WO2014200273A1 - 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량 - Google Patents

토크컨버터를 장착한 농용 작업차량 Download PDF

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WO2014200273A1
WO2014200273A1 PCT/KR2014/005149 KR2014005149W WO2014200273A1 WO 2014200273 A1 WO2014200273 A1 WO 2014200273A1 KR 2014005149 W KR2014005149 W KR 2014005149W WO 2014200273 A1 WO2014200273 A1 WO 2014200273A1
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transmission
torque converter
engine
flywheel
case
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PCT/KR2014/005149
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Inventor
권병수
박주환
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대동공업 주식회사
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    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B71/00—Construction or arrangement of setting or adjusting mechanisms, of implement or tool drive or of power take-off; Means for protecting parts against dust, or the like; Adapting machine elements to or for agricultural purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B67/00—Devices for controlling the tractor motor by resistance of tools
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
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    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type

Definitions

  • the present invention relates to a farming work vehicle, and more particularly to a farming work vehicle equipped with a torque converter.
  • the agricultural work vehicle called 'Tractor' is similar in structure to general cars, but it is equipped with a powerful engine and is used mainly for farming operations because it has good traction and is strong and can be used for farming purposes.
  • Various types of work tools can be selectively attached or detached from the rear of the aircraft.
  • agricultural work vehicles mainly used for cultivation require frequent shifts from low speed to high speed or from high speed to low speed and forward and backward movement directions.
  • agricultural work vehicles employing a hydrostatic stepless speed changer (HST) are known to facilitate shift operations during operation or driving, and thus gas operations.
  • the hydrostatic stepless speed changer includes a variable displacement hydraulic pump directly connected to the engine output shaft and a fixed displacement hydraulic motor that rotates with pressure oil provided by the hydraulic pump to output substantial driving power.
  • the rotational speed and direction of rotation of the fixed-capacity hydraulic motor can be changed in conjunction with the change of the inclined plate angle.
  • FIG. 1 is a power system diagram schematically showing a power transmission structure of a conventional agricultural work vehicle (tractor). With reference to this it will be briefly looked at the power system of a conventional agricultural work vehicle.
  • the engine 100 power is transmitted to a peripheral gear 110 of the hydrostatic stepless speed transmission (HST), and the hydraulic power after the shift by the peripheral gear 110 is a gear type transmission. It is transmitted to the left and right front wheels 200 as the power for the front wheel drive via the driving auxiliary transmission device configured to use or to the left and right rear wheels 300 as the power for the rear wheel drive.
  • HST hydrostatic stepless speed transmission
  • the non-shift mechanical power among the power output from the engine is transmitted as work power to the power take-off PTO shaft 150 through the clutch 130 for the work machine and the transmission device 140 for the work machine, and through the peripheral gear device 110.
  • the continuously variable hydraulic power is shifted to a speed suitable for driving or working in the sub transmission 120 and is transmitted to the rear wheel or the rear wheel and the front wheel via a power transmission shaft.
  • reference numeral 170 denotes the clutch 130 for power extraction to the peripheral gear device 110, the sub transmission device 120, and the PTO shaft 150 by the hydrostatic stepless speed transmission (HST).
  • HST hydrostatic stepless speed transmission
  • a transmission case for protecting the transmission 140, and 160 represents a left and right pair of multi-plate side brakes for braking the rear wheels 4.
  • the technical problem to be solved by the present invention is the agricultural work equipped with a torque converter that can be operated continuously without the expensive hydrostatic stepless speed changer to provide a convenient operation and improve the work efficiency according to the operation of the gas To provide a vehicle.
  • the engine is arranged in the engine room so that the engine output shaft along the vehicle body longitudinal direction, the driver's seat is provided in the rear of the engine room, the transmission is located in the engine room below the driver's seat bordering the driver's floor
  • An agricultural work vehicle having a configuration directly connected to the engine disposed so as to transmit power, the agricultural work vehicle equipped with the torque converter, characterized in that a torque converter is disposed between the engine and the transmission.
  • the torque converter may be disposed inside the transmission case constituting the transmission outline.
  • the transmission case constituting the transmission outline may include a flywheel housing covering an engine output side flywheel, an intermediate case incorporating a transmission mechanism, and a rear axle case.
