KR100838054B1 - 트랙터의 변속장치 - Google Patents

트랙터의 변속장치 Download PDF

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KR100838054B1
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김효중
이상헌
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 트랙터의 변속장치는, 전후진 변속부와 부 변속부 사이에 주 변속부를 구비하는 트랙터의 변속장치에 있어서, 상기 주 변속부(10)는, 상기 전후진 변속부의 출력축으로부터 동력을 전달받는 입력축(100); 상기 입력축(100)에 평행하게 배치되는 출력축(200); 상기 입력축(100) 상에 회전 가능하면서 서로 마주보도록 설치되는 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120); 상기 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120)를 사이에 두고 상기 입력축(100) 상에 일체로 결합되는 제3 구동기어(130) 및 제4 구동기어(140); 상기 입력축(100)의 상기 제1 구동기어(110)와 제2 구동기어(120) 사이에 설치되어 상기 제1 구동기어(110)와 입력축(100)을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제2 구동기어(120)와 입력축(100)을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제1 클러치(300); 상기 입력축(100)의 제3 구동기어(130)와 제4 구동기어(140)에 맞물리면서 상기 출력축(200) 상에 회전 가능하게 설치되는 제3 출력기어(230) 및 제4 출력기어(240); 상기 출력축(200)의 제3 출력기어(230)와 제4 출력기어(240) 사이에 설치되어 상기 제3 출력기어(230)와 출력축(200)을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제4 출력기어(240)와 출력축(200)을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제2 클러치(400); 및 상기 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120)와 각각 맞물리는 상태로 상기 제2 클러치(400)의 케이스(401)의 양쪽 외경부에 형성되는 제1 출력기어(410) 및 제2 출력기어(420)를 포함하는 트랙터의 변속장치가 제공된다. 이러한 본 발명은, 각각 2개씩의 변속부를 평행하게 배치하고, 구동축과 출력축에 모두 클러치를 배치하면서, 클러치의 외경부에 변속용 기어를 형성한 독창적인 구성으로 이루어져서 주 변속부의 길이를 축소할 수 있고, 그에 따라 변속장치 전체의 길이를 축소할 수 있다.
트랙터, 변속, 주 변속부, 길이, 평행, 유압, 클러치,

Description

트랙터의 변속장치{TRANSMISSION APPARATUS OF TRACTOR}
도 1은 본 발명에 따른 변속장치의 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 변속장치의 실제 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 변속장치에서 1단 변속 시의 동력의 흐름을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 변속장치에서 2단 변속 시의 동력의 흐름을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 변속장치에서 3단 변속 시의 동력의 흐름을 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 변속장치에서 4단 변속 시의 동력의 흐름을 보여주는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 주 변속부 100: 입력축
110: 제1 구동기어 120: 제2 구동기어
130: 제3 구동기어 140: 제4 구동기어
50, 200: 출력축 230: 제3 출력기어
240: 제4 출력기어 300: 제1 클러치
400: 제2 클러치 401: 클러치 케이스
410: 제1 출력기어 420: 제2 출력기어
본 발명은 트랙터의 변속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전후진 변속부와 부 변속부 사이에 주 변속부를 가지는 변속장치에서 주 변속부의 길이를 짧게 구현할 수 있도록 한 트랙터의 변속장치에 관한 것이다.
트랙터의 변속장치는 엔진으로부터 여러 단계의 변속부가 순차적으로 연결된 형태로 이루어진다. 즉, 엔진의 회전 동력을 전진 방향과 후진 방향으로 전환하는 전후진 변속부와, 전후진 변속부의 출력 측에서 4단계의 속도로 변속하는 주 변속부, 주 변속부의 출력 측에서 2~4단계의 속도로 변속하는 부 변속부를 가진다. 그리고 트랙터의 후미부에 장착되는 작업기의 구동을 위해 동력을 인출하는 PTO(Power Take-Off) 변속부를 가진다.
