KR100979655B1 - 조향 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 조향 레버를 움직이는데 드는 작동력을 조정 또는 설정하는 메커니즘을 제공한다. 이 메커니즘은 중앙의 장착판으로 구성되며, 이 장착판에 3개의 개별적인 볼트 및 스프링 장치들이 연결되어 레버가 전후진 위치 사이에서 움직일 때 레버에서의 저항을 제어한다. 이 메커니즘은 조향축 상의 구조물에 개별적으로 연결되어 각각의 레버에서의 저항이 펌프의 작동에 실질적으로 영향을 주지 않으면서 조정될 수 있게 한다. 결과적으로, 차량의 트래킹(tracking)을 방해하지 않고 크리프(creep) 현상을 일으키지 않게 되어, 차량이 보다 효율적으로 조향될 수 있다.

조향, 레버, 구동륜, 요크, 스키드 스티어 로더

Description

조향 제어장치{Steering controls}

도 1은 스키드 스티어 로더의 사시도.

도 2는 도 1의 로더의 조작실(operator's station)의 전방 및 측면 사시도.

도 3은 조작자의 제어 레버 및 이 레버가 차량의 조향축에 부착된 것을 도시하는 사시도.

도 4는 조작자의 제어 레버 및 이 레버가 본 발명의 저항 조정 메커니즘에 연결된 것을 도시하는 사시도.

도 5는 도 4의 뒤쪽 측면에서 본 사시도.

도 6은 조작자의 제어 레버가 저항 조정 메커니즘에 연결된 것 및 이 레버가 차량의 유압 펌프에 연결된 것을 도시하는 사시도.

도 7은 저항 조정 메커니즘 및 이 메커니즘이 차량의 조향축에 연결된 것을 도시하는 확대 사시도.

도 8은 차량 조향 시스템이 중립 위치일 때 조정 메커니즘의 작동을 도시하는 개략도.

도 9는 조향 레버가 전진 위치에 있을 때 조정 메커니즘의 작동을 도시하는 개략도.

도 10은 조향 레버가 후진 위치에 있을 때 조정 메커니즘의 작동을 도시하는 개략도.

도 11은 차량이 좌측 회전을 하려할 때 조향 레버의 위치조정 및 조정 메커니즘의 작동을 도시하는 개략도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

22: 프레임 30: 시트

본 발명은 토양 작업 차량(earth moving vehicle)의 조향 레버를 움직이는데 요구되는 작용력을 제어하는 구조물에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 레버에 걸린 힘을 증가 또는 감소시켜 조작자가 차량을 보다 정확하게 조향할 수 있게 하는 메커니즘에 관한 것이다.

스키드-스티어 로더(skid-steer loader)를 포함하는 형태의 차량의 움직임은 일반적으로 차량의 조작석 근처에 위치한 한 쌍의 핸들 또는 레버를 조작자가 움직여 제어된다. 함께 작동하는 레버들 각각은 차량의 전진 또는 후진 이동을 제어한다. 즉, 전방으로 움직이기 위해서는 조작자가 두 레버 모두를 동시에 앞쪽으로 밀 필요가 있고, 후방으로 움직이는 것에 대해서는 반대로 하면 된다. 조작자가 전방 또는 후방으로 움직이면서 실수로 레버들 중 하나를 놓게 되면, 이 레버는 신속히 그 중립 수직(upright) 위치로 복귀하여 조작자에게 다시 제어할 기회를 주지 않는다. 결과적으로, 차량은 원하는 방향으로 움직이는 것을 멈추고, 종종 좌측 레버가 놓여졌으면 갑자기 좌측으로 회전하거나 또는 우측 레버가 놓여졌으면 우측으로 갑자기 회전하게 된다.

이들 레버 중 하나 또는 둘을 조작하여 일어나는 상술한 움직임은 조향축에 장착되어 있고 이 레버들과 슬리브 사이에서 연장하는 조향축 둘레에서 회전하는 한 쌍의 회전 슬리브에 연결되어 이루어진다. 좌측 또는 우측 중 한 방향을 향한 차량의 움직임을 제어하기 위해 좌측 및 우측 펌프 모두에 슬리브들을 부착시키는 개별적인 조향 링크기구(steering linkage)가 상기 슬리브들에 연결되어 있다. 펌프들은 이들 펌프들에 의해 구동되거나 동력이 주어지는 유압 모터에 유체를 배출하기 위해 레버들을 움직여 구동된다. 그 다음에 이들 모터 각각은 차량에 부착된 다수의 휠들 또는 트랙션 장치(traction device)를 구동하여 차량이 지면을 따라 추진되게 한다. 따라서, 레버들 중 하나 또는 양자를 움직일 때, 레버들 중 하나 또는 양자를 중립 위치로부터 멀어지게 하거나 또는 중립 위치에 재위치시키기 위해 조작자가 다소의 힘을 가하면, 조작자는 차량을 원하는 방향으로 이동할 수 있다. 그러나, 이렇게 하면, 조작자는 레버를 중립 위치로부터 움직이는데 소정의 양의 저항력을 겪게 된다.

