KR20160125296A - 전동 장치 - Google Patents

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Abstract

엔진의 시동 시의 부하 토크를 저감시킴으로써 스타터의 사이즈 업을 회피할 수 있는 전동 장치(D)는, 엔진(3a)으로부터 출력된 동력을, 주클러치 기구를 겸하는 전후진 전환 기구(50), 주변속 기구인 정유압식의 무단 변속 기구(20), 유성 기어 기구(40) 및 부변속 기구(60)를 통해 전차륜(1)이나 후차륜(2) 등의 주행 장치에 전동하는 주행계 전동 장치(D1)와, 엔진(3a)으로부터 출력된 동력을, 작업 클러치(70), 작업 변속 기구(71) 및 동력 취출축(7)을 통해 작업 장치에 전동하는 작업계 전동 장치(D2)를 구비한다.

Description

전동 장치{TRANSMISSION APPARATUS}
본 발명은 트랙터에 구비되고, 엔진이 출력하는 동력을 주행 장치 및 작업 장치에 전동하는 전동 장치에 관한 것이다.
상기의 전동 장치로서, 종래, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 있었다. 특허문헌 1에 기재된 전동 장치는, 엔진으로부터 출력된 동력은, 건식 클러치 기구, 정유압식의 무단 변속 기구로서의 HST, 유성 기어 기구, 전후진 전환 기구, 부변속 기구를 순서대로 통하여 후차륜 구동축에 전동된다.
일본 특허 공개 제2012-40944호 공보
상기한 전동 장치를, 트랙터에 채용하는 경우에, 다음과 같은 문제가 발생할 우려가 있었다.
대형의 트랙터는, 엔진으로부터 출력되는 동력이 크기 때문에, 클러치 기능으로서 건식 클러치 기구의 마모가 심하여, 교환의 빈도가 높아지기 쉽다.
따라서, 건식 클러치 기구를 구비하지 않는 것을 생각할 수 있다. 이 경우에는 전후진 전환 기구가 구비하는 습식 클러치 기구에 클러치 기능을 의존하게 된다.
그러나, 전후진 전환 기구는, 유성 기어 기구보다 후단에 배치되어 있기 때문에, 엔진의 시동 시에는, 엔진의 출력축부터, HST, 유성 기어 기구 및 전후진 전환 기구의 습식 클러치까지를 일체적으로 회전시킬 필요가 있다. HST, 유성 기어 기구 및 전후진 전환 기구의 습식 클러치까지의 관성력이나 저항 토크는 크기 때문에, 스타터에는 큰 부하 토크가 걸려, 스타터의 사이즈 업이 필요해져 버린다.
본 발명의 목적은, 엔진의 시동 시의 부하 토크를 저감시킴으로써 스타터의 사이즈 업을 회피할 수 있는 전동 장치를 제공하는 것에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 전동 장치의 특징은, 트랙터에 구비되고, 엔진이 출력하는 동력을 주행 장치 및 작업 장치에 전동하는 전동 장치이며, 전후진 전환 기구, 정유압식의 무단 변속 기구, 유성 기어 기구, 후차륜 구동부 및 작업 클러치를 구비하고, 상기 전후진 전환 기구는, 상기 엔진이 갖는 엔진 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 전후진 전환 기구 입력부와, 상기 전후진 전환 기구 입력부에 입력된 동력을 정회전 또는 역회전으로 전환하여 출력하는 전후진 전환 기구 출력부를 갖고, 상기 무단 변속 기구는, 상기 전후진 전환 기구 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 무단 변속 기구 입력부와, 상기 무단 변속 기구 입력부에 입력된 동력을 무단 변속하여 출력하는 무단 변속 기구 출력부를 갖고, 상기 유성 기어 기구는, 상기 무단 변속 기구 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 유성 기어 기구 제1 입력부와, 상기 전후진 전환 기구 출력부로부터 출력된 동력이, 상기 무단 변속 기구에 의해 무단 변속되지 않고 입력되는 유성 기어 기구 제2 입력부와, 상기 유성 기어 기구 제1 입력부 및 상기 유성 기어 기구 제2 입력부에 입력된 동력을 합성하고, 합성한 동력을 출력하는 유성 기어 기구 출력부를 갖고, 상기 후차륜 구동부는, 상기 유성 기어 기구 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 후차륜 구동부 입력부를 갖고, 상기 작업 클러치는, 상기 엔진 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 작업 클러치 입력부와, 상기 작업 클러치 입력부에 입력된 동력을 출력 가능한 작업 클러치 출력부를 갖는 점에 있다.
상술한 구성에 의하면, 전후진 전환 기구는, 엔진의 바로 후단에 배치되게 된다. 엔진의 시동 시에, 전후진 전환 기구에 의해, 엔진 출력부로부터 출력되는 동력을 전후진 전환 기구보다 후단의 각 기구에 전동하지 않는 상태를 실현할 수 있다. 이로 인해, 전후진 전환 기구를 유성 기어 기구보다 후단에 배치하는 경우와 같은 부하 토크의 증대를 회피할 수 있어, 스타터의 사이즈 업을 회피할 수 있다. 스타터의 사이즈 업이 회피된다. 이에 의해, 스타터, 배터리, 하네스 등의 점유 스페이스의 증대나 비용 상승이 회피된다.
