KR102563792B1

KR102563792B1 - 트랙터용 클러치 장치

Info

Publication number: KR102563792B1
Application number: KR1020200131173A
Authority: KR
Inventors: 김중호
Original assignee: 대호 (주)
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2023-08-07
Also published as: KR20220048247A

Abstract

본 발명은 트랙터용 클러치 장치에 관한 것으로, 차체에 회전가능하게 결합되는 클러치 페달; 클러치 페달에 회전가능하게 결합되는 실린더 로드에 의해 연결되는 자동 클러치 실린더;를 포함하되, 자동 클러치 실린더는 실린더 로드가 출입되게 구비되는 실린더 본체; 실린더 본체에 구비되어 유압을 실린더 본체로 출입시키는 밸브블록;을 포함하는 트랙터용 클러치 장치를 제공한다.

Description

트랙터용 클러치 장치{Clutch for tractor}

본 발명은 트랙터용 클러치 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러치 작동을 수동 또는 자동으로 할 수 있음과 더불어 반클러치의 작동을 기구적으로 자동화할 수 있도록 한 트랙터용 클러치 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 트랙터(Tractor)는 농업용 작업차량으로서, 구조적으로 일반 차량과 유사하지만, 일반 차량에 비해 강력한 엔진을 장착하고 있어 견인력이 좋고 튼튼하여 경작용(耕作用)으로 주로 이용되고 있으며, 경작 용도로의 활용을 위해 차체 바디 전방 내지는 후방 또는 전후방 모두에 다양한 형태의 작업기를 선택적으로 부착할 수 있다.

이처럼 경작(耕作)에 주로 이용되는 트랙터에는 방향 전환 및 속도 변화를 위한 변속기와 클러치가 설치되고, 트랙터의 변속기는 트랙터의 작업 특성상 저속에서 고속 또는 고속에서 저속으로의 변속, 그리고 전,후진 이동방향으로의 변속이 빈번하게 요구되며, 이러한 변속과정은 클러치에 의해 이루어지게 된다.

이러한 클러치는 축상에 공회전하도록 설치되는 기어에 마찰판을 구비하고, 축과 일체로 회전하는 클러치 하우징에 압력판을 구비하며, 압력판을 마찰판에 밀착시키거나 떨어뜨리는 동작으로 동력을 연결하거나 차단하게 된다.

종래의 트랙터용 클러치는 대한민국 등록실용신안 제20-0458060호에 개시된 바와 있고, 이를 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다.

종래의 트랙터용 클러치는 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자의 조작에 따라 차체(3) 하부의 힌지(5)를 축으로 상·하 회동하게 된 대략 "ㄴ"자 단면 형상의 클러치 페달(2)과, 클러치 페달(2)의 하부 끝단에 체결되어 클러치 페달(2)의 회동에 따라 좌·우 이동이 가능하게 된 클러치 로드(4)와, 클러치 로드(4)의 선단에 체결되어 클러치 로드(4)의 이동방향과 역방향으로 이동되도록 된 클러치 릴리스 허브(6)와, 클러치 릴리스 허브(6)에 체결되어 동일 폭의 이동이 가능하도록 된 대략 원판 형상을 이루는 압력판(7)과, 압력판(7)에 맞대어져 접하면서 차륜에 연결되는 클러치축이 체결된 클러치 디스크(8)로 이루어져 엔진의 출력축에 연결되어 일정 회전력을 유지할 수 있도록 된 플라이휠(9)과 맞대어져 접하면서 동력의 전달이 이루어지도록 되어 있다.

따라서, 엔진의 출력축을 통해 전해지는 회전력에 의해 플라이휠(9)이 회전되고, 이 플라이휠(9)과 압력판(7)에 의해 소정 압력으로 접합되어 플라이휠(9)의 회전에 따라 클러치 디스크(8)가 회전되면, 이 클러치 디스크(8)의 회전에 의해 클러치축이 회전되면서 차륜이 구동되도록 된다.

또한, 엔진의 출력축의 회전력이 차륜 등에 전해지는 것을 차단하고자 할 경우, 운전자가 선택적으로 클러치 페달을 밟아 클러치 페달(2)이 힌지(5)를 축으로 하부방향으로 회동되고, 이 클러치 페달(2)의 끝단에 체결된 클러치 로드(4)가 클러치 디스크(8) 방향으로 소정간격 이동되며, 클러치 로드(4)에 체결된 클러치 릴리스 허브(6)가 클러치 로드(4)의 이동방향과 반대방향으로 이동되면서 그 선단에 체결된 압력판(7)이 클러치 로드(4)의 이동방향과 반대방향으로 이동되어 클러치 디스크(8)가 플라이휠(9)과 소정간격 이격되면서 차륜 등에 전해지도록 된 엔진의 구동력이 차단되는 구조로 이루어져 있다.

