KR102622444B1 - 작업차량용 트랜스미션 - Google Patents

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이향희
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주식회사 진명파워텍
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Abstract

전후진 전환을 위한 정역 클러치를 포함하는 작업 차량의 트랜스미션은, 트랜스미션의 하우징의 좌측벽에 장착되어 전후진 전환 및 습식 메인 클러치 기능을 위한 유압 제어를 수행할 수 있는 정역 유압 밸브 장치를 포함하며, 정역 유압 밸브 장치는 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 제공되며, 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 제공되는 정역 유압 밸브 장치는 하우징에 대해 호환 가능한 인터페이스를 가질 수 있다.

Description

작업차량용 트랜스미션 {TRANSMISSION FOR WORK VEHICLE}
본 발명은 트랜스미션에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 트랜스미션의 습식 클러치를 설계함에 있어서 밸브 장치를 최적화하고 하나의 인터페이스를 공유하면서 기계 작동 방식 또는 전자 제어 방식을 모두 적용할 수 있는 작업 차량의 트랜스미션에 관한 것이다.
작업 차량은 이동을 위한 차량에 인간 생활의 편의를 위한 작업을 추가로 수행할 수 있는 차량을 의미할 수 있다. 작업 차량은 엔진과 같은 구동원(driving source)를 이용하여 작업자를 특정 위치로 이동시키는 운송장치로서 기능을 할 수 있으며, 특정 위치에서 작업자와 같이 이동하거나 정지 상태를 유지하면서 구동원으로부터 동력을 주행 이외의 용도로 이용할 수 있다.
일반적인 작업 차량으로서 콤바인이나 트랙터와 같은 농업용 작업 차량이 있을 수 있으며, 이 외에도 건설 현장이나 공장 등에서의 다른 작업을 수행하는 작업 차량이 있을 수 있다.
일본등록특허 제3940195호를 보면, PTO를 포함하는 작업 차량이 개시되어 있다. 상기 작업 차량은 엔진, 트랜스미션 및 PTO 장치를 포함하며, 엔진으로부터 동력 중 일부는 주행 바퀴 등으로 전달하여 주행에 이용하며, 다른 일부는 PTO 장치 등으로 전달하여 주행 이외의 용도로 사용할 수 있다.
트랜스미션은 프론트 하우징, 미션 하우징, 리어 하우징을 포함하며, 내부로는 엔진으로부터의 동력을 주행 바퀴 등으로 전달하는 주행 동력전달부와 주행 이외의 작업을 위한 PTO 동력전달부를 포함한다. 주행 동력전달부로서 정역부, 주변속부, 부변속부를 포함하며, 정역부는 프론트 하우징에 위치하고, 주변속부와 부변속부는 미션 하우징에 위치하며, 미션 하우징의 하부에는 전륜구동케이스가 위치하여 전동축으로 동력을 선택적으로 전달할 수 있다.
종래의 PTO 장치 역시 PTO 클러치를 포함하며, PTO 클러치를 유압으로 제어하는 것이 있다. 하지만, 종래의 유압식 PTO 클러치와 그 제어장치가 서로 멀리 떨어져 설치되는 경우가 많고, 압력 손실을 수반하기 때문에 유압 제어 장치에서 제어하는 유압 제어 커브가 실제 PTO 클러치의 피스톤 유압에서 다르게 적용되는 경우가 있다.
또한, 정역부가 유압에 의해 작동하기 때문에 프론트 하우징이 하부에 컨트롤 밸브 장치가 제공되며, 컨트롤 밸브 장치는 유압 펌프로부터 작동유를 공급받아 정역부의 유압 클러치를 제어하기 위한 용도로 사용될 수 있다.
종래에는 컨트롤 밸브 장치를 설계함에 있어서, 기계 작동 방식과 전자 제어 방식을 별도로 구분하고, 각각에 따른 별도의 설계를 유지하였다.
본 발명은 정역부와 주변속부 등을 습식 클러치로 구성하고, 각 클러치를 제어하기 위한 정역 유압 밸브 장치와 변속 유압 밸브 장치 간단하면서 최적화된 구조로 제공하면서, 하나의 인터페이스를 기계식과 전자식이 공유하게 하여 제품의 다양성을 향상시킬 수 있는 작업 차량의 트랜스미션을 제공한다.
본 발명은 정역 유압 밸브 장치와 변속 유압 밸브 장치를 유압식 클러치와 연결하되, 하나의 지지부재로 축 지지와 오일 투입을 모두 달성할 수 있는 작업 차량의 트랜스미션을 제공한다.
