KR20220142847A

KR20220142847A - 농업용 작업차량의 변속장치

Info

Publication number: KR20220142847A
Application number: KR1020210049395A
Authority: KR
Inventors: 이영규
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-10-24

Abstract

본 발명은 농업용 작업차량의 변속장치에 관한 것으로, 하우징 내부에 배치되고 농업용 작업차량의 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 입력축, 입력축 상에 배치된 제1선기어, 제1선기어의 반경방향 외측에 배치되고 제1선기어와 맞물림된 유성기어, 유성기어의 회전축이 되는 캐리어, 일 측이 유성기어의 캐리어와 결합되고 타 측이 입력축과 결합되고 입력축과 캐리어를 선택적으로 연결하는 제1클러치, 일 측이 유성기어의 캐리어와 결합되고 타 측이 하우징과 결합되고 하우징과 캐리어를 선택적으로 연결하는 제2클러치를 포함하여, 간단한 부품으로 고속 또는 저속으로 용이하게 변속할 수 있고, 변속장치의 크기를 감소시킬 수 있는 농업용 작업차량의 변속장치에 관한 것이다.

Description

농업용 작업차량의 변속장치 {Transmission for the agricultural vehicle}

본 발명은 농업용 작업차량의 변속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속변속 및 저속변속을 선택적으로 할 수 있는 농업용 차량의 변속장치에 관한 것이다.

농업용 작업차량은 땅을 이용하여 인간 생활에 필요한 작물을 재배하는데 이용되는 것이다. 예를 들어, 콤바인(Combine), 트랙터(Tractor), 이앙기 등이 농업용 작업차량에 해당한다. 콤바인은 벼, 보리, 밀, 콩 등의 작물을 예취하여 탈곡하는 작업을 수행하는 것이다. 트랙터는 견인력을 이용하여 작물을 재배하는데 필요한 작업을 수행하는 것이다. 이앙기는 못자리나 육묘 상자에서 기른 모를 논으로 옮겨 심는 작업을 수행하는 것이다.

이러한 농업용 작업차량은 작업 과정에서 필요에 따라 토크, 속도 등을 조절하기 위해 변속장치를 포함한다. 특히, 변속장치는 상대적으로 고속인 고속변속 또는 상대적으로 저속인 저속변속을 수행하여, 농업용 작업차량이 다양한 작업을 수행하게 할 수 있다.

도 2은 종래 기술에 따른 농업용 작업차량의 변속장치에 대한 개략적인 동력전달도이다.

도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 농업용 작업차량의 변속장치는 입력축(110), 변속부, 및 전달축(140)을 포함한다. 변속부는 입력축(110)과 전달축(140)을 연결하고, 입력축(110)의 구동력을 변속하여 전달축(140)에 전달하는 구성요소이다.

고속변속의 경우, 제1클러치(120)가 입력축(110)과 제1변속기어(121)를 연결한다. 입력축(110)으로부터 입력된 구동력은 제1변속기어(121)와 맞물린 전달축(140)의 제1출력기어(141)로 전달되며 상대적으로 고속으로 변속된다. 전달축(140)의 각속도는 제1변속기어(121)와 제1출력기어(141) 간의 제1기어비에 의하여 변속된다.

저속변속의 경우, 제2클러치(130)가 입력축(110)과 제2변속기어(131)를 연결한다. 입력축(110)으로부터 입력된 구동력은 제2변속기어(131)와 맞물린 전달축(140)의 제2출력기어(142)로 전달되며 상대적으로 저속으로 변속된다. 전달축(140)의 각속도는 제2변속기어(131)와 제2출력기어(142) 간의 제2기어비에 의하여 변속된다.

하지만, 종래기술은 입력축(110) 및 전달축(140)의 2개의 샤프트를 구비하는 바, 변속장치의 크기가 증대되므로, 농업용 작업차량의 내부공간을 효율적으로 활용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상술한 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여, 하나의 샤프트를 구비하여 변속장치의 크기를 감소시켜 내부공간을 효율적으로 활용할 수 있는 농업용 작업차량의 변속장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업차량의 변속장치는, 농업용 작업차량에 설치된 하우징, 하우징 내부에 배치되고 농업용 작업차량의 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 입력축, 입력축에 결합된 제1선기어, 제1선기어의 반경방향 외측에 배치되고, 제1선기어에 맞물림되는 유성기어, 유성기어의 회전축이 되는 캐리어, 일 측이 캐리어와 결합되고 타 측이 입력축과 결합되고 입력축과 캐리어를 선택적으로 연결하는 제1클러치, 일 측이 캐리어와 결합되고 타 측이 하우징과 결합되고 하우징과 캐리어를 선택적으로 연결하는 제2클러치를 포함한다.

