KR100820407B1 - 차량용 ｐｔｏ 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 PTO 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PTO 하우징을 기어 케이스와 일체화시켜, 기존의 플랜지 좌면 확보가 배제되어 엔진 길이를 줄이는 동시에 실링성 및 강성, NVH특성을 개선할 수 있고, 샤프트와 PTO 아이들기어를 일체형으로 만들고 두 개의 테이퍼 롤러 베어링 양쪽에서 샤프트 일체형 PTO 아이들기어를 볼트로 결합함으로서 조립 과정의 단순화 및 원가 절감을 실현할 수 있도록 한 차량용 PTO 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 엔진측에 일체로 성형된 PTO 하우징과; 상기 PTO 하우징의 개방된 후부에 결합되며, 하단부에는 관통홀이 형성된 커버체와; 상기 PTO 하우징의 상부에 내설되는 PTO 기어와; 상기 PTO 하우징의 하부에 내설되는 PTO 아이들기어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 ＰＴＯ 장치를 제공한다.

차량용 PTO 장치, 샤프트 일체형 PTO 아이들기어, PTO 하우징, PTO 기어

Description

차량용 ＰＴＯ 장치{PTO device for vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 PTO 장치로서, PTO 하우징을 기어케이스에 일체로 형성한 것을 보여주는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 차량용 PTO 장치로서, PTO 하우징에 설치되는 구성을 보여주는 분리사시도,

도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 차량용 PTO 장치로서, 오일 흐름경로를 갖는 윤활 구조를 나타내는 단면도,

도 4는 기존의 차량용 PTO 장치의 설치상태를 나타내는 사시도,

도 5는 기존의 차량용 PTO 장치를 나타내는 분리사시도,

도 6은 기존의 차량용 PTO 장치를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : PTO 기어 12 : PTO 아이들기어

14 : 베어링 16 : PTO 플랜지

18 : 샤프트 20 : 스프라인축

22 : 플랜지 24 : 플랜지의 좌면

26 : 기어케이스 28 : 오일인렛홀

30 : 커버체 32 : 샤프트 일체형 PTO 아이들기어

34 : 샤프트부 36 : 테이퍼 롤러 베어링

38 : 관통홀 40 : 볼트

42 : 마감체 44 : 오일순환홀

100,200 : PTO 하우징

본 발명은 차량용 PTO 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PTO 하우징을 기어 케이스와 일체화시켜, 기존의 플랜지 좌면 확보가 배제되어 엔진 길이를 줄이는 동시에 실링성 및 강성, NVH특성을 개선할 수 있고, 샤프트와 PTO 아이들기어를 일체형으로 만들고 두 개의 테이퍼 롤러 베어링 양쪽에서 샤프트 일체형 PTO 아이들기어를 볼트로 결합함으로서 조립 과정의 단순화 및 원가 절감을 실현할 수 있돌고 한 차량용 PTO 장치에 관한 것이다.

통상적으로 PTO(Power Take Off)는 트랜스미션에서 동력을 일부 인출하여 다른 장비(발전기, 농업기계, 냉동기 등)의 동력원으로 사용할 수 있게 해 주는 것으로, 대부분 트럭 차종에 탑재되어 사용되고 있다.

특히, 상기 PTO 어셈블리는 믹서 차량 탑재용 엔진에 장착되어, 믹서를 구동하기 위한 토크를 전달하는 역할을 한다.

현재, 대형 디젤엔진에 장착중인 PTO는 첨부한 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 기어, 즉 PTO 기어(10) 및 PTO 아이들 기어(12), 베어링(14), PTO 플랜지(16), 샤프트(18), PTO 하우징(200) 등으로 구성되어 있으며, 이들 구성들이 조립된 전체 PTO 어셈블리는 플라이휠 하우징 측면에 결합된다.

종래의 PTO 장치에 대한 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 상하부에 좌우로 관통된 개방구를 갖는 중공의 타원형상으로 이루어져, 엔진의 플라이휠 하우징쪽에 조립되는 PTO 하우징(200)과; 상기 PTO 하우징(200)의 상부쪽 개방구내에 삽입 장착되는 스프라인축(20)과; 상기 스프라인축(20)에 함께 회전하도록 결합된 PTO 기어(10)와; 상기 스프리인축(20)의 전단부에 스프라인 결합되는 PTO 플랜지(16)와; 상기 PTO 하우징(200)의 하부쪽 개방구에 회전 가능하게 체결되는 샤프트(18)와; 이 샤프트(18)에 체결되어 상기 PTO 기어(10)와 치합되는 PTO 아이들기어(12)와; 상기 샤프트(18)에 체결되어 상기 PTO 아이들기어(12)의 양쪽에 배치되는 한 쌍의 베어링(14)과; 상기 PTO 하우징(200)의 하부쪽 개방구를 밀폐하며 조립되는 한 쌍의 플랜지(22)를 포함하여 구성되어 있다.