본 발명은 정역 유압 밸브 장치와 변속 유압 밸브 장치를 하나의 유압 펌프로 연결하고, 변속 유압 밸브 장치를 유압 펌프와 간접적으로 연결하여도 제어 압력을 안정적으로 유지할 수 있는 작업 차량의 트랜스미션을 제공한다.
본 발명은 정역 유압 밸브 장치를 트랜스미션의 왼쪽에 배치하여 클러치 페달과 정역부 간의 연계 및 배선의 구성을 용이하게 할 수 있으며, 변속 유압 밸브 장치를 트랜스미션의 오른쪽에 배치하여 주변속 레버의 조작에 따른 배선 등을 용이하게 할 수 있는 작업 차량의 트랜스미션을 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 전후진 전환을 위한 정역 클러치를 포함하는 작업 차량의 트랜스미션은, 트랜스미션의 하우징의 좌측벽에 장착되어 전후진 전환 및 습식 메인 클러치 기능을 위한 유압 제어를 수행할 수 있는 정역 유압 밸브 장치를 포함하며, 정역 유압 밸브 장치는 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 제공되며, 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 제공되는 정역 유압 밸브 장치는 하우징에 대해 호환 가능한 인터페이스를 가질 수 있다.
정역 유압 밸브 장치는 하우징의 외면, 보다 바람직하게는 좌측면에 별도로 설치되어 제공될 수 있으며, 모듈화된 독립된 패키지로 제공되어 동일 인터페이스를 유지하는 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 교체하여 장착할 수 있다.
정역 밸브 블록에 형성된 오일 유입구, 오일 공급 포트 및 오일 유출구는 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식에 호환되도록 동일 위치에 형성될 수 있다.
정역 유압 밸브 장치의 오일 유출구는 트랜스미션 내의 오일 레벨 및 정역 유압 밸브 장치의 다른 내부 부속보다 높은 위치에 위치하여 오일 내에 공기 기포 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
정역 유압 밸브 장치는 하우징의 일 측벽에 장착되는 정역 밸브 블록, 정역 밸브 블록에 장착되는 정역 제어 밸브, 정역 유압 제어 밸브와 지지부재를 연결하는 적어도 2개의 제1 파이프를 포함할 수 있다. 정역 유압 밸브 장치가 트랜스미션의 하우징 우측에 위치하는 경우, 대략 제1 축의 높이에 대응하여 상부에 위치할 수 있으며, 제1 파이프를 통해 정역 클러치의 작동을 제어할 수 있다.
밸브 장치에서 파이프들은 각 장치의 오일 배출구에 연결되고, 파이프들의 각 단부에는 실링이 형성되어 트랜스미션의 내부에 삽입되면서 지지부재와 밀봉 가능하게 장착될 수 있다.
정역 밸브 블록에 연결되는 파이프를 통과시키기 위해 트랜스미션의 벽면에는 각 파이프에 대응하는 복수의 관통홀이 형성될 수 있다. 관통홀을 하나로 통합되어 모든 파이프를 통과시킬 수 있는 크기로 형성될 수 있지만, 파이프의 안정적인 지지 및 가이드를 위해 각 파이프를 지지할 수 있도록 관통홀이 별도로 형성될 수도 있다.
하우징은 프론트 하우징, 미션 하우징, 디퍼런셜 하우징, 리어 하우징 등을 조립하여 제공될 수 있다. 프론트 하우징에는 정역 클러치와 고속/저속 유압 클러치가 수용될 수 있으며, 미션 하우징에는 주변속 유압 클러치가 수용될 수 있다. 고속/저속 유압 클러치와 주변속 유압 클러치는 주변속부를 구성하는 클러치로서, 상호 별도로 분리되어 있고, 상부 축라인의 제3 축으로 연결될 수 있지만, 경우에 따라서는 하나의 제2 축에 모두 형성될 수도 있다.
정역 유압 밸브 장치의 오일 유출구 또는 드레인 포트는 변속 유압 밸브 장치의 오일 유입구와 오일 배관에 의해 연결되고, 오일 배관에는 어큐뮬레이터가 연결될 수 있으며, 정역 유압 밸브 장치는 변속 유압 밸브 장치보다 상부에 위치할 수 있다.
본 발명의 트랜스미션은 정역부와 주변속부 등을 습식 클러치로 구성하고, 각 클러치를 제어하기 위한 정역 유압 밸브 장치와 변속 유압 밸브 장치 간단하면서 최적화된 구조로 제공하면서, 하나의 인터페이스를 기계식과 전자식이 공유하게 하여 제품의 다양성을 향상시킬 수 있는 작업 차량의 트랜스미션을 제공할 수 있다.
본 발명의 트랜스미션은 정역 유압 밸브 장치와 변속 유압 밸브 장치를 유압식 클러치와 연결하되, 하나의 지지부재로 축 지지와 오일 투입을 모두 달성할 수 있다.
