KR100646626B1

KR100646626B1 - 이앙기

Info

Publication number: KR100646626B1
Application number: KR1020040097816A
Authority: KR
Inventors: 함태용; 김종수
Original assignee: 대동공업주식회사
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-11-23
Also published as: KR20060058828A

Abstract

본 발명은 이앙기에 관한 것으로서,

그 내부에 길이 방향으로 설치된 체인(24-1)을 통하여 엔진으로부터의 회전 동력을 기체 후방으로 전달하는 이앙 케이스(24), 이 이앙 케이스(24) 후미부 좌우 양쪽에 상대회전 가능 상태로 결합된 회전 케이스(23), 이 회전 케이스(230)와 상대회전 가능 상태로 결합된 이앙 암(220)을 포함하는 이앙기에 있어서,

좌우 양단부가 각각의 회전 케이스(230) 내로 돌출되어 이를 지지하는 구동축(230-1) 상에다 이앙 집게(22-1)로부터의 일정 값 이상 토오크 하에서 맞물림 해제되는 안전 클러치(240)를 배치하고, 이 안전 클러치(240)의 좌우 외측방에 결합되어 이앙 케이스(24)로부터의 회전 동력을 받는 회전 케이스(230) 내 태양기어(230-4) 및 이와 맞물리는 제 1 중간기어(230-5)를 편심 원형 기어로 하며, 제 1 중간기어(230-5)와 일체화 된 제 2 중간기어(230-6) 및 이와 맞물리는 최종기어(230-7)를 비원형 기어로 하여 배치함으로써,

이앙 암 구동용 기어들의 제작 원가를 낮춤과 아울러 가공성을 향상시키는 한편, 회전 케이스의 폭을 좁혀 이앙 작업 중의 수면 저항을 줄일 수 있다.

이앙 암, 이앙 암 구동, 회전 케이스.

Description

이앙기 { a rice transplanter }

도 1 은 일반적 형태의 이앙기를 나타낸 평면도,

도 2 는 이앙 작업기부를 측면도로 나타낸 도면,

도 3 은 이앙 암 구동용 동력 전달 계통을 나타낸 도면,

도 4 는 본 발명 실시예에 있어 회전 케이스 내 기어 배치구조를 나타낸 도면,

도 5 는 본 발명 실시예에 있어 이앙 암 선단 궤적을 나타낸 도면,

도 6 은 본 발명 실시예에 있어 안전 클러치 조합 상태를 나타낸 도면,

도 7 (a) 및 (b)는 상기 안전 클러치를 구성하는 구동 캠 및 종동 캠을 각각 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

22, 220 : 이앙 암 23, 230 : 회전 케이스

23-1, 230-1 : 구동축 23-2, 230-2 : 중간축

23-3, 230-3 : 지지축 23-4, 230-4 : 태양기어

23-5, 230-5 : 제 1 중간기어 23-6, 230-6 : 제 2 중간기어

23-7, 230-7 : 최종기어 240 : 안전 클러치

본 발명은 이앙기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이앙 암과 함께 회전하는 회전 케이스(case) 내에 배치된 이앙 암 구동용 기어들의 가공성을 향상시켜 제작 원가를 낮추는 한편, 상기 회전 케이스의 폭을 좁혀 이앙 작업 중의 수면 저항을 줄일 수 있는 이앙 암 구동 구조를 갖는 이앙기에 관한 발명이다.

일반적 이앙기의 평면도인 도 1 에 나타낸 바와 같이, 이앙기(1)는 조향핸들(11) 및 운전석(12)을 포함하는 주행 장치부(10)와, 이 주행 장치부(10)로부터의 엔진 동력을 받아 직접 이앙 작업, 즉 모내기 작업을 수행하는 이앙 작업기부(20)로 크게 구분된다.

상기 이앙기에 의한 이앙 작업은, 주행 중인 이앙기(1) 상의 모 탑재대(21)로부터 이앙 암(22)이 일정 량의 모를 집어내려 진흙 속에 옮겨 심고, 그 즉시 원상태로 복귀하는 형식의 반복적 동작으로 이루어진다.

한편, 도면부호 "w"는 후술하게 될 회전케이스(23)의 폭을 나타낸다.

