KR102464872B1

KR102464872B1 - 작업차의 주행 조작 장치

Info

Publication number: KR102464872B1
Application number: KR1020160003392A
Authority: KR
Inventors: 박진목; 천석기; 서보근
Original assignee: 주식회사 대동
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2022-11-09
Also published as: KR20170083911A

Abstract

정유압식 무단변속장치(HST)를 탑재한 작업차의 전진 또는 후진 주행 조작을 위한 주행 조작 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 주행 조작 장치는, 전진페달이 조작된 때에는 전진 변속 측에만 변속 조작력이 전달되도록 하고 후진페달 조작 시에는 후진 변속 측에만 변속 조작력이 전달될 수 있도록 하여 전진페달과 후진페달이 상호 연동됨에 따른 불편이 해소될 수 있도록 한 것을 요지로 한다.

Description

작업차의 주행 조작 장치{Driving control apparatus of agriculture vehicle}

본 발명은 작업차의 주행 조작 장치에 관한 것으로, 특히 엔진 출력을 무단 변속해 주행 장치에 전달하는 정유압식 무단변속장치(HST)를 탑재한 작업차의전·후진 조작을 위해 구비되는 작업차의 주행 조작 장치에 관한 것이다.

'트랙터(Tractor)'라 불리우는 농업용 작업차는 구조적으로 일반 자동차와 비슷하지만 강력한 엔진을 장착하고 있어 견인력이 좋고 튼튼하여 경작용(耕作用)으로 주로 이용되고 있으며, 경작의 용도로의 활용을 위해 기체 전방내지는 후방 또는 전후방 모두에 다양한 형태의 작업기를 선택적으로 부착하거나 떼어낼 수 있는 구조로 되어 있다.

농업용 작업차에서 상기 작업기 구동을 위한 동력 또는 주행을 위한 동력은 엔진으로부터 발생되고, 엔진이 발생시킨 동력은 변속장치를 거쳐 주행 또는 작업에 적합한 동력으로 변속된 뒤 주행륜 또는/및 작업기에 전달된다. 이때 엔진 회전수는 운전석 주변에 설치된 악셀 조작을 통해 조절 할 수 있다.

변속조작의 편의를 제공하고 나아가 기체 조작의 용이함을 도모하고자 일반적인 기계식 구조의 다단 변속장치 대신 정유압식 무단변속장치(Hydro Static Transmission, 이하 'HST'라 함)를 적용한 작업차가 이미 잘 알려져 있다. HST는 주로 저마력, 저사양의 콤팩트한 기체에 적용된다.

HST는 엔진 출력축에 직결되는 가변 용량형 유압펌프와, 유압펌프에서 제공되는 압유에 의해 회전하여 실질적인 주행동력을 출력하는 정용량형 유압모터로 구성되며, 가변 용량형 유압펌프의 사판의 각도를 조절하여 정용량형 유압모터의 회전속도(주행속도)와 회전방향(전진/후진 전환)을 바꿀 수 있도록 되어 있다.

HST 타입의 작업차의 경우 상기 HST의 출력 조작, 즉 주행속도와 주행방향과 관련한 무단변속제어는 운전석 발판에 마련되는 족답식 구조의 HST 페달의 선택적 조작을 통해 행해지며, 이때 상기 HST 출력 조절용 족답식 페달은 일반적으로, 전진 조작을 위한 전진페달과 후진 조작을 위한 후진페달이 서로 연동되는 구조로 되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 족답식 HST 페달링크장치의 평면도 및 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 페달링크장치의 작동상태를 나타내고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 족답식 HST 페달링크장치는, 전진 조작을 위한 족답식 전진페달(11)과 후진조작(21)을 위한 족답식 후진페달을 구비한다. 전진페달(11)과 후진페달(21)은 운전석에 앉은 작업자에 용이하게 조작될 수 있는 위치의 운전석 발판(통상 운전석 스티어링유닛 오른쪽 발판 측에 마련됨)에 마련된다.

차체에 고정된 고정축(40)에 제1 슬리브(13)와 제2 슬리브(23)가 회전 가능하게 동축 배치되어 있으며, 제1 연결아암(12)과 제 연결아암(22)을 통해 상기 제1 슬리브(13)와 제2 슬리브(23)에 전진페달(11)과 후진페달(21)이 각각 연결된다. 그리고 제1, 제2 슬리브(13, 23)의 외면부 타측에 제1, 제2 작동아암(19, 29)이 각각 설치된다.

제1, 제2 작동아암(19, 29)의 전방으로 소정 거리 이격된 위치의 회전축(50)에는 이 회전축(50)을 중심으로 회동되는 제1 연결부(51)와 제2 연결부(52)가 소정 각도로 이격되게 구비되며, 제1, 제2 작동아암(19, 29)과 상기 제1, 제2 연결부(51, 52) 사이를 제1, 제2 링크부재(31, 32)가 연동 가능하게 연결하고 있다.

