KR102244205B1 - 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치 - Google Patents

소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치에 관한 것으로서, 특히 정회전하는 동력을 기어박스없이 정회전 또는 역회전으로 출력하여 전달할 수 있도록, 엔진의 제1 회전축에 결합되어 엔진의 동력에 의해 회전되는 제1 풀리; 상기 제1 풀리의 하측에 구비되고 중앙에 제2 회전축이 결합되는 제2 풀리; 상기 제1 풀리의 일측에서 제1 풀리보다 상측에 구비되는 제1 아이들러; 상기 제1 풀리의 타측에서 제1 풀리와 제2 풀리 사이에 구비되는 제2 아이들러; 상기 제1 풀리 및 제2 풀리를 둘러싸면서 느슨한 상태를 이루는 전진 벨트; 상기 제1 아이들러와 제2 풀리를 둘러싸면서 제1 풀리와 접하지 않게끔 구비된 후진 벨트;를 포함하여, 상기 제2 아이들러가 일측으로 이동하여 전진 벨트를 밀면, 정회전하는 제1 풀리의 동력이 전진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 정회전시키고, 상기 제1 아이들러가 타측으로 이동하여 후진 벨트가 제1 풀리와 접하면, 정회전하는 제1 풀리의 동력이 후진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 역회전시키는 것을 특징으로 하는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치에 관한 것이다.

Description

소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치{Apparatus for changing rotating direction of power for a small agricultural machine}
본 발명은 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치에 관한 것으로서, 특히 기어박스없이 정회전의 동력 또는 역회전의 동력을 전달할 수 있는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치에 관한 것이다.
일반적으로 농촌 인력의 노령화, 부녀화 등으로 인해 기계화 영농이 발전함에 따라, 농작물의 운반을 비롯하여, 쟁기 작업, 로터리 작업, 비닐하우스의 비닐덮기 작업, 고랑파기 작업 등 여러가지 작업을 수행하기 위하여 농업용 관리기와 같은 소형 농기계가 보급되고 있는 실정이다.
이러한 소형 농기계는 통상 엔진으로부터 발생되는 동력을 전달하기 위하여 벨트가 사용되며, 해당 동력을 정회전으로 출력하여 전진하거나, 해당 동력을 역회전으로 출력하여 후진하기 위하여 기어박스가 사용되고 있다.
이처럼 기어박스가 포함된 소형 농기계는 기어박스로 인해 무게가 상당히 증가되고, 제작시 기어박스를 장착하기 위한 공간을 마련하여야 하므로 생산비용이 증가되며 구조가 복잡해진다는 문제가 있다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1221485호 '농업용 관리기'
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 정회전하는 동력을 기어박스없이 정회전 또는 역회전으로 출력하여 전달할 수 있는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치를 제공함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치는, 엔진의 제1 회전축에 결합되어 엔진의 동력에 의해 회전되는 제1 풀리; 상기 제1 풀리의 하측에 구비되고 중앙에 제2 회전축이 결합되는 제2 풀리; 상기 제1 풀리의 일측에서 제1 풀리보다 상측에 구비되는 제1 아이들러; 상기 제1 풀리의 타측에서 제1 풀리와 제2 풀리 사이에 구비되는 제2 아이들러; 상기 제1 풀리 및 제2 풀리를 둘러싸면서 느슨한 상태를 이루는 전진 벨트; 상기 제1 아이들러와 제2 풀리를 둘러싸면서 제1 풀리와 접하지 않게끔 구비된 후진 벨트;를 포함하여, 상기 제2 아이들러가 일측으로 이동하여 전진 벨트를 밀면, 정회전하는 제1 풀리의 동력이 전진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 정회전시키고, 상기 제1 아이들러가 타측으로 이동하여 후진 벨트가 제1 풀리와 접하면, 정회전하는 제1 풀리의 동력이 후진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 역회전시킨다.
또한, 상기 제1 풀리 및 제2 풀리는 각각 제1 풀리홈과 제2 풀리홈이 원주를 따라 함임형성되되, 상기 전진 벨트는 제1 풀리의 제1 풀리홈과, 제2 풀리의 제1 풀리홈을 둘러싸게끔 구비되고, 상기 제1 아이들러는 제1 풀리의 제2 풀리홈과 대응되는 위치에 구비되며, 상기 후진 벨트는 제2 풀리의 제2 풀리홈과 제1 아이들러를 둘러싸면서, 제1 아이들러가 타측으로 이동시 제1 풀리의 제2 풀리홈에 접할 수 있다.
