KR20100063441A

KR20100063441A - 차량용 밸런스샤프트 모듈

Info

Publication number: KR20100063441A
Application number: KR1020080121959A
Authority: KR
Inventors: 이병식; 채상규
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사; 메탈다인코리아 유한회사
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-11
Also published as: KR101055084B1; US20100132654A1

Abstract

본 발명은 차량용 밸런스샤프트 모듈에 관한 것으로, 인터미디어트 기어(6)가 배플커버(23)에 의해 감싸여진 구조를 갖게 됨으로써 상기 인터미디어트 기어(6)의 회전시 엔진 오일에 공기가 혼입되는 현상을 최대한 예방할 수 있게 되고, 인터미디어트 기어(6)가 기어샤프트(24)를 통해 지지력이 크게 강화된 구조를 갖게 됨으로써 소음 및 마모 저감과 내구성 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 더 나아가 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능도 크게 개선할 수 있도록 된 것이다.

엔진, 밸런스샤프트, 인터미디어트 기어

Description

차량용 밸런스샤프트 모듈{Balance shaft module for vehicle}

본 발명은 인터미디어트 기어(intermediate gear)의 지지력 강화를 통해 소음감소, 마모저감, 내구성 향상 및 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능을 크게 개선할 수 있도록 함과 더불어, 엔진 오일내 공기의 혼입을 방지할 수 있는 차량용 밸런스샤프트 모듈에 관한 기술이다.

일반적으로, 엔진 운전시 발생되는 진동과 소음을 억제하여 엔진의 정숙성을 유지시키기 위한 밸런스샤프트 모듈은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더블록의 밑면에 결합되고 하부에 오일 팬(1)이 장착되는 밸런스샤프트하우징(2)과, 상기 밸런스샤프트하우징(2)의 전면에 기어볼트(3) 및 베어링(4)을 매개로 회전 가능하고 장착되면서 크랭크샤프트 기어(5)와 치합되어 설치되는 인터미디어트 기어(6)와, 상기 밸런스샤프트하우징(2)을 길이방향으로 관통하면서 회전 가능하게 설치되는 밸런스샤프트(7)와, 상기 밸런스샤프트(7)의 선단에 기어볼트(8)를 매개로 결합되면서 상기 인터미디어트 기어(6)와 치합을 이루도록 설치된 인풋드라이브 기어(9)를 포함하여 구성된다.

도 1에 도시된 미설명 도면부호 10은 크랭크샤프트이다.

상기와 같이 구성된 밸런스샤프트 모듈은 오일 팬(1)내에서 대부분이 엔진 오일에 잠겨지도록 설치되는데, 이에 따라 상기 기어들(6.9)의 회전시 엔진 오일에 공기가 혼입되어 엔진 부품들의 마모 촉진과 내구성 저하 및 소음 발생의 원인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 밸런스샤프트 모듈은 기어볼트(3)가 인터미디어트 기어(6)의 중심에 압입된 베어링(4)을 관통하고, 상기 베어링(4)을 관통한 기어볼트(3)의 선단이 밸런스샤프트하우징(2)에 체결되어 설치되는 구조로서, 상기 인터미디어트 기어(6)는 상기 기어볼트(3)에 의해 외팔보 형태의 지지구조로 설치된 구조이다.

상기와 같이 인터미디어트 기어(6)가 외팔보 형태의 지지구조로 밸런스샤프트하우징(2)에 설치되면, 동력 전달시 하중 및 진동에 취약하게 되고, 이로 인해 백래쉬 변화에 의한 기어소음 발생, 마모 촉진, 소음 발생, 내구성이 약해지는 다양한 문제점이 있었다.

도 4에는 밸런스샤프트하우징(2)의 전면에 배플커버(11)가 볼트(12)를 매개로 결합된 구성이 도시되어 있다.

