KR20150010214A - 농용 작업차의 부변속장치 - Google Patents

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Abstract

농용 작업차의 부변속장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 농용 작업차의 부변속장치는, 주변속장치 출력축에 직결되는 입력축, 상기 입력축과 상시 맞물려 회전하는 중간축, 변속 동력을 출력하는 구동축, 구동축 중간의 스플라인기어를 사이에 두고 상기 구동축 상에 회전 자유롭게 설치되는 전단 중공축과 후단 중공축, 구동축, 전단 중공축, 후단 중공축에 마련되어 서로 쌍을 이루도록 맞물린 변속기어들 및 전단 중공축과 후단 중공축 사이를 직선 이동하는 스플라인기어 상의 시프터를 포함하는 구성으로 이루어져, 전단 중공축과 후단 중공축 사이를 직선 이동하는 시프터의 직선형 움직임에 의해 복수단의 변속과 중립이 구현될 수 있다.

Description

농용 작업차의 부변속장치{Sub transmission of agriculture vehicle}
본 발명은 농용 작업차의 부변속장치에 관한 것으로, 상세하게는 주변속장치로부터 1차 변속이 이루어진 동력을 제공받아 2차 변속을 실행하는 농용 작업차의 부변속장치에 관한 것이다.
'트랙터(Tractor)' 라 불리우는 농용 작업차는 구조적으로 일반 자동차와 비슷하지만 강력한 엔진을 장착하고 있어 견인력이 좋고 튼튼하여 경작용(耕作用)으로 주로 이용되며, 경작의 용도로 활용을 위해 기체 후방으로 다양한 형태의 작업기를 선택적으로 부착하거나 떼어낼 수 있도록 구성되어 있다.
농용 작업차를 통한 작업 능률의 향상을 위해서는, 작업 대상부의 토질에 맞춰 주행 속도 및 동력인출축(PTO 축, Power Take Off)의 회전속도를 최적으로 조절할 수 있도록 변속구간 폭이 넓어야 하며, 따라서 농용 작업차에는 일반 차량과는 다르게 폭넓은 변속단수를 갖는 복잡한 형태의 변속장치(transmission)가 채택되고 있다.
도 1은 종래 농용 작업차에 적용되고 있는 미션조합(변속조합)을 나타내고 있다.
도 1을 참조하면, 종래 농용 작업차의 미션조합은 크게, 미션부(1)와 뒷차동부(6)로 구분된다. 미션부(1)는 다시, 전, 후진 변속과 관련한 셔틀변속부(2), 폭넓은 변속단수 구현을 위한 주변속부(3)와 부변속부(4), 배속턴 및 전륜 구동을 위한 전륜구동부(5)로 구분되고, 뒷차동부(6)는 미션부(1)에 의해 변속된 동력을 좌, 우측 후륜에 적절히 분배한다.
미션부(1)를 이루는 상기 셔틀변속부(2)는 운전자 레버조작으로 흐름이 허용되는 압유에 의해 선택적 동력접속을 구현하는 유압식 다판 클러치 방식이며, 주변속부(3)는 싱크로나이저 타입의 다단(4단) 기어로 구성되어 있다. 그리고 부변속부(4)는 기어비가 서로 다른 여러 쌍의 기어가 레버조작으로 좌우로 움직이면서 선택적으로 물릴 수 있게 되어 있다.
전륜구동부(5)는 상기 셔틀변속부(2)와 마찬가지로 유압식 다판 클러치 방식이며, 미션부(1)와 뒷차동부(6)를 구성하는 다양한 부품들은 밀폐된 공간을 형성시키는 미션 케이스(8) 내에 배치되어 보호되고, 미션 케이스(8)에는 기어 간 원활한 동력전달과 원활한 축의 회전을 도모하고 부품 간 마찰과 마모를 줄이는 윤활제로서 오일이 채워져 있다.
부변속부(4)는 상기 주변속부(3)를 거치면서 1차로 변속이 행해진 변속동력을 제공받아 다시 한번 변속시키며, 부변속부(4)를 거치면서 최종적으로 변속이 완료된 변속동력은 상기 뒷차동부(6)에 제공되고 이 뒷차동부(6)를 거쳐 구동륜이 되는 좌측과 우측 후륜에 적절히 분배되는 것이다.
