KR101107410B1 - 작업 차량의 트랜스미션 - Google Patents

Abstract

매끄러운 선회를 가능하게 하고 염가로 제조 가능한 작업 차량의 트랜스미션을 제공한다. 엔진(31)과 한 쌍의 주행 장치(4L·4R)를 구비하는 작업 차량(1)의 트랜스미션(101)에, 선 기어(sun gear)와 복수의 유성 기어(planetary gear)를 갖는 캐리어와 링 기어(ring gear)를 구비하는 한 쌍의 차동 기구(104L·104R)와, 엔진으로부터의 구동력을 변속하여 한 쌍의 차동 기구의 선 기어에 입력하는 HST(103)와, 한 쌍의 차동 기구의 링 기어에 각각 구동력을 입력하는 한 쌍의 모터(105L·105R)를 마련하고, 이 한 쌍의 모터는 캐리어의 회전 속도를 감속시키는 방향으로 링 기어를 회전 구동시킨다.

Description

작업 차량의 트랜스미션{TRANSMISSION OF WORK VEHICLE}

본 발명은, 구동원과 한 쌍의 주행 장치를 구비하는 작업 차량의 트랜스미션의 기술에 관한 것이다.

종래, 엔진 등의 구동원과 한 쌍의 크롤러 등의 주행 장치를 구비하고, 각종 작업을 행하는 작업 차량의 기술이 공지되어 있다. 이러한 작업 차량의 구체예로서는, 제설기나 크롤러 트랙터, 혹은 크롤러식의 관리기 등을 들 수 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같다.

특허 문헌 1에 기재된 제설기는 엔진으로부터 주행용의 HST(Hydro Static Transmission;정유압식 무단(無端) 변속 장치)를 거쳐 좌우의 크롤러에 구동력을 전달함과 함께, 이 HST와 좌우의 크롤러 사이의 구동력 전달 경로에 클러치 및 브레이크를 마련하여, 클러치에 의해 한쪽 크롤러로의 구동력의 전달을 차단함과 함께 브레이크에 의해 이 한쪽 크롤러를 고정하여 선회하는 구성이 되어 있다. 그러나, 이러한 선회 방법은 매끄러운 선회를 행하는 것이 곤란하고, 연약지반상에서 선회하는 경우에는 주행 장치가 지면에 묻혀 버리는 문제가 있었다.

상기 문제를 해결하는 방법으로서, 구동원으로부터의 구동력을 주행용의 HST로 변속하여 좌우의 주행 장치에 전달하는 트랜스미션에 좌우 한 쌍의 차동 기구를 마련하고, 이 한 쌍의 차동 기구에 대해 한쪽 주행 장치는 증속하고 다른 쪽의 주행 장치는 감속하도록 구동력을 입력하는 선회용 액츄에이터를 마련함으로써, 좌우 크롤러의 주행 속도를 매끄럽게 변화시켜 선회시키는 방법이 알려져 있다.

그러나, 트랜스미션의 선회용 액츄에이터로서 HST를 마련하는 경우, 주행용 HST를 포함하여 2개의 HST를 이용하게 되어, 제조 비용이 증대되는 문제가 있다. 한편, 선회용 액츄에이터로서 전기 모터를 이용했을 경우에도 이 전기 모터는 큰 출력이 요구되어 대형화 및 제조 비용의 증대를 초래한다.

또한, 트랜스미션에 차동 기구를 마련하는 경우, 선회용 액츄에이터를 작동시키지 않을 때(직진시)에는, 구동원으로부터의 구동력이 선회용 액츄에이터측에 역류하지 않도록, 선회용 액츄에이터와 차동 기구의 구동력 전달 경로에 클러치 및 브레이크를 마련할 필요가 있어, 이것도 부품수 및 제조 비용 증대의 원인이 된다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2000-54335호 공보

〈발명이 해결하고자 하는 과제〉

해결하고자 하는 과제는, 매끄러운 선회를 가능하게 하고, 또한 염가로 제조 가능한 작업 차량의 트랜스미션을 제공하는 것이다.

