KR20160133115A - 작업차의 유압식 무단변속장치 및 그것의 중립 조작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치는, HST에 구비된 사판의 회전 중심에 연결되어 사판과 함께 회전하는 안전축과; 운전자가 조작하는 것으로, 상기 사판 및 안전축이 중립 위치에 있도록 조작력을 발생시키는 조작기구와; 상기 조작기구의 작동에 따라 상기 안전축 및 사판을 중립 위치로 회전시키는 중립전달기구를 포함하여 구성됨으로써, 급출발, 급선회 등 원하지 않은 주행 발생을 방지하여 안전사고를 예방하고, HST 조작 및 작동의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

Description

작업차의 유압식 무단변속장치 및 그것의 중립 조작장치{HST for work vehicle and neutral control device for thereof}

본 발명은 콤바인, 트랙터 등의 농기계용 작업차에 구비되는 유압식 무단변속기(HST)에 관한 것으로서, 특히 유압식 무단변속장치 및 그것의 중립 제어를 위한 중립 조작장치에 관한 것이다.

일반적으로 농기계용 작업차는 트랙터, 콤바인, 이앙기 등이 있다. 이중에서 콤바인은 벼, 보리, 밀 등을 베어낸 다음 탈곡, 선별, 수확하는 농기계용 작업차로서, 작업 특성상 크롤러식 주행 방식을 많이 채택하고 있다.

콤바인은 구동원인 엔진에서 발생된 동력을 HST가 포함된 변속 장치에서 변속하고, 이렇게 변속된 동력을 주행을 위한 구동륜 등에 전달하는 동력전달 구조를 갖는다.

특히, 상기 변속 장치에는 무단 변속이 가능하게 하는 유압식 무단변속기(HST; Hydro-Static Transmission)(이하 'HST'라고도 함)가 구비되는데, 크롤러식 콤바인의 경우에는 주행용 HST와 더불어 선회용 HST도 함께 구성되고 있다.

주행용 HST 및 선회용 HST는 모두 유압 펌프와 이 유압 펌프로부터 동력을 전달받는 유압 모터가 각각 구비된다. 각 유압 펌프는 엔진으로부터 동력을 전달받으며, 각 유압 펌프 내에 구비되는 사판의 경사 각도를 조정함으로써 각 유압펌프에서 유압 모터로 토출되는 작동유의 토출량과 토출 방향을 변화시켜 유압 모터와 이 유압 모터에서 출력되는 동력의 회전축 및 회전 방향을 변화시킬 수 있도록 구성된다.

주행용 HST와 선회용 HST의 제어 및 작동 과정에 대해 각각 설명한다.

주행용 HST를 통한 전진 및 후진 무단 변속은 운전석에 설치된 주변속 레버를 작동함으로써 가능해진다. 주변속 레버를 작동하게 되면, 주행용 HST의 유압펌프 내에 구비된 사판의 경사 각도가 달라지고, 이 경사 각도에 따라 작동유의 토출량 및 토출방향이 변하게 된다. 작동유의 토출량과 토출방향에 따라 유압 모터의 출력축의 회전수 및 회전 방향도 상응하여 변하게 된다. 이와 같이 하여 유압 모터의 출력축을 통해 전달되는 동력은 변속 기구, 유성기어기구, 전달기어기구 등을 통해 구동축에 전달됨으로써 주행기체 좌우의 크롤러를 구동시키게 된다.

선회용 HST를 통한 선회 무단 변속은 차량이 전진 또는 후진하고 있는 상태에서 운전석에 설치된 선회 레버를 조작함으로써 가능해진다. 선회 레버를 조작하게 되면, 선회용 HST의 유압펌프 내에 구비되는 사판의 경사 각도가 조정됨으로써 선회용 유압펌프의 작동유를 유압 모터로 토출하게 되어 유압 모터가 구동되고, 유압 모터로부터 출력된 동력은 트랜스미션의 아이들 기어 등을 통해 턴기어에 좌우 반대로 입력된다. 턴기어에 좌우반대로 입력되면 한쪽의 출력은 직진시보다 감속되고 반대쪽의 출력은 직진시보다 증속됨에 따라 좌우 크롤러에 회전 차이가 발생되고 결과적으로 차체가 선회할 수 있게 된다.

상기와 같은 주행용 HST는 주변속 레버의 전진, 중립, 후진 작동으로 조작되고, 선회용 HST는 선회 레버의 좌선회, 중립, 우선회 작동으로 조작된다. 그리고 주행용 HST 및 선회용 HST에는 주변속 레버 및 선회 레버의 조작력이 입력되는 부분에 각 HST 내로 조작력이 보다 원활하게 전달될 수 있도록 서보기구가 구비되고 있다.

