KR20100052747A

KR20100052747A - 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조

Info

Publication number: KR20100052747A
Application number: KR1020080111590A
Authority: KR
Inventors: 이수호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2010-05-20
Also published as: KR101014457B1

Abstract

본 발명은 별도의 하우징을 구비하지 않고서도 간편하게 발란스 샤프트를 장착할 수 있도록 한 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조에 관한 것으로,

종래의 실린더 블록 삽입 방식의 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조는 양 끝단 저널부(122)의 직경이 발란스 웨이트(121)의 직경보다 커야 하며, 그에 따라 저널부(122) 직경의 증가로 장착 레이아웃이 매우 불리하게 될 뿐 아니라 불필요한 발란스 웨이트(121)의 증가로 엔진 마찰 손실 증가하게 되는 문제가 있었고, 종래의 실린더 블록 내장형의 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조는 별도의 하우징(231)(232)을 사용하게 되므로 중량 및 원가 상승을 유발하게 되는 문제가 있었던 바,

크랭크샤프트와 함께 발란스 샤프트의 저널부를 지지할 수 있도록 하는 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡을 통해 발란스 샤프트를 실린더 블록에 장착하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 별도의 하우징 없이 발란스 샤프트를 실린더 블록에 안정적으로 장착할 수 있게 되므로 원가 및 중량을 절감할 수 있게 되며, 발란스 샤프트의 저널부의 직경을 최소화할 수 있게 되어 엔진 마찰 손실을 저감할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

실린더 블록, 발란스 샤프트, 저널부, 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡

Description

차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조{a balance shaft for a vehicle}

본 발명은 왕복 질량에 의한 불평형력을 제거하기 위해 크랭크샤프트에 설치되는 차량용 엔진의 발란스 샤프트에 관한 것으로, 더 자세하게는 별도의 하우징을 구비하지 않고서도 간편하게 발란스 샤프트를 장착할 수 있도록 한 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진의 피스톤(PISTON)은 커넥팅로드(CONNECTING ROD)를 통해 크랭크샤프트(CRANKSHAFT)에 접속되며, 크랭크샤프트는 변속기를 통해 바퀴에 엔진의 구동력을 전달하게 된다.

상기에서 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 전환하는 크랭크샤프트는 핀과 중심이 편심되어 있으므로 회전시 발란스를 유지할 수 없기 때문에 크랭크핀의 반대편에 발란싱 웨이트(BALANCING WEIGHT)를 설치하여 균형을 유지하게 된다.

본 발명이 관계하는 발란스 샤프트(BALANCE SHAFT)는 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 전환하는 크랭크샤프트의 왕복 질량에 의한 불평형력을 제거하기 위 해 크랭크샤프트에 설치되는 것이다.

상기 발란스 샤프트는 축 본체에 회전을 지지할 수 있도록 하는 부싱 또는 베어링이 접속되는 다수의 저널부가 등간격으로 마련되고, 한 쌍의 저널부 사이에 발란싱 웨이트가 마련되는 형태를 갖는다.

도 1에서 도 3까지에는 종래의 한 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조가 도시되어 있다.

종래에 있어서 상기 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조는 실린더 블록(110)에 발란스 샤프트(120) 장착을 위한 하우징부(112)를 일체 형성하여 발란스 샤프트(120)를 삽입하여 장착하는 것이 사용되었다.

상기 종래 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조는 발란스 샤프트 하우징부(112)가 실린더 블록(110)에 일체로 마련되기 때문에 별도의 하우징이 필요 없게 되어 중량 및 원가를 절감할 수 있게 되지만 실린더 블록 삽입 방식이므로 양 끝단 저널부(122)의 직경이 발란스 웨이트(121)의 직경보다 커야 하며, 그에 따라 저널부(122) 직경의 증가로 장착 레이아웃이 매우 불리하게 될 뿐 아니라 불필요한 발란스 웨이트(121)의 증가로 엔진 마찰 손실 증가하게 되는 문제가 있었다.

도 4에서 도 6까지에는 종래의 다른 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조가 도시되어 있다.

이 종래의 다른 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조는 별도의 발란스 샤프트용 하우징(231)(232)을 통해 발란스 샤프트(220)가 실린더 블록(110) 하부에 장착되며, 하우징(231)(232)이 상부와 하부로 분리되어 발란스 샤프트(220) 조립 후 하부 하우징(232)에 장착되는 것이다.

이 종래의 다른 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조는 하우징(231)(232)이 상부와 하부로 분리되어 발란스 샤프트 저널부(222)의 직경을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 엔진 마찰 손실을 줄일 수 있게 되는 것이지만 별도의 하우징(231)(232)을 사용하게 되므로 중량 및 원가 상승을 유발하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 별도의 하우징 없이 발란스 샤프트를 장착할 수 있도록 하여 중량 및 원가를 절감할 수 있도록 하면서도 발란스 샤프트의 저널부의 직경을 최소화하여 엔진 마찰 손실을 저감할 수 있도록 하는 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 크랭크샤프트 지지부와 발란스 샤프트 지지부가 마련된 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡을 통해 발란스 샤프트를 지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조는 크랭크샤프트와 함께 발란스 샤프트의 저널부를 지지할 수 있도록 하는 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡이 실린더 블록에 고정 설치된다.