본 발명에 있어서는, 적어도 상기 엔진 출력부, 상기 전후진 전환 기구 입력부, 상기 유성 기어 기구 제1 입력부, 상기 유성 기어 기구 제2 입력부, 상기 유성 기어 기구 출력부 및 상기 작업 클러치 입력부의 각 회전 축심이 동일한 제1 축심 상에 배치되고, 상기 제1 축심보다 하방에, 상기 후차륜 구동부 입력부의 회전 축심과 일치하는 제2 축심이 배치되고, 상기 무단 변속 기구 입력부의 회전 축심과 일치하는 제3 축심 및 상기 무단 변속 기구 출력부의 회전 축심과 일치하는 제4 축심은, 상기 제1 축심보다 하방이며 상기 제2 축심보다 상방에 배치되고, 상기 제1 축심, 상기 제2 축심, 상기 제3 축심 및 제4 축심은, 상기 트랙터의 측면에서 보아, 상기 트랙터의 전후 방향을 따라서 서로 평행하게 배치되어 있으면 적합하다.
일반적으로, 2개의 평행한 회전축의 한쪽으로부터 다른 쪽에 동력을 전동하기 위해서는, 양쪽 회전축에 구비한 기어끼리를 맞물리게 하거나, 양쪽 회전축에 구비한 스프로킷간에 체인이나 전동 벨트를 배치하거나 할 필요가 있어, 그만큼 큰 스페이스가 필요해져 버린다. 또한, 기어 등을 개재시키면 시킬수록 전동 효율은 저하된다.
상기와 같이 적어도 상기 엔진 출력부, 상기 전후진 전환 기구 입력부, 상기 유성 기어 기구 제1 입력부, 상기 유성 기어 기구 제2 입력부, 상기 유성 기어 기구 출력부 및 상기 작업 클러치 입력부의 각 회전 축심을 동일한 제1 축심 상에 배치함으로써, 상기 스페이스의 증대나, 전동 효율의 저하가 회피된다.
본 발명에 있어서는, 상기 제3 축심 및 상기 제4 축심은, 상기 트랙터의 정면에서 보아, 상기 제1 축심의 좌우에 배분되어 배치되어 있으면 적합하다.
무단 변속 기구는, 적어도 유압 펌프와 유압 모터와 그들 사이에 배치된 유압 회로와 유압 펌프의 경사판을 구동시키기 위한 유압 실린더 등의 기구를 갖고, 그 나름의 설치 스페이스를 필요로 한다. 만약 무단 변속 기구를 트랙터의 정면에서 보아 제1 축심의 좌우 어느 쪽인가 한쪽에 치우쳐 배치하면, 무단 변속 기구가 배치되는 측의 차체 프레임을 강화하거나 차폭을 증대하거나 할 필요가 발생한다.
무단 변속 기구 입력부로서의 펌프축을 갖는 유압 펌프 및 상기 무단 변속 기구 출력부로서의 모터축을 갖는 유압 모터를, 트랙터의 정면에서 보아 엔진 출력부의 회전 축심에 대하여 좌우에 배분하여 배치함으로써, 차체 프레임의 좌우 불균 등한 강화나 차폭의 좌우 불균등한 증대를 하지 않아도 된다.
본 발명에 있어서는, 상기 작업 클러치 출력부로부터 출력된 동력이 입력되고, 상기 동력을 상기 작업 장치에 출력하는 동력 취출부를 구비하고, 상기 동력 취출부의 회전 축심은 상기 제2 축심과 일치하도록 배치되어 있으면 적합하다.
트랙터의 차체 후방부에 연결되는 각종 작업 장치가 구비하는, 동력 취출부로부터 출력된 동력을 입력하는 작업 장치 입력부를, 후차륜 구동부와 동일한 높이에 배치할 수 있기 때문에, 상기 작업 장치 입력부를 엔진 출력부와 동일한 높이에 배치하는 경우에 비해, 작업 장치도 콤팩트화를 도모할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 제2 축심의 높이에 윤활유의 유면이 설정되어 있으면 적합하다.
통상 전동 장치의 케이싱 내부에는 각 기구를 필요에 따라서 윤활하기 위한 윤활유가 봉입되어 있다.
윤활유의 유면은, 후차륜 구동축은 항상 윤활유가 공급되고 있는 것이 바람직하기 때문에, 후차륜 구동부의 높이 정도로 설정되어 있다.
한편, 전후진 전환 기구, 유성 기어 기구 및 작업 클러치는, 항상 윤활유를 필요로 하지 않는다. 이와 같이 항상 윤활유를 필요로 하지 않는 전후진 전환 기구, 유성 기어 기구 및 작업 클러치를 윤활유의 유면 이하의 높이에 배치하면, 전후진 전환 기구, 유성 기어 기구 및 작업 클러치의 회전의 저항으로 될 뿐만 아니라, 윤활유가 교반되는 것에 의한 불필요한 발열 등의 문제가 발생한다.
따라서, 제1 축심보다 하방에 배치된 제2 축심의 높이에 윤활유를 설정함으로써, 적어도, 전후진 전환 기구, 유성 기어 기구 및 작업 클러치는, 후차륜 구동부보다도 상방에 배치되게 되어, 상기 문제의 발생을 회피할 수 있다.
도 1은 트랙터의 전체를 도시하는 측면도.
도 2는 전동 장치를 도시하는 블록도.
도 3은 전동 장치를 도시하는 구조선도.