그러나, 상기와 같은 주행용 HST 및 선회용 HST가 구비된 작업차는 HST의 조작력 입력단 측에 서보기구가 설치될 경우를 포함해서, HST의 중립 구간이 미세하여 중립 조정이 쉽지 않고, 중립 조정 후에도 시간이 경과함에 따라 중립이 틀어지는 문제가 발생되어 차량 시동시에 기체가 전진 또는 후진하여 안전사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, HST의 유압 모터가 외부 요인 등으로 구속되어 작동 불능 상태가 되던지 또는 주행 중에 시동이 갑자기 꺼졌을 때에는 사판이 기울어진 상태로 내부 작동유가 폐쇄 회로로 닫혀 있게 된다. 이와 같이 유압 모터가 구속된 상태로 시동이 OFF 되었을 때, 차량이 정지된 상태에서 다시 시동을 걸면 유압 모터의 구속 위치 즉, 사판이 기울어진 방향에 따라 기체가 급출발 하거나, 급선회 하는 문제가 발생되고, 이는 안전사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 10-1323531 대한민국 등록특허 10-1301859

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중립 조작시에 HST의 사판을 기구적으로 중립 위치에 오도록 구성함으로써 중립이 틀어지는 문제를 해결하고, 급출발, 급선회 등 원하지 않은 주행 발생을 방지하여 안전사고를 예방하고, HST 조작 및 작동의 신뢰성을 높일 수 있도록 한 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, HST에서 서보기구 반대 쪽에 사판에 연결된 안전축이 돌출되도록 구성함으로써 사판의 중립 제어는 물론, 필요시 사판의 전, 후진 제어도 가능하도록 하여 HST 제어 작동의 다양성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 작업차의 유압식 무단변속장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치는, HST에 구비된 사판의 회전 중심에 연결되어 사판과 함께 회전하는 안전축과; 운전자가 조작하는 것으로, 상기 사판 및 안전축이 중립 위치에 있도록 조작력을 발생시키는 조작기구와; 상기 조작기구의 작동에 따라 상기 안전축 및 사판을 중립 위치로 회전시키는 중립전달기구를 포함한 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

여기서, 상기 안전축은, 상기 사판을 중심으로 주변속 레버 또는 선회 레버의 조작력이 입력되는 서보기구의 반대쪽에서 HST 케이싱 외부로 돌출되게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 조작기구는 운전석에 설치되어 제동 조작력을 발생시키는 브레이크 페달, 또는 동력 전달을 차단토록 조작력을 발생시키는 주클러치 페달 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 조작기구는, 운전석에 설치되어 운전자가 작동하는 페달과, 차체 구조물에 회전 가능하게 설치되어 상기 페달의 작동에 따라 회전하는 페달 축을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 중립전달기구는, 상기 안전축에 좌우로 돌출되게 설치된 안전핀과, 상기 안전핀의 양단부에 각각 결합되어 상기 조작기구의 작동에 따라 직선 이동하는 한 쌍의 중립로드를 포함하되, 상기 조작기구를 작동시킬 때만 상기 중립로드가 상기 안전핀 및 안전축을 중립위치로 회전시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 중립로드는 길이 방향으로 길게 슬롯(slot)이 형성되고, 상기 안전핀에는 상기 중립로드의 슬롯에 삽입되어 슬롯을 따라 이동하는 동시에 상기 조작기구 작동시에 중립로드의 이동에 따라 슬롯에 걸리는 결합축을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 사판과 안전축 사이에는 연결축이 구비되고, 상기 HST의 케이싱에는 상기 연결축에 밀착되어 중립 작동시에 사판의 중립 위치를 결정하는 중립위치 결정장치가 설치될 수 있다.

상기 중립위치 결정장치는, 상기 연결축에 홈 형상의 중립 그루브가 형성되고, 중립 위치 결정시에 HST 케이싱 쪽에 지지된 탄성부재에 의해 상기 중립 그루브에 안착되는 중립 볼로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 유압식 무단변속기 중립 조작장치는 주행용 HST에 연결되게 구성되거나, 선회용 HST에 연결되게 구성될 수 있다.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치는, 사판의 경사 각도를 조절하여 유압 펌프에서 유압 모터로 토출되는 작동유를 제어하여 무단 변속 동력을 출력할 수 있도록 이루어진 HST와; 상기 HST의 일측에 구비되어 작업자의 조작력을 전달받아 HST 내의 사판을 제어하는 서보기구와; 상기 HST의 타측에 위치되고, HST 외부에서 사판의 회전 중심에 연결되어 사판과 함께 회전하는 안전축을 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 서보기구와 안전축은 상기 HST 유압 펌프 측 사판을 중심으로 서로 반대쪽에 위치되는 것이 바람직하다.

