KR20070062033A - Rattle noise improvement device of a blance shaft module - Google Patents

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Abstract

A rattle noise improvement apparatus of a balance shaft module is provided to effectively reduce a rattle noise generated irregularly, by using a damping force of oil. A rattle noise improvement apparatus of a balance shaft module includes a front housing(20), a boss portion(21), and a plug(22). The rotation of a crank sprocket causes rotation of an input shaft. A pair of input gears, a driver shaft, a pair of transfer gears, a driven gear, and a balance wake are sequentially rotated to attenuate a secondary unbalanced force. A front end of the driver shaft is moved to an inner side of the front housing. The boss portion is formed in the front housing. The plug is coupled to the boss portion. The plug closes a space in the front housing where a front end of the driver shaft is positioned so that a front end of the driver shaft is sunk by oil introduced from the input shaft.

Description

밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선장치{Rattle noise improvement device of a blance shaft module}Rattle noise improvement device of a blance shaft module

도 1은 밸런스 샤프트 모듈의 작동 원리도.1 is an operating principle of the balance shaft module.

도 2는 종래 밸런스 샤프트 모듈이 엔진에 장착된 상태도.2 is a state in which the conventional balance shaft module is mounted on the engine.

도 3은 종래 밸런스 샤프트 모듈의 구조를 보인 내부 투시도.Figure 3 is an internal perspective view showing the structure of a conventional balance shaft module.

도 4는 본 발명의 일실시예로 듀얼 오일 펌프 타입으로 이루어진 밸런스 샤프트 모듈의 구조를 보인 외형도.Figure 4 is an external view showing the structure of a balance shaft module made of a dual oil pump type in one embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예로 도 4의 A-A선 단면도.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 4 as an embodiment of the present invention.

도 6a는 종래 래틀소음 발생의 실험 그래프.6A is an experimental graph of conventional rattle noise generation.

도 6b는 본 발명에 있어 오일의 댐핑력을 이용한 래틀 소음 발생의 저감상태를 보인 실험 그래프.Figure 6b is an experimental graph showing a reduced state of generation of rattle noise using the damping force of the oil in the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

11; 스프로켓 12; 인풋샤프트11; Sprocket 12; Input shaft

13; 인풋기어 14; 드라이버 샤프트13; Input gear 14; Driver shaft

15; 트랜스퍼 기어 16; 드리븐 샤프트15; Transfer gear 16; Driven shaft

17; 밸런스 웨이크 20; 펌프하우징17; Balance wake 20; Pump housing

21; 보스부 22; 플러그21; Boss portion 22; plug

23; 오리피스 100; 밸런스 샤프트 모듈23; Orifice 100; Balance shaft module

본 발명은 밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오일의 특성을 이용하여 밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음을 개선할 수 있도록 하는 배런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for improving the rattle noise of a balance shaft module, and more particularly, to an apparatus for improving a rattle noise of a balance shaft module to improve rattle noise of a balance shaft module using characteristics of oil.

일반적으로, 밸런스 샤프트 모듈은 직렬 4기통 엔진의 피스톤, 컨넥팅 로드 등의 왕복 질량에 의해 발생되는 2차 불평형력을 상쇄시키고 그에 따른 2차 진동을 감쇄시키며 따라서 차량에서의 가속 부밍을 개선시키는 것으로, 그 원리는 도 1에 도시된 바와 같다.In general, the balance shaft module compensates for secondary unbalance forces caused by reciprocating masses of pistons, connecting rods, etc. of inline four-cylinder engines and attenuates secondary vibrations, thereby improving acceleration booming in the vehicle. The principle is as shown in FIG.

