KR200287024Y1 - 조향 및 차동 겸용 변속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조향장치와 차동장치를 겸한 변속기에 관한 것으로 보다 구체적으로는, 다단으로 된 전진기어와 후진기어로 구성되어 변속레버를 통해 변속이 이루어지는 공지의 농기계용 변속기에 있어서, 변속기케이스(10) 내부에 설치된 부축(20)에 전환기어(30)를 스플라인결합하여, 전환기어(30) 중앙의 가이드부(32)에는 시프트포크(32a)를 설치하여 전환기어(30)를 축방향으로 이동가능케하고, 가이드부(32) 양측에는 각각 기어부(34)를 형성하여 변속기의 입력축(12)를 통해 공급된 동력을 최종적으로 전달하는 피동기어(14)에 기어부(34)가 상시 치합되게하며, 부축(20) 후방에는 변속기케이스(10)에 설치된 베어링(42)에 양단부가 지지되는 연동축(40)을 설치하여, 연동축(40)의 가운데에는 공회전이 가능케한 4륜용기어(50)를 설치하여 차동기케이스(70a)의 외주에 형성된 링기어(72)와 치합하고, 그 양측에는 연동축(40)에 스플라인결합된 고정자(62)(62')와 시프트포크(64b)를 부설한 가동자(64)(64')로 이루어져, 가동자(64)(64')와 연동축(40)을 지지하는 베어링(42)간에 코일스프링(66)을 설치한 도그클러치(60)(60')를 각각 설치하고, 일측 도그클러치(60)(60')의 고정자(62)(62') 외주에는 2륜용기어(62a)를 형성하여 전환기어(30)와 치합가능케하며, 연동축(40)의 후방에는 차동기(70)에 각각 연결된 좌륜축(80)과 우륜축(82)을 변속기케이스(10)에 설치된 베어링(42)에 지지되게 설치하여, 차동기케이스(70a)의 외측에는 베어링(42)을 설치하여 이 베어링(42)에 지지되고,좌륜축(80)과 우륜축(82)에 각각 스플라인결합된 좌륜회전기어(80a)와 우륜회전기어(82a)가 도그클러치의 가동자(64)(64')의 기어부(64a)에 치합되게 구성하므로서, 변속기가 2륜용 농기계의 조향장치나, 4륜용 농기계의 차동장치 기능을 겸할 수 있게하여 변속기의 활용범위를 광범위하게 확장시킬 수 있을뿐 만 아니라, 농기계의 동력전달구조를 보다 간소화시키므로서, 농기계 제조단가를 낮출 수 있게 만든것이다.

Description

조향 및 차동 겸용 변속기{Transmission for both steering and differential}

본 고안은 조향과 차동을 겸한 변속기에 관한 것으로 보다 구체적으로는 2륜 농기계에서 각 바퀴에 전달되는 동력을 단속하는 조향클러치로 구성된 조향장치와, 4륜 농기계에서 후륜의 좌우 회전수를 조절하는 차동장치를 농기계용 변속기 내부에 같이 구성하여, 조향장치와 차동장치의 기능을 선택적으로 사용할 수 있게 하므로서, 농기계용 변속기의 활용성을 극대화시키면서, 농기계의 동력전달장치의 구조를 대폭적으로 간소화 시킬수 있게 한 것이다.

일반적으로 농기계는 경운기와 같이 2륜으로 된 농기계와 트렉터와 같이 4륜으로 된 농기계로 크게 나뉘어지는데, 경운기와 같은 2륜 농기계의 경우에는 엔진의 동력이 양측 바퀴에 바로 전달되기때문에 바퀴에 전달되는 동력을 제어하는 조향클러치를 구비하여 이를 통해 양측 바퀴에 전달되는 동력을 제어하므로서, 조향이 이루어지게 하는 장치를 구비하고 있으며, 트렉터와 같은 4륜농기계의 경우에는 전륜에 별도의 조향장치를 설치하고, 후륜에는 차동장치를 구비하여 후륜의 양측 바퀴의 회전수를 조절하므로서, 곡선길을 달릴 때 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 회전수를 달리해서 농기계가 굽은길을 원활히 주행할 수 있도록 하게된다.

