KR102273819B1 - 동력 인출 장치, 파워트레인 및 차량 - Google Patents

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페르 아르네레프
다니엘 피터슨
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

차량(5)용 동력 인출 장치(1)가 개시되어 있다. 상기 동력 인출 장치(1)는 입력 샤프트(7), 메인 트랜스미션 부재(9) 및 메인 커플링 기기(11)를 포함한다. 동력 인출 장치(1)는 제1 동력 인출 유닛(13) 및 제1 커플링 기기(15), 제2 동력 인출 유닛(17) 및 제2 커플링 기기(19)를 추가로 포함한다. 제1 커플링 기기(15)는, 체결 상태에서, 제1 동력 인출 유닛(13)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있고, 제2 커플링 기기(19)는, 체결 상태에서, 제2 동력 인출 유닛(17)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있다. 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19) 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태에 있게 제어되도록, 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19)가 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있다. 본 명세서는 파워트레인(3) 및 차량(5)에도 관한 것이다.

Description

동력 인출 장치, 파워트레인 및 차량
본 발명은 차량용 동력 인출 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 차량용 파워트레인 및 파워트레인을 포함하는 차량에도 관한 것이다.
일반적으로 PTO로 약칭되는 동력 인출 장치(power take-off arrangement)는 구동하는 엔진과 같이 차량의 추진 유닛에서 동력을 취하여 이를 부착된 설비 또는 별도의 기계로 전달하기 위한 장치이다. 대부분의 PTO 장치는 차량 기어박스의 부륜(lay shaft)과 같은 차량의 파워트레인의 샤프트에 연결되어 있는 입력 샤프트를 포함한다. 일부 PTO 장치는, 제2 유닛의 입력 샤프트가 스플라인식 출력 샤프트로 용이하게 연결될 수 있도록 하기 위해 설계된 스플라인식 출력 샤프트 형태의 PTO 유닛을 포함한다. 스플라인식 출력 샤프트의 대안으로 또는 스플라인식 출력 샤프트에 부가하여, PTO 장치는 유압식 펌프 등의 형태의 PTO 유닛을 포함할 수 있다. 유압식 펌프는,　 덤프트럭의 티퍼바디, 크레인 등을 기울어지게 구성된 유압식 유닛 같이, 차량에 일시적으로 부착되어 있는 유압식 유닛 및/또는 차량에 영구적으로 배치되어 있는 유압식 유닛에 연결되어 구동할 수 있다. 전술한 PTO 장치들의 공통된 특징은 이들이 엔진과 같이 차량의 동력 공급원으로부터 에너지를 취할 수 있다는 것이다.
중대형 트럭과 같은 일부 차량은 둘 또는 그 이상의 PTO 유닛을 포함한다. 이러한 둘 또는 그 이상의 PTO 유닛은 개별적으로 동력 공급원으로부터 분리될 수 있는 것이 바람직하다. 한 번에 하나의 PTO 유닛을 사용할 수 있도록 하나의 PTO 유닛이 사용되지 않을 때 손실을 줄이고, PTO 유닛을 사용하지 않을 때 PTO 유닛의 어느 부분도 움직이지 않도록 하는 것이 유리하다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 환경적 관심은 차량의 동력 공급원의 동력을 효율적인 방식으로 사용할 것을 요구한다. 차량 업계의 기술 개발은 차량의 에너지 효율을 높이고 있으며, 이는 미래에 있어서 그리고 적어도 부분적으로 전기 기계에 의해 구동되는 차량에 있어서 매우 중요한 측면이 된다.
차량에 다른 기능과 컴포넌트를 부가하면 통상적으로 비용과 무게가 부가되며 공간도 더 차지하게 된다. 또한, 일반적으로 현대의 소비자 시장은 비용 효율적인 방식으로 제작될 수 있으면서도 신뢰성 있고 내구성 있는 고품직의 제품을 요구하고 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점들 중 적어도 일부를 해소하거나 적어도 감소시키는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 상기 목적은 차량용 동력 인출 장치에 의해 달성된다. 이 동력 인출 장치는 입력 샤프트, 메인 트랜스미션 부재 및 메인 커플링 기기를 포함한다. 메인 커플링 기기는, 체결 상태에서, 메인 트랜스미션 부재를 입력 샤프트에 연결하게 구성되어 있다. 동력 인출 장치는 제1 동력 인출 유닛 및 제1 커플링 기기를 추가로 포함한다. 제1 커플링 기기는, 체결 상태에서, 제1 동력 인출 유닛을 메인 트랜스미션 부재에 연결하게 구성되어 있다. 동력 인출 장치는 제2 동력 인출 유닛 및 제2 커플링 기기를 추가로 포함한다. 제2 커플링 기기는, 체결 상태에서, 제2 동력 인출 유닛을 메인 트랜스미션 부재에 연결하게 구성되어 있다. 제1 커플링 기기 및 제2 커플링 기기 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때 메인 커플링 기기가 체결 상태에 있게 제어되도록, 제1 커플링 기기 및 제2 커플링 기기가 메인 커플링 기기에 연결되어 있다.
