KR20010051246A

KR20010051246A - 2피스 출력 기어 조립체를 가진 파워 테이크-오프 장치

Info

Publication number: KR20010051246A
Application number: KR1020000062932A
Authority: KR
Inventors: 랑브라이언엘.; 쿠드립라이나
Original assignee: 수 에이 그리핀; 데이나코포레이션
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2001-06-25
Also published as: DE60030068D1; JP2001163074A; CA2318018C; AU5943500A; AU767798B2; BR0005614A; EP1103407A2; US6260682B1; KR100760060B1; EP1103407B1; EP1103407A3; CA2318018A1

Abstract

파워 테이크-오프 유닛은 그 안에서 회전식으로 지지되는 입력 기어를 가진 경성 하우징을 구비한다. 출력 기어 조립체는 하우징 내에서 회전식으로 지지된다. 출력 기어 조립체는 스플라인과 함께하는 벨 부재와 치형상 기어 부재를 구비한다. 치형상 기어 부재는 기어 부재와 벨 부재가 그에 의해 회전식을 구동되도록 입력 기어와 맞물린다. 벨 부재는 선택적으로 파워 테이크-오프 하우징에서 회전식으로 지지되는 출력 축에 클러치 조립체를 통해 접속된다. 출력 축은 파워 테이크-오프 유닛의 하우징으로부터 외부 방향으로 연장하고 그리고 회전식으로 구동되는 악세사리에 접속되는데 채택된다. 출력 기어 조립체의 2개 피스 구조는 제조 및 주문에 소요되는 비용을 최소로 하고 그리고 필요에 따른 파워 테이크-오프 유닛의 전체 감속 기어 비율의 변경을 보다 용이하게 적응할 수 있는 것이다.

Description

2피스 출력 기어 조립체를 가진 파워 테이크-오프 장치{POWER TAKE-OFF UNIT HAVING TWO-PIECE OUTPUT GEAR ASSEMBLY}

본 발명은 엔진 구동 차량에 설치되는 회전식 구동 악세사리에 선택적으로 파워를 제공하는 파워 테이크-오프 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 상기 파워 구동 장치 내에 제공되는 클러치 조립체에 사용되는 2피스 출력 벨 기어 조립체(two-piece output bell gear assembly)에 관한 것이다.

파워 테이크-오프 장치는 1개 이상의 회전식으로 구동하는 피구동 악세서리에 파워를 선택적으로 제공하는 차량 엔진과 트랜스미션과 같은 회전 에너지원과 관련하여 일반적으로 사용되는 널리 공지된 기구적 디바이스 이다. 예를 들면, 파워 테이크-오프 장치는, 차례로 플로우(plows), 트레시 콤팩터(trash compactors), 승강기구, 윈치(winches) 등의 유압식 구동 악세서리를 작동하는 유압 펌프를 작동하는 다양한 산업용 농기구 차량에 일반적으로 사용되는 것이다. 파워 테이크-오프 장치는 차량 엔진에서 회전력을 공급하는 상당히 단순하고 저렴한 가격의 메카니즘을 제공하며, 회전식으로 구동되는 악세서리를 작동하는 것이다.

이러한 작용을 이루는 구성으로, 일반적인 파워 테이크-오프 장치는 그 위에 형성된 장착면을 가진 경성 하우징(rigid housing)을 구비한다. 파워 테이크-오프 하우징의 장착 면의 일 부분을 통하여 트인 구멍이 형성된다. 입력 기어는 하우징 내에 회전식으로 지지되고 그리고 장착 면을 관통하여 형성된 트인 구멍을 통하여 외부방향으로 연장되는 부분을 구비한다. 파워 테이크-오프 하우징의 장착 면은 차량에 설치된 트랜스미션의 케이스에 형성된 대응 장착 면에 고정(일반적으로, 복수 볼트에 의해 고정됨)하는데 이용된다. 또한, 트인 구멍은 트랜스미션 케이스의 장착 면의 일 부분을 통하여도 형성된다. 파워 테이크-오프 유닛이 트랜스미션 케이스에 고정되면, 입력 기어가 트랜스미션 케이스를 통하여 일 트랜스미션 기어와 치합 결합하도록 형성된 트인 구멍을 통하여 연장되며, 일반적으로 트랜스미션 기어는 차량 엔진에 의해 구동되는 것이다. 그 결과, 파워 테이크-오프 유닛의 입력 기어는 차량 엔진의 동작시 마다 회전적으로 구동된다.

