KR100893848B1 - 주행차량 - Google Patents

Abstract

유압 클러치의 비접속상태에 있어서의, 거의 전달 토크(torque)가 제로 상태에서 작동시켜 유압 클러치를 접속시킬 때까지 승압시킬 때에 유압 클러치 입력축의 회전에 의해 발생하는 원심력의 영향을 감안하여 승압을 부드럽게 행할 수 있는 유압 제어장치를 가지는 작업차량을 제공하는 것이다.

클러치 페달(119)를 밟아 전후진(前後進) 클러치(D)내에 작동유(作動油)를 공급하고 전후진 클러치(D)를 접속상태로 하고, 또 클러치 페달(119)을 디디는 것을 해제하여 전후진 클러치(D)를 비접속상태로 하는 탄성력을 가지는 리턴 스프링(return spring)(77)을 설치한다. 비접속상태에 있는 전후진 클러치(D)에 시동시에는 스프링(77)에 의한 탄성력보다 충분히 큰 유압압력을 출력하고, 그 후는 스프링(77)에 의한 탄성력에 거의 동등의 유압압력으로부터 서서히 이 스프링(77)에 의한 탄성력보다도 큰 유압압력을 출력하여 전후진 클러치(D)를 접속상태로 하면, 전후진 클러치(D)의 비접속상태에서 접속상태까지의 승압을 부드럽게 행할 수 있다.

Description

주행차량{Running vehicle}

본 발명은, 밭에서의 조타성(操舵性)이 뛰어난 유압 클러치의 유압 제어장치를 가지는 작업차량에 관한 것이다.

농업용, 건축용, 운반용 등의 작업차량은, 좌우의 주행 차축과 이 주행 차축의 구동력을 변속하는 변속장치를 갖추고 있고, 이런 종류의 변속장치로서는, 엔진 동력을 넣거나 차단하는 것을 행하는 주(主) 클러치와 차량의 전후진 전환을 행하는 리버서 기구를 설치하고, 리버서 기구의 전동 아래쪽에 싱크로메시(synchromesh)식의 주(主)변속장치, 또한, 그 전동 아래쪽에 부(副) 변속장치를 각각 설치한 구성이 알려져 있다.

상기 작업차량안에는 주 클러치와 전후진 전환을 행하는 리버서 기구를 겸한 유압 클러치를 갖춘 구성을 가지는 것이 있고, 이 차량에는, 유압 클러치가 클러치 페달 또는 전후진 레버의 조작에 연동하여 변속장치의 작동, 비작동과 전진, 후진의 제어를 행한다.

특개 평7－127668호 공보에는, 클러치 페달을 밟는 것에 연동하여 변속장치의 전동을 넣거나 차단하는 유압 클러치에 있어서, 유압 클러치를 넣기 위해 클러 치 페달을 밟는 양이 크면 클수록, 유압 클러치의 피스톤 작동용의 전자 비례 제어 밸브에 흐르게 하는 설정 전류치를 작게 하고, 또, 클러치를 넣는 위치로서 클러치를 차단하는 위치까지 이 클러치의 복귀조작을 행하는 과정에서, 클러치의 복귀 조작량이 커지면 커질수록 피스톤 작동용의 설정 전류치로부터 서서히 전류치가 증대하도록 전자 비례 제어 밸브에 대한 전류제어를 하는 구성이 개시되어 있다. 클러치 페달의 복귀 조작을 재빠르게 행했을 때에 이 페달의 초기 조작 단계에서 이 페달 조작에 대하여 유압작동상태가 지연될 기색이 있어 페달의 복귀 조작이 과잉으로 행해지고, 클러치 마찰판의 급격한 압력을 접하는 작동에 의한 변속 쇼크가 발생하는 일이 있지만, 상기 이 구성은, 이와 같은 불편을 해소한다고 하는 것이다.

[특허 문헌 1]특개 평7－127668호 공보

상기 특허 문헌 1의 구성에서는, 클러치 페달의 복귀 조작시의 변속 쇼크는 없어지지만, 유압 클러치 입력축의 회전에 의해 발생하는 원심력이 클러치 유압 피스톤에 추진력을 부가하고, 이 추진력이 클러치 페달 조작시의 조작 필링에 영향을 주는 것에 대하여는 고려되어 있지 않다.

본 발명의 과제는, 유압 클러치의 비접속상태에 있어서의, 거의 전달 토크가 제로상태에서 작동을 시작하여 유압 클러치를 접속시킬 때까지 승압시킬 때에 유압 클러치 입력축의 회전에 의해 발생하는 원심력의 영향을 감안하여 승압을 부드럽게 행할 수 있는 유압 제어장치를 가지는 작업차량을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는, 다음의 해결수단에 의해 해결된다.

청구항 1 기재의 발명은, 엔진(62)과, 엔진(62)의 동력을 비접속상태에서 접속상태까지, 클러치 실린더(85)에의 작동유의 유압압력의 조정에 의해 연속적으로 접속상태를 변화하는 유압 클러치(D)와, 유압 클러치(D)를 접속한 상태의 동력으로 작동하는 동력전달기구(A, B, C)와, 유압 클러치(D)를 접속상태로 하거나 비접속상태로 하거나 하는 작동유의 유압압력을 조정하는 클러치 조작수단(115, 119)과, 유압 클러치(D)에 유압압력이 작용하고 있지 않은 상태에서, 유압 클러치(D)에 탄성력을 작용하여 비접속상태로 하는 리턴 스프링(77F, 77R)과, 비접속상태의 유압 클러치(D)에 유압압력을 부가하는 경우에, 최초로 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 큰 유압압력을 소정 시간 출력하고, 그 후 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력에 대응하는 유압압력을 출력하고, 점차 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 큰 유압압력을 출력하여 유압 클러치(D)를 접속상태로 하는 유압 제어장치(100)를 갖춘 주행차량에 있어서, 엔진(62)의 동력에 의해 상기 클러치 실린더(85)를 회전하는 입력축(2)을 설치하고,이 클러치 실린더(85)의 회전에 의해 발생하는 클러치 실린더(85) 내의 작동유의 원심력을 산출하고, 상기 원심력에 의한 작동유의 추진력에 의거하여, 상기 유압 클러치(D)를 작동하는 유압압력을 보정하고, 보정한 유압압력으로 유압 클러치(D)를 비 접속 상태에서 접속 상태까지 작동하는 유압 제어장치(100)를 갖춘 것을 특징으로 하는 주행차량이다.

