KR101326840B1

KR101326840B1 - 밸런스샤프트 구조

Info

Publication number: KR101326840B1
Application number: KR1020110126351A
Authority: KR
Inventors: 이안
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2013-11-11
Also published as: KR20130060062A; CN103133597A; US20130133607A1

Abstract

본 발명은 엔진의 크랭크샤프트와 연동되어 회전하는 샤프트와 상기 샤프트의 원주면에 형성되어 상기 2차 불평형력을 상쇄하기 위한 밸런스웨이트를 포함하고, 상기 밸런스샤프트는 상기 크랭크샤프트의 양측에 각각 설치되되, 상기 엔진의 프론트측 또는 리어측에 편향되어 설치됨으로써 그 무게중심이 상기 엔진의 무게중심과 옵셋(Offset)되고, 상기 샤프트에는 상기 옵셋에 의해 발생하는 상기 크랭크샤프트의 피치 모멘트를 상쇄하기 위한 모멘트 밸런스웨이트가 설치되는 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 밸런스샤프트의 길이를 감소시켜 엔진의 중량 감소 및 컴팩트화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

밸런스샤프트 구조{STRUCTURE OF BALANCE SHAFT}

본 발명은 밸런스샤프트 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 I4엔진에 장착되어 엔진의 NVH(Noise Vibration Harshness)를 개선시키고 엔진의 중량을 경감할 수 있는 밸런스샤프트 구조에 관한 것이다.

일반적으로 I4 엔진의 밸런스 샤프트는 왕복 2차 기진력 상쇄를 목적으로 엔진 좌우에 각각 1개씩 총 두개의 밸런스샤프트가 설치되어있으며, 일반적으로 기어 또는 체인 구동을 통해 크랭크샤프트와 2배속으로 서로 반대방향으로 회전하게 된다.

이때, 밸런스샤프트의 밸런스 웨이트 무게중심이 엔진의 중심부와 옵셋이 되면 밸런스샤프트에 의하여 오히려 불평형 피치 모멘트가 발생하게 되므로, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 크랭크샤프트(5)의 중심과 밸런스샤프트(6)의 중심을 동일 선(A) 상에 위치시키기 위하여 밸런스샤프트(6)의 길이(L)를 불필요하게 증대시켜야 하는 문제가 있었다. 보다 구체적으로 설명하면, I4 엔진의 밸런싱 이론에 따르면 I4 엔진의 2차 기진력 상쇄를 위한 밸런스샤프트의 평형력 발생 위치는 정확히 엔진의 중심선에 일치하여야만 불평형력을 온전히 상쇄하여 불평 모멘트가 발생하지 않게 된다. 하지만 밸런스샤프트의 구동력 전달은 일반적으로 엔진의 프론트(Front)부 혹은 리어(Rear)부의 기어/스프로켓 구동 등을 통하여 이루어지므로, 밸런스샤프트의 평형력을 엔진의 사이드뷰(Side View)의 중앙부에 정확하게 일치시키기 위해서는 도1에 도시된 바와 같이 밸런스샤프트(6)의 길이(L)가 불필요하게 길어져야 하는 문제가 있었고 이로 인해 엔진의 구조가 복잡해지고 중량이 증가되는 문제가 있었다.