일반적으로, 파워 테이크-오프 유닛은 부가로 하우징 내에 회전식으로 지지되는 출력 기어를 구비한다. 차량 엔진의 동작 시마다 출력 기어가 입력 기어에 의해 회전식으로 구동되도록 입력 기어와 출력 기어는 치합 결합한다. 차례로, 출력 기어는 파워 테이크-오프 하우징에 회전식으로 지지되는 출력 축에 접속된다. 출력 축은 파워 테이크-오프 유닛의 하우징으로부터 외부 방향으로 연장하고 그리고 회전식으로 구동되는 악세서리에 접속된다. 임의 순간에서는, 출력 기어가 출력 축에 직접 접속된다. 이러한 경우에는, 출력 축이 차량 엔진의 동작 시마다 출력 기어에 의해 회전식으로 구동된다. 다른 경우에는, 출력 기어가 클러치 조립체를 통하여 출력 축에 접속된다. 클러치 조립체는 출력 축에 출력 기어의 선택적인 접속으로, 차량 엔진의 작동 시마다 회전식으로 구동되는 악세사리의 선택적인 또는 간헐적인 동작을 허용하도록 파워 테이크-오프 하우징 내에 설치된다.

클러치 조립체를 가진 파워 테이크-오프 유닛에서는, 출력 기어가 일반적으로 기어 부분과 벨 부분을 구비하는 벨 기어로서 실시된다. 출력 벨 기어의 기어 부분은 입력 기어에 형성된 대응 치형부와 맞물리는 그 위에 형성된 복수 치형부를 가진다. 출력 벨 기어의 벨 부분은 일반적으로 중공 원통형태를 이루고 기어 부분으로부터 축선방향으로 연장 형성된다. 벨 부분은 복수개의 제 1 클러치 평판에 형성된 대응 돌출부 또는 유사한 구조체와 결합하는 복수 슬롯 또는 유사한 구조체를 구비한다. 이러한 방식에서는, 복수개의 제 1 클러치 평판이 그와 같이 회전하기 위해 출력 기어에 접속된다. 복수개의 제 2 클러치 평판은 그와 같이 회전하기 위해 출력 축에 스플라인 된다. 복수개의 제 2 클러치 평판은 복수개의 제 1 클러치 평판과 축선방향으로 번갈아 포개지게 배치된다. 작동기가 상호 번갈아 포개지는 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판에 대한 축방향 힘을 선택적으로 적용하기 위해 설치된다. 상기 축방향 힘이 가해지면, 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판은 출력축이 출력 벨 기어에 의해 회전식으로 구동되도록 서로 마찰식으로 결합하게 된다. 상기 축선 방향 힘이 가해지지 않으면, 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판이 서로 마찰식으로 결합하지 않고 그리고 출력 축은 출력 벨 기어에 의해 회전적으로 구동되지 않는다.

과거에는, 출력 벨 기어가 단일 일체형 재료로 형성되었다. 따라서, 출력 벨 기어의 벨 부분과 기어 부분이 단일 일체형 부재로서 형성되었다. 이러한 구조가 유효한 것일지라도, 구조 면에서는 어느 정도 복잡한 것으로 알려져 있다. 그 결과, 전통적인 출력 벨 기어는 제작에 상당한 곤란함이 있고 비용이 많이 소요되는 것이었다. 상술된 바와 같이, 광범위하게 회전식 구동 악세사리를 작동하는데에는 파워 테이크-오프 유닛이 사용된다. 상기 회전식 구동 악세사리의 예상 작동 속도는 양호하게 폭넓게 변화하는 것이다. 회전식 구동 악세사리용의 차등 동작 속도를 수용하는, 출력 축과 입력 기어 사이에 서로 다른 전체 감속 기어비를 가진 파워 테이크-오프 유닛을 구조하는 것이 공지되어 있다. 상술된 일반적인 구조를 가진 파워 테이크-오프 유닛의 감속 기어비는 일반적으로 출력 벨 기어와 입력 기어간의 상대적 크기로 정해진다. 따라서, 복수의 서로 다른 크기로 이루어진 출력 벨 기어를 제공하고, 주어진 파워 테이크-오프 유닛에 입력 기어에 사용하는 복수의 출력 벨 중의 필요한 하나를 선택하는 것이 알려져 있다. 이러한 방식에서는, 파워 테이크-오프 유닛의 감속 기어비를 필요에 따라 변경시킬 수 있다. 그런데, 불행하게도 상기 기술은 다수의 다른 사이즈의 출력 벨 기어를 제조하고 그리고 상기 출력 기어의 재고를 유지하는데, 특히 상기 출력 벨 기어의 구조가 상술된 바와 같이 상당히 복잡하고 비용이 많이 소요되는 것이어서, 비용이 많이 소요되고 비효율적으로 된다. 따라서, 제조 및 재고에 따른 비용의 소요를 최소로 하고 그리고 필요한 파워 테이크-오프 유닛의 전체 감속 기어비의 변경을 보다 용이하게 채택할 수 있는 파워 테이크-오프 유닛 내에 설치된 클러치 조립체에 사용되는 벨 기어용으로 향상된 구조를 제공하는 것이 요망되었다.

