KR20070039763A - 엔진의 크랭크 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 실린더 블록에 지지되는 저널부와, 상기 저널부와 일체로 형성되고 각각 별도로 제조되는 다수의 크랭크 암과, 상기 크랭크 암들 사이에 회전 가능하게 연결되고 콘로드가 연결되는 크랭크 핀으로 구성되어, 크랭크 핀을 별도로 제조하여 콘로드와 크랭크 암 사이에 연결함으로써, 크랭크 핀 가공시 발생되는 노치를 제거하여 피로에 의해 크랭크 샤프트가 파손되는 것을 방지할 수 있고 제조공정을 단축할 수 있고 제조비용을 줄일 수 있으며 전체적인 중량을 줄일 수 있는 엔진의 크랭크 샤프트를 제공한다.

엔진, 크랭크 샤프트, 크랭크 핀, 콘로드, 크랭크 암

Description

엔진의 크랭크 샤프트 { CRANK SHAFT OF ENGINE }

도 1은 종래 기술에 따른 크랭크 샤프트의 분해 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 크랭크 샤프트의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 크랭크 샤프트의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 저널부 12 : 크랭크 암

14 : 크랭크 핀 16 : 힌지홀

20 : 콘로드 22 : 대단부

24 : 소단부 26 : 연결로드

28 : 압입홀 30 : 부시

본 발명은 엔진의 크랭크 샤프트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크랭크 샤 프트의 가공을 단순화할 수 있고 피로에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 있는 엔진의 크랭크 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 피스톤의 직선 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 크랭크 샤프트가 설치된다.

도 1은 종래 기술에 따른 크랭크 샤프트의 분해 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 크랭크 샤프트의 단면도이다.

종래 기술에 따른 크랭크 샤프트는 스틸 단조재 또는 주철재를 사용하여 금형에 의해 일체로 성형한 후 크랭크 샤프트가 회전 가능하게 지지되는 메인 저널부(102) 및 콘로드(110)가 연결되는 크랭크 핀(106)을 별도로 가공한다.

즉, 상기 크랭크 샤프트는 엔진의 실린더 블록에 회전 가능하게 지지되는 메인 저널부(102)와, 콘로드(110)가 회전 가능하게 연결되는 크랭크 핀(106)과, 상기 메인 저널부(102)와 크랭크 핀(106) 사이를 연결하는 크랭크 암(104)으로 구성된다.

상기 메인 저널부(102)와 크랭크 핀(106)은 필리트 롤링(fillet rolling) 가공을 실시하여 메인 저널부(102)는 실린더 블록에 회전 가능하게 지지될 수 있도록 하고 크랭크 핀(106)은 콘로드(110)가 회전 가능하게 연결될 수 있도록 한다.

상기 콘로드(110)는 피스톤이 연결되는 소단부(112)와, 상기 크랭크 핀(106)에 연결되는 대단부(116)와, 상기 대단부(116)에 볼트(120)로 체결되어 상기 크랭크 핀(106)의 외주면에 감싸지는 캡(118)과, 상기 그랭크 핀(106)의 외주면에 배치되는 베어링(122)으로 구성된다.

그러나, 상기한 바와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 크랭크 샤프트는 크랭트 핀(106)의 필리트 롤링(fillet rolling) 가공을 실시하여 피로강도를 향상시키나 고가의 장비 추가와 fillet rolling후 굽음 교정 과정이 추가되어야 하는 문제점이 발생된다.

또한, 금형으로 제작되는 소재의 쏠림으로 인하여 가공 후 벨런스를 조정하기 위해 벨런스 홀을 가공하게 되는 데, 이를 위해 고가의 장비들을 필요로 하게 되고 실제 품질의 편차가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 콘로드(110)와 그랭크 핀(106) 사이에 장착되는 베어링(122)의 어긋남이 발생되고, 피로 하중으로 인하여 콘로드 대단부(116)와 캡(118) 사이에 체결되는 볼트(120)가 파손되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 크랭크 핀을 별도로 제조하여 콘로드와 크랭크 암 사이에 연결함으로써, 크랭크 샤프트 핀 가공시 발생되는 노치를 제거하여 피로에 의해 크랭크 샤프트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는 데 있다.

다른 목적은 크랭크 암을 각각 가공하기 때문에 크랭크 샤프트를 일체로 가공함에 따른 중량 편차를 줄일 수 있어 벨런스 홀을 가공할 필요가 없어 제조공정을 단순화할 수 있고 벨런스 홀 가공을 위한 별도의 장비가 불필요한 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는 데 있다.

또다른 목적은 콘로드의 대단부에 크랭크 샤프트 핀이 압입하여 연결되므로 부품수를 줄일 수 있고 중량을 감소시키며 콘로드 가공라인을 대폭 간소화할 수 있는 엔진의 크랭크 샤프트를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 크랭크 샤프트는 엔진의 실린더 블록에 지지되는 저널부와, 상기 저널부와 일체로 형성되고 각각 별도로 제조되는 다수의 크랭크 암과, 상기 크랭크 암들 사이에 회전 가능하게 연결되고 콘로드가 연결되는 크랭크 핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 크랭크 암은 상기 크랭크 핀이 회전 가능하게 삽입되는 힌지홀이 형성되고, 상기 힌지홀에는 상기 크랭크 핀을 회전 가능하게 지지하는 부시가 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 콘로드는 그 대단부에 압입홀이 형성되고 상기 압입홀에 상기 크랭크 샤프트에 열박음 가공에 의해 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 엔진의 크랭크 샤프트의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트의 결합 단면도이다.

