KR101805887B1 - 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치 - Google Patents

캐빈 방제차량의 멀티 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과수원 등의 병충해 방지를 위해 약액을 살포하는 캐빈 방제차량에서, 엔진측으로부터 제공되는 동력으로 송풍팬, 변속기 및 분무 펌프를 모두 구동시키는 멀티 구동장치에 관한 것이다.
본 발명은 엔진측에서 출력되는 동력을 이용하여 변속기(Hydro Static Transmission;HST)를 상시 구동시킴과 더불어 송풍팬과 분무 펌프 각각을 선택 구동시키는 새로운 형태의 구동 메카니즘을 구현함으로써, 전체적인 동력전달계통의 구조를 단순화할 수 있고, 사이즈 축소와 더불어 동력 손실을 최소화하여 전반적으로 구동 효율을 향상시킬 수 있는 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치를 제공한다.

Description

캐빈 방제차량의 멀티 구동장치{Multi driving unit for cabin pest control vehicle}
본 발명은 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과수원 등의 병충해 방지를 위해 약액을 살포하는 캐빈 방제차량에서, 엔진측으로부터 제공되는 동력으로 송풍팬, 변속기 및 분무 펌프를 모두 구동시키는 멀티 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 농작물을 경작하기 위해서는 작물에 유해한 해충이나 병충(병원균) 등을 방제하기 위한 약액(분말이나 액체상태의 각종 농약) 살포가 요구되며, 특히 과수원과 같이 다년생 과실수(사과, 배, 복숭아, 포도 등)를 경작하는 경우에는 병충해 예방이 매우 중요하다.
이러한 과실수는 병충해에 감염되면, 재생이 어렵고 수명이 단축되며 과실수확량과 직결되어 생산성이 크게 저하되므로, 적절한 시기에 예상되는 병충해를 예방하기 위해서는 주기적인 방제작업이 요구된다.
현재 과수원에서 과실수의 병충해 예방을 위해 실시되고 있는 방제작업은 엔진의 벨트로 동력을 전달받은 분무 펌프의 작동에 의해 약액이 분사장치를 통해 고압상태로 분사되도록 하는 방식에 의해 이루어지고 있으며, 이 분사장치를 작업자가 직접 들고 다니는 수작업에 의한 방제작업이 이루어지거나, 혹은 운전석이 개방된 형태의 방제차량에 의한 약액의 살포작업이 이루어지고 있다.
이와 같이, 수작업에 의해 방제작업을 수행하는 경우에는 많은 인력과 작업시간이 요구되므로 효율적이지 못하고, 특히 살포되는 유독성의 약액에 작업자가 무방비하게 노출된 상태이므로, 호흡기를 통해 유독성의 약액이 몸 안으로 유입되어 농약의 중독에 의한 인명사고가 발생하거나, 또는 이로 인한 각종 질병을 유발하게 되는 문제점을 안고 있다.
따라서, 상기와 같은 수작업에 의하거나, 개방된 운전석 형태의 방제차량에 의한 방제작업 시 발생되는 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 자동 방제를 위한 캐빈 방제차량이 개발되어 사용되고 있다.
보통 과수원을 경작하는데 있어 과실수의 각종 병충해 예방을 위해 농약을 자동으로 살포하는 캐빈 방제차량의 대표적인 예로서, 캐빈 방제차량에는 전방에 운전자의 탑승이 용이하도록 일측에 개구부가 형성된 운전석이 구비되고, 후방에 분무 펌프와 노즐과 송풍기가 구비된다.
따라서, 캐빈 방제차량의 운전석에 탑승한 사람이 노즐의 압력을 조절하면, 후방의 분무 펌프에서 조절된 압력에 의해 농약은 적절한 압력으로 노즐을 통해 분사가 되며, 이렇게 분사되는 농약은 송풍기의 송풍 압력에 의해 넓게 퍼지면서 광범위한 살포가 이루어지는 것이다.
그러나, 종래의 캐빈 방제차량에서는 엔진측에서 제공하는 동력을 이용하여 차량 주행을 위한 변속, 방제액 공급을 위한 방제액 펌핑, 방제액 살포 시 바람을 일으키는 송풍팬 구동 등을 수행하기 위하여 복잡한 동력전달계통을 채택하고 있는 관계로 전체적으로 구동 설비의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 구성부품수가 많아지게 되고, 사이즈 또한 커지면서 레이아웃 설계 시의 불리함이 있으며, 불필요한 동력 손실이 많아 구동 효율이 떨어지는 단점이 있다.
한국 등록특허 10-0827616호 한국 등록특허 10-1445696호
본 발명은 엔진측에서 출력되는 동력을 이용하여 변속기(Hydro Static Transmission;HST)를 상시 구동시킴과 더불어 송풍팬과 분무 펌프 각각을 선택 구동시키는 새로운 형태의 구동 메카니즘을 구현함으로써, 전체적인 동력전달계통의 구조를 단순화할 수 있고, 사이즈 축소와 더불어 동력 손실을 최소화하여 전반적으로 구동 효율을 향상시킬 수 있는 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치는 엔진측에서 출력되는 동력으로 회전하는 메인 샤프트 및 복수의 구동기어를 포함하는 메인 구동부와, 상기 메인 구동부의 메인 샤프트와 연결되는 팬 샤프트에 의해 구동되며 방제액 살포 시 바람을 일으키는 송풍팬과, 상기 메인 구동부의 메인 샤프트측 구동기어와 맞물려 회전되는 복수의 중간기어를 매개로 동력을 전달받아 구동되는 변속기 및 분무 펌프를 포함하는 구조로 이루어진다.