즉, 기어볼트(3)가 인터미디어트 기어(6)의 중심을 관통한 후 밸런스샤프트하우징(2)에 체결되고, 상기 배플커버(11)가 상기 인터미디어트 기어(6)의 전면을 감싼 형태로 다수의 볼트(12)에 의해 밸런스샤프트하우징(2)의 전면에 결합된 구조인 것이다.

상기와 같이 배플커버(11)를 적용하게 되면 기어 회전에 의한 엔진 오일내 공기 혼입을 최대한 방지할 수 있어서 이에 따른 여러 문제들을 해결할 수는 있지 만, 인터미디어트 기어(6)가 종래와 같이 외팔보 형태의 지지구조로 설치되는 것은 바뀌지 않기 때문에 이에 따르는 여러 문제점들은 여전히 해결되지 못한 과제로 남아 있었다.

이에 본 발명은, 기어 회전에 의한 엔진 오일내 공기 혼입을 최대한 방지할 수 있도록 함과 동시에, 인터미디어트 기어가 기어샤프트를 통해 양단 지지구조를 갖도록 개선하여 상기 인터미디어트 기어의 지지력 강화를 통해 소음감소, 마모저감, 내구성 향상 및 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능을 크게 개선할 수 있는 차량용 밸런스샤프트 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밸런스샤프트 모듈은, 밸런스샤프트하우징과의 사이에 기어설치공간을 구비하도록 상기 밸런스샤프트하우징의 전면에 결합된 배플커버와; 상기 기어설치공간으로 삽입되어 크랭크샤프트 기어 및 밸런스샤프트에 결합된 인풋드라이브 기어와 치합을 이루도록 설치된 인터미디어트 기어와; 상기 인터미디어트 기어의 중심을 관통한 형태로 상기 인터미디어트 기어와 일체로 결합되고 상기 인터미디어트 기어의 양쪽으로 돌출된 양단이 상기 밸런스샤프트하우징 및 상기 배플커버에 대해 축 회전이 가능하도록 지지되어 설치된 기어샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 밸런스샤프트 모듈에 의하면, 인터미디어트 기어가 배플커버에 의해 감싸여진 구조를 갖게 됨으로써 상기 인터미디어트 기어의 회전시 엔진 오일에 공기가 혼입되는 현상을 최대한 예방할 수 있게 되고, 인터미디어트 기어가 기어샤프트를 통해 지지력이 크게 강화된 구조를 갖게 됨으로써 소음 및 마모 저감과 내구성 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 더 나아가 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능도 크게 개선할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 밸런스샤프트 모듈은 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더블록의 밑면에 결합되고 하부에 오일 팬(1;도 1참조)이 장착되는 밸런스샤프트하우징(2;형상은 도 2참조)과, 밸런스샤프트하우징(2)과의 사이에 기어설치공간(21)을 구비하도록 상기 밸런스샤프트하우징(2)의 전면에 다수개의 볼트(22)를 매개로 결합된 배플커버(23)와, 상기 기어설치공간(21)으로 삽입되어 크랭크샤프트(10;도 1참조)에 결합된 크랭크샤프트 기어(5;도 1참조)와 치합을 이루도록 설치된 인터미디어트 기어(6)와, 상기 인터미디어트 기어(6)의 중심을 관통한 형태로 상기 인터미디어트 기어(6)와 일체로 결합되고 상기 인터미디어트 기어(6)의 양쪽으로 돌출된 양단이 상기 밸런스샤프트하우징(2) 및 상기 배플커버(23)에 대해 축 회전이 가능하도록 지지되어 설치된 기어샤프트(24)와, 상기 밸런스샤프트하우징(2)을 길이방향으로 관통하면서 회전 가능하게 설치되는 밸런스샤프트(7;형상은 도 1참조)와, 상기 밸런스샤프트(7)의 선단에 기어볼트(8;도 1참조)를 매개로 결합되면서 상기 인터미디어트 기어(6)와 치합을 이루도록 설치된 인풋드라이브 기어(9;도 1참조)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 인터미디어트 기어(6)는 상기 배플커버(23)에 의해 감싸여진 구조로 설치되며, 보다 상세하게는 상기 인터미디어트 기어(6)는 상기 크랭크샤프트 기어(5)와 치합을 이루는 부위를 제외한 나머지의 모든 부위가 상기 배플커버(23)에 의해 감싸여진 구조로 설치된다.