본 발명에 따른 크랭크 샤프트는 엔진의 실린더 블록에 지지되는 저널부(10)와, 상기 저널부(10)와 일체로 형성되는 다수의 크랭크 암(12)과, 상기 크랭크 암들(12) 사이에 회전 가능하게 장착되고 콘로드(20)가 연결되는 크랭크 핀(14)으로 구성된다.

상기 다수의 크랭크 암들(12)은 각각 별도로 제작되고, 상기 크랭크 핀(14)이 회전 가능하게 삽입되는 힌지홀(16)이 형성되며, 상기 힌지홀(16)에는 상기 크랭크 핀(14)을 회전 가능하게 지지하는 부시(30)가 배치된다.

상기 크랭크 핀(14)은 크랭크 암(12)과는 별도로 환봉 형태로 형성되고 그 양단이 각각 상기 크랭크 암(12)의 힌지홀(16)에 삽입되어 회전 가능하게 지지되고, 그 중앙측에는 상기 콘로드(20)의 대단부(22)가 열박음 가공에 의해 압입된다.

상기 콘로드(20)는 피스톤에 연결되는 소단부(24)와, 상기 크랭크 핀(14)에 압입되도록 압입홀(28)이 형성되는 대단부(22)와, 상기 소단부(24)와 대단부(22) 사이에 연결되는 연결로드(26)로 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 크랭크 샤프트의 조립 공정을 살펴보면, 다수의 크랭크 암(12)과 다수의 크랭크 핀(14)을 별도로 가공한 후 크랭크 핀(14)을 콘로드(20)의 대단부(22)에 형성된 압입홀(28)에 열박음 가공으로 압입한다. 그런 후, 상기 크랭크 핀(14)의 양단을 각각 크랭크 암(12)의 힌지홀(16)에 삽입한다. 이때, 상기 힌지홀(16)에는 부시(30)가 장착되어 상기 크랭크 핀(14)을 회전 가능하게 지지한다.

이와 같은 본 발명에 따른 크랭크 샤프트의 장점을 살펴보면, 먼저 크랭크 샤프트를 일체로 가공할 때 발생되는 크랭크 암(12)과 크랭크 핀(14) 사이의 노치가 없기 때문에 피로 하중에 의해 크랭크 샤프트가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 크랭크 암들(12)을 각각 별도로 가공하기 때문에 크랭크 샤프트를 일체로 가공할 때 발생되는 중량 편차를 줄일 수 있어 벨런스 홀을 가공이 불필요하다. 따라서, 벨런스 홀을 가공하기 위한 별도의 장비가 불필요하여 제조비용을 줄일 수 있고 제조공정을 단축할 수 있다.

그리고, 크랭크 핀(14)의 폭을 자유롭게 조절할 수 있어 크랭크 길이를 자유롭게 조절할 수 있다.

그리고, 크랭크 핀(14)의 양단이 각각 부시(30)에 의해 회전 가능하게 지지되기 때문에 작용 면압이 작아져 크랭크 핀(14)의 직경을 줄일 수 있고 이에 따라 하중을 줄일 수 있고 제조비용을 줄일 수 있다.

그리고, 콘로드 볼트가 불필요하고 콘로드의 구조를 단순화할 수 있으며 부품수를 줄일 수 있으며 중량을 감소시킬 수 있으며, 콘로드(20)의 가공공정을 대폭 단순화할 수 있고 콘로드(20)가 크랭크 핀(14)에 압입되어 연결되기 때문에 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 엔진의 크랭크 샤프트는 크랭크 핀을 별도로 제작하여 크랭크 암에 회전 가능하게 연결하고 크랭크 핀에 콘로드가 압입하여 연결되기 때문에 피로에 의해 크랭크 샤프트가 파손되는 것을 방지할 수 있고 제조공정을 단축할 수 있으며 제조비용을 줄일 수 있고 전체적인 중량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 엔진의 실린더 블록에 지지되는 저널부와, 상기 저널부와 일체로 형성되고 각각 별도로 제조되는 다수의 크랭크 암과;

   상기 크랭크 암들 사이에 회전 가능하게 연결되고 콘로드가 연결되는 크랭크 핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 크랭크 샤프트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 크랭크 암은 상기 크랭크 핀이 회전 가능하게 삽입되는 힌지홀이 형성되고, 상기 힌지홀에는 상기 크랭크 핀을 회전 가능하게 지지하는 부시가 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 크랭크 샤프트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 크랭크 핀은 환봉 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진의 크랭크 샤프트.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 콘로드는 그 대단부에 압입홀이 형성되고 상기 압입홀에 상기 크랭크 샤프트에 열박음 가공에 의해 삽입되는 것을 특징으로 하는 엔진의 크랭크 샤프트.

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