KR20150021118A - 내연 기관 - Google Patents

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KR20150021118A
KR20150021118A KR1020157001343A KR20157001343A KR20150021118A KR 20150021118 A KR20150021118 A KR 20150021118A KR 1020157001343 A KR1020157001343 A KR 1020157001343A KR 20157001343 A KR20157001343 A KR 20157001343A KR 20150021118 A KR20150021118 A KR 20150021118A
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구니히코 사카타
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도요타 지도샤（주）
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    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22—Compensation of inertia forces
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Abstract

엔진 (내연 기관) (100) 에서, 크랭크케이스 (12) 에는, 개구 (12b) 를 둘러싸고 또한 오일 팬 (13) 과 접촉하는 체결 영역 (120d) 이 제공되고, 크랭크케이스 (12) 에는 개구 (12b) 를 둘러싸도록 밸런스 샤프트 하우징 (33) 이 배치되며, 크랭크케이스 (12) 와 밸런스 샤프트 하우징 (33) 을 체결하기 위해 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 가 크랭크케이스 (12) 에 제공된다. 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 밸런스 샤프트의 제 1 축선방향 측에 있는 체결부 (12a) 는 체결 영역 (120d) 의 내측에 배치되고, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 밸런스 샤프트의 제 2 축선방향 측에 있는 체결부 (12a) 는 체결 영역 (120d) 의 외측에 배치된다.

Description

내연 기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연 기관에 관한 것이고, 특히 크랭크케이스와 오일 팬 사이에 배치되고 회전가능하게 밸런스 샤프트가 설치된 밸런스 샤프트 하우징을 구비하는 내연 기관에 관한 것이다.
크랭크케이스와 오일 팬 사이에 배치된 밸런스 샤프트 하우징을 구비하는 내연 기관이 알려져 있다 (예를 들면, 일본 공개특허공보 제2012-007691호 (JP 2012-007691 A) 참조).
일반적으로, 다기통 내연 기관에 있어서는, 피스톤의 상하방향의 왕복운동에 의해 발생하는 2차 관성력에 의해 크랭크샤프트의 회전 불균형이 야기되는 때, 이는 내연 기관에 상하방향 진동을 야기한다. 따라서, 내연 기관에는, 상하방향 진동을 억제하는 밸런서 디바이스가 설치된다.
JP 2012-007691 A 에 개시된 내연 기관은, 크랭크케이스, 크랭크케이스의 하부에 체결된 오일 팬, 및 크랭크케이스와 오일 팬 사이에 배치된 밸런서 디바이스를 구비한다.
밸런서 디바이스는, 크랭크샤프트의 회전에 따라 회전 구동되는 2 개의 밸런스 샤프트들과, 이 밸런스 샤프트들을 회전가능하게 수납하는 상부 하우징과 하부 하우징을 구비한다. 각각의 밸런스 샤프트는 그의 중력 중심이 그의 회전 중심에서 벗어나도록 구성되어 있고, 밸런스 샤프트들의 회전에 의해, 엔진의 2차 관성력에 의해 야기되는 상하방향 진동 등을 억제할 수 있다.
한편, 크랭크케이스의 바닥면에는, 크랭크케이스 안에의 오일 펌프의 배치, 밸런스 샤프트의 탑재 및 오일 양의 확보를 위해, 비교적 큰 개구가 형성되어야 한다. 크랭크케이스의 바닥면에의 개구의 형성은 크랭크케이스 자체의 비틀림, 벤딩 등을 야기한다. 그 결과, 엔진, 트랜스미션 등으로 형성되는 발전소의 강성이 저하된다.
또한, 발전소의 강성의 저하로 인해, 엔진 마운트의 진동이 증가되고, 결과적으로, 엔진 노이즈가 커진다. 한편, 발전소의 강성을 확보하기 위해, 보강을 위해 크랭크케이스의 후부 (트랜스미션 등의 변속 기구가 배치되는 측부) 에 리브 등을 배치하는 것이 고려된다.
