KR20160133696A

KR20160133696A - 변속 시스템

Info

Publication number: KR20160133696A
Application number: KR1020150066542A
Authority: KR
Inventors: 김경근
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2016-11-23
Also published as: CN205715618U; KR102324433B1

Abstract

변속 시스템은 적어도 2개의 변속단을 가지며 변속단을 제어하기 위한 제1 클러치 및 제2 클러치를 포함하는 변속기, 및 변속기의 일측에 구비되는 유압 블록을 포함할 수 있다. 유압 블록은, 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 변속기 내부로 공급하여 제1 클러치와 제2 클러치 중 어느 하나의 접속을 해제시키기 위한 제1 유로와 제2 유로, 제1 및 제2 유로들 각각에 연통되는 제1 분기 유로 및 제2 분기 유로를 가지며 제2 유압 펌프로부터 토출된 압유를 제1 및 제2 유로들로 동시에 공급하기 위한 제어 유로, 및 제1 및 제2 유로들에 각각 설치되어 압유의 흐름을 일방향으로 제한하고 파일럿 펌프로부터 파일럿 압력이 인가되면 제1 및 제2 유로들을 개방시키기 위한 제1 파일럿 체크 밸브와 제2 파일럿 체크 밸브를 포함한다.

Description

변속 시스템{TRANSMISSION SYSTEM}

본 발명은 변속 시스템에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 비상시에 파킹 모드를 해제할 수 있는 변속 시스템에 관한 것이다.

건설기계, 예를 들어 굴삭기는 엔진에서 연료를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 엔진의 동력은 변속기를 거쳐 구동장치로 전달될 수 있다. 이 때, 변속기는 엔진에서 발생한 회전을 다양한 변속비로 감속시켜 구동장치로 전달할 수 있다.

변속기의 변속비는 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 압유를 이용하여 변속기 내부에 설치된 클러치의 접속을 제어할 수 있고, 이에 따라 구동장치로 출력되는 회전수를 조절할 수 있다.

한편, 엔진 고장 등으로 인하여 변속기로 압유를 공급할 수 없는 경우에는 모든 클러치들이 접속되어 파킹 모드로 설정될 수 있다. 파킹 모드에서는 건설기계가 움직이지 않기 때문에 견인 등의 조치를 취할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 엔진 정지 등의 비상시에 파킹 모드를 해제할 수 있는 변속 시스템을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 변속 시스템은 적어도 2개의 변속단을 가지며 상기 변속단을 제어하기 위한 제1 클러치 및 제2 클러치를 포함하는 변속기, 및 상기 변속기의 일측에 구비되는 유압 블록을 포함할 수 있다. 상기 유압 블록은, 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 상기 변속기 내부로 공급하여 상기 제1 클러치와 상기 제2 클러치 중 어느 하나의 접속을 해제시키기 위한 제1 유로와 제2 유로, 상기 제1 및 제2 유로들 각각에 연통되는 제1 분기 유로 및 제2 분기 유로를 가지며 제2 유압 펌프로부터 토출된 압유를 상기 제1 및 제2 유로들로 동시에 공급하기 위한 제어 유로, 및 상기 제1 및 제2 유로들에 각각 설치되어 압유의 흐름을 일방향으로 제한하고 파일럿 펌프로부터 파일럿 압력이 인가되면 상기 제1 및 제2 유로들을 개방시키기 위한 제1 파일럿 체크 밸브와 제2 파일럿 체크 밸브를 갖는 유압 블록을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 유압 펌프는 비상시에 상기 제어 유로에 접속될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 유압 펌프는 휴대용 유압 펌프일 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 블록은, 상기 제어 유로에 설치되며 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 압유의 흐름을 일방향으로 제한하기 위한 제1 체크밸브, 상기 제1 분기 유로에 설치되며 상기 제어 유로를 통하여 상기 제1 유로로 공급되는 압유의 흐름을 일방향으로 제한하기 위한 제2 체크밸브, 및 상기 제2 분기 유로에 설치되며 상기 제어 유로를 통하여 상기 제2 유로로 공급되는 압유의 흐름을 일방향으로 제한하기 위한 제3 체크밸브를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 변속기는 변속을 수행하기 위한 태양기어, 링기어, 및 적어도 하나의 유성기어를 갖는 유성기어 감속기를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 클러치는 상기 태양기어 및 상기 링기어 사이의 동력 전달을 단속하며, 상기 제2 클러치는 상기 링기어의 회전을 단속할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 클러치는 상기 유성기어 감속기 내부에 설치될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 변속기는, 상기 제1 클러치와 접촉하여 상기 제1 클러치를 접속시키고 상기 제1 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의하여 상기 변속기 내부에서 슬라이딩 이동함으로써 상기 제1 클러치의 접속을 해제시키기 위한 제1 피스톤, 및 상기 제2 클러치와 접촉하여 상기 제2 클러치를 접속시키고 상기 제1 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의하여 상기 변속기 내부에서 슬라이딩 이동함으로써 상기 제2 클러치의 접속을 해제시키기 위한 제2 피스톤을 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 변속기는, 상기 제1 피스톤을 상기 제1 클러치 방향으로 가압하여 상기 제1 클러치를 접속시키기 위한 제1 탄성부재 및 상기 제2 피스톤을 상기 제2 클러치 방향으로 가압하여 상기 제2 클러치를 접속시키기 위한 제2 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 변속 시스템은 상기 제2 유압 펌프와 상기 유압 블록 사이에 설치되며 상기 유압 블록으로 공급되는 압유의 압력을 일정하게 유지하기 위한 어큐뮬레이터를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 변속 시스템은 엔진 고장 등으로 인하여 압유를 공급할 수 없는 경우에도, 휴대용 유압 펌프 등을 사용하여 변속기로 압유를 공급할 수 있다. 이에 따라, 건설기계의 파킹 모드를 해제시킬 수 있고, 견인 등의 후속 조치를 취할 수 있다.

