KR20020068018A - Power transmission apparatus of electric generator for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 발전기의 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 엔진으로부터 발생하는 동력으로 발전기를 작동시켜 전기에너지를 공급하기 위한 동력전달장치를 발전기와 함께 차체에 일체로 설치하므로서 시간과 장소에 구애됨이 없이 전기에너지를 빠르고 간편하며 안전하게 공급할 수 있도록 하고, 동력전달장치의 구조를 매우 단순화시키면서도 차량으로부터 발생한 동력을 약 3 ~ 8배 정도로 증가시켜 발전기에 공급할 수 있도록 하므로서, 발전기의 설치와 수리 및 교체에 따른 비용의 절감과 함께 적은 동력으로도 고출력의 전기에너지를 얻어 낼 수 있는 콤펙트화 된 차량용 발전기의 동력전달장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power transmission device for a vehicle generator, and more particularly, the power transmission device for supplying electric energy by operating the generator by the power generated from the engine of the vehicle and integrally installed in the vehicle body together with the generator, Installation of a generator by supplying the electric energy to the generator by increasing the power generated from the vehicle by about 3 to 8 times while greatly simplifying the structure of the power transmission device without being bound to the place. In addition, the present invention relates to a power transmission device of a compact vehicle generator capable of obtaining high power electric energy with low power, with a reduction in costs associated with repair and replacement.
일반적으로 발전기는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키기 위한 장치로서 다이나모(Dynamo) 또는 제너레이터(generator)라고도 하며, N극과 S극으로 이루어지는 자기장 속에 직선도체를 두고, 이 직선도체와 자기장이 서로 직각 방향을 유지하면서 회전되도록 하여 전자기 유도작용에 의한 기전력을 발생시키므로서 전기를 얻게 되는 데, 그 종류로는 크게 직류발전기와 교류발전기로 나눌 수 있으며, 대부분의 산업분야에서는 교류발전기가 주종을 이루고 있으므로 발전기라 함은 흔히 교류발전기를 의미하는 경우가 대부분이다.Generally, a generator is a device for converting mechanical energy into electrical energy, also called dynamo or generator, and has a linear conductor in a magnetic field composed of N pole and S pole, and the linear conductor and the magnetic field are perpendicular to each other. Electricity is obtained by generating electromotive force by electromagnetic induction action by maintaining rotation, and it can be divided into DC generator and AC generator. In most industries, AC generator is mainly used for generator Often means the alternator.
상기한 교류발전기 중에서 자극을 회전시키는 구조로 된 것을 회전계자형이라 하는 데, 증기터빈을 원동기로 하는 원자력 또는 화력발전소의 터빈발전기를 포함하여 수차를 원동기로 하는 수력발전소의 수차발전기와 같은 대형발전기가 대부분 이러한 형식을 취하고 있으며, 자극이 고정자쪽에 있고 교류전압이 발생되는 코일이 회전자쪽에 설치된 구조를 회전전기자형이라 하는 데, 디젤엔진이나 가스엔진을 원동기로 하는 엔진발전기를 포함하여 낙도의 전원 또는 대형건물의 예비전원으로 사용되는 중,소형발전기가 대부분 이러한 형식을 취하고 있다.Among the alternators described above, rotating magnetic poles are referred to as a rotating field type, and large generators such as aberration generators of a hydroelectric power plant, including a turbine generator of a nuclear or thermal power plant using a steam turbine as a prime mover. Most of them take this form, and the structure in which the magnetic pole is installed on the stator side and the coil in which the alternating voltage is generated is called the rotor arm type. The island's power source, including a diesel generator or an engine generator driven by a gas engine, Most of the small and medium sized generators used as backup power for large buildings take this form.
상기한 중,소형 발전기중에서 엔진발전기의 경우에는 농가나 산간 오지 등과 같이 전력의 공급이 원할하지 못한 지역이나, 전기시설이 제대로 갖추어져 있지 않은 장소에서 디젤엔진이나 가스엔진과 같은 내연기관을 발전기에 창착하여 내연기관에서 발생되는 동력으로 발전기를 작동시키므로서, 간단한 자가발전이나 급배수 펌프 및 압축기의 구동에 필요한 전기에너지를 얻을 수 있도록 한 것이다.Among the above-mentioned small and medium sized generators, in the case of engine generators, internal combustion engines such as diesel engines and gas engines are installed on generators in areas where power supply is not desired, such as farmhouses or mountainous areas, or where electrical facilities are not properly installed. By operating the generator by the power generated from the internal combustion engine, it is possible to obtain the electrical energy required for simple self-power generation or the operation of the water supply pump and compressor.
그러나, 상기와 같은 종래의 엔진발전기는 발전기와 함께 사용되는 내연기관에 의하여 그 크기와 부피가 매우 크고 중량 또한 무겁기 때문에 발전기의 운반 및 설치가 매우 까다로운 문제점이 있었고, 발전기를 구성하는 장비가 대단히 복잡하여 전문적인 기술자가 아니면 발전기를 제대로 다루기가 어려운 문제점이 있었으며, 이로 인하여 발전기의 사용에 많은 제약이 따를 뿐만 아니라 내연기관에 의하여 발전기의 가격 또한 매우 고가가 되는 문제점이 있었다.However, the conventional engine generator as described above has a problem that the transport and installation of the generator is very difficult because the size and volume are very large and the weight is heavy by the internal combustion engine used with the generator, and the equipment constituting the generator is very complicated. Therefore, there is a problem that it is difficult to properly handle the generator unless a professional technician, which causes a lot of restrictions on the use of the generator as well as the price of the generator is also very expensive by the internal combustion engine.