하지만, 이와 같은 종래의 트랙터용 클러치는 트랙터의 정지후 다시 출발할 때 트랙터의 덜컹거림을 방지하기 위해, 트랙터의 주행시나 작업시 클러치 페달(2)에서 발을 완전히 떼지 않고 클러치 페달(2)을 반쯤 밟고 있는 반클러치를 종종 사용하는데, 이러한 반클러치는 작업자마다 클러치 페달(2)을 밟은 위치가 제각기 달라 반클러치 사용에 번거로움이 있고, 이로 인해 트랙터의 시동이 자주 꺼지게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0458060호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 클러치 작동을 수동 또는 자동으로 작동시킬 수 있음과 더불어 반클러치의 작동을 기구적으로 자동화하여 반클러치를 정확히 사용할 수 있도록 한 트랙터용 클러치 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트랙터용 클러치 장치는, 차체에 회전가능하게 결합되는 클러치 페달; 클러치 페달에 회전가능하게 결합되는 실린더 로드에 의해 연결되는 자동 클러치 실린더;를 포함하되, 자동 클러치 실린더는 실린더 로드가 출입되게 구비되는 실린더 본체; 실린더 본체에 구비되어 유압을 실린더 본체로 출입시키는 밸브블록;을 포함할 수 있다.

그리고, 실린더 본체에는 밸브블록을 통해 공급되는 유압에 의해 이동되는 피스톤이 구비되고, 피스톤과 실린더 본체 사이에는 이동된 피스톤을 원위치로 복귀시키는 리턴스프링이 구비될 수 있다.

게다가, 피스톤은 실린더 로드와 밸브블록 사이에 구비되는 한편 실린더 로드와 분리되게 구비되고, 실린더 로드와 실린더 본체 사이에는 이동된 실린더 로드를 원위치로 복귀시키는 리턴스프링이 구비되어, 피스톤은 밸브블록으로 공급되는 유압에 의해 실린더 로드와 같이 이동되고, 실린더 로드는 클러치 페달을 밟음에 따라 단독적으로 이동되게 구비될 수 있다.

또한, 피스톤에는 밸브블록에 형성된 출입포트를 출입하는 피스톤 로드가 돌출되게 구비되고, 피스톤 로드의 원주면에는 직경이 축소되도록 경사면이 형성되어, 이동된 피스톤의 복귀시 피스톤 로드와 출입포트 사이에서 유압이 미세하게 흐르도록 구비할 수 있다.

그리고, 밸브블록에는 출입포트와 연통되는 한편 피스톤의 이동을 위한 유압이 공급되고 배출되는 공급유로가 구비되고, 공급유로와 연통되어 실린더 본체 내로 공급된 유압이 역유입되어 배출되는 리턴유로와 바이패스유로가 각각 구비될 수 있다.

또한, 밸브블록의 리턴유로에는 리턴유로의 열림을 제어하는 유량조절밸브가 구비되어, 공급유로로 유압이 공급되면 유량조절밸브가 리턴유로를 닫고, 피스톤 로드가 출입포트로 인입될 시는 유량조절밸브가 리턴유로의 일부만 열어 피스톤이 천천히 이동되도록 구비할 수 있다.

게다가, 유량조절밸브는 밸브블록의 리턴유로에 나사 결합되어 구비되고, 유량조절밸브에 결합 고정되어 유량조절밸브를 회전시켜 리턴유로의 열림량을 제어하는 작동레버가 구비될 수 있다.

그리고, 밸브블록의 바이패스유로에는 바이패스유로를 개폐시키는 솔레노이드밸브가 구비되어, 3단 이상의 변속단으로 주행시에는 솔레노이드밸브가 바이패스유로를 개방시키도록 구비될 수 있다.

