KR100643952B1

KR100643952B1 - 밸런스샤프트모듈의 노이즈 저감구조

Info

Publication number: KR100643952B1
Application number: KR1020040059787A
Authority: KR
Inventors: 조진우; 김원규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-11-10
Also published as: KR20060011103A

Abstract

본 발명은 한 쌍의 밸런스샤프트에 구비된 드라이브기어와 드리븐기어 사이의 치합상태를 엔진의 작동환경 변화에 무관하게 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 드라이브기어와 드리븐기어의 사이에서 발생되는 래틀 노이즈가 저감될 수 있도록 하여, 엔진의 정숙성을 더욱 향상시키도록 한다.

Description

밸런스샤프트모듈의 노이즈 저감구조{noise reduction structure for a balance shaft module}

도 1은 본 발명이 적용되는 밸런스샤프트모듈의 예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 밸런스샤프트모듈의 노이즈 저감구조를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 크랭크샤프트 3; 드라이브기어

5,5'; 제1,제2밸런스샤프트 7; 드리븐기어

9; 하우징 11; 저널캡

13; 고정핀 15; 볼트구멍

17; 볼트탭 19; 체결볼트

9a,11a; 제1,제2반원형저널부

본 발명은 엔진의 밸런스샤프트모듈의 노이즈 저감구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸런스샤프트모듈을 이루는 밸런스샤프트들에 구비된 드라이브기어와 드리븐기어 사이의 래틀 노이즈 (rattle noise)를 저감시키도록 하는 기술에 관한 것이다.

밸런스샤프트모듈은 엔진의 진동을 상쇄시켜서 엔진의 정숙성을 향상시키기 위한 것으로서, 크랭크샤프트와 연동되어 회전되는 밸런스샤프트들의 회전작용에 의해 엔진의 작동 중 발생되는 진동을 상쇄시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 밸런스샤프트들은 크랭크샤프트로부터 회전력을 직접 전달받는 것과, 이 회전력을 전달받는 것이 쌍을 이루고 있으며, 크랭크샤프트로부터 직접 회전력을 전달받는 밸런스샤프트에는 드라이브기어가 구비되어 있고, 다른 하나의 밸런스샤프트에는 상기 드라이브기어에 치합되어 회전력을 전달받는 드리븐기어가 구비되어 있다.

한편, 상기와 같은 한 쌍의 밸런스샤프트는 통상 알루미늄 재질의 하우징에 의해 지지되어 엔진의 하측에 장착되는 구조를 가지고 있다.

본 발명은 한 쌍의 밸런스샤프트에 구비된 드라이브기어와 드리븐기어 사이의 치합상태를 엔진의 작동환경 변화에 무관하게 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 드라이브기어와 드리븐기어의 사이에서 발생되는 래틀 노이즈가 저감될 수 있도록 하여, 엔진의 정숙성을 더욱 향상시키도록 한 밸런스샤프트모듈의 노이즈 저감구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 밸런스샤프트모듈의 노이즈 저감구조는, 엔진의 하부에 결합되면서 한 쌍의 밸런스샤프트를 전 둘레중 절반 부위를 안착 지지하는 제1반월형저널부를 양측 단부에 형성하는 하우징과;
상기 하우징의 제1반월형저널부상에 안착지지되어 상호 평행하게 배치되고, 서로 회전력을 전달하도록 상호 치합되는 드라이브기어와 드리븐기어를 각각 장착하고 있는 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트 및;
상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트 사이의 축간 거리를 규제하도록 상기 하우징의 제1반원형저널부에 대응하는 제2반원형저널부를 갖추고서 상기 하우징에 결합되고, 상기 하우징 보다 열팽창계수가 작은 재질로 이루어진 저널캡을 포함하고;
상기 저널캡의 양단에는 상기 저널캡의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출되어 상기 하우징의 체결구멍에 삽입되는 고정핀을 일체로 갖춘 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 밸런스샤프트모듈의 개념을 도시하고 있는바, 크랭크샤프트(1)의 하측에 크랭크샤프트(1)로부터 직접 회전력을 전달받을 수 있도록 설치되고 드라이브기어(3)가 일체로 구비된 제1밸런스샤프트(5)와, 이 제1밸런스샤프트(5)와 평행하게 배치되고 상기 드라이브기어(3)에 치합되는 드리븐기어(7)가 일체로 구비된 제2밸런스샤프트(5')와, 상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')를 동시에 지지하도록 하는 하우징(9)이 도시되어 있다.

본 발명은 상기 하우징(9)에 설치되는 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5') 사이의 축간 거리를 일정한 수준으로 규제함에 의해 본 발명의 목적을 달성하도록 하는 것으로서, 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진의 하부에 결합되는 하우징(9)과, 상기 하우징(9)에 평행하게 배치되어 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7)에 의해 서로 회전력을 전달하도록 연결된 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')와, 상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')의 축간 거리를 규제할 수 있도록 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')의 외주들을 감싸며, 상기 하우징(9) 보다 열팽창계수가 작은 재질로 이루어진 저널캡(11)을 포함하여 구성되어 있다.
이 경우, 상기 하우징(9)은 엔진의 하부에 결합됨과 더불어 상측에 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')를 상호 평행한 위치에서 길이방향으로 안착지지할 수 있도록 형성되는 데, 상기 하우징(9)의 양측 단부에는 후술되는 저널캡(11)의 제2반원형저널부(11a)에 대응하는 형상의 제1반월형저널부(9a)가 일체로 형성되어 있다. 즉, 상기 하우징(9)의 제1반월형저널부(9a)는 상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')의 외주 전 둘레중 하측의 절반 부위를 감싸는 형태로 형성되는 것이다.
또한, 상기 저널캡(11)은 상기 하우징(9)의 상부에 결합되어 상기 하우징(9)으로부터 상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')의 위치를 고정시켜 주는 역할을 수행하게 된다.