또한, 파킹 모드를 해제하기 위하여 변속기 내부에 별도의 피스톤이나 실링부재를 설치할 필요가 없기 때문에, 변속기의 생산 가격을 낮출 수 있고 압유의 누유 문제도 해결할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 예시적인 실시예들에 따른 변속기 제어 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 도 1의 변속 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 변속 시스템에 압유를 공급하여 변속단을 제어하는 과정을 나타내는 단면도들이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 변속기 제어 시스템은 압유를 토출하는 제1 유압 펌프(10) 및 제2 유압 펌프(12), 제1 유압 펌프(10)로부터 토출되는 압유의 유동 방향을 제어하기 위한 변속 제어 밸브(20), 및 엔진(도시되지 않음)으로부터 동력을 전달받아 이를 구동장치(도시되지 않음)로 전달하기 위한 변속 시스템(30)을 포함할 수 있다.

상기 엔진은 디젤유 등의 에너지원을 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 엔진에서 발생된 동력은 크랭크축(도시되지 않음) 및 변속 시스템(30)을 차례대로 거쳐 상기 구동장치로 전달될 수 있다. 예를 들면, 상기 구동장치는 구동축일 수 있다. 이 경우에 있어서, 변속 시스템(30)은 높은 회전수로 회전하는 상기 크랭크축의 회전을 다양한 변속비로 감속시켜 상기 구동장치로 전달할 수 있다.

건설기계, 예를 들어, 굴삭기 등은 유압 펌프로부터 토출되는 압유를 이용하여 변속 시스템(30)의 변속비를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유동 방향을 제어함으로써 변속의 단수를 제어할 수 있다.

제1 유압 펌프(10) 및 제2 유압 펌프(12)는 변속 시스템(30)으로 압유를 공급할 수 있다. 제1 유압 펌프(10)에서 토출된 압유는 제1 유압 라인(L1) 및 제2 유압 라인(L2)을 거쳐 변속 시스템(30)으로 공급될 수 있다. 제1 유압 라인(L1)은 후술하는 변속 시스템(30)의 제1 유로(210)와 연결되며, 제2 유압 라인(L2)은 후술하는 변속 시스템(30)의 제2 유로(212)와 연결될 수 있다. 제2 유압 펌프(12)에서 토출된 압유는 제3 유압 라인(L3)을 거쳐 변속 시스템(30)으로 공급될 수 있다. 제3 유압 라인(L3)은 후술하는 변속 시스템(30)의 제어 유로(220)와 연결될 수 있다. 제어 유로(220) 제1 유로(210)와 연통되는 제1 분기 유로(222), 및 제2 유로(212)와 연통되는 제2 분기 유로(224)를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 제2 유압 펌프(12)는 휴대용 유압 펌프일 수 있다. 상기 휴대용 유압 펌프는 필요 시에만 변속 시스템(30)과 연결될 수 있으며, 제3 유압 라인(L3)을 통하여 변속 시스템(30)으로 압유를 공급할 수 있다.