도면에서 미설명 부호 7은 엔진에서 출력된 동력을 작업기 구동을 위한 동력으로 활용하기 위해 기체 밖으로 엔진 동력을 인출시키는 PTO 구동부를 나타낸다.
상기한 농용 작업차의 미션조합에서 부변속장치에 의한 2차 변속단수는 일반적으로 4단이며, 이처럼 4단 부변속장치를 갖추고 있는 종래 농용 작업차는 4단 변속을 위해 H자 형태로 변속이 구현되는 구성을 일반적으로 채택하고 있다. 그리고 H자형 변속을 위해 2개의 시프터를 조합하여 부변속장치를 구성하고 있다.
그러나 H자 형태의 변속의 경우, 변속 구현을 위한 레버의 작동영역이 커서 운전석 주변 각종 조작기구들의 배치 시 공간적인 측면에서 불리함이 있고, 변속 조작을 위한 레버 이동경로가 길어 변속 조작에 불편함이 수반되는 문제가 있으며, 링크기구를 포함해 장치 구성이 복잡하여 양산성이 떨어지고 제작비가 비싼 단점이 있다.
한국등록특허 제10-0988155호(등록일자 2010. 10. 08)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 직선적인 레버 조작을 통해 1~4단에 걸친 다단 변속이 가능하며, 따라서 변속의 용이함을 도모하고 변속 편의를 제공할 수 있는 농용 작업차의 부변속장치를 제공하고자 하는 것이다.
과제의 해결 수단으로서 본 발명은, 주변속장치 출력축에 직결되는 입력축, 상기 입력축과 상시 맞물려 회전하는 중간축, 변속 동력을 출력하는 구동축, 구동축 중앙부에 설치된 스플라인기어를 사이에 두고 상기 구동축 상에 회전 자유롭게 설치되는 전단 중공축과 후단 중공축, 구동축, 전단 중공축, 후단 중공축에 마련되어 서로 쌍을 이루도록 맞물린 변속기어들 및 상기 전단 중공축과 후단 중공축 사이를 직선 이동하는 스플라인기어 상의 시프터;를 포함하며, 상기 전단 중공축과 후단 중공축 사이를 직선 이동하는 상기 시프터의 직선형 움직임에 의해 복수단의 변속과 중립이 구현되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치를 제공한다.
여기서, 상기 시프터에 의해 직선상으로 구현되는 변속단수는 4단일 수 있다.
본 발명에서 상기 전단 중공축은 상기 중간축을 우회하는 동력에 의해 회전하며, 후단 중공축은 상기 입력축에서 직접 전달되는 동력에 의해 회전하도록 된 구성일 수 있다
본 발명에 적용된 상기 변속기어들은, 중간축을 우회한 동력을 중간에서 상기 전단 중공축에 전달하는 전단 구동기어와, 전단 중공축에 마련되고 상기 전단 구동기어와 맞물리는 전단 종동기어와, 입력축 동력을 상기 후단 중공축에 직접 전달하는 후단 구동기어와, 후단 중공축에 마련되고 상기 후단 구동기어와 맞물리는 후단 종동기어일 수 있다.
이때 상기 전단 구동기어는 입력축 상에 회전 자유롭게 마련될 수 있다.
그리고 상기 전단 구동기어는, 중간축을 우회한 동력을 상기 전단 중공축에 전달하는 2단 구동기어와, 2단 구동기어 후방에 일체로 형성된 1단 구동기어로 구성되며, 상기 전단 종동기어는, 전단 중공축에 일체로 형성되며 상기 2단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 2단 종동기어와, 2단 종동기어 후방의 전단 중공축 상에 회전 자유롭게 설치되며 상기 1단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 1단 종동기어로 이루어진 구성일 수 있다.
이때, 상기 전단 중공축 후단부 외연에는 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 전단 중공축과 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제2 계합치가 형성될 수 있다.
또한, 상기 1단 종동기어 내연에는 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 1단 종동기어와 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제1 계합치가 형성될 수 있다.
본 발명에 적용된 상기 후단 구동기어는, 입력축 동력을 상기 후단 중공축에 전달하는 4단 구동기어와, 4단 구동기어 전방의 3단 구동기어로 구성되며, 후단 종동기어는, 후단 중공축에 일체로 형성되며 상기 4단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 4단 종동기어와, 4단 종동기어 전방의 후단 중공축 상에 회전 자유롭게 설치되며 상기 3단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 3단 종동기어로 이루어진 구성일 수 있다.