이앙 작업기부를 측면도로 나타낸 도 2 에 따르면, 상기 이앙 암(22)은 회전 케이스(23) 양쪽 선단부의 지지축 지점(Q)에 상대회전 가능 상태로 결합되어 있다.

또한, 상기 회전 케이스(23)는 이앙 케이스(24) 하단부의 구동축 지점(P)에 역시 상대회전 가능 상태로 결합되어 있다.

즉, 이앙 작업이 진행되는 동안 상기 이앙 암(22)은 지지축 지점(Q)을 중심으로 자전하는 동시에, 구동축 지점(P)을 중심으로 공전하는 형태의 회전 운동을 하게 된다.

상기 이앙 암(22)의 옮겨심기 동작은 이앙기(1) 전체의 주행 및 상기 회전 케이스(23)의 회전 중에 이루어지는 관계로, 이앙 암(22)의 선단, 즉 이앙 집게의 선단 궤적이 매우 중요한 의미를 갖는다.

예로서, 상기 궤적 여하에 따라서는, 옮겨 심은 모가 복귀중인 이앙 암(22)에 걸려 수면 위로 떠오르는 경우가 발생하기도 한다.

도시한 바와 같이, 1 회의 이앙 동작을 수행함에 있어 이앙 암(22) 선단이 그리는 궤적(T)은 대체로 상반부가 넓고 하반부가 좁은 형태의 폐곡선이 바람직한 것으로 알려져 있다.

상기 이앙 암(22) 선단의 궤적은 상기 회전 케이스(23) 내부의 기어 배치구조에 의하여 결정된다.

이앙 암 구동용 동력 전달 계통도인 도 3 에 나타낸 바와 같이, 엔진(도시하지 않음)으로부터의 회전 동력은 이앙 케이스(24) 내부에 그 길이 방향을 따라 설치된 체인(24-1)과, 이앙 케이스(24) 후미부를 관통하는 형태로 장착된 구동축(23-1)을 거쳐 회전 케이스(23) 내로 전달된다.

도시한 바와 같이, 상기 구동축(23-1)은 거의 전 부분이 이앙 케이스(24) 내에 포함되지만, 그 양단부는 상기 회전 케이스(23) 내로 돌출되어 있어서, 상기 체인(24-1)을 통해 전달된 회전 동력을 회전 케이스(23)로 전달할 수 있다.

도면부호(24-2)는 안전 클러치로서, 이앙 집게(22-1) 등에 외적 과부하가 걸려 상기 동력 전달 계통에 심각한 장애를 일으킬 경우를 대비한 안전 장치이다.

한편, 상기 회전 케이스(23) 내부 구조를 살펴보면, 입력축으로서의 상기 구동축(23-1) 양쪽으로 중간축(23-2)이 배치되며, 이들 두 개의 중간축(23-2) 바깥쪽으로 지지축(23-3)이 배치된다.

또한, 상기 구동축(23-1) 상에는 태양기어(23-4)가, 중간축(23-2) 상에는 제 1 중간기어(23-5) 및 제 2 중간기어(23-6)가, 그리고 상기 지지축(23-3) 상에는 최종기어(23-7)가 각각 장착된다.

한편, 상기 이앙 암(22) 선단의 궤적이 갖는 의미가 중요한 만큼, 보다 합리적 곡선 형태를 얻기 위한 다각적인 연구가 계속되어 왔다.

상기 궤적 연구의 주류를 이루는 것은, 태양기어(23-4)를 비롯한 각각의 이앙 암 구동용 기어 형상을 타원 또는 기타의 비원형 기어로 한다는 전제하에서, 이들 기어 사이의 상호 관계를 특별히 한정하는 형태의 연구들이었다.

그러나, 이러한 형태의 이앙 암 구동 구조를 갖는 이앙기에 있어서는, 상기 기어들이 타원 또는 기타의 비원형 기어임에 따른 근본적인 문제가 있었다.

상기 이앙 암 구동용 기어들은 그 형상적 특징으로 인하여 일반 치절가공이 불가능하므로, 모두 소결성형해야 하는 점이다.

소결성형으로 인한 구체적 문제점으로서는, 일반 치절가공에 비하여 가공성이 현저히 떨어짐은 물론 고가의 소결 금형비 투입이 불가피한 점을 들 수 있다.