또한, 최근에 들어서는 상기한 엔진발전기를 별도의 카트(Cart; 수레)에 장착하여 전기에너지를 필요로 하는 장소까지 트랙터나 차량과 같은 운송수단으로 이송시킨 다음, 카트에 장착된 발전기를 트랙터나 차량의 동력전달장치에 연결하여 전기에너지를 얻을 수 있도록 하였으나, 이 또한 마찬가지로 발전기의 이송을 위하여 카트와 같은 별도의 운송수단이 필요한 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 발전기의 실질적인 가동을 위해서는 트랙터나 차량의 동력전달장치를 발전기와 일일이 연결하여야 하기 때문에 발전기의 사용에 많은 제약과 번거러움이 따르는 문제점이 있었다.In addition, recently, the engine generator is mounted on a separate cart (cart) and transferred to a vehicle or a vehicle such as a tractor or a vehicle to a place requiring electric energy, and then the generator mounted on the cart is transferred to the tractor or vehicle. In order to obtain electric energy by connecting to the power transmission device of the power supply, the power supply of a tractor or a vehicle is not only required for the transport of the generator but also a separate transportation means such as a cart is required for the actual operation of the generator. Since the device has to be connected to the generator one by one, there is a problem that a lot of restrictions and hassles in using the generator.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 바닥판의 상면에 한 쌍의 구동파이프를 베어링 하우징에 의하여 회전지지되도록 설치하고, 상기 구동파이프의 일측에는 발전기를 바닥판의 상면에 고정 설치하며, 상기 구동파이프와 발전기의 사이에는 기어와 벨트로 이루어지는 동력전달수단을 설치하므로서, 구동파이프 위에 차량의 뒷바퀴를 올려 놓고 차량을 공회전시키게 되면, 차량 뒷바퀴의 회전력이 구동파이프와 동력전달수단을 거쳐 발전기에 전달되고, 이로 인하여 발전기로부터 전기를 얻어 낼 수 있도록 한 차량바퀴의 회전력을 이용한 발전장치가 국내공개특허공보 제 2001-46782호(공개일자; 2001년 6월 15일)에 기재되어 알려져 있다.In order to solve the above problems, a pair of drive pipes are installed on the top surface of the bottom plate to be rotatably supported by a bearing housing, and one side of the drive pipe is fixedly installed on the top surface of the bottom plate, and the drive pipe Between the generator and the power transmission means consisting of a gear and a belt, and when the vehicle's rear wheel on the drive pipe to idle the vehicle, the rotational force of the rear wheel of the vehicle is transmitted to the generator through the drive pipe and power transmission means, For this reason, a power generation apparatus using a rotational force of a vehicle wheel capable of obtaining electricity from a generator is disclosed and disclosed in Korean Patent Publication No. 2001-46782 (published date; June 15, 2001).
그러나, 상기와 같은 종래의 차량용 발전장치는 일반적인 엔진발전기에 비하여 그 크기와 부피를 다소 축소시킬 수 있고, 발전장치의 설치 및 사용에 다소 편의를 제공할 수는 있었으나, 차량의 양측 뒷바퀴를 모두 올려 놓을 수 있을 정도로 발전장치의 길이가 길어져야 하기 때문에 발전장치의 소형화에 그다지 큰 기여를 하지 못하는 문제점이 있었으며, 발전장치를 항상 차량에 싣고 다니면서 필요시 마다 발전장치를 바닥에 내려 놓고, 나사잭 또는 유압잭을 사용하여 차량의 후미를들어올리므로서 차량의 양측 뒷바퀴가 발전장치의 구동파이프 상부에 위치하도록 한 다음, 차량의 뒷바퀴를 공회전시켜 발전장치를 작동시켜야 하기 때문에 발전장치의 설치 및 사용적인 측면에서도 여전히 많은 제약과 번거러움이 따르는 문제점이 있었다.However, the conventional vehicle power generator as described above can reduce the size and volume slightly compared to the general engine generator, and could provide some convenience to the installation and use of the power generator, but raise both rear wheels of the vehicle Since the length of the power generation device has to be long enough to put it, there is a problem that it does not contribute much to the miniaturization of the power generation device. Using the hydraulic jack to lift the rear of the vehicle, the rear wheels on both sides of the vehicle should be positioned above the driving pipe of the generator, and then the rear wheel of the vehicle should be idled to operate the generator. There were still problems with many restrictions and hassles.
또한, 차량의 뒷바퀴를 발전장치의 구동파이프에 올려 놓는 과정에서 작업자의 실수나 차량의 과도한 중량으로 인하여 발전장치가 쉽게 파손될 우려가 있었고, 차량 뒷바퀴의 공회전력을 이용하여 발전장치를 작동시키는 과정에서 차량의 뒷바퀴가 발전장치로부터 이탈될 경우에는 차량에 의한 대형사고를 유발시킬 우려가 있었으며, 이로 인하여 뒷바퀴의 공회전 속도를 최대한으로 끌어 올리는 데 많은 제약이 따르게 되어 발전장치로부터 얻어 낼 수 있는 전기량이 비교적 적게 되는 문제점이 있었다.In addition, in the process of placing the rear wheel of the vehicle on the driving pipe of the power generation device, there was a risk that the power generation device could be easily damaged due to an operator's mistake or the excessive weight of the vehicle, and in the process of operating the power generation device using the idle power of the rear wheel. When the rear wheel of the vehicle is separated from the power generating device, there is a concern that it may cause a large accident by the vehicle. As a result, there are many restrictions in raising the idle speed of the rear wheel to the maximum, and thus the amount of electricity that can be obtained from the power generating device is relatively high. There was a problem of becoming less.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치는 차량의 엔진으로부터 발생하는 동력으로 발전기를 작동시켜 전기에너지를 공급하기 위한 동력전달장치를 발전기와 함께 차체에 일체로 설치하므로서 시간과 장소에 구애됨이 없이 전기에너지를 빠르고 간편하며 안전하게 공급할 수 있도록 하고, 동력전달장치의 구조를 매우 단순화시키면서도 차량으로부터 발생한 동력을 약 3 ~ 8배 정도로 증가시켜 발전기에 공급할 수 있도록 하므로서, 발전기의 설치와 수리에 따른 비용의 절감과 함께 적은 동력으로도 고출력의 전기에너지를 얻어 낼 수 있는 콤펙트화 된 차량용 발전기의동력전달장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above conventional problems, the power transmission device for a vehicle generator according to the present invention is a power transmission device for supplying electrical energy by operating the generator by the power generated from the engine of the vehicle. It is installed in the car body together with the generator so that electric energy can be supplied quickly, easily and safely regardless of time and place, and the power generated from the vehicle is increased by about 3 to 8 times while greatly simplifying the structure of the power transmission system. It is a technical task to provide a compact power transmission device for a vehicle generator that can obtain high-power electric energy with low power while reducing the cost of installing and repairing the generator. .