  • a partition wall may be formed in the transmission case inner space in two parts to separate the flywheel housing and the intermediate case.
  • the torque converter is arranged inside the flywheel housing between the flywheel and the partition wall.
  • the input shaft of the transmission mechanism penetrates the partition wall, and a bearing for rotatably supporting the input shaft may be installed between the input shaft outer edge and the through portion of the partition wall.
  • the intermediate wall and the rear axle case may be filled with lubricating oil at a predetermined height, and the partition wall may block the lubricating oil from flowing into the flywheel housing equipped with a torque converter.
  • the torque converter applied to an embodiment of the present invention may be a configuration in which a working fluid is filled in a converter housing including a pump, a turbine, and a stator.
  • the pump is integrally fixed to the converter housing, and the converter housing is connected to the flywheel. Bolted to rotate together, the input shaft of the transmission mechanism in the transmission case can be connected to the turbine.
  • the torque converter according to the embodiment of the present invention unlike a friction clutch applied vehicle, there is no mechanical wear at the part implementing the power connection, and the torque shock and the rotational vibration are absorbed by the working fluid. Because of the attenuation, flexible oscillation can be achieved, and the engine stall phenomenon can be prevented during high load oscillation, thereby extending the life of the engine and further improving the driver's safety.
  • FIG. 1 is a power transmission system diagram of a conventional HST (hydrostatic continuously variable transmission) drive type agricultural work vehicle.
  • Figure 2 is a side view of a farming vehicle according to the invention.
  • Figure 3 is a perspective view of the transmission of the agricultural work vehicle according to the invention.
  • FIG. 4 is a front view of the transmission of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the transmission according to FIG. 4.
  • Figure 6 is an enlarged view of the main portion of the present invention showing an enlarged view of the connection portion between the engine flywheel and the torque converter in FIG.
  • FIG. 7 is an enlarged view illustrating another main part of the present invention showing an enlarged portion of a partition wall in a transmission case through which a transmission input shaft passes in FIG. 5;
  • FIG. 7 is an enlarged view illustrating another main part of the present invention showing an enlarged portion of a partition wall in a transmission case through which a transmission input shaft passes in FIG. 5;
  • FIG. 2 is a side view of the agricultural work vehicle according to the present invention, with reference to this will be briefly described first from the overall configuration of the agricultural work vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • a configuration in which the driver's seat is covered with a cabin, which is a transparent glass body will be described as an example.
  • the agricultural work vehicle has a driving wheel divided into front wheels (FW) and rear wheels (RW), and vehicle operation is performed in a box-shaped cabin (cabin) in which a driver's seat 1 is transparent. , 2) and is based on a configuration in which an engine room 3 is formed in front of the cabin 2 to form a space in which main parts related to driving the vehicle, including the engine 5, can be mounted.
  • FW front wheels
  • RW rear wheels
  • the engine 5 is an electric multi-cylinder diesel engine in which a sensor detects displacement of a foot axel pedal or a hand axel lever and adjusts its output as a control of an engine control unit (ECU, not shown) based on the detected displacement value.
  • ECU engine control unit
  • diesel-engine or a mechanical engine whose output is regulated by cable displacement, and the engine output shaft is arranged longitudinally along the vehicle body longitudinal direction at the bottom of the engine compartment 3 protected by the bonnet 4.
  • the engine room 3 is also equipped with a post-treatment device 6 for a series of purification treatments for oxidizing and filtering out toxic substances contained in the exhaust gas discharged from the engine, and cooling water for preventing overheating of the engine 3.
  • the radiator 7 forming a circulation path to be cooled is disposed in front of the engine room to actively use the outside air introduced during the vehicle driving.
  • a power steering unit (not shown) for controlling the flow of the working fluid to be supplied is operatively connected to the steering handle 11 via the steering column unit 10.
  • a transmission 9 is directly connected to the engine 5 disposed in the engine room 3 so as to be able to transmit power under the driver's seat at the bottom of the driver's seat 1 so that the power output from the engine 5 is transmitted to the transmission. (9) is shifted to the power suitable for driving or work through the transmission (9), the drive wheel (FW) (RW) through a power transmission shaft (not shown) connected to the transmission (9) output shaft Delivered.