또한, 소결성형에 의하여 제작되는 기어는 치절가공에 의한 경우 보다 강도 면에서 취약하므로, 당연히 기어 두께를 증대시켜 강도를 보강할 수밖에 없으며, 이들 두꺼운 기어를 수용하는 상기 회전 케이스 폭의 증대 또한 불가피하게 된다.

결과적으로, 광폭 회전 케이스의 격한 회전에 따른 여파로 인하여 옮겨 심은 모가 흔들려 넘어지는가 하면, 고속 이앙 작업 시에 있어서는 상당한 작업 부하로 작용할 정도의 저항력이 형성되는 문제를 야기하게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 회전 케이스 내에 배치된 이앙 암 구동용 기어들의 가공성을 향상시켜 제작 원가를 낮추는 한편, 상기 회전 케이스의 폭을 좁혀 이앙 작업 중의 수면 저항을 줄일 수 있는 이앙 암 구동 구조를 갖는 이앙기를 제공하는 데 본 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이앙기에 따르면, 회전 케이스 내부의 태양기어 및 제 1 중간기어를 동일 피치원 지름의 인볼류트 치형을 갖는 편심 원형 기어로 하고, 상기 제 1 중간기어와 일체화 된 제 2 중간기어 및 이와 맞물리는 최종기어를 서로 다른 형상의 비원형 기어로 하여 배치한 특징이 있다.

또한, 좌우 양단부가 각각의 회전 케이스 내로 돌출되어 이를 지지하는 구동축 상에다 이앙 집게로부터의 일정 값 이상 토오크 하에서 맞물림 해제되는 구조의 안전 클러치를 배치한다.

이하, 본 발명 실시예의 이앙기를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명 실시예에 있어 회전 케이스 내 기어 배치구조를 나타낸 도 4 에 따 르면, 상기 이앙 케이스로부터 엔진 동력을 받아들이는 입력축으로서의 구동축(230-1) 양쪽으로 중간축(230-2)이 배치되며, 이들 두 개의 중간축(230-2) 바깥쪽으로 각각의 지지축(230-3)이 배치되어 있다.

또한, 상기 구동축(230-1) 상에는 태양기어(230-4)가, 중간축(230-2) 상에는 제 1 중간기어(230-5) 및 제 2 중간기어(230-6)가, 그리고 상기 지지축(230-3) 상에는 최종기어(230-7)가 각각 장착된다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 이앙기에 있어서는, 상기 구동축(230-1) 상에 안전 클러치를 배치하는 동시에 상기 태양기어(230-4) 및 제 1 중간기어(230-5)를 원형 기어로 제작, 배치한 특징이 있다.

이앙 암 구동용 기어들을 구성하는 상기 태양기어(230-4) 및 제 1 중간기어(230-5)는 원형 기어라는 형상적 특징 이외에도, 축 지지점의 위치가 각각의 중심으로부터 일정 편심량을 갖는다는 특징이 있다.

상기 편심량의 정도는, 얻고자 하는 이앙 암 선단 궤적 형태에 따라 달라질 수 있으므로, 특정의 수치로 한정하지는 않는다.

다만, 상기 최적의 이앙 암 선단 궤적이 되기 위한 조건으로서, 이앙 암(220)의 선단, 즉 이앙 집게(220-1)의 선단 궤적이 최하단점(L) 부근에서 가능한 한 예각을 이루도록 해야 하는 점을 유념할 필요가 있다.

상기 제 1 중간기어(230-5) 및 제 2 중간기어(230-6)는 도면상으로 동일 기어처럼 나타나 있으나, 이들 중간기어(230-5, 230-6)는 하나의 몸체 상에 두 개 치형이 형성된 일체화된 기어로서, 제 1 중간기어는 상기 태양기어(230-4)와 맞물리 면서 원형인 반면, 제 2 중간기어(230-6)는 상기 최종기어(230-7)와 맞물리면서 비원형 기어이다.

한편, 상기와 같은 기어 배치구조를 가짐에 따라, 상기 회전 케이스(230)는 기체 주행 방향으로 등속 운동하는 반면 상기 이앙 암(220)은 기체 주행 방향과 반대 방향으로 부등속 운동하게 된다.