청구항 1 기재의 발명에 의하면, 유압 클러치(D)를 넣는 경우에, 최초로 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 큰 유압압력을 소정 시간 출력한다. 그 후 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력과 대략 같은 유압압력을 출력하고, 점차 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 큰 유압압력을 출력하고 유압 클러치(D)를 접속상태로 한다.

이때, 클러치 실린더(85)의 회전에 의해 작동유의 원심력이 발생하므로, 이 원심력은 유압 클러치(D)의 접속 압력이 높아지는 쪽으로 작용한다. 그래서, 상기 원심력에 의한 작동유의 추진력에 의거하여, 상기 유압 클러치(D)를 작동하는 유압압력을 보정한다.

청구항 1 기재의 발명에 의하면, 유압 클러치(D)를 넣으려고 하는 경우에, 최초로 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 큰 유압압력을 소정 시간 출력하므로, 그 후의 유압 클러치(D)의 접속이 양호한 필링이 된다. 또한, 클러치 실린더(85)의 회전에 의해 유압 클러치(D)의 접속 압력에 영향을 주는 작동 유압의 원심력에 의거하여 유압압력을 조정하는 것으로, 양호한 조작 필링을 얻을 수 있다.

본 발명의 실시의 형태에 대하여 이하 도면과 함께 설명한다.

도 1에는 트랙터를 주행차량의 일례인 트랙터의 좌측면도, 도 2는, 도 1의 트랙터의 트랜스미션 내의 동력 전동(傳動)도, 도 3은 도 2의 동력 전동도의 유압 회로도, 도 4는 도 1의 변속장치의 전후진 동력을 넣거나 차단하는 용의 유압 클러치 실린더의 구성도, 도 5는 도 4의 변속장치의 전후진 동력을 넣거나 차단하는 용의 유압 클러치의 제어 블럭도, 도 6은 페달을 밟는 위치와 상기 전후진 동력을 넣거나 차단하는 용의 유압 클러치의 작동 압력의 관계를 나타내는 도면, 도 7은 상기 유압 클러치의 작동시의 원심력에 의한 보정치(α)와 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.

도 1에는 본 실시예의 트랙터의 측면도를 나타낸다.

승용사륜구동의 주행형태를 가지는 트랙터 차체(T)는, 스티어링(steering) 핸들(73)로 전륜(61)을 조향 하면서 주행 운전한다. 차체(T)의 후부에는 로터리 경운장치(84) 등의 작업기를 승강 가능하게 장착하여 대지 작업을 행할 수 있다. 이 차체(T)는, 전단부에 프런트 액슬 하우징(front axle housing)에 지탱하여 설치하게 하는 엔진 브래킷(engine bracket)을 통하여 엔진(62)을 탑재하고, 이 엔진(62)의 뒤측에 클러치 하우징이나, 미션 케이스(65) 등을 일체적으로 연결하고, 이 미션 케이스(65)의 최후부에 리어 액슬 하우징(rear axle housing)(75)을 설치하고, 좌우 양측부에 후륜(63)을 축장(軸裝) 한다.

도 2에는 본 실시예의 트랙터의 동력 전동 계통도를 나타낸다.

엔진(62)은 후측에 돌출 엔진축(1)을 가지고, 이 엔진축(1)을 클러치 하우징부의 입력축(2)에 연결한다. 미션 케이스(65) 내의 전동기구를 통하고 후단부의 출력축(3) 및 PTO축(14)을 연동하는 동시에, 미션 케이스(65)의 하부에 설치한 전륜 출력축(5)를 연동하는 구성으로 하고 있다. 이 출력축(3)은 미션 케이스(65) 내의 후부의 대략 중앙부에 있어서 전후방향에 따르도록 베어링 되어 후단에 드라이브 피니언 기어(53)를 가지고, 리어 디퍼렌셜 기어(rear differential gear)(45)의 디퍼렌셜 기어 링 기어(46)에 맞물리고, 리어 액슬 하우징에 따라 축장된 리어 디퍼렌셜 기어축(10)과 후륜축(11)을 유성 감속기구를 통하여 연동한다. 또, 전륜 출력축(5)은 미션 케이스(65)의 하부로부터 엔진(62)의 하부를 거치고, 프런트 액슬 하우징의 중앙부에 설치되는 프런트 디퍼렌셜 기어(47)의 입력축(26)에 연결되며, 이 프런트 액슬 하우징에 따라서 축장 되는 프런트 디퍼렌셜 기어축(12) 및 유성 감속기구 등을 통하여 전륜축(13)으로 연동하는 구성으로 하고 있다. 또한, 입력축(2)에서 유압 펌프(80)(도 3)로의 동력 인출용의 기어 구동축(15, 17)이 입력축(2)에 병렬 배치되어 있다.