따라서, 2륜으로 된 농기계와 4륜으로 된 농기계에 동일한 변속기를 사용한다 하더라도, 변속기의 동력을 바퀴까지 전달하는 동력전달장치의 기본 구조가 다르기때문에 종래에는 2륜으로 된 농기계와 4륜으로 된 농기계에 별도의 동력전달장치를 구성해야 하므로서, 동력전달체계가 복잡해지고, 이로인해 농기계의 제조단가가 비싸지는 문제점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로서, 변속기 내부에 경운기와 같이 2륜 농기계에서 사용되는 조향클러치 구조를 가진 조향장치와, 트렉터와 같이 4륜 농기계에서 사용되는 차동장치를 같이 구성하여, 변속장치를 통해 전달된 동력을 2륜과 4륜에 따라서 선택적으로 사용할 수 있게 한 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 기본적인 구성을 나타낸 평면 단면 예시도

도 2은 본 고안의 2륜 조향용일때의 평면 단면 예시도

도 3은 본 고안의 2륜 조향시 좌회전하는 상태를 나타낸 평면 단면 예시도

도 4는 본 고안의 2륜 조향시 우회전하는 상태를 나타낸 평면 단면 예시도

도 5는 본 고안의 4륜 차동용일때의 평면 단면 예시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

A : 변속장치부 B : 조향장치부

C : 차동장치부 10 : 변속기케이스

12 : 입력축 14 : 피동기어

20 : 부축 30 : 전환기어

32 : 가이드부 32a : 시프트포크

34 : 기어부 40 : 연동축

42 : 베어링 50 : 4륜용기어

60, 60' : 도그클러치 62, 62' : 고정자

62a : 2륜용기어 64, 64' : 가동자

64a : 기어부 64b : 시프트포크

66 : 코일스프링 70 : 차동기

70a : 차동기케이스 72 : 링기어

74 : 베어링 76 : 주기어

78 : 피니언기어 80 : 좌륜축

80a : 좌륜회전기어 82 : 우륜축

82a : 우륜회전기어 90 : 바퀴

다단으로 된 전진기어와 후진기어로 구성되어 변속레버를 통해 변속이 이루어지는 공지의 농기계용 변속기에 있어서,

변속기케이스(10) 내부에 설치된 부축(20)에 전환기어(30)를 스플라인결합하여, 전환기어(30) 중앙의 가이드부(32)에는 시프트포크(32a)를 설치하여 전환기어(30)를 축방향으로 이동가능케하고, 가이드부(32) 양측에는 각각 기어부(34)를 형성하여 변속기의 입력축(12)를 통해 공급된 동력을 최종적으로 전달하는 피동기어(14)에 기어부(34)가 상시 치합되게하며,

부축(20) 후방에는 변속기케이스(10)에 설치된 베어링(42)에 양단부가 지지되는 연동축(40)을 설치하여, 연동축(40)의 가운데에는 공회전이 가능케한 4륜용기어(50)를 설치하여 차동기케이스(70a)의 외주에 형성된 링기어(72)와 치합하고, 그 양측에는 연동축(40)에 스플라인결합된 고정자(62)(62')와 시프트포크(64b)를 부설한 가동자(64)(64')로 이루어져, 가동자(64)(64')와 연동축(40)을 지지하는 베어링(42)간에 코일스프링(66)을 설치한 도그클러치(60)(60')를 각각 설치하고, 일측 도그클러치(60)(60')의 고정자(62)(62') 외주에는 2륜용기어(62a)를 형성하여 전환기어(30)와 치합가능케하며,

연동축(40)의 후방에는 차동기(70)에 각각 연결된 좌륜축(80)과 우륜축(82)을 변속기케이스(10)에 설치된 베어링(42)에 지지되게 설치하여, 차동기케이스(70a)의 외측에는 베어링(42)을 설치하여 이 베어링(42)에 지지되고, 좌륜축(80)과 우륜축(82)에 각각 스플라인결합된 좌륜회전기어(80a)와 우륜회전기어(82a)가 도그클러치의 가동자(64)(64')의 기어부(64a)에 치합되는 구성이다.