이러한 변속장치에 있어서, 상기 주 변속부의 변속 기구를 전통적인 싱크로메시(synchromesh) 기구 대신에 유압 클러치로 자동화한 파워 시프트(power shift) 방식을 채택한 변속장치가 한국 등록특허 제0373595호(2003.02.12) 공보, 일본 특 허 제3266720호(2002.1.11) 공보, 일본 특허 제3422430호(2003.04.25) 공보 등에 개시되어 있다.
그런데 상기 발명들에서는 주 변속부에 파워 시프트를 도입하여 변속의 편리함을 도모하였으나, 4개의 기어 열(列)을 모두 1열로 즉, 전,후 방향으로 길게 배치하고 있어, 파워 시프트의 도입에 의한 길이 증가가 그대로 주 변속부의 길이 증가로 작용하여 변속 장치 전체의 길이가 길어진다. 변속 장치 전체의 길이가 길어지면 전륜과 후륜의 거리가 멀어져서 최소 회전 반경이 증가하는 문제가 있을 뿐만 아니라, 다른 추가적인 기능을 위한 장치의 설치 공간을 확보하는데 어려움이 있다. 예를 들어, 전술할 부 변속부를 2단계 변속이 가능한 제1 부 변속부에 더하여, 제1 부 변속부로부터 다시 변속 가능한 제2 부 변속부(예를 들어, 초저속 변속부)를 구비하고자 할 때, 상기한 종래의 변속장치에서는 제2 변속부를 설치하기 위한 추가적인 공간 확보가 불가능하다.
따라서 본 발명의 목적은 주 변속부의 길이를 짧게 구현하여 변속 장치 전체의 길이를 줄일 수 있는 트랙터의 변속장치를 제공하는 것에 있다.
상술한 본 발명의 목적은, 전후진 변속부와 부 변속부 사이에 주 변속부를 구비하는 트랙터의 변속장치에 있어서, 상기 주 변속부는, 상기 전후진 변속부의 출력축으로부터 동력을 전달받는 입력축; 상기 입력축에 평행하게 배치되는 출력축; 상기 입력축 상에 회전 가능하면서 서로 마주보도록 설치되는 제1 구동기어 및 제2 구동기어; 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어를 사이에 두고 상기 입력축 상에 일체로 결합되는 제3 구동기어 및 제4 구동기어; 상기 입력축의 상기 제1 구동기어와 제2 구동기어 사이에 설치되어 상기 제1 구동기어와 입력축을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제2 구동기어와 입력축을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제1 클러치; 상기 입력축의 제3 구동기어와 제4 구동기어에 맞물리면서 상기 출력축 상에 회전 가능하게 설치되는 제3 출력기어 및 제4 출력기어; 상기 출력축의 제3 출력기어와 제4 출력기어 사이에 설치되어 상기 제3 출력기어와 출력축을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제4 출력기어와 출력축을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제2 클러치; 및 상기 제1 구동기어 및 제2 구동기어와 각각 맞물리는 상태로 상기 제2 클러치의 케이스의 양쪽 외경부에 형성되는 제1 출력기어 및 제2 출력기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 변속장치를 제공함으로써 달성된다.
이러한 본 발명은, 각각 2개씩의 변속부를 평행하게 배치하고, 구동축과 출력축에 모두 클러치를 배치하면서, 클러치의 외경부에 변속용 기어를 형성한 독창적인 구성으로 이루어진다. 이러한 본 발명에 의하면 주 변속부의 길이가 축소되고, 그에 따라 변속장치 전체의 길이를 축소할 수 있다.
상기한 본 발명에 있어서, 상기 클러치들은 유압 다판식 클러치로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 클러치를 유압에 의해 구동 가능함으 로써 클러치를 싱크로나이저 장치와 같은 기구 및 링크 병합식 클러치를 사용하고 변속 레버를 힘을 들여 수동으로 조작하는 방식에 비해 조작이 편리함과 더불어 복잡한 링크 기구의 배제에 의해 구조가 간단해진다.