본 실시예의 트랜스미션은, 엔진축(1)에 의하여 구동되는 입력축(2)에서 입력기어(31)에 연동되는 PTO 변속카운터 기어(44)를 가지는 PTO 카운터축(9)상에 PTO 클러치 팩(66)을 설치하고 있다. 또, 입력축(2)에는 전후진 전환용의 전후진 전환기어(42, 42)가 유전(遊轉)상태로 설치되며, 한쪽 후진측의 전후진 전환기어(42)에는 입력축(2)과 병렬배치된 백 카운터축(8)에 설치된 백 카운터 기어(43) 이 서로 맞물리며, 다른 쪽 전진측의 전후진 전환기어(42)에는 주(主)변속축(19)상에 고정한 입력기어(48)와 이 주 변속축(19)상에 유전 자재로 설치한 유효지름이 다른 4개의 주(主) 변속기어(33)를 설치한다. 이들 4개의 주 변속기어(33)는, 4단 변속으로 구성되며, 클러치 팩(76)에 의하여 전환 시프트 되며, 4개의 주 변속기어(33)로 구성되는 변속장치를 주 변속장치(A)로 한다.

상기 주 변속축(19)상에는, 상기 주 변속장치(A)의 4개의 주 변속기어(33)중, 가장 유효지름이 작은 주 변속기어(33)(제 1속용)와 3번째로 유효지름이 작은 주 변속기어(33)(제 3속용)와의 사이에 클러치 팩(76)을 고정하여 설치하고, 2번째로 유효지름이 작은 주 변속기어(33)(제 2속용)와 가장 유효지름이 큰 주 변속기어(33)(제 4속용)와의 사이에 클러치 팩(76)을 고정하여 설치한다. 상기 2개의 클러치 팩(76)에는, 각 주 변속기어(33)를 주 변속축(19)과 일체 회전하도록 연결하는 마찰클러치가 각각 설치되어 있다.

또, 전후진 전환기어(42)의 전진측의 기어와 서로 맞물림이 가능한 입력기어(48)는, 전후진 전환기어(42)의 후진측의 기어와도 백 카운터축(8)상의 백 카운터 기어(43)와 맞물려 있고, 이 전후진 전환기어(42) 중 전진측의 기어(42)와 후진측의 기어(42)를, 전후 독립한 마찰클러치로 이루어지는 2개의 전후진 전환 클러치 팩(60)의 전환에 의하여 택일적으로 입력축(2)과 일체화하여, 전진 주행과 후진 주행으로 전환되는 구성이다. 후술하는 유압 실린더(85)(도 3)를 포함하고 이들 기어(42)와 클러치 팩(60) 등으로 이루어지는 구성을 전후진 클러치(D)로 한다.

또, 전후진 클러치(D)의 전환을 수동으로 행하는 전후진 전환 레버(115)를 스티어링 핸들(73)의 포스트부분에 설치하고, 클러치 페달(119)은 핸들 포스트(73)의 발 밑에 설치하고, 클러치 페달(121)은 핸들 근방에 설치되어 있다.

주 변속축(19)과 같은 축심지 위치로 설치된 부 변속축(20)에는 클러치 팩(76)에 의하여 전환 시프트 되는 유효지름이 다른 2개의 고저속(高低速) 전환기어(34)가 설치되어 있고, 주 변속후의 구동력을 더욱 감속하여 고속과 저속으로 전환할 수 있다. 이 고속과 저속으로 전환 가능한 기어 구성을 하이·로우 변속장치(B)로 한다.

또한, 부 변속축(20)과 동(同)축상에는 유효지름이 다른 3개의 부 변속기어(35)를 가지는 출력축(3)이 배치되어 있다. 출력축(3)은 부 변속기어(35)에 의하여 삼단 변속하는 구성으로 하고 있다. 이 삼단 변속 가능한 기어(35)의 구성을 부 변속장치(C)로 한다.

또, 부 변속기어(35)에 서로 맞물리는 크리프 카운터 기어(49)를 갖춘 크리프 카운터축(21)이 출력축(3)에 병렬위치로 설치되어 있다. 또 주 변속기어(33)나 고저속 전환기어(34) 등과 서로 맞물리는 주 변속카운터 기어(39)와 고저속전환기어(40)를 가지는 주행 카운터축(6)이 주 변속축(19)이나 부 변속축(20)으로 병렬 위치로 배치되어 있고, 주 변속축(19)으로부터 전동되는 회전이 주 변속기어(33)로 변속되고, 그 회전이 주 변속카운터 기어(39)와 고저속전환기어(40)를 차례차례 경유하여 부 변속축(20)에 설치된 고저속전환기어(34)에 전달된다. 고저속전환기어(34)에 전달된 동력은 클러치 팩(76)을 통하여 부 변속축(20)상에 설치한 부 변속기어(35)에 의한 변속기구를 통하여 출력축(3)에 전달된다.

본 실시예의 주행 동력 전달계에서는, PTO정역전환기어(37) 기구를 갖춘 PTO 연동축(4)을 회전하는 전동 형태인 정역전 PTO를 설치하고 있다.

또, 상기 부 변속기어(35)와 서로 맞물리는 부 변속카운터 기어(38)의 부 변속카운터축(27)을 회전 자재로 지지하는 동시에, 출력축(3)에서 전륜(前輪) 인출 기어(36)를 통하여 연동되는 전륜 연동기어(51)를 가지는 전륜 연동축(28)을 설치하고, 이 전륜 연동축(28)의 전방 연장 축심상에는 PTO감속기어(50)를 가지는 PTO 감속축(23)을 설치하고 있다. 또한, 전륜 연동축(28)의 병행위치에 PTO 연동축(4)을 설치하고, 이 PTO 연동축(4)과 같은 축심지상 전단부에 PTO 연동축(4)을 정회전과 역회전으로 전환하는 PTO정역전환기어(37)의 PTO정역전환축(22)과, PTO 변속기어(32)의 PTO 변속축(18)을 배치하고 있다.