변속 제어 밸브(20)는 제1 유압 라인(L1) 및 제2 유압 라인(L2) 상에 이동 가능하도록 설치되며, 기어 변속 레버(도시되지 않음)로부터 입력되는 신호에 따라 절환되어 제1 유압 펌프(10)로부터 토출되는 압유의 유동 방향을 제어할 수 있다. 변속 제어 밸브(20)가 이동함에 따라, 제1 유압 펌프(10)에서 토출된 압유는 제1 유압 라인(L1) 또는 제2 유압 라인(L2) 중에서 선택된 하나의 유압 라인을 통하여 변속 시스템(30)으로 공급될 수 있고, 이에 따라 변속 시스템(30)의 변속비가 변경될 수 있다. 예를 들어, 운전자가 1단 저속 운전을 선택한 경우에는, 상기 변속 제어 밸브는 도 1에 도시된 것과 같이 위치할 수 있고, 상기 제1 유압 펌프에서 토출된 압유는 상기 제1 유압 라인을 거쳐 상기 변속 시스템으로 공급될 수 있다. 이와 다르게, 운전자가 2단 고속 운전을 선택한 경우에는, 상기 변속 제어 밸브는 위쪽으로 절환될 수 있고, 상기 제1 유압 펌프에서 토출된 압유는 상기 제2 유압 라인을 거쳐 상기 변속 시스템으로 공급될 수 있다.

한편, 변속 시스템(30)으로 압유가 공급되지 않으면 상기 건설기계는 파킹 모드로 설정될 수 있다. 이 때, 변속 시스템(30)으로 압유가 공급되지 않는다는 것은 제1 유압 라인(L1) 및 제2 유압 라인(L2) 어느 쪽으로도 압유가 공급되지 않는 상태를 의미할 수 있다. 이에 따라, 후술하는 제1 클러치(120) 및 제2 클러치(122)는 모두 접속된 상태일 수 있고, 상기 건설기계는 움직일 수 없도록 고정될 수 있다. 따라서, 상기 파킹 모드를 해제해야만 상기 건설기계를 견인할 수 있다.

변속 시스템(30)은 적어도 2개의 변속단을 갖는 변속기(100) 및 변속기(100)의 일측에 구비되는 유압 블록(200)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 변속기는 저속 운전을 수행하기 위한 저속 변속단 및 고속 운전을 수행하기 위한 고속 변속단을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 유압 블록(200)은 변속기(100)의 일측에 설치되는 고정 블록(202), 고정 블록(202) 내부에 형성된 유로들(210, 212, 220), 및 유로들(210, 212, 220) 내부에 설치되어 압유의 흐름을 일방향으로 제한하기 위한 제1 파일럿 체크 밸브(230), 제2 파일럿 체크 밸브(232), 및 제1 내지 제3 체크 밸브들(240, 242, 244)을 포함할 수 있다.

고정 블록(202)은 변속기(100)의 일측에 고정 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 고정 블록은 상기 변속기(100)의 측면에 고정되거나 또는 변속기(100) 내부에 일체로 설치될 수 있다. 이와 다르게, 고정 블록(202)은 변속기(100)와 분리되어 설치될 수도 있다.

고정 블록(202) 내부에는 제1 유로(210), 제2 유로(212), 및 제어 유로(220)가 형성될 수 있다. 제1 유로(210)는 일단부가 제1 유압 라인(L1)과 연결되며, 타단부는 후술하는 제1 유압 공간(131)과 연통될 수 있다. 제2 유로(212)는 일단부가 제2 유압 라인(L2)과 연결되며, 타단부는 후술하는 제2 유압 공간(133)과 연통될 수 있다. 제어 유로(220)는 일단부가 제3 유로(L3)와 연결되며, 타단부는 제1 분기 유로(222) 및 제2 분기 유로(224)로 분기될 수 있다. 제1 분기 유로(222)는 제1 유로(210)와 연통되며, 제2 분기 유로(224)는 제2 유로(212)와 연통될 수 있다.