이에 따라, 전진페달(11)을 밟으면 전진페달(11)에 연결된 제1 연결아암(12)이 고정축(40)을 축중심으로 하향 회동되고, 제1 슬리브(13)를 통해 제1 작동아암(19) 역시 같은 방향으로 동일한 각도만큼 회동되며, 제1 작동아암(19)의 변위만큼 제1 링크부재(31)가 당겨지고 제1 연결부(51)가 회동됨으로써 상기 회전축(50)이 일방향(도면상 시계 방향)회전하게 된다.

회전축(50)의 일방향 회전에 의하여 반대로, 회전축(50)을 기준으로 제1 연결부(51) 반대편의 상기 제2 연결부(52) 역시 동방향으로 회동되며, 제2 링크부재(32)가 도 2의 화살표 방향으로 당겨져 제2 작동아암(29)을 움직이게 되고, 제2 슬리브(23)가 제1 슬리브(13)와 반대방향으로 회전됨으로써 결국 후진페달(21)이 위로 튀어나오게 된다.

물론, 구체적으로 예시하지는 않았으나 후진페달(21)을 풋 조작한 경우에도 전술한 전진페달(11) 조작 때와 마찬가지로, 후진페달(21)은 족답력이 작용하는 발판 측을 향하여 움직이지만, 전진페달(11)은 반대로 상기 후진페달(21)의 변위량만큼 발판으로부터 튀어 오르는 방향으로 움직이게 된다.

즉 종래에는 전진페달과 후진페달이 서로 연동됨으로써, 택일적으로 입력되는 족답력에 의해 두 페달의 변위량은 같지만 작동 방향이 서로 상반된다. 이에 따라, 하나의 페달을 밟았을 때 튀어 오르는 다른 페달에 의해 부상을 당하거나 조작 중 양 페달 사이에 발이 끼이는 위험한 상황이 연출되는 문제가 있다.

또한, 하나의 페달을 밟았을 때 밟은 만큼 다른 페달이 상대적으로 튀어 올라 원래의 중립위치보다 더 높게 위치하게 되며, 이에 따라 전진에서 후진 전환 또는 후진에서 전진 전환 시 원래의 중립위치에 있을 때 조작시보다 다리를 더 들어올려 조작해야 하는 등 전환 조작 시 불편이 야기되는 문제가 있다.

한국공개특허 제2009-0080263호(공개일 2009. 07. 24)

본 발명이 해결하려는 기술적 과제는, 전진페달과 후진페달이 서로의 움직임에 대해 종속되지 않는 비연동 구조의 주행 조작 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은,

HST(정유압식 무단변속장치)의전·후진 변속 조작을 위한 장치로서,

전진페달을 통해 입력된 전진방향 변속 조작력을 전달하는 전진페달링크부와, 후진페달을 통해 입력된 후진방향 변속 조작력을 전달하는 후진페달링크부와, 상기 전진페달링크부 또는 후진페달링크부에서 전달된 변속 조작력이 상기 HST에 전달되는 것을 중간에서 단속하는 연동절환부 및 상기 연동절환부와 상기 HST 사이를 연동 가능하게 상호 연결하는 출력링크부를 포함하며,

상기 연동절환부는, 피봇축을 중심으로 회전운동을 하는 래칫 휠(Ratchet wheel)과, 상기 전진페달링크부의 작동에 의해 상기 래칫 휠을 제1 방향으로 회전시키는 제1 폴(1^st Pawl)과, 상기 후진페달링크부의 작동에 의해 상기 래칫 휠을 제2 방향으로 회전시키는 제2 폴(2^nd Pawl)을 구비하는 래칫(Ratchet) 구조로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 전진페달링크부는, 전진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 전진페달유닛 및 상기 제1 폴과 상기 전진페달유닛의 출력 측을 연동 가능하게 연결하는 제1 연결아암으로 이루어진 구성일 수 있다.

이때 상기 전진페달유닛은, 상기 페달 힌지에 회전 가능하게 장착된 제1 슬리브와, 상기 제1 슬리브와 전진페달을 연결하는 페달아암과, 상기 제1 슬리브를 중심으로 상기 페달아암에 대해 소정 각도 벌어진 출력아암으로 된 구성일 수 있다.

또한 상기 후진페달링크부는, 전진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 후진페달유닛 및 상기 제2 폴과 상기 후진페달유닛의 출력 측을 연동 가능하게 연결하는 제2 연결아암으로 이루어진 구성일 수 있다.