이와 같이 된 본 고안은 2륜으로 된 농기계에 설치하게되면, 변속기의 기능을 수행함과 동시에, 경운기등에서 사용되는 조향장치의 기능도 겸할수 있게되고, 4륜으로 된 농기계에 설치하게되면, 변속기의 기능을 수행하면서, 트렉터등의 후륜에 설치하는 차동장치의 기능도 겸할 수 있게되는데, 도면으로 도시한 실시예를 기준으로 본 고안을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 첨부도면 도 1은 본 고안의 기본구성을 나타낸 평면 단면 예시도로서, 도면에서와 같이 본 고안의 변속기는 크게 변속장치부(A)와, 조향장치부(B)와, 차동장치부(C)로 구분된다.

여기서 변속장치부(A)는 농기계에서 통상적으로 사용되는 변속기의 구조를 그대로 적용하게 되는데, 기본적으로 다단으로 된 전진기어와 후진기어로 구성되며, 기어의 변속을 위해서 시프트포크나 변속레버등을 구비하게된다.

한편, 변속장치부(A)의 입력축(12)에서 전달된 동력을 최종적으로 전달하는 피동기어(14)에는 전환기어(30)가 치합되어 있는데, 이 전환기어(30)는 변속기케이스(10) 내부에 설치된 부축(20)에 공회전이 가능케 결합된 4륜용기어(50)나 또는 도그클러치(60)의 고정자(62)에 형성된 2륜용기어(62a)에 선택적으로 동력을 전달하게된다.

즉, 전환기어(30) 중앙의 가이드부(32)에는 시프트포크(32a)가 설치되어 전환기어(30)를 축방향으로 이동시킬 수 있게되는데 이 가이드부(32)의 양측에는 각각 기어부(34)가 형성되어 있어서, 시프트포크(32a)를 이용해 전환기어(30)를 축방향으로 이동시키면, 전환기어(30)의 양측 기어부(34)중 일측은 상시 피동기어(14)와 치합되면서, 연동축(40)에 설치된 4륜용기어(50)나 또는 도그클러치(60)의 고정자(62)에 형성된 2륜용기어(62a)가 선택적으로 치합되어 동력을 전달할 수 있게 되는 것이다.

한편, 전환기어(30)로부터 동력을 전달받는 4륜용기어(50)가 설치된 연동축(40)에는 조향클러치가 설치되어 있어서, 전환기어(30)에서 동력이 전달되면, 조향클러치를 이용해 동력전달을 제어하므로서, 조향장치의 기능을 수행하게 되는데, 조향클러치로는 일반적으로 경운기등에서 조향장치용으로 사용되는 도그클러치(60)(60')를 4륜용기어(50)의 양측에 설치하게된다.

이 도그클러치(60)(60')는 연동축(40)에 스프라인결합된 고정자(62)(62')와 가동자(64)(64')로 이루어지는데 연동축(40)을 지지하는 베어링(42)간에 코일스프링(66)을 설치한 가동자(64)(64')는 시프트포크(64b)를 이용해 축방향으로 이동이 가능케되며, 도면에서 우측에 위치하고있는 도그클러치(60)의 고정자(62)에는 2륜용기어(62a)가 형성되어 있어서, 전환기어(30)와 2륜용기어(62a)가 치합되는 경우 2륜용 변속기로서 조향장치의 역활도 수행할 수 있게 되는 것이다.

또한, 연동축(40)에 설치된 4륜용기어(50)는 연동축(40)에서 공회전이 가능하도록 스톱링을 이용해 설치하게되는데, 이 4륜용기어(50)는 조향장치부(B)의 후방에 설치된 차동기(70)의 차동기케이스(70a) 외주에 형성된 링기어(72)와 치합하여 차동기에 동력을 전달하므로서, 차동기를 통해 좌륜축(80)과 우륜축(82)의 회전수를 제어하여 4륜 농기계에서 후륜의 차동장치로서의 역활을 수행하게 되는 것이다.

이와 같이 된 본 고안의 몇 가지 실시예를 도면을 기준으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 첨부도면 도 2는 본 고안을 경운기와 같은 2륜 농기계에 설치할 경우 기본적인 동력전달과정을 나타낸 평면 단면예시도이다.

