KR20020013364A

KR20020013364A - 휠 트랜스밋션

Info

Publication number: KR20020013364A
Application number: KR1020010011280A
Authority: KR
Inventors: 한승우
Original assignee: 한승우
Priority date: 2000-08-12
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-02-20
Also published as: KR100425277B1; KR20020013365A; KR100425278B1

Abstract

본 발명은 지게차, 굴삭기 등의 중장비에 적용됨은 물론 트랙터, 특장차에도 적용될 수 있는 중장비용 휠 트랜스미션에 관한 것으로서, 중장비의 엔진과 토크컨버터와 추진축과 최종감속기 및 차동기어를 통하여 액슬샤프트(208)에 회전력이 전달됨과 동시에 상기 액슬샤프트(208)의 양단이 위치하는 액슬허브(204) 내부에 각각 유성기어조립체(210)와 제 1변속클러치부(230)와 제 2변속클러치부(240)로 구성된 휠 트랜스미션(200)이 설치되어 좌우측 한쌍의 휠(202)이 독립적으로 구동되도록 한 것이다.

Description

휠 트랜스밋션{WHEEL TRANSMISSION}

본 발명은 지게차, 굴삭기 등의 중장비에 적용됨은 물론 트랙터, 특장차에도 적용될 수 있는 중장비용 휠 트랜스미션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액슬허브에 장착되어 전진 및 후진으로 변속되고, 브레이크부와, 클러치부 등이 포함되어 구성됨과 아울러, 양측 구동휠의 전,후진을 각각 별개로 제어하여 스핀 턴이 가능하도록 한 중장비용 휠 트랜스미션에 관한 것이다.

일반적으로, 중장비는 유압모터 또는 엔진을 동력원으로 사용하고 있으며, 휠의 형태에 따라 휠 타입과 크롤러 타입으로 구별된다.

중장비는 일반차량과 달리 작업특성상 고속주행을 목적으로 하지 않고 다수의 변속을 필요로 하지 않으나 엔진으로부터 전달되는 소음과 진동 저감, 회전반경의 최소화가 가장 큰 해결과제로 남아 있는 실정이다.

도 1은 중장비의 하나인 지게차에 적용된 종래의 동력전달장치의 구성을 나타낸 도면으로서, 종래의 중장비에 있는 변속기(1)는 지게차의 경우, 중앙부에 설치되어 있으며, 이 변속기(1)의 입력축(2)과 출력축(3) 사이에는 클러치(6)가 설치되어 입력축(2)의 회전력을 차단하거나 출력축(3)으로 전달되도록 하고 있다.

그리고, 클러치(6)는 지게차의 후부에 설치된 엔진(2)으로부터 동력을 전달받아 토크를 증폭시키는 토크 컨버터(5)에 연결되어 있으며, 변속기(1)의 출력축(3)으로 전달된 회전력은 최종감속기(7) 및 차동기어(8)를 통하여 액슬샤프트(9)로 전달되어 휠을 회전시키고, 액슬허브(10)에는 도시하지 않은 드럼식 또는 디스크식 브레이크가 내장되어 주행상태인 차량의 제동작용을 하게 된다.

그러나, 전술한 바와 같이 지게차 등에 적용된 종래의 중장비용 변속기는 클러치와 함께 토크컨버터와 액슬샤프트 사이에 설치됨으로 엔진과 액슬샤프트와의 거리가 길어지게 되고, 엔진에서 발생한 진동 및 소음이 변속기를 통하여 중장비의 중앙에 있는 운전석으로 대부분 전달되는 폐단이 있으며, 장비의 전체길이가 길게 제작되므로 협소한 환경에서 작업하기가 곤란한 문제점이 있었다.

그리고, 종래와 같은 구조로 변속기를 장착한 중장비는 일반적인 승용차나 화물차와 같은 방식으로 회전함으로 도 2에 도시된 바와 같이 그 회전반경(R)이 크고, 따라서 협소한 장소에서 작업하기가 곤란하며, 기동성이 저하되는 문제점도 있었다.

또한, 종래의 중장비는 경사로에서 주정하차였다가 출발하는 순간(기어변속하는 동안) 중장비가 뒤로 밀리는 현상이 발생하기도 하였으며, 종래와 같은 구조로 변속기를 장착한 중장비는 클러치 및 변속기를 내장하는 하우징이 대형이므로 중장비의 중앙부분 설계가 자유롭지 못하고, 엔진의 회전수를 최종적으로 감속하기 위한 최종감속기의 크기를 크게하여야한 충분한 감속비를 얻을 수 있는 취약점을 가지고 있었다.

이에, 본 발명 출원인은 전륜 또는 후륜의 양쪽 휠 액슬허브에 장착하여 엔진에서 발생되는 소음 및 진동이 변속기로 전달되는 것을 차단하고, 양쪽 휠을 독립적으로 구동시킬 수 있도록 함으로써, 중장비의 회전반경을 최소화하며 브레이크와 클러치 등을 일체로 구성하면서 제동성능을 향상시키고 콤팩트하게 하여 엔진 마운팅과 액슬마운팅 설계를 자유롭게 할 수 있는 중장비용 휠 트랜스미션(특허출원 제 2000-0046795호)을 출원한 바 있다.