본 발명의 트랙터용 클러치 장치에 따르면, 클러치 작동을 수동 또는 자동으로 제어할 수 있음과 더불어 반클러치의 작동을 기구적으로 자동화하여 반클러치를 정확히 사용할 수 있도록 함으로써 반클러치 사용시 발생될 수 있는 트랙터의 시동 꺼짐을 방지할 수 있고, 급발진 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 트랙터용 클러치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 트랙터용 클러치 장치의 정면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 트랙터용 클러치 장치의 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 클러치 페달과 자동 클러치 실린더 간의 연결관계를 보인 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 클러치 실린더에 의해 동력이 연결된 상태의 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 클러치 실린더에 의해 동력이 차단된 상태의 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동 클러치 실린더에 의한 반클러치 상태의 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 자동 클러치 실린더에 의한 반클러치 해제 상태의 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 자동 클러치 실린더의 수동 작동에 의한 동력 차단 상태의 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 2 내지 도 9는 본 발명에 따른 트랙터용 클러치 장치 및 이에 구성되는 자동 클러치 실린더를 도시한 도면들이다.

본 발명에 따른 트랙터용 클러치 장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 운전석의 차체(1)에 회전가능하게 결합되는 클러치 페달(10)과, 클러치 페달(10)의 하단부에 회전가능하게 결합되는 실린더 로드(160)에 의해 연결되는 자동 클러치 실린더(100)를 포함한다.

클러치 페달(10)은 그 하단부가 운전석 하부의 차체(1) 내에 회전가능하게 결합된 힌지부(11)로 구비되고, 이 힌지부(11)를 축으로 클러치 페달(10)의 선단부가 운전석의 바닥면으로 회전되었다가 역회전되어 원위치로 복귀되게 구비된다.

이러한 클러치 페달(10)의 힌지부(11)에는 연결아암(20)이 일체로 회전되도록 결합 고정되고, 연결아암(20)의 단부에는 후술될 자동 클러치 실린더(100)의 실린더 로드(160)가 연결되어 구비된다.

이로써, 클러치 페달(10)이 정회전(하방으로의 회전) 또는 역회전(상방으로의 회전) 됨에 따라 연결아암(20)이 같이 회전되면서 이에 연결된 실린더 로드(160)를 당겨 전진 이동(운전석 전방 측으로 이동)시키거나 또는 밀어내 후진 이동(운전석 후방 측으로 이동)시키게 된다.

그리고, 운전석 하부의 차체에는 정,역회전되는 클러치 페달(10)과 접촉되는 제 1,2 리미트 스위치(30)(31)가 각각 구비되고, 제 1 리미트 스위치(30)는 운전석 전방의 차체에 구비되어 완전히 하강된 클러치 페달(10)의 선단부에 의해 접촉되어 엔진의 동력이 차단된 상태임을 알리게 되며(클러치 페달(10)이 하사점에 위치된 상태), 제 2 리미트 스위치(31)는 운전석 후방의 차체(1)에 구비되어 완전히 상승된 클러치 페달(10)의 후단부에 의해 접촉되어 엔진의 동력이 연결된 상태임을 알리게 된다(클러치 페달(10)이 상사점에 위치된 상태).

또한, 클러치 페달(10)에 연결된 실린더 로드(160) 전방에는 전,후방으로 이동되는 실린더 로드(160)와 연동되는 클러치 마스터 실린더(40)가 구비되고, 클러치 마스터 실린더(40)는 클러치 오페라 실린더(미도시)와 연결되게 구비된다.

이로써, 클러치 마스터 실린더(40)는 클러치 페달(10)의 하강력에 의해 클러치 작동유에 공급압을 발생시켜 클러치 오페라 실린더로 공급하게 되고, 클러치 오페라 실린더는 클러치 마스터 실린더(40)로부터 유입된 작동유의 공급압으로 클러치를 작동시키게 된다.

자동 클러치 실린더(100)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더 로드(160)가 관통된 상태로 구비되어 출입되는 실린더 본체(110)와, 실린더 본체(110)의 후단부에 결합 고정되어 유압을 실린더 본체(110)로 출입시키는 밸브블록(120)을 포함한다.

실린더 본체(110)는 내부가 빈 중공관으로서, 그 전면에는 후술될 실린더 로드(160)가 관통된 상태로 출입되게 구비되는 관통구가 형성되고, 후면은 밸브블록(120)이 삽입되어 결합 고정될 수 있도록 개구되게 형성된다.

밸브블록(120)은 그 전면에는 실린더 로드(160)가 출입되는 출입포트(124)가 형성되고, 그 후면에는 후술될 피스톤(150)의 이동을 위한 유압이 공급되고 배출되는 공급유로(121)가 출입포트(124)와 연통되게 관통 형성된다.