한편, 상기와 같이 밸런스샤프트의 불필요한 길이 증대를 방지하고자 밸런스샤프트를 엔진의 프론트부 또는 리어부에 사이드뷰 옵셋이 발생되는 상태로 장착하여 적용하는 경우도 있다. 이 경우 길이는 감소될 수 있으나 도 2에 도시된 바와 같이, 밸런스샤프트(6)의 중심과 엔진의 크랭크샤프트(5)의 중심이 동일 선(A) 상에 위치하지 않게 됨으로써 2차 불평형력(C)과 밸런싱력(D)에 옵셋이 발생한다. 이렇게 옵셋이 발생되는 상태로 밸런스샤프트가 장착될 경우 불평형 피치모멘트(E)가 발생함으로써 엔진의 NVH(Noise Vibration Harshness)가 악화되는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밸런스샤프트의 불필요한 길이 증대를 방지하여 엔진의 구조를 간소화하고 중량을 감소시키면서도 불평형 피치모멘트를 상쇄하여 엔진의 NVH(Noise Vibration Harshness)를 경감시킬 수 있는 밸런스샤프트 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 실시예에서는 밸런스샤프트 구조를 제공한다. 몇몇 실시예에서, 엔진의 크랭크샤프트에 의한 2차 불평형력을 상쇄하기 위한 밸런스샤프트 구조는, 상기 크랭크샤프트와 연동되어 회전하는 샤프트; 및 상기 샤프트의 원주면에 형성되어 상기 2차 불평형력을 상쇄하기 위한 밸런스웨이트;를 포함하고, 상기 밸런스샤프트는 상기 크랭크샤프트의 양측에 각각 설치되되, 상기 엔진의 프론트측 또는 리어측에 편향되어 설치됨으로써 그 무게중심이 상기 엔진의 무게중심과 옵셋(Offset)되고, 상기 샤프트에는 상기 옵셋에 의해 발생하는 상기 크랭크샤프트의 피치 모멘트를 상쇄하기 위한 모멘트 밸런스웨이트가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 크랭크샤프트의 양측에 설치된 2개의 밸런스샤프트(제1, 제2밸런스샤프트)는 동일한 형상을 가지고, 동일한 평면상에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 모멘트 밸런스웨이트는 제1모멘트 밸런스웨이트와 제2모멘트 밸런스웨이트로 분리되고, 상기 제1모멘트 밸런스웨이트와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트는 위상차가 180도가 되도록 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1모멘트 밸런스웨이트는 상기 밸런스웨이트에서 연장되어 일체로 형성되며, 상기 제2모멘트 밸런스웨이트는 상기 제1모멘트 밸런스웨이트와 180도의 위상차를 가지도록 상기 샤프트에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 엔진은 I4 엔진인 것을 특징으로 하는 할 수 있다.

상기 밸런스샤프트는 엔진의 크랭크샤프트와 180도 위상차를 가지고, 상기 크랭크샤프트의 회전속도의 2배의 속도로 구동되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 밸런스웨이트는 반원형의 단면을 가진 기둥형상으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1모멘트 밸런스웨이트와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트는 반원형의 단면을 가진 소정 두께의 디스크 형상으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 밸런스샤프트 구조에 따르면 엔진의 프론트측 또는 리어측 중 어느 쪽에 옵셋 장착되는 경우에도 피치 모멘트를 상쇄하여 진동과 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인해 밸런스샤프트의 길이를 감소시킬 수 있게 되어 엔진의 중량 감소 및 컴팩트화를 달성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 밸런스샤프트 구조의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 밸런스샤프트 구종의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 밸런싱 이론과 관련되는 커넥팅로드를 도시한 도면이다.
도 5는 엔진의 불평형력 및 불평형 모멘트 성분을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조가 엔진의 프론트측에 장착된 경우를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예예 따른 밸런스샤프트 구조가 엔진의 리어측에 장착된 경우를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조(1)의 사시도이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조(1)의 측단면도이다.

도 3의 (a) 또는 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조(1)는, 2개의 밸런스샤프트(10A, 10B)로 구성되며, 각각의 밸런스샤프트(10A, 10B)는 엔진의 크랭크샤프트와 연동되어 회전하는 샤프트(20)와, 상기 샤프트(20)의 원주면에 형성되어 상기 2차 불평형력을 상쇄하기 위한 밸런스웨이트(30)를 포함하고, 상기 밸런스샤프트(10A, 10B)는 엔진의 프론트(Front)측 또는 리어(Rear)측에 편향되어 옵셋 장착되며, 상기 샤프트(20)에는 상기 옵셋에 의한 피치 모멘트를 상쇄하기 위한 모멘트 밸런스웨이트(40)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 모멘트 밸런스웨이트(40)에 의해 상기 옵셋에 의해 발생하는 모멘트와 반대 방향으로 밸런싱 모멘트(F)가 발생되도록 하는 것을 특징으로 한다.

