KR100992401B1 - Apparatus for balancing engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진 밸런싱 장치에 관한 것으로서 특히, 2차 진동성분을 상쇄하기 위한 것으로서, 엔진의 크랭크축(10)에 결합되는 캠(20)과; 상기 캠(20)의 하측에서 이 캠(20)에 접촉하여 회전하는 롤러(30)와; 상기 롤러(30)와 결합되어, 하우징(40) 내에서 스프링(50)에 대항하여 상하방향으로 이송 가능하도록 설치되는 질량부(60)를 포함하여 구성되어, 종래의 밸런스 샤프트를 이용한 시스템에 비하여 구동에 필요한 부품 및 그 설치공간을 절약할 수 있어, 경량화가 가능하고 엔진의 상품성을 향상시킬 수 있는 것이다.
The present invention relates to an engine balancing device, in particular, to offset the secondary vibration component, the cam 20 coupled to the crankshaft 10 of the engine; A roller 30 which rotates in contact with the cam 20 at a lower side of the cam 20; Combined with the roller 30, and comprises a mass portion 60 which is installed in the housing 40 so as to be able to transfer in the vertical direction against the spring 50, compared to a system using a conventional balance shaft It is possible to save the components necessary for the drive and the installation space, it is possible to reduce the weight and improve the commerciality of the engine.

엔진, 밸런싱, 캠, 롤러, 하우징.Engine, balancing, cam, roller, housing.

Description

엔진 밸런싱 장치 {Apparatus for balancing engine} Apparatus for balancing engine             

도 1은 종래의 엔진 밸런싱 장치의 일례를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing an example of a conventional engine balancing device,

도 2는 본 발명의 엔진 밸런싱 장치의 제 1실시예를 나타내는 개략도, 2 is a schematic view showing a first embodiment of an engine balancing apparatus of the present invention;

도 3은 도 2의 A - A 선 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 본 발명의 엔진 밸런싱 장치의 제 2실시예를 나타내는 개략도, 4 is a schematic view showing a second embodiment of an engine balancing apparatus of the present invention;

도 5는 도 4의 B - B 선 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

도 6은 본 발명의 질량부 위치와 크랭크 각도 사이의 관계를 나타내는 6 shows the relationship between the mass part position and the crank angle of the present invention;

그래프,       graph,

도 7과 본 발명의 제 1실시예에서의 작동상태를 나타내는 개략도.7 is a schematic diagram showing an operating state in the first embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제 2실시예에서의 작동상태를 나타내는 개략도.
8 is a schematic diagram showing an operating state in a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 크랭크 축 20 : 캠10: crankshaft 20: cam

30 : 롤러 40 : 하우징30: roller 40: housing

50 : 스프링 60 : 질량부 50: spring 60: mass part                 

70 : 제 1기어 80 : 제 2기어
70: first gear 80: second gear

본 발명은 엔진 밸런싱 장치에 관한 것으로서 특히, 2차 진동성분을 상쇄하기 위한 것으로서, 종래의 밸런스 샤프트를 이용한 시스템에 비하여 구동에 필요한 부품 및 그 설치공간을 절약할 수 있어, 경량화가 가능하고 엔진의 상품성을 향상시킬 수 있는 엔진 밸런싱 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine balancing device, and more particularly, to offset secondary vibration components, which can save parts required for driving and its installation space, as compared to a system using a conventional balance shaft. It is related with the engine balancing apparatus which can improve a commercial property.

통상의 4행정 4기통 엔진의 경우, 2차 진동성분은 크랭크의 밸런싱으로 소거되지 않고 항상 존재하게 되고, 이러한 엔진의 진동성분은 엔진의 운전속도가 높아짐에 따라 엔진의 작동에 많은 영향을 미치게 된다.In the case of the conventional four-stroke four-cylinder engine, the secondary vibration component is always present without being canceled by the crank balancing, and the vibration component of the engine greatly affects the operation of the engine as the engine operating speed increases. .