본 발명의 트랜스미션은 정역 유압 밸브 장치와 변속 유압 밸브 장치를 하나의 유압 펌프로 연결할 수 있으며, 하나의 유압 펌프를 이용하더라도 상대적으로 하류에 위치한 변속 유압 밸브 장치에 오일의 제어 압력을 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 트랜스미션은 정역 유압 밸브 장치를 트랜스미션의 왼쪽에 배치하여 클러치 페달과 정역부 간의 연계 및 배선의 구성을 용이하게 할 수 있으며, 변속 유압 밸브 장치를 트랜스미션의 오른쪽에 배치하여 주변속 레버의 조작에 따른 배선 등을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 트랜스미션 및 그를 포함한 작업 차량을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 작업 차량의 동력 전달 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 트랜스미션의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 트랜스미션의 조립 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션 및 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 트랜스미션에서 유압 밸브 장치의 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션의 지지부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 유압 밸브 장치와 지지부재 간의 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션의 유압 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션에서 전자 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션에서 기계 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션에서 기계 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치를 설치한 경우의 유압 회로를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용은 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션 및 그를 포함한 작업 차량을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 작업 차량의 동력 전달 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1의 트랜스미션의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 트랜스미션의 조립 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 작업 차량(100)은 구동원(110), 후륜 또는 제1 구동 휠(120), 전륜 또는 제2 구동 휠(130), 사용자 운전부(200), 트랜스미션(300), 구동 추출 장치(400), 변속을 위한 변속 유압 밸브 장치(500), PTO 유압 펌프 장치(600) 및 PTO 장치(700)를 포함할 수 있다.
엔진 등의 구동원(110)은 동력을 생성하며, 구동원(110)으로부터의 동력은 트랜스미션(300)을 통해서 변속 또는 제어되어 주행 또는 주행 이외의 작업을 위한 용도로 사용될 수 있다.
트랜스미션(300)은 구동원(110)으로부터 전달된 동력을 전부 또는 일부를 주행을 위한 제1 구동 휠(120) 또는 제2 구동 휠(130)로 전달할 수 있으며, 주행 이외의 작업을 위한 동력은 PTO 장치(700)로 전달할 수 있다. PTO 장치(700)로 전달되는 동력은 엔진인 구동원(110)으로부터 변속되지 않고 전달될 수 있으며, 구동원(110)이 최대 또는 최적의 토크를 발생시키는 상태에서 540rpm, 1000rpm 또는 주행속도에 비례하는 회전속(GSP)으로 회전할 수 있다. PTO 장치(700) 내에서의 변속은 시프트 클러치를 이용한 제1 변속 제어부(735) 등을 통해서 이루어질 수 있다.
이를 위해 PTO 장치(700)는 다단 독립 변속을 위한 제1 동력전달부(730)를 포함할 수 있다. 제1 동력전달부(730)는 정역부(310)의 회전 방향 및 주변속부(320)에 의한 변속과 무관하게 구동원(110)으로부터 직접 동력을 전달받을 수 있으며, PTO 클러치(720)를 통해 연결된 동력을 변속하여 PTO 출력축(710)으로 전달할 수 있다.
사용자 운전부(200)는 운전석(210), 조향 핸들(220), 클러치 페달(230), 전후진 조작부(240), 주변속 조작부(250), 부변속 조작부(260)를 포함할 수 있다. 사용자는 핸들(220) 등을 통해서 작업 차량(100)의 주행 방향을 제어할 수 있으며, 전후진 조작부(240)를 통해 구동 휠의 회전 방향을 제어할 수 있고, 주변속 조작부(250) 및 부변속 조작부(260)를 통해 변속 단 또는 변속 범위 등을 제어할 수 있다.
클러치 페달(230)이 핸들(220) 아래의 왼쪽에 위치할 수 있으며, 오른쪽으로는 브레이크 페달이 제공될 수 있고, 운전석(210)의 아래로 주차 브레이크(280)가 제공될 수 있다. 브레이크 페달은 유압으로 작동하는 브레이크 장치의 밸브와 연결될 수 있으며, 브레이크 페달의 작동에 따라 제1 브레이크(140)를 작동시킬 수 있다.
본 실시예에서 사용자 운전부(200)는 노출된 형태로 제공될 수 있지만, 경우에 따라서는 캐빈(270)을 포함할 수도 있다.
전후진 조작부(240)는 정역 유압 밸브 장치(800)를 통해서 정역부(310) 등에 가해지는 유압을 비례 제어할 수 있으며, 주변속 조작부(250) 또는 부변속 조작부(260)는 변속 유압 밸브 장치(500)를 통해서 고속/저속 유압 클러치(330), 주변속 클러치(340) 등에 가해지는 유압을 비례 제어할 수 있다. 이러한 과정에서 정역 전환 및 변속 제어는 유압, 전동 또는 수동 등의 조작 방식이 이용될 수 있다.