밸런스 샤프트에 의하여 발생하는 힘을 FB라 하면,If the force generated by the balance shaft is FB,

FB = mbrb(2ω)2FB = mbrb (2ω) 2

∑FZ = Fs - 2 FBcos2θ = 0∑FZ = Fs-2 FBcos2θ = 0

4mr ω2λcos2θ = 2 mbrb(2ω)2 cos2θ4 mr ω2λcos2θ = 2 mbrb (2ω) 2 cos2θ

따라서, 2 mbrb = mrλ = mr2/l Thus, 2 mbrb = mr λ = mr 2 / l

즉, 두 개의 밸런스 샤프트가 동일한 무게, 동일한 질량 중심을 가지고 크랭크축의 두 배(2ω)로 회전하도록 평행하게 설치되면, Moving Part에 의한 2차성분 관성력을 제거할 수 있는 것이다.In other words, if the two balance shafts are installed in parallel so as to rotate at twice the crankshaft (2ω) with the same weight and the same center of mass, the secondary component inertia force by the moving part can be removed.

이때, 듀얼 오일 펌프(DUAL OIL PUMP)를 가지는 밸런스 샤프트 모듈(100)은 도 2,3에 도시된 바와같이, 크랭크샤프트가 회전하면 동일축에 연결되어 있는 크랭크 스프로켓의 회전으로 체인을 통해 밸런스샤프트 모듈(100)의 스프로켓(1)에 회전력을 전달시키고 그 회전에 의해 인풋샤프트(2)가 회전한다.At this time, the balance shaft module 100 having a dual oil pump (DUAL OIL PUMP), as shown in Figures 2 and 3, when the crankshaft rotates the balance shaft through the chain by the rotation of the crank sprocket connected to the same axis The rotation force is transmitted to the sprocket 1 of the module 100 and the input shaft 2 is rotated by the rotation.

상기 인풋샤프트(2)의 회전으로 한 쌍의 인풋기어(3)가 회전하며, 그에 따라 드라이브 샤프트(4)가 회전한다.Rotation of the input shaft 2 causes the pair of input gears 3 to rotate, thereby driving the drive shaft 4.

이때, 상기 드라이브 샤프트(4)의 회전과 동시에 한 쌍으로 이루어진 트랜스퍼 기어(5)에 의해 드리븐 샤프트(6)가 회전하여, 상기 드라이버 샤프트(4)와 드리븐 샤프트(6)에 일체로 되어 있는 밸런스 웨이크(7)가 회전하면서 직렬 4기통 엔진의 피스톤, 컨넥팅 로드 등의 왕복 질량에 의해 발생되는 2차 불평형력을 상쇄시키게 되는 것이다.At this time, the driven shaft 6 is rotated by the pair of transfer gears 5 simultaneously with the rotation of the drive shaft 4, so that the balance is integrated with the driver shaft 4 and the driven shaft 6. As the wake 7 rotates, the second unbalance force generated by the reciprocating mass of the piston, the connecting rod, and the like of the in-line four-cylinder engine is offset.

그러나, 종래의 밸런스 샤프트 모듈(100)은 한 쌍으로 이루어진 인풋기어(3), 한 쌍으로 이루어진 트랜스퍼 기어(5)에 의해 동력 전달 및 회전이 이루어지는 바, 상기 인풋기어(3)와 트랜스퍼 기어(5)의 회전시 그 기어의 치와 치 사이의 맞물림에 의해 이음이 발생될 수 있으며, 이러한 이음부분에 의해 화인 소음과 래틀 소음이 발생하는 단점이 있다.However, the conventional balance shaft module 100 is a pair of input gear (3), a pair of transfer gear (5) is transmitted and rotated by the transfer gear 5, the input gear (3) and the transfer gear ( 5) In the rotation of the gear can be generated by the engagement between the teeth and teeth of the gear, there is a disadvantage that the fine noise and the rattle noise generated by these joints.

이때, 상기의 화인 소음은 각 기어(3)(5)가 맞물리거나 이탈될 때 각 기어(3)(5)의 치가 미끄러지면서 발생되는 소음이고, 상기 래클 소음은 기어(3)(5)의 치와 치가 맞물리면서 상호 존재하는 간극에 의해 서로를 때리는 소음이다.At this time, the above-mentioned fine noise is noise generated when the teeth of each gear (3) (5) is slipped when each gear (3) (5) is engaged or disengaged, and the rackle noise is the noise of the gear (3) (5). It is the noise that strikes each other by the gap between teeth and teeth.

