KR101408865B1 - 트랙터 구동장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 트랙터의 전륜증속 및 4륜구동에 관한 구동장치를 개시하고 있다. 본 발명에 의하면, 트랙터 엔진의 출력에 의하여 회전하는 주행계 구동축과 4륜구동 오일통로 및 전륜증속 오일통로를 구비하는 위한 전차축 연결축이 동축상으로 배열된다. 그리고 전차축 연결축에는 클러치하우징이 용접에 의하여 일체화되어 있다. 그리고 구동축에는 메인기어가 연결되고, 클러치하우징의 내측에서 전차축 연결축에는 전륜증속 기어허브가 회동 가능하게 지지된다. 상기 클러치하우징과 메인기어 사이에는 동력을 단속하는 4륜구동 유압습식클러치가, 그리고 상기 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이에도 동력을 단속하는 전륜증속 유압습식클러치가 설치되어 있다. 4륜구동 유압습식클러치가 클러치하우징과 메인기어 사이에 동력을 전달할 수 있도록 4륜구동 클러치피스톤을 가압하는 제1스프링과, 상기 전륜증속 유압습식클러치가 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이에 동력을 차단할 수 있도록, 전륜증속 클러치피스톤을 가압하는 제2스프링이 포함된다. 4륜구동 오일통로를 통하여 오일이 공급되면, 그 유압에 의하여 4륜구동 유압습식클러치는 클러치하우징과 메인기어 사이의 동력이 차단되고, 전륜증속 오일통로를 통하여 오일이 공급되면 그 유압에 의하여 전륜증속 기어허브에서 클러치하우징으로 상기 증속전달수단에 의하여 증속된 동력이 전달된다.
Description
본 발명은 트랙터의 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랙터의 엔진이 정지하여 유압이 공급되지 않는 경우에도 별도의 조작없이 4륜 구동장치를 연결함으로써 트랙터의 주차시 주차 성능을 확보함과 동시에 4륜 구동으로의 변환시 부드러운 동작이 가능한 트랙터의 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 트랙터는 다양한 주행모드를 가지고 있는데, 4륜 구동, 후륜 구동, 그리고 전륜증속을 들 수 있다. 예를 들어, 농경지에서 작업하는 경우에는 4륜구동으로 작업하게 되고, 상대적으로 고속 주행이 필요한 경우에는 후륜 구동을 이용하여 주행하게 된다. 그리고 농경지에서 작업 중 회전이 요구되는 경우에는 전륜증속이라는 모드를 이용하게 되는데, 이는 전륜의 견인력을 유지하면서 회전 반경을 최소화시키고 회전시 전륜과 후륜이 조화를 이루도록 하기 위하여 전륜의 회전을 증속시키는 것을 의미한다.
그리고 현재 출시되고 있는 트랙터는 대부분 저속으로 주행하기 때문에 제동장치(브레이크)는 후륜에만 설치되어 있는 것이 보통이다. 그러나 모델에 따라서 고속으로 주행하는 것이 가능하게 설계된 모델에는 4륜에 각각 브레이크가 설치되어 있는 것도 있다.
먼저 도 1을 참조하면서 종래의 트랙터 구동장치에 대하여 살펴보기로 한다. 도시된 바와 같이, 트랙터의 엔진에서 발생한 출력은 변속장치를 통하여 주행계 구동축(10)으로 전달되어 주행중에는 상기 구동축(10)이 회전하게 된다. 여기서 도시는 생략되어 있지만, 상기 구동축(10)으로 전달되기 이전에 트랙터의 후륜으로 동력을 전달하는 동력전달기구에 의하여 후륜은 회전하게 된다. 즉, 트랙터의 주행은 기본적으로 후륜의 구동을 전제로 하고 있으며, 필요시 4륜 구동 또는 전륜 증속 구동으로 전환하게 된다.
그리고 상기 구동축(10)과 동축상으로 전차축 연결축(30)이 배열되어 있다. 상기 전차축 연결축(30)과 구동축(10)은 직접 동력을 전달하는 것은 아니나, 후술하는 바와 같은 동력전달계통을 통하여, 상기 구동축(10)에서 전차축 연결축(30)으로, 4륜 구동 또는 전륜 증속을 위하여 선택적으로 동력을 전달하게 된다.
상기 전차축 연결축(30)의 내부에는 두 개의 유압경로, 즉 전륜증속 오일통로(40)와, 4륜구동 오일통로(50)가 형성되어 있고, 이들은 각각 전륜증속 및 4륜구동이 필요한 경우 오일이 공급되는 통로라고 할 수 있다. 그리고 상기 구동축(30)의 외측면에는 클러치하우징(70)이 결합되어 있다. 상기 클러치하우징(70)은 예를 들면 스플라인 결합을 통하여 상기 전차축 연결축(30)의 외측에 결합된다. 도면부호 72는 이러한 스플라인 결합부를 보이는 것이다.