상기한 중장비용 휠 트랜스미션은, 중장비의 엔진(20)과 토크컨버터(30)와 추진축(40)과 최종감속기(45) 및 차동기어(50)를 통하여 액슬샤프트(60)에 회전력이 전달됨과 동시에 상기 액슬샤프트(60)의 양단이 위치하는 액슬허브(70) 내부에 각각 유성기어조립체(110)와 제 1변속클러치부(120)와 제 2변속클러치부(130)와 원웨이클러치부(140)로 구성된 트랜스미션(100)이 설치되어 좌우측 한쌍의 휠(80)이 독립적으로 구동되도록 함에 있어서, 상기 유성기어조립체(110)는 상기 액슬샤프트(60)의 단부에 선기어(114)가 형성되고, 상기 선기어(114)에 맞물리는 복수개의 유성기어(111)가 케리어(112)로 연결되며, 상기 유성기어(111)는 링기어(113)에 맞물리도록 구성된 것과; 상기 제 1변속클러치부(120)는 상기 링기어(113)의 회전반경과 대응되는 위치의 액슬허브(70)에 실린더(120a)가 형성되고 이 실린더(120a)내에 브레이크피스톤(121)과 서비스피스톤(122)이 맞대어져 설치되어서 작동유의 공급에 따라 액슬허브(70)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 상기 브레이크피스톤(121)에는 디스크스프링(123)이 탄성지지되고, 상기 서비스피스톤(122)에는 리액션플레이트(124)가 고정되며, 상기 리액션플레이트(124)로 가압될 수 있도록 상기 액슬허브(70)의 내면과 상기 링기어(113)의 외면에 각각 브레이크플레이트(125)와 마찰판(126)이 스플라인결합되어 구성된 것과; 상기 제2변속클러치부(130)는 상기 케리어(112)의 회전반경과 대응되는 위치의 액슬허브(70)에 실린더(130a)가 형성되고 이 실린더(130a)내에 브레이크피스톤(131)과 서비스피스톤(132)이 맞대어져 설치되어서 작동유의 공급에 따라 액슬허브(70)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 상기 브레이크피스톤(131)에는 디스크스프링(133)이 탄성지지되고, 상기 서비스피스톤(132)에는 리액션플레이트(134)가 고정되며, 상기 리액션플레이트(134)로 가압될 수 있도록 상기 액슬허브(70)의 내면과 상기 케리어(112)의 외면에 각각 브레이크플레이트(135)와 마찰판(136)이 스플라인결합되어 구성된 것과; 상기 원웨이클러치부(140)는 상기 휠(80)이 후진방향으로만 회전될 수 있도록 상기 링기어(113)의 출력축이 상기 휠(80)에 제 1원웨이클러치(141)로 결합되는 한편 상기 휠(80)이 전진방향으로만 회전될 수 있도록 상기 케리어(112)의 출력축이 상기 휠(80)에 제 2원웨이클러치(142)로 결합된 것;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 토크컨버터(30)의 출력측에 통상의 보조클러치(150)가 설치되어 제동시 엔진(20)의 회전력을 차단하여 추진축(40)으로 회전력을 단속할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

이를 첨부된 예시도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 출원인에 의해 기출원된 중장비용 휠 트랜스미션의 동력전달관계를 나타낸 구성도이고, 도 4a는 도 3의 'A'부 확대도로서, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도면이며, 도 4b는 본 발명의 출원인에 의해 기출원된 중장비용 휠 트랜스미션에서 유성기어조립체를 나타낸 것으로, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도면으로써, 두 프론트 휠(80)이 액슬허브(70) 내부에 각각 유성기어조립체(110)와 제 1변속클러치부(120)와 제 2변속클러치부(130)와 원웨이클러치부(140)를 포함하고 있다.

상기한 유성기어조립체(110)는 액슬샤프트(60)의 단부에 선기어(114)를 형성하고 이 선기어(114)의 외주에 기어로 맞물리는 3개의 유성기어(111)를 구비하고 있으며, 이 3개의 유성기어(111)는 케리어(112)에 의하여 회전가능하게 연결되어 각각의 유성기어(111)는 링기어(113)의 내면에 기어로 맞물리도록 구성되어 있고, 이들의 기어비로 엔진(20)의 회전력을 최종적으로 감속하게 된다.

상기한 제 1변속기클러치부(120)는 상기 링기어(113)의 회전반경과 대응되는 위치에 제공된 것으로, 액슬허브(70)의 내부에 원주방향으로 실린더(120a)를 형성하고 이 실린더(120a)에 브레이크피스톤(121)과 서비스피스톤(122)을 맞대어 설치하여 작동유의 공급에 따라 액슬허브(70)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 있다.

작동유에 의하여 브레이크피스톤(121)과 서비스피스톤(122)을 이동시키기 위하여 액슬허브(70)에 제 1오일홀(71)과 제 2오일홀(72)을 형성하였는 바, 제 1오일홀(71)은 브레이크피스톤(121)과 서비스피스톤(122)의 사이로 작동유를 공급시킬 수 있도록 하고 제 2오일홀(72)은 서비스피스톤(122)의 안쪽으로 작동유를 공급하게 된다.

