KR101985681B1 - 소형관리기용 협폭형 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관련부품 수를 줄이고 조립의 용이성을 제공할 수 있고, 작동과정에서 발생할 수 있는 소음을 저감하면서 동력전달과 절환을 용이하게 할 수 있고 차축간의 간격을 최소화하여 협폭의 관리기를 제공하는 것이 가능하고, 노약자와 여성도 쉽게 제어할 수 있게 한 것으로서, 소형관리기를 구성하는 미션케이스의 하방에 바퀴를 장착한 차축으로 동력 전달을 선택하여 주행 또는 작업중 선회가 가능하도록 하는 조향장치를 구성함에 있어서;
미션케이스의 상부에 장착되는 변속기어의 동력을 전달받도록 미션케이스의 하부 중앙에 배치하는 구동기어와; 상기 구동기어의 축중심 양측으로 일체로 돌출시키는 축보스에 결합되는 좌륜차축 및 우륜차축과; 상기 좌륜 및 우륜차축의 축중심에 형성하는 차축핀홈에 결합되어 좌륜 및 우륜차축을 유지하는 차축핀과; 상기 좌륜 및 우륜차축의 중간부와 미션케이스에 마감하는 차축유지수단과; 상기 축보스와 좌륜 및 우륜차축에 형성하여 구동기어의 동력을 좌륜 및 우륜차축으로 전달하는 동력전달수단과, 상기 축보스의 외면에 설치되어 동력전달수단의 동력전달을 해제하는 동력해지수단으로 구성되는 클러치를 포함하는 것이 특징이다.

Description

소형관리기용 협폭형 조향장치{STEERING DEVICE OF AGRICULTURAL CULTIVATOR}

본 발명은 소형관리기용 협폭형 조향장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 좁은 이랑에 진입하여 작업이 가능하도록 한 관리기에 적용하여 노약자 또는 여성이 쉽게 조향을 수행할 수 있도록 개선하여 소형관리기의 이용과 활용도를 높이도록 한 것이다.

일반적으로 소형관리기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(11)을 장착한 프레임(102)을 구비하고, 상기 엔진(101)으로부터 취출되는 작업기구동축은 후방에 장착되는 다양한 종류의 작업기를 구동하여 필요한 작업을 수행할 수 있도록 하고있다.

상기 프레임(102)의 후방에는 관리기 조작을 위한 레버를 가지는 핸들(103)이 연결되고, 상기 엔진(101)의 출력축은 프레임(102)의 하방으로 돌출되게 구비되는 트랜스미션(105)으로 동력을 전달하여 바퀴를 구동시켜 주행이 가능하게 한다.

상기 트랜스미션(105)은 미션케이스(106)의 상측에 구비되는 주축으로 동력이 전달되어 변속수단에 의하여 변속을 통한 전,후진이 가능하도록 하고, 미션케이스(106)의 중간위치에 구비되는 아이들축와 아이들기어를 통하여 미션케이스(106)의 하방에 위치하여 바퀴(107)를 장착한 차축으로 동력을 전달한다.

상기 차축에는 관리기(100)의 바퀴(107)로의 동력 전달을 차단하여 주행 또는 작업중 선회가 가능하도록 하는 조향장치(110)를 설치하여 구성하고 있다.

(문헌 1) 특허 제 10 - 0586848 - 0000 호 (문헌 2) 특허 제 10 - 0950775 - 0000 호 (문헌 3) 특허 제 10 - 1701564 - 0000 호

종래에도 주행 또는 작업 중 관리기의 선회방향을 결정하기 위한 조향장치가 있었으나, 대체적으로 도그타입으로 구성되어 있기 때문에 핸들에 장착된 레버와 와이어로 연결된 포크를 움직여 스프링을 압축하는 데 상당한 힘이 필요로 하게 된다.

특히 이러한 조향장치를 구성하는 스프링상수가 통상 1.7㎏/㎜에 해당되기 때문에 이용자가 레버를 당기는데 상당한 힘(악력)을 필요로 하게 되므로 건장한 성인도 레버를 당기는 것이 힘들기 때문에 젊은 인구가 없고 노액자와 여성이 많은 농촌실정에 비추어 적합하지 않은 실정이다.

이와 같이 여성과 노약자가 많은 상황에서 작업이나 주행 과정에서 관리기의 방향을 선회하기 위하여 주기적으로 레버를 당기는 것을 반복하여야 하는 데, 적절한 시기에 레버를 당기지 못하는 경우가 빈번하게 발생한다.

