KR102464878B1

KR102464878B1 - 작업차의 주행 조작 장치

Info

Publication number: KR102464878B1
Application number: KR1020160003393A
Authority: KR
Inventors: 박진목; 천석기; 서보근; 박기호
Original assignee: 주식회사 대동
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2022-11-09
Also published as: KR20170083912A

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 작업차의 전·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, 전진페달과 후진페달을 서로 연동 가능하게 구성한 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 다리를 원래의 중립위치에 있을 때 조작시보다 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)의 전·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 조작력에 의해 회전하면서 전진 또는 후진 방향 변속 조작력이 상기 HST에 전달되는 것을 중간에서 단속하는 연동절환판을 구비한 연동절환부와, 상기 연동절환부와 상기 HST 사이를 연동 가능하게 상호 연결하여 상기 연동절환부가 출력하는 전진 또는 후진 방향 변속 조작력을 상기 HST에 전달하는 출력링크부를 포함하며,

상기 연동절환판은 상기 전진페달링크부에 의해 일방향으로 회전되고 후진페달링크부에 의해 반대방향으로 회전되며, 상기 연동절환판이 일방향으로 회전할 때 후진페달링크부가 상기 연동절환판의 회전거동에 대해 자유롭고, 연동절환판이 반대방향으로 회전할 때 전진페달링크부가 상기 연동절환판의 회전거동에 대해 자유로운 것을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 전진페달링크부는, 전진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 전진페달유닛과, 상기 연동절환판의 회전중심에서 일측으로 편향된 제1 피봇축을 중심으로 회전운동을 하면서 상기 전진페달유닛에 의한 전진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부에 전달하는 제1 작동레버유닛 및 상기 전진페달유닛의 출력 측과 상기 제1 작동레버유닛의 입력 측을 상호 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 출력아암이 구비된 구성일 수 있다.

그리고 상기 제1 작동레버유닛은, 상기 제1 피봇축에 회전 가능하게 장착되는 제3 슬리브와, 상기 제3 슬리브와 상기 제1 연결아암을 연결하는 입력아암과, 상기 제3 슬리브를 중심으로 상기 입력아암에 대해 소정 각도 벌어지고 연동절환판 일측의 제1 입력편과 접하는 전진 캠으로 된 구성일 수 있다.

또한 본 발명에 적용된 상기 후진페달링크부는, 후진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 후진페달유닛과, 상기 연동절환판의 회전중심에서 타측으로 편향된 제2 피봇축을 중심으로 회전운동을 하면서 상기 후진페달유닛에 의한 후진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부에 전달하는 제2 작동레버유닛과, 힘의 전달방향을 바꾸기 위해 상기 후진페달유닛과 제2 작동레버유닛 중간에 구비되는 중간레버와, 상기 중간레버의 입력 측과 후진페달유닛의 출력 측을 상호 연결하는 제2 연결아암 및 상기 중간레버의 출력 측과 상기 제2 작동레버유닛의 입력 측을 상호 연결하는 제3 연결아암으로 된 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.

그리고 상기 제2 작동레버유닛은, 상기 제2 피봇축에 회전 가능하게 장착되는 제4 슬리브와, 상기 제4 슬리브와 상기 제3 연결아암을 연결하는 입력아암과, 상기 제4 슬리브를 중심으로 상기 입력아암에 대해 소정 각도 벌어지고 연동절환판 타측의 제2 입력편과 접하는 후진 캠으로 된 구성일 수 있다.

또한 본 발명에 적용된 상기 연동절환부는, 절환힌지를 중심으로 소정의 각도 범위 내에서 회전운동을 하는 상기 연동절환판과, 상기 연동절환판의 중심회전축에 일체형으로 구성되며 상기 연동절환판의 정/역 회전에 따라 진자운동을 하는 출력로드로 구성되며, 상기 절환힌지를 중심으로 연동절환판의 일측과 대향부 타측에 전진페달링크부의 출력 측과 후진페달링크부의 출력 측이 한방향으로만 힘을 전달할 수 있도록 접하는 제1 입력편과 제2 입력편이 구비될 수 있다.

