KR101522497B1

KR101522497B1 - 트랙터용 변속기

Info

Publication number: KR101522497B1
Application number: KR1020140029629A
Authority: KR
Inventors: 김택성; 김상현
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-05-21

Abstract

본 발명에 따른 트랙터용 변속기는 상기 엔진의 출력부에 연결되는 구동 입력축과, 상기 구동 입력축의 회전력을 전달받아 회전하는 캐리어축 및 선기어축을 포함하여 구성되는 변속기로서, 상기 캐리어축에 결합 되는 부변속 1단 및 부변속 3단 구동기어; 상기 선기어축에 연동하도록 구비되는 부변속 2단 및 부변속 4단 구동기어; 상기 부변속 1단 구동기어와 부변속 3단 구동기어의 동력이 전달되는 부변속 1,3단 클러치 구동기어를 구비하고 있는 부변속 1,3단 피동축에 부변속 1단 및 부변속 3단 피동기어를 구비하여 결합 되는 1,3단 부변속 싱크로 변속기구; 상기 부변속 1,3단 피동축에 회동 가능하게 결합 되는 부변속 2,4단 피동축 및, 상기 부변속 2,4단 피동축에 2,4단 클러치 구동기어가 구비된 2,4단 부변속 싱크로 변속기구; 상기 구동 입력축에 회전 가능하게 결합 되는 클러치 출력축; 상기 클러치 출력축에 연동하도록 구비되는 전진 구동기어 및 후진 구동기어; 상기 클러치 출력축에 결합 되어 2,4단 클러치 구동기어로부터 동력을 전달받는 2,4단 클러치 피동기어와 1,3단 클러치 구동기어로부터 동력을 전달받는 1,3단 클러치 피동기어가 구비된 부변속 클러치;를 포함한다.

Description

트랙터용 변속기{Transmission of Vehicle}

본 발명은 트랙터 등과 같은 작업 차량에 적합한 변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 설치 공간 확보는 물론, 설치 및 관리가 어려운 습식 다판 클러치 적용을 최소화하여 전체적인 구조를 간단히 하고, 아울러 동력 전달 효율이 우수하도록 한 것이다.

트랙터와 같은 작업 차량의 동력 전달 시스템으로는 유압식 무단 변속기(HST)와 기계식 차동 장치를 조합합 유압 기계식 변속기(HMT)가 이용되고 있다.

유압 기계식 트랜스미션은 뛰어난 조작성을 가지는 HST와 뛰어난 전달효율을 가지는 차동 기어의 양쪽 장점을 극대화하기 위한 변속기이다.

또한, 기존 작업 차량은 한 쌍 이상의 유성기어와 무단변속 장치를 이용하여 동력 전달 경로를 2개 이상으로 한 다경로 변속기를 이용하는 것이 일반적인데, 이는 1개의 경로에 무단변속장치를 이용함으로써 전체 변속기를 무단화한 변속기이다.

하지만, 기존 무단변속 트랙터는 대부분 습식 다판 클러치가 사용되며, 통상 단수에 상응하는 습식 다판 클러치를 적용하고 있다. 따라서, 일반적인 트랙터의 단 수를 감안할 때, 적어도 4개 ~ 8개 세트 정도를 채용하고 있다.

이러한 습식 다판 클러치의 작동은 유압 펌프의 구동에 이루어지고, 이 유압펌프의 구동은 엔진의 동력을 사용하게 됨으로써, 습식 다판 클러치의 채용 개수가 많을수록 엔진의 동력을 많이 사용하게 된다. 따라서, 변속기 및 작업기의 입장에서 볼 때, 엔진의 동력이 손실되는 구조적인 문제가 있다.

또한, 상기 습식 다판 클러치는 구조적으로 크기가 커 설치 공간을 많이 차지하며, 아울러 냉각을 위한 윤활을 위해 냉각장치의 설치도 요구됨으로써, 결과적으로 변속기의 크기가 커지고 내부 구조도 매우 복잡하여 제작과 정비가 어려운 문제가 있었다.

