KR101006592B1 - 트랙터의 전자브레이크를 구비한 전후진 변속기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트랙터의 전후진 변속기에 관한 것으로서, 전후진 레버를 중립에 위치한 상태에서 클러치 페달을 밟고 전후진 레버를 전진 또는 후진으로 이동시킬 때에 발생하는 출발충격을 전자브레이크로 차단할 수 있게 구성한 전자브레이크를 구비한 전후진 변속기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 트랙터의 전후진 변속기는, 클러치에 의해 구동하는 구동축과, 상기 구동축에 장착된 후진 구동기어와, 상기 구동축에 장착된 전진 구동기어와, 상기 후진 구동기어와 연동하는 후진 피동기어와, 상기 전진 구동기어와 연동하는 전진 피동기어와, 상기 후진 구동기어와 상기 후진 피동기어의 사이에 장착된 후진 아이들 기어와, 상기 후진 아이들 기어에 연결되어 함께 회전하는 자성의 마찰판과, 상기 마찰판과 이격되며 상기 전후진 변속기의 프레임에 장착된 전자석을 포함하며, 상기 전자석의 자력에 의해 상기 마찰판의 회전이 제동되는 것을 기술적 특징으로 한다.
트랙터, 전후진 변속기, 후진 아이들 기어, 마찰판, 전자석
Description
본 발명은 트랙터의 전후진 변속기에 관한 것으로서, 특히 전후진 레버를 중립에 위치한 상태에서 클러치 페달을 밟고 전후진 레버를 전진 또는 후진으로 이동시킬 때에 발생하는 출발충격을 전자브레이크로 차단할 수 있게 구성한 것이다.
도면에서 도 1은 통상의 트랙터의 구조를 나타낸 개략도이고, 도 2는 트랙터의 동력 전달 계통도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 전후진 변속기 내부의 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 트랙터(10)에는 조향용 전륜(11)과 구동용 후륜(12)이 구비된 프레임(13)이 위치하며, 상기 프레임(13)에는 엔진(20)과 변속기(30)가 전방에서 후방으로 순차적으로 탑재된다. 그리고 엔진(20) 후방 측의 프레임(13) 상부에는 탑승 운전부(14)가 탑재되고, 변속기(30)의 후방에는 후륜(12)의 구동을 위한 후방 차축(40)이 연결되며, 변속기(30)의 PTO 변속부로부터는 PTO축(41)이 연장되어 후미부의 리프트 장치(50)에 설치되는 작업기를 구동하도록 되어 있다.
상기 변속기(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(20)으로부터의 회전동력을 전진(정회전) 및 후진(역회전)으로 전환하는 전후진 변속기(31), 트랙터의 주행 속도를 다단계(통상적으로 4단계)로 변속하는 주변속부(32), 주변속부(32)의 속도 변화를 다단계(통상적으로 2~4단계)로 확장하기 위한 부변속부(33) 및 부변속부(33)의 출력축에 연결되어 최종 감속함과 더불어 후차축(40)으로 동력의 전달 방향을 바꾸는 최종 감속부(34)로 이루어진다. 그리고 주변속부(35)로부터 동력을 전달받아 작업기 측으로 동력을 인출하기 위한 PTO(Power Take-Off)부(35)를 포함한다.
위와 같은 트랙터에 있어서는, 탑승 운전부에 설치된 전후진 레버(51)를 조작하여 전진, 중립, 후진을 선택하고, 고속-저속(HIGH-LOW) 변속 레버를 조작하여 부변속부(32)의 고속과 저속을 선택하며, 주 변속 레버를 조작하여 주변속부(32)의 변속 단수를 필요한 속도로 선택할 수 있고, 이러한 선택 조작에 따라 내부의 유압 클러치나 싱크로메쉬 기구(53)에 의해 변속이 이행된다.
이와 같은 구조의 트랙터에 있어서, 운전자가 전후진 레버를 중립에 위치시키고 클러치 페달에서 발을 떼더라도 차량은 정지한 상태를 유지한다. 이와 같은 상태에서는, 클러치가 동력을 전달하고 있는 상태이기 때문에 전후진 변속기 내부에서 전후진 피동축을 제외한 모든 기어 및 회전축이 회전한다. 즉 엔진의 동력은 전후진 피동축까지 전달되지는 않지만, 전후진 변속기 내부의 기어 및 회전축에는 엔진의 동력이 전달되고 있다.
이와 같은 상태에서 운전자가 트랙터를 전진 또는 후진시키기 위해 클러치 페달을 밟으면 클러치에서 동력을 차단되지만, 기어 및 회전축들은 종전에 엔진의 동력을 전달받았기 때문에, 관성에 의해 회전하게 된다.
이 상태에서 운전자가 전후진 레버를 전진 또는 후진 지점에 위치시키면 싱크로메쉬 기구의 슬리브가 전진 피동기어 또는 후진 피동기어에 물리게 되고, 클러치에서 동력은 전달되지 않지만 기어 및 회전축의 회전관성에 의해 전후진 피동축이 회전하면서 출발충격이 발생된다. 즉 운전자가 클러치 페달에서 발을 밟고 전후진 레버를 작동시키는 순간 출발충격이 발생한다.