여기서, 상기 메인 구동부의 메인 샤프트와 상기 송풍팬의 팬 샤프트는 클러치장치에 의해 연결되어 송풍팬측으로 전달되는 동력이 선택적으로 단속되도록 할 수 있다.
이러한 클러치장치는 후단 외주면에 치홈을 가지면서 메인 샤프트측의 구동기어에 스플라인 결합되어 축방향 이동이 가능한 동시에 함께 회전이 가능한 메인 클러치와, 선단 내주면에 치홈을 가지면서 팬 샤프트에 결합되어 함께 회전이 가능한 팬 클러치와, 상기 메인 클러치의 후단부 외측과 팬 클러치의 선단부 내측 사이에 동축구조로 배치되어 축방향 이동을 통해 메인 클러치의 치홈과 팬 클러치의 치홈에 결합 또는 분리가능한 다판 클러치와, 상기 다판 클러치의 한쪽면과 접하는 동시에 유압에 의해 축방향으로 이동하면서 다판 클러치를 움직여주는 다판클러치 베이스로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 중간기어와 분무 펌프의 펌프 입력축에 있는 펌프 입력기어 사이에는 유압에 의해 동작하는 클러치기어가 개재되어 분무 펌프측으로 전달되는 동력이 선택적으로 단속되도록 할 수 있다.
이때의 클러치기어는 클러치 스프링에 의한 반력을 받으면서 클러치 샤프트 상에서 베어링과 함께 축방향으로 이동될 수 있으며, 즉 클러치 샤프트 상에서 유압에 의해 축방향으로 움직이는 클러치 허브에 의해 밀려서 축방향으로 이동될 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 멀티 구동장치는 메인 구동부의 메인 샤프트에 장착되어 있는 구동기어와 중간기어, 그리고 펌프구동용 샤프트에 의해 동력을 전달받아 스티어링, 서스펜션 등의 구동을 위한 동력을 제공하는 유압 펌프를 더 포함할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 메인 샤프트에는 기어비가 다른 듀얼 타입의 구동기어가 장착되고, 상기 펌프구동용 샤프트에는 상기 구동기어와 선택적으로 맞물림과 더불어 시프트 레버에 의해 샤프트 축선을 따라 이동가능한 기어비가 다른 듀얼 타입의 변속기어가 장착되어, 팬 샤프트측으로 전달되는 동력이 변속되어 제공되도록 할 수 있다.
본 발명은 엔진의 동력으로 변속기, 송풍팬 및 분무 펌프를 구동시키는 구동 메카니즘을 적용함으로써, 전체적인 동력전달계통을 효율적으로 구성할 수 있으며, 따라서 동력전달계통의 구조 단순화 및 사이즈 축소에 따른 레이아웃 설계의 유리함을 얻을 수 있고, 불필요하게 낭비되는 동력의 손실을 최소화할 수 있어 전체적인 구동의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 구동장치가 설치되어 있는 캐빈 방제차량을 나타내는 측면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치를 나타내는 정면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치를 나타내는 평면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치를 나타내는 측면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치에서 클러치 장치를 나타내는 확대도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 구동장치가 설치되어 있는 캐빈 방제차량을 나타내는 측면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 캐빈 방제차량은 차량의 운행을 위해 운전자가 탑승하는 캐빈부(100)와, 방제액의 저장을 위한 약액탱크부(110)와, 차량의 구동을 위한 엔진부(120)와, 방제액의 살포 시 바람을 일으키는 송풍팬(14)과, 엔진부(120)로부터 동력을 제공받아 송풍팬, 변속기 및 분무 펌프를 구동시켜주는 멀티 구동장치(130) 등을 포함한다.
특히, 상기 멀티 구동장치(130)에는 엔진부(120)의 출력축(미도시)과 연결되어 회전되는 메인 샤프트(10), 상기 메인 샤프트(10)와 연결되어 회전하면서 송풍팬(14)을 동작시켜주는 팬 샤프트(13) 등이 갖추어져 있다.
여기서, 상기 캐빈 방제차량의 캐빈부, 약액탱크부, 엔진부, 송풍팬 등은 일반적인 방제차량에 갖추어져 있는 캐빈부, 약액탱크부, 엔진부, 송풍팬 등과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 상기 멀티 구동장치(130)는 엔진측 동력을 이용하여 변속기를 상시 구동시킴과 더불어 송풍팬과 분무 펌프를 선택 구동시키는 구조로 이루어지며, 이에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치를 나타내는 정면도, 평면도 및 측면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 멀티 구동장치는 엔진측에서 출력되는 동력으로 회전하는 메인 샤프트(10) 및 복수의 구동기어(11)를 포함하는 메인 구동부(12)를 포함한다.
이러한 메인 구동부(12)의 메인 샤프트(10)와 구동기어(11)의 지지를 위한 수단으로, 앞뒤로 조립되는 제1메인 하우징(32)과 제2메인 하우징(33)이 구비된다.
상기 메인 샤프트(10)는 제1메인 하우징(32)과 제2메인 하우징(33)의 중심 영역을 따라 수평으로 배치되면서 다수의 베어링에 의해 지지되는 구조로 설치되며, 이렇게 설치되는 메인 샤프트(10)의 선단부는 엔진부(120)의 출력축(미도시)과 연결되고, 따라서 메인 샤프트(10)는 엔진측으로부터 동력을 전달받아 회전될 수 있게 된다.