대한민국 특허공개공보 제10-2012-0086822호

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 설치 및 관리가 어려운 습식 다판 클러치를 최소화하면서도, 구조가 간단하고, 동력 전달 효율이 우수한 트랙터용 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상기 엔진의 출력부에 연결되는 구동 입력축과, 상기 구동 입력축의 회전력을 전달받아 회전하는 캐리어축 및 선기어축을 포함하여 구성되는 변속기로서, 상기 캐리어축에 결합 되는 부변속 1단 및 부변속 3단 구동기어; 상기 선기어축에 연동하도록 구비되는 부변속 2단 및 부변속 4단 구동기어; 상기 부변속 1단 구동기어와 부변속 3단 구동기어의 동력이 전달되는 부변속 1,3단 클러치 구동기어를 구비하고 있는 부변속 1,3단 피동축에 부변속 1단 및 부변속 3단 피동기어를 구비하여 결합 되는 1,3단 부변속 싱크로 변속기구; 상기 부변속 1,3단 피동축에 회동 가능하게 결합 되는 부변속 2,4단 피동축 및, 상기 부변속 2,4단 피동축에 2,4단 클러치 구동기어가 구비된 2,4단 부변속 싱크로 변속기구; 상기 구동 입력축에 회전 가능하게 결합 되는 클러치 출력축; 상기 클러치 출력축에 연동하도록 구비되는 전진 구동기어 및 후진 구동기어; 상기 클러치 출력축에 결합 되어 2,4단 클러치 구동기어로부터 동력을 전달받는 2,4단 클러치 피동기어와 1,3단 클러치 구동기어로부터 동력을 전달받는 1,3단 클러치 피동기어가 구비된 부변속 클러치;를 포함하여 구성되는 트랙터용 변속기가 제공된다.

또한, 상기 1단에서 2단 변속시 상기 1,3단 부변속 싱크로 변속기구는 상기 부변속 1단 구동기어에 연결되고, 2,4단 싱크로 변속기구는 상기 부변속 2단 구동기어에 연결된 상태에서 부변속 클러치는 부변속 1,3단 피동축과 연결되어 있는 동력을 끊고, 부변속 2,4단 피동축과 동력이 연결되며, 2단에서 3단 변속시에는 1,3단 부변속 싱크로 변속기구는 부변속 1단 구동기어에서 부변속 3단 구동기어로 연결되고, 2,4단 부변속 싱크로 변속기구는 2단에 연결되어 있는 상태에서 부변속 클러치는 부변속 2,4단 피동축의 동력을 끊고 부변속 1,3단 피동축과 동력이 연결되는 트랙터용 변속기가 제공된다.

또한, 상기 선기어축은 상기 구동 입력축 상에 자유회전 가능하게 연결되고, 상기 캐리어축은 상기 선기어축 상에 자유회전 가능하게 연결되며, 상기 클러치 출력축은 상기 구동 입력축 상에 자유회전 가능하게 연결되는 트랙터용 변속기가 제공된다.

또한, 상기 구동 입력축에 고정 설치되는 제1선기어; 상기 선기어축에 형성되는 제2선기어; 상기 구동 입력축을 중심으로 자유회전 가능하며, 상기 제2선기어를 감싸도록 설치되는 링기어; 상기 제1선기어와 연결되는 제1피니언 기어와, 상기 제2선기어 및 상기 링기어의 링 출력기어와 동시에 연결되는 제2피니언 기어를 구비하는 복수의 유성기어를 더 포함하고, 상기 캐리어축과 연동하는 캐리어는 상기 복수의 유성기어에 동시에 체결되는 트랙터용 변속기가 제공된다.

또한, 상기 내부 유압을 조절하여 출력되는 동력의 크기를 조절하는 HST 유닛을 더 포함하고, 상기 구동 입력축은 상기 HST 유닛의 HST 입력축에 연결되고, 상기 링기어의 입력부는 상기 HST 유닛의 HST 출력축에 연결되어 상기 구동 입력축의 동력과 상기 HST 유닛의 동력이 합성되어 상기 캐리어와 연동하는 캐리어축 및 상기 선기어축에 전달되는 트랙터용 변속기가 제공된다.