또한, 상기 엔진 중 제1 회전축이 돌출된 측면에 측방향으로 회전되게끔 결합되고 상단에 제1 아이들러가 결합되는 후진클러치암;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 회전축은 엔진이 구비된 방향과 반대방향을 향해 돌출되도록 제2 풀리에 결합되되, 상기 제2 회전축이 돌출된 측에 구비된 고정부재에 측방향으로 회전되게끔 결합되고 상단에 제2 아이들러가 결합되는 전진클러치암;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 후진클러치암의 일측으로 회전 또는 상기 전진클러치암의 타측으로 회전을 제한하는 회전제한부재;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제2 아이들러를 일측으로 이동시켜 정회전하는 제1 풀리의 동력이 전진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 정회전시켜 소형 농기계가 전진되도록 할 수 있으며, 제1 아이들러를 타측으로 이동시켜 정회전하는 제1 풀리의 동력이 후진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 역회전시켜 소형 농기계가 후진되도록 할 수 있다.
이와 같이 기어박스를 사용하지 않더라도 전진/후진을 위한 동력의 회전 방향을 전환시킬 수 있는바, 소형 농기계의 무게와 생산비용을 줄일 수 있으며, 구조를 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치의 전체적인 결합구조를 보여주는 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치의 구조를 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치에 적용되는 후진클러치암과, 이의 회전을 제한하는 회전제한부재를 보여주는 부분확대도,
도 5는 본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치에 적용되는 전진클러치암과, 이의 회전을 제한하는 회전제한부재를 보여주는 부분확대도.
본 발명에서는 정회전하는 동력을 기어박스없이 정회전 또는 역회전으로 출력하여 전달할 수 있도록, 엔진의 제1 회전축에 결합되어 엔진의 동력에 의해 회전되는 제1 풀리; 상기 제1 풀리의 하측에 구비되고 중앙에 제2 회전축이 결합되는 제2 풀리; 상기 제1 풀리의 일측에서 제1 풀리보다 상측에 구비되는 제1 아이들러; 상기 제1 풀리의 타측에서 제1 풀리와 제2 풀리 사이에 구비되는 제2 아이들러; 상기 제1 풀리 및 제2 풀리를 둘러싸면서 느슨한 상태를 이루는 전진 벨트; 상기 제1 아이들러와 제2 풀리를 둘러싸면서 제1 풀리와 접하지 않게끔 구비된 후진 벨트;를 포함하여, 상기 제2 아이들러가 일측으로 이동하여 전진 벨트를 밀면, 정회전하는 제1 풀리의 동력이 전진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 정회전시키고, 상기 제1 아이들러가 타측으로 이동하여 후진 벨트가 제1 풀리와 접하면, 정회전하는 제1 풀리의 동력이 후진 벨트를 통해 전달되어 제2 풀리를 역회전시키는 것을 특징으로 하는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치를 제안한다.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하, 본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치는 첨부된 도 1 내지 도 5를 참고로 상세하게 설명한다.
본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치는, 기본적으로 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 풀리(100), 제2 풀리(200), 제1 아이들러(300), 제2 아이들러(400), 전진 벨트(500) 및 후진 벨트(600)를 포함하며, 후진클러치암(700), 전진클러치암(800), 회전제한부재(910,920)를 더 포함할 수 있다.
제1 풀리(100)는 원통 형태를 이루며 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 소형 농기계의 엔진(10)의 출력축인 제1 회전축(20)과 함께 회전되도록 제1 회전축(20)에 결합되어, 엔진(10)의 동력에 의해 회전된다.