〈과제를 해결하기 위한 수단〉

본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 구동원과 한 쌍의 주행 장치를 구비하는 작업 차량의 트랜스미션으로서, 선 기어(sun gear)와 복수의 유성 기어(planetary gear)를 갖는 캐리어와 링 기어(ring gear)를 구비하는 한 쌍의 차동 기구와, 구동원으로부터의 구동력을 변속하여 한 쌍의 차동 기구의 선 기어에 입력하는 무단 변속 장치와, 대응하는 한 쌍의 차동 기구의 링 기어에 각각 구동력을 입력하는 한 쌍의 모터를 구비하고, 이 한 쌍의 모터는 대응하는 캐리어의 회전 속도를 감속시키는 방향으로 대응하는 링 기어를 회전 구동하는 것으로 한 것이다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 한 쌍의 모터가 작업 차량의 직진시에는 모두 회전 구동하지 않고, 작업 차량의 선회시에는 한쪽 모터만 회전 구동하는 것으로 한 것이다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 무단 변속 장치로서 HST를 이용하는 것으로 한 것이다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 구동원과 한 쌍의 주행 장치를 구비하는 작업 차량의 트랜스미션으로서, 선 기어와 복수의 유성 기어를 갖는 캐리어와 링 기어를 구비하는 한 쌍의 차동 기구와, 구동원으로부터의 구동력을 변속하여 한 쌍의 차동 기구의 선 기어에 입력하는 무단 변속 장치와, 대응하는 차동 기구의 링 기어에 구동력을 입력하는 한 쌍의 모터를 구비하고, 상기 한 쌍의 링 기어를 웜 휠(worm wheel)로 함과 함께, 상기 한 쌍의 모터의 출력 축에 웜 기어(worm gear)를 마련한 것이다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 한 쌍의 모터가 작업 차량의 직진시에는 모두 회전 구동하지 않고, 작업 차량의 선회시에는 한쪽 모터만 회전 구동하는 것으로 한 것이다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 무단 변속 장치로서 HST를 이용하는 것으로 한 것이다.

〈발명의 효과〉

본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 구동원과 한 쌍의 주행 장치를 구비하는 작업 차량의 트랜스미션으로서, 선 기어와 복수의 유성 기어를 갖는 캐리어와 링 기어를 구비하는 한 쌍의 차동 기구와, 구동원으로부터의 구동력을 변속하여 한 쌍의 차동 기구의 선 기어에 입력하는 무단 변속 장치와, 대응하는 한 쌍의 차동 기구의 링 기어에 각각 구동력을 입력하는 한 쌍의 모터를 구비하고, 이 한 쌍의 모터는 대응하는 캐리어의 회전 속도를 감속시키는 방향으로 대응하는 링 기어를 회전 구동하는 것으로 하였으므로, 매끄러운 선회를 가능하게 할 뿐만 아니라, 한 쌍의 모터로서 출력이 큰 모터를 사용할 필요가 없어, 트랜스미션의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 한 쌍의 모터가 작업 차량의 직진시에는 모두 회전 구동하지 않고, 작업 차량의 선회시에는 한쪽 모터만 회전 구동하는 것으로 하였으므로, 한 쌍의 모터로서 출력이 큰 모터를 사용할 필요가 없어 트랜스미션의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 무단 변속 장치로서 HST를 이용하는 것으로 하였으므로, 매끄러운 선회와 높은 구동력 전달 효율을 달성할 수 있다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 구동원과 한 쌍의 주행 장치를 구비하는 작업 차량의 트랜스미션으로서, 선 기어와 복수의 유성 기어를 갖는 캐리어와 링 기어를 구비하는 한 쌍의 차동 기구와, 구동원으로부터의 구동력을 변속하여 한 쌍의 차동 기구의 선 기어에 입력하는 무단 변속 장치와, 대응하는 차동 기구의 링 기어에 구동력을 입력하는 한 쌍의 모터를 구비하고, 상기 한 쌍의 링 기어를 웜 휠로 함과 함께 상기 한 쌍의 모터의 출력 축에 웜 기어를 마련하였으므로, 매끄러운 선회를 가능하게 할 뿐만 아니라, 웜 기어의 셀프 락 기능을 이용하여 직진시에서의 한 쌍의 모터로의 구동력의 역류를 방지하는 것이 가능하여, 부품수 및 제조 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 한 쌍의 모터가 작업 차량의 직진시에는 모두 회전 구동하지 않고, 작업 차량의 선회시에는 한쪽 모터만 회전 구동하는 것으로 하였으므로, 한 쌍의 모터로서 출력이 큰 모터를 사용할 필요가 없어 트랜스미션의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 상기 무단 변속 장치로서 HST를 이용하는 것으로 하였으므로, 매끄러운 선회와 높은 구동력 전달 효율을 달성할 수 있다.

도 1은 제설기의 좌측면도이다.

도 2는 제설기의 구동력 전달 경로를 나타내는 모식도이다.

도 3은 본 발명에 관한 트랜스미션의 골격도이다.

도 4는 본 발명에 따른 트랜스미션의 평면 일부 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 트랜스미션의 좌측면도이다.

〈부호의 설명〉

1 제설기(작업 차량)

4L 주행 장치(좌측)

4R 주행 장치(우측)

31 엔진(구동원)

101 트랜스미션

103 HST

104L 차동 기구(좌측)

104R 차동 기구(우측)

105L 좌측 모터

105R 우측 모터

이하에서는 도 1을 이용하여 본 발명의 작업 차량의 일 실시 형태인 제설기(1)의 전체 구성에 대해 설명한다. 제설기(1)는 제설부(2), 구동부(3), 좌우 한 쌍의 주행 장치(4L·4R), 운전 조작부(5) 등으로 구성된다.

한편, 본 발명은 제설기(1)에 한정되지 않고, 엔진 등의 구동원과, 한 쌍의 주행 장치(예를 들면, 한 쌍의 주행륜 또는 크롤러)를 구비하는 작업 차량에 널리 적용 가능하다. 당해 작업 차량의 구체예로서는, 크롤러 트랙터, 크롤러식의 관리기, 크롤러식의 예초기 등의 농업 기계, 혹은 제설기 등을 들 수 있다.

