KR102255133B1 - 이앙기의 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물과 가까운 이앙기의 작업환경을 고려하여 동력전달이 확실한 전달장치를 제안한다. 본 발명의 동력전달장치는, 가로방향으로 배치되어 가로 방향의 출력축을 가지는 엔진(2)과; 상기 엔진을 냉각시키기 위하여 엔진의 측면에 설치되는 라디에이터(4); 상기 엔진의 출력을 받을 수 있도록 세로 방향의 입력축을 가지고 설치되는 HST(8); 그리고 엔진의 출력축에서 HST의 입력축으로 동력을 전달할 수 있도록, 다수의 기어가 내부에 설치되고, 전후 방향의 기어박스 출력축을 구비하는 기어박스(10)를 구비한다. 여기서 기어박스(10)는 엔진과 라디에이터 사이의 하부에 설치된다. 그리고 기어박스 내부에는, 엔진과 HST의 높이차이에 대응하는 상하방향으로 서로 맞물리도록 배치되는 것과 같이 전후 방향으로, 엔진의 출력축과 연결되는 구동기어(12)와, 상기 구동기어와 맞물리는 중간기어(14), 상기 중간기어와 맞물리는 종동기어(16), 그리고 상기 종동기어의 회전을 전후방향의 기어박스 출력축으로 전달하기 위한 한 쌍의 베벨기어로 구성된다.

Description

이앙기의 동력전달장치{Power transmitting device for rice planting machine}

본 발명은 이앙기의 동력전달장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벨트를 이용한 동력전달을 기어를 이용하는 동력전달장치로 변경함으로써 이앙기의 사용 환경에 더욱 적합할 뿐만 아니라 엔진 부근의 구성을 더욱 컴팩트하게 할 수 있는 이앙기의 동력전달장치에 관한 것이다.

일반적으로 이앙기는 엔진을 구동원으로 사용하고 있고, 이러한 엔진에서 예를 들면 HST(Hydrostatic Transmission)로 동력을 전달하는 동력전달장치로 벨트 동력 전달을 이용하고 있다. 이와 같이 벨트를 이용하게 되면 엔진 및 주행 등에서 발생하는 진동을 흡수할 수 있다는 장점이 있기는 하나, 실질적인 이앙기의 사용 환경에서 볼 때 바람직하지 못하다고 할 수 있다.

이앙기의 사용은 물과 밀접한 관련이 있는데, 동력전달을 위한 벨트가 물에 노출되면 풀리에 대하여 벨트의 슬립이 발생하는 등 동력전달의 측면에서부터 문제가 발생한다. 예를 들면, 벨트를 이용한 동력전달장치에서 벨트는 상하 방향으로 배치되기 때문에 특히 하부에 있는 물에 쉽게 노출될 수밖에 없거나, 대형 트렉터의 로터리 작업에 의하여 논이 깊어지는 이앙기의 작업 환경을 고려할 때 이러한 단점은 피하기 어려운 것으로 생각된다. 그리고 이와 같이 논의 물에 접촉하여 발생하는 동력전달의 문제점 이외에도, 벨트가 소모성 부품이라는 점에 기인해서도 상당한 불편함이 제기될 수도 있다.

본 발명의 목적은, 물기가 많은 이앙기의 작업 환경에도 불구하고, 동력전달의 손실이 없는 이앙기의 동력전달장치를 제공하는 것이라고 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 기어(Gear Train)를 이용하면서도, 엔진 및 주행에 의하여 발생하는 진동을 충분히 흡수함으로써 동력전달의 안정성을 충분히 확보할 수 있는 이앙기의 동력전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 엔진의 배치를 최대한 컴팩트하게 구현할 수 있는 이앙기의 동력전달장치를 제공하는 것이라고 할 수 있다.