특히, 상기 PTO 아이들기어(12)는 엔진의 크랭크축과 직결된다.

따라서, 상기 크랭크축과 직결된 PTO 아이들기어(12)의 회전 구동이 크랭크축의 회전과 함께 이루어지고, 이와 동시에 PTO 아이들기어(12)와 맞물린 상기 PTO 기어(10)의 회전이 이루어진다.

연이어, 상기 PTO 기어(10)의 중앙홀에 스프라인 결합되어 있던 스프라인축(20)도 PTO 기어(10)와 함께 회전을 하게 되고, 동시에 스프라인축(20)의 선단부 에 스프라인 결합되어 있던 PTO 플랜지(16)의 회전이 이루어지게 된다.

최종적으로, 상기 PTO 플랜지(16)의 회전에 따라, PTO 플랜지(16)와 연결된 믹서 구동축(미도시됨)에 동력이 전달된다.

그러나, 상기와 같은 구성 및 작동을 하는 기존의 PTO 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 PTO 아이들기어(12)가 장착되는 부분의 구조는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 샤프트(18)에 한 쌍의 베어링(14) 내륜과, PTO 아이들기어(12)를 강제 압입하고, 이를 PTO 하우징(200)에 안착된 한 쌍의 베어링(14) 외륜과 결합시키는 구조로 되어 있기 때문에, 조립 공정수가 많이 들면서 조립과정이 까다로와 작업성이 떨어지고, 원가 상승을 초래하는 단점이 있으며, 강제 압입을 위한 추가적 검수가 필요하여 M/H가 증가되는 단점 또한 있다.

또한, 기존의 PTO 장치는 엔진에 장착하기 위해 PTO 하우징(200)의 하단부에 일체로 형성된 플랜지의 좌면(24) 즉, 조립을 위하여 PTO 하우징의 하단에 일체로 형성된 플랜지의 설치자리면이 필요하여 엔진 길이가 늘어나면서 차량과의 레이아웃(LAYOUT) 구성에 불리한 단점이 있다.

또한, 기존의 PTO장치는 PTO 하우징의 하단에 형성된 플랜지를 엔진쪽의 플라이휠 하우징 측면에 볼트로 체결하는 구조에서는 PTO 전체 어셈블리가 외팔보 형상이 되어 NVH 특성에서 매우 불리한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 기존의 단점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, PTO 하우징을 엔진측의 기어 케이스와 일체로 성형함으로써, 기존의 PTO 하우징을 장착하기 위한 플랜지 좌면 확보가 필요 없어져, 기존 PTO 장치에 비해 엔진 길이를 줄일 수 있고, 실링성과 강성, NVH특성을 개선할 수 있도록 한 차량용 PTO 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 샤프트와 PTO 아이들기어를 일체형으로 만들고, 두 개의 테이퍼 롤러 베어링이 일체로 만들어진 샤프트 일체형 PTO 아이들기어의 샤프트 외경에 배치하는 동시에 샤프트의 끝단을 볼트로 결합하게 함으로써, 그 부품수 및 조립 과정을 단순화시킬 수 있고, 추가로 발생하는 M/H를 줄이고 원가를 절감할 수 있도록 한 점에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 베어링의 위치가 변경됨으로 인한, 윤활 시스템의 문제는 해결하고자, PTO 아이들기어의 내경을 테이퍼 형상으로 만들고, 두 테이퍼 롤러 베어링의 중심위치에 오일홀을 가공함으로써, 추가 오일 입력라인 없이 간단한 구조로 기어 물림면 및 베어링 등에 오일이 원할하게 공급되도록 한 점에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 엔진측에 일체로 성형된 PTO 하우징과; 상기 PTO 하우징의 개방된 후부에 결합되며, 하단부에는 관통홀이 형성된 커버체와; 상기 PTO 하우징의 상부에 내설되는 PTO 기어와; 상기 PTO 하우징의 하부에 내설되는 PTO 아이들기어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 PTO 장치를 제공한다.