이하에서는 도 1을 이용하여 제설부(2)의 상세 구성을 설명한다.

제설부(2)는 제설기(1)의 기체 프레임(11)의 전부(前部)에 배설되어, 제설기(1)의 주행 경로상에 존재하는 눈을 제거하는 것이다. 제설부(2)는, 주로 소입(搔入) 오거(21), 오거 하우징(22), 블로어 하우징(23), 블로어(24), 슈터(25) 등으로 구성된다.

소입 오거(21)는 제설기(1)의 주행 경로상에 존재하는 눈을 기체 전부(前部) 중앙에 모아 블로어(24)로 보내는 것으로서, 외주면에 나선상의 돌기가 설치된 대략 원주 형상의 부재로 구성된다.

소입 오거(21)는 지면과 간섭하지 않는 범위에서 가급적 지면에 근접한 위치에 배치되고, 그 축심 방향은 기체 좌우 방향과 대략 일치하고 있다. 소입 오거(21)의 좌우 양단은 오거 하우징(22)에 회전 가능하게 지지되고, 소입 오거(21)는 엔진(31)으로부터의 구동력에 의해 회전 구동된다.

오거 하우징(22)은 소입 오거(21)를 지지하는 구조체일 뿐만 아니라, 소입 오거(21)의 섀시로서의 기능을 겸한다. 오거 하우징(22)은 블로어 하우징(23)의 전방에 설치된다.

블로어 하우징(23)은 그 내부에 블로어(24)가 내설되는 섀시로서, 오거 하우징(22)을 지지하는 구조체로서의 기능을 겸한다. 블로어 하우징(23)의 상부에는 슈터(25)가 설치되어 있다.

블로어(24)는 소입 오거(21)에 의해 블로어 하우징(23)내로 반송된 눈을 통 형상의 슈터(25)를 통해 날려, 제설기(1)의 주행 경로 밖으로 제거한다. 블로어(24)는 엔진(31)으로부터의 구동력에 의해 회전 구동된다.

한편, 슈터(25)는 블로어 하우징(23)에 대해 수평면상에서 선회 가능하고, 슈터(25)의 선단부는 상하 회동 가능하다. 즉, 블로어(24)에 의해 날리고 슈터(25)를 통과하여 투출된 눈이 지면에 낙하하는 위치를 조정 가능하게 하고 있다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 이용하여 구동부(3)의 상세 구성을 설명한다.

구동부(3)는 주로 엔진(31), 발전기(32), 배터리(33), 트랜스미션(101) 등으로 구성된다. 구동부(3)는 기체 프레임(11)에 설치된다.

엔진(31)은 제설기(1)의 구동원으로서, 구동력 전달 수단에 의해 소입 오거(21) 및 블로어(24)에 구동력을 전달함과 함께, 발전기(32)를 회전 구동하여 전력을 발생시킨다.

발전기(32)에서 발생한 전력은 배터리(33)에 충전되고, 배터리(33)(또는 발전기(32))는 좌측 모터(105L)의 구동 회로(인버터)(36L) 및 우측 모터(105R)의 구동 회로(인버터)(36R)에 전력을 공급하여, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)의 회전수를 제어하면서 구동한다. 이 구동 회로(36L·36R)는 제어 회로(30)와 접속되어 있다.

트랜스미션(101)은 좌우 한 쌍의 주행 장치(4L·4R)에 구동력을 전달한다. 이때, 트랜스미션(101)은 좌우의 주행 장치(4L·4R)의 회전 속도를 각각 조정하여, 제설기(1)의 직진(전진 또는 후진) 및 매끄러운 선회를 가능하게 하고 있다. 트랜스미션(101)의 상세 구성에 대해서는 후술한다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 이용하여 주행 장치(4L·4R)의 상세 구성을 설명한다. 한편, 본 실시예에서의 좌우 한 쌍의 주행 장치(4L·4R)는 크롤러식이지만 휠식의 주행륜이라고 해도 되며 한정되지 않는다. 또한, 주행 장치(4L·4R)는 좌우 대략 대칭으로 구성되어 있기 때문에, 이하의 설명에서는 주행 장치(4L)에 대해서만 설명하고 주행 장치(4R)에 대해서는 설명을 생략한다.

주행 장치(4L)는 주로, 구동 스프로킷(41L), 종동 스프로킷(42L), 크롤러 벨트(43L) 등으로 구성된다.

구동 스프로킷(41L)은 트랜스미션(101)으로부터 기체 좌측방에 돌출된 출력축(106L)의 선단부(좌단부)에 외측 삽입 고정된다. 종동 스프로킷(42L)은 종동축(44)의 좌단부에 외측 삽입 고정된다. 종동축(44)은 기체 프레임(11)의 후부에 회전 가능하게 지지되고, 종동축(44)의 길이 방향은 기체 좌우 방향과 대략 일치한다. 크롤러 벨트(43L)는 구동 스프로킷(41L) 및 종동 스프로킷(42L)에 권회(捲回)되는 무단(無端) 벨트이다.