선회하여야 할 시점에서 레버를 당기지 못하거나 당기는 시기가 늦어질 경우 주행중인 상태에서는 장애물을 회피하지 못하거나 굴곡진 도로 또는 농로를 벗어나는 사례가 발생하고, 도로나 농로를 벗어나날 경우에는 요철부분이나 장애물과 부딪치는 것은 물론 도랑이나 하천과 같은 곳으로 추락하는 안전사고의 우려가 높은 실정이다.

선회불량으로 인하여 안전사고가 발생할 경우 관리기의 손상이 있을 경우에는 수리 또는 정비를 통하여 재 사용하는 것이 가능할 것이나, 인명의 손상이 있을 경우에는 노약자 또는 여성의 특성상 장기간 치료가 불가피하게 되고 이로 인하여 농사기기를 놓쳐 농가소득에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

작업과정에서 선회시기를 놓칠 경우에는 바른 작업상태를 유지하지 못하고 인접한 위치의 작업완료된 부분을 손상시키는 현상이 발생하고, 두둑과 이랑을 통한 주행으로 인하여 관리기가 전복되거나 추락하게 되는 안전사고의 위험으로부터 벗어나지 못하게 된다.

그리고, 조향장치를 구성하는 부품의 수가 많고, 차축과 차축핀을 결합할 때 내부의 공기가 압축되어 결합이 쉽지 않아 타격에 의한 억지결합이 이루어져야 하므로 관련 부품의 손상을 야기함과 아울러 생산과 조립이 용이하지 못한 것은 물론, 오조립의 우려가 높아 실제 사용하는 과정에서 작동불능 상태를 야기하게 되는 것은 물론, 관리기의 품질과 내구성을 저해하고 생산원가를 상승시키는 원인으로 인한 경쟁력이 취약하게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 조향장치를 작동하는 과정에서 차축으로의 동력이 전달되고 해제되는 동작마다 기계적인 마찰음이 심하게 발생하고, 레버를 강하게 잡지 않을 경우에는 클러치 작동이 원활하지 못하여 동력 절환이 절도성있게 작동되지 못하게 된다.

특히 부품의 수가 많고 구조적인 특성에 의하여 좌,우 차축간의 거리(폭)가 넓기 때문에 협소한 폭을 유지하는 것이 힘들어 좁은 이랑을 통한 작업이 불가능한등 여러 문제점들이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 소형관리기를 구성하는 미션케이스의 하방에 바퀴를 장착한 차축으로 동력 전달을 선택하여 주행 또는 작업중 선회가 가능하도록 하는 조향장치를 구성함에 있어서;

미션케이스의 상부에 장착되는 변속기어의 동력을 전달받도록 미션케이스의 하부 중앙에 배치하는 구동기어와; 상기 구동기어의 축중심 양측으로 일체로 돌출시키는 축보스에 결합되는 좌륜차축 및 우륜차축과; 상기 좌륜 및 우륜차축의 축중심에 형성하는 차축핀홈에 결합되어 좌륜 및 우륜차축을 유지하는 차축핀과; 상기 좌륜 및 우륜차축의 중간부와 미션케이스에 마감하는 차축유지수단과; 상기 축보스와 좌륜 및 우륜차축에 형성하여 구동기어의 동력을 좌륜 및 우륜차축으로 전달하는 동력전달수단과, 상기 축보스의 외면에 설치되어 동력전달수단의 동력전달을 해제하는 동력해지수단으로 구성되는 클러치를 포함하여;

관련부품 수를 줄이고 에어홀을 형성하여 조립의 용이성을 제공할 수 있고, 작동과정에서 발생할 수 있는 소음을 저감하면서 동력전달과 절환을 용이하게 할 수 있고 차축간의 간격을 최소화하여 협폭의 관리기를 제공하는 것이 가능하고, 조작에 큰 힘이 들지 않기 때문에 노약자와 여성도 쉽게 제어할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 조향장치 부품 수를 줄이면서도 조립의 용이성을 제공하고 작동과정에서 소음발생을 배제하여 관리기의 품질과 내구성을 향상시킬 수 있는 것은 물물론 차축과 차축의 폭을 협소하게 유지할 수 있어 좁은 곳에서도 작업이 가능한 효과를 가진다.