저항력은 레버의 운동에 반대방향으로 작용하는 레버에 가해지는 힘의 양이다. 또한, 이는 중립 위치로부터 벗어난 후에 각각의 레버가 그 중립 위치로 복귀하는 속도를 결정한다. 저항력은 좌측 펌프 및 우측 펌프 각각에 장착되어 상호작용하는 개별적인 메커니즘에 의해 제어된다. 각각의 메커니즘은 좌측 및 우측 펌프에 각각 부착된 장착판을 포함한다. 이러한 장착판은 상부 부분 및 하부 부분을 포함하며, 그 하부 부분이 펌프에 장착된다. 상부 부분의 내부에는, 그 목적이 후술되는 슬라이드 판이 고정된다. 상부 부분과 슬라이드 판이 함께 고정되면, 이 세트는 이후에 상기 두 부분들 사이에서 연장하는 가이드 레일 또는 핀 상에서 움직이도록 하부 부분과 결합하여 세트가 상기 가이드 레일을 따라 활주하도록 설정될 수 있다. 장착판의 제 1 면을 통해 연장하며, 그 둘레에 스프링이 배치되는 볼트가 각각의 레버에 저항력을 제공하기 위해 사용된다. 원하는 양의 예하중(pre-load), 즉 저항력을 각각의 레버에 가하기 위해, 나사가 슬라이드 판의 측면에 고정되어 각각의 레버가 중립 위치에 있을 때 조작자가 슬라이드 판/장착판의 상부 부분 조합체와 장착판의 뒷 부분 사이에 존재하는 거리의 양을 설정할 수 있게 된다. 이러한 거리 설정은 조작자가 나사를 사용하여 상술한 예하중의 양이 조정되도록 장착판의 제 1 면에 대해 슬라이드 판을 고정하여 이루어진다.

펌프를 작동시키고, 따라서 유압유가 각각의 모터로 유동하게 하기 위해, 각각의 조향 링크기구들은 좌측 또는 우측 펌프로부터 연장하는 아암(arm)에 연결되며, 이들이 사용되어 레버가 움직일 때 펌프가 작동될 수 있게 된다. 특히, 각각의 아암은 그 단부에서 롤러 조립체를 포함하며, 롤러 조립체는 특정한 레버가 중립 위치에 있을 때 상술한 예하중 하에 슬라이드 판과 초기에 접촉하도록 위치하고, 아암이 레버의 전진 또는 후진 방향으로의 움직임에 의해 재위치될 때 슬라이드 판을 누른다. 그 다음에, 롤러가 슬라이드 판과 접촉할 때, 스프링이 더 압축된다. 이러한 스프링 압축은 레버에서의 저향력을 증가시킨다. 슬라이드 판에 대해 추가로 압력을 전진 또는 후진 방향으로 가한 결과, 아암의 움직임은 펌프를 작동시켜서 유압유를 각각의 좌측 또는 우측 모터로 흐르게 하여 차량의 트랙션 장치가 차량을 원하는 방향으로 추진하게 한다.

그러나, 상술한 조정 메커니즘을 사용하면, 적어도 5가지 단점을 갖는다. 첫째로, 레버들 각각에서 동시에 동일한 저항력을 달성하는 것은 좌측 및 우측 레버들 각각에서 저항력을 얻기 위해 두 개의 개별적인 메커니즘을 사용해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제는 각 메커니즘이 자체의 스프링을 사용하기 때문에 발생하며, 이러한 스프링은 스프링이 인장 또는 압축을 받게 하는데 필요한 작용력을 결정하는 제조업체마다 다른 초기설정 상수(preset constant)를 갖는다. 이 때문에, 레버들 중 하나 또는 양자를 작동시키는데 얼마나 많은 힘이 가해질지 조작자가 판단 및 교정해야 한다. 이렇게 하는 것은 중립 위치로부터 각각의 레버를 움직이는데 필요한 작용력이 동일할 것을 원하는 사람들에게는 불편하며 성가신 일이다.

두 번째로, 두 메커니즘이 레버에서의 저항력을 개별적으로 제공하도록 사용되었기 때문에, 조작자는 하나의 레버를 조작하는데 다른 레버를 조작하는 것보다 더 많은 저항력을 겪을 수 있다. 각각의 레버에서의 저항력이 다르면, 종종 하나의 레버는 두 레버 모두가 같은 크기의 저항력으로 설정되었을 때 기대되는 것보다 빨리 중립 위치로 복귀한다. 이 경우, 전진 또는 후진 위치로부터 해제된 레버가 그 중립 위치로 점진적으로 복귀하여 조작자가 레버를 제어할 수 있게 하는데 더 어려움이 따른다. 결과적으로, 종종 상술한 바와 같이 레버들 중 하나가 뜻하지 않게 해제될 때 차량이 그 트래킹 방향으로부터 갑자기 벗어나 움직이게 된다.

세 번째로, 두 레버의 저항력을 조정하면서, 동시에 차량이 적절한 트래킹을 유지할 수 있게 하는 것이 곤란하다. 트래킹이란 차량을 전방으로 이동시키기 위해 각각의 레버가 가장 앞쪽의 위치(furthest forward position)에 위치할 때 차량이 계속 직선 경로로 진행할 수 있는 능력으로 설명될 수 있다. 트래킹은 레버가 그 중립 위치로부터 전방 및 후방으로 움직이게 허용되는 거리를 조정하여 설정된다. 저항력의 조정은 슬라이드 판과 장착판의 하부 부분 사이에 존재하는 거리를 바꾸기 위해 상술한 나사를 풀거나 조여서 이루어진다. 장착판에 대한 슬라이드 판의 움직임이 펌프 아암의 위치 결정에 영향을 미치기 때문에 각각의 레버에서 동일한 저항력을 갖도록 설정하는 것이 보다 어려워진다. 이러한 영향은 각각의 펌프 아암과 롤러 조립체가 각각의 슬라이드 판과 장착판 사이에 위치하므로 각각의 레버에서의 저항력의 조정이 이루어질 때 이들도 움직이기 때문에 일어난다. 결과적으로, 차량의 각각의 레버들에서의 저항력 조정은 그 트래킹 성능에 영향을 미치지 않고는 이루어지기 힘들다. 이러한 난점은 저항력을 조정하는데 사용되는 메커니즘이 각각의 레버를 각각의 펌프 아암(들)에 연결하는 조향 링크기구(들)에 연결되어 있기 때문에 존재한다.