이때 상기 후진페달유닛은, 상기 페달 힌지에 회전 가능하게 장착된 제2 슬리브와, 상기 제2 슬리브와 후진페달을 연결하는 페달아암과, 상기 제2 슬리브를 중심으로 상기 페달아암에 대해 소정 각도 벌어진 출력아암으로 된 구성일 수 있다.

또한 본 발명에 적용된 상기 래칫 휠의 둘레면에는 상기 제1 폴이 치합되는 제1 톱니열과 제2 폴이 치합되는 제2 톱니열이 형성되며, 상기 제1 폴과 제2 폴은 상기 피봇축을 중심으로 회전하는 제1 폴아암과 제2 폴아암에 지지되어 대응되는 톱니열과 소정의 간격을 두고 이격되도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 톱니열과 제2 톱니열이 래칫 휠의 회전중심을 지나는 축선을 기준으로 축선방향 위치와 원호방향 위치가 서로 다르게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 폴과 제2 폴에는 각각의 톱니열과 마주하는 면에 톱니와 마찰되는 걸림편이 형성되고, 상기 걸림편은 각 폴의 힌지점(H1, H2)으로부터 소정거리 이격되며, 상기 힌지점(H1, H2)을 중심으로 상기 걸림편과 소정각도 벌어진 위치에 변속 조작을 위한 힘이 작용하는 힘 작용점(P1, P2)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 래칫 휠의 제1 방향 또는 제2 방향 회전에 따라 상기 피봇축을 중심으로 진자운동을 하는 출력로드가 상기 래칫 휠에 일체로 구비될 수 있다.

또한 상기 출력링크부는, 상기 연동절환부 출력 측에 입력 측이 연동 가능하게 연결된 제1 출력링크와, 상기 HST의 사판조절레버에 케이블 또는 링크기구로 연결된 제3 출력링크와, 상기 제1 출력링크의 제1 출력링크의 출력 측과 제3 출력링크의 입력 측을 연동 가능하게 연결하는 제2 출력링크로 이루어진 구성일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 전진페달과 후진페달이 비연동되는 구조임에 따라, 한 쪽 페달을 밟아도 다른 한 쪽 페달은 움직이지 않고 원래 위치(중립 위치)에 그대로 있게 된다. 즉 하나의 페달을 밟았을 때 튀어 오르는 다른 페달에 의해 부상을 당하거나 조작 중 양 페달 사이에 발이 끼이는 등의 종래의 문제점을 명확히 해소할 수 있다.

또한, 두 페달이 상대 움직임에 서로 종속되지 않기 때문에, 종래 기술과 같이 한 쪽 페달을 밟았을 때 반대편 페달이 원래의 중립위치보다 위로 튀어 올라 더 높은 위치에 위치함에 따라 변속 조작 시 다리를 그만큼 더 들어올려야 하는 조작상의 불편함 또한 해소할 수 있으며, 이를 통해 조작의 편의성 증대와 조작피로를 크게 경감시킬 수 있다.

도 1은 종래 HST 변속조작을 위한 페달링크장치의 평면도 및 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 페달링크장치의 작동 상태도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 주행 조작 장치의 사시도.
도 4는 도 3의 주행 조작 장치를 평면에서 본 도면.
도 5는 도 3의 주행 조작 장치를 측면에서 본 도면.
도 6은 본 발명의 요부 확대도로서, 도 5의 연동절환부를 확대 도시한 도면.
도 7은 도 6에 나타난 폴과 폴아암, 그리고 래칫 휠 사이의 배치 및 결합관계를 보여주기 위한 요부 확대도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 주행 조작 장치의 작동 상태를 나타낸 작동 상태도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이하 본 발명을 설명함에 있어 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 사용되는 용어 중 제1 방향은 전진방향 변속 조작 시 래칫 휠의 회전방향(도 5의 측면도를 기준으로 시계 방향 회전)으로 정의하며, 제2 방향은 후진방향 변속조작 시 래칫 휠의 회전방향(도 5의 측면도를 기준으로 반시계 방향 회전)으로 정의하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 주행 조작 장치의 사시도이며, 도 4는 도 3의 주행 조작 장치를 평면에서 바라본 도면이다. 그리고 도 5는 도 3의 주행 조작 장치를 측면에 바라본 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 주행 조작 장치는 정유압식 무단변속장치(Hydro Static Transmission, 이하 'HST'라 한다)를 탑재한 작업차 예컨대, 트랙터에 상기 HST의전·후진 변속 조작을 위해 적용되는 것으로 크게, 전진페달링크부(FL), 후진페달링크부(RL), 연동절환부(C) 및 출력링크부(OL)로 구성된다.

