KR101517731B1 - 기어유닛 및 이를 사용한 엔진 - Google Patents

Abstract

부시의 길이 방향 중앙부측에 존재하는 오일이 부시의 길이 방향 중앙부측을 통과하여 기어의 외주면측으로 배출되도록 구성한 기어유닛 및 이를 사용한 엔진이 개시된다. 본 발명에 따른 기어유닛 및 이를 사용한 엔진은, 지지축과 부시 사이로 유입된 오일이, 지지축의 길이 방향을 따라 부시의 양단면(兩端面) 외측으로 배출될 뿐만 아니라, 부시에 형성된 제1배출공 및 기어에 형성된 제2배출공을 통하여 기어의 외주면 외측으로 배출될 수 있다. 즉, 지지축과 부시 사이로 유입된 오일이 지지축과 부시 사이에 잔존하지 않고, 신속하게 배출되므로, 부시의 냉각 성능이 향상될 수 있다. 따라서, 내구성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.

Description

기어유닛 및 이를 사용한 엔진 {GEAR UNIT AND ENGINE USING THE SAME}

본 발명은 부시의 길이 방향 중앙부측에 존재하는 오일이 부시의 길이 방향 중앙부측을 통과하여 기어의 외주면측으로 배출되도록 구성한 기어유닛 및 이를 사용한 엔진에 관한 것이다.

엔진(Engine)이란, 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 기관을 말하며, 보편적으로는 실린더 내에서 연료와 공기가 혼합된 혼합기체를 점화하여 폭발시킴으로써 피스톤을 움직이는 왕복운동형 기관을 말한다.

일반적으로, 엔진은 상호 결합되어 연소실을 형성하는 실린더블럭과 실린더헤드를 포함하며, 상기 실린더헤드는 상기 실린더블럭의 일면에 결합되어, 상기 실린더블럭의 내부에 형성된 상기 연소실의 일측을 밀폐한다.

상기 연소실의 타측으로는 피스톤이 삽입되어 직선왕복운동가능하게 설치되고, 상기 연소실의 타측은 상기 피스톤에 의하여 밀폐된다. 그리하여, 상기 피스톤과 상기 실린더헤드 사이에 형성된 상기 연소실로 연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 유입되어 압축 및 폭발 팽창함에 따라, 상기 피스톤이 직선왕복운동한다.

상기 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 커넥팅로드를 매개로 상기 피스톤과 연결된 크랭크축이 회전하고, 상기 크랭크축의 회전력의 대부분은 플라이휠을 통하여 클러치로 전달되고, 나머지는 캠축을 통하여 밸브, 펌프, 발전기 또는 연료공급장치 등으로 전달된다.

상기 크랭크축과 상기 캠축은 기어유닛에 의하여 상호 연결되는데, 종래의 기어유닛에 대하여 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다. 도 1a는 종래의 기어유닛의 구성을 보인 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 "A"부 확대도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 기어유닛(10)은 지지축(11), 지지축(11)의 외주면에 회전가능하게 설치된 기어(13) 및 기어(13)의 내주면에 고정 설치되어 기어(13)와 함께 회전하는 베어링의 기능을 하는 부시(Bush)(17)를 포함한다.

이때, 기어(13)는 회전비 등을 고려하여 제1기어(14)와 제2기어(15)를 가지는 이중기어로 마련되고, 지지축(11)에는 지지축(11)의 외주면과 부시(17)의 외주면 사이로 오일을 공급하기 위한 유로(11a)가 형성된다.

유로(11a)는 지지축(11)의 길이 방향과 평행한 메인유로(11aa)와 메인유로(11aa)에서 분기되어 메인유로(11aa)와 대략 수직을 이루는 분기유로(11ab)를 포함하며, 오일은 윤활 및 냉각의 기능을 한다.

기어(13)는 이중기어로 마련되므로, 기어(13)의 폭은 상대적으로 넓다. 이로 인해, 부시(17)의 길이도 상대적으로 길다. 그러면, 분기유로(11ab)를 통하여 지지축(11)과 부시(17) 사이로 유입된 오일이 지지축(11)의 길이 방향을 따라 외부로 배출되지 못하고 정체될 수 있다. 특히, 제1기어(14)와 제2기어(15)의 경계 부위인 부시(17)의 길이 방향 중앙부측에 존재하는 오일은 더욱 외부로 배출되지 못하고 정체될 수 있다.