즉, 본 고안의 변속기가 설치된 농기계의 엔진이나 모우터와 같은 농기계의 동력원에서 변속기의 입력축(12)으로 동력이 전달되면, 입력축(12)과 치합된 여러기어들을 통해 동력이 전달되어 최종적으로 피동기어(14)가 구동되게된다.

이때, 피동기어(14)에는 전환기어(30)가 상시 치합되는데, 도면에서와 같이 전환기어(30)는 시프트포크(32a)에 의해 우측으로 이동하여 전환기어(30)의 좌측 기어부(34)가 피동기어(14)와 치합하여 피동기어(14)로부터 동력을 전달받게된다.

이렇게 동력을 전달받은 전환기어(30)는 연동축(40)의 양측에 설치된 도그클러치(60)(60')중, 도면에서 우측에 설치된 도그클러치(60)의 고정자(62)에 형성된 2륜용기어(62a)와 치합되는데, 도그클러치(60)(60')의 고정자(62)(62')와 가동자(64)(64')는 모두 연동축(40)에 스플라인결합되어 있으므로 전환기어(30)의 동력을 전달받은 고정자(62)(62')의 회전에 의해 연동축(40)이 회전하게되면 양측의 가동자(64)(64')도 모두 연동축(40)과 같이 회전하게된다.

이때, 도그클러치(60)(60')의 가동자(64)(64')에는 좌륜축(80)과 우륜축(82)에 스플라인결합된 좌륜회전기어(80a)와 우륜회전기어(82a)에 각각 치합되어 있으므로, 이들이 회전하게되면 좌륜축(80)과 우륜축(82)에 구동력을 발생시키게 되는 것이다.

첨부도면 도 3 내지 도 4는 위에서 도 2를 기준으로 설명한 바와같이 2륜용 농기계에 본 고안을 적용할때 조향장치의 작동과정을 나타낸 것으로서, 첨부도면 도 3은 농기계가 좌회전하는 경우이고, 도 4는 농기계가 우회전하는 경우이다.

즉, 첨부도면 도 2를 기준으로 전술한 바와같이, 외부의 동력원에 의해 연동축(40)이 회전하여 이 연동축(40)에 스플라인결합된 도그클러치(60)(60')에 의해 좌륜축(80)과 우륜축(82)이 회전할때, 첨부도면 도 3과 같이, 도면에서 연동축(40)의 좌측에 위치하고있는 도그클러치(60')의 가동자(64')를 시프트포크(64b)를 이용해 이동시켜 고정자(62')와 분리시키면 좌륜축(80)에 스플라인결합된 좌륜회전기어(80a)와 가동자(64') 기어부(64a)의 치합이 해제되므로서, 좌륜회전기어(80a)에는 동력이 전달되지 않기때문에, 좌륜축(80)은 회전하지 못하는 상태에서 우륜축(82)이 계속 회전하게되어, 농기계의 진행방향은 도면의 상부에서 나타낸 바와 같이 좌측으로 방향을 전환하게된다.

이와 반대로 첨부도면 도 4와 같이 도면에서 연동축(40)의 우측에 위치하고있는 도그클러치(60)의 가동자(64)를 시프트포크(64b)를 이용해 이동시켜 고정자(62)와 분리시키면 우륜축(82)에 스플라인결합된 우륜회전기어(82a)와 가동자(64) 기어부(64a)의 치합이 해제되므로서, 우륜회전기어(82a)에는 동력이 전달되지 않기때문에, 우륜축(82)은 회전하지 못하는 상태에서 좌륜축(80)이 계속 회전하게되어, 농기계의 진행방향은 도면의 상부에서 나타낸 바와 같이 우측으로 방향을 전환하게된다.

한편, 첨부도면 도 5는 본 고안을 트렉터와 같은 4륜 농기계에 설치할 경우 기본적인 동력전달과정을 나타낸 평면 단면예시도인데, 도면에서와 같이 변속장치부(A)를 통한 기본적인 동력전달체계는 첨부도면 도 2에서 설명한 2륜 농기계의 동력전달체계와 동일하지만, 변속장치부(A)에서 최종적으로 동력이 전달된 피동기어(14)와 치합되는 전환기어(30)의 치합위치가 2륜 농기계일때와 반대의 위치에 있게된다.