그리고, 공급유로(121)의 상,하측에는 공급유로(121)와 연통되게 구비되는 한편 공급유로(121)를 통해 실린더 본체(110)로 공급된 유압이 역유입되어 공급유로(121)로 배출시키는 리턴유로(122)와 바이패스유로(123)가 각각 형성된다.

이러한 밸브블록(120)의 출입포트(124)에는 후술될 피스톤(150)의 피스톤 로드(151)가 출입되게 구비되고, 공급유로(121)를 통해 공급된 유압은 도 5에서와 같이 공급유로(121) 내에서 피스톤 로드(151)를 밀어 전진 이동시켜 피스톤(150)을 전진 이동시키게 되며, 피스톤(150)의 후진 이동시는 실린더 본체(110)로 공급된 유압이 공급유로(121)를 통해 밸브블록(120) 외측의 유압탱크(미도시)로 배출되어 회수된다.

또한, 밸브블록(120)의 리턴유로(122)에는 리턴유로(122)의 개도량 즉 유로의 열림 폭을 제어하는 유량조절밸브(130)가 구비된다. 이러한 유량조절밸브(130)는 공급유로(121)로 유압의 공급시는 리턴유로(122)를 막아 폐쇄시키고, 피스톤 로드(151)가 밸브블록(120)의 출입포트(124)로 인입될 시는 도 7에서와 같이 리턴유로(122)의 일부만을 개방시켜 피스톤(150)을 천천히 이동시키는 반클러치 작동을 하게 된다.

이러한 유량조절밸브(130)는 밸브블록(120)의 리턴유로(122)에 나사 결합되어 구비되고, 그 선단부에는 리턴유로(122)를 직접 개폐시키는 볼(131)이 구비되며, 밸브블록(120)의 외측으로 돌출된 유량조절밸브(130)의 후단부에는 유량조절밸브(130)를 나선 방향으로 회전시키는 작동레버(132)가 고정되게 구비된다.

그리고, 작동레버(132)의 상단부는 운전석으로 위치되게 구비되어, 운전자가 작동레버(132)를 통해 유량조절밸브(130)를 기구적으로 직접 작동시킬 수 있게 된다. 즉, 작동레버(132)를 밀거나 당김에 따라 유량조절밸브(130)가 리턴유로(122) 내에서 나선 방향으로 회전되어 전진 또는 후진 이동되면서 리턴유로(122)를 폐쇄시키거나 또는 개방시키게 된다.

이때, 유량조절밸브(130)에 의해 리턴유로(122)가 일부만 개방된 경우에는 공급유로(121)로 배출되는 유압의 유량이 적어 피스톤(150)의 후진 이동(즉 클러치 페달(10)의 상승)이 천천히 이루어져 반클러치 작동을 하게 되고, 리턴유로(122)가 완전히 개방된 경우에는 피스톤(150) 및 클러치 페달(10)이 신속하게 이동된다.

또한, 밸브블록(120)의 바이패스유로(123)에는 바이패스유로(123)를 개폐시키는 솔레노이드밸브(140)가 구비된다. 이러한 솔레노이드밸브(140)는 저속 주행시 즉 1,2단의 저단 변속단에서는 작동되지 않아 바이패스유로(123)를 막아 폐쇄시키고, 고속 주행시 즉 3단 이상의 고속 변속단에서 도 8과 같이 작동되어 바이패스유로(123)를 개방시킴으로써, 반클러치의 작동을 해제시키게 된다.

여기서, 반클러치는 대개 1,2단의 변속단으로 주행하는 저속 주행시에 주로 사용되고, 3단 이상의 변속단으로 주행하는 고속 주행시에는 반클러치를 사용하지 않기 때문에, 3단 이상의 변속단에서 솔레노이드밸브(140)가 작동되게 설정된다.

이러한 솔레노이드밸브(140)의 선단부에는 바이패스유로(123)를 직접 개폐시키는 볼(141)이 구비되고, 볼(141)과 솔레노이드밸브(140) 사이에는 볼(141)을 탄력 지지하는 스프링이 구비되어, 트랙터의 저속 주행시는 스프링에 의해 볼(141)이 바이패스유로(123)를 막아 폐쇄시키며, 고속 주행시에는 솔레노이드밸브(140)가 작동되어 볼(141)을 당김으로써, 바이패스유로(123)를 개방시키게 된다.

이와 같이 바이패스유로(123)가 개방되면, 많은 양의 유압이 바이패스유로(123)를 통해 공급유로(121)로 직접 배출됨으로써, 피스톤(150) 및 클러치 페달(10)은 신속하게 원위치로 이동되어 복귀된다.