  • FIG. 3 is a perspective view of a transmission of the agricultural work vehicle according to the present invention
  • Figure 4 is a front view of the transmission of FIG. 5 is a cross-sectional view of the transmission according to FIG. 4.
  • the transmission case 8 constituting the transmission 9 outline is an intermediate part of the flywheel housing 8a covering the engine 5 output side flywheel 5a and the transmission mechanism 14.
  • the case 8b and the rear axle case 8c are integrally formed, and there is a partition 12 inside the boundary that separates the flywheel housing 8a and the intermediate case 8b.
  • the space inside the transmission case 8 is divided into two sections.
  • Torque converter 13 for connecting the flywheel 5a between the flywheel 5a and the partition wall 12 to the engine 5 flywheel 5a and the transmission mechanism 14 in the intermediate case 8b so as to enable power connection or disconnection. Is installed, and the power output from the engine 5 is transmitted to the transmission mechanism 14 directly connected to the rear end of the torque converter 13 through the torque converter 13 so as to be suitable for travel or work. Is shifted to.
  • the middle case 8b and the rear axle case 8c in which the transmission mechanism 14 is installed are filled with lubricating oil at a height that enables effective lubrication while minimizing resistance when driving the electric shaft.
  • the lubricating oil filled in is blocked by the partition 12 and does not flow toward the flywheel housing 8a in which the torque converter 13 is installed.
  • the transmission mechanism 14 includes a gear shaft 15 and a pinion shaft 16 having a pair of gears having different gear ratios, and a shifter (symbol) provided on the gear shaft 15 and the pinion shaft 16. O) moves to the left and right on each axis according to the driver's shift lever operation, and constitutes a selection biting method for implementing selective power connection between the gears provided in the gear shaft 15 and the pinion shaft 16.
  • the torque converter 13 may be a known torque converter having a configuration in which a working fluid is filled in the converter housing 130 in which the pump, the turbine, and the stator are installed, wherein the pump is fixed to the converter housing 130 integrally.
  • the converter housing 130 is bolted to the flywheel 5a and rotates together as shown in FIG. 6, and an input shaft 17 extending from the transmission mechanism 14 in the transmission case 8 may be connected to the turbine.
  • One or more bearings 18 may be installed between the penetrating portions of the penetrating partition 12 to rotatably support the input shaft 17 as shown in FIG. 7.
  • An oil seal (not shown) may be installed between the bearing 18 and the input shaft 17 to prevent the lubricant from leaking to the flywheel housing 8a through a gap between the bearing 18 and the shaft.
  • the partition 12 may have a through-opening opening formed through the stopper 120.

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Abstract

토크컨버터를 장착한 농용 작업차량이 개시된다. 본 발명에 따른 농용 작업차량은, 엔진과 변속기 사이에 이들을 동력전달 가능하게 연결하는 토크컨버터를 배치함으로써, 유연한 발진을 도모하고 부하 운전 시 엔진 스톨(Engine satll)이 발생하지 않도록 한 것을 요지로 한다.

Description

토크컨버터를 장착한 농용 작업차량
본 발명은 농용 작업차량에 관한 것으로, 특히 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량에 관한 것이다.
'트랙터(Tractor)'라 불리우는 농업용 작업차량은 구조적으로 일반 자동차와 비슷하지만 강력한 엔진을 장착하고 있어 견인력이 좋고 튼튼하여 경작용(耕作用)으로 주로 이용되고 있으며, 경작의 용도로 활용될 수 있도록 기체 후방으로 다양한 형태의 작업기를 선택적으로 부착하거나 떼어낼 수 있도록 되어 있다.
이처럼 경작(耕作)에 주로 이용되는 농용 작업차량은 작업 특성상 저속에서 고속 또는 고속에서 저속으로의 변속, 그리고 전, 후진 이동방향 변속이 빈번하게 요구된다. 이에 작업 또는 주행 중 변속 조작, 나아가서는 기체 조작의 용이함을 위해 정유압식 무단변속장치(HST)를 채택한 농용 작업차량이 알려져 있다.
