KR100331621B1 - 크랭크축의 밀림 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치 페달의 작동시 엔드 플레이에 의하여 크랭크축이 엔진의 전측방향으로 밀리지 않도록 함으로써 벨트류의 내구성을 향상시키고 엔진의 소음, 진동을 저감시킬 수 있도록 하기 위하여,

실린더 블록의 외면으로부터 크랭크축의 리어 플랜지 측 메인 베어링 저널로 길게 형성되는 오일 공급홀과; 상기 오일 공급홀과 직교하며, 크랭크축의 리어 플랜지 측면으로부터 크랭크 아암 측으로 실린더 블록을 관통하여 형성되는 오일 유통홀과; 상기 리어 플랜지 측면과 실린더 블록 사이에 오일이 머무를 수 있도록 실린더 블록의 리어 커버와 리어 플랜지 사이에 개재되는 실링재와; 상기 오일 공급홀을 통해 공급되는 오일의 압력에 의하여 상기 오일 공급홀과 상기 오일 유통홀의 교차부를 개폐할 수 있도록 그 축방향으로 관통홀을 갖추고서 상기 오일 공급홀 내측으로 설치되는 피스톤과; 상기 오일 공급홀을 통하여 상기 피스톤에 작용하는 오일의 압력에 대항하여 상기 피스톤을 탄지하는 탄성부재;를 포함하여 이루어지는 크랭크축의 밀림 방지 장치를 제공한다.

Description

크랭크축의 밀림 방지 장치{A PUSHING FORCE RESISTANT APPARATUS OF CRANKSHAFT}

본 발명은 크랭크축의 밀림 방지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클러치 페달의 작동시 유압에 의하여 크랭크 리어 플랜지와 실린더 블록 사이에 일정한 갭을 형성하도록 함으로써, 크랭크축의 엔드 플레이로 인해 크랭크축이 엔진의 전측방향으로 밀리지 않도록 할 수 있는 크랭크축의 밀림 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 크랭크축은 엔진의 실린더 블록의 크랭크 케이스 내에 설치된 메인 베어링에 지지되어, 각 실린더의 동력 행정에서 얻어진 피스톤의 직선 운동을 커넥팅 로드를 거쳐 회전 운동으로 바꾸어 엔진의 출력을 외부에 전달하고, 동시에 흡기, 압축, 배기의 각 행정에서는 역으로 피스톤에 운동을 전달하는 역할을 하는 회전축으로서, 일체 구조로 이루어지며, 크랭크 핀, 크랭크 아암, 메인 베어링 저널 및 평형추 등이 그 주요부를 이루고 있다.

또한 이 크랭크축의 후단(rear end)으로는 플라이 휘일이 설치되기 위한 크랭크 플랜지와 클러치축의 전단을 지지하는 파일럿 베어링이 조립되기 위한 홀이 마련되어 있고, 크랭크축의 전단(front end)으로는 캠축, 워터 펌프 등의 구동을 위한 크랭크축 풀리가 설치되게 된다. 그리고, 크랭크축 내부로는 커넥팅 로드 베어링과 피스톤 핀 베어링에 오일을 보내기 위한 구멍이 메인 베어링 저널과 커넥팅 로드 베어링 저널 사이에 형성되어 있으며, 각 저널부상으로는 오일이 흘러 크랭크축이 원활히 회전될 수 있도록 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어지는 크랭크축에 있어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 크랭크축의 메인 베어링 저널부의 양측면과 접촉되어 마찰을 감소시킬 수 있도록, 실린더 블록(112)과 메인 베어링 캡(114)에 스러스트 베어링(116)을 장착하게 되는데, 이에 따라 스러스트 베어링(116)과 메인 베어링 저널부(118) 사이에 생기는 틈새(E1+E2)를 엔드 플레이(END PLAY)라 하며, 이 엔드 플레이는 통상 0.05㎜ ~ 0.3㎜정도로 이루어진다.

상기에서 기어 변속을 위해 클러치 페달을 밟게 되면, 릴리스 포크(120)가 클러치 커버(122)를 엔진의 전측방향으로 밀게 되고, 이로써 플라이 휘일(124)에 의해 클러치 커버(122)에 연결된 크랭크축 전체가 상기 엔드 플레이 간격만큼 이동하면서 진동이 발생하게 된다.

