KR19980035736U

KR19980035736U - 엔진 발란스 샤프트 고정구조

Info

Publication number: KR19980035736U
Application number: KR2019960048722U
Authority: KR
Inventors: 김민희
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR200152336Y1

Abstract

본 고안은 크랭크 저널 중심과 크랭크 핀 중심의 편심에 의해 발생되는 진동을 제거하기 위한 발란스 샤프트의 고정구조에 관한 것으로, 발란스 샤프트의 축방향 이동을 억제시키기 위한 고정구조를 개선하여 발란스 샤프트 기어부가 설치되는 쪽에 설치된 하나의 고정판만으로도 발란스 샤프트의 축방향 이동을 제한할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하며, 이를 위하여, 본 고안은, 하우징에 고정된 고정판을 관통하여 연장된 발란스 샤프트의 한쪽단부에 형성된 발란스 샤프트 기어부는 고정판의 외면을 향해 돌출 형성된 내면부가 형성되고, 이러한 기어부의 내면부는 고정판을 관통하여 고정판의 외측으로 미세하게 연장된 플랜지부와 접하게 되므로써 고정판의 외면과 간극을 형성하게 되어, 발란스 샤프트의 축방향 이동을 간극의 크기로 제한하는 것을 특징으로 하는 엔진 발란스 샤프트 고정구조를 제공한다.

Description

엔진 발란스 샤프트 고정구조

본 고안은 자동차 크랭크 축의 회전시에 있어서, 크랭크 저널 중심과 크랭크 핀 중심의 편심에 의해 발생되는 진동을 제거하기 위한 발란스 샤프트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이러한 발란스 샤프트의 축 방향이동을 억제시키기 위한 엔진 발란스 샤프트 고정구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 크랭크 축은 진동이 없이 원활하게 회전할 필요가 있으나 크랭크 저널 중심과 크랭크 핀 중심은 편심되어 있으므로 그대로 회전시키면 발란스를 유지할 수 없다. 따라서, 크랭크 핀의 반대쪽의 크랭크 암에 발란싱 웨이트(카운터 웨이트)를 설치하여 회전중에 발란스를 유지하도록 하고 있으며, 이러한 방법으로 크랭크 축 자체의 발란스는 잡히지만 폭발행정에 의해 생기는 엔진의 진동은 실린더의 배열이나 수에 따라 큰 것과 작은 것이 있다.

특히 4사이클 직결 2실린더 및 4실린더 엔진에서는 진동이 크다. 엔진에 진동이 일어나면 엔진 마운팅으로부터 진동이 전달되어 실내 소음이 생기는 원인이 되므로 특히 직력 2실린더 및 4실린더에서는 엔진 진동을 가능한 한 절감시키기 위하여 다음과 같은 발란스 샤프트 방식이 개발, 실용화되고 있다.

이러한 발란스 샤프트는 2개가 크랭크 축의 회전중심 하단에 수평하게 장착되어 있으며, 상기 발란스 샤프트는 도시되지 않은 크랭크 축상의 풀리에 체인으로 연결되어 서로 반대 방향으로 회전하게 되고, 또한, 상기 크랭크 축의 1회전하는 동안 상기 발란스는 2회전하게 된다.

이러한 구조를 갖는 방식을 일명 란체스터(Lanchester) 방식이라 하며, 크랭크 축 상부의 피스톤 왕복운동시, 크랭크 회전각이 0°, 180°, 360°일 때의 상향으로 향하는 힘과, 90°, 270°일 때의 하방으로 향하는 힘에 대응하는 반대 방향의 원심력을 발생시키므로써, 상기 피스톤의 가속도변화에 의한 상하방향의 2차원진동을 저감시킬 수 있도록 된다.

이밖에도, 발란스 샤프트는 크랭크 축의 회전중심을 중심으로 십자형의 대각선 방향으로 장착될 수도 있으며, 상술된 발란스 샤프트와 마찬가지로 크랭크 축상의 풀리에 체인으로 연결되어 서로 반대 방향으로 회전하도록 장착되고, 또한 상기 크랭크 축이 1회전하는 동안 상기 발란스는 2회전하도록 설치되어 있다.