또한, 상기 구동 입력축에 작업 장치 구동축이 연결되는 트랙터용 변속기가 제공된다.

또한, 상기 전진 구동기어와 후진 구동기어의 동력이 전달되는 전후진 출력축에는 전진 구동기어와 후진 구동기어와 각각 상대하는 전진 피동기어와 후진 피동기어를 구비한 전후진 싱크로 변속기구가 장착되어 있고, 상기 후진 구동기어와 후진 피동기어 사이에는 후진 구동기어의 동력을 후진 피동기어로 전달하는 후진 아이들 기어가 맞물려 있는 트랙터용 변속기가 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙터용 변속기의 구성을 나타내는 선도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기(1)의 구성을 나타내는 선도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 변속기(1)는 엔진(3)의 출력부에 연결되어 엔진(1)의 동력에 의해 회전하는 구동 입력축(5)을 중심으로 구성된다.

상기 구동 입력축(5)의 최상류측에는 제1선기어(sun gear)(7)가 고정 설치되고, 하류측 중간에는 HST 입력 구동기어(9)가 고정 설치된다.

먼저, 구동 입력축(5)의 최하류측에는 작업 차량의 작업 장치를 구동시키는 작업 장치 구동축(11)이 클러치(13)을 통해 연결됨으로써, 작업 장치 구동축(11)에 연결되는 작업 장치를 승,하강시키는 등 작업을 수행할 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "상류"는 하나의 부재에 의해 동력이 입력되는 쪽을 의미하며, 용어 "하류"는 상기 부재로부터 입력된 동력이 전달되어 가는 쪽을 의미한다.

상기 구동 입력축(5)에 연동 결합 된 HST 입력 구동기어(9)는, 유압식 무단 변속기(HST) 유닛(15)의 HST 입력축(17) 상에 고정 설치된 HST 입력 피동기어(19)와 연결된다.

상기 HST 유닛(15)은 유압 펌프(21)와 유압 모터(23)를 구비한다. 엔진(3)에 의해 구동하는 구동 입력축(5)의 회전력이 HST 입력 구동기어(9)와 HST 입력 피동기어(19)로 전달되고, 유압 펌프(21)는 HST 입력축(17)의 구동력에 의해 구동을 하게 된다.

상기 유압 펌프(21)는 그 내부에 구비된 경사판의 경사각을 조절하여 내부 유량의 용량을 가변적으로 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 유압 펌프(21)는 유압 모터(23)를 구동시킨다. 또한, HST 유닛(15)은 유압 펌프(21)의 용량을 조절하는 것에 의하여 유압 펌프(21)에 대한 유압 모터(23)의 구동비를 조절할 수 있고, 이에 따라 출력되는 동력의 크기를 조절할 수 있다. 상기 유압 모터(23)는 HST 유닛(15)의 HST 출력축(25)을 회전시킨다.

상기 HST 유닛(15)과 같이 엔진(3)의 구동력을 전달받아 이를 감속시키는 유압식 무단 변속기의 구조는 이미 공지된 것이므로, HST 유닛(15)의 구성과 동력 전달 특성에 대한 더 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 상기 구동 입력축(5)의 제1선기어(7)의 하류측에는 구동 입력축(5) 상에서 자유회전 가능하게 형성되는 캐리어축(27)과, 상기 캐리어축(27) 상에서 자유회전 가능하게 형성되는 캐리어(carrier)(29)가 구비되며, 캐리어축(27)의 상류측 단부에는 제2선기어(31)가 구비된다.

이러한 상기 제1선기어(7)와 제2선기어(31)에는 복수의 유성기어(33)가 연결되며, 복수의 유성기어(33)는 제1선기어(7)와 연결되는 제1피니언 기어(35)와 제2선기어(31)와 연결되는 제2피니언 기어(37)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 캐리어(29)는 복수의 유성기어(33)에 동시에 체결되는데, 본 실시 예에 따르면, HST 유닛(15)의 구동력과 구동 입력축(5)의 회전 구동력을 합성하기 위하여 링기어(ring gear)(39)가 제2선기어(31)를 감싸도록 설치된다.