차축으로 동력전달을 위하여 필요한 스프링상수를 작게하여 노약자는 물론 여성도 쉽고 부드럽게 레버를 조작할 수 있어 관리기의 조작성을 높일 수 있어, 조향 불량으로 야기될 수 있는 안전사고와 더불어 작업불량을 원천적으로 배제할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술인 조향장치가 적용된 협폭형 소형관리기를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 조향장치가 적용된 협폭형 소형관리기의 구동케이스를 발췌한 사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치를 도시한 단면 구성도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치의 중요부를 발췌한 단면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치의 우조향 상태를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치의 좌조향 상태를 도시한 단면도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술인 조향장치가 적용된 협폭형 소형관리기를 도시한 구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 조향장치가 적용된 협폭형 소형관리기의 구동케이스를 발췌한 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치를 도시한 단면 구성도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치의 중요부를 발췌한 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치의 우조향 상태를 도시한 단면도, 도 6은 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치의 좌조향 상태를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

본 발명에서는 통상적인 소형관리기(100)를 구성하는 미션케이스(106)의 하방에 바퀴(107)를 장착한 차축으로 동력 전달을 선택하여 주행 또는 작업중 선회가 가능하도록 하는 조향장치(110)를 개선하는 것을 특징으로 한다.

상기 조향장치(110)는, 미션케이스(106)의 상부에 장착되는 변속기어의 동력을 전달받는 아이들기어(109)와 맞물리는 구동기어(111)를 미션케이스(106)의 하부 중앙에 배치한다.

상기 구동기어(111)의 축중심 양측으로 축보스(112)를 일체로 돌출시켜 좌,우측에 좌륜과 우륜을 장착할 수 있는 좌륜차축(113)과 우륜차축(114)을 차축핀(115)으로 결합한다.

상기 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 축중심에는 차축핀(115)을 결합할 수 있는 차축핀홈(116)을 형성하고, 상기 차축핀홈(116)의 내측부에는 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 외경부와 관통되게 에어홀(117)을 형성하여 차축핀(115)을 결합시 차축핀홈(116)에 잔존하는 공기가 배출되어 공기 압축으로 차축핀(115)의 결합을 방해받지 않도록 한다.

상기 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 중간부는 미션케이스(106)와 스토퍼, 베어링 및 부트실과 같은 차축유지수단(118)으로 마감하여 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 회전에 지장을 초래하지 않으면서 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지하면서 내부의 그리스 및 오일류가 유출되는 것을 방지할 수 있도록 함은 당연할 것이다.

상기 구동기어(111)의 축보스(112)와 좌륜 및 우륜차축(113,114)에는 구동기어(111)의 동력을 좌륜 및 우륜차축(113,114)으로 전달을 선택하여 조향을 수행할 수 있는 클러치(120)를 설치한다.

상기 클러치(120)는, 축보스(112)와 좌륜 및 우륜차축(113,114)에 형성하여 구동기어(111)의 동력을 좌륜 및 우륜차축(113,114)으로 전달하는 동력전달수단(121)과, 상기 축보스(112)의 외면에 설치되어 동력전달수단(121)의 동력전달을 해제하는 동력해지수단(122)으로 구성한다.

상기 동력전달수단(121)은, 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 외면에 다수개의 동력전달홈(125)을 스플라인 형태로 형성하고, 상기 축보스(112)에는 동력전달홈(125)과 동일한 수의 볼탈출홀(126)을 형성한다.

상기 동력전달홈(125)과 볼탈출홀(126)에는 볼(127)을 위치시키는 데, 동력전달홈(125)의 깊이(D)와 볼탈출홀(126)의 깊이(D1)의 합이 볼(127)의 직경(D2)과 동일하게 하여 동력전달시에는 볼(127)이 동력전달홈(125)과 볼탈출홀(126)에 걸쳐있도록 한다.

물론, 동력을 전달하지 않도록 하고자 할 경우에는 볼(127)의 중심위치 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 외면(128)에 의하여 동력전달홈(125)을 벗어나 도록 함으로서 동력이 차단되고, 동력이 전달되는 차축만 구동하므로 동력이 차단된 방향으로 선회가 가능하도록 한다.