그런데 상기와 같이 형성되는 크랭크축의 엔드 플레이에 의하여 클러치 작동시 크랭크축은 엔진의 전측방향으로 밀리게 되고, 이에 따라 진동과 소음이 발생하게 된다.

특히, 엔드 플레이의 영향으로 크랭크축 풀리가 이동함에 따라 크랭크축 풀리와 다른 장치를 연결되는 타이밍 벨트 등 벨트류의 중심선이 어긋나게 됨으로써 벨트의 내구성과 진동, 소음 특성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 클러치 페달의 작동시 엔드 플레이에 의하여 크랭크축이 엔진의 전측방향으로 밀리지 않도록 함으로써 벨트류의 내구성을 향상시키고 엔진의 소음, 진동을 저감시킬 수 있는 크랭크축의 밀림 방지 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 크랭크축의 밀림 방지 장치가 적용된 실린더 블록의 개략도,

도 2는 도 1의 A-A선의 단면도,

도 3은 일반적인 크랭크축의 엔드 플레이 발생부의 부분 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 밀림 방지 장치 14 : 실린더 블록 16 : 크랭크실

18 : 메인 갤러리 홀 20 : 크랭크축 22 : 오일홀

24 : 리어 플랜지 26 : 메인 베어링 저널

28 : 오일 공급홀 30 : 크랭크 아암 32 : 오일 유통홀

34 : 리어 커버 36 : 실링재 38 : 관통홀

40 : 피스톤 42 : 탄성부재 44 : 너트

46 : 저널 베어링 48 : 클러치 마스트 실린더

50 : 고정너트 52 : 오일 파이프 54 : 오목홈

56 : 돌기 58 : 오링(O-RING)

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

실린더 블록의 외면으로부터 크랭크축의 리어 플랜지 측 메인 베어링 저널로 길게 형성되는 오일 공급홀과; 상기 오일 공급홀과 직교하며, 크랭크축의 리어 플랜지 측면으로부터 크랭크 아암 측으로 실린더 블록을 관통하여 형성되는 오일 유통홀과; 상기 리어 플랜지 측면과 실린더 블록 사이에 오일이 머무를 수 있도록 실린더 블록의 리어 커버와 리어 플랜지 사이에 개재되는 실링재와; 상기 오일 공급홀을 통해 공급되는 오일의 압력에 의하여 상기 오일 공급홀과 상기 오일 유통홀의 교차부를 개폐할 수 있도록 그 축방향으로 관통홀을 갖추고서 상기 오일 공급홀 내측으로 설치되는 피스톤과; 상기 오일 공급홀을 통하여 상기 피스톤에 작용하는 오일의 압력에 대항하여 상기 피스톤을 탄지하는 탄성부재;를 포함하여 이루어지는 크랭크축의 밀림 방지 장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 크랭크축의 밀림 방지 장치가 적용된 실린더 블록의 개략도로서, 본 발명의 밀림 방지 장치(12)는 실린더 블록(14)의 외주면으로부터 크랭크실(16) 내부로 연장하여 형성되며, 본 장치와 대향하는 측에는 메인 갤러리 홀(18)이 형성되어 엔진 오일이 이를 통하여 크랭크실(16) 내부로 유입되도록 된다.

이에 따라, 메인 갤러리 홀(18)을 통해 유입된 오일은, 크랭크축(20)의 메인베어링 저널과 커넥팅 로드 베어링 저널에 형성된 오일홀(22)을 통해 크랭크축 및 커넥팅 로드의 운동부위로 흘러들어, 이들의 운동이 원활하게 이루어질 수 있도록 윤활작용을 한다.

여기서 본 발명은 크랭크축의 메인 베어링 저널면과 실린더 블록의 저널 베어링 사이는 약 0.02㎜정도이고, 실린더 블록과 크랭크축의 리어 플랜지 측면과의 간격은 약 1㎜정도로서, 메인 베어링 저널면상을 윤활하는 오일이 리어 플랜지 측면에서 순간적으로 머무를 수 있는 점에 착안한 것으로, 이 순간적인 유압을 이용하여 클러치 페달의 작동시 크랭크축과 실린더 블록 사이에 일정한 갭을 형성함으로써, 엔드 플레이에 의한 크랭크축의 밀림 현상을 방지한다.