상기 링기어(39)의 링 출력기어(41)는 유성기어(33)의 제2피니언 기어(37)와 연결되고, 링 입력기어(40)는 HST 유닛(15)의 HST 출력축(25)에 형성된 HST 출력 구동기어(43)와 연결된다. 이러한 링기어(39)는 HST 출력축(25)의 회전 구동에 의해 구동 입력축(5)에 대하여 자유회전 가능하다.

따라서, 엔진(3)이 구동을 하게 되면, 구동 입력축(5)이 회전하게 되고, 구동 입력축(5)의 회전 구동력은 HST 입력 구동기어(9)와 HST 입력 피동기어(19)를 통해 HST 입력축(17)을 회전시킨다.

또한, 상기 HST 입력축(17)의 회전 구동력은 HST 유닛(15)으로 입력되고, HST 유닛(15)은 기설정된 HST 유닛(15)의 용량에 따라 HST 출력축(25)을 회전시킨다. 이러한 HST 출력축(25)이 회전하면, HST 출력 구동기어(43)와 연결된 링기어(39)가 구동 입력축(5)을 중심으로 회전하게 된다.

한편, 상기 엔진(3)의 구동력에 의해 구동 입력축(5)이 회전을 하게 되면, 구동 입력축(5)에 고정 설치된 제1선기어(7)도 회전한다. 상기 제1선기어(7)와 링기어(39)가 각각 회전함에 따라 제1선기어(7)와 링기어(39)에 동시 연결된 복수의 유성기어(33)들은 제1선기어(7)와 링기어(39) 사이에서 구동 입력축(5) 주위를 공전 운동하게 된다.

이때, 각각의 유성기어(33)들의 공전 속도는 모두 동일하므로, 유성기어(33)들에 동시에 체결되는 캐리어(29)는 구동 입력축(5)을 중심으로 회전하게 된다.

또한, 각각의 유성기어(33)들은 그 자체로 회전 운동을 하면서 공전 운동을 하므로, 유성기어(33)의 제2피니언 기어(37)에 연결된 캐리어(29) 및 캐리어축(27)은 유성기어(33)의 회전 운동 및 공전 운동에 의해 구동 입력축(5)을 중심으로 회전하게 된다.

즉, 본 실시예에 따르면, 엔진(3)에 의해 직접 구동하는 구동 입력축(5)의 회전 구동력과 HST 유닛(15)에 의해 구동하는 HST 출력축(25)의 회전 구동력이 유성기어(33)를 통해 합성되고, 그 합성 구동력은 제1선기어(7)의 동력과 결합하여 캐리어축(27) 및 선기어축(53)을 회전 구동시키게 된다.

구체적으로, 캐리어축(27)에는 부변속 1단 구동기어(45)와 부변속 3단 구동기어(47)가 연동하도록 결합 되어 있으며, 이러한 부변속 1단 구동기어(45)는 후술하는 부변속 1단 피동기어(49)로 동력을 전달하게 되고, 부변속 3단 구동기어(47)는 후술하는 부변속 3단 피동기어(51)로 동력을 전달하게 된다.

한편, 상기 제2선기어(31)와 연동을 하게 되는 선기어축(53)에는 부변속 2단 구동기어(55)와 부변속 4단 구동기어(57)가 연동하도록 결합 되어 있으며, 이러한 부변속 2단 구동기어(55)는 후술하는 부변속 2단 피동기어(59)로 동력을 전달하게 되고, 부변속 4단 구동기어(57)는 후술하는 부변속 4단 피동기어(61)로 동력을 전달하게 된다.

먼저, 상기 부변속 1단 피동기어(49)와 부변속 3단 피동기어(51)는 부변속 1,3단 피동축(70)에 회동 가능하게 결합 되며, 이러한 상기 부변속 1단 피동기어(49)와 부변속 3단 피동기어(51)의 사이에 배치되는 구조로 부변속 1,3단 피동축(70)에 장착 결합 되어 선택적으로 연결되는 부변속 1단 피동기어(49) 또는 부변속 3단 피동기어(51)의 동력을 부변속 1,3단 피동축(70)에 전달하기 위한 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)가 구비되어 있다.