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 엔진과 클러치로서 연결되어 엔진으로부터 발생하는 동력을 선택적으로 출력하는 PTO장치와, 상기 PTO장치로부터 출력된 구동력을 인가받아 전기를 발생시키는 발전기로 이루어지는 것에 있어서, 상기 PTO장치의 구동축에 고정되는 구동풀리와 벨트로서 연결되는 1차 풀리와, 상기 발전기의 종동축에 고정되는 종동풀리와 벨트로서 연결되는 2차 풀리가 회전축상에 고정 설치되고, 상기 회전축은 차체에 고정되는 지지플레이트의 상면에서 지지플레이트와 일체로 형성된 한 쌍의 축지지부 사이에 슬리브를 개재시킨 상태로 회전가능하게 삽입 설치되며, 상기 구동풀리에 대한 1차 풀리의 분당회전수 비율과, 상기 2차 풀리에 대한 종동풀리의 분당회전수 비율은 각각 1 : 1.5 ~ 3이 되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, a PTO device for selectively outputting the power generated from the engine connected to the engine and the clutch of the vehicle, and a generator for generating electricity by receiving the driving force output from the PTO device In one embodiment, a drive pulley fixed to a drive shaft of the PTO device and a primary pulley connected as a belt, a driven pulley fixed to a driven shaft of the generator and a secondary pulley connected as a belt are fixedly installed on a rotation shaft, The rotating shaft is rotatably inserted in a state in which a sleeve is interposed between a pair of shaft supports formed integrally with the support plate on the upper surface of the support plate fixed to the vehicle body, and the number of revolutions per minute of the primary pulley with respect to the driving pulley. And the ratio of revolutions per minute of the driven pulley to the secondary pulley is 1: 1.5 to 3, respectively. do.
또한, 본 발명은 상기 PTO장치의 구동축에 고정된 구동풀리와 벨트로서 연결되는 입력풀리가 차체에 고정되는 기어케이싱과 연결 설치되고, 상기 기어케이싱의 내부 일측에는 입력풀리가 선단부에 고정되고 그 중앙부에 구동기어가 고정되는 입력축이 회전가능하게 삽입 설치되고, 상기 기어케이싱의 내부 타측에는 종동기어가 선단부에 고정되고 그 타단에는 상기 발전기가 고정되는 출력축이 회전가능하게 삽입 설치되고, 상기 기어케이싱의 양측벽 사이에는 입력축의 구동기어에 치합되는 1차 기어와, 출력축의 종동기어에 치합되는 2차 기어가 고정된 회전축이 회전가능하게 삽입 설치되며, 상기 구동기어에 대한 1차 기어의 분당회전수 비율과, 상기 2차 기어에 대한 종동기어의 분당회전수 비율는 각각 1 : 1.5 ~ 4가 되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is installed in connection with the gear casing is fixed to the drive body and the drive pulley fixed to the drive shaft of the PTO device is fixed to the vehicle body, the inner side of the gear casing is fixed to the front end the input pulley and the central portion An input shaft to which the drive gear is fixed is rotatably inserted, and an inner side of the gear casing is rotatably inserted, and an output shaft on which the driven gear is fixed to the distal end and the generator is rotatably inserted to the other end of the gear casing. Between both side walls, the primary gear meshed with the drive gear of the input shaft and the rotation shaft fixed with the secondary gear meshed with the driven gear of the output shaft are rotatably inserted, and the rotational speed per minute of the primary gear relative to the drive gear is installed. The ratio and the ratio of revolutions per minute of the driven gear with respect to the secondary gear are 1: 1.5 to 4, respectively.
도 1은 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치가 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략적인 측면도.1 is a schematic side view showing a state in which a power transmission device of a vehicle generator according to the present invention is installed in a vehicle.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치를 나타내는 측면도.Figure 2 is a side view showing a power transmission device for a vehicle generator according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치를 나타내는 정면도.Figure 3 is a front view showing a power transmission device for a vehicle generator according to the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 동력전달장치를 나타내는 측단면도.Figure 4 is a side cross-sectional view showing a power transmission device according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 동력전달장치의 변형된 구조를 나타내는 측단면도.Figure 5 is a side cross-sectional view showing a modified structure of the power transmission device according to another embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10 : 차량 11 : 클러치 12 : PTO장치10 vehicle 11 clutch 12 PTO device
13 : 구동풀리 14 : 벨트 15 : 구동축13 drive pulley 14 belt 15 drive shaft
16 : 차체 20 : 동력전달장치 20a : 기어케이싱16: body 20: power train 20a: gear casing
21 : 1차 풀리 22 : 2차 풀리 23 : 회전축21: primary pulley 22: secondary pulley 23: axis of rotation
24 : 축지지부 25 : 슬리브 26 : 지지플레이트24: shaft support 25: sleeve 26: support plate
30 : 발전기 31 : 종동풀리 32 : 벨트30: generator 31: driven pulley 32: belt
33 : 종동축 201 : 입력풀리 202 : 입력축33: driven shaft 201: input pulley 202: input shaft
203 : 구동기어 204 : 회전축 205 : 1차 기어203: drive gear 204: rotary shaft 205: primary gear
206 : 2차 기어 207 : 종동기어 208 : 출력축206: secondary gear 207: driven gear 208: output shaft
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치가 차량에 설치된 상태를 나타내는 개략적인 측면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치를 나타내는 측면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치를 나타내는 정면도로서, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 24a는 베어링, 16a는 체결볼트, 16b는 체결너트, 16c는 와셔를 나타내는 것이다.1 is a schematic side view showing a state in which a power transmission device for a vehicle generator according to the present invention is installed in a vehicle, Figure 2 is a side view showing a power transmission device for a vehicle generator according to the present invention, Figure 3 is A front view showing a power transmission device for a vehicle generator, in which the reference numeral 24a in the description of the reference numerals refers to a bearing, 16a to a fastening bolt, 16b to a fastening nut, and 16c to a washer.
