KR20120014282A - 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행중 자동 변속이 가능하도록 기어열을 단순화시킨 상태에서 1단에서 2단 변속시의 충격 및 소음을 완화시킬 수 있도록 한 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 주행중에도 변속이 가능한 자동변속 방식을 채택하고, 단순화된 기어열 장치 및 클러치팩 장치를 적용한 상태에서, 1단에서 2단 변속시 2단용 클러치팩에 대한 유압을 모듈레이션 밸브를 통해 조절해줌으로써, 변속시 변속 쇼크 경감 및 변속시간을 제어할 수 있고, 변속감과 변속응답성을 향상시킬 수 있도록 한 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치{Modulation valve for driving device of construction vehicle}

본 발명은 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행중 자동 변속이 가능하도록 기어열을 단순화시킨 상태에서 1단에서 2단 변속시의 충격 및 소음을 완화시킬 수 있도록 한 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설장비의 경우 엔진의 출력이 일정하기 때문에 주행방향을 전환하거나 주행속도를 바꾸기 위한 변속기인 기어박스 구동장치를 필수적으로 장착하고 있고, 이 기어박스 구동장치의 1단 및 2단 변속에 따른 동력전달이 이루어지고 있다.

그러나, 상기한 종래의 건설장비 산업차량의 기어박스내에 설치되는 구동장치는 다음과 같은 단점이 있다.

1단 및 2단 변속 과정이 운전자마다 변속 방법 및 변속 시간이 서로 다름에 따라 변속시 충격 및 소음이 발생하는 단점이 있고, 특히 종래에는 변속시 변속 쇼크 경감 및 변속 시간을 제어하는 별도의 작동요소를 갖추고 있지 않음에 따라 변속시 충격 및 소음이 크게 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 주행중에도 변속이 가능한 자동변속 방식을 채택하고, 단순화된 기어열 장치 및 클러치팩 장치를 적용한 상태에서, 1단에서 2단 변속시 2단용 클러치팩에 대한 유압을 모듈레이션 밸브를 통해 조절해줌으로써, 변속시 변속 쇼크 경감 및 변속시간을 제어할 수 있고, 변속감과 변속응답성을 향상시킬 수 있도록 한 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 기어박스내에서 배열되는 입력축과, 제1 및 제2클러치팩을 갖는 출력축이 1단 또는 2단 동력을 전달할 수 있도록 연결된 상태에서 상기 출력축에 형성된 제2유로의 입구측에 모듈레이션 밸브를 설치하여, 2단 작동을 위한 제2클러치팩에 대한 유압이 조절되도록 함으로써, 1단에서 2단 변속시 변속 충격을 완화시키는 동시에 변속시간을 결정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 모듈레이션 밸브는: 제2유로의 소정 위치에 일체로 연결되는 밸브바디와; 제2유로와 연통되도록 밸브바디에 설치되는 실린더 하우징과; 상기 실린더 하우징내에 유압에 의하여 이동 가능하게 설치되는 피스톤과; 상기 피스톤과 실린더 하우징의 상단에 형성된 스프링 가이드 플러그 사이에 배치되는 스프링과; 상기 피스톤의 둘레면과 스프링 가이드 플러그에 기밀 유지를 위해 삽입되는 오링; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2유로의 입구측에는 변속을 위한 기준유압을 공급하기 위한 오리피스가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 건설장비의 주행 중 1단에서 2단 변속이 자동으로 이루어질 때, 2단쪽 클러치팩에 대한 유압을 모듈레이션 밸브에서 조절해줌으로써, 변속 과정 및 변속 시간이 일정하게 이루어짐과 함께 변속시의 충격 및 소음을 크게 완화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 모듈레이션 밸브를 포함하는 건설장비 산업차량의 구동장치를 나타내는 동력전달계통도,
도 2는 본 발명에 따른 건설장비 산업차량의 구동장치로서, 출력축의 동력전달을 위한 구성을 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 건설장비 산업차량의 구동장치에 포함되는 모듈레이션 밸브 구조를 나타내는 요부 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 건설장비 산업차량의 모듈레이션 밸브에 의한 변속 과정을 설명하는 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여, 단순화된 기어열 장치 및 클러치팩 장치를 적용한 건설장비 산업차량용 구동장치의 구성 및 이 구성에 따른 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 1에서 보는 바와 같이 기어박스(200)내에서 위쪽에 입력축(123)이 배열되고, 아래쪽에 출력축(127)이 배열되며, 출력축(127)에 동력전달 및 해제를 위한 제1 및 제2클러치팩(130,140)이 설치된다.