아울러, 상기 부변속 1,3단 피동축(70)에는 1,3단 클러치 구동기어(65)가 연동하도록 결합 되어 있다. 따라서, 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)의 선택적인 변속 동작을 통해 선택된 상기 부변속 1단 피동기어(49) 또는 부변속 3단 피동기어(51)의 동력이 부변속 1,3단 피동축(70)으로 전달되어 1,3단 클러치 구동기어(65)가 회전을 하게 된다.

또한, 상기 부변속 1,3단 피동축(70)에는 2,4단 클러치 구동기어(67)가 구비된 2,4단 부변속 싱크로 변속기구(69)를 장착 구비한 부변속 2,4단 피동축(71)이 회전 가능하게 결합 되어 있다. 이러한 부변속 2단 피동기어(59)와 부변속 4단 피동기어(61)는 각각 상대하는 부변속 2단 구동기어(55)와 부변속 4단 구동기어(57)로부터 동력을 전달받게 된다.

아울러, 2,4단 부변속 싱크로 변속기구(69)의 선택적인 변속 동작을 통해 부변속 2단 피동기어(59) 또는 부변속 4단 피동기어(61)를 선택하고, 선택된 부변속 2단 피동기어(59) 또는 부변속 4단 피동기어(61)의 동력은 부변속 2,4단 피동축(71)으로 전달된다.

한편, 상기 구동 입력축(5)에는 전진 구동기어(81) 및 후진 구동기어(83)가 연동하도록 결합 된 클러치 출력축(73)이 회전 가능하게 결합 되어 있다.

이러한 상기 클러치 출력축(73)에는 2,4단 클러치 구동기어(67)로부터 동력을 전달받는 2,4단 클러치 피동기어(75)와 1,3단 클러치 구동기어(65)로부터 동력을 전달받는 1,3단 클러치 피동기어(77)를 구비하고 있는 부변속 클러치(79)가 장착 결합 되어 있다.

그에 따라 상기 2,4단 클러치 피동기어(75)와 1,3단 클러치 피동기어(77)는 각각 상대하는 2,4단 클러치 구동기어(67)와 1,3단 클러치 구동기어(65)로부터 동력을 전달받게 되고, 부변속 클러치(79)의 선택적인 변속 동작을 통해 2,4단 클러치 피동기어(75) 또는 1,3단 클러치 피동기어(77)를 선택하게 된다.

여기서 선택된 상기 2,4단 클러치 피동기어(75) 또는 1,3단 클러치 피동기어(77)의 동력은 클러치 출력축(73)으로 전달하게 된다.

상기 클러치 출력축(73)에는 전진 구동기어(81)와 후진 구동기어(83)가 연동하는 결합 되어 있어, 전진 구동기어(81)와 후진 구동기어(83)는 클러치 출력축(73)과 함께 연동하게 된다. 상기 구동 입력측(5)의 하류측 단부에는 클러치 출력축(73)으로부터 동력이 전달되는 전후진 출력축(85)이 배치되어 있다.

상기 전후진 출력축(85)에는 전진 구동기어(81)와 후진 구동기어(83)와 각각 상대하는 전진 피동기어(87)와 후진 피동기어(89)를 구비하고 있는 전후진 싱크로 변속기구(91)가 장착되어 있는데, 이때 후진 구동기어(83)와 후진 피동기(89)어 사이에는 후진 아이들 기어(90)가 맞물려 있어 후진 구동기어(83)의 구동력은 후진 아이들 기어(90)를 통해 후진 피동기어(89)로 전달된다. 그에 따라 후진 피동기어(89)는 전진 피동기어(87)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전을 하게 된다.

위와 같이 전진 피동기어(87)와 후진 피동기어(89)는 각각 상대하는 전진 구동기어(81)와 후진 구동기어(83)로부터 동력을 전달받게 되고, 전후진 싱크로 변속기구(91)의 선택적인 변속 동작을 통해 전진 피동기어(87)와 후진 피동기어(89)를 선택하게 되며, 선택된 전진 피동기어(87) 또는 후진 피동기어(89)의 동력을 전후진 출력축(85)으로 전달하게 하게 된다.