이에 의해, 제1 및 제2 커플링 기기 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때 즉 사용 중에 제1 및 제2 동력 인출 유닛 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때 메인 커플링 기기가 체결 상태로 제어되는 동력 인출 장치가 제공된다. 이에 의해, 메인 커플링 기기의 별도의 액추에이터 제어 체결할 필요가 방지된다. 그 대신, 일 예시로, 제1 커플링 기기의 제1 액추에이터 제어 장치 및 제2 커플링 기기의 제2 액추에이터 제어 장치를 배치함으로써, 3개의 다른 커플링 기기들의 체결을 제어할 수 있는 2개의 액추에이터만을 포함하는 장치가 제공된다.
그 결과, 더 적은 파트를 포함하는 덜 복잡한 장치가 제공된다. 이에 따라, 비용 측면에서 효율적이면서 공간과 중량을 절감하는 방식으로 제작될 수 있는 동력 인출 장치가 제공된다.
따라서, 전술한 문제점들 중 적어도 일부를 해소하거나 적어도 감소시키는 장치가 제공된다. 그 결과 전술한 목적이 달성된다.
필요에 따라서는, 제1 커플링 기기 및 제2 커플링 기기 모두가 분리 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기가 분리 상태에 있도록 배치된다. 이에 의해, 제1 커플링 기기 및 제2 커플링 기기 모두가 분리 상태에 있을 때 즉 제1 및 제2 동력 인출 유닛 모두가 사용되지 않을 때에 메인 트랜스미션 부재를 입력 샤프트에서 연결을 자동으로 해제시키는 장치가 제공된다. 이에 의해, 메인 커플링 기기를 분리 상태로 제어하는 별도의 액추에이터의 필요성이 없게 된다. 또한, 장치를 사용하지 않을 때 장치에 의해 야기되는 손실이 간단하면서도 효율적인 방식으로 최소로 되는데, 이는 제1 및 제2 커플링 기기들 모두가 분리 상태에 있을 때 메인 트랜스미션 부재가 입력 샤프트에서 분리되어 있기 때문이다. 그 결과, 이 장치를 포함하는 파워트레인의 동력 소모를 줄일 수 있는 장치가 제공된다.
필요에 따라서는, 동력 인출 장치는, 제1 커플링 기기를 분리 상태와 체결 상태 사이에서 제어하게 구성되어 있는 제1 액추에이터 및　 제2 커플링 기기를 분리 상태와 체결 상태 사이에서 제어하게 구성되어 있는 제2 액추에이터를 추가로 포함하고, 제1 커플링 기기는 제1 액추에이터의 제1 부분을 통해 메인 커플링 기기에 연결되어 있고, 제2 커플링 기기는 제2 액추에이터의 제2 부분을 통해 메인 커플링 기기에 연결되어 있다. 이에 의해, 간단하면서도 효율적인 방식으로 3개의 다른 커플링 기기들의 체결을 제어할 수 있는 2개의 액추에이터를 포함하는 동력 인출 장치가 제공된다. 또한, 공간, 비용 및 무게를 절감하는 동력 인출 장치가 제공된다.
필요에 따라서는, 제1 부분 및 메인 커플링 기기 사이의 연결은, 적어도 제1 커플링 기기가 체결 상태에 있을 때, 제1 부분이 메인 커플링 기기의 일부분에 인접하게 되도록 하고, 및 제2 부분 및 메인 커플링 기기 사이의 연결은, 적어도 제2 커플링 기기가 체결 상태에 있을 때, 제2 부분이 메인 커플링 기기의 일부분에 인접하게 되도록 한다. 이에 의해, 단순하면서도 효율적인 방식으로 연결이 제공된다. 따라서, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 2개의 액추에이터를 사용하여 3개의 다른 커플링 기기들의 체결을 제어할 수 있는 전술한 이점들이 달성된다.
필요에 따라서는, 제1 액추에이터는 제1 액추에이터 암을 포함하고, 제2 액추에이터는 제2 액추에이터 암을 포함하며, 제1 부분은 제1 액추에이터 암의 일부분이고, 제2 부분은 제2 액추에이터 암의 일부분이다. 따라서, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 2개의 액추에이터를 사용하여 3개의 다른 커플링 기기들의 체결을 제어할 수 있는 전술한 이점들이 달성된다.