이하에서는 도 3, 도 4 및 도 5를 이용하여 본 발명의 작업 차량에 따른 트랜스미션의 일 실시 형태인 트랜스미션(101)에 대해 설명한다.

트랜스미션(101)은 구동원인 엔진(31)으로부터의 구동력을 좌우의 주행 장치(4L·4R)에 전달하여, 제설기(1)를 직진(전진 또는 후진), 우선회 또는 좌선회시키는 것이다. 트랜스미션(101)은 주로, 미션 케이스(102), HST(103), 좌우 한 쌍의 차동 기구(104L·104R), 한 쌍의 모터인 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R) 등을 구비하고 있다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 미션 케이스(102)는 트랜스미션(101)을 구성하는 다른 부재를 수용하고, 먼지 등의 침입을 방지하는 섀시로서의 기능과, 트랜스미션(101)을 구성하는 다른 부재를 지지하는 구조체로서의 기능을 겸한다. 본 실시예에 있어서, 미션 케이스(102)는 좌측 케이스(102L)와 우측 케이스(102R)의 2개의 부재로 이루어져 좌우로 분할 가능한 구성이 되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, HST(Hydro Static Transmission; 정유압식 무단 변속 장치)(103)는 구동원인 엔진(31)으로부터 미션 케이스(101)로 입력된 구동력을 변속하여, 후술하는 한 쌍의 차동 기구(104L·104R)의 선 기어(121L·121R)에 전달하는 무단 변속 장치의 일 실시 형태이다. HST(103)는 주로 섀시(111), 유압 펌프(112), 유압 모터(113) 등으로 구성된다.

섀시(111)는 유압 펌프(112) 및 유압 모터(113)를 수용함과 함께, HST(103)의 구조체로서의 기능을 겸한다. 또한, 섀시(111)에는 유압 펌프(112)와 유압 모터(113)를 유체적으로 접속하기 위한 유압 회로가 형성된다. 섀시(111)는 미션 케이스(102)의 전부(前部)에 고정 설치된다.

본 실시예에서의 유압 펌프(112)는, 이른바 가동사판(可動斜坂)식의 축류형 피스톤 펌프(Axial Piston Pump)로서, 입력축(112a)과, 이 입력축(112a)에 상대 회전 불가능하게 끼워 설치되는 실린더 블록과, 이 실린더 블록에 천공된 복수의 실린더홀에 기밀(氣密)하게 슬라이드 가능하게 수용된 복수의 피스톤과, 이 피스톤을 왕복 구동시키는 사판캠(swash plate cam)으로서 작용하는 가동사판을 구비하고 있다. 유압 펌프(112)의 가동사판은, 그 판면과 입력축의 축선 방향이 이루는 각도가 변경 가능하고, 가동사판의 판면을 입력축(112a)의 축선 방향에 대해 수직으로 했을 때에는 입력축(112a)이 회전 구동되어도 유압 모터(113)에 압유(壓油)를 반송하 지 않는 중립 상태이며, 이 가동사판의 판면을 입력축(112a)의 축선 방향에 대해 수직 상태로부터 경도(傾倒)시킴으로써, 입력축(112a)의 회전 구동에 연동하여 유압 모터(113)에 압유를 반송한다. 또한, 가동사판의 경도 각도를 조절함으로써, 입력축(112a)이 일회전하는 동안에 반송되는 압유의 양을 조절하는 것이 가능하다.

한편, 이후의 설명에 있어서 "HST(103)를 작동시킨다"란, "유압 펌프(112)의 가동사판을 입력축(112a)에 대해 경도시켜, 유압 모터(113)에 압유를 반송 가능한 상태로 한다"를 가리키는 것으로 한다.

본 실시예에서의 유압 모터(113)는, 이른바 가동사판식의 축류형 피스톤 모터로서, 출력축(113a)과, 이 출력축(113a)에 상대 회전 불가능하게 끼워 설치되는 실린더 블록과, 이 실린더 블록에 천공된 복수의 실린더홀에 기밀하게 슬라이드 가능하게 수용된 복수의 피스톤과, 유압 펌프(112)로부터 반송되어 온 압유에 의한 피스톤의 왕복 구동력을 출력축(113a)의 회전 구동력으로 변환하는 사판캠으로서 작용하는 가동사판을 구비하고 있다. 유압 모터(113)의 가동사판은, 그 판면과 출력축(113a)의 축선 방향이 이루는 각도를 변경할 수 있게 구성되어, 가동사판의 경도 각도를 조절함으로써 유압 펌프(112)로부터 반송되어 오는 압유의 양에 대한 출력축(113a)의 회전량을 조절하는 것이 가능하다.

한편, 본 실시예의 유압 모터(113)에 대해서는 가동사판을 이용하고 있지만, 이 가동사판에 대신하여 고정식 사판(출력축(113a)과 사판의 판면이 이루는 각도가 고정)을 이용하여도 된다. 또한, 무단 변속 장치는 HST로 한정되지 않고, 다른 무단 변속 장치(예를 들면 CVT 등)라도 무방하다.

