KR101649590B1 - 동력 인출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동력 인출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트럭 등의 차량에 사용되는 동력 인출 장치(PTO)를 개선하여 동력을 전달 받는 보조장치의 동력 인입부와 동력 인출 장치가 평행하지 않을 때, 유니버셜 조인트를 사용하지 않고도 일반적인 조인트 회전축을 이용하여 효과적으로 동력을 전달할 수 있도록 구성된 동력 인출 장치(PTO)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 동력 인출 장치는 외면을 형성하고, 일측 상부가 개구되어 주동력 축이 연결될 수 있는 제 1 개구부 및 타측 하부가 개구되어 부동력 축이 연결될 수 있는 제 2 개구부를 포함하는 하우징, 상기 하우징의 내부에 장착되며, 상기 주동력 축과 연결되는 입력기어, 상기 하우징의 내부에 장착되며, 상기 입력기어로부터 전달받은 동력을 상기 부동력 축에 전달하는 출력기어를 포함한다.
본 발명에 따른 동력 인출 장치는, 동력 인출 장치와 특수 차량의 보조장치를 연결 시, 동력을 인출 하는 내부 기어의 회전축과 동력을 전달하는 조인트 회전축의 평행을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 동력 인출 장치는, 조인트 회전축의 부하를 최소화 하여 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

동력 인출 장치{Power take off unit}

본 발명은 동력 인출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트럭 등의 차량에 사용되는 동력 인출 장치(PTO)를 개선하여 동력을 전달 받는 보조장치의 동력 인입부와 동력 인출 장치가 평행하지 않을 때, 유니버셜 조인트를 사용하지 않고도 일반적인 조인트 회전축을 이용하여 효과적으로 동력을 전달할 수 있도록 구성된 동력 인출 장치(PTO)에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 동력인출장치(Power take-off system, PTO)는 상용트럭이나 특수차량 및 농업용 차량 등에 구비된 보조장치들의 동작을 위한 것으로, 주로 변속기(transmission)에 연결되어 변속기로부터 동력을 선택적으로 인출하여 이를 보조장치의 동력 인입부로 전달하여 보조장치들을 구동시킬 수 있도록 구성된다.

이러한 동력 인출 장치(PTO)는 보조장치와 연결 시, 상기 보조장치의 동력 인입부와 상기 동력 인출 장치(PTO)의 연결 부위가 평행하지 않아 이를 연결하기 위해 유니버셜 조인트를 이용하여 주로 연결되었다.

하지만 이는, 고속 회전 시, 결합부위에 많은 부하가 걸려 결함이 발생할 확률이 높아 큰 사고로 이어질 수 있으므로 이를 해결하기 위한 방안이 필요한 실정이다.

이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, 차량용 동력인출장치가 대한민국 등록실용신안 제20-0439539호에 개시되고 있으나, 이 동력 인출 장치는 트렌스미션과 연결 하여 동력을 전달 할 때, 이를 선택적으로 연결하기 위한 효과적인 장치를 제공하는 것으로, 상기 동력 인출 장치와 상기 보조장치의 연결부가 평행하지 않을 때는 기존의 방식과 마찬가지로 유니버셜 조인트 등을 사용할 수밖에 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0439539호 (2008.04.10)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량의 보조장치와 동력 인출 장치를 연결 시, 연결부위가 평행하지 않아 유니버셜 조인트를 연결 하더라도 부하가 걸리지 않도록 효과적으로 연결할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 동력 인출 장치는 외면을 형성하고, 일측 상부가 개구되어 주동력 축이 연결될 수 있는 제 1 개구부 및 타측 하부가 개구되어 부동력 축이 연결될 수 있는 제 2 개구부를 포함하는 하우징, 상기 하우징의 내부에 장착되며, 상기 주동력 축과 연결되는 입력기어, 상기 하우징의 내부에 장착되며, 상기 입력기어로부터 전달받은 동력을 상기 부동력 축에 전달하는 출력기어를 포함한다.