그리고 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 된 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 평면에도 바라본 도면.
도 5는 도 3의 주행 조작 장치를 측면에서 바라본 도면.
도 6은 본 발명의 요부 확대도로서, 도 5의 연동절환부를 확대 도시한 도면.
도 7은 도 6에 도시된 연동절환부의 작동 설명을 위한 도면.
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.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 주행 조작 장치의 사시도이며, 도 4는 도 3의 주행 조작 장치를 평면에서 본 도면이다. 그리고 도 5는 도 3의 주행 조작 장치를 측면에서 본 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 HST의 전·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 상기 전진 또는 후진페달(61, 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 전진페달(61)을 통해 입력된 전진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부(C)에 전달한다. 전진페달링크부(FL)는 크게, 전진페달(61)을 포함하는 전진페달유닛(60)과 전진페달유닛(60)에서 전달된 변속 조작력을 상기 연동절환부(C)에 전달하는 제1 작동레버유닛(66)을 구비하며, 전진페달유닛(60)과 제1 작동레버유닛(66)은 제1 연결아암(65)에 의해 연동 가능하게 연결된다.

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 페달 힌지(PH)에 회전 가능하게 장착되며, 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 작동레버유닛(66)은 후술하게 될 연동절환판(80)의 회전중심에서 일측으로 편향된 제1 피봇축(P1)을 중심으로 회전운동을 하면서 상기 전진페달유닛(60)에 의한 전진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부(C)에 전달한다. 이를 위해 제1 작동레버유닛(66)은, 제1 피봇축(P1) 상에서 회전운동하는 제3 슬리브(67)와, 제3 슬리브(67) 외면부에 부착된 입력아암(68)과 전진 캠(69)을 포함한다.

제3 슬리브(67)는 앞서 언급했듯이 제1 피봇축(P1)에 회전 가능하게 장착된다. 제3 슬리브(67)의 외면부에 상기 입력아암(68)과 전진 캠(69)이 용접을 통해 일체형으로 구비되되, 제3 슬리브(67)의 중심을 기준으로 상기 입력아암(68)과 전진 캠(69)은 소정 각도 벌어지게 부착된다. 이때 입력아암(68)과 전진 캠(69) 사이의 각은 둔각(鈍角)일 수 있다.

입력아암(68)은 제1 연결아암(65)을 통해 전진페달링크부(FL)의 출력 측, 바람직하게는 출력아암(64)과 연결되며, 전진 캠(69)은 상기 연동절환판(80) 일측의 제1 입력편(84)에 일방향(전진 방향, 도면상 반시계 방향) 회전에 대해서만 조작력을 전달할 수 있도록 접한다. 즉 전진 캠(69)이 전달하는 전진 방향 변속 조작력은 제1 입력편(84)을 통해서만 상기 연동절환판(80)에 전달된다.

다음 후진페달링크부 구성을 살펴보기 한다.

후진페달링크부(RL)는 후진페달(71)을 통해 입력된 후진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부(C)에 전달한다. 후진페달링크부(RL)는, 후진페달(71)을 포함하는 후진페달유닛(70)과 후진페달유닛(70)에서 전달된 변속 조작력을 상기 연동절환부(C)에 전달하는 제2 작동레버유닛(76)을 구비한다. 그리고 후진페달유닛(70)과 제2 작동레버유닛(76) 사이에서 변속 조작력을 전달하는 중간레버(75b)와 제2, 제3 연결아암(75a, 75c)을 포함한다.

후진페달유닛(70)은 전진페달유닛(60)과 마찬가지로 전술한 페달 힌지(PH)를 중심으로 회전운동 하도록 구비된다. 후진페달유닛(70)은 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, 페달아암(72)은 상기 제2 슬리브(73)와 후진페달(71)을 연결한다.