본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치(20)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 차량(10)의 엔진과 클러치(11)로서 연결되어 엔진으로부터 발생하는 동력을 선택적으로 출력하는 PTO 장치(12){파워테이크오프(Power take off) 장치; 엔진의 동력을 추출하여 윈치나 펌프 등을 구동시키기 위한 장치}와, 상기 PTO장치(12)로부터 출력된 구동력을 인가받아 전기를 발생시키는 발전기(30)를 연결시킬 수 있도록 차량(10)의 차체, 예를 들어 차량의 바닥이나 화물운반대상에 고정 설치된다.As shown in FIG. 1, the power transmission device 20 of the vehicle generator according to the present invention is connected to the engine and the clutch 11 of the vehicle 10 and selectively outputs power generated from the engine ( 12) {Power take off device; Apparatus for extracting the power of the engine to drive the winch or pump, etc., and the vehicle body of the vehicle 10 so as to connect the generator 30 for generating electricity by receiving the driving force output from the PTO device 12 For example, it is fixedly installed on the floor of a vehicle or on a cargo transportation target.
상기와 같이 설치되는 동력전달장치(20)의 세부적인 구조는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 PTO장치(12)로부터 연장되는 구동축(15)의 선단부에 구동풀리(13)가 고정 설치되고, 상기 발전기(30)로부터 연장되는 종동축(33)의 선단부에 종동풀리(31)가 고정 설치되며, 상기 구동풀리(13)와 벨트(14)로서 연결되는 1차 풀리(21), 그리고 상기 종동풀리(31)와 벨트(32)로서 연결되는 2차 풀리(22)가 일정한 간격을 두고 회전축(23)상에 고정 설치되어 있다.Detailed structure of the power transmission device 20 installed as described above is shown in Figures 2 and 3, the drive pulley 13 is provided at the front end of the drive shaft 15 extending from the PTO device 12 The primary pulley 21 is fixedly installed, and the driven pulley 31 is fixedly installed at the distal end of the driven shaft 33 extending from the generator 30 and connected as the drive pulley 13 and the belt 14. And the secondary pulley 22 connected as the driven pulley 31 and the belt 32 are fixedly installed on the rotation shaft 23 at regular intervals.
또한, 상기 회전축(23)은 차량(10)의 차체(16)에 볼트(16a)와 너트(16b) 및 와셔(16c)로 고정되는 지지플레이트(26)의 상면에서 지지플레이트(26)와 일체로 형성되는 한 쌍의 축지지부(24) 사이에 슬리브(25)를 개재시킨 상태로 회전가능하게 삽입 설치되며, 상기 축지지부(24)에는 회전축(23)의 회전을 지지하기 위한 베어링(24a)이 삽입되어 있다.In addition, the rotation shaft 23 is integral with the support plate 26 on the upper surface of the support plate 26 fixed to the vehicle body 16 of the vehicle 10 by bolts 16a, nuts 16b and washers 16c. It is rotatably inserted between a pair of shaft support portions 24 formed with a sleeve 25 interposed therebetween, and the shaft support portion 24 has a bearing 24a for supporting rotation of the rotation shaft 23. Is inserted.
상기한 구동풀리(13)와 1차 풀리(21) 및 종동풀리(31)와 2차 풀리(22)를 연결하는 벨트(14)(32)는 평벨트나 V벨트 중에서 어느 것을 사용하여도 무방하나, 비교적 작은 장력으로 큰 동력을 전달할 수 있고, 축간거리의 축소에 따른 설치면적을 최소화 할 수 있으며, 진동과 소음이 적은 V벨트를 사용하는 것이 바람직하며, PTO장치(12)로부터 출력된 엔진의 구동력을 일정범위만큼 증가시켜 발전기(30)로 공급하기 위하여 상기 구동풀리(13)에 대한 1차 풀리(21)의 분당회전수(rpm) 비율(N1)과, 상기 2차 풀리(22)에 대한 종동풀리(31)의 분당회전수(rpm) 비율(N2)이 각각 1 : 1.5 ~ 3이 되도록 한다.The belt pulleys 13 and 32 connecting the driving pulley 13 and the primary pulley 21 and the driven pulley 31 and the secondary pulley 22 may use either a flat belt or a V belt. However, it is possible to transmit a large power with a relatively small tension, to minimize the installation area according to the reduction of the interaxial distance, it is preferable to use a V belt with less vibration and noise, the engine output from the PTO device 12 by the drive force is increased by the range schedule said secondary pulley (22 and revolutions per minute (rpm) ratio (N 1) of the primary pulley 21 to the drive pulley 13, so as to supply to the generator (30) The ratio of revolutions per minute (rpm) (N 2 ) of the driven pulley (31) to 1) is 1: 1.5 to 3, respectively.
