KR101076921B1

KR101076921B1 - 유압식 동력 전달 장치 및 작업 차량

Info

Publication number: KR101076921B1
Application number: KR1020077020659A
Authority: KR
Inventors: 겐지 우에조노; 세이시 모리시따; 아끼라 다께시따; 기요야스 하세가와; 고오지 효오도오; 고오지 다까노
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-03-09
Also published as: CN100577463C; TW200641255A; EP1862344B1; US7637101B2; EP1862344A1; TWI295708B; CN101137524A; JP4580425B2; US20080271564A1; WO2006095813A1; KR20070116232A; JPWO2006095813A1; EP1862344A4

Abstract

작업 차량의 유압식 동력 전달 장치는 병렬로 배치된 2개의 유압 모터의 동력을 전달한다. 그래서, 유압식 동력 전달 장치는, 케이스와, 케이스 내의 우측 영역 및 좌측 영역에 각각 배치되고 2개의 유압 모터에 각각 연결된 제1 모터 축 및 제2 모터 축과, 케이스 내의 제1 모터 축과 제2 모터 축 사이의 영역에 배치된 카운터 축과, 출력 축과, 제1 모터 축의 동력을 카운터 축을 통해 출력 축에 전달하는 제1 전달 기구와, 제2 모터 축의 동력을 출력 축에 전달하는 제2 전달 기구와, 카운터 축에 설치되고 제1 모터 축과 출력 축 사이에서 동력을 전달 혹은 차단하는 유압 클러치 장치를 구비한다.

출력 축, 모터 축, 카운터 축, 오일 펌프, 유압 클러치

Description

유압식 동력 전달 장치 및 작업 차량{HYDRAULIC POWER TRANSMISSION DEVICE AND WORK VEHICLE}

본 발명은, 유압식 동력 전달 장치 및 유압식 동력 전달 장치를 구비하는 작업 차량에 관한 것이다.

휠 로더 등의 작업 차량에 이용하는 동력 전달 장치로서, 엔진에 의해 구동되는 1개의 유압 펌프와, 이 유압 펌프에 병렬로 접속된 2개의 유압 모터를 설치하고, 이들 유압 모터의 동력을 선택적으로 출력 축에 전달하도록 한 장치가 있다.

이와 같은 동력 전달 장치로서, 제1 유압 모터에 연결된 제1 모터 축과, 유성 기어 장치를 통해 제2 유압 모터에 접속된 제2 모터 축과, 출력 축과, 제2 모터 축 및 제2 유압 모터 사이에 설치된 유압 클러치를 갖는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 장치에 있어서, 제1 모터 축, 제2 모터 축 및 출력 축에는 각각 제1 입력 기어, 제2 입력 기어 및 출력 기어가 설치되어 있고, 제1 입력 기어 및 제2 입력 기어가 출력 기어에 맞물려 있다. 저속 주행시에 있어서 유압 클러치는 결합 상태에 있고, 제1 유압 모터 및 제2 유압 모터의 양방의 동력이 출력 축에 전달되어, 부하가 높은 토크로 구동된다. 한편, 고속 주행시에는 유압 제어 밸브에 의해 유압 클러치가 절단되고, 제1 유압 모터의 동력만이 출력 축에 전달되어, 고 속으로 부하가 구동된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2001-82404호 공보

작업 차량 등에 이용하는 동력 전달 장치에 있어서는, 부재를 연결하는 스플라인 결합부, 기어의 맞물림 부분, 혹은 각 축을 지지하는 베어링을 윤활유에 의해 윤활하게 할 필요가 있다. 그래서, 윤활이 필요한 부분에, 유압 클러치를 윤활한 윤활유를 비산시킴으로써 각 부재의 윤활이 행해진다. 그러나, 이와 같은 방식으로는 충분한 윤활을 행하는 것이 곤란하다. 즉, 상기 공보에 기재된 장치에서는, 유압 클러치가 연결된 제2 모터 축이 케이스의 중앙부가 아닌 좌우의 어느 한쪽으로 치우쳐 배치되어 있으므로, 유압 클러치로부터 비산하는 윤활유에 의해 주변의 베어링이나 기어 등을 균등하게 윤활하게 할 수 없다. 한편, 강제적으로 윤활유를 공급하는 방식에서는, 구멍이나 윤활용 파이프 등의 윤활유 통로가 필요해져, 비용 상승을 초래하게 된다.

본 발명의 제1 태양에 의하면, 병렬로 배치된 2개의 유압 모터의 동력을 전달하는 작업 차량의 유압식 동력 전달 장치는, 케이스와, 케이스 내의 우측 영역 및 좌측 영역에 각각 배치되고 2개의 유압 모터에 각각 연결된 제1 모터 축 및 제2 모터 축과, 케이스 내의 제1 모터 축과 제2 모터 축 사이의 영역에 배치된 카운터 축과, 출력 축과, 제1 모터 축의 동력을 카운터 축을 통해 출력 축에 전달하는 제1 전달 기구와, 제2 모터 축의 동력을 출력 축에 전달하는 제2 전달 기구와, 카운터 축에 설치되고 제1 모터 축과 출력 축 사이에서 동력을 전달 혹은 차단하는 유압 클러치 장치를 구비한다.

카운터 축은 제1 모터 축 및 제2 모터 축으로부터 대략 등거리의 위치에 병렬로 배치되는 것이 바람직하다. 카운터 축은 제1 모터 축 및 제2 모터 축보다도 상방에 배치되는 것이 바람직하다. 출력 축은 카운터 축의 하방에 배치되는 것이 바람직하다. 유압 클러치 장치는 유압이 공급되면 동력 전달 상태가 되고, 유압이 공급되지 않으면 동력 차단 상태가 되도록 구성해도 좋다.

