KR100383190B1 - 전기식 동력절환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기식 동력절환장치에 관한 것으로서, 그 목적은 동력절환축의 일측 단부가 위치하는 케이스에 설치된 고정패널에 스크류샤프트가 관통 설치된 정역모터를 설치하고 그 설치된 정역모터의 정/역방향 회전에 따라 스크류샤프트를 전/후진 시키면서 동력절환축을 이동시켜 출력기어를 구동기어로부터 치합시키거나 이격시킴으로서 특장차의 동력절환을 정확하게 할 수 있음은 물론, 고장발생율을 줄이고, 또 별도의 동력원이 없이도 자동차의 전기를 이용함으로서 구성상의 간소화를 기할 수 있는 전기식 동력절환장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 동력절환축의 일측 단부가 위치하는 케이스에는 고정패널이 설치되고 상기 고정패널에는 동력절환축의 일측 단부와 연결설치되어 그 동력절환축을 이동시기는 이동수단이 설치되며 상기 이동수단의 일측에는 그 이동수단의 작동을 제어하는 제어수단이 설치되고 상기 제어수단은 동력절환스위치 및 이동수단과 전기적으로 연결설치된 것이다.

Description

전기식 동력절환장치{Power switch on/off device for electric}

본 발명은 전기식 동력절환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동력절환축의 일측 단부가 위치하는 케이스에는 고정패널이 설치되고 상기 고정패널에는 동력절환축의 일측 단부와 연결설치되어 그 동력절환축을 이동시기는 이동수단이 설치되며 상기 이동수단의 일측에는 그 이동수단의 작동을 제어하는 제어수단이 설치되고 상기 제어수단은 동력절환스위치 및 이동수단과 전기적으로 연결설치하여 운전석에서 스위치 조작에 의해 특장차의 동력을 안전하고 정확하게 절환할 수 있도록 한 것다.

종래의 동력절환장치는 진공식으로서 그 구성은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 케이스의 내측 저부에 밋션기어(도면 미도시)로부터 동력을 전달받아 회전하는 구동기어(11)가 구동축(12)에 설치되어 있고, 그 구동기어와 선택적으로 치합되는 출력기어(13)는 출력축(14)에 설치되어 있다.

또 상기 출력기어(13)의 일측에는 요홈(16)이 형성되어 있는 동력절환구(15)가 설치되고, 그 동력절환구(15)의 요홈(16)에는 동력절환편(17)의 끝단부가 삽입되도록 하였으며, 상기 동력절환편(17)은 나사(18)에 의해 동력절환축(19)에 고정 설치되어 있다.

그리고 상기 동력절환축(19)의 일측 단부 케이스(10)에는 내부에 소정의 크기로 공간부가 형성되어 있는 하우징(25)이 설치되고, 그 하우징(25)의 내부에 구비된 동력절환축(19)의 끝단에는 다이아프램(21)의 내측면을 보호하며 스프링(23)을 수용하는 스프링케이스(22)가 마련되고 상기 하우징(25)과 스프링케이스(22)의 사이에는 동력절환축(19)을 원위치로 복귀시키는 스프링(23)을 개재시켜 작동부(20)를 형성시켰다.

또한 상기 하우징(25)에는 그 하우징(25)내부의 공기를 빼내는 진공장치(30)를 호스(31)를 이용하여 기밀성을 유지하도록 연결 설치하였다.

이와 같이 구성된 종래의 진공식 동력절환장치는 케이스(10)의 하부에 마련되어 외부로부터 동력을 전달받는 구동기어(11)와, 이 구동기어(11)로부터 출력축(14)으로 동력을 전달하기 위한 출력기어(13)를 연결하기 위해 진공장치(30)를 작동시켜 하우징(25)내부의 에어를 흡입하게 되면 도 1에 나타낸 바와 같이 하우징(25)과 스프링케이스(22)의 사이에 구비된 스프링(23)이 압축되면서 다이아프램(21)을 끌어당기게 되어 상기 다이아프램(21)과 연결 설치된 동력절환축(19)을 화살표 방향으로 당겨주게 된다.

이때 상기 동력절환축(19)에 고정 설치된 동력절환편(17)은 동력절환축(19)과 같이 연동하면서 출력기어(13)의 후방에 설치된 동력절환구(15)의 요홈(16)에 상기 동력절환편(17)의 끝단부가 삽입되어 출력기어(13)를 끌어당김으로 구동기어(11)와 출력기어(13)가 상호 연결되게 되는 것이다.

