KR100310607B1 - 변속기의관성브레이크 - Google Patents

Abstract

관성 브레이크는 차량 변속기의 회전축에 연결되어 있고, 코일에 의해 통전되는 볼램프 액츄에이터는 클러치 팩에 힘을 가하는데 이용되고, 이 클러치 팩은 회전축에 브레이크 토오크를 마찰상태로 발생시키어서 동기화 기어 맞물림을 용이하게 한다. 제어장치는, 전자제어장치와 관성 브레이크 제어장치를 포함하며, 여러 센서가 신호를 전자제어에 제공하며, 이 전자제어장치는 센서 신호를 이용하여 감속신호를 관성 브레이크 제어장치에 대해 발생시키고, 이 관성 브레이크 제어장치는 적절한 수준의 전류를 발생시켜 코일로 공급하며, 이 코일은 볼램프 액츄에이터를 통전시킴으로서 축의 회전 감속율을 정확히 제어하는데 사용된다.

Description

변속기의 관성 브레이크

본 발명은 차량 변속기용 관성 브레이크에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 볼램프 액츄에이터가 이용되어 제어신호에 따라 클러치 팩(clutch pack)에 힘을 가하는 차량 변속기용 관성 브레이크에 관한 것이다.

운전자 요구 및 여러센서 입력에 따라 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 액츄에이터를 사용하여 변속을 이루는 변속기가 개발되어 있고 시장에서 시판되고 있다,

또한, 정교한 전자식 변속기 제어장치는 운전자와 관계없이 기어변경 변속기를 변속하도록 작동하는 변속 액츄에이터를 제어하는데 이용되고 있다. 동기화기가 없는 다단변속 기어 변속기의 변속은, 원활한 기어 이빨 맞물림이 이루어질 수 있도록 맞물려야 할 여러 기어의 속도가 맞추어질 것을 요구한다. 요구되는 맞물림속도(동기화 속도)를 초과하는 회전축상의 기어는 기어 변속이 실행되기전에 감속될 수 있어야 한다. 따라서, 축이 감속되는 동안, 엔진과 변속기 사이에서 동력전달계통의 연결은 없다. 차량이 오르막길에 있다면, 특히 적재된 트레일러를 끌어당길 때, 엔진으로부터 변속기를 분리시키는 것에 의해 차량이 급속히 감속될 수 있다. 변속기 기어 축이 동기화 속도까지 감소하는 것을 기다리는 동안, 변속을 위해 원래 선택된 변속 기어비가 더이상 적절하지 않은 차량 그 자체는 감속된다.

이후, 다음번의 변속이 전자제어 패키지(electronic control package)에 의해 계산되어 선택되어야 한다. 다시 한번, 전자제어장치가 기어 축이 동기화될 때 까지 감속되는 것을 기다리는 동안, 차량은 선택한 두번째의 하단변속이 더 이상 적절하지 않을 때 까지 급속한 감속을 계속한다. 결국, 성공적으로 하단변속이 이루어지지 않는다면, 차량은 정지하게 된다. 변속기 기어축이 동기화 속도까지 감속하는데 필요한 시간이 길어짐으로 인해 변속을 신속히 실행 할 때의 여러 문제점은 지금까지 설명한 바와 같은 작동상의 문제점을 야기한다.

또한, 전자제어장치가 없는 종래의 변속기가 변속될 때, 관성 브레이크에 의해 차량에 대한 운전자의 제어를 향상시키기 위해 변속이 더 신속하게 이루어질 수 있다. 회전관성이 큰 변속기 중간측과 기어조립체가 엔진으로 인해 가속된 다음 마스터 클러치의 해제에 의해 상기 축이 통상 해제될 것이 변속에서는 요구된다.

중간축상의 기어가 주축상의 기어와 동기화 속도에 도달할 때 까지는 또 다른 변속 기어비는 선택될 수 없다. 지금까지는, 종래형태의 여러 브레이킹 장치가 회전하는 변속기의 회전속도를 완화하기 위해 이용되고 있다. 예를 들어, 클러치팩에 힘을 가하기 위해 스프링을 이용한 슈우형 브레이크 및 디스크 클러치가 이용되고 있다.

관성 브레이크 장치는, 하나 이상의 중간축을 포함하는 변속기의 입력축과 함께 회전하도록 연결된 축이면 어떤 축에라도 연결될 수 있다.