바람직한 일구현예로서, 상기 PTO 하우징은 엔진측의 기어케이스 상단부에 일체로 성형되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 PTO 하우징의 중앙 위치에서 그 외표면쪽에는 오일인렛홀이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 PTO 아이들기어부는: 샤프트가 PTO 아이들기어의 일측 중앙에 일체로 성형된 샤프트 일체형 PTO 아이들기어와; 상기 샤프트 일체형 PTO 아이들기어의 샤프트부 외경에 삽입되는 동시에 그 외경은 상기 커버체의 관통홀내에 삽입되는 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링과; 상기 커버체의 관통홀을 마감하며 결합되는 마감체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 샤프트 일체형 PTO기어의 샤프트부 일끝단 내경에는 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링의 이탈을 방지하면서 볼트가 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 샤프트 일체형 PTO기어의 샤프트부의 내경면에는 상기 오일인렛홀을 통하여 공급된 오일이 흐르도록 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링쪽으로 관통된 오일순환홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 차량용 PTO 장치로서, PTO 하우징을 기어케이스에 일체로 형성한 것을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 차량용 PTO 장치로서, PTO 하우징에 설치되는 구성을 보여주는 분리사시도이다.

본 발명은 PTO 하우징을 엔진의 기어케이스에 일체로 성형하여 기존 하우징의 플랜지 좌면을 배제시킨 점, PTO하우징의 내부에 조립되는 PTO 아이들기어를 샤프트와 일체로 형성하여 테이퍼 롤러 베어링과 함께 한 번에 볼트로 조립하여 조립작업성을 향상시킨 점, 그리고 윤활 구조를 새롭게 개선한 점에 주안점이 있다.

본 발명의 PTO 하우징(100)은 엔진측에 일체로 성형하되, 엔진측의 기어케이스(26) 상단부에 일체로 성형하게 되며, 기어케이스(26)의 성형 공정시 금형을 개선하여 PTO 하우징(100)이 일체로 성형되도록 한다.

이때, 상기 PTO 하우징(100)의 중앙 위치에서 그 외표면쪽에는 오일공급수단으로부터 윤활용 오일이 PTO 하우징(100)의 내부로 공급될 수 있도록 오일인렛홀(28)이 관통 형성된다.

상기 PTO 하우징(100)의 그 후부가 개방된 형태로 성형되는 바, 이 개방된 후부에는 PTO 하우징(100)의 궤적과 동일한 커버체(30)가 조립된다.

상기 커버체(30)는 상기 하우징의 개방된 후부에 결합되는 구조물로서, 그 하단부에는 관통홀(38)이 형성된다.

상기 PTO 하우징(100)의 상부공간에는 전술한 바와 같이, 스프라인축(20)과, 이 스프라인축(20)에 함께 회전하도록 결합된 PTO 기어(10)와, 상기 스프리인축(20)의 전단부에 스프라인 결합되는 PTO 플랜지(16)가 설치된다.

이와 같이, PTO 하우징(100)을 엔진측의 기어 케이스와 일체로 성형함으로써, 기존의 PTO 하우징을 장착하기 위한 플랜지 좌면 확보가 필요 없어져, 기존 PTO 장치에 비해 엔진 길이를 줄일 수 있고, 실링성과 강성, NVH특성을 개선할 수 있게 된다.

여기서,상기 PTO 하우징의 하부공간에 내설되는 PTO 아이들기어부에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

상기 PTO 아이들기어부(300)는 PTO 하우징(100)의 하부공간에 조립되는 구성들로서, 그 주된 구성으로 샤프트가 PTO 아이들기어의 일측 중앙에 일체로 성형된 샤프트 일체형 PTO 아이들기어(32)가 포함된다.

또한, 상기 샤프트 일체형 PTO 아이들기어(32)의 샤프트부(34) 외경에는 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(36)이 압입되고, 이 테이퍼 롤러 베어링(36)의 외륜은 상기 커버체(30)의 관통홀(38) 내경에 밀착되게 삽입되어진다.