그렇지만, 크랭크케이스의 후부에는 트랜스미션의 드라이브 플레이트 등을 체결하기 위한 공간이 필요하기 때문에, 크랭크케이스의 후부에 리브 등을 배치하는 데에는 공간적 제한이 있다. 또한, 리브 등을 배치하여 크랭크케이스를 보강한다면, 크랭크케이스의 질량의 증가와 같은 단점이 야기된다.
본 발명은 발전소의 강성을 향상시킬 수 있는 내연 기관을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 내연 기관은, 오일 팬, 크랭크케이스, 및 크랭크케이스와 오일 팬 사이에 배치되고 회전가능하게 밸런스 샤프트가 설치된 밸런스 샤프트 하우징을 구비한다. 상기 크랭크케이스에는, 상기 크랭크케이스와 상기 오일 팬 사이에 연통하는 개구가 형성되고, 상기 오일 팬과 접촉하는 오일 팬측 체결 영역이 제공된다. 밸런스 샤프트 하우징은 상기 개구를 덮도록 크랭크케이스 내에 배치되고, 크랭크케이스에는 크랭크케이스와 밸런스 샤프트 하우징을 체결하는 복수의 하우징측 체결부들이 제공된다. 상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 밸런스 샤프트의 제 1 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 내측에 배치되고, 상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 밸런스 샤프트의 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 외측에 배치된다.
상기한 양태에 따른 내연 기관에서, 밸런스 샤프트 하우징이 크랭크케이스의 개구에서 빔 (beam) 구조를 갖기 때문에, 개구에 의해 야기될 수 있는 크랭크케이스의 비틀림, 벤딩 등을 억제할 수 있다. 환언하면, 밸런스 샤프트 하우징을 최적으로 배치함으로써 발전소에서 공진 주파수 증가폭 (margin of increase) 이 증가 (향상) 되기 때문에, 공진 주파수 증가폭으로 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다. 그러므로, 엔진 마운트의 진동을 감소시킬 수 있고, 엔진 노이즈를 또한 감소시킬 수 있다. 그리고, 밸런스 샤프트 하우징을 최적으로 배치함으로써, 발전소의 강성이 증가된다. 그러므로, 보강 (증가된 강성) 을 위해 크랭크케이스에 리브 등이 배치되는 경우와 달리, 크랭크케이스의 질량의 증대를 억제할 수 있다.
상기한 양태에 따른 내연 기관에서, 오일 팬측 체결 영역은, 크랭크케이스의 개구를 둘러싸는 형상을 갖도록 제공될 수도 있고, 상기 복수의 하우징측 체결부 중 제 1 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 개구를 둘러싸는 형상을 갖는 오일 팬측 체결 영역의 내측에 배치될 수도 있고, 상기 복수의 하우징측 체결부 중 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 개구를 둘러싸는 형상을 갖는 오일 팬측 체결 영역의 외측에 배치될 수도 있다. 상기한 양태에 의하면, 오일 팬측 체결 영역 (개구) 의 내측으로부터 그의 외측까지 연장되도록 밸런스 샤프트 하우징을 배치할 수 있고, 따라서 개구의 비틀림, 벤딩 등의 발생을 억제할 수 있다. 그러므로, 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다.
상기한 양태에 따른 내연 기관에서, 복수의 하우징측 체결부 중 제 1 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 내측에 그리고 상기 오일 팬측 체결 영역의 근방에 배치될 수도 있고, 복수의 하우징측 체결부 중 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 외측에 그리고 상기 오일 팬측 체결 영역의 근방에 배치될 수도 있다.