상기와 같은 엔진의 2차 진동성분을 제거하기 위해서는, 보통 밸런스 샤프트를 이용하게 되는데, 이는 크랭크 회전수의 2배로 회전하는 밸런스 웨이트가 구비된 2쌍의 밸런스 샤프트를 서로 반대방향으로 회전시켜 2차 진동성분을 제거하는 것이다.In order to remove the secondary vibration component of the engine as described above, a balance shaft is usually used, which is achieved by rotating two pairs of balance shafts provided with a balance weight which rotates at twice the number of crank revolutions in opposite directions. It is to remove the vibration component.

그 일례가 도 1에 도시되어 있으며, 크랭크 축(1)에 체인(4)으로 연결된 상측 밸런스 샤프트(2) 및 하측 밸런스 샤프트(3)가 서로 반대방향으로 회전하게 되는 것이다. An example thereof is shown in FIG. 1, in which the upper balance shaft 2 and the lower balance shaft 3, which are connected to the crankshaft 1 by the chain 4, rotate in opposite directions.                         

상기와 같은 장치를 구동하기 위해서는 크랭크 (1)축의 회전을 이용하여 동력을 전달하는 장치가 필요하게 되는데, 이는 상기와 같이, 보통 체인(4)이나 벨트, 및 여러 기어의 조합을 추가하여 구동되기도 한다.
In order to drive such a device, a device for transmitting power by using the rotation of the crank (1) shaft is required, which is usually driven by adding a combination of a chain (4), a belt, and several gears. do.

그러나 상기와 같은 밸런스 샤프트 장치는 이를 구동하기 위하여 여러 부품이 필요하게 되는데, 그 예로서, 밸런스 샤프트를 구동하기 위한 체인, 벨트 또는 기어를 들 수 있으며, 이는 엔진의 구조를 복잡하게 할 뿐 아니라, 이를 구동하기 위하여 별도의 장치가 필요하게 됨에 따라 엔진의 마찰 손실을 증가시켜 엔진의 연비에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.However, such a balance shaft device requires several parts to drive it, for example, a chain, a belt or a gear for driving the balance shaft, which not only complicates the structure of the engine, As a separate device is needed to drive this, there is a problem in that the friction loss of the engine is increased to adversely affect the fuel economy of the engine.

또한, 이러한 부품들을 장착하기 위하여 많은 공간을 필요로 하게 되고, 중량의 증가 및 제작비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.
In addition, it requires a lot of space for mounting these parts, there was a problem that the increase in weight and manufacturing cost increases.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 종래의 밸런스 샤프트를 이용한 시스템에 비하여 구동에 필요한 부품 및 그 설치공간을 절약할 수 있어, 경량화가 가능하고 엔진의 상품성을 향상시킬 수 있는 엔진 밸런싱 장치를 제공하고자 한다.
The present invention is to solve the above-mentioned shortcomings, and compared to the system using a conventional balance shaft, it is possible to save the components required for driving and its installation space, it is possible to reduce the weight and improve the marketability of the engine engine balancing device To provide.

이러한 본 발명은, 엔진의 크랭크축에 결합되는 캠과; 상기 캠의 하측에서, 이 캠에 접촉하여 회전하는 롤러와; 상기 롤러와 결합되어, 하우징 내에서 스프링 에 대항하여 상하방향으로 이송가능 하도록 설치되는 질량부를 포함하여 구성함으로써 달성된다.
This invention, the cam is coupled to the crankshaft of the engine; A roller which, in the lower side of the cam, rotates in contact with the cam; In combination with the roller, it is achieved by including a mass portion that is installed to be transportable in the housing in the vertical direction against the spring.

