KR20050018479A - 차량용 동력인출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 동력인출장치에 관한 것으로서, 그 목적은 엔진의 크랭크축이나 그 이외의 회전축, 일 예로 발전기회전축으로부터 전자클러치로 동력을 인출하고 이 전자클러치의 선택적인 연결에 의해 전자클러치와 일렬로 연결된 도그커플링과 유압펌프를 구동시켜 동력원이 필요한 여타의 다른 장비를 구동시킬 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 차량용 동력인출장치는, 차량엔진의 엔진몸체(ed)에 브래킷(12)을 통해 장착되며 펌프몸체(13)내부에 임펠러를 갖는 펌프회전축(14)이 회전 가능하게 설치된 유압펌프(10); 이 유압펌프(10)의 한쪽에 장착되며 중공의 하우징(21) 내부엔 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 일직선을 이루도록 도그커플링(c)을 통해 이음축(22)이 연결되고 하우징(21)의 한쪽끝단에 이음축(22)을 회전 가능하게 지지하는 하우징커버 겸 고정브래킷(31)이 장착된 냉각유닛(20); 이 냉각유닛(20) 한쪽의 고정브래킷(31)에 코일(32a)이 감겨져있는 스테이터(32)가 장착되며 상기 이음축(22)의 끝단부분엔 아마추어(34)가 웨이브스프링(35)을 통해 연결된 허브(33)가 장착되고 상기 허브(33)에 스테이터(32)를 감싸면서 아마추어(34)와 선택적으로 접속되는 마찰표면(36a)을 갖는 풀리(36)가 회전이 가능하도록 베어링(37)으로 지지된 전자클러치(30)로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

차량용 동력인출장치{power take offs for Vehicles}

본 발명은 차량용 동력인출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 크랭크축으로부터 전자클러치로 동력을 인출하고 이 전자클러치의 선택적인 연결에 의해 전자클러치와 일렬로 연결된 도그커플링과 유압펌프를 구동시켜 동력원이 필요한 여타의 다른 장비를 구동시킬 수 있는 차량용 동력인출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 동력인출장치는 차량의 엔진이나 트랜스미션으로부터 동력을 인출하여 여타의 장비에 필요한 동력원으로 활용할 수 있도록 하는 장치가 주류를 이루고 있다. 이러한 장치는 무수히 많은 것들이 제안되어 있으나 이들 중에서 몇 가지만을 발췌하여 설명하여본다.

먼저, 한국 공개실용신안공보 공개번호 제84-7156호의 '전자식 차량용 동력인출 및 차단장치'에는 엔진의 크랭크축에 직접 연결된 풀리가 별개의 축에 회전이 자유롭게 설치된 제2풀리와 벨트로 연결되고 제2풀리는 전자클러치와 체결되어 일체로 회전하며, 상기 축은 만능이음 및 피동축으로 연결되어 피동축의 제2풀리에서 피동체풀리로 동력이 전달되며 전자클러치로 차량의 동력을 전달 및 차단시키는 것인바, 이는 전자클러치로부터 피동체풀리에 이르기까지 2개의 만능이음을 갖는 유니버설 축과 피동풀리 및 제3풀리가 필수적으로 요구되고 그 점유공간 또한 많이 차지하여 기존 장비에 적용이 곤란하다는 문제점이 있었다.

또, 한국 공개특허공보 공개번호 제97-69556호의 '전기구동식 냉동트럭'에는 차량엔진의 동력을 인출하는 동력인출장치와, 이 동력인출장치에서 인출된 동력에 의해 구동되어 전기를 발생하는 발전기와, 상기 발전기에서 발생된 전원 또는 외부전원에 의해 구동되어 냉동탑 내부의 열을 흡수하여 냉동탑 내부에 적재된 화물의 신선도를 유지하는 냉동기가 구비된 것인바, 동력인출장치가 발전기 및 냉동기의 컴프레서를 2단계에 걸쳐 구동시키므로 그 전동효율이 저하되고, 특히 냉동기의 컴프레서와 관계없이 발전기가 계속하여 구동되므로 엔진에 부하가 가중되어 실용적이지 못하다는 문제점이 있었다.

또, 한국 등록특허공보 등록번호 제10-0291310호의 '소형트럭용 동력인출장치'에는 엔진모터의 타이밍풀리와 타이밍기어에 각각 연결되는 타이밍벨트와, 엔진모터 전면의 지지대에 고정되는 연결대와, 이 연결대의 전방에서 공간이 형성되며 타이밍기어를 보호하는 캡과, 이 캡의 반대편에서 타이밍기어로부터 동력을 공급받는 유압모터로 구성된 것인바, 이는 엔진의 동력을 유압모터로 인출하고 엔진모터의 모터 축에 직접 연결하여 간편하며 소비용으로 동력을 인출하는 것이었다.