상기 안전축에는 상기 사판을 중립 위치에 있도록 안내하는 중립 조작장치가 연결되어 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 발명에 따른 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치는 주클러치 페달을 밟는 등 중립 조작을 하게 되면 HST의 사판을 기구적으로 중립 위치로 움직일 수 있도록 구성되기 때문에 재시동시에 급출발, 급선회 등이 발생하지 않도록 하여 안전사고를 예방하고, HST 조작 및 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 HST 사판을 중심으로 서보기구의 반대쪽에 중립 조작장치를 설치하여 사판의 중립 위치를 잡아주도록 구성되기 때문에 중립이 틀어지는 것을 방지하여 사판의 중립 위치를 보다 확실하고 안정적으로 유지할 수 있게 되어 기기 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

다음, 본 발명에 따른 작업차의 유압식 무단변속장치는, HST에서 서보기구 반대 쪽 위치에, 사판에 연결된 안전축이 돌출되도록 구성되기 때문에 앞서 설명한 바와 같이 안전축에 중립 조작장치 등을 용이하게 연결하여 구성할 수 있고, 또한 안전축에 변속레버 등의 조작력을 입력할 수 있도록 구성하게 되면, 서보기구 쪽 제어에 이상 또는 고장 등이 발생할 경우에 안전축을 통해 비상용으로 HST제어가 가능하도록 구성할 수 있게 되어, HST 제어 구성의 다양성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치가 도시된 사시도로서,
도 1은 변속 레버 중립 상태, 페달 미작동 상태의 사시도,
도 2는 변속 레버 전진 상태, 페달 미작동 상태의 사시도,
도 3은 변속 레버 후진 상태, 페달 미작동 상태의 사시도,
도 4는 변속 레버 중립 상태, 페달 작동 상태의 사시도이다.
도 5는 도 4의 주요부 상세도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치가 도시된 측면도로서,
도 6은 도 1과 같이 변속 레버 중립 상태, 페달 미작동 상태의 측면도,
도 7은 도 4와 같이 변속 레버 중립 상태, 페달 작동 상태의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기의 외관을 보인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기에서 일부가 절개 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기의 일부 절개 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기의 외관을 보인 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기의 일부절개 측면도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기의 중립위치 결정장치의 작동 상태를 보인 도 12의 A-A 선 방향의 단면도로서,
도 13은 중립 상태의 단면도,
도 14는 전진 상태의 단면도,
도 15는 후진 상태의 단면도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

[본 발명의 제1실시예]

도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 5는 유압식 무단변속기 중립 조작장치가 도시된 여러 작동 상태의 사시도, 도 6 내지 도 7은 유압식 무단변속기 중립 조작장치가 도시된 측면도, 도 8은 유압식 무단변속기의 외관을 보인 사시도, 도 9는 유압식 무단변속기에서 일부가 절개 측면도이다.

도 1을 참조하면, 도면 부호 10은 엔진의 동력을 전달받아 전진 및 후진 그리고 속도를 변속하는 변속 장치를 나타낸다.

변속 장치(10)는 구동원인 엔진으로부터 동력이 전달되는 풀리(11), 이 풀리(11)를 통해 입력된 동력을 차량의 전진 변속 및 후진 변속을 가능하게 하는 주행용 HST(20), 차량의 선회 작동시에 동력 전달을 변화시키는 선회용 HST(30), 주행용 HST(20) 및 선회용 HST(30)의 변속 동력을 전달받아 적절한 기어비로 변속시켜 출력하는 트랜스미션(15), 변속 동력을 양쪽 크롤러에 제공하는 구동차축(17) 등으로 구성된다.

주행용 HST(20) 및 선회용 HST(30)는 주변속 레버(40)와 선회 레버(50)를 각각 조작함에 따라 사판의 기울기가 변화되면서 원하는 무단 변속비를 얻을 수 있도록 구성된다.

도 5 내지 도 9에서 도면 부호 21, 31은 주행용 HST(20) 및 선회용 HST(30)의 펌프축이 각각 위치된 부분이고, 22, 32는 주행용 HST(20) 및 선회용 HST(30)의 모터축이 각각 위치된 부분을 나타낸다.

이와 같은 주행용 HST(20) 및 선회용 HST(30)에 대한 내부 구성 및 작동 구조에 대해서는 널리 공지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

주행용 HST(20) 및 선회용 HST(30)의 측면에는 주변속 레버(40)와 선회 레버(50)의 조작력이 입력되는 서보기구(25)(35)가 각각 설치된다. 서보기구(25)(35)의 구성 역시 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.

주변속 레버(40)는 링크 및 로드(41)(42) 등을 통해 주행용 HST(20)의 서보기구(25)에 연결되어 변속 조작력 전달할 수 있도록 구성된다. 링크 및 로드(41)(42)는 주변속 레버(40)의 조작 상태를 감지하는 주행 모터(45)에 의해 작동되도록 구성할 수 있다.