또, PTO정역전환기어(37)와 서로 맞물리는 PTO역회전 카운터 기어(52)를 가지는 PTO역회전 카운터축(24)이 상기 PTO정역전환축(22)의 측부에 설치되며, PTO 클러치 팩(66)이 들어 있음에 따라, 입력축(2)으로부터 PTO 변속기어(32), PTO 변속카운터 기어(44) 및 PTO정역전환기어(37) 등을 통하여 PTO정역전환축(22)으로 동력이 전동하도록 구성하고 있다. 상기 정역전환기어(37)는 상기 PTO 변속기어(32)와 동일형태의 클러치 링을 이용하는 형태로 하고 있다. 이 PTO정역전환축(22)의 측방에는 PTO역회전 카운터 기어(52)를 가지는 역회전 카운터축(24)을 설치하고, PTO역회전 카운터 기어(52)는, PTO 감속 기어(50)로부터의 연동을 받아 PTO정역전환기어(37)을 역회전할 수 있다. 또한, 상기 PTO 카운터축(9)의 후방에 감속축(23)이 배치된다.

또한, 미션 케이스(65)내의 하단부에 배치된 전륜 출력축(5)은, 미션 케이스(65)의 후부 저부에 축장되고, 전륜 연동축(25)이나 커플링 등을 통하여 상기 프런트 디퍼렌셜 기어(47)의 입력축(26)으로 연결한다. 이 전륜 출력축(5)의 옆측에는 전륜구동축(7)이 배치되어 있다. 전륜구동축(7)의 후단에는 전륜 기어(55)가 설치되어 있다. 또, 상기 출력축(3)의 후단부의 전륜 인출 기어(36)에 전륜 연동축(28)상의 제 1의 전륜 연동기어(51)가 서로 맞물리고, 이 제 1의 전륜 연동기어(51)를 통하여 전륜 연동축(28)에 전달되는 출력축(3)의 구동력은, 전륜 연동축(28)과 일체 회전하는 제 2의 전륜 연동기어(54)에 전달되고, 이 전륜 연동기어(54)로부터 전륜구동축(7)에 전달된다.

또 전륜구동 클러치 팩(67)을 전륜구동축(7)상에 설치하고, 이 구동축(7)의 전단부로부터 전륜 출력축(5)에 기어 연동한다. 또, 유효지름이 다른 2개의 전륜구동 전환기어(41)가 전륜구동 클러치 팩(67)의 좌우에 배치되어 있고, 이 2개의 전륜구동 전환기어(41)는, 카운터축(59)에 설치한 유효지름이 다른 2개의 전환 구동 카운터 기어(56)에 각각 서로 맞물리며, 전륜구동 클러치 팩(67)을 택일적으로 접속함으로써, 2개의 감속비중 어느 한쪽의 감속비로 전륜구동축(7)을 구동할 수 있다.

전륜구동 클러치 팩(67)을 중립 위치로 시프트 할 때는 전륜(61)을 구동시키지 않는 후륜 구동의 이륜구동(二驅)형태로 하고, 이 전륜구동 클러치 팩(67)을 유압 조작에 의하여 전환하여 저속 위치로 시프트 할 때는 전륜(61)을 후륜(63)에 대하여 약 1배의 등속(等速) 구동시키는 사륜구동(四驅)형태로 하고, 또, 이 전륜구 동 클러치 팩(67)을 유압조작에 의하여 전환하여 고속위치로 시프트 할 때는 전륜(61)을 후륜(63)에 대하여 약 2배로 증속(增速) 구동시키는 사구형태로 함으로써 주행할 수 있다.

상기 구성으로 이루어지는 서로 맞물리는 식의 변속장치에 의해, 엔진(62)의 회전동력은 주클러치를 구성하는 전후진 클러치(D)를 경유하여 4단의 변속단으로 이루어지는 주 변속장치(A)와 2단의 변속단으로 이루어지는 하이·로우 변속장치(B) 및 3단의 변속단으로 이루어지는 부 변속장치(C)로 합계 24단 중 어느 것의 변속단으로 변속되며, 얻어진 회전동력은 리어 디퍼렌셜 기어(45)를 거쳐 후륜(63)이 구동된다. 또, 상기 부 변속장치(C)에서 변속된 회전동력은 전륜구동 클러치 팩(이륜구동 사륜구동 전환클러치)(67)에도 전달되며, 이 클러치 팩(67)에 의해 전륜(61)이 「등속」혹은 「증속」으로 변환된 후, 프런트 디퍼렌셜 기어(47)를 거쳐 전륜(61)이 구동된다.

또, PTO 변속기어(32), 주행계의 주 변속기어(33), 고저속전환기어(34)및 부 변속기어(35) 등을, 드라이브 피니언 기어(53)를 가지는 출력축(3)의 축심상에 따라 배치하는 구성으로 한다. 주행계의 전동은, 입력축(2)에서 출력축(3)의 축심상에 배치되는 주 변속기어(33), 고저속전환기어(34) 및 복(複) 변속기어(35) 등을 통하여 드라이브 피니언 기어(53)으로 다단 변속 연동된다. 또, PTO계의 변속은, 이 출력축(3)의 축 심지상의 전단부에 설치되는 PTO 변속기어(32)를 통하여 연동된다.

다음으로 도 3에 본 실시예의 트랙터의 유압 회로도를 나타낸다.

도 3의 유압 회로도에서는 좌우의 후륜(63)을 독립하여 제동하는 좌우의 브레이크 실린더(83), 전륜(61)으로 전달하는 동력을 「등속」혹은 「증속」으로 전환하는 사구 전환 클러치 실린더(99), 스티어링 핸들(73)의 회전조작에 의해 작동하는 파워 스테어링 장치(103), PTO 클러치 실린더(104), PTO 클러치 압력 컨트롤용 밸브(105, 106)등이 설치되어 있다. 또한, 일점 쇄선 부분의 회로(101)는 메인 유압회로(작업기 승강·작업기 수평이나 외부 유압 인출 등)로 되며, 서브회로(주행·브레이크·차동기어장치·PTO측 회로)와 별로 관계가 없기 때문에, 회로도의 도시를 생략하고 있다.