차량의 크리프(creep)에 관한 네 번째 단점은 적절한 트래킹 성능을 얻는 것에 대해 밀접하게 관련되어 있다. 크리프는 차량이 그 중립 위치로부터 움직이려는 경향으로 설명될 수 있다. 중립 위치의 설정은 상술한 스프링에 예하중을 가하기 위해 사용되는 나사를 조정하기 위해 앞서 이루어졌다. 이러한 나사들은 차량의 휠들이 정지된 위치에 있게 하기 위해 각각의 펌프에 대한 중립 위치를 얻도록 조정되었다.

펌프 아암에 걸리는 작용력의 양의 설정을 통해 레버들 각각에서의 저항력을 조정하는, 상술한 바와 같은 메커니즘은 종종 차량을 크리프하게 하는 경향이 있다. 이러한 메커니즘을 갖는 차량의 크리프는 레버들이 움직일 때 슬라이드 판들과 펌프 암들이 서로 접촉하기 때문에 존재한다. 레버에서의 저항력을 조정하기 위해, 상술한 절차를 통해 펌프 아암의 위치조정을 할 필요가 있다. 이러한 위치조정의 혼란은 앞서 얻어진 중립 위치에서의 정렬이 오프셋되게 하여 차량이 중립 위치를 얻을 수 없게 한다. 결과적으로, 차량은 중립 위치로부터 또는 중립 위치로 움직일 때 불균일하게 또는 어긋나게(staggered) 움직일 수 있다.

다섯 번째로, 두 개의 조정 메커니즘이 있기 때문에, 전방 또는 후방으로 움직일 때 동일한 수준의 저항력을 얻게 하는데 드는 비용이 높은데, 왜냐하면 개개의 구성요소가 제조, 설치 및 유지보수되어야 하기 때문이다.

그러므로, 조작자가 최소의 노력으로 레버들 각각에서 겪는 저항력을 동시에 조정할 수 있게 하는 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 조작자가 레버들 각각에서 동일한 양의 저항력을 얻게 하여 차량이 보다 효율적으로 조향될 수 있고 이러한 것을 최소한의 비용으로 할 수 있는 단일 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 조작자가 좌측 및 우측 레버들에서 저항력을 동시에 용이하게 조정할 수 있게 하는 메커니즘을 제공하는 것이다. 또한, 레버들이 점진적으로 공통의 중립 위치로 갈 수 있게 하여 차량이 중립 위치로부터 기동하거나 또는 복귀할 때 조작자가 차량을 효과적으로 조향할 수 있게 하는 메커니즘을 제공하는 것이다. 또한, 이 메커니즘은 모든 레버에서의 저항력을 설정하는데 사용되는 앞서의 구조물보다 적은 개수의 구성부품으로 구성되므로, 제조, 설치 및 필요시 수리비용도 감소된다.

차량을 움직이게 하기 위해, 레버들 각각은 이 레버들 사이에서 연장하는 조향축에 장착된 회전 슬리브에 연결된다. 슬리브들에는 두 개의 조향 링크기구가 연결되며, 조향 링크기구들 중 하나는 좌측 레버, 다른 하나는 우측 레버를 위한 것이며, 각각 반대쪽 단부가 좌측 또는 우측 펌프로부터 연장하는 아암에 연결된다. 따라서, 레버가 움직일 때 슬리브들은 회전되고 아암이 움직여서 펌프가 작동된 다음 유체가 모터로 방출되어 차량이 움직이게 된다.

레버들 각각에서의 저항력 제어는 슬리브, 즉 각 레버를 개별적인 단일 조정 메커니즘에 연결하여 이루어진다. 특히, 메커니즘은 펌프에 커플링된 장착판에 조향 슬리브를 연결하는 기다란 볼트 형상의 좌측 및 우측 조정 수단을 포함한다. 장착판은 바닥면 및 전면 벽과 후면 벽을 포함한다. 볼트들 각각은 장착판에 대해 고정되지 않고 전면 벽을 통해 연장한다. 볼트는 계속 부동 슬라이드 판(floating slide plate)을 통해 연장하고, 레버들 각각의 위치에 따라 슬라이드 판에 대해 접할 수 있는 헤드 부분을 포함한다. 볼트들 각각은 장착판의 전면 벽 앞에서 연장하는 볼트의 일부분을 감싸는 스프링을 더 포함한다. 스프링을 이 위치에 배치하면 좌측 또는 우측 레버들 중 하나가 뒤쪽으로 움직일 때 장착판의 전면 벽에 대해 스프링이 압축되게 된다. 레버들 중 하나에서 겪는 저항력의 양은 볼트 중 하나에 커플링된 너트를 간단히 조정하여 설정되며, 너트는 장착판의 전면 벽과 너트 사이의 스프링을 잡아준다. 따라서, 레버들 각각에서의 저항력은 스프링 압축량, 즉 레버들 각각에 대해 원하는 저항력을 얻기 위해 조작자가 너트만 잡아 돌리면 되므로 신속히 조정될 수 있다.

