KR101868437B1 - Balance shaft - Google Patents

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KR101868437B1
KR101868437B1 KR1020160149673A KR20160149673A KR101868437B1 KR 101868437 B1 KR101868437 B1 KR 101868437B1 KR 1020160149673 A KR1020160149673 A KR 1020160149673A KR 20160149673 A KR20160149673 A KR 20160149673A KR 101868437 B1 KR101868437 B1 KR 101868437B1
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Abstract

밸런스 샤프트가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 샤프트는 밸런스 웨이트를 갖는 샤프트부; 상기 샤프트부 상에 이격되게 형성되며, 미끄럼 부재와의 사이에 유막을 형성하는 저널부들; 및 상기 밸런스 웨이트가 원통형상이 되도록 상기 밸런스 웨이트에 결합되는 웨이트 커버를 포함할 수 있다. A balance shaft is initiated. A balance shaft according to an embodiment of the present invention includes: a shaft portion having a balance weight; Journal portions spaced on the shaft portion and forming an oil film between the journal portions and the sliding portions; And a weight cover coupled to the balance weight such that the balance weight is cylindrical.

Figure R1020160149673
Figure R1020160149673

Description

밸런스 샤프트{Balance shaft}Balance shaft

본 발명은 밸런스 샤프트에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 밸런스 샤프트 회전시 발생하는 오일 처닝 현상을 방지할 수 있는 밸런스 샤프트에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a balance shaft, and more particularly, to a balance shaft capable of preventing an oil sagging phenomenon occurring when a balance shaft is rotated.

일반적으로, 밸런스 샤프트는 크랭크 샤프트의 동력으로 회전하면서 크랭크 샤프트에서 발생하게 되는 자중과 원심력의 불균일을 상쇄시켜 진동을 완화시키기 위한 회전축으로서, 엔진의 기통수나 배열에 따라 1개 또는 2개가 사용되고, 크랭크 샤프트와 동방향 또는 역방향으로 같은 속도 또는 2배의 속도로 회전된다.In general, the balance shaft is a rotary shaft for relieving vibrations by canceling the unevenness of the self weight and the centrifugal force generated in the crankshaft while rotating by the power of the crankshaft, and one or two thereof are used depending on the number of cylinders and arrangements of the engine, It is rotated at the same speed or double speed in the same or opposite direction to the shaft.

이러한 밸런스 샤프트 어셈블리는 실린더 블럭 내부 양측에 밸런스 샤프트가 설치되어 있고, 밸런스 샤프트에는 저널부가 형성되어 있어서 저널부는 베어링이 지지하게 됨으로써 밸런스 샤프트의 지지가 이루어진다. In such a balance shaft assembly, a balance shaft is provided on both sides of the cylinder block, and a journal portion is formed on the balance shaft, so that the journal portion supports the balance shaft by supporting the bearing.

한편, 밸런스 웨이트가 적용되어 있는 밸런스 샤프트가 오일이 잠겨있는 오일 팬 내부에서 회전할 경우 밸런스 웨이트의 단면이 오일을 치면서 회전하기 때문에 원통형 샤프트에 비해 상대적으로 큰 구동 토크가 발생하게 된다.On the other hand, when the balance shaft to which the balance weight is applied rotates within the oil pan in which the oil is immersed, since the cross section of the balance weight rotates with oil, a relatively large drive torque is generated as compared with the cylindrical shaft.

또한, 엔진 구동시 오일 레벨이 낮아짐으로써 밸런스 샤프트의 밸런스 웨이트 단면부가 오일을 주기적으로 쳐내면서 공기방울이 발생하여 오일 펌프의 성능에도 악영향을 주게 되는 문제점이 있다.In addition, since the oil level is lowered when the engine is driven, there is a problem that air bubbles are generated while periodically striking the oil at the balance weight end face of the balance shaft, thereby adversely affecting the performance of the oil pump.

본 발명의 실시예들은 오일 처닝 현상 및 에어레이션 현상을 방지할 수 있는 밸런스 샤프트를 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention are intended to provide a balance shaft capable of preventing oiling phenomenon and aeration phenomenon.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The objects of the present invention are not limited thereto, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 밸런스 웨이트를 갖는 샤프트부; 상기 샤프트부 상에 이격되게 형성되며, 미끄럼 부재와의 사이에 유막을 형성하는 저널부들; 및 상기 밸런스 웨이트가 원통형상이 되도록 상기 밸런스 웨이트에 결합되는 웨이트 커버를 포함하는 밸런스 샤프트가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a shaft assembly comprising: a shaft portion having a balance weight; Journal portions spaced on the shaft portion and forming an oil film between the journal portions and the sliding portions; And a balance cover including a weight cover coupled to the balance weight such that the balance weight is cylindrical.