본 발명은 파워 테이크-오프 유닛 내에 제공되는 클러치 조립체에 사용되는 벨 기어를 향상시킨 구조에 관한 것이다. 파워 테이크-오프 유닛은 그 안에서 회전식으로 지지되는 입력 기어를 가진 경성 하우징을 구비한다. 출력 기어 조립체는 하우징 내에서 회전식으로 지지된다. 출력 기어 조립체는 함께 스플라인 벨 부재와 치형 기어 부재를 구비한다. 치형상 기어 부재는 기어 부재와 벨 부재가 회전식으로 구동되도록 입력 기어와 맞물려 치합된다. 벨 부재는 파워 테이크-오프 하우징에서 회전식으로 지지되는 출력 축에 클러치 조립체를 통하여 선택적으로 접속된다. 출력 축은 파워 테이크-오프 유닛의 하우징으로부터 외부 방향으로 연장되고 그리고 회전식으로 구동되는 악세사리에 접속되도록 채택된다. 출력 기어 조립체의 2피스 구조는 제조 및 재고에 소요되는 비용을 최소로 하고 그리고 필요에 따라 파워 테이크-오프 유닛의 전체 감속 기어비를 변경하는데 보다 용이하게 채택될 수 있는 것이다.

본 발명의 다양한 목적 및 잇점에 대해서는 첨부 도면을 참고로 양호한 실시예를 통해 이하에 설명한다.

도 1은 종래 기술의 출력 벨 기어를 구비하는 파워 테이크-오프 유닛의 단면을 입면으로 나타낸 도면.

도 2는 도 1에 설명된 출력 벨 기어를 확대하여 단면으로 나타낸 입면도.

도 3은 본 발명에 따르는 2피스 출력 벨 기어 조립체를 구비하는 파워 테이크-오프 유닛의 단면을 입면으로 나타낸 도면.

도 4는 도 3에 설명된 출력 벨 기어 조립체를 확대하여 단면으로 나타낸 입면도.

도 5는 도 3과 도 4에 설명된 출력 벨 기어 조립체를 분해하여 나타낸 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 40: 파워 테이크-오프 유닛 11, 41: 하우징

12, 42: 입력 기어 13, 43: 입력 축

14, 15; 44, 45; 55, 56: 베어링 20: 출력 기어

22: 출력 축 23, 24: 베어링

30: 클러치 조립체 31, 32: 클러치 평판

33, 63: 클러치 기어 34: 클러치 피스톤

35: 클러치 실린더 36: 링

38: 클러치 챔버 50: 출력 기어 조립체

51: 기어 부재 52: 벨(bell) 부재

60: 클러치 조립체 61, 62: 클러치 평판

65: 클러치 실린더 67: 클러치 스프링

도 1은 당 기술분야의 종래 기술로 이루어진 파워 테이크-오프 유닛(10)을 설명하는 도면이다. 종래 파워 테이크-오프 유닛(10)은 그 위에 형성된 장착 면(11a)을 가진 경성 중공 하우징(11)을 구비한다. 트인 구멍(11b)은 후술되는 바와 같은 목적으로 장착 면(11a)을 통하여 형성된다. 입력 기어(12)는 파워 테이크-오프 유닛(10)의 하우징(11)에서 회전식으로 지지된다. 상기 목적이 이루어 지도록 파워 테이크-오프 유닛(10)의 하우징(11)을 통하여 형성된 1쌍의 정렬 배치된 트인 구멍(13a, 13b)에 입력 축(13)이 저널 된다. 따라서, 입력 축(13)은 파워 테이크-오프 유닛 하우징(11)과 관련하여서는 정지체인 것이다. 입력 기어(12)는 1쌍의 베어링(14, 15)에 의해 입력 축에서 회전식으로 지지를 받는다.