상기 구동기어(11)는 메인 샤프트(10)의 회전력을 변속기측 및 분무 펌프측으로 전달하는 역할을 하는 기어로서, 제2메인 하우징(33)의 내부에 위치되어 메인 샤프트(10) 상에 앞뒤로 배치되면서 조립되는 제1구동기어(11a)와 제2구동기어(11b)를 포함한다.
이때, 상기 제1구동기어(11a)는 메인 샤프트(10) 상에 스플라인 구조로 결합되어 함께 회전되면서 후술하는 제1중간기어(15a)와 맞물려 돌아갈 수 있게 되고, 상기 제2구동기어(11b)는 베어링을 매개로 메인 샤프트(10) 상에 지지됨과 더불어 후술하는 메인 클러치(20)의 선단부 외주면에 스플라인 구조로 결합되어 함께 회전되면서 후술하는 변속기어(30)와 맞물려 돌아갈 수 있게 된다.
특히, 상기 제2구동기어(11b)의 경우 기어비를 달리하는 듀얼 타입의 기어로 이루어져 있어서, 이것과 선택적으로 맞물려 회전하는 변속기어(30)측과 함께 서로 다른 회전속도를 제공할 수 있게 된다.
즉, 상기 제2구동기어(11b)의 각 기어와 변속기어(30)의 각 기어가 선택적으로 맞물려 돌아감에 따라 팬 샤프트(13)측으로는 변속된 회전력이 전달될 수 있게 된다.
또한, 상기 멀티 구동장치는 메인 구동부(12)의 메인 샤프트(10)와 연결되는 팬 샤프트(13)에 의해 구동되며 방제액 살포 시 바람을 일으키는 송풍팬(14)을 포함한다.
상기 팬 샤프트(13)는 메인 샤프트(10)의 바로 뒷쪽에 동축구조로 일렬로 나란하게 배치되고, 이렇게 배치되는 팬 샤프트(13)는 제2메인 하우징(33)의 후부에 조립되는 팬 하우징(34) 내에서 다수의 베어링에 의해 지지되는 구조로 설치된다.
그리고, 상기 팬 하우징(34)의 후단부를 관통하여 뒷쪽으로 연장되면서 노출되는 팬 샤프트(13)의 후단부에는 방제액 살포 시 바람을 일으키는 송풍팬(14)이 장착된다.
특히, 상기 팬 샤프트(13)는 메인 샤프트(10)와 클러치장치(18)에 의해 연결되어 메인 샤프트(10)측으로부터 전달되는 동력을 선택적으로 제공받을 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 클러치장치(18)는 후단 외주면에 치홈(19a)을 가지면서 메인 샤프트(10)에 동축구조로 끼워져 축방향 이동이 가능한 동시에 제2구동기어(11b)와 함께 회전이 가능한 메인 클러치(20), 선단 내주면에 치홈(19b)을 가지면서 팬 샤프트(13)에 결합되어 함께 회전이 가능한 팬 클러치(21), 상기 메인 클러치(20)의 후단부 외측과 팬 클러치(21)의 선단부 내측 사이에 동축구조로 배치되어 축방향 이동을 통해 메인 클러치(20)의 치홈(19a)과 팬 클러치(21)의 치홈(19b)에 결합 또는 분리가능한 다판 클러치(22), 상기 다판 클러치(22)의 한쪽면과 접하는 동시에 유압에 의해 축방향으로 이동하면서 다판 클러치(22)를 움직여주는 다판클러치 베이스(23) 등을 포함한다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 메인 샤프트(10)의 후단부 외주 둘레에는 속이 빈 원통형으로 이루어진 메인 클러치(20)가 베어링을 매개로 하여 동축 구조로 삽입 결합되고, 이렇게 결합되는 메인 클러치(20)는 메인 샤프트 축선을 따라 이동 가능하게 되며, 이러한 메인 클러치(20)의 후단부 외주면 둘레에는 다열 구조의 치홈(19a)이 형성되어 이때의 치홈(19a)에는 다판 클러치(22)의 내주면에 있는 치형이 선택적으로 맞물릴 수 있게 된다.
이때, 상기 메인 클러치(20)의 선단부 외주면과 제2구동기어(11b)의 후단부 내주면은 스플라인 구조로 결합되고, 이에 따라 제2구동기어(11b)의 동력이 메인 클러치(20)로 전달될 수 있게 된다.
그리고, 상기 팬 샤프트(13)의 선단부 외주 둘레에는 속이 빈 원통형으로 이루어진 팬 클러치(21)가 동축 구조를 이루며 키 구조 또는 스플라인 구조로 결합되어 팬 샤프트(13)와 함께 회전될 수 있게 되고, 상기 팬 클러치(21)의 선단부는 메인 클러치(20)의 후단부, 즉 치홈(19a)이 형성되어 있는 후단부 둘레를 둘러싸면서 동심원 상으로 위치되는 동시에 반경방향으로 일정 거리를 유지하게 되며, 이러한 팬 클러치(21)의 선단부 내주면 둘레에는 다열 구조의 치홈(19b)이 형성되어 이때의 치홈(19b)에는 다판 클러치(22)의 외주면에 있는 치형이 선택적으로 맞물릴 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 메인 클러치(20)의 후단부 외측에 있는 치홈(19a)과 팬 클러치(21)의 선단부 내측에 있는 치홈(19b) 사이의 간격 내에는 내주 둘레와 외주 둘레를 따라 치형을 가지는 여러 장의 링형 플레이트 조합형태로 이루어진 다판 클러치(22)가 동축 구조로 배치되고, 이렇게 배치되는 다판 클러치(22)는 다판클러치 베이스(23)의 미는 힘에 의해 뒷쪽으로 이동함과 더불어 자체 복원력에 의해 앞쪽으로 이동하면서 메인 클러치(20)의 치홈(19a)과 팬 클러치(21)의 치홈(19b)에 결합 또는 분리될 수 있게 된다.