HST 변속 조작을 위한 페달(전진페달과 후진페달)은 운전석 바닥 측에 구비될 수 있으며, HST는 전진페달(61) 또는 후진페달(71)의 택일적 조작에 따라 엔진이 출력한 동력의 회전방향과 회전속도를 바꾸어 부변속 측에 출력한다. 이때 HST는 가변 용량형 유압펌프와 정용량형 유압모터를 포함하는 공지의 구성일 수 있다.

가변 용량형 유압펌프의 사판의 각도를 상기 주행 조작 장치를 조작하여 조절하며, 이에 따라 정용량형 유압모터의 회전속도(주행속도)와 회전방향(전진/후진 전환)을 바꿀 수 있다. 이를 위해 가변 용량형 유압펌프의 사판조절레버에 상기 출력링크부(OL)의 출력 측이 케이블 와이어 또는 링크기구를 매개로 연동 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 작업차의 주행 조작 장치의 주요부 구성을 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저 전진페달링크부에 대해 살펴본다.

전진페달링크부(FL)는 전진페달유닛(60) 및 전진페달유닛(60)과 상기 연동절환부(C)를 연결하는 제1 연결아암(66)을 포함한다. 전진페달유닛(60)은 전진방향 변속 조작력이 입력되는 전진페달(61)을 포함하며, 제1 연결아암(66)은 상기 연동절환부(C)의 제1 폴아암(84)에 지지되는 제1 폴(80)과 상기 전진페달유닛(60)의 출력 측을 연동 가능하게 연결한다.

전진페달링크부(FL)의 상기 전진페달(61)에 운전자에 의해 전진방향 변속 조작력이 입력되며, 입력된 전진방향 변속 조작력은 상기 전진페달유닛(60)과 상기 제1 연결아암(66)을 통해 상기 연동절환부(C)로 전달된다. 구체적으로는, 연동절환부(C)의 제1 폴(80)을 통해 래칫 휠(85)에 전달되어 래칫 휠(85)을 제1 방향으로 회전시킨다.

전진페달유닛(60)은 기체 측에 고정된 페달 힌지(PH)를 중심으로 회전운동 하도록 구비된다. 전진페달유닛(60)은 구체적으로, 전진페달(61)과 제1 슬리브(63), 페달아암(62)과 출력아암(64)으로 구성된다. 제1 슬리브(63)는 상기 페달 힌지(PH)에 회전 가능하게 끼워지고, 상기 페달아암(62)은 상기 제1 슬리브(63)와 전진페달(61)을 연결한다.

페달아암(62)과 상기 출력아암(64)의 일단은 상기 제1 슬리브(63) 외면부에 부착되되, 페달 힌지(PH)를 중심으로 상기 두 아암 사이의 끼인각이 소정의 각을 이루도록 부착된다. 바람직하게, 페달아암(62)과 출력아암(64) 사이의 끼인각은 예각(銳角)일 수 있으며, 페달아암(62)과 출력아암(64)의 길이는 특정 수치로 한정되지 않는다.

제1 연결아암(66)은 후술하는 연동절환부(C)의 제1 폴(80)과 상기 전진페달유닛(60)의 출력 측을 연동 가능하게 연결한다. 구체적으로, 전진페달유닛(60)의 상기 출력아암(64)의 말단과 제1 폴(80)의 일측의 힘 작용점(P1)에 일단과 타단이 힌지 결합된다. 이때 제1 폴(80)은 피봇축(PA)을 회전중심으로 하는 제1 폴아암(84)을 통해 상기 래칫 휠(85)의 둘레에 근접 배치된다.

전진페달(61)이 조작되면 제1 연결아암(66)에 의해 상기 힘 작용점(P1)에 소정의 힘이 작용하며, 이 힘에 의해 제1 폴(80)은 래칫 휠(85)의 외면부에 밀착된다. 이로 인해 래칫 휠(85)과 제1 폴아암(84)은 상기 제1 폴(80)을 통해 서로를 구속하는 상태가 되며, 이에 따라 상기 힘에 의한 피봇축(PA)을 중심으로 하는 제1 폴아암(84)의 회전에 래칫 휠(85)도 동방향으로 회전된다.

다음 후진페달링크부 구성을 살펴보기 한다.

후진페달링크부(RL)는 후진페달유닛(70) 및 후진페달유닛(70)과 상기 연동절환부(C)를 연결하는 제2 연결아암(76)을 포함한다. 후진페달유닛(70)은 후직방향 변속 조작력이 입력되는 후진페달(71)을 포함하며, 제2 연결아암(76)은 상기 연동절환부(C)의 제2 폴아암(86)에 지지되는 제2 폴(82)과 상기 후진페달유닛(70)의 출력 측을 연동 가능하게 연결한다.