필요에 따라서는, 제1 액추에이터는, 제1 커플링 기기를 제1 방향으로 변위시킴으로써 제1 커플링 기기가 분리 상태에서 체결 상태로 제어되게 구성되어 있고, 제2 액추에이터는 제2 커플링 기기를 제1 방향으로 변위시킴으로써 제2 커플링 기기가 분리 상태에서 체결 상태로 제어되게 구성되어 있으며, 및 메인 커플링 기기가 제1 방향으로 변위됨으로써, 메인 커플링 기기가 체결 상태로 있도록 배치되어 있다. 이에 의해, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 2개의 액추에이터를 사용하여 3개의 다른 커플링 기기들의 체결을 제어할 수 있는 장치가 제공된다.
필요에 따라서는, 메인 커플링 기기가 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 편향되어 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 커플링 기기들 모두가 분리 상태에 있을 때, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 메인 커플링 기기가 메인 트랜스미션 부재를 입력 샤프트로부터 분리시키게 된다. 이에 따라, 메인 커플링 기기를 분리 상태로 제어하는 별도의 액추에이터에 대한 필요성이 없게 된다.
필요에 따라서는, 동력 인출 장치는 각각이 메인 트랜스미션 부재에 연결되어 있는 제1 트랜스미션 부재 및 제2 트랜스미션 부재를 포함한다. 또한, 동력 인출 장치는 제1 동력 인출 유닛에 연결되어 있는 제1 샤프트 및 제2 동력 인출 유닛에 연결되어 있는 제2 샤프트를 포함하라 수 있다. 제1 커플링 기기는, 제1 트랜스미션 부재를 제1 샤프트에 연결함으로써 제1 동력 인출 유닛을 메인 트랜스미션 부재에 연결하게 구성되어 있고 및 제2 커플링 기기는, 제2 트랜스미션 부재를 제2 샤프트에 연결함으로써 제2 동력 인출 유닛을 메인 트랜스미션 부재에 연결하게 구성되어 있다. 이에 의해, 간단하면서도 신뢰성 있는 방식으로, 제1 및 제2 동력 인출 유닛이 메인 트랜스미션 부재에 연결될 수 있다.
필요에 따라서는, 메인 트랜스미션 부재, 제1 트랜스미션 부재 및 제2 트랜스미션 부재 각각이 기어 휠을 포함한다. 이에 의해, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 입력 샤프트로부터 각각의 동력 인출 유닛으로 동력이 전달될 수 있다.
필요에 따라서는, 입력 샤프트, 제1 샤프트 및 제2 샤프트가 평행하게 배치되어 있다. 이에 의해, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 입력 샤프트로부터 각각의 동력 인출 유닛으로 동력이 전달될 수 있다. 또한, 컴팩트한 동력 인출 장치가 제공될 수 있다.
필요에 따라서는, 입력 샤프트의 적어도 일부분이 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이에 배치되어 있다. 이에 의해, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 입력 샤프트로부터 각각의 동력 인출 유닛으로 동력이 전달될 수 있다. 또한, 공간이 효율적인 방식으로 활용되기 때문에 컴팩트한 동력 인출 장치가 제공될 수 있다.
필요에 따라서는, 제1 커플링 기기가 제1 샤프트에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 제2 커플링 기기는 제2 샤프트에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있으며, 메인 커플링 기기는 입력 샤프트에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 이에 의해, 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 각 커플링 기기의 체결이 이루어질 수 있다. 또한, 각 커플링 기기가 각 샤프트에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있기 때문에, 커플링 기기들의 체결을 제어하기 위해 덜 복잡한 액추에이터들을 사용할 수 있다. 이는, 각 커플링 기기를 변위시키기 위해 일 방향 또는 이 방향으로만 작동하는 액추에이터를 사용할 수 있기 때문이다.
필요에 따라서는, 메인 커플링 기기, 제1 커플링 기기 및 제2 커플링 기기 각각이 도그 클러치를 포함한다. 이에 의해 간단하면서도, 신뢰성 있고 또한 효율적인 방식으로, 각 커플링 기기의 체결이 이루어질 수 있다. 또한, 각 커플링 기기가 도그 클러치를 포함하고 있기 때문에, 커플링 기기들의 체결을 제어하기 위해 덜 복잡한 액추에이터들을 사용할 수 있다. 이는 각 도그 클러치의 일부분을 변위시키기 위해 일 방향 또는 이 방향으로만 작동하는 액추에이터를 사용할 수 있기 때문이다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 본 발명의 목적은 차량용 파워트레인으로, 상기 파워트레인은 동력 공급원과 트랜스미션을 포함하고, 동력 공급원은 트랜스미션을 통해 차량에 모티브 동력을 제공하게 구성되고, 파워트레인은 일부 실시형태들에 따른 동력 인출 장치를 포함하며, 동력 인출 장치의 입력 샤프트는 파워트레인의 샤프트에 연결되어 있는 차량용 파워트레인에 의해 달성된다. 파워트레인이 전술한 문제점들 중 적어도 일부를 극복하거나 적어도 감소시킨 동력 인출 장치를 포함하기 때문에, 전술한 문제점들 중 적어도 일부를 극복하거나 적어도 감소시킨 파워트레인이 제공된다.