본 발명에 따른 동력 인출 장치는, 동력 인출 장치와 특수 차량의 보조장치를 연결 시, 동력을 인출 하는 내부 기어의 회전축과 동력을 전달하는 조인트 회전축의 평행을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 동력 인출 장치는, 조인트 회전축의 부하를 최소화 하여 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 기존 발명(등록실용신안 제20-0439539호)에 따른 동력 인출 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동력 인출 장치가 주동력 축에 결합될 수 있도록 입력기어가 압축공기에 의해 외측으로 밀려난 모습을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 동력 인출 장치가 주동력 축에 분리된 모습을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 동력 인출 장치의 외면을 형성하고 있는 하우징의 모습을 나타내 평면도이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 동력 인출 장치는 트럭 등과 같은 차량의 트렌스미션에 연결되어 엔진에서 나오는 동력을 다른 작동기관에 전달하기 위한 장치로서, 외면을 형성하고, 일측 상부가 개구되어 주동력 축이 연결될 수 있는 제 1 개구부 및 타측 하부가 개구되어 부동력 축이 연결될 수 있는 제 2 개구부를 포함하는 하우징(100), 상기 하우징(100)의 내부에 장착되며, 상기 주동력 축과 연결되는 입력기어(200), 상기 하우징(100)의 내부에 장착되며, 상기 입력기어(200)로부터 전달받은 동력을 상기 부동력 축에 전달하는 출력기어(300)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 주동력 축은 차량의 엔진구동을 통해 트렌스미션에서 전달되는 동력을 제공하는 회전축을 의미하고, 상기 부동력 축은 트럭 농기구 외 다양한 형태의 특수차량에 사용되는 다양한 보조장치에 동력을 전달하는 회전축을 의미한다. 따라서, 상기 주동력 축을 통해 전달되는 동력은 본 발명에 따른 동력 인출 장치를 통해 상기 부동력 축으로 동력이 전달되어 상기 보조장치 등이 구동된다.

먼저, 상기 하우징(100)은, 외면을 형성하고, 일측 상부가 개구되어 주동력 축이 연결될 수 있는 제 1 개구부 및 타측 하부가 개구되어 부동력 축이 연결될 수 있는 제 2 개구부를 포함한다.

구체적으로, 상기 하우징(100)은, 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)으로 구성되고, 상기 상부하우징(110)의 하부면 및 상기 하부하우징(120)의 상부면은 개구된 형태로 구성되어 상기 개구면이 서로 맞물리는 형태로 구성된다.

상기 상부하우징(110)은, 입력기어(200)가 수용되는 부분으로, 상기 주동력 축이 상기 제 1 개구부를 통해 상기 입력기어(200)와 연결될 수 있도록 구성되고, 상기 하부하우징(120)은, 출력기어(300)가 수용되는 부분으로, 상기 제 2 개구부를 통해 상기 출력기어(300)와 상기 부동력 축이 연결된다.

이때, 상기 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)은 조절부(130)를 통해 서로 결합이 가능하고, 상기 상부하우징(110) 및 하부하우징(120)의 조립 시, 상기 조절부(130)의 결합조작을 통해 결합되는 각도를 조절할 수 있다.

상기 조절부(130)를 통해 각도를 조절하는 방법은, 상기 상부하우징(110)과 상기 하부하우징(120)이 결합되는 부분 중 상기 조절부(130)의 반대편을 고정시키고, 상기 조절부(130)가 결합되는 부분을 상하로 조절하여 결합시킨다.

상기 하부하우징(120)이 상기 상부하우징(110)과 결합되는 각도는 상기 하부하우징(120)에 마련되는 상기 출력기어(300)의 회전축이 상기 부동력 축과 평행하도록 상기 조절부(130)의 높이를 상하로 조절하여 결합하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 하우징(100)의 타측 상부, 즉, 상기 상부하우징(110)에 마련되는 제 1 개구부의 반대편에는, 상기 입력기어(200)의 축방향의 이동에 의해, 상기 입력기어(200)와 상기 출력기어(300) 혹은 상기 주동력 축과 상기 입력기어(200)가 스플라인 결합 될 수 있도록 하는 절환기구를 포함한다.

이때, 상기 절환기구는, 피스톤(111), 피스톤로드(112), 스프링(113), 피스톤수용부(114), 보조챔버(115) 및 압축공기공급구(116)를 포함하여 구성된다.