도 4는 각 축심의 위치 관계를 도시하는 설명도.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 트랙터의 전체를 도시하는 측면도이다. 본 발명의 실시 형태에 따른 트랙터는, 특별히 한정되지 않지만, 대형으로 분류되는, 예를 들어 60 내지 100마력 정도의 트랙터이다.
이 트랙터는, 좌우 한 쌍의 조향 조작 및 구동 가능한 전차륜(1), 좌우 한 쌍의 구동 가능한 후차륜(2), 차체 전방부에 설치한 엔진(3a)을 가진 원동부(3), 차체 후방부에 설치한 운전 좌석(4a)을 가진 운전부(4)가 구비된 자주차에, 차체 프레임(5)의 후방 단부의 양측에 배분하여 설치한 좌우 한 쌍의 상하 요동 조작 가능한 리프트 아암(6a)을 가진 링크 기구(6) 및 차체 프레임(5)의 후방 단부로부터 차체 후방 방향으로 돌출된 동력 취출축(7)을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 동력 취출축(7)이 동력 취출부이다.
이 트랙터는, 차체 후방부에 링크 기구(6)를 통하여 승강 조작 가능하게 로터리 경운 장치(도시하지 않음)가 연결됨과 함께 엔진(3a)으로부터 출력되는 동력을 동력 취출축(7)으로부터 로터리 경운 장치의 입력축에 전동하도록 구성됨으로써 예를 들어 승용형 경운기를 구성한다. 또한, 로터리 경운 장치의 입력축이 작업 장치 입력부이다.
이와 같이 차체 후방부에 각종 작업 장치가 승강 조작 및 구동 가능하게 연결됨으로써 각종 승용형 작업기를 구성한다.
차체 프레임(5)은 엔진(3a)과, 엔진(3a)의 후방부에 연속 설치된 클러치 하우징(10)과, 이 클러치 하우징(10)의 후방부에 전방부가 탈착 가능하게 연결된 무단 변속 케이스(21)와, 이 무단 변속 케이스(21)의 후방부에 연결된 미션 케이스(11) 등을 구비하고 있다. 클러치 하우징(10)과 무단 변속 케이스(21)는 일체로 구성되어 있지만, 내부 격벽에 의해 내부는 2개의 영역으로 구획되어 있다. 또한, 클러치 하우징(10)과 무단 변속 케이스(21)를 별체 구성으로 하여, 클러치 하우징(10)의 후방벽에 무단 변속 케이스(21)의 전방벽을 탈착 가능하게 연결하는 구성이어도 된다.
도 2, 도 3은 엔진(3a)이 출력하는 동력을 전차륜(1), 후차륜(2) 및 동력 취출축(7)에 전동하도록 트랙터에 구비된 전동 장치(D)를 도시하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전동 장치(D)는, 주행계 전동 장치(D1)와, 작업계 전동 장치(D2)를 구비하고 있다.
주행계 전동 장치(D1)는, 엔진(3a)으로부터 출력된 동력을, 주클러치 기구를 겸하는 전후진 전환 기구(50), 주변속 기구인 정유압식의 무단 변속 기구(20), 유성 기어 기구(40) 및 부변속 기구(60)를 통해 전차륜(1)이나 후차륜(2) 등의 주행 장치에 전동한다.
작업계 전동 장치(D2)는, 엔진(3a)으로부터 출력된 동력을, 작업 클러치(70), 작업 변속 기구(71) 및 동력 취출축(7)을 통해 로터리 경운 장치와 같은 작업 장치에 전동한다.
도 3에 기초하여, 전동 장치(D)의 상세를 설명한다.
주행계 전동 장치(D1)는, 엔진(3a)이 출력축(3b)으로부터 출력하는 동력을, 전후진 전환 기구(50)를 통해, 무단 변속 기구(20) 및 유성 기어 기구(40)에 입력하고, 유성 기어 기구(40)의 출력축(48)으로부터, 부변속 기구(60)에 전동하고, 부변속 기구(60)의 출력축(64)으로부터, 후차륜 구동축(32) 및 후차륜 차동 기구(33)를 통해 후차륜축(31)에 전동함과 함께, 부변속 기구(60)로부터 기어 연동 기구(34), 전차륜 구동축(35), 전차륜 변속 기구(36) 및 전차륜 변속 구동축(37)을 통해 전차륜 차동 기구(38)에 전동한다. 또한, 출력축(3b)이 엔진 출력부이다. 후차륜축(31), 후차륜 구동축(32) 및 후차륜 차동 기구(33) 등이 후차륜(2)을 구동하는 후차륜 구동부이며, 후차륜 구동축(32)이 후차륜 구동부 입력부이다. 출력축(48)이 유성 기어 기구 출력부이다.
작업계 전동 장치(D2)는, 엔진(3a)이 출력축(3b)으로부터 출력하는 동력을 작업 클러치(70)를 통해 작업 변속 기구(71)에 입력하여 복수단으로 변속하고, 변속한 동력을 동력 취출축(7)에 전동한다. 작업 클러치(70)는 후술하는 전후진 전환 기구(50)를 통해, 출력축(3b)과 일체 회전 가능하게 연결된 입력측 동력 전동축(72a)에 일체 회전 가능하게 구비된 입력측 클러치판과, 출력측 동력 전동축(72b)에 일체 회전 가능하게 구비된 출력측 클러치판이, 압접 또는 이격함으로써, 입력측 동력 전동축(72a)의 동력을 출력측 동력 전동축(72b)으로부터 출력하거나 또는 출력하지 않을 수 있다. 또한, 입력측 동력 전동축(72a)이 작업 클러치 입력부이며, 출력측 동력 전동축(72b)이 작업 클러치 출력부이다.