또한, 상기 웨이트 커버는 상기 밸런스 웨이트의 외경과 동일한 곡률반경을 갖는 반원통 형상의 곡면부; 및 상기 곡면부의 일단으로부터 내측으로 연장되어 상기 밸런스 웨이트의 단면부에 볼트 고정되는 수평고정부를 포함할 수 있다.The weight cover may have a semi-cylindrical curved surface portion having the same radius of curvature as the outer diameter of the balance weight; And a horizontal fixing portion extending inwardly from one end of the curved portion and bolted to an end face of the balance weight.

또한, 상기 곡면부의 타단은 상기 곡면부의 두께보다 작은 폭으로 상기 밸런스 웨이트의 모서리로부터 돌출될 수 있다.The other end of the curved surface portion may protrude from the edge of the balance weight with a width smaller than the thickness of the curved surface portion.

또한, 상기 밸런스 웨이트는 모서리에 상기 곡면부의 타단이 위치하는 단차진 홈을 가질 수 있다.In addition, the balance weight may have a stepped groove in which the other end of the curved surface portion is located at an edge.

또한, 상기 곡면부는 상기 볼트 삽입을 위한 삽입공을 가질 수 있다.In addition, the curved surface portion may have an insertion hole for inserting the bolt.

또한, 상기 곡면부는 상기 삽입공을 막는 마개를 더 포함할 수 있다.Further, the curved surface portion may further include a cap for blocking the insertion hole.

또한, 상기 곡면부는 다수의 개구들을 가질 수 있다. Further, the curved portion may have a plurality of openings.

본 발명의 실시예에 의하면, 밸런스 웨이트에 웨이트 커버를 적용함으로써 밸런스 샤프트 형상을 원통형으로 바꿔 회전시 발생하는 오일 처닝 현상을 방지하여 구동 토크 저감으로 인한 연비 상승 효과를 기대할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, by applying the weight cover to the balance weight, the shape of the balance shaft can be changed into the cylindrical shape, thereby preventing the oil running phenomenon occurring at the time of rotation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 샤프트 어셈블리를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 밸런스 샤프트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 밸런스 샤프트 어셈블리의 평단면도이다.
도 4는 밸런스 샤프트의 측단면 사시도이다.
도 5는 밸런스 웨이트에 장착된 웨이트 커버를 보여주는 단면도이다.
도 6은 밸런스 웨이트에 장착된 웨이트 커버의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 7은 밸런스 웨이트에 장착된 웨이트 커버의 다른 변형예를 보여주는 도면이다.
도 8은 웨이트 커버의 또 다른 변형예를 보여주는 도면이다.1 is a perspective view illustrating a balance shaft assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the balance shaft assembly shown in FIG.
3 is a top cross-sectional view of the balance shaft assembly shown in FIG.
4 is a side sectional perspective view of the balance shaft.
5 is a sectional view showing a weight cover mounted on a balance weight.
6 is a view showing a modification of the weight cover mounted on the balance weight.
7 is a view showing another modification of the weight cover mounted on the balance weight.
8 is a view showing still another modification of the weight cover.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밸런스 샤프트 어셈블리를 상세히 설명한다. Hereinafter, a balance shaft assembly according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 샤프트 어셈블리를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 밸런스 샤프트 어셈블리의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 밸런스 샤프트 어셈블리의 평단면도이다. FIG. 1 is a perspective view showing a balance shaft assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the balance shaft assembly shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of a balance shaft assembly shown in FIG. 1 .

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 샤프트 어셈블리(10)는 밸런스 샤프트(100) 및 밸런스 샤프트 하우징(이하, 하우징이라고 함)(200)을 포함할 수 있다.1 to 3, the balance shaft assembly 10 according to the embodiment of the present invention may include a balance shaft 100 and a balance shaft housing (hereinafter, referred to as a housing) 200.