그 결과, 전술한 목적이 달성된다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 본 발명의 목적은 청구항에 따른 파워트레인을 포함하는 차량에 의해 달성된다. 차량이 전술한 문제점들 중 적어도 일부를 극복하거나 적어도 감소시킨 파워트레인을 포함하기 때문에, 전술한 문제점들 중 적어도 일부를 극복하거나 적어도 감소시킨 차량이 제공된다.
그 결과, 전술한 목적이 달성된다.
첨부된 청구항들과 아래의 상세한 설명을 학습함으로써, 본 발명의 다른 특징들과 이점들이 더 명확해질 것이다.
도 1은 일부 실시형태에 따른, 동력 인출 장치를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 제1 커플링 기기가 체결 상태에 있는, 도 1에 도시되어 있는 동력 인출 장치를 설명하는 도면이다.
도 3은 차량용 파워트레인을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시되어 있는 파워트레인을 포함하는 차량을 설명하는 도면이다.
아래의 상세한 설명과 첨부된 도면들에 논의되어 있는 예시적 실시형태들로부터 특히 본 발명의 특징과 이점들을 포함하는 본 발명의 다양한 측면들을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
아래에서 본 발명의 측면들을 더욱 상세하게 설명한다. 동일한 도면부호들은 동일한 요소들을 가리킨다. 주지의 기능 또는 구조는 간략함 및/또는 명료함을 위해 상세하게 설명하지 않는다.
도 1은 일부 실시형태에 따른, 동력 인출 장치(1)를 개략적으로 설명하는 도면이다. 동력 인출 장치(1)는 입력 샤프트(7), 메인 트랜스미션 부재(9) 및 메인 커플링 기기(11)를 포함한다. 메인 커플링 기기(11)는, 체결된 상태에서, 메인 트랜스미션 부재(9)를 입력 샤프트(7)에 연결하도록 구성되어 있다. 도 1에 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 메인 트랜스미션 부재(9)는 기어 휠을 포함한다. 또한, 도 1에 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 동력 인출 장치(1)는 제1 트랜스미션 부재(29)와 제2 트랜스미션 부재(30)를 포함한다. 제1 트랜스미션 부재(29)와 제2 트랜스미션 부재(30) 각각은 메인 트랜스미션 부재(9)의 기어 휠과 체결되게 배치되어 있는 기어 휠을 포함한다. 동력 인출 장치(1)는 또한 제1 동력 인출 유닛(13), 제1 커플링 기기(15), 제2 동력 인출 유닛(17) 및 제2 커플링 기기(19)를 포함한다.
도시되어 있는 실시형태에 따르면, 동력 인출 장치(1)는 제1 동력 인출 유닛(13)에 연결되어 있는 제1 샤프트(31) 및 제2 동력 인출 유닛(17)에 연결되어 있는 제2 샤프트(32)를 포함한다. 제1 트랜스미션 부재(29)는 제1 샤프트(31)에 회전 가능하게 배치되어 있고, 제2 트랜스미션 부재(30)는 제2 샤프트(32)에 회전 가능하게 배치되어 있으며, 메인 트랜스미션 부재(9)는 입력 샤프트(7)에 회전 가능하게 배치되어 있다.
제1 커플링 기기(15)는, 체결된 상태에서, 제1 동력 인출 유닛(13)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있다. 제2 커플링 기기(19)는, 체결된 상태에서, 제2 동력 인출 유닛(17)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 제1 커플링 기기(15)는, 제1 트랜스미션 부재(29)를 제1 샤프트(31)에 연결함으로써 제1 동력 인출 유닛(13)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있다. 마찬가지로, 제2 커플링 기기(19)는, 제2 트랜스미션 부재(30)를 제2 샤프트(32)에 연결함으로써, 제2 동력 인출 유닛(17)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있다.
도 1에서, 모든 메인 커플링 기기(11), 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19)는 분리 상태로 도시되어 있다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 제1 커플링 기기(15)는 제1 샤프트(31)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 제2 커플링 기기(19)는 제2 샤프트(32)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있으며, 메인 커플링 기기(11)는 입력 샤프트(7)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 메인 커플링 기기(11), 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19) 각각은 도그 클러치를 포함한다. 그러나, 메인 커플링 기기(11), 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19) 중 하나 또는 그 이상이 디스크 커플링이나 콘 커플링 같은 다른 유형의 커플링 장치를 포함할 수 있다.
제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19)는, 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19) 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기(11)가 체결된 상태에 있게 제어되도록, 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있다. 체결된 상태에서, 메인 커플링 기기(11)는 메인 커플링 기기(11)를 입력 샤프트(7)에 회전 가능하게 고정한다.