이때에도, 상기 후단 중공축 전단부 외연에는 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 후단 중공축과 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제4 계합치가 형성될 수 있다.
그리고 상기 3단 종동기어 내연에도 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 3단 종동기어와 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제3 계합치가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부변속장치에 의하면, 시프터의 직선형 움직임에 따라 다단(1~4단) 변속이 구현됨으로써, 레버와 시프터를 연결하는 링크기구와 변속기구의 단순화 및 전반적인 장치의 소형화를 도모할 수 있으며, 단순화 및 소형화로 인하여 실차 장착에 있어서의 공간적인 측면 및 원가 측면에서 유리한 효과가 있다.
또한, 변속에 따른 동력전달 효율 측면에서 있어서도, 여러 차례에 걸친 복잡한 동력전달 과정에서 동력 손실이 수반되는 종래기술과 비교하여, 변속경로의 단순화를 통해 변속과정 중 동력이 손실되는 것을 최소활 수 있으며, 이를 통해 동력전달 효율의 큰 개선을 이룰 수 있어 농작업차의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 다단 변속을 위한 레버 조작형태 역시 '-'자 형태이어서, 종래 'H'자 형태의 변속에 비해 변속 조작에 있어서의 용이함을 확보할 수 있어 조작의 편의성을 일층 증대시킬 수 있으며, 변속레버 및 레버 가이드를 운전석에 배치함에 있어 패키지 설계 측면에서 이점이 있고, 레버 작동공간을 확보함에 있어서도 유리하다.
도 1은 종래 농용 작업차의 미션조합(변속조합)의 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농용 작업차의 부변속장치 단면도.
도 3은 도 2에 나타난 부변속장치의 주요부를 확대 도시한 도면.
도 4a, 도 4b는 도 3의 주요부를 이루는 전단 종동기어와 시프터, 시프터와 후단 종동기어를 도시한 분해 사시도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 부변속장치의 작동 상태도로서, 도 5부터 순서대로 1단-2단-N(중립)-3단-4단 변속에 따른 작동 상태도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농용 작업차의 부변속장치 단면도이다.
도 2에 나타난 본 발명의 실시예에 따른 농용 작업차의 부변속장치는, 주변속장치를 통해 1차 변속된 동력이 입력되는 입력축(40)과, 이 입력축(40)과 상시 맞물려 회전하는 중간축(41)을 포함한다. 그리고 일련의 2차 부변속과정을 거쳐 최종 변속이 완료된 동력을 출력하며 뒷차축부(도 1 참조)에 전달하는 구동축(42)을 구비한다.
입력축(40)에는 축 방향으로 그 중간위치에 상기 중간축(41)을 경유하도록 동력을 우회시키는 기어치(402)가 형성되어 있다. 이 기어치(402)를 기준으로 입력축(40) 전단에는 중간축(41)을 우회한 동력을 중간에서 구동축(42)으로 전달하는 전단 구동기어(47a)가 설치되어 있으며, 입력축(40) 후단에는 중간축(41)을 경유하지 않고 동력이 구동축(42) 측에 바로 전달될 수 있도록 후단 구동기어(47b)가 설치되어 있다.
중간축(41)은 상기 입력축(40)과 평행하며 상기 기어치(402)에 상시 맞물려 있는 중간기어(412)를 구비함으로써 입력축(40)과 함께 회전하며, 상기 중간기어(412) 전방의 중간축(41) 전단에는 상기 전단 구동기어(47a)와 상시 맞물려 있는 기어치(414)를 형성하고 있다. 따라서 입력축(40)을 거쳐 중간축(41)을 우회한 동력에 의해 상기 전단 구동기어(47a)가 입력축(40) 상에서 회전하게 된다.
구동축(42)에는 중간위치에 구동축(42)과 일체 회전하며 외연에 스플라인을 형성한 스플라인기어(43)가 구비되어 있다. 그리고 스플라인기어(43)를 사이에 두고 스플라인기어(43) 전방의 구동축(42) 전단에는 전단 중공축(44)이 회전 자유롭게 설치되어 있으며, 스플라인기어(43) 후방의 구동축(42) 후단에는 후단 중공축(45)이 회전 자유롭게 설치되어 있다.