하나 또는 다수의 실시예에서 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조(1)가 적용되는 엔진은 직렬 4기통 엔진(I4 엔진)이 될 수 있다.

I4 엔진의 경우 상하 기진 2차 불평형력이 발생하게 되므로 이를 상쇄하기 위하여 크랭크샤프트 양측에 밸런스샤프트 2개를 장착할 필요가 있다. 이하에서는 이에 대해서 설명한다.

엔진은 왕복운동을 하는 피스톤과 진자운동을 하는 커넥팅로드에 의한 불평형 모멘트에 대한 밸런싱 설계를 하게 된다. 커넥팅로드의 경우 피스톤과 연결되어 있는 왕복질량 성분과 크랭크 핀과 연결되어 있는 회전질량 성분으로 구분하기 위하여 집중질량화를 고려하게 되고, 이에 따라 구분되어 엔진의 구동에 따라 관성력을 발생시키게 된다. 도 4를 참조하여 설명하면 커넥팅로드(3)의 왕복질량(Mo) 성분에 의한 왕복운동 관성력은 실린더 중심축과 동일한 방향으로 관성력을 발생시키게 되며, 회전질량(Mr)에 의한 회전관성력은 회전운동의 반경방향으로 관성력을 발생시키게 된다.

이러한 왕복운동 관성력과, 회전운동 관성력은 하기와 같은 수식으로 계산할 수 있다.

도 4를 참조하면 상기 수학식 1과 상기 수학식 2에서 Mo는 왕복질량으로서 Mc*h/L로 구할 수 있고, Mr은 회전질량으로서 Mc*(L-h)/L로 구할 수 있으며, Mc는 커넥팅로드의 질량이고, R은 크랭크반경(스트로크/2)이며, W는 각속도이고, L은 커넥팅로드 길이이며, h는 커넥팅로드의 회전질량 중심으로부터 집중질량 중심까지의 거리이고, θ는 크랭크의 위상각이다.

엔진의 밸런싱 설계를 위해서는 상기 수학식 1과 수학식 2의 왕복 1차 관성력과, 2차 관성력 및 회전관성력의 벡터 성분을 엔진 형식별, 크랭크샤프트의 위상 각도별로 계산함으로써 상기 엔진의 불평형력과 불평형 모멘트 발생여부를 확인할 수 있고, 엔진의 NVH 개선을 위하여 불평형 성분을 상쇄시키는 밸런싱 구조를 설치하여야 한다.

일반적으로 도 5에 도시된 바와 같이 엔진의 불평형력 성분은 상하 기진력에 의한 불평형력과 좌우 기진력에 의한 불평형력이 있으며, 불평형 모멘트 성분은 피칭 모멘트와 요잉 모멘트가 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 I4 엔진의 경우에는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상하 기진력에 의한 2차 불평형력(C)이 발생하게 되므로 이를 상쇄하기 위하여 크랭크샤프트(2) 양측으로 밸런스샤프트(10)를 2개(10A, 10B) 장착한다.

보다 구체적으로 I4 엔진의 상하 기진력에 의한 2차 불평형력(C)은

가 된다. 여기서

이며, Mo는 왕복질량이고, L은 커넥팅로드 길이이며, W는 엔진 각속도이고, R은 크랭크 반경이 된다.

이러한 상하 기진력에 의한 2차 불평형력(C)을 상쇄하기 위하여 상기 밸런스샤프트 2개(10A, 10B)를 구비한다.

하나 또는 다수의 실시예에서 상기 밸런스샤프트 구조(1)는 상기 크랭크샤프트(2)와 동일한 방향으로 2배의 회전속도로 회전하는 제1밸런스샤프트(10A)와 상기 크랭크샤프트와 반대의 방향으로 2배의 회전속도로 회전하는 제2밸런스샤프트(10B)로 구성될 수 있다.