다른 한편으로, 이들 제 1 중간기어(230-5) 및 제 2 중간기어(230-6)를 하나의 편심 원형 기어로 배치함으로써, 상기 태양기어(23-4) 및 최종기어(230-7)와 동시에 맞물리도록 할 수도 있다.

상기 회전 케이스의 폭을 좁혀 이앙 작업 중의 수면 저항을 줄인다는 점에서는 상기 두 개의 중간기어(230-5, 230-6)를 단일화하는 것이 보다 바람직하다 할 수도 있겠으나, 단일화 후 하나의 중간기어가 태양기어(230-4) 및 최종기어(230-7)와 함께 맞물려 회전함에 따른 부하 집중 및 내구성 저하가 불가피할 것이라는 점에서는 불합리한 측면도 있다.

참고로, 본 발명 실시예에서와 같이 상기 중간축(230-2) 상의 중간기어(230-5, 230-6) 수를 두 개로 하는 경우, 상기 회전 케이스(230)의 회전각과 상기 이앙 암(220)의 회전각 사이에 발생하는 상호 불일치 내지 편차를 상기 태양기어(230-4)와 제 1 중간기어(230-5) 사이의 맞물림과, 제 2 중간기어(230-6)와 최종기어(230-7) 사이의 맞물림이 각각 절반씩 분담하도록 설계하는 것이 바람직하다.

도 5 는 본 발명 실시예에 따른 이앙기, 즉 상기 태양기어(230-4) 및 제 1 중간기어(230-5)를 원형 기어로 배치한 경우의 이앙 암 선단 궤적을 종래 구조의 경우와 비교하여 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명 실시예에 따른 궤적(T1)은 종래 구조에 따른 궤적(T2)에 비하여 모 탑재대(21) 하단에 대한 이앙 암(22) 선단의 각도 변화, 즉 이앙 암(22) 선단의 이앙 집게가 모를 떼어내는 순간에 있어서의 선단 각도 변화가 작아(각도차 : α) 어린 모에 대한 충격이 작을 뿐 아니라, 상기 종래 구조에 따른 궤적(T2)에 비하여 전체적 세로 방향 길이가 길어 이앙 암(22)에 의한 보다 안정적 이앙 작업이 이루어지게 된다.

즉, 모의 쓰러짐이 현저히 줄어들고 뜬 모 또한 발생하지 않음에 따라, 비교적 적은 주수(50-60 주/평)를 옮겨 심으면서 상당한 고속작업을 선호하는 최근의 수요자 요구에도 부합되는 결과를 얻을 수 있다.

한편, 도 6 은 본 발명 실시예에 있어 상기 회전 케이스 측 입력축으로서의 구동축에 장착된 안전 클러치의 조합 상태를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 안전 클러치(240)는, 중공부를 갖는 원통체로서 한쪽 면에는 캠이 형성되는 반면 다른 쪽에는 외부 스플라인(spline)이 형성된 구동 캠(240-1)과, 이 구동 캠(240-1)과 맞물리는 캠 부위를 갖는 원통체로서 그 중공부에 내부 스플라인이 형성된 종동 캠(240-2)과, 이 종동 캠(240-2) 측방에 밀착되어 상기 구동 캠(240-1) 쪽으로 압력을 가하는 스프링(240-3)과, 이 스프링(240-3)을 상기 구동축(230-1) 상의 일정 위치에 고정시키는 잡이판(240-4) 및 스냅 링(snap ring)(240-5)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기 구동 캠(240-1) 상의 외부 스플라인 형성부(A)에는 스프로켓 (sprocket)(도시하지 않음)이 장착됨으로써, 앞서 언급한 바의 체인을 통해 전달되는 동력을 받아들이게 된다.

도 7(a) 및 7(b)는 상기 구동 캠(240-1) 및 종동 캠(240-2)을 각각 나타낸다.

구동 캠(240-1) 및 종동 캠(230-2)은 서로 맞물리는 형상으로 되어 있으며, 각각의 캠 면(f1, f2)은 경사면으로 형성됨으로써, 외적 과부하 등으로 인하여 어느 한 쪽 캠면이 고정될 경우 다른 쪽 캠 면은 상대 측 경사 캠 면을 타고 넘으면서 회전을 계속할 수 있다.