스플라인기어(43) 외측에는 변속 및 중립 구현을 위한 시프터(46)가 설치되어 있으며, 시프터(46)는 스플라인기어(43) 외연부를 따라 상기 전단 중공축(44)과 후단 중공축(45) 사이를 직선상으로 이동하면서 다단 변속 또는 중립을 구현시킨다.
시프터(46)를 통해 구현되는 직선형 변속단수는 4단이며 직선형 변속구간 중앙에 시프터(46)가 위치하면 중립이 되고, 상기 시프터(46)에는 변속포크(도시 생략)가 연결되며, 변속포크는 중간링크기구를 통해 실질적으로 변속을 위한 조작력이 입력되는 변속레버(도시 생략)와 연결된다.
구동축(42) 상의 상기 전단 중공축(44)은 상기 중간축(41)을 경유하여 상기 전단 구동기어(47a)를 통해 입력되는 우회동력에 의해 회전하며, 후단 중공축(45)은 상기 입력축(40) 상의 후단 구동기어(47b)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 이때 상기 전단 구동기어(47a)는 입력축(40)에 대해 회전이 자유롭고, 후단 구동기어(47b)는 입력축(40)과 일체로 회전한다.
전단 중공축(44)에는 입력축(40) 상의 상기 전단 구동기어(47a)와 맞물리는 전단 종동기어(48a)가 마련되어 있으며, 후단 중공축(45)에는 입력축(40) 상의 상기 후단 구동기어(47b)와 맞물리는 후단 종동기어(48b)가 마련되어 있다.
전단 구동기어(47a), 전단 종동기어(48a), 후단 구동기어(47b), 후단 종동기어(48b)가 실제 변속에 관여하는 변속기어가 되며, 상기 스플라인기어(43) 상에서의 상기 시프터(46) 위치에 따라 전단 구동기어(47a)와 전단 종동기어(48a)를 통해 입력된 동력에 의해 구동축(42)이 회전하거나 후단 구동기어(47b)와 후단 종동기어(48b)를 통해 입력된 동력으로 구동축(42)이 회전을 하게 된다.
전단 구동기어(47a)는 구체적으로, 중간축(41)을 우회한 동력을 상기 전단 중공축(44)에 전달하는 2단 구동기어(474)와, 2단 구동기어(474) 후방에 1단 구동기어(472)가 일체로 형성된 구성을 가지며, 전단 종동기어(48a)는 상기 2단 구동기어(474)에 상시 맞물려 있는 2단 종동기어(484)와 상기 1단 구동기어(472)에 상시 맞물려 회전하는 1단 종동기어(482)로 구성된다.
전단 중공축(44) 선단에 상기 2단 종동기어(484)가 일체로 형성되어 있으며, 1단 종동기어(482)는 상기 2단 종동기어(484) 후방의 전단 중공축(44) 중간부 외연에 베어링을 매개로 회전 자유롭게 설치되어 있다. 따라서 일체형인 1단 구동기어(472)와 2단 구동기어(474)에 의해 상기 1단 종동기어(482)와 2단 종동기어(484)가 같은 방향으로 동시에 회전은 하지만 회전에 있어 상호 간섭은 없다.
후단 구동기어(47b)는 구체적으로, 입력축(40) 동력을 상기 후단 중공축(45)에 전달하는 4단 구동기어(478)와, 4단 구동기어(478) 전방의 입력축(40)에 설치되는 3단 구동기어(476)로 구성된다. 그리고 후단 종동기어(48b)는 4단 구동기어(478)에 상시 맞물려 회전하는 4단 종동기어(488)와 상기 3단 구동기어(476)에 상시 맞물려 회전하는 3단 종동기어(486)로 구성된다.
4단 종동기어(488)는 후단 중공축(45) 말단에 일체로 형성되어 있으며, 3단 종동기어(486)는 상기 4단 종동기어(488) 전방의 후단 중공축(45) 중간부 외연에 베어링을 매개로 회전 자유롭게 설치되어 있다. 따라서 3단 구동기어(476)와 4단 구동기어(478)에 의해 상기 3단 종동기어(486)와 4단 종동기어(488)가 같은 방향으로 동시에 회전은 하지만 마찬가지로 회전에 있어 상호 간섭은 발생하지 않는다.