이를 위하여, 본 발명의 크랭크축 밀림 방지 장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(14)의 외면으로부터 크랭크축(20)의 리어 플랜지(24) 측 메인 베어링 저널(26)로 길게 형성되는 오일 공급홀(28)과, 이 오일 공급홀(28)과 직교하며 크랭크축(20)의 리어 플랜지(24) 측면으로부터 크랭크 아암(30) 측으로 실린더 블록(14)을 관통하여 형성되는 오일 유통홀(32)과, 실린더 블록(14)의 리어 커버(34)와 리어 플랜지(24) 사이에 개재되는 실링재(36)와, 그 축방향으로 관통홀(38)을 갖추고서 오일 공급홀(28) 내측으로 설치되는 피스톤(40)과, 이 피스톤(40)을 탄지하는 탄성부재(42)로 이루어진다.

상기에서 오일 공급홀(28)의 중심은 실린더 블록(14)의 메인 갤러리 홀(18)의 중심으로부터 약 0.005㎜정도로 리어 플랜지(24) 측으로 편향되어 있으며, 크랭크실(16) 내측으로는 너트(44)에 의해 밀봉되어진다. 이 너트(44)와 실린더블록(14)의 메인 베어링 저널 측에는 저널 베어링(46)이 장착된다. 여기서 저널 베어링(46)과 크랭크축의 메인 베어링 저널(26)과의 제1갭(G1)은 약 0.02㎜정도이며, 리어 플랜지(24) 측면과 실린더 블록(14) 측면의 제2갭(G2)은 약 1㎜정도이다.

상기 오일 공급홀(28)과 직교하여 형성되는 오일 유통홀(32)은 클러치 페달의 작동이 없는 경우에는 제1갭(G1)과 제2갭(G2)을 통한 오일을 그대로 유통시키게 되나, 클러치 페달의 작동이 있으면 피스톤(40)에 의해 차단되어 오일이 제2갭(G2)에 머무를 수 있도록 한다.

이 때, 오일이 제2갭(G2)에 머무를 수 있기 위해서는 리어 플랜지(24)측으로 오일이 누유되지 않아야 하므로 이를 위하여 실린더 블록(14)의 일측에 장착되는 리어 커버(34)와 리어 플랜지(24) 사이에 실링재(36)를 개재한 것이다.

한편, 상기 오일 유통홀(32) 내의 오일 흐름을 개폐하기 위하여 오일 공급홀 (28)내에 설치되는 피스톤(40)은 오일 공급홀(28)의 외부로부터 공급되는 오일의 압력에 의하여 작동하며, 오일 공급홀(28)과 오일 유통홀(32)의 교차부 근방으로는 관통홀(38)이 형성되어, 피스톤(40) 상면으로부터 유압의 작용이 없을 때는 오일 유통홀(32)의 오일 흐름을 개통시킬 수 있도록 한다. 여기서 오일 유통홀(32) 내에는 일정한 오일이 잔존하므로 피스톤(40)에 작용하는 유압의 힘에 대하여 일정한 복원력을 작용할 수 있도록 너트(44)와 피스톤(40)의 사이에는 탄성부재(42)를 개재시키게 된다.

상기와 같이 이루어지는 크랭크축의 밀림 방지 장치에 있어서, 클러치 페달과의 연동 작동을 위하여 상기 오일 공급홀을 통하여 공급되는 오일은 클러치 페달의 작동과 함께 공급될 수 있도록 한다. 이를 위하여, 상기 오일 공급홀(28)은 클러치 마스트 실린더(48)에 연결되어 오일을 공급받도록 한다.

그리고 오일의 공급을 위하여 오일 공급홀(28)의 개구부에는 고정너트(50)에 의해 오일 공급홀(28)에 결합되는 오일 파이프(52)가 설치하되, 고정너트(50)의 내주면에는 오목홈(54)을 형성하고, 오일 파이프(52)의 외주면에는 오목홈(54)에 끼움 결합되는 돌기(56)를 형성하여, 오일 파이프(52)가 오일 공급홀(28)에 착탈 가능하게 결합되도록 한다. 이에 따라 오일 파이프의 장착 작업은 보다 용이해지게 된다.

한편, 오일 유통홀(32)과 오일 공급홀(28)의 교차부 사이에서 오일이 누유될 수 있으므로 피스톤(40)의 관통홀(38)의 상하측으로 오링(O-RING; 58)을 장착하여 누유를 방지하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 크랭크축의 밀림 방지 장치의 작동 내용은 다음과 같다.