제1 전달 기구는, 제1 모터 축의 동력을 카운터 축에 전달하는 입력측 전달부와, 카운터 축의 동력을 출력 축에 전달하는 출력측 전달부를 갖고, 입력측 전달부와 출력측 전달부는 각각 입력 회전수를 감속하여 출력측에 전달하는 것이 바람직하다.

제1 태양에 의한 유압식 동력 전달 장치는, 출력 축에 고정된 출력 기어를 더 구비하고, 제1 전달 기구는, 제1 모터 축에 고정된 제1 기어와, 카운터 축에 고정된 제1 기어에 맞물리는 입력측 카운터 기어와, 카운터 축에 상대 회전 가능하게 설치되고 출력 축에 맞물리는 출력측 카운터 기어를 갖고, 제2 전달 기구는, 제2 모터 축에 고정되고 출력 기어에 맞물리는 제2 기어를 갖고, 유압 클러치 장치는, 입력측 카운터 기어와 출력측 카운터 기어 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

제1 태양에 의한 유압식 동력 전달 장치는, 작업 차량을 주차할 때에 사용되는 유압식 파킹 브레이크를 더 구비하고, 유압식 파킹 브레이크는 유압이 공급되지 않으면 제동 상태가 되고, 유압이 공급되면 제동 해제 상태가 되도록 구성되는 것이 바람직하다. 유압식 패킹 브레이크는, 제2 모터 축에 설치되어도 좋다.

제1 태양에 의한 유압식 동력 전달 장치는, 카운터 축에 형성된 윤활유 공급용 유로를 더 구비하고, 윤활유 공급용 유로를 통해 공급된 윤활유는 카운터 축의 회전시에 유압 클러치 장치로부터 비산하는 것이 바람직하다. 유압원으로부터 유압 클러치 장치로 공급되는 유압을 제어하는 제어 밸브와, 유압원과 제어 밸브 사이에 배치된 릴리프 밸브를 더 구비하고, 윤활유는 유압원으로부터 릴리프 밸브를 통해 윤활유 공급용 유로로 공급되어도 좋다. 케이스의 2개의 유압 모터측의 단부면에 있어서, 제1 모터 축을 지지하는 개구의 상방, 및 제2 모터 축을 지지하는 개구의 상방에 각각 형성된 관통 구멍을 더 구비하고, 윤활유는 관통 구멍을 통해 2개의 유압 모터측으로 유입하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 태양에 의한 작업 차량은, 상기 유압식 동력 전달 장치를 구비한다.

본 발명에 따르면, 카운터 축에 설치된 유압 클러치 장치로부터 비산하는 윤활유에 의해, 제1 모터 축 및 제2 모터 축 등을 균등하게 윤활하게 할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 동력 전달 장치를 후방에서 본 경우의 외관도이다.

도2는 도1에 도시하는 동력 전달 장치의 단면 전개도이다.

도3은 도1에 도시하는 동력 전달 장치의 유압 회로를 포함하는 모식도이다.

도4는 동력 전달 장치를 탑재한 작업 차량의 주행용 유압 회로를 모식적으로 도시하는 도면이다.

도5는 유압 클러치의 부분 확대 단면도이다.

도6은 카운터 축에 설치된 클러치 유압용 및 윤활용 유로를 나타내는 도면이다.

도7은 파킹 브레이크의 확대 단면도이다.

도1에 본 발명의 일 실시 형태에 의한 동력 전달 장치(100)의 외관도를 나타낸다. 또한, 도2에 동력 전달 장치(100)의 단면 전개도를 나타내고, 도3에 유압 회로를 포함한 모식도를 나타낸다. 이후의 설명에 있어서, 도1의 상방향 및 하방을 각각 상방 및 하방으로 하고, 도2에 있어서의 좌측 방향을 전방, 우측 방향을 후방으로 한다. 도1은 작업 차량에 적재한 동력 전달 장치(100)를 후방에서 본 경우를 도시하고 있다. 또한, 도2는 동력 전달 장치(100)의 축 방향에 따른 단면을 전개한 것이며, 도2의 상하 방향의 위치 관계는 도1에 나타내는 상하 방향의 위치 관계와는 다르다.

[전체 구성]

도4에 동력 전달 장치(100)를 탑재한 작업 차량의 주행용 유압 회로도를 모식적으로 나타낸다. 작업 차량으로서는, 예를 들어 휠 로더, 휠 셔블, 포크 리프트 및 제설차 등이 있고, 여기서는 휠 로더를 예로서 설명한다. 도4에 도시한 바와 같이, 주행용 유압 회로는 엔진(201)에 의해 구동되는 단일 메인 유압 펌프(200)에, 저속측의 제1 유압 모터(2)와 고속측의 제2 유압 모터(3)가 병렬로 폐회로 접속된, 소위 HST 주행 회로이다. 또한, 유압 펌프(200)와 제1 및 제2 유압 모터(2, 3)의 경사 회전 제어 장치 등의 주변 회로는 도시를 생략하고 있다.

동력 전달 장치(100)는 제1 유압 모터(2)의 동력을 전달하는 제1 전달 기구(40)와 제2 유압 모터(3)의 동력을 전달하는 제2 전달 기구(41)를 구비하고, 제1 유압 모터(2) 및 제2 유압 모터(3)의 동력을 선택적으로 전달한다. 동력 전달 장치(100)는 제1 유압 모터(2)에 접속된 제1 모터 축(6), 제2 유압 모터(3)에 접속된 제2 모터 축(7), 카운터 축(8), 및 출력 축(9)을 구비하고, 이들 부재를 케이스(5) 내에 수용하고 있다.