후진페달링크부(RL)의 상기 후진페달(71)에 운전자에 의해 후진방향 변속 조작력이 입력되며, 입력된 후진방향 변속 조작력은 상기 후진페달유닛(70)과 상기 제2 연결아암(76)을 통해 상기 연동절환부(C)로 전달된다. 구체적으로, 후진방향 변속 조작력은 제2 폴(82)을 통해 래칫 휠(85)에 전달되어 상기 래칫 휠(85)을 제2 방향으로 회전시킨다.

후진페달유닛(70)은 기체 측에 고정된 상기 페달 힌지(PH)를 중심으로 회전운동 하도록 구비된다. 구체적으로, 후진페달(71)과 제2 슬리브(73), 페달아암(72)과 출력아암(74)으로 구성된다. 제2 슬리브(73)는 상기 페달 힌지(PH)에 제1 슬리브(63)와 동축 배치되어 회전운동을 하며, 상기 페달아암(72)은 상기 제2 슬리브(73)와 후진페달(71)을 연결한다.

페달아암(72)과 상기 출력아암(74)의 일단은 상기 제2 슬리브(73) 외면부에 부착 고정되되, 페달 힌지(PH)를 중심으로 상기 두 아암 사이의 끼인각이 소정의 각을 이루도록 부착된다. 바람직하게, 페달아암(72)과 출력아암(74) 사이의 끼인각은 예각(銳角)일 수 있으며, 페달아암(72)과 출력아암(74)의 길이는 특정 수치로 한정되지 않는다.

제2 연결아암(76)은 연동절환부(C)의 제2 폴(82)과 상기 후진페달유닛(70)의 출력 측을 연동 가능하게 연결한다. 구체적으로, 후진페달유닛(70)의 상기 출력아암(74)의 말단과 제2 폴(82)의 일측의 힘 작용점(P2)에 일단과 타단이 힌지 결합된다. 이때 제2 폴(82)은 상기 제1 폴(80)과 대향된 위치의 래칫 휠(85) 둘레에 제2 폴아암(86)을 통해 근접 배치된다.

후진페달(71)이 조작되면 제2 연결아암(76)에 의해 상기 힘 작용점(P2)에 소정의 힘이 작용하며, 이 힘에 의해 제2 폴(82)은 래칫 휠(85)의 외면부에 밀착된다. 이로 인해 래칫 휠(85)과 제2 폴아암(86)은 상기 제2 폴(82)을 통해 서로를 구속하는 상태가 되며, 이에 따라 상기 힘에 의한 피봇축(PA)을 중심으로 하는 제2 폴아암(86)의 회전에 래칫 휠(85)도 동방향으로 회전된다.

다음 출력링크부에 대해 살펴본다.

출력링크부(OL)는 상기 전진페달(61) 또는 후진페달(71)을 통해 입력되는 작업자의 변속 의지를 최종 출력하여 HST 측에 전달한다. 이를 위해 출력링크부(OL)는 후술하게 될 연동절환부(C)와 상기 HST 사이를 연동 가능하게 연결한다. 바람직하게는, 연동절환부(C)의 출력 측과 HST의 사판조절레버에서 연장되는 링크기구 또는 케이블의 입력 측을 연동 가능하게 연결한다.

출력링크부(OL)는 막대형 구조의 세 개의 링크, 구체적으로는 제1 출력링크(90), 제2 출력링크(92), 제3 출력링크(94)로 구성된다. 제1 출력링크(90)는 상기 연동절환부(C) 출력 측에 입력 측이 연동 가능하게 연결되며, 제3 출력링크(94)는 그 출력 측이 상기 HST의 사판조절레버에 케이블 또는 링크기구를 통해 연결된다.

HST의 사판조절레버 측과 연동 가능하게 연결되는 제3 출력링크(94)의 출력 측 반대편의 입력 측은 상기 제2 출력링크(92)의 출력 측에 상대 굴절 가능하게 연결되며, 반대편 제2 출력링크(92)의 입력 측은 상기 제1 출력링크(90)의 출력 측에 상대 굴절 가능하게 연결된다. 즉 제2 출력링크(92)는 제1 출력링크(90)와 제3 출력링크(94)을 연동 연결하는 중간매개체 역할을 하는 것이다.

제2 출력링크(92) 대략 중앙의 힌지부(H3)가 기체 프레임 적소에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 이에 따라 전진 또는 후진페달(71) 조작으로 상기 래칫 휠(85)이 정ㅇ역회전 할 때 상기 제2 출력링크(92)는 상기 힌지부를 중심으로 회전운동을 하면서 제3 출력링크(94)를 당기거나 밀어전·후진 변속 및 출력 조절이 행해지는 것이다.