제2 슬리브(73) 외면부에 상기 페달아암(72)과 출력아암(74)의 일단이 고정되되, 페달 힌지(PH)를 중심으로 상기 페달아암(72)과 출력아암(74)이 소정 각도 벌어지게 부착된다. 바람직하게는, 페달아암(62)과 출력아암(64) 사이의 각은 예각(銳角)일 수 있으며, 페달아암(62)과 출력아암(64)의 길이는 특정 수치로 한정되지 않는다.

제2 작동레버유닛(76)은 후술하게 될 연동절환판(80)의 회전중심에서 타측으로 편향된 제2 피봇축(P2)을 중심으로 회전운동을 하면서 상기 후진페달유닛(70)에 의한 후진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부(C)에 전달한다. 이를 위해 제2 작동레버유닛(76)은, 제2 피봇축(P2) 상에서 회전운동하는 제4 슬리브(77)와, 제4 슬리브(77) 외면부에 부착된 입력아암(78)과 후진 캠(79)을 포함한다.

제4 슬리브(77)는 앞서 언급했듯이 제2 피봇축(P2)에 회전 가능하게 장착된다. 연동절환판(80)의 회전 중심을 기준으로 상기 제2 피봇축(P2)은 전술한 제1 피봇축(P1)과 대칭일 수 있으며, 상기 입력아암(68)과 후진 캠(79)은 용접을 통해 상기 제4 슬리브(77)의 외면부에 제4 슬리브(77)의 중심을 기준으로 소정 각도 벌어지게 부착된다.

중간레버(75b)는 상기 후진페달유닛(70)과 제2 작동레버유닛(76) 중간에서 힘의 전달방향을 바꾸는 역할을 한다. 구체적으로, 중간레버(75b)는 중앙의 제3 피봇축(P3)에 회동 가능하게 장착되되, 하단이 상기 후진페달유닛(70)에서 전달되는 후진 방향 변속 조작력을 입력 받는 입력 측이 되고, 반대편 상단이 변속 조작력을 상기 연동절환부(C) 측에 출력하는 출력 측이 된다.

중간레버(75b)의 하단 입력 측과 상기 후진페달유닛(70)의 출력아암(64)을 상기 제2 연결아암이 연동 가능하게 연결하며, 제3 연결아암(75c)은 상기 중간레버(75b)의 상단 출력 측과 상기 제2 작동레버유닛(76)의 입력 측, 바람직하게는 상기 입력아암(68)을 연동 가능하게 연결한다. 그리고 후진 캠(79)은 상기 연동절환판(80) 타측의 제2 입력편(86)에 연동 가능하게 접한다.

후진 캠(79)은 상기 전진 캠(69)에 의한 연동절환판(80)의 회전에 반대방향(후진 방향, 도면상 시계 방향) 회전에 대해서만 조작력을 전달할 수 있도록 상기 제2 입력편(86)과 접한다. 즉 후진페달(71)을 통해 입력되고 후진 캠(79)을 통해 전달되는 후진 방향 변속 조작력은 제2 입력편(86)을 통해서만 연동절환판(80)에 전달될 수 있다.

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, 상기 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 된 구성일 수 있다. 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 제4 피복축(P4)이 기체 프레임 적소에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 이에 따라 전진 또는 후진페달(71) 조작으로 상기 연동절환판(80)이 정ㅇ역회전 할 때 상기 제2 출력링크(92)는 상기 제4 피봇축을 중심으로 회전운동을 하면서 제3 출력링크(94)를 당기거나 밀어 전·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 설치된다. 스프링부재는 바람직하게 토션 스프링일 수 있으며, 이때 토션 스프링은 전진페달유닛(60)과 후진페달유닛(70)이 중립위치로 복원될 수 있도록 각각에 복원력을 제공한다.