트랜스미션(300)을 통과한 동력은 제1 디퍼런셜(360)을 통해서 후륜, 즉 제1 구동 휠(120)로 전달될 수 있다. 경우에 따라서는 구동 추출 장치(400)를 통해서 전륜 출력축(410)으로 동력을 일부 추출하여 전륜, 즉 제2 구동 휠(130)로 전달할 수 있다. 제2 구동 휠(130)이 구동 추출 장치(400)를 통해 제1 구동 휠(120)과 같이 동력을 받으면 작업 차량(100)은 4륜 모드로 주행할 수 있으며, 4륜 모드는 험한 지형이나 논이나 밭 등에서 작업 차량(100)을 이동시키거나 고부하 견인작업에 유용하게 적용될 수 있다. 하지만, 일반 도로 등을 주행하는 경우에는 4륜 모드가 아닌 2륜 모드로 주행하는 것이 효율적일 수 있으며, 이 경우 구동 추출 장치(400)는 전륜 출력축(410)을 동력을 전달하지 않고, 제2 구동 휠(130)이 수동적으로 회전하는 2륜 모드로 전환할 수 있다.
제1 디퍼런셜(360)과 제1 구동 휠(120) 사이에는 제1 브레이크(140)가 장착될 수 있으며, 제1 브레이크(140)는 주행에 주로 기여하는 제1 구동 휠(120)의 회전을 억제하여 작업 차량(100)을 정지시킬 수 있다. 참고로, 제1 브레이크(140)를 작동시키기 위한 페달은 사용자 운전부(200)에 제공될 수 있으며, 운전석을 기준으로 일측 또는 양측에 제공될 수 있다.
엔진으로부터의 동력은 트랜스미션(300)을 통해서 제1 구동 휠(120), 제2 구동 휠(130) 또는 PTO 장치(700) 등으로 연결될 수 있으며, 트랜스미션(300)의 내부에는 정역부(310), 주변속부(320), 부변속부(350), 제1 디퍼런셜(360) 등이 제공될 수 있다.
도 2를 보면, 구동원(110)으로부터의 동력은 제1 축(S1)을 통해 정역부(310)로 전달될 수 있으며, 정역부(310)를 통해서 전진 또는 후진을 위해 적용될 수 있으며, 정역부(310)에 의해서 방향이 설정된 회전은 하부의 제2 축(S2)을 통해 주변속부(320)로 전달될 수 있다.
주변속부(320)는 고속/저속 유압 클러치(330), 1단부터 4단까지의 조절이 가능한 주변속 유압 클러치(340)를 포함할 수 있다. 부변속부(350)는 주변속부(320)에 의해 변속된 회전에 변속 구간을 추가로 조절할 수 있으며, 도시된 바와 같이 시프트 클러치를 이용하여 A, B, C 또는 Cr(크리프) 구간을 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 고속/저속 유압 클러치(330) 및 주변속 유압 클러치(340)는 마찰판을 이용한 유압 클러치로서, 변속을 위한 변속 유압 밸브 장치(500)에 의해 제어될 수 있으며, 부변속부(350)의 시프트 클러치는 전동 또는 유압으로 작동할 수 있다. 본 실시예에 따른 트랜스미션(300)은 주변속부(320) 및 부변속부(350)에 의해서 24단계 또는 32단계까지 변속이 가능하다.
엔진으로부터의 동력 중 일부는 정역부(310)나 주변속부(320) 등을 거치지 않고, PTO 장치(700)로도 전달될 수 있으며, PTO 장치(700)로 전달된 동력은 PTO 유압 펌프 장치(600)를 통해서 탠덤 펌프 등을 구동할 수 있고, PTO 장치(700)를 변속하거나 윤활유 공급을 위한 동력을 제공할 수 있다. PTO 장치(700) 내에는 PTO 클러치(720) 및 제1 동력전달부(730)를 통해서 PTO 출력축(710)으로 전달될 수 있다.
이 외에도 엔진으로부터의 동력 중 다른 일부는 정역부(310)나 주변속부(320) 등을 거쳐서 PTO 장치(700)로도 전달될 수 있으며, 이렇게 PTO 장치(700)로 전달된 동력은 주행 속도에 비례 또는 대응하는 회전수로 전달될 수 있으며, 모심기 등의 차속에 민감한 작업에 이용될 수 있다. 차속에 동조하는 동력은 PTO 장치(700) 내에는 다른 동력전달부를 통해서 PTO 출력축(710)으로 전달될 수 있다.