유압 펌프(80)에서 나온 작동유는, 감압 밸브(81a)를 통하여 주 변속장치(A)의 제 4속용과 제 2속용의 각 기어(33)를 클러치 팩(76)을 통하여 각각 작동시키는 유압 클러치 실린더(87)와 유압 클러치 실린더(88)를 전환하는 4－2속 전환용의 변속제어밸브(89)에 공급되며, 한층 더 주 변속장치(A)의 제 1속용과 제 3속용의 각 기어(33)를 각각 작동시키는 유압 클러치 실린더(91)와 유압 클러치 실린더(92)를 바꾸는 1－3속 전환용의 변속제어밸브(93)에 공급된다.

감압 밸브(81a)를 경유하는 작동유는, 전후진 클러치 실린더(85)의 온·오프 제어밸브(129)를 통하여 전후진 클러치 실린더(85)의 전진측과 후진측의 클러치(D)를 전환하는 전환밸브(86)에 공급된다. 이 전후진 클러치 실린더(85)의 전진측과 후진측의 클러치(D)의 어느 것의 작동유가 공급되어 있는지는 전진측 클러치 압력센서(110)와 후진측 클러치 압력센서(111)에서 검출할 수 있다.

마찬가지로, 상기 및 아래와 같이 유압 클러치 실린더에 공급되는 작동유는 각각의 유압 클러치 실린더로의 입구측의 유로에 설치한 압력센서에서 검지할 수 있는 구성으로 되어 있다.

또, 유압 펌프(80)에서 나오는 작동유는, 감압 밸브(81b)를 통하여 브레이크 밸브(82a)를 경유하여 좌우의 브레이크 실린더(83)에 분할(分岐) 공급된다. 상기 브레이크 밸브(82a)는 후륜(63)을 선택하는 전환제어밸브이며, 이 브레이크 밸브(82a)는 브레이크력을 조정하는 압력제어밸브(82b)와 일체 구성으로 되어 있다.

또한, 감압 밸브(81b)를 경유하는 작동유는, 상기 제 1속~ 제 4속용의 각 기어(33)로 변속된 속도를 「고속」과 「저속」의 두 개의 기어(40)의 어느 것의 클러치 팩(76)을 통하여 작동하게 하는 하이·로우 유압 클러치 실린더(95)를 전환하기 위한 제어 밸브(96a, 96b)에 공급된다.

또, 감압 밸브(81b)를 경유하는 작동유는, 차동기어장치 제어 밸브(97)을 거쳐 프런트 디퍼렌셜 기어(47)용의 전륜 차동기어장치 실린더(98a) 및 리어 디퍼렌셜 기어(45)용의 후륜 차동기어장치 실린더(98b)에 분할된다.

게다가, 전륜구동 클러치 팩(67)의 기어(41) 전환용의 유압 실린더(99)에는 전환 제어 밸브(94)를 거쳐 상기 감압 밸브(81b)를 경유하는 작동유가 공급된다.

동일하게, 감압 밸브(81b)를 경유하는 작동유는, PTO용 밸브(105, 106)를 통하여 PTO 클러치 실린더(104)에 공급되며, PTO 클러치의 압력을 조정한다.

또 도 3에 나타내는 유압 펌프(80)로부터의 유압은, 파워 스티어링 핸들(73)의 조작으로 작동되는 오비트롤(107)에 작동유를 공급하는 구성이다.

도 4에 전후진 기어(42, 42)의 전환을 행하는 전후진 클러치 실린더(85)의 단면 구성도를 나타낸다.

실린더(85)의 전후 한 쌍의 실린더(85F, 85R) 내에는 유입하는 작동유(오일)에 의해 각각 작동하는 피스톤(78F, 78R)과 이 피스톤(78F, 78R)의 작동으로 서로 접촉하는 복수 그룹의 마찰판으로 이루어지는 전후진 전환 클러치 팩(60, 60)이 각각 설치되어 있다.

클러치 페달(119)의 비조작시(발로 밟는 식의 페달(119)의 밟는 조작을 하고 있지 않을 때)에는 전진과 후진용의 어느 것의 실린더(85F, 85R)내에 오일이 유입하여 피스톤(78F 또는 78R)이 작동 상태이며, 전후진 전환 클러치 팩(60, 60)이 접속상태로 되며, 엔진 동력이 변속장치(24)내의 전진측의 구동기구 또는 후진측의 구동기구에 전달된다. 또 각 실린더(85F, 85R) 내에는 리턴 스프링(압축 스프링)(77F, 77R)이 설치되어 있고, 이 리턴 스프링(77F, 77R)은 각각 전진, 후진 클러치 팩(60, 60)의 접속상태를 해제하는 측에 작동된다. 따라서 클러치 페달(119)을 조작하면(발로 밟는 식의 페달(119)의 밟는 조작을 하면) 실린더(85F 또는 85R) 내의 오일이 유출하고, 리턴 스프링(77F 또는 77R)의 탄성력으로 피스톤(78F 또는 78R)이 되돌리는 방향으로 이동하고, 이 전진 또는 후진용의 클러치 팩(60)의 접속상태가 해제된다.

상기 구성의 전후진 전환 클러치 팩(60)에서는, 클러치 입력 축인 입력축(2)의 회전에서 발생하는 원심력에 의해 피스톤(78F 또는 78R) 내의 오일이 피스톤 (78F 또는 78R)에 추진력을 부여한다. 이것에 의해 유압의 강압 압력으로 발생하는 입력축(2)의 토크에 원심력에 의한 추진력이 가산된 힘으로 동력 전달 토크가 발생한다.

상기 원심력은 다음의 식으로 구할 수 있다.

우선, 클러치 실린더(85F 또는 85R) 내의 오일이, 전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측 클러치 팩(60)과 완전히 일체로 되어 회전하고 있는 경우의 입력축(2)의 지름 방향의 압력(P)은, 하기의 식으로 나타내어진다(강제 소용돌이의 식). 그리고 압력(P)의 입력축(2)의 지름방향의 분포는 도 6에 나타내는 대로이며, 반경 방향 외측 만큼 압력(P)의 값이 커지고 있다.