정유압식 무단변속장치(HST)는 엔진 출력축에 직결되는 가변 용량형 유압펌프와 유압펌프에서 제공되는 압유로 회전하여 실질적인 주행동력을 출력하는 정용량형 유압모터를 포함하며, 가변 용량형 유압펌프의 경사판 각도를 변경 조작하는 것에 연동하여 정용량형 유압모터의 회전속도 및 회전방향을 바꿀 수 있도록 되어 있다,
도 1은 종래 농용 작업차량(트랙터)의 동력 전달 구조를 개략적으로 나타낸 동력 계통도이다. 이를 참조하여 종래 농작업 차량의 동력 계통에 대해 간단히 살펴보기로 한다.
도 1을 참조하면, 엔진(100) 동력은 정유압식 무단변속장치(HST)로 된 주변속장치(110)로 전달되며, 주변속장치(110)에 의한 변속 후의 유압식 동력은 기어식 변속장치를 이용하여 구성한 주행용 부변속장치(120)를 거쳐 전륜 구동을 위한 동력으로서 좌우 전륜(200)에 전달되거나 후륜 구동용 동력으로서 좌우 후륜(300)에 전달된다.
엔진에서 출력된 동력 중 비변속 기계식 동력은 작업기용 클러치(130)와 작업기용 변속장치(140)를 거쳐 동력 취출용 PTO축(150)에 작업용 동력으로 전달되고, 주변속장치(110)를 통해 무단 변속된 유압식 동력은 상기 부변속장치(120)에서 주행 또는 작업에 적합한 속도로 변속되어 동력전달축을 거쳐 후륜 또는 후륜 및 전륜에 전달된다.
도 1에서 미설명 부호 170은 정유압식 무단변속장치(HST)에 의한 주변속장치(110)와 상기 부변속장치(120), 그리고 PTO축(150)으로의 동력 취출을 위한 상기 클러치(130)와 변속장치(140)를 보호하기 위한 트랜스미션 케이스이며, 160은 후륜(4) 제동을 위한 좌, 우 한 쌍의 다판식 사이드 브레이크를 나타내고 있다.
변속장치로서 상기 정유압식 무단변속장치를 적용하는 경우, 레버 전후 조작으로 전, 후진 방향 전환 및 변속이 구현되므로, 조작이 용이해 운전 편의를 제공할 수 있다는 이점이 있다. 그러나 가격이 고가이며, 동력전달 효율이 떨어지고, 작동시 유압 소음이 심하며, 미세한 가공 정도의 차이에 의한 품질 편차가 발생하는 단점이 있다.
한편, 양산 단가 및 동력 전달의 효율성을 고려해 일반적으로 널리 알려진 기계식 마찰클러치를 구비하는 변속장치를 채택한 실용적인 모델도 있다. 그러나 반복 사용에 따라 마찰클러치에 기계적 마모가 발생하는 문제가 있고, 특히 발진 과정이 유연하지 못하며, 고부하 발진 시 엔진 스톨(Engine stall)이 발생하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제는, 고가의 정유압식 무단변속장치를 적용하지 않고도 무단변속이 가능하여 기체 조작에 따른 조작 편의를 제공하고 작업효율의 향상을 도모할 수 있는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량을 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은, 엔진 출력축이 차체 길이방향을 따르도록 엔진룸에 엔진이 배치되고, 엔진룸 후방에는 운전석이 마련되고, 운전석 바닥을 경계로 운전석 아래에는 변속기가 엔진룸에 배치된 상기 엔진과 동력 전달 가능하게 직결되는 구성의 농용 작업 차량으로서, 상기 엔진과 변속기 사이에 토크컨버터가 배치된 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량을 제공한다.
본 발명의 실시예에서 상기 토크컨버터가 상기 변속기 외형을 구성하는 변속기 케이스 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 변속기 외형을 구성하는 상기 변속기 케이스는, 엔진 출력 측 플라이휠을 덮는 플라이휠 하우징과, 변속기구를 내설하는 중간 케이스, 그리고 뒷차축 케이스로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 플라이휠 하우징과 중간 케이스를 구분하는 경계부 내측에 변속기 케이스 내부 공간은 둘로 분리 구획하는 격벽이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 플라이휠과 상기 격벽 사이의 상기 플라이휠 하우징 내부에 토크컨버터가 배치되도록 구성함이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서 상기 격벽을 변속기구의 입력축이 관통하고, 입력축 외연과 격벽의 관통부 사이에 상기 입력축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 중간 케이스와 뒷차축 케이스 내부에 일정 높이로 윤활유가 채워지고, 토크컨버터가 장치된 상기 플라이휠 하우징 쪽으로 상기 윤활유가 유입되는 것을 상기 격벽이 차단하는 구성일 수 있다.