입력 기어(12)는 제 1 치형상 기어 부분(12a)과 그 위에 형성된 제 2 치형상 기어 부분(12b)을 구비한다. 제 1 치형상 기어 부분(12a)은 상대적으로 큰 직경의 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 치형상 기어 부분(12a)의 일 부분은 파워 테이크-오프 하우징(11)의 장착 면(11a)을 통하여 형성된 트인 구멍(11b)을 통해 연장된다. 따라서, 파워 테이크-오프 유닛(10)이 상술된 바와 같은 방식으로 차량의 트랜스미션(도시 않음) 또는 다른 화진 파워원에 장착되면, 입력 기어(12)의 제 1 치형상 기어 부분(12a)은, 차량 엔진의 작동 시마다 회전식으로 구동되는 일 트랜스미션 기어와의 치결합부로 트인 구멍(11b)을 통하여 연장된다. 그러한 결과로서, 파워 테이크-오프 유닛(10)의 입력 기어(12)는, 차량 엔진이 작동될 때마다 회전적으로 구동된다.

파워 테이크-오프 유닛(10)은 부가로 입력 기어(12)에 의해 회전식으로 구동되는 출력 기어(20)를 구비한다. 출력 기어(20)의 구조는 도 2에 보다 명료하게 나타내었다. 도시된 바와 같이, 출력 기어(20)는 벨 부분(20b)과 치형상 기어 부분(20a)을 구비하는 단일 일체형 재료로 형성된다. 출력 기어(20)의 치형상 기어 부분(20a)은 입력 기어(12)의 제 2 치형상 기어 부분(12b)과 맞물린다. 따라서, 출력 기어(20)는 차량 엔진의 작동 시마다 입력 기어(12)에 의해 회전식으로 구동된다. 출력 기어(20)의 벨 부분(20b)은 중공 원통형 모양이고 그리고 치형상 기어 부분(20a)으로부터 축선 방향으로 연장된다. 벨 부분(20b)은 이하에 설명되는 목적으로 그 안에 형성된 복수 슬롯(21)을 구비한다.

출력 기어(20)는 파워 테이크-오프 유닛(10)의 하우징(11)에서 회전식으로 지지를 받는다. 이러한 지지가 이루어 지도록 출력 축(22)이 1쌍의 정렬 배치된 베어링(23, 24)에서 회전식으로 지지를 받게 된다. 베어링(23)은 파워 테이크-오프 유닛(10)의 하우징(11)의 실내에 형성되는 리세스(23a)에 저널 된다. 베어링(24)은 파워 테이크-오프 유닛(10)의 하우징(11)에 고정된 베어링 캡(25)에 형성된 리세스(24a)에 저널된다. 따라서, 출력 축(22)이 파워 테이크-오프 유닛(10)의 하우징(11)에서 회전식으로 지지를 받게 되는 것이다. 출력 기어(20)는 베어링(26)에 의해 출력 축(22)에서 회전식으로 지지를 받게 된다. 베어링(24)에 의해 회전식으로 지지되는 출력 축(22)의 단부는 내부 스플라인(22a), 키, 또는 그 안에 형성된 다른 유사한 구조체를 구비하여 회전식으로 구동되는 악세사리(도시 않음)로의 그의 접속을 용이하게 한다.

또한, 파워 테이크-오프 유닛(10)은 출력 기어(20)의 벨 부분(20b)과 출력 축(22) 사이에 구동 접속을 선택적으로 제공하는 클러치 조립체(30)도 구비한다. 클러치 조립체(30)는 출력 기어(20)의 벨 부분(20b)에 접속된 복수의 제 1 평탄한 환형상 클러치 평판(31)을 구비하여 함께 회전 한다. 이러한 구조가 이루어지도록, 복수의 제 1 클러치 평판(31)의 각각이 그 위에 형성된 1개 이상의 반경 외부 방향 연장 돌출부를 구비한다. 클러치 평판(31)의 돌출부는 그와 함께 회전을 위해 출력 기어(20)의 벨 부분(20b)에 형성된 슬롯(21)에 수용된다. 따라서, 복수의 제 1 클러치 평판(31)은 차량 엔진의 작동 시마다 출력 기어(20)에 의해 회전식으로 구동된다. 부가로, 클러치 조립체(30)는 복수개의 제 2 평탄한 환형상 클러치 평판(32)을 구비한다. 복수개의 제 2 클러치 평판(32)은 복수개의 제 1 클러치 평판(31) 사이에서 교차적인 모양으로 배치된다. 복수개의 제 2 클러치 평판(32)은, 차례로 출력 축(22)에 스플라인 되는 클러치 기어(33)에 스플라인 된다. 따라서, 복수개의 제 2 클러치 평판(32), 클러치 기어(33) 및 출력 축(22)은 유닛으로서 함께 회전을 위해 접속된다. 클러치 기어(33)는 출력 기어(20)의 치형상 기어 부분(20a)과 접하여 일 방향(도 1에서 보았을 때에 우측을 향하는 방향)으로 축선 방향에서 제한을 받게 된다.