P=P₀＋1／2ρr²ω² (1)

여기서, P₀：축심 압력(Pa), ρ：밀도(㎏／㎥ ), r：축심으로부터의 거리(m), ω：클러치 각속도(rad／s)이다.

따라서, 피스톤(78F 또는 78R)의 추진력은 (1)식을 반경 방향으로 면적분 하는 것으로 다음 식(2), (3)이 얻어진다.

여기서, F：피스톤 추진력(N), A：피스톤 면적(㎡ ), φ1：피스톤 내경(m), φ2：피스톤 외경(m)이다.

식 (3)의 제 1항은 솔레노이드(solenoid)(86F 또는 86R)로 작동하는 도시하지 않은 유압 밸브의 제어압에 의한 피스톤(78F 또는 78R)의 추진력, 제 2항은 실린더(85F 또는 85R) 내의 오일의 원심력에 의한 추진력을 나타낸다.

식 (3)에서, 상기 유압 밸브에 의한 압력이 제로여도, 전진측 클러치 팩(60)또는 후진측의 클러치 팩(60)이 회전하고 있으면, 추진력은 발생하고 있기 때문에, 리턴 스프링(77F 또는 77R)의 세트 하중은 원심력에 의한 추진력보다 크지 않으면 안 된다. 또, 이 추진력은 압력센서에서는 측정할 수 없지만, 입력축(2)의 회전수에 의해 정해지기 때문에, 엔진 회전수(도 5에 나타내는 엔진 회전수 센서(112)에서 검출한다)로부터 추측하고, 거기에 따른 제어를 행하는 것이 가능하게 된다.

그래서, 본 실시예에서는 클러치 페달(119) 등의 조작과 연동하여 넣고 차단하는 전후진 유압 클러치(D)의 클러치 팩(60)에 관하여, 클러치 페달(119)의 조작 위치에 따라 전후진 유압 클러치(D)의 압력을 변경하여 반(半)클러치 조작을 할 수 있도록 하고, 엔진 회전수(또는 입력축(2)의 회전수)에 따라 클러치 페달(119)의 위치에 따른 전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측의 클러치 팩(60)에 부하하는 압력을 보정하는 구성으로 했다.

도 6에는 클러치 페달(119)의 위치와 클러치 접속 압력의 관계를 나타내지만, 클러치 페달(119)의 위치로서, 페달(119)을 충분히 밟았을 때(전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측 클러치 팩(60)이 완전 비접속상태；페달(119)의 위치 P1)의 클 러치 계합 압력이 소정치(1kgf／㎠)이지만, 전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측 클러치 팩(60)이 완전 비접속상태에서 페달(119)을 되돌려 전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측 클러치 팩(60)이 완전히 접속상태(페달(119)의 위치 P2)로 되며, 클러치 계합 압력이 소정치(예를 들면, 10kgf／㎠)가 될 때까지의 사이에서 상기 원심력에 의한 보정 압력(α)을 가산한 유압을 전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측 클러치 팩(60)에 부하할 필요가 있다.

도 7에는 엔진 회전수와 상기 보정압력(α)과의 관계를 나타내지만, 아이들링(idling) 상태에서는 보정압력(α)은 최대치로 하고, 엔진 회전이 정격치(예를 들면, 2200rpm)에 이르는 동안에는 차례차례 작게 해 나가고, 엔진 회전이 정격치(예를 들면, 2200rpm)에서는 보정압력(α)은 제로로 한다. 엔진 회전수가 낮은 만큼 피스톤(78F, 78R)의 추진력이 작고, 원심력도 작기 때문에 보정압력(α)을 크게 할 필요가 있다.

또, 클러치 피스톤(78F, 78R)의 단면적과 엔진 회전수의 곱에 따라 피스톤 추진력이 얻어지므로, 유압 클러치(D)의 피스톤(78F, 78R)의 구성이 정해지면, 사전에 연산에서 구한 피스톤 추진력을 엔진 회전수에 따른 상기 보정압력(α)으로 보정한 값을 데이터로서 제어기(100)의 메모리에 보존해 두고, 클러치 페달(119)의 압력 컨트롤시, 엔진 회전수에 따라 보존 데이터를 읽어내어 전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측 클러치 팩(60)을 작동시키는 구성으로 해도 좋다.

또, 엔진 회전수에 대신하여 입력축(2)의 회전수에 의거하여 상기 보정압력(α) 또는 입력축(2)의 추진력(토크)을 산출해도 좋다. 이때 엔진 회전수와 대상 으로 되는 입력축(2)까지의 감속비로 연산되는 입력축(2)의 회전수로 보정압력(α) 또는 입력축(2)의 추진력(토크)을 산출할 수 있다.

이와 같이, 엔진의 회전 또는 입력축(2)의 회전에서 발생하는 상기 식(3)에 나타내는 원심력에 의해 클러치 실린더(85F, 85R) 내의 오일이 피스톤(78F, 78R)에 추진력을 부여, 이것에 의해 유압 강압 압력으로 발생하는 입력축(2)의 토크에 상기 원심력에 의해 추진력이 가산된 힘으로 전진측 클러치 팩(60) 또는 후진측 클러치 팩(60)에 동력 전달 토크가 발생하기 때문에, 엔진 회전수 또는 입력축(2)의 회전수 및 피스톤(78F, 78R)으로의 공급 압력만으로는 예정의 클러치 접속 토크가 부여되지 않는다. 그래서, 엔진 회전수 또는 입력축(2)의 회전수에 따라 유압 강압 압력으로 발생하는 입력축(2)의 토크에 상기 원심력에 의한 추진력이 가산된 힘으로 클러치 조작하면, 양호한 조작 필링이 얻어진다.