도 3은 도 2에 나타난 부변속장치의 주요부를 확대 도시한 도면이며, 도 4a, 도 4b는 도 3의 주요부를 이루는 전단 종동기어와 시프터, 시프터와 후단 종동기어를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4의 도시와 같이, 전단 중공축(44) 후단부 외연과 1단 종동기어(482) 내연에는, 시프터(46)의 위치에 따라 시프터(46) 일단 내연의 계합부(464) 또는 시프터(46) 일단 외연의 계합부(462)와 맞물려 전단 중공축(44)과 스플라인기어(43) 또는 1단 종동기어(482)와 스플라인기어(43)가 상기 시프터(46)를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제2 계합치(442)와 제1 계합치(483)가 각각 형성되어 있다.
후단 중공축(45) 전단부 외연과 상기 3단 종동기어(486) 내연에도, 시프터(46)의 위치에 따라 시프터(46) 타단 내연의 계합부(468) 또는 시프터(46) 타단 외연의 계합부(466)와 맞물려 후단 중공축(45)과 스플라인기어(43) 또는 3단 종동기어(486)와 스플라인기어(43)가 상기 시프터(46)를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제4 계합치(452)와 제3 계합치(487)가 각각 형성되어 있다.
직선형 변속구간에서 시프터(46)가 최전방에 위치했을 때 1단 종동기어(482) 내연의 제1 계합치(483)는 시프터(46) 일단 외연의 계합부(462)에 맞물리게 되고, 시프터(46) 타단 내연의 계합부(468)는 상기 스플라인기어(43)에 맞물린 상태에 있다. 따라서 중간축(41)을 우회하여 전단 구동기어(47a)에 전달된 동력은 1단 구동기어(472)-1단 종동기어(482)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달된다.
전단 중공축(44) 외연의 제2 계합치(442)와 시프터(46) 일단 내연의 계합부(464)가 맞물리는 위치에 시프터(46)가 위치했을 때에도, 시프터(46) 타단 내연의 계합부(468)는 상기 스플라인기어(43)에 맞물린 상태에 있다. 따라서 중간축(41)을 우회하여 전단 구동기어(47a)에 전달된 동력은 2단 구동기어(474)-2단 종동기어(484)-전단 중공축(44)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달된다.
3단 종동기어(486) 내연의 제3 계합치(487)에 시프터(46) 타단 외연의 계합부(466)가 맞물리도록 시프터(46)가 위치했을 경우에는, 시프터(46) 일단 내연의 계합부(464)가 상기 스플라인기어(43)에 맞물린 상태에 있게 되며, 따라서 입력축(40)에서 후단 구동기어(47b)로 전달된 동력은 3단 구동기어(476)-3단 종동기어(486)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달된다.
후단 중공축(45) 외연의 제4 계합치(452)와 시프터(46) 타단 내연의 계합부(468)가 맞물리는 위치에 시프터(46)가 위치한 때에도, 시프터(46) 일단 내연의 계합부(464)는 상기 스플라인기어(43)에 맞물린 상태에 있게 되며, 따라서 입력축(40)에서 후단 구동기어(47b)로 전달된 동력은 4단 구동기어(478)-4단 종동기어(488)-후단 중공축(45)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달된다.
상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 부변속장치를 통해 행해지는 다단 변속과정에 대해 이하 도 5 내지 도 9의 단수 별 작동 상태도를 참조하여 설명하기로 한다. 도 5부터 순서대로 1단-2단-N(중립)-3단-4단 변속에 따른 작동 상태도를 나타내고 있다.
먼저 도 5를 참조하여 1단 부변속에 대해 살펴보면, 전단 중공축(44)과 후단 중공축(45) 사이의 허용된 직선형 변속구간에서 시프터(46)가 최전방에 위치했을 때가 변속단수로 치면 1단이 되며, 이때 1단 종동기어(482) 내연의 제1 계합치(483)에 시프터(46) 일단 외연의 계합부(462)가 맞물리며, 시프터(46) 타단 내연의 계합부(468)는 상기 스플라인기어(43)에 맞물리게 된다.
이에 따라, 주변속장치를 거쳐 1차 변속이 완료된 입력축(40) 동력은 중간축(41)을 우회하여 전단 구동기어(47a)에 전달되고, 도 5의 화살표 도시와 같이, 1단 구동기어(472)-1단 종동기어(482)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달된다. 이때 2, 3, 4단 종동기어(484)(486)(488) 및 4단 종동기어(488)를 갖춘 후단 중공축(45)은 공회전 상태에 있다.