상기 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 외면(128) 중 볼(127)이 위치하는 곳에는 미세하게 요입된 볼유지홈(129)을 형성하여 볼(127)이 동력전달홈(125)과 볼탈출홀(126)로 승강하는 과정에서 안정되게 제 위치를 유지하여 유동성을 최소화할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 동력해지수단(122)은, 관체형상의 해지관(130)을 축보스(112)의 외면 양측에 설치하고, 상기 해지관(130)의 외경부 중앙에는 작동림(131)을 형성하여 작동림(131)의 내측과 구동기어(111)의 외면 사이에 개재되는 복원스프링(132)에 의하여 항상 외측방향으로 밀려나 있도록 한다.

상기 복원스프링(132)은 적은 힘으로도 쉽게 작동하여 노약자 및 여성도 쉽게 레버를 조작할 수 있도록 스프링상수를 0.3㎏/㎜로 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 작동림(131)의 외측에는 미션케이스(106)에 힌지핀(133)으로 유지되고 핸들에 구비되는 레버와 와이어 또는 로드(134)로 연결되는 포크(135)와 연접되어 이용자의 레버작동에 의하여 포크(135)가 해지관(130)을 내측으로 이동시킬 수 있도록 한다.

상기 해지관(130)의 내경위치 내측단부에는 볼(127)의 탈출을 막을 수 있도록 볼탈출홀(126) 방향으로 돌출되는 탈출방지림(136)을 일체로 형성하고, 상기 탈출방지림(136)의 외측방향으로는 해지관(130)이 내측으로 이동시 탈출되는 볼(127)이 볼탈출홀(126)에 정상적으로 위치할 수 있도록 직경이 확대되는 확경부(137)을 형성한다.

상기 탈출방지림(136)과 확경부(137) 사이는 볼(127)의 탈출시 급격하게 튀어나오는 것을 방지하면서 단속시에는 부드럽게 볼(127)을 밀어서 탈출과 단속이 자연스럽게 이루어질 수 있도록 라운드(138)을 형성하는 것이 좋다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 소형관리기용 협폭형 조향장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

주행 또는 작업시에는 핸들(103)에 구비되는 레버를 잡지 않은 상태에 둠으로서 동력해지수단(122)의 해지관(130)이 복원스프링(132)에 의하여 외측으로 밀려나 있는 상태가 되고, 해지관(130)의 내경위치 내측단부에서 볼탈출홀(126) 방향으로 돌출된 탈출방지림(136)이 볼(127)의 상면에 위치하고 있게 된다.

그러므로 구동기어(111)의 동력이 축보스(112)와 볼탈출홀(127), 볼(127) 및 동력전달홈(125)을 통하여 좌륜차축(113)과 우륜차축(114)으로 전달되므로 결국에는 바퀴(107)를 구동시켜 주행이 가능하게 되는 것이다.

이러한 상태에서 방향을 선회하고자 할 경우에는 핸들(103)에 구비된 레버를 잡아줌으로서 클러치(120)가 작동하여 목적하는 위치로 선회할 수 있게 된다.

즉, 우측으로 선회하고자 할 경우에는 우측레버를 잡아주면 우륜차축(114)의 동력이 차단되고 좌륜차축(113)만 회전하게 되므로 회전이 빠른 좌륜이 우측으로 빠르게 회전하고 우륜은 정지되어 있는 상태가 되므로 우측으로 선회할 수 있게 되고, 좌측으로 선회하고자 할 경우에는 좌측레버를 잡아주면 좌륜차축(113)의 동력이 차단되고 우륜차축(114)만 회전하게 되므로 좌측으로 선회가 가능하게 되는 것이다.

이와 같이 목적하는 위치로 선회를 위하여 레버를 잡아주면, 레버와 연결된 포크(135)가 힌지핀(133)을 기점으로 내측(미션케스의 중앙 방향)으로 움직이게 되고, 포크(135)와 연접된 해지관(130)이 복원스프링(132)을 압축하면서 내측으로 이동하게 된다.

그러면, 해지관(130)의 내경위치 내측단부에 형성된 탈출방지림(136)이 볼(127)의 위치를 벗어나게 되고, 동시에 좌측 및 우측차축(113,114)이 회전하면서 동력전달홈(125)과 볼탈출홀(126)이 어긋날 때 볼유지홈(129)이 볼(127)을 볼탈출홀(126)로 밀어내게 되므로 결국에는 해지관(130)이 이동한 위치의 좌륜 및 우륜차축(113,114)으로는 동력이 전달되지 않게 되는 것이다.