상기한 제 1변속클러치부(120)를 형성하고 있는 디스크스프링(123)은 액슬허브(70)의 내면에 일단이 지지되어 브레이크피스톤(121)과 서비스피스톤(122)을 브레이크플레이트(125)와 마찰판(126)쪽으로 이동시키기 위하여 설치되고 리액션플레이트(124)는 서비스피스톤(122)에 의한 압력으로 브레이크플레이트(125)와 마찰판(126)을 효과적으로 밀어줄 수 있도록 설치된다.

그리고, 브레이크플레이트(125)와 마찰판(126)은 액슬허브(70)의 내면과 링기어(113)의 외면에 교번으로 중첩되게 스플라인결합되고 액슬허브(70)의 내면에는 브레이크플레이트(125)와 마찰판(126)의 이동을 저지하는 스토퍼(127)가 고정되어 있다.

상기한 제 2변속클러치부(130)는 상기한 제 1변속클러치부(120)와 동일한 구조로 된 것으로, 케리어(112)의 회전반경과 대응되는 위치에 설치함으로써, 케리어(112)의 회전을 저지시킬 수 있도록 한 것이다.

즉, 제 2변속클러치부(130)는 액슬허브(70)에 실린더(130a)를 형성하고 이 실린더(130a)내에 브레이크피스톤(131)과 서비스피스톤(132)을 맞대어 설치하여 작동유의 공급에 따라 액슬허브(70)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 브레이크피스톤(131)에는 디스크스프링(133)을 탄지하고 서비스피스톤(132)에는 리액션플레이트(134)를 고정하며 리액션플레이트(134)로 가압될 수 있도록 액슬허브(70)의 내면과 케리어(112)의 외면에 각각 브레이크플레이트(135)와 마찰판(136)을 스플라인결합하여 구성되어 있고 아울러 액슬허브(70)의 내면에는 브레이크플레이트(135)와마찰판(136)의 이동을 저지하는 스토퍼(137)가 고정되어 있다.

한편, 작동유에 의하여 브레이크피스톤(131)과 서비스피스톤(132)을 이동시키기 위하여 액슬허브(70)에 제 3오일홀(73)과 제 4오일홀(74)을 형성하였는 바, 제 3오일홀(73)은 브레이크피스톤(131)과 서비스피스톤(132)의 사이로 작동유를 공급시킬 수 있도록 하고 제 4오일홀(74)은 서비스피스톤(132)의 안쪽으로 작동유를 공급하게 된다.

상기한 원웨이클러치부(140)는 제 1원웨이클러치(141)와 제 2원웨이클러치(142)로 구성되어 있는 바, 제 1원웨이클러치(141)는 휠(80)이 전진방향으로만 회전될 수 있도록 링기어(113)의 출력측 외경과 휠(80)의 림부 내경 사이에 결합되고, 제 2원웨이클러치(142)는 휠(80)이 후진방향으로만 회전될 수 있도록 케리어(112)의 출력측 외경과 휠(80)의 림부 내경 사이에 결합된다.

한편, 이와 같은 구조로 이루어진 휠 트랜스미션(100)은 중장비의 엔진(20)과 토크컨버터(30)와 추진축(40)을 차례로 직결하고, 최종감속기(45) 및 차동기어(50)를 통하여 엔진(20)의 회전속도를 1차 감속시켜 액슬샤프트(60)에 회전력을 전달하게 된다.

또한, 토크컨버터(30)의 출력측에 통상의 보조클러치(150)를 설치하여 제동시 엔진(20)의 회전력을 차단하여 추진축(40)으로 회전력이 전달되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되고 설치된 휠 트랜스미션(100)의 작동을 주행모드별로 구분하여 설명하면 다음과 같다.

1)전진(1단)주행 : 도 4a 및 도 4b 참조

엔진(20)이 구동되는 상태에서, 엔진(20)의 출력으로 액슬샤프트(60)에 형성된 선기어(114)가 시계방향으로 회전하고 이에따라 유성기어(111)가 반시계방향으로 회전하게 된다.

이때 운전자가 도시하지 않은 유압콘트롤러를 제어하여 제 1오일홀(71)을 통하여 실린더(120a) 내부로 작동유를 공급시키면, 제 2오일홀(72)쪽의 오일은 외부로 배출되면서 서비스피스톤(122)이 이동되어 리액션플레이트(124)가 브레이크플레이트(125) 및 마찰판(126)을 가압 밀착시키므로 링기어(113)가 액슬허브(70)에 고정된다.

따라서, 유성기어(111)가 시계방항으로 공전함과 동시에 이와 일체인 케리어(112)가 시계방향으로 회전하게 되고, 이 회전력은 제 2원웨이클러치(142)를 통하여 휠(80)에 전달되므로 휠(80)이 시계방향 즉 전진방향으로 회전하게 되는 것이다.