한편, 상기와 같은 밸브블록(120) 전방의 실린더 본체(110) 내에는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브블록(120)을 통해 공급되는 유압에 의해 이동되는 피스톤(150)이 구비되고, 피스톤(150)의 전면과 실린더 본체(110) 사이에는 이동된 피스톤(150)을 원위치로 복귀시키는 리턴스프링(155)이 개재되어 구비된다.

게다가, 피스톤(150)의 후면에는 밸브블록(120)의 출입포트(124)를 통해 공급유로(121)로 삽입되는 피스톤 로드(151)가 돌출되게 형성되고, 이 피스톤 로드(151)는 공급유로(121)에 삽입된 상태에서 피스톤(150)과 함께 이동되어 밸브블록(120)의 출입포트(124)를 완전히 벗어나 분리되며, 피스톤(150)의 역이동시는 다시 출입포트(124)를 관통하여 공급유로(121)에 삽입되게 구비된다.

이때, 피스톤 로드(151)의 단부 즉 후단부에는 피스톤 로드(151)보다 큰 직경을 갖는 돌출부(152)가 형성되고, 돌출부(152)의 전후 양측 단부에는 각기 각 단부로 갈수록 그 직경 즉 외경이 점차 축소되도록 한 경사면(153)(154)이 형성된다.

그리고, 양 경사면(153)(154) 사이의 돌출부(152)는 그 외경이 출입포트(124)의 내경보다 0.01∼0.2㎜ 작은 직경으로 형성되어, 이동된 피스톤(150)의 복귀시 피스톤 로드(151)의 돌출부(152)와 출입포트(124) 사이에서 유압이 미세하게 흐르는 오리피스 작동을 하도록 구비된다.

이로써, 피스톤 로드(151)가 밸브블록(120)의 공급유로(121)에 도 5와 같이 완전히 삽입되어 피스톤(150)이 밸브블록(120)의 전면으로 이동된 상태에서는 클러치 페달(10)이 상사점에 위치된 상태이고(동력 전달 상태), 피스톤 로드(151)가 밸브블록(120)의 출입포트(124)에서 완전히 빠져나와 이탈된 경우는 도 6과 같이 피스톤(150)이 밸브블록(120)의 전면과 가장 먼 원거리로 이격된 상태로서 이때 클러치 페달(10)은 하사점에 위치된 상태이며(동력 차단 상태), 피스톤 로드(151)의 돌출부(152)가 도 7에서와 같이 밸브블록(120)의 출입포트(124)에 위치된 상태에서는 클러치 페달(10)이 45도 각도로 회전된 상태로서 반클러치 상태가 된다.

한편, 상기와 같은 피스톤(150) 전방의 실린더 본체(110)에는 실린더 로드(160)의 후단부가 관통 결합되는데, 이러한 실린더 로드(160)의 후단부는 피스톤(150)과 분리되어 서로 독립된 상태로 구비되고, 실린더 로드(160)의 선단부는 클러치 페달(10)에 구비된 연결아암(20)에 회전가능하게 결합된 힌지부(162)로 연결되게 구비된다.

게다가, 실린더 로드(160)와 실린더 본체(110) 사이에는 이동된 실린더 로드(160)를 원위치로 복귀시키는 리턴스프링(161)이 구비된다.

따라서, 밸브블록(120)의 공급유로(121)로 유압이 공급되면 공급되는 유압에 의해 자동으로 피스톤(150)이 전진 이동되면서 실린더 로드(160)와 함께 이동되고, 운전자가 클러치 페달(10)을 밟으면 답력에 의해 클러치 페달(10)이 수동으로 하강되면서 클러치 페달(10)과 연결된 실린더 로드(160)만이 도 9에서와 같이 단독으로 전진 이동된다.

한편, 상기와 같이 피스톤(150)과 실린더 로드(160)에 각각 구비되는 리턴스프링(155)(161)은 그 양측 단부가 각각 실린더 본체(110)의 내측면과 피스톤(150)의 전면 또는 실린더 로드(160)의 후단부에 접한 상태로 탄력 지지된 압축 코일 스프링으로 구비된다.

이로써, 리턴스프링(155)(161)에 의해 피스톤(150)과 실린더 로드(160)에는 항상 밸브블록(120)의 전면 측으로 이동되려는 복귀력이 작용하게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 트랙터용 클러치 장치의 작동관계를 설명한다.