그리고, 기어(13)의 폭이 상대적으로 넓으므로, 지지축(11)의 반경 방향을 향하는 분기유로(11ab)는 복수개 형성될 수 있다. 이때, 상호 인접하는 분기유로(11ab)를 통하여 유입되는 오일은, 상호 인접하는 분기유로(11ab) 사이의 지지축(11)과 부시(17) 사이의 간극에서 상호 충돌할 수 있으므로, 더욱 외부로 배출되지 못하고 정체될 수 있다.

이로 인해, 부시(17)가 신속하게 냉각되지 못하므로, 내구성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 기어유닛 및 이를 사용한 엔진을 제공하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 부시의 길이 방향 중앙부측에 존재하는 오일이 부시를 통과하여 기어의 외주면측으로 신속하게 배출되도록 구성하여, 내구성을 향상시킬 수 있는 기어유닛 및 이를 사용한 엔진을 제공하는 것일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기어유닛은, 상대물에 고정되며, 자신의 외주면측으로 오일을 공급하기 위한 유로가 내부에 형성된 지지축; 상기 지지축의 외주면측에 회전가능하게 설치되며, 상호 결합된 제1기어와 제2기어를 가지는 기어; 상기 기어의 내주면에 결합되어 상기 기어와 함께 회전하는 부시를 포함하며, 상기 부시에는 상기 지지축과 상기 부시 사이로 유입된 오일을 상기 부시의 외주면측으로 배출하기 위한 제1배출공이 관통 형성되고, 상기 기어에는 상기 제1배출공측과 연통되어 오일을 상기 기어의 외주면측으로 배출하기 위한 제2배출공이 관통 형성될 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진은, 연소실; 일측이 상기 연소실에 설치되어 직선왕복운동가능하게 설치된 피스톤; 상기 피스톤의 타측에 일측이 연결된 커넥팅로드; 상기 커넥팅로드의 타측에 연결되어 상기 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 회전하는 크랭크축; 상기 크랭크축의 회전에 의하여 회전하는 캠축; 상기 크랭크축과 상기 캠축 사이에 설치되어 상기 크랭크축의 회전력을 상기 캠축으로 전달하는 기어유닛을 포함하며, 상기 기어유닛은 청구항1 내지 청구항3 중, 어느 한 항에 따른 것일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 기어유닛 및 이를 사용한 엔진은, 지지축과 부시 사이로 유입된 오일이, 지지축의 길이 방향을 따라 부시의 양단면(兩端面) 외측으로 배출될 뿐만 아니라, 부시에 형성된 제1배출공 및 기어에 형성된 제2배출공을 통하여 기어의 외주면 외측으로 배출될 수 있다. 즉, 지지축과 부시 사이로 유입된 오일이 지지축과 부시 사이에 잔존하지 않고, 신속하게 배출되므로, 부시의 냉각 성능이 향상될 수 있다. 따라서, 내구성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.

도 1a는 종래의 기어유닛의 구성을 보인 단면도.
도 1b는 도 1a의 "A"부 확대도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 개략 측면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어유닛의 구성을 보인 단면도.
도 3b는 도 3a의 "B"부 확대도.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 기어유닛 및 이를 사용한 엔진에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 개략 측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 엔진은 상호 결합되는 실린더블럭(111)과 실린더헤드(115)를 포함할 수 있고, 실린더블럭(111)과 실린더헤드(115)에 의하여 연소실(111a)이 형성될 수 있다.

더 상세히 설명하면, 실린더블럭(111)의 내부에는 연소실(111a)의 대부분의 공간이 형성될 수 있고, 실린더헤드(115)는 실린더블럭(111)의 일면에 결합되어 연소실(111a)의 일측을 밀폐할 수 있다. 실린더헤드(115)에는 흡입 통로 및 배기 통로를 개폐하는 밸브기구(미도시)가 설치될 수 있고, 냉각수 통로인 워터 재킷(미도시)이 설치될 수 있으며, 점화 플러그(미도시)가 설치될 수 있다.

실린더블럭(111)과 실린더헤드(115)는 복수의 결합부재(120)에 의하여 결합될 수 있다. 즉, 결합부재(120)의 일단부측은 실린더블럭(111)에 지지 고정되고, 타단부측은 실린더헤드(115)에 지지 고정될 수 있다.