본 발명은, 볼램프 액츄에이터에 의해 서로 클램프된(clamped) 다수의 클러치 마찰판으로 구성된 클러치 팩을 지닌 관성 브레이크에 의해 선택된 변속기 축의 회전에 대한 제동 및 그에 따른 감속을 제공한다. 볼램프 액츄에이터의 작동정도 및, 이에 따라 클러치 팩은, 아마츄어(armature)를 당겨서 코일 하우징과 전자기 적으로 접촉시킴으로써 브레이킹 토오크를 볼램프 액츄에이터의 제어링에 가하는 코일에 의해 제어된다. 이러한 제동력은, 클래핑력이 클러치 팩에 가해지게 하는 제어링에 가해진다. 볼램프 액츄에이터의 구성과 작동에 대한 상세한 내용은, 그 내용이 참고로 여기에 인용된 미합중국 특허 제2,091,270호; 제2,605,877호; 제2,649,941호; 3,000,479호 및 5,372,106호에 개시되어 있다. 볼램프 액츄에이터의 응답시간은 매우 신속하므로, 이 액츄에이터는 제어링에 가해진 제동력에 비해, 통상 50 : 1의 비로 매우 높은 축방향 힘을 발생시키는 독특한 특성을 지닌다. 클러치 팩은, 하우징에 붙어 있는 다수의 클러치 고정마찰판과 기어변경 변속기의 입력축과 함께 회전하도록 스플라인 결합된 유사한 수의 클러치 회전마찰판으로 구성되어 있고, 이 입력축은, 회전속도 감소 토오크를 회전하는 변속기의 입력축에 가하여 기어변경을 용이하게 하는 것을 겸비한다.

본 발명의 관성 브레이크는, 변속 기어비 변경을 위해 감속을 필요로 하는변속기에서 자유롭게 회전하는 어떤 축에도 적용될 수 있다. 따라서 , 변속기 입력축 및/또는 여러 중간축 또는 심지어 동력 인출장치(power take-off)에 대해 관성 브레이크를 가하는 것이 가능해져 신속하게 변속 기어비를 변경하는데 도움이 된다.

정교한 자동 전자제어장치가 사용되어 변속을 실행할 때, 본 발명을 이용하면, 변속기의 기어 변경은 더욱 신속하면서 신뢰성 있게 이루어질 수 있다. 앞서 언급했듯이, 차량이 급경사에 있을 때, 변속을 완료하도록 변속기가 신속하게 동기화 되지 않으면, 변속기의 변속 제어장치는 정확한 기어를 선택할 수 없다. 신속하면서도 신뢰성 있게 변속이 완료될 수 있도록, 본 발명에 의해 변속기의 (여러) 축의 속도가 감속되어 동기화 상태로 될 수 있다. 클러치 팩에 축방향으로 힘을 가하기 위해 볼램프 액츄에이터를 사용하면, 선행기술의 장치에 비해 에너지 소비가 작아지는 한편 제동력을 발생시키기 위한 제품의 크기가 작아지는 것과 함께 응답이 더욱 신속한 장치가 제공된다.

본 발명의 한 목적은, 회전하는 변속기 축의 속도를 감속시키기 위해 소형이면서 신속한 응답을 하는 관성 브레이크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 볼램프 액츄에이터를 활용하여 클러치 팩에 힘을 가하여 회전하는 변속기 축의 속도를 감소시키기 위해 소형이면서 신속한 응답을 하는 관성 브레이크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 볼램프 액츄에이터를 이용해, 여러 마찰판중 일부는 변속기의 축에 연결되지만 나머지 마찰판은 바닥에 연결된 다수의 마찰판에힘을 가하여, 회전하는 변속기 축의 속도를 감속시키기 위해 소형이면서 신속한 응답을 하는 관성 브레이크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 볼램프 액츄에이터를 이용해, 코일이 전자기장을 형성하여 제어링에 대한 제동력을 발생시켜 클러치 팩에 힘을 가하여 변속기의 관성 브레이크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 코일이 전자기장을 형성하여 아마츄어를 끌어 당겨서 강제로 마찰면과 마찰 접촉하게 함으로써 제어링에 대한 제동력을 발생시킬 때, 볼램프 액츄에이터를 이용해, 클러치 팩에 힘을 가하여, 변속기의 관성 브레이크를 제공하기 위한 것이다.

이 명세서에서, 일부용어는 편의상 참조를 목적으로 했을 뿐, 설명을 제한하려는 것을 아니다. 예를 들어, 「앞쪽으로」, 「뒤쪽으로」 라는 용어는 변속기에 설치되어 있는 바와 같은 관성 브레이크의 앞 뒤 방향을 의미한다. 「앞쪽으로」, 「뒤쪽으로」라는 용어는 본 발명의 브레이크 장치의 형상 중심쪽 및 그로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 「위쪽으로」, 「아래쪽으로」란 용어는, 용어가 사용되는 것과 관련하여 도면에서 택한 방향을 의미한다. 상기 용어들은 그 파생어 및 균등한 의미의 용어를 포함한다. 여기서 사용되는 변속기는, 단일 중간축 및 트윈 중간축형을 포함하는 모든 형태의 기어 변경 변속기를 포함한다.