다음 연동절환부에 대해 살펴본다.

도 6은 연동절환부를 확대 도시한 도면이며, 도 7은 도 6에 도시된 연동절환부의 작동 설명을 위한 도면이다.

도 6 내지 도 7을 참조하면, 연동절환부(C)는 상기 연동절환판(80)과 출력로드(88)를 포함한다. 연동절환판(80)은 절환힌지(H1)를 중심으로 전진 캠(69) 또는 후진 캠(79)에 의해 소정의 각도 범위 내에서 회전운동을 하며, 출력로드(88)는 상기 연동절환판(80)의 정/역 회전에 따라 진자운동을 하면서 전진 또는 후진 변속 조작력을 상기 출력링크부(OL)에 출력한다

연동절환판(80)은 도면의 예시와 같이 대략 장방형의 판상체일 수 있으나, 절환힌지(H1)를 중심으로 좌, 우측이 대칭된 구조라면 관계 없으며, 중심에는 상기 절환힌지(H1)에 끼워져 이를 중심으로 회전운동 가능하도록 중공관 형태의 중심회전축이 일체로 마련된다. 그리고 중심회전축에 상기 출력로드(88)가 일체형으로 구비된다.

절환힌지(H1)를 중심으로 상기 연동절환판(80)의 일측 단부와 대향부 타측 단부에는 상기한 제1 입력편(84)과 제2 입력편(86)이 구비된다. 제1 입력편(84)에 상기 전진페달링크부(FL)의 출력 측에 해당하는 전진 캠(69)이 연동 가능하게 접하며, 제2 입력편(86)에는 후진페달링크부(RL)의 출력 측에 해당하는 후진 캠(79)이 연동 가능하게 접촉된다.

제1 입력편(84)과 접하는 전진 캠(69)에는 제1 입력편(84)의 외면부와 접하는 면에 소정의 곡률로 완만하게 경사진 곡선상의 캠면(690)이 형성되며, 후진 캠(79) 역시 마찬가지로 상기 제2 입력편(86)의 외면부와 접하는 면에 소정의 곡률로 완만하게 경사진 곡선상의 캠면(790)이 형성된다. 이때 제1, 제2 입력편(84, 86)은 상기 캠면(690, 790)을 따라 구름운동 가능하도록 로울러(840, 860)가 구비될 수 있다.

이와 같은 구성에 따라, 전진페달(61)을 통해 전진 방향 변속 조작력이 입력되면, 도 7의 (a)와 같이 제1 피봇축(P1)을 중심으로 하는 상기 전진 캠(69)의 회전에 의해 제1 입력편(84)이 아래 쪽으로 밀려나면서 연동절환판(80)이 절환힌지(H1)를 중심으로 회전하게 되며(도면의 화살표 방향 참조), 반대편 제2 입력편(86)은 후진 캠(79)의 캠면(790)을 따라 미끄럼운동을 하게 된다.

반대로, 후진페달(71)을 통해 후진 방향 변속 조작력이 입력되면, 도 7의 (b)와 같이 제2 피봇축(P2)을 중심으로 하는 상기 후진 캠(79)의 회전에 의해 제2 입력편(86)이 아래 쪽으로 밀려나면서 연동절환판(80)이 절환힌지(H1)를 중심으로 회전하게 되고(도면의 화살표 방향 참조), 반대편 제1 입력편(84)은 전진 캠(69)의 캠면(690)을 따라 미끄럼운동을 하게 된다.

즉 전진 조작 시에는 제1 입력편(84)이 전진 캠(69)의 운동에 종속되어 연동절환판(80)이 회전운동을 하며 반대편 제2 입력편(86)은 후진 캠(79)의 캠면(790)을 따라 이동하는 릴리스 상태가 되고, 반대로 후진 조작 시에는 제2 입력편(86)이 후진 캠(79)에 종속되고 반대편 제2 입력편(86)은 전진 캠(69)의 캠면(690)을 따라 미끄럼운동을 하는 릴리스 상태가 되는 것이다.