농업용 작업차량의 변속장치는 입력축과 동심 상에 배치되고, 유성기어로부터 출력되는 구동력을 전달하는 전달축, 및 전달축에 결합되고 유성기어와 맞물림된 제2선기어를 포함할 수 있다.

농업용 작업차량의 변속장치는 서로 다른 출력 속도의 제1운전모드 및 제2운전모드로 작동되고, 제1운전모드에서는 제1클러치에 의해 입력축과 캐리어가 연결되고, 제2운전모드에서는 제2클러치에 의해 하우징과 캐리어가 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치는 농업용 작업차량에 설치된 하우징, 하우징 내부에 배치되고 농업용 작업차량의 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 입력축, 입력축과 결합되어 일체로 회전하는 제1클러치, 하우징과 결합되어 고정된 제2클러치, 입력축으로부터 구동력을 전달받고 제1클러치(551) 또는 제2클러치(552)에 선택적으로 연결되는 유성기어어셈블리, 유성기어어셈블리에 연결되고 유성기어어셈블리로부터 출력되는 구동력에 의해 회전하는 전달축을 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 농업용 작업차량의 변속장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 본 발명에 따르면 구동력을 전달하는 축은 입력축과 동심 상에 배치되는 전달축 또는 입력축을 감싸는 전달축으로써 실질적으로 하나의 축을 형성하는 바, 변속장치의 크기가 비약적으로 감소될 수 있어, 농업용 작업차량의 내부공간을 효율적으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 슬라이딩하며 운전모드를 변경하는 슬리브가 없이 클러치를 이용하여 운전모드를 변경하는 바, 슬리브를 이동하기 위한 별도의 액추에이터가 필요하지 않으며, 슬리브의 이동과정에서 기어의 마모나 마찰열이 발생할 염려가 없다는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 간략한 구조도,
도 2는 종래기술에 따른 농업용 작업차량의 변속장치의 간략한 동력전달도,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업차량의 변속장치의 동력전달도,
도 6은 제1운전모드에서 구동력이 전달되는 과정을 도시한 도,
도 7은 도 6에서 유성기어어셈블리를 전방에서 바라본 정면도,
도 8은 제2운전모드에서 구동력이 전달되는 과정을 도시한 도,
도 9는 도 8에서 유성기어어셈블리를 전방에서 바라본 정면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 작업차량의 변속장치의 동력전달도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 농업용 작업차량의 변속장치(5)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 농업용 작업차량은 트랙터, 콤바인, 이앙기 등과 같은 농업용 작업차량(1)일 수 있다.

도 1을 참조하면, 농업용 작업차량(1)은 차륜(2,3)을 포함한다. 차륜(2,3)은 농업용 작업차량(1)을 이동시키는 구성요소이다.

차륜(2,3)은 전륜(2)과 후륜(3)으로 구분될 수 있다.

도 1을 참조하면, 농업용 작업차량(1)은 엔진(4)을 포함한다. 엔진(4)은 농업용 작업차량(1)에 구동력을 제공한다.

엔진(4)은 차륜(2,3)과 기계적으로 연결됨으로써, 엔진(4)의 구동시 농업용 작업차량(1)을 주행시킬 수 있다.

엔진(4)은 작업기(7)와 기계적으로 연결됨으로써, 작업기(7)를 작동시켜 여러가지 작업을 수행할 수 있다.

도 1을 참조하면, 농업용 작업차량(1)은 변속장치(5)를 포함한다. 농업용 작업차량의 변속장치(5)는 엔진(4)으로부터 전달받은 구동력을 변속하여 작업기(7) 또는 차륜(2,3)으로 전달한다.

도 1을 참조하면, 농업용 작업차량(1)은 작업기승강부(6)를 포함한다. 작업기승강부(6)는 엔진(4)의 구동력을 이용하여 작업기(7)를 승강시키는 구성요소이다.

작업기승강부(6)는 작동유가 순환하며, 유압에 의하여 작동한다.