한편, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 페달 힌지(PH)에는 상기 전진페달유닛(60)과 후진페달유닛(70)에 대응하여 스프링부재가 하나씩 설치될 수 있다. 스프링부재는 바람직하게 토션 스프링일 수 있으며, 이때 토션 스프링은 전진페달유닛(60)과 후진페달유닛(70)이 중립위치로 복원될 수 있도록 각각에 복원력을 제공한다.

다음 도 6 및 도 7을 참조하여 연동절환부에 대해 살펴본다.

도 6은 연동절환부를 도시한 도면이며, 도 7은 도 6에 나타난 폴과 폴아암, 그리고 래칫 휠 사이의 배치 및 결합관계를 보여주기 위한 요부 확대도이다.

도 6 내지 도 7을 참조하면, 연동절환부(C)는 래칫 휠(Ratchet wheel, 85)과 래칫 휠(85)에 근접하여 대향 배치되는 두 개의 폴(Pawl, 80, 82)을 포함하는 래칫(Ratchet) 구조를 가진다. 래칫 휠(85)은 피봇축(PA)을 중심으로 회전하며, 폴은 전술한 전진페달링크부(FL)에 연동되는 제1 폴(1^st Pawl, 80)과 후진페달링크부(RL)에 연동되는 제2 폴(2^nd Pawl, 82)로 구성된다.

제1 폴(80)은 상기 피봇축(PA)을 중심으로 회동되는 제1 폴아암(84)에 지지되고 상기 전진페달링크부(FL)의 작동에 의해 상기 래칫 휠(85)의 둘레면에 밀착되어 래칫 휠(85)을 제1 방향으로 회전시키며, 제2 폴(82)은 상기 피봇축(PA)을 중심으로 회동되는 제2 폴아암(86)에 지지되고 후진페달링크부(RL)의 작동에 의해 상기 래칫 휠(85)에 밀착되어 래칫 휠(85)을 제2 방향으로 회전시킨다.

래칫 휠(85)의 둘레면 일부에는 상기 제1 폴(80)이 치합되어 마찰력이 발생되도록 제1 톱니열(850)이 형성되며, 둘레면의 다른 일부에는 제2 폴(82)이 치합되어 마찰력이 발생되도록 제2 톱니열(852)이 형성된다. 또한 래칫 휠(85)의 제1 방향 또는 제2 방향 회전에 따라 상기 피봇축(PA)을 중심으로 진자운동을 하는 출력로드(88)가 상기 래칫 휠(85)에 일체로 구비된다.

제1 폴(80)은 상기 피봇축(PA)에 일단이 회전 가능하게 결합된 제1 폴아암(84)을 통해 상기 제1 톱니열(850)과 소정의 거리를 두고 이격되도록 래칫 휠(85) 둘레에 근접 배치되고, 제2 폴(82)은 상기 피봇축(PA)에 일단이 회전 가능하게 결합된 제2 폴아암(86)을 통해 상기 제2 톱니열(852)과 소정의 거리를 두고 이격되도록 래칫 휠(85) 둘레에 근접 배치된다.

제1 톱니열(850)과 제2 톱니열(852)은 래칫 휠(85)의 회전중심을 지나는 축선(A1)을 기준으로 그 축선방향 위치와 원호방향 위치가 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉 제1 폴(80)과 제2 폴(82) 및 이를 지지하는 제1 폴아암(84)과 제2 폴아암(86)의 작동구간이 서로 겹치거나 작동 시 간섭이 발생하지 않도록 축선방향 위치와 원호방향 위치가 서로 다른 영역에 일정 구간에 걸쳐 형성될 수 있다.

톱니열(850, 852)과 각각 마주하는 제1 폴(80)과 제2 폴(82)의 면에는 톱니와 치합 가능한 형상의 걸림편(81, 83)이 형성된다. 이때 걸림편(81, 83)은 각 폴의 힌지점(H1, H2)으로부터 소정거리 이격되며, 상기 힌지점(H1, H2)을 중심으로 상기 걸림편(81, 83)과 소정각도 벌어진 위치에 변속 조작을 위한 힘이 작용하는 힘 작용점(P1, P2)이 형성된다.

힘 작용점인 상기 P1, P2에는 제1, 제2 연결아암(76) 말단이 각각 힌지 연결된다. 이에 따라 제1 또는 제2 연결아암(66)(76)을 통해 P1 또는 P2에 힘이 작용하면, 제1 폴(80) 또는 제2 폴(82)의 걸림편(81, 83)이 해당 톱니열의 이(齒)에 걸리게 되고 결국 래칫 휠(85)은 제1 폴(80) 또는 제2 폴(82)을 통해 제1 또는 제2 폴아암(86)에 구속됨으로써 해당 폴아암과 함께 회전운동을 하게 된다.