여기서, 상기 다판 클러치(22)는 통상의 클러치장치에 적용되는 다판 클러치와 같은 구조로서, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 상기 다판 클러치(22)의 이동을 위한 힘을 제공하는 수단으로 다판클러치 베이스(23)가 구비되고, 이때의 다판클러치 베이스(23)는 메인 클러치(20)의 외주면 단차부에 축선방향으로 맞걸리는 구조로 결합됨과 더불어 후단면을 통해 다판 클러치(22)의 전면과 접하는 구조로 설치된다.
이러한 다판클러치 베이스(23)는 제2메인 하우징(33) 내에 다판클러치 베이스(23)의 전면쪽으로 공급되는 유압(미도시)에 의해 축선방향으로 이동하여 메인 클러치(20)를 뒷쪽으로 밀면서 다판 클러치(22)도 함께 가압함과 동시에 밀어주게 되고, 그 결과 다판 클러치(22)는 메인 클러치(20)의 치홈(19a)과 팬 클러치(21)의 치홈(19b)에 동시에 결합될 수 있게 된다.
한편, 상기 메인 클러치(20)와 팬 클러치(21) 사이에는 팬 샤프트(13)의 둘레에 감겨져 위치되는 클러치 스프링(27a)이 양단 지지되는 구조로 설치되며, 이때의 클러치 스프링(27a)은 송풍팬측 동력 단락과 동시에 메인 클러치(20) 및 다판클러치 베이스(23)를 앞쪽으로 밀어서 복귀시켜주는 역할을 하게 된다.
따라서, 송풍팬 구동 시의 경우, 유압 공급→다판클러치 베이스(23) 및 메인 클러치(20)의 뒷쪽으로 이동→다판 클러치(22)/메인 클러치(20)의 치홈(19a)/팬 클러치(21)의 치홈(19b) 결합의 과정에 의해 메인 샤프트(10), 메인 클러치(20), 다판 클러치(22), 팬 클러치(21) 및 팬 샤프트(13)가 함께 회전되면서 송풍팬(14)이 가동될 수 있게 된다.
반대로, 송풍팬 구동 차단 시의 경우, 유압 해제 및 압축되었던 클러치 스프링(27a)의 복원→다판클러치 베이스(23) 및 메인 클러치(20)의 앞쪽으로 복귀→다판 클러치(22)/메인 클러치(20)의 치홈(19a)/팬 클러치(21)의 치홈(19b) 분리의 과정에 의해 메인 샤프트(10)측과 팬 샤프트(13)측 간의 동력이 차단되면서 송풍팬(14)의 가동이 정지될 수 있게 된다.
또한, 상기 멀티 구동장치는 메인 구동부(12)의 메인 샤프트(10)측 구동기어(11)와 맞물려 회전되는 복수의 중간기어(15)를 매개로 동력을 전달받아 구동되는 변속기(16) 및 분무 펌프(17)를 포함한다.
상기 변속기(16)는 차량 주행에 따른 엔진의 동력을 변속하여 바퀴측에 전달하는 수단으로서, 변속기 본체의 후부에 있는 변속기 입력축(35)과 변속기 입력기어(36)를 이용하여 동력을 전달받아 구동되고, 제2메인 하우징(33)의 하단측 전면 우측에 볼트 체결을 통해 지지되는 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 변속기(16)의 변속기 입력기어(36)는 제2메인 하우징(33) 내에 위치되어 후술하는 중간기어(15)측과 맞물리면서 동력을 전달받을 수 있게 된다.
여기서, 상기 변속기(16)의 작동 메카니즘은 일반 방제차량에 사용되는 변속기의 작동 메카니즘과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 분무 펌프(17)는 약액탱크부(110)에 들어 있는 방제액을 노즐장치(미도시)측으로 펌핑하는 수단으로서, 펌프 본체의 후부에 있는 펌프 입력축(24)과 펌프 입력기어(25)를 이용하여 동력을 전달받아 구동되고, 제2메인 하우징(33)의 하단측 전면 좌측에 볼트 체결을 통해 지지되는 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 분무 펌프(17)의 펌프 입력기어(25)는 제2메인 하우징(33) 내에 위치되어 후술하는 보조기어(37)측과 맞물리면서 동력을 전달받을 수 있게 된다.
여기서, 상기 분무 펌프(17)의 작동 방식은 일반 방제차량에 사용되는 분무 펌프의 작동 방식과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 상기 변속기측과 분무 펌프측으로 메인 샤프트(10)측의 동력을 전달하는 수단으로 중간기어(15)와 보조기어(37)가 구비된다.
상기 중간기어(15)는 상하 배치되어 서로 치합 전동이 가능한 제1중간기어(15a)와 제2중간기어(15b)로 구성된다.
상기 제1중간기어(15a)는 후술하는 펌프 구동용 샤프트(38)의 선단부에 스플라인 구조로 결합되어 함께 회전가능하게 됨과 더불어 그 윗쪽의 메인 샤프트(10) 상에 장착되어 있는 제1구동기어(11a)와 맞물려 돌아가게 되고, 아래쪽으로는 제2중간기어(15b)와 맞물려 돌아갈 수 있게 된다.