다음, 도 6을 참조하여 2단 부변속에 대해 살펴보면, 전단 중공축(44) 외연의 제2 계합치(442)와 시프터(46) 일단 내연의 계합부(464)가 서로 맞물리는 위치에 시프터(46)가 위치했을 때가 변속단수로 치면 2단이 되며, 이처럼 2단 부변속 위치에 시프터(46)가 위치한 때 시프터(46) 타단 내연의 계합부(468)는 스플라인기어(43)에 맞물려 있다.
이에 따라, 주변속장치를 거쳐 1차 변속이 완료된 입력축(40) 동력은 중간축(41)을 우회하여 전단 구동기어(47a)에 전달되고, 도 6의 화살표 도시와 같이, 2단 구동기어(474)-2단 종동기어(484)-전단 중공축(44)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달된다. 이때에는 1, 3, 4단 종동기어(482)(486)(488) 및 4단 종동기어(488)를 갖춘 후단 중공축(45)은 공회전 상태에 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부변속장치가 중립인 때 즉, 입력축(40) 동력이 구동축(42)에 전달되지 않는 상태를 나타낸 도면으로서, 시프터(46)가 스플라인기어(43) 상에 위치하여 도면과 같이 어떠한 계합치와도 맞물림을 이루지 않은 상태가 중립이며, 입력축(40) 동력에 의해 1~4단 종동기어(482)(484)(486)(488) 모두가 회전은 하지만 동력은 구동축(42)에 전달되지 않는다.
도 8을 통해 도시된 도면을 참조하여 3단 부변속에 대해 살펴보면, 3단 종동기어(486) 내연의 제3 계합치(487)와 시프터(46) 타단 외연의 계합부(466)가 서로 맞물리는 위치에 시프터(46)가 위치했을 때가 3단이 되며, 이처럼 3단 부변속 위치에 시프터(46)가 위치한 때 시프터(46) 일단 내연의 계합부(464)는 스플라인기어(43)와 맞물리게 된다.
따라서 시프터(46)가 3단 변속위치에 있을 때 주변속장치로부터 입력축(40)에 전달된 동력은, 3단 구동기어(476)-3단 종동기어(486)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달되며, 이때 1, 2, 4단 종동기어(482)(484)(488) 및 2단 종동기어(484)를 갖춘 전단 중공축(44)은 공회전 상태에 있다.
마지막으로 도 9를 참조하여 4단 부변속에 대해 살펴보면, 전단 중공축(44)과 후단 중공축(45) 사이의 허용된 직선형 변속구간에서 시프터(46)가 최후방에 위치했을 때가 변속단수로 치면 4단이 되며, 이 경우 후단 중공축(45) 외연의 제4 계합치(452)에 시프터(46) 타단 내연의 계합부(468)가 맞물리며, 시프터(46) 일단 내연의 계합부(464)는 상기 스플라인기어(43)에 맞물리게 된다.
따라서 시프터(46)가 3단 변속위치에 있을 때 주변속장치로부터 입력축(40)에 전달된 동력은, 4단 구동기어(478)-4단 종동기어(488)-후단 중공축(45)-시프터(46)-스플라인기어(43)를 차례로 거쳐 구동축(42)에 전달되며, 이때 1, 2, 3단 종동기어(482)(484)(486) 및 2단 종동기어(484)를 갖춘 전단 중공축(44)은 공회전 상태에 있다.
이상의 본 발명의 실시예에 따른 부변속장치에 의하면, 시프터의 직선형 움직임에 따라 다단(1~4단) 변속이 구현됨으로써, 레버와 시프터를 연결하는 링크기구와 변속기구의 단순화 및 전반적인 장치의 소형화를 도모할 수 있으며, 단순화 및 소형화로 인하여 실차 장착에 있어서의 공간적인 측면 및 원가 측면에서 유리한 효과가 있다.