이와 같은 목적 달성을 위한 본 발명의 이앙기 동력전달장치는; 가로방향으로 배치되어 가로 방향의 출력축을 가지는 엔진과; 상기 엔진을 냉각시키기 위하여 엔진의 측면에 설치되는 라디에이터; 상기 엔진의 출력을 받을 수 있도록 세로 방향의 입력축을 가지고 설치되는 HST; 그리고 엔진의 출력축에서 HST의 입력축으로 동력을 전달할 수 있도록, 다수의 기어가 내부에 설치되고, 전후 방향의 기어박스 출력축을 구비하는 기어박스로 구성된다. 여기서 기어박스는 엔진과 라디에이터 사이의 하부에 설치되고, 상기 기어박스 내부에 설치되는 다수의 기어는 엔진과 HST의 높이차이에 대응하는 상하방향으로 서로 맞물리도록 배치되는 것과 같이 전후 방향으로 배치되어 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 기어박스 내부의 기어는, 엔진의 출력축과 연결되는 구동기어와, 상기 구동기어와 맞물리는 중간기어, 상기 중간기어와 맞물리는 종동기어, 그리고 상기 종동기어의 회전을 전후방향의 기어박스 출력축으로 전달하기 위한 한 쌍의 베벨기어로 구성되고 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 기어박스의 출력축과, HST의 입력축 사이에는 유니버셜 죠인트가 개재되어 있어서, 엔진에 기인하는 진동에 충분히 대응할 수 있게 된다. 그리고 이러한 유니버셜 죠인트는 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 기어박스 내부의 기어 중의 어느 하나의 중심축을 기어와 연동하도록 구성하고, 기어박스의 외측으로 연장하여 별도의 구동원으로 사용하는 것이 가능하게 될 것으로 기대된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 기본적으로 기어박스 내부에 배치되는 다수의 기어를 이용하여 엔진의 동력을 전달하고 있기 때문에, 이앙기가 사용되는 논의 환경에 무관하게 정확한 동력의 전달이 가능하다는 장점을 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 예를 들면 깊은 논에서 작업하는 경우, 벨트 동력전달의 경우에는 벨트의 슬립에 의하여 구동이 불가능한 경우가 발생할 수 있으나, 본 발명에서는 기어열을 이용한 동력전달이기 때문에 어떠한 환경에서도 동력전달은 정확하게 수행되어 이앙기의 구동에 거의 영향을 미치지 않는 장점을 기대할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명에 의하면, 기어박스에서 HST로 동력을 전달하는 경로 상에 유니버셜 죠인트가 개재되고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 유니버셜 죠인트를 이용함으로써 엔진 및 주행에서 발생하는 진동을 충분히 흡수할 수 있게 되는 장점도 기대된다. 여기서 한 쌍의 유니버셜 죠인트를 개재함으로써, 내장된 베어링의 수명을 충분히 확보할 수 있는 신뢰도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

또한 본 발명과 같이 다수의 기어를 이용하는 동력전달 체계를 구현하게 되면, 실질적으로 엔진을 가로 방향으로 배치하는 것이 더욱 쉽게 구현될 수 있기 때문에, 실질적으로 이앙기에서 엔진 부근의 컴팩트한 구성을 더욱 쉽게 달성할 수 있을 것으로 기대된다. 여기서 본 발명에 의하면, 동력전달을 위한 기어박스는 엔진과 라디에이터 사이에 배치하고 있는데, 이러한 설계를 통하여 전체적인 공간 사용의 효율을 최대화시키고 있음을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 동력전달장치를 보인 측면도.
도 2는 본 발명의 동력전달장치를 보인 부분 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 동력전달장치의 요부를 보인 분해 사시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하여 본 발명에 대하여 더욱 상게하게 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2를 참고하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 동력전달장치는, 엔진(2)의 동력을 HST(Hydrostatic Transmission)(8)으로 전달하는 장치라고 할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 동력전달장치는 기어박스(10)의 내부에 설치된 다수의 기어를 이용하고 있다.

도 1 및 도 2에서 전방(F) 및 후방(R)을 표시하는 화살표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 구동원이라고 할 수 있는 엔진(2)은 가로 방향으로 설치되어 있다. 이와 같이 가로 방향으로 엔진(2)을 배치하게 되면 전후방향의 길이를 더욱 컴팩트하게 설계하는 것이 가능하게 될 것이고, 엔진의 출력축은 가로 방향으로 배치되어 후술하는 기어박스(10)를 통한 동력전달 설계가 더욱 편리하게 된다고할 수 있다.