이러한 구조의 발란스 샤프트 장착 방식은 일면 미쓰비시 방식이라 하며, 크랭크 축 상부의 피스톤 왕복운동시, 크랭크 회전각이 0°, 180°, 360°일 때의 상향으로 향하는 힘과, 90°, 270°일 때의 하방으로 향하는 힘에 대응하는 반대 방향의 원심력을 발생시키므로써, 상기 피스톤의 가속도변화에 의한 상하방향의 2차원진동을 저감시킬 수 있도록 된다.

또한, 상기 구조의 발란스 샤프트에서는 피스톤의 사이드 스러스트 파워(side thrust power)에 의해 일어나는 롤링력을 저감시킬 수 있으며, 상기 크랭크 축이 45°, 225°일 때의 시계방향으로의 힘과, 135°, 315°일 때의 반시계방향으로 향하는 힘에 대응하는 반대 방향의 원심력을 발생시키도록 작동되므로써, 상기 롤링력을 저감시키게 된다.

한편, 이러한 발란스 샤프트는 실린더 블록의 내부에 장착되거나 별도의 하우징을 사용하여 실린더 블록의 외부에 부착될 수 있으며, 이러한 발란스 샤프트의 고정구조가 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 발란스 샤프트(1)는 샤프트의 외주면상에 일정한 간격을 두고 발란스 웨이트(2)가 형성되어 있는 상태로 하우징(3)의 내부에 장착되어 있다. 또한, 이러한 발란스 샤프트(1)의 양쪽 측면부상에는 하우징(3)에 볼트로 결합된 고정판(4)이 설치되어 발란스 샤프트(1)의 축방향 이동을 제한하고 있다. 발란스 샤프트(1)의 한쪽 단부에는 고정판(4)을 관통하여 연장한 발란스 샤프트 기어부(5)가 고정판(4)의 외측면과 이격된 상태로 설치되어, 크랭크 샤프트의 구동기어와 결합되거나 체인에 의해 결합되므로써 발란스 샤프트(1)를 회전시키게 된다. 또한, 이렇게 하우징(3) 내부에서 회전하는 발란스 샤프트(1)와 하우징(3)의 사이에는 부시(6)가 제공되어 발란스 샤프트(1)의 회전시 하우징(3)과의 마찰을 감소시키게 된다.

그런데, 이러한 종래의 발란스 샤프트(1)의 고정구조에 있어서, 상술된 바와 같이, 발란스 샤프트(1)의 양쪽 측면부에는 각각 별도의 고정판(4, 5)이 설치되어 발란스 샤프트(1)의 축방향 이동을 제한하고 있으며, 이에 따라, 발란스 샤프트(1)의 조립시에 2개의 고정판(4)을 발란스 샤프트(1)의 측면부에 고정시키기 위한 조립 공수가 증가되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 발란스 샤프트(1)의 축방향 이동을 억제시키기 위한 고정구조를 개선하여 발란스 샤프트 기어부(5)가 설치되는 쪽에 설치된 하나의 고정판(4) 만으로도 발란스 샤프트(1)의 축방향 이동을 제한할 수 있도록 하므로써, 조립공수의 감소는 물론 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 발란스 샤프트 고정구조를 나타내는 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 발란스 샤프트 고정구조를 나타내는 부분 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 발란스 샤프트2 : 발란스 웨이트