그리고 상기 클러치하우징(70)의 양측에는 각각 한 쌍의 유압습식클러치(60,80)을 형성하게 되는데, 이들은 각각 전륜증속시 연결되어 동력을 전달하는 전륜증속 유압습식클러치(60)와, 4륜구동시 연결되어 동력을 전달하는 4륜구동 유압습식클러치(80)이다. 상기 전륜증속 유압습식클러치(60)는, 클러치하우징(70)의 내부 일측에 설치되는 전륜 증속 클러치피스톤(66)과, 클러치하우징(70) 측으로 연결되는 압력판(64), 그리고 전륜증속 기어허브(42) 측으로 연결디는 디스크플레이트(62)를 포함하고 있다.
상기 4륜구동 유압습식클러치(80)는 클러치하우징(70)의 내부 타측에 설치되는 4륜구동 클러치피스톤(86)과, 클러치하우징(70) 측으로 연결되는 압력판(84)과 메인기어(52) 측으로 연결디는 디스크플레이트(82)를 포함하고 있다. 상기 디스크플레이트(62,82)는 양측면에 라이닝을 구비하고 있어서, 상기 압력판(64,84)과 접촉하게 되면 동력을 전달할 수 있는 것이다.
그리고 상기 전륜증속 유압습식클러치(60)의 내측에 해당하는 위치에는 전륜증속 기어허브(42)가 전차축 연결축(3)에 베어링을 통하여 지지되어 있다. 상기 4륜구동 유압습식 클러치(80)의 내측에 해당하는 위치에는 메인기어(52)가 구동측(10)에 연결되어 있다.
상기 전륜증속 클러치피스톤(66)과 클러치하우징의 내측부분 사이에는 스프링(68)이 개재되어 있고, 상기 스프링(68)은 상기 전륜증속 클러치피스톤(66)을 도면상 우측으로 밀어내는 힘을 작용시키고 있다. 그리고 4륜구동 클러치피스톤(86)과 클러치하우징(70)의 내측부분 사이에는 스프링(88)이 개재되어 있고, 상기 스프링(88)은 4륜구동 클러치피스톤(86)를 외측으로 밀어내는 힘을 가지고 있다. 즉 상기 스프링(68,88)은 각각 전륜증속 유압습식클러치(60) 및 4륜구동 유압습식클러치(80)를 서로 이격시켜서 동력이 차단되는 방향으로 탄성력을 발휘하게 된다.
그리고 상술한 전륜증속 오일통로(40)는 상기 클러치하우징(70)과 전륜증속 클러치피스톤(66) 사이로 오일을 공급하여 유압을 발생시키고, 4륜구동 오일통로(40)는 클러치하우징(70)과 4륜구동 클러치피스톤(86) 사이에 오일을 공급하여 유압을 발생시킨다.
따라서 상기 전륜증속 오일통로(40)로 오일이 공급되면, 클러치하우징(70)과 전륜증속 클러치피스톤(66) 사이에 오일이 공급되면서 그 유압에 의하여 전륜증속 클러치피스톤(66)이 도면 상 좌측으로 밀리게 된다. 이렇게 되면, 압력판(64)과 디스크플레이트(62)가 밀착되어 연동하게 되어 실질적으로 동력이 전달될 수 있는 상태, 즉 전륜증속 기어허브(42)와, 클러치하우징(70) 사이에 동력이 전달될 수 있는 상태이다.
이와 동일하게 상기 4륜구동 오일통로(50)로 오일이 공급되면, 클러치하우징(70)과 4륜구동 클러치피스톤(86) 사이에 오일이 공급되면서 그 유압에 의하여 4륜구동 클러치피스톤(86)이 도면 상 우측으로 밀리게 된다. 이렇게 되면, 압력판(84)과 디스크플레이트(82)가 밀착되어 연동하게 되어 실질적으로 동력이 전달될 수 있는 상태, 즉 4륜증속 기어허브(52)와 클러치하우징(70) 사이에 동력이 전달될 수 있는 상태이다.
그리고 상기 4륜구동기어허브(52)는, 그 외주연에 형성된 기어부(52a)를 통하여 피동기어(92)와 치합되어 있다. 상기 피동기어(92)는 증속축(90)의 일단과 결합되어 있어 상기 증속축(90)를 회전시킨다. 상기 증속축(90)의 회전에 의하여 그 타단에 고정되어 있는 증속기어(94)가 회전하게 된다. 증속축(90)은 그 외주연의 기어부(94a)를 통하여 전륜구동 허브기어(42)의 기어부(42)와 맞물려 있어서 실질적으로 전륜구동 허브기어(42)를 회전시킬 수 있게 된다.
다음에는 이상과 같은 구성을 가지는 구동장치의 동작에 대하여 살펴보기로 한다. 트랙터의 주행이 시작되면 상기 구동축(10)으로 동력이 전달되는데, 이때 상술한 바와 같이 트랙터의 후륜은 회전 동력을 전달받고 있는 상태이다. 이러한 상태에서, 상기 구동축(10)의 회전은 4륜구동기어허브(52)를 회전시키게 되고, 이어서 피동기어(92)를 회전시키게 된다. 피동기어(92)의 회전은 증속축(90)을 거쳐 증속기어(94)를 회전시키게 된다. 상기 증속기어(94)의 회전은 전륜증속 허브기어(42)를 회전시키게 된다.