도 1을 참조하면, 농업용 작업차량(1)은 작업기(7)를 포함한다. 작업기(7)는 농작업을 위한 기구를 의미한다. 작업기(7)는 농토지를 개간하기 위한 로터리(Rotary), 쟁기일 수 있다. 작업기(7)는 상술한 기구 외에도, 통상의 기술자가 용이하게 채택할 수 있는 범위에서 모든 기구를 포함할 수 있다.

도시되지는 않았지만, 농업용 작업차량(1)은 동력취출장치(PTO)를 포함한다. 동력취출장치는 엔진(4)에서 발생한 구동력을 작업기(7)로 전달하기 위한 구성요소이다. 작업기(7)에 구비된 구동력입력장치(미도시)를 동력취출장치와 연결하여, 엔진(4)에서 발생한 구동력을 이용하여 여러 작업을 할 수 있다.

도 3 내지 도 9을 참조하여 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)는 하우징(51), 입력축(52), 유성기어어셈블리(53), 및 클러치부(55)를 포함한다. 유성기어어셈블리(53)는 제1선기어(531), 유성기어(532), 및 캐리어(533)를 포함한다. 클러치부(55)는 제1클러치(551), 및 제2클러치(552)를 포함한다.

하우징(51)은 농업용 작업차량의 변속장치(5)의 외형을 형성하고, 내부에 구성요소들이 수납되기 위한 공간을 형성한다.

입력축(52)은 하우징(51) 내부에 배치되고, 엔진(4)으로부터 구동력을 전달받고, 변속장치(5) 내부에 구동력을 전달하는 구성요소이다. 입력축(52)은 엔진(4)과 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어, 엔진(4)으로부터 구동력을 전달받는다. 입력축(52)은 유성기어어셈블리(53)에 결합되어, 유성기어어셈블리(53)로 구동력을 전달한다. 보다 상세하게, 입력축(52)은 유성기어어셈블리(53) 중 제1선기어(531)에 결합되어 구동력을 전달한다. 입력축(52)는 클러치부(55)에 결합된다. 보다 상세하게. 입력축(52)은 클러치부(55) 중 제1클러치(551)에 결합된다.

유성기어어셈블리(53)는 입력축(52)으로부터 전달받은 구동력에 변속을 수행하는 구성요소이다. 유성기어어셈블리(53)는 입력축(52)에 연결되어 구동력을 전달받는다. 유성기어어셈블리(53)는 클러치부(55)에 선택적으로 연결되어 고속변속 또는 저속변속을 선택적으로 수행한다.

제1선기어(531)는 입력축(52)에 결합되고, 입력축(52)과 일체로 회전한다. 유성기어(532)는 제1선기어(531)의 반경방향 외측에 배치되고, 제1선기어(531)와 맞물림된다. 캐리어(533)는 유성기어(532)의 회전축이 된다. 캐리어(533)는 유성기어(532)의 중심을 관통한다.

클러치부(55)는 유성기어어셈블리(53)와 하우징(51) 또는 입력축(52)을 선택적으로 연결하는 구성요소이다. 클러치부(55) 중 제1클러치(551)는 유성기어어셈블리(53)와 입력축(52)을 선택적으로 연결한다. 보다 자세하게, 제1클러치(551)는 일 측이 유성기어어셈블리(53) 중 캐리어(533)와 결합되고, 타 측이 입력축(52)과 결합되고, 캐리어(533)와 입력축(52)을 선택적으로 연결한다. 클러치부(55) 중 제2클러치(552)는 유성기어어셈블리(53)와 하우징(51)을 선택적으로 연결한다. 보다 자세하게, 제2클러치(552)는 일 측이 유성기어어셈블리(53) 중 캐리어(533)와 결합되고, 타 측이 하우징(51)과 결합되고, 캐리어(533)와 하우징(51)을 선택적으로 연결한다.

클러치부(55)는 제1클러치(551) 및 제2클러치(552)를 이용하여 서로 다른 속도의 구동력으로 변속하는 제1운전모드 및 제2운전모드를 구현할 수 있다.

제1운전모드에서는, 제1클러치(551)가 작동하고 제2클러치(552)는 작동하지 않는다. 제1클러치(551)에 의해 입력축(52)과 캐리어(533)가 연결되어 입력축(52)과 캐리어(533)는 동일한 각속도로 회전하게 된다. 이 때, 입력축(52)에 결합된 제1선기어(531)도 동일한 각속도로 회전하게 된다. 이에 따라, 제1선기어(531)에 맞물리고 캐리어(533)를 회전축으로 하는 유성기어(532)는 동일한 각속도로 입력축(52)를 중심으로 공전하게 된다. 유성기어(532)는 캐리어(533)를 중심으로 자전하지는 않는다. 즉, 입력축(52), 제1클러치(551), 캐리어(533), 제1선기어(531), 유성기어(532)는 입력축(52)을 중심으로 일체로 회전하게 된다. 따라서, 유성기어(532)는 입력축(52)의 각속도(w1)와 동일한 각속도(w1)를 출력할 수 있게 된다.