상기 전후진 출력축(85)에 전달된 동력은 전후진 출력축(85)과 연결되어 동력을 최종 출력하는 메인 클러치(93)로 전달하도록 연결 구성된다.

이하에서는 본 실시예에 따른 변속기(1)의 동작을 설명한다.

[동력 전달 경로]

앞서 설명한 바와 같이, 엔진(3)이 회전하여 구동 입력축(5)을 회전시키면, 구동 입력축(5)의 회전 구동력과, HST 유닛(15)에 의해 구동하는 HST 출력축(25)의 회전 구동력이 HST 출력 구동기어(43)로 전달되어 유성기어(33)를 통해 합성되고, 그 합성 구동력이 제1선기어(7)의 동력과 결합하여 캐리어축(27) 및 제2선기어축(31)을 회전 구동시키게 된다. 이때, 상기 HST 유닛(15)은 출력 회전수의 변환이 가능하며 이를 이용하여 복합 유성기어(33)의 캐리어축(27)과 선기어축(53)의 속도를 조절한다.

위와 같이 캐리어축(27)으로 전달되는 동력은 부변속 1단 구동기어(45), 부변속 3단 구동기어(47), 부변속 1단 피동기어(49), 부변속 3단 피동기어(47)로 전달되고, 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)의 선택적인 변속 동작을 통해 선택된 동력은 부변속 클러치(79)로 전달된다.

한편, 상기 선기어축(53)으로 전달되는 동력은 부변속 2단 구동기어(55), 부변속 4단 구동기어(57), 부변속 2단 피동기어(59), 부변속 4단 피동기어(61)로 전달되고, 2,4단 부변속 싱크로 변속기구(69)의 선택적인 변속 동작을 통해 선택된 동력은 부변속 클러치(79)로 전달된다.

상기 부변속 클러치(79)로 전달된 각각의 동력은 부변속 클러치(79)의 동작을 통해 전후진 싱크로 변속기구(91)로 전달되고, 상기 전후진 싱크로 변속기구(91)의 변속 동작을 통해 전진 또는 후진 동작을 선택 후 메인 클러치(93)로 동력을 전달하여 차륜으로 전달하게 된다.

[부변속 동작]

먼저, 부변속부의 구성요소를 살펴보면, 2개의 싱크로 변속기구 즉, 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63), 2,4단 부변속 싱크로 변속기구(69)와 함께 부변속 클러치(79)를 포함하여 구성되어 있다.

1단에서 2단 변속시, 상기 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)는 상기 부변속 1단 구동기어(45)에 연결되고, 2,4단 싱크로 변속기구(69)는 상기 부변속 2단 구동기어(55)에 연결된 상태에서 부변속 클러치(79)는 부변속 1,3단 피동축(70)과 연결되어 있는 동력을 끊고 부변속 2,4단 피동축(71)과 연결하여 전달받은 동력을 하류로 전달한다.

2단에서 3단 변속시에는 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)는 부변속 1단 구동기어(45)에서 부변속 3단 구동기어(47)로 연결되고, 2,4단 부변속 싱크로 변속기구(69)는 2단에 연결되어 있는 상태에서 부변속 클러치(79)는 부변속 2,4단 피동축(71)의 동력을 끊고 부변속 1,3단 피동축(70)과 연결하여 전달받은 동력을 하류로 전달하다.

[전,후진 동작]

먼저, 전,후진부의 구성요소를 살펴보면, 전후진 싱크로 변속기구(91)와 메인 클러치(93)로 구성된다. 전진 또는 후진 선택시 전후진 싱크로 변속기구(91)의 변속 동작을 통해 전진 또는 후진에 대한 전진 피동기어(87) 또는 후진 피동기어(89)를 선택하고, 선택한 동력을 전후진 출력축(85)으로 전달하게 된다.