이와 같은 상태는 상술한 바와 같이 후륜구동으로만 트랙터가 주행되는 상태이다. 이러한 상태에서는 상기 오일통로(40,50)를 통하여 오일이 공급되고 있지 않는 상태이고, 상기 유압습식클러치(60,80)는 동력의 전달이 불가능한 상태이다. 이와 같은 상태에서 전륜증속 또는 4륜구동으로의 변경은 상기 유압습식클러치(60,80)을 제어함으로써 수행될 수 있고, 상기 유압습식클러치(60,80)의 제어는 실질적으로 오일통로(40,50)로의 오일의 공급 여부에 의하여 결정된다.
먼저 4륜 구동 모드에 대하여 살펴보기로 한다. 4륜구동으로의 전환을 위해서는 4륜구동 오일통로(50)로 오일을 공급하는 것에 의하여 수행된다. 4륜구동 오일통로(50)에 오일이 공급되면, 클러치하우징(80)과 4륜구동 클러치피스톤(86) 사이로 주입되고, 그 유압에 의하여 4륜구동 클러치피스톤(86)이 도면 상 우측으로 이동하게 된다. 이때 유압의 힘은 스프링(88)의 탄성력 보다 충분히 크기 때문에, 상기 4륜구동 클러치피스톤(86)이 우측으로 이동함은 당연하다.
상기 4륜구동 클러치피스톤(86)의 이동에 의하여 4륜구동 유압습식클러치(80)는 동력을 접속시키게 된다. 즉 압력판(84)과 디스크플레이트(82)가 밀착됨으로써 동력의 전달이 가능하게 되고, 이에 따라서 구동축(10)에 의하여 회전하는 메인기어(52)가 클러치하우징(70)을 회전시키게 된다. 상기 클러치하우징(70)이 회전하게 되면, 그 내측에 조립되어 있는 전차축 연결축(30)도 같이 회전하게 된다. 상기 전차축 연결축(30)이 회전한다는 것은, 도시되지 않은 동력 전달 계통을 통하여 전륜이 회전한다는 것을 의미하는 것이어서, 상술한 바와 같이 후륜에 동력이 전달됨과 같이 전륜에도 동력이 전달되는 것이다.
이와 같은 4륜구동 상태는 트랙터가 농경지에서 작업을 할 때 필요한 구동모드라고 할 수 있다. 그리고 농경지에서 작업을 할 때, 주행방향을 변경해야 할 필요가 있다. 그리고 이와 같이 회전을 하는 경우에는, 상술한 바와 같이 전륜증속이 필요하게 된다.
트랙터에서 전륜증속을 위해서는 전륜증속 오일통로(40)에 오일이 공급되어야 한다. 전륜증속 오일통로(40)에 오일이 공급되면, 클러치하우징(70)과 전륜증속 클러치피스톤(66) 사이로 공급된다. 그리고 이러한 오일의 유압은 전륜증속 클러치피스톤(66)을 도면상 좌측으로 밀어내게 된다. 이때 오일에 의한 유압의 힘은 스프링(68)을 충분히 이길 수 있는 것임은 당연하다.
상기 전륜증속 클러치피스톤(66)이 좌측으로 이동하면, 전륜증속 유압습식클러치(60)가 동력의 전달이 가능하게 된다. 그리고 이러한 상태는, 구동축(10)에서 메인기어(52), 피동기어(92), 증속축(90), 증속기어(92) 그리고 전륜증속 기어허브(42)까지 전달된 동력이, 전륜증속 유압습식클러치(60)를 통하여 클러치하우징(70)으로 전달된다.
그리고 클러치하우징(70)은 전차축 연결축(30)과 연결되어 있기 때문에, 상술한 바와 같이 전달된 동력에 의하여 전차축 연결축(30)이 회전하게 된다. 이때 증속기어(94)는 피동기어(92)에 비하여 지름이 크고 잇수가 많기 대문에 증속기어(94)를 통하여 전달되는 동력은 회전수가 높아지게 되어 실질적으로 전차축 연결축(30)의 회전속도는 빨라지게 된다. 따라서 전륜증속 모드에서는 전륜의 회전속도가 빨라져서 요구되는 바와 같이 회전반경이 작으면서 후륜과 조화를 이루는 회전이 가능하게 되는 것이다.
그리고 트랙터의 엔진이 정지되면 상기 유압통로(40,50)으로의 오일의 공급이 정지된다. 이렇게 되면 스프링(68,88)의 탄성복원력이 작용하여 전륜증속 클러치피스톤(66) 및 4륜구동 클러치피스톤(86)을 원래의 위치로 복귀시키게 된다. 따라서 트랙터는 4륜구동 모드에서 해제될 것이다.