제2운전모드에서는, 제2클러치(552)가 작동하고 제1클러치(551)는 작동하지 않는다. 제2클러치(552)에 의해 하우징(51)과 캐리어(533)가 연결되어 캐리어(533)는 회전하지 않고 하우징(51)과 함께 고정되게 된다. 이 때, 입력축(52)에 결합된 제1선기어(531)가 회전함에 따라, 제1선기어(531)에 맞물린 유성기어(532)는 고정된 캐리어(533)를 회전축하여 자전하게 된다. 유성기어(532)는 입력축(52)를 중심으로 공전하지는 않는다. 여기서, 유성기어(532)는 제1선기어(531)와의 기어비에 따라 제1선기어(531)와는 다른 각속도로 회전하게 된다. 따라서, 유성기어(532)는 입력축(52)의 각속도(w1)와 다른 각속도(w3)를 출력할 수 있게 된다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)는 전달축(54)을 포함한다.

전달축(54)은 유성기어어셈블리(53)로부터 출력되는 구동력으로 전달받은 구동력을 전달하는 구성요소이다. 전달축(54)은 유성기어어셈블리(53) 중 유성기어(532)로부터 출력되는 구동력을 전달한다. 전달축(54)는 입력축(52)과 동심 상에 배치될 수 있다. 전달축(54)의 일 측은 유성기어어셈블리(53)와 연결된다. 보다 상세하게, 전달축(54)의 일 측은 유성기어어셈블리(53) 중 유성기어(532)와 연결된다.

유성기어어셈블리(53)는 제2선기어(534)를 포함한다.

제2선기어(541)는 전달축(54)에 결합되고, 전달축(54)과 일체로 회전한다. 제2선기어(534)는 유성기어(532)와 맞물림되고, 유성기어(532)에서 출력되는 구동력에 의해 회전한다.

유성기어(532)에서 출력되는 구동력은, 유성기어(532)에 맞물림된 제2선기어(534)로 전달되고, 제2선기어(534)가 결합된 전달축(54)에 의해 출력될 수 있다.

제1운전모드에서 전달축(54)은 입력축(52)과 동일한 각속도로 회전할 수 있다. 제1운전모드에서는, 입력축(52), 제1클러치(551), 캐리어(533), 제1선기어(531), 유성기어(532)는 입력축(52)을 중심으로 일체로 회전하게 된다. 유성기어(532)는 자전하지는 않는다. 이 때, 유성기어(532)와 맞물림된 제2선기어(534), 및 제2선기어(534)에 결합된 전달축(54)도 동일한 각속도로 일체로 회전하게 된다. 따라서, 전달축(54)은 입력축(52)의 각속도(w1)와 동일한 각속도(w1)를 출력할 수 있게 된다.

제2운전모드에서 전달축(54)은 입력축(52)과 다른 각속도로 회전할 수 있다. 제2운전모드에서는, 입력축(52)에 결합된 제1선기어(531)가 회전함에 따라, 제1선기어(531)에 맞물린 유성기어(532)는 고정된 캐리어(533)를 회전축하여 자전하게 된다. 유성기어(532)는 공전하지는 않는다. 이 때, 제2선기어(534)는 맞물림된 유성기어(532)에 의해 회전하게 되고, 제2선기어(534)에 결합된 전달축(54)은 제2선기어(534)와 일체로 회전하게 된다. 이 경우, 유성기어(532)는 제1선기어(531)와의 기어비에 따라 제1선기어(531)와는 다른 각속도로 회전하게 되고, 제2선기어(534)는 유성기어(532)와의 기어비에 따라 또다른 각속도로 회전하게 된다. 따라서, 전달축(54)은 입력축(52)의 각속도(w1)와 다른 각속도(w2)를 출력할 수 있게 된다.

유성기어(532)는 제1유성기어(5321), 제2유성기어(5322), 및 연결기구(5323)를 포함한다.