이때, 이러한 전후진 싱크로 변속이 이루어지기 직전 부변속 클러치(79)는 해제됨으로써 부변속부로부터 전달되는 동력이 일시 차단된 상태로 싱크로가 이루어져 기어비를 동기화 시킨다. 아울러, 메인 클러치(93)는 안전장치의 일환으로 변속시 전후진 싱크로 변속기구 및 전체적인 시스템의 안정성을 높이기 위해 전후진 출력축(85)의 동력을 끊어주게 된다.

이상과 같은 본 실시예에 따른 변속기(1)는, 변속을 위한 변속부에 습식 다판 클러치를 대신하여 2개의 싱크로 변속기구 즉, 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)와 2,4단 싱크로 변속기구(69) 및 부변속 클러치(79)로 구성함으로써, 습식 다판 클러치의 사용이 최소화되어 100 마력 이하의 트랙터 등과 같이 부품을 탑재할 공간에 제약이 있는 차량에도 효과적으로 적용될 수 있다.

또한, 앞서 설명된 각 싱크로 변속기구(63, 69)는 전기 액츄에이터로 작동하므로, 발열 및 유압 공급이 필요 없어 관련 냉각 장치가 필요 없으므로, 변속기(1)의 구조가 간단해지고 조립성이 우수해지며 크기를 컴팩트화 할 수 있게 된다.

1 : 변속기 3 : 엔진
5 : 구동 입력축 7 : 제1선기어
9 : HST 입력 구동기어 11 : 작업 장치 구동축
13 : 클러치 15 : 유압식 무단 변속기 유닛
17 : HST 입력축 19 : HST 입력 피동기어
21 : 유압 펌프 23 : 유압 모터
25 : HST 출력축 27 : 캐리어축
29 : 캐리어 31 : 제2선기어
33 : 유성기어 35 : 제1피니언기어
37 : 제2피니언기어 39 : 링기어
40 : 링 입력기어 41 : 링 출력기어
43 : HST 출력 구동기어 45 : 부변속 1단 구동기어
47 : 부변속 3단 구동기어 49 : 부변속 1단 피동기어
51 : 부변속 3단 피동기어 53 : 선기어축
55 : 부변속 2단 구동기어 57 : 부변속 4단 구동기어
59 : 부변속 2단 피동기어 61 : 부변속 4단 피도기어
63 : 1,3단 부변속 싱크로 변속기구 65 : 1,3단 클러치 구동기어
67 : 2,4단 클러치 구동기어 69 : 2,4단 부변속 싱크로 변속기구
71 : 부변속 2,4단 피동축 73 : 클러치 출력축
75 : 2,4단 클러치 피동기어 77 : 1,3단 클러치 피동기어
79 : 부변속 클러치 81 : 전진 기어
83 : 후진 기어 85 : 전후진 출력축
87 : 전진 피동기어 89 : 후진 피동기어
90 : 후진 아이들 기어 91 : 전후진 싱크로 변속기구
93 : 메인 클러치