여기서 트랙터의 주차를 위해서는 브레이크를 동작시켜야 하는데, 상술한 바와 같이 일반적인 트랙터는 후륜에만 제동장치가 설치되어 있다. 따라서 예를 들어 경사면 등에 트랙터를 주차하면 제동력이 충분하지 않기 때문에 트랙터가 경사를 따라서 밀릴 우려가 있다. 만일 주차시에도 4륜 구동모드를 그대로 유지할 수 있으면 제동력도 충분히 상승할 수 있음은 당연하다고 할 수 있다. 그리고 주차시 제동력을 높이기 위하여 4륜 모두에 제동장치를 설치하는 것은 구조가 복잡해지고 이에 따른 조립의 난이도 상승 및 생산 코스트가 상승하는 제반 문제점이 뒤따르게 된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 주차시 충분한 제동력을 제공할 수 있는 트랙터의 구동장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 4륜 구동으로의 전환시 원활하고 정숙한 구동 모드의 변경을 유지할 수 있는 트랙터의 구동장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 해결하기 위한 본 발명에 의한 트랙터 구동장치는, 트랙터 엔진의 출력에 의하여 회전하는 주행계 구동축과; 4륜구동 오일통로 및 전륜증속 오일통로를 구비하는 위한 전차축 연결축; 상기 전차축 연결축과 일체화된 클러치하우징; 상기 구동축에 연결된 메인기어; 상기 클러치하우징의 내측에서, 전차축 연결축에 회동 가능하게 지지되는 전륜증속 기어허브; 상기 클러치하우징과 메인기어 사이에 설치되어 동력을 단속하는 4륜구동 유압습식클러치와, 상기 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이에 설치되어 동력을 단속하는 전륜증속 유압습식클러치; 클러치하우징과 메인기어 사이의 동력을 단속하기 위한 4륜구동 클러치피스톤과, 상기 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이의 동력을 단속하기 위한 전륜증속 클러치피스톤; 상기 메인기어의 회전을 상기 전륜증속 기어허브에 증가된 속도 전달하는 증속전달수단; 그리고 상기 4륜구동 유압습식클러치가 클러치하우징과 메인기어 사이에 동력을 전달할 수 있도록 4륜구동 클러치피스톤을 가압하는 제1스프링과, 상기 전륜증속 유압습식클러치가 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이에 동력을 차단할 수 있도록, 전륜증속 클러치피스톤을 가압하는 제2스프링을 포함하여 구성된다. 그리고 4륜구동 오일통로를 통하여 오일이 공급되면, 그 유압에 의하여 4륜구동 유압습식클러치는 클러치하우징과 메인기어 사이의 동력이 차단되고; 전륜증속 오일통로를 통하여 오일이 공급되면 그 유압에 의하여 전륜증속 기어허브에서 클러치하우징으로 상기 증속전달수단에 의하여 증속된 동력이 전달된다.
그리고 증속전달수단에 대한 실시예에 의하면, 메인기어에 치합되는 피동기어와, 상기 피동기어가 중심에 연결된 증속축, 그리고 상기 증속축에 연결되고 피동기어 보다 잇수가 많은 증속기어로 구성되어, 상기 증속기어가 전륜증속 기어허브와 치합하도록 구성되고 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1스프링은 4륜구동 클러치피스톤에 형성된 장착홈 내에 삽입되어, 클러치하우징에 대하여 4륜구동 클러치피스톤에 탄성력을 인가하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 전차축 연결축의 중간부분에는 방사상으로 연장된 플랜지부가, 클러치하우징에서 내측으로 연장된 격벽과 용접되어 일체화되도록 구성되고 있다.
그리고 상기 주행계 구동축과 전차축 연결축은 동축상으로 배열되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명의 구성에 의하면, 트랙터를 주차하기 위하여 엔진을 정지시켜서 유압의 공급이 차단된 경우에도 스프링의 탄성 복원력에 의하여 4륜구동 모드를 그대로 유지할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 주차시 제동력을 보다 향상시키는 것에 의하여 안전한 주차를 가능하게 하는 장점이 있음을 알 수 있다.
그리고 상술한 본 발명의 구성에 의하면, 최대한 간단한 구조를 통하여 주차시 4륜구동모드의 유지가 가능하게 됨을 알 수 있다. 따라서 요구되는 주차시의 제동 성능을 향상시키면서도 추가적인 구조 및 부품을 최소화시킴으로써, 경제적인 측면에서도 유리한 장점을 기대할 수 있을 것이다.
또한 본 발명에서는 다른 클러치 장치를 이용하지 않고, 유압습식클러치를 이용하여 주차시 4륜구동 모드를 유지하기 때문에, 유압습식클러치에 의한 원활하고 정숙한 구동 모드의 변경이 가능하게 되는 장점도 기대할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 트랙터 구동장치의 단면을 보인 단면 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 트랙터 구동장치의 단면을 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 트랙터 구동장치의 단면을 보인 예시도.