그리고, 상기 밸런스샤프트하우징(2)과 상기 배플커버(23)에는 상기 기어샤프트(24)의 양단이 각각 삽입되는 샤프트홈(2a,23a)이 형성된다.

상기 샤프트홈(2a,23a)은 상기 기어샤프트(24)의 양단을 축 회전이 가능하도록 각각 지지하는 역할을 수행하며, 이에 따라 상기 기어샤프트(24)는 양단이 상기 샤프트홈(2a,23a)에 지지된 상태이며, 이 결과 상기 인터미디어트 기어(6)는 상기 기어샤프트(24)에 의해 지지력이 크게 강화된 구조를 갖게 된다.

한편, 상기 기어샤프트(24)에는 상기 밸런스샤프트하우징(2)의 샤프트홈(2a) 및 상기 배플커버(23)의 샤프트홈(23a)과의 윤활을 위해 오일이 통과하는 오일통로(25)가 형성된다.

상기 오일통로(25)는, 상기 기어샤프트(24)의 내부에서 상기 기어샤프트(24)의 길이방향을 따라 수평하게 형성되면서 상기 밸런스샤프트하우징(2)의 샤프트홈(2a)쪽으로 일단이 개구된 메인통로(25a)와, 상기 메인통로(25a)에서 직교되는 방향으로 연통되어 상기 밸런스샤프트하우징(2)의 샤프트홈(2a)과 상기 배플커 버(23)의 샤프트홈(23a)으로 각각 개구된 후방서포트통로(25b) 및 전방서포트통로(25c)로 구성된다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 밸런스샤프트 모듈은 인터미디어트 기어(6)가 배플커버(23)에 의해 감싸여진 구조를 갖게 됨으로써, 상기 인터미디어트 기어(6)의 회전시 엔진 오일에 공기가 혼입되는 현상을 최대한 예방할 수 있게 되며, 이 결과 엔진 부품들의 마모 촉진과 내구성 저하 및 소음 발생의 원인이 되었던 종래의 문제점을 개선할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 밸런스샤프트 모듈은 인터미디어트 기어(6)가 기어샤프트(24)와 일체로 결합되고, 상기 기어샤프트(24)의 양단이 밸런스샤프트하우징(2)의 샤프트홈(2a)과 배플커버(23)의 샤프트홈(23a)으로 각각 삽입되어 축 회전이 가능하도록 지지된 구조를 갖게 됨으로써, 상기 인터미디어트 기어(6)는 상기 기어샤프트(24)를 통해 지지력이 크게 강화된 구조를 갖게 된다.

즉, 종래에는 인터미디어트 기어(6)가 기어볼트(3)를 매개로 밸런스샤프트하우징(2)에 외팔보 형태의 지지구조로 설치된 구조이기 때문에 동력 전달시 하중 및 진동에 취약하게 되고, 이로 인해 백래쉬 변화에 의한 기어소음 발생, 마모 촉진, 소음 발생, 내구성이 약해지는 다양한 문제점이 있었다.

하지만, 본 발명은 인터미디어트 기어(6)의 중심을 관통하여 상기 인터미디어트 기어(6)와 일체로 결합된 기어샤프트(24)가 양단이 밸런스샤프트하우징(2)의 샤프트홈(2a) 및 배플커버(23)의 샤프트홈(23a)으로 각각 삽입되어 축 회전이 가능하도록 지지된 구조를 갖게 됨으로써, 본 발명의 밸런스샤프트 모듈에서 상기 인터 미디어트 기어(6)는 종래의 외팔보 형태의 지지구조보다 지지력이 크게 강화된 구조를 갖게 된다.