상기와 같이 N1과 N2에 해당하는 비율을 각각 1 : 1.5 ~ 3로 한정하는 이유는, PTO장치(12)로부터 출력된 엔진의 구동력을 최소 3배에서 최대 6배까지 증가시켜 발전기(30)로 공급하므로서, 적은 동력으로도 일반적인 엔진발전기의 최대출력에 해당하는 많은 량의 전기를 얻어낼 수 있도록 함과 동시에 동력전달장치(20)의설치부피를 최소화시키고, 벨트(14)(32)와 풀리(13)(21)(22)(31)구동에 따른 회전축(23)의 진동 및 이에 따른 동력전달장치(20)의 파손을 방지하기 위한 것이며, N1과 N2에 해당하는 비율을 각각 1 : 1.5 ~ 3으로 하기 위해서는 구동풀리(13)에 대한 1차 풀리(21) 직경비와, 2차 풀리(22)에 대한 종동풀리(31)의 직경비가 각각 1.5 ~ 3 : 1이 되도록 하여야 한다.The reason for limiting the ratio corresponding to N 1 and N 2 as described above is 1: 1.5 to 3, respectively, by increasing the driving force of the engine output from the PTO apparatus 12 from at least three times to a maximum of six times. By supplying a large amount of electricity corresponding to the maximum output of a general engine generator with a small amount of power, the installation volume of the power transmission device 20 can be minimized, and the belts 14 and 32 can be obtained. And the pulleys 13, 21, 22, and 31 to prevent the vibration of the rotation shaft 23 and the damage of the power transmission device 20 according to the driving, and the ratio corresponding to N 1 and N 2 1 to 1.5 to 3, respectively, so that the ratio of the diameter of the primary pulley 21 to the driving pulley 13 and the diameter of the driven pulley 31 to the secondary pulley 22 is 1.5 to 3: 1, respectively. shall.
그리고, 상기 동력전달장치(20)를 차체(16)에 고정하기 위하여 사용되는 지지플레이트(26) 및 상기 회전축(23)을 지지플레이트(26)상에 설치하기 위하여 사용되는 축지지부(24)는 볼트(16a)와 너트(16b)에 의한 결합 이외에 용접과 같은 고정방법을 사용하여 차체(16) 및 지지플레이트(26)상에 고정시킬 수도 있으나, 발전기(30)와 동력전달장치(20)의 용이한 수리와 교체를 위해서는 볼트(16a)와 너트(16b)에 의한 결합방식을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the support plate 26 used to fix the power transmission device 20 to the vehicle body 16 and the shaft support 24 used to install the rotary shaft 23 on the support plate 26 are In addition to the coupling by the bolt 16a and the nut 16b, it may be fixed on the vehicle body 16 and the support plate 26 using a fixing method such as welding, but the generator 30 and the power transmission device 20 For easy repair and replacement, it is preferable to use a coupling method by the bolt 16a and the nut 16b.
또한, 상기 지지플레이트(26)를 차체(16)에 고정시킬 경우, 지지플레이트(26)와 차체(16)가 일정한 간격만큼 이격되도록 하는 것이 동력전달장치(20)로부터 차체(16)로 전달되는 진동을 줄이는 데 바람직하고, 경우에 따라서는 지지플레이트(26)와 차체(16)의 사이에 경질의 고무와 같은 진동흡수재를 삽입할 수도 있으며, 상기 축지지부(24)에 회전축(23)과 함께 삽입되는 슬리브(25)는 회전축(23)의 강도를 보강하고 회전축(23)의 변형을 방지하기 위한 보강재의 역할을 하는 것이다.In addition, when the support plate 26 is fixed to the vehicle body 16, it is transmitted from the power transmission device 20 to the vehicle body 16 so that the support plate 26 and the vehicle body 16 are spaced by a predetermined interval. It is preferable to reduce vibration, and in some cases, a vibration absorbing material such as hard rubber may be inserted between the support plate 26 and the vehicle body 16, and together with the rotation shaft 23 in the shaft support 24. The sleeve 25 to be inserted serves as a reinforcing material for reinforcing the strength of the rotating shaft 23 and preventing deformation of the rotating shaft 23.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치에 대한구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a configuration for a power transmission device for a vehicle generator according to another embodiment of the present invention will be described in detail.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 동력전달장치를 나타내는 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 동력전달장치의 변형된 구조를 나타내는 측단면도이며, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 210는 각 축의 회전을 지지하는 베어링, 211은 축과 기어의 결합을 위한 키이를 나타내는 것이다.Figure 4 is a side cross-sectional view showing a power transmission device according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is a side cross-sectional view showing a modified structure of the power transmission device according to another embodiment of the present invention, the description of the reference numerals to the drawings. Reference numeral 210 denotes a bearing for supporting rotation of each shaft, and 211 denotes a key for coupling the shaft and the gear.
본 발명의 다른 실시예에 의한 동력전달장치(20)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 PTO장치(12)의 구동축(15)에 고정된 구동풀리(13)와 벨트(14)로서 연결되는 입력풀리(201)가 차체(16)에 고정되는 기어케이싱(20a)의 외부 일측에서 입력축(202)에 의하여 기어케이싱(20a)과 연결 설치되며, 상기 기어케이싱(20a)의 외부 타측에는 발전기(30)가 출력축(208)에 의하여 기어케이싱(20a)과 연결 설치되어 있다.The power transmission device 20 according to another embodiment of the present invention is connected to the drive pulley 13 and the belt 14 fixed to the drive shaft 15 of the PTO device 12, as shown in FIG. The input pulley 201 is installed and connected to the gear casing 20a by the input shaft 202 on the outer side of the gear casing 20a fixed to the vehicle body 16, and the generator on the other side of the gear casing 20a. 30 is connected to the gear casing 20a by the output shaft 208.