본 실시예에 있어서는, HST(103)의 입력축(112a)은 트랜스미션(101)의 전부로부터 돌출되고, 출력축(113a)은 미션 케이스(102)의 내부에 삽입되어 있다.

도 3, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 좌우 한 쌍의 차동 기구(104L·104R)는 각각 대응하는 한 쌍의 주행 장치(4L·4R)에 구동력을 전달하여, 이 주행 장치(4L·4R)를 구동하는 것이다.

차동 기구(104L)는 주로, 선 기어(121L), 캐리어(122L), 복수의 유성 기어(123L·123L…)(도 4에서 하나만 도시), 링 기어(124L) 등으로 구성된다.

한편, 차동 기구(104L·104R)는 좌우 대략 대칭이며 그 구성은 대략 동일하므로, 이하의 설명에서는 차동 기구(104L)에 대해서만 설명하고, 차동 기구(104R)에 대해서는 설명을 생략한다.

선 기어(121L)는 전달축(125)의 좌반부에 외측 삽입 고정되고, 복수의 유성 기어(123L·123L…)와 서로 치합되어 있다.

캐리어(122L)는 출력축(106L)의 일단(우단)에 외측 삽입 고정되어, 출력축(106L)과 일체적으로 회전하는 대략 원반 형상의 부재이다. 캐리어(122L)를 사이에 두고 출력축(106L)의 반대측이 되는 캐리어(122L)의 반면(盤面)에는 복수의 회전축(126L·126L…)(도 4에서 하나만 도시)이 돌출 설치되어, 각 회전축(126L)에 각각 유성 기어(123L)가 회전 가능하게 지지된다. 복수의 유성 기어(123L·123L…)는 선 기어(121L)와 서로 치합된다.

한편, 상기 전달축(125)의 좌단부는 베어링을 통해 캐리어(122L)에 지지된다.

링 기어(124L)는 그 내주면과 외주면에 톱니바퀴부가 형성된 대략 링 형상의 기어이다. 링 기어(124L)는 그 내주면측에서 복수의 유성 기어(123L·123L…)와 서로 치합된다.

도 3, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 모터인 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)는 모두 전기식 모터로서, 트랜스미션(101)에 구동력을 전달한다. 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)는, 진흙이나 물 등이 가능한 한 부착되지 않고, 쇼트 등의 발생을 방지하기 위해 지상고가 높아지는 위치에 배치하기 위하여, 미션 케이스(102)의 상면에 고정 설치된다. 좌측 모터(105L)의 출력축(131L) 및 우측 모터(105R)의 출력축(131R)은 미션 케이스(102) 내에 삽입되어 있다.

그리고, 출력축(131L)에는 웜 기어(132L)가 외측 삽입 고정되고, 웜 기어(132L)는 상기 차동 기구(104L)의 링 기어(124L)의 외주면에 형성된 톱니와 서로 치합되고 있다. 즉, 본 실시예에서의 링 기어(124L)는 웜 기어(132L)에 대응하는 휠을 겸하고 있다.

마찬가지로, 출력축(131R)에는 웜 기어(132R)가 외측 삽입 고정되고, 웜 기어(132R)는 상기 차동 기구(104R)의 링 기어(124R)의 외주면에 형성된 톱니와 서로 치합되고 있다. 즉, 본 실시예에서의 링 기어(124R)는 웜 기어(132R)에 대응하는 웜 휠을 겸하고 있다.

이하에서는, 도 3, 도 4 및 도 5를 이용하여 미션 케이스(101)의 구동력 전달 경로에 대해 상세 설명을 행한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 구동원인 엔진(31)의 출력축(31a)에는 풀 리(141)가 설치되어 있다. 또한, 풀리(141)에는 클러치(142)가 설치되어 있어, 이 클러치(142)를 전환함으로써 "클러치 온" 상태(즉, 풀리(141)가 출력축(31a)에 고정되어 구동력을 전달 가능한 상태)와 "클러치 오프" 상태(즉, 풀리(141)가 출력축(31a)에 고정되지 않고, 구동력을 전달 불가능한 상태)의 선택이 가능하다.

도 3에 도시하는 바와 같이, HST(103)의 입력축(112a)에는 풀리(143)가 외측 삽입 고정되어 풀리(141) 및 풀리(143)에 벨트(144)가 권회된다. 또한, HST(103)의 출력축(113a)에는 베벨 기어(145)가 외측 삽입 고정된다.

도 3, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 전달축(146)은 그 축선 방향이 제설기(1)의 기체 좌우 방향에 대략 일치하도록 미션 케이스(102)의 내부 공간 전부에 지지된다.

전달축(146)의 중도부에는 베벨 기어(147) 및 스프로킷(149)이 외측 삽입 고정되어, 이 베벨 기어(147)와 베벨 기어(145)는 서로 치합되고 있다.

또한, 전달축(146)의 일단(본 실시예에 있어서는 우측단)에는 브레이크(148)가 설치되어 있어, 전달축(146)의 회전을 제동하는 것이 가능하다.