상기 제2중간기어(15b)는 제1중간기어(15a)의 회전력을 변속기측 변속기 입력기어(36)로 전달하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 제2메인 하우징(33)의 전면부를 마감하는 커버 플레이트(40)와 제2메인 하우징(33)의 내측 벽면 사이에는 클러치 샤프트(28)가 설치되고, 이렇게 설치되는 클러치 샤프트(28)의 선단부에 베어링을 매개로 하여 제2중간기어(15b)가 동축 구조로 설치됨과 더불어 이때의 제2중간기어(15b)는 위아래로 제1중간기어(15a) 및 변속기 입력기어(36)와 맞물리게 된다.
이에 따라, 상기 메인 샤프트(10)의 동력은 제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→제2중간기어(15b)→변속기 입력기어(36)로 이어지면서 변속기(16)측에 전달될 수 있게 된다.
특히, 상기 제2중간기어(15b)의 보스부 후면에는 카운터 기어(41a)가 부착되어 있으며, 이때의 카운터 기어(41a)는 후술하는 클러치기어(26)의 보스부 전면에 부착되어 있는 카운터 기어(41b)와 함께 제2중간기어(15b)와 클러치기어(26) 간을 서로 결착시켜서 함께 회전될 수 있도록 해주는 역할을 하게 된다.
다른 예로서, 상기 제2중간기어(15b)의 보스부 후면에는 기어 도크(45a)가 형성되어 있으며, 이때의 기어 도크(45a)는 후술하는 클러치기어(26)의 보스부 전면에 형성되어 있는 기어 도크(45b)와 원주방향으로 서로 맞걸릴 수 있게 되고, 결국 이러한 기어 도크(45a,45b) 간의 맞걸림 구조에 의해 제2중간기어(15b)와 클러치기어(26)가 서로 결착된 상태에서 함께 회전될 수 있게 된다.
상기 보조기어(37)는 제1보조기어(37a)와 제2보조기어(37b)로 구성되며, 좌우 양편으로 배치되어 있는 클러치기어(26)와 펌프 입력기어(25) 사이에 위치되면서 치합 전동을 통해 이들 간에 동력을 전달하는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 제2메인 하우징(33)의 전면부를 마감하는 커버 플레이트(40)와 제2메인 하우징(33)의 내측 벽면 사이에는 보조기어 샤프트(42)가 설치되고, 이렇게 설치되는 보조기어 샤프트(42) 상에 베어링을 매개로 하여 앞뒤로 나란하게 제1보조기어(37a)와 제2보조기어(37b)가 동축 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 앞쪽의 제1보조기어(37a)는 펌프 입력기어(25)와 맞물리게 되고, 뒷쪽의 제2보조기어(37b)는 클러치기어(26)와 맞물리게 된다.
이때, 상기 제1보조기어(37a)와 제2보조기어(37b)는 그 사이에 개재되는 카운터 기어(41c)에 의해 서로 일체식으로 결속되면서 함께 회전될 수 있게 된다.
다른 예로서, 상기 제1보조기어(37a)의 보스부 후면에는 기어 도크(45c)가 형성되어 있으며, 이때의 기어 도크(45c)는 후술하는 제2보조기어(37b)의 보스부 전면에 형성되어 있는 기어 도크(45c)와 원주방향으로 서로 맞걸릴 수 있게 되고, 결국 이러한 기어 도크(45c) 간의 맞걸림 구조에 의해 제1보조기어(37a)와 제2보조기어(37b)가 서로 결착된 상태에서 함께 회전될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 메인 샤프트(10)의 동력은 제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→제2중간기어(15b)→클러치기어(26)→제2보조기어(37b) 및 제1보조기어(37a)→펌프 입력기어(25)로 이어지면서 분무 펌프(17)측에 전달될 수 있게 된다.
또한, 상기 멀티 구동장치는 분무 펌프측으로 제공되는 동력을 연결하거나 차단하는 역할을 하는 수단으로 클러치기어(26)를 포함한다.
상기 클러치기어(26)는 중간기어(15)측, 즉 제2중간기어(15b)측과 분무 펌프(17)의 펌프 입력축(24)에 있는 펌프 입력기어(25) 사이, 즉 보조기어(37)를 매개로 한 펌프 입력기어(25) 사이에 위치되어 유압에 의해 축선 방향으로 위치이동하면서 분무 펌프측으로 제동되는 동력을 선택적으로 단속할 수 있게 된다.
이러한 클러치기어(26)는 클러치 스프링(27b)에 의한 반력을 받으면서 클러치 샤프트(28) 상에서 베어링과 함께 축방향으로 이동가능함과 더불어 클러치 샤프트(28) 상에서 유압에 의해 축방향으로 움직이는 클러치 허브(29)에 의해 축방향으로 이동될 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 제2메인 하우징(33)의 커버 플레이트(40)와 제2메인 하우징(33)의 내측 벽면 사이에 설치되어 있는 클러치 샤프트(28)에는 제2중간기어(15b)의 뒷쪽으로 베어링을 매개로 하여 클러치기어(26)가 동축 구조로 설치된다.
이렇게 설치되는 클러치기어(26)는 클러치 샤프트(28)의 축선을 따라 이동 가능하게 된다.