부변속부(350)에서 시프트 클러치가 장착된 축에는 외부로 동력을 추출하기 위한 기어가 장착될 수 있으며, 그 단부에는 구동 추출 기어(370)가 제공된다. 구동 추출 기어(370)는 트랜스미션(300)의 하우징으로부터 부분적으로 노출될 수 있으며, 구동 추출 기어(370)가 노출되는 영역에 구동 추출 장치(400)가 장착될 수 있다.
도 3 및 도 4를 보면, 트랜스미션(300)의 내부는 전방에서부터 프론트 하우징(302), 미션 하우징(304), 디퍼런셜 하우징의 조립에 의해서 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 프론트 하우징(302)에 정역부(310) 및 주변속부(320) 중 고속/저속 유압 클러치(330)가 수용될 수 있으며, 미션 하우징(304)에는 주변속 유압 클러치(340) 및 부변속 유압 클러치가 수용될 수 있다.
프론트 하우징(302) 내에서 정역부(310)는 상부의 제1 축(S1)에 위치하며, 고속/저속 유압 클러치(330)는 하부의 제2 축(S2)에 제공될 수 있으며, 제1 축(S1)과 제2 축(S2)은 프론트 하우징(302) 내에 축 지지부재(900)에 의해서 지지될 수 있다.
미션 하우징(304) 내에서도 하부의 주변속 유압 클러치(340) 및 부변속부(350)가 제공될 수 있으며, 상부에는 엔진의 구동을 PTO 장치(700)로 전달할 수 있는 내부 축(Si)과 주변속부(320)의 회전을 고속/저속 유압 클러치(330)에서 주변속 유압 클러치(340)로 전달할 수 있는 제3 축(S3)이 제공될 수 있다.
제3 축(S3)은 프론트 하우징(302)에 있는 제3 축의 일부(S3-1)와 미션 하우징(304)에 있는 제3 축의 일부(S3-2)가 서로 결합하여 형성될 수 있다. 주변속 유압 클러치(340)가 장착된 제2 축의 일부(S2-1)는 하부에 위치하지만, 제3 축(S3)을 통해서 앞에 있는 제2 축(S2)의 회전을 전달 받을 수 있다.
프론트 하우징(302)과 미션 하우징(304)이 결합되면서, 프론트 하우징(302)의 내부에 수용된 정역부(310)의 제1 축(S1)과 미션 하우징(304)에 수용된 내부 축(Si)이 서로 축 결합될 수 있다.
프론트 하우징(302)과 미션 하우징(304)이 상호 조립되면서, 전후 하우징들 및 전후의 내부 부속들이 상호 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션 및 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 트랜스미션에서 유압 밸브 장치의 연결을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션의 지지부재를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 유압 밸브 장치와 지지부재 간의 연결을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션의 유압 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 10을 보면, 트랜스미션(300) 중 프론트 하우징(302)의 좌측 벽에는 정역 유압 밸브 장치(800)가 장착되어 있으며, 우측 벽에는 변속을 위한 변속 유압 밸브 장치(500)가 장착되어 있다. 변속 유압 밸브 장치(500)는 트랜스미션(300)에 장착되어 오일을 주변속부(320)에 공급하기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 고속/저속 유압 클러치(330) 및 주변속 유압 클러치(340)에서 각 유압 장치에 제어된 유압을 공급할 수 있다.
변속 유압 밸브 장치(500)는 변속 밸브 블록(510), 어큐뮬레이터(520) 및 6개의 변속 제어 밸브(530)를 포함할 수 있으며, 변속 밸브 블록(510)에는 오일 유입구(512)가 상부에 형성되고, 변속 제어 밸브(530)를 장착하기 위한 밸브 장착홈(514)이 오일 유입구(512)에 대향하여 하부에 형성될 수 있다. 오일 유입구(512)와 밸브 장착홈(514)은 상호 연통될 수 있으며, 밸브 장착홈(514)은 다시 오일 배출구(516)에 일대일로 연결되어 고속/저속 유압 클러치(330) 및 주변속 유압 클러치(340)에 각각 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 변속 유압 밸브 장치(500)는 트랜스미션(300)의 반대편에 위치한 정역 유압 밸브 장치(800)를 통과한 오일을 공급받을 수 있다. 변속 유압 밸브 장치(500)는 유압 펌프(890)로부터 직접 오일을 공급받는 것이 아니라 정역 유압 밸브 장치(800)를 거쳐 간접적으로 오일을 공급받을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 변속 유압 밸브 장치(500)는 안정적인 오일 공급을 위해 어큐뮬레이터(520)를 포함할 수 있으며, 어큐뮬레이터(520)는 다른 유압 장치 중 하나인 정역 유압 밸브 장치(800)와 오일 유입구(512) 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에서는 정역 유압 밸브 장치(800)는 프론트 하우징(302)의 좌측벽에서 제1 축(S1)에 인접하게 장착될 수 있으며, 변속 유압 밸브 장치(500)에 비해 상대적으로 높은 위치에 고정될 수 있다.