제2 유압 펌프(12)로부터 토출된 압유는 제3 유압 라인(L3)을 통해 유압 블록(200)의 제어 유로(220)로 공급될 수 있다. 제어 유로(220)는 제1 분기 유로(222) 및 제2 분기 유로(224)로 분기될 수 있다. 제1 분기 유로(222)는 제1 유로(210)와 연결되며, 제2 분기 유로(224)는 제2 유로(212)와 연결될 수 있다. 따라서, 제2 유압 펌프(12)를 이용하여 제어 유로(220)로 압유를 공급함으로써, 제1 유압 공간(131) 및 제2 유압 공간(133)으로 동시에 압유를 공급할 수 있다.

제1 파일럿 체크 밸브(230)는 제1 유로(210) 내부에 설치되며, 제1 유압 펌프(10)로부터 토출된 압유의 흐름을 일방향으로 제한할 수 있다. 즉, 제1 유압 공간(131)으로 공급된 압유가 역류하는 것을 방지하여, 제1 유압 공간(131) 내부의 압력을 유지할 수 있다. 제1 파일럿 체크 밸브(230)는 평상시에는 일반적인 체크 밸브와 동일하게 압유의 흐름을 일방향으로 제한할 수 있고, 파일럿 펌프(14)로부터 파일럿 압력이 인가되면 개방되어 체크 밸브로서의 기능을 수행하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 유압 공간(131)을 채우고 있던 압유는 제1 유로(210)를 통해 오일 탱크(T)로 복귀할 수 있다.

제2 파일럿 체크 밸브(232)는 제2 유로(212) 내부에 설치되며, 제1 유압 펌프(10)로부터 토출된 압유의 흐름을 일방향으로 제한할 수 있다. 즉, 제2 유압 공간(133)으로 공급된 압유가 역류하는 것을 방지하여, 제2 유압 공간(133) 내부의 압력을 유지할 수 있다. 제2 파일럿 체크 밸브(232)는 평상시에는 일반적인 체크 밸브와 동일하게 압유의 흐름을 일방향으로 제한할 수 있고, 파일럿 펌프(14)로부터 파일럿 압력이 인가되면 개방되어 체크 밸브로서의 기능을 수행하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제2 유압 공간(133)을 채우고 있던 압유는 제2 유로(212)를 거쳐 오일 탱크(T)로 복귀할 수 있다.

제1 체크 밸브(240)는 제어 유로(220) 내부에 설치되며, 제2 유압 펌프(12)로부터 토출된 압유의 흐름을 일방향으로 제한할 수 있다. 즉, 제2 유압 펌프(12)로부터 토출된 압유가 유압 블록(200) 내부로 공급될 수는 있으나, 제1 체크 밸브(240)로 인하여 유압 블록(200) 내부의 압유가 제2 유압 펌프(12)를 향하여 제3 유압 라인(L3)으로 유출될 수는 없다. 이에 따라, 일단 유압 블록(200) 내부로 공급된 압유는 제1 유압 라인(L1) 또는 제2 유압 라인(L2)을 통하여 오일 탱크(T)로 복귀할 수 있을 뿐이다.

제2 체크 밸브(242)는 제1 분기 유로(222)에 설치되며, 제1 유로(210) 내부의 압유가 제어 유로(220)를 향하여 역류하지 않도록 압유의 흐름을 일방향으로 제한할 수 있다. 제3 체크 밸브(244)는 제2 분기 유로(224)에 설치되며, 제2 유로(212) 내부의 압유가 제어 유로(220)를 향하여 역류하지 않도록 압유의 흐름을 일방향으로 제한할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 변속 시스템(30)은 제3 유압 라인(L3)에 설치되는 어큐뮬레이터(300)를 더 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터(300)는 제어 유로(220) 및 이와 연결된 제1 및 제2 유압 공간들(131, 133)의 압력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

변속기(100)는 엔진의 크랭크축으로부터 동력을 전달받는 입력축(110), 구동장치로 동력을 전달하는 출력축(도시되지 않음), 입력축(110)의 회전 속도를 변화시키기 위한 유성기어 감속기(150), 유성기어 감속기(150)의 감속비를 제어하기 위한 제1 및 제2 클러치들(120, 122), 제1 및 제2 클러치들(120, 122)을 가압하여 접속시키기 위한 제1 및 제2 피스톤들(130, 132), 및 제1 및 제2 피스톤들(130, 132)을 각각 제1 및 제2 클러치들(120, 122) 방향으로 가압하기 위한 제1 및 제2 탄성부재들(140, 142)을 포함할 수 있다.

