KR100356694B1 - 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 관한 것으로서, 밸런스 샤프트에 구비된 밸런스 웨이트가 오일과의 마찰손실 및 에어레이션 현상을 발생시키지 않도록 하기 위하여 밸런스 샤프트 전체를 하우징으로 감싸는 기존의 설계방법 대신 제 1 밸런스 웨이트와 제 2 밸런스 웨이트를 포함하여 밸런스 샤프트의 프런트측 단부를 감싸는 프런트 하우징과, 제 3 밸런스 웨이트를 포함하여 리어측 단부를 덮게 되는 원통형의 컵을 장착함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진의 중량을 저감하고, 제작비용과 조립공수를 줄일 수 있는 3기통 엔진의 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치{Anti-aeration device of oil for the balance shaft of a three-cylindered engine}

본 발명은 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 관한 것으로서, 특히 밸런스 샤프트 전체를 하우징으로 감싸는 기존 구조 대신 제 1 밸런스 웨이트와 제 2 밸런스 웨이트를 포함하여 밸런스 샤프트의 프런트측 단부를 감싸는 프런트 하우징과, 제 3 밸런스 웨이트를 포함하여 리어측 단부를 덮게 되는 원통형 컵을 장착함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진의 중량을 저감하고, 제작비용과 조립공수를 줄일 수 있도록 한 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 밸런스 샤프트는 크랭크 샤프트의 동력으로 회전하면서 크랭크 샤프트에서 발생하게 되는 자중과 원심력의 불균일을 상쇄시켜 진동을 완화시키기 위한 회전축으로, 엔진의 기통수나 배열에 따라 1개 또는 2개가 사용되고, 크랭크 샤프트와 동방향 또는 역방향으로 같은 속도 또는 2배의 속도로 회전된다.

특히, 3기통 엔진에서는 구조적인 특성상 역회전 1차의 밸런스 샤프트(10)를 설치하여 1번과 3번 기통의 왕복 질량에 의해 발생되는 모멘트를 소거하는 것이 전형적인 엔진의 설계방법이다.

첨부한 도 3은 종래의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도이고, 도 4는 오일 에어레이션 방지장치가 장착되지 않았을 때 밸런스 웨이트와 오일의 접촉을 나타내는 상태도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 3기통 엔진의 밸런스 샤프트는 크랭크 샤프트(40)의 프런트측 단부에 고정된 구동기어(50)와 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부에 고정용 볼트(60a)로 고정된 종동기어(20)가 직접 맞물려 크랭크 샤프트(40)의 구동력으로 회전하게 된다.

또한, 상기 종동기어(20)의 측면 일측과 밸런스 샤프트(10)의 프런트측에는 제 1 밸런스 웨이트(12)와 제 2 밸런스 웨이트(14)가 각각 구비되어 1번 기통의 왕복 질량에 의한 진동을 소거하게 되며, 리어측에는 제 3 밸런스 웨이트(16)가 구비되어 3번 기통의 왕복 질량에 의한 진동을 소거하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전형적인 3기통 엔진의 설계 방법상 밸런스 샤프트(10)에 구비되는 제 2, 제 3 벨런스 웨이트(14)(16)가 실린더 블록 하단부에 위치한 오일 팬 내의 오일에 잠기게 되는데, 이로 인하여 밸런스 샤프트(10)가 회전할 시 밸런스 웨이트(14)(16)의 끝단에서 오일을 치게 되면서 끝단과 오일 사이에 마찰손실이 발생하게 되고, 끝단에서 오일이 퍼올려지면서 기포가 발생, 오일 내에 공기가 삽입되는 에어레이션 현상이 발생하게 된다.

이를 방지하기 위해서는 상기 밸런스 웨이트가 오일에 잠기는 것을 막아야 하는데, 기존 엔진 설계에서는 밸런스 샤프트(10)의 각 구성요소를 포함하여 프런트측 단부로부터 리어측 단부에 걸친 밸런스 샤프트(10)의 전체를 하우징(30)으로감싸는 방법이 사용된다.