또한, 변속에 따른 동력전달 효율 측면에서 있어서도, 여러 차례에 걸친 복잡한 동력전달 과정에서 동력 손실이 수반되는 종래기술과 비교하여, 변속경로의 단순화를 통해 변속과정 중 동력이 손실되는 것을 최소활 수 있으며, 이를 통해 동력전달 효율의 큰 개선을 이룰 수 있어 농작업차의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 다단 변속을 위한 레버 조작형태 역시 '-'자 형태이어서, 종래 'H'자 형태의 변속에 비해 변속 조작에 있어서의 용이함을 확보할 수 있어 조작의 편의성을 일층 증대시킬 수 있으며, 변속레버 및 레버 가이드를 운전석에 배치함에 있어 패키지 설계 측면에서 이점이 있고, 레버 작동공간을 확보함에 있어서도 유리하다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
40 : 입력축 41 : 중간축
42 : 구동축 43 : 스플라인기어
44 : 전단 중공축 45 : 후단 중공축
46 : 시프터 47a : 전단 구동기어
47b : 후단 구동기어 48a : 전단 종동기어
48b : 후단 종동기어 412 : 중간기어
442 : 제2 계합치 452 : 제4 계합치
462, 464, 466, 468 : 계합부
472 : 1단 구동기어 474 : 2단 구동기어
476 : 3단 구동기어 478 : 4단 구동기어
482 : 1단 종동기어 483 : 제1 계합치
484 : 2단 종동기어 486 : 3단 종동기어
487 : 제3 계합치 488 : 4단 종동기어

Claims (11)

  1. 주변속장치 출력축에 직결되는 입력축;
    상기 입력축과 상시 맞물려 회전하는 중간축;
    변속 동력을 출력하는 구동축;
    상기 구동축 중앙부에 설치된 스플라인기어를 사이에 두고 상기 구동축 상에 회전 자유롭게 설치되는 전단 중공축과 후단 중공축;
    구동축, 전단 중공축, 후단 중공축에 마련되어 서로 쌍을 이루도록 맞물린 변속기어들; 및
    상기 전단 중공축과 후단 중공축 사이를 직선 이동하는 스플라인기어 상의 시프터;로 이루어져,
    상기 전단 중공축과 후단 중공축 사이를 직선 이동하는 상기 시프터의 직선형 움직임에 의해 복수단의 변속과 중립이 구현되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시프터에 의해 직선상으로 구현되는 변속단수는 4단인 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전단 중공축은 상기 중간축을 우회하는 동력에 의해 회전하며, 후단 중공축은 상기 입력축에서 직접 전달되는 동력에 의해 회전하는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속기어들은,
    중간축을 우회한 동력을 중간에서 상기 전단 중공축에 전달하는 전단 구동기어와,
    전단 중공축에 마련되고 상기 전단 구동기어와 맞물리는 전단 종동기어와,
    입력축 동력을 상기 후단 중공축에 직접 전달하는 후단 구동기어와,
    후단 중공축에 마련되고 상기 후단 구동기어와 맞물리는 후단 종동기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전단 구동기어는 입력축 상에 회전 자유롭게 마련되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전단 구동기어는, 중간축을 우회한 동력을 상기 전단 중공축에 전달하는 2단 구동기어와, 2단 구동기어 후방에 일체로 형성된 1단 구동기어로 구성되며,
    상기 전단 종동기어는, 전단 중공축에 일체로 형성되며 상기 2단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 2단 종동기어와, 2단 종동기어 후방의 전단 중공축 상에 회전 자유롭게 설치되며 상기 1단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 1단 종동기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전단 중공축 후단부 외연에는 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 전단 중공축과 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제2 계합치가 형성되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 1단 종동기어 내연에는 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 1단 종동기어와 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제1 계합치가 형성되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 후단 구동기어는, 입력축 동력을 상기 후단 중공축에 전달하는 4단 구동기어와, 4단 구동기어 전방의 3단 구동기어로 구성되며,
    상기 후단 종동기어는, 후단 중공축에 일체로 형성되며 상기 4단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 4단 종동기어와, 4단 종동기어 전방의 후단 중공축 상에 회전 자유롭게 설치되며 상기 3단 구동기어에 상시 맞물려 회전하는 3단 종동기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 후단 중공축 전단부 외연에는 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 후단 중공축과 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제4 계합치가 형성되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 3단 종동기어 내연에는 시프터의 위치에 따라 시프터와 선택적으로 맞물려 3단 종동기어와 스플라인기어가 상기 시프터를 통해 동력 전달 가능하게 연결되도록 하는 제3 계합치가 형성되는 것을 특징으로 하는 농용 작업차의 부변속장치.
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