KR20030028027A - 밸런스 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸런스 샤프트가 적용되는 엔진과 밸런스 샤프트가 적용되지 않는 엔진에 공통으로 적용가능한 밸런스 샤프트에 관한 것으로,

실린더 블럭의 하부로 오일팬이 취부되고, 크랭크 샤프트의 구동시 관성력과 우력을 흡수하기 위한 밸런스 샤프트가 크랭크 샤프트의 동력에 의해 회전되도록 실린더 블럭의 하부에 형성되는 엔진에 있어서,

실린더 블럭의 하부에 나란히 형성되어 그 양끝단이 오일팬의 양측에 축지되는 한쌍의 회전축과;

상기 어느 하나의 회전축의 일단에 체인으로써 크랭크 샤프트의 동력을 전달받기 위해 형성되는 스프로켓과;

한 쌍의 회전축이 서로 맞물려 구동될 수 있도록 상기 회전축의 양측에 형성되는 제1기어 및 제2기어와;

질량이 무거운 금속으로 반원형으로 형성되며 상기한 각각의 제2기어의 양측으로 고정형성되는 반원형의 질량체: 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

밸런스 샤프트{Balance shaft}

본 발명은 밸런스 샤프트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸런스 샤프트가 적용되는 엔진과 밸런스 샤프트가 적용되지 않는 엔진에 공통으로 적용가능한 밸런스 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 실린더에는 피스톤이나 크랭크 샤프트 등과 같이 동력을 발생시키는 장치가 설치되어 있고, 또한 도 4에 도시되는 바와 같은 실린더 블럭(10)의 하부에 크랭크 축의 구동력으로 회전되는 밸런스 샤프트(12)가 설치되어 있는데, 상기 밸런스 샤프트(12)는 피스톤이나 크랭크 샤프트의 왕복 운동에 의해 발생하는 관성력이나 관성 우력을 없애는 역할을 하는 것이다. 이와 같은 밸런스 샤프트는 엔진의 크기에 따라서 1~2개 정도 장착되는 것이 일반적이다.

상기와 같이 크랭크 샤프트의 회전을 원활하게 하기 위해 장착되는 밸런스 샤프트 중에는 오일팬에 저장된 오일에 그 일부가 잠긴 채로 크랭크 샤프트와 체인 또는 기어(14)로써 연결된다.

또한, 피스톤, 크랭크 샤프트, 밸브 트레인 등 고속으로 회전하는 엔진의 각부는 원활한 작동과 마모방지를 위해 윤활해 주어야만 한다. 엔진의 각부를 윤활하기 위한 오일는 상기한 오일팬(16)에 저장되며, 오일팬 내의 오일을 펌핑하여 각 습동부로 압송하기 위한 오일펌프가 실린더 블럭의 일측에 부착된다.

상기한 오일펌프는 크랭크 샤프트와 체인으로써 연결되므로서 크랭크 샤프트에 종속되어 회전되어 상기한 오일팬 내의 오일을 펌핑하여 엔진의 각 마찰부 및 습동부로 압송되어 윤할하게 된다.

그런데 같은 브랜드로 출고되지만 엔진사양에 따라 그 레벨이 서로 다르게 출고되는 차량에서 고급엔진으로 출고되는 차량의 경우에는 엔진의 소음 및 진동을 감쇠하기 위해 밸런스 샤프트가 장착되고, 가격경쟁력을 위해 저급엔진으로 출고되는 차량의 경우에는 밸런스 샤프트가 미장착되는 경우가 있다. 이러한 경우 상기한 밸런스 샤프트는 실린더 블럭에 장착되기 때문에 밸런스 샤프트 장착을 위해 실린더 블럭을 별도로 설계해야만 했다. 따라서 같은 브랜드이지만 밸런스 샤프트가 장착되는 엔진과 미장착되는 엔진의 제작을 위해 실린더 블럭이 이중으로 제작되어야만 했기 때문에 엔진 설계비용이 과다하게 소모되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 보다 상세하게는 밸런스 샤프트가 적용되는 엔진과 밸런스 샤프트가 적용되지 않는 엔진에 공통으로 적용가능한 밸런스 샤프트를 제공하는 데 목적이 있다.