도2에 도시한 바와 같이, 케이스(5)는 전방, 즉 유압 모터(2, 3)측에 설치된 메인 케이스(10)와, 메인 케이스(10)의 후방측에 고정된 서브 케이스(11)와, 서브 케이스(11)의 후방측에 고정된 복수의 엔드 커버(12a, 12b, 12c, 12d)를 갖고 있다. 메인 케이스(10)의 전방측에는 전방벽(10a)이 형성되어 있고, 이 전방벽(10a)에 2개의 유압 모터(2, 3)가 지지되어 있다. 전방벽(10a)에는 복수의 개구가 마련되어 있고, 이들 개구 내에 제1 모터 축(6), 제2 모터 축(7) 및 출력축(9)이 배치되어 있다. 또한, 전방벽(10a)에 있어서, 제1 모터 축(6)이 배치된 개구의 상부, 및 제2 모터 축(7)이 배치된 개구의 상부에는, 각각 윤활유 통과용 관통 구멍(1Ob, 1Oc)이 형성되어 있다. 또, 도2는 전개도이므로 관통 구멍(10c)이 개구의 하방에 도시되어 있다.

제1 모터 축(6)은 메인 케이스(10)와 서브 케이스(11)에 각각 베어링(15, 16)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 도1에 도시한 바와 같이 후방에서 보아 케이스(5) 내의 상부 우측 영역에 배치되어 있다. 또한, 제1 모터 축(6)의 전방측 에는 스플라인 구멍이 형성되어 있고, 이 스플라인 구멍에 제1 유압 모터(2)의 모터 축이 스플라인 결합하고 있다. 또한, 제1 모터 축(6)에는 제1 기어(17)가 일체로 형성되어 있다.

제2 모터 축(7)은 메인 케이스(10)와 서브 케이스(11)에 각각 베어링(20, 21)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 도1에 도시한 바와 같이 후방에서 보아 케이스(5) 내의 상부 좌측 영역에 배치되어 있다. 또한, 제2 모터 축(7)의 전방측에는 스플라인 구멍이 형성되어 있고, 이 스플라인 구멍에 제2 유압 모터(3)의 모터 축이 스플라인 결합하고 있다. 또한 제2 모터 축(7)의 후단부에는 후술하는 파킹 브레이크(23)가 설치되어 있다.

카운터 축(8)은 메인 케이스(10)와 서브 케이스(11)에 각각 베어링(25, 26)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 카운터 축(8)은, 도1에 도시한 바와 같이 후방에서 보아 제1 모터 축(6)과 제2 모터 축(7) 사이의 케이스(5)의 대략 중앙부이고, 양 모터 축(6, 7)보다도 상방에 배치되어 있다. 즉, 카운터 축은 양 모터 축(6, 7)으로부터 대략 등거리의 위치에 배치되어 있다. 카운터 축(8)에 있어서 후방측에는, 입력측 카운터 기어(27)가 상대 회전 불가능하게 고정되고, 전방측에는 출력측 카운터 기어(28)가 베어링(30)(도5 참조)을 통해 상대 회전 가능하게 지지되어 있다. 입력측 카운터 기어(27)는 제1 모터 축(6)의 제1 기어(17)에 맞물려 있다. 출력측 카운터 기어(28)는, 도5에 상세하게 도시한 바와 같이 기어부(28a)와, 기어부(28a)의 후단부로부터 축 방향으로 돌출되어 설치된 원통 형상의 스플라인부(28b)를 갖고 있다.

또한, 카운터 축(8)에는 유압 클러치(29)가 설치되어 있고, 카운터 축(8)의 축 방향 및 직경 방향에는 유압 클러치(29)를 작동시키기 위한 클러치 유압용 유로 및 윤활유를 공급하는 윤활용 유로가 형성되어 있다. 유압 클러치(29) 및 클러치 유압용 및 윤활용 유로의 상세에 대해서는 후술한다.

출력 축(9)은 메인 케이스(10)와 서브 케이스(11)에 각각 베어링(34, 35)을 통해 회전 가능하게 지지되어 있고, 카운터 축(8)의 대략 바로 아래에 배치되어 있다. 출력 축(9)에는 출력 기어(36)가 상대 회전 불가능하게 고정되어 있고, 출력 기어(36)는 제2 기어(22)와 출력측 카운터 기어(28)에 맞물려 있다. 또한, 출력 축(9)의 양단부에는 출력 플랜지(37a, 37b)가 스플라인 결합되어 있다.

이와 같이, 동력 전달 장치(100)는, 도1에 도시한 바와 같이 케이스(5) 내의 우측 영역 및 좌측 영역에 각각 제1 모터 축(6) 및 제2 모터 축(7)을 배치하고, 제1 모터 축(6) 및 제2 모터 축(7) 사이의 중앙 영역에 카운터 축(8) 및 출력 축(9)을 배치하였다. 카운터 축(8)의 배치 위치는, 유압 클러치(29)로부터 비산하는 윤활유로 제1 모터 축(6) 및 제2 모터 축(7)을 효과적으로 윤활하게 할 수 있도록 결정되어 있다. 즉, 카운터 축(8)은, 제1 모터 축(6) 및 제2 모터 축(7)보다도 상방, 또한 카운터 축(8)을 축 방향으로 연장하여 제1 유압 모터(2) 및 제2 유압 모터(3) 사이에 병렬로 나열한 경우에 양 유압 모터(2, 3)의 외형의 상단부를 넘지 않는 위치에 배치된다.