선회 레버(50) 역시 링크 및 로드(56) 등을 통해 선회용 HST(30)의 서보기구(35)로 연결되고, 링크 및 로드(56)는 선회 레버(50)의 작동 신호를 입력받는 선회 모터(55)에 의해 작동되게 구성될 수 있다.

도 1 등에서 도면 부호 60은 운전석에 설치되어 동력을 단속하는 주클러치 페달을 나타낸다.

주클러치 페달(60)은 운전석 발판 커버(5)의 상부에 위치된 상태에서 운전자가 밟아서 조작할 수 있게 구성된다. 주클러치 페달(60)은 페달 암을 통해 페달 축(65)을 회전시킬 수 있도록 구성된다. 물론, 도면에 구체적으로 예시되지는 않았지만 주클러치 페달(60)을 원상태로 복귀시키는 리턴 기구도 설치된다.

이제, 주클러치 페달(60)을 조작할 때(밞음) 작동되는 중립 조작장치의 구성 및 작동에 대하여 자세히 설명한다. 참고로 주행용 HST(20)를 중심으로 설명하고, 선회용 HST(30)에도 동일한 구조로 구성 가능하므로, 도면 예시 및 그에 대한 설명은 생략한다.

주행용 HST(20)의 일측에는 안전축(71)이 외부로 노출되게 설치된다. 안전축(71)은, 도 8 및 도 9를 참조하면, 내부의 사판(27)을 중심으로 주변속 레버(40)의 조작력이 입력되는 서보기구(25)의 반대쪽에서 HST 케이싱(23) 외부로 돌출되게 설치된다.

안전축(71)은 HST 사판(27)에서 인출되어 함께 회전하도록 구성된다. 도 9를 참조하면, HST 케이싱(23) 내부에는 사판(27)에서 돌출된 사판축(28)과, 이 사판축(28)에 볼트 등으로 조립된 연결축(80)이 구성된다. 연결축(80)은 HST 케이싱(23)에 조립되는 커버 구조물(84) 내부에 위치되어 사판축(28)과 함께 회전하도록 구성된다. 안전축(71)은 연결축(80)에 고정된 상태에서 커버 구조물(84) 밖으로 노출되게 구성된다. 안전축(71) 둘레에는 커버 구조물(84)에 회전 가능하게 지지되도록 베어링, 오일 실 등이 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구조를 통해 주변속 레버(40)를 조작함에 따라 서보기구(25)를 통해 조작력이 입력되어 사판(27)이 회전하게 되면, 안전축(71)도 함께 회전하게 된다. 즉, 주변속 레버(40)를 전진 위치로 조작하게 되면, 사판(27) 및 안전축(71)이 중립 위치에서 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 회전하게 되고(도 2 참조), 주변속 레버(40)를 후진 위치로 조작하게 되면, 사판(27) 및 안전축(71)이 중립 위치에서 반시계 방향(또는 시계 방향)으로 회전하게 된다(도 3 참조).

한편, 운전자가 주클러치 페달(60)을 밟을 때, 사판(27) 및 안전축(71)을 중립 위치로 정확히 위치시킬 필요가 있는바, 이러한 작동을 위해 주클러치 페달(60)에 연동되어 작동되는 중립전달기구가 구성된다.

중립전달기구는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 사판(27)에서 인출된 안전축(71)에 좌우로 돌출되게 설치된 안전핀(73)과, 이 안전핀(73)의 양단부에 각각 결합되어 주클러치 페달(60)의 작동에 따라 직선 이동하는 한 쌍의 중립로드(75)를 포함하여 구성된다.

안전핀(73)은 안전축(71)의 끝단에 형성된 핀홀(71a; 도 8 참조)을 관통하는 구조로 설치되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고, 안전축(71)에 연결되어 함께 회전할 수 있는 구조이면 공지의 여러 연결 구조를 이용하여 다양하게 변형하여 구성할 수 있다.

중립로드(75)는, 주변속 레버(40) 작동시에는 안전축(71) 및 안전핀(73)이 사판(27)의 움직임을 따라 자유롭게 회전하도록 안전핀(73)을 구속하지 않고, 주클러치 페달(60)을 밟을 때에만 안전핀(73) 및 안전축(71)을 중립위치로 회전시킬 수 있도록 안전핀(73)을 구속할 수 있도록 구성된다.