연소실(111a)을 형성하는 실린더블럭(111)의 내주면에는 실린더 라이너(112)가 설치될 수 있고, 실린더 라이너(112)에는 직선왕복운동가능하게 피스톤(131)이 설치될 수 있다. 피스톤(131)은 연소실(111a)의 타측을 통하여 실린더 라이너(112)에 삽입되며, 피스톤(131)에 의하여 연소실(111a)의 타측이 밀폐될 수 있다.

그리하여, 피스톤(131)과 실린더헤드(115) 사이에 형성된 연소실(111a)로 연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 유입되어 압축 및 폭발 팽창함에 따라, 피스톤(131)은 직선왕복운동할 수 있다. 그러면, 피스톤(131)의 직선왕복운동에 의하여 커넥팅로드(미도시)를 매개로 피스톤(131)과 연결된 크랭크축(133)이 회전할 수 있다. 크랭크축(133)의 회전력의 대부분은 플라이휠을 통하여 클러치에 전달되고, 회전력의 일부는 캠축(135)을 통하여 밸브, 펌프, 발전기 또는 연료공급장치 등으로 전달될 수 있다.

크랭크축(133)과 캠축(135) 사이에는 크랭크축(133)의 회전력을 캠축(135)으로 전달하기 위한, 기어유닛(140)이 설치될 수 있다. 기어유닛(140)에 대하여 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어유닛의 구성을 보인 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 "B"부 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기어유닛(140)은 케이싱(미도시)의 내부에 설치되며, 상기 케이싱에 일측이 지지되어 고정된 지지축(141)을 포함할 수 있다. 상기 케이싱이 상대물이다.

지지축(141)에는 오일을 지지축(141)의 외주면측으로 공급하기 위한 유로(141a)가 형성될 수 있다. 유로(141a)는 지지축(141)의 길이 방향과 평행한 메인유로(141aa)와 메인유로(141aa)에서 분기되어 메인유로(11aa)와 대략 수직을 이루는 분기유로(141ab)를 포함할 수 있다.

메인유로(141aa)의 일단부는 지지축(141)의 일단면(一端面) 외측과 연통될 수 있고, 타단부는 지지축(141)의 내부에 위치될 수 있다. 그리고, 분기유로(141ab)의 일단부는 메인유로(141aa)와 연통될 수 있고, 타단부는 지지축(141)의 외주면 외측과 연통될 수 있다. 그리하여, 메인유로(141aa)의 일단부를 통하여 오일을 공급하면, 오일은 분기유로(141ab)를 통하여 지지축(141)의 외주면측으로 공급되는 것이다. 오일은 후술할 부시(147)와 지지축(141) 사이를 윤활시키고, 부시(147)를 냉각시키는 기능을 할 수 있다.

지지축(141)의 외주면에는 기어(143)가 회전가능하게 설치될 수 있다. 기어(143)는 크랭크축(133)과 캠축(135)의 회전비를 고려하여 상호 결합된 제1기어(144)와 제2기어(145)를 가지는 이중기어로 마련될 수 있다.

이때, 제1기어(144)는 몸체(144a)와 몸체(144a)의 내주면에서 외측으로 돌출된 돌출관(144b)을 포함할 수 있으며, 돌출관(144b)의 외주면에 제2기어(145)의 내주면이 삽입 결합될 수 있다. 그리고, 제1기어(144)의 몸체(144a)와 제2기어(145) 사이에는 간격이 형성될 수 있다.

부시(147)는 기어(143)의 내주면에 결합되어 기어(143)와 함께 회전하며, 베어링의 기능을 한다.

기어(143)가 이중기어로 마련되므로, 기어(143)의 폭이 상대적으로 넓고, 이로 인해 부시(147)의 길이도 상대적으로 길다. 그러면, 지지축(141)과 부시(147) 사이로 유입된 오일이 지지축(141)의 길이 방향을 따라 부시(147)의 외측으로 용이하게 배출되지 못할 수 있다. 특허, 부시(147)의 길이 방향 중앙부측에 존재하는 오일은 부시(147)의 외측으로 용이하게 배출되지 못할 수 있다.

본 실시예에 따른 기어유닛(140) 및 이를 사용한 엔진은, 부시(147)의 길이 방향 중앙부측에 존재하는 오일이 부시(147)를 통과하여 기어(143)의 외주면측으로 신속하게 배출되도록 구성될 수 있다.