특히, 상기 샤프트 일체형 PTO 아이들기어(32)의 샤프트부(34) 일끝단 내경에는 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(36)의 이탈을 방지하면서 볼트(40)가 삽입 체결되는 바, 샤프트부(34)에 테이퍼 롤러 베어링(36)을 삽입한 다음, 샤프트부(34)의 끝단부 내경에 볼트(40)를 결합함으로써, 조립 단순화와 함께 기존에 샤프트와 기어, 샤프트와 베어링 사이의 억지 끼워맞춤 과정을 없앨 수 있고, 추가로 발생하는 M/H를 줄이고 원가를 절감할 수 있게 된다.

이때, 상기 커버체(30)의 관통홀(38) 후부를 마감하며 마감체(42)가 조립된다.

한편, 상기 샤프트 일체형 PTO 아이들기어(32)의 샤프트부(34)의 내경면에는 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(36)쪽으로 관통된 오일순환홀(44)이 형성되는 바, 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이 상기 PTO 하우징(100)의 오일인렛홀(28)을 통하여 공급된 오일이 오일순환홀(44)을 통하여 테이퍼 롤러 베어링(36)쪽으로 윤활을 위하여 흐르게 된다.

즉, 상기 PTO 하우징(100)의 오일인렛홀(28)을 통하여, 그 내부의 PTO 기어(10)의 물림면 사이로 공급된 오일은 기어가 회전함에 따라, PTO 기어(10)의 치면으로부터 각 부분으로 비산되고, 비산된 오일은 원심력에 의해 샤프트 일체형 PTO 아이들기어(32)의 샤프트부(34) 내경면을 따라 상기 오일순환홀(44)로 이동한 뒤, 오일순환홀(44)을 통해 테이퍼 롤러 베어링(36)으로 공급되어 윤활 작용을 하게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 PTO 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

1) PTO 하우징을 엔진측의 기어 케이스와 일체로 성형함으로써, 기존의 PTO 하우징을 장착하기 위한 플랜지 좌면 확보가 필요 없어져, 기존 PTO 장치에 비해 엔진 길이를 줄일 수 있고, 실링성과 강성, NVH특성을 개선할 수 있다.

2) 샤프트와 PTO 아이들기어를 일체형으로 만들고, 두 개의 테이퍼 롤러 베어링이 일체로 만들어진 샤프트 일체형 PTO 아이들기어의 샤프트 외경에 배치하는 동시에 샤프트의 끝단을 볼트로 결합하게 함으로써, 그 부품수 및 조립 과정을 단순화시킬 수 있고, 추가로 발생하는 M/H를 줄이고 원가를 절감할 수 있다.

3) PTO 아이들기어의 내경을 테이퍼 형상으로 만들고, 두 테이퍼 롤러 베어링의 중심위치에 오일홀을 가공함으로써, 추가 오일 입력라인 없이 간단한 구조로 기어 물림면 및 베어링 등에 오일이 원할하게 공급할 수 있다.

Claims (6)

1. 엔진측에 일체로 성형된 PTO 하우징(100)과;

   상기 PTO 하우징(100)의 개방된 후부에 결합되며, 하단부에는 관통홀(38)이 형성된 커버체(30)와;

   상기 PTO 하우징(100)의 상부에 내설되는 PTO 기어(10)와;

   상기 PTO 하우징(100)의 하부에 내설되는 PTO 아이들기어부(300);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 PTO 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 PTO 하우징(100)은 엔진측의 기어케이스(26) 상단부에 일체로 성형되는 것을 특징으로 하는 차량용 PTO 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 PTO 하우징(100)의 중앙 위치에서 그 외표면쪽에는 오일인렛홀(28)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 PTO 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 PTO 아이들기어부(300)는:

   샤프트가 PTO 아이들기어의 일측 중앙에 일체로 성형된 샤프트 일체형 PTO 아이들기어(32)와;

   상기 샤프트 일체형 PTO 아이들기어(32)의 샤프트부(34) 외경에 삽입되는 동시에 그 외경은 상기 커버체(30)의 관통홀(38) 내에 삽입되는 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(36)과;

   상기 커버체(30)의 관통홀(38)을 마감하며 결합되는 마감체(42);

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 PTO 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 샤프트 일체형 PTO아이들기어(32)의 샤프트부(34) 일끝단 내경에는 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(36)의 이탈을 방지하면서 볼트(40)가 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 차량용 PTO 장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 샤프트 일체형 PTO아이들기어(32)의 샤프트부(34)의 내경면에는 오일인렛홀(28)을 통하여 공급된 오일이 흐르도록 한 쌍의 테이퍼 롤러 베어링(36)쪽으로 관통된 오일순환홀(44)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 PTO 장치.

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