하우징(200)은 밸런스 샤프트(100), 기어 등 모듈 부품을 지지 및 보호하는 역할을 한다. 일 예로, 하우징(200)은 바디(210)와, 밸런스 샤프트(100)를 지지하기 위한 2개의 지지부(220,230)를 포함할 수 있다. 필요한 안전성을 보장하기 위해, 바디(210)와 제1지지부(220) 그리고 제2지지부(230)는 단일의 부품으로 이루어질 수 있다. The housing 200 serves to support and protect the balance shaft 100, gear, and other module components. For example, the housing 200 may include a body 210 and two supports 220, 230 for supporting the balance shaft 100. In order to ensure the necessary safety, the body 210, the first support part 220 and the second support part 230 may be made of a single part.

제1지지부(220)와 제2지지부(230)에는 밸런스 샤프트(100)의 프론트 저널부(120)와 리어 저널부(130)를 각각 수용하며, 밸런스 샤프트(100)를 저널링하는 개구(222,232)가 제공된다. 이 개구는 각 지지부의 구멍에 해당된다. The first support portion 220 and the second support portion 230 are provided with openings 222 and 232 for receiving the front journal portion 120 and the rear journal portion 130 of the balance shaft 100 and journaling the balance shaft 100, Is provided. This opening corresponds to the hole of each supporting portion.

한편, 하우징(200)의 바디(210)에는 밸런스 샤프트(100)의 프론트 저널부(220)로 오일을 공급하는 내부 유로를 제공한다. 일 예로, 바디(210)에는 오일이 공급되는 오일 공급홀(240), 오일 공급홀(240)과 연결되고 프론트 저널부(120)을 지지하는 제1지지부(220)로 오일을 공급하기 위한 제1오일 유로(242)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the body 210 of the housing 200 is provided with an internal flow passage for supplying oil to the front journal portion 220 of the balance shaft 100. The body 210 is provided with an oil supply hole 240 through which oil is supplied and an oil supply hole 240 through which oil is supplied to the first support portion 220 connected to the oil supply hole 240 and which supports the front journal portion 120. [ 1 oil passage 242, as shown in FIG.

오일은 제1오일 유로(242)를 통해 제1지지부(220)로 공급되어 프론트 저널부(130)의 윤활을 담당하게 된다.The oil is supplied to the first support portion 220 through the first oil passage 242 to lubricate the front journal portion 130.

도 4는 밸런스 샤프트의 측단면 사시도이고, 도 5는 밸런스 웨이트에 장착된 웨이트 커버를 보여주는 단면도이다. Fig. 4 is a side sectional perspective view of the balance shaft, and Fig. 5 is a sectional view showing a weight cover mounted on the balance weight.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 밸런스 샤프트(100)는 샤프트부(110), 프론트 저널부(120), 리어 저널부(130), 밸런스 웨이트(180) 그리고 웨이트 커버(150)를 포함할 수 있다. 샤프트부(110)의 일단에는 엔진의 크랭크샤프트(미도시됨)로부터 회전력을 전달받고, 밸런스 샤프트를 회전시키는 기어가 제공될 수 있다. 2 to 5, the balance shaft 100 may include a shaft portion 110, a front journal portion 120, a rear journal portion 130, a balance weight 180, and a weight cover 150 have. One end of the shaft portion 110 may receive a rotational force from a crankshaft (not shown) of the engine and may be provided with a gear for rotating the balance shaft.

샤프트부(110)의 프론트측과 리어측에는 각각 밸런스 샤프트(100)를 하우징(200) 상에서 구름 지지하기 위한 프론트 저널부(120)과 리어 저널부(130)이 구비된다. 프론트 저널부(120)과 리어 저널부(130)에는 구름 수단인 부시(192,194)가 각각 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 구름 수단으로 부시가 적용되었으나 이에 한정하지 않으며, 구름 수단으로 베어링이 적용될 수도 있음은 물론이다. A front journal portion 120 and a rear journal portion 130 for supporting the balance shaft 100 on the housing 200 are provided on the front side and the rear side of the shaft portion 110, respectively. The front journal part 120 and the rear journal part 130 may be provided with bushes 192 and 194 as rolling means, respectively. In this embodiment, the bush is used as the rolling means, but the present invention is not limited thereto, and the bearing may be applied to the rolling means.

본 실시예에서 밸런스 샤프트(100)는 2개의 저널부를 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. In the present embodiment, the balance shaft 100 is shown to have two journal portions, but the present invention is not limited thereto.