그러나, 이는 하우징(30)의 설치로 인한 엔진의 중량 증대와 비용 상승의 문제점이 발생하고, 하우징(30)의 조립에 따라 조립공수가 늘어나게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 밸런스 샤프트 전체를 하우징으로 감싸는 기존의 설계방법 대신 제 1 밸런스 웨이트와 제 2 밸런스 웨이트를 포함하여 밸런스 샤프트의 프런트측 단부를 감싸는 프런트 하우징과, 제 3 밸런스 웨이트를 포함하여 리어측 단부를 덮게 되는 원통형의 컵을 장착함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진의 중량을 저감하고, 제작비용과 조립공수를 줄일 수 있는 3기통 엔진의 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착되는 3기통 엔진 밸런스 샤프트를 나타내는 분해 사시도

도 2는 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도

도 3은 종래의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도

도 4는 오일 에어레이션 방지장치의 미장착 시 밸런스 웨이트와 오일의 접촉을 나타내는 상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밸런스 샤프트 11a, 11b : 저널

12 : 제 1 밸런스 웨이트 14 : 제 2 밸런스 웨이트

16 : 제 3 밸런스 웨이트 18 : 플랜지

20 : 종동기어 30 : 하우징

30a : 프런트 하우징 32 : 컵

40 : 크랭크 샤프트 50 : 구동기어

60a, 60b : 고정용 볼트 62 : 와셔

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치는 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부에 고정되는 종동기어(20) 및 제 1 밸런스 웨이트(12)와, 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측에 구비된 제 2 밸런스 웨이트(14)를 포함하여 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부를 감싸는 프런트하우징(30a)과;

상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 저널(11b)과 일체로 구성되는 플랜지(18)의 측면으로부터 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 단부에 걸쳐 구비된 제 3 밸런스 웨이트(16)를 포함하여 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측의 단부를 덮고, 플랜지(18)의 측면에서 지지된 채 리어측 끝단에서 고정용 볼트(60b)로 고정되어 밸런스 샤프트(10)와 함께 회전는 원통형의 컵(32);

으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착되는 3기통 엔진 밸런스 샤프트를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 오일 에어레이션 방지장치가 장착된 밸런스 샤프트를 나타내는 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측과 리어측에는 상기 밸런스 샤프트(10)를 베어링 지지하기 위한 저널(11a)(11b)이 구비된다.

또한, 종동기어(20)의 측면 일측에는 제 1 밸런스 웨이트(12)가 구비되고, 상기 종동기어(20)와 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 저널(11a) 사이에는 제 2 밸런스 웨이트(14)가 밸런스 샤프트(10)의 축상에 구비된다.

이때, 프런트 하우징(30a)은 상기 제 1 밸런스 웨이트(12)가 구비되어 있는 종동기어(20)와 상기 제 2 밸런스 웨이트(14)를 포함하여 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부를 감싸고, 그 일단에서 상기 프런트측 저널(11a)의 원주면 일부를 지지하는 구조로 그 내부에서 밸런스 샤프트(10)가 회전하게 된다.

한편, 밸런스 샤프트(10)의 리어측 저널(11b)과 일체로 구성되는 플랜지(18)의 측면으로부터 리어측 단부에 걸친 밸런스 샤프트(10)의 축상에는 제 3 밸런스 웨이트(16)가 구비된다.

또한, 상기 제 3 밸런스 웨이트(16)를 내측으로 포함하여 밸런스 샤프트(10)의 리어측 단부를 덮게 되는 원통형의 컵(32)이 장착되고, 상기 컵(32)은 플랜지(18)의 측면에서 지지된 채 리어측 끝단에서 고정용 볼트(60b)로 고정되어 밸런스 샤프트(10)와 함께 회전하게 된다.

결국, 프런트 하우징(30a)과 원통형의 컵(32)을 사용하여 오일과의 접촉으로 마찰손실과 기포를 발생시키는 밸런스 샤프트(10)의 최소부만을 감싸게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치에 의하면 밸런스 샤프트의 구성요소 중에서 마찰손실과 오일의 에어레이션 현상을 발생시키는 밸런스 샤프트의 최소부만을 프런트 하우징과 원통형 컵을 사용하여 감싸도록 함으로써, 하우징 부품의 삭제로 엔진 중량의 저감을 이룰 수 있고, 제작비용의 감소와 조립공정의 삭제로 수익성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부에 고정되는 종동기어(20) 및 제 1 밸런스 웨이트(12)와, 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측에 구비된 제 2 밸런스 웨이트(14)를 포함하여 상기 밸런스 샤프트(10)의 프런트측 단부를 감싸는 프런트 하우징(30a)과;

   상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 저널(11b)과 일체로 구성되는 플랜지(18)의 측면으로부터 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 단부에 걸쳐 구비된 제 3 밸런스 웨이트(16)를 포함하여 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측의 단부를 덮고, 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 저널(11b)과 일체로 구성되는 플랜지(18)의 측면으로부터 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측 단부에 걸쳐 구비된 제 3 밸런스 웨이트(16)를 포함하여 상기 밸런스 샤프트(10)의 리어측의 단부를 덮고, 플랜지(18)의 측면에서 지지된 채 리어측 끝단에서 고정용 볼트(60b)로 고정되어 밸런스 샤프트(10)와 함께 회전되는 원통형의 컵(32);

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 3기통 엔진 밸런스 샤프트의 오일 에어레이션 방지장치.