동력 전달 장치(100)에 있어서, 제1 기어(17), 입력측 카운터 기어(27) 및 출력측 카운터 기어(28)에 의해 제1 모터 축(6)의 동력을 카운터 축(8)을 통해 출 력 축(9)에 전달하는 제1 전달 기구(40)가 구성되고, 또한 제2 기어(22)에 의해 제2 모터 축(7)의 동력을 출력 축(9)에 전달하는 제2 전달 기구(41)가 구성되어 있다. 여기서, 제1 기어(17)와 입력측 카운터 기어(27) 사이(입력측 전달부)는, 예를 들어 감속비는 2.000으로 설정되고, 출력측 카운터 기어(28)와 출력 기어(36) 사이(출력측 전달부)는, 예를 들어 감속비는 1.725로 설정되어 있다. 또한, 제2 기어(22)와 출력 기어(36) 사이는, 예를 들어 감속비는 1.550으로 설정되어 있다.

[유압 클러치]

도5에 유압 클러치(29)의 상세를 설명하기 위한 부분 확대 단면도를 나타낸다. 유압 클러치(29)는 카운터 축(8)에 설치되어 있고, 제1 모터 축(6)과 출력 축(9) 사이에서 동력을 전달 혹은 차단하는 것이다. 보다 구체적으로는, 제1 기어(17)로부터 입력측 카운터 기어(27), 즉 카운터 축(8)에 입력된 동력을 출력측 카운터 기어(28)에 전달하거나 차단하기 위한 기구이다. 유압 클러치(29)는 제어 밸브 유닛(60)을 통해 오일 펌프(64)(도3, 도4 참조)로부터 공급되는 유압에 의해 작동된다. 유압 클러치(29)는, 유압이 공급되고 있지 않을 때는 동력 차단 상태이며, 유압이 공급되고 있을 때는 동력 전달 상태가 되는, 소위 포지티브 타입의 유압 클러치이다.

유압 클러치(29)는 카운터 축(8)의 외주부에 고정된 원통 형상의 클러치 케이스(45)와, 클러치 케이스(45)의 내부에 배치된 클러치 디스크 유닛(46)과, 피스톤(47)을 갖고 있다.

클러치 디스크 유닛(46)은 클러치 케이스(45)와 출력측 카운터 기어(28)의 스플라인부(28b) 사이에 배치되어 있고, 복수의 제1 클러치 플레이트 및 복수의 제2 클러치 플레이트를 축 방향으로 교대로 나열하여 이루어지는 것이다. 제1 클러치 플레이트는 외주측에 클러치 케이스(45)와의 결합부를 갖고, 제2 클러치 플레이트는 내주측에 출력측 카운터 기어(28)의 스플라인부(28b)와의 결합부를 갖는다. 제1 또는 제2 클러치 플레이트의 양면에는 마찰 페이싱이 설치되어 있다. 클러치 디스크 유닛(46)의 전방에는, 클러치 디스크 유닛(46)의 축 방향, 즉 전후 방향의 이동을 규제하는 백업 링(48)이 설치되어 있다.

피스톤(47)은 유로(49)를 통해 오일실(50)에 공급된 유압에 의해 축 방향으로 미끄럼 이동하여 클러치 디스크 유닛(46)의 제1 및 제2 클러치 플레이트를 서로 압박한다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 유압이 공급되고 있지 않을 때에 피스톤(47)을 클러치 디스크 유닛(46)으로부터 이격하기 위한 복귀 스프링이 설치되어 있다.

도6에, 카운터 축(8)에 형성된 클러치 유압용 유로 및 윤활용 유로를 도시한다. 도6에 도시한 바와 같이, 카운터 축(8)에는 클러치 유압용 유로(49)와, 윤활용 유로(65)가 형성되어 있다. 오일 펌프(64)로부터 토출되는 오일은 유로(49, 65)로 유도되어, 클러치 유압용 및 윤활용으로서 이용된다. 클러치 유압용 유로(49)는 상술한 바와 같이 오일실(50)에 접속되고, 오일 펌프(64)로부터 토출되는 유압을 유압 클러치(29)의 오일실(50)에 공급한다. 윤활용 유로(65)는 2개의 유로(66, 67)로 분기되어, 오일 펌프(64)로부터 공급되는 윤활유를 유압 클러치(29) 및 출력측 카운터 기어(28)를 지지하는 베어링(30)으로 유도한다.

[파킹 브레이크]

도7에 파킹 브레이크(23)의 상세를 나타낸다. 파킹 브레이크(23)는 작업 차량을 주차할 때에 사용되는 유압식 브레이크이며, 제2 모터 축(7)의 후단부에 설치되어 있다. 파킹 브레이크(23)는 작업 차량에 설치된 오일 펌프(도시되지 않음)로부터 공급되는 브레이크 해제 유압에 의해 작동되고, 유압이 공급되고 있지 않을 때는 제동 상태이고, 유압이 공급되고 있을 때는 제동 해제 상태가 되는, 네가티브 타입의 브레이크이다.

파킹 브레이크(23)는 서브 케이스(11)와, 원통 형상의 전방 엔드 커버(12c)와, 덮개 형상의 후방 엔드 커버(12d) 사이에 설치되어 있다. 파킹 브레이크(23)는, 제2 모터 축(7)의 후단부에 스플라인 결합된 링 부재(54)와, 링 부재(54)와 전방 엔드 커버(12c) 사이에 배치된 브레이크 디스크 유닛(55)과, 피스톤(56)과, 피스톤(56)을 압박하는 복수의 압박 스프링(57)을 갖고 있다.