즉, 상기 래틀 소음은 특정한 주파수 대역이 아닌 전체 주파수 대역에서 광 범위하게 발생되는 것이며 이것의 주원인으로는 각 부품들 사이에서 존재하는 간극 때문이다.That is, the rattle noise is generated in a wide range in the entire frequency band, not in a specific frequency band, and the main reason is the gap between the components.

이때, 상기의 간극은 밸런스 샤프트 모듈(100) 전체 부품의 가공공차, 조립공차 등에 의해 생길 수 밖에 없는 소음으로 간극을 제거하면 그 소음은 제거될 수 있겠지만 양산성을 고려한다면 상기의 간극 제거 방법은 거의 불가능할 수 밖에 없다.At this time, if the clearance gap is removed due to the noise, which can only be caused by processing tolerances, assembly tolerances, etc. of the entire components of the balance shaft module 100, the noise may be removed. It is almost impossible.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명은, 래틀 소음에 가장 민감한 드라이버 샤프트의 구동축 선단부를 오일에 잠기게 하고, 오일의 댐핑력을 이용하여 기존 간극에서 발생되는 타음을 감소시켜 래틀 소음을 개선할 수 있도록 하는 밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선장치를 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention, the end of the drive shaft of the driver shaft most sensitive to the rattle noise is immersed in oil, and generated in the existing gap using the damping force of the oil It is an object of the present invention to provide a rattle noise improving device of a balance shaft module that can reduce rattle noise and improve rattle noise.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일실시예로 듀얼 오일 펌프 타입으로 이루어진 밸런스 샤프트 모듈의 구조를 보인 외형도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예로 도 4의 A-A선 단면도 이다.Figure 4 is an external view showing the structure of a balance shaft module made of a dual oil pump type in one embodiment of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 4 as an embodiment of the present invention.

여기서, 종래 도 3에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 그 표시가 이루어지도록 하였다.Here, the same parts as in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예인 밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선장치는, 크랭크 스프로켓의 회전으로 체인을 통해 스프로켓(1)으로 회전력이 전달되어 인풋샤프트(2)가 회전하고, 이와동시에 한 쌍의 인풋기어(3), 드라이브 샤프트(4), 한 쌍으로 이루어진 트랜스퍼 기어(5), 드리븐 샤프트(6), 그리고 상기 드라이버 샤프트(4)와 드리븐 샤프트(6)에 일체로 되어 있는 밸런스 웨이크(7)가 순차적으로 회전하여 직렬 4기통 엔진의 피스톤, 컨넥팅 로드 등의 왕복 질량에 의해 발생되는 2차 불평형력을 상쇄시키는 밸런스 샤프트 모듈(100)에 있어서,4 and 5, in the rattle noise improving device of the balance shaft module according to the embodiment of the present invention, the rotation force is transmitted to the sprocket 1 through the chain by the rotation of the crank sprocket and the input shaft 2 rotates. At the same time, a pair of input gear (3), drive shaft (4), a pair of transfer gear (5), driven shaft (6), and integrally with the driver shaft (4) and driven shaft (6) In the balance shaft module 100 in which the balanced wake 7 rotates sequentially to offset the secondary unbalance generated by the reciprocating mass of the piston, the connecting rod, etc. of the four-cylinder engine in series,

상기 드라이버 샤프트(4)의 선단 길이를 짧게 구성한 후 그 선단을 프론트 하우징(20)의 내측으로 이동시키되,After the tip length of the driver shaft 4 is configured to be short, the tip is moved inside the front housing 20,

상기 드라이버 샤프트(4)의 선단이 이동되는 프론트 하우징(20)에는 보스부(21)를 형성하고,A boss portion 21 is formed in the front housing 20 in which the tip of the driver shaft 4 is moved,

상기 보스부(21)에는 드라이버 샤프트(4)의 선단이 위치하는 프론트 하우징(20)내의 공간을 밀폐시켜 인풋샤프트(2)의 보아측(2a)으로부터 유입되는 오일에 의해 드라이버 샤프트(4)의 선단이 잠기도록 플러그(22)를 결합 구성함을 특징으로 한다.The boss portion 21 seals a space in the front housing 20 in which the tip of the driver shaft 4 is located, so that the oil is introduced from the bore side 2a of the input shaft 2 to the boss shaft 21. It is characterized in that the plug 22 is configured to be coupled so that the tip is locked.