제1유성기어(5321)는 캐리어(533)에 회전가능하게 결합되고, 제1선기어(531)의 반경방향 외측에 배치되고, 제1선기어(531)에 맞물림되어 제1선기어(531)로부터 구동력을 전달받는다. 제2유성기어(5322)는 캐리어(533)에 회전가능하게 결합되고, 제2선기어(534)의 반경방향 외측에 배치되고, 제2선기어(534)에 맞물림되어 제2선기어(534)로 구동력을 출력한다. 제1유성기어(5321)와 제2유성기어(5322)는 연결기구(5323)에 의해 연결된다. 연결기구(5323)는 캐리어(533)에 회전가능하게 결합되고, 제1유성기어(5321) 및 제2유성기어(5322) 각각에 결합된다.

제1유성기어(5321)와 제2유성기어(5322)는 서로 다른 직경으로 형성된다.

제1유성기어(5321)의 직경은 제2유성기어(5322)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1유성기어(5321)가 맞물리는 제1선기어(531)의 직경은 제2유성기어(5322)가 맞물리는 제2선기어(541)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1선기어(531)와 제1유성기어(5321)의 기어비 및 제2유성기어(5322)와 제2선기어(541)의 기어비가 상대적으로 작아질 수 있어, 제2운전모드에서 전달축(54)의 각속도(w2)는 입력축(52)의 각속도(w1)보다 작게 형성될 수 있다.

제1유성기어(5321)의 직경은 제2유성기어(5322)의 직경보다 작게 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1유성기어(5321)가 맞물리는 제1선기어(531)의 직경은 제2유성기어(5322)가 맞물리는 제2선기어(541)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1선기어(531)와 제1유성기어(5321)의 기어비 및 제2유성기어(5322)와 제2선기어(541)의 기어비가 상대적으로 커질 수 있어, 제2운전모드에서 전달축(54)의 각속도(w2)는 입력축(52)의 각속도(w1)보다 크게 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)는 전후진전환장치(56) 및 출력축(57)을 포함한다.

전후진전환장치(56)는 전달축(54)으로부터 전달받은 구동력에 전후진변속을 수행하는 구성요소이다. 전후진전환장치(56)는 전달축(54)에 연결되어 구동력을 전달받는다. 전후진전환장치(56)는 전달받은 구동력에 전후진변속을 수행한 후 출력축(57)으로 변속이 수행된 구동력을 출력한다.

출력축(57)은 변속이 완료된 구동력을 출력하는 구성요소이다. 출력축(57)은전후진전환장치(56)에 연결되어 변속이 수행된 구동력을 출력한다. 출력축(57)은 전달축(54)과 평행하게 배치될 수 있다.

전후진전환장치(56)는 전진클러치(561), 전진변속기어(5611), 전진출력기어(5612), 후진클러치(562), 후진변속기어(5621), 후진출력기어(5622), 및 아이들기어(5623, idle gera)를 포함한다.

농업용 작업차량(1)이 전진할 때에는 전진클러치(561), 전진변속기어(5611), 및 전진출력기어(5612)에 의해 전진변속이 수행된다. 전진변속기어(5611)는 전달축(54)에 회전가능하게 결합된다. 전진출력기어(5612)는 출력축(57)에 결합되어 일체로 회전한다. 전진변속기어(5611)는 전진출력기어(5612)와 맞물림되어 구동력을 전달한다. 전진클러치(561)는 일 측이 전달축(54)에 결합되고, 타 측이 전진변속기어(5611)와 결합된다. 전진클러치(561)는 전달축(54)과 전진변속기어(5611)를 선택적으로 결합하여 전달축(54)을 통해 전달된 구동력을 전진변속기어(5611)로 선택적으로 출력한다. 전진변속기어(5611)로 전달된 구동력이 전진출력기어(5612)로 전달되며 전진변속이 수행된다. 전진변속이 수행된 구동력은 전진출력기어(5612)와 결합된 출력축을 통해 출력된다.

농업용 작업차량(1)이 후진할 때에는 후진클러치(562), 후진변속기어(5621), 후진출력기어(5622), 및 아이들기어(5623)에 의해 후진변속이 수행된다. 후진변속기어(5621)는 전달축(54)에 회전가능하게 결합된다. 후진출력기어(5622)는 출력축(57)에 결합되어 일체로 회전한다. 후진변속기어(5621)는 아이들기어(5623)와 맞물림되고, 아이들기어(5623)는 후진출력기어(5622)와 맞물림되어 구동력을 전달한다. 후진클러치(562)는 일 측이 전달축(54)에 결합되고, 타 측이 후진변속기어(5621)와 결합된다. 후진클러치(562)는 전달축(54)과 후진변속기어(5621)를 선택적으로 결합하여 전달축(54)을 통해 전달된 구동력을 후진변속기어(561)로 선택적으로 출력한다. 후진변속기어(5621)로 전달된 구동력이 아이들기어(5623) 및 후진출력기어(5622)로 전달되며 후진변속이 수행된다. 후진변속이 수행된 구동력은 후진출력기어(5622)와 결합된 출력축을 통해 출력된다.