브레이크 디스크 유닛(55)은 클러치 디스크 유닛(46)과 동일한 구성이며, 복수의 제1 및 제2 브레이크 플레이트를 축 방향으로 교대로 나열하여 이루어지는 것이다. 제1 브레이크 플레이트는 전방 엔드 커버(12c)의 내주부에 결합하는 결합부를 외주부에 갖고, 제2 브레이크 플레이트는 링 부재(54)의 외주부에 결합하는 결합부를 내주부에 갖고 있다. 제1 또는 제2 브레이크 플레이트의 양면에는 마찰 페이싱이 설치되어 있다.

피스톤(56)은, 전방 엔드 커버(12c)의 내주부에 있어서 축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고, 전방 엔드 커버(12c)와의 사이에는 오일실(58)이 형성되어 있다. 복수의 스프링(57)은 피스톤(56)과 후방 엔드 커버(12d) 사이에 설치되고, 피스톤(56)을 브레이크 디스크 유닛(55)을 향해 압박하고 있다. 스프링(57)의 압박력에 의해 제2 모터 축(7)을 제동함으로써, 파킹 브레이크를 작동시킨다. 오일실(58)에 브레이크 해제 유압을 공급함으로써 제2 모터 축(7)의 제동이 해제되고, 파킹 브레이크의 작동이 해제된다.

[유압 회로]

동력 전달 장치(100)의 유압 회로에 대해, 도3을 이용하여 상세하게 설명한다. 도1에 도시한 바와 같이, 동력 전달 장치(100)의 케이스(5)의 상부에는 제어 밸브 유닛(60)이 설치되어 있다. 제어 밸브 유닛(60)은 메인 밸브(61), 모듈레이트 밸브(62), 및 릴리프 밸브(63) 등을 구비하고 있다. 메인 밸브(61)는 유압 클러치(29)의 온(접속), 오프(절단)를 제어하기 위한 밸브이며, 전자기 솔레노이드에 의해 제어된다. 모듈레이트 밸브(62)는 메인 밸브(61)로부터의 유압을 받아 유압 클러치(29)를 서서히 온(ON)하기 위한 밸브이다. 릴리프 밸브(63)는 유압 펌프(64)와 메인 밸브(61) 사이에 설치되어 있고, 오일 펌프(64)로부터의 윤활유는 릴리프 밸브(63)를 통해 카운터 축(8)의 윤활용 유로(65)로 유도되어, 카운터 축(8)의 각 부, 주로 유압 클러치(29) 부분에 공급된다.

[동작]

이하에, 작동 차량의 주행시에 있어서의 동력 전달 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.

우선, 저속 주행시에는, 유압 클러치(29)의 오일실(50)에 유로(49)를 통해 오일 펌프(64)로부터의 클러치 유압이 공급되고 있다. 따라서, 피스톤(47)은 클러치 디스크 유닛(46)을 압박하고, 유압 클러치(29)는 온(동력 전달 상태)으로 되어 있다. 동력 전달 상태에 있어서는, 제1 모터 축(6)에 입력된 제1 유압 모터(2)의 동력은 제1 기어(17)로부터 입력측 카운터 기어(27)에 전달되고, 또한 유압 클러치(29), 출력측 카운터 기어(28) 및 출력 기어(36)를 통해 출력 축(9)에 전달된다. 이와 함께, 제2 모터 축(7)에 입력된 제2 유압 모터(3)의 동력이, 제2 기어(22) 및 출력 기어(36)를 통해 출력 축(9)에 전달된다. 이와 같이, 저속 주행시에는, 유압 클러치(29)가 온으로 제어되고, 제1 유압 모터(2) 및 제2 유압 모터(3)의 동력이 출력 축(9)에 전달되게 되어, 큰 토크로 부하를 구동할 수 있다.

도6에 도시한 바와 같이, 윤활용 유로(65)에는 릴리프 밸브(63)를 통해 오일 펌프(64)로부터의 윤활유가 공급되고 있고, 유로(65, 66, 67)를 통해 클러치 디스크 유닛(46)의 내주부 및 베어링(30)에 윤활유가 유도된다. 또한, 클러치 디스크 유닛(46)의 제2 클러치 플레이트의 양면에는 내주부로부터 외주부로 윤활유를 통과시키는 오일 홈이 형성되어 있다. 유압 클러치(29)가 온의 상태라도, 카운터 축(8)이 회전함으로써, 제2 클러치 플레이트에 형성된 오일 홈을 통해 윤활유가 화살표 B로 나타낸 바와 같이 유압 클러치(29)의 주변으로 비산한다. 또한, 제2 클러치 플레이트에 형성된 오일 홈을 완전히 통과하지 못한 윤활유는, 카운터 축(8)의 회전에 의해 화살표 A로 나타낸 바와 같이 유압 클러치(29)의 주변으로 비산한다.

한편, 고속 주행시에는, 유압 클러치(29)의 오일실(50)에 클러치 유압이 공 급되지 않으므로, 피스톤(47)은 복귀 스프링(도시되지 않음)의 작용에 의해 클러치 디스크 유닛(46)으로부터 이격되어 있다. 이 경우, 클러치 디스크 유닛(46)은 압박되지 않고, 유압 클러치(29)는 오프(동력 차단 상태)가 된다. 동력 차단 상태에서는, 제1 유압 모터(2)로부터의 동력은 출력 축(9)에 전달되지 않고, 제2 모터 축(7)에 입력된 제2 유압 모터(3)의 동력만이 제2 기어(22) 및 출력 기어(36)를 통해 출력 축(9)에 전달된다. 이와 같이, 고속 주행시에는 유압 클러치(29)가 오프가 되어, 고속으로 부하가 구동된다. 또, 유압 클러치(29)가 오프된 상태에서도, 제2 유압 모터(3)로부터의 동력에 의해 출력측 카운터 기어(28)는 회전한다.