실린더 블럭의 하부로 오일팬이 취부되고, 크랭크 샤프트의 구동시 관성력과 우력을 흡수하기 위한 밸런스 샤프트가 크랭크 샤프트의 동력에 의해 회전되도록 실린더 블럭의 하부에 형성되는 엔진에 있어서,

실린더 블럭의 하부에 나란히 형성되어 그 양끝단이 오일팬의 양측에 축지되는 한쌍의 회전축과;

상기 어느 하나의 회전축의 일단에 체인으로써 크랭크 샤프트의 동력을 전달받기 위해 형성되는 스프로켓과;

한 쌍의 회전축이 서로 맞물려 구동될 수 있도록 상기 회전축의 양측에 형성되는 제1기어 및 제2기어와;

질량이 무거운 금속으로 반원형으로 형성되며 상기한 각각의 제2기어의 양측으로 고정형성되는 반원형의 질량체: 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 밸런스 샤프트가 장착된 엔진의 측단면도.

도 2는 본 발명에 의해 형성된 밸런스 샤프트가 장착된 평단면도.

도 3은 본 발명에 의한 밸런스 샤프트의 부분사시도.

도 4는 종래기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 실린더 블럭 21 : 크랭크 샤프트

22 : 구동스프로켓 23 : 체인

24 : 오일팬 30 : 밸런스 샤프트

31 : 회전축 32 : 스프로켓

33 : 제1기어 34 : 제2기어

35 : 질량체 36 : 마찰감소부재

이하, 본 발명의 구성 및 작용에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 밸런스 샤프트가 장착된 엔진의 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 의해 형성된 밸런스 샤프트가 장착된 평단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 밸런스 샤프트의 부분사시도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 실린더 블럭을 지시하는 것이며, 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성된 밸런스 샤프트를 지시하는 것이다.

상기한 실린더 블럭(20)의 중앙에는 종래처럼 크랭크 샤프트(21)가 형성되고, 실린더 블럭(20)의 하측에는 엔진을 윤활하기 위한 오일이 저장되는 오일팬(24)이 취부된다. 그리고 상기한 크랭크 샤프트(21)의 일측에는 체인(23)으로써 동력전달을 위한 구동스프로켓(22)이 형성된다.

상기한 밸런스 샤프트(30)는 실린더 블럭(20)의 하부 즉, 오일팬(24)의 내측으로 두개의 회전축(31)이 나란하게 형성되는데, 상기한 회전축(31)은 상기 오일팬(24)의 양측에 축지되는 것이 바람직하다. 그리고 상기한 회전축(31) 중 어느 하나에는 상기한 구동스프로켓(22)과 체인(23)으로 연결될 수 있도록 스프로켓(32) 형성된다. 또한, 상기와 같이 크랭크 샤프트(21)의 회전력이 두개의 회전축(23)에 동시에 전달되도록 하기 위해 상기한 각각의 회전축(31)의 양단에는 제1기어(33) 및 제2기어(34)가 형성된다.

그리고 상기한 한쌍의 제2기어(34)의 양측으로는 각각 질량이 무거운 금속으로 형성되는 반원형의 질량체(35)가 형성되는데, 상기 질량체(35)는 상기 제2기어(34)의 양측면에 대칭되도록 고정형성된다.

그리고 상기 반원형의 질량체(35)와 같은 크기이지만 그 무게는 훨씬 가벼운 마찰저감부재(36)가 형성된다. 상기한 마찰저감부재(36)는 상기한 질량체(35)에 볼트(38)로써 결합되므로서, 상기 질량체(35)가 회전될 때 오일의 유면과 부딪쳐서 발생하게 되는 마찰저항을 줄이기 위한 것이다.