다시 말해서, 좌우측의 액슬허브(70)에 형성된 제 1오일홀(71)을 통하여 작동유가 공급되도록 휠 트랜스미션(100)을 제어하면 중장비는 전진하게 된다.

2)후진(1단) 주행 : 도 5a 및 도 5b 참조

엔진(20)이 구동되는 상태에서, 엔진(20)의 출력으로 액슬샤프트(60)에 형성된 선기어(114)가 시계방향으로 회전한다.

이때 운전자가 도시하지 않은 유압콘트롤러를 제어하여 제 3오일홀(73)을 통하여 실린더(130a) 내부로 작동유를 공급시키면 제 4오일홀(74)쪽의 오일은 외부로배출되면서 서비스피스톤(132)이 이동되어 리액션플레이트(134)가 브레이크플레이트(135) 및 마찰판(136)을 가압 밀착시키므로 케리어(112)가 액슬허브(70)에 고정된다.

따라서, 유성기어(111)가 반시계방향으로 자전함과 동시에 유성기어(111)와 맞물린 링기어(113)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 이 회전력은 제 1원웨이클러치(141)를 통하여 휠(80)에 전달되므로 휠(80)이 시계 반대방향, 즉 후진방향으로 회전하게 된다.

다시 말해서, 좌우측의 액슬허브에(70) 형성된 제 3오일홀(73)을 통하여 작동유가 공급되도록 휠 트랜스미션(100)을 제어하면 중장비는 후진하게 된다.

3)전진중 정지 : 도 6 참조

상술한 바와 같이, 중장비가 전진 주행하고 있을 때에는 케리어(112)가 회전되고 있는 상태에 있으므로 이 케리어(112)의 회전을 저지시키면 중장비를 정지시킬 수 있다.

그러므로 전술한 바와 같이, 제 3오일홀(73)을 통하여 작동유를 공급시키면 케리어(112)가 액슬허브(70)에 고정되므로 전진 주행하는 중장비를 정지시킬 수 있다.

이와 같이, 케리어(112)와 링기어(113)를 모두 고정시켜 제동작용을 할 때에도 동력전달계통 구성부품의 보호를 위하여 토크컨버터(30)의 출력측에 설치된 보조클러치(150)의 유압을 자동적으로 해제되도록 함으로써, 엔진(20)의 회전력이 휠 트랜스미션(100) 쪽으로 전달되지 않도록 하고 주행중에만 회전력이 전달되도록 구성할 수 있다.

4)후진 중 정지 : 도 7 참조

상술한 바와 같이, 중장비가 후진 주행하고 있을 때에는 링기어(113)가 회전되고 있는 상태에 있으므로, 이 링기어(113)의 회전을 저지시키면 중장비를 정지시킬 수 있다.

그러므로 전술한 바와 같이 제 1오일홀(71)을 통하여 실린더(120a) 내부로 작동유를 공급시키면 링기어(113)가 액슬허브(70)에 고정되므로, 후진 주행하는 중장비를 정지시킬 수 있다.

물론, 전진중 정지시와 마찬가지로 케리어(112)와 링기어(113)를 모두 고정시켜 제동작용을 할 때에도 동력전달계통 구성부품의 보호를 위하여 토크컨버터(30)의 출력측에 설치된 보조클러치(150)의 유압을 자동적으로 해제되게 하여야 한다.

5)파킹(주차) : 도 8참조

엔진(20)을 정지시킨 상태에서, 엔진(20)이 정지되면 유압이 작용되지 않으므로 제 1변속클러치부(120)와 제 2변속클러치부(130) 양쪽의 실린더(120a,130a) 내부의 유압은 무부하 상태에 있게 된다.

따라서 양쪽의 디스크스프링(123,133)의 자체 복원력으로 브레이크피스톤(121,131) 및 서비스피스톤(122,132)을 이동시켜 케리어(112)와 링기어(113)를 액슬허브(70)에 동시에 고정시킴으로 제동상태를 유지함과 동시에 경사로 주차시 제 1원웨이클러치(141)에 의하여 뒤로 밀리는 현상을 방지함과 아울러제 2원웨이클러치(142)에 의하여 앞으로 밀리는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 상기한 구성 및 작용을 갖는 휠 트랜스미션에 의하면 변속기가 전륜 또는 후륜의 양쪽 휠 액슬허브에 장착되므로 엔진과 액슬샤프트와의 거리를 단축시킬 수 있고, 엔진에서 발생한 진동 및 소음을 차단할 수 있으며, 장비의 전체길이를 축소제작하여 협소한 환경에서 작업할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 양쪽 휠을 독립적으로 구동시킬 수 있으므로 중장비의 회전반경을 최소화하고, 서비스브레이크(주행중 제동장치), 주차브레이크 및 클러치기능을 포함하고 있으며, 습식브레이크를 채용하여 제동성능 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 원웨이클러치를 사용하여 휠을 안정적으로 고정시켜줌으로 경사로에서 주정차하였다가 출발할 때 중장비가 밀리는 현상을 방지할 수 있다.