입력축(110)은 상기 엔진으로부터 동력을 전달받을 수 있다. 예를 들면, 상기 입력축은 상기 엔진의 크랭크축과 연결될 수 있다. 상기 엔진이 작동함에 따라 입력축(110)은 회전할 수 있다.

상기 출력축은 구동장치, 예를 들면, 구동축일 수 있다. 상기 구동축은 바퀴와 연결되며, 상기 바퀴가 회전함에 따라 차량이 전진 또는 후진할 수 있다.

유성기어 감속기(150)는 입력축(110)과 상기 출력축 사이에서 동력을 전달할 수 있다. 이 경우에 있어서, 유성기어 감속기(150)는 입력축(110)의 회전을 다양한 비율로 변속시킬 수 있고, 상기 변속된 회전력을 상기 출력축으로 전달할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 유성기어 감속기(150)는 태양기어(152), 링기어(156), 및 적어도 하나의 유성기어(154)를 포함할 수 있다.

태양기어(152)는 입력축(110)의 일단부 외측면에 형성될 수 있다. 따라서, 입력축(110)이 회전하면 태양기어(152)도 함께 회전할 수 있다. 태양기어(152)의 일단부는 제1 클러치(120)와 접촉하고 타단부는 유성기어(154)와 접촉할 수 있다.

링기어(156)의 일단부는 제1 클러치(120) 및 제2 클러치(122) 사이에 개재될 수 있고 타단부는 유성기어(154)와 접촉할 수 있다. 이 때, 유성기어(154)는 링기어(156)의 상기 타단부에 내접하도록 설치될 수 있다.

유성기어(154)는 태양기어(152)와 링기어(156) 사이에 설치되며, 링기어(156)의 내측면과 맞물려 태양기어(152) 주위를 공전할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 유성기어 감속기(150)는 적어도 하나의 유성기어(154)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 유성기어 감속기는 상기 태양기어 주위를 공전하는 3개의 유성기어들을 포함할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 유성기어들은 캐리어(도시되지 않음)에 의해 상호 구속될 수 있다. 상기 캐리어는 상기 유성기어들의 공전과 연동하여 회전할 수 있고, 감속된 회전력을 상기 출력축으로 전달할 수 있다.

태양기어(152), 유성기어(154) 및 링기어(156)들 간의 동력 전달 경로는 변속단에 따른 클러치들(120, 122)의 접속 여부에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 동력 전달 경로에 따라서 출력되는 회전수 또한 달라질 수 있다.

제1 클러치(120) 및 제2 클러치(122)는 입력축(110) 주위에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 입력축의 회전 중심을 기준으로 하였을 때, 상기 제2 클러치는 상기 제1 클러치보다 바깥쪽에 설치될 수 있다.

제1 클러치(120)는 일측면이 태양기어(152)와 접촉하고 타측면이 링기어(156)와 접촉하며, 태양기어(152)와 링기어(156) 사이의 동력 전달을 단속할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 클러치는 상기 유성기어 감속기 내부에 설치될 수 있다.

상기 제1 클러치가 접속되면 입력축(110)을 통해 입력된 동력은 태양기어(152) 및 제1 클러치(120)를 거쳐 링기어(156)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 링기어(156) 내부의 유성기어(154)는 공전하게 되고, 유성기어(154)에 연결된 상기 캐리어도 회전할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기와 같은 동력 전달 과정에서는 감속이 발생하지 않기 때문에, 상기 캐리어와 연결된 출력축은 고속으로 회전할 수 있다.

제2 클러치(122)는 일측면이 링기어(156)와 접촉하고 타측면이 변속기(100)의 내벽과 접촉하며, 링기어(156)의 회전을 단속할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 클러치가 접속되면 링기어(156)는 변속기(100)의 내벽에 고정될 수 있다. 즉, 링기어(156)는 더 이상 회전할 수 없고, 입력축(110)의 회전은 태양기어(152)를 통하여 유성기어(154)를 회전시킬 수 있다. 유성기어(154)는 고정된 링기어(156)의 내주면을 따라 공전할 수 있고, 상기 공전은 상기 캐리어를 회전시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 캐리어는 감속된 비율로 회전하게 되며, 상기 캐리어와 연결된 상기 출력축도 저속으로 회전할 수 있다.