상기 제1밸런스샤프트(10A)와 제2밸런스샤프트(10B)가 상기 크랭크샤프트(2) 양측에 설치되어 회전하여 그 합력으로 밸런싱력(D)을 생성함으로써 상기 2차 불평형력(C)을 상쇄시키게 된다. 따라서, 상기 제1밸런스샤프트(10A)와 제2밸런스샤프트(10B) 각각은 상기 2차 불평형력(C)의 1/2 크기를 가지는 밸런싱력을 생성하고, 그 위상은 상기 2차 불평형력(C)과 180도 차이가 나도록 구성되어야 한다.

상기 2차 불평형력(C)과 180도의 위상차를 형성하기 위해서 상기 제1, 제2밸런스샤프트(10A, 10B)는 상기 샤프트(20)의 원주면의 하부에 형성되는 밸런스웨이트(40)를 포함한다.

하나 또는 다수의 실시예에서 도 3 또는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 밸런스웨이트(40)는 반원형의 단면을 가진 기둥형상으로 이루어질 수 있다. 이렇게 형성됨으로써 회전시 상기 2차 불평형력(C)을 상쇄시키는 방향으로 밸런싱력(D)을 생성하게 된다.

또한, 상기 제1밸런스샤프트(10A)와 제2밸런스샤프트(10B)의 합력에 의해 상기 2차 불평형력(C)과 반대 방향으로 정확하게 밸런싱력(D)을 생성하기 위해서는 상기 제1밸런스샤프트(10A)와 제2밸런스샤프트(10B)는 동일한 형상을 가져야 하며, 상기 크랭크샤프트(2)의 양측에 동일한 평면상의 동일한 위치에 설치되어야 한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 밸런스웨이트를 측면에서 보았을 때에도 상기 밸런싱력과 상기 2차 불평형력의 중심이 같은 선(A) 상에 존재하여야 정확하게 균형을 이루게 되어 모멘트를 발생시키지 않고 2차 불평형력을 상쇄시킬 수 있다. 이를 위해서 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진의 프론트측 또는 리어측에 설치되는 밸런스샤프트의 길이를 길게 형성함으로서 중심을 맞추도록 제공하였다. 그러나 상기와 같은 종래기술의 경우에는 밸런스샤프트의 길이가 지나치게 길어짐에 따라 구조가 복잡해지고 엔진의 중량이 증가하는 문제가 있었다.

본 발명의 실시예에 따르면 상기 종래기술과 같이 밸런스샤프트의 길이를 연장하지 않고, 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 엔진의 프론트(Front)측 또는 리어(Rear)측에 밸런스샤프트(10)를 설치하되, 엔진 크랭크샤프트(2)의 중앙부와 옵셋이 발생하도록 밸런스샤프트(10)를 편향되게 설치한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 2차 불평형력(C)과 상기 밸런싱력(D)이 동일 선상에 존재하지 않게 상기 밸런스샤프트(10)가 옵셋 장착되므로 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 일정 방향으로 피치 모멘트(E)가 발생하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트(10)가 상기 엔진의 프론트(Front)측에 옵셋 장착된 상태를 도시한 도면이다.

도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 2차 불평형력(C)과 상기 밸런싱력(D)의 옵셋에 의해 상기 크랭크샤프트(2)가 반시계 방향으로 피치 모멘트(E)를 받게 된다.

이 상태에서 엔진을 구동하게 되면 피치 모멘트(E)에 의해 진동 및 소음이 발생하여 엔진의 NVH가 악화되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 밸런스샤프트 구조(1)는 이러한 피치 모멘트(E)를 상쇄하기 위하여 모멘트 밸런스웨이트(40)를 구비한다.

하나 또는 다수의 실시예에 도 3 또는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 모멘트 밸런스웨이트(40)는 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 제2모멘트 밸런스웨이트(42) 2개로 분리되어 구성될 수 있으며, 상기 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트(42)는 위상차가 180도가 되도록 상기 샤프트(20)에 설치된다.

그리고, 상기 제1, 제2모멘트 밸런스웨이트(41, 42)는 상기 제1밸런스샤프트(10A)와 상기 제2밸런스샤프트(10B)에 각각 동일하게 구비된다.

