KR100212755B1 - V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크랭크 샤프트 전, 후에 밸런스 플레이트를 설치하여 관성력에 의한 평형성을 유지하게 한 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트로 이를 실현하기 위한 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트에 있어서, 크랭크 샤프트의 양측 저널측에 관성력의 평형을 조절하게 평형 조정수단인 프론트 밸런스 플레이트와, 리어 밸런스 플레이트를 장착하여 이루어지는 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는데 있다.

Description

V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트

본 발명은 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크랭크 샤프트 전, 후에 밸런스 플레이트를 설치하여 관성력에 의한 평형성을 유지하게 한 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로 크랭크 샤프트는 각 실린더의 피스톤이 일으키는 직선운동을 회전운동으로 바꾸어줌과 동시에 하사점에 도달한 피스톤으로 힘을 가하여 직선운동이 연속되게 하므로써, 동력이 발생되게 하는 중요한 기능을 가지고 있다.

상기한 크랭크 샤프트는 진동이 없이 원활히 회전할 수 있게 만들어야 하지만, 실제에 있어서 크랭크 저널과 크랭크핀의 중심은 편심으로 되어 있기 때문에 그대로 회전시키면 균형을 유지할 수 없게 되어 있다.

이러한 문제점을 해소하고자, 통상은 크랭크핀의 반대쪽에 크랭크 아암에 밸런싱 웨이트를 부가하여 회전중의 균형이 이루어지게 하고 있다.

상기한 밸런싱 웨이트는 소형 엔진의 경우, 크랭크 아암과 일체로 성형한 다음, 가공과정에서 수정하여 균형잡는 방법으로 만들고, 대형 엔진에서는 별도로 밸런싱 웨이트를 제작하여 크랭크 아암에 부착시키는 방법으로 하고 있다.

밸런스 웨이트는 관성 우력을 상쇄할 수 있는 대칭방향으로 배열함이 일반적이다.

이 경우에 직열형 4기통 엔진은 예외없이 크랭크 아암의 전개각이 180도로 되어 있기 때문에 밸런싱웨이트의 배치에 별 문제가 없으나, V형 6기통 엔진의 경우는 쉽지 않다.

그 이유는 모든 크랭크 아암에 밸런싱 웨이트를 부가하면, 축 중량이 과도하게 무거워지고 엔진의 고회전 영역에서 비틀림 진동이 발생하기 때문이다.

한편 크랭크샤프트에서 관성우력은 축의 양단부와 그 중간부에서 가장 큰 힘이 되는데, 양단부의 우력은 상호 대칭이고 또 중간부의 그것에 대해 직교방향으로 나타나는 성질을 가지고 있다.

제1도는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트를 도시한 도면으로, 부호(1∼6)는 커넥팅 로드가 연결되는 제1∼제6크랭크핀을 지칭한다.

상기한 제1∼제6크랭크핀(1∼6)은 V형 6기통의 경우에 제1∼제4크랭크 저널(11∼14) 사이로 각 1쌍씩 나누어 배열된다.

상기한 제1∼제6크랭크핀(1∼6)끼리 인접된 사이와, 그리고 이들 제1∼제6크랭크핀(1∼6)과 제1∼제4크랭크저널(11∼14)이 인접된 사이에는 제1내지 제9크랭크아암(21∼29)이 개재된다.

도시하지 않은 플라이 휠은 제4크랭크 저널(14)측에 인접하여 형성된 플랜지(30)로 부착된다.

그리고 제1크랭크 저널(11)측에 인접하여 도시 생략한 댐퍼나 스프로켓이 장착되고 있다.

본 발명에 관련된 크랭크 샤프트는 상기한 제1∼제9 크랭크 아암(21∼29)중에서 전단부의 제1및 제2크랭크 아암(21)(22)에 각각 제1및 제2밸런싱 웨이트(31)(32)가 부여되고, 또 중간의 제4및 제6크랭크 아암(24)(26)에 제3및 제4밸런싱웨이트(33)(34)가 각각 부여되며, 후단부의 제5및 제6크랭크 아암(28)29)에도 제5 및 제6밸런싱웨이트(35)(36)가 각각 부여된다.

이에 따라 불평형 우력을 해소할 수 있는 가장 합리적인 방법은 중심점의 주위에 존재하는 우력이 완전한 대칭을 이루도록 하는 것이다.

상기한 종래 기술에서 크랭크 샤프트 가공시 크랭크 핀에 질량체를 장착하여야 하는 번거로움이 있고, 피스톤과 커넥팅로드의 설계 변경시 관성력 변화 때문에 설계 변경되는 질량체와 더블어 크랭크 샤프트 밸런스 웨이트도 설계 변경되어야 하는 문제점이 있다.

다시 말해 크랭크 샤프트에 관련한 어느 한 부분만의 설계 변경시에도 상기한 바와 같이 여러 부분에서 설계 변경이 뒤따르기 때문에 원가상승과 생산성 저하가 초래되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 크랭크 샤프트 전, 후에 밸런스 플레이트를 설치하여 관성력에 의한 평형성을 유지하게 한 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트에 있어서, 크랭크 샤프트의 전측 저널 연장축에 설치되는 프론트 밸런스 플레이트와, 상기 크랭크 샤프트의 후측 리어 플렌지부에 설치되는 리어 밸런스 플레이트로 구성되는 평형 조정수단을 포함하여 이루어지는 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는데 있다.