또, 중장비의 중앙부분에 여유가 생겨 엔진마운팅 및 액슬마운팅 설계를 자유롭게할 수 있고, 유성기어조립체의 기어비로 엔진의 회전수를 최종적으로 감소시키게 되므로 최종감속기의 크기를 줄이더라도 충분한 감속비를 얻을 수 있으며, 엔진정지시 유압이 해제되면 디스크스프링의 복원력에 의하여 자동적으로 제동되는 장점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 휠 트랜스미션(대한민국 특허출원 제 2000-0046795호)의 개량된 발명으로서, 선기어를 전진 선기어와 후진 선기어로 나누고, 링기어는 하우징에 고정시키면서 상기한 전진 선기어와 후진 선기어의 회전에 따라 케리어의 구동으로 휠이 독립적으로 전·후진가능하도록 한 중장비용 휠 트랜스미션을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적달성을 위한 본 발명의 휠 트랜스미션은, 중장비의 엔진(20)과 토크컨버터(30)와 추진축(40)과 최종감속기(45) 및 차동기어(50)를 통하여 액슬샤프트(60)에 회전력이 전달됨과 동시에 상기 액슬샤프트(60)의 양단이 위치하는 액슬허브(70) 내부에 각각 유성기어조립체(110)와 제 1변속클러치부(120)와 제 2변속클러치부(130)로 구성된 트랜스미션(100)이 설치되어 좌우측 한쌍의 휠(80)이 독립적으로 구동되도록 함에 있어서, 상기 유성기어조립체는 상기 액슬샤프트와 베어링을 사이에 두고 한 쌍의 전진 선기어와 후진 선기어가 착설되고, 상기 전진 선기어에는 복수개의 제 1유성기어가 치차물림되고, 상기 후진 선기어에는 상기 제 1유성기어와도 치차물림되는 제 2유성기어가 치차물림되며, 상기 제 1유성기어는 액슬하우징에 고정설치된 링기어의 내주면과 치차물림되도록 구성된 것과; 상기 제 1변속클러치부는 상기 전진 선기어와 대응하는 위치의 액슬허브내에 실린더가 형성되고, 이 실린더내로의 작동유 공급에 따라 전진 피스톤이 리턴 스프링을 압축시키면서 전진하여 전진 선기어에 밀착됨과 동시에 상기 액슬샤프트에서 연장형성된 제 1플랜지에 설치되어진 마찰판에 상기 전진 선기어에 설치된 클러치판이 밀착되도록 하여 상기 전진 선기어를 액슬샤프트에 구속시키도록 구성된 것과; 상기 제 2변속클러치부는 상기 후진 선기어와 대응하는 위치의 액슬허브내에 실린더가 형성되고, 이 실린더내로의 작동유 공급에 따라 후진 피스톤이 리턴 스프링을 압축시키면서 전진하여 상기 후진 선기어에 밀착됨과 동시에 상기 액슬샤프트에서 연장형성된 제 2플랜지에 설치되어진 마찰판에 상기 후진 선기어에 설치된 클러치판이 밀착되도록 하여 상기 후진 선기어를 액슬샤프트에 구속시키도록 구성된 것;을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 중장비중 하나인 지게차에 적용된 동력전달장치를 나타낸 구 성도.

도 2는 도 1의 동력전달장치가 적용된 지게차의 회전반경을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 출원인에 의해 기출원된 중장비용 휠 트랜스미션의 동력전 달관계를 나타낸 구성도.

도 4a는 도 3의 'A'부 확대도로서, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 4b는 본 발명의 출원인에 의해 기출원된 중장비용 휠 트랜스미션에서 유 성기어조립체를 나타낸 것으로, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도 면.

도 5a는 도 3의 'A'부 확대도로서, 후진주행시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 5b는 본 발명의 출원인에 의해 기출원된 중장비용 휠 트랜스미션에서 유 성기어조립체를 나타낸 것으로, 후진주행시의 작동상태를 나타낸 도 면.

도 6은 도 3의 'A'부 확대도로서, 전진중 정지시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 7은 도 3의 'A'부 확대도로서, 후진중 정지시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 8은 도 3의 'A'부 확대도로서, 파킹시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 9는 본 발명에 따라 개량된 휠 트랜스미션의 동력전달관계를 나타낸 구성 도.

도 10a는 도 9의 'B'부 확대도로서, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 10b는 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션에서 유성기어조립 체를 나타낸 것으로, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 11a는 도 9의 'B'부 확대도로서, 후진주행시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 11b는 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션에서 유성기어조립 체를 나타낸 것으로, 후진주행시의 작동상태를 나타낸 도면.

도 12a는 도 10a∼도 11b에서 선기어와 유성기어 조립체 및 링기어의 결합관 계를 도시한 사시도.

도 12b는 도 12a를 다른 방향에서 바라본 상태를 나타낸 사시도.

도 13은 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션의 단면도.