도6에 도시한 바와 같이, 고속 주행시에 릴리프 밸브(63)를 통해 오일 펌프(64)로부터 공급된 윤활유는, 유로(65, 66, 67)를 통해 클러치 디스크 유닛(46)의 내주부 및 베어링(30)으로 유도된다. 클러치 디스크 유닛(46)은 압박되어 있지 않으므로, 출력측 카운터 기어(28)와 결합하는 제2 클러치 플레이트가 회전함으로써, 주로 윤활유는 화살표 B로 나타낸 바와 같이 클러치 디스크 유닛(46)의 제1 및 제2 클러치 플레이트 사이를 통해 유압 클러치(29)의 주변으로 비산한다.

이와 같이, 작업 차량의 저속 주행시 및 고속 주행시에 있어서, 카운터 축(8)에는 오일 펌프(64)로부터의 윤활유가 공급되고, 카운터 축(8)의 유로(65)를 통해 유압 클러치(29)로 유도된다. 따라서, 저속시에는 카운터 축(8)이, 고속 시에는 출력측 카운터 기어(28)가 회전함으로써, 유압 클러치(29)에 공급된 윤활유가 주변으로 비산한다. 본 실시 형태에 있어서는, 카운터 축(8) 및 유압 클러치(29)를 케이스(5)의 중앙 영역에 설치하고, 제1 및 제2 모터 축(6, 7)으로부터는 대략 등거리의 위치에 배치하고 있으므로, 유압 클러치(29) 및 그 주위로부터 비산하는 윤활유가 좌우 영역에 배치된 제1 모터 축(6) 및 제2 모터 축(7)에 대략 균등하게 공급된다. 따라서, 각 모터 축(6, 7)에 설치된 베어링(15, 20)이나 기어(17, 22), 및 출력 축(9) 등을 대략 균등하게 윤활하게 할 수 있다. 특히, 카운터 축(8)은 제1 및 제2 모터 축(6, 7)보다도 상방에 위치하고 있으므로, 유압 클러치(29) 및 그 주위로부터 비산하는 윤활유를 효율적으로 각 부에 퍼지게 할 수 있다.

또한, 비산된 윤활유는, 메인 케이스(1O) 전방벽(1Oa)에 형성된 개구의 상방에 형성된 관통 구멍(10b, 10c)을 통해 효율적으로 유압 모터(2, 3)측으로 진입하게 된다. 관통 구멍(10b, 10c)을 개구의 상방에 형성함으로써, 베어링(15, 20)과 유압 모터(2, 3)측 사이에 윤활유가 들어가, 유압 모터(2, 3)와 제1 및 제2 모터 축(6, 7) 사이의 스플라인, 및 베어링(15, 20)을 윤활하게 한다.

[유압 계통의 고장시]

여기서, 작업 차량의 고속 주행시에 동력 전달 장치(100)의 유압 계통에 이상이 생긴 경우에 대해 설명한다. 고속 주행시에 유압 계통에 이상이 발생하여, 유압 클러치(29)로 유압을 공급할 수 없게 된 경우라도, 오일실(50)에는 원래 클러치 유압이 공급되고 있지 않아 피스톤(47)의 압박력은 발생하고 있지 않으므로 유압 클러치(29)는 오프 상태이다. 이 경우에는, 저속측의 제1 유압 모터(2)의 동력이 출력축에 전달되지 않으므로, 고속 주행시에 있어서 유압 계통에 이상이 발생한 경우라도, 오퍼레이터가 의도하지 않게 저속측의 제1 유압 모터(2)가 접속되어 급제동이 걸리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 고속 주행 중, 파킹 브레이크(23)에 브레이크 해제 유압을 공급하는 유압 계통에 이상이 발생하여 브레이크 해제 유압이 공급되지 않게 되면, 파킹 브레이크(23)가 제동 상태가 되어 제2 모터 축(7)을 제동한다. 이에 의해, 파킹 브레이크(23)에 의해 완만하게 제동이 걸려, 최종적으로 작업 차량을 정지시킬 수 있다.

또, 이상에서는, 파킹 브레이크(23)는 작업 차량에 설치된 오일 펌프(도시되지 않음)로부터 공급되는 유압에 의해 작동한다고 설명하였지만, 파킹 브레이크(23)가 유압 클러치(29)와 같은 유압 계통에서 작동하도록 구성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도3에 도시한 오일 펌프(64)로부터의 유압을 파킹 브레이크(23)로도 유도하도록 관로를 구성해도 좋다. 이 경우, 작업 차량의 고속 주행시에 있어서 동력 전달 장치(100)의 유압 계통이 고장나면, 유압 클러치(29)에는 유압이 공급되지 않으므로 저속측의 유압 모터(2)가 출력 축(9)에 접속되는 것에 의한 급제동이 방지된다. 또한, 파킹 브레이크(23)로의 브레이크 해제 유압의 공급이 정지하므로, 파킹 브레이크(23)의 작동에 의해 완만하게 제동이 걸리게 된다.

[본 실시 형태의 작용 효과]

(1) 카운터 축(8) 및 유압 클러치(29)를 동력 전달 장치(100)의 케이스(5)의 중앙 영역에 설치하고, 케이스(5)의 우측 영역 및 좌측 영역에 제1 모터 축(6) 및 제2 모터 축(7)을 각각 배치하였다. 카운터 축(8)은 제1 및 제2 모터 축(6, 7)으로의 거리가 대략 등거리이고, 또한 제1 및 제2 모터 축(6, 7)의 상방에 배치되므로, 유압 클러치(29)로부터의 윤활유를 케이스(5) 내의 각 부에 균등하게 효율적으 로 비산시킬 수 있다.