상기한 본 발명에 있어서, 상기 제1 구동기어와 제1 출력기어가 이루는 감속비, 제2 구동기어와 제2 출력기어가 이루는 감속비, 제3 구동기어와 제3 출력기어가 이루는 감속비, 제4 구동기어와 제4 출력기어가 이루는 감속비는, 순차적으로 작아지도록 구성할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전후진 변속부와 부 변속부 사이에 주 변속부를 구비하는 트랙터의 변속장치에 있어서, 상기 주 변속부(10)를, 상기 전후진 변속부의 출력축으로부터 동력을 전달받는 입력축(100)과, 상기 입력축(100)에 평행하게 배치되는 출력축(200)과, 상기 입력축(100) 상에 회전 가능하면서 서로 마주보도록 설치되는 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120)와, 상기 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120)를 사이에 두고 상기 입력축(100) 상에 일체로 결합되는 제3 구동기어(130) 및 제4 구동기어(140)와, 상기 입력축(100)의 상기 제1 구동기어(110)와 제2 구동기어(120) 사이에 설치되어 상기 제1 구동기어(110)와 입력축(100)을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제2 구동기어(120)와 입력축(100)을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제1 클러치(300)와, 상기 입력축(100)의 제3 구동기어(130)와 제4 구동기어(140)에 맞물리면서 상기 출력축(200) 상에 회전 가능하게 설치되는 제3 출력기어(230) 및 제4 출력기어(240)와, 상기 출력축(200)의 제3 출력기어(230)와 제4 출력기어(240) 사이에 설치되어 상기 제3 출력기어(230)와 출력축(200)을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제4 출력기어(240)와 출력축(200)을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제2 클러치(400), 그리고 상기 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120)와 각각 맞물리는 상태로 상기 제2 클러치(400)의 케이스(401)의 양쪽 외경부에 형성되는 제1 출력기어(410) 및 제2 출력기어(420)를 포함하여 이루어진다.
이러한 본 발명은 서로 평행하게 배치된 2개의 클러치(300)(400)에 의해 서로 평행하게 배치된 4개의 기어 중 어느 하나가 선택되면, 입력축(100)의 동력이 선택된 기어를 통해 출력축(200)에 전달되어 부 변속부로 입력된다.
이와 같이 이루어진 본 발명은, 각각 2개씩의 변속부를 평행하게 배치하고, 구동축과 출력축에 모두 클러치를 배치하면서, 클러치의 외경부에 변속용 기어를 형성한 구성에 의해 주 변속부(10)의 길이를 축소한 것이다.
즉, 입력축(100)과 출력축(200)을 평행하게 배치하고, 평행한 입력축(100)과 출력축(200)에 제1단 ~ 제4단 변속을 위한 4개의 기어들을 각각 배치함과 더불어 입력축(100)과 출력축(200)에서 각각 2개의 변속단을 선택할 수 있는 2개의 클러치(300)(400)를 배치하고, 특히 상기 클러치(300)(400) 중 어느 하나에는 2개의 변속단을 위한 기어를 형성하는 구성에 의해, 제1단에서부터 제4단에 이르기까지의 기어열을 길이방향으로 일렬로 길게 배치하지 않고 평행하게 중첩되는 형태로 배치 하여 주 변속부(10)의 길이를 줄이도록 한 것이다.
상기한 본 발명에 있어서, 상기 클러치(300)(400)들은 유압 다판식 클러치로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 클러치를 유압에 의해 구동 가능함으로써, 클러치를 싱크로나이저 장치와 같은 기구 및 링크 병합식 클러치를 사용하고 변속 레버를 힘을 들여 수동으로 조작하는 방식에 비해, 조작이 편리함과 더불어 복잡한 링크 기구의 배제에 의해 구조가 간단해진다. 클러치(300)(400)들은 파워 시프트 형태의 유압 클러치로 사용하게 되면 싱크로나이저 장치를 사용할 때에 비해 길이가 약간 더 증가하게 되나, 이의 길이 증가량은, 본 발명에서와 같이 2개의 변속단씩 평행하게 배치하여 얻어지는 길이 단축량에 비해 미미한 것이므로, 본 발명에 따른 주 변속부의 전체 길이 축소 효과를 크게 반감시키지는 않는다.