본 발명의 다른 관점으로서, 이러한 본 발명은, 엔진의 크랭크축에 결합되는 제 1기어와; 상기 제 1기어의 하측에서 이 제 1기어에 접촉하여 회전하며, 그 원주부에 돌기부가 형성된 제 2기어와; 상기 제 2기어의 돌기부와 결합되는 슬롯이 형성되며, 하우징 내에서 상하방향으로 이송 가능하도록 설치되는 질량부를 포함하여 구성함으로써 달성된다.
In another aspect of the present invention, the present invention comprises: a first gear coupled to a crankshaft of an engine; A second gear which rotates in contact with the first gear at a lower side of the first gear and has a projection formed at a circumference thereof; The slot is coupled to the protrusion of the second gear is formed, it is achieved by including a mass portion that is installed to be transported in the housing in the vertical direction.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 엔진 밸런싱 장치의 제 1실시예를 나타내는 개략도이고, 도 3은 도 2의 A - A 선 단면도로서, 본 발명은, 엔진의 크랭크축(10)에 결합되는 캠(20)과; 상기 캠(20)의 하측에서 이 캠(20)에 접촉하여 회전하는 롤러(30)와; 상기 롤러(30)와 결합되어, 하우징(40) 내에서 스프링(50)에 대항하여 상하방향으로 이송 가능하도록 설치되는 질량부(60)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.FIG. 2 is a schematic view showing a first embodiment of the engine balancing apparatus of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, wherein the present invention is a cam 20 coupled to the crankshaft 10 of the engine. and; A roller 30 which rotates in contact with the cam 20 at a lower side of the cam 20; It is characterized in that it comprises a mass portion 60 is coupled to the roller 30, which is installed in the housing 40 so as to be transportable in the housing 40 in the vertical direction.

도 4는 본 발명의 엔진 밸런싱 장치의 제 2실시예를 나타내는 개략도이고, 도 5는 도 4의 B - B 선 단면도로서, 본 발명은, 엔진의 크랭크축(10)에 결합되는 제 1기어(70)와; 상기 제 1기어(70)의 하측에서 이 제 1기어(70)에 접촉하여 회전 하며, 그 원주부에 돌기부(81)가 형성된 제 2기어(80)와; 상기 제 2기어(80)의 돌기부(81)와 결합되는 슬롯(61)이 형성되며, 하우징(40) 내에서 상하방향으로 이송 가능하도록 설치되는 질량부(60)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the engine balancing apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 4, and the present invention is a first gear coupled to the crankshaft 10 of the engine ( 70); A second gear 80 which rotates in contact with the first gear 70 at the lower side of the first gear 70 and has a protrusion 81 formed at a circumference thereof; A slot 61 is formed to be coupled to the protrusion 81 of the second gear 80 and includes a mass part 60 installed in the housing 40 so as to be movable upward and downward. It is characterized by.

상기 제 2기어(80)는 그 측면에 저널(82)이 형성되어, 이 저널(82)에 베어링(90)이 결합됨으로써, 원활히 회전할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the second gear 80 has a journal 82 formed on a side thereof so that the bearing 90 is coupled to the journal 82 so that the second gear 80 can rotate smoothly.

즉, 상기 제 1실시예에서는 질량부(60)의 상하 운동을 위하여 캠(20)을 이용하는데 비하여, 상기 제 2실시예에서는 제 2기어(80)에 형성된 돌기부(81)와 슬롯(61)의 결합에 의하여 질량부(60)를 상하운동 시키는 차이점이 있다.That is, in the first embodiment, the cam 20 is used for vertical movement of the mass part 60. In the second embodiment, the protrusion 81 and the slot 61 formed in the second gear 80 are used. There is a difference that the up and down movement of the mass portion 60 by the combination of.

상기 하우징(40)은 상기 질량부(60)가 상하운동 할 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 실린더 블록의 일측에 형성하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 별도의 하우징(40)을 설치할 수도 있다.The housing 40 is to provide a space in which the mass portion 60 can move up and down, and is preferably formed on one side of the cylinder block, but in some cases, a separate housing 40 may be installed.