본 클러치 장치는 수동으로 작동이 가능하고, 자동으로도 작동이 가능하며, 자동으로의 작동시 반클러치 작동 역시도 자동으로 구현할 수 있다.

[수동에 의한 클러치 작동]

수동에 의한 클러치 작동은 운전석에서 운전자가 클러치 페달(10)을 밟음에 따라 이루어진다.

즉, 클러치 페달(10)을 밟으면, 클러치 페달(10)이 도 9에서와 같이 하강 회전되면서 운전석의 바닥면에 밀착되는 하사점으로 위치되고, 하사점에 위치된 클러치 페달(10)은 제 1 리미트 스위치(30)를 스위칭시키게 되며, 이에 ECU에서는 클러치 페달(10)의 위치와 더불어 엔진의 동력이 차단된 상태임을 인지하게 된다.

한편, 상기와 같이 클러치 페달(10)이 하강 회전되면, 클러치 페달(10)은 하단부의 힌지부(11)를 축으로 회전되고, 힌지부(11)에 고정되게 연결된 연결아암(20) 역시도 클러치 페달(10)과 동일한 방향으로 회전됨에 따라 연결아암(20)에 힌지부(162)로 결합된 실린더 로드(160)가 전방으로 당겨져 전진 이동하게 된다.

특히, 전진 이동되는 실린더 로드(160)는 이에 구비된 리턴스프링(161)을 압축시키면서 자동 클러치 실린더(100)의 실린더 본체(110)에서 인출되고, 실린더 본체(110) 내의 피스톤(150)은 제자리를 유지하게 된다.

이후, 밟고 있던 클러치 페달(10)에서 발을 떼면, 실린더 로드(160)에 의해 압축돼 있던 리턴스프링(161)이 원위치로 복귀되면서 실린더 로드(160)를 실린더 본체(110) 내로 다시 인입시키고, 실린더 로드(160)의 후진 이동에 의해 이에 연결된 연결아암(20)과 클러치 페달(10)은 역방향으로 상승 회전되면서 원위치로 복귀된다.

클러치 페달이 원위치인 상사점에 위치되면, 제 2 리미트 스위치가 스위칭되고, 엔진의 동력은 다시 연결된 상태가 된다.

[자동에 의한 클러치 작동]

자동에 의한 클러치 작동은 자동 클러치 실린더(100)에 의해 이루어진다.

즉, 운전석에서 클러치 조작 버튼을 조작하면, 밸브블록(120)의 공급유로(121)로 16bar의 유압이 공급되고, 이 유압에 의해 공급유로(121)에 삽입돼 있던 피스톤 로드(151)가 전방으로 밀려 이동됨과 동시에 피스톤 로드(151)와 일체로 형성된 피스톤(150) 역시도 실린더 본체(110) 내에서 전방으로 이동된다.

그러면, 피스톤(150)의 전진 이동에 의해 피스톤(150)의 전면에 접하여 있는 실린더 로드(160)가 피스톤(150)과 같이 전진 이동되면서 각각의 리턴스프링(155)(161)을 압축시키게 된다.

이러한 피스톤(150)의 전진 이동은 피스톤 로드(151)가 도 6에서와 같이 밸브블록(120)의 출입포트(124)를 완전히 빠져나와 이탈될 때까지 이루어지고, 피스톤(150)의 선단부가 실린더 본체(110)의 내측면에 접함으로써 이동이 중지된다.

한편, 피스톤(150)의 전진 이동이 중지되면, 클러치 페달(10)은 실린더 로드(160)의 전진 이동에 의해 클러치 페달(10)을 밟았을 때와 마찬가지로 하사점에 위치된 상태가 되고, 클러치 페달(10)의 하사점 위치는 제 1 리미트 스위치(30)에 의해 검출되어 ECU로 출력되며, 이 상태에서는 엔진의 동력이 클러치에 의해 차단된 상태가 된다.

이후, 운전석에서 변속 후 클러치 조작 버튼을 조작하면, 밸브블록(120)으로 유압을 공급하던 공급력이 제거됨과 동시에 압축돼 있던 각각의 리턴스프링(155)(161)이 원위치로 복귀되면서 실린더 로드(160)를 실린더 본체(110)로 다시 인입시킴과 동시에 피스톤(150)을 밸브블록(120) 측으로 밀어 이동시키게 된다.

그러면, 실린더 로드(160)의 후진 이동에 의해 이에 연결된 연결아암(20)과 클러치 페달(10)은 역방향으로 상승 회전되면서 원위치로 복귀되고, 피스톤(150)의 후진 이동에 의해 실린더 본체(110) 내로 유입된 유압은 출입포트(124)로 유입되어 공급유로(121)를 통해 유압탱크(미도시)로 리턴된다.