그리고, 상기 클러치 샤프트(28)의 후단부에는 원통형의 클러치 허브(29)가 동심원 상으로 설치되고, 이렇게 설치되는 클러치 허브(29)의 선단부는 클러치기어(26)의 후면부, 실질적으로는 클러치 기어(26)를 샤프트측에 지지해주고 있는 베어링의 내륜 후면부에 접하게 되는 동시에 이때의 클러치 허브(29)는 클러치 샤프트(28)를 따라 슬라이드 가능하게 된다.
이러한 클러치 허브(29)는 클러치 샤프트(28)의 후단부에 장착되는 커넥터(43) 및 오일통로(44)를 통해 공급되는 오일의 압력에 의해 앞쪽으로 밀려날 수 있게 되고, 결국 이러한 클러치 허브(29)의 전진 이동에 의해 클러치기어(26) 또한 앞쪽으로 위치이동하면서 제2보조기어(37b)와 맞물릴 수 있게 되며, 후술하는 클러치 스프링(27b)의 복원력에 의해 뒷쪽으로 복귀되면 클러치기어(26) 또한 뒷쪽으로 위치이동하면서 제2보조기어(37b)와 분리될 수 있게 된다.
한편, 상기 클러치기어(26)와 제2중간기어(15b) 사이, 즉 클러치 기어(26)를 샤프트측에 지지해주고 있는 베어링의 내륜 전면부와 제2중간기어(15b)를 샤프트측에 지지해주고 있는 베어링의 내륜 후면부 사이에는 클러치 샤프트(28)의 둘레에 장착되는 클러치 스프링(27b)의 양단이 지지될 수 있게 된다.
이때의 클러치 스프링(27b)은 클러치 허브(29)의 전진 이동 시에 클러치기어(26)에 밀려 압축되었다가, 유압 해제 시에 팽창 복원력을 이용하여 클러치기어(26)와 클러치 허브(29)를 복귀시켜줄 수 있게 된다.
특히, 상기 클러치기어(26)의 보스부 전면과 제2중간기어(15b)의 보스부 후면에는 카운터 기어(41b,41a)가 각각 부착되어 있으며, 이때의 카운터 기어(41b,41a) 간의 맞물림에 의해 클러치기어(26)와 제2중간기어(15b)가 서로 결속되면서 함께 붙어서 회전될 수 있게 된다.
이에 따라, 유압 공급 시, 클러치 허브(29)의 전진→클러치기어(26)의 전진 및 제2중간기어(15b)와의 결속→클러치기어(26)와 제2보조기어(37b)의 치합이 이루어지면서 분무 펌프측으로 동력이 전달될 수 있게 되고, 유압 해제 시에는 클러치 스프링(27b)의 복원력에 의해 클러치 허브(29)와 클러치기어(26)의 후진 및 제2중간기어(15b)와의 결속 해제→클러치기어(26)와 제2보조기어(37b)의 분리가 이루어지면서 분무 펌프측에 제공되는 동력이 차단될 수 있게 된다.
또한, 상기 멀티 구동장치는 메인 구동부(12)의 동력으로 가동되는 유압 펌프(31)를 포함하며, 이때의 유압 펌프(31)는 스티어링, 서스펜션 등을 구동시켜주기 위한 동력을 제공할 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 제2메인 하우징(33)의 내부에는 메인 샤프트(10)의 아래쪽에 이와 나란하게 펌프구동용 샤프트(38)가 배치되고, 이렇게 배치되는 펌프구동용 샤프트(38)는 커버 플레이트(40)와 팬 하우징(34) 사이에 베어링을 매개로 하여 양단 지지되는 구조로 설치된다.
이때, 상기 펌프구동용 샤프트(38)의 선단부에는 어댑터(39)가 장착되어, 이에 따라 펌프구동용 샤프트(38)의 선단부는 어댑터(39)를 통해 베어링측으로 결속되면서 지지될 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1메인 하우징(32)의 내부에는 유압 펌프(31)가 배치되는 동시에 이러한 유압 펌프(31)는 커버 플레이트(40)의 전면에 볼트 체결구조로 설치되며, 이와 더불어 유압 펌프(31)의 축은 펌프구동용 샤프트(38)의 선단부에 있는 어댑터(39)의 내주면에 스플라인 체결구조 또는 키 체결구조로 연결된다.
이러한 펌프구동용 샤프트(38)의 선단부에는 제1중간기어(15a)가 결합되어 함께 회전될 수 있게 되고, 이에 따라 메인 샤프트(10)의 동력은 제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→펌프구동용 샤프트(38)로 이어지면서 유압 펌프(31)가 가동될 수 있게 된다.
특히, 상기 펌프구동용 샤프트(38)에는 기어비가 다른 2열의 일체형 기어로 이루어진 듀얼 타입의 변속기어(30)가 스플라인 구조를 통해 장착되며, 이때의 변속기어(30)는 펌프구동용 샤프트(38) 상에서 축선을 따라 위치 이동하면서 역시 듀얼 타입으로 이루어진 제2구동기어(11b)와 선택적으로 맞물릴 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 변속기어(30)의 위치 이동을 위한 수단으로 시프트 레버(46)가 구비되며, 이때의 시프트 레버(46)는 제2메인 하우징(33)의 일측에 회동가능한 구조로 설치되면서 변속기어(30)측과 결착되어 변속기어(30)를 축선방향으로 밀어주거나 당겨주는 역할을 하게 된다.