스프로킷(150)은 전달축(125)의 대략 중앙부에 외측 삽입 고정되어 스프로킷(149) 및 스프로킷(150)에 체인(151)이 권회된다. 전달축(125)의 좌반부 및 우반부에는 각각 선 기어(121L·121R)가 외측 삽입 고정된다.

클러치(142)가 "클러치 온" 상태이며, 브레이크(148)가 작동하고 있지 않는(제동하고 있지 않은) 경우, 엔진(31)으로부터의 구동 출력은 출력축(31a)→풀리(141)→벨트(144)→풀리(143)→입력축(112a)을 거쳐 HST(103)로 전달된다.

HST(103)에 전달된 구동력은, HST(103)에서 변속된 후, 출력축(113a)→벨 기어(145)→베벨 기어(147)→전달축(146)→스프로킷(149)→체인(151)→스프로킷(150)→전달축(125)을 거쳐 좌우 한 쌍의 차동 기구(104L·104R)의 선 기어(121L·121R)로 전달된다.

차동 기구(104L)에 전달된 구동력은, 선 기어(121L)→유성 기어(123L)→회전축(126L)→캐리어(122L)→출력축(106L)을 거쳐 주행 장치(4L)의 구동 스프로킷(41L)에 전달된다.

차동 기구(104R)에 전달된 구동력은, 선 기어(121R)→유성 기어(123R)→회전축(126R)→캐리어(122R)→출력축(106R)을 거쳐 주행 장치(4R)의 구동 스프로킷(41R)에 전달된다.

이와 같이 하여, 엔진(31)으로부터의 구동력은 좌우 한 쌍의 주행 장치(4L·4R)에 전달되어 주행 장치(4L·4R)가 회전 구동된다. 엔진(31)은 전압이 12V 또는 24V의 전기 모터 등과 비교하여 고출력으로, 주행시의 견인력이나 제설부(작업부)(2)의 구동력이 크고 고효율 작업이 가능하다.

한편, 좌측 모터(105L)로부터의 구동력은, 출력축(131L)→웜 기어(132L)→링 기어(124L)→유성 기어(123L)→회전축(126L)→캐리어(122L)→출력축(106L)을 거쳐 주행 장치(4L)의 구동 스프로킷(41L)에 전달된다.

또한, 우측 모터(105R)로부터의 구동력은, 출력축(131R)→웜 기어(132R)→링 기어(124R)→유성 기어(123R)→회전축(126R)→캐리어(122R)→출력축(106R)을 거쳐 주행 장치(4R)의 구동 스프로킷(41R)에 전달된다.

이와 같이 하여, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로부터의 구동력은 각각 대응하는 주행 장치(4L·4R)에 전달되어 주행 장치(4L·4R)가 회전 구동된다.

그리고, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)의 회전 속도에 따라 대응하는 주행 장치(4L·4R)의 주행 속도를 매끄럽게 변화시켜, 좌우 주행 장치(4L·4R) 사이에 주행 속도차를 일으킴으로써, 제설기(1)가 매끄럽게 선회할 수 있다.

제설기(1)를 직진시키는 경우, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)를 정지시킴과 함께, 차동 기구(104L·104R)의 링 기어(124L·124R)를 회전하지 않도록 고정할 필요가 있다. 이는, 엔진(31)으로부터의 구동력의 일부가 링 기어(124L·124R)로부터 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로 전달되어(구동력이 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로 역류하여) 직진 속도가 저하되거나 직진 안정성이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.

종래는, 이러한 구동력의 역류를 방지하기 위해 제동 수단(브레이크 등)을 마련하여 직진시에 링 기어를 제동하고 있었다. 그러나, 이 방법에서는, 각 차동 기구에 당해 제동 수단을 마련함과 함께, 직진시와 선회시에 제동 수단의 작동 상황을 전환하기 위한 전환 수단 등을 마련할 필요가 있어, 부품수의 증가 및 제조 비용 증대의 원인이 되고 있었다.

따라서, 본 실시예의 제설기(1)에 따른 트랜스미션(101)에 있어서는, 한 쌍의 링 기어(124L·124R)를 웜 휠로 함과 함께, 한 쌍의 모터(좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R))의 출력축(131L·131R)에 웜 기어(132L·132R)를 마련하여, 좌측 모터(105L)로부터 링 기어(124L)로의 구동력 전달 경로는 웜 기어(132L)로부터 웜 휠(링 기어(124L))에 구동력을 전달하는 구성으로 함과 함께, 우측 모터(105R)로부터 링 기어(124R)로의 구동력 전달 경로는 웜 기어(132R)로부터 웜 휠(링 기어(124R))에 구동력을 전달하는 구성으로 하고 있다.

이와 같이 구성하는 것은, 이하와 같은 이점을 갖는다.

즉, 웜 기어의 셀프 락 기능(웜 기어를 회전시킴으로써 웜 휠을 용이하게 회전 구동할 수 있지만, 웜 휠을 회전시키려고 해도 부하가 커 웜 기어를 회전 구동할 수 없는 성질)을 이용하여 직진시에서의 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로의 구동력의 역류를 방지할 수 있어, 브레이크 등의 제동 수단을 생략하여 부품수 및 제조 비용을 삭감하는 것이 가능하다.