클러치 조립체(30)는 부가로 중공 원통형 클러치 실린더(35) 내에 배치되는 환형상 클러치 피스톤(34)을 구비한다. 클러치 실린더(35)에는 폐쇄 단부와 개방 단부가 있다. 클러치 피스톤(34)의 일 단부(도 1에서 보았을때 좌측 단부)는 클러치 실린더(35) 내에 배치되고 반면에, 클러치 피스톤(34)의 대향 단부(도 1에서 보았을 때에 우측 단부)는 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판(31, 32)에 인접한 클러치 실린더(35)의 개방 단부로부터 연장된다. 클러치 피스톤(34)과 클러치 실린더(35) 모두는 출력 축(22)에서 지지된다. 클러치 피스톤(34)은 출력 축(22)을 따라서 축선방향으로 이동될 수 있지만, 클러치 실린더(35)는 출력 축(22)에 장착된 1개 이상의 유지 링(36)에 의해 일 방향으로(도 1에서 보았을 때에 좌측을 향하는 방향)의 축선 방향 이동에서 제한을 받는 것이다. 코일형상 클러치 스프링(37)은 클러치 피스톤(34)과 클러치 기어(33) 사이에서 작용한다. 상술된 바와 같이, 클러치 기어(33)는 출력 기어(20)의 치형상 기어 부분(20a)에 의해 일 방향으로(도 1에서 보았을 때에 우측을 향하는 방향)의 축선방향 이동이 제한된다. 따라서, 클러치 스프링(37)은 클러치 실린더(35)의 폐쇄 단부에 인접한 결합해제 위치를 향하는 대향 방향으로(도 1에서 보았을 때에 좌측을 향하는 방향)의 축선적으로 클러치 피스톤(34)을 가압한다. 결합해제 위치에서, 클러치 피스톤(34)은 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판(31, 32)과 결합하지 않는다. 따라서, 클러치 평판(31, 32)은 서로 마찰적으로 결합하지 않는다. 그 결과로, 클러치 기어(33)는 그 사이에서 회전 가능한 구동 접속을 제공하지 않도록 출력 기어(20)로부터 결합해제 된다. 이러한 상태에서는, 출력 축(22)이 출력 기어(20)에 의해 회전식으로 구동되지 않게 된다.

환형상 클러치 챔버(38)는 클러치 실린더(35)의 폐쇄 단부와 클러치 피스톤(34) 사이에 형성된다. 이러한 환형상 클러치 챔버(38)는 압축 유체원(도시 않음)과 출력 축(22)을 통하여 형성된 축선 방향 통로(22c)와 제 1횡방향 통로(22b)를 통하여 소통한다. 잘 알려진 바와 같이, 압축 유체가 유체원으로부터 환형상 클러치 챔버(38)로 제공되면, 클러치 피스톤(34)이 결합해제 위치로부터 결합 위치로 클러치 스프링(37)의 가압작용에 대항하여 축선 방향으로 이동된다. 결합 위치에서는, 클러치 피스톤(34)이 마찰 결합으로 함께 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판(31, 32)을 압축한다. 그러한 결과로, 클러치 기어(33)는 그들 사이에 회전식 구동 접속을 제공하도록 출력 기어(20)에 접속된다. 이러한 상태에서는, 출력 축(22)이 출력 기어(20)에 의해 회전식으로 구동된다.

도 3은 본 발명에 따르는 파워 테이크-오프 유닛(40)용의 개량된 구조를 나타낸 도면이다. 파워 테이크-오프 유닛(40)은 그 위에 형성된 장착 면(41a)을 가진 경성 중공 하우징(41)을 구비한다. 트인 구멍(41b)은 후술되는 바와 같은 목적으로 장착 면(41a)을 통하여 형성된다. 입력 기어(42)는 파워 테이크-오프 유닛(40)의 하우징(41)에서 회전식으로 지지를 받게 된다. 이러한 구조가 이루어지도록, 입력 축(43)은 파워 테이크-오프 유닛(40)의 하우징(41)을 통하여 형성된 1쌍의 정렬 배치된 트인 구멍(43a, 43b)에 저널 된다. 따라서, 입력 축(43)은 파워 테이크-오프 유닛 하우징(41)에 대하여 정체적인 것이다. 입력 기어(42)는 1쌍의 베어링(44, 45)에 의해 입력 축(43)에서 회전적으로 지지를 받게 된다.