단 상기 하우징(25)은 기밀성을 유지하기 때문에 에어의 누기를 방지해 줘 다이아프램(21)의 작동을 원활하게 함은 물론, 동력절환의 정확성을 기할 수 있다.

이와 같이하여 구동기어(11)로부터 발생하는 동력을 출력기어(13)를 통해 출력축(14)으로 전달하면 상기 출력축(14)과 연결설치된 특장차의 붐(도면미도시)이 작동되게 되는 것이다. 또한 상기 특장차의 붐 작동을 끝내고 다음작업을 대기할 때에는 상기 진공장치(30)의 작동(흡입작업)을 정지시킨다.

이와 같이 진공장치(30)의 작동을 정지시키면 상기 진공장치(30)의 흡입력에 의해 압축되어 있던 스프링(23)이 복원력(탄성력)을 발휘하여 도 2에 나타낸 바와 같이 다이아프램(21)을 밀어냄으로 동력절환축(19)은 스프링(23)의 복원력에 의해 화살표 방향으로 밀려나가면서 동력절환편(17)이 출력기어(13)를 구동기어(11)로부터 이격시킨다.

따라서 출력기어(13)는 구동기어(11)에서 발생하는 동력을 전달받지 못하여 출력축(14)이 구동을 하지 못함으로 특장차의 붐을 작동시키지 않게 되는 것이다.

한편 상기 스프링케이스(22)는 스프링(23)이 압축 및 팽창할 때에 스프링(23)이 위치이탈 되지 않고 제자리에서 안전하게 작동함은 물론, 스프링(23)과 다이아프램(21)의 내측면이 직접적인 접촉을 하지 않도록 하여 다이아프램(21)의 마모 및 훼손되는 것을 예방시켜 준다.

또한 하우징(25)은 진공장치(30)와 연결설치 된 호스(31)와 연통되도록 설치되어 있어 진공장치(30)가 작동하여 하우징(25)내의 에어를 흡입할 때에 원할 한 흡입력이 발휘된다.

이상과 같은 종래의 진공식 동력절환장치는 동력절환축을 작동시키기 위하여 에어를 흡입하는 진공장치와, 다이아프램과 스프링케이스 및 스프링을 구비한 작동부를 마련하여 특장차의 동력을 연결시키거나 끊어줄 때에 실링의 효과를 향상시켜 동력 절환의 정확성을 기할 수 있고, 또 에어의 흡입 압에 의해 동력을 연결하고 스프링의 탄성력에 의해 동력을 끊어줌으로써 동력 절환에 따른 소음이 발생하지 않으며, 고장발생이 없고, 특장차의 크고 작음에 관계없이 어떠한 특장차에도 간편하고 용이하게 장착할 수 있는 장점이 있으나,

진공장치(30)가 별도로 구비되어야 하고 케이스(10)의 일측에 동력절환축(19)의 일부를 수용하도록 설치된 하우징(25)의 내부에 다이아프램(21)과 스프링케이스(22) 및 스프링(23)을 마련함으로서 구성상의 복잡함은 물론, 그에 따른 제작단가가 높아지는 문제점이 있었다.

그리고 상기 진공식 동력절환장치는 다이아프램(21)의 계속적인 사용으로 인한 그 다이아프램(21)과 스프링케이스(22) 및 스프링(23)들간에 마찰이 일어나 상기 다이아프램(21)이 훼손되어 정상적인 작동이 일어나지 못하는 문제점이 있었고, 또 장기간 사용으로 인한 스프링(23)의 탄성력이 저하되면 동력절환이 정상적으로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명한 것으로서, 동력절환축의 일측 단부가 위치하는 케이스에 설치된 고정패널에 스크류샤프트가 관통 설치된 정역모터를 설치하고 그 설치된 정역모터의 정/역방향 회전에 따라 스크류샤프트를 전/후진 시키면서 동력절환축을 이동시켜 출력기어를 구동기어로부터 치합시키거나 이격시킴으로서 특장차의 동력절환을 정확하게 할 수 있음은 물론, 고장발생율을 줄이고, 또 별도의 동력원이 없이도 자동차의 전기를 이용함으로서 구성상의 간소화를 기할 수 있는 전기식 동력절환장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래의 동력절환장치가 작동하여 구동기어와 출력기어가 치합된 상태의 단면도

도 2는 종래의 동력절환장치가 작동하여 구동기어와 출력기어가 이격된 상태의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 전기식 동력절환장치가 작동하여 구동기어와 출력기어가 치합된 상태의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 전기식 동력절환장치가 작동하여 구동기어와 출력기어가 이격된 상태의 단면도