이에 의해, 메인 커플링 기기(11)의 별개의 액추에이터 제어 장치에 대한 필요성이 없게 된다. 그 보다는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 동력 인출 장치(1)는 제1 액추에이터(21)와 제2 액추에이터(22)를 포함할 수 있다. 제1 액추에이터(21)는 제1 커플링 기기(15)를 분리 상태와 체결 상태 사이에서 제어하게 구성되어 있다. 제1 커플링 기기(15)가 분리 상태에 있을 때, 제1 트랜스미션 부재(29)는 제1 샤프트에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 제1 커플링 기기(15)는 제1 트랜스미션 부재(29)를 제1 샤프트(31)에 회전 가능하게 고정시킨다.
마찬가지로, 제2 액추에이터(22)는 제2 커플링 기기(19)를 분리 상태와 체결 상태 사이에서 제어하게 구성되어 있다. 제2 커플링 기기(19)가 분리 상태에 있을 때, 제2 트랜스미션 부재(30)는 제2 샤프트(32)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 제2 커플링 기기(19)가 체결 상태에 있을 때, 제2 커플링 기기(19)는 제2 트랜스미션 부재(30)를 제2 샤프트(32)에 회전 가능하게 고정시킨다.
제1 액추에이터(21)는, 제1 커플링 기기(15)를 제1 방향(d1)으로 변위시킴으로써, 제1 커플링 기기(15)를 분리 상태에서 체결 상태로 제어하게 구성되어 있다.
도 2는 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있는, 도 1에 도시되어 있는 동력 인출 장치(1)를 도시한다. 또한, 제1 커플링 기기(15)는, 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태에 있게 제어되도록, 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있다. 이에 다라 제1 커플링 기기(15)가 도 1에 도시되어 있는 분리 상태에서 도 2에 도시되어 있는 체결 상태로 이동할 때, 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태로 변위된다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 이는, 메인 커플링 기기(11)가 제1 방향(d1)으로 변위함으로써 체결 상태에 있게 배치되기 때문이다. 그 결과, 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 메인 트랜스미션 부재(9)는 회전 가능하게 입력 샤프트(7)에 고정되고, 제1 트랜스미션 부재(29)는 회전 가능하게 제1 샤프트(31)에 고정된다. 이에 의해, 입력 샤프트(7)로부터 제1 동력 인출 유닛(13)으로 토크가 전달될 수 있다.
제1 액추에이터(21)는 제1 액추에이터 암(27)을 포함한다. 제1 커플링 기기(15)는 제1 액추에이터 암(27)의 제1 부분(23)을 통해 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있다. 제1 액추에이터 암(27)의 제1 부분(23)과 메인 커플링 기기(11) 사이의 연결은, 적어도 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 제1 부분(23)이 메인 커플링 기기(11)의 부분(25)에 대해 인접하도록 되어 있다. 예를 들어, 도 2에서 볼 수 있듯이, 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 제1 액추에이터 암(27)의 제1 부분(23)이 메인 커플링 기기(11)에 대해 인접한다.
도시되어 있는 실시형태에 따르면, 제2 액추에이터(22)와 제2 커플링 기기(19)는 제1 액추에이터(21) 및 제1 커플링 기기(15)와 동일하지만 미러 대칭이다. 따라서, 제2 액추에이터(22)는 제2 액추에이터 암(28)을 포함하며, 제1 액추에이터 암(27)과 관련하여 위에서 설명한 것과 대응하는 방식으로 제2 커플링 기기(19)는 제2 액추에이터 암(28)의 제2 부분(24)을 통해 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있다.
도시되어 있는 실시형태에 따르면, 제1 액추에이터 암(27) 및 제2 액추에이터 암(28)은, 이들이 메인 커플링 기기(11) 상의 힘을 제1 방향(d1)으로 전달할 수 있게 배치되어 있다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 제2 액추에이터 암(28)의 제2 부분(24)은 메인 커플링 기기(11)와 인접하지 않는다. 이는, 제1 커플링 기기(15)는 체결 상태에 있고, 제2 커플링 기기(19)는 분리 상태에 있기 때문이다.
제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 이에 따라 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 메인 커플링 기기(11)는 체결 상태에 있지만 제2 커플링 기기(19)는 분리 상태에 있을 때, 토크가 제2 동력 인출 유닛(17)으로 전달되지 않는데, 이는 제2 트랜스미션 부재(30)가 제2 샤프트(32)에 대해 회전할 수 있기 때문이다. 그러나 제2 액추에이터(22)는, 제2 커플링 기기(19)를 제1 방향(d1)으로 변위시켜 제2 커플링 기기(19)를 분리 상태로부터 체결 상태로 제어할 수 있다. 제2 커플링 기기(19) 및 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 토크가 입력 샤프트(7)로부터 제2 동력 인출 유닛(17)과 제1 동력 인출 유닛(13)으로 전달될 수 있다.