도 3를 참조하여, 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)는 다음과 같이 설명할 수도 있다.

농업용 작업차량의 변속장치(5)는 엔진으로부터 전달되는 구동력을 입력축(52)을 통해 전달받고, 입력축(52)와 결합되어 일체로 회전하는 제1클러치(551) 또는 하우징(51)과 결합되어 고정된 제2클러치(552)에 선택적으로 연결되는 유성기어어셈블리(53)를 포함한다. 또한, 유성기어어셈블리(53)에 연결되어 유성기어어셈블리(53)로부터 출력되는 구동력을 출력하는 전달축(54)을 포함한다.

이때, 유성기어어셈블리(53)가 제1클러치(551)에 연결되면, 유성기어어셈블리(53)가 입력축(52)과 같이 회전하고, 전달축(54)은 입력축(52)과 동일한 각속도로 회전한다. 보다 상세하게, 입력축(52), 제1클러치(551), 유성기어어셈블리(53), 및 전달축(54)은 일체로 회전한다.

이와 달리, 유성기어어셈블리(53)가 제2클러치(552)에 연결되면, 유성기어어셈블리(53)는 하우징(51)과 함께 고정되고, 전달축(54)은 입력축(52)과 다른 각속도로 회전한다. 보다 자세하게, 유성기어어셈블리(53)의 내부에 배치된 제1선기어(531), 유성기어(532), 및 제2선기어(534)가 상호 작동하며 입력축(52)의 각속도를 변속하여 전달축(54)으로 전달한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1운전모드에서 유성기어(532)는 유성기어(532)의 중심에 배치된 캐리어(533)를 중심으로 자전하지 않고, 입력축(52)을 중심으로 공전하여, 전달축(54)이 입력축(52)과 동일한 각속도로 회전한다.

제1운전모드에서는 제1클러치(551)가 작동하고 제2클러치(552)는 작동하지 않는다. 제1클러치(551)에 의하여 입력축(52)과 캐리어(533)는 연결되어 결합된다. 이에 따라, 입력축(52), 제1클러치(551), 제1선기어(531), 유성기어(532), 캐리어(533), 제2선기어(534), 및 전달축(54)은 모두 일체로 회전하게 된다. 도 7을 참조하면, 유성기어(532)는 제1선기어(531)와 일체로 입력축(52)을 중심으로 회전하고, 제2선기어(534)와 일체로 전달축(534)을 중심으로 회전하게 된다. 보다 상세하게는, 제1유성기어(5321)는 캐리어(533)를 중심으로 자전하지 않고 입력축(52)를 중심으로 공전만 하며, 제1선기어(531)와 일체로 회전하게 된다. 연결기구(5323)를 통해 제1유성기어(5311)와 제1유성기어(5322)는 일체로 자전없이 공전하게 된다. 제2유성기어(5322)는 캐리어를 중심으로 자전하지 않고 전달축(54)를 중심으로 공전만 하며, 제2선기어(534)와 일체로 회전하게 된다. 이 때, 입력축(52)와 전달축(54)는 동심 상에 배치된다. 따라서, 입력축(52)과 전달축(54)이 일체로 회전하는 바, 입력축(52)의 각속도의 크기가 w1이라면, 전달축(54)의 각속도의 크기는 입력축(52)의 각속도의 크기와 동일한 w1이 된다.

도 8 및 도 9을 참조하면, 제2운전모드에서 유성기어(532)는 캐리어(533)를 중심으로 자전하고, 입력축(52)을 중심으로 공전하지 않아, 전달축(54)은 입력축(52)과 다른 각속도로 회전한다. 보다 상세하게, 전달축(54)의 각속도는 제1선기어(531)와 제1유성기어(5321) 사이의 기어비, 및 제2유성기어(5322)와 제2선기어(534)의 기어비의 조합에 의해 결정된다.