그리고 엔진(2)의 냉각과 관련된 라디에이터(4)는 엔진(2)의 측면에 배치되어 있음을 확인할 수 있고, 엔진(2)과 라디에이터(4) 사이에는 엔진(2)에 의하여 회전하는 냉각팬(6)이 설치되어 있음을 알 수 있다. 여기서 동력전달을 위한 기어박스(10)는, 라디에이터(4)와 엔진(2) 사이, 더욱 바람직하게는 냉각팬(6)과 엔진(2) 사이의 하부에 설치된다.

이와 같이 기어박스(10)를 엔진(2)과 라디에이터(4) 사이의 하부에 배치함으로써, 실질적으로 공간을 최대한 활용하는 컴팩트한 설계가 가능하게 될 것으로 생각된다. 그리고 본 발명에서는, 상기 기어박스(10)의 출력축(18)이 후방을 향하도록 설치되어 있음을 알 수 있다. 다음에는 도 3을 같이 참고하면서 본 발명의 기어박스(10)에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 기어박스(10)의 내부에는, 엔진의 출력축과 연결되는 구동기어(12)와, 이러한 구동기어(12)와 맞물려 있는 중간기어(14), 그리고 중간기어(14)와 맞물려 있는 종동기어(16)가 설치되어 있다. 이들 기어(12,14,16)는 상하방향으로 설치되어 있고, 각각의 기어는 전후방향으로 배치되어 있다. 여기서 각각의 기어(12,14,16)가 전후 방향을 가진다는 것은, 실질적으로 그 중심축이 가로 방향으로 배치된다는 것과 같은 의미를 가진다. 그리고 기어박스(10) 내부의 모든 기어는 도시는 생략하고 있지만 서로 맞물려 회전하는 것을 지지하기 위하여 중심축을 가지고 있음은 당연하다.

이러한 기어(12,14,16)의 배치는 가로로 배치되는 엔진(2)의 출력축 방향을 고려한 것이라고 할 수 있다. 그리고 종동기어(16)의 회전은 동력전달장치의 출력축(18)과 연결되는데, 종동기어(16)의 중심축은 가로로 배치되고 기어박스 출력축(18)은 세로(이앙기의 전후방향)로 배치되기 때문에, 그 사이에는 도시하지 않은 한 쌍의 베벨기어가 설치되어 있다. 이러한 베벨기어 역시 기어박스(10)의 내부에 설치되는 것은 당연하다.

이와 같은 기어박스(10) 내부의 기어 배치에 의하여, 가로 배치의 엔진으로부터 후방을 향하는 출력축(18)으로 동력이 전달된다. 이와 같은 각각의 기어(12,14,16)가 내장되는 기어박스(10)는, 실질적으로 상술한 기어(12,14,16)를 내장할 수 있는 깊이를 가지는 박스본체(10a)와, 이러한 박스본체(10b)의 외측을 개폐하는 커버(10b)로 구성되고 있다.

그리고 기어박스(10) 내부의 기어(12,14,16)는 다수 개, 바람직하게는 3개가 상하로 배치되어 있음을 알 수 있는데, 이는 엔진(2)과 HST(8)의 위치와 관련된다. 예를 들어 현재 많은 제조원에 의하여 제조되고 있는 이앙기의 구조를 보면, 엔진(2)은 상대적으로 상부에, 그리고 HST(8)는 하부에 위치하는 것이 일반적이다. 따라서 이와 같은 배치를 그대로 활용하면서, 최소한의 설계 변경으로 본 발명의 동력전달장치를 적용할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.

따라서 구동기어(12)는 엔진의 출력축과 동일한 높이를 가지고, 종동기어(18)는 HST(8)의 입력축과 동일한 높이를 가지도록 설계하고, 그 사이에 동력전달을 위한 중간기어(14)를 설치하고 있는 것이다. 여기서 기어박스(10)의 내부에 구동기어(12) 및 종동기어(16) 두 개의 기어로 구성하면, 불필요하게 기어가 커지기 때문에, 기어박스(10)의 배치가 어렵게 된다. 그리고 중간기어(14)를 복수 개로 구성하게 되면, 기어가 너무 작아지고 중간기어를 경유하는 효율 저하라는 단점이 발생할 수 있다. 따라서 도시한 바와 같은 기어배치가 가장 바람직하다고 할 수 있다.