제2 풀리(200)는 원통 형태를 이루고 제1 풀리(100)의 하측에 구비되며, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 중앙에 소형 농기계의 바퀴 등으로 동력을 전달하는 제2 회전축(30)이 결합된다. 이때, 제2 회전축(30)은 제2 풀리(200)와 함께 회전되도록 결합되며, 제1 회전축(20)과 평행하게끔 구비된다. 또한, 제2 회전축(30)은 엔진(10)이 구비된 방향과 반대방향을 향해 돌출되도록 제2 풀리(200)에 결합될 수 있다. 그리고 제2 풀리(200)는 제1 풀리(100)보다 직경이 크게 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 제1 풀리(100) 및 제2 풀리(200)는 두 개의 벨트(후술할 전진 벨트(500) 및 후진 벨트(600))에 의해 동력을 전달할 수 있도록 형성된다. 따라서, 제1 풀리(100) 및 제2 풀리(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 각각 제1 풀리홈(110, 210)과 제2 풀리홈(120, 220)이 원주를 따라 함입형성된다. 제1 풀리홈(110, 210)과 제2 풀리홈(120, 220)은 제1 풀리(100) 및 제2 풀리(200)의 크기를 최소화하기 위하여 인접하게 형성됨이 바람직하다. 그리고 제1 풀리(100)와, 제1 풀리(100)의 하측에 구비되는 제2 풀리(200)는 각각의 제1 풀리홈(110, 210)과 제2 풀리홈(120, 220)의 위치가 상하방향으로 대응되게끔 구비되어, 벨트에 의한 동력 전달 효율이 감소됨을 방지함이 바람직하다.
제1 아이들러(300)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 원통 형태를 이루며 제1 풀리(100)의 일측에서 제1 풀리(100)보다 상측에 구비되며, 제1 아이들러(300)의 회전축은 제1 회전축(20)과 평행하게끔 구비된다. 또한, 제1 아이들러(300)는 벨트에 의해 동력을 전달할 수 있도록 원주를 따라 풀리홈이 형성된다. 제1 아이들러(300)는 이에 형성된 풀리홈이 제1 풀리(100)의 제2 풀리홈(120)과 대응되는 위치에 구비된다.
제1 아이들러(300)는 측방향으로 이동되도록 구비된다. 이를 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 엔진(10) 중 제1 회전축(20)이 돌출된 측면에 측방향으로 회전되게끔 후진클러치암(700)이 결합되고, 후진클러치암(700)의 상단에 제1 아이들러(300)가 결합된다. 구체적으로, 제1 아이들러(300)는 볼베어링과, 링 형태를 이루어 볼베어링을 감싸면서 외주를 따라 풀리홈이 형성된 제1 아이들러 커버를 포함할 수 있으며, 볼베어링은 부싱 등을 통해 후진클러치암(700)의 상단에 결합될 수 있다. 엔진(10)이 구비된 측을 전방이라 하였을 때, 제1 아이들러(300)는 후진클러치암(700)의 상단 후방에 구비된다. 또한, 후진클러치암(700)의 상단에는 'ㄷ'자 형태를 이루며 제1 아이들러(300)의 측면 및 정면과 이격되면서 제1 아이들러(300)를 둘러싸는 가드가 형성될 수 있으며, 가드는 제1 아이들러(300)의 이동시 제1 아이들러(300)에 감긴 벨트가 제1 아이들러(300)로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.
제2 아이들러(400)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 원통 형태를 이루며 제1 풀리(100)의 타측에서 제1 풀리(100)와 제2 풀리(200) 사이에 구비되며, 제2 아이들러(400)의 회전축은 제1 회전축(20)과 평행하게끔 구비된다. 또한, 제2 아이들러(400)는 벨트의 움직임을 가이드할 수 있도록 원주를 따라 풀리홈이 형성된다. 제2 아이들러(400)는 이에 형성된 풀리홈이 제1 풀리(100)의 제1 풀리홈(110)과 대응되는 위치에 구비된다.
제2 아이들러(400)는 측방향으로 이동되도록 구비된다. 이를 위해, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 제2 회전축(30)이 돌출된 측, 즉 엔진(10)이 구비된 방향과 반대방향에 움직이지 않는 고정부재(40)에 측방향으로 회전되게끔 전진클러치암(800)이 결합되고, 전진클러치암(800)의 상단에 제2 아이들러(400)가 결합된다. 구체적으로, 제2 아이들러(400)는 볼베어링과, 링 형태를 이루어 볼베어링을 감싸면서 외주를 따라 풀리홈이 형성된 제2 아이들러 커버를 포함할 수 있으며, 볼베어링은 부싱 등을 통해 전진클러치암(800)의 상단에 결합될 수 있다. 엔진(10)이 구비된 측을 전방이라 하였을 때, 제2 아이들러(400)는 전진클러치암(800)의 상단 전방에 구비된다.