도 14는 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션을 적용한 지게차의 회전반경을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 휠 트랜스미션 202 : 휠

204 : 액슬허브 206 : 액슬하우징

208 : 액슬샤프트 210 : 유성기어조립체

214 : 전진 선기어 216 : 후진 선기어

220 : 제 1유성기어 222 : 제 2유성기어

224 : 링기어 226 : 케리어

230 : 제 1변속클러치부 232 : 실린더

240 : 제 2변속클러치부 242 : 실린더

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명에 따라 개량된 휠 트랜스미션의 동력전달관계를 나타낸 구성도이고, 도 10a는 도 9의 'B'부 확대도로서, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도면이며, 도 10b는 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션에서 유성기어조립체를 나타낸 것으로, 전진주행시의 작동상태를 나타낸 도면이다.

또한, 도 11a는 도 9의 'B'부 확대도로서, 후진주행시의 작동상태를 나타낸 도면이고, 도 11b는 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션에서 유성기어조립체를 나타낸 것으로, 후진주행시의 작동상태를 나타낸 도면이이다.

또한, 도 12a는 도 10a∼도 11b에서 선기어와 유성기어 조립체 및 링기어의 결합관계를 도시한 사시도이고, 도 12b는 도 12a를 다른 방향에서 바라본 상태를 나타낸 사시도이며, 도 13은 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션의 단면도이고, 도 14는 본 발명에 따라 개량된 중장비용 휠 트랜스미션을 적용한 지게차의 회전반경을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 중장비중 하나인 지게차의 두 프론트 휠(202)의 액슬허브(204) 내부에 각각 유성기어조립체(210)와, 제1변속클러치부(230)와, 제 2변속클러치부(240)가 설치되어 있다.

상기한 유성기어조립체(210)는 액슬샤프트(208)와 베어링(212)에 의해 한 쌍의 전진 선기어(214)와 후진 선기어(216)가 형성되어 있고, 상기 전진 선기어(214)와 맞물리는 3개의 제 1유성기어(220)와, 상기 후진 선기어(216)와 맞물리는 3개의 제 2유성기어(222)가 구비되어 있으며, 상기한 제 1유성기어(220)는 하우징(206)에 고정된 링기어(224)의 내면에 치차물림되어 구성되어 있어서, 이들의 기어비로 엔진의 회전력을 최종적으로 감속하게 된다.

그리고, 상기한 제 1변속클러치부(230)는 액슬허브(204)의 내부에 전진 선기어(214)와 대응되게 원주방향으로 설치되어 있는데, 작동유가 공급되는 실린더(232)가 형성되어 있으며, 이 실린더(232)내로 작동유의 공급에 따라 액슬허브(204)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 있다.

즉, 제 1유로홈(234)을 통한 작동유의 공급에 따라 전진피스톤(236)을 전진 선기어(214)측으로 밀어 상기 액슬샤프트(208)와 일체로 형성된 제 1플랜지(208a)에 설치되어진 클러치판(235) 및 마찰판(237)이 밀착고정되도록 하고, 이와 동시에 상기 전진피스톤(236)은 리턴스프링(238)을 밀어 전진 선기어(214)가 액슬샤프트(208)에 구속되도록 한다.

따라서, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 액슬샤프트(208)의 회전에 따라 이 액슬샤프트(208)에 구속된 전진 선기어(214)가 시계방향(CW)으로 회전하게 되고, 이 전진 선기어(214)와 치차물림된 제 1유성기어(220)가 반시계방향(CCW)으로 회전하게 되는데, 이때 상기 제 1유성기어(220)와 그 내주면이 치차물림된 링기어(224)는 하우징(206)에 대하여 고정설치되어 있는 바, 상기한 제 1유성기어(220)들이 반시계방향(CCW)으로 자전 및 공전을 하게 되므로써, 상기 제 1유성기어(220)들과 치차물림되어 공회전하게 되는 제 2유성기어(222)들은 시계방향으로 회전하게 된다.

이에 따라, 상기 제 2유성기어(222)들과 연결된 케리어(226)가 역시 시계방향(CW)으로 회전되며, 이와 같은 케리어(226)의 회전력에 의해 휠(202)이 전진구동하게 된다.

한편, 상기한 제 2변속클러치부(240)는 상기 제 1변속클러치부(230)와 동일한 구조로 이루어진 것으로, 액슬허브(204)의 내부에 후진 선기어(216)와 대응되게 원주방향으로 설치되어 있는데, 작동유가 공급되는 실린더(242)가 형성되어 있으며, 이 실린더(242)내로 작동유의 공급에 따라 액슬허브(204)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 있다.

즉, 제 2유로홈(244)을 통한 작동유의 공급에 따라 후진피스톤(246)을 후진 선기어(216)측으로 밀어 상기 액슬샤프트(208)와 일체로 형성된 제 2플랜지(208b)에 설치되어진 클러치판(245) 및 마찰판(247)이 밀착고정되도록 하고, 이와 동시에 상기 후진피스톤(246)은 리턴스프링(248)을 밀어 후진 선기어(216)가 액슬샤프트(208)에 구속되도록 한다.

따라서, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 액슬샤프트(208)의 회전에 따라 이 액슬샤프트(208)에 구속된 후진 선기어(216)가 시계방향(CW)으로 회전하게 되고, 이 후진 선기어(216)와 치차물림된 제 2유성기어(222)가 반시계방향(CCW)으로 회전하게 되는 바, 이 제 2유성기어(222)들과 연결된 케리어(226)가 동시에 시반계방향으로 회전되며, 이와 같은 케리어(226)의 회전력에 의해 휠(202)이 후진구동하게 된다.