전후진 전환 기구(50)는, 무단 변속 케이스(21)의 전방부에 설치된 클러치 하우징(10)에 배치되어 있다. 무단 변속 기구(20)는, 전방부 미션 케이스(11a)의 전방부에 연결된 무단 변속 케이스(21)에 배치되어 있다. 유성 기어 기구(40)는 전방부 미션 케이스(11a)에 배치되어 있다. 부변속 기구(60), 후차륜 차동 기구(33), 전차륜 변속 기구(36), 전차륜 차동 기구(38), 작업 클러치(70) 및 작업 변속 기구(71)는, 후방부 미션 케이스(11b)에 배치되어 있다.
전후진 전환 기구(50)는, 엔진(3a)의 출력축(3b)과 일체 회전 가능하게 연결된 입력축(51)과, 입력축(51)의 동력을 전진 클러치(52) 및 전진 출력 기어(53)를 통해, 전동 기어(54)와 일체 회전하는 출력축(55)에 전동하는 전진 전동부와, 입력축(51)의 동력을 후진 클러치(56), 전동 기어(57), 역전 기어(58) 및 후진 출력 기어(59)를 통해, 전동 기어(54)와 일체 회전하는 출력축(55)에 전동하는 후진 전동부를 구비하고 있다. 또한, 입력축(51)이 전후진 전환 기구 입력부이며, 출력축(55)이 전후진 전환 기구 출력부이다.
따라서, 전후진 전환 기구(50)는, 전진 클러치(52)가 입력 상태로 조작되고, 후진 클러치(56)가 단절 상태로 조작됨으로써, 전진 상태가 되고, 엔진(3a)의 출력축(3b)으로부터 입력축(51)에 전동된 동력을, 전진 전동부에 의해 전진 동력으로 변환하여 출력축(55)으로부터 무단 변속 기구(20)에 출력한다.
전후진 전환 기구(50)는, 전진 클러치(52)가 단절 상태로 조작되고, 후진 클러치(56)가 입력 상태로 조작됨으로써, 후진 상태가 되고, 엔진(3a)의 출력축(3b)으로부터 입력축(51)에 전동된 동력을, 후진 전동부에 의해 후진 동력으로 변환하여 출력축(55)으로부터 무단 변속 기구(20)에 출력한다.
전후진 전환 기구(50)는, 전진 클러치(52) 및 후진 클러치(56)가 단절 상태로 조작됨으로써, 동력을 전동하지 않는 상태로 되어, 엔진(3a)의 출력축(3b)으로부터 입력축(51)에 전동된 동력을 출력축(55)으로부터 무단 변속 기구(20)에 출력하지 않는다. 또한, 전진 클러치(52) 및 후진 클러치(56)는 습식 클러치로 구성되어 있다.
엔진(3a)의 시동 시에, 전후진 전환 기구(50)에 의해 엔진(3a)의 동력을 전후진 전환 기구(50) 이후의 각 기구에 전동하지 않는 상태를 실현할 수 있다. 이에 의해 전후진 전환 기구(50)를 유성 기어 기구(40)보다 후단에 배치하는 경우와 같은 부하 토크의 증대를 회피할 수 있어, 스타터의 사이즈 업을 회피할 수 있다. 스타터의 사이즈 업이 회피됨으로써, 스타터, 배터리, 하네스 등의 점유 스페이스의 증대나 비용 상승이 회피된다.
무단 변속 기구(20)는, 무단 변속 케이스(21)의 내부에 유압 펌프(20P)와 유압 모터(20M)를 구비하고 있다. 유압 펌프(20P)와 유압 모터(20M)는, 무단 변속 케이스(21)의 내부에서 차체 평면에서 보아 차체 횡방향으로 배열되어 있다. 유압 펌프(20P)는 가변 용량형이며 또한 액셜 플런저형의 유압 펌프에 의해 구성되고, 유압 모터(20M)는, 액셜 플런저형의 유압 모터에 의해 구성되어 있다. 무단 변속 케이스(21)는 도시하지 않은 포트 플레이트를 구비하고 있다.
무단 변속 기구(20)는, 전후진 전환 기구(50)의 출력축(55)으로부터 출력된 동력이 유압 펌프(20P)의 펌프축(22)에 입력되고, 유압 펌프(20P)의 실린더 블록이 펌프축(22)에 의해 회전 구동되어, 유압 펌프(20P)가 유압 모터(20M)에 압유를 공급하고, 유압 모터(20M)의 실린더 블록이 유압 펌프(20P)로부터의 압유에 의해 회전 구동되어 모터축(25)을 회전 구동하고, 모터축(25)으로부터 유성 기어 기구(40)에 출력하도록 구성되어 있다. 또한, 펌프축(22)이 무단 변속 기구 입력부이며, 모터축(25)이 무단 변속 기구 출력부이다.
무단 변속 기구(20)는, 유압 펌프(20P)의 경사판(27)에 연동되어 있는 유압 실린더가 조작됨으로써, 상기 유압 실린더에 의해 경사판(27)의 각도 변경이 행해져, 정회전 상태, 역회전 상태 및 정회전 상태와 역회전 상태 사이에 위치하는 중립 상태로 변속되고, 또한 정회전 상태로 변속된 경우에 있어서도 역회전 상태로 변속된 경우에 있어서도, 유압 펌프(20P)의 회전 속도를 무단계로 변경하여 유압 모터(20M)의 회전 속도를 무단계로 변경하여, 모터축(25)으로부터 유성 기어 기구(40)에 출력하는 동력의 회전 속도를 무단계로 변경한다.