이를 위해 중립로드(75)는 길이 방향으로 슬롯(slot)(76a)이 길게 형성되고, 안전핀(73)에는 상기 중립로드(75)의 슬롯(76a)에 삽입되어 위치되는 결합축(74; 도 6 참조)이 구비되어, 중립로드(75)가 작동하지 않을 때 즉, 주클러치 페달(60)을 밟지 않을 때는 안전핀(73)의 양쪽에 구비된 결합축(74)이 중립로드(75)의 슬롯(76a) 내에서 구속되지 않은 상태에서 자유 움직임이 가능하지만, 주클러치 페달(60)을 밟아서 중립로드(75)가 당겨지게 되면, 안전핀(73)의 양쪽 결합축(74)이 슬롯(76a)에 각각 걸려서 당겨지게 됨으로써, 안전핀(73)을 비롯해 안전축(71), 사판(27)이 중립위치로 회전하게 된다.

본 실시예의 예시 도면에서는 중립로드(75)가 상로드(77)와 하로드(76)가 길게 연결된 구조로 이루어지고, 하로드(76) 부분에 앞서 설명한 슬롯(76a)이 형성된 구조를 예시하고 있다. 여기서 슬롯(76a)의 길이 및 폭은 주클러치 페달(60)을 작동하지 않을 때는 안전핀(73)의 양쪽 결합축(74)의 자유 움직임이 가능하고, 주클러치 페달(60)을 작동하여 중립로드(75)가 당겨질 때는 안전핀(73)의 양쪽 결합축(74)이 걸려서 당겨질 수 있을 정도의 길이와 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.

이제, 주클러치 페달(60)과 중립로드(75)의 연동 구조에 대하여 설명한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 주클러치 페달(60)의 조작에 따라 회전하는 페달 축(65)이 기체 구조물에 지지되게 설치되고, 페달 축(65)과 주클러치 페달(60) 사이에는 주클러치 페달(60)의 조작력을 페달 축(65)에 전달하도록 페달 암(61)이 연결된다.

페달 축(65)에는 한 쌍의 로드 브래킷(66)이 페달 축과 직교하는 방향으로 각각 돌출되어 양쪽 중립로드(75)가 각각 연결된다. 중립로드(75)가 로드 브래킷(66)에 연결된 부분에는 너트 및 볼트 구조물을 통해 안전핀(73)을 당겨주는 슬롯(76a)의 당김 위치를 상하로 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

다음, 본 발명의 제1실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치의 작동에 대하여 도 1 내지 도 9를 중심으로 차례로 설명한다.

도 1은 주변속 레버(40) 중립 상태(N)이고, 주클러치 페달(60) 미작동 상태를 예시한 도면으로서, 이때에는 주변속 레버(40)가 중립 위치에 있게 됨에 따라 주행용 HST(20)의 사판도 중립 위치로 회전하게 된다. 이와 동시에 사판과 연결된 안전축(71)도 중립 위치로 회전하게 되고, 안전축(71)이 회전함에 따라 안전핀(73)은 도면에 예시된 바와 같이 대략 수평 방향으로 위치된다. 한편, 주클러치 페달(60)을 밟지 않은 상태이므로 중립로드(75)는 당겨지지 않은 상태로 있게 된다.

도 2는 주변속 레버(40) 전진 상태(D)이고, 주클러치 페달(60) 미작동 상태를 예시한 도면으로서, 이때에는 주변속 레버(40)가 전진 주행 위치로 이동함에 따라 주변속 레버(40)의 조작력이 서보기구(25)를 통해 주행용 HST(20)의 사판에 전달되어, 사판이 전진 변속을 위한 위치로 기울어지게 된다. 이와 동시에 사판(27)과 연결된 안전축(71)도 전진 주행 위치로 회전하게 되고, 안전축(71)이 회전함에 따라 안전핀(73)은 도면에 예시된 바와 같이 시계 방향으로 회전하게 된다. 이때 안전핀(73)의 양쪽 결합축(74)은 중립로드(75)의 슬롯(76a) 내에서 구속됨이 없이 자유롭게 이동할 수 있게 된다.

마찬가지로 중립로드(75)는 주클러치 페달(60)을 밟지 않은 상태이므로 당겨지지 않은 상태로 있게 된다.

도면에서는 주변속 레버(40)가 'D'의 특정 위치로 이동한 상태를 예시하였으나, 주변속 레버(40)의 'D'방향의 이동 위치에 따라 주행용 HST(20)의 사판의 기울기가 조정되어 원하는 주행 속도로의 조절이 가능해진다.

도 3은 주변속 레버(40) 후진 상태(R)이고, 주클러치 페달(60) 미작동 상태를 예시한 도면으로서, 이때에는 주변속 레버(40)가 후진 주행 위치로 이동함에 따라 주변속 레버(40)의 조작력이 서보기구(25)를 통해 주행용 HST(20)의 사판에 전달되어, 사판이 후진 변속을 위한 위치로 회전하게 된다. 이와 동시에 사판과 연결된 안전축(71)도 후진 주행 위치로 회전하게 되고, 안전핀(73)은 도면에 예시된 바와 같이 시계 반대 방향으로 회전하게 된다. 이때 안전핀(73)의 양쪽 결합축(74)도 중립로드(75)의 슬롯(76a) 내에서 구속됨이 없이 자유롭게 이동할 수 있게 된다.

