있어서 그 트랜스미숀은 쌍중간축(26, 26A)의 것이며 유동주축(28)이고 유동주축기어형이고 ; 그 축수단은 주축(28)으로 되어 있으며 ; 제1, 제2, 제3 비수단이 각기 주축(28)상에 설비된 주축기어(54, 52, 50)가 되어 있으며 ; 그리고 각 중간축(26, 26A)은 적어도 그에게 눌려 부설된 제1, 제2, 제3중간축 기어(44, 42, 40)의 동일 무리를 갖고 각각 제1, 제2, 제3주축기어(54, 52, 50)과 교합이 되어 있는 트랜스미숀.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마찰수단(96, 116)과 램프수단(111a, 28)의 비 Rc/Rr는 1 또는 4범위로 되어 있고, 램프수단의 각도는 축 평균축(28a)에 수직면에 관련하여 50-80도의 범위로 되어 있는 트랜스미숀.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 각 동기화기 수단(86)이 기어변경수단 구실을 하는 직경방향을 뻗어난 플랜지(110)를 포함하는 핀형으로 되어 있으며 죠수단의 축방향으로 가동 죠부품(104) 구실을 하는 부품과 죠부품(104)과 축수단(28) 구실을 하는 각각 내외 교합하는 스플라인과 플랜지(110)와 축(28) 그리고 램프수단(111a, 29e) 구실을 하게 각각 눌려 부설된 최소한 제1, 제2램프면(111a, 29e)을 포함하는 자동 통전램프수단을 포함한 구성을 한 트랜스미숀.
  6. 제5항에 있어서, 죠부품(104)과 축운동을 하며 죠부품(104)과 축수단(28)에 관련하여 플랜지(110)의 제한된 원주방향 운동을 하게 하는 플랜지(110)를 안치하는 수단들을 포함하는 트랜스미숀.
  7. 주 트랜스미숀부(14)는 전진속도를 포함하고 동시에 회전가능하게 설비된 축수단(28)을 선택적으로 연결가능케 하는 것인 스텝변경비 수단(54, 52, 50, 16)은 트랜스미숀을 올림기어변경하고 내림기어변경하게 되어 있으며 각각 연속 고속비인 제1, 제2비수단(54, 52)을 포함하는 비수단들을 포함하고 있고 ; 각 비수단(54, 52)과 연합된 동기화기 수단(86)은 각 동기화기 수단들이 다음것을 포함하고 있는데 ; 마찰(96, 116, 94, 114)과 죠(100, 104, 98, 102) 수단이 각각 마찰식으로 동기화하게 연결가능하고 기어변경력 Fo역할을 하는 축수단(28)에 대한 연합된 비수단(54, 52)을 확실하게 클러치 연결하며 축방향으로 연합된 비수단쪽으로 유도하여 기어변경수단(110)을 연합된 비수단쪽으로 움직이고 있으며 축수단(28)의 축(28a)에 관련하여 평균반경 Rc를 가진 각 마찰수단을 포함하고 각 마찰수단(96, 116, 94, 114)은 올림기어변경과 내림기어변경 동기화 회전력을 각각 내도록 올림기어변경과 내림기어변경중 연결된때 조작가능하게 되어 있고, 블럭커수단(110e, 118d, 110d, 118c)은 동기화에 앞서 죠수단(100, 104, 98, 102)의 연결을 방지하게 연결된때 조작가능하며, 사전통전수단(124, 118f, 118e)은 기어변경력 Fo에 의하여 기어변경수단(110)의 최초축운동 역활을 하는 최초연결력과 마찰수단을 연결하게 되어 중립위치에서 연합된 기어(54, 52)쪽으로 연결하며 블럭커수단(110e, 118d, 110d, 118e)을 연결하여 마찰수단(96, 116, 94, 114)의 연결역활을 하게 하며 최초동기화 회전력 To를 내며 기어변경력 Fo를 블럭커수단을 경유하여 마찰수단에 전달되게 하고 마찰수단의 최초연결력을 증대토록 하며 평균반경 Rr을 갖는 각도 자동 통전램프수단(111a, 29e, 111d, 29g)은 적어도 내림기어변경 동기화 회전력 역활을 하며 기어변경력 Fo에 부가하여 축방향 부가력 Fa를 내게 되며 더욱더 총연결력 Ft에 대한 마찰수단의 연결력을 증대하게 되며 다음의 특징을 하게 되는데 ; 각 동기화수단(86)은 Ft/Fo와 동등한 내림기어변경 상승비를 갖고 있으며 여기서 Ft/Fo는 적어도 비 Rc/Rr와 램프의 각도의 함수인 것이고 ; 그리고 비수단(54, 52)과 연합된 동기화기수단은 2보다는 크고 5보다는 작은 집합 내림기어변경 상승비레인지를 가지며, 제1비수단(54)과 연합된 동기화수단은 상승비는 제2비수단(52)과 연합된 동기화 수단의 상승비와 동등하거나 더 크게 되어 있으며, 복합 스플리터와 레인지 트랜스미숀부(302)가 주 트랜스미숀부(14A)와 직렬로 연결되었으며, 그 스플리터부는 제1, 제2주비수단(54, 52)과 미끄럼 가능한 스플리터클러치(326)의 비레인지보다 작은 비레인지를 갖는 제1, 제2스플리터 소도비수단(320, 318)을 포함하고, 주축(28)에 대하여 스플리터비수단(320, 318)을 선택적으로 연결하게 되어 있고, 레인지부(302)는 제1, 제2주비수단(54, 52)의 비보다 더 큰 비레인지를 지닌 저, 고속레인지비수단(324, 320)을 포함하며 ; 그리고 실질적으로 주 제1, 제2비수단(54, 52)과 연합된 동기화기 수단(86)과 같은 레인지 동기화기 수단(328)이고, 저레인지부 수단(324)과 연합된 레인지 동기화기 수단(328)은 주 트랜스미숀부(14A)에서의 최고 상승비와 동등하거나 더 큰 상승비를 갖는 것을 특징으로 하는 구성을 하고 있는 기어변경기구 트랜스미숀.