무단 변속 기구(20)는, 중립 상태로 변속된 경우, 유압 펌프(20P)에 의한 유압 모터(20M)의 구동을 정지, 모터축(25)으로부터 유성 기어 기구(40)에 대한 출력을 정지한다.
유성 기어 기구(40)는, 전방부 미션 케이스(11a)의 내부에 설치된 유성 기어 케이스(41)에 베어링을 통해, 무단 변속 기구(20)로부터 출력된 동력이 입력되는, 보스부(43a)가 회전 가능하게 지지되어 있는 선 기어(43)와, 선 기어(43)의 주위에 등간격을 두고 분산하여 위치하는 3개의 유성 기어(44)와, 각 유성 기어(44)를 지지축(45)을 통해 회전 가능하게 지지하는, 전후진 전환 기구(50)로부터 출력되는 동력이, 무단 변속 기구(20)에 의해 무단 변속되지 않고 입력되는 캐리어(46)와, 3개의 유성 기어(44)에 맞물리는 링 기어(47)와, 유성 기어 케이스(41)에 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되는 출력축(48)을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 선 기어(43)가 유성 기어 기구 제1 입력부이며, 캐리어(46)가 유성 기어 기구 제2 입력부이다.
캐리어(46)는 선 기어(43)의 보스부(43a)에 베어링을 통해 상대 회전 가능하게 지지되어 있다. 링 기어(47)의 보스부(47a)는 유성 기어 케이스(41)에 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되고, 또한 선 기어(43)의 보스부(43a)에 베어링을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다.
각 유성 기어(44)의 지지축(45)은, 일단부측에 있어서만 캐리어(46)에 연결되는 외팔보 상태로 캐리어(46)에 지지되어 있다. 3개의 지지축(45)은, 1매의 환상의 지지판에 의해 연결되어, 선 기어(43) 및 링 기어(47)에 대한 유성 기어(44)의 맞물림 상태가 유지되고 있다.
유성 기어 케이스(41)에 회전 가능하게 통축형의 입력 회전체(42)가 지지되어 있다. 입력 회전체(42)는, 스플라인 끼워맞춤 구조에 의해 모터축(25)에 일체 회전 가능하게 연동되어 있다. 입력 회전체(42)와 선 기어(43)는 입력 회전체(42)의 외주면측에 일체 회전 가능하게 설치한 전동 기어(42a)와 선 기어(43)의 보스부(43a)의 외주부에 일체 회전 가능하게 설치한 수동 기어(43b)의 맞물림에 의해 연동되어 있다.
링 기어(47)는 보스부(47a)와 출력축(48)에 걸쳐 설치한 스플라인 끼워맞춤 구조에 의해 출력축(48)에 일체 회전 가능하게 연동되어 있다.
유성 기어 케이스(41)에 회전 가능하게 통축형의 입력 회전체(49)가 지지되어 있다. 입력 회전체(49)는, 스플라인 끼워맞춤 구조에 의해 펌프축(22)에 일체 회전 가능하게 연동되어 있다.
입력 회전체(49)와 캐리어(46)는 입력 회전체(49)의 외주면측에 일체 회전 가능하게 설치한 전동 기어(49a)와 캐리어(46)의 외주부에 일체 회전 가능하게 설치한 수동 기어(46a)의 맞물림에 의해 연동되어 있다.
즉, 유성 기어 기구(40)는, 전후진 전환 기구(50)가 출력축(55)으로부터 출력한 동력을, 펌프축(22)을 통해, 입력 회전체(49)에 입력함으로써, 전후진 전환 기구(50)로부터의 동력을 무단 변속 기구(20)에 의한 변속 작용을 받지 않은 상태에서 캐리어(46)에 입력하고, 무단 변속 기구(20)가 모터축(25)으로부터 출력하는 동력을 선 기어(43)에 입력하고, 무단 변속 기구(20)로부터의 동력과 무단 변속 기구(20)의 변속 작용을 받지 않은 전후진 전환 기구(50)로부터의 동력을 합성하고, 합성한 동력을 출력축(48)으로부터 부변속 기구(60)에 출력한다.
부변속 기구(60)는, 유성 기어 기구(40)의 출력축(48)과 일체 형성된 입력축(61)과, 이 입력축(61)에 일체 회전 가능하게 설치한 제1 기어(62a) 및 제2 기어(63a)와, 제1 기어(62a)에 맞물린 상태에서 출력축(64)에 상대 회전 가능하게 설치한 제3 기어(62b)와, 제2 기어(63a)에 맞물린 상태에서 출력축(64)에 상대 회전 가능하게 설치한 제4 기어(63b)와, 출력축(64)에 일체 회전 가능하게 설치되고, 제3 기어(62b) 또는 제4 기어(63b)에 접속 가능한 제1 전동 클러치(65)와, 제4 기어(63b)와 일체 회전하는 제5 기어(66b)와, 제5 기어(66b)와 맞물린 상태에서 전동축(67)에 일체 회전 가능하게 설치한 제6 기어(66a)와, 전동축(67)과 제2 전동 클러치(68)를 통해 접속 가능한 제7 기어(69a)와, 제7 기어(69a)와 맞물린 상태에서, 출력축(64)에 일체 회전 가능하게 설치한 제8 기어(69b)를 구비하고 있다.