상기 출발충격이 발생한 후에 운전자는 반클러치 상태로 트랙터를 부드럽게 출발시킨다.
도면에서, 도 6의 (a)는 트랙터를 출발시킬 때에 시간 및 RPM의 상대 비교한 그래프로서, 중립상태에서 클러치 페달을 밟고 전진 또는 후진 변속하였을 때에 RPM이 급격히 상승하면서 출발충격이 발생하는 것을 나타내고 있다.
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 클러치에서 동력전달이 해제되고 전후진 레버의 작동이 이루어질 시점에서, 전후진 변속기 내부에 장착된 기어 및 회전축의 회전관성을 제동하여 출발충격을 차단할 수 있게 구성한 트랙터의 전자브레이크를 구비한 전후진 변속기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 트랙터의 전후진 변속기는, 클러치에 의해 구동하는 구동축과, 상기 구동축에 장착된 후진 구동기어와, 상기 구동축에 장착된 전진 구동기어와, 상기 후진 구동기어와 연동하는 후진 피동기어와, 상기 전진 구동기어와 연동하는 전진 피동기어와, 상기 후진 구동기어와 상기 후진 피동기어의 사이 또는 상기 전진 구동기어와 상기 전진 피동기어의 사이 중 어느 한 쪽에 장착된 아이들 기어와, 상기 아이들 기어에 연결되어 함께 회전하는 자성의 마찰판과, 상기 마찰판과 이격되며 상기 전후진 변속기의 프레임에 장착된 전자석을 포함하며, 상기 전자석의 자력에 의해 상기 마찰판의 회전이 제동되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전후진 레버에는 위치감지센서가 장착되어 상기 전후진 레버가 중립에서 전진 또는 후진으로 이동할 때에 상기 위치감지센서에서 전기적신호를 제어부로 입력하고, 상기 제어부에서는 입력된 전기적신호에 의해 전자석으로 전원을 공급하여 자력을 형성한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 트랙터의 전자브레이크를 구비한 전후진 변속기는 클러치에서 동력전달을 해제시키고 전후진 레버를 조작하기 이전에 전후진 변속기 내부의 회전관성을 제동시킴으로써, 전후진 레버의 조작을 통해 싱크로메쉬 기구의 슬리브가 전진 피동기어 또는 후진 피동기어에 물리더라도 출발충격이 발생하지 않아 승차감이 우수하다는 장점이 있다.
아래에서는 본 발명에 따른 전자브레이크를 구비한 트랙터 전후진 변속기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 4는 본 발명에 따른 전자브레이크가 장착된 전후진 변속기를 나타낸 개념도이고, 도 5는 도 4에 도시된 전자브레이크를 나타낸 단면도이며, 도 6은 회전관성을 제동하지 않은 종래 트랙터의 RPM과 전자브레이크를 이용하여 회전관성을 제동한 상태의 회전관성을 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전후진 변속기(100)는 전방에 위치한 엔진으로부터 전달되는 동력을 전달 또는 차단하는 클러치(101)가 전방에 위치하며, 클러치(101)의 후방으로는 전후진 구동축(103)이 연결된다.
그리고 전후진 구동축(103)에는 후진 구동기어(111)와 전진 구동기어(121)가 전후방에 장착된다. 상기 후진 구동기어(111)에는 후진 아이들 기어(140)가 기어물림되고, 후진 아이들 기어(140)와 후진 피동기어(113)가 기어물림된다. 그리고 전진 구동기어(121)에는 전진 피동기어(123)가 기어물림된다.
한편, 전후진 레버(105)는 전후진 변속기(100)의 싱크로메쉬 기구(131)에 연결되며, 운전자가 전후진 레버(105)를 조작함에 따라 싱크로메쉬 기구(131)의 슬리브(133)가 전진 피동기어(123)와 물리거나 또는 후진 피동기어(113)에 물린다. 중립상태에서는 슬리브(133)가 전진 피동기어(123) 및 후진 피동기어(113)의 어느 쪽에도 물림되지 않은 상태가 된다.
본 발명에 따른 전후진 변속기(100)는 상기 후진 아이들 기어(140)에 도 5에 도시된 바와 같은 후진 아이들 축(141)이 장착되고, 상기 후진 아이들 축(141)은 전후진 변속기(100)의 프레임(107)에 회전 가능하게 장착된다. 그리고 상기 후진 아이들 축(141)의 단부에는 원판 링 구조의 자성의 마찰판(153)이 형성되며 상기 프레임(107)에는 전자석(155)이 상기 마찰판(153)과 이격된 상태로 마주하여 장착된다. 따라서 전자석(155)에 전원을 공급하면 전자석(155)에 자력이 발생하고, 상기 자력에 의해 후진 아이들 축(141)의 회전은 제동된다.