정역 유압 밸브 장치(800)는 프론트 하우징(302)의 좌측벽에 장착되는 정역 밸브 블록(810), 정역 밸브 블록(810)에 후면에 장착되는 정역 제어 밸브(820, 822), 정역 제어 밸브(820, 822)와 축 지지부재(900)를 연결하는 제1 파이프(860)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 변속 유압 밸브 장치(500)는 정역 유압 밸브 장치(800)와 트랜스미션의 하부를 통과하는 연결 배관(895)을 통해서 연결되어 있으며, 어큐뮬레이터(520)는 연결 배관(895)에 연결되어 있다. 정역 유압 밸브 장치(800)는 트랜스미션(300) 내부에 있는 유압 펌프(890)로부터 오일을 공급받을 수 있다.
도 10에서와 같이, 유압 펌프(890)로부터 공급된 오일은 일종의 작동유로서 정역 유압 밸브 장치(800)를 통해 정역부(310) 및 변속 유압 밸브 장치(500)로 공급될 수 있으며, 변속 유압 밸브 장치(500)로 공급된 오일은 주변속부(320)의 유압 클러치들(330, 340) 및 기타 다른 유압 장치들, 예를 들어 구동 추출 장치(400)의 클러치, 디퍼련셜(360)의 오토 락, PTO 장치(700) 등으로 재연결될 수 있다.
도 9를 보면, 변속 밸브 블록(510)의 하부에 6개의 변속 제어 밸브(530)가 장착될 수 있으며, 6개의 변속 제어 밸브(530)는 비례 제어 밸브 또는 온-오프 제어 밸브로서 변속 밸브 블록(510)과 함께 모듈화되어 트랜스미션(300)에 장착될 수 있다. 본 실시예에서 오일 유입구(512)는 상부에 형성되고 변속 제어 밸브(530)는 하부에 장착되어 오일 내에 공기나 수증기가 발생하여도 이상 작동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 각 변속 제어 밸브(530)에는 압력 센서(540)가 장착되어 유압 클러치로부터 감지되는 압력 피드백을 감지할 수 있다.
오일 배출구(516)에서 밸브 블록에 결속되는 제2 파이프(560)를 더 포함할 수 있으며, 제2 파이프(560)는 트랜스미션(300)의 내부에서 축 지지부재(900)에 연결될 수 있으며, 외부에서는 변속 밸브 블록(510)의 오일 배출구(516)에 연결되어 오일이 외부에서 내부로 연결되는 통로로서 기능을 할 수 있다.
축 지지부재(900)는 프론트 하우징(302) 내에 장착되며, 상부에서는 제1 축(S1)을 지지할 수 있는 베어링을 제공하며, 하부로는 제2 축(S2)을 지지할 수 있는 베어링을 제공한다. 따라서, 제1 축(S1)과 제2 축(S2), 기타 유압 클러치(310, 330) 등은 축 지지부재(900)에 의해서 지지될 수 있다. 도 7의 (b)는 (a)에서 i-i' 단면을 도시한 것으로서, 축 지지부재(900)가 프론트 하우징(302)의 내부에 고정되어 있으며, 상부 및 하부로 제1 축(S1)과 제2 축(S2)을 지지할 수 있는 베어링을 제공하며, 제1 파이프(860)와 제2 파이프(560)가 서로 마주하는 측벽에 형성되되, 제1 파이프(860)가 제1 축(S1)에 대응하여 상부에 형성되고, 제2 파이프(560)가 제2 축(S2)에 대응하여 하부에 위치하는 것을 확인할 수 있다.
그와 동시에, 축 지지부재(900)의 내부에는 변속 유압 밸브 장치(500)로부터 공급되는 오일 유로(912, 914)를 형성할 수 있으며, 정역 유압 밸브 장치(800)로부터 공급되는 오일을 제1 축(S1)의 유로(916-1)로 안내하기 위한 유로도 형성할 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 축 지지부재(900)에는 파이프(560, 860)를 통해 오일을 전달하는 유로(912, 914, 916)가 형성되어 있으며, 서로 마주하는 유로(912, 914)는 서로 연결되는 밸브 장치가 상이하지만, 동일한 지지부재(900) 내부에 형성될 수 있다. 그리고 제1 축(S1) 내에는 정역 유압 밸브 장치(800)와 연통되는 유로(916-1)를 형성하여 정역 제어 밸브(820, 822)의 조작에 따라 목적된 정역 클러치(310)가 작동하도록 할 수 있다.