그리고, 상기 기어케이싱(20a)의 내부 일측에는 상기 입력풀리(201)가 선단부에 고정되고 그 중앙부에 구동기어(203)가 고정되는 입력축(202)이 기어케이싱(20a)의 일측벽과 기어케이싱(20a)의 내부 중앙으로 돌출 형성된 지지부(20b)의 사이에서 베어링(210)에 의하여 회전가능하게 삽입 설치되고, 기어케이싱(20a)의 내부 타측에는 종동기어(207)가 선단부에 고정되고 그 타단에는 상기 발전기(30)가 고정되는 출력축(208)이 기어케이싱(20a)의 타측벽을 관통한 상태로 베어링(210)에 의하여 회전가능하게 삽입 설치되어 있다.In addition, an input shaft 202 on which the input pulley 201 is fixed to the front end and a drive gear 203 is fixed to the central portion of the gear casing 20a is connected to one side wall of the gear casing 20a and the gear casing. Between the support portion 20b protruding toward the inner center of the 20a, the bearing 210 is rotatably inserted, and the driven gear 207 is fixed to the distal end of the gear casing 20a at the other end thereof. The output shaft 208 to which the generator 30 is fixed is rotatably inserted by the bearing 210 in a state penetrating the other side wall of the gear casing 20a.
또한, 상기 기어케이싱(20a)의 내부 상측에는 상기 입력축(202)의 구동기어(203)에 치합되는 1차 기어(205)와, 상기 출력축(208)의 종동기어(207)에치합되는 2차 기어(206)가 일정한 간격을 두고 고정된 회전축(204)이 기어케이싱(20a)의 양측벽 사이에서 베어링(210)에 의하여 회전가능하게 삽입 설치되어 있다.In addition, a secondary gear meshed with the primary gear 205 meshed with the drive gear 203 of the input shaft 202 and the driven gear 207 of the output shaft 208 on the inner upper side of the gear casing 20a. The rotating shaft 204, to which the gear 206 is fixed at regular intervals, is rotatably inserted by the bearing 210 between both side walls of the gear casing 20a.
상기한 구동기어(203)와 1차 기어(205) 및 종동기어(207)와 2차 기어(206)는 평기어(스퍼기어)나 헬리컬기어 중에서 어느 것을 사용하여도 무방하나, 기어치(기어이빨)간의 물림율이 커서 강한 하중에 견딜 수 있고, 고속회전시에도 진동이나 소음이 적으며 전동효율이 우수한 헬리컬기어를 사용하는 것이 바람직하고, PTO장치(12)로부터 출력된 엔진의 구동력을 일정범위만큼 증가시켜 발전기(30)로 공급하기 위하여 상기 구동기어(203)에 대한 1차 기어(205)의 분당회전수(rpm) 비율(N3)과, 상기 2차 기어(206)에 대한 종동기어(207)의 분당회전수(rpm) 비율(N4)이 각각 1 : 1.5 ~ 4가 되도록 하며, 이와 같이 N3와 N4에 해당하는 비율을 각각 1 : 1.5 ~ 4으로 하기 위해서는 구동기어(203)에 대한 1차 기어(205) 피치원 직경비(또는, 잇수비)와, 2차 기어(206)에 대한 종동기어(207)의 피치원 직경비(또는, 잇수비)가 각각 1.5 ~ 4 : 1이 되도록 하여야 한다.The drive gear 203, the primary gear 205, the driven gear 207, and the secondary gear 206 may use any of spur gears and helical gears. It is preferable to use a helical gear that can withstand strong loads due to a large bite rate between teeth and low vibration and noise even at a high speed rotation, and has excellent transmission efficiency. The driving force of the engine output from the PTO device 12 is constant. revolutions per minute of the primary gear 205 to the drive gear 203 so as to supply to increase the extent generator (30) (rpm), the ratio (N 3) and driven for said second gear (206) rpm of the gear (207) (rpm) ratio (N 4) are respectively 1: 1.5 ~, and such that the four, thus a rate corresponding to N 3 and N 4, respectively 1: to a 1.5 to 4, the drive gear Pitch circle diameter ratio (or number of teeth ratio) with respect to 203, and driven gear 207 with respect to secondary gear 206. The pitch circle diameter ratio (or number of teeth) should be 1.5 to 4: 1, respectively.
상기와 같이 N3와 N4에 해당하는 비율을 1 : 1.5 ~ 4로 한정하는 이유는, 본 발명의 다른 실시예에 의한 동력전달장치(20)의 경우 벨트와 풀리구동을 적용시킨 본 발명의 일실시예와는 달리 기어구동을 적용시키므로서, 동력전달장치(20)의 설치부피와 그 사용에 따른 소음과 진동을 최소화시킬 수 있기 때문에 기어비를 상기한 범위보다 크게 할 수도 있으나, 차량(10)으로부터 발생하는 동력과 일반적인 엔진발전기의 용량 및 그 사용목적을 기준으로 할 경우, 단순히 기어비를 높이는 것은 발전장치의 전체적인 가격을 상승시키는 요인이 될 뿐만 아니라 발전장치의 실질적인 사용측면에서도 그 효율성이 떨어지는 요인이 되므로, 상기한 범위내에서 기어비를 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.The reason for limiting the ratio corresponding to N 3 and N 4 as described above is 1: 1.5 to 4, in the case of the power transmission device 20 according to another embodiment of the present invention is applied to the belt and pulley driving Unlike one embodiment, by applying the gear drive, the gear ratio can be made larger than the above range because it can minimize the installation volume of the power transmission device 20 and the noise and vibration caused by its use, the vehicle 10 Based on the power generated from) and the capacity and purpose of the general engine generator, simply increasing the gear ratio not only increases the overall price of the generator, but also reduces its efficiency in terms of the actual use of the generator. Since it becomes a factor, it is preferable to adjust a gear ratio suitably within the said range.