이런 작동 중에 피스톤(150)과 같이 후진 이동되는 피스톤 로드(151)의 돌출부(152)가 밸브블록(120)의 출입포트(124)에 삽입되면 출입포트(124)가 막히게 되지만, 출입포트(124)와 돌출부(152) 및 돌출부(152)의 경사면(153)(154)에 의해 미세한 유로가 형성되고, 이 미세한 유로에 의한 오리피스 효과로 인해 공급유로(121)로 배출되던 유압의 흐름이 급격히 감소되어 느려지게 되며, 이때의 클러치 페달(10)은 대략 45도 이전의 각도에서부터 아주 느린 미세한 속도로 천천히 상승하게 된다.

이때, 트랙터가 저속 주행 중인 경우에는 운전자가 운전석 내에서 작동레버(132)를 조작하여, 밸브블록(120)의 리턴유로(122)에 구비된 유량조절밸브(130)를 완전히 후진 이동시키면, 리턴유로(122)가 완전히 개방되면서 실린더 본체(110) 내의 유압 대부분이 리턴유로(122)를 통해 공급유로(121)로 배출되어 유압탱크로 리턴된다.

이로써, 피스톤(150) 및 실린더 로드(160)의 후진 이동속도를 가속화할 수 있고, 이에 클러치 페달(10)을 원위치로 신속하게 상승시켜 클러치에 의한 엔진의 동력을 다시 연결할 수 있게 된다.

이때, 피스톤 로드(151)는 도 5에서와 같이 밸브블록(120)의 출입포트(124)를 관통하여 공급유로(121)에 삽입된 상태가 된다.

[ 반클러치 작동]

반클러치 작동은 수동 및 자동에 의한 클러치 작동 시에 모두 작동시킬 수 있지만, 본 실시예에서는 자동에 의한 클러치 작동 중에 반클러치의 사용을 일례로 들어 설명하기로 한다.

먼저, 전술한 자동에 의한 클러치 작동 과정 중, 피스톤(150)과 같이 후진 이동되는 피스톤 로드(151)의 돌출부(152)가 밸브블록(120)의 출입포트(124)에 삽입될 때, 운전자가 작동레버(132)를 조작하여 리턴유로(122) 내에서 유량조절밸브(130)를 일정 거리만큼만 후진 이동시켜 리턴유로(122)의 유로를 일부 즉 예를 들면 1/5 이하의 유로만 개방되게 한다.

그러면, 유량조절밸브(130)에 의해 1/5 이하의 유로가 개방된 리턴유로(122)를 통해 도 7에서와 같이 실린더 본체(110) 내의 유압이 천천히 흘러 공급유로(121)로 배출된다.

이 과정에서 공급유로(121)를 통해 배출되는 유압의 흐름이 느려짐에 따라 클러치 페달(10)은 느린 속도로 천천히 상승하게 되는데, 이 상태 즉 도 7의 상태가 바로 반클러치가 자동으로 작동되는 상태가 된다.

이에 더하여, 천천히 상승되는 클러치 페달(10) 위에 운전자가 발을 살짝 올려놓아 클러치 페달(10)의 상승을 저지하면, 반클러치 상태가 유지된다.

이러한 반클러치의 작동은 트랙터의 저속 주행시 즉 1,2단의 저단 변속단에서만 사용하는 것이 클러치 및 변속기 등의 파손을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 트랙터의 고속 주행시 즉 3단 이상의 고속 변속단에서는 반클러치를 사용하면 안되므로, 반클러치 작동을 강제로 해제시키게 된다.

즉, 기어가 3단 이상의 변속단으로 변속된 경우에는 이를 ECU가 감지하여 밸브블록(120)의 바이패스유로(123)에 구비된 솔레노이드밸브(140)를 작동시키게 된다.

그러면, 바이패스유로(123)를 막고 있던 볼(141)이 도 8에서와 같이 솔레노이드밸브(140) 측으로 당겨지면서 바이패스유로(123)가 개방됨으로써 실린더 본체(110) 내부의 유압은 대부분이 유량조절밸브(130)에 의한 좁은 리턴유로(122)보다 넓은 직경으로 확보된 바이패스유로(123)를 통해 신속하게 공급유로(121)로 배출된다.