액추에이터들(21, 22) 중 하나가 커플링 기기들(15, 19) 중 하나를 분리 상태로 제어할 때, 메인 커플링 기기(11)는 체결 상태를 유지하게 된다. 예를 들어 제1 액추에이터(21)가 제1 커플링 기기(15)를 분리 상태로 제어하는 경우, 메인 커플링 기기(11)는 체결 상태를 유지하게 되는데, 이는 제2 액추에이터 암(28)의 제2 부분(24)이 메인 커플링 기기(11)에 인접하고 있기 때문이다. 또한, 제2 액추에이터 암(28)을 제2 방향(d2)으로 변위시켜서 이에 따라 제2 커플링 기기(19)가 제2 방향(d2)으로 변위될 됨으로써 제2 액추에이터(22)가 제2 커플링 기기(19)를 분리 상태로 제어할 때에도, 메인 커플링 기기(11)는 분리 상태에 있는 것으로 볼 수 있다. 이에 의해 동력 인출 유닛들(13, 17) 중 어느 것도 사용하지 않을 때에, 동력 인출 장치(1)에 의해 야기되는 손실이 최소로 된다. 메인 커플링 기기(11)는 분리 상태에 있을 것으로 볼 수 있는데, 이는 모든 제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19)이 분리 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기(11)가 분리 상태에 있게 배치되어 있기 때문이다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 이는 스프링에 의해 메인 커플링 기기(11)가 제2 방향(d2)으로 편향되게 함으로써 달성된다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 제1 방향(d1)은 각 트랜스미션 유닛(29, 32, 11)을 향하는 방향이고, 제2 방향(d2)은 제1 방향(d1)과 반대 방향 즉 각 트랜스미션 유닛(29, 32, 11)으로부터 멀어지는 방향이다.
제2 액추에이터(22)와 제2 커플링 기기(19)는 제1 액추에이터(21)와 제1 커플링 기기(15)와 동일하지만 거울 대칭이기 때문에, 제2 액추에이터(22) 및 제2 커플링 기기(19)가 제1 액추에이터(21) 및 제1 커플링 기기(15)에 의해 보충되고, 또 그 반대의 경우라면, 본 명세서에 기재되어 있는 특징들이 준용된다. 또한, 간단함 및/또는 명료함의 이유로, 제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19)의 분리 및 체결에 대한 모든 상정 가능한 조합을 도면과 상세한 설명에 상세하게 설명하지 않았다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19)의 분리 및 체결 상태에 대한 모든 상정 가능한 조합은 다음과 같다.
1. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19)이 분리 상태에 있음.
2. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 커플링 기기(15)는 체결 상태에 있고, 제2 커플링 기기(19)는 분리 상태에 있음.
3. 도시되어 있지 않지만, 제2 커플링 기기(19)는 체결 상태에 있고, 제1 커플링 기기(15)는 분리 상태에 있음.
4. 도시되어 있지 않지만, 제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19)이 체결 상태에 있음.
제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19) 모두가 분리 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기(11)가 분리 상태에 있도록 배치되어 있기 때문에, 메인 커플링 기기(11)는 위 조합 1에서 분리 상태에 있을 것이다.
제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19) 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태에 있게 제어되도록, 제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19)이 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있기 때문에, 위 조합 2-4에서 메인 커플링 기기(11)는 체결 상태에 있을 것이다.
제1 및/또는 제2 액추에이터(21, 22)는 공압식, 유압식 또는 전기식 액추에이터를 포함할 수 있다. 제1 및/또는 제2 액추에이터(21, 22)는 각 액추에이터 암(27, 28)을 제1 방향(d1)과 제2 방향(d2)으로 변위시키게 배치될 수 있다. 대안으로, 제1 및/또는 제2 액추에이터(21, 22)는 각 액추에이터 암(27, 28)을 제1 및 제2 방향(d1, d2) 중 어느 한 방향으로 변위시키게 배치될 수 있으며, 각 액추에이터 암(27, 28)은 제1 및 제2 방향(d1, d2) 중 다른 한 방향으로 편향되어 있다.
도시되어 있는 실시형태에 따르면, 입력 샤프트(7)의 적어도 일부분이 제1 샤프트(31)와 제2 샤프트(32) 사이에 배치되어 있다. 또한, 입력 샤프트(7), 제1 샤프트(31) 및 제2 샤프트(32)는 평행하게 배치되어 있다. 그러나 샤프트들(7, 31, 32)이 평행하지 않게 배치될 수도 있다. 예를 들어, 메인 트랜스미션 부재(9), 제1 트랜스미션 부재(29) 및 제2 트랜스미션 부재(30) 중 하나 또는 그 이상이 베벨 기어를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에 따르면, 동력 인출 장치(1)가 2개보다 많은 동력 인출 유닛들(13, 17) 예컨대 3개, 4개, 5개 또는 6개의 동력 인출 유닛을 포함할 수 있다.