그리고, 도 5에 도시되어 있는 동력전달장치(20)는 도 4에 도시되어 있는 동력전달장치(20)의 변형된 구조로서, 기어케이싱(20a)의 내부에 설치되는 각 기어(203)(205)(206)(207)와, 입,출력축(202)(208) 및 회전축(204)의 위치가 상이하게 되는 점을 제외하고는 도 4에 도시된 동력전달장치(20)와 동일한 구성으로 이루어지는 것이기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In addition, the power transmission device 20 shown in FIG. 5 is a modified structure of the power transmission device 20 shown in FIG. 4, and each gear 203 or 205 installed inside the gear casing 20a. 206 and 207, and the input and output shafts 202 and 208, and the rotation shaft 204, except that the position is made of the same configuration as the power transmission device 20 shown in FIG. Since the detailed description thereof will be omitted.
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치에 대한 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 의한 각 실시예의 경우 동력전달수단으로서 벨트와 풀리 또는 기어를 적용시킨 점을 제외하면 그 동력전달순서와 동력증대방식 측면에서는 거의 동일한 원리로 이루어지는 것이기 때문에, 본 발명의 작용관계에 대한 설명에서는 본 발명의 일실시예에 의한 동력전달장치(20)에서 N1과 N2에 해당하는 비율을 1 : 2로 적용시킨 것을 하나의 대표적인 실시예로 하여 설명하고자 한다.Hereinafter, the operational relationship of the power transmission device for a vehicle generator according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiments of the present invention, a belt and a pulley or Except for the application of the gear, the power transmission order and the power increase method in terms of substantially the same principle, so in the description of the working relationship of the present invention in the power transmission apparatus 20 according to an embodiment of the present invention The application of the ratio corresponding to N 1 and N 2 in 1: 2 will be described as one representative embodiment.
먼저, 평상시에 차량(10)을 운전할 경우에는 클러치(11)에 의하여 차량(10)의 엔진과 PTO장치(12)와의 연결을 차단시키므로서, 차량(10)의 엔진으로부터 발생하는 동력이 주행장치로 전달되어 차량(10)의 일반적인 주행이 가능하게 되며, 차량(10)에 설치된 발전기(30)를 사용하여 전력을 얻고자 할 경우에는 클러치(11)를 조작하여 차량(10)의 엔진과 PTO장치(12)를 연결시키므로서 차량(10)의 엔진으로부터 발생하는 동력이 PTO장치(12)를 통하여 출력되도록 한다.First, when the vehicle 10 is normally driven, the clutch 11 disconnects the connection between the engine of the vehicle 10 and the PTO apparatus 12 by the clutch 11, so that the power generated from the engine of the vehicle 10 is driven. The vehicle 10 is capable of driving in a general manner, and in order to obtain power using the generator 30 installed in the vehicle 10, the engine 11 and the PTO of the vehicle 10 are operated by operating the clutch 11. By connecting the device 12, the power generated from the engine of the vehicle 10 is output through the PTO device 12.
상기와 같이 차량(10)의 엔진으로부터 발생하는 동력을 PTO장치(12)로서 출력하게 되면, PTO장치(12)의 구동축(15)에 고정된 구동풀리(13)가 회전하게 되고, 이로 인하여 상기 구동풀리(13)와 벨트(14)로서 연결된 1차 풀리(21) 또한 구동풀리(13)와 함께 연동회전하게 되는 데, 이 경우 구동풀리(13)에 대한 1차 풀리(21)의 분당회전수(rpm) 비율(N1)이 1 : 2가 되므로서 1차 풀리(21)는 구동풀리(13)보다 2배의 빠른 속도로 회전하게 된다.When the power generated from the engine of the vehicle 10 is output as the PTO device 12 as described above, the drive pulley 13 fixed to the drive shaft 15 of the PTO device 12 is rotated, thereby The primary pulley 21, which is connected to the drive pulley 13 and the belt 14, is also interlocked with the drive pulley 13, in this case, the minute rotation of the primary pulley 21 with respect to the drive pulley 13. As the number (rpm) ratio N 1 becomes 1: 2, the primary pulley 21 rotates at a speed twice as fast as the driving pulley 13.
상기와 같이 1차 풀리(21)가 회전하게 되면, 1차 풀리(21)가 고정된 회전축(23)이 양측 축지지부(24)의 사이에서 회전하게 되고, 이로 인하여 1차 풀리(21)와 함께 회전축(23)에 고정된 2차 풀리(22)가 1차 풀리(21)와 동일한 회전속도로 회전하게 된다.When the primary pulley 21 is rotated as described above, the rotation shaft 23 to which the primary pulley 21 is fixed rotates between both shaft support portions 24, and thus the primary pulley 21 and the primary pulley 21 are rotated. The secondary pulley 22 fixed to the rotary shaft 23 is rotated at the same rotational speed as the primary pulley 21.
상기와 같이 2차 풀리(22)가 회전하게 되면, 2차 풀리(22)와 벨트(32)로서 연결된 종동풀리(31)가 회전하게 되는 데, 이 경우 2차 풀리(22)에 대한 종동풀리(31)의 분당회전수(rpm) 비율(N2)이 1 : 2가 되므로서 종동풀리(31)는 2차 풀리(22)보다 2배의 빠른 속도로 빠르게 회전하게 되며, 이와 같은 종동풀리(31)의 회전력이 종동축(33)을 거쳐 발전기(30)에 전달되므로서 발전기(30)가 작동되어 전기를 얻을 수 있게 된다.When the secondary pulley 22 rotates as described above, the driven pulley 31 connected as the secondary pulley 22 and the belt 32 rotates, in which case the driven pulley for the secondary pulley 22 is rotated. Since the rotational speed per minute (rpm) ratio (N 2 ) of (31) becomes 1: 2, the driven pulley (31) rotates at a speed twice as fast as the secondary pulley (22). As the rotational force of 31 is transmitted to the generator 30 via the driven shaft 33, the generator 30 is operated to obtain electricity.