앞쪽으로 움직일 때, 각 레버에서의 저항력은 좌측 및 우측 조정 볼트 사이에 위치한 중앙 조정 볼트로 인한 것이며, 이는 장착판의 전면 및 후면 벽 양자에 고정된다. 이러한 센터 로드(center rod)는 그 위에 스프링을 가져서, 좌측 및 우측 레버가 앞쪽으로 움직일 때, 조향 슬리브들에 연결된 것의 반대쪽의 좌측 및 우측 조정 볼트 끝의 헤드(head)가 차량 앞쪽으로 슬라이드 판을 끌어당기기 때문에, 부동 슬라이드 판이 스프링을 압축시킨다. 이렇게 하여, 조작자는 모든 레버가 앞쪽으로 움직일 때 이러한 중앙 스프링이 압축 상태가 되므로 좌측 및 우측 레버를 움직일 때 동일한 수준의 저항력을 얻을 수 있다. 반대 방향으로의 레버들 각각의 저항력을 설정하는 경우와 유사하게, 차량이 앞쪽으로 움직일 때 스프링 압축 수준을 설정하는데 너트가 사용된다. 따라서, 조작자는 각각의 레버에 대해 동일한 수준의 스프링 압축력을 용이하게 전달할 수 있어 조작자가 레버들 각각에 대해 동기화된 저항력을 얻어 차량이 전방으로 보다 효과적으로 조향될 수 있게 된다.

조작자가 차량의 적절하게 트래킹 즉, 크리프하지 않게 하는 성능에 영향을 미치지 않도록, 펌프 아암에 직접 연결되지 않고 각각의 레버의 저항력을 조정하는 메커니즘이 구비된다. 이렇게 조정 메커니즘과 펌프 아암 간에 구조적인 연결이 없으면, 각각의 레버에서의 저항력이 상술한 바와 같이 펌프의 작동에 영향을 미치지 않고 조정될 수 있다. 따라서, 펌프와 이에 관련한 구조물이 각각의 레버에 대해 저항력이 개별적으로 설정되어 작동되므로 차량이 보다 효과적으로 조향될 수 있다.

또한, 전방으로 움직일 때 두 레버에서의 저항력이 센터 로드 및 이와 관련한 스프링에 의해 개별적으로 제어되기 때문에, 레버가 그 중립 위치로 복귀하는 속도가 개별적으로 제어된다. 이러한 속도의 제어는 하나의 레버가 놓여지고 다른 레버는 전방 위치에 유지될 때 특히 맞다. 이러한 상황에서, 중앙 스프링은 하나 이상의 레버가 전진으로 된 상태를 유지하므로 슬라이드 판에 대해 압축된 상태를 유지한다. 그러므로, 해제된 레버와 연계된 로드(rod)를 갖는 스프링이 펌프의 작동에 영향을 미치지 않고 레버가 중립 위치로 서서히 복귀할 수 있게 하며, 이는 스프링이 펌프 아암의 조향 링크기구의 연결과는 무관하게 바이어스되어 있기 때문이다. 결과적으로, 조작자가 갑자기 놓여진 레버를 제어할 수 있는 능력이 커져 차량이 의도한 트래킹 방향으로부터 갑작스럽게 역전 또는 급출발하는 것을 보다 잘 멈출 수 있게 된다.

그러므로, 토양 작업 차량의 조향 레버에서의 저항력을 설정하는 조정 메커니즘이 제공되며, 이 메커니즘은 조작자가 차량을 용이하게 조향 및 제어할 수 있도록 각각의 레버에서의 저항력을 동시에 동일한 수준으로 용이하게 제어할 수 있게 해준다. 또한, 최소의 부품을 사용하며 각각의 레버에서 설정할 수 있는 조정 메커니즘이 제공되어 제조, 설치 및 유지보수 비용이 감소된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 접지 구동 휠들(24; wheels) 상에 지지된 프레임(22)과, 버킷(25; bucket)과, 바닥(28; flooring)을 포함하며 부분적으로 둘러싸인 조작실(26; operator's platform), 및 시트(30)를 구비하는 통칭 스키드-스티어 로더(skid-steer loader)라 불리는 토양 작업 차량(20)이 도시되어 있다. 시트(30) 근처에는 직립식의 좌측 및 우측 레버(32, 34) 형태의 조향 제어장치가 배치되어 있다.

도 2는 도 1에 도시된 조작실(26)을 보다 상세히 도시한다. 이 도면에는 조작자의 시트(30)와 좌측 및 우측 레버(32, 34)가 각각 도시되어 있다. 바닥(28) 아래에는 조작자가 차량(20)을 작동시키는 다수의 방향들 중에서 선택할 수 있게 하는 조향 제어 시스템(36)이 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임(22)의 양 측면들에 각각의 쌍이 배치된 한 쌍의 브라켓(38)과 요크(40)는 조향 시스템(36)과 함께 조작실(26)을 프레임(22)에 장착될 수 있게 작용한다. 이를 위해, 핀(39)이 브라켓(38)과 요크(40)를 프레임(22)에 고정하기 위해 제공된다.