도 5는 본 발명에 따른 정역모터의 정회전 대기상태를 나타낸 회로도

도 6은 본 발명에 따른 정역모터의 정회전 상태를 나타낸 회로도

도 7은 본 발명에 따른 정역모터의 정회전 완료상태를 나타낸 회로도

도 8은 본 발명에 따른 정역모터의 역회전 완료상태를 나타낸 회로도

※도면의 주요부분에 대한 부호설명발명의 목적※

10 : 케이스 11 : 구동기어

12 : 구동축 13 : 출력기어

14 : 출력축 15 : 동력절환구

16 : 요홈 17 : 동력절환편

18 : 나사 19 : 동력절환축

40 : 고정패널 50 : 이동수단

51 : 정역모터 52 : 스크류샤프트

53 : 터치구 60 : 제어수단

S/W1 : 동력절환스위치 S/W2 : 제1리미트스위치

S/W3 : 제2리미트스위치

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기식 동력절환장치에 대한 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 케이스의 하부에 구동기어가 설치되고 그 구동기어와 선택적으로 결합되는 출력기어의 일측에는 동력절환구가 마련되며 그 동력절환구에는 동력절환편의 끝단부가 삽입되고 그 동력절환편은 동력절환축에 설치하여서된 동력절환장치에 있어서, 상기 동력절환축의 일측 단부가 위치하는 케이스에는 고정패널이 설치되고 상기 고정패널에는 동력절환축의 일측 단부와 연결설치되어 그 동력절환축을 이동시기는 이동수단이 설치되며 상기 이동수단의 일측에는 그 이동수단의 작동을 제어하는 제어수단이 설치되고 상기 제어수단은 동력절환스위치 및 이동수단과 전기적으로 연결설치된 것을 특징으로 한다.

또 상기 이동수단은 스크류샤프트가 관통 설치된 정역모터이고, 상기 스크류샤프트의 일측 단부에는 터치구가 설치된 것이며, 상기 제어수단은 스크류샤프트의 일측 단부에 설치된 터치구와 터치되는 제1리미스트스위치 및 제2 리미트스위치이고, 그 제1 및 제2리미트스위치는 이동수단의 후방 고정패널상에 소정의 간격을 유지하도록 설치하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 전기식 동력절환장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 전기식 동력절환장치가 작동하여 구동기어와 출력기어가 치합된 상태의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 전기식 동력절환장치가 작동하여 구동기어와 출력기어가 이격된 상태의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 정역모터의 정회전 대기상태를 나타낸 회로도이고, 도 6은 본 발명에 따른 정역모터의 정회전 상태를 나타낸 회로도이며, 도 7은 본 발명에 따른 정역모터의 정회전 완료상태를 나타낸 회로도이고, 도 8은 본 발명에 따른 정역모터의 역회전 완료상태를 나타낸 회로도로서,

본 발명은 케이스(10)의 하부에 밋션기어와 치합되어 구동축(12)을 중심으로 회전하는 구동기어(11)가 설치되고 그 구동기어(11)와 선택적으로 결합되는 출력기어(13)의 일측에는 동력절환구(15)가 마련되어 출력축(14)을 중심으로 회전되게 설치되어 있다. 그리고 상기 동력절환구(15)에는 동력절환편(17)의 끝단부가 삽입되고 그 동력절환편(17)은 동력절환축(19)에 고정 설치되어 있다.

또한 상기 동력절환축(19)의 일측 단부가 위치하는 케이스(10)에는 고정패널(40)이 설치되고 상기 고정패널(40)에는 동력절환축(19)의 일측 단부와 연결설치되어 그 동력절환축(19)을 이동시키는 이동수단(50)인 스크류샤프트(52)가 관통설치된 정역모터(51)가 설치되있다. 단 상기 동력절환축(19)의 일측 단부와 연결설치되는 스크류샤프트(52)의 단부는 빠져나오지는 않고 회전은 가능한 구조로 이루어져 있다.

한편 상기 정역모터(51)를 관통 설치한 스크류샤프트(52)의 타측 단부에는 터치구(53)가 마련되고 그 터치구(53)가 마련된 스크류샤프트(52)의 타측 단부 전방에는 제1리미스트스위치(S/W2)가 설치되며 상기 스크류샤프트(52)의 타측 단부 후방에는 제2 리미트스위치(S/W3)가 설치되어 있다.

그리고 상기 제1리미스트스위치(S/W2) 및 제2 리미트스위치(S/W3)는 동력절환스위치(S/W1) 및 이동수단(50)과 전기적으로 연결설치 되어 있다.