상기한 양태에 따른 내연 기관에 있어서, 변속 기구가 크랭크케이스에서 제 2 축선방향 측에 배치될 수도 있고, 복수의 하우징측 체결부 중 상기 변속 기구가 배치되는 제 2 축선방향 측에 반대되는 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 내측에 배치될 수도 있고, 복수의 하우징측 체결부 중 상기 변속 기구가 배치되는 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 외측에 배치된다. 이러한 구성에 의하면, 변속 기구가 배치되는 크랭크케이스의 축선방향 단부 측에서 변속 기구의 드라이브 플레이트 등을 체결하는 공간을 확보하면서 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다.
상기한 양태에 따른 내연 기관에 있어서, 크랭크케이스의 개구는 크랭크케이스의 중앙 부근으로부터 제 1 축선방향 측에 있는 크랭크케이스의 단부까지 연장되도록 형성될 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 크랭크케이스의 중앙 부근으로부터 제 1 축선방향 측에 있는 크랭크케이스의 단부까지 연장되도록 형성된 개구의 비틀림, 벤딩 등의 발생을 억제함으로써 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다.
상기한 양태에 따른 내연 기관에 의하면, 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다.
이하에서, 유사한 요소에 유사한 도면부호를 사용한 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 모범적인 실시형태들의 특징, 이점, 그리고 기술적 및 산업적 중요성에 대해 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 내연 기관의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 밸런스 샤프트 및 크랭크샤프트의 사시도이다.
도 3 은 크랭크케이스 및 밸런서 디바이스를 상방으로부터 본 도면 (상면도) 이다.
도 4 는 크랭크케이스로부터 밸런서 디바이스를 제거한 상태를 나타내는 상면도이다.
도 5 는 크랭크케이스 및 오일 팬을 하방으로부터 본 도면 (하면도) 이다.
도 6 은 크랭크케이스로부터 오일 팬 및 밸런서 디바이스를 제거한 상태를 나타내는 하면도이다.
도 7 은 도 3 의 선 Ⅶ-Ⅶ 을 따라 취한 단면도이다.
도 8 은 발전소의 강성의 증가 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 내연 기관의 일 실시형태에 대해 설명한다.
도 1 에 도시된 것처럼, 엔진 (100) 은 실린더 블록 (11), 크랭크케이스 (12), 오일 팬 (13) 및 실린더 헤드 (14) 를 구비한다. 엔진 (100) 은, 본 발명에 따른 "내연 기관"의 일례이다. 크랭크케이스 (12) 는 실린더 블록 (11) 의 하부에 부착된다. 오일 팬 (13) 은 크랭크케이스 (12) 의 하부에 부착된다. 실린더 블록 (11) 에는, 4 개의 기통 (cylinder; 도시 안 됨) 이 제공되고, 각 기통에 피스톤 (15) 이 수납된다.
각 피스톤 (15) 은 커넥팅 로드 (16) 를 통하여 크랭크샤프트 (17) 의 크랭크 핀 (17a) 에 커플링된다. 크랭크샤프트 (17) 가 수납되는 크랭크케이스 (12) 의 하부에는, 오일 (엔진 오일) 을 저장하는 오일 팬 (13) 이 장착된다.
오일 팬 (13) 내에는, 오일 펌프 (18) 가 제공된다. 오일 펌프 (18) 는, 오일 팬 (13) 에 저장된 오일을, 오일 스트레이너 (19) 를 통해 빨아 올리고, 오일은 오일 공급 통로 (20) 를 통하여 실린더 블록 (11) 에 제공된 메인 갤러리 (21) 에 공급된다.
메인 갤러리 (21) 로부터 복수의 오일 공급 통로 (22) 가 분기되어 있고, 오일 공급 통로 (22) 는, 메인 갤러리 (21) 에 도입된 오일을 크랭크샤프트 (17) 의 크랭크 저널 (17b) 에 각각 공급한다. 그러므로, 오일 공급 통로 (22) 로부터 공급되는 오일에 의해 크랭크 저널 (17b) 이 윤활된다.
그리고, 크랭크 저널 (17b) 에 공급된 오일은, 크랭크샤프트 (17) 의 반경 방향 및 축선 방향으로 형성된 구멍을 통해 커넥팅 로드 (16) 와 크랭크 핀 (17a) 사이의 공간에 공급된다.