즉, 도면에서와 같이 전환기어(30)는 시프트포크(32a)에 의해 좌측으로 이동하여 전환기어(30)의 우측 기어부(34)가 피동기어(14)와 치합하여 피동기어(14)로부터 동력을 전달받게된다.

이렇게 동력을 전달받은 전환기어(30)는 연동축(40)의 가운데에 설치된 4륜용기어(50)와 치합되는데, 이 4륜용기어(50)는 연동축(40)에서 공회전이 가능하도록 설치되어 있어서, 4륜용기어(50)의 회전에도 불구하고, 연동축(40)은 회전하지 않기때문에 도그클러치(60)(60')에 의한 좌륜축(80)이나 우륜축(82)의 구동력은 발생하지 않게된다.

따라서, 4륜용기어(50)의 구동력은 4륜용기어(50)가 치합된 차동기케이스(70a)의 외주에 형성된 링기어(72)와의 치합에 의해 차동기(70)로 전달되는데, 이 차동기(70)에는 좌륜축(80)과 우륜축(82)의 단부가 모두 투입되어 차동기케이스(70a) 내부의 중앙에 위치하는 한쌍의 분할된 주기어(76)와 각각 스플라인결합되며, 이 주기어(76)의 둘레에는 케이스 내부에 설치된 다수개의 피니언기어(78)가 치합되어 있어서, 4륜용기어(50)로부터 전달된 동력이 좌륜축(80)과 우륜축(82)으로 전달될때, 각 축의 회전력이나 회전수를 조절할 수 있게 되어 4륜 농기계가 울퉁불퉁한 노면을 주행하거나 또는 곡선길을 원활하게 주행할 수 있도록 하게된다.

이와같이 본 고안은 변속기 내부에 조향장치부와 차동장치부를 같이 구성하여 변속기가 2륜용 농기계의 조향장치나, 4륜용 농기계의 차동장치 기능을 겸할 수 있게 하므로서, 변속기의 활용범위를 광범위하게 확장시킬 수 있을뿐 만 아니라, 농기계의 동력전달구조를 보다 간소화시키므로서, 농기계 제작시 제작단가를 낮추어 저렴한 가격의 농기계 생산이 가능케 되는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 다단으로 된 전진기어와 후진기어로 구성되어 변속레버를 통해 변속이 이루어지는 공지의 농기계용 변속기에 있어서,

   변속기케이스(10) 내부에 설치된 부축(20)에 전환기어(30)를 스플라인결합하여, 전환기어(30) 중앙의 가이드부(32)에는 시프트포크(32a)를 설치하여 전환기어(30)를 축방향으로 이동가능케하고, 가이드부(32) 양측에는 각각 기어부(34)를 형성하여 변속기의 입력축(12)를 통해 공급된 동력을 최종적으로 전달하는 피동기어(14)에 기어부(34)가 상시 치합되게하며,

   부축(20) 후방에는 변속기케이스(10)에 설치된 베어링(42)에 양단부가 지지되는 연동축(40)을 설치하여, 연동축(40)의 가운데에는 공회전이 가능케한 4륜용기어(50)를 설치하여 차동기케이스(70a)의 외주에 형성된 링기어(72)와 치합하고, 그 양측에는 연동축(40)에 스플라인결합된 고정자(62)(62')와 시프트포크(64b)를 부설한 가동자(64)(64')로 이루어져, 가동자(64)(64')와 연동축(40)을 지지하는 베어링(42)간에 코일스프링(66)을 설치한 도그클러치(60)(60')를 각각 설치하고, 일측 도그클러치(60)(60')의 고정자(62)(62') 외주에는 2륜용기어(62a)를 형성하여 전환기어(30)와 치합가능케하며,

   연동축(40)의 후방에는 차동기(70)에 각각 연결된 좌륜축(80)과 우륜축(82)을 변속기케이스(10)에 설치된 베어링(42)에 지지되게 설치하여, 차동기케이스(70a)의 외측에는 베어링(42)을 설치하여 이 베어링(42)에 지지되고,좌륜축(80)과 우륜축(82)에 각각 스플라인결합된 좌륜회전기어(80a)와 우륜회전기어(82a)가 도그클러치의 가동자(64)(64')의 기어부(64a)에 치합되게 한 구성으로 된 조향 및 차동 겸용 변속기