또, 전후진 클러치(D)의 피스톤(78F, 78R)에는 상기 식(3)에 나타내는 원심력이 부여되기 때문에, 엔진 회전수(또는 엔진 회전수로부터 클러치 입력축(2)의 회전수까지의 감속비)로 연산되는 클러치 입력축(2)의 최대 회전수에서 발생하는 피스톤 추진력에 상기 원심력을 더한 추진력을 발생하는 리턴 스프링(77F, 77R)을 피스톤 복귀 방향으로 배치하고 있다.

본 실시예의 전후진 유압 클러치(리버서 기구)(D)와 같이, 하나의 실린더 케이스 내에 전후진용의 클러치 팩(60, 60) 등 2계통의 감속비를 가지는 클러치를 페어로 배치한 구성이 자주 이용되고 있다. 이와 같은 경우, 전후진 클러치(D)의 회전수에 의하여 생기는 상기 원심력이 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 커지면, 전후진 클러치(D)가 2중 맞물림 상태로 되며, 비출력측의 클러치 팩(60)이 서서히 마모해 버릴 우려가 있다.

그 때문에, 상술한 바와 같이 리턴 스프링(77F, 77R)의 피스톤 복귀력을 상기 원심력을 가미한 큰 탄성력을 부여하는 것으로, 전후진 클러치(D)의 각 클러치 팩(60, 60)의 접속상태의 해방이 부드럽게 행할 수 있다.

또, 반대로 리턴 스프링(77F, 77R)의 피스톤 복귀력을 상기 원심력을 가미한 큰 탄성력을 부여하면, 클러치 팩(60, 60)을 비접속상태에서 접속상태로 할 때에는, 리턴 스프링(77F, 77R)에 의한 탄성력(추진력)보다도 충분히 큰 추진력을 발생하는 솔레노이드(86F 또는 86R)에 전류를 흘려 피스톤(78F, 78R)의 스트로크(stroke) 시간 보다 약간 짧은 시간만큼의 초기 이니셜(initial) 출력을 행한다. 이것에 의해, 전후진 클러치(D)의 비접속상태에서의 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 큰 추진력으로 피스톤(78F, 78R)의 작동을 시작할 수 있고, 그 후는, 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력으로 연산할 수 있는 클러치 복귀 압력(반발력)과 거의 동등의 클러치 팩(60, 60)으로의 강압 압력으로부터 서서히 상기 반발력에 억제하는 압력을 공급하여 전후진 클러치(D)를 접속상태로 할 수 있다.

이렇게 하여, 전후진 클러치(D)의 비접속상태에 있어서의, 거의 전달 토크가 제로 상태에서 피스톤(78F, 78R)을 작동시켜 전후진 클러치(D)를 접속시킬 때까지의 승압이 가능하게 된다.

또, 상기 유압 클러치(D)의 비접속상태에서의 피스톤 작동용의 승압 압력은 클러치 입력축(2)의 입력 회전수(엔진 회전수와 감속비로 연산할 수 있는 입력축 회전수로 좋다)에 따라 압력을 보정하도록 했다. 그 이유는 이하와 같다.

즉, 상술과 같이 유압 강압 압력으로 발생하는 클러치 입력축(2)의 토크에 원심력에 의한 추진력이 가산된 힘으로 피스톤(78F, 78R)의 동력 전달 토크가 발생하기 때문에, 클러치 입력축(2)의 입력 회전수, 공급 유압압력만으로는 예정의 클러치 접속 토크가 주어지지 않기 때문이다. 이와 같이 엔진 회전수 또는 클러치 입력축(2)의 회전수에 따라 전후진 클러치(D)의 접속용의 추진력을 보정하는 것으로, 전후진 클러치(D)의 조작시의 엔진 회전수에 의한 차이로 발생하는 조작 필링의 차이를 보정할 수 있다.

또한, 전후진 클러치(D)를 넣는 개시 때에는, 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력에 대하여, 원심력을 가미했을 때의 클러치 입력축(2) 회전수의 최대 회전수정도로 발생하는 추진력과 공급 유압력의 가산치가 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력과 거의 같은 정도로서 승압을 개시하고, 압력의 변화차이를 완만하게 하여 서서히 유압을 높이는 구성으로 전환하는 것으로도, 부드러운 변화로 할 수 있다. 상기 서서히 유압을 높이는 정도는, 1 kgf／㎠의 변화를 0.5~1초 정도로 변화시키는 정도로 한다.

이렇게 하여, 전후진 클러치(D)를 넣는 개시 때에, 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력과 거의 같은 정도의 공급 압력으로부터 승압 개시하면 부드럽게, 즉 클러치 팩(60)이 미트 할 때의 압력 변화가 적게 되도록 전후진 클러치(D)를 넣는 상태로 할 수 있다.

또, 클러치 페달(119)의 조작 위치에 따라 전후진 클러치(D)의 유압 제어 압 력을 결정하고 제어하는 구성에 있어서, 엔진 회전수가 높은 만큼 상기 유압 제어 압력을 낮게 보정하도록 한 구성으로 해도 좋다. 이것은 상기 원심력의 영향으로 엔진 회전수가 고회전이면 일수록 피스톤(78F, 78R)의 전달 토크가 커지며, 전후진 클러치(D)를 차단하는 방향으로 작동하기 어려워진다. 또, 엔진 회전수가 높은 경우에는 엔진 출력 토크도 커지며, 엔진 토크가 견지지 못하게 되면 클러치 맞댐시의 변속 쇼크 저감 효과도 약해진다. 그 때문에 상기한 구성으로 하는 것으로, 엔진의 고회전에서의 전달 토크가 너무 높아지는 것을 억제할 수 있다.