제1도를 참조하면, 본 발명의 관성 브레이크(2)에 대한 단면도가 도시되어 있다. 본 발명의 관성 브레이크(2)는, 조정되어 변속기 입력축(160)(제5도 참조)과 함께 회전하는 변속기 중간축(6)과 같은 회전하는 변속기의 축에 부착되어 있다.변속기 중간축(6)은, 다수의 주축 기어(제5도의 제2기어 세트인 주축 기어 세트(174) 참조)와 선택적으로 맞물리는 다수의 변속기 기어(제5도의 제1기어 세트인 중간축 기어 세트(172) 참조)를 지탱한다. 변속기의 변속이 이루어지고 있는 어떤 시점에서, 변속기 중간축(6)은 자주 회전하며 본 장치의 회전 관성으로 인해 계속 회전한다. 관성 브레이크(2)의 기능은, 제동력을 변속기 중간축(6)에 제공함으로써, 선택된 주축 기어와 맞물리기 위해 중간축 기어의 이동이 발생하거나 또 다른 변속기술에서 슬라이딩 클러치가 사용되어 중간축 기어와 항상 맞물려 있는 요구되는 주축 기어와 맞물리도록, 변속기 중간축(6)의 회전 속도를 감속하는 것이다. 관성 브레이크는, 슬라이딩 클러치가 주축 기어와 맞물릴 때, 중간축과 입력축 모두를 감속시킨다. 이러한 형태의 기어변경 변속기의 작동 설명은 미합중국 특허 제4,640,145호에 개시되어 있고, 그 내용을 참고로 여기에 인용했다. 변속기 중간축(6)은 중간축 베어링(10)에 의해 변속기 하우징(14) 내에 지지되어 있고, 이 중간축 베어링은 변속기 중간축(6)을 변속기 하우징(14)에 대해 자유로이 회전시킬 수 있다.

변속기 중간축(6)의 한끝에는 출력 요오크(18)가 부착되어 있고, 이 출력 요오크는 유지 보울트(22)에 의해 유지되어 있는 한편 회전 불가능 상태로 연결됨으로써, 출력요오크(18)가 변속기 중간축(6)에 회전 불가능 상태로 연결되어 있다. 설치판(26)은 관성 브레이크 하우징(28)을 지지한다. 설치판(26)과 관성 브레이크 하우징(28)은 변속기 하우징(14)에 형성될 수 있다.

관성 브레이크 하우징(28)에는 클러치 팩(clutch pack)과 볼램프액츄에이터(ball ramp actuator)(36)가 포함되어 있고, 이 액츄에이터(36)는 클러치 팩(32)에 축방향 힘을 가하는데 이용된다. 변속기 중간축의 회전 중앙선에 놓여 있는 한편 코일 하우징(56)내에서 지지되는 안내축(40)은 관성 브레이크(2)의 적절한 작동을 위해 필요한 다수의 부품을 지지한다. 이러한 부품이 안내축(40)에 있는 두개의 지지 베어링(46, 48)에서 회전하는 마찰판(64)이다. 코일(52)은, 안내축(40)이 코일 하우징(56)내로 압축되어 그에 의해 지지되는 코일 하우징(56) 내에 내장되어 있다. 차례대로, 코일 하우징(56)은 관성 브레이크 하우징(28)에 부착되어 있고, 이 관성 브레이크 하우정(28)은 설치판(26)에 부착되어 있으며, 이 설치판(26)은 변속기 하우징(14)에 부착되어 있다. 다시, 관성 브레이크 하우징(28)과 설치판(26)은 변속기 하우징(14)과 일체로 형성될 수도 있다.

코일 하우징(56)은, 마찰판(64)이 서로 영향을 미치는 마찰면(60)을 포함한다. 이 마찰면(60)은, 마찰판(64)에 대해 소정의 토오크를 발생시키는데 필요한 축방향 힘을 낮추기 위해 마찰판(64)의 회전축에 대해 각이져 있다. 이와 유사하게, 마찰면(60)과 접촉하는 마찰판(64)의 주변면이 유사하게 각이져 있어(따라서 접촉각을 설정한다) 선행기술에서 원뿔형 클러치로 알려진 것을 형성한다. 마찰판(64)은, 전류가 전기접속자(66)를 통해 유도될 때, 코일쪽으로 전자기적으로 끌어당겨지는 아마츄어(44)이다. 아마츄어(44)에 유도되는 특히, 마찰판(64)과 동일한 아마츄어(44) 부분에 유도되는 전자기력에 의해 아마츄어(44)가 축방향으로 코일(52) 쪽으로 이동함으로써 코일 하우징(56)에 형성된 마찰면(60)에 대해 마찰판(64)을 마찰하는 상태로 힘을 가한다. 또 다른 실시예에 있어서, 마찰면(60)이 관성 브레이크 하우징(28)의 내부에 형성될 수 있다.