Claims

엔진(3)의 출력부에 연결되는 구동 입력축(5)과, 상기 구동 입력축(5)의 회전력을 전달받아 회전하는 캐리어축(27) 및 선기어축(53)을 포함하여 구성되는 변속기로서,
상기 캐리어축(27)에 결합 되는 부변속 1단 및 부변속 3단 구동기어(45, 47);
상기 선기어축(53)에 연동하도록 구비되는 부변속 2단 및 부변속 4단 구동기어(55, 57);
상기 부변속 1단 구동기어(45)와 부변속 3단 구동기어(47)의 동력이 전달되는 부변속 1,3단 클러치 구동기어(65)를 구비하고 있는 부변속 1,3단 피동축(70)에 부변속 1단 및 부변속 3단 피동기어(49, 51)를 구비하여 결합 되는 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63);
상기 부변속 1,3단 피동축(70)에 회동 가능하게 결합 되는 부변속 2,4단 피동축(71) 및, 상기 부변속 2,4단 피동축(71)에 2,4단 클러치 구동기어(67)가 구비된 2,4단 부변속 싱크로 변속기구(69);
상기 구동 입력축(5)에 회전 가능하게 결합 되는 클러치 출력축(73);
상기 클러치 출력축(73)에 연동하도록 구비되는 전진 구동기어(81) 및 후진 구동기어(83);
상기 클러치 출력축(73)에 결합 되어 2,4단 클러치 구동기어(67)로부터 동력을 전달받는 2,4단 클러치 피동기어(67)와 1,3단 클러치 구동기어(65)로부터 동력을 전달받는 1,3단 클러치 피동기어가 구비된 부변속 클러치(79);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트랙터용 변속기.
제1항에 있어서,
1단에서 2단 변속시 상기 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)는 상기 부변속 1단 구동기어(45)에 연결되고, 2,4단 싱크로 변속기구(69)는 상기 부변속 2단 구동기어(55)에 연결된 상태에서 부변속 클러치(79)는 부변속 1,3단 피동축(70)과 연결되어 있는 동력을 끊고, 부변속 2,4단 피동축(71)과 동력이 연결되며,
2단에서 3단 변속시에는 1,3단 부변속 싱크로 변속기구(63)는 부변속 1단 구동기어(45)에서 부변속 3단 구동기어(47)로 연결되고, 2,4단 부변속 싱크로 변속기구(69)는 2단에 연결되어 있는 상태에서 부변속 클러치(79)는 부변속 2,4단 피동축(71)의 동력을 끊고 부변속 1,3단 피동축(70)과 동력이 연결되는 것을 특징으로 하는 트랙터용 변속기.
제1항에 있어서,
상기 선기어축(53)은 상기 구동 입력축(5) 상에 자유회전 가능하게 연결되고, 상기 캐리어축(27)은 상기 선기어축(53) 상에 자유회전 가능하게 연결되며, 상기 클러치 출력축(73)은 상기 구동 입력축(5) 상에 자유회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 트랙터용 변속기.
제3항에 있어서,
상기 구동 입력축(5)에 고정 설치되는 제1선기어(7);
상기 선기어축(53)에 형성되는 제2선기어(31);
상기 구동 입력축(5)을 중심으로 자유회전 가능하며, 상기 제2선기어(31)를 감싸도록 설치되는 링기어(39);
상기 제1선기어(7)와 연결되는 제1피니언 기어(35)와, 상기 제2선기어(31) 및 상기 링기어(39)의 링 출력기어(41)와 동시에 연결되는 제2피니언 기어(37)를 구비하는 복수의 유성기어(33)를 더 포함하고,
상기 캐리어축(27)과 연동하는 캐리어(29)는 상기 복수의 유성기어(33)에 동시에 체결되는 것을 특징으로 하는 트랙터용 변속기.
제4항에 있어서,
내부 유압을 조절하여 출력되는 동력의 크기를 조절하는 HST 유닛(15)을 더 포함하고,
상기 구동 입력축(5)은 상기 HST 유닛(15)의 HST 입력축(17)에 연결되고,
상기 링기어(39)의 입력부는 상기 HST 유닛(15)의 HST 출력축(25)에 연결되어 상기 구동 입력축(5)의 동력과 상기 HST 유닛(15)의 동력이 합성되어 상기 캐리어(29)와 연동하는 캐리어축(27) 및 상기 선기어축(53)에 전달되는 것을 특징으로 하는 트랙터용 변속기.
제1항에 있어서,
상기 구동 입력축(5)에는 작업 장치 구동축(11)이 연결되는 것을 특징으로 트랙터용 변속기.
제1항에 있어서,
상기 전진 구동기어(81)와 후진 구동기어(83)의 동력이 전달되는 전후진 출력축(85)에는 전진 구동기어(81)와 후진 구동기어(83)와 각각 상대하는 전진 피동기어(87)와 후진 피동기어(89)를 구비한 전후진 싱크로 변속기구(91)가 장착되어 있고,
상기 후진 구동기어(83)와 후진 피동기어(89) 사이에는 후진 구동기어(83)의 동력을 후진 피동기어(89)로 전달하는 후진 아이들 기어(90)가 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 트랙터용 변속기.