통상 상기 하우징(9)은 알루미늄 재질로 이루어지므로, 상기 저널캡(11)은 알루미늄보다 열팽창계수가 작은 스틸재질로 이루어지도록 함이 바람직하다.

상기 저널캡(11)의 양단에는 저널캡(11)의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출되어 상기 하우징(9)에 형성된 체결구멍(9b)으로 삽입되는 고정핀(13)이 일체로 구비되어 있어서, 상기 저널캡(11)이 상기 하우징(9)에 장착되면, 상기 하우징(9)의 열팽창도 상기 저널캡(11)에 의해 억제될 수 있는 구조를 취하고 있다.
즉, 상기 저널캡(11)이 가지는 물성적 특성인 낮은 열팽창계수로 인해 고온에서 상기 저널캡(11)의 변형량은 상기 하우징(9)에 비해 상대적으로 작게 되고, 이로 인해 상기 하우징(9)에 안착 지지된 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5') 사이의 축간 거리는 상기 저널캡(11)에 의해 일정한 수준을 유지할 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기 저널캡(11)에는 도시된 바와 같이 볼트구멍(15)이 구비되고 상기 하우징(9)에는 그에 상응하는 볼트탭(17)이 형성되어 체결볼트(19)에 의해 저널캡(11)의 하우징(9)에 견고하게 고정할 수 있도록 되어 있으며, 상기 저널캡(11)에는 상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5')의 외주 전 둘레중 상측의 절반 부위를 감싸는 형태의 제2반원형저널부(11a)가 일체로 형성되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에서는 상기 저널캡(11)을 상기 하우징(9)에 장착하여 고정하면, 상기 저널캡(11)이 상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트(5,5') 사이의 축간 거리를 적절하게 규제함으로써, 상기 제1,제2밸런스샤프트(5,5')에 각각 설치된 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7) 사이의 치합상태가 항상 일정하게 유지되게 된다.

특히, 엔진의 냉간 초기작동시와 충분한 운전시간이 경과하여 엔진의 온도가 정상적인 상태가 되었을 때의 온도차에 의해 상기 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7) 사이의 축간거리가 변화하는 것을 효과적으로 억제할 수 있으므로, 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7)는 래틀 노이즈가 최소화될 수 있는 치합상태를 그대로 유지할 수 있어서, 엔진의 다양한 운전상태에서, 상기 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7)의 작동에 의한 래틀 노이즈는 최소화될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 엔진 작동의 내부적인 열변형 요인 이외에, 차량이 혹한지나, 혹서지 등에서 운행되는 경우와 같이 외부적인 요인에 의해 열변형이 초래되어 상기 제1,제2밸런스샤프트(5,5')에 설치된 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7) 사이의 치합상태에 영향을 줄 수 있는 경우에도, 상기 저널캡(11)은 비교적 작은 열팽창계수를 가지고 있으므로, 상기 하우징(9)의 열변형을 억제하고, 상기 제1,제2밸런스샤프트(5,5')에 구비된 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7) 사이의 축간 거리를 일정하게 유지하여, 드라이브기어(3)와 드리븐기어(7)의 래틀노이즈가 최소화된 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 하여, 결과적으로, 엔진의 정숙성을 향상시키는 데에 크게 기여하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트에 구비된 드라이브기어와 드리븐기어 사이의 치합상태를 엔진의 작동환경 변화에 무관하게 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 드라이브기어와 드리븐기어의 사이에서 발생되는 래틀 노이즈가 저감될 수 있도록 하여, 엔진의 정숙성을 더욱 향상시키도록 한다.

Claims

엔진의 하부에 결합되면서 한 쌍의 밸런스샤프트를 전 둘레중 절반 부위를 안착 지지하는 제1반월형저널부를 양측 단부에 형성하는 하우징과;

상기 하우징의 제1반월형저널부상에 안착지지되어 상호 평행하게 배치되고, 서로 회전력을 전달하도록 상호 치합되는 드라이브기어와 드리븐기어를 각각 장착하고 있는 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트 및;

상기 한 쌍의 제1,제2밸런스샤프트 사이의 축간 거리를 규제하도록 상기 하우징의 제1반원형저널부에 대응하는 제2반원형저널부를 갖추고서 상기 하우징에 결합되고, 상기 하우징 보다 열팽창계수가 작은 재질로 이루어진 저널캡을 포함하고;

상기 저널캡의 양단에는 상기 저널캡의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출되어 상기 하우징의 체결구멍에 삽입되는 고정핀을 일체로 갖춘 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트모듈의 노이즈 저감구조.
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