마찰판(64)이 다수의 구동핀(68)을 통해 볼램프 액츄에이터(36)의 제어링(80)에 연결되어 있다. 따라서, 제어링(80)은 마찰판(64)과 함께 회전하고, 마찰판(64)을 통해 아마츄어(44)에 유도된 어떤 제동작동이라도 볼램프 액츄에이터(36)의 제어링(80)에 전달된다. 제어링(80)은 드러스트 베어링(76)을 통해 드러스트판(72)에 의해 축방향으로 지지되어 있다. 제어링(80)에는 제어링(80)의 정면에 윈주상으로 연장되어 있는 한편 홈의 길이에 따라 그 축방향의 깊이가 달라지는, 즉 한끝에서 깊이가 최대이고 다른 끝에서 깊이가 최소인, 다수의 홈(통상 3 개 이상)이 형성되어 있다. 3개의 홈 중 2 개는 제어홈(90A) 및 제어홈(90C)으로 제1도에 도시되어 있다. 모양이 구형인 구름요소(84A)는, 제2도를 참조하여 이하에서 설명하는 것처럼 깊이가 변하는 제어홈(90A)의 길이를 따라 구른다. 구름요소(84A)는, 작동홈(86A, 86B, 86C)(제2도)이 형상면에서 동일하고 제어링(80)에 형성된 상응하는 제어홈(90A, 90B, 90C)에 대한 반경방향 위치에 있어서 실질적으로 동일한 작동링(88)에 형성된 작동홈(86A)을 따라 동시에 구른다. 또한, 제1도에는 작동홈(86C)이 도시되어 있다. 볼램프 액츄에이터(36)의 작동시, 제어링(80)이 작동링(88)에 대해 회전할 때, 구름요소(84A, 84B, 84C)가 각각의 작동홈(86A, 86B, 86C) 및 각각의 제어홈(90A, 90B, 90C)(3개의 홈중 2개(90A, 90C)만 도시함)을 따라 구른다. 작동홈(86A, 86B, 86C) 및 그에 상응하는 제어홈(90A, 90C)의 깊이가 변하기 때문에, 제어링(80)과 작동링(88) 사이의 축방향 간격은, 그 각각의 작동홈 및 제어홈 내의 구름요소(84A, 84B, 84C)의 위치에 따라 변한다. 볼램프 액츄에이터(36)의 요소에 대한 상세한 설명은 제3도를 참조하여 이하에서 제시될 것이며, 또한, 미합중국 특허 제2,091,270호; 제2,605,877호; 제2,649,941호, 제3,000,479호 및 5,302,106호에 개시되어 있다.

스패이서링(92)이 통전되지 않아 비통전 상태로 될 때, 볼램프 액츄에이터(36)의 폭보다 약간 넓게 되도록 스패이서링의 크기가 정해진다. 따라서, 스페이서링(92)은 클러치 팩(32)을 작동링(88)으로부터 분리시키는 한편 드러스트 베어링(76)을 제어링(80)으로부터 분리시킴으로써, 이들 사이의 마찰 끌림에 의해 볼램프 액츄에이터(36)가 작동하는 것을 방지한다. 볼램프 액츄에이터(36)가 코일(52)에 의해 통전될 때, 제어링(80)과 작동링(88) 사이의 축방향 간격은 증가한다. 제어링(80)은, 작동링(88)이 클러치 팩(32)을 밀치는 동안 드러스트판(72)과 드러스트 베어링 (76)에 의해 축방향으로 유지된다. 클러치 팩(32)은 다수의 구동판(96)과 고정판(100)으로 구성되어 있으며, 구동판(96)은, 고정판(100)과 접촉하는 면에 형성된 마찰재(98)를 지니고 있으며, 구동판(96)이 고정판(100)과 번갈아 가면서 배열되어 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 고정판(100)은 마찰재(98)를 지탱한다. 구동판(96)은, 변속기 중간축(6)에 부착된 요오크(18)에 형성된 스플라인(106)과 맞물리도록 노치가 형성되어 있다. 구동판(96)은 스페이스 스프링(104)으로 인해 고정판(100)과 분리되어 있고, 이 스페이서링은, 축방향의 힘이 볼램프 액츄에이터(36)에 의해 가해질 때 까지 구동판(96)상의 마찰재(98)와 고정판(100) 사이의 틈을 유지하게 하는 기능을 지닌 판 스프링으로 도시되어 있다. 볼램프 액츄에이터(36)의 이동에 의해 스페이서링(104)이 압축됨으로써구동판(96)에 형성된 마찰재(98)가 고정판(100)의 여러 면과 상관되게 맞물린다. 이런식으로, 변속기 출력 요오크(18)와 고정 관성 브레이크 하우징(28) 사이에서 마찰 연결이 발생되어서, 변속기 중간축(6)의 회전이 볼램프 액츄에이터(36)에 의해 발생된 축방향 힘과, 구동판(96)과 고정판(100) 사이의 마찰연결의 정도에 따라 어떤 비로 감속된다. 관성 브레이크(2)는 기름 내에서 작동하도록 설계 됨으로써, 구동판(96)에 형성된 마찰재(98)가 고정판(100)에 대해 힘이 가해질 때 주변에 오일에 적절한 마찰계수를 제공하도록 설계되어 있는 여러 회전부품에 윤활유를 제공한다.