다음에는 도면에 도시된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 살펴보고자 한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 엔진에서 발생한 출력이 변속장치를 통하여 전달되는 주행계 구동축(110)과 전차축 연결축(130)이 동축상으로 배열되어 있다. 그리고 상기 구동축(110)으로 전달되는 동력은 그 이전에 트랙터의 후륜으로 동력을 전달할 수 있는 상태이다.
상기 전차축 연결축(130)과 구동축(110)은 연결되는 것은 아니고, 후술하는 바와 같은 동력전달계통을 통하여, 상기 구동축(110)에서 전차축 연결축(130)으로 전달되어 4륜구동 또는 전륜증속의 어느 하나를 선택할 수 있음은 상술한 바와 같다. 그리고 전차축 연결축(130)의 내부에는 두 개의 유압경로, 즉 전륜 증속 오일통로(150)와, 4륜구동 오일통로(140)가 형성되어 있다.
그리고 상기 연결축(130)의 외측면에는 클러치하우징(170)이 결합되어 있다. 본 발명에 의하면 상기 연결축(130)과 클러치하우징(170)은 용접에 의하여 일체화되어 있다. 즉, 도 2에서 도면부호 WP로 표시된 부분이 상기 클러치하우징(170)과 연결축(130)의 용접 부분이다. 이를 위하여 상기 연결축(130)의 중앙부분에는 방사상으로 플랜지부(132)를 형성하고, 클러치하우징(170)의 중심 내측에 형성된 격벽(173)의 단부와 용접하게 된다. 이와 같이 클러치하우징(170)과 연결축(130)을 일체화하는 것에 의하여, 조립 공정에서의 조립 공차를 최소화할 수 있는 등의 잇점을 기대할 수 있을 것이다.
상기 클러치하우징(170)의 양측에는 한 쌍의 유압습식클러치(160,180)가 형성된다. 한 쌍의 유압습식클러치(160,180)는 상기 클러치하우징(170)의 중앙부분 내측에 연장 성형된 격벽(173)을 중심으로 양측에 설치된다. 상기 전륜증속 유압습식클러치(160)는 전륜 증속이 필요한 경우 동력을 연결하는 것으로, 클러치하우징(170)의 내부 일측[도면상 격벽(173)의 좌측]에 설치되는 전륜 증속 클러치피스톤(166)과, 클러치하우징(170) 측으로 연결되는 압력판(164), 그리고 전륜증속 기어허브(142) 측으로 연결디는 디스크플레이트(162)를 포함하고 있다.
상기 4륜구동 유압습식클러치(180)는 클러치하우징(170)의 내부 타측[도면상 격벽(173)의 우측]에 설치되는 4륜구동 클러치피스톤(186)과, 클러치하우징(170) 측으로 연결되는 압력판(184)과 메인기어(152) 측으로 연결디는 디스크플레이트(182)를 포함하고 있다. 상기 디스크플레이트(162,182)는 양측면에 라이닝을 구비하고 있어서, 압력판(164,184)과 접촉하게 되면 동력을 전달할 수 있게 된다.
그리고 상기 전륜증속 유압습식클러치(160)의 내측에 해당하는 위치에는, 전륜증속 기어허브(142)가 전차축 연결축(130)을 중심으로 베어링을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 4륜구동 유압습식 클러치(180)의 내측에 해당하는 위치에는 메인기어(152)가 구동축(110)에 연결되어 있다.
상기 전륜증속 클러치피스톤(166)과 전차축 연결축(130) 사이에는 전차축 연결축(130)을 중심으로 스프링(168)이 개재되어 있다. 즉, 상기 전차륜 연결축(130)의 일측에 설치되어 있는 스토퍼(133)와 클러치피스톤(166) 사이에는 상기 클러치피스톤(166)에 힘을 가하기 위한 스프링(168)이 설치되어 있다. 이러한 스프링(168)은 전륜증속 클러치피스톤(166)을 도면상 우측으로 미는 힘을 작용시키는데, 이러한 스프링(168)의 힘의 방향은 실질적으로 전륜증속 유압습식클러치(160)를 이격시켜서 클러치하우징(170)과 전륜증속 기어허브(142)의 동력을 차단하는 방향이다.
그리고 4륜구동 클러치피스톤(186)과 연결축(130) 사이에도 스프링(188)이 개재되어 있다. 즉 상기 연결축(130)의 플랜지부(132)와 클러치피스톤(186) 사이에, 클러치피스톤(186)을 가압하기 위한 스프링(188)이 개재되어 있다. 상기 스프링(188)은 4륜구동 클러치피스톤(186)을 도면상 우측으로 미는 힘을 발생시킨다. 이러한 스프링(188)의 힘의 방향은 4륜구동 유압습식클러치(180)를 연결하는 방향, 즉 클러치하우징(170)과 메인기어(152)가 서로 연결되는 방향이다. 따라서 유압의 힘이 아닌 상기 스프링(188)의 탄성력에 의하여, 4륜구동 유압습식클러치(180)는 동력을 전달할 수 있게 되어, 클러치하우징(170)과 4륜구동 허브기어(152)는 동력 전달이 가능한 상태로 된다.