이때 볼(127)은 볼유지홈(129)과 볼탈출홀(126) 및 확경부(137)에 위치하고 있으며, 선회가 이루어진 후에는 잡고 있던 레버를 놓으면 포크(135)가 해지관(130)을 밀고 있던 상태를 해지하게 되고, 복원스프링(132)에 의하여 원래의 위치로 복귀하게 된다.

이 과정에서 확경부(137)와 탈출방지림(136)을 연결하고 있는 라운드(138)가 볼(127)을 자연스럽게 밀어서 볼탈출홀(126)과 동력전달홈(125)으로 밀어넣고, 동시에 복원스프링(132)에 의하여 해지관(130)이 원래의 위치에 도달하면 탈출방지림(136)이 볼(127)의 상부에 위치하여 탈출을 방지하게 되므로 구동기어(111)의 동력을 좌륜 및 우륜차축(113,114)으로 전달할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은, 관련부품 수를 줄이고 에어홀을 형성하여 조립의 용이성을 제공할 수 있고, 작동과정에서 발생할 수 있는 소음을 저감하면서 동력전달과 절환을 용이하게 할 수 있고 차축간의 간격을 최소화하여 협폭의 관리기를 제공하는 것이 가능하고, 조작에 큰 힘이 들지 않기 때문에 노약자와 여성도 쉽게 제어할 수 있는 등의 장점을 가진다.

100; 소형관리기 106; 미션케이스
110; 조향장치 111; 구동기어
112; 축보스 13; 좌측차축
114; 우측차축 115; 차축핀
116; 차축핀홈 117; 에어홀
120; 클러치 121; 동력전달수단
122; 동력해지수단 125; 동력전달홈
126; 볼탈출홀 127; 볼
129; 볼유지홈 130; 해지관
131; 작동림 132; 복원스프링
135; 포크 136; 탈출방지림
137; 확경부

Claims (5)

1. 변속기어의 동력을 전달받는 아이들기어(109)와 맞물리도록 미션케이스(106)의 하부 중앙에 배치하는 구동기어(111)와;
   상기 구동기어(111)의 축중심 양측으로 돌출되는 축보스(112)에 결합되는 좌륜차축(113) 및 우륜차축(114)과;
   상기 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 축중심에 형성하는 차축핀홈(116)에 결합되어 좌륜 및 우륜차축(113,114)을 유지하는 차축핀(115)과;
   상기 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 중간부와 미션케이스(106)에 마감하는 차축유지수단(118)과;
   좌륜 및 우륜차축(113,114)의 외면에 스플라인 형태로 다수개 형성하는 동력전달홈(125)과, 상기 축보스(112)에 동력전달홈(125)과 동일한 수로 형성하는 볼탈출홀(126)과, 상기 동력전달홈(125)과 볼탈출홀(126)에 위치시키는 볼(127)을 포함하여 구동기어(111)의 동력을 좌륜 및 우륜차축(113,114)으로 전달하는 동력전달수단(121)과;
   축보스(112)의 외면 양측에 설치하는 해지관(130)과, 해지관(130)의 외경부 중앙에 형성하는 작동림(131)과, 작동림(131)의 내측과 구동기어(111)의 외면 사이에 개재되는 복원스프링(132)과, 해지관(130)을 내측으로 이동시키는 포크(135)와, 해지관(130)의 내경위치 내측단부에 볼(127)의 탈출을 막을 수 있게 형성하는 탈출방지림(136)으로 구성되어 동력을 해지하는 동력해지수단(122)으로 구성되는 클러치(120)를 포함하는 소형관리기용 협폭형 조향장치에 있어서;
   동력전달시 볼(127)이 동력전달홈(125)과 볼탈출홀(126)에 걸쳐있도록 동력전달홈(125)의 깊이(D)와 볼탈출홀(126)의 깊이(D1)의 합은 볼(127)의 직경(D2)과 동일하게 하고;
   상기 좌륜 및 우륜차축(113,114)의 외면(128) 중 볼(127)이 위치하는 곳에 볼유지홈(129)을 형성하여 볼(127)이 동력전달홈(125)과 볼탈출홀(126)로 승강하는 과정에서 안정되게 제 위치를 유지할 수 있도록 하고;
   상기 복원스프링(132)의 스프링상수는 0.3㎏/㎜로 하여 노약자 및 여성도 쉽게 레버를 조작할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 소형관리기용 협폭형 조향장치.
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