예를 들어, 전진페달(61) 조작으로 P1에 소정의 힘이 작용하면, 이 힘에 의해 제1 폴(80)이 H1을 중심으로 회전하여 래칫 휠(85)에 마찰되며, 이로 인해 래칫 휠(85)이 상기 제1 폴(80)을 통해 제1 폴아암(84)의 회전에 종속된 상태가 된다. 이에 따라 상기 힘에 의해서 피봇축(PA)을 중심으로 제1 폴아암(84)이 제1 방향으로 회전하면 래칫 휠(85)도 같은 방향으로 회전하게 되는 것이다(도 7 참조).

상기한 구성의 작업차 주행 조작 장치를 통해 구현되는 HST 출력 조절에 대해 상기 주행 조작 장치의 작동과 연계하여 간단히 살펴보기로 한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 주행 조작 장치의 작동 상태를 나타낸 작동 상태도로서, 도 8은 전진 변속 조작 시 본 발명의 작동 상태도이며, 도 9는 후진 변속 조작 시 본 발명의 작동상태를 나타낸 도면이다.

먼저 도 8을 참조하면, 전진페달(61)을 밟으면 그 힘은 전진페달유닛(60)과 제1 연결아암(66)을 통해 제1 폴(80)에 전달된다. 제1 폴(80)은 H1을 중심으로 회전하여 래칫 휠(85)에 마찰되며, 래칫 휠(85)은 상기 제1 폴(80)을 통해 제1 폴아암(84)에 구속된다. 이에 따라 상기 힘에 의해 피봇축(PA)을 중심으로 제1 폴아암(84)이 제1 방향으로 회전할 때 래칫 휠(85)도 함께 회전하게 된다

래칫 휠(85)이 제1 폴아암(84)과 함께 제1 방향으로 회전함에 따라 출력로드(88)도 같은 방향으로 진자운동을 하게 되고, 출력로드(88)의 진자운동은 출력링크부(OL)를 통해 직선운동으로 변환되어 HST 측에 전달됨으로써 전진방향 변속이 구현되는 것이며, 이때 전진페달(61)의 변위량에 대응하여 사판 각도가 조절됨으로써 출력, 즉 회전속도가 조절되는 것이다.

한편, 전진 조작 시 반대편 제2 폴(82)은 래칫 휠(85)로부터 떨어져 릴리스 상태로 유지된다.

다음 도 9를 참조하면, 후진페달(71)을 밟으면 그 힘은 후진페달유닛(70)과 제2 연결아암(76)을 통해 제2 폴(82)에 전달된다. 제2 폴(82)은 H2을 중심으로 회전하여 래칫 휠(85)에 마찰되며, 래칫 휠(85)은 상기 제2 폴(82)을 통해 제2 폴아암(86)에 구속된다. 이에 따라 상기 힘에 의해 피봇축(PA)을 중심으로 제2 폴아암(86)이 제2 방향으로 회전할 때 래칫 휠(85)도 함께 회전하게 된다

래칫 휠(85)이 제2 폴아암(86)과 함께 제2 방향으로 회전함에 따라 출력로드(88)도 같은 방향으로 진자운동을 하게 되고, 출력로드(88)의 진자운동은 출력링크부(OL)를 통해 직선운동으로 변환되어 HST 측에 전달됨으로써 후진방향 변속이 구현되는 것이며, 이때 후진페달(71)의 변위량에 대응하여 사판 각도가 조절됨으로써 출력, 즉 회전속도가 조절되는 것이다.

한편, 후진 조작 시 반대편 제1 폴(80)은 전술한 전진조작 때의 제2 폴(82)과 마찬가지로 래칫 휠(85)로부터 떨어져 릴리스 상태로 유지된다.

즉 전진 조작 시에는 래칫 휠(85)이 제1 폴(80)을 통해 제1 폴아암(84)의 제1 방향 회전에 종속되어 같은 방향으로 회전되는 것이며, 이때 반대편 제2 폴(82)은 래칫 휠(85)로부터 떨어져 릴리스 상태로 유지되며, 반대로 래칫 휠(85)이 제2 폴(82)을 통해 제2 폴아암(86)의 제2 방향 회전에 종속되어 같은 방향으로 회전되고 반대편 제1 폴(80)은 릴리스 상태로 유지되는 것이다.