도시한 실시예에 있어서, 상기 스프링(188)은 4륜구동 클러치피스톤(186)의 우측면에 형성된 장착홈(187) 속에 안착된 상태에서 우측단부가 연결축(130)의 플랜지부(132)와 접하고 있다. 그러나 이러한 구성에 한정되는 것은 아니고, 상기 스프링(188)은 4륜구동 클러치피스톤(186)을 밀어서 4륜구동 유압습식클러치(180)이 동력전달 가능한 방향으로 가압하는 것으로 충분하다.
그리고 전륜증속 오일통로(140)는 상기 클러치하우징(170)과 전륜증속 클러치피스톤(166) 사이로 오일을 공급하여 유압을 발생시키고, 4륜구동 오일통로(140)는 4륜구동 클러치피스톤(186)을 좌측으로 미는 힘을 발생시킨다.
따라서 상기 전륜증속 오일통로(140)로 오일이 공급되면, 클러치하우징(170)과 전륜증속 클러치피스톤(166) 사이에 오일이 공급되면서 그 유압에 의하여 전륜증속 클러치피스톤(166)이 도면 상 좌측으로 밀리게 된다. 이렇게 되면, 압력판(164)과 디스크플레이트(162)가 밀착되어 연동하게 되어 실질적으로 동력이 전달될 수 있는 상태, 즉 전륜증속 기어허브(142)와, 클러치하우징(170) 사이에 동력이 전달될 수 있는 상태이다.
그리고 상기 4륜구동 오일통로(150)로 오일이 공급되면, 4륜구동 클러치피스톤(186)을 좌측으로 가압하는 힘이 발생한다. 즉 상기 4륜구동 오일통로(150)의 출구는 상기 4륜구동 클러치피스톤(186)의 오른쪽에 위치하고 있기 때문에 공급되는 오일의 유압에 의하여 4륜구동 클러치피스톤(186)이 도면 상 좌측으로 밀리게 된다. 이렇게 되면, 압력판(184)과 디스크플레이트(182)가 멀어지게 되어 실질적으로 동력이 전달될 수 없는 상태, 즉 4륜증속 기어허브(152)와 클러치하우징(170) 사이에 동력이 전달될 수 없는 상태가 되는 것이다.
즉, 본 발명에 의하면 클러치하우징(170)의 내부에서 4륜구동 클러치피스톤(186)를 오일의 공급에 의하여 도면 상 좌측으로 밀릴 수 있도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 따라서 이러한 힘의 작용관계를 고려하여, 예를 들면 실링부재(189)를 이용하여 상기 클러치하우징(170)의 내부에서 4륜구동 클러치피스톤(186)의 외측부분에 대한 오일의 실링이 이루어져야 할 것임은 당연하다. 또는 상기 4륜구동 클러치피스톤(186)의 주변에는 충분한 실링이 이루어져서, 오일통로(140)를 통하여 유입되는 오일의 압력에 의하여 4륜구동 클러치피스톤(186)이 4륜구동 유압습식클러치(180)를 동력이 차단되는 상태로 이동할 수 있도록 구성되어야 할 것임은 당연하다고 할 수 있다.
그리고 상기 4륜구동기어허브(152)는, 그 외주연에 형성된 기어부(152a)를 통하여 피동기어(192)와 치합되어 있다. 상기 피동기어(192)는 증속축(190)의 일단과 결합되어 있어서 증속축(190)를 회전시킨다. 상기 증속축(190)의 회전에 의하여 그 타단에 고정되어 있는 증속기어(194)가 회전하게 된다. 증속축(190)은 그 외주연의 기어부(194a)를 통하여 전륜구동 허브기어(142)의 기어부(142a)와 맞물려 있어서 실질적으로 전륜구동 허브기어(142)를 회전시킬 수 있게 된다. 여기서 상기 증속기어(194)는 피동기어(192)에 비하여 큰 지름 및 많은 수의 기어치를 가지고 있다. 상기 증속기어(194), 증속축(190), 그리고 피동기어(192) 등은 커버(199)에 의하여 덮혀 있다.
다음에는 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 트랙터 구동장치의 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저 후륜만을 이용한 트랙터의 주행에 대하여 설명한다. 후륜만을 이용한 주행을 위해서는 4륜구동이 차단되어야 하고, 이를 위하여 4륜구동 오일통로(140)로 오일이 공급되어야 한다. 상기 오일통로(140)로 오일이 공급되면, 그 압력에 의하여 4륜구동 클러치피스톤(186)이 도면상 좌측으로 이동하게 되는데, 실질적으로 4륜구동 유압습식클러치(180)이 동력의 전달이 끊어지게 되는 방향이다. 즉, 클러치하우징(170)과 4륜구동 허브기어(152) 사이에는 동력의 전달이 발생하지 않는 상태이다.