특히, 상기한 오일팬(24)에는 상기한 질량체(35) 및 마찰저감부재(36)의 결합에 의해 형성되는 원의 3/4 정도가 잠길 정도로 오일이 채워지는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

같은 브랜드로 출고되는 차량에도 배기용량 및 엔진사양에 따라서 그 등급을 달리하고 있다. 차량의 등급을 결정하는 기준은 여러가지로 다양하지만 그 중 하나가 밸런스 샤프트가 장착되었는지의 여부이다. 즉, 밸런스 샤프트가 장착되었을 경우에는 그 만큼 엔진의 소음과 진동이 감쇠되지만, 밸런스 샤프트를 장착하기 위한 비용이 추가되므로서 차량의 비용 및 레벨도 상승된다. 따라서 같은 브랜드로 출고되는 차량이더라도 그 레벨에 따라 엔진의 사양이 다르고, 밸런스 샤프트도 미장착되는 경우가 많다.

이러한 경우, 종래에는 실린더 블럭에 밸런스 샤프트가 장착되었기 때문에 밸런스 샤프트를 장착하는 엔진과 장착하지 않는 엔진제작을 위해 같은 브랜드의 엔진이더라도 그 레벨에 따라 실린더 블럭을 각각 형성할 수밖에 없었다. 하지만본 발명에 의한 밸런스 샤프트(30)의 경우에는 그 회전축(31)을 오일팬(24)에 형성하게 축지하게 되므로서 종래처럼 실린더 블럭을 여러형태로 하는데 드는 비용이 절감된다. 특히, 상기한 오일팬(24)은 엔진에 밸런스 샤프트(30)를 장착하든 안하든 엔진의 구동에는 큰 영향을 미치지 않게 되므로서 밸런스 샤프트(30)가 장착되지 않는 엔진이어도 동일한 오일팬을 사용하면 된다.

그리고 밸런스 샤프트(30) 일측의 질량체(35)에 마찰감소부재(36)를 형성되므로서 질량체(35)가 오일에 부딪칠 때 발생되는 마찰저항이 감소된다.

상기와 같이 구성되는 발명은 같은 브랜드로 출고되어지되 사양에 따라 밸런스 샤프트가 장착되거나 미장착되는 경우가 있는 엔진에서 밸런스 샤프트의 장착여부와는 상관없이 실린더 블럭을 설계하고, 고급사양의 경우 엔진의 조립과정에서 밸런스 샤프트를 추가로 장착하면 되므로서, 엔진의 이원화가 가능하여 엔진 개발비용을 줄일 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (2)

1. 실린더 블럭의 하부로 오일팬이 취부되고, 크랭크 샤프트의 구동시 관성력과 우력을 흡수하기 위한 밸런스 샤프트가 크랭크 샤프트의 동력에 의해 회전되도록 실린더 블럭의 하부에 형성되는 엔진에 있어서,

   실린더 블럭(20)의 하부에 나란히 형성되어 그 양끝단이 오일팬(24)의 양측에 축지되는 한쌍의 회전축(31)과;

   상기 어느 하나의 회전축(31)의 일단에 체인(23)으로써 크랭크 샤프트(21)의 동력을 전달받기 위해 형성되는 스프로켓(32)과;

   한 쌍의 회전축(31)이 서로 맞물려 구동될 수 있도록 상기 회전축(31)의 양측에 형성되는 제1기어(33) 및 제2기어(34)와;

   질량이 무거운 금속으로 반원형으로 형성되며 상기한 각각의 제2기어(34)의 양측으로 고정형성되는 반원형의 질량체(35): 로 구성되는 것을 특징으로 하는 밸런스 샤프트의 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 반원형의 질량체(35)의 일측에는 회전시 마찰저항을 줄이기 위한 마찰감소부재(36)가 형성되어지되, 상기한 마찰감소부재(36)는 질량이 가벼운 합성수지재로 형성되어 상기 질량체(35)에 볼트(38)로써 결합되는 것을 특징으로 하는 밸런스 샤프트의 구조.