도 2, 보다 상세히는 도 3은 우측 레버(34)의 피벗 아암(42)으로의 연결을 도시한다. 각각의 피벗 아암(42)은 각각의 요크(40)에 대해 회전(swing)가능하며, 레버(34)의 운동을 그 우측의 조향축(46)을 둘러싸는 제 1 슬리브(44)로 전달하는 것을 돕는데 사용된다. 제 2 슬리브(48)를 포함하는 유사한 구조물이 도 4에 도시된 바와 같이 축(46)의 좌측에 제공된다. 레버(34)의 피벗 아암(42)으로의 연결은 도 3에 도시된 바와 같이 레버로부터 하향으로 연장하는 튜브(50)에 의해 이루어진다. 피벗 아암(42)의 운동을 조향축(46)으로 전달하는 것을, 슬리브(44)에 장착된 브라켓(54)과 피벗 아암(42)을 있는 로드(52; rod)가 또한 돕는다. 이들 연결을 통해, 레버(34)의 운동은 슬리브(44)가 조작자의 선택에 따라, 차량(20)의 전진 또는 후진 위치 중 하나를 향해 회전할 수 있게 한다.

도 4 및 도 5는 도 6에 도시한 바와 같이 그 각각의 펌프(60, 62)에서 뒤쪽으로 연장하는 관련된 좌측 및 우측 조향 링크(56, 58)를 포함하는 조향 시스템(36)을 보다 상세하게 도시한다. 슬리브(44, 48)에서의 축의 좌우측면(64, 66) 각각에는 벨 크랭크(bell crank) 또는 레버 아암(lever arm)(68, 70)이 부착되어, 슬리브들(44, 48)이 링크기구(56, 58)와 연결되어 슬리브(44, 48)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜, 링크기구(56, 58)가 도 6에 도시된 바와 같이 펌프(60, 62)를 작동시킬 수 있게 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 조정 메커니즘(72)이 각각의 조향 링크기구들(56, 58) 사이에 위치하여 조작자가 중립 또는 정지 위치로부터 및 중립 또는 정지 위치로의 레버(32, 34)의 작동과 관련한 저항력의 양을 설정, 즉 증가 또는 감소시킬 수 있게 한다. 이 메커니즘(72)은 슬리브(44, 48)로부터 후방으로 연장하는 두 개의 조정 볼트(74, 76)를 포함하며, 좌측 또는 우측 레버(32, 34) 또는 양 레버가 작동될 때 볼트들 중 하나는 좌측 레버(32)에서 저항력이 발생하게 하는데 사용되고, 다른 볼트는 우측 레버(34)에서 저항력이 발생하게 하는데 사용된다. 각각의 볼트(74, 76)는 볼트의 단부에 배치되며 직립 브라켓(82; upstanding bracket)의 개구(80; aperture)와 짝을 이루는 커넥터(78)를 삽입하여 축(46)에 연계된다. 그 다음에, 각각의 볼트의 나머지 부분은 도 6에 도시된 바와 같이 두 개의 펌프들(60, 62) 사이에 배치 및 장착되는 장착판(84)에 구성된 적절한 사이즈의 개구(81)를 통해 삽입된다. 볼트(74, 76)는 각각 스프링(86, 88)을 더 구비하며, 이 스프링들은 축(46)으로부터 장착판(84)까지 연장하는 부분 상에 유지되는 사이즈를 갖는다. 각각의 스프링(86, 88)은 그 일단부에서 장착판(84)에 대해 접하는 관계이고 다른 단부에서 스프링에 대해 나사식으로 고정된 너트(90)에 대해 접하는 관계이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 장착판(84)은 바닥 표면(92) 및 전면 벽과 후면 벽(94, 96)을 포함한다. 전면 벽(94)은 그를 통해 볼트(74, 76)를 삽입하는 개구(81)를 포함한다. 볼트(74, 76)는 도시된 바와 같이 안정 장치(98; stabilizer)와 슬라이드 판(102) 내의 개구(100)에 삽입되며, 안정 장치(98)는 장착판(84)에 고정되지 않으므로 각각의 볼트(74, 76)를 직립 위치로 유지하는 것을 돕는데 사용된다. 슬라이드 판(102)은 후술하는 바와 같이 레버들이 중립 위치로부터 움직일 때 레버(32, 34)에 저항력을 생성하는데 사용된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 장착판(84)은 중앙 조정 로드(104; center adjustment rod)와, 이 중앙 조정 로드 둘레에 감기는 연관된 중앙 스프링(106)을 포함한다. 조정 로드(74, 76)와 달리, 중앙 조정 로드(104)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 나사를 사용하여 장착판(84)의 전면벽 및 후면벽(94, 96)에 고정된다.

조정 메커니즘(72)의 위치결정 및 각각의 조향 링크기구(56, 58)의 좌측 및 우측 유압 펌프(60, 62)로의 연결이 도 6에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 링크기구(56, 58)는 그 각각의 슬리브(44, 48)로부터 후방으로 연장하여 각각의 좌측 및 우측 펌프(60, 62)에 장착되고 이들 펌프로부터 측방향으로 연장한다. 좌측 또는 우측 레버(32, 34) 중 하나가 움직이면 각 슬리브(44, 48)의 부분이 축(46) 둘레로 회전하여 관련한 링크기구들이 전후로 이동하여 펌프 아암(108, 110)을 회전시킨다.