본 발명에 있어서 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡은 일측에 베어링 캡이 형성된 크랭크샤프트 지지부가 마련되고, 타측에 발란스 샤프트 지지부가 마련된다.

그리고 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡은 각 지지부의 양측에 마련되는 체결구멍에 체결되는 체결볼트를 통해 실린더 블록에 고정 설치되며, 크랭크샤프트 지지부와 발란스 샤프트 지지부의 사이에 하중 분산 및 전달 방지용 그루브가 마련된다.

본 발명에 의하면 별도의 하우징 없이 발란스 샤프트를 실린더 블록에 안정적으로 장착할 수 있게 되므로 원가 및 중량을 절감할 수 있게 되며, 발란스 샤프트의 저널부의 직경을 최소화할 수 있게 되어 엔진 마찰 손실을 저감할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 7에는 본 발명의 한 실시예의 정면도가 도시되어 있으며, 도 8에는 동 실 시예의 발란스 샤프트 장착캡의 사시도가 도시되어 있다.

도 7 및 도 8과 같이 본 발명의 발란스 샤프트 장착구조는 실린더 블록(10)에 고정 설치되는 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)을 통해 발란스 샤프트(20)가 장착된다.

베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)은 일측에 베어링 캡(31a)이 형성된 크랭크샤프트 지지부(31)가 마련되고, 타측에 발란스 샤프트 지지부(32)가 마련되며, 각 지지부(31)(32)의 양측에 마련되는 체결구멍(34)에 체결되는 체결볼트(40)를 통해 실린더 블록(10)에 고정 설치된다.

도시된 실시예에 있어서 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)은 크랭크샤프트 지지부(31)와 발란스 샤프트 지지부(32)의 사이에 하중 분산 및 전달 방지용 그루브(33)가 마련되어 각각의 하중이 전달되지 않도록 된 형태를 갖는다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서는 발란스 샤프트(20)를 실린더 블록(10)에 조립한 후 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)을 실린더 블록(10)에 조립하게 되면 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)의 발란스 샤프트 지지부(32)를 통해 실린더 블록(10)에서 돌출되는 발란스 샤프트(20)의 저널부(22)를 지지할 수 있게 된다.

한편 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)을 적용하면 크랭크 샤프트 베어링 하중 작용이 발란스 샤프트(20)에 전달될 수 있게 되지만 도시된 실시예와 같이 크랭크샤프트 지지부(31)와 발란스 샤프트 지지부(32)의 사이에 하중 분산 및 전달 방지용 그루브(33)를 형성하게 되면 각각의 하중이 전달되지 않게 된다.

이처럼 본 발명은 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)으로 발란스 샤프트(20)를 지지하여 종래의 블록 내장형과 분리 장착형의 장점을 취하고 단점을 피할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 종래의 블록 내장형과 같이 별도의 하우징 없이 발란스 샤프트(20)를 장착할 수 있게 되므로 원가 및 중량을 절감할 수 있게 되며, 종래의 분리 장착형과 같이 발란스 샤프트(20)의 저널부(22)의 직경을 최소화할 수 있게 되어 엔진 마찰 손실을 저감할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡(30)은 베어링 캡(31a)이 일체로 형성되므로 블록 내장형과 같이 신규 부품을 추가할 필요가 없게 되며, 일체형 구조의 적용에 따른 베어링 하중의 상호 전달을 방지할 수 있는 릴리프 구조를 적용으로 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래의 한 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조의 요부 정면도

도 2는 동 종래의 한 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조의 요부 사시도

도 3은 동 종래의 한 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조의 발란스 샤프트의 사시도

도 4는 종래의 다른 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조의 요부 정면도

도 5는 동 종래의 다른 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조의 요부 사시도

도 6은 동 종래의 다른 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조의 발란스 샤프트의 사시도

도 7은 본 발명의 한 실시예의 정면도

도 8은 동 실시예의 발란스 샤프트 장착캡의 사시도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

10 : 실린더 블록 20 : 발란스 샤프트

30 : 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡

31 :크랭크샤프트 지지부 32 : 발란스 샤프트 지지부

33 : 하중 분산 및 전달 방지용 그루브

34 : 체결구멍 40 : 체결볼트

Claims

크랭크샤프트와 함께 발란스 샤프트의 저널부를 지지할 수 있도록 하는 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡을 실린더 블록에 고정 설치하여 발란스 샤프트를 장착하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조.
제1항에 있어서, 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡은 일측에 베어링 캡이 형성된 크랭크샤프트 지지부가 마련되고, 타측에 발란스 샤프트 지지부가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조.
제2항에 있어서, 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡은 각 지지부의 양측에 마련되는 체결구멍에 체결되는 체결볼트를 통해 실린더 블록에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조.
제2항 또는 제3항에 있어서, 베어링 캡 일체형 발란스 샤프트 장착캡의 크랭크샤프트 지지부와 발란스 샤프트 지지부의 사이에 하중 분산 및 전달 방지용 그루브가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 엔진의 발란스 샤프트 장착구조.