그러나, 이러한 등록특허공보에 있어서는 비교적 간편하고 소비용으로 마련할 수 있으나, 엔진의 엔진모터와 함께 항시 유압모터가 구동되어야 하므로 엔진에 부하가 가중되어 실용적이지 못하다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것으로서, 엔진의 크랭크축이나 그 이외에 회전축으로부터 전자클러치로 동력을 인출하고 이 전자클러치의 선택적인 연결에 의해 전자클러치와 일렬로 연결된 도그커플링과 유압펌프를 구동시켜 동력원이 필요한 여타의 다른 장비를 구동시킬 수 있도록 한 차량용 동력인출장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적달성을 위한 본 발명의 차량용 동력인출장치는, 차량엔진의 엔진몸체에 브래킷을 통해 장착되며 내부에 임펠러를 갖는 펌프회전축이 회전 가능하게 설치된 유압펌프; 이 유압펌프의 한쪽에 장착되며 중공의 하우징 내부엔 유압펌프의 펌프회전축과 일직선을 이루도록 커플링을 통해 이음축이 연결되고 하우징의 한쪽끝단에 이음축을 회전 가능하게 지지하는 하우징커버 겸 고정브래킷이 장착된 냉각유닛; 이 냉각유닛 한쪽의 고정브래킷에 코일이 감겨져있는 스테이터가 장착되며 상기 이음축의 끝단부분엔 아마추어가 웨이브스프링을 통해 연결된 허브가 장착되고 상기 허브에 스테이터를 감싸면서 아마추어와 선택적으로 접속되는 마찰표면을 갖는 풀리가 회전이 가능하도록 베어링으로 지지된 전자클러치로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 냉각유닛의 이음축은 유압펌프의 펌프회전축과 적어도 2개 이상의 맞물림 돌기를 갖는 도그커플링으로 연결되고 이 도그커플링엔 소음 및 충격방지를 위해 도그커플링의 맞물림 돌기 사이마다 제각기 위치하는 치형 돌기를 갖는 완충부재가 마련될 수 있다. 또한, 상기 하우징의 내부공간엔 유압펌프의 펌프회전축과 이음축이 회전됨에 따라 발생되는 열을 냉각시킬 수 있도록 하는 그리스가 충전될 수 있다.

이하, 본 발명의 차량엔진용 동력인출장치를 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 동력인출장치를 개략적으로 나타낸 구성도면이다. 본 발명의 차량용 동력인출장치는 유압펌프(10)와 전자클러치(30)가 냉각유닛(20)을 통해 일체로 된 하나의 유닛이며, 이는 차량의 엔진몸체(ed)에 브래킷(12)을 통해 장착하되, 엔진의 크랭크축, 워터펌프축, 발전기회전축(13) 중에서 엔진룸의 공간이 충분한 장소(즉, 엔진에 지장을 주지 않는 장소)에 위치되도록 장착하여 상기 축들의 풀리와 전자클러치(30)의 풀리(36)를 타이밍벨트(14)로 연결한다.

다시 말해서, 시동이 걸리면 항시 구동되나 전자클러치(30)의 풀리(36)만이 공회전되는 상태이므로 무부하 상태로 구동되게 된다.

도 2는 본 발명의 요부인 차량용 동력인출장치를 발췌하여 나타낸 사시도면이고, 도 3은 도 2의 조립 단면도이며, 도 4는 본 발명인 도 3에 대한 분해 사시도면이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 장치에서 도그커플링을 발췌하여 나타낸 상세 도면이다.

상기에서 언급하였듯이, 본 발명의 차량용 동력인출장치는 차량의 엔진몸체(ed)에 브래킷(12)을 통해 장착되는 유압펌프(10)와, 이 유압펌프(10)에 냉각유닛(20)을 통해 설치되고 엔진의 크랭크축이나 그 이외의 발전기회전축(13)으로부터 동력을 전달받고 이 동력을 선택적으로 유압펌프(10)로 전달하는 전자클러치(30)가 구비되어있다.

상기 유압펌프(10)는 동력이 필요한 여타의 장비에 유압을 공급하여 구동시키기 위한 것으로 엔진몸체(ed)에 장착되며, 이는 펌프몸체(13)내부에 임펠러(도시되지 않음)를 갖는 펌프회전축(14)이 회전 가능하게 설치되어있고 이 펌프회전축(14)의 끝단엔 도그커플링(c)을 이루는 복수의 맞물림 돌기(15)가 형성되어있다. 상기 펌프몸체(13)에는 펌프회전축(14)의 임펠러에 의해 유압시스템을 이루는 유압탱크의 유체를 흡입하고 유압모터 쪽으로 토출하는 입구와 출구가 형성되어 있다.