도 6 (c)에 실시예로 도시된 바와 같이 상기 제1, 제2모멘트밸런스웨이트(41, 42)가 상기 밸런스샤프트(10)의 샤프트(20)에 설치되면 그 무게에 의해 상기 피치 모멘트(E)와 반대 방향인 시계 방향으로 커플 모멘트(F)를 발생시키게 되며 이는 상기 크랭크샤프트(2)에 발생되는 반시계 방향의 피치 모멘트(E)를 상쇄시킨다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면 밸런스샤프트의 옵셋 장착에 의해 발생하는 피치 모멘트(E)가 모멘트 밸런스웨이트의 커플 모멘트(F)에 의해 상쇄 되므로 엔진 구동시에 진동 및 소음을 감소시켜 엔진의 NVH를 개선하는 효과가 있다.

또한, 상기 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트(42)는 위상차가 180도가 되도록 상기 샤프트(20)에 설치됨으로써 상기 밸런싱력(D)의 크기가 변하지 않도록 한다.

하나 또는 다수의 실시예에서 상기 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트(42)는 도 3에 도시된 바와 같이 반원형의 단면을 가진 소정 두께의 디스크 형상으로 이루어 질 수 있다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1모멘트 밸런스웨이트(41)는 상기 샤프트(2) 하부에 설치된 반원형 단면을 가진 기둥형상의 상기 밸런스웨이트(30)에서 연장하여 일체로 형성할 수 있으며, 상기 제2모멘트 밸런스웨이트(42)는 상기 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 180도의 위상차를 가지도록 상기 샤프트(20)의 상부에 형성할 수 있다.

이렇게 설치하게 되면 밸런스샤프트(10) 회전시 상기 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 제2모멘트 밸런스웨이트(42)에 의한 힘이 서로 반대 방향으로 작용하여 상쇄되므로 상기 밸런싱력(D)의 크기에 영향을 미치지 않게 된다. 상기 밸런싱력(D)은 도 6 (b)에 도시된 바와 같이 상기 2차 불평형력(C)과 동일한 크기로 발생되어 2차 불평형력(C)을 정확하게 상쇄하고 있으므로 상기 제1, 제2모멘트 밸런스웨이트(41, 42)에 의해 상기 밸런싱력(D)이 변화되면 안되기 때문이다.

결국 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조(1)에 의하면, 제1, 제2모멘트 밸런스웨이트(41, 42)에 의해 피치 모멘트(E)를 상쇄시킬 수 있으며, 이로 인해 밸런싱력(D)의 크기가 변화되지도 않으므로 100% 밸런싱을 이룬 상태에서 밸런스샤프트의 옵셋 구동이 가능하게 된다. 따라서, 종래기술과 같이 불필요하게 밸런스샤프트의 길이를 증가시키지 않고서도 엔진의 NVH를 개선한 상태에서 밸런스샤프트의 구동이 가능하게 되는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조(1)를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 밸런스샤프트(10)는 엔진의 프론트측이 아닌 리어측에 옵셋 장착될 수 있다.

엔진의 리어측에 장착된 경우에도 기본적인 밸런스샤프트(10)의 형상이나 구조는 상기 프론트측 장착된 경우와 동일하다.

다만, 상기 밸런스샤프트(10)가 엔진의 리어측에 편향되어 옵셋 장착되므로 도 7에 도시된 바와 같이 2차 불평형력(C)과 밸런싱력(D)의 옵셋에 의해 시계 방향으로 피치 모멘트(E)가 발생되는 점이 차이가 있다.

상기와 같은 피치 모멘트를 제거하기 위하여 크랭크샤프트(2)의 양측에 설치된 2 개의 제1밸런스샤프트(10A)와 제2밸런스샤프트(10B)에 모멘트 밸런스웨이트(40)를 각각 설치한다.

하나 또는 다수의 실시예에서 모멘트 밸런스웨이트(40)는 제1모멘트밸런스웨이트(41)와 제2모멘트 밸런스웨이트(42)로 구성될 수 있으며, 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 제2모멘트 밸런스웨이트(42)는 180도의 위상차를 가지고 상기 샤프트(20) 상에 설치되거나 일체로 형성될 수 있다.