다른 일면에 따라, 상기 드라이버 샤프트(4)의 선단이 위치하는 프론트 하우징(20)의 내측공간에는 오일의 일정소량이 외부로 빠져나갈 수 있도록 하는 오리피스(23)를 설치 구성함을 특징으로 한다.According to another aspect, in the inner space of the front housing 20 where the tip of the driver shaft 4 is located is characterized in that the orifice 23 is installed to allow a certain amount of oil to escape to the outside.

또 다른 일면에 따라, 상기 오리피스(23)는 직경이 5㎜이하인 것을 특징으로 한다.According to another aspect, the orifice 23 is characterized in that less than 5mm in diameter.

즉, 본 발명의 일실시예는, 인풋샤프트(2)의 보아(2a)측으로부터 유입되는 오일은 보스부(21)와 플러그(22)에 의해 밀폐구조를 이루는 프론트 하우징(20)내에 채워진다.That is, in one embodiment of the present invention, the oil flowing from the bore 2a side of the input shaft 2 is filled in the front housing 20 which forms a sealed structure by the boss portion 21 and the plug 22.

이때, 상기 프론트 하우징(20)내의 밀폐공간에는 길이가 짧아진 드라이버 샤프트(4)의 선단이 위치하게 되는 바,At this time, the front end of the driver shaft 4 having a shorter length is located in the sealed space in the front housing 20,

상기 드라이버 샤프트(4)의 선단은 밀폐공간내에 채워진 오일에 의해 잠겨지면서, 상기 드라이버 샤프트(4)가 한 쌍으로 이루어진 인풋기어(3)에 의해 회전시, 상기 드라이버 샤프트(4)는 인풋기어(3) 또는 트랜스퍼 기어(5)와의 사이에서 생기는 간극에 의해 상기 인풋기어(3) 또는 트랜스퍼 기어(5)를 때릴 때 그 하중은 오일의 댐핑력에 의해 감소되고, 이에따라 래틀 소음이 저감된다.The tip of the driver shaft 4 is locked by the oil filled in the sealed space, and when the driver shaft 4 is rotated by the pair of input gears 3, the driver shaft 4 is connected to the input gear ( 3) or when hitting the input gear 3 or the transfer gear 5 by a gap between the transfer gear 5, the load is reduced by the damping force of the oil, thereby reducing the rattle noise.

여기서, 상기 드라이버 샤프트(4)의 선단이 위치하는 공간을 가진 프론트 하우징(20)에는 오리피스(23)가 설치되어 있는 바, 상기 프론트 하우징(20)내의 공간에 채워지는 오일은 상기 오리피스(23)를 통해 외부로 서서히 빠져나갈 수 있는 것이다.Here, the orifice 23 is installed in the front housing 20 having the space where the tip of the driver shaft 4 is located, and the oil filled in the space in the front housing 20 is the orifice 23. You can slowly escape through the outside.