3 : 하우징4 : 고정판

5 : 발란스 샤프트 기어부6 : 부시

7 : 발란스 샤프트 기어부 내면부8 : 플랜지부

9 : 간극

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 축의 외주면상에 일정한 간격을 두고 발란스 웨이트가 형성되어 있는 상태로 하우징의 내부에 장착되며, 발란스 샤프트의 단부상에는 축방향 이동을 제한하기 위해 하우징에 볼트로 결합된 고정판이 설치되고, 발란스 샤프트의 단부에는 고정판을 관통하여 연장된 플랜지부에 발란스 샤프트 기어부가 고정판의 외측면과 이격된 상태로 설치되어 발란스 샤프트를 회전시키므로써, 크랭크 샤프트의 진동을 억제시키는 엔진 발란스 샤프트 고정구조에 있어서, 하우징에 고정된 고정판을 관통하여 연장된 발란스 샤프트의 한쪽단부에 형성된 발란스 샤프트 기어부는 고정판의 외면을 향해 돌출 형성된 내면부가 형성되고, 이러한 기어부의 내면부는 고정판을 관통하여 고정판의 외측으로 미세하게 연장된 플랜지부와 접하게 되므로써 고정판의 외면과 간극을 형성하게 되어, 발란스 샤프트의 축방향 이동을 간극의 크기로 제한하는 것을 특징으로 하는 엔진 발란스 샤프트 고정구조를 제공한다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예를 보다 상세하게 설명하며, 본 실시예에서는 종래 기술에서 인용된 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 있으며, 설명의 중복을 피하기 위해 재차 설명하지 않는다.

먼저, 도 2에는 본 고안에 따른 발란스 샤프트(1)의 고정구조가 부분 단면도로 도시되어 있으며, 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 발란스 샤프트(1)의 고정구조에 의하면, 하우징(3)에 고정된 고정판(4)을 관통하여 연장된 발란스 샤프트(1)의 한쪽단부에 형성된 발란스 샤프트 기어부(5)는 고정판(4)의 외면을 향해 돌출 형성된 내면부(7)를 가진다. 이러한 기어부(5)의 내면부(7)는 고정판(4)을 관통하여 고정판의 외측으로 미세하게 연장된 플랜지부(8)와 접하게 되므로써, 고정판(4)의 외면과 간극(9)을 형성하게 된다.

이러한 구성에 의해, 발란스 샤프트(1)가 축방향 이동을 하는 경우, 고정판(4)의 외측방향 이동은 발란스 샤프트(1)와 고정판(4)의 내면과의 접촉에 의해 제한되고, 고정판(4)의 내측방향 이동은 발란스 샤프트 기어부(5)의 내면부(7)와 고정판(4)의 외면과의 접촉에 의해 제한된다. 따라서, 발란스 샤프트(1)의 축방향 이동의 한계는 고정판(4)의 외면과의 사이에 형성된 간극(9)에 의해 제한된다.

이상 상술된 바와 같이, 본 고안에 따른 발란스 샤프트(1)의 고정구조에 의하면, 발란스 샤프트(1)의 한쪽 단부상에 설치되는 발란스 샤프트 기어부(5)의 내면상에 외향 돌출된 내면부(7)를 형성하여 고정판(4)의 외면과 미세한 간극(9)을 형성시키므로써 하나의 고정판(4)만으로도 발란스 샤프트(1)의 축방향 이동을 제한할 수 있으며, 이에 따라 발란스 샤프트(1)의 조립공수가 감소되고, 또한 비용이 절감되는 효과가 있다.

한편, 본 고안은 상술된 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims

축의 외주면상에 일정한 간격을 두고 발란스 웨이트가 형성되어 있는 상태로 하우징의 내부에 장착되며, 발란스 샤프트의 단부상에는 축방향 이동을 제한하기 위해 하우징에 볼트로 결합된 고정판이 설치되고, 발란스 샤프트의 단부에는 고정판을 관통하여 연장된 플랜지부에 발란스 샤프트 기어부가 고정판의 외측면과 이격된 상태로 설치되어 발란스 샤프트를 회전시키므로써, 크랭크 샤프트의 진동을 억제시키는 엔진 발란스 샤프트 고정구조에 있어서, 하우징에 고정된 고정판을 관통하여 연장된 발란스 샤프트의 한쪽단부에 형성된 발란스 샤프트 기어부는 고정판의 외면을 향해 돌출 형성된 내면부가 형성되고, 이러한 기어부의 내면부는 고정판을 관통하여 고정판의 외측으로 미세하게 연장된 플랜지부와 접하게 되므로써 고정판의 외면과 간극을 형성하게 되어, 발란스 샤프트의 축방향 이동을 간극의 크기로 제한하는 것을 특징으로 하는 엔진 발란스 샤프트 고정구조.