제설기(1)를 매끄럽게 선회시키는 방법으로서는, (1) 한쪽 주행 장치의 주행 속도를 증속하고, 다른 쪽 주행 장치의 주행 속도는 직진시의 속도를 유지, (2) 한쪽 주행 장치의 주행 속도를 증속하고, 다른 쪽 주행 장치의 주행 속도를 감속, (3) 한쪽 주행 장치의 주행 속도를 감속하고, 다른 쪽 주행 장치의 주행 속도는 직진시의 속도를 유지하는 등의 방법을 생각할 수 있다.

(1) 또는 (2)의 방법의 경우, 주행 장치의 주행 속도를 증속시키기 위해서는, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)는 엔진(31)으로부터의 구동력의 일부가 좌측 모터(105L) 또는 우측 모터(105R)로 역류해 오는데 저항하여 차동 기구(104L·104R)에 구동력을 입력할 필요가 있기 때문에, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로서 출력이 큰 것을 사용해야만 하여 제조 비용이 증대되는 요인이 된다.

한편, (3)의 방법은, 엔진(31)으로부터의 구동력의 일부가 좌측 모터(105L) 또는 우측 모터(105R)로 역류하여, 이 구동력에 어시스트되는 형태로 좌측 모터(105L) 또는 우측 모터(105R)를 구동하기 때문에, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로서 출력이 큰 것을 사용할 필요가 없다(그 대신에, (1) 및 (2)와 비교하면 선회시의 주행 속도가 늦다).

따라서, 본 실시예의 트랜스미션(101)에 대해서는, (3)의 방법을 채용하여, 한 쌍의 모터인 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)는, 각각 대응하는 캐리어(122L·122R)의 회전 속도를 감속시키는 방향으로 대응하는 링 기어(124L·124R)를 회전 구동하는 구성으로 하고 있다.

이와 같이 구성함으로써, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로서 출력이 큰 것을 사용할 필요가 없어 트랜스미션(101)의 제조 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)의 출력이 작은 경우에는, 통상은 그 사이즈도 작기 때문에 트랜스미션(101)을 소형화하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 한 쌍의 모터인 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)는, 제설기(1)의 직진시에는 모두 회전 구동하지 않고, 제설기(1)의 선회시에는 한쪽 모터만 회전 구동한다.

이와 같이 구성함으로써, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)로서 출력이 큰 것을 사용할 필요가 없어 트랜스미션(101)의 제조 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)의 출력이 작은 경우에는, 통상은 그 사이즈도 작기 때문에 트랜스미션(101)을 소형화하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 무단 변속 장치로서 HST(103)를 이용하고 있 다.

이와 같이 구성함으로써, 매끄러운 선회와 높은 구동력 전달 효율을 달성하는 것이 가능하다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 이용하여 운전 조작부(5) 및 주행·조향 제어의 상세 구성을 설명한다.

운전 조작부(5)는 주로 주행 레버(50), 조향 핸들(51), 조작 박스(52·53), 선회 레버(54), 제설 클러치 레버(55), 주행 변속 레버(56) 등으로 구성된다.

조향 핸들(51)은 기체 프레임(11)의 후부로부터 비스듬히 뒤쪽 상방으로 연장 설치된, 평면에서 보았을 때 대략 U자형의 부재로서, 운전 조작부(5)를 구성하는 다른 부재가 장착됨과 함께 작업자가 이 조향 핸들(51)을 갖고 제설기(1)를 조작한다.

제설 클러치 레버(55)는 조향 핸들(51)에 장착된다. 제설 클러치 레버(55)는 엔진(31)으로부터 제설부(2)로의 구동력 전달 경로의 중간부에 설치된 제설 클러치(37)(도 2에 도시)를 조작하여, 제설부(2)로의 구동력 전달의 온/오프를 행하는 것이다.

조작 박스(53)는 조향 핸들(51)에 고정 설치되고, 이 조작 박스(53)상에 주행 변속 레버(또는 다이얼)(56)가 장착된다. 또한, 주행 변속 레버(56)의 회동각을 검지하는 센서는 제어 회로(30)에 접속된다. 한편, HST(103)의 가동사판을 회동시키기 위한 액츄에이터(103a)도 제어 회로(30)에 접속되어 있어, 제어 회로(30)는 주행 변속 레버(56)의 회동각에 기초하여 액츄에이터(103a)를 작동시켜 HST(103)의 변속을 행한다.

주행 레버(50)는 조향 핸들(51)에 설치된다. 주행 레버(50)는 이른바 데드맨 클러치 레버(deadman clutch lever)로서, 작업자가 이 주행 레버(50)를 잡으면 브레이크(148)가 해제됨과 함께 클러치(142)가 "클러치 온" 상태가 되어, 제설기(1)가 주행 가능해진다. 또한, 작업자가 이 주행 레버(50)로부터 손을 놓으면 브레이크(148)가 작동(제동)함과 함께 클러치(142)가 "클러치 오프" 상태가 되어, 구동력이 전달되지 않게 된다.