마찬가지로 중립로드(75)는 주클러치 페달(60)을 밟지 않은 상태이므로 당겨지지 않은 상태로 있게 된다.

도면에서는 주변속 레버(40)가 'R'의 특정 위치로 이동한 상태를 예시하였으나, 주변속 레버(40)의 'R'방향의 조절 위치에 따라 사판의 기울기가 조정되어 원하는 후진 주행 속도로의 조절이 가능해진다.

도 4, 도 5, 도 7은 주변속 레버(40)가 중립 상태(N)이고, 주클러치 페달(60) 작동 상태를 예시한 도면으로서, 이때에는 주변속 레버(40)가 중립 위치에 있게 됨에 따라 주행용 HST(20)의 사판도 중립 위치로 회전하게 된다. 이와 동시에 사판과 연결된 안전축(71)도 중립 위치로 회전하게 되고, 안전축(71)이 회전함에 따라 안전핀(73)은 도면에 예시된 바와 같이 대략 수평 방향으로 위치된다.

특히, 주변속 레버의 중립 작동과 함께 주클러치 페달(60)을 F 방향으로 밟게 되면, 도 5 및 도 7에서와 같이 페달 축(65)이 회전함에 따라 로드 브래킷(66)에 연결된 중립로드(75)가 당겨지면서(도면에서 상측으로 이동) 양쪽 중립로드(75)의 슬롯(76a) 끝단에 안전핀(73)의 양쪽 결합축(74)이 걸려 있게 된다. 이때 안전핀(73)은 대략 수평 방향으로 위치가 고정되고, 이 안전핀(73)이 고정된 안전축(71)은 물론 내부의 사판도 중립 상태로 위치가 고정된다. 따라서 안전핀(73)의 양단부가 양쪽 중립로드(75)에 의해 고정됨에 따라 외부 요인이나 기타 원인이 발생하여도 안전축(71) 및 사판(27)의 중립 상태는 그대로 유지될 수 있게 된다.

또한, 주변속 레버(40)가 전진 또는 후진 주행 상태에서 갑자기 시동이 꺼지는 등의 문제가 발생하더라도, 주클러치 페달(60)을 밟게 되면, 기구적으로 연결된 중립로드(75)가 당겨지면서 안전핀(73)을 수평 방향으로 회전시키게 되고, 이때 안전핀(73)이 고정된 안전축(71)은 물론 주행용 HST(20) 내부의 사판도 중립 위치로 회전하게 된다. 이와 같은 상태에서 다시 시동을 걸게 되면 주행용 HST(20)의 사판이 중립 상태에서 작동하게 되므로, 차체가 급출발 하는 등의 문제는 발생하지 않게 된다.

한편, 도 1 내지 도 9에서 도면 부호 90은 중립위치 결정장치를 나타낸 것으로, 중립위치 결정장치(90)는, 도 9를 참조하면, 사판(27)과 연결축(80) 등이 중립 위치에 있을 때 탄성부재에 의해 지지되는 중립 볼(95)이 연결축(80)에 형성된 중립 그루브에 안착되는 구조를 통해 사판(27)의 중립 위치를 보다 정확하게 결정할 수 있도록 구성된다. 이러한 중립위치 결정구조에 대해서는 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제3실시예를 통해 아래에서 자세히 설명한다.

[본 발명의 제2실시예]

도 10을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기의 일부 절개 측면도이다.

본 발명의 제2실시예에서는 볼을 이용한 중립위치 결정장치(90)가 구성되지 않은 것을 제외하고는 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예와 동일하게 구성된다.

즉, 주행용 HST(20)의 사판(27)으로부터 인출된 안전축(71)에 안전핀(73)이 결합되고, 이 안전핀(73)은 주클러치 페달(60)을 작동하게 되면 당겨지는 중립 로드(75)에 연결되는 구조는 동일하게 이루어진다(도 1 내지 도 9 참조). 다만 커버 구조물(84)에 중립위치 결정장치(90; 도 9 참조)가 설치되지 않은 구조로 이루어진다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에서 주행용 HST(20)의 중립위치 결정은 본 발명의 제1실시예에서 설명한 바와 같이 주변속 레버의 중립 작동과 함께 페달에 따라 작동되는 중립 조작장치에 의해서 이루어지게 된다.