먼저, 기어 변속이 없는 일반 주행의 경우에는 엔드 플레이에 의한 크랭크축의 밀림 현상이 발생하지 않으므로 오일은 메인 갤러리 홀(18)을 통해 크랭크축의 오일홀(22)을 거쳐 제1갭(G1) →제2갭(G2) →오일 유통홀(32) →관통홀(38) →오일 유통홀(32)의 경로로서 다시 크랭크축의 크랭크 아암(30)부로 유통되어 오일팬으로 순환되어지게 된다.

이 때, 기어 변속을 위해 클러치 페달을 밟게 되면, 클러치 마스트 실린더(48)의 오일이 오일 공급홀(28을 통해 피스톤(40)의 상면에 작용하여 크랭크축 측으로 밀게되고, 피스톤(40)의 관통홀(38)이 오일 유통홀(32)과 어긋나게 되면서 엔진 오일이 제2갭(G2)상에 일시적으로 머무르게 된다. 여기서 제1갭(G1)을 통해서 오일이 새어나갈 수 있으나, 제1갭(G1)의 크기는 약 O.02㎜정도로서 제2갭의 크기(1㎜)에 비하여 훨씬 적기 때문에 순간적인 변속 동작시에는 제2갭(G2)상에 오일이 잠시 보관되어질 수 있다. 이에 따라 제2갭(G2)의 오일이 일정한 유압을 형성함으로써 클러치 페달 작동시 크랭크축이 밀리지 않도록 한다.

한편, 다시 클러치 페달을 놓게 되면, 탄성부재(42)의 복원력에 의하여 피스톤(40)은 원위치로 귀환하게 되고, 피스톤의 관통홀(38)과 오일 유통홀(32)이 다시 일치하면서 오일 유통홀(32)을 통해 오일은 일반 주행시의 순환 경로를 따라 다시 유통될 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 크랭크축의 밀림 방지 장치는 클러치 페달의 작동시 크랭크축의 리어 플랜지 측면과 실린더 블록 사이에 일정한 오일층을 형성되게 함으로써, 엔드 플레이에 의하여 크랭크축이 엔진의 전측방향으로 밀리는 것을 방지할 수 있다.

이에 따라 엔진의 소음, 진동 특성을 향상시킬 수 있으며, 특히 크랭크축 풀리와 다른 장치류를 연결하는 벨트의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 실린더 블록의 외면으로부터 크랭크축의 리어 플랜지 측 메인 베어링 저널로 길게 형성되는 오일 공급홀과;

   상기 오일 공급홀과 직교하며, 크랭크축의 리어 플랜지 측면으로부터 크랭크 아암 측으로 실린더 블록을 관통하여 형성되는 오일 유통홀과;

   상기 리어 플랜지 측면과 실린더 블록 사이에 오일이 머무를 수 있도록 실린더 블록의 리어 커버와 리어 플랜지 사이에 개재되는 실링재와;

   상기 오일 공급홀을 통해 공급되는 오일의 압력에 의하여 상기 오일 공급홀과 상기 오일 유통홀의 교차부를 개폐할 수 있도록 그 축방향으로 관통홀을 갖추고서 상기 오일 공급홀 내측으로 설치되는 피스톤과;

   상기 오일 공급홀을 통하여 상기 피스톤에 작용하는 오일의 압력에 대항하여 상기 피스톤을 탄지하는 탄성부재;

   를 포함하여 이루어지는 크랭크축의 밀림 방지 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일 공급홀은 클러치 페달에 의하여 작동되는 클러치 마스트 실린더에 연결되는 것을 특징으로 하는 크랭크축의 밀림 방지 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 오일 공급홀의 개구부에는 고정너트에 의해 오일 공급홀에 결합되는 오일 파이프가 설치되며,

   상기 고정너트의 내주면에는 오목홈이 형성되고, 상기 오일 파이프의 외주면에는 상기 오목홈에 끼움 결합되는 돌기가 형성되어, 상기 오일 파이프는 상기 오일 공급홀에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 크랭크축의 밀림 방지 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 피스톤은 상기 오일 유통홀을 통해 유입되는 오일이 오일 공급홀로 누출되지 않도록 상기 관통홀의 상하측으로 오링(O-RING)을 장착한 것을 특징으로 하는 크랭크축의 밀림 방지 장치.