또한, 상기 제1 구동기어(110)와 제1 출력기어(410)가 이루는 감속비, 제2 구동기어(120)와 제2 출력기어(420)가 이루는 감속비, 제3 구동기어(130)와 제3 출력기어(230)가 이루는 감속비, 제4 구동기어(140)와 제4 출력기어(240)가 이루는 감속비는, 순차적으로 작아지도록 구성할 수 있다. 말하자면, 제1 구동기어(110)와 제1 출력기어(410)는 제1단 변속비로, 제2 구동기어(120)와 제2 출력기어(420)는 제2단 변속비로, 제3 구동기어(130)와 제3 출력기어(230)는 제3단 변속비로, 제4 구동기어(140)와 제4 출력기어(240)는 제4단 변속비로 구성하는 것이다. 1단에서 4단으로 갈수록 감속비는 작아지고 출력 회전수는 커지게 된다.
첨부 도면 도 3에는 전술한 도 1에서 설명한 주 변속부(10)의 실제적인 구조를 보여주는 단면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 그리고 앞서 설명 한 바와 같이, 주 변속부(10)에는, 입력축(100), 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120), 제3 구동기어(130), 제4 구동기어(140), 출력축(200), 제1 출력기어(410), 제2 출력기어(420), 제3 출력기어(230), 제4 출력기어(240), 제1 클러치(300) 및 제2 클러치(400)가 주 변속부(10)를 이루는 변속기 케이스(11)에 설치되어 있다.
상기 입력축(100)은 전후진 변속부의 출력축(50)에 구비된 기어(51)에 기어(101)로써 맞물려 동력을 전달받는다.
또한, 상기 제1 출력기어(410) 및 제2 출력기어(420)는 제2 클러치(400) 케이스(401)의 양쪽 외경부를 연장하고 그의 연장된 단부에 각각 형성된 형태로 이루어진다. 상기 클러치(400)의 케이스(401)는 상기 출력축(200)에 일체로 결합되어서 출력축(200)의 회전과 함께 회전하므로, 상기 제1 출력기어(410)나 제2 출력기어(420)에 전달된 동력은 즉시 출력축(200)에 전달된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 변속 과정을 첨부 도면 도 3 내지 도 6을 참조하여 순차적으로 설명한다.
(제1단 변속)
도 3에 도시된 바와 같이, 운전자의 제1단 변속 선택에 의해 제1 클러치(300)가 제1 구동기어(110)에 맞물리도록 작동하면, 제1 구동기어(110)가 제1 클러치(300)를 통해 입력축(100)에 일체로 결합 된다. 따라서, 전후진 변속부로부터 출력되는 동력은 입력축(100)->제1 클러치(300)->제1 구동기어(110)->제1 출력기어(410)->제2 클러치(400)를 통해 출력축(200)에 전달되어 부 변속부로 입력된다.
(제2단 변속)
도 4에 도시된 바와 같이, 운전자의 제2단 변속 선택에 의해 제1 클러치(300)가 제2 구동기어(120)에 맞물리도록 작동하면, 제2 구동기어(120)가 제1 클러치(300)를 통해 입력축(100)에 일체로 결합 된다. 따라서, 전후진 변속부로부터 출력되는 동력은 입력축(100)->제1 클러치(300)->제2 구동기어(120)->제2 출력기어(420)->제2 클러치(400)를 통해 출력축(200)에 전달되어 부 변속부로 입력된다.