이상에서 살펴본 본 발명의 실시 예에 따르면, 전진페달과 후진페달이 비연동되는 구조임에 따라, 한 쪽 페달을 밟아도 다른 한 쪽 페달은 움직이지 않고 원래 위치(중립 위치)에 그대로 있게 된다. 즉 하나의 페달을 밟았을 때 튀어 오르는 다른 페달에 의해 부상을 당하거나 조작 중 양 페달 사이에 발이 끼이는 등의 종래의 문제점을 명확히 해소할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

FL : 전진페달링크부 RL : 후진페달링크부
C : 연동절환부 OL : 출력링크부
60 : 전진페달유닛 61 : 전진페달
62 : 페달아암 63 : 제1 슬리브
64 : 출력아암 66 : 제1 연결아암
70 : 후진페달유닛 71 : 후진페달
72 : 페달아암 73 : 제2 슬리브
74 : 출력아암 76 : 제2 연결아암
80 : 제1 폴 82 : 제2 폴
84 : 제1 폴아암 85 : 래칫 휠
86 : 제2 폴아암 88 : 출력로드
90 : 제1 출력링크 92 : 제2 출력링크
94 : 제3 출력링크 PH : 페달 힌지
P1, P2 : 힘 작용점 H1 : 제1 폴의 힌지점
H2 : 제2 폴의 힌지점

Claims

HST(정유압식 무단변속장치)의전·후진 변속 조작을 위한 장치로서,
전진페달을 통해 입력된 전진방향 변속 조작력을 전달하는 전진페달링크부;
후진페달을 통해 입력된 후진방향 변속 조작력을 전달하는 후진페달링크부;
상기 전진페달링크부 또는 후진페달링크부에서 전달된 변속 조작력이 상기 HST에 전달되는 것을 중간에서 단속하는 연동절환부; 및
상기 연동절환부와 상기 HST 사이를 연동 가능하게 상호 연결하는 출력링크부;를 포함하며,
상기 연동절환부는, 피봇축을 중심으로 회전운동을 하는 래칫 휠(Ratchet wheel)과, 상기 전진페달링크부의 작동에 의해 상기 래칫 휠을 제1 방향으로 회전시키는 제1 폴(1st Pawl)과, 상기 후진페달링크부의 작동에 의해 상기 래칫 휠을 제2 방향으로 회전시키는 제2 폴(2nd Pawl)을 구비하는 래칫(Ratchet) 구조로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전진페달링크부는,
전진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 전진페달유닛; 및
상기 제1 폴과 상기 전진페달유닛의 출력 측을 연동 가능하게 연결하는 제1 연결아암;으로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 전진페달유닛은,
상기 페달 힌지에 회전 가능하게 장착된 제1 슬리브와;
상기 제1 슬리브와 전진페달을 연결하는 페달아암과;
상기 제1 슬리브를 중심으로 상기 페달아암에 대해 소정 각도 벌어진 출력아암;으로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 후진페달링크부는,
후진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 후진페달유닛; 및
상기 제2 폴과 상기 후진페달유닛의 출력 측을 연동 가능하게 연결하는 제2 연결아암;으로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 후진페달유닛은,
상기 페달 힌지에 회전 가능하게 장착된 제2 슬리브와;
상기 제2 슬리브와 후진페달을 연결하는 페달아암과;
상기 제2 슬리브를 중심으로 상기 페달아암에 대해 소정 각도 벌어진 출력아암;으로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 래칫 휠의 둘레면에는 상기 제1 폴이 치합되는 제1 톱니열과 제2 폴이 치합되는 제2 톱니열이 형성되며, 상기 제1 폴과 제2 폴은 상기 피봇축을 중심으로 회전하는 제1 폴아암과 제2 폴아암에 지지되어 대응되는 톱니열과 소정의 간격을 두고 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 톱니열과 제2 톱니열은 래칫 휠의 회전중심을 지나는 축선을 기준으로 축선방향 위치와 원호방향 위치가 서로 다른 것을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 폴과 제2 폴에는 각각의 톱니열과 마주하는 면에 톱니와 마찰되는 걸림편이 형성되고, 상기 걸림편은 각 폴의 힌지점(H1, H2)으로부터 소정거리 이격되며, 상기 힌지점(H1, H2)을 중심으로 상기 걸림편과 소정각도 벌어진 위치에 변속 조작을 위한 힘이 작용하는 힘 작용점(P1, P2)이 형성된 것을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 래칫 휠의 제1 방향 또는 제2 방향 회전에 따라 상기 피봇축을 중심으로 진자운동을 하는 출력로드가 상기 래칫 휠에 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 출력링크부는,
상기 연동절환부 출력 측에 입력 측이 연동 가능하게 연결된 제1 출력링크와;
상기 HST의 사판조절레버에 케이블 또는 링크기구로 연결된 제3 출력링크와;
상기 제1 출력링크의 제1 출력링크의 출력 측과 제3 출력링크의 입력 측을 연동 가능하게 연결하는 제2 출력링크;로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.