스프링판(108)은 아마츄어(44) 상에서 안내되며, 연장되어 축방향힘이 스프링판(108)에 작용하는 리턴 스프링(112)에 의해 발생되는 작동링(88)과 접촉하여 축방향의 힘을 전달한다. 리턴 스프링(112)은, 스프링판(108)과 접촉하는 한끝과, 다수의 롤러(124)와 베어링판(128)에 대해 반작용하는 베어링판(120)에서 스프링 받침대(116)와 접촉하는 제2끝을 지니고, 이 베어링판(128)은 서클립(circlip)(132)에 의해 아마츄어(44)에 대해 축방향으로 제한된다. 스프링 받침대(116)에 의해(스프링판(102)과 작동링(88)과 함께 회전하는) 리턴 스프링(112)과 아마츄어(44) 사이의 상대 회전을 자유롭게 할 수 있게 된다. 따라서, 작동시, 스프링판(108)은 제어링(80) 쪽으로 작동링에 힘을 가함으로써 제어링(80)과 작동링(88)에 대해 구름요소(84A, 84B, 84C) 사이에서 접촉을 유지하게 한다. 이것이 볼램프 액츄에이터(36)에 미리 힘을 가하여 작동홈(86A, 86B, 86C)과 제어홈(90A, 90C) 내에서 구름요소(84A, 84B, 84C)가 미끄러지는 것을 방지한다. 또한, 리턴 스프링(112)은, 코일(52)이 통전되지 않을 때, 축방향 힘을 볼램프 액츄에이터(36)에 제공하는 기능을 하여 클러치 팩(32)에 힘을 가하지 않는다.

제2도 및 제3도를 참고하면, 제1도의 선(Ⅱ-Ⅱ)을 따라 취해진 본 발명의 관성 브레이크의 일부 단면도이다. 제2도는 작동홈(86A, 86B, 86C)과 접촉한 구름요소(84A, 84B, 84C)의 위치 및 작동을 분명하게 도시하고 있으며, 작동링(88)에 대한 제어링(80)의 상대 회전은 제3도에 가장 명확하게 도시되어 있고, 제3도는 본 발명의 볼램프 액츄에이터(36)의 제어링(80)과 작동링(88)에 대한 부분 단면도이다. 제2도를 다시 참조하면, 안내축(40)이 리턴 스프링(112) 및 스프링 받침대(116)에 의해 둘러싸여 있다. 출력요오크(18)에 형성된 허브 스플라인(106)은, 구동판(96)이 이 허브 스플라인과 맞물리도록 노치가 형성되어 있다. 구름요소(84A)는 작동홈(86A)을 따라 구르고, 작동홈(86A)을 따르는 이 구름요소의 위치는, 코일(52)이 통전됨으로서 아마츄어(44)를 코일(52)과 코일 하우징(56) 쪽으로 전자기적으로 당길 때 마찰판(64)이 마찰면(60)과 접촉함으로써 발생되는 힘에 따라 좌우된다. 중간축(6)이 회전하면, 제어링(80)과 작동링(88) 사이에 상대회전이 발생하게 되어서 구름요소(84A)는 작동홈(86A)을 따라 이동하게 된다. 이와 유사하게 구름요소(84B)는 유사한 방식으로 반작용하여 작동홈(86B)을 따라 이동되고, 구름요소(84C)는 작동홈(86C)을 따라 이동된다. 이로 인해 제어링(80)과 작동링(88) 사이에 축방향 간격이 커지게 되어서 회전출력 요오크(18)에 대해 감속력을 발생시키는 클러치 팩(32)에 축방향으로 힘을 가한다.

제3도를 참조하면, 도면에서 화살표(82, 83)로 표시되어 있듯이, 제어링(80)이 작동링(88)에 대해 회전할 때, 구름요소(84A)는 작동홈(86A) 및 유사한 방식으로 제어홈(90A)을 따라 구름으로써 제어링(80)과 작동링(88) 사이의 틈(136)을 증대시킨다, 제어홈(90A)과 작동홈(86A) 모두가 전체 길이를 통해 깊이가 변하고 이 구름요소(84A)는 볼램프 액츄에이터(36)가 통전되지 않고 리턴 스프링(112)에 의해 비통전 상태로 복귀한 위치로 도시됨으로써 제3도에 있어서의 분리간격(136)을 최소화 시킨다. 코일(52)이 통전될 때, 이 제어링(80)은 작동링(88)에 대해 회전하며, 구름요소(84A)는 작동홈(86A) 및 제어홈(90A) 모두를 따라 구르면서 마찰판(64)에 의해 발생된 제동효과는, 구동핀(68)에 의해 제어링(80)으로 전달된다. 이것은, 변속기 중간축(6)의 회전에 대해 마찰제동력을 제공하는 클러치 팩(32)에 힘을 가하는 제3도에 있어서의 분리간격(136)을 증대시킨다. 유사한 볼램프 액츄에이터의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 미합중국 특허 제2,091,270호; 제2,605,877호; 제2,649,941호; 제3,000,479호 및 제5,372,106호에 개시되어 있다.