시프트 조작에 의해 제1 전동 클러치(65)가 제3 기어(62b)와 접속되고, 또한 제2 전동 클러치(68)가 제7 기어(69a)와의 접속이 해제되면, 유성 기어 기구(40)로부터 입력축(61)에 전동된 동력이, 제1 기어(62a), 제3 기어(62b) 및 제1 전동 클러치(65)를 통해 출력축(64)에 고속 상태로 전동된다.
시프트 조작에 의해 제1 전동 클러치(65)가 제4 기어(63b)와 접속되고, 또한 제2 전동 클러치(68)가 제7 기어(69a)와의 접속이 해제되면, 유성 기어 기구(40)로부터 입력축(61)에 전동된 동력이, 제2 기어(63a), 제4 기어(63b) 및 제1 전동 클러치(65)를 통해 출력축(64)에 저속 상태로 전동된다.
시프트 조작에 의해 제1 전동 클러치(65)가 제3 기어(62b) 및 제4 기어(63b)와의 접속이 해제되고, 또한 제2 전동 클러치(68)가 제7 기어(69a)와 접속되면, 유성 기어 기구(40)로부터 입력축(61)에 전동된 동력이, 제2 기어(63a), 제4 기어(63b), 제5 기어(66b), 제6 기어(66a), 전동축(67), 제2 전동 클러치(68), 제7 기어(69a) 및 제8 기어(69b)를 통해 출력축(64)에 중속 상태로 전동된다.
후차륜 구동축(32)은, 스플라인 끼워맞춤 구조에 의해 부변속 기구(60)의 출력축(64)에 일체 회전 가능하게 연동되어 있다.
출력축(64)으로부터 출력된 동력은, 후차륜 구동축(32)으로부터 후차륜 차동 기구(33)를 통해 후차륜(2)에 전동된다.
출력축(64)으로부터 출력된 동력은, 기어 연동 기구(34)를 통해 후차륜 구동축(32)에 연동된 전차륜 구동축(35)에 전동되고, 전차륜 변속 기구(36)를 통해 전차륜 변속 구동축(37)에 전동되고, 전차륜 변속 구동축(37)으로부터 전차륜 차동 기구(38)를 통해 전차륜(1)에 전동된다.
주행계 전동 장치(D1)는, 엔진(3a)의 출력을 전후진 전환 기구(50)에 의해 전진 동력과 후진 동력으로 전환하고, 전후진 전환 기구(50)가 출력하는 전진 동력이나 후진 동력을 유성 기어 기구(40)에 의해 무단 변속하고, 그 출력축(48)에 의한 출력을, 부변속 기구(60)에 의해 저속, 중속, 고속의 복수 단계로 변속하고, 부변속 기구(60)가 변속한 전진 동력이나 후진 동력을, 부변속 기구(60)의 출력축(64)으로부터 후차륜 차동 기구(33)를 통해 전동하여 후차륜(2)을 구동하고, 또한 부변속 기구(60)의 출력축(64)으로부터 기어 연동 기구(34), 전차륜 변속 기구(36) 및 전차륜 차동 기구(38)를 통해 전동하여 전차륜(1)을 구동한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 엔진(3a)의 출력축(3b), 전후진 전환 기구(50)의 입력축(51), 유성 기어 기구(40)의 선 기어(43)와 캐리어(46)와 출력축(48), 부변속 기구(60)의 입력축(61), 작업 클러치(70)의 입력측 동력 전동축(72a)과 출력측 동력 전동축(72b) 및 작업 변속 기구(71)의 동력 변속 전동축(73)은 각 회전 축심이 동일한 제1 축심(P1) 상에 배치되어 있다.
일반적으로, 2개의 평행한 회전축의 한쪽으로부터 다른 쪽에 동력을 전동하기 위해서는, 양쪽 회전축에 구비한 기어끼리를 맞물리게 하거나, 양쪽 회전축에 구비한 스프로킷간에 체인이나 전동 벨트를 배치하거나 할 필요가 있어, 그만큼 큰 스페이스가 필요해져 버린다. 또한, 기어 등을 개재시키면 시킬수록 전동 효율은 저하된다.
상기와 같이 전후진 전환 기구(50)의 입력축(51), 유성 기어 기구(40)의 선 기어(43)와 캐리어(46)와 출력축(48), 부변속 기구(60)의 입력축(61), 작업 클러치(70)의 입력측 동력 전동축(72a)과 출력측 동력 전동축(72b) 및 작업 변속 기구(71)의 동력 변속 전동축(73)의 각 회전 축심을, 엔진(3a)의 출력축(3b)의 회전 축심과 동일한 제1 축심(P1) 상에 배치함으로써, 스페이스의 증대나, 전동 효율의 저하가 회피된다.
부변속 기구(60)의 출력축(64), 후차륜 차동 기구(33), 후차륜(2)의 브레이크축 내지 후차륜축(31) 및 동력 변속 전동축(73)으로부터 기어(74, 75)를 통해 동력이 전동되는 동력 취출축(7)은 각 회전 축심이 동일한 제2 축심(P2) 상에 배치되어 있다. 제2 축심(P2)의 높이는 제1 축심(P1)보다 낮은 위치로 되는 위치에 배치되어 있다.