이 경우, 상기 제 1유성기어(220)와 치차물린된 전진 선기어(214)가 공회전하게 된다.

한편, 전진중인 지게차를 정지시키고자 할 경우에는 제 1유로홈(234)을 통해 작동유를 빼내주면, 전진 선기어(214)에 그 단부가 설치된 리턴스프링(238)의 복원력에 의해 전진 피스톤(236)이 후퇴하여 클러치판(235)과 마찰판(237)의 마찰을 해제시키게 됨으로써, 전진 선기어(214)가 액슬샤프트(208)에 대한 구속력이 해제되면서 회전이 이루어지지 않는 바, 케리어(226)가 회전되지 않게 되어 휠(202)이 정지되며, 이와 동시에 브레이크(215)에 작동유가 공급되어 브레이크 판을 마찰시킴으로써, 제동이 이루어지도록 한다.

또한, 후진중인 지게차를 정지시키고자 할 경우에는 유압콘트롤러를 작동하여 제 2유로홈(244)을 통해 작동유를 빼내주면, 역시 후진 선기어(216)에 그 단부가 설치된 리턴스프링(248)의 복원력에 의해 후진 피스톤(246)이 후퇴하여 클러치판(245)과 마찰판(247)의 마찰을 해제시키게 됨으로써, 후진 선기어(216)가 액슬 샤프트(208)에 대한 구속력이 해제되면서 회전이 이루어지지 않는 바, 케리어(226)가 회전되지 않게 되어 휠(202)이 정지된다.

한편, 상기와 같은 구조로 이루어진 지게차를 회전시키고자 할 경우, 먼저 좌회전시키고자 할 경우에는 도시되지 않은 조향핸들을 이용하여 후륜을 조향하면서 좌측의 휠 트랜스미션(200)을 후진으로 제어하는 한편 우측의 휠 트랜스미션(200)은 전진으로 제어하면 도 14에 도시된 바와 같이, 지게차가 액슬샤프트(208)의 중심을 회전중심으로 하여 최소 회전반경으로 스핀 턴되면서 좌회전하게 된다.

반대로 우회전시키고자 할 경우에도 도시되지 않은 조향핸들을 이용하여 후륜을 조향하면서 좌측의 휠 트랜스미션(200)을 전진으로 제어하는 한편, 우측의 휠 트랜스미션(200)은 후진으로 제어하면 역시 도 14에 도시된 바와 같이, 지게차가 액슬샤프트(208)의 중심을 회전중심으로 하여 최소 회전반경으로 스핀 턴되면서 우회전하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 휠 트랜스미션은, 종래기술에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 출원인에 의해 기출원된 휠 트랜스미션과 마찬가지로 구동방향을 바꾸어주는 변속장치가 전륜 또는 후륜의 양쪽 휠의 액슬허브에 장착되므로 엔진과 액슬샤프트와의 거리를 단축시킬 수 있고, 엔진에서 발생한 진동및 소음을 차단할 수 있으며, 장비의 전체길이를 축소제작하여 협소한 환경에서 작업할 수 있는 장점이 있고, 또한 양쪽 휠을 독립적으로 구동시킬 수 있으므로 중장비의 회전반경을 최소화하며 습식브레이크를 채용하여 제동성능 및 내구성을 향상시킬수 있으며, 중장비에서 중앙부분에 여유가 생겨 엔진마운팅 및 액슬마운팅 설계를 자유롭게 할 수 있음과 아울러 유성기어조립체의 기어비로 엔진의 회전수를 최종적으로 감속시키게 됨으로 최종감속기의 크기를 줄이더라도 충분한 감속비를 얻을 수 있는 장점을 그대로 가지게 된다.

또한, 기존의 트랜스미션 하우징 및 부품의 삭제로 중량 및 원가가 절감되고, 갑작스런 엔진 정지시 실린더내의 유압이 무부하상태로 되어 자동 제동기능을 갖게 되며, 엔진에서 발생한 진동 및 소음을 차단하고 엔진 마운팅, 액슬마운팅 설계가 자유로울수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 엔진정지시 유압이 해제됨으로써, 리턴스프링의 자체 복원력에 의해 자동적으로 제동이 이루어지는 효과도 그대로 가지게 됨과 아울러, 전후진 구동을 위해 기출원된 휠 트랜스미션에서와 같이 원웨이 클러치를 제어할 필요가 없는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

중장비의 엔진(20)과 토크컨버터(30)와 추진축(40)과 최종감속기(45) 및 차동기어(50)를 통하여 액슬샤프트(60)에 회전력이 전달됨과 동시에 상기 액슬샤프트(60)의 양단이 위치하는 액슬허브(70) 내부에 각각 유성기어조립체(110)와 제 1변속클러치부(120)와 제 2변속클러치부(130)와 원웨이클러치부(140)로 구성된 트랜스미션(100)이 설치되어 좌우측 한쌍의 휠(80)이 독립적으로 구동되도록 함에 있어서,