제4도는 본 발명의 볼램프 작동 관성 브레이크에 적용된 폐쇄 루우프 제어장치의 개략도이다. 제4도의 전자제어장치(136)는, 엔진속도, 차량속도, 요구동력, 변속 기어비 등과 같은 센서(144)로부터 나오는 여러 센서출력신호(140)를 처리하여 변속기 중간축(6)의 회전 감속에 대해 바람직한 비를 계산하여서 변속기(152)에서 바람직한 또는 계산된 변속 기어비의 변속을 실행한다. 따라서, 여러 차량 센서(144)의 출력 센서 신호(140)는, 관성 브레이크 제어장치(132)로 전달되는 감속비 신호 형태로 변속기 중간축(6)의 바람직한 감속비 신호(148)를 출력하는 전자제어장치(136)에 의해 처리된다. 다음, 관성 브레이크 제어장치(132)는, 전기접속자(66)를 통해 관성 브레이크(2)에 전기적으로 연결된 제4도에서 "i"로 표시된 전류신호(150)를 발생시킨다. 이와 같은 방식으로, 신속하면서 신뢰성 있는 변속기 기어 변경에 필요한(하나 이상의 변속기 중간축 또는 주축일 수 있는) 변속기 축의 바람직한 회전 속도를 얻기 위한 바람직한 감속비가, 여러 차량 센서(144)의 출력을 토대로 전자제어장치(136)에 의해 계산된다. 전자제어장치(136)는, 관성 브레이크 제어장치(142)로 전달되는 감속비 신호(148)를 발생시킨다. 그후, 관성 브레이크 제어장치(142)는, 볼램프 액츄에이터(36)를 통전시키는 코일(52)로 공급되는 전류신호(150)를 발생시킨다. 여기서, 볼램프 액츄에이터(36)가 통전되거나 비통전되어 클러치 팩(32)에 대한 바람직한 부하를 발생시켜서 전자제어장치(136)에 의해 계산되는 변속기 중간축(6)의 바람직한 감속비를 제공할 수 있다. 따라서, 관성 브레이크(2)를 턴온한 다음, 변속기 중간축 감속비가 어떤 감속비로 발생될지라도 기어 축을 실행하는 대신, 코일(52)에 대해 전류(i)를 제어함으로써 감속이 제어될 수 있고, 이 코일은 마찰판(64)과 코일 하우징(56)에 형성된 마찰면들 사이의 상호 마찰 작용을 제어하고, 이 코일 하우징은 볼램프 액츄에이터(36)의 작동수준을 제어한다.

제5도는 변속기 하우징(14)에 설치되어 변속을 향상시키기 위해 회전하는 변속기 중간축(6)에 연결된 본 발명의 관성 브레이크(2)에 대한 개략도이다. 변속기 하우징(14)은 엔진과 같은 원동기에 의해 회전하여 입력구동기어(164)가 중간축 구동기어(168)의 맞물림을 통해 중간축(6)을 회전시키는 입력축(160)을 지지한다. 입력구동기어(164)는, 회전할 수 없게 입력축(160)에 부착되어 있고, 중간축 구동기어(168)는 중간축(6)에 회전할 수 없게 부착되어 있다. 따라서, 중간축(6)은 입력축(160)과 함께 회전한다.

관성 브레이크(2)가 변속기 하우징(14)에 설치되어 있고 출력요오크(18)에 의해 중간축(6)에 연결되어 있다. 관성 브레이크 제어장치(142)에 의해 작동될 때, 관성 브레이크(2)가 작동하여 중간축(6) 및 입력축(160)의 회전 속도를 늦추므로 이에 따라 개략도로 도시되어 있는 제1기어 세트인 중간축 기어 세트(172)의 회전 속도를 늦춘다. 중간축 기어 세트(172)는, 중간축(6)에 회전할 수 없게 부착된 다수의 기미로 구성되어 있고 주축(178)에 대해 회전할 수 있게 부착된 다수의 기어로 구성되는 제2기어 세트인 주축 기어 세트(174)와 항상 맞물려 있다. 주축(178)은 변속기 하우징(14) 외부의 차량동력전달계통에 부착되어 있다.

앞쪽 슬라이딩 클러치(182) 또는 뒤쪽 슬라이딩 클러치(184)를 이동시켜 주축 기어 세트(174)로부터 선택된 주축 기어와 맞물리게 함으로써 변속기의 변속이 이루어지며, 여기서 슬라이딩 클러치(182) 및 (184)는 선택된 기어를 주축(178)에 대해 회전 가능 상태로 맞물리게 함으로써, 입력축(160)으로부터 중간축(6), 및 주축(178)으로의 및 차량동력전달계통에 대한 토오크 전달경로를 형성한다. 이러한 변속기의 작동이 미합중국 특허 제4,640,145호에 설명되어 있다. 단일 중간축 형태의 기어변경 변속기와 관련해 바람직한 실시예가 설명되어 있지만, 본 발명의 광성 브레이크는, 브레킹 토오크를 회전축에 가함으로써 변속이 향상될 수 있는 형태의 기어변경 변속기라면 어떤 변속기예도 동일하게 응용할 수 있다. 이는 다수의 중간축 변속기를 포함하지만 그에 제한되지는 않는다.

즉, 본 발명에 따르면, 선행기술의 장치에 비해, 다양한 형태의 변속기에 광범위하게 적용가능한, 에너지 소비가 작아지는 한편 소형이면서 신속한 응답을 하는 변속기의 관성 브레이크를 제공할 수 있는 효과가 있다.