제2운전모드에서는 제2클러치(552)가 작동하고 제1클러치(551)는 작동하지 않는다. 제2클러치(552)에 의하여 캐리어(533)는 하우징(51)과 연결되어 고정되고, 더 이상 입력축(52)을 중심으로 회전하지 않는다. 도 9을 참조하면, 제1유성기어(5321)는 제1선기어(531)와 맞물려 회전하고, 제1선기어(531)와 제1유성기어(5321) 사이의 기어비에 따라 각속도가 변속된다. 즉, 제1유성기어(5321)는 제1선기어(531)의 각속도와 다른 각속도로 자전하게 된다. 연결기구(5323)를 통해 제1유성기어(5321)와 제1유성기어(5322)는 일체로 공전없이 자전하게 된다. 제2유성기어(5322)는 제2선기어(534)와 맞물려 회전하고, 제2유성기어(5322)와 제2선기어(534)의 기어비에 따라 각속도가 변속된다. 즉, 제2선기어(534)는 제2유성기어(5322)의 각속도와 다른 각속도로 자전하게 된다. 따라서, 입력축(52)의 각속도의 크기가 w1이라면, 전달축(54)의 각속도의 크기는 입력축(52)의 각속도의 크기와 상이한 w2가 된다.

도 7 및 도 9에서는, 유성기어(532)가 2개 배치되도록 도시되어 있다. 하지만, 반드시 이에 한하지 않으며, 통상의 기술자가 용이하게 채택할 수 있는 범위에서, 1개 또는 3개 이상 배치될 수도 있다.

도 10을 참조하여 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)의 다른 실시예에 대해 설명한다.

도 10을 참조하면, 전달축(54)는 입력축(52)의 적어도 일부를 감싸는 중공(541)의 구조로 형성될 수 있다. 전달축(54)의 중공(541)에 입력축(52)이 삽입될 수 있다. 중공(541)을 통해 연장된 입력축(52)은 동력취출장치(미도시)를 통해 농업용 작업차량(1)에 부착되는 작업기(7, 도 1에 도시됨)로 구동력을 전달할 수 있다.

도 10의 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)의 다른 실시예에 있어서, 전달축(54)의 중공(541) 구조, 및 입력축(52)와 전달축(54)의 배치 관계를 제외한 모든 사항은 도 3 내지 도 9의 본 발명의 따른 농업용 작업차량의 변속장치(5)의 일 실시예와 동일하게 적용된다.

본 발명에 따르면, 제1클러치(551) 또는 제2클러치(552)를 선택적으로 작동시킴으로써, 출력축(57)의 각속도를 변속시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 슬리브 및 슬리브를 작동하기 위한 액추에이터가 필요가 없고, 제1클러치(551) 또는 제2클러치(552)를 작동하기 위한 전기신호 또는 유압신호만이 필요한 바, 구동의 신뢰성이 높으며, 기어의 마모나 마찰열의 발생을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 전달축(54)과 입력축(52)은 동심 상에 배치되거나 전달축(54)이 입력축(52)을 감싸는 형태로 형성되는 바, 실질적으로 하나의 축을 형성하여, 농업용 작업차량의 내부공간을 효율적으로 활용할 수 있다는 효과도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1: 농업용 작업차량 2,3: 차륜
4: 엔진 5: 변속장치
51: 하우징 52: 입력축
53 : 유성기어어셈블리 531: 제1선기어
532: 유성기어 5321: 제1유성기어
5322: 제2유성기어 5323: 연결기구
533: 캐리어 534: 제2유성기어
54: 전달축 541: 중공
551: 제1클러치 552: 제2클러치
561: 전진클러치 5611: 전진변속기어
5612: 전진출력기어 562: 후진클러치
5621: 후진변속기어 5622: 후진출력기어
5623: 아이들기어 57: 출력축
6: 작업기승강부 7: 작업기