[본 발명의 제3실시예]

도 11 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 대하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 유압식 무단변속기의 외관을 보인 사시도, 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 유압식 무단변속기의 일부절개 측면도, 도 13 내지 도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 작업차의 유압식 무단변속기의 중립위치 결정장치의 작동 상태를 보인 도 12의 A-A 선 방향의 단면도로서, 도 13은 중립 상태의 단면도, 도 14는 전진 상태의 단면도, 도 15는 후진 상태의 단면도이다.

앞서 설명한 제1실시예와 동일하게 주행용 HST(20A)는 도 12에서 도면 번호 21은 펌프 축이 위치된 부분이고, 22는 모터 축이 위치된 부분을 나타낸다. 이러한 주행용 HST를 중심으로 도면의 오른쪽에는 서보기구(25)가 구비되고, 이 서보기구(25)에는 주변속 레버(40)의 조작력이 입력되는 입력부(43)가 구성된다.

주행용 HST(20A)를 중심으로 반대쪽에는 사판(27)이 중립 위치에 있도록 위치 결정력을 제공하는 중립위치 결정장치(90)가 구비된다.

이를 위해, 사판(27)의 사판축(28)에는 연결축(80)이 볼트 조립되는 방식으로 고정되고, 연결축(80)의 바깥쪽에는 HST 케이싱(23)에 조립된 커버 구조물(85a)이 설치된다.

특히, 커버 구조물(85a)의 일측(도면상 아래쪽)에는 중립위치 결정장치(90)가 설치되는데, 중립위치 결정장치(90)는 중립 조작시에 탄성부재(96)에 의해 지지되는 중립 볼(95)이 연결축(80)에 구비된 중립 그루브(85)에 안착되는 구조로 이루어진다.

중립위치 결정장치(90)는, 연결축(80)에 형성되는 홈 형상의 중립 그루브(85)와, 커버 구조물(84)에 조립되는 플러그(91)와, 이 플러그의 내측에 구비되는 탄성부재(96)와, 이 탄성부재(96)에 의해 중립 그루브(85)에 밀착되는 중립 볼(95) 등으로 구성된다.

플러그(91)에는 탄성부재(96)의 탄성력을 조절할 수 있도록 조정 볼트(92) 및 이 볼트를 플러그에 고정하는 고정 너트(93)가 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같은 중립위치 결정장치(90)는 도 13에 예시된 바와 같이 주행용 HST(20) 중립 상태에서는 탄성부재(96)가 연결축(80)의 중립 그루브(85)에 들어가 있는 상태로 있게 되어 사판(27)의 중립 상태를 보다 안정적으로 유지시킬 수 있게 된다.

주변속 레버(40; 도 1 등 참조)를 전진 주행 위치로 조작하게 되면, 사판(27)을 따라 도 14에서와 같이 연결축(80)이 시계 방향으로 회전하게 된다. 이때 연결축(80)의 중립 그루브(85)는 중립 볼(95)에서 벗어난 상태가 된다. 마찬가지로 주변속 레버(40)를 후진 주행 위치로 조작하게 되면, 사판(27)을 따라 도 15에서와 같이 연결축(80)이 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이때에도 연결축(80)의 중립 그루브(85)가 중립 볼(95)에서 벗어난 상태에 있게 된다.

도 14 또는 도 15에서와 같이 전진 주행 위치 또는 후진 주행 위치에서 주변속 레버(40)를 중립 위치로 이동시키게 되면, 사판(27)과 함께 연결축(80)이 중립 위치로 회전하게 되고, 이때 중립 볼(95)이 연결축(80)의 중립 그루브(85)에 안착되어 보다 정확하게 사판(27)의 중립 위치를 결정하고, 유지할 수 있게 된다.

한편, 상기에서는 페달 조작에 따른 중립 조작장치 및 볼을 이용한 중립위치 결정장치가 주행용 HST(20)에 설치된 구조를 중심으로 설명하였으나, 선회용 HST(30)에도 동일 유사한 구조로 적용하여 구성할 수 있다.

또한, 페달 조작에 따른 중립 조작장치를 동력을 단속하는 주클러치 페달(60)을 중심으로 설명하였으나, 실시 조건에 따라서는 상기와 동일 유사한 구조로 하여 제동 조작력을 발생시키는 브레이크 페달에 연동되게 구성하는 것도 가능하고, 이와는 달리 페달이 아닌 작동 레버 등을 이용하여 중립 조작이 가능하도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 상기의 실시예에서는 HST에 중립 조작장치가 연결된 구성을 중심으로 설명하였으나, 안전축에 중립 조작장치가 아닌 다른 조작장치의 구성을 연결하여 구성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 페달의 작동을 로드 등을 이용한 기구적 전달 방식이 아닌, 전동식 중립제어 방식도 가능하다. 이때 전동식 중립제어 방식은 페달의 조작력을 감지하여 전동 모터 등의 구동력을 이용하여 안전축을 중립 위치로 회전시키는 방식으로 중립 조작이 가능하도록 구성하는 것이 가능하다.