그 결과, 구동축(230-1)의 양쪽 선단부, 즉 앞서 언급한 바의 구동축 지점(P) 중 어느 일방에 일정 값 이상의 토오크(torque)가 걸려 그 회전이 정지될 경우, 상기 구동 캠(240-1) 및 캠 면(f1)은 상기 구동축(230-1)과 스플라인 체결 구조인 종동 캠(240-2) 상의 캠 면(f2)을 축 방향으로 밀어내면서 그 회전을 계속하게 된다.

상기와 같이, 어느 일정 값 이상의 토오크 하에서 구동 캠(240-1)과 종동 캠(240-2)이 맞물림 해제되는 구조적 특징으로 인하여, 상기 회전 케이스(230) 내 구동축(230-1)의 회전을 억제하는 외적 과부하, 즉 이앙 집게로부터의 일정 값 이상의 토오크에 대하여 어떠한 기계적 손상도 발생하지 않는다.

이상 본 발명 실시예의 이앙기를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명했으나, 당업자라면 본 발명의 기본 취지를 벗어나지 않는 한의 다양한 설계변경 등이 가능할 것이다.

그러나, 회전 케이스 내에 배치된 상기 이앙 암 구동용 기어들을 구성하는 태양기어 및 제 1 중간기어를 원형 기어로 하여 제작, 배치하는 구조인 한의 사소한 구조 변경 역시 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해함이 마땅할 것이다.

상기와 같이, 본 발명의 이앙기에 따르면, 회전 케이스 내 태양기어 및 제 1 중간기어를 원형 기어로 하여 배치함으로써, 가공성 향상 및 금형비 배제에 따른 원가 절감의 효과와 아울러, 상기 회전 케이스의 폭이 좁아짐에 따른 수면 저항 감소의 효과를 동시에 얻을 수 있다.

노동력 절감을 위하여 6 조 이상의 대용량 승용이앙기에 의한 최대한의 고속 이앙 작업이 절실히 요구되는 현실을 고려할 때, 회전 케이스 폭이 좁아짐에 따른 상기 수면 저항 감소는 원형 기어가 갖는 원가절감 효과에 결코 뒤지지 않을 정도의 것이라고 생각된다.

Claims

그 내부에 길이 방향으로 설치된 체인(24-1)을 통하여 엔진으로부터의 회전 동력을 기체 후방으로 전달하는 이앙 케이스(24), 이 이앙 케이스(24) 후미부 좌우 양쪽에 상대회전 가능 상태로 결합된 회전 케이스(23), 이 회전 케이스(230)와 상대회전 가능 상태로 결합된 이앙 암(220) 및 그 선단의 이앙 집게(220-1)를 포함하여 구성되는 이앙기에 있어서,

좌우 양단부가 각각의 회전 케이스(230) 내로 돌출되어 이를 지지하는 구동축(230-1) 상에다 이앙 집게(22-1)로부터의 일정 값 이상 토오크 하에서 맞물림 해제되는 안전 클러치(240)를 배치하고, 이 안전 클러치(240)의 좌우 외측방에 결합되어 이앙 케이스(24)로부터의 회전 동력을 받는 회전 케이스(230) 내 태양기어(230-4) 및 이와 맞물리는 제 1 중간기어(230-5)를 편심 원형 기어로 하며, 제 1 중간기어(230-5)와 일체화 된 제 2 중간기어(230-6) 및 이와 맞물리는 최종기어(230-7)를 비원형 기어로 하여 배치한 것을 특징으로 하는 이앙 암 구동 구조를 갖는 이앙기.
제 1 항에 있어서, 편심 원형 기어로서의 상기 태양기어(230-4) 및 제 1 중간기어(230-5)는 동일 피치원 지름의 인볼류트 치형을 가지는 한편 비원형 기어로서의 상기 제 2 중간기어(230-6) 및 최종기어(230-7)는 서로 다른 형상이며, 상기 회전 케이스(230)는 기체 주행 방향으로 등속 운동하는 반면 상기 이앙 암(220)은 기체 주행 방향과 반대 방향으로 부등속 운동하는 것을 특징으로 하는 이앙 암 구동 구조를 갖는 이앙기.