또한, 메인 갤러리 (21) 에 공급된 오일은, 실린더 헤드 (14) 에 수용된 흡기 캠 (23a) 및 배기 캠 (24a) 에 공급되고, 또한 흡기 캠 (23a) 및 배기 캠 (24a) 을 회전가능하게 각각 지지하는 흡기 캠샤프트 (23) 및 배기 캠샤프트 (24) 에 크랭크샤프트 (17) 를 커플링시키는 타이밍 체인 (25) 에 공급된다.
도 2 에 도시된 것처럼, 크랭크샤프트 (17) 는, 4 개의 크랭크 핀 (17a) 에 각각 대응하는 카운터웨이트 (17c), 및 크랭크케이스 (17) 의 축선방향 양측 및 각 인접한 기통들 사이에 배치된 크랭크 저널 (17b) 을 구비한다. 크랭크샤프트 (17) 는 크랭크케이스 (12) 측 (도 1 참조) 에서 각 크랭크 저널 (17b) 에 의해 회전가능하게 지지된다.
카운터웨이트 (17c) 는, 크랭크 핀 (17a) 및 크랭크 저널 (17b) 보다 더 큰 직경을 갖도록 형성되고, 크랭크샤프트 (17) 의 크랭크 핀 (17a) 과 크랭크 저널 (17b) 사이에 제공된다. 본 실시형태에서, 카운터웨이트 (17c) 가 대경 회전부 (large-diameter rotary section) 로서 역할하는 한편, 크랭크 핀 (17a) 및 크랭크 저널 (17b) 이 샤프트부로서 역할한다.
도 1 에 도시된 것처럼, 크랭크케이스 (12) 와 오일 팬 (13) 사이에는, 밸런서 디바이스 (30) 가 설치되어 있다. 밸런서 디바이스 (30) 는, 도 2 에 도시된 것처럼, 크랭크샤프트 (17) 의 회전에 따라 회전 구동되는 밸런스 샤프트 (31, 32), 및 밸런스 샤프트 (31, 32) 를 회전가능하게 수납하고 후술하는 밸런스 샤프트 하우징 (33) (도 3 및 도 7 참조) 을 포함한다.
밸런스 샤프트 (31, 32) 에는, 피동 기어 (31a, 32a) 가 각각 고정된다. 피동 기어 (31a, 32a) 는 서로 맞물리고, 동일한 개수의 치형부 (teeth) 를 갖는다. 그러므로, 밸런스 샤프트 (31, 32) 는 서로 반대 방향으로 동일한 속도로 회전한다.
또한, 밸런스 샤프트 (31) 에는 피동 기어 (31b) 가 고정된다. 피동 기어 (31b) 는 크랭크샤프트 (17) 에 제공된 구동 기어 (17d) 와 맞물린다. 구동 기어 (17d) 와 피동 기어 (31b) 사이의 치형부 개수의 비는 2 : 1 로 설정된다.
따라서, 밸런스 샤프트 (31, 32) 는 크랭크샤프트 (17) 의 회전 속도의 2 배로 회전한다. 크랭크샤프트 (17) 의 회전을 밸런스 샤프트 (31, 32) 에 전달하는 방법으로서, 기어 구동 방식 이외에, 체인 구동 방식, 벨트 구동 방식 등을 이용할 수도 있다는 것에 유의해야 한다.
밸런스 샤프트 (31, 32) 는, 밸런스 웨이트 (31c, 31d, 32b, 32c) 를 각각 구비한다. 각각의 밸런스 웨이트 (31c, 31d, 32b, 32c) 는, 반원형 형상으로 형성되어서, 그의 중력 중심이 밸런스 샤프트 (31, 32) 중 일방의 축선으로부터 벗어난다. 따라서, 밸런서 디바이스 (30) 는 중력 중심이 회전 중심으로부터 벗어나 있는 밸런스 샤프트 (31, 32) 를 회전시킴으로써, 엔진 (100) 의 2차 관성력에 의해 야기되는 상하방향 진동 및 죽인 소리 (muffled sound) 를 억제할 수 있다.