이에 따라, 상기 시프트 레버(46)의 작동에 따라 변속기어(30)가 앞쪽으로 당겨지거나 뒷쪽으로 밀려나게 되고, 결국 변속기어(30)의 2열의 기어는 제2구동기어(11b)의 2열의 기어와 선택적으로 맞물릴 수 있게 되므로서, 메인 샤프트(10)에서 제공되는 동력이 제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→펌프구동용 샤프트(38)→변속기어(30)→제2구동기어(11b)로 전달되면서 최종적으로 팬 샤프트(13)를 통해 출력되어 송풍팬(14)이 가동될 수 있게 된다.
여기서, 상기 시프트 레버(46)는 회전 동작하는 변속기어(30)에 간섭을 주지 않고 변속기어(30)를 직선으로 움직여주기 위하여, 통상의 차량용 변속기의 변속기구에 사용되는 시프트 포크(Shift fork) 등과 같은 구조를 적용할 수 있다.
그리고, 상기 시프트 레버(46)는 운전자의 레버(미도시) 조작이나 솔레노이드(미도시) 작동 등에 의해 동작될 수 있게 된다.
다른 예로서, 상기 변속기어(30)의 경우, 단일 기어로 이루어지면서 펌프구동용 샤프트(38) 상에서 위치를 이동할 수 있는 구조가 아닌, 펌프구동용 샤프트(38) 상에 축설되고, 이에 상응하여 단일 기어로 이루어진 제2구동기어(11b)와 직접 맞물려 회전되면서 클러치장치(18)를 통해 팬 샤프트(13)측으로 동력을 전달할 수 있는 구조로 이루어질 수도 있다.
따라서, 이와 같이 구성되는 멀티 구동장치의 동력전달계통을 도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
1) 송풍팬의 가동
엔진측에서 제공되는 동력이 메인 샤프트(10)→제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→펌프구동용 샤프트(38)→변속기어(30)→제2구동기어(11b)→메인 클러치(20)→다판 클러치(22)→팬 클러치(21)→팬 샤프트(13)의 경로를 거쳐 전달되면서 송풍팬(14)의 가동이 이루어질 수 있게 된다.
2) 변속기의 가동
엔진측에서 제공되는 동력이 메인 샤프트(10)→제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→제2중간기어(15b)→변속기 입력기어(36)→변속기 입력축(35)의 경로를 거쳐 전달되면서 변속기(16)의 가동이 이루어질 수 있게 된다.
3) 분무 펌프의 가동
엔진측에서 제공되는 동력이 메인 샤프트(10)→제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→제2중간기어(15b)→클러치 기어(26)→제2보조기어(37b) 및 제1보조기어(37a)→펌프 입력기어(25)→펌프 입력축(24)의 경로를 거쳐 전달되면서 분무 펌프(17)의 가동이 이루어질 수 있게 된다.
4) 유압 펌프의 가동
엔진측에서 제공되는 동력이 메인 샤프트(10)→제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→펌프구동용 샤프트(38)→유압 펌프 축의 경로를 거쳐 전달되면서 유압 펌프(31)의 가동이 이루어질 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 엔진측 동력으로 변속기, 송풍팬 및 분무 펌프를 모두 작동시킴과 더불어 변속기의 상시 구동은 물론 송풍팬과 분무 펌프를 선택 구동시키는 방식을 구현한 새로운 구동 메카니즘을 제공함으로써, 전체적인 동력전달계통의 구조 단순화, 사이즈 축소, 동력 손실 최소화를 실현할 수 있는 등 방제차량에 맞는 최적의 레이아웃 설계가 가능하고 구동 효율을 극대화시킬 수 있다.
10 : 메인 샤프트
11 : 구동기어
12 : 메인 구동부
13 : 팬 샤프트
14 : 송풍팬
15 : 중간기어
16 : 변속기
17 : 분무 펌프
18 : 클러치장치
19a,19b : 치홈
20 : 메인 클러치
21 : 팬 클러치
22 : 다판 클러치
23 : 다판클러치 베이스
24 : 펌프 입력축
25 : 펌프 입력기어
26 : 클러치기어
27a,27b : 클러치 스프링
28 : 클러치 샤프트
29 : 클러치 허브
30 : 변속기어
31 : 유압 펌프
32 : 제1메인 하우징
33 : 제2메인 하우징
34 : 팬 하우징
35 : 변속기 입력축
36 : 변속기 입력기어
37 : 보조기어
37a : 제1보조기어
37b : 제2보조기어
38 : 펌프구동용 샤프트
39 : 어댑터
40 : 커버 플레이트
41a,41b,41c : 카운터 기어
42 : 보조기어 샤프트
43 : 커넥터
44 : 오일통로
45a,45b,45c : 기어 도크
46 : 시프트 레버

Claims (7)

  1. 엔진측에서 출력되는 동력으로 회전하는 메인 샤프트(10) 및 복수의 구동기어(11)를 포함하는 메인 구동부(12);
    상기 메인 구동부(12)의 메인 샤프트(10)와 연결되는 팬 샤프트(13)에 의해 구동되며 방제액 살포 시 바람을 일으키는 송풍팬(14);
    상기 메인 구동부(12)의 메인 샤프트(10)측 구동기어(11)와 맞물려 회전되는 복수의 중간기어(15)를 매개로 동력을 전달받아 구동되는 변속기(16) 및 분무 펌프(17);