연동절환판(80)이 변속 조작력이 입력된 쪽의 캠으로부터 힘을 전달받아 절환힌지(H1)를 중심으로 회전운동을 하면, 연동절환판(80)의 중심회전축에 일체로 형성된 출력로드(88)가 같은 방향으로 진자운동을 하며, 출력로드(88)의 진자운동은 출력링크부(OL)를 통해 직선운동으로 변환되어 HST 측에 전달됨으로써 HST 출력축의 회전방향과 속도가 조절될 수 있는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 작업차 주행 조작 장치를 통해 구현되는 HST 출력 조절에 대해 상기 주행 조작 장치의 전체적인 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 전진 변속 조작부터 살펴보기로 한다.

도 8을 참조하면, 전진페달(61)을 밟으면 그 힘은 전진페달유닛(60)과 제1 연결아암(65)을 통해 제1 작동레버유닛(66)에 전달된다. 구체적으로, 전진페달(61)을 밟았을 때 전진페달유닛(60)은 페달 힌지(PH)를 중심으로 시계방향으로 회동되며, 제2 연결아암을 통해 전진페달유닛(60)에 연동된 제1 작동레버유닛(66) 역시 제1 피봇축(P1)을 중심으로 시계방향으로 회동된다.

제1 피봇축(P1)을 중심으로 하는 제1 작동레버유닛(66)의 회동에 따라, 제1 작동레버유닛(66)의 전진 캠(69)에 접속된 연동절환판(80)의 제1 입력편(84)이 아래 쪽으로 밀려나고 이로 인해 연동절환판(80)이 절환힌지(H1)를 중심으로 반시계방향으로 회전하게 되며, 이때 제1 입력편(84) 반대편에 위치한 제2 입력편(86)은 후진 캠(79)의 캠면(790)을 따라 미끄럼운동을 하게 된다.

계속해서, 연동절환판(80)이 전진 캠(69)으로부터 전달받은 힘으로 회전운동을 하면 출력로드(88)가 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.

다음 후진 변속 조작에 살펴보기로 한다.

도 9를 참조하면, 후진페달(71)을 밟으면 그 힘은 후진페달유닛(70)과 제2 연결아암, 중간레버(75b), 제3 연결아암(75c)을 통해 제1 작동레버유닛(66)에 전달된다. 구체적으로, 후진페달(71) 조작 시 후진페달유닛(70)은 페달 힌지(PH)를 중심으로 반시계방향으로 회동되며, 후진페달유닛(70)에 연동 연결된 제2 작동레버유닛(76) 역시 제2 피봇축(P2)을 중심으로 반시계방향으로 회동된다.

제2 피봇축(P2)을 중심으로 하는 제2 작동레버유닛(76)의 회동에 따라, 제2 작동레버유닛(76)의 후진 캠(79)에 접속된 연동절환판(80)의 제2 입력편(86)이 아래 쪽으로 밀려나고 이로 인해 연동절환판(80)이 절환힌지(H1)를 중심으로 시계방향으로 회전하게 되며, 이때 제2 입력편(86) 반대편의 제1 입력편(84)은 전진 캠(69)의 캠면(690)을 따라 미끄럼운동을 하게 된다.

계속해서, 연동절환판(80)의 회전에 따라 출력로드(88)가 같은 방향으로 진자운동을 하게 되고, 출력로드(88)의 진자운동은 출력링크부(OL)를 통해 직선운동으로 변환되어 HST 측에 전달됨으로써 후진방향 변속이 구현되는 것이며, 마찬가지로 후진페달(71)의 변위량에 대응하여 사판 각도가 조절됨으로써 출력, 즉 회전속도가 조절되는 것이다.