제1 피스톤(130)은 일단부가 제1 탄성부재(140)에 의해 지지되며, 타단부는 제1 클러치(120)와 접촉할 수 있다. 제1 피스톤(130)에 작용하는 제1 탄성부재(140)의 복원력으로 인하여 제1 피스톤(130)은 제1 클러치(120)를 가압할 수 있고, 제1 클러치(120)는 태양기어(152)와 링기어(156)를 접속시킬 수 있다.

제1 피스톤(130)과 입력축(110) 사이에는 제1 유압 공간(131) 이 배치될 수 있다. 제1 유압 공간(131)은 제1 유로(210)와 연결될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 유압 펌프(10)로부터 토출된 압유는 제1 유압 라인(L1)을 통해 유압 블록(200)으로 공급될 수 있다. 유압 블록(200)으로 공급된 압유는 제1 유로(210)를 거쳐 변속기(100)의 제1 유압 공간(131)을 채울 수 있다. 제1 유압 공간(131)을 채운 압유의 압력에 의하여 제1 피스톤(130)은 제1 탄성부재(140) 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있고, 제1 피스톤(130)은 제1 클러치(120)와 서로 이격될 수 있다. 이에 따라, 제1 클러치(120)의 접속은 해제될 수 있고, 태양기어(152)와 링기어(156)의 동력 전달이 차단될 수 있다.

이 경우에 있어서, 제2 클러치(122)는 제2 탄성부재(142) 및 제2 피스톤(132)의 가압에 의하여 접속될 수 있고, 제2 유압 공간(133) 내부의 압유는 파일럿 펌프(14)에 의해 개방된 제2 파일럿 체크 밸브(232)를 통해 오일 탱크(T)로 복귀할 수 있다. 제2 클러치(122)가 접속됨에 따라 링기어(156)는 변속기(100) 내벽에 고정될 수 있다. 입력축(110)의 회전은 태양기어(152)를 통하여 유성기어(154)를 회전시킬 수 있다. 유성기어(154)는 고정된 링기어(156)의 내주면을 따라 공전할 수 있고, 상기 공전은 상기 캐리어를 거쳐 상기 출력축으로 전달될 수 있다. 이 때, 상기 캐리어는 감속된 비율로 회전하게 되며, 상기 캐리어와 연결된 상기 출력축도 저속으로 회전할 수 있다.

제2 피스톤(132)은 일단부가 제2 탄성부재(142)에 의해 지지되며, 타단부는 제2 클러치(122)와 접촉할 수 있다. 제2 피스톤(132)에 작용하는 제2 탄성부재(142)의 복원력으로 인하여 제2 피스톤(132)은 제2 클러치(122)를 가압할 수 있고, 제2 클러치(122)는 링기어(156)를 변속기(100)의 내벽에 고정시킬 수 있다.

제2 피스톤(132)과 변속기(100)의 내벽 사이에는 제2 유압 공간(133)이 배치될 수 있다. 제2 유압 공간(133)은 제2 유로(L2)와 연결될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 유압 펌프(10)로부터 토출된 압유는 제2 유압 라인(L2)을 통해 유압 블록(200)으로 공급될 수 있다. 유압 블록(200)으로 공급된 압유는 제2 유로(212)를 거쳐 변속기(100)의 제2 유압 공간(133)을 채울 수 있다. 제2 유압 공간(133)을 채운 압유의 압력에 의하여 제2 피스톤(132)은 제2 탄성부재(142) 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있고, 제2 피스톤(132)은 제2 클러치(122)와 서로 이격될 수 있다. 이에 따라, 제2 클러치(122)의 접속은 해제될 수 있고, 링기어(156)는 변속기(100)의 내벽으로부터 분리되어 회전할 수 있다.

이 경우에 있어서, 제1 클러치(120)는 제1 탄성부재(140) 및 제1 피스톤(130)의 가압에 의하여 접속될 수 있고, 제1 유압 공간(131) 내부의 압유는 파일럿 펌프(14)에 의해 개방된 제1 파일럿 체크 밸브(230)를 통해 오일 탱크(T)로 복귀할 수 있다. 제1 클러치(120)가 접속됨에 따라 태양기어(152)의 회전력이 링기어(156)로 전달될 수 있다. 입력축(110)을 통해 입력된 동력은 태양기어(152) 및 제1 클러치(120)를 거쳐 링기어(156)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 링기어(156) 내부의 유성기어(154)는 공전하게 되고, 유성기어(154)에 연결된 상기 캐리어도 회전할 수 있다. 이 때, 태양기어(152)와 링기어(156)는 동일한 속도로 회전하게 되므로, 상기 캐리어와 연결된 출력축 또한 고속으로 회전할 수 있다.