본 발명의 실시예에 적용된 상기 토크컨버터는, 펌프, 터빈, 스테이터를 내설한 컨버터 하우징 내부에 작동유체가 채워진 구성일 수 있으며, 상기 펌프는 컨버터 하우징에 일체로 고정되고, 컨버터 하우징은 상기 플라이휠에 볼트 체결되어 함께 회전하며, 터빈에 변속기 케이스 내 변속기구의 입력축이 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 토크컨버터를 적용한 농용 작업차량에 따르면, 마찰클러치 적용 차량과는 다르게, 동력접속을 구현하는 부분에서의 기계적 마모가 없고, 토크충격과 회전진동은 동작유체에 의해 흡수, 감쇄되므로 유연한 발진을 도모할 수 있으며, 고부하 발진 시 엔진 스톨(Engine stall) 현상을 방지할 수 있어 엔진의 수명 연장 및 운전자의 안전을 일층 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 종래 기계식 마찰클러치 적용 차량과 비교해 운전 소음이 거의 없어 정숙한 운전환경을 제공할 수 있게 되고, 기계적인 마모가 거의 발생하지 않아 반영구적 사용이 가능해 동력접속을 구현하는 부분에 대한 유지, 보수에 드는 비용을 크게 절감시킬 수 있다는 경제적 측면에서 유리한 이점이 있다.
결론적으로, 토크컨버터 적용으로 종래와 같은 고가의 HST를 적용하지 않고도 무단변속이 가능한 구조를 이룸에 따라, 무단변속 기능을 가진 농용 작업차량을 제작함에 있어 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있다는 경제적 이점이 있고, 무단변속으로 인해 주행 안정성도 확보하면서 차량 정숙성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 HST(정유압식 무단변속장치) 구동방식 농용 작업차량의 동력전달 계통도.
도 2는 본 발명에 따른 농용 작업차량의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 농용 작업차량의 변속기 사시도.
도 4은 도 3의 변속기 정면도.
도 5는 도 4에 따른 변속기 단면도.
도 6은 도 5에서 엔진 플라이휠과 토크컨버터 간 연결부분을 확대 도시한 본 발명의 요부 확대도.
도 7은 도 5에서 변속기 입력축이 관통하는 변속기 케이스 내 격벽 부분을 확대 도시한 본 발명의 다른 요부 확대도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명과 관련한 농용 작업차량의 측면도로서, 이를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 농용 작업차량의 전체적인 구성부터 먼저 개략적으로 살펴보기로 한다. 본 발명에 따른 농용 작업차량을 설명함에 있어서는 운전석이 투명한 유리체인 캐빈(cabin)으로 덮인 구성을 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 관련한 농용 작업차량은, 전륜(FW)과 후륜(RW)으로 구분되는 주행륜을 갖고, 차량 조작을 운전석(1)이 투명한 유리로 된 박스 형태의 캐빈(cabin, 2)으로 보호되며, 캐빈(2) 전방에는 엔진(5)을 비롯하여 차량 구동에 관련한 주요부품이 탑재될 수 있는 공간을 형성하는 엔진룸(3)이 형성된 구성을 기반으로 한다.
엔진(5)은 풋악셀페달 또는 핸드악셀레버의 변위를 센서가 감지하고 그 감지된 변위 값을 기반으로 한 엔진제어유닛(ECU, 미도시)의 제어로서 출력이 조절되는 전자식 다기통 디젤엔진(diesel-engine) 또는 케이블 변위로 출력이 조절되는 기계식 엔진일 수 있으며, 보닛(4)으로 보호되는 엔진룸(3) 저부에 엔진 출력축이 차체 길이방향을 따르도록 종방향으로 배치된다.
엔진룸(3)에는 또한, 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 산화시키고 걸러내는 일련의 정화처리를 위한 후처리장치(6)가 설치되며, 엔진(3) 과열 방지를 위한 냉각수가 냉각될 수 있도록 순환경로를 형성하는 라디에이터(7)가 차량 주행 시 도입되는 외기를 적극적으로 활용할 수 있는 엔진룸 앞쪽에 배치된다.