또, 클러치 페달(119)의 조작시에는 상기 원심력에 의거하는 보정을 행하지 않고, 도시하지 않은 차량의 전진, 중립 또는 후진을 행하기 위한 전후진 전환 레버(115)를 조작하여, 미리 설정한 전후진 레버 조작량에 대한 전후진 클러치(D)의 접속 또는 비접속용의 곡선(도시하지 않음)에 따라서, 유압을 승압될 때의 클러치 입력축(2)의 회전수(엔진 회전수와 감속비로 연산할 수 있는 입력축(21)의 회전수로 좋다)에 의한 보정을 행하는 구성으로 해도 좋다.

클러치 페달(8)의 조작은, 사람의 감각에 의해 행하기 때문에 차량이 움직이기 시작하는 감각을 발로 조작한다. 이 발로 행하는 조작에 상기 원심력에 의한 보정이 들어가면, 주행 개시시에 부하 변동에 의한 엔진 회전수의 변동과 액셀 조작과 클러치 조작의 모두를 가미하여 보정하고, 게다가 응답 지연이 전혀 없는 컨트롤이 필요하게 되며, 또, 이들을 달성하기 위하여 고가의 컨트롤 시스템이 필요하게 된다.

이것에 대하여, 상기 전후진 레버(115)를 이용하여 행하는 유압 클러치 제어 는, 사람이 조작하는 곳은 사람에게 맡기고, 전후진 레버(115)에서의 제어만으로 상기 원심력에 의거하는 보정을 하는 것만으로 염가로 필링의 좋은 시스템을 제공할 수 있다.

이때 엔진 회전수가 높은 만큼 상기 원심력에 기인하는 전후진 클러치(D)의 유압 제어의 보정 압력을 적게 하는 구성으로 한다.

또, 상기 유압 제어 압력의 보정은, 낮은 압력만으로 행하고, 적고 압력이 높아지고 나서는 보정하지 않는다. 그 이유는, 미묘한 토크 컨트롤 시에 클러치 입력축(2)에 부여되는 토크가 다르면 변속시의 쇼크가 커지지만, 그러나, 압력이 높아진 곳은 이것은 필요 없게 되기 때문이다. 이렇게 하여 필요한 장면에서만, 상기 보정하는 것으로 유압 제어 압력의 보정을 위한 연산 등이 불필요하게 된다.

또, 반대로 상기 보정을 전(全) 유압 제어역으로 행하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우는, 원심력에 의한 추진력이 보조하고 있기 때문에, 전 유압 제어역으로 보정을 행해도 제어전류를 억제할 수 있어, 에너지 절약이 된다. 또, 엔진 회전수가 높아질수록 제어용의 유압압력(전류)을 억제할 수 있어 에너지 절약 효과가 있다.

본 발명은, 트랙터 등의 작업차량의 주행 제어가 종래 이상으로 정밀도 좋게 행할 수 있으므로 조작성이 좋은 차량을 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 예의 트랙터의 좌측면도이다.

도 2는, 도 1의 트랙터의 트랜스미션 내의 동력 전동도이다.

도 3은, 도 2의 동력 전동도의 유압 회로도이다.

도 4는, 도 2의 변속장치의 전후진 동력을 넣거나 차단하는 용의 유압 클러치의 구성도이다.

도 5는, 도 2의 변속장치의 전후진 동력을 넣거나 차단하는 용의 유압 클러치의 제어 블럭도이다.

도 6은, 도 2의 트랙터의 페달을 밟는 위치와 상기 전후진 동력을 넣거나 차단하는 용의 유압 클러치의 작동 압력의 관계를 나타내는 도면이다.

도 7은, 도 2의 변속장치의 전후진 동력을 넣거나 차단하는 용의 유압 클러치의 작동시의 원심력에 의한 보정치(α)와 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1. 엔진축 2. 입력축

3. 출력축 62. 엔진

65. 미션 케이스 76. 클러치 팩

77F, 77R. 리턴 스프링 78F, 78R. 피스톤

100. 제어장치 112. 엔진 회전수 센서

115. 전후진 전환 레버 119. 클러치 페달

A. 주(主) 변속장치 B. 하이·로우 변속장치

C. 부(副) 변속장치 D. 전후진 클러치

T. 트랙터 차체

Claims (1)

1. 엔진(62)과,

   엔진(62)의 동력을 비접속상태에서 접속상태까지, 클러치 실린더(85)에의 작동유(作動油)의 유압압력의 조정에 의해 연속적으로 접속상태를 변화하는 유압 클러치(D)와,

   유압 클러치(D)를 접속한 상태의 동력으로 작동하는 동력전달기구(A, B, C)와,

   유압 클러치(D)를 접속상태로 하거나 비접속상태로 하거나 하는 작동유의 유압압력을 조정하는 클러치 조작 수단(115, 119)과,

   유압 클러치(D)에 유압압력이 작용하고 있지 않은 상태에서, 유압 클러치(D)에 탄성력을 작용하여 비접속상태로 하는 리턴 스프링(return spring)(77F, 77R)과,

   비접속상태의 유압 클러치(D)에 유압압력을 부여하는 경우에, 최초로 리턴스프링(77F, 77R)의 탄성력보다도 큰 유압압력을 소정 시간 출력하고, 그 후 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력에 대응하는 유압압력을 출력하고, 점차 리턴 스프링(77F, 77R)의 탄성력보다 큰 유압압력을 출력하여 유압 클러치(D)를 접속상태로 하는 유압 제어장치(100)를 갖춘 주행차량에 있어서,

   엔진(62)의 동력에 의해 상기 클러치 실린더(85)를 회전하는 입력축(2)을 설치하고, 이 클러치 실린더(85)의 회전에 의해 발생하는 클러치 실린더(85) 내의 작동유의 원심력을 산출하고, 상기 원심력에 의한 작동유의 추진력에 의거하여,

   상기 유압클러치(D)를 작동하는 유압압력을 보정하고, 보정한 유압압력으로 유압클러치(D)를 비접속상태에서 접속상태까지 작동하는 유압 제어장치(100)를 갖춘 것을 특징으로 하는 주행차량.

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