이상의 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 65 : 제1 연결아암
66 : 제1 작동레버유닛 67 : 제3 슬리브
68 : 입력아아 69 : 전진 캠
70 : 후진페달유닛 71 : 후진페달
72 : 페달아암 73 : 제2 슬리브
74 : 출력아암 75a : 제2 연결아암
75b : 중간레버 75c : 제3 연결아암
76 : 제2 작동레버유닛 77 : 제4 슬리브
78 : 입력아암 79 : 후진 캠
80 : 연동절환판 82 : 중심회전축
84 : 제1 입력편 86 : 제2 입력편
88 : 출력로드 90 : 제1 출력링크
92 : 제2 출력링크 94 : 제3 출력링크
PH : 페달 힌지 P1 : 제1 피봇축
P2 : 제2 피봇축 P3 : 제3 피봇축
P4 : 제4 피봇축
H1 : 절환힌지

Claims

HST(정유압식 무단변속장치)의 전·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 조작력에 의해 회전하면서 전진 또는 후진 방향 변속 조작력이 상기 HST에 전달되는 것을 중간에서 단속하는 연동절환판을 구비한 연동절환부; 및
상기 연동절환부와 상기 HST 사이를 연동 가능하게 연결하는 출력링크부;를 포함하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전진페달링크부는,
전진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 전진페달유닛;
상기 연동절환판의 회전중심에서 일측으로 편향된 제1 피봇축을 중심으로 회전운동을 하면서 상기 전진페달유닛에 의한 전진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부에 전달하는 제1 작동레버유닛;
상기 전진페달유닛의 출력 측과 상기 제1 작동레버유닛의 입력 측을 상호 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 2 항에 있어서,
상기 제1 작동레버유닛은,
상기 제1 피봇축에 회전 가능하게 장착되는 제3 슬리브와;
상기 제3 슬리브와 상기 제1 연결아암을 연결하는 입력아암과;
상기 제3 슬리브를 중심으로 상기 입력아암에 대해 소정 각도 벌어지고 연동절환판 일측의 제1 입력편과 접하는 전진 캠;으로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 후진페달링크부는,
후진페달을 포함하며 페달 힌지를 중심으로 회전운동을 하는 후진페달유닛;
상기 연동절환판의 회전중심에서 타측으로 편향된 제2 피봇축을 중심으로 회전운동을 하면서 상기 후진페달유닛에 의한 후진방향 변속 조작력을 상기 연동절환부에 전달하는 제2 작동레버유닛;
힘의 전달방향을 바꾸기 위해 상기 후진페달유닛과 제2 작동레버유닛 중간에 구비되는 중간레버;
상기 중간레버의 입력 측과 후진페달유닛의 출력 측을 상호 연결하는 제2 연결아암; 및
상기 중간레버의 출력 측과 상기 제2 작동레버유닛의 입력 측을 상호 연결하는 제3 연결아암;으로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 5 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 5 항에 있어서,
상기 제2 작동레버유닛은,
상기 제2 피봇축에 회전 가능하게 장착되는 제4 슬리브와;
상기 제4 슬리브와 상기 제3 연결아암을 연결하는 입력아암과;
상기 제4 슬리브를 중심으로 상기 입력아암에 대해 소정 각도 벌어지고 연동절환판 타측의 제2 입력편과 접하는 후진 캠;으로 구성됨을 특징으로 하는 작업차의 주행 조작 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연동절환부는,
절환힌지를 중심으로 소정의 각도 범위 내에서 회전운동을 하는 상기 연동절환판과;
상기 연동절환판의 중심회전축에 일체형으로 구성되며 상기 연동절환판의 정/역 회전에 따라 진자운동을 하는 출력로드;로 구성되며,
상기 절환힌지를 중심으로 연동절환판의 일측과 대향부 타측에 전진페달링크부의 출력 측과 후진페달링크부의 출력 측이 한방향으로만 힘을 전달할 수 있도록 접하는 제1 입력편과 제2 입력편이 구비됨을 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.