또한 상기 본 발명의 동력절환스위치(S/W1)는 2련 3로스위치로서 6개의 단자(1∼6)가 마련되어 있고, 제1단자(1)와 제6단자(6) 그리고 제3단자(3)와 제4단자(4)는 내부에서 각각 연결되어 있으며 외부로 돌출형성된 절환바(7)에 의해서 이동되는 단자판(8)은 제1단자(1)와 제2단자(2) 그리고 제4단자(4)와 제5단자(5)를 접촉시키고 상기 절환바(7)를 절환시키면 단자판(8)은 제2단자(2)와 제3단자(3) 그리고 제4단자(4)와 제5단자(5)를 접촉시키도록 되어 있다.

또한 제1리미트스위치(S/W2)와 제2리미트스위치(S/W3)에는 공통단자인 COM단자(COM1,COM2)와 터치바에 외력을 제거하면 COM단자(COM1,COM2)와 접촉되는 NC(Normal cross)단자(NC1,NC2)와 터치바에 외력을 가하면 COM단자(COM1,COM2)와 접촉되는 NO(Normal Open)단자(NO1,NO2)가 각각 설치되어 있는 것이며정역모터(51)에는 전원을 공급받기 위한 제1공급선(L1)과 제2공급선(L2)이 인출되어 있다.

상기 정역모터(51)에 전원을 공급 및 차단하도록 전기적으로 연결된 전기회로를 나타낸 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기에서 참조되는 바와 같이 전기회로서 (+)전원은 동력절환스위치(S/W1)의 제2단자(2)에 연결하고 (-)전원은 동력절환스위치(S/W1)의 제5단자(5)와 제1리미트스위치(S/W2) 및 제2리미트스위치(S/W3)의 NO단자(NO1,NO2)에 각각 연결하며 상기 제1리미트스위치(S/W2) 및 제2리미트스위치(S/W3)의 COM단자(COM1,COM2)에는 정역모터(51)의 제1공급선(L1) 및 제2공급선(L2)을 각각 연결한다.

그리고 동력절환스위치(S/W1)의 제6단자(6)는 제1리미트스위치(S/W2)의 NC단자(NC1)와 연결하고 절환스위치(S/W1)의 제4단자(4)는 제2리미트스위치(S/W3)의 NC단자(NC2)와 연결하며 그 연결선에는 정역모터(51)의 구동시 점등되도록 램프(B)를 설치하며 상기 램프(B)는 전원공급시 사용자가 간편하게 식별할 수 있도록 점멸램프를 사용하는 것이 바람직하다.

구동기어(11)와 출력기어(13)가 기어결합되어 동력을 전달하는 상태의 회로는 도 5와 같이 단자판(8)에 의해서 제1ㆍ제2단자(1,2) 그리고 제4ㆍ제5단자(4,5)가 접촉되어 있고 제1리미트스위치(S/W1)의 터치바는 터치구(53)에 의해서 눌려진 상태로서 COM단자(COM1)는 NO단자(NO1)에 접촉되므로 정역모터(51)의 양단에는 (-)전원만 공급되어 정지되는 것이다.

이러한 상태에서 구동기어와 출력기어를 이격시키기 위하여절환스위치(S/W1)의 절환바(7)를 도 6에 나타낸 바와 같이 이동시키면 단자판(8)은 제2ㆍ제3단자(2,3)와 제5ㆍ제6단자(5,6)에 접촉되므로 정역모터(51)의 제1공급선(L1)에는 (-)전원이 공급되고 제2공급선(L2)에는 (+)전원이 공급되어 정역모터(51)가 정방향으로 구동되는 것이다.

그리고 상기 정역모터(51)가 구동함에 따라 터치구(53)가 이동되어 제1리미트 스위치(S/W2)의 터치바에 외력이 제거되면 COM단자(COM1)는 NC단자(NC1)와 접촉되며 상기 NC단자(NC1)에는 동력절환스위치(S/W1)의 단자판(8)을 통하여 (-)전원이 공급되므로 정역모터(51)는 연속적으로 회전하게 되는 것이고, 이때 램프(B)는 점멸되면서 정역모터(51)가 구동됨을 사용자에게 알려주게 되는 것이다.

이때 정역모터(51)를 관통하며 설치된 스크류샤프트(52)는 정역모터(51)의 구동과 함께 회전하면서 동력절환축(19) 쪽으로 인출되어 그 동력절환축(19)을 도 4의 화살표 방향으로 밀어낸다. 따라서 동력절환편(17)은 출력기어(13)를 구동기어(11)로부터 분리시켜 도 4에 나타낸 바와 같이 동력을 차단하게 되는 것이다.