펌프축(22)과, 모터축(25)은, 펌프축(22)의 회전 축심과 일치하는 제3 축심(P3)과, 모터축(25)의 회전 축심과 일치하는 제4 축심(P4)의 높이가, 제1 축심(P1)보다 낮은 위치, 또한, 제2 축심(P2)보다 높은 위치에, 차체 정면에서 보아 제1 축심(P1)에 대하여 좌우에 배분되어 배치되어 있다. 또한, 제3 축심(P3)은, 제1 축심(P1)에 대하여 좌측에 배치되고, 제4 축심(P4)은 제1 축심(P1)에 대하여 우측에 배치되고, 제3 축심(P3)은 P4보다 약간 높은 위치에 배치되어 있다.
무단 변속 기구(20)는, 적어도 유압 펌프(20P)와 유압 모터(20M)의 사이에 배치된 유압 회로나, 유압 펌프(20P)의 경사판(27)을 구동시키기 위한 상기 유압 실린더 등의 기구를 갖고, 그 나름 설치 스페이스가 필요하다. 만약 무단 변속 기구(20)를, 트랙터의 정면에서 보아, 제1 축심(P1)의 좌우 어느 쪽인가 한쪽에 치우쳐서 배치하면, 무단 변속 기구가 배치되는 측의 차체 프레임(5)을 강화하거나, 차폭을 증대할 필요가 발생한다.
유압 펌프(20P)와 유압 모터(20M)를, 트랙터의 정면에서 보아, 엔진(3a)의 출력축(3b)의 회전 축심에 대하여 좌우에 배분하여 배치함으로써, 특히 제3 축심(P3) 및 제4 축심(P4)을, 트랙터의 정면에서 보아, 제1 축심(P1)의 좌우 어느 하나에 배분하여 배치함으로써, 차체 프레임(5)의 좌우 불균등한 강화나, 차폭의 좌우 불균등한 증대를 하지 않아도 된다.
전후진 전환 기구(50)의 출력축(55)은, 스플라인 끼워맞춤 구조에 의해 펌프축(22)에 일체 회전 가능하게 연접되기 때문에, 제3 축심(P3)과 동축이다. 또한, 부변속 기구(60)의 전동축(67)은, 펌프축(22)과는 직접 접속되어 있지 않지만, 펌프축(22)의 후방에, 제3 축심(P3)과 대략 동일한 축심 상에 배치되어 있다.
전차륜 구동축(35)이나, 전차륜 변속 기구(36)의 클러치의 각 회전 축심과 일치하는 제5 축심(P5)은 제2 축심(P2)보다 낮은 위치에서, 차체 정면에서 보아 제2 축심(P2)에 대하여 약간 좌측 또한 제3 축심(P3)에 대하여 우측에 배치되어 있다. 전차륜 변속 구동축(37)이나, 전차륜 차동 기구(38)의 각 회전 축심과 일치하는 제6 축심(P6)은, 제5 축심(P5)보다 낮은 위치에서, 차체 정면에서 보아 제2 축심(P2)에 대하여 약간 좌측 또한 제5 축심(P5)에 대하여 우측에 배치되어 있다.
윤활유면은 제2 축심(P2)과 동일한 정도의 높이로 설정되고, 엔진(3a)의 출력축(3b), 전후진 전환 기구(50), 유성 기어 기구(40), 부변속 기구(60)의 일부, 작업 클러치(70), 작업 변속 기구(71) 및 유압 펌프(20P)는, 유면보다 상방에 배치되어 있다.
부변속 기구(60)의 일부, 후차륜(2)의 브레이크축 내지 후차륜축(31) 및 동력 취출축(7)은 유면의 높이에 배치되어 있다.
전차륜 구동축(35), 전차륜 변속 기구(36)의 클러치, 전차륜 변속 구동축(37), 전차륜 차동 기구(38) 및 전차륜(1)의 브레이크축 내지 전차륜축(39)은, 유면보다 하방에 배치되어 있다.
전후진 전환 기구(50), 유성 기어 기구(40)와 같은 구조적으로 큰 기구를 유면보다 상방에 배치함으로써, 전후진 전환 기구(50)나 유성 기어 기구(40)가 구비하는 기어의 회전의 저항으로 되는 것에 의한 동력의 전동 손실이나, 상기 기어에 의해 윤활유가 교반되는 것에 의한 불필요한 발열을 없앨 수 있다.
한편, 전차륜(1)의 브레이크축 내지 전차륜축(39)이나, 후차륜(2)의 브레이크축 내지 후차륜축(31)은, 항상 윤활유에 접하고 있기 때문에, 브레이크에 의해 발생하는 마찰열은 빠르게 냉각된다.
이상과 같이 구성된 전동 장치(D)는, 전후진 전환 기구(50)의 전진 클러치(52) 및 후진 클러치(56)나, 작업 클러치(70)가 단절 상태에서, 트랙터의 엔진(3a)이 시동된다. 즉, 트랙터의 엔진(3a)의 시동은, 주행계 전동 장치(D1)나, 작업계 전동 장치(D2)와 접속되어 있지 않은 상태에서 행할 수 있다. 따라서, 엔진(3a)의 시동 시의 부하 토크를 저감시킴으로써 스타터의 사이즈 업을 회피할 수 있다.