입력 기어(42)는 제 1 치형상 기어 부분(42a)과 그 위에 형성된 제 2 치형상 기어 부분(42b)을 구비한다. 제 1 치형상 기어 부분(42a)은 상대적으로 큰 직경의 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 치형상 기어 부분(42a)의 일 부분은 파워 테이크-오프 하우징(41)의 장착 면(41a)을 통하여 형성된 트인 구멍(41b)을 통해 연장된다. 따라서, 파워 테이크-오프 유닛(40)이 상술된 바와 같은 방식으로 차량의 트랜스미션(도시 않음) 또는 다른 회전 파워원에 장착되면, 입력 기어(42)의 제 1 치형상 기어 부분(42a)은, 차량 엔진의 작동 시마다 회전식으로 구동되는 일 트랜스미션 기어와의 치결합부로 트인 구멍(41b)을 통하여 연장된다. 그러한 결과로서, 파워 테이크-오프 유닛(40)의 입력 기어(41)는, 차량 엔진이 작동될 때마다 회전적으로 구동된다.

파워 테이크-오프 유닛(40)은 부가로 입력 기어(42)에 의해 회전식으로 구동되는 출력 기어 조립체(50)를 구비한다. 출력 기어 조립체(50)의 구조는 도 4 및 도 5에 보다 명료하게 나타내었다. 여기에 도시된 바와 같이, 출력 기어 조립체(50)는 벨 부재(52)와 치형상 기어 부재(51)를 구비하는 2개 분리 피스 재료(two separate pieces of material)로 형성된다. 출력 기어 조립체(50)의 치형상 기어 부재(51)는 입력 기어(42)의 제 2치형상 기어 부분(42b)과 맞물리는 치형상 부분(51a)을 구비한다. 따라서, 치형상 기어 부재(51)는 차량 엔진의 작동 시마다 입력 기어(42)에 의해 회전식으로 구동된다. 치형상 기어 부재(51)는 부가로 수(male) 스플라인 부분(51b)을 구비한다. 출력 기어 조립체(50)의 벨 부재(50)는 치형상 기어 부재(51)의 수 스플라인 부분(51b)과 협력 동작하는 크기와 모양으로 이루어진 암(female) 스플라인 부분(52a)을 구비한다. 따라서, 출력 기어 조립체(50)는 차량 엔진의 작동 시마다 치형상 기어 부재(51)에 의해 회전식으로 구동된다. 벨 부재(52)는 부가로 암 스플라인 부분(52a)으로부터 축선 방향으로 연장하는 중공 원통형 부분(52b)을 구비한다. 벨 부재(52)의 중공 원통형 부분(52b)은 이하에 설명되는 목적으로 그 안에 형성된 복수 슬롯(53)을 구비한다.

출력 기어 조립체(50)는 파워 테이크-오프 유닛(40)의 하우징(41)에서 회전식으로 지지를 받는다. 이러한 지지가 이루어 지도록 출력 축(54)이 1쌍의 정렬 배치된 베어링(55, 56)에서 회전식으로 지지를 받게 된다. 베어링(55)은 파워 테이크-오프 유닛(50)의 하우징(41)의 실내에 형성되는 리세스(55a)에 저널 된다. 베어링(56)은 파워 테이크-오프 유닛(40)의 하우징(41)에 고정된 베어링 캡(57)에 형성된 리세스(56a)에 저널된다. 따라서, 출력 축(54)이 파워 테이크-오프 유닛(40)의 하우징(41)에서 회전식으로 지지를 받게 된다. 출력 기어(50)는 베어링(58)에 의해 출력 축(54)에서 회전식으로 지지를 받게 된다. 베어링(56)에 의해 회전식으로 지지되는 출력 축(54)의 단부는 내부 스플라인(54a), 키, 또는 그 안에 형성된 다른 유사한 구조체를 구비하여 회전식으로 구동되는 악세사리(도시 않음)로의 그의 접속을 용이하게 한다.