상기 피스톤(111)은, 상기 하우징(100)의 타측 상부에 선택적으로 공급되는 압축공기의 출입에 의해 상기 입력기어(200)의 축방향으로 이동할 수 있다.

다음으로, 상기 피스톤로드(112)는, 상기 피스톤(111)과 상기 입력기어(200)에 연결되어, 상기 피스톤(111)에 의해 움직이면서 상기 입력기어(200)를 안내한다. 이를 통해, 상기 입력기어(200)가 상기 주동력 축에 스플라인 결합되어 진다.

다음으로, 스프링(113)은, 상기 피스톤로드(112)에 장착되어 상기 피스톤(111)의 복귀를 위한 탄성력을 제공한다. 상기 스프링(113)의 탄성력에 의해 상기 피스톤(111)에 압력을 가하는 압축공기가 부재 시, 상기 압축공기가 압력을 가하는 방향의 반대방향으로 복귀가 가능하여 상기 입력기어(200)를 상기 주동력 축에서 분리시킨다.

다음으로, 상기 피스톤수용부(114)는, 상기 피스톤(111) 및 피스톤로드(112)가 수용되는 실린더 형태의 공간을 형성하는 부분이다. 상기 피스톤(111) 및 피스톤로드(112)는 상기 압축공기의 출입에 의해, 상기 피스톤수용부(114)를 따라 이동 가능하다.

다음으로, 상기 보조챔버(115)는, 상기 피스톤수용부(114)의 내측면에 상기 피스톤(111)의 단면 형상보다 작은 형상으로 단차지게 함몰 형성되어, 상기 압축공기가 일시 저장되었다가 가득차면 상기 피스톤(111)에 동일한 압력을 가하여 상기 피스톤(111)이 움직일 수 있게 한다.

마지막으로, 상기 압축공기공급구(116)는, 상기 보조챔버(115)에 압축공기를 공급할 수 있도록 상기 하우징(100)의 외측에서 상기 보조챔부로 관통 형성되어, 압축공기를 공급할 수 있다.

상기와 같이 구성된, 상기 절환기구에 의해, 상기 입력기어(200)가 상기 주동력 축 및 상기 출력기어(300)와 선택적으로 결합되어 동력을 전달할 수 있다.

다음으로, 상기 입력기어(200)는, 상기 하우징(100)의 내부에 장착되며, 상기 주동력 축과 연결된다.

구체적으로, 상기 입력기어(200)는 평기어 형태로 구성되고, 상기 상부하우징(110) 내부에 마련되어, 상기 제 1 개구부를 통해 결합되는 상기 주동력 축과 연결되어 회전한다.

이때, 상기 입력기어(200)는, 상기 절환기구에 의해, 축방향으로 이동이 가능하여 선택적으로 상기 주동력 축과 결합 및 해제가 가능하다.

다음으로, 상기 출력기어(300)는, 상기 하우징(100)의 내부에 장착되며, 상기 입력기어(200)로부터 전달받은 동력을 상기 부동력 축에 전달한다.

구체적으로, 상기 출력기어(300)는, 도 2 와 도 3에 도시된 바와 같이, 테이퍼 기어로 구성되고, 상기 하부하우징(120) 내부에 마련되어, 상기 제 2 개구부를 통해 상기 부동력 축과 연결된다.

보다 구체적으로, 상기 출력기어(300)는, 테이퍼 기어 형태로 구성되어, 일반적인 평기어로 구성되는 상기 입력기어(200)와 맞물려 지면서 회전축이 상기 입력기어(200)의 회전축 방향에 비스듬하게 마련되어 서로 평행하지 않게 형성된다.

이때, 상기 입력기어(200)의 회전축을 기준으로, 상기 출력기어(300)의 회전축은 1~20°의 내각이 형성되도록 맞물려 회전한다.

이로 인해, 보조장치에 동력을 전달하는 상기 부동력 축과 상기 출력기어(300)의 위치가 평행하지 않아 이를 해결하기 위해 기존에 사용되었던 유니버셜 조인트(A)를 사용하지 않고도, 보조장치에 안정적으로 동력을 전달 할 수 있다.