  8. 제7항에 있어서, 트랜스미숀은 쌍중간축(26, 26A)이고 유동주축(28)이며 유동 주축기어형이고 ; 축 수단(28)은 주축이 되어 있으며 ; 제1, 제2, 제3비수단(54, 52, 50)은 각기 주축(28)상에 설비된 주축기어가 되어 있으며 그리고 각 중간축(26), (26A)은 최소한 그위에 눌려 부설된 제1, 제2, 제3중간축기어(44, 42, 40)의 동일 무리를 갖고 있으며 각각 제1, 제2, 제3주축기어(54, 52, 50)와 불변하는 교합을 하게 되어 있는 트랜스미숀.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 마찰수단(96, 116, 194, 114)과 램프수단(111a, 29e, 111d, 29g)의 비 Rc/Rr가 1에서 4까지의 레인지로 되어 있으며 램프수단의 각도가 평균축(28a)에 수직인 평면에 관련하여 50-80도의 범위로 되어 있는 트랜스미숀.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 각 동기화기 수단(28)이 기어변경수단 구실을 하는 직경방향으로 뻗은 플랜지(110)를 포함하는 핀형으로 되어 있으며 죠수단의 축방향으로 가동죠부품(104) 구실을 하는 부품과 각각 죠부품 (104)과 축수단(28) 구실을 하는 내, 외부로 교합하는 스플라인과 적어도 각기 플랜지(110)와 축(28)에 눌려 부설된 제1, 제2램프면(111a, 29e)과 램프수단(111a, 29e) 구실을 하는 것을 포함하는 자동 통전램프수단들을 포함하는 트랜스미숀.
  11. 제10항에 있어서, 죠부품(104)과 축 운동하는 플랜지(110)를 안착하여 죠부품(104)과 축수단(28)에 관련하여 플랜지(110)의 제한된 원주방향 운동을 하게 하는 수단(112)들을 포함하는 트랜스미숀.
  12. 제9항에 있어서, 각 동기화기 수단(28)이 기어변경수단 구실을 하는 직경방향으로 뻗은 플랜지(110)를 포함하는 핀형으로 되어 있으며, 죠수단의 축방향으로 가동죠부품(104) 구실을 하는 부품과 각각 죠부품(104)과 축수단(28) 구실을 하는 내, 외부로 교합하는 스플라인과 적어도 각기 플랜지(110)와 축(28)에 눌려 부설된 제1, 제2램프면(111a, 29e) 구실을 하는 것을 포함하는 자동 통전램프수단들을 포함하는 트랜스미숀.
  13. 제12항에 있어서, 죠부품(104)과 축 운동하는 플랜지(110)를 안착하여 죠부품(104)이 축수단(28)에 관련하여 플랜지(110)의 제한된 원주방향 운동을 하게 하는 수단(112)들을 포함하는 트랜스미숀.
  14. 제2항에 있어서, 트랜스미숀은 쌍중간축(26, 26A)의 것이며 유동주축(28)이고 유동주축기어형이고 ; 그 축수단은 주축(28)로 되어 있으며 ; 제1, 제2, 제3비수단이 각기 주축(28)상에 설비된 주축기어(54, 52, 50)가 되어 있으며 ; 그리고 각 중간축(26, 26A)은 적어도 그에게 눌려 부설된 제1, 제2, 제3중간축 기어(44, 42, 40)의 동일 무리를 갖고 각각 제1, 제2, 제3주축기어(54, 52, 50)와 교합이 되어 있는 트랜스미숀.
  15. 제3항에 있어서, 마찰수단(96, 116)과 램프수단(111a, 28)의 비 Rc/Rr는 1 또는 4범위로 되어 있고, 램프수단의 각도는 축 평균측(28a)에 수직면에 관련하여 50-80도의 범위로 되어 있는 트랜스미숀.
  16. 제4항에 있어서, 각 동기화기 수단(86)이 기어변경수단 구실을 하는 직경방향으로 뻗어난 플랜지(110)를 포함하는 핀형으로 되어 있으며 죠수단의 축방향으로 가동 죠부품(104)구실을 하는 부품과 죠부품(104)과 축수단(28) 구실을 하는 각각 내외 교합하는 스플라인과 플랜지(110)와 축(28) 그리고 램프수단(111a, 29e) 구실을 하게 각각 눌려 부설된 최소한 제1, 제2램프면(111a, 29e)을 포함하는 자동 통전램프수단을 포함한 구성을 한 트랜스미숀.
  17. 제16항에 있어서, 죠부품(104)과 축운동을 하며 죠부품(104)과 축수단(28)에 관련하여 플랜지(110)의 제한된 원주방향 운동을 하게 하는 플랜지(110)를 안치하는 수단들을 포함하는 트랜스미숀.
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