또한, HST 외부로 노출된 안전축에 중립 조작장치를 연결하지 않고, 서보기구 쪽에 연결되는 구성과 동일 또는 유사하게 HST를 제어하는 기구를 연결하여 구성하게 되면, 서보기구 쪽 입력에 이상이 발생하거나 고장 등이 발생할 경우에 안전축을 통해서 유압 펌프측 사판의 경사각을 제어할 수 있게 되어, HST 비상 제어가 가능해질 수 있게 된다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 변속 장치 11 : 풀리
15 : 트랜스미션 17 : 구동차축
20 : 주행용 HST 23 : HST 케이싱
25 : 서보기구 27 : 사판
28 : 사판축 30 : 선회용 HST
35 : 서보기구 40 : 주변속 레버
50 : 선회 레버 60 : 주클러치 페달
61 : 페달 암 65 : 페달 축
66 : 로드 브래킷 71 : 안전축
73 : 안전핀 74 : 결합축
75 : 중립로드 76a : 슬롯
80 : 연결축 84 : 커버 구조물
85 : 중립 그루브 90, 90a : 중립위치 결정장치
92 : 플러그 96 : 탄성부재
95 : 중립 볼

Claims (13)

1. HST에 구비된 사판의 회전 중심에 연결되어 사판과 함께 회전하는 안전축과;
   운전자가 조작하는 것으로, 상기 사판 및 안전축이 중립 위치에 있도록 조작력을 발생시키는 조작기구와;
   상기 조작기구의 작동에 따라 상기 안전축 및 사판을 중립 위치로 회전시키는 중립전달기구를 포함한 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 안전축은, 상기 사판을 중심으로 주변속 레버 또는 선회 레버의 조작력이 입력되는 서보기구의 반대쪽에서 HST 케이싱 외부로 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 조작기구는 운전석에 설치되어 제동 조작력을 발생시키는 브레이크 페달, 또는 동력 전달을 차단토록 조작력을 발생시키는 주클러치 페달 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 조작기구는, 운전석에 설치되어 운전자가 작동하는 페달과, 차체 구조물에 회전 가능하게 설치되어 상기 페달의 작동에 따라 회전하는 페달 축을 포함한 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 중립전달기구는, 상기 안전축에 좌우로 돌출되게 설치된 안전핀과, 상기 안전핀의 양단부에 각각 결합되어 상기 조작기구의 작동에 따라 직선 이동하는 한 쌍의 중립로드를 포함하되, 상기 조작기구를 작동시킬 때만 상기 중립로드가 상기 안전핀 및 안전축을 중립위치로 회전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 중립로드는 길이 방향으로 길게 슬롯(slot)이 형성되고,
   상기 안전핀에는 상기 중립로드의 슬롯에 삽입되어 슬롯을 따라 이동하는 동시에 상기 조작기구 작동시에 중립로드의 이동에 따라 슬롯에 걸리는 결합축을 포함한 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 사판과 안전축 사이에는 연결축이 구비되고,
   상기 HST의 케이싱에는 상기 연결축에 밀착되어 중립 작동시에 사판의 중립 위치를 결정하는 중립위치 결정장치가 설치된 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 중립위치 결정장치는, 상기 연결축에 홈 형상의 중립 그루브가 형성되고, 중립 위치 결정시에 HST 케이싱 쪽에 지지된 탄성부재에 의해 상기 중립 그루브에 안착되는 중립 볼로 이루어진 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유압식 무단변속기 중립 조작장치는 주행용 HST에 연결되게 구성된 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
   
10. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압식 무단변속기 중립 조작장치는 선회용 HST에 연결되게 구성된 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속기 중립 조작장치.
    
11. 사판의 경사 각도를 조절하여 유압 펌프에서 유압 모터로 토출되는 작동유를 제어하여 무단 변속 동력을 출력할 수 있도록 이루어진 HST와;
    상기 HST의 일측에 구비되어 작업자의 조작력을 전달받아 HST 내의 사판을 제어하는 서보기구와;
    상기 HST의 타측에 위치되고, HST 외부에서 사판의 회전 중심에 연결되어 사판과 함께 회전하는 안전축을 포함한 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속장치.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 서보기구와 안전축은 상기 HST 유압 펌프 측 사판을 중심으로 서로 반대쪽에 위치되게 구성된 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속장치.
    
13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 안전축에는 상기 사판을 중립 위치에 있도록 안내하는 중립 조작장치가 연결된 것을 특징으로 하는 작업차의 유압식 무단변속장치.
    
    

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