제1 축(S1)의 유로(916-1)와 마찬가지로, 제2 축(S2) 내에도 변속 유압 밸브 장치(500)와 연통되는 유로가 형성될 수 있으며, 축 지지부재(900)의 유로(912)로부터 연결된 유로를 후방으로 연장하여 목적된 고속/저속 유압 클러치(330)와 연결될 수 있으며, 변속 제어 밸브(530)의 조작에 따라 목적된 변속 클러치(330)가 작동하도록 할 수 있다.
본 실시예에서 축 지지부재(900)를 중심으로 정역 클러치(310)로 연결되는 유로는 제1 축(S1)을 따라 전방으로 연장되며, 고속/저속 유압 클러치(330)로 연결되는 유로는 제2 축(S2)을 따라 후방으로 연장 형성될 수 있다.
변속 제어 밸브(530)가 개방되면서 압력 센서(540)는 유압 클러치(330, 340) 내부와 동일한 압력을 형성할 수 있으며, 그에 따라 유압 클러치(330, 340) 내부의 압력이 정상 범위에 있는지도 피드백을 받을 수 있다.
제2 파이프(560)를 통과시키기 위해 트랜스미션(300)의 벽면에는 각 제2 파이프(560)에 대응하는 복수의 관통홀이 형성될 수 있다. 관통홀은 하나로 통합되어 모든 파이프를 통과시킬 수 있는 크기로 형성될 수 있지만, 제2 파이프(560)의 안정적인 지지 및 가이드를 위해 본 실시예에 따른 관통홀은 각 제2 파이프(560)를 지지할 수 있도록 별도로 형성될 수 있다.
트랜스미션(300)의 우측면에는 변속 유압 밸브 장치(500)를 장착 및 고정하기 위한 인터페이스가 제공될 수 있으며, 작업자는 해당 인터페이스에서 관통홀을 통해 파이프를 삽입할 수 있고, 변속 유압 밸브 장치(500)의 변속 밸브 블록(510)을 트랜스미션(300)에 장착할 수 있다.
변속 밸브 블록(510)에는 다른 유압 장치와 연결될 수 있는 오일 연결홀(552, 554, 556)이 형성될 수 있다. 오일 연결홀(552, 554, 556)은 오일 유입구(512)와 연통될 수 있으며, 오일 연결홀(552, 554, 556)을 통해서 오일 유입구(512)로 유입된 오일은 동일 유압을 형성하고, 변속 유압 밸브 장치(500)는 작업 차량의 다른 유압 장치로 오일을 재공급 또는 유압을 형성하기 위한 매니폴드 구조를 가질 수 있다.
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 오일 연결홀(552, 554, 556)은 전륜 구동을 위한 구동 추출 장치(400)와 연결되는 배관(552-1), 자동 디퍼런셜 락을 위해 디퍼런셜(360)과 연결되는 배관(554-1), PTO 장치(700)의 유압 클러치(720)와 연결되는 배관(556-1) 등과 연결될 수 있다. 이 외에도 윤활유를 공급하기 위한 오일 연결홀(558)은 파워 스티어링 장치로부터 쿨러를 통해 공급되는 윤활유를 PTO 장치(700)로 공급하기 위한 윤활유 공급 배관(558-1)과도 연결될 수 있다. 여기서 윤활유는 오일 유입구(512)와 다른 경로를 통해서 변속 밸브 블록(510)에 공급될 수 있다.
본 실시예에서는 정역 유압 밸브 장치(800)에 릴리프 밸브(830)가 제공되어 변속 유압 밸브 장치(500)에서는 릴리프 밸브가 생략될 수 있다. 하지만, 정역 유압 밸브 장치가 기계식인 경우 릴리프 밸브가 우측의 변속 유압 밸브 장치에 형성될 수도 있다. 즉, 정역 유압 밸브 장치 또는 변속 유압 밸브 장치 중 적어도 하나에 릴리프 밸브가 장착될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션에서 전자 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션에서 기계 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 보면, 전자 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치(800)는 프론트 하우징의 좌측벽에 장착되는 정역 밸브 블록(810), 정역 밸브 블록(810)에 후면에 장착되는 정역 제어 밸브(820), 윤활유 차단 밸브(830)를 포함할 수 있으며, 내면으로는 오일이 유입되는 오일 유입구(842), 정역 클러치의 오일 압력을 제어하기 위한 오일 공급 포트(844), 및 오일 유출구(846)가 형성되어 있다.