상기 유성기어조립체(110)는 상기 액슬샤프트(60)의 단부에 선기어(114)가 형성되고, 상기 선기어(114)에 맞물리는 복수개의 유성기어(111)가 케리어(112)로 연결되며, 상기 유성기어(111)는 링기어(113)에 맞물리도록 구성된 것과;

상기 제 1변속클러치부(120)는 상기 링기어(113)의 회전반경과 대응되는 위치의 액슬허브(70)에 실린더(120a)가 형성되고 이 실린더(120a)내에 브레이크피스톤(121)과 서비스피스톤(122)이 맞대어져 설치되어서 작동유의 공급에 따라 액슬허브(70)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 상기 브레이크피스톤(121)에는 디스크스프링(123)이 탄성지지되고, 상기 서비스피스톤(122)에는 리액션플레이트(124)가 고정되며, 상기 리액션플레이트(124)로 가압될 수 있도록 상기 액슬허브(70)의 내면과 상기 링기어(113)의 외면에 각각 브레이크플레이트(125)와 마찰판(126)이 스플라인결합되어 구성된 것과;

상기 제2변속클러치부(130)는 상기 케리어(112)의 회전반경과 대응되는 위치의 액슬허브(70)에 실린더(130a)가 형성되고 이 실린더(130a)내에 브레이크피스톤(131)과 서비스피스톤(132)이 맞대어져 설치되어서 작동유의 공급에 따라 액슬허브(70)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하고 상기 브레이크피스톤(131)에는 디스크스프링(133)이 탄성지지되고, 상기 서비스피스톤(132)에는 리액션플레이트(134)가 고정되며, 상기 리액션플레이트(134)로 가압될 수 있도록 상기 액슬허브(70)의 내면과 상기 케리어(112)의 외면에 각각 브레이크플레이트(135)와 마찰판(136)이 스플라인결합되어 구성된 것과;

상기 원웨이클러치부(140)는 상기 휠(80)이 후진방향으로만 회전될 수 있도록 상기 링기어(113)의 출력축이 상기 휠(80)에 제 1원웨이클러치(141)로 결합되는 한편 상기 휠(80)이 전진방향으로만 회전될 수 있도록 상기 케리어(112)의 출력축이 상기 휠(80)에 제 2원웨이클러치(142)로 결합된 것;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 휠 트랜스미션.
제 1항에 있어서,

상기 토크컨버터(30)의 출력측에 통상의 보조클러치(150)가 설치되어 제동시 엔진(20)의 회전력을 차단하여 추진축(40)으로 회전력을 단속할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.
중장비의 엔진과 토크컨버터와 추진축과 최종감속기 및 차동기어를 통하여액슬샤프트(208)에 회전력이 전달됨과 동시에 상기 액슬샤프트(208)의 양단이 위치하는 액슬허브(204) 내부에 각각 유성기어조립체(210)와 제 1변속클러치부(230)와 제 2변속클러치부(240)로 구성된 휠 트랜스미션(200)이 설치되어 좌우측 한쌍의 휠(202)이 독립적으로 구동되도록 함에 있어서,

상기 유성기어조립체(210)는 상기 액슬샤프트(208)와 베어링(212)을 사이에 두고 한 쌍의 전진 선기어(214)와 후진 선기어(216)가 착설되고, 상기 전진 선기어(214)에는 복수개의 제 1유성기어(220)가 치차물림되고, 상기 후진 선기어(216)에는 상기 제 1유성기어(220)와도 치차물림되는 제 2유성기어(222)가 치차물림되며, 상기 제 1유성기어(220)는 액슬하우징(206)에 고정설치된 링기어(224)의 내주면과 치차물림되도록 구성된 것과;

상기 제 1변속클러치부(230)는 상기 전진 선기어(214)와 대응하는 위치의 액슬허브(204)내에 실린더(232)가 형성되고, 이 실린더(232)내로의 작동유 공급에 따라 전진 피스톤(236)이 리턴 스프링(238)을 압축시키면서 전진하여 전진 선기어(214)에 밀착됨과 동시에 상기 액슬샤프트(208)에서 연장형성된 제 1플랜지(208a)에 설치되어진 마찰판(237)에 상기 전진 선기어(214)에 설치된 클러치판(235)이 밀착되도록 하여 상기 전진 선기어(214)를 액슬샤프트(208)에 구속시키도록 구성된 것과;

상기 제 2변속클러치부(240)는 상기 후진 선기어(216)와 대응하는 위치의 액슬허브(204)내에 실린더(242)가 형성되고, 이 실린더(242)내로의 작동유 공급에 따라 후진 피스톤(246)이 리턴 스프링(248)을 압축시키면서 전진하여 상기 후진 선기어(216)에 밀착됨과 동시에 상기 액슬샤프트(208)에서 연장형성된 제 2플랜지(208b)에 설치되어진 마찰판(247)에 상기 후진 선기어(216)에 설치된 클러치판(245)이 밀착되도록 하여 상기 후진 선기어(216)를 액슬샤프트(208)에 구속시키도록 구성된 것;을 특징으로 하는 휠 트랜스미션.