캐빈(2) 내 운전석(1) 공간에는 전륜 조향을 위한 조향력이 입력되는 조향 핸들(스티어링 휠, 11)을 포함하여, 각종 조작레버, 버튼, 그리고 스위치가 마련되어 있으며, 조향실린더(미도시)로 공급될 작동유체의 흐름을 제어하는 파워스티어링유닛(도시 생략)이 스티어링컬럼유닛(10)을 매개로 상기 조향 핸들(11)에 연동 가능하게 연결된다.
운전석(1) 바닥을 경계로 운전석(1) 아래에는 변속기(9)가 엔진룸(3)에 배치된 상기 엔진(5)과 동력 전달 가능하게 직결됨으로써, 엔진(5)에서 출력된 동력은 변속기(9)로 입력되고 변속기(9)를 통해 주행 또는 작업에 적합한 동력으로 변속이 이루어지고, 변속기(9) 출력축과 연결되는 동력전달축(미도시)을 통해 주행륜(FW)(RW)으로 전달된다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 농용 작업차량의 변속기 부분에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 농용 작업차량의 변속기 사시도이며, 도 4은 도 3의 변속기 정면도이다. 그리고 도 5는 도 4에 따른 변속기 단면도를 나타내고 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 변속기(9) 외형을 구성하는 변속기 케이스(8)는 엔진(5) 출력 측 플라이휠(5a)을 덮는 플라이휠 하우징(8a)과 변속기구(14)를 내설하는 중간 케이스(8b), 그리고 뒷차축 케이스(8c)가 일체로 된 구성을 이루며, 플라이휠 하우징(8a)과 중간 케이스(8b)를 구분하는 경계부 내측에는 격벽(12)이 있고, 격벽(12)에 의해 변속기 케이스(8) 내부 공간은 둘로 분리 구획된다.
플라이휠(5a)과 격벽(12) 사이의 플라이휠 하우징(8a)에는 엔진(5) 플라이휠(5a)과 중간 케이스(8b) 내 변속기구(14)를 동력 접속 또는 차단 가능하게 연결하는 토크컨버터(13)가 설치되며, 이 토크컨버터(13)를 통해 엔진(5)에서 출력된 동력이 1차 무단 변속되고 토크컨버터(13) 후방에 직결되는 변속기구(14)에 전달되어 주행 또는 작업에 적합한 속도로 변속된다.
격벽(12)을 기준으로 변속기구(14)가 설치된 중간 케이스(8b)와 뒷차축 케이스(8c) 쪽에는 전동축 구동 시 저항은 최소화하면서도 효과적인 윤활을 구현할 수 있는 높이로 윤활유가 채워져 있으며, 여기에 채워진 윤활유는 상기 격벽(12)에 가로막혀 토크컨버터(13)가 장치된 상기 플라이휠 하우징(8a) 쪽으로 월류하지 않는다.
변속기구(14)는 기어비가 서로 다른 여러 쌍의 기어를 구비하는 기어축(15)과 피니언축(16)을 포함하며, 기어축(15)과 피니언축(16) 상에 마련되는 시프터(부호 생략)가 운전자 변속레버 조작에 따라 각각의 축 상에서 좌우로 움직이면서 기어축(15)과 피니언축(16)에 구비된 기어들 간 선택적 동력 접속을 구현하는 선택 물림 방식을 구성하고 있다.
토크컨버터(13)는 펌프, 터빈, 스테이터를 내설한 컨버터 하우징(130) 내부에 작동유체가 채워진 구성의 공지된 토크컨버터일 수 있으며, 이때 상기 펌프는 컨버터 하우징(130)에 일체로 고정되고, 컨버터 하우징(130)은 도 6과 같이 상기 플라이휠(5a)에 볼트 체결되어 함께 회전하며, 터빈에 상기 변속기 케이스(8) 내 변속기구(14)에서 뻗은 입력축(17)이 연결될 수 있다.
플라이휠 하우징(8a)과 중간케이스 내부 공간을 구분하는 상기 격벽(12)을 중간 케이스(8b) 내 변속기구(14)에 뻗은 상기 입력축(17)이 관통하며, 입력축(17)의 외연과 입력축이 관통하는 격벽(12)의 관통부 사이에는 도 7과 같이 상기 입력축(17)을 회전 가능하게 지지하는 하나 이상의 베어링(18)이 설치될 수 있다.