어느 정도 특정하여 바람직한 형태로 본 발명을 설명하였지만, 바람직한 실시예에 대한 본 내용은 예시를 목적으로 했을 뿐이며, 이하에서 청구하는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는다면, 여러 부품의 상세한 구성 및 조합과 배열에 있어 수많은 변경이 가능함을 알 수 있을 것이다.

제1도는 본 발명의 관성 브레이크의 단면도.

제2도는 제1도의 선(II-II)을 따라 취한 본 발명의 관성 브레이크의 단면도.

제3도는 본 발명의 볼램프 액츄에이터의 제어링과 작동링의 부분 단면도.

제4도는 볼 발명의 볼램프 작동 관성 브레이크의 폐쇄 루우프 제어장치의 개략도.

제3도는 변속기에 설치된 본 발명의 관성 브레이크의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 관성 브레이크

6 : 중간축

10 : 중간축 베어링

14 : 변속기 하우징

22 : 보울트

28 : 관성 브레이크 하우징

52 : 코일

60 : 마찰면

80 : 제어링

88 : 작동링

90A, 90B, 90C : 제어홈

96 : 구동판

100 : 고정판

108 : 스프링판

132, 142 : 관성 브레이크 제어장치

144 : 차량 센서

Claims (20)

1. 변속기 내에서 자유롭게 회전하는 축의 회전 제동용 관성 브레이크에 있어서, 차량동력전달계통의 변속 기어비를 변경하기 위해 다수의 축과 기어를 포함하는 변속기 하우징과;

   중공을 지니고, 상기 변속기 하우징에 부착된 하우징과;

   다수의 기어를 변속기에 부착되게 하면서 상기 변속기 하우징내에 포함되어 있는 변속기 축과;

   상기 변속기 축에 회전할 수 없게 부착된 다수의 구동판과 변속기 하우징에 부착된 다수의 고정판을 지닌 클러치 팩과;

   작동링의 축방향 이동에 의해 상기 클러치 팩에 힘을 가하거나 가하지 않게 되는, 상기 클러치 팩에 인접한 작동링과, 제어링과 작동링이 원주상으로 연장되어 있는 홈이 마련된 마주보는 면들을 지니며, 마주보는 적어도 3쌍의 홈으로서 상기 홈은 한끝에서 깊이가 최대이고 마주보는 끝에서 깊이가 최소인, 깊이가 변화하는 부분을 지니고, 구름요소들은 마주보는 각 쌍의 홈들중 하나에 위치하며, 그 시작 위치로부터 상기 작동링과 상기 제어링의 상대적인 각 운동에 의해 상기 작동링의 축방향 이동이 일어나 상기 제어링으로부터 멀어지게 되어 상기 클러치 팩에 축방향의 힘을 가하도록 상기 작동링과 상기 제어링상의 홈들이 배열되어 있고, 상기 작동링에 인접하게 위치하는 제어링을 포함하는, 상기 클러치 팩에 힘을 가하기 위한 볼램프 액츄에이터와;

   회전 불가능 상태로 상기 제어링에 연결되어 있으면서 상기 제어링에 작동력을 가하기 위해 상기 하우징내에 형성되어 있는 마찰면과 마찰 접촉하는 마찰판을 갖는 아마츄어와;

   코일에 의해 발생된 전자기장에 의해 상기 마찰면에 대해 힘을 받는 상기 마찰판에 인접하게 위치하는 전기 코일을 포함하여 구성되는, 변속기내에서 자유롭게 회전하는 축의 회전을 제동하기 위한 변속기의 관성 브레이크.
2. 제1항에 있어서, 상기 구름요소는, 모양이 구형인 변속기의 관성 브레이크.
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징에 의해 지지된 드러스트판과, 드러스트 하중을 흡수하기 위해 상기 드러스트판과 상기 제어링 사이에 위치하는 드러스트 베어링을 더 포함하는 변속기의 관성 브레이크.
4. 제3항에 있어서, 마찰끌림으로 인해 상기 볼램프 액츄에이터가 의도하지 않았는데도 작동하는 것을 방지하기 위해 상기 클러치 팩과 상기 작동링 사이와 상기 드러스트 베어링과 상기 제어링 사이에 축방향 간격을 제공하기 위한 폭을 갖는 스패이서링을 더 포함하는 변속기의 관성 브레이크.
5. 제1항에 있어서, 상기 작동링에 부착된 스프링판과, 상기 작동링을 상기 클러치 팩으로부터 멀어지게 힘을 가하는 스프링판에 작용하는 스프링을 더 포함하는변속기의 관성 브레이크.
6. 제1항에 있어서, 상기 고정판은 상기 구동판과 번갈아가면서 위치하는 구성으로 된 변속기의 관성 브레이크.
7. 제6항에 있어서, 상기 구동판은 마찰재로 덮여진 정면과 후면을 지니고, 상기 마찰재는 상기 인접한 고정판과 접촉하는 변속기의 관성 브레이크.
8. 제1항에 있어서, 여러 센서 신호를 처리하여 상기 코일에 연결되어 상기 코일을 통전시키는 전류 신호를 발생시키는 관성 브레이크 제어장치로 감속신호를 출력시키기 위해 전자제어장치를 지닌 제어장치를 더 포함하는 변속기의 관성 브레이크.
9. 그 속에 중공이 형성된 변속기 하우징을 지니고 있으면서 상기 중공 내에 실질적으로 모두 포함되어 있는 회전하는 변속기 주축에 의해 지탱되는 제2기어 세트와 맞물리는 회전하는 변속기 중간축에 의해 지탱되는 제1기어 세트를 갖는 변속기와;