한편, 제1 유압 펌프(10)로부터 유압 블록(200)으로의 압유 공급이 중단되면, 변속기(100)의 제1 유압 공간(131) 및 제2 유압 공간(133)을 채우고 있던 압유는 오일 탱크(T)로 복귀할 수 있다. 이 때, 파일럿 펌프(14)로부터 공급된 파일럿 압력에 의해 제1 파일럿 체크 밸브(230) 및 제2 파일럿 체크 밸브(232)가 개방될 수 있고, 제1 유압 공간(131) 및 제2 유압 공간(133)을 채우고 있던 압유는 각각 제1 유압 라인(L1) 및 제2 유압 라인(L2)을 거쳐 오일 탱크(T)로 복귀할 수 있다.

제1 및 제2 유압 공간들(131, 133) 내부의 압력이 해제됨으로 인하여 제1 및 제2 피스톤(130, 132)은 각각 제1 및 제2 클러치들(120, 122) 방향으로 이동하여 제1 및 제2 클러치들(120, 122)을 가압할 수 있다. 이는 각각 제1 및 제2 탄성부재들(140, 142)의 복원력에 의해 수행될 수 있다. 제1 및 제2 클러치들(120, 122)은 모두 접속될 수 있고, 상기 건설기계는 파킹 모드로 설정될 수 있다. 상기 파킹 모드에서 굴삭기는 견고한 지지력을 제공받을 수 있다. 예를 들면, 굴삭기는 상기 파킹 모드에서 굴삭 작업을 수행함으로써 지면에 견고하게 고정될 수 있다.

이와 다르게, 엔진 고장 등으로 인하여 엔진의 시동이 꺼지는 경우에는, 상기 파킹 모드로 인하여 상기 건설기계의 견인이 불가능할 수 있다. 이러한 경우에는 상기 파킹 모드를 해제해 주어야 하는데, 제어 유로(220)를 통하여 제1 유로(210) 및 제2 유로(212)로 압유를 동시에 공급함으로써 상기 파킹 모드를 해제할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2 유압 펌프(12)를 이용하여 제3 유압 라인(L3)을 통해 유압 블록(200)으로 압유를 공급하면, 제어 유로(220)를 지난 압유는 제1 및 제2 유로들(210, 212)을 거쳐 변속기(100)의 제1 및 제2 유압 공간들(131, 133)을 채울 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 피스톤들(130, 132)은 좌측으로 이동하고, 제1 및 제2 클러치들(120, 122)의 접속이 모두 해제될 수 있다. 즉, 상기 건설기계의 파킹 모드가 해제될 수 있다.

변속 제어 밸브(20)는 제1 유압 라인(L1) 또는 제2 유압 라인(L2) 중에서 하나만을 선택적으로 개방시킬 수 있다. 따라서, 제1 유압 펌프(10)에서 토출된 압유는 제1 유압 라인(L1)과 연결된 제1 유로(210) 또는 제2 유압 라인(L2)과 연결된 제2 유로(212) 중에서 선택된 하나의 유로를 통해서만 변속기(100)로 공급될 수 있고, 제1 유로(210) 및 제2 유로(212)를 거쳐 동시에 변속기(100)로 공급될 수는 없다.

이와는 대조적으로, 제2 유압 펌프(12)와 변속기(100) 사이에 유압 블록(200)을 설치함으로써, 제1 유로(210) 및 제2 유로(212)를 통해서 동시에 변속기(100)로 압유를 공급할 수 있다. 따라서, 제1 유압 펌프(10)로부터 변속기(100)로 압유가 공급되지 않는 경우, 예를 들어, 엔진의 시동이 꺼진 경우에도 유압 블록(200)을 통해 변속기(100) 내부로 압유를 공급할 수 있고, 상기 건설기계의 파킹 모드를 해제시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 변속 시스템은 엔진 고장 등으로 인해 압유를 공급할 수 없는 경우에도 휴대용 유압 펌프 등을 사용하여 클러치들의 접속을 해제시킴으로써 파킹 모드를 해제시킬 수 있다.