도 8 내지 도 11에서, 차량이 중립 위치로부터 전진 및 후진 위치와 좌회전할 때의 조정 메커니즘(72)의 작동을 볼 수 있다. 이들 위치 각각은 펌프 아암(108, 110)의 대응하는 움직임에 대해 도시되어 있다. 도 8로부터 시작하여, 차량(20), 보다 상세히는 좌측 및 우측 레버(32, 34)가 모두 중립 위치에 있을 때의 각각의 조정 볼트(74, 76)의 작동이 도시되어 있다. 이 위치에서, 각각의 레버(32, 34)는 도 8에 도시된 바와 같이 아암(108, 110)의 수평 위치로 나타난 바와 같이 직립 자세를 유지한다. 또한, 각각의 스프링(86, 88)이 압축되지 않았으므로, 실질적으로 어떠한 힘도 가해지지 않는다. 따라서, 각각의 스프링(86, 88)이 이들 자체의 늘어나는 상태로 인해 각각의 레버를 중립 위치로 바이어스시킨다. 이 상태에서, 좌측 및 우측 스프링(86, 88)은 후진 위치로부터 레버들(32, 34)이 복귀하도록 바이어스시키고, 중앙 스프링(106)은 전진 위치로부터 복귀하도록 바이어스시켜 중립 위치가 되게 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 레버들(32, 34) 각각은 화살표로 지시된 바와 같이 전진 위치에 배치되어 차량(20)을 조향한다. 전진 위치에 배치되었을 때, 슬리브들(44, 48)이 유사하게 회전한다. 이 회전시, 조정 볼트들(74, 76) 각각은 동일한 방향으로 당겨져 슬라이드 판(102)이 중앙 스프링(106)에 대해 당겨지는데, 왜냐하면 볼트들(74, 76)의 단부에 부착된 헤드 부분(112)이 슬라이드 판(102)에 대해 접하고 레버들(32, 34) 각각이 전진 위치로부터 해제될 때까지 판과의 접촉을 유지하기 때문이다. 그러므로, 차량(20)을 앞쪽으로 움직이기 시작할 때, 각각의 레버(32, 34)가 이들을 밀어 중립 위치로 복귀시키려는 동일한 양의 저항력 또는 힘을 겪는데, 왜냐하면 스프링(106)만이 두 레버가 중립 위치로 밀도록 작용하기 때문이다. 각각의 레버(32, 34)에서 동일한 양의 힘이 작용할 수 있게 하면 조작자가 차량(20)을 앞으로 움직이게 하기 위해 레버들(32, 34) 중 하나 또는 양자를 움직이는데 얼마나 많은 힘이 드는지 알 수 있다.

도 10은 도 9에 도시된 것의 반대, 즉 화살표로 지시된 바와 같이 레버(32, 34)가 후방으로 움직이는 것, 즉, 차량(20)이 후방으로 이동하는 것을 예시한다. 이 방향에서, 중앙 스프링(106)은 차량이 앞쪽으로 구동될 때만 레버(32, 34)에 저항력을 제공하도록 사용되므로, 압축되지 않은 상태를 유지한다. 대신에, 좌측 및 우측 조정 볼트(74, 76)에 관련된 스프링(86, 88)이 압축되어 있어서, 판(84)의 전면 벽(94)에 대해 접하고 레버들(32, 34)이 중립 위치로 되돌아가도록 미는 작용을한다. 이렇게 접하는 것은 도 5에 도시된 바와 같은 각각의 볼트(74, 76)가 후면 벽을 지나 연장할 수 있게 하는 후면 벽(96)의 테이퍼진 구조 때문이다.

도 11을 참조하면, 차량(20)이 좌회전할 때의 조향 링크기구(56, 58)와 조정 볼트(74, 76)의 운동이 도시되어 있다. 차량이 우회전할 때의 링크기구들의 설정은 링크기구 및 조정 부품들의 상술한 위치의 실질적으로 반대임이 이해될 것이다. 좌회전 중에, 좌측 조향 레버(32)가 중립 위치일 때 우측 조향 레버(34)는 앞쪽으로 움직인다. 이러한 조합으로, 중앙 스프링(106)이 상술한 바와 같이 슬라이드 판(102)에 대해 접촉하여 압축된다. 스프링(86, 88)에 대해, 우측 스프링(88)은 펼쳐진 상태를 유지하여 우측 레버(34)에 제공되는 저항력에 기여하지 않는다. 오히려, 레버(34)에서 겪는 전체 저항력은 중앙 스프링(106)의 압축에 직접적으로 기여하는데, 이는 중앙 스프링이 장착판(84)의 전면벽(94)의 내측과 슬라이드 판(102) 사이에 끼워져 있기 때문이다. 좌측 스프링(86)은 좌측 레버(32)가 가장 앞쪽으로 간 위치(full forward position)로부터 이동될 때부터, 좌측 레버(32)가 중립 위치로 복귀하는데 걸리는 일정 시간 동안 도 11에 도시된 바와 같은 펼쳐진 상태를 유지한다. 중립 위치에 도달했을 때, 좌측 레버(32)는, 스프링(86)이 전면 벽(94)의 외측에 접하기 때문에 실질적으로 정지된다. 좌측 레버가 우연히 해제되면, 레버(32)의 복귀는 해제되었을 때 장착판의 전면벽(94)에 대해 스프링(86)이 접하여 완충되어, 레버(32)가 그 중립 위치를 넘어 이동하는 것이 실질적으로 억제된다. 그렇지 않으면, 볼트(74)가 후면 벽(96)을 넘어 이동하려는 경향을 가질 수 있다. 이러한 이동을 방지하는 것은 그렇지 않으면 방향 변화가 발생했을 때 의도하는 방향으로부터 차량이 벗어나거나 또는 차량이 갑작스럽게 움직이는 것을 회피할 수 있게 하는데, 왜냐하면 레버(32)가 중립 위치를 취할 수 있기 때문이다.