또한, 파워 테이크-오프 유닛(40)은 출력 기어 조립체(50)의 벨 부재(52)와 출력 축(54) 사이에 구동 접속을 선택적으로 제공하는 클러치 조립체(60)도 구비한다. 클러치 조립체(60)는 그와 같이 회전을 위해 출력 기어 조립체(50)의 벨 부재(50)의 중공 원통형 부분(52b)에 접속된 복수의 제 1 평탄한 환형상 클러치 평판(61)을 구비한다. 이러한 구조가 이루어지도록, 복수의 제 1 클러치 평판(61)의 각각이 그 위에 형성된 1개 이상의 반경 외부 방향 연장 돌출부를 구비한다. 클러치 평판(61)의 돌출부는 그와 함께 회전을 위해 출력 기어 조립체(50)의 벨 부재(52)의 중공 원통형 부분(52b)에 형성된 슬롯(53)에 수용된다. 따라서, 복수의 제 1 클러치 평판(61)은 차량 엔진의 작동 시마다 출력 기어 조립체(50)에 의해 회전식으로 구동된다. 부가로, 클러치 조립체(60)는 복수개의 제 2 평탄한 환형상 클러치 평판(62)을 구비한다. 복수개의 제 2 클러치 평판(62)은 복수개의 제 1 클러치 평판(61) 사이에서 교차적인 모양으로 배치된다. 복수개의 제 2 클러치 평판(62)은, 차례로 출력 축(54)에 스플라인 되는 클러치 기어(63)에 스플라인 된다. 따라서, 복수개의 제 2 클러치 평판(62), 클러치 기어(63) 및 출력 축(54)은 유닛으로서 함께 회전용으로 접속된다. 클러치 기어(63)는 출력 기어 조립체(50)의 치형상 기어 부재(51)와 접하여 일 방향(도 1에서 보았을 때에 우측을 향하는 방향)으로 축선 방향의 이동에서 제한을 받는다.

클러치 조립체(60)는 부가로 중공 원통형 클러치 실린더(65) 내에 배치된 환형상 클러치 피스톤(64)을 구비한다. 클러치 실린더(65)에는 폐쇄 단부와 개방 단부가 있다. 클러치 피스톤(64)의 일 단부(도 3에서 보았을때 좌측 단부)는 클러치 실린더(65) 내에 배치되고 반면에, 클러치 피스톤(34)의 대향 단부(도 1에서 보았을 때에 우측 단부)는 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판(61, 62)에 인접한 클러치 실린더(65)의 개방 단부로부터 연장된다. 클러치 피스톤(64)과 클러치 실린더(65) 모두는 출력 축(54)에서 지지된다. 클러치 피스톤(64)은 출력 축(54)을 따라서 축선방향으로 이동될 수 있지만, 클러치 실린더(65)는 출력 축(54)에 장착된 1개 이상의 유지 링(66)에 의해 일 방향으로(도 3에서 보았을 때에 좌측을 향하는 방향)의 축선 방향 이동에 제한을 받는 것이다. 코일형상 클러치 스프링(67)은 클러치 피스톤(64)과 클러치 기어(63) 사이에서 작용한다. 상술된 바와 같이, 클러치 기어(63)는 출력 기어 조립체(50)의 치형상 기어 부재(51)에 의해 일 방향으로(도 3에서 보았을 때에 우측을 향하는 방향)의 축선방향 이동에 제한을 받게 된다. 따라서, 클러치 스프링(67)은 클러치 실린더(65)의 폐쇄 단부에 인접한 결합해제 위치를 향하는 대향 방향으로(도 3에서 보았을 때에 좌측을 향하는 방향)의 축선 방향으로 클러치 피스톤(64)을 가압한다. 결합해제 위치에서, 클러치 피스톤(64)은 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판(61, 62)과 결합하지 않는다. 따라서, 클러치 평판(61, 62)은 서로 마찰적으로 결합하지 않는다. 그 결과로, 클러치 기어(63)는 그 사이에서 회전 가능한 구동 접속을 제공하지 않도록 출력 기어(50)로부터 결합해제 된다. 이러한 상태에서는, 출력 축(54)이 출력 기어 조립체(50)에 의해 회전식으로 구동되지 않게 된다.

환형상 클러치 챔버(68)는 클러치 실린더(65)의 폐쇄 단부와 클러치 피스톤(64) 사이에 형성된다. 이러한 환형상 클러치 챔버(68)는 압축 유체원(도시 않음)과 출력 축(54)을 통하여 형성된 축선 방향 통로(54c)와 제 1 횡방향 통로(54b)를 통하여 소통한다. 잘 알려진 바와 같이, 압축 유체가 유체원으로부터 환형상 클러치 챔버(68)로 제공되면, 클러치 피스톤(34)이 결합해제 위치로부터 결합 위치로 클러치 스프링(67)의 가압작용에 대항하여 축선방향으로 이동된다. 결합 위치에서는, 클러치 피스톤(64)이 마찰 결합으로 함께 복수개의 제 1 및 제 2 클러치 평판(61, 62)을 압축한다. 그러한 결과로, 클러치 기어(63)는 그들 사이에 회전식 구동 접속을 제공하도록 출력 기어 조립체(50)에 접속된다. 이러한 상태에서는, 출력 축(54)이 출력 기어 조립체(50)에 의해 회전식으로 구동된다.