또한, 파킹 모드를 해제하기 위하여 변속기 내부에 별도의 피스톤이나 실링부재를 추가 설치할 필요가 없기 때문에, 변속기의 생산 가격을 낮출 수 있고 압유의 누유 문제도 해결할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 제1 유압 펌프 12: 제2 유압 펌프
14: 파일럿 펌프 20: 변속 제어 밸브
30: 변속 시스템 100: 변속기
110: 입력축 120: 제1 클러치
122: 제2 클러치 130: 제1 피스톤
131: 제1 유압 공간 132: 제2 피스톤
133: 제2 유압 공간 140: 제1 탄성부재
142: 제2 탄성부재 150: 유성기어 감속기
152: 태양기어 154: 유성기어
156: 링기어 200: 유압 블록
202: 고정 블록 210: 제1 유로
212: 제2 유로 220: 제어 유로
222: 제1 분기 유로 224: 제2 분기 유로
230: 제1 파일럿 체크 밸브 232: 제2 파일럿 체크 밸브
240: 제1 체크 밸브 242: 제2 체크 밸브
244: 제3 체크 밸브 300: 어큐뮬레이터
L1: 제1 유압 라인 L2: 제2 유압 라인
L3: 제3 유압 라인 T: 오일 탱크

Claims

적어도 2개의 변속단을 가지며, 상기 변속단을 제어하기 위한 제1 클러치 및 제2 클러치를 포함하는 변속기; 및
상기 변속기의 일측에 구비되며, 제1 유압 펌프로부터 토출된 압유를 상기 변속기 내부로 공급하여 상기 제1 클러치와 상기 제2 클러치 중 어느 하나의 접속을 해제시키기 위한 제1 유로와 제2 유로, 상기 제1 및 제2 유로들 각각에 연통되는 제1 분기 유로 및 제2 분기 유로를 가지며 제2 유압 펌프로부터 토출된 압유를 상기 제1 및 제2 유로들로 동시에 공급하기 위한 제어 유로, 및 상기 제1 및 제2 유로들에 각각 설치되어 압유의 흐름을 일방향으로 제한하고 파일럿 펌프로부터 파일럿 압력이 인가되면 상기 제1 및 제2 유로들을 개방시키기 위한 제1 파일럿 체크 밸브와 제2 파일럿 체크 밸브를 갖는 유압 블록을 포함하는 변속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 유압 펌프는 비상시에 상기 제어 유로에 접속되는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 유압 펌프는 휴대용 유압 펌프인 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 유압 블록은,
상기 제어 유로에 설치되며 상기 제2 유압 펌프로부터 토출된 압유의 흐름을 일방향으로 제한하기 위한 제1 체크밸브;
상기 제1 분기 유로에 설치되며, 상기 제어 유로를 통하여 상기 제1 유로로 공급되는 압유의 흐름을 일방향으로 제한하기 위한 제2 체크밸브; 및
상기 제2 분기 유로에 설치되며, 상기 제어 유로를 통하여 상기 제2 유로로 공급되는 압유의 흐름을 일방향으로 제한하기 위한 제3 체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 변속기는 변속을 수행하기 위한 태양기어, 링기어, 및 적어도 하나의 유성기어를 갖는 유성기어 감속기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 제1 클러치는 상기 태양기어 및 상기 링기어 사이의 동력 전달을 단속하며, 상기 제2 클러치는 상기 링기어의 회전을 단속하는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 제1 클러치는 상기 유성기어 감속기 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 변속기는,
상기 제1 클러치와 접촉하여 상기 제1 클러치를 접속시키고, 상기 제1 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의하여 상기 변속기 내부에서 슬라이딩 이동함으로써 상기 제1 클러치의 접속을 해제시키기 위한 제1 피스톤; 및
상기 제2 클러치와 접촉하여 상기 제2 클러치를 접속시키고, 상기 제1 유압 펌프로부터 공급되는 압유에 의하여 상기 변속기 내부에서 슬라이딩 이동함으로써 상기 제2 클러치의 접속을 해제시키기 위한 제2 피스톤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 변속기는,
상기 제1 피스톤을 상기 제1 클러치 방향으로 가압하여 상기 제1 클러치를 접속시키기 위한 제1 탄성부재; 및
상기 제2 피스톤을 상기 제2 클러치 방향으로 가압하여 상기 제2 클러치를 접속시키기 위한 제2 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 유압 펌프와 상기 유압 블록 사이에 설치되며, 상기 유압 블록으로 공급되는 압유의 압력을 일정하게 유지하기 위한 어큐뮬레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 시스템.