밸런스 웨이트 (31c, 31d, 32b, 32c) 는, 밸런스 샤프트 (31, 32) 와 별개로 형성될 수 있고, 밸런스 샤프트 (31, 32) 와 일체로 회전하도록 볼트 등에 의해 체결될 수 있다.
도 7 에 도시된 것처럼, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 은 하부 하우징 (34) 및 상부 하우징 (35) 을 구비한다. 하부 하우징 (34) 은 볼트 (도시 안 됨) 에 의해 상부 하우징 (35) 에 체결된다.
하부 하우징 (34) 에는, 베어링부 (bearing sections; 34a, 34b0 가 형성되어 있다. 상부 하우징 (35) 에는, 베어링부 (35a, 35b) 가 형성되어 있다. 밸런스 샤프트 (31) 는 베어링부 (34a, 34b, 35a, 35b) 에 의해 회전가능하게 지지된다. 밸런스 샤프트 (32) 가 도 7 에 도시되진 않았지만, 밸런스 샤프트 (32) 는 밸런스 샤프트 (31) 와 같이 베어링부에 의해 또한 회전가능하게 지지된다.
도 3 에 도시된 것처럼, 크랭크케이스 (12) 는, 밸런스 샤프트 (31, 32) (크랭크샤프트 (17)) 의 축선방향 (Y방향) 을 따라 거의 직사각형 형상을 갖는다. 크랭크케이스 (12) 에는, 밸런서 디바이스 (30) (밸런스 샤프트 하우징 (33)) 가 부착된다.
그리고, 크랭크케이스 (12) 에는, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 가 제공되어 있다. 하우징측 체결부 (12a) 에는, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 이 부착된다. 더 구체적으로, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 의 4 개의 코너 각각의 근방에 부착 구멍 (33a) 이 형성되어 있다. 각 부착 구멍 (33a) 에 볼트 (50a) 를 삽입함으로써, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 은 크랭크케이스 (12) 의 하우징측 체결부 (12a) 에 체결된다.
도 4 에 도시된 것처럼, 크랭크케이스 (12) 의 바닥면에는, 개구 (12b) (빗금친 영역) 가 형성되어 있다. 개구 (12b) 는, 밸런스 샤프트 (31, 32) (크랭크샤프트 (17)) 의 축선방향 (Y방향) 을 따라 거의 직사각형 형상을 갖는다. 개구 (12b) 는, 크랭크케이스 (12) 의 중앙 부근으로부터 크랭크케이스 (12) 의 단부측 (화살표 Y1 방향측) 까지 연장되도록 형성되어 있다. 따라서, 크랭크케이스 (12) 는 일측에서 개구 (12b) 를 갖고 타측 (화살표 Y2 방향측) 에서 폐바닥부 (12c) 를 갖는다. 크랭크케이스 (12) 의 개구 (12b) 측의 영역에는 타이밍 체인 (25) (도 1 참조), 체인 커버 (도시 안 됨) 등이 제공되는 한편, 폐바닥부 (12c) 측의 영역에는 트랜스미션 등의 변속 기구가 제공된다.
도 3 에 도시된 것처럼, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 의 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 2 개의 하우징측 체결부가 개구 (12b) 위에 배치된다. 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 다른 2 개의 하우징측 체결부는 폐바닥부 (12c) 내에 배치된다. 따라서, 밸런서 디바이스 (30) (밸런스 샤프트 하우징 (33)) 이 크랭크케이스 (12) 에 부착된 상태에서, 크랭크케이스 (12) 의 개구 (12b) 는 밸런스 샤프트 하우징 (33) 에 의해 부분적으로 덮인다 (폐쇄된다). 그리고, 크랭크케이스 (12) 의 두 긴 측은 밸런스 샤프트 하우징 (33) 에 의해 서로 접속된다.