상기 입력축(123)의 일측부에는 2단 입력기어(118)가 일체로 형성되고, 타측부에는 1단 입력기어(119)를 갖는 유성기어세트(124)가 배치된다.

이때, 상기 유성기어세트(124)는 입력축(123)의 타측단이 연결되는 선기어(121)와, 기어박스(200)의 내면에 고정되는 링기어(120)와, 상기 선기어(121) 및 링기어(120)에 동시에 맞물리는 복수개의 유성기어(122)와, 각 유성기어(122)의 축으로 연장되며 각 유성기어(122)들과 일체로 연결되는 캐리어(119)로 구성되며, 이 캐리어(119)는 입력축(123)의 타측부에 베어링을 매개로 축설되어 1단 입력기어(119)가 된다.

상기 출력축(127)의 일측부에는 2단 클러치기어(101)가 장착되고, 출력축(127)의 타측부에는 1단 클러치기어(110)가 장착된다.

이때, 상기 출력축(127)의 1단 클러치기어(110)는 입력축(123)의 1단 입력기어(119)와 맞물리고, 출력축(127)의 2단 클러치 기어(101)는 입력축(123)의 2단 입력기어(118)와 맞물리는 상태가 된다.

특히, 첨부한 도 1 및 도 2에서 보듯이 상기 출력축(127)에는 1단 클러치기어(110)의 동력을 출력축(127)으로 전달하는 제1클러치팩(130)과, 2단 클러치기어(101)의 동력을 출력축(127)으로 전달하는 제2클러치팩(140)이 장착된다.

상기 제1클러치팩(130)은 1단 클러치기어(110)와 출력축(127)에 일체로 연결되는 1단 드럼(126) 사이에 구축되는 바, 1단 클러치기어(110)와 1단 드럼(126)의 사이에 다수개의 플레이트(111)와 다수개의 마찰판(113)이 서로 교번으로 배열되고, 특히 상기 1단 드럼(126)의 내측에는 유압공급수단으로부터 공급되는 유압에 의하여 플레이트(111) 및 마찰판(113)을 가압하게 되는 제1피스톤(114)이 장착된다.

상기 제2클러치팩(140)은 2단 클러치기어(110)와 출력축(127)에 일체로 연결되는 2단 드럼(125) 사이에 구축되는 바, 2단 클러치기어(101)와 2단 드럼(125)의 사이에 다수개의 플레이트(103)와 다수개의 마찰판(105)이 서로 교번으로 배열되고, 특히 상기 2단 드럼(125)의 내측에는 유압공급수단으로부터 공급되는 유압에 의하여 플레이트(103) 및 마찰판(105)을 가압하게 되는 제2피스톤(106)이 장착된다.

한편, 상기 제1클러치팩(130)이 1단 클러치기어(110)와 동력 전달 가능하게 연결되도록 제1클러치팩(130)내에 유압을 공급하거나, 상기 제2클러치팩(140)이 2단 클러치기어(101)와 동력 전달 가능하게 연결되도록 제2클러치팩(140)내에 유압을 공급하는 제1 및 제2유로(152,154)가 유압공급원과 연결되면서 출력축(127)내에 형성된다.

미설명부호 202는 주차브레이크를, 201은 주차클러치팩을 나타낸다.

1단 동력전달

주행 중, 주행모터를 통해 입력축(123)에 동력이 입력되면, 입력축(123)과 연결된 유성기어세트(124)의 선기어(121)가 회전을 하게 되고, 선기어(121)와 맞물린 복수개의 유성기어(122)가 구속되어 있는 내접기어인 링기어(120)를 따라 공전하게 되어, 유성기어(122)와 연결된 캐리어(119) 즉, 1단 입력기어(119)가 회전을 하게 된다.

이와 동시에 1단 입력기어(119)는 1단 클러치기어(110)에 회전동력을 전달하게 된다.

이때, 유압공급원으로부터 제1유로(152)에 유압이 인가되면, 유압이 제1클러치팩(130)의 1단 드럼(126)내의 제1피스톤(114) 배면공간으로 들어가서 제1피스톤(114)을 밀어주게 된다.