베어링(18)과 입력축(17) 사이에는 베어링(18)과 축 간 틈새를 통해 윤활유가 플라이휠 하우징(8a) 측으로 누설되지 않도록 오일 씰(도시 생략)이 설치될 수 있으며, 베어링 설치부 아래쪽의 상기 격벽(12)에는 마개(120)를 통해 개폐 가능한 통공이 형성될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명의 실시예에 따르면, 토크컨버터 적용으로 마찰클러치 적용 차량과는 다르게, 동력접속을 구현하는 부분에서의 기계적 마모가 거의 없고, 토크충격과 회전진동은 동작유체에 의해 흡수, 감쇄되므로 유연한 발진을 도모할 수 있으며, 고부하 발진 시 엔진 스톨(Engine stall) 현상을 방지할 수 있어 엔진의 수명 연장 및 운전자의 안전을 일층 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 종래 기계식 마찰클러치 적용 차량과 비교해 운전 소음이 거의 없어 정숙한 운전환경을 제공할 수 있게 되고, 기계적인 마모가 거의 발생하지 않아 반영구적 사용이 가능하여 동력접속을 구현하는 부분에 대한 유지, 보수에 드는 비용을 크게 절감시킬 수 있다는 경제적 측면에서 유리한 이점이 있다.
결론적으로, 토크컨버터 적용으로 종래와 같은 고가의 HST를 적용하지 않고도 무단변속이 가능한 구조를 이룸에 따라, 무단변속 기능을 가진 농용 작업차량을 제작함에 있어 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있다는 경제적 이점이 있고, 무단변속으로 인해 주행 안정성도 확보하면서 차량 정숙성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
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.
[부호의 설명]
1 : 운전석 2 : 캐빈
3 : 엔진룸 4 : 보닛
5 : 엔진 5a : 플라이휠
6 : 후처리장치 7 : 라디에이터
8 : 변속기 케이스 9 : 변속기
10 : 스티어링컬럼유닛 11 : 조향 핸들
12 : 격벽 13 : 토크컨버터
14 : 변속기구 15 : 기어축
16 : 피니언축 17 : 입력축
18 : 베어링

Claims (8)

  1. 엔진 출력축이 차체 길이방향을 따르도록 엔진룸에 엔진이 배치되고, 엔진룸 후방에는 운전석이 마련되며, 운전석 바닥을 경계로 운전석 하부에는 변속기가 상기 엔진룸에 배치된 상기 엔진과 동력 전달 가능하게 직결되는 구성의 농용 작업 차량으로서, 상기 엔진과 변속기 사이에 토크컨버터가 배치된 구성의 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크컨버터가 상기 변속기 외형을 구성하는 변속기 케이스 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변속기 외형을 구성하는 변속기 케이스는, 엔진 출력 측 플라이휠을 덮는 플라이휠 하우징과, 변속기구를 내설하는 중간 케이스, 그리고 뒷차축 케이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플라이휠 하우징과 중간 케이스를 구분하는 경계부 내측에 변속기 케이스 내부 공간을 둘로 분리 구획하는 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 플라이휠 하우징이 감싸는 플라이휠과 상기 격벽 사이의 상기 플라이휠 하우징 내부에 토크컨버터가 배치되는 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 격벽을 변속기구의 입력축이 관통하고, 입력축 외연과 격벽의 관통부 사이에 상기 입력축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 중간 케이스와 뒷차축 케이스 내부에 일정 높이로 윤활유가 채워지고, 토크컨버터가 장치된 상기 플라이휠 하우징 쪽으로 상기 윤활유가 유입되는 것을 상기 격벽이 차단하는 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    토크컨버터는, 펌프, 터빈, 스테이터를 내설한 컨버터 하우징 내부에 작동유체가 채워진 구성이며, 상기 펌프는 컨버터 하우징에 일체로 고정되고, 컨버터 하우징은 상기 플라이휠에 볼트 체결되어 함께 회전하며, 터빈에 변속기 케이스 내 변속기구의 입력축이 연결되는 것을 특징으로 하는 토크컨버터를 장착한 농용 작업차량.
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