그리고 이러한 상태에서는 구동축(110)으로 동력은 전달되고 있으며, 상술한 바와 같이 트랙터의 후륜은 회전 동력을 전달받고 있는 상태이다. 이러한 상태에서, 상기 구동축(110)의 회전은 4륜구동기어허브(152)를 회전시키게 되고, 이어서 피동기어(192)를 회전시키게 된다. 피동기어(192)의 회전은 증속축(190)을 거쳐 증속기어(194)를 회전시키게 된다. 상기 증속기어(94)의 회전은 전륜증속 허브기어(142)를 회전시키게 된다. 그러나 상기 전륜증속 오일통로(150)에도 오일이 공급되지 않기 때문에, 스프링(168)의 탄성력에 의하여 전륜증속 클러치피스톤(166)도 동력의 전달이 끊긴 상태이다. 따라서 트랙터는 후륜만으로 주행하게 된다.
다음에는 4륜 구동 모드에 대하여 살펴보기로 한다. 4륜구동으로의 전환을 위해서는 4륜구동 오일통로(150)로 오일의 공급이 중단되어야 한다. 즉, 4륜구동 오일통로(140)에 오일의 공급이 중단되면, 스프링(188)의 탄성 복원력이 작용하게 되어, 4륜구동 클러치피스톤(186)이 도면 상 우측으로 이동하게 된다. 이렇게 되면 상기 4륜구동 유압습식클러치(180)가 클러치하우징(170)과 4륜구동허브기어(152)를 연동시킬 수 있도록 동력을 전달하게 된다. 즉, 4륜구동 유압습식클러치(180)의 압력판(184)과 디스크플레이트(182)가 서로 밀착되면서 동력의 전달이 가능한 상태가 되고, 이러한 구동력은 상기 스프링(188)에 의하여 발생하는 것이다.
이에 따라서 구동축(110)에 의하여 회전하는 메인기어(152)가 클러치하우징(170)을 회전시키게 된다. 상기 클러치하우징(170)이 회전하게 되면, 그 내측에 일체화되어 있는 전차축 연결축(130)도 같이 회전하게 된다. 상기 전차축 연결축(130)이 회전한다는 것은, 도시되지 않은 동력 전달 계통을 통하여 전륜이 회전한다는 것을 의미하는 것이어서, 상술한 바와 같이 후륜에 동력이 전달됨과 같이 전륜에도 동력이 전달되는 것이다.
다음에는 전륜증속 모드에 대하여 살펴보기로 한다. 트랙터에서 전륜증속을 위해서는 전륜증속 오일통로(150)에 오일이 공급되어야 한다. 그리고 이와 동시에 4륜구동을 위한 동력의 전달이 차단되어야 하기 때문에, 상기 4륜구동 오일통로(140)에도 오일이 공급되어야 한다.
전륜증속 오일통로(150)에 오일이 공급되면, 클러치하우징(170)과 전륜증속 클러치피스톤(166) 사이로 공급된다. 그리고 이러한 오일의 유압은 전륜증속 클러치피스톤(166)을 도면상 좌측으로 밀어내게 된다. 이때 오일에 의한 유압의 힘은 스프링(168)을 충분히 이길 수 있는 것임은 당연하다.
상기 전륜증속 클러치피스톤(166)이 좌측으로 이동하면, 전륜증속 유압습식클러치(160)가 동력의 전달이 가능하게 된다. 즉, 전륜증속 유압습식클러치(160)의 압력판(164)과 디스크플레이트(162)가 서로 밀착되면서 동력의 전달이 가능한 상태로 되는 것이다. 그리고 이러한 상태는, 구동축(110)에서의 회전력은 메인기어(152), 피동기어(192), 증속축(190), 증속기어(194) 까지 전달된다. 그리고 증속기어(194)의 회전은 기어부(194a 및 142a)를 통하여 전륜증속 유압습식클러치(160)의 전륜증속 기어허브(142)로 전달된다.
여기서 상기 전륜증속 기어허브(142)는 전륜증속 유압습식클러치(160)을 통하여 클러치하우징(170)과 연동한다. 그리고 클러치하우징(170)은 전차축 연결축(130)과 일체화되어 있기 때문에, 상술한 바와 같이 전달된 동력에 의하여 전차축 연결축(130)이 회전하게 된다. 이때 증속기어(194)는 피동기어(192)에 비하여 지름이 크고 잇수가 많기 대문에 증속기어(194)를 통하여 전달되는 동력은 회전수가 높아지게 되어 실질적으로 전차축 연결축(130)의 회전속도는 빨라지게 된다. 따라서 전륜증속 모드에서는 전륜의 회전속도가 빨라져서 요구되는 바와 같이 회전반경이 작으면서 후륜과 조화를 이루는 회전이 가능하게 되는 것이다.
다음에는 엔진이 정지되고 트랙터의 주차 상태에 대하여 살펴보기로 한다. 트랙터의 엔진이 정지되면 상기 유압통로(140,150)으로의 오일의 공급이 정지된다. 이렇게 되면 스프링(168)은 그 탄성복원력으로 인하여 전륜증속 클러치피스톤(166)을 도면상 우측으로 밀게 딘다. 따라서 압력판(164)과 디스크플레이트(162) 사이가 벌어져서 전륜증속 유압습식클러치는 동력의 전달이 불가능한 상태로 된다.