따라서, 상기 다수개의 플레이트(111)와 다수개의 마찰판(113)이 제1피스톤(114)의 가압력에 의하여 서로 밀착되는 상태가 됨으로써, 1단 클러치기어(110)의 회전력이 제1클러치팩(130)의 1단 드럼(126)으로 전달되어진다.

이에 따라, 1단 드럼(126)과 일체로 된 출력축(127)이 회전을 하여 차량의 1단 변속 주행이 이루어지게 된다.

2단 동력전달

주행 중, 주행모터를 통해 입력축(123)에 동력이 입력되면, 입력축(123)과 연결된 유성기어세트(124)의 선기어(121)가 회전을 하지만, 동시에 입력축(123)에 일체로 장착된 2단 입력기어(118)도 회전을 하게 된다.

이와 동시에 2단 입력기어(118)는 2단 클러치기어(101)에 회전동력을 전달하게 된다.

이때, 1유로(152)에 유압이 해제되는 동시에 제2유로(154)에 유압이 인가되면, 유압이 제2클러치팩(140)의 2단 드럼(125)내의 제2피스톤(106) 배면공간으로 들어가서 제2피스톤(106)을 밀어주게 된다.

따라서, 상기 제2동력연결단(142)의 외경과 2단 드럼(125)의 내경간의 사이공간내에 서로 교번 배열되어 있던 다수개의 플레이트(103)와 다수개의 마찰판(105)이 제2피스톤(106)의 가압력에 의하여 서로 밀착되는 상태가 됨으로써, 2단 클러치기어(101)의 회전력이 제2클러치팩(140)의 2단 드럼(125)으로 전달되어진다.

이에 따라, 2단 드럼(125)과 일체로 된 출력축(127)이 회전을 하여 차량의 2단 변속 주행이 이루어지게 된다.

상기와 같이 1단에서 2단 변속이 이루어질 때, 변속 쇼크 경감 및 변속시간을 제어하는 요소로서, 2단 변속을 위한 제2클러치팩(140)에 유압을 인가하는 제2유로(154)의 소정 위치에 모듈레이션 밸브(300)를 설치하여, 제2클러치팩에 대한 유압을 조절해줌으로써, 변속감과 변속응답성을 향상시킬 수 있다.

만약, 본 발명의 모듈레이션 밸브(300)가 설치되지 않는다면, 1단 및 2단 변속이 동일한 압력 패턴으로 이루어지고, 같은 속도로 변속을 하게 됨으로써, 주행 중 1단에서 2단 변속시 충격 구간이 발생될 수 있으므로, 2단 변속을 위한 제2클러치팩(140)에 유압을 인가하는 제2유로(154)의 소정 위치에 모듈레이션 밸브(300)를 설치하게 된다.

상기 모듈레이션 밸브(300)는 제2유로(154)의 소정 위치에 일체로 연결되는 밸브바디(306)를 몸체로 하고, 이 밸브바디(306)에 실린더 하우징(304)이 설치된다.

또한, 상기 실린더 하우징(304)내에는 피스톤(302)이 내장되고, 피스톤(302)과 실린더 하우징(304)의 상단에 형성된 스프링 가이드 플러그(303) 사이에는 스프링(301)이 배열된다.

이때, 상기 피스톤(302)의 둘레면과 스프링 가이드 플러그(303)에는 기밀 유지를 위한 오링(305)이 삽입된다.

특히, 제2유로(154)의 입구측에는 변속을 위한 기준유압을 공급하기 위한 오리피스(310)가 설치된다.

여기서, 상기한 모듈레이션 밸브(300)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 2단 변속을 기준유압이 오리피스(310)을 통해 밸브바디(306)로 공급되면 즉, 제2유로(154)로 공급되면, 유압이 모듈레이션 밸브(300) 및 제2클러치팩(140)에 가해지게 된다.

이때, 밸브바디(306)의 제2유로(154)를 통해 모듈레이션 밸브(300)로 유압이 공급되면, 공급된 압력에 의해 스프링(301)의 힘에 의하여 닫혀있던 피스톤(302)이 움직이기 시작하되, 그 설정 압력까지 스프링(301)을 압축시키면서 이동하게 된다.