상세히 설명하면, 부시(147)의 길이 방향 중앙부측에는 제1배출공(147a)이 형성될 수 있고, 지지축(141)과 부시(147) 사이로 유입된 오일은 제1배출공(147a)을 통하여 부시(147)의 외주면 외측으로 배출될 수 있다. 그리고, 기어(143)에는 제1배출공(147a)측과 연통된 제2배출공(143a)이 형성될 수 있고, 부시(147)의 외주면측으로 배출된 오일은 제2배출공(143a)을 통하여 기어(143)의 외주면 외측으로 배출될 수 있다. 이때, 제2배출공(143a)은 제1기어(144)의 몸체(144a)와 제2기어(145) 사이의 돌출관(144b)에 형성되는 것이 바람직하다.

그러므로, 본 실시예에 따른 기어유닛(140) 및 이를 사용한 엔진은, 지지축(141)과 부시(147) 사이로 유입된 오일이, 지지축(141)의 길이 방향을 따라 부시(147)의 양단면(兩端面) 외측으로 배출될 뿐만 아니라, 제1배출공(147a) 및 제2배출공(143a)을 통하여 기어(143)의 외주면 외측으로 배출될 수 있다. 따라서, 지지축(141)과 부시(147) 사이로 유입된 오일이 지지축(141)과 부시(147) 사이에 잔존하지 않고, 신속하게 배출될 수 있다. 특히, 부시(147)의 길이 방향 중앙부측에 존재하는 오일도 외부로 신속하게 배출될 수 있으므로, 부시(147)의 냉각 성능이 향상될 수 있다.

기어(143)의 내주면, 더 구체적으로 설명하면, 제1배출공(143a)이 형성된 제1기어(144)의 돌출관(144b)의 내주면에는 링형상의 그루브(Groove)(143b)가 함몰 형성될 수 있고, 그루브(143b)는 제1배출공(147a) 및 제2배출공(143a)과 각각 연통될 수 있다. 그러면, 제1배출공(147a)을 통하여 부시(147)의 외주면측으로 배출되는 오일이 그루브(143b)에 저장되었다가, 제2배출공(143a)을 통하여 기어(143)의 외주면 외측으로 배출되므로, 부시(147)의 길이 방향 중앙부측 및 기어(143)의 폭 방향 중앙부측이 더욱 신속하게 냉각될 수 있다.

111: 실린더블럭
115: 실런더헤드
111a: 연소실
140: 기어유닛

Claims (4)

1. 상대물에 고정되며, 자신의 외주면측으로 오일을 공급하기 위한 유로가 내부에 형성된 지지축;
   상기 지지축의 외주면측에 회전가능하게 설치되며, 상호 결합된 제1기어와 제2기어를 가지는 기어;
   상기 기어의 내주면에 결합되어 상기 기어와 함께 회전하는 부시를 포함하며,
   상기 부시에는 상기 지지축과 상기 부시 사이로 유입된 오일을 상기 부시의 외주면측으로 배출하기 위한 제1배출공이 관통 형성되고, 상기 기어에는 상기 제1배출공측과 연통되어 오일을 상기 기어의 외주면측으로 배출하기 위한 제2배출공이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 기어유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기어의 내주면에는 상기 제1배출공 및 상기 제2배출공과 각각 연통되는 링형상의 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 기어유닛.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1기어는 몸체와 상기 몸체의 내주면에서 외측으로 돌출된 돌출관을 가지고, 상기 돌출관에 상기 제2기어의 내주면이 삽입 결합되며, 상기 제1기어의 상기 몸체와 상기 제2기어는 간격을 가지고,
   상기 제1배출공은 상기 부시의 길이 방향 중앙부측에 형성되며, 상기 제2배출공은 상기 제1기어의 상기 몸체와 상기 제2기어 사이의 상기 돌출관에 형성된 것을 특징으로 하는 기어유닛.
4. 연소실;
   일측이 상기 연소실에 설치되어 직선왕복운동가능하게 설치된 피스톤;
   상기 피스톤의 타측에 일측이 연결된 커넥팅로드;
   상기 커넥팅로드의 타측에 연결되어 상기 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 회전하는 크랭크축;
   상기 크랭크축의 회전에 의하여 회전하는 캠축;
   상기 크랭크축과 상기 캠축 사이에 설치되어 상기 크랭크축의 회전력을 상기 캠축으로 전달하는 기어유닛을 포함하며,
   상기 기어유닛은 청구항1 내지 청구항3 중, 어느 한 항에 따른 것인 것을 특징으로 하는 엔진.

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