(2) 유압 클러치(29)를 포지티브 타입으로서 구성하였으므로, 구성이 간단하다. 포지티브 타입의 유압 클러치(29)에 대해, 상시 접속으로 절단시에 유압을 공급하는 네가티브 타입의 유압 클러치는, 클러치를 오프로 하기 위해, 클러치를 압박하고 있는 스프링의 스프링력을 충분히 초과하는 유압이 필요하게 된다. 동력 전달 장치(100)의 소형화를 도모하기 위해서는, 스프링의 설치 길이를 짧게 할 필요가 있지만, 스프링의 설치 길이를 짧게 하면, 클러치 오프를 위해 더욱 높은 유압이 필요해진다. 한편, 스프링의 설치 길이를 길게 하면 비교적 낮은 유압으로 클러치를 오프할 수 있지만, 클러치 어셈블리의 치수가 길어져 소형화를 실현할 수 없다. 본 실시 형태에서 이용한 포지티브 타입의 유압 클러치(29)에서는, 클러치(29)를 온하기 위해 공급하는 유압은, 클러치(29)를 압박하기 위한 힘에 복귀 스프링의 스프링력을 가한 것으로 좋고, 게다가 복귀 스프링의 스프링력은 작다. 따라서, 포지티브 타입의 유압 클러치(29)는 네가티브 타입의 유압 클러치에 대해 낮은 유압으로 작동시킬 수 있다. 또한, 포지티브 타입의 유압 클러치(29)에서 이용하는 복귀 스프링은 네가티브 타입에서 이용하는 압박용 스프링에 비교하여 매우 작아, 구성이 간단해진다. 또한, 포지티브 타입의 유압 클러치(29)는, 작업 차량의 고속 주행시에 유압 계통에 고장이 발생해도, 유압 클러치(29)가 온이 되지 않아, 저속측의 유압 모터(2)의 동력이 출력 축(9)에 전달되지 않는다. 따라서, 고속 주행시에 있어서의 유압 계통의 고장으로 작업 차량에 급제동이 걸리는 것을 방지할 수 있다.

(3) 파킹 브레이크(23)를 네가티브 타입으로 하여 구성하였으므로, 작업 차량의 고속 주행시에 브레이크 해제 유압을 공급하는 유압 계통이 고장난 경우에, 파킹 브레이크(23)에 의해 서서히 제동을 걸 수 있다. 여기서, 예를 들어 파킹 브레이크(23)가 유압 클러치(29)와 동일한 유압 계통에서 작동하도록 구성한 경우를 생각한다. 이 경우, 작업 차량의 고속 주행시에 유압 계통이 고장나면, 저속측의 유압 모터(2)가 출력 축(9)에 접속되는 것에 의한 급제동이 방지되는 동시에, 파킹 브레이크(23)의 작동에 의해 완만하게 제동이 걸리게 된다. 카운터 축(8)에는 유압 클러치(29)가 설치되어 있고, 파킹 브레이크(23)를 설치하면 구조가 복잡하여 설계 제작이 곤란해지므로, 고속측의 유압 모터 축(7)에 파킹 브레이크(23)를 설치하고 있다.

(4) 카운터 축(8)의 회전수는 제1 모터 축(6)보다도 낮고, 또한 출력 축(9)보다도 높아지도록 설정되어 있고, 유압 클러치(29)는 카운터 축에 설치되어 있다. 이에 의해, 제1 모터 축(6)에 유압 클러치(29)를 설치하는 경우에 비교하여 유압 클러치(29) 부분에 설치되는 베어링(30)(도5 참조)을 허용 회전수가 낮은 베어링으로 할 수 있다. 또한, 출력 축(9)에 유압 클러치(29)를 설치하는 경우에 비교하여 클러치 용량을 작게 할 수 있다. 출력 축(9)에 유압 클러치(29)를 설치하는 경우에는, 클러치로의 입력 토크가 감속비분만큼 커지므로, 클러치의 용량을 크게, 즉 클러치 디스크의 매수를 많게 할 필요가 있다.

(5) 카운터 축(8)에는 윤활유 공급용 유로(65)가 형성되어 있다. 윤활유 공급용 유로를 통해 공급된 윤활유는, 카운터 축(8), 또는 항상 회전하는 출력측 카 운터 기어(28)에 결합하는 제2 클러치 플레이트의 회전에 의해 클러치 케이스(45)의 외주에 있는 다수의 구멍으로부터 비산한다. 이에 의해, 효과적인 윤활을 행할 수 있다.

(6) 동력 전달 장치(100)의 유압 회로에는, 오일 펌프(유압원)(64)로부터 유압 클러치(29)로 공급되는 클러치 유압을 제어하는 제어 밸브, 구체적으로는 메인 밸브(61)와 모듈레이트 밸브(62)가 설치되어 있다. 또한, 오일 펌프(64)와 제어 밸브 사이에는 릴리프 밸브(63)가 배치되어 있고, 윤활유는 오일 펌프(64)로부터 릴리프 밸브(63)를 통해 윤활유 공급용 유로(65)에 공급된다. 이에 의해, 어느 정도 고압의 릴리프압을 윤활 계통에 공급할 수 있다.

(7) 케이스(5)의 제1 및 제2 유압 모터(2, 3)측의 단부면, 즉 전방벽(10a)에 있어서, 제1 모터 축(6)을 지지하는 개구의 상방, 및 제2 모터 축(7)을 지지하는 개구의 상방에는 각각 관통 구멍(1Ob, 1Oc)이 형성되어 있다. 윤활유는 이들 관통 구멍(10b, 10c)을 통해 제1 및 제2 유압 모터(2, 3)측과 베어링(15, 20) 사이에 유입하므로, 윤활유를 효율적으로 이용할 수 있다.