주행계 전동 장치(D1)나 작업계 전동 장치(D2)를 구성하는 각 기구를, 차체 정면에서 보아, 전체적으로 전동 장치(D)의 가로 폭이 좁아지도록 배치함으로써, 트랙터의 차체 광폭화를 방지할 수 있다.
전동 장치(D)의 클러치 하우징(10) 및 전방부 미션 케이스(11a)의 형상을, 기존의 트랙터의 엔진(3a), 후방부 미션 케이스(11b)와 접속 가능한 형상으로 함으로써, 기존의 트랙터에도 본 발명에 의한 전동 장치(D)를 용이하게 조립할 수 있다.
본 발명에 의한 전동 장치는, 차체 후방부에 작업 장치가 연결되는 트랙터 외에, 차체의 전후 차륜간 혹은 차체의 전방부에 예초 장치 등의 작업 장치가 연결되는 트랙터에도 이용 가능하다.
3a : 엔진
3b : 출력축(엔진 출력부)
7 : 동력 취출축(동력 취출부)
20 : 무단 변속 기구
20M : 유압 모터
20P : 유압 펌프
22 : 펌프축(무단 변속 기구 입력부)
25 : 모터축(무단 변속 기구 출력부)
31 : 후차륜축(후차륜 구동부)
32 : 후차륜 구동축(후차륜 구동부, 후차륜 구동부 입력부)
33 : 후차륜 차동 기구(후차륜 구동부)
40 : 유성 기어 기구
43 : 선 기어(유성 기어 기구 제1 입력부)
46 : 캐리어(유성 기어 기구 제2 입력부)
48 : 출력축(유성 기어 기구 출력부)
50 : 전후진 전환 기구
51 : 입력축(전후진 전환 기구 입력부)
55 : 출력축(전후진 전환 기구 출력부)
61 : 입력축
64 : 출력축
67 : 전동축
70 : 작업 클러치
72a : 입력측 동력 전동축(작업 클러치 입력부)
72b : 출력측 동력 전동축(작업 클러치 출력부)
D : 전동 장치
D1 : 주행계 전동 장치
D2 : 작업계 전동 장치
P1 : 제1 축심
P2 : 제2 축심
P3 : 제3 축심
P4 : 제4 축심

Claims (5)

  1. 트랙터에 구비되고, 엔진이 출력하는 동력을 주행 장치 및 작업 장치에 전동하는 전동 장치이며,
    전후진 전환 기구, 정유압식의 무단 변속 기구, 유성 기어 기구, 후차륜 구동부 및 작업 클러치를 구비하고,
    상기 전후진 전환 기구는, 상기 엔진이 갖는 엔진 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 전후진 전환 기구 입력부와, 상기 전후진 전환 기구 입력부에 입력된 동력을 정회전 또는 역회전으로 전환하여 출력하는 전후진 전환 기구 출력부를 갖고,
    상기 무단 변속 기구는, 상기 전후진 전환 기구 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 무단 변속 기구 입력부와, 상기 무단 변속 기구 입력부에 입력된 동력을 무단 변속하여 출력하는 무단 변속 기구 출력부를 갖고,
    상기 유성 기어 기구는, 상기 무단 변속 기구 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 유성 기어 기구 제1 입력부와, 상기 전후진 전환 기구 출력부로부터 출력된 동력이, 상기 무단 변속 기구에 의해 무단 변속되지 않고 입력되는 유성 기어 기구 제2 입력부와, 상기 유성 기어 기구 제1 입력부 및 상기 유성 기어 기구 제2 입력부에 입력된 동력을 합성하고, 합성한 동력을 출력하는 유성 기어 기구 출력부를 갖고,
    상기 후차륜 구동부는, 상기 유성 기어 기구 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 후차륜 구동부 입력부를 갖고,
    상기 작업 클러치는, 상기 엔진 출력부로부터 출력된 동력이 입력되는 작업 클러치 입력부와, 상기 작업 클러치 입력부에 입력된 동력을 출력 가능한 작업 클러치 출력부를 갖는 것을 특징으로 하는, 전동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 엔진 출력부, 상기 전후진 전환 기구 입력부, 상기 유성 기어 기구 제1 입력부, 상기 유성 기어 기구 제2 입력부, 상기 유성 기어 기구 출력부 및 상기 작업 클러치 입력부의 각 회전 축심이 동일한 제1 축심 상에 배치되고,
    상기 제1 축심보다 하방에, 상기 후차륜 구동부 입력부의 회전 축심과 일치하는 제2 축심이 배치되고,
    상기 무단 변속 기구 입력부의 회전 축심과 일치하는 제3 축심 및 상기 무단 변속 기구 출력부의 회전 축심과 일치하는 제4 축심은, 상기 제1 축심보다 하방이며 상기 제2 축심보다 상방에 배치되고,
    상기 제1 축심, 상기 제2 축심, 상기 제3 축심 및 제4 축심은, 상기 트랙터의 측면에서 보아, 상기 트랙터의 전후 방향을 따라서 서로 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 전동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 축심 및 상기 제4 축심은, 상기 트랙터의 정면에서 보아, 상기 제1 축심의 좌우에 배분되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 전동 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 작업 클러치 출력부로부터 출력된 동력이 입력되고, 상기 동력을 상기 작업 장치에 출력하는 동력 취출부를 구비하고,
    상기 동력 취출부의 회전 축심은 상기 제2 축심과 일치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 전동 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 축심의 높이에 윤활유의 유면이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 전동 장치.
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