상술한 후진클러치암(700)과 전진클러치암(800)은 일지점에 케이블이 연결되어, 사용자의 조작에 따라 케이블이 당겨져 일측 또는 타측으로 이동되게끔 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전진 벨트(500)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 풀리(100) 및 제2 풀리(200)를 둘러싸도록 구비되며, 제2 아이들러(400)가 일측으로 이동하지 않아 전진 벨트(500)를 밀지 않을 경우, 느슨한 상태를 이루어 제1 풀리(100)의 제1 풀리홈(110)에 접하지 않게 되는바, 제1 풀리(100)가 엔진(10)의 동력에 의해 회전되더라도 제1 풀리(100)에 의해 제2 풀리(200)로 동력이 전달되지 않는다. 반면, 제2 아이들러(400)가 일측으로 이동하여 제1 풀리(100)와 제2 풀리(200)를 둘러싸는 전진 벨트(500)를 밀면, 전진벨트(500)가 제1 풀리(100)의 제1 풀리홈(110)에 접하게 되는바, 엔진(10)의 동력에 의해 정회전하는 제1 풀리(100)의 동력이 전진 벨트(500)를 통해 전달되어 제2 풀리(200)를 정회전시켜, 소형 농기계가 전진될 수 있다. 상술한 바와 같이, 전진 벨트(500)를 통해 동력이 전달되는 경우는 후진 벨트(600)가 제1 풀리(100)와 접하지 않는 것을 전제로 설명한 것이며, 전진 벨트(500)를 통해 동력이 전달되지 않는 경우는 후진 벨트(600)가 제1 풀리(100)와 접하지 않거나, 후진 벨트(600)가 제1 풀리(100)와 접한 것을 전제로 설명한 것이다.
후진 벨트(600)는 제1 아이들러(300)와 제2 풀리(200)를 둘러싸도록 구비되며, 제1 아이들러(300)가 타측으로 이동하지 않아 후진 벨트(600)가 제1 풀리(100)와 접하지 않을 경우, 제1 풀리(100)가 엔진(10)의 동력에 의해 회전되더라도 제1 풀리(100)에 의해 제2 풀리(200)로 동력이 전달되지 않는다. 반면, 제1 아이들러(300)가 타측으로 이동하여 후진 벨트(600)가 제1 풀리(100)의 제2 풀리홈(120)에 접하게 되면, 엔진(10)의 동력에 의해 정회전하는 제1 풀리(100)의 동력이 후진 벨트(600)를 통해 전달되어 제2 풀리(200)를 역회전시켜, 소형 농기계가 후진될 수 있다. 상술한 바와 같이, 후진 벨트(600)를 통해 동력이 전달되는 경우는 전진 벨트(500)가 제1 풀리(100)와 접하지 않는 것을 전제로 설명한 것이며, 후진 벨트(600)를 통해 동력이 전달되지 않는 경우는 전진 벨트(500)가 제1 풀리(100)와 접하지 않거나, 전진 벨트(500)가 제1 풀리(100)와 접한 것을 전제로 설명한 것이다.
이와 같이 본 발명인 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치는, 동력의 회전 방향을 전환하기 위한 별도의 기어박스를 사용하지 않더라도, 전진/후진을 위한 동력의 회전 방향을 전환시킬 수 있는바, 소형 농기계의 무게와 생산비용을 줄일 수 있으며, 구조를 간소화할 수 있다.
한편, 본 발명은 후진클러치암(700)의 일측으로 회전을 제한하기 위한 회전제한부재(910)를 포함할 수 있으며, 회전제한부재(910)는 일 예로 엔진(10)으로부터 돌출형성되어 상단이 일측으로 소정의 각도만큼 회전된 후진클러치암(700)과 접할 수 있다. 그리고 본 발명은 전진클러치암(800)의 타측으로 회전을 제한하기 위한 회전제한부재(920)를 포함할 수 있으며, 회전제한부재(920)는 일 예로 전진클러치암(800)의 타측편에 인접하게 설치되며 전후방향으로 배치되는 프레임으로 구성될 수 있으며, 프레임의 상단은 전진클러치암(800)의 하부보다 놓은 위치되어, 상단이 타측으로 소정의 각도만큼 회전된 전진클러치암(800)과 접할 수 있다. 또한, 전진클러치암(800)과 회전제한부재(920)는 스프링으로 연결되어, 평상시 전진 벤트(500)가 제1 풀리(100)에 접하지 않는 상태를 이루다가, 사용자가 상기 스프링의 탄성력보다 강한 힘으로 조작시 전진클러치암(800)이 일측으로 회전되어 전진 벨트(500)가 제1 풀리(100)에 접하도록 구성할 수도 있다.