상기 냉각유닛(20)은 전자클러치(30)로부터 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)을 구동시킬 때 발생되는 열을 냉각시키기 위한 것으로 유압펌프(10)와 전자클러치(30) 사이에 설치되며, 이는 속이 빈 중공의 하우징(21)에 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 그 축과 일직선을 이루도록 도그커플링(c)을 통해 이음축(22)이 연결되어있고 상기 하우징(21)의 한쪽끝단에는 이음축(22)을 회전 가능하게 지지하는 하우징커버 겸 전자클러치(30)의 고정브래킷(31)이 장착되어있다. 상기 이음축(22)은 하우징(21)과 전자클러치(30)를 관통하도록 연장되어 있다.

상기 하우징(21)의 내부공간에는 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 이음축(22)이 회전됨에 따라 발생되는 열을 보다 효율적을 흡수하여 냉각시킬 수 있도록 그리스(25)를 충전시킬 수 있다. 상기 도그커플링(c)은 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 이음축(22)이 적어도 2개 이상의 맞물림 돌기(15,23)를 갖는 것이고, 상기 도그커플링(c)에서 발생되는 소음 및 충격방지를 위해 서로 맞물린 도그커플링(c)엔 그 맞물림 돌기(15,23) 사이마다 제각기 위치하는 치형 돌기(26a)를 갖는 완충부재(26)가 마련되어있다.

상기 전자클러치(30)는 하우징(21)의 한쪽끝단에 고정브래킷(31)이 장착되고 이 고정브래킷(31)엔 전자력을 발생시키기 위한 코일(32a)이 감겨져있는 스테이터(32)가 마련되어 있으며, 상기 유압펌프(10)의 회전축(14)과 도그커플링(23)을 통해 연결된 이음축(22)끝단부분에는 이음축(22)과 함께 회전되도록 허브(33)가 마련되어있고 이 허브(33)엔 웨이브스프링(35)에 의해 탄력적으로 아마추어(34)가 설치되어 있으며, 상기 허브(33)에는 스테이터(32)의 외면을 감싸면서 한쪽측면에 허브(33)측 아마추어(34)와 선택적으로 접속되는 마찰표면(36a)을 갖는 풀리(36)가 베어링(37)으로 지지되어 회전 가능하게 설치되어 있다. 상기 풀리(36)는 슬립 없이 동력전달을 위해 엔진의 크랭크축 혹은 발전기회전축(13)과 타이밍벨트(14)를 통해 연결된다.

상기 풀리(36)는 그 코일(32a)에 전원이 인가되면 코일(32a)의 전자기력에 의해 풀리(36)의 마찰표면(36a)에 허브(33)측 아마주어(34)가 접속되고 코일(32a)에 전원이 차단되면 풀리(36)의 마찰표면(36a)에서 허브(33)가 분리되어 풀리(36)와 일정한 공극을 형성하도록 설치되어있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량엔진용 동력인출장치는, 엔진이 시동되면 엔진의 크랭크축, 워터펌프축, 발전기회전축(13) 등이 모두 연동되게 되고 상기 발전기회전축(13)의 풀리와 타이밍벨트(14)로 연결된 전자클러치(30)의 풀리(36)가 회전되게 된다. 이때에는 풀리(36)내면의 코일(32a)에 전원이 인가되지 않는 상태이므로 전자클러치(30)의 풀리(36)만이 회전되게 된다.

다시 말해서, 전자클러치(30)의 허브(33), 이음축(22) 및 유압펌프(10)의 회전축(14)은 정지상태이다. 이와 같이 전자클러치(30)의 풀리(36)만이 회전되는 이유는, 풀리(36)내면의 코일(32a)에 전원이 인가되지 않기 때문이며, 구체적으론 풀리(36)의 마찰표면(36a)과 아마추어(34)가 일정한 공극을 갖고 떨어져 있기 때문이다. 따라서, 이러한 상태에선 엔진에 부하가 걸리지 않는 무부하 상태이다.

이러한 상태에서 풀리(36)의 코일(32a)로 전원이 인가되면 전자기력에 발생됨에 따라 이음축(22)끝단부분에 장착된 허브(33)의 아마추어(34)가 웨이브스프링(35)의 탄력을 이기고 풀리(36)의 마찰표면(36a)에 접속되게 된다. 이에 따라서, 엔진의 크랭크축이나 발전기회전축(13)으로부터 전달받은 회전동력을 전자클러치(30)의 풀리(36)로부터 아마추어(34), 허브(33) 및 이음축(22)을 통해 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)에 전달하게 된다. 이때, 이음축(22)이 급격하게 구동된다하더라도 이음축(22)과 펌프회전축(14) 사이에 마련된 커프링(c), 즉 그 맞물림 돌기(15,23) 사이에 위치된 완충부재(26)의 치형 돌기(26a)에 의해 충격이 흡수되고 이로 인하여 소음이 방지되게 된다.