이 결과, 본 발명의 구조는 동력 전달시 하중 및 진동에 취약한 문제를 해결할 수 있게 되고, 소음, 마모, 내구성의 문제도 함께 해결할 수 있게 되며, 더 나아가 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능도 크게 개선할 수 있는 장점이 있게 된다.

도 1과 도 2는 종래의 밸런스샤프트 모듈을 설명하기 위한 도면,

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,

도 4는 밸런스샤프트하우징의 전면에 배플커버가 결합된 종래의 밸런스샤프트 모듈을 설명하기 위한 단면도,

도 5는 본 발명에 따라 인터미디어트 기어의 지지력이 강화된 밸런스샤프트 모듈을 설명하기 위한 도면,

도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 - 밸런스샤프트하우징 2a,23a - 샤프트홈

5 - 크랭크샤프트 기어 6 - 인터미디어트 기어

7 - 밸런스샤프트 9 - 인풋드라이브 기어

21 - 기어설치공간 23 - 배플커버

24 - 기어샤프트 25 - 오일통로

Claims

밸런스샤프트하우징과의 사이에 기어설치공간을 구비하도록 상기 밸런스샤프트하우징의 전면에 결합된 배플커버와;

상기 기어설치공간으로 삽입되어 크랭크샤프트 기어 및 밸런스샤프트에 결합된 인풋드라이브 기어와 치합을 이루도록 설치된 인터미디어트 기어와;

상기 인터미디어트 기어의 중심을 관통한 형태로 상기 인터미디어트 기어와 일체로 결합되고 상기 인터미디어트 기어의 양쪽으로 돌출된 양단이 상기 밸런스샤프트하우징 및 상기 배플커버에 대해 축 회전이 가능하도록 지지되어 설치된 기어샤프트;

를 포함하는 차량용 밸런스샤프트 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 인터미디어트 기어는 상기 배플커버에 의해 감싸여진 구조로 설치된 것;

을 특징으로 하는 차량용 밸런스샤프트 모듈.
청구항 2에 있어서, 상기 인터미디어트 기어는 상기 크랭크샤프트 기어와 치합을 이루는 부위를 제외한 나머지의 모든 부위가 상기 배플커버에 의해 감싸여진 구조로 설치된 것;

을 특징으로 하는 차량용 밸런스샤프트 모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 밸런스샤프트하우징과 상기 배플커버에는 상기 기어샤프트의 양단이 각각 삽입되는 샤프트홈이 형성된 것;

을 특징으로 하는 차량용 밸런스샤프트 모듈.
청구항 4에 있어서, 상기 기어샤프트는 양단이 상기 밸런스샤프트하우징의 샤프트홈과 상기 배플커버의 샤프트홈으로 각각 삽입된 상태에서 축 회전이 가능하도록 설치된 것;

을 특징으로 하는 차량용 밸런스샤프트 모듈.
청구항 4에 있어서, 상기 기어샤프트에는 상기 밸런스샤프트하우징의 샤프트홈 및 상기 배플커버의 샤프트홈과의 윤활을 위해 오일이 통과하는 오일통로가 형성된 것;

을 특징으로 하는 차량용 밸런스샤프트 모듈.
청구항 6에 있어서, 상기 오일통로는,

상기 기어샤프트의 내부에서 상기 기어샤프트의 길이방향을 따라 수평하게 형성되면서 상기 밸런스샤프트하우징의 샤프트홈쪽으로 일단이 개구된 메인통로와;

상기 메인통로에서 직교되는 방향으로 연통되어 상기 밸런스샤프트하우징의 샤프트홈과 상기 배플커버의 샤프트홈으로 각각 개구된 후방서포트통로 및 전방서 포트통로;

로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 밸런스샤프트 모듈.