이때, 상기 출력기어(300)의 회전축이 상기 부동력 축과 일치할 수 있도록 하기 위해 상기 조절부(130)에 의해 미리 각도 조절을 실시하여 조립할 수 있다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 발명의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 동력 인출 장치를 차량의 트렌스미션에 연결한다.

상기 트렌스미션을 통해 동력을 전달받는 주동력 축을 상기 제 1 개구부에 위치시키고, 보조장치에 동력을 전달하는 상기 부동력 축을 상기 제 2 개구부를 통해 상기 출력기어(300)에 연결시킨다.

이때, 상기 부동력 축과 상기 출력기어(300)의 회전축이 평행하도록 상기 조절부(130)를 통해 미리 조절하여 상기 하부하우징(120)을 조립 후, 설치한다.

다음으로, 상기 동력 인출 장치의 상기 압축공기공급구(116)를 통해 압축공기가 주입된다.

주입 된 상기 압축공기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(111)에 압력을 가하여 상기 피스톤로드(112)를 움직여 상기 입력기어(200)가 주동력 축에 결합되도록 한다.

상기 주동력 축에 결합된 상기 입력기어(200)는 회전하며, 맞물려 있는 상기 출력기어(300)를 회전시킨다.

상기 출력기어(300)의 회전을 통해, 상기 부동력 축이 회전하여 보조기구에 동력을 전달한다.

보조장치의 구동을 멈출 시에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 압축공기의 공급을 중단하면, 상기 스프링(113)의 탄성력에 의해, 상기 피스톤(111)이 복귀하게 된다.

상기 피스톤(111)의 복귀에 의해, 상기 입력기어(200)가 상기 주동력 축과 분리하게 되고, 이로 인해, 전체적으로 동력이 단절된다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 하우징 110 : 상부하우징
111 : 피스톤 112 : 피스톤로드
113 : 스프링 114 : 피스톤수용부
115 : 보조챔버 116 : 압축공기공급구
120 : 하부하우징 130 : 조절부
200 : 입력기어 300 : 출력기어
400 : 베어링 A : 유니버셜 조인트

Claims (3)

1. 외면을 형성하고, 일측 상부가 개구되어 주동력 축이 연결될 수 있는 제 1 개구부; 및 타측 하부가 개구되어 부동력 축이 연결될 수 있는 제 2 개구부;를 포함하는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 장착되며, 상기 주동력 축과 연결되는 입력기어;
   상기 하우징의 내부에 장착되며, 상기 입력기어로부터 전달받은 동력을 상기 부동력 축에 전달하는 출력기어;를 포함하고,
   상기 출력기어는,
   테이퍼 기어로 구성되어, 회전축이 상기 입력기어의 회전축과 1~20°의 내각이 형성되도록 맞물려 회전하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 입력기어가 수용되는 상부하우징;
   상기 출력기어가 수용되는 하부하우징; 및
   상기 상부하우징 및 하부하우징을 연결하여 결합되는 각도를 조절할 수 있는 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은,
   타측 상부에, 상기 입력기어의 선택적인 축방향의 이동에 의해, 상기 입력기어와 상기 출력기어가 스플라인 결합 될 수 있도록 하는 절환기구;를 포함하고,
   상기 절환기구는,
   공급되는 압축공기에 의해 상기 입력기어의 축방향으로 이동하는 피스톤;
   상기 피스톤에 의해 이동하여, 상기 입력기어를 안내하는 피스톤로드;
   상기 피스톤로드에 장착되어 상기 피스톤의 복귀를 위한 탄성력을 제공하는 스프링;
   상기 피스톤이 상기 입력기어의 축방향으로 이동이 가능하도록 하는 공간이 형성하는 피스톤수용부;
   상기 피스톤수용부의 내측면에 상기 피스톤의 단면 형상보다 작은 형상으로 단차지게 함몰 형성되어 압축공기가 일시 저장되는 보조챔버;
   상기 보조챔버에 압축공기를 공급할 수 있도록 상기 하우징의 외측으로 관통 형성되는 압축공기공급구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.

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