또한, 도 12를 보면, 기계 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치(800')도 정역 밸브 블록(810'), 전후진 전환을 위한 정역 제어 레버(822')와 연결되는 방향 전환 제어 스풀(820), 클러치 페달과 연결되는 클러치 레버(832')와 연결되는 모듈레이션 밸브(830)를 포함할 수 있다.
앞서 언급한 전자 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치(800)와 마찬가지로, 기계 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치(800')의 내면에도 오일 유입구(842'), 오일 공급 포트(844'), 및 오일 유출구(846')가 동일하게 형성되어 있으며, 호환성을 위해 그 위치, 형상, 크기 등도 동일하게 형성되어 있다.
이와 같이, 전자 제어 방식 또는 기계 제어 방식과 무관하게 하우징에 동일한 인터페이스로 장착될 수 있으며, 오일 펌프로부터의 오일 유입구, 오일 유출구 등은 동일한 인터페이스를 유지하면서 동일한 기능을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 오일 유출구(846, 846') 모두 높은 위치에 형성되어 있으며, 정역 유압 밸브 장치(800, 800')의 밸브, 센서 등의 다른 내부 부속보다 높은 위치에 있으며, 트랜스미션의 오일 레벨보다도 높게 형성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미션에서 기계 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치를 설치한 경우의 유압 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 보면, 기계 제어 방식의 정역 유압 밸브 장치(800')를 설치하여도 도 10의 유압 회로에 완벽하게 대응되는 것을 확인할 수 있다.
비록, 제어 레버(822')와 연결되는 방향 전환 제어 스풀(820') 및 클러치 페달과 연결되는 클러치 레버(832')와 연결되는 모듈레이션 밸브(830') 등의 내부 구성은 상이하지만, 외부와 연결되는 정역 밸브 블록(810'), 오일 유입구(842'), 오일 공급 포트(844') 및 오일 유출구는 호환 가능하다.
실제로, 도 10의 오일 유입구(842) 및 오일 공급 포트(844)의 연결이, 도 13의 오일 유입구(842') 및 오일 공급 포트(844')에서도 동일하게 적용되는 것을 확인할 수 있다. 물론, 도 11 및 도 12에서도 오일 유출구(846, 846')는 동일 위치에 대응되고 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 작업 차량 110 : 구동원
140 : 제1 브레이크 200 : 사용자 운전부
300 : 트랜스미션 500 : 변속 유압 밸브 장치
510 : 밸브 블록 520 : 어큐뮬레이터
530 : 유압 제어 밸브 540 : 압력 센서
600 : PTO 유압 펌프 장치 700 : PTO 장치
800, 800' : 정역 유압 밸브 장치 810, 810' : 정역 밸브 블록
820 : 정역 제어 밸브 822' : 정역 제어 레버

Claims (4)

  1. 전후진 전환을 위한 정역 클러치를 포함하는 작업 차량의 트랜스미션에 있어서,
    상기 트랜스미션의 하우징의 좌측벽에 장착되어 전후진 전환 및 습식 메인 클러치 기능을 위한 유압 제어를 수행할 수 있는 정역 유압 밸브 장치를 포함하며,
    상기 정역 유압 밸브 장치는 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 제공되며,
    기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식으로 제공되는 상기 정역 유압 밸브 장치는 상기 하우징에 대해 호환 가능한 인터페이스를 가지며,
    상기 정역 유압 밸브 장치는 독립된 패키지로 제공되어 상기 하우징에 장착되며,
    상기 정역 유압 밸브 장치는 상기 하우징의 좌측벽에 장착되는 정역 밸브 블록 및 상기 하우징 내부에서 상기 정역 클러치가 장착되는 제1 축을 지지하는 지지부재를 연결하는 적어도 2개의 제1 파이프를 포함하고,
    상기 정역 밸브 블록의 내측에 형성된 오일 유입구, 오일 공급 포트 및 오일 유출구는 기계 제어 방식 또는 전자 제어 방식에 호환되도록 동일 위치에 형성되며,
    상기 오일 공급 포트는 상기 제1 축과 동일한 높이에 위치하도록 형성되어, 상기 제1 파이프 및 상기 지지부재를 통해 상기 정역 클러치로 이어지는 유로와 연결되며,
    상기 오일 유출구는 상기 오일 공급 포트보다 높은 위치로 상기 정역 밸브 블록의 내측 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 작업 차량의 트랜스미션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정역 유압 밸브 장치는 상기 하우징에 설치되어 제공되는 것을 특징으로 하는 작업 차량의 트랜스미션.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정역 유압 밸브 장치의 오일 유출구는 상기 트랜스미션 내의 오일 레벨 및 상기 정역 유압 밸브 장치의 다른 내부 부속보다 높은 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 작업 차량의 트랜스미션.
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