밸런스 샤프트(110)의 내부에는 축방향 중심부에 센터 오일 유로(142)가 형성된다. 센터 오일 유로(142)의 일측단 즉, 프론트 저널부(120)에는 센터 오일 유로(142)의 일측단과 수직으로 교차하는 오일 유입홀(144)이 형성된다. 오일 유입홀(144)은 제1오일 유로(242)를 통해 제1지지부(220)로 공급된 오일이 유입된다. 센터 오일 유로(142)의 타측단 즉, 리어 저널부(130)에는 센터 오일 유로(142)의 타측단과 수직으로 교차하는 오일 유출홀(146)이 형성된다. 오일 유출홀(146)은 센터 오일 유로(142)를 통해 공급된 오일이 유출된다. A center oil passage 142 is formed in the center of the balance shaft 110 in the axial direction. An oil inlet hole 144 is formed at one end of the center oil passage 142, that is, in the front journal portion 120, and perpendicularly intersects with one end of the center oil passage 142. The oil supplied to the first support portion 220 flows into the oil inlet hole 144 through the first oil passage 242. The other end of the center oil passage 142, that is, the rear journal portion 130, is provided with an oil outlet hole 146 perpendicular to the other end of the center oil passage 142. The oil supplied to the oil outlet hole 146 through the center oil passage 142 flows out.

즉, 제1오일 유로(242)를 통해 공급된 오일은 오일 유입홀(144), 센터 오일 유로(142) 그리고 오일 유출홀(146)을 통해 흐르면서 프론트 저널부(120)과 리어 저널부(130)의 윤활을 담당하게 된다.That is, the oil supplied through the first oil passage 242 flows through the oil inlet hole 144, the center oil passage 142, and the oil outlet hole 146, and flows through the front journal portion 120 and the rear journal portion 130 ).

엔진의 진동을 상쇄시키기 위한 밸런스 웨이트(balance weight)(180)는 샤프트부(110)의 일단에 제공되어 있다. 밸런스 웨이트(180)의 위치 및 개수 그리고 형상은 본 실시예에 한정되지 않으며 가변될 수 있다. 밸런스 웨이트(180)는 그 단면이 반원형 형태를 갖는다.A balance weight 180 for canceling the vibration of the engine is provided at one end of the shaft portion 110. The position, number, and shape of the balance weight 180 are not limited to the present embodiment and can be varied. The balance weight 180 has a semi-circular cross-section.

웨이트 커버(150)는 밸런스 웨이트(180)에 설치된다. 밸런스 웨이트(180)는 웨이트 커버(150)에 의해 외관이 원통형 단면을 가지게 된다. 즉, 밸런스 웨이트(180)에 웨이트 커버(150)가 장착되어 그 단면이 원통 형상을 이루도록 함으로써 밸런스 샤프트(100)의 회전시 오일과의 마찰 저항을 줄여 오일 처닝 현상을 방지할 뿐만 아니라, 캐비테이션을 일으키는 에어레이션 작용도 줄어들게 할 수 있다. The weight cover 150 is installed in the balance weight 180. The balance weight 180 has a cylindrical cross-section by the weight cover 150. That is, the weight cover 150 is mounted on the balance weight 180 to have a cylindrical shape so that the frictional resistance with the oil during rotation of the balance shaft 100 is reduced to prevent the oiling phenomenon, The aeration effect can also be reduced.

본 실시예에 따르면, 웨이트 커버(150)는 곡면부(152)와 수평고정부(154)를 포함할 수 있다. 곡면부(152)는 밸런스 웨이트(180)의 외경과 동일한 곡률반경을 가질 수 있다. 곡면부(152)를 갖는 웨이트 커버(150)는 다양한 방식으로 밸런스 웨이트(180)에 고정될 수 있으며, 본 실시예에서는 볼트를 이용한 체결 방식이 도시되어 있다.According to the present embodiment, the weight cover 150 may include a curved surface portion 152 and a horizontal fixing portion 154. The curved surface portion 152 may have the same radius of curvature as the outer diameter of the balance weight 180. The weight cover 150 having the curved surface portion 152 can be fixed to the balance weight 180 in various ways, and in the present embodiment, a fastening method using bolts is shown.