상술한 회전제한부재(910, 920)를 통해, 제1 아이들러(300)가 일측으로 이동하거나, 제2 아이들러(400)가 타측으로 이동하는 경우, 과도한 이동을 방지할 수 있는바, 사용자의 조작시 전진 벨트(500) 또는 후진 벨트(600)를 통해 즉각적인 동력 전달이 가능하다.
10 : 엔진 20 : 제1 회전축
30 : 제2 회전축 40 : 고정부재
100 : 제1 풀리 110 : 제1 풀리홈
120 : 제2 풀리홈
200 : 제2 풀리 210 : 제1 풀리홈
220 : 제2 풀리홈
300 : 제1 아이들러 400 : 제2 아이들러
500 : 전진 벨트 600 : 후진 벨트
700 : 후진클러치암 800 : 전진클러치암
910, 920 : 회전제한부재

Claims (5)

  1. 엔진(10)의 제1 회전축(20)에 결합되어 엔진(10)의 동력에 의해 회전되는 제1 풀리(100);
    상기 제1 풀리(100)의 하측에 구비되고 중앙에 제2 회전축(30)이 결합되는 제2 풀리(200);
    상기 제1 풀리(100)의 일측에서 제1 풀리(100)보다 상측에 구비되는 제1 아이들러(300);
    상기 제1 풀리(100)의 타측에서 제1 풀리(100)와 제2 풀리(200) 사이에 구비되는 제2 아이들러(400);
    상기 제1 풀리(100) 및 제2 풀리(200)를 둘러싸면서 느슨한 상태를 이루는 전진 벨트(500);
    상기 제1 아이들러(300)와 제2 풀리(200)를 둘러싸면서 제1 풀리(100)와 접하지 않게끔 구비된 후진 벨트(600);를 포함하여,
    상기 제2 아이들러(400)가 일측으로 이동하여 전진 벨트(500)를 밀면, 정회전하는 제1 풀리(100)의 동력이 전진 벨트(500)를 통해 전달되어 제2 풀리(200)를 정회전시키고,
    상기 제1 아이들러(300)가 타측으로 이동하여 후진 벨트(600)가 제1 풀리(100)와 접하면, 정회전하는 제1 풀리(100)의 동력이 후진 벨트(600)를 통해 전달되어 제2 풀리(200)를 역회전시키는 것을 특징으로 하는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 풀리(100) 및 제2 풀리(200)는 각각 제1 풀리홈(110, 210)과 제2 풀리홈(120, 220)이 원주를 따라 함임형성되되,
    상기 전진 벨트(500)는 제1 풀리(100)의 제1 풀리홈(110)과, 제2 풀리(200)의 제1 풀리홈(210)을 둘러싸게끔 구비되고,
    상기 제1 아이들러(300)는 제1 풀리(100)의 제2 풀리홈(120)과 대응되는 위치에 구비되며,
    상기 후진 벨트(600)는 제2 풀리(200)의 제2 풀리홈(220)과 제1 아이들러(300)를 둘러싸면서, 제1 아이들러(300)가 타측으로 이동시 제1 풀리(100)의 제2 풀리홈(120)에 접하는 것을 특징으로 하는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엔진(10) 중 제1 회전축(20)이 돌출된 측면에 측방향으로 회전되게끔 결합되고 상단에 제1 아이들러(300)가 결합되는 후진클러치암(700);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 회전축(30)은 엔진(10)이 구비된 방향과 반대방향을 향해 돌출되도록 제2 풀리(200)에 결합되되,
    상기 제2 회전축(30)이 돌출된 측에 구비된 고정부재(40)에 측방향으로 회전되게끔 결합되고 상단에 제2 아이들러(400)가 결합되는 전진클러치암(800);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 농기계 동력의 회전 방향 전환 장치.
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