Claims

농업용 작업차량에 설치된 하우징;
상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 농업용 작업차량의 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 입력축;
상기 입력축에 결합된 제1선기어;
상기 제1선기어의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 제1선기어에 맞물림된 유성기어;
상기 유성기어의 회전축이 되는 캐리어;
일 측이 상기 캐리어와 결합되고, 타 측이 상기 입력축과 결합되고, 상기 입력축과 상기 캐리어를 선택적으로 연결하는 제1클러치;
일 측이 상기 캐리어와 결합되고, 타 측이 상기 하우징과 결합되고, 상기 하우징과 상기 캐리어를 선택적으로 연결하는 제2클러치;를 포함하는 농업용 작업차량의 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 입력축과 동심 상에 배치되고, 상기 유성기어로부터 출력되는 구동력을 전달하는 전달축; 및
상기 전달축에 결합되고, 상기 유성기어와 맞물림된 제2선기어;를 포함하는 농업용 작업차량의 변속장치.
제2항에 있어서,
상기 유성기어는,
상기 캐리어에 회전가능하게 결합되고, 상기 제1선기어에 맞물림된 제1유성기어;
상기 캐리어에 회전가능하게 결합되고, 상기 제2선기어에 맞물림된 제2유성기어; 및
상기 캐리어에 회전가능하게 결합되고, 상기 제1유성기어 및 상기 제2유성기어 각각에 결합된 연결기구;를 포함하고,
상기 제1유성기어 및 상기 제2유성기어는 서로 다른 직경으로 형성되는 농업용 작업차량의 변속장치.
제2항에 있어서,
상기 전달축에 회전가능하게 결합된 전진변속기어;
상기 전달축에 회전가능하게 결합된 후진변속기어;
일 측이 상기 전달축과 결합되고, 타 측이 상기 전진변속기어와 결합되고, 상기 전달축으로부터 전달된 구동력을 상기 전진변속기어로 선택적으로 출력하는 전진클러치;
일 측이 상기 전달축과 결합되고, 타 측이 상기 후진변속기어와 결합되고, 상기 전달축으로부터 전달된 구동력을 상기 후진변속기어로 선택적으로 출력하는 후진클러치;
상기 전달축과 평행하게 배치되어 전후진변속이 수행된 구동력을 출력하는 출력축;
상기 출력축에 결합되고, 상기 전진변속기어에 맞물림된 전진출력기어(5612); 및
상기 출력축에 결합되고, 상기 후진진변속기어에 맞물림된 아이들기어에 맞물림된 후진출력기어;를 포함하는 농업용 작업차량의 변속장치.
제2항에 있어서,
상기 전달축은 상기 입력축의 적어도 일부를 감싸는 중공 구조로 이루어지고,
상기 입력축은 상기 중공을 통해 연장되어 상기 농업용 작업차량에 부착되는 작업기로 구동력을 전달하는 농업용 작업차량의 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 농업용 작업차량의 변속장치는 서로 다른 출력 속도의 제1운전모드 및 제2운전모드로 작동되고,
상기 제1운전모드에서는, 상기 제1클러치에 의해 상기 입력축과 상기 캐리어가 연결되고,
상기 제2운전모드에서는, 상기 제2클러치에 의해 상기 하우징과 상기 캐리어가 연결되는 농업용 작업차량의 변속장치.
제2항에 있어서,
상기 농업용 작업차량의 변속장치는 서로 다른 출력 속도의 제1운전모드 및 제2운전모드로 작동되고,
상기 제1운전모드에서, 상기 유성기어는 상기 캐리어를 중심으로 자전하지 않고 상기 입력축을 중심으로 공전하고, 상기 전달축은 상기 입력축과 동일한 각속도로 회전하고,
상기 제2운전모드에서, 상기 유성기어는 상기 캐리어를 중심으로 자전하고 상기 입력축을 중심으로 공전하지 않고, 상기 전달축은 상기 입력축과 다른 각속도로 회전하는 농업용 작업차량의 변속장치.
농업용 작업차량에 설치된 하우징;
상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 농업용 작업차량의 엔진으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 입력축;
상기 입력축과 결합되어 일체로 회전하는 제1클러치;
상기 하우징과 결합되어 고정된 제2클러치;
상기 입력축으로부터 구동력을 전달받고, 상기 제1클러치 또는 상기 제2클러치에 선택적으로 연결되는 유성기어어셈블리;
상기 유성기어어셈블리에 연결되고, 상기 유성기어어셈블리로부터 출력되는 구동력에 의해 회전하는 전달축;을 포함하는 농업용 작업차량의 변속장치.
제8항에 있어서,
상기 유성기어어셈블리가 상기 제1클러치에 연결되면, 상기 유성기어어셈블리는 상기 입력축과 같이 회전하고, 상기 전달축은 상기 입력축과 동일한 각속도로 회전하고,
상기 유성기어어셈블리가 상기 제2클러치에 연결되면, 상기 유성기어어셈블리는 상기 하우징에 고정되고, 상기 전달축은 상기 입력축과 다른 각속도로 회전하는 농업용 작업차량의 변속장치.