상술된 바와 같이, 출력 기어 조립체(50)의 벨 부재(52)와 치형상 기어 부재(51)는 2개 분리 피스 재료(two separate pieces of material)로 형성된다. 상기와 같은 구조는 종래 단일형 출력 기어(20)를 능가하는 다수의 잇점을 제공하는 것이다. 먼저, 상술된 바와 같이, 전통적인 출력 벨 기어(20)는 그 구조가 상당히 복잡한 것이어서, 제조에 상당한 어려움이 있었으며 비용이 많이 소요되는 것이었다. 그런데, 2개 분리 피스 재료로 출력 기어 조립체(50)의 벨 부재(52)와 치형상 기어 부재(51)를 형성하여 제조에 어려움을 거의 없애었으며 비용도 저렴하게 소요되었다. 다음, 본 발명의 출력 기어 조립체(50)의 2개 피스 구조는 파워 테이크-오프 유닛(30)의 주문을 수월하게 하여서, 입력 기어와 출력 축과의 사이에 전체 감속 기어 비율을 다르게 제공하는 것이다. 특히, 가변 크기로 이루어진 복수의 치형상 기어 부재(51)가 단일 벨 부재(52)에 사용되어, 상기와 같은 다른 기어 비율을 제공하는 것이다. 상술된 바와 같이, 이러한 사실은 다수의 다른 크기로 이루어진 출력 벨 기어(20)를 제공하는 것보다 단일 벨 부재(52)의 사용용의 다수의 다른 크기로 이루어진 치형상 기어 부재(51)를 제공하여 비용 및 효율이 우수한 것이다.

상술된 설비에 따라서, 본 발명의 원리 및 동작 모드를 양호한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 사실에 한정되지 않고, 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 상술된 특정한 설명과는 다른 방식으로 실행될 수도 있음을 이해하여야 한다.

Claims

구동 악세사리에 회전 에너지원을 접속하는데 채태되는 파워 테이크-오프 장치에 있어서, 상기 파워 테이크-오프 장치는:

중공 하우징; 상기 하우징 내에서 지지되며, 회전 에너지원에 의해 회전식으로 구동되는 입력 기어; 상기 하우징 내에서 지지되며, 구동 악세사리를 회전식으로 구동하도록 접속되는 출력 축; 및 상기 입력 기어와 출력 축 사이에 접속된 출력 기어를 포함하고,

상기 입력 기어 조립체는 상기 출력 축을 회전적으로 구동하는 벨 부재와 상기 입력 기어에 의해 회전적으로 구동되는 기어 부재를 구비하며,

상기 기어 부재와 상기 벨 부재는 유닛으로 회전 운동용으로 함께 접속된 분리 피스 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.
제 1항에 있어서, 입력 기어는 회전 에너지원에 의해 회전식으로 구동되는 제 1 치형상 기어 부분과 출력 기어 조립체의 기어 부재에 의해 결합된 제 2 치형상 기어 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.
제 1항에 있어서, 출력 축을 구동하도록 입력 기어를 선택적으로 접속하는 클러치 조립체를 부가로 구비하고, 상기 출력 기어 조립체의 벨 부재는 출력 축에 클러치 조립체를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.
제 1항에 있어서, 출력 기어 조립체의 벨 부재와 기어 부재는 유닛으로 회전 운동용의 벨 부재와 기어 부재를 접속하도록 협력 동작하는 각각의 스플라인 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.
제 4항에 있어서, 상기 기어 부재는 수 스플라인 부분(male splined portion)을 구비하고 그리고 상기 벨 부재는 암 스플라인 부분(female splined portion)을 구비하는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.
제 1항에 있어서, 상기 벨 부재는 중공 원통형 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.
제 6항에 있어서, 상기 벨 부재의 중공 원통형 부분은 그 안에 복수 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.
제 7항에 있어서, 출력 축을 구동하도록 입력 기어와 선택적 접속하는 클러치 조립체도 구비하고, 출력 기어 조립체의 벨 부재는 클러치 조립체에 벨 부재의 중공 원통부에 형성된 슬롯에 의해 접속되는 것을 특징으로 하는 파워 테이크-오프 장치.