이에, 실제 제2유로(154)에 인가된 유압하중과, 스프링(301)을 압축시키도록 피스톤(302)에 인가되는 유압하중의 차이에 의해, 결국 제2클러치팩(140)에 일정압력을 공급하는 시간이 결정되며, 결정된 시간에 의해 변속감과 변속응답성이 달라 지게 된다.

보다 상세하게는, 첨부한 도 4의 그래프를 참조하면, 모듈레이션 밸브(300)가 없는 제1유로(152)에 인가되는 유압이 제1클러치팩(130)이 작용하게 되는 바, 이 제1클러치팩(130)에 압력이 가해지는 순간부터 최대 압력까지 일정한 그래프를 가지게 되지만, 그와 다르게 2단 변속시 제2클러치팩(140)에 압력이 가해지는 순간부터 설정된 압력까지 1단과 같은 일정 패턴으로 압력이 형성되다가 모듈레이션 밸브(300)내에 설정되어 있는 스프링(301)의 하중구간 내에서 그래프의 변화가 발생된다.

즉, 모듈레이션 밸브(300)내에 피스톤(302) 및 스프링(301)에 의하여 설정된 최대 하중구간을 지나면, 1단과 동일한 일정한 압력 패턴을 나타내게 된다.

따라서, 제2클러치팩(140)에 유압이 인가될 때, 모듈레이션 밸브(300)에도 유압이 동시에 인가됨에 따라, 제2클러치팩(140)에 인가되는 유압의 압력상승 속도가 시간에 따라 변화하게 되어 제2클러치팩(140)내의 플레이트(103)과 마찰판(105)에 대한 압착 속도가 변화되어진다.

이렇게, 주행중 1단에서 2단으로 변속시, 제2클러치팩(140)의 플레이트(103)와 마찰판(105)의 압착속도가 미세하게 변화하면서 1단에서 2단으로 변속할 때의 변속 충격(변속감)을 완화시켜주는 구간이 만들어지게 되며, 스프링의 하중값 선택조절하여 변속시간(변속응답성)을 결정할 수 있다.

101 : 2단 클러치기어 103 : 플레이트
105 : 마찰판 106 : 제2피스톤
110 : 1단 클러치기어 111 : 플레이트
113 : 마찰판 114 : 제1피스톤
118 : 2단 입력기어 119 : 1단 입력기어
120 : 링기어 121 : 선기어
122 : 유성기어 123 : 입력축
124 : 유성기어세트 125 : 2단 드럼
126 : 1단 드럼 127 : 출력축
130 : 제1클러치팩 140 : 제2클러치팩
152 : 제1유로 154 : 제2유로
200 : 기어박스 201 : 주차클러치팩
202 : 주차브레이크 300 : 모듈레이션 밸브
301 : 스프링 302 : 피스톤
303 : 스프링 가이드 플러그 304 : 실리더 하우징
305 : 오링 306 : 밸브 바디

Claims (3)

1. 기어박스(200)내에서 배열되는 입력축(123)과, 제1 및 제2클러치팩(130,140)을 갖는 출력축(127)이 1단 또는 2단 동력을 전달할 수 있도록 연결된 상태에서 상기 출력축(127)에 형성된 제2유로(154)의 입구측에 모듈레이션 밸브(300)를 설치하여, 2단 작동을 위한 제2클러치팩(140)에 대한 유압이 조절되도록 함으로써, 1단에서 2단 변속시 변속 충격을 완화시키는 동시에 변속시간을 결정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 모듈레이션 밸브(300)는:
   제2유로(154)의 소정 위치에 일체로 연결되는 밸브바디(306)와;
   제2유로(154)와 연통되도록 밸브바디(306)에 설치되는 실린더 하우징(304)과;
   상기 실린더 하우징(304)내에 유압에 의하여 이동 가능하게 설치되는 피스톤(302)과;
   상기 피스톤(302)과 실린더 하우징(304)의 상단에 형성된 스프링 가이드 플러그(303) 사이에 배치되는 스프링(301)과;
   상기 피스톤(302)의 둘레면과 스프링 가이드 플러그(303)에 기밀 유지를 위해 삽입되는 오링(305);
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2유로(154)의 입구측에는 변속을 위한 기준유압을 공급하기 위한 오리피스(310)가 설치된 것을 특징으로 하는 건설장비 산업차량의 구동장치용 모듈레이션 밸브 장치.

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