(제3단 변속)
도 5에 도시된 바와 같이, 운전자의 제3단 변속 선택에 의해 제2 클러치(400)가 제3 출력기어(230)에 맞물리도록 작동하면, 제3 출력기어(230)가 제2 클러치(400)를 통해 출력축(200)에 일체로 결합 된다. 따라서, 전후진 변속부로부터 출력되는 동력은 입력축(100)->제3 구동기어(130)->제3 출력기어(230)->제2 클러치(400)를 통해 출력축(200)에 전달되어 부 변속부로 입력된다.
(제4단 변속)
도 6에 도시된 바와 같이, 운전자의 제4단 변속 선택에 의해 제2 클러치(400)가 제4 출력기어(240)에 맞물리도록 작동하면, 제4 출력기어(240)가 제2 클러치(400)를 통해 출력축(200)에 일체로 결합 된다. 따라서, 전후진 변속부로부터 출력되는 동력은 입력축(100)->제4 구동기어(140)->제4 출력기어(240)->제2 클러치(400)를 통해 출력축(200)에 전달되어 부 변속부로 입력된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이와 같이 이루어진 본 발명은, 각각 2개씩의 변속부를 평행하게 배치하고, 구동축과 출력축에 각각 2개의 변속단을 선택 가능한 클러치를 배치하면서, 클러치의 외경부에 변속용 기어를 형성한 구성에 의해 주 변속부의 길이가 축소되고, 그에 따라 변속 장치 전체의 길이가 축소된다.
이상에서는 첨부도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (3)

  1. 전후진 변속부와 부 변속부 사이에 주 변속부를 구비하는 트랙터의 변속장치에 있어서,
    상기 주 변속부(10)는,
    상기 전후진 변속부의 출력축으로부터 동력을 전달받는 입력축(100);
    상기 입력축(100)에 평행하게 배치되는 출력축(200);
    상기 입력축(100) 상에 회전 가능하면서 서로 마주보도록 설치되는 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120);
    상기 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120)를 사이에 두고 상기 입력축(100) 상에 일체로 결합되는 제3 구동기어(130) 및 제4 구동기어(140);
    상기 입력축(100)의 상기 제1 구동기어(110)와 제2 구동기어(120) 사이에 설치되어 상기 제1 구동기어(110)와 입력축(100)을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제2 구동기어(120)와 입력축(100)을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제1 클러치(300);
    상기 입력축(100)의 제3 구동기어(130)와 제4 구동기어(140)에 맞물리면서 상기 출력축(200) 상에 회전 가능하게 설치되는 제3 출력기어(230) 및 제4 출력기어(240);
    상기 출력축(200)의 제3 출력기어(230)와 제4 출력기어(240) 사이에 설치되어 상기 제3 출력기어(230)와 출력축(200)을 연결하는 상태, 중립 상태 및 상기 제4 출력기어(240)와 출력축(200)을 연결하는 상태로 선택적으로 동작하는 제2 클러치(400); 및
    상기 제1 구동기어(110) 및 제2 구동기어(120)와 각각 맞물리는 상태로 상기 제2 클러치(400)의 케이스(401)의 양쪽 외경부에 형성되는 제1 출력기어(410) 및 제2 출력기어(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 변속장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 클러치(300) 및 제2 클러치(400)는 유압 다판식 클러치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랙터의 변속장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 구동기어(110)와 제1 출력기어(410)가 이루는 감속비, 제2 구동기어(120)와 제2 출력기어(420)가 이루는 감속비, 제3 구동기어(130)와 제3 출력기어(230)가 이루는 감속비, 제4 구동기어(140)와 제4 출력기어(240)가 이루는 감속비는, 순차적으로 작은 감속비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랙터의 변속장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6224059A (ja) 1985-07-25 1987-02-02 Fuji Tool & Die Co Ltd トラクタ用変速装置の液圧回路
JPH02129438A (ja) * 1988-11-09 1990-05-17 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 油圧クラッチ付き変速機

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