상기한 프론트 밸런스 플레이트는 저널 연장축에 삽입 고정 설치되게 형성된 키이홈과, 이 키이홈의 하측에 소정의 무게를 갖는 제1질량체를 형성하여 이루어지는 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는데 있다.

상기한 리어 밸런스 플레이트는 리어 플렌지부에 일정 각도로 장착되게 형성한 체결공과, 이 체결공의 상측에 소정의 무게를 갖는 제2질량체를 형성하여 이루어지는 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명은 크랭크 샤프트 전, 후에 프론트 밸런스 플레이트와 리어 밸런스 플레이트를 설치하여 관성력을 평행시키고, 크랭크 샤프트만 평형시키면 관성력의 평행을 유지하게 한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 크랭크 샤프트를 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 따른 밸런스 플레이트가 배치됨을 도시한 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 프론트 밸런스 플레이트를 도시한 사시도.

제4도는 본 발명에 따른 리어 밸런스 플레이트를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 밸런스 플레이트가 배치됨을 도시한 개략도이고, 제3도는 본 발명에 따른 프론트 밸런스 플레이트를 도시한 사시도이다. 그리고 제4도는 본 발명에 따른 리어 밸런스 플레이트를 도시한 도면으로, 부호(50)는 크랭크 샤프트를 지칭한다.

상기한 크랭크 샤프트(50)에는 양측 저널측에 관성력의 평형을 조절하게 평형조정수단(52)을 설치하여 이루어지고 있다.

상기한 평형 조정수단(52)은 크랭크 샤프트(50)의 전측 저널 연장축(54)에 설치되는 프론트 밸런스 플레이트(56)와, 상기 크랭크 샤프트(50)의 후측 리어 플렌지부(58)에 설치되는 리어 밸런스 플레이트(60)로 구성되어 이루어지고 있다.

상기한 프론트 밸런스 플레이트(56)는 저널 연장축(54)에 삽입 고정 설치되게 키이홈(62)을 형성하고 있다.

상기한 키이홈(62)의 하측에는 소정의 무게를 갖는 제1질량체(64)를 형성하고 있다.(제2도 참조)

상기한 리어 밸런스 플레이트(60)는 리어 플렌지부(58)에 일정 각도로 장착되게 복수개의 체결공(66)을 형성하고 있다.

상기한 체결공(66)의 상측에는 소정의 무게를 갖는 제2질량체(68)를 형성하여 이루어지고 있다.(제4도 참조)

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 크랭크 샤프트(50)의 저널 연장축(54)에는 키이홈(62)을 이응 프론트 밸런스 플레이트(56)를 너트 등으로 설치하고, 이때 제1질량체(64)는 하향시켜 일측에서의 관성력 평형을 도모하게 한다.

그리고 상기한 크랭크 샤프트(50)의 리어 플랜지부(58)에는 볼트로 리어 밸런스 플레이트(60)를 체결하는데, 이때 제2질량체(68)는 상측에 위치하도록 하여 프론트 밸런스 플레이트(56)의 반대측에서 관성력의 평형유지를 도모한다.

상기한 바와 같이 이루어짐에 따라 크랭크 샤프트(50)의 평형 유지는 상기 제1∼제6밸런싱 웨이트(31∼36)에 의해 이루어지고 피스톤과 커넥팅 로드에 의한 관성력은 프론트, 리어 밸런스 플레이트(56)(60)로 평형유지가 이루어지게 된다.

이러한 본 발명은 V형 6기통 엔진에서의 밸런싱 웨이트의 기능을 프론트, 리어 밸런스 플레이트가 대신하게 되므로서 경량화가 도모된다.

또, 크랭크 샤프트 가공시 크랭크 핀에 질량체를 장착하지 않아도 되는 효과가 있다. 이는 밸런스 플레이트가 역할을 대신하기 때문이다.

그리고 피스톤과 커넥팅로드의 설계 변경시에 발생하는 관성력의 변화에 의해 질량체와 밸런싱 웨이트도 설계 변경하여야 하는 번거로움이 밸런스 플레이트의 채용으로 해소된다.

이에 따라 밸러스 플레이트 적용으로 원가절감과, 생산성이 향상되는 발명이다.

Claims (3)

1. V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트에 있어서, 크랭크 샤프트의 전측 저널 연장축에 관성력의 평형을 조절하게 설치되는 프론트 밸런스 플레이트와, 상기 크랭크 샤프트의 후측 리어 플랜지부에 관성력의 평형을 조절하게 설치되는 리어 밸런스 플레이트로 구성된 평형 조정수단을 포함하여 이루어지는 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트.
2. 제1항에 있어서, 프론트 밸런스 플레이트는 저널 연장축에 삽입 고정 설치되게 형성된 키이홈과, 이 키이홈의 하측에 소정의 무게를 갖는 제1질량체를 형성하여 이루어지는 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트.
3. 제1항에 있어서, 리어 밸런스 플레이트는 리어 플렌지부에 일정 각도로 장착되게 형성한 체결공과, 이 체결공의 상측에 소정의 무게를 갖는 제2질량체를 형성하여 이루어지는 V형 6기통 엔진의 크랭크 샤프트.