이때, 상기 오리피스(23)의 직경이 너무 큰 경우에는 드라이버 샤프트(4)의 선단에 충진되는 오일의 양이 작아지므로, 상기 오리피스(23)의 직경은 5㎜ 이하로 설정함이 바람직하지만, 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니다.At this time, if the diameter of the orifice 23 is too large, the amount of oil filled in the tip of the driver shaft 4 becomes small, it is preferable to set the diameter of the orifice 23 to 5 mm or less, but It is not limited to this.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 밸런스 샤프트 모듈(100)에 포함되는 드라이버 샤프트(14)의 선단을 오일에 잠기도록 하여, 오일의 댐핑력을 이용하여 기존 간극 사이에서 드라이브 샤프트(14)가 상대물을 때리는 하중을 축소시키는 댐핑력이 발휘되도록 함으로써 밸런스 샤프트 모듈(100)에서의 래틀 소음을 저감시키는 효과를 얻을 수 있으며, 이는 첨부된 도 6a(종래 래틀소음 발생의 실험그래프)와 도 6b(본 발명 래틀소음 발생의 실험그래프)를 통해 확인할 수 있게 된다.As described above, the present invention allows the front end of the driver shaft 14 included in the balance shaft module 100 to be immersed in oil, so that the drive shaft 14 is disposed between the existing gaps by using the damping force of the oil. The damping force to reduce the load hitting the beating can be exerted to obtain the effect of reducing the rattle noise in the balance shaft module 100, which is attached to Figure 6a (conventional graph of rattle noise generation) and Figure 6b (shown) Experimental graph of the invention rattle noise generation) can be confirmed.

즉, 본 발명은 불규칙적으로 발생하는 래틀 소음을 오일의 댐핑력을 이용하여 효과적으로 저감시키려는데 그 특징을 가지는 것이다.That is, the present invention is characterized by effectively reducing the rattle noise generated irregularly by using the damping force of the oil.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

Claims (3)

크랭크 스프로켓의 회전으로 체인을 통해 스프로켓으로 회전력이 전달되어 인풋샤프트가 회전하고, 이와동시에 한 쌍의 인풋기어, 드라이브 샤프트, 한 쌍으로 이루어진 트랜스퍼 기어, 드리븐 샤프트, 그리고 상기 드라이버 샤프트와 드리븐 샤프트에 일체로 되어 있는 밸런스 웨이크가 순차적으로 회전하여 직렬 4기통 엔진의 피스톤, 컨넥팅 로드 등의 왕복 질량에 의해 발생되는 2차 불평형력을 상쇄시키는 밸런스 샤프트 모듈에 있어서,The rotation of the crank sprocket transmits the rotational force through the chain to the sprocket, and the input shaft rotates, and at the same time, a pair of input gear, drive shaft, pair of transfer gear, driven shaft, and the driver shaft and driven shaft In a balance shaft module in which a balanced wake is rotated sequentially to offset the second unbalance force generated by the reciprocating mass of the piston, connecting rod, etc. of a four-cylinder engine in series. 상기 드라이버 샤프트의 선단 길이를 짧게 구성한 후 그 선단을 프론트 하우징의 내측으로 이동시키되,After the tip length of the driver shaft is configured to be short, the tip is moved inside the front housing, 상기 드라이버 샤프트의 선단이 이동되는 프론트 하우징에는 보스부를 형성하고, 상기 보스부에는 드라이버 샤프트의 선단이 위치하는 프론트 하우징내의 공간을 밀폐시켜 인풋샤프트의 보아측으로부터 유입되는 오일에 의해 드라이버 샤프트의 선단이 잠기도록 플러그를 결합 구성함을 특징으로 하는 밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선장치.A boss is formed in the front housing to which the tip of the driver shaft is moved, and the boss is sealed in the front housing where the tip of the driver shaft is located so that the tip of the driver shaft is closed by oil flowing from the boa side of the input shaft. Rattle noise reduction device of the balance shaft module, characterized in that the plug is configured to lock. 제 1 항에 있어서, 상기 드라이버 샤프트의 선단이 위치하는 프론트 하우징의 내측공간에는 오일의 일정소량이 외부로 빠져나갈 수 있도록 하는 오리피스를 설치 구성함을 특징으로 하는 밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선장치.The apparatus of claim 1, wherein an orifice is installed in an inner space of the front housing in which the tip of the driver shaft is positioned to allow a certain amount of oil to escape to the outside. 제 2 항에 있어서, 상기 오리피스는 직경이 5㎜이하인 것을 특징으로 하는 밸런스 샤프트 모듈의 래틀 소음 개선장치.The apparatus of claim 2, wherein the orifice has a diameter of 5 mm or less.
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