도 6은 본 발명의 차량용 동력인출장치가 적용된 유압식 서브 냉동기를 참고적으로 나타낸 도면이다. 여기서는, 엔진의 발전기회전축(13)에 의해 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)이 구동되면, 오일탱크(40)로부터 유체를 흡입하여 유압모터(41)로 압송함으로써 유압모터(41)가 구동되고 이로 인하여 냉동기의 컴프레서(42)가 구동됨에 따라 유압식 서브 냉동기의 시스템이 가동되며, 상기 유압모터(41)를 구동시키고 난 후의 유체는 오일탱크로 귀환된다.

이렇게 유압식 서브 냉동기에 적용하면, 엔진의 자체동력을 활용함으로써 연료절감이 이뤄지고 냉동기의 컴프레서를 구동시키는 동력원이 최소화되어 공간활용이 극대화되게 된다.

상기와 같이 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 이음축(22)이 구동됨에 따라 발생되는 열은 하우징(21) 내부공간에 채워진 그리스(25)가 빼앗아 가므로 냉각되고 그리스(25)가 갖는 열은 하우징(21)의 외표면을 통해 발산되어 냉각되게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 차량엔진용 동력인출장치는 엔진의 크랭크축이나 그 이외의 회전축, 일 예로 발전기회전축으로부터 전자클러치로 동력을 인출하고 이 전자클러치의 선택적인 연결에 의해 전자클러치와 일렬로 연결된 도그커플링과 유압펌프를 구동시켜 동력원이 필요한 여타의 다른 장비를 구동시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 동력인출장치를 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명의 요부인 차량용 동력인출장치를 발췌하여 나타낸 사시도,

도 3은 도 2의 조립 단면도,

도 4는 본 발명인 도 3에 대한 분해 사시도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 장치에서 도그커플링을 발췌하여 나타낸 상세도,

도 6은 본 발명의 차량용 동력인출장치가 적용된 유압식 서브 냉동기를 나타낸 참고도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 유압펌프 13: 펌프몸체

14: 펌프회전축 15,23: 맞물림 돌기

20: 냉각유닛 21: 하우징

22: 이음축 25: 그리스

26: 완충부재 30: 전자클러치

31: 고정브래킷 32: 스테이터

33: 허브 34: 아마추어

35: 웨이브스프링 36: 풀리

37: 베어링 c: 커플링

Claims (3)

1. 차량엔진의 엔진몸체(ed)에 브래킷(12)을 통해 장착되며 펌프몸체(13)내부에 임펠러를 갖는 펌프회전축(14)이 회전 가능하게 설치된 유압펌프(10);

   이 유압펌프(10)의 한쪽에 장착되며 중공의 하우징(21) 내부엔 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 일직선을 이루도록 도그커플링(c)을 통해 이음축(22)이 연결되고 하우징(21)의 한쪽끝단에 이음축(22)을 회전 가능하게 지지하는 하우징커버 겸 고정브래킷(31)이 장착된 냉각유닛(20);

   이 냉각유닛(20) 한쪽의 고정브래킷(31)에 코일(32a)이 감겨져있는 스테이터(32)가 장착되며 상기 이음축(22)의 끝단부분엔 아마추어(34)가 웨이브스프링(35)을 통해 연결된 허브(33)가 장착되고 상기 허브(33)에 스테이터(32)를 감싸면서 아마추어(34)와 선택적으로 접속되는 마찰표면(36a)을 갖는 풀리(36)가 회전이 가능하도록 베어링(37)으로 지지된 전자클러치(30)로 구성됨을 특징으로 하는 차량용 동력인출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각유닛(20)의 이음축(22)은 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 적어도 2개 이상의 맞물림 돌기(15,23)를 갖는 도그커플링(c)으로 연결되고 이 도그커플링(c)엔 소음 및 충격방지를 위해 도그커플링(c)의 맞물림 돌기(15,23) 사이마다 제각기 위치하는 치형 돌기(26a)를 갖는 완충부재(26)가 마련됨을 특징으로 하는 차량용 동력인출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징(21)의 내부공간엔 유압펌프(10)의 펌프회전축(14)과 이음축(22)이 회전됨에 따라 발생되는 열을 냉각시킬 수 있도록 하는 그리스(25)가 충전됨을 특징으로 하는 차량용 동력인출장치.