따라서, 솔레노이드밸브(140)에 의해 바이패스유로(123)가 개방된 경우에는 반클러치 작동이 강제로 해제된다.

물론, 1,2단의 저속 변속단에서는 솔레노이드밸브(140)가 작동되지 않아 바이패스유로(123)를 막아 차단함으로써 반클러치 작동이 원활히 이루어지게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

1 : 차체 10 : 클러치 페달
11 : 힌지부 20 : 연결아암
30,31 : 리미트 스위치 40 : 클러치 마스터 실린더
100 : 자동 클러치 실린더 110 : 실린더 본체
120 : 밸브블록 121 : 공급유로
122 : 리턴유로 123 : 바이패스유로
124 : 출입포트 130 : 유량조절밸브
131 : 볼 132 : 작동레버
140 : 솔레노이드밸브 141 : 볼
150 : 피스톤 151 : 피스톤 로드
152 : 돌출부 153,154 : 경사면
155 : 리턴스프링 160 : 실린더 로드
161 : 리턴스프링 162 : 힌지부

Claims

차체에 회전가능하게 결합되는 클러치 페달; 클러치 페달에 회전가능하게 결합되는 실린더 로드에 의해 연결되는 자동 클러치 실린더;를 포함하되,
자동 클러치 실린더는 실린더 로드가 출입되게 구비되는 실린더 본체; 실린더 본체에 구비되어 유압을 실린더 본체로 출입시키는 밸브블록;을 포함하고,
실린더 본체에는 밸브블록을 통해 공급되는 유압에 의해 이동되면서 실린더 로드를 작동시키는 한편 유압을 다시 밸브블록으로 배출시키는 피스톤이 구비되고,
이동되었던 피스톤의 복귀시 실린더 본체의 유압이 밸브블록으로 미세하게 유량 조절되어 배출됨에 따라 반클러치 상태를 유지할 수 있는 트랙터용 클러치 장치.
청구항 1에 있어서,
피스톤과 실린더 본체 사이에는 이동된 피스톤을 원위치로 복귀시키는 리턴스프링이 구비되는 트랙터용 클러치 장치.
청구항 2에 있어서,
피스톤은 실린더 로드와 밸브블록 사이에 구비되는 한편 실린더 로드와 분리되게 구비되고, 실린더 로드와 실린더 본체 사이에는 이동된 실린더 로드를 원위치로 복귀시키는 리턴스프링이 구비되어, 피스톤은 밸브블록으로 공급되는 유압에 의해 실린더 로드와 같이 이동되고, 실린더 로드는 클러치 페달을 밟음에 따라 단독적으로 이동되게 구비되는 트랙터용 클러치 장치.
청구항 2에 있어서,
피스톤에는 밸브블록에 형성된 출입포트를 출입하는 피스톤 로드가 돌출되게 구비되고, 피스톤 로드의 원주면에는 양단으로 갈수록 유량이 많이 흐르도록 경사가 형성되어, 이동된 피스톤의 복귀시 피스톤 로드와 출입포트 사이에서 유압이 미세하게 흐르도록 한 트랙터용 클러치 장치.
청구항 4에 있어서,
밸브블록에는 출입포트와 연통되는 한편 피스톤의 이동을 위한 유압이 공급되고 배출되는 공급유로가 구비되고, 공급유로와 연통되어 실린더 본체 내로 공급된 유압이 역유입되어 배출되는 리턴유로와 바이패스유로가 각각 구비되는 트랙터용 클러치 장치.
청구항 5에 있어서,
밸브블록의 리턴유로에는 리턴유로의 열림을 제어하는 유량조절밸브가 구비되어, 공급유로로 유압이 공급되면 유량조절밸브가 리턴유로를 닫고, 피스톤 로드가 출입포트로 인입될 시는 유량조절밸브가 리턴유로의 일부만 열어 피스톤이 천천히 이동되도록 한 트랙터용 클러치 장치.
청구항 6에 있어서,
유량조절밸브는 밸브블록의 리턴유로에 나사 결합되어 구비되고, 유량조절밸브에 결합 고정되어 유량조절밸브를 회전시켜 리턴유로의 열림량을 제어하는 작동레버가 구비되는 트랙터용 클러치 장치.
청구항 5에 있어서,
밸브블록의 바이패스유로에는 바이패스유로를 개폐시키는 솔레노이드밸브가 구비되어, 설정된 속도 이상으로 주행시에는 솔레노이드밸브가 바이패스유로를 개방시키도록 구비되는 트랙터용 클러치 장치.