따라서, 조작자가 정상적인 펌프 작동에 영향을 미치지 않고 차량을 전진 또는 후진 위치로 이동시킬 때 각각의 레버(32, 34)에서의 저항력을 설정할 수 있게 하는 조정 메커니즘이 제공된다. 전방으로 움직일 때 이러한 성능을 갖는 것은 차량의 트래킹에 영향을 미치거나 또는 차량의 크리프(creep)에 기여하지 않게 설정할 수 있는 것이다. 또한, 상술한 문제들을 예전에 사용된 것보다 적은 개수의 부품으로 처리하여 제조, 설치 및 유지보수 비용이 감소될 수 있는 메커니즘을 제공한다.

지금까지 양호한 실시예에 대해 설명하였으나, 첨부한 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 수정이 이루어질 수 있음이 명백하다.

본 발명은 토양 작업 차량의 조향 레버에서의 저항력을 설정하는 조정 메커니즘을 제공하며, 이 메커니즘은 조작자가 차량을 용이하게 조향 및 제어할 수 있도록 각각의 레버에서의 저항력을 동시에 동일한 수준으로 용이하게 제어할 수 있게 해준다. 또한, 최소의 부품을 사용하며 각각의 레버에서 설정할 수 있는 조정 메커니즘이 제공되어 제조, 설치 및 유지보수 비용이 감소된다.

Claims (14)

1. a) 프레임과,

   b) 상기 프레임에 의해 지지되고, 전진, 중립 및 후진 위치로 각각 회전할 수 있는 좌측 및 우측 구동 휠들과,

   c) 상기 프레임의 양쪽에 각각 연결된 제 1 및 제 2 장착 브라켓과,

   d) 상기 제 1 및 제 2 장착 브라켓에 각각 부착된 제 1 및 제 2 요크(yoke)와,

   e) 상기 제 1 및 제 2 요크에 각각 작동가능하게 부착된 제 1 및 제 2 피벗 아암(pivot arm)과,

   f) 상기 제 1 및 제 2 피벗 아암들 중 각 하나에 연결된 제 1 및 제 2 수동식 제어 레버들(hand control levers)로서, 상기 레버들 각각은 차량이 정지 상태인 중립 위치로부터 전진 또는 후진 위치로 움직일 수 있으므로, 차량을 조향하기 위해 상기 한쪽 또는 양쪽 레버들이 중립 위치로부터 변환되는, 상기 제 1 및 제 2 수동식 제어 레버들(hand control levers)과,

   g) 상기 요크들 사이에서 연장하는 조향 축과,

   h) 상기 축 주위로 이동가능하게 장착된 제 1 및 제 2 슬리브와,

   i) 상기 프레임에 의해 지지되며 상기 좌측 및 우측 구동 휠들에 각각 작동가능하게 커플링되어 상기 휠들을 전진 및 후진 방향으로 회전시키거나 또는 중립 방향에 유지시킬 수 있는 제 1 및 제 2 펌프와,

   j) 상기 제 1 및 제 2 펌프를 조정하고 상기 휠들을 전진 또는 후진 방향으로 구동하기 위해 상기 제 1 및 제 2 슬리브를 상기 제 1 및 제 2 펌프에 각각 커플링하는 제 1 및 제 2 링크 기구, 및

   k) 상기 제 1 및 제 2 레버 양자의 저항력을 설정하기 위한 조정 메커니즘을 포함하는 토양 작업 차량(earth moving vehicle).
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 조정 메커니즘은 상기 제 1 및 제 2 펌프 양자의 상부 표면에 고정된 장착판을 포함하는 토양 작업 차량.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 장착판은 하부 표면과 전면 벽 및 후면 벽을 포함하는 토양 작업 차량.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 후면 벽은 상기 하부 표면으로부터 위쪽으로 테이퍼진 토양 작업 차량.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 조정 메커니즘은 상기 제 1 및 제 2 슬리브로부터 각각 연장하며 상기 전면 벽을 통과하여 상기 후면 벽을 지나서까지 연장가능한 좌측 및 우측 볼트와, 상기 전면 및 후면 벽들 사이에서 움직일 수 있는 슬라이드 판을 포함하는 토양 작업 차량.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 조정 메커니즘은 상기 좌측 볼트와 우측 볼트 사이에 배치되며 상기 전면 벽과 후면 벽에서 상기 장착판에 고정되는 중앙 볼트를 포함하는 토양 작업 차량.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 좌측 및 우측 볼트들 각각은 상기 좌측 및 우측 볼트 상에 배치되는 스프링, 및 너트 자체와 상기 장착판의 일부에 대해 상기 스프링을 압축하기 위해 사용되는 너트를 포함하는 토양 작업 차량.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 좌측 및 우측 볼트와 연계된 각각의 스프링은 상기 조향 축과 상기 전면 벽 사이에서 연장하는 볼트의 일 부분에 위치되고 상기 전면 벽에 대해 압축된 상태로 배치되어서 상기 제 1 및 제 2 레버들 중 하나 또는 양자가 뒤쪽으로 움직일 때 상기 각 레버의 움직임을 상기 중립 위치로 미는 토양 작업 차량.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 전면 벽에 대해 압축되는 중앙 스프링이 배치되어서 상기 슬라이드 판이 상기 전면 벽에 대해 움직임으로써 상기 레버들이 중립 위치로부터 전진 위치로 움직일 때 상기 제 1 및 제 2 레버를 상기 중립 위치를 향해 움직이도록 미는 토양 작업 차량.
10. a) 프레임과,