그 설정은 도 6에서 도시하는 바와 같이, 상기 크랭크축(10)이 1회전시 상기 질량부(60)가 2번 상하로 왕복운동 하도록 연결하고, 또한, 엔진의 1번 실린더의 상사점에서 상기 질량부(60)가 최하점에 위치하도록 설정하는 것이 바람직하다.
As shown in FIG. 6, the crankshaft 10 is connected so that the mass part 60 reciprocates up and down twice in one rotation, and at the top dead center of the first cylinder of the engine. It is preferable to set so that the mass part 60 may be located in the lowest point.

도 7과 도 8은 각각 상기 제 1실시예와 제 2실시예에서의 작동상태를 나타내는 개략도로서, 이하, 상기 도 2 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.7 and 8 are schematic diagrams showing operating states in the first and second embodiments, respectively. Hereinafter, operations and effects of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 8.

본 발명은 자동차의 엔진, 특히 4행정 4기통 엔진에서 엔진의 2차 진동성분 을 상쇄하기 위한 밸런싱 장치로서, 상기 제 1실시예는, 크랭크축(10)의 2번과 3번 실린더 사이에 위치한 웹 중의 하나에 밸런싱 장치 작동을 위한 캠(20)을 장착하고, 이 캠(20)의 프로파일에 따라 질량부(60)를 크랭크축(10)의 회전에 따라 동기하여 상하로 움직이게 함으로써 엔진의 2차 진동성분을 상쇄하는 것이다.The present invention is a balancing device for canceling the secondary vibration component of the engine in an engine of an automobile, in particular a four-stroke four-cylinder engine, the first embodiment is located between the second and third cylinders of the crankshaft (10) One of the webs is equipped with a cam 20 for operating the balancing device, and according to the profile of the cam 20, the mass part 60 is moved up and down in synchronization with the rotation of the crankshaft 10. It is to offset the difference vibration component.

즉, 상기 크랭크축(10)이 1회전 할 때, 캠(20)은 1회전하게 되는데, 이 캠 프로파일은 질량부(60)를 2번 왕복하게 만든다. 즉, 크랭크축(10) 1회전에 대하여 2번의 상하 가진력을 발생하게 되므로, 4행정 4기통 엔진의 2차 진동성분을 상쇄하게 되는 것이다.That is, when the crankshaft 10 rotates once, the cam 20 rotates once, which causes the cam profile to reciprocate the mass portion 60 twice. That is, since two up and down excitation forces are generated per one revolution of the crankshaft 10, the second vibration component of the four-stroke four-cylinder engine is cancelled.

상기 제 1실시예에서, 상기 캠(20)과 접촉하는 롤러(30)를 생략하고, 바로 상기 캠(20)이 질량부(60)와 미끄럼 저항을 가지며 왕복운동 가능하도록 설계하는 것도 가능하다.In the first embodiment, the roller 30 in contact with the cam 20 may be omitted, and the cam 20 may be designed such that the cam 20 has a sliding resistance with the mass portion 60 and is capable of reciprocating.

한편, 상기 제 2실시예에서는, 상기 크랭크축(10)의 2번과 3번 실린더 사이에 위치한 웹 중의하나에 밸런싱 장치 작동을 위한 제 1기어(70)를 설치하고, 이 제 1기어(70)에 접촉하는 제 2기어(80)를 설치하고, 이 제 1기어(80)에 설치되는 돌기부(81)가 질량부(60)에 형성되는 슬롯(61)에 결합되어, 상기 크랭크축(10)의 회전에 따라 동기하여 질량부(60)가 상하로 움직이게 되는 것이다.On the other hand, in the second embodiment, the first gear 70 for operating the balancing device is installed on one of the webs located between the 2nd and 3rd cylinders of the crankshaft 10, the first gear 70 ) And a second gear (80) contacting the crank shaft (10), and the protrusion (81) provided on the first gear (80) is coupled to the slot (61) formed in the mass (60), and the crankshaft (10) In accordance with the rotation of), the mass portion 60 is moved up and down.