이러한 실시형태에 따르면, 각 동력 인출 유닛이 예컨대 기어를 통해 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결될 수 있다. 또한, 각 동력 인출 유닛은, 커플링 기기가 체결 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태에 있게 제어되도록, 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있는 커플링 기기를 포함할 수 있다. 각 동력 인출 유닛은 체결 상태와 분리 상태 사이에서 커플링 기기를 제어하게 배치된 액추에이터를 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 도시되어 있는 실시형태에서와 같이, 연결은 액추에이터의 액추에이터 암의 일부분을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 커플링 기기들(15, 19)과 메인 커플링 기기(11) 사이의 연결 그리고 추가적인 커플링 기기들과 메인 커플링 기기(11) 사이의 연결은 커플링 기기들 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태에 있게 제어되는 것을 보증하고, 모든 커플링 기기들이 분리 상태에 있을 때 메인 커플링 기기(11)가 분리 상태에 있는 것을 보증하는 링크(linkage)를 포함할 수 있다. 이러한 링크는 기계식 링크, 공압식 링크, 유압식 링크 및/또는 자성 링크일 수 있다.
도 3은 차량용 파워트레인(3)을 도시한다. 파워트레인(3)은 동력 공급원(4)과 트랜스미션(6)을 포함한다. 동력 공급원(4)은 디젤 엔진 또는 가솔린, 에탄올 또는 이와 유사한 휘발성 연료로 작동하게 구성된 오토 엔진 같은 연소 엔진을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 이에 부가하여, 동력 공급원(4)은 하나 또는 그 이상의 전기 기계를 포함할 수 있다. 트랜스미션은 클러치, 기어박스, 하나 또는 그 이상의 샤프트 및 동력 공급원(4)으로부터 하나 또는 그 이상의 차량 휠로 동력을 전달하게 배치되어 있는 하나 또는 그 이상의 차동장치를 포함할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시되어 있는 파워트레인(3)을 포함하는 차량(5)을 도시한다. 도 3에 도시되어 있는, 파워트레인(3)의 동력 공급원(4)은 트랜스미션(6)을 통해 차량(5)에 모티브 동력을 제공하게 구성되어 있다.
도 3에 도시되어 있는 파워트레인(3)은 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 동력 인출 장치(1)를 포함한다. 동력 인출 장치(1)의 입력 샤프트(7)가 파워트레인(3)의 샤프트(37)에 연결되어 있다. 도시되어 있는 실시형태에 따르면, 동력 인출 장치(1)의 입력 샤프트(7)는 트랜스미션(6)의 레이 샤프트(37)에 연결되어 있다. 그러나 동력 인출 장치(1)의 입력 샤프트(7)가 파워트레인(3)의 다른 유형의 샤프트 예컨대 동력 공급원(4)의 샤프트 또는 트랜스미션(6)의 샤프트에 연결될 수 있다.
도 4에 도시되어 있는 차량(5)은 트럭이다. 그러나 파워트레인(3)과 이에 따라 동력 인출 장치(1)가 롤리, 버스, 건설차량, 트랙터, 승용차, 선박, 보트 등과 같이 육상 또는 해상 추진을 위한 유인 또는 무인의 다른 유형의 차량에 포함될 수 있다.
전술한 사항들은 다양한 예시적 실시형태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명은 오로지 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정의된다는 점을 이해해야 한다. 통상의 기술자라면 예시적 실시형태들이 수정될 수 있고, 예시적 실시형태들의 다양한 특징들이 조합되어 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 일탈하지 않으면서도 본 명세서에 기재되어 있는 실시형태와 다른 실시형태를 창출할 수 있다는 점을 인지할 수 있을 것이다.
체결 상태(engaged state) 및 분리 상태(disengaged state)라는 용어는 결합되어 있는 위치(engaged position) 및 분리되어 있는 위치(disengaged position)를 지칭할 수도 있다.
본 명세서에 사용되어 있듯이, "포함하는" 또는 "포함하다"라는 용어는 개방형-종미어로, 하나 또는 그 이상의 특징, 요소, 단계, 컴포넌트 또는 기능을 포함한다. 그렇지만, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 요소, 단계, 컴포넌트, 기능 또는 이들의 그룹의 존재나 부가를 배제하는 것은 아니다.