이와 같이 정역모터(51)가 구동되어 구동기어(11)와 출력기어(13)의 기어결합이 분리되면 스크류샤프트(52)에 설치된 터치구(53)는 도 7에 나타낸 바와 같이 제2리미트스위치(S/W3)의 터치바를 누르게 되고 상기 제2리미트스위치(S/W3)의 COM단자(COM2)는 NO단자(NO2)에 접촉되어 정역모터(M)로 공급되는 (+)전원이 차단되므로 정역모터(51)가 정지됨과 동시에 램프(B)가 소등되는 것이다.

그리고 동력전달을 위하여 구동기어(11)와 출력기어(13)를 기어결합 시킬 때에는 도 8에 나타낸 바와 같이 동력절환스위치(S/W1)의 절환바(7)를 이동시키면 단자판(8)은 제1ㆍ제2단자(1,2)와 제4ㆍ제5단자(4,5)에 접촉되므로 정역모터(51)의 제1공급선(L1)에는 (+)전원이 공급되고 제2공급선(L2)에는 (-)전원이 공급되어 정역모터(51)가 역방향으로 구동되는 것이다.

상기 정역모터(51)가 역방향으로 구동함에 따라 터치구(53)가 이동되어 제2리미트스위치(S/W3)의 터치바에 외력이 제거되면 COM단자(COM2)는 NC단자(NC2)와 접촉되며 상기 NC단자(NC2)에는 동력절환스위치(S/W1)의 단자판(8)을 통하여 (-)전원이 공급되므로 정역모터(51)는 연속적으로 회전하게 되는 것이고, 이때 램프(B)는 점멸되면서 정역모터(51)가 구동됨을 사용자에게 알려주게 되는 것이다.

이때 정역모터(51)를 관통하며 설치된 스크류샤프트(52)는 정역모터(51)의 역 구동과 함께 역 회전하면서 후방으로 인출되어 그 동력절환축(19)을 도 4의 화살표 방향으로 끌어당긴다. 따라서 동력절환편(17)은 출력기어(13)를 구동기어(11)와 치합시켜 도 3에 나타낸 바와 같이 동력을 연결하게 되는 것이다.

이와 같이 정역모터(51)가 구동되어 구동기어(11)와 출력기어(13)가 기어결합되면 스크류샤프트(52)에 설치된 터치구(53)는 제1리미트스위치(S/W2)의 터치바를 누르게 되어 상기 제1리미트스위치(S/W2)의 COM단자(COM1)는 NO단자(NO1)에 접촉되므로 정역모터(51)로 공급되는 (+)전원이 차단되어 정역모터(51)가 정지됨과 동시에 램프(B)가 소등되는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 전기식 동력절환장치는 구동기어로부터 출력기어를치합 및 이격시키는 수단을 정역모터를 관통하는 스크류샤프트와 그 정역모터 및 2개의 리미트스위치에 의해서 이루어짐으로 제작상의 간편함과 구성품의 간소화로 경제성을 누닐 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 케이스(10)의 하부에 구동기어(11)가 설치되고 그 구동기어와 선택적으로 결합되는 출력기어(13)의 일측에는 동력절환구(15)가 마련되며 그 동력절환구에는 동력절환편(17)의 끝단부가 삽입되고 그 동력절환편은 동력절환축(19)에 설치하여서 된 동력절환장치에 있어서,

   상기 동력절환축의 일측 단부가 위치하는 케이스에는 고정패널(40)이 설치되고 상기 고정패널에는 동력절환축의 일측 단부와 연결설치되어 그 동력절환축을 이동시기는 이동수단(50)이 설치되며 상기 이동수단의 일측에는 그 이동수단의 작동을 제어하는 제어수단(60)이 설치되고 상기 제어수단은 동력절환스위치치(S/W1) 및 이동수단과 전기적으로 연결설치된 것을 특징으로 하는 전기식 동력절환장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동수단은 스크류샤프트(52)가 관통 설치된 정역모터(51)이고, 상기 스크류샤프트의 일측 단부에는 터치구(53)가 설치된 것을 특징으로 하는 전기식 동력절환장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 스크류샤프트의 일측 단부에 설치된 터치구와 터치되는 제1리미스트스위치(S/W2) 및 제2 리미트스위치(S/W3)이고, 그 제1/제2리미트스위치는 이동수단의 후방 고정패널상에 소정의 간격을 유지하도록 설치된 것을 특징으로 하는 전기식 동력절환장치.