결과적으로는, 최초 PTO장치(12)로부터 출력된 엔진의 구동력이 본 발명에 의한 동력전달장치(20)를 통하여 발전기(30)로 전달되는 과정에서, 1차 풀리(21)와 2차 풀리(22)에 의하여 엔진의 구동력이 4배로 증대되며, 이와 같이 증대된 구동력으로 발전기(30)를 작동시키게 되므로서, 적은 동력으로도 많은 량의 전기를 얻을 수 있게 되는 것이다.As a result, in the process of transmitting the driving force of the engine output from the first PTO device 12 to the generator 30 through the power transmission device 20 according to the present invention, the primary pulley 21 and the secondary pulley ( 22) the driving force of the engine is increased by four times, and the generator 30 is operated by the increased driving force as described above, so that a large amount of electricity can be obtained with little power.
상기와 같이 본 발명에 의한 자동차용 발전기의 동력전달장치는 차량(10)의 엔진으로부터 발생하는 동력으로 발전기(30)를 작동시켜 전기에너지를 공급하기 위한 동력전달장치(20)를 발전기(30)와 함께 차체(16)에 일체로 설치하므로서, 차량(10)을 운행할 수 있는 장소이면 어떤 장소에서라도 그 시간에 구애됨이 없이 발전기(30)로부터 즉시 전기를 얻어 낼 수 있게 된다.As described above, the power transmission device for an automobile generator according to the present invention operates the power generator 30 by the power generated from the engine of the vehicle 10, and the power transmission device 20 for supplying electric energy to the power generator 30. By being integrally installed with the vehicle body 16, any place where the vehicle 10 can be driven can be immediately obtained electricity from the generator 30 without regard to the time at any place.
또한, PTO장치(12)에 의하여 출력된 차량(10) 자체의 엔진동력을 발전기(30)의 동력원으로 하고, 발전기(30)로의 동력전달을 PTO장치(12)의 클러치(11) 조작에 의하여 수행할 수 있기 때문에, 운전을 할 수 있는 사람이면 누구라도 발전기(30)를 쉽게 조작할 수 있게 되며, 종래의 차량용 발전장치와 같이 차량(10)의 뒷바퀴를 발전장치 위에 올려 놓는 번거럽고 위험한 작업 및 발전장치를 작동시켜 전기를 얻어내는 과정에서 차량의 뒷바퀴가 발전장치로부터 이탈될 경우 발생할 수 있는 대형사고의 우려를 완전히 배제시킬 수 있게 된다.In addition, the engine power of the vehicle 10 itself output by the PTO device 12 is used as the power source of the generator 30, and power transmission to the generator 30 is performed by operating the clutch 11 of the PTO device 12. Because it can be performed, anyone who can drive can easily operate the generator 30, cumbersome and dangerous work to put the rear wheel of the vehicle 10 on the power generator like a conventional vehicle power generator And it is possible to completely eliminate the fear of a large accident that can occur when the rear wheel of the vehicle is separated from the generator in the process of operating the generator to obtain electricity.
특히, 본 발명에 의한 동력전달장치(20)는 그 구조가 매우 단순하고, 부피 또한 매우 작기 때문에 발전기(30)를 포함한 전체적인 발전장치의 설치면적을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발전장치의 설치와 수리 및 교체시에 소요되는 비용또한 현저하게 절감시킬 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 의한 동력전달장치(20)의 경우에는 PTO장치(12)로부터 출력된 엔진동력(보통 750 ~ 900rpm정도)을 최대 6배까지, 본 발명의 다른 실시예에 의한 동력전달장치(20)의 경우에는 최대 8배까지 증대시켜 발전기(30)를 구동시킬 수 있기 때문에, 비교적 적은 동력으로도 일반적인 엔진발전기의 최대 출력에 해당하는 많은 량의 전기를 얻어낼 수 있게 되는 것이다.In particular, since the power transmission device 20 according to the present invention has a very simple structure and a very small volume, the power transmission device 20 can not only minimize the installation area of the entire power generation device including the generator 30, but also install the power generation device. The cost required for repair and replacement can also be significantly reduced, and in the case of the power transmission device 20 according to an embodiment of the present invention, the engine power output from the PTO device 12 (usually about 750 to 900 rpm). Up to 6 times, in the case of the power transmission device 20 according to another embodiment of the present invention can be increased up to 8 times to drive the generator 30, the maximum of the general engine generator with a relatively small power A large amount of electricity corresponding to the output can be obtained.
상기와 같이 본 발명에 의한 차량용 발전기의 동력전달장치는, 차량의 엔진으로부터 발생하는 동력으로 발전기를 작동시켜 전기에너지를 공급하기 위한 동력전달장치를 발전기와 함께 차체에 일체로 설치하므로서 시간과 장소에 구애됨이 없이 전기에너지를 빠르고 간편하며 안전하게 공급할 수 있는 효과가 있고, 동력전달장치의 구조를 매우 단순화시키면서도 차량으로부터 발생한 동력을 약 3 ~ 8배 정도로 증가시켜 발전기에 공급할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 발전기의 설치와 수리 및 교체에 따른 비용의 절감과 함께 적은 동력으로도 고출력의 전기에너지를 얻어 낼 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the power transmission device for a vehicle generator according to the present invention is provided with a power transmission device for supplying electric energy by operating the generator by the power generated from the engine of the vehicle and integrally installed in the vehicle body together with the generator at any time and place. There is an effect that can supply the electric energy quickly, simply and safely without being bound to, and while simplifying the structure of the power transmission device, it is possible to increase the power generated from the vehicle by about 3 to 8 times and supply it to the generator. Due to the cost savings associated with the installation, repair and replacement of the generator, it is possible to obtain high power electrical energy with little power.
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