그리고 4륜구동 유압통로(140)로의 오일의 공급이 중단되면, 스프링(188)의 탄성복원력이 작용하여 4륜구동 클러치피스톤(186)을 도면상 우측으로 이동시키게 된다. 4륜구동 클러치피스톤(186)의 우측 이동은 실질적으로 압력판(184)와 디스크플레이트(182)를 서로 밀착시켜서 4륜구동 유압습식클러치(180)이 동력의 전달이 가능한 상태로 하게 된다. 따라서 비록 엔진은 정지되었고 유압의 공급은 끊어졌지만, 스프링(188)의 탄성복원력에 의하여 4륜구동 모드로 된다. 따라서 주차된 상태에서 제동장치가 후륜을 정지시키고 있으나 4륜구동 모드이기 때문에, 제동력은 충분히 확보될 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 스프링과 오일공급통로를 통하여 엔진이 정지한 상태에서도 4륜구동 모드가 구현될 수 있어서, 충분한 제동력을 발휘할 수 있도록 구성하는 것을 기본적 요지로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
110 .... 구동축
130 ..... 전차축 연결축
140 ..... 4륜구동 오일통로
142 ..... 전륜증속 기어허브
150 ..... 전륜증속 오일통로
152 ..... 메인기어
160 ..... 전륜증속 유압십식클러치
166 ..... 전륜증속 클러치피스톤
168, 188 ..... 스프링
170 ..... 클러치하우징
180 ..... 4륜구동 유압습식클러치
186 ..... 4륜구동 클러치피스톤
190 ..... 증속축
192 ..... 피동기어
194 ..... 증속기어
130 ..... 전차축 연결축
140 ..... 4륜구동 오일통로
142 ..... 전륜증속 기어허브
150 ..... 전륜증속 오일통로
152 ..... 메인기어
160 ..... 전륜증속 유압십식클러치
166 ..... 전륜증속 클러치피스톤
168, 188 ..... 스프링
170 ..... 클러치하우징
180 ..... 4륜구동 유압습식클러치
186 ..... 4륜구동 클러치피스톤
190 ..... 증속축
192 ..... 피동기어
194 ..... 증속기어
Claims (5)
- 트랙터 엔진의 출력에 의하여 회전하는 주행계 구동축과;
4륜구동 오일통로 및 전륜증속 오일통로를 구비하는 전차축 연결축;
상기 전차축 연결축과 일체화된 클러치하우징;
상기 구동축에 연결된 메인기어;
상기 클러치하우징의 내측에서, 전차축 연결축에 회동 가능하게 지지되는 전륜증속 기어허브;
상기 클러치하우징과 메인기어 사이에 설치되어 동력을 단속하는 4륜구동 유압습식클러치와, 상기 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이에 설치되어 동력을 단속하는 전륜증속 유압습식클러치;
클러치하우징과 메인기어 사이의 동력을 단속하기 위한 4륜구동 클러치피스톤과, 상기 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이의 동력을 단속하기 위한 전륜증속 클러치피스톤;
상기 메인기어의 회전을 상기 전륜증속 기어허브에 증가된 속도로 전달하는 증속전달수단; 그리고
상기 4륜구동 유압습식클러치가 클러치하우징과 메인기어 사이에 동력을 전달할 수 있도록 4륜구동 클러치피스톤을 가압하는 제1스프링과, 상기 전륜증속 유압습식클러치가 클러치하우징과 전륜증속 기어허브 사이에 동력을 차단할 수 있도록, 전륜증속 클러치피스톤을 가압하는 제2스프링을 포함하여 구성되어;
4륜구동 오일통로를 통하여 오일이 공급되면, 그 유압에 의하여 4륜구동 유압습식클러치는 클러치하우징과 메인기어 사이의 동력이 차단되고; 전륜증속 오일통로를 통하여 오일이 공급되면 그 유압에 의하여 전륜증속 기어허브에서 클러치하우징으로 상기 증속전달수단에 의하여 증속된 동력이 전달되는 것을 특징으로 하는 트랙터 구동장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 증속전달수단은,
메인기어에 치합되는 피동기어와, 상기 피동기어가 중심에 연결된 증속축, 그리고 상기 증속축에 연결되고 피동기어 보다 잇수가 많은 증속기어로 구성되어, 상기 증속기어가 전륜증속 기어허브와 치합되는 트랙터 구동장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1스프링은 4륜구동 클러치피스톤에 형성된 장착홈 내에 삽입되어, 클러치하우징에 대하여 4륜구동 클러치피스톤에 탄성력을 인가하는 트랙터 구동장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전차축 연결축의 중간부분에는 방사상으로 연장된 플랜지부가, 클러치하우징에서 내측으로 연장된 격벽과 용접되어 일체화되는 트랙터 구동장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 주행계 구동축과 전차축 연결축은 동축상으로 배열되는 트랙터 구동장치.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2012
- 2012-12-12 KR KR1020120144533A patent/KR101408865B1/ko active IP Right Grant
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