따라서, 작업자가 넘어지는 등의 경우에 주행 레버(50)로부터 손을 놓으면, 제설기(1)가 정지하도록 구성되어 있어 안전성을 확보하고 있다. 한편, 주행 레버(50)로부터 손을 놓은 상태에서는 브레이크(148)에 의해 주행 장치(4L·4R)가 고정되어 있어, 제설기(1)가 경사면 등에 있어도 그 자리에 정지 가능하다.

선회 레버(54)는 조향 핸들(51)의 좌우 중앙부에 마련한 조작 박스(52)상에 마련된 레버로서, 작업자가 손으로 좌우로 경도 가능하게 구성된다. 또한, 선회 레버(54)는 작업자가 손을 놓고 있을 때에는 좌우 중앙(중립 위치)에 위치하도록 스프링 등의 바이어싱 수단으로 바이어스되고 있다. 선회 레버(54)에는 이 선회 레버(54)의 경도 각도를 검지하는 센서가 마련되고, 이 센서는 제어 회로(30)에 접속된다. 또한, 좌측 모터(105L)의 구동 회로(36L) 및 우측 모터(105R)의 구동 회로(36R)도 제어 회로(30)에 접속되어 있다.

선회 레버(54)가 중립 위치에 있을 때에는 좌측 모터(105L) 및 우측 모터(105R)에는 전력이 공급되지 않아, 주행 장치(4L·4R)는 같은 방향, 같은 속도로 회전 가능한 상태(즉, 직진 가능한 상태)이다.

전진시에 선회 레버(54)를 왼쪽으로 경도시키면 좌측 모터(105L)가 회전 구동되어, 좌측 주행 장치(4L)의 주행 속도가 우측 주행 장치(4R)의 주행 속도보다 늦어져 좌선회한다.

이때, 선회 레버(54)의 경도 각도에 따라 좌측 모터(105L)의 회전 속도를 조정 가능하여, 선회 레버(54)의 경도 각도를 크게 할수록 좌측 모터(105L)의 회전 속도가 커져 제설기(1)는 작은 선회 반경으로 좌선회하게 된다.

전진시에 선회 레버(54)를 오른쪽으로 경도시키면 우측 모터(105R)가 회전 구동되어, 우측 주행 장치(4R)의 주행 속도가 좌측 주행 장치(4L)의 주행 속도보다 늦어져 우선회한다.

이때, 선회 레버(54)의 경도 각도에 따라 우측 모터(105R)의 회전 속도를 조정 가능하여, 선회 레버(54)의 경도 각도를 크게 할수록 우측 모터(105R)의 회전 속도가 커져 제설기(1)가 작은 선회 반경으로 우선회하게 된다.

본 발명의 작업 차량의 트랜스미션은, 매끄러운 선회를 가능하게 하고 염가로 제조 가능하여, 구동원과 한 쌍의 주행 장치를 구비하는 작업 차량에 널리 이용할 수 있다.

Claims (6)

1. 구동원(31)과 한 쌍의 주행 장치(4L4R)를 구비하는 작업 차량(1)의 트랜스미션(101)으로서,

   선 기어(121)와 복수의 유성 기어(123)를 갖는 캐리어(122)와 링 기어(124)를 구비하는 한 쌍의 차동 기구(104L)(104R)와,

   상기 구동원(31)으로부터의 구동력을 변속하여 한 쌍의 차동 기구(104L)(104R)의 선 기어(121)에 입력하는 무단 변속 장치(103)와,

   대응하는 한 쌍의 차동 기구(104L)(104R)의 링 기어(124L)(124R)에 각각 구동력을 입력하는 한 쌍의 모터(105L)(105R)를 구비하고,

   상기 한 쌍의 모터(105L)(105R)는, 대응하는 캐리어(122L)(122R)의 회전 속도를 감속시키는 방향으로, 대응하는 링 기어(124L)(124R)를 회전 구동하고, 트랜스미션(101)을 구성하는 미션 케이스(102)의 상면의 좌우에서 전후 위치에 고정되고,

   상기 한 쌍의 모터(105L)(105R)의 한 쌍의 출력축(131L)(131R)을 미션 케이스(102) 내의 상기 좌우의 링 기어(124L)(124R)의 전후 위치에 삽입하고,

   상기 한 쌍의 링 기어(124L)(124R)를 웜 휠로 함과 함께, 상기 한 쌍의 출력측(131L)(131R)에 웜 기어(132L)(132R)를 마련한 것을 특징으로 하는 작업 차량의 트랜스미션.
2. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 모터(105L)(105R)는, 작업 차량(1)의 직진시에는 모두 회전 구동하지 않고, 작업 차량(1)의 선회시에는 한쪽 모터(105)만 회전 구동하는 것을 특징으로 하는 작업 차량의 트랜스미션.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 무단 변속 장치(103)로서 정유압식 무단 변속 장치(HST)를 이용하는 것을 특징으로 하는 작업 차량의 트랜스미션.
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