[변형예]

상술한 일 실시 형태에 있어서는, 동력 전달 장치(100)를 후방에서 보았을 때에, 제1 모터 축(6)을 케이스(5)의 우측 영역에, 제2 모터 축(7)을 케이스(5)의 좌측 영역에 배치한 예를 설명하였다. 단, 이것에는 한정되지 않고, 제1 모터 축(6)을 케이스(5)의 좌측 영역에, 제2 모터 축(7)을 우측 영역에 배치해도 좋다.

상술한 한 실시 형태에 있어서는, 유압 클러치(29)를 포지티브 타입의 유압 클러치로서 구성하였지만, 유압 클러치(29)를 네가티브 타입의 유압 클러치로 해도 제1 모터 축(6) 및 제2 모터 축(7) 등의 윤활을 효율적으로 행할 수 있다. 단, 유압 클러치의 구성의 간소화 및 유압 계통의 고장시의 대응의 관점으로부터, 포지티브 타이프의 유압 클러치를 이용하는 것이 바람직하다.

상기에서는, 다양한 실시 형태 및 변형예를 설명하였지만, 본 발명은 이들 내용에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 생각할 수 있는 그 밖의 태양도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 출원은 일본 특허 출원 제2005-066705호(2005년 3월 10일 출원)를 기초로 하여, 그 내용은 인용문으로서 여기에 포함된다.

Claims

병렬로 배치된 2개의 유압 모터의 동력을 전달하는 작업 차량의 유압식 동력 전달 장치는,

케이스와,

상기 케이스 내의 우측 영역 및 좌측 영역에 각각 배치되고 상기 2개의 유압 모터에 각각 연결된 제1 모터 축 및 제2 모터 축과,

상기 케이스 내의 상기 제1 모터 축과 상기 제2 모터 축 사이의 영역에 배치된 카운터 축과,

출력 축과,

상기 제1 모터 축의 동력을 상기 카운터 축을 통해 상기 출력 축에 전달하는 제1 전달 기구와,

상기 제2 모터 축의 동력을 상기 출력 축에 전달하는 제2 전달 기구와,

상기 카운터 축에 설치되고 상기 제1 모터 축과 상기 출력 축 사이에서 동력을 전달 혹은 차단하는 유압 클러치 장치를 구비하고,

상기 카운터 축은 상기 제1 모터 축 및 상기 제2 모터 축으로부터 등거리의 위치에 병렬로 배치되는 유압식 동력 전달 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 카운터 축은 상기 제1 모터 축 및 상기 제2 모터 축보다도 상방에 배치되는 유압식 동력 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 출력 축은 상기 카운터 축의 하방에 배치되는 유압식 동력 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 유압 클러치 장치는 유압이 공급되면 동력 전달 상태가 되고, 상기 유압이 공급되지 않으면 동력 차단 상태가 되도록 구성되는 유압식 동력 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 전달 기구는, 상기 제1 모터 축의 동력을 상기 카운터 축에 전달하는 입력측 전달부와, 상기 카운터 축의 동력을 상기 출력 축에 전달하는 출력측 전달부를 갖고, 상기 입력측 전달부와 상기 출력측 전달부는 각각 입력 회전수를 감속하여 출력측에 전달하는 유압식 동력 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 출력 축에 고정된 출력 기어를 더 구비하고,

상기 제1 전달 기구는, 상기 제1 모터 축에 고정된 제1 기어와, 상기 카운터 축에 고정된 상기 제1 기어에 맞물리는 입력측 카운터 기어와, 상기 카운터 축에 상대 회전 가능하게 설치되고 상기 출력 축에 맞물리는 출력측 카운터 기어를 갖고,

상기 제2 전달 기구는, 상기 제2 모터 축에 고정되고 상기 출력 기어에 맞물리는 제2 기어를 갖고,

상기 유압 클러치 장치는, 상기 입력측 카운터 기어와 상기 출력측 카운터 기어 사이에 배치되는 유압식 동력 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 작업 차량을 주차할 때에 사용되는 유압식 파킹 브레이크를 더 구비하고,

상기 유압식 파킹 브레이크는 유압이 공급되지 않으면 제동 상태가 되고, 유압이 공급되면 제동 해제 상태가 되도록 구성되는 유압식 동력 전달 장치.
제8항에 있어서, 상기 유압식 파킹 브레이크는 상기 제2 모터 축에 설치되는 유압식 동력 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 카운터 축에 형성된 윤활유 공급용 유로를 더 구비하고,

상기 윤활유 공급용 유로를 통해 공급된 윤활유는 상기 카운터 축의 회전시에 상기 유압 클러치 장치로부터 비산하는 유압식 동력 전달 장치.
제10항에 있어서, 유압원으로부터 상기 유압 클러치 장치로 공급되는 유압을 제어하는 제어 밸브와,

상기 유압원과 상기 제어 밸브 사이에 배치된 릴리프 밸브를 더 구비하고,

상기 윤활유는 상기 유압원으로부터 상기 릴리프 밸브를 통해 상기 윤활유 공급용 유로로 공급되는 유압식 동력 전달 장치.
제10항에 있어서, 상기 케이스의 상기 2개의 유압 모터측의 단부면에 있어서, 상기 제1 모터 축을 지지하는 개구의 상방, 및 상기 제2 모터 축을 지지하는 개구의 상방에 각각 형성된 관통 구멍을 더 구비하고, 상기 윤활유는 상기 관통 구멍을 통해 상기 2개의 유압 모터측으로 유입하는 유압식 동력 전달 장치.
제1항에 기재된 유압식 동력 전달 장치를 구비하는 작업 차량.