상기 제 1기어(70)와 제 2기어(80)의 기어 비는 2:1로서, 상기 제 1기어(70)가 1회전 할 때, 제 2기어(80)는 2회전하도록 설계하고, 1번 실린더의 TDC(최상위지점)에서 질량부(60)의 위치는 가장 하측에 위치하도록 설정한다.The gear ratio of the first gear 70 and the second gear 80 is 2: 1, when the first gear 70 is rotated once, the second gear 80 is designed to rotate two, 1 The position of the mass portion 60 at the TDC (topmost point) of the cylinder No. 1 is set to be located at the lowermost side.

따라서, 상기 크랭크축(10)에 장착되는 제 1기어(70)가 1회전할 때, 제 2기 어(80)는 2회전을 하게 되고, 이 제 2기어(80)에 연결되는 질량부(60)도 상하 2회 왕복운동을 하게 되어, 이로 인하여 엔진의 2차 진동성분이 상쇄되게 되는 것이다.
Therefore, when the first gear 70 mounted on the crankshaft 10 rotates once, the second gear 80 rotates two times, and the mass part connected to the second gear 80 ( 60) is also reciprocating up and down twice, thereby canceling the secondary vibration component of the engine.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the above drawings and embodiments.

이상과 같은 본 발명은 종래의 밸런스 샤프트를 이용한 시스템에 비하여 구동에 필요한 부품 및 그 설치공간을 절약할 수 있어, 경량화가 가능하고 엔진의 상품성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.The present invention as described above can save the components required for driving and its installation space, compared to the conventional system using a balance shaft, it is possible to reduce the weight and improve the marketability of the engine.

Claims (7)

삭제delete 엔진의 크랭크축에 결합되는 제 1기어와;A first gear coupled to the crankshaft of the engine; 상기 제 1기어의 하측에서 이 제 1기어에 접촉하여 회전하며, 그 원주부에 돌기부가 형성된 제 2기어와;A second gear which rotates in contact with the first gear at a lower side of the first gear and has a projection formed at a circumference thereof; 상기 제 2기어의 돌기부와 결합되는 슬롯이 형성되며, 하우징 내에서 상하방향으로 이송 가능하도록 설치되는 질량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸런싱 장치.The slot is coupled to the protrusion of the second gear is formed, the engine balancing device, characterized in that it comprises a mass portion which is installed to be transported in the housing in the vertical direction. 제 2항에 있어서, 상기 제 2기어는 그 측면에 저널이 형성되어, 이 저널에 베어링이 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸런싱 장치.3. The engine balancing device according to claim 2, wherein the second gear has a journal formed on a side thereof, and a bearing is coupled to the journal. 제 2항에 있어서, 상기 제 1기어와 제 2기어의 기어 비는 2:1로 설정하는 것을 특징으로 하는 엔진 밸런싱 장치.The engine balancing device according to claim 2, wherein the gear ratio of the first gear and the second gear is set to 2: 1. 제 2항에 있어서, 상기 하우징은 실린더 블록에 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸런싱 장치.3. The engine balancing device of claim 2, wherein the housing is formed in a cylinder block. 제 2항에 있어서, 상기 크랭크축이 1회전시 상기 질량부가 2번 상하로 왕복운동하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸런싱 장치.3. The engine balancing device according to claim 2, wherein the crankshaft is connected so that the mass part reciprocates up and down twice in one rotation. 제 2항에 있어서, 엔진의 1번 실린더의 상사점에서 상기 질량부가 최하점에 위치하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진 밸런싱 장치.3. The engine balancing device according to claim 2, wherein the mass part is set at the lowest point at the top dead center of the first cylinder of the engine.
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