    b) 상기 프레임에 의해 지지되고, 전진, 중립 및 후진 위치로 각각 회전할 수 있는 좌측 및 우측 구동 휠들과,

    c) 상기 프레임의 양쪽에 각각 연결된 제 1 및 제 2 장착 브라켓과,

    d) 상기 제 1 및 제 2 장착 브라켓에 각각 부착된 제 1 및 제 2 요크와,

    e) 상기 제 1 및 제 2 요크에 각각 작동가능하게 부착된 제 1 및 제 2 피벗 아암과,

    f) 상기 제 1 및 제 2 피벗 아암들 중 각 하나에 연결된 제 1 및 제 2 수동식 제어 레버들로서, 상기 레버들 각각은 차량이 정지 상태인 중립 위치로부터 전진 또는 후진 위치로 움직일 수 있으므로, 차량을 조향하기 위해 상기 한쪽 또는 양쪽 레버들이 중립 위치로부터 변환되는, 상기 제 1 및 제 2 수동식 제어 레버들과,

    g) 상기 요크들 사이에서 연장하는 조향 축과,

    h) 상기 축 주위로 이동가능하게 장착된 제 1 및 제 2 슬리브와,

    i) 상기 프레임에 의해 지지되며 상기 좌측 및 우측 구동 휠들에 각각 작동가능하게 커플링되어 상기 휠들을 전진 및 후진 방향으로 회전시키거나 또는 중립 방향에 유지시킬 수 있는 제 1 및 제 2 펌프와,

    j) 상기 제 1 및 제 2 펌프를 조정하고 상기 휠들을 전진 또는 후진 방향으로 구동하기 위해 상기 제 1 및 제 2 슬리브를 상기 제 1 및 제 2 펌프에 각각 커플링하는 제 1 및 제 2 링크 기구, 및

    k) 상기 제 1 및 제 2 레버 양자의 저항력을 설정하며, 상기 제 1 및 제 2 펌프와 작동가능하게 연결되어 있지 않은 조정 메커니즘을 포함하는 토양 작업 차량.
11. a) 프레임과,

    b) 상기 프레임에 의해 지지되고, 전진, 중립 및 후진 위치로 각각 회전할 수 있는 좌측 및 우측 구동 휠들과,

    c) 상기 프레임의 양쪽에 각각 연결된 제 1 및 제 2 장착 브라켓과,

    d) 상기 제 1 및 제 2 장착 브라켓에 각각 부착된 제 1 및 제 2 요크와,

    e) 상기 제 1 및 제 2 요크에 각각 작동가능하게 부착된 제 1 및 제 2 피벗 아암과,

    f) 상기 제 1 및 제 2 피벗 아암들 중 각 하나에 연결된 제 1 및 제 2 수동식 제어 레버들로서, 상기 레버들 각각은 차량이 정지 상태인 중립 위치로부터 전진 또는 후진 위치로 움직일 수 있으므로, 차량을 조향하기 위해 상기 한쪽 또는 양쪽 레버들이 중립 위치로부터 변환되는, 상기 제 1 및 제 2 수동식 제어 레버들과,

    g) 상기 요크들 사이에서 연장하는 조향 축과,

    h) 상기 축 주위로 이동가능하게 장착된 제 1 및 제 2 슬리브와,

    i) 상기 프레임에 의해 지지되며 상기 좌측 및 우측 구동 휠들에 각각 작동가능하게 커플링되어 상기 휠들을 전진 및 후진 방향으로 회전시키거나 또는 중립 방향에 유지시킬 수 있는 제 1 및 제 2 펌프와,

    j) 상기 제 1 및 제 2 펌프를 조정하고 상기 휠들을 전진 또는 후진 방향으로 구동하기 위해 상기 제 1 및 제 2 슬리브를 상기 제 1 및 제 2 펌프에 각각 커플링하는 제 1 및 제 2 링크 기구, 및

    k) 상기 제 1 및 제 2 레버를 전진 및 후진 운동에 대해 바이어스(biasing)시키는 기계적 조정 메커니즘을 포함하는 토양 작업 차량.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 조정 메커니즘은 상기 제 1 및 제 2 링크기구와 커플링된 제 1 및 제 2 바이어스(bias) 수단을 더 포함하는 토양 작업 차량.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 바이어스 수단은 상기 레버들의 뒤쪽을 향한 운동에 저항하는 토양 작업 차량.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 링크기구와 상기 제 1 및 제 2 레버의 앞쪽을 향한 운동에 각각 저항하기 위한 제 3 바이어스 수단이 제공되는 토양 작업 차량.

Images