본 발명의 기어박스(10)에 내장된 기어(12,14,16)를 이용하면 별도의 독립된 외부 구동장치로 사용할 수 있는 설계상의 장점도 기대할 수 있다. 동력전달을 위한 기어(12,14,16)의 어느 하나의 중심축을 커버(10b)의 외측으로 연장하고 기어와 같이 회전할 수 있도록 지지함으로써, 외부로 동력전달이 가능한 별도의 독립된 PTO축으로 활용하는 것도 가능하다. 예를 들면 종동기어(16)의 중심 회전축을 커버(10b)의 외측으로 연장, 설계하여 별도의 외부 구동축으로 활용할 수 있을 것이고, 이러한 경우에는 엔진(2)으로부터 동력을 직접 활용할 수 있다는 장점도 있을 것으로 기대된다.

이와 같은 기어박스(10)의 출력축(18)은 위에서 언급한 바와 같이, 전후 방향으로 배치되어 있다. 그리고 이러한 출력축(18)은 HST(8)의 입력축(8a)과 연결된다. 여기서 기어박스(10)의 출력축(18)과 HST(8)의 입력축(8a)이 비록 동축상으로 배열되어 있다고 하더라도, 엔진(2) 자체의 진동 및 주행에 기인하여 발생하는 진동을 흡수할 수 있도록 연결하는 것이 바람직하다.

따라서 도 1에 도시한 바와 같이, 출력축(18)과 입력축(8a) 사이에는 유니버셜 죠인트(U)를 개재시키고 있다. 그리고 도시한 바와 같이, 이러한 유니버셜 죠인트(U)는 한 쌍(Ua,Ub)으로 구성함으로써, 내재되어 있는 베어링의 보호함으로써 수명을 보호하는 것이 더욱 바람직하다고 할 수 있다. 그리고 이와 같이 유니버셜 죠인트(U)를 개재하는 것은, 출력축(18)과 입력축(8a) 배치의 공차 흡수에도 도움이 될 것으로 생각된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 기어열이 내장된 기어박스를 이용하여 이앙기의 엔진에서 HST로 동력을 전달하고자 하는 기술적 착상에 기초하고 있음을 알 수 있다. 위에서 설명한 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다양한 변형이 가능할 것임은 물론이고, 본 발명의 보호범위는 청구범위의 기재에 기초하여 해석되어야 할 것임도 특허법의 규정 취지상 당연하다고 할 수 있다.

2 ..... 엔진
4 ..... 라디에이터
6 ..... 냉각팬
8 ..... HST
8a ...... 입력축
10 ..... 기어박스
10a ..... 기어박스본체
10b ..... 커버
12 ..... 구동기어
14 ..... 중간기어
16 ..... 종동기어
18 ..... 기어박스 출력축

Claims (5)

1. 가로 방향의 출력축을 가지는 엔진과;
   상기 엔진을 냉각시키기 위하여 엔진의 측면에 설치되는 라디에이터;
   전후 방향의 입력축을 가지는 HST; 그리고
   엔진의 가로 방향 출력축에서 HST의 전후방향 입력축으로 동력을 전달할 수 있도록, 다수의 기어가 내부에 설치되고, 후방을 향하는 기어박스 출력축을 구비하는 기어박스로 구성되고;
   상기 기어박스는 엔진과 라디에이터 사이의 하부에 설치되고, 상기 기어박스 내부에 설치되는 다수의 기어는 상하방향으로 서로 맞물리도록 배치되고;
   기어박스 내부의 기어는, 엔진의 출력축과 연결되는 구동기어와, 상기 구동기어와 맞물리는 중간기어, 상기 중간기어와 맞물리는 종동기어, 그리고 상기 종동기어의 회전을 후방을 향하는 기어박스 출력축으로 전달하기 위한 한 쌍의 베벨기어로 구성되며;
   기어박스의 출력축과 HST의 입력축 사이에는 한 쌍의 유니버셜 죠인트가 개재되는 것을 특징으로 하는 이앙기의 동력전달장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 기어박스 내부의 기어 중의 어느 하나의 중심축을 어박스의 외측으로 연장하여 별도의 구동원으로 구성하는 이앙기의 동력전달장치.
   
   
   
   

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