   회전 불가능 상태로 상기 변속기 중간축에 부착되어 있는 다수의 구동판과 상기 변속기 하우징에 부착된 다수의 고정판을 지닌 클러치 팩과;

   작동링의 축방향 이동에 의해 상기 클러치 팩에 힘을 가하거나 가하지 않게되는, 상기 클러치 팩에 인접한 작동링과, 제어링과 작동링이 원주상으로 연장되어 있는 홈이 마련된 마주보는 면들을 지니며, 마주보는 적어도 3쌍의 홈으로서 상기 홈은 한끝에서 깊이가 최대이고 마주보는 끝에서 깊이가 최소인, 깊이가 변화하는 부분을 지니고, 구름요소들은 마주보는 각 쌍의 홈들중 하나에 위치하며, 그 시작 위치로부터 상기 작동링과 상기 제어링의 상대적인 각 운동에 의해 상기 작동링의 축방향 이동이 일어나 상기 제어링으로부터 멀어지게 되어 상기 클러치 팩에 축방향의 힘을 가하도록 상기 작동링과 상기 제어링상의 홈들이 배열되어 있고, 상기 작동링에 인접하게 위치하는 제어링을 포함하는, 상기 클러치 팩에 힘을 가하기 위한 볼램프 액츄에이터와;

   제동 토오크를 상기 제어링에 가하기 위한 작동 수단을 포함하여 구성되는 관성 브레이크를 갖는 변속기의 관성 브레이크.
10. 제9항에 있어서, 상기 클러치 팩은, 상기 변속기 하우징에 연결된 다수의 고정판과 상호 맞물린 상기 변속기 중간측에 연결된 다수의 구동판으로 구성되는 변속기의 관성 브레이크.
11. 제10항에 있어서, 상기 구동판은 상기 고정판과 마찰하는 상태로 상호 작용하는 상기 구동판 각각의 제1면과 제2면에 부착된 마찰재를 지니는 변속기의 관성 브레이크.
12. 제9항에 있어서, 상기 작동수단은, 제어판에 연결된 마찰판을 지닌 아마츄어를 포함하고, 상기 마찰판은 마찰면과 접촉하여 제동 토오크를 상기 제어판에 가하고, 상기 아마츄어에 인접하게 위치하는 코일은 전자기적으로 상기 아마츄어를 끌어당겨서 상기 마찰판을 상기 마찰면과 접촉하게 하는 변속기의 관성 브레이크.
13. 제12항에 있어서, 상기 마찰면은 코일 하우징내에 형성되고, 상기 코일 하우징은 상기 변속기 하우징에 부착되는 한편, 상기 코일을 수용하기 위해 그속에 중공이 형성되게 한 변속기의 관성 브레이크.
14. 제10항에 있어서, 상기 볼램프 액츄에이터가 비통전상태 일 때, 상기 클러치 팩과 상기 볼램프 액츄에이터 사이에 축방향 간격을 제공하기 위해 위치하는 스패이서링을 더 포함하는 변속기의 관성 브레이크.
15. 제1항에 있어서, 상기 마찰판은, 그 연장선이 상기 마찰판의 회전축과 엇갈리는 어떤 접촉각으로 상기 마찰면과 접촉하는 변속기의 관성 브레이크.
16. 제1항에 있어서, 상기 코일쪽으로 상기 마찰판의 축방향 이동의 증대에 의해 상기 마찰면에 대한 상기 작동력이 증가되도록 상기 마찰판이 상기 마찰면과 접촉하는 변속기의 관성 브레이크.
17. 제16항에 있어서, 상기 마찰면과 함께 상기 마찰판은 원뿔형 클러치를 형성하는 변속기의 관성 브레이크.
18. 제12항에 있어서, 상기 코일쪽으로의 상기 마찰판의 축방향 이동 증대에 의해 상기 마찰판에 대한 상기 제동 토오크가 증가하도록 상기 마찰판이 상기 마찰면과 접촉하는 변속기의 관성 브레이크.
19. 제12항에 있어서, 상기 마찰면과 함께 상기 마찰판은 원뿔형 클러치를 형성하는 변속기의 관성 브레이크.
20. 제12항에 있어서, 상기 마찰판은, 그 연장선이 상기 마찰판의 회전축과 엇갈리는 어떤 접촉각으로 상기 마찰면과 접촉하는 변속기의 관성 브레이크.