수평고정부(154)는 곡면부(152)의 일단(152a)으로부터 내측으로 연장되어 밸런스 웨이트(180)의 수평한 단면부(182)에 위치된다. 수평 고정부(154)는 볼트에 의해 밸런스 웨이트(180)의 단면부(182)에 고정될 수 있으며, 단면부(182)에는 볼트 체결공(184)이 제공될 수 있다. The horizontal fixing portion 154 extends inwardly from one end 152a of the curved portion 152 and is positioned at the horizontal end portion 182 of the balance weight 180. [ The horizontal fixing portion 154 may be fixed to the end face portion 182 of the balance weight 180 by a bolt and the end face portion 182 may be provided with a bolt fastening hole 184. [

한편, 곡면부(152)의 타단(152b)은 곡면부(152)의 두께(t)보다 작은 폭으로 밸런스 웨이트(180)의 모서리(181)로부터 돌출되게 위치될 수 있다. 곡면부(152)의 타단(152b)이 모서리(181)보다 약간 돌출된 것은 회전시 곡면부(152)의 휘어짐을 감안한 것이다. The other end 152b of the curved surface portion 152 may be positioned so as to protrude from the edge 181 of the balance weight 180 with a width smaller than the thickness t of the curved surface portion 152. [ The other end 152b of the curved surface portion 152 protrudes slightly from the edge 181 in consideration of the curvature of the curved surface portion 152 during rotation.

도 6은 밸런스 웨이트에 장착된 웨이트 커버의 변형예를 보여주는 도면이다.6 is a view showing a modification of the weight cover mounted on the balance weight.

도 6에 도시된 바와 같이, 밸런스 웨이트(180)의 모서리에는 곡면부(152)의 타단(152b)이 위치하는 단차진 홈(189)을 가진다는 점에서 도 5에 도시된 밸런스 웨이트와 차이가 있다.As shown in Fig. 6, the balance weight 180 has a difference from the balance weight shown in Fig. 5 in that it has a stepped groove 189 in which the other end 152b of the curved surface portion 152 is located have.

도 8에서와 같이, 웨이트 커버(150)는 곡면부(152)에 다수의 개구(176)들이 제공될 수 있다. 오일은 개구(176)들을 통해 웨이트 커버(150)의 내부로 자유롭게 유동할 수 있다. 8, the weight cover 150 may be provided with a plurality of openings 176 in the curved surface portion 152. As shown in Fig. The oil can flow freely into the interior of the weight cover 150 through the openings 176.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 밸런스 샤프트 200 : 하우징
150 : 웨이트 커버 180 : 밸런스 웨이트100: balance shaft 200: housing
150: Weight cover 180: Balance weight

Claims (7)

밸런스 웨이트를 갖는 샤프트부;
상기 샤프트부 상에 이격되게 형성되며, 미끄럼 부재와의 사이에 유막을 형성하는 저널부들; 및
상기 밸런스 웨이트가 원통형상이 되도록 상기 밸런스 웨이트에 결합되는 웨이트 커버를 포함하되;
상기 웨이트 커버는
상기 밸런스 웨이트의 외경과 동일한 곡률반경을 갖는 반원통 형상의 곡면부; 및
상기 곡면부의 일단으로부터 내측으로 연장되어 상기 밸런스 웨이트의 단면부에 볼트 고정되는 수평고정부를 포함하며,
상기 곡면부의 타단은 상기 곡면부의 두께보다 작은 폭으로 상기 밸런스 웨이트의 모서리로부터 돌출되는 밸런스 샤프트. A shaft portion having a balance weight;
Journal portions spaced on the shaft portion and forming an oil film between the journal portions and the sliding portions; And
And a weight cover coupled to the balance weight such that the balance weight is cylindrical;
The weight cover
A semi-cylindrical curved surface portion having the same radius of curvature as the outer diameter of the balance weight; And
And a horizontal fixing portion that extends inwardly from one end of the curved portion and is bolted to an end face of the balance weight,
And the other end of the curved surface portion protrudes from the edge of the balance weight with a width smaller than the thickness of the curved surface portion. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 밸런스 웨이트는 모서리에 상기 곡면부의 타단이 위치하는 단차진 홈을 갖는 밸런스 샤프트.The method according to claim 1,
Wherein the balance weight has a stepped groove in which the other end of the curved surface portion is located at an edge. 제 1 항에 있어서,
상기 곡면부는
볼트 삽입을 위한 삽입공을 갖는 밸런스 샤프트.The method according to claim 1,
The curved surface portion
A balance shaft having an insert hole for bolt insertion. 제 5 항에 있어서,
상기 곡면부는
상기 삽입공을 막는 마개를 더 포함하는 밸런스 샤프트.6. The method of claim 5,
The curved surface portion
And a stopper for blocking the insertion hole. 제 1 항에 있어서,
상기 곡면부는 다수의 개구들을 갖는 밸런스 샤프트.The method according to claim 1,
Wherein the curved portion has a plurality of openings.
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