도 7에 도시된 실시예를 기준으로 설명하면 상기 샤프트(20)의 좌측 하부에는 제1모멘트 밸런스웨이트(41)를 상기 밸런스웨이트(10)에서 연장하여 일체로 형성한다. 그리고 상기 샤프트(20)의 우측 상부에는 제2모멘트 밸런스웨이트(42)를 형성한다.

상기 제1, 제2모멘트 밸런스웨이트(41, 42)의 무게에 의해 상기 밸런스샤프트(10)에 반시계 방향의 커플 모멘트(F)가 발생하여 상기 피치 모멘트(E)를 상쇄시키게 된다.

또한, 상기 제1모멘트 밸런스웨이트(41)와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트(42)는 180도의 위상차에 의해 회전 구동시 서로 반대방향의 힘을 생성하여 서로 상쇄되므로 상기 밸런싱력(D)을 변화시키지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 밸런스샤프트 구조(1)는 엔진의 프론트측 뿐만 아니라 리어측에 옵셋 장착되는 경우에도 피치 모멘트(E)가 상쇄되어 진동과 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있으며, 밸런스샤프트(10)의 길이를 불필요하게 길게 형성할 필요가 없으므로 엔진의 중량 감소 및 컴팩트화를 달성할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 밸런스샤프트 구조 2: 크랭크샤프트
3: 커넥팅로드 10: 밸런스샤프트
10A: 제1밸런스샤프트 10B: 제2밸런스샤프트
20: 샤프트 30: 밸런스웨이트
40: 모멘트 밸런스웨이트 41: 제1모멘트 밸런스웨이트
42: 제2모멘트 밸런스웨이트

Claims

엔진의 크랭크샤프트에 의한 2차 불평형력을 상쇄하기 위한 밸런스샤프트 구조에 있어서,
상기 크랭크샤프트와 연동되어 회전하는 샤프트; 및
상기 샤프트의 원주면에 형성되어 상기 2차 불평형력을 상쇄하기 위한 밸런스웨이트;를 포함하고,
상기 밸런스샤프트는 상기 크랭크샤프트의 양측에 각각 설치되되, 상기 엔진의 프론트측 또는 리어측에 편향되어 설치됨으로써 그 무게중심이 상기 엔진의 무게중심과 옵셋(Offset)되고,
상기 샤프트에는 상기 옵셋에 의해 발생하는 상기 크랭크샤프트의 피치 모멘트를 상쇄하기 위한 모멘트 밸런스웨이트가 설치되되,
상기 모멘트 밸런스웨이트는 제1모멘트 밸런스웨이트와 제2모멘트 밸런스웨이트를 포함하고,
상기 제1모멘트 밸런스웨이트와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트는 위상차가 180도가 되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조.
제1항에 있어서,
상기 크랭크샤프트의 양측에 설치된 2개의 밸런스샤프트(제1, 제2밸런스샤프트)는 동일한 형상을 가지고, 동일한 평면상에 설치되는 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1모멘트 밸런스웨이트는 상기 밸런스웨이트에서 연장되어 일체로 형성되며, 상기 제2모멘트 밸런스웨이트는 상기 제1모멘트 밸런스웨이트와 180도의 위상차를 가지도록 상기 샤프트에 설치되는 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조.
제1항에 있어서,
상기 엔진은 I4 엔진인 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조.
제1항에 있어서,
상기 밸런스샤프트는 엔진의 크랭크샤프트와 180도 위상차를 가지고, 상기 크랭크샤프트의 회전속도의 2배의 속도로 구동되는 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조.
제1항에 있어서,
상기 밸런스웨이트는 반원형의 단면을 가진 기둥형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조.
제1항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1모멘트 밸런스웨이트와 상기 제2모멘트 밸런스웨이트는 반원형의 단면을 가진 소정 두께의 디스크 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸런스샤프트 구조.