이와 같은 구성을 도 5에 도시된 바와 같이 보다 구체적으로 살펴보면, 전후진 변속기(100)의 프레임(107)에 베어링(151)이 장착되고, 후진 아이들 축(141)은 상기 베어링(151)의 내륜에 고정된 상태로 관통한다. 그리고 상기 베어링(151)의 내륜을 관통한 후진 아이들 축(141)의 단부에는 원판 링 구조의 마찰판(153)이 고정된다. 한편, 전자석(155)이 장착된 하우징(157)이 상기 프레임(107)에 고정되며, 상기 마찰판(153)과 상기 전자석(155)은 이격되어 위치한다.
또한 전후진 레버(105)의 위치감지센서(161)가 장착되며, 위치감지센서(161)는 중립에 위치한 전후진 레버(105)를 전진 또는 후진으로 이동하려고 할 때에 이를 감지한 후 전기적신호를 발생하고, 전기적신호는 제어부(163)로 입력된다. 제어부(163)에서는 위치감지센서(161)에서 입력된 전기적신호에 따라 전자석(155)에 전원을 공급한다. 전자석(155)이 전원을 공급받으면, 마찰판(153)은 전자석(155)의 자력에 의해 회전이 정지하게 되고, 전후진 레버(105)가 전진 또는 후진 지점에 위치하면 전자석(155)에 공급하는 전원을 차단한다. 이때에는 싱크로메쉬 기구(131)의 슬리브(133)가 전진 피동기어(123) 또는 후진 피동기어(113)에 물려 엔진의 동력이 전후진 피동축(125)으로 전달한다.
이와 같이 중립 상태에서 발생한 회전관성이 전자석(155)에 의해 제동됨에 따라 출발충격이 발생하지 않게 된다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전후진 변속기(100)는 중립상태에서 클러치 페달을 밟고 전진변속하였을 때에 RPM이 초기에는 상승하지 않다가 운전자가 반클러치 상태를 유지하면서 RPM이 상승한다. 이와 같이 전후진 변속기의 회전관성이 제동됨에 따라 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, RPM이 급격히 상승하는 출발충격이 발생하지 않는다.
한편, 앞에서 설명한 본 발명에 따른 전후진 변속기(100)에서는, 전자 브레이크가 후진 구동기어(111)와 후진 피동기어(113)의 장착된 것으로 설명하였으나, 전진 구동기어(121)와 전진 피동기어(123)의 사이에 장착되더라도 무방하다. 또한 앞에서 설명한 본 발명에 따른 전후진 변속기(100)의 마찰판(153)은 전자석(155)의 자력에 의해 정지하는 것으로 설명하였으나, 마찰판(153)이 자력에 의해 변형되어 전자석(155)에 부착되도록 구성할 수 있다.
도 1은 통상의 트랙터의 구조를 나타낸 개략도이고,
도 2는 트랙터의 동력 전달 계통도이며,
도 3은 종래 기술에 따른 전후진 변속기 내부의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전자브레이크가 장착된 전후진 변속기를 나타낸 개념도이고,
도 5는 도 4에 도시된 전자브레이크를 나타낸 단면도이며,
도 6은 회전관성을 제동하지 않은 종래 트랙터의 RPM과 전자브레이크를 이용하여 회전관성을 제동한 상태의 회전관성을 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 전후진 변속기 101 : 클러치
103 : 전후진 구동축 105 : 전후진 레버
107 : 프레임 111 : 후진 구동기어
113 : 후진 피동기어 121 : 전진 구동기어
123 : 전진 피동기어 125 : 전후진 피동축
131 : 싱크로메쉬 기구 133 : 슬리브
151 : 베어링 153 : 마찰판
155 : 전자석 157 : 하우징
161 : 위치감지센서 163 : 제어부
Claims (2)
- 트랙터의 전후진 변속기에 있어서,클러치(101)에 의해 구동하는 구동축(103)과,상기 구동축(103)에 장착된 후진 구동기어(111)와,상기 구동축(103)에 장착된 전진 구동기어(121)와,상기 후진 구동기어(111)와 연동하는 후진 피동기어(113)와,상기 전진 구동기어(121)와 연동하는 전진 피동기어(123)와,상기 후진 구동기어(111)와 상기 후진 피동기어(113)의 사이 또는 상기 전진 구동기어(121)와 상기 전진 피동기어(123)의 사이 중 어느 한 쪽에 장착된 아이들 기어(140)와,상기 아이들 기어(140)에 연결되어 함께 회전하는 자성의 마찰판(153)과,상기 마찰판(153)과 이격되며 상기 전후진 변속기의 프레임(107)에 장착된 전자석(155)을 포함하며,상기 전자석(155)의 자력에 의해 상기 마찰판(153)의 회전이 제동되는 것을 특징으로 하는 트랙터의 전자브레이크를 구비한 전후진 변속기.
- 제1항에 있어서,상기 전후진 레버(105)에는 위치감지센서(161)가 장착되어 상기 전후진 레버(105)가 중립에서 전진 또는 후진으로 이동할 때에 상기 위치감지센서(161)에서 전기적신호를 제어부(163)로 입력하고, 상기 제어부(163)에서는 입력된 전기적신호에 의해 전자석(155)으로 전원을 공급하여 자력을 형성하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 전자브레이크를 구비한 전후진 변속기.
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