Claims (15)

  1. 차량(5)용 동력 인출 장치(1)로, 상기 동력 인출 장치(1)는,
    - 입력 샤프트(7), 메인 트랜스미션 부재(9) 및 메인 커플링 기기(11),
    - 제1 동력 인출 유닛(13) 및 제1 커플링 기기(15),
    - 제2 동력 인출 유닛(17) 및 제2 커플링 기기(19)를 포함하되,
    - 메인 커플링 기기(11)는, 체결 상태에서, 메인 트랜스미션 부재(9)를 입력 샤프트(7)에 연결하게 구성되어 있고,
    - 제1 커플링 기기(15)는, 체결 상태에서, 제1 동력 인출 유닛(13)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있고,
    - 제2 커플링 기기(19)는, 체결 상태에서, 제2 동력 인출 유닛(17)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있으며,
    제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19) 중 어느 하나가 체결 상태에 있을 때 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태에 있게 제어되도록, 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19)가 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19) 모두가 분리 상태에 있을 때, 메인 커플링 기기(11)가 분리 상태에 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    동력 인출 장치(1)는,
    - 제1 커플링 기기(15)를 분리 상태와 체결 상태 사이에서 제어하게 구성되어 있는 제1 액추에이터(21), 및
    - 제2 커플링 기기(19)를 분리 상태와 체결 상태 사이에서 제어하게 구성되어 있는 제2 액추에이터(22)를 추가로 포함하고,
    제1 커플링 기기(15)는 제1 액추에이터(21)의 제1 부분(23)을 통해 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있고, 제2 커플링 기기(19)는 제2 액추에이터(22)의 제2 부분(24)을 통해 메인 커플링 기기(11)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 부분(23) 및 메인 커플링 기기(11) 사이의 연결은, 적어도 제1 커플링 기기(15)가 체결 상태에 있을 때, 제1 부분(23)이 메인 커플링 기기(11)의 일부분(25)에 인접하게 되도록 하고, 및
    제2 부분(24) 및 메인 커플링 기기(11) 사이의 연결은, 적어도 제2 커플링 기기(19)가 체결 상태에 있을 때, 제2 부분(24)이 메인 커플링 기기(11)의 일부분(26)에 인접하게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    제1 액추에이터(21)는 제1 액추에이터 암(27)을 포함하고, 제2 액추에이터(22)는 제2 액추에이터 암(28)을 포함하며, 제1 부분(23)은 제1 액추에이터 암(27)의 일부분이고, 제2 부분(23)은 제2 액추에이터 암(28)의 일부분인 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    제1 액추에이터(21)는, 제1 커플링 기기(15)를 제1 방향(d1)으로 변위시킴으로써 제1 커플링 기기(15)가 분리 상태에서 체결 상태로 제어되게 구성되어 있고,
    제2 액추에이터(22)는 제2 커플링 기기(19)를 제1 방향(d1)으로 변위시킴으로써 제2 커플링 기기(19)가 분리 상태에서 체결 상태로 제어되게 구성되어 있으며, 및
    메인 커플링 기기(11)가 제1 방향(d1)으로 변위됨으로써, 메인 커플링 기기(11)가 체결 상태로 있도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    메인 커플링 기기(11)가 제1 방향(d1)과 반대 방향인 제2 방향(d2)으로 편향되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 각각이 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결되어 있는 제1 트랜스미션 부재(29) 및 제2 트랜스미션 부재(30),
    - 제1 동력 인출 유닛(13)에 연결되어 있는 제1 샤프트(31), 및
    - 제2 동력 인출 유닛(17)에 연결되어 있는 제2 샤프트(32)를 추가로 포함하고,
    제1 커플링 기기(15)는, 제1 트랜스미션 부재(29)를 제1 샤프트(31)에 연결함으로써 제1 동력 인출 유닛(13)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있고, 및
    제2 커플링 기기(19)는, 제2 트랜스미션 부재(30)를 제2 샤프트(32)에 연결함으로써 제2 동력 인출 유닛(17)을 메인 트랜스미션 부재(9)에 연결하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    메인 트랜스미션 부재(9), 제1 트랜스미션 부재(29) 및 제2 트랜스미션 부재(30) 각각이 기어 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    입력 샤프트(7), 제1 샤프트(31) 및 제2 샤프트(32)가 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    입력 샤프트(7)의 적어도 일부분이 제1 샤프트(31)와 제2 샤프트(32) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    제1 커플링 기기(15)가 제1 샤프트(31)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있고, 제2 커플링 기기(19)는 제2 샤프트(32)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있으며, 메인 커플링 기기(11)는 입력 샤프트(7)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    메인 커플링 기기(11), 제1 커플링 기기(15) 및 제2 커플링 기기(19) 각각이 도그 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 인출 장치.
  14. 차량(5)용 파워트레인(3)으로,
    상기 파워트레인(3)은 동력 공급원(4)과 트랜스미션(6)을 포함하고, 동력 공급원(4)은 트랜스미션(6)을 통해 차량(5)에 모티브 동력을 제공하게 구성되고, 파워트레인(3)은 제1항 또는 제2항에 따른 동력 인출 장치(1)를 포함하며, 동력 인출 장치(1)의 입력 샤프트(7)는 파워트레인(3)의 샤프트(37)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 파워트레인.
  15. 제14항에 따른 파워트레인(3)을 포함하는 차량(5).
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