    를 포함하고,
    상기 변속기(16)는 변속기 본체의 후부에 있는 변속기 입력축(35)과 변속기 입력기어(36)를 이용하여 동력을 전달받아 구동되고, 제2메인 하우징(33)의 하단측 전면 우측에 볼트 체결을 통해 지지되는 구조로 설치됨과 더불어 상기 변속기 입력기어(36)는 제2메인 하우징(33) 내에 위치되어 중간기어(15)측과 맞물리면서 동력을 전달받을 수 있게 되며,
    상기 분무 펌프(17)는 펌프 본체의 후부에 있는 펌프 입력축(24)과 펌프 입력기어(25)를 이용하여 동력을 전달받아 구동되고, 제2메인 하우징(33)의 하단측 전면 좌측에 볼트 체결을 통해 지지되는 구조로 설치됨과 더불어 상기 펌프 입력기어(25)는 제2메인 하우징(33) 내에 위치되어 보조기어(37)측과 맞물리면서 동력을 전달받을 수 있게 되며,
    상기 제2메인 하우징(33)의 전면부를 마감하는 커버 플레이트(40)와 제2메인 하우징(33)의 내측 벽면 사이에는 클러치 샤프트(28)가 설치되고, 상기 클러치 샤프트(28)의 선단부에 베어링을 매개로 하여 제2중간기어(15b)가 동축 구조로 설치됨과 더불어 이때의 제2중간기어(15b)는 위아래로 제1중간기어(15a) 및 변속기 입력기어(36)와 맞물리게 되므로서, 상기 메인 샤프트(10)의 동력은 제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→제2중간기어(15b)→변속기 입력기어(36)로 이어지면서 변속기(16)측에 전달될 수 있게 되며,
    상기 제2메인 하우징(33)의 전면부를 마감하는 커버 플레이트(40)와 제2메인 하우징(33)의 내측 벽면 사이에는 보조기어 샤프트(42)가 설치되고, 상기 보조기어 샤프트(42) 상에 베어링을 매개로 하여 앞뒤로 나란하게 제1보조기어(37a)와 제2보조기어(37b)가 동축 구조로 설치됨과 더불어 앞쪽의 제1보조기어(37a)는 펌프 입력기어(25)와 맞물리게 되고, 뒷쪽의 제2보조기어(37b)는 클러치기어(26)와 맞물리게 되며, 상기 제1보조기어(37a)와 제2보조기어(37b)는 그 사이에 개재되는 카운터 기어(41c)에 의해 서로 일체식으로 결속되면서 함께 회전될 수 있게 되므로서, 상기 메인 샤프트(10)의 동력은 제1구동기어(11a)→제1중간기어(15a)→제2중간기어(15b)→클러치기어(26)→제2보조기어(37b) 및 제1보조기어(37a)→펌프 입력기어(25)로 이어지면서 분무 펌프(17)측에 전달될 수 있게 되며,
    상기 메인 구동부(12)의 메인 샤프트(10)와 상기 송풍팬(14)의 팬 샤프트(13)는 클러치장치(18)에 의해 연결되어 송풍팬측으로 전달되는 동력이 선택적으로 단속될 수 있도록 되며,
    상기 클러치장치(18)는 후단 외주면에 치홈(19a)을 가지면서 메인 샤프트(10)측의 구동기어(11)에 스플라인 결합되어 축방향 이동이 가능한 동시에 함께 회전이 가능한 메인 클러치(20)와, 선단 내주면에 치홈(19b)을 가지면서 팬 샤프트(13)에 결합되어 함께 회전이 가능한 팬 클러치(21)와, 상기 메인 클러치(20)의 후단부 외측과 팬 클러치(21)의 선단부 내측 사이에 동축구조로 배치되어 축방향 이동을 통해 메인 클러치(20)의 치홈(19a)과 팬 클러치(21)의 치홈(19b)에 결합 또는 분리가능한 다판 클러치(22)와, 상기 다판 클러치(22)의 한쪽면과 접하는 동시에 유압에 의해 축방향으로 이동하면서 다판 클러치(22)를 움직여주는 다판클러치 베이스(23)로 구성되며,
    상기 중간기어(15)와 분무 펌프(17)의 펌프 입력축(24)에 있는 펌프 입력기어(25) 사이에는 유압에 의해 동작하는 클러치기어(26)가 개재되어 펌프측으로 전달되는 동력을 선택적으로 단속할 수 있도록 되며,
    상기 클러치기어(26)는 클러치 스프링(27b)에 의한 반력을 받으면서 클러치 샤프트(28) 상에서 베어링과 함께 축방향으로 이동가능하되, 클러치 샤프트(28) 상에서 유압에 의해 축방향으로 움직이는 클러치 허브(29)에 의해 축방향으로 이동될 수 있도록 되며,
    상기 메인 구동부(12)의 메인 샤프트(10)에 장착되어 있는 구동기어(11)와 중간기어(15), 그리고 펌프구동용 샤프트(38)에 의해 동력을 전달받아 스티어링, 서스펜션 등의 구동을 위한 동력을 제공하는 유압 펌프(31)를 더 포함하며,
    상기 메인 샤프트(10)에는 기어비가 다른 듀얼 타입의 구동기어(11)가 장착되고, 상기 펌프구동용 샤프트(38)에는 상기 구동기어(11)와 선택적으로 맞물림과 더불어 시프트 레버(46)에 의해 샤프트 축선을 따라 이동가능한 기어비가 다른 듀얼 타입의 변속기어(30)가 장착되어, 팬 샤프트(13)측으로 전달되는 동력을 변속시켜서 제공할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 캐빈 방제차량의 멀티 구동장치.
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