도 5 에 도시된 것처럼, 크랭크케이스 (12) 의 하부에 부착된 오일 팬 (13) 은, 하방에서 보았을 때, 크랭크케이스 (12) 의 중앙에 대해 화살표 Y1 방향측에 있는 영역에 부착된다. 그리고, 오일 팬 (13) 은 복수의 볼트 (50b) (본 실시형태에서는, 13 개) 에 의해 크랭크케이스 (12) 의 하부에 부착된다.
도 6 에 도시된 것처럼, 크랭크케이스 (12) 에는, 복수의 체결부 (체결용 구멍) (12d) (본 실시형태에서는, 13 개의 구멍) 가 형성되어 있다. 복수의 체결부 (12d) 에 의해, 오일 팬 (13) 과 크랭크케이스 (12) 가 서로 체결되는 체결 영역 (120d) 이 구성된다. 환언하면, 크랭크케이스 (12) 가 오일 팬 (13) 과 만나는 표면이 체결 영역 (120d) 으로서 역할한다. 체결 영역 (120d) 은, 크랭크케이스 (12) 의 개구 (12b) (빗금친 영역) 를 둘러싸도록 대략 사각형 형상을 갖는다. 체결 영역 (120d) 의 형상은, 대략 사각형 형상으로 한정되지 않고, 정방형 형상, 직사각형 형상, 삼각형 형상 또는 환형 형상 등일 수도 있다. 여기서, 체결 영역 (120d) 은 본 발명의 "오일 팬측 체결 영역" 의 일례이다.
본 실시형태에서는, 도 3 및 도 6 에 도시된 것처럼, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 의 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 타이밍 체인 (25) 이 배치되는 측 (화살표 Y1 방향측) 의 2 개의 체결부는, 평면도에 있어서, 체결 영역 (120d) 의 내측에 배치되어 있다. 한편, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 의 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 트랜스미션 등의 변속 기구가 배치되는 측 (화살표 Y2 방향측) 의 2 개의 체결부는, 평면도에 있어서, 체결 영역 (120d) 의 외측에 배치되어 있다. 밸런스 샤프트 하우징 (33) 의 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 는 체결 영역 (120d) (크랭크케이스 (12) 가 오일 팬 (13) 과 만나는 표면) 의 근방에 배치되어 있다.
다음으로, 도 8 을 참조하여, 본 실시형태에 있어서 발전소 (엔진 및 트랜스미션) 의 강성을 향상시키는 효과에 대해 설명한다.
도 8 의 가로축은, 공진 주파수 증가폭 (Hz) 을 나타내고, 즉 본 실시형태의 엔진을 구비하는 발전소를 종래의 엔진을 구비하는 발전소에 비교했을 때의 주파수의 증가를 나타내고 있다. 도 8 의 세로축은 진동 등급을 나타내고, 세로축에 나타낸 값이 작아짐 (그래프의 위쪽 방향) 에 따라 진동이 작감소되는 것을 나타내고, 또한 세로축에 나타낸 값이 커짐 (그래프의 아래쪽 방향) 에 따라 진동이 증가하는 것을 나타낸다.
본 실험에서 비교되는 비교예로서의 엔진은, 밸런서 하우징의 4 개의 하우징측 체결부가 모두 체결 영역의 내측에 배치되는 구성을 채택한다. 비교예로서의 엔진은, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 2 개의 체결부가 체결 영역 (120d) 의 내측에 배치되고 다른 2 개의 체결부가 체결 영역 (120d) 의 외측에 배치되어 있는 엔진 (100) 과 상이하다.
이 실험의 결과는, 본 실시형태에 따른 밸런스 샤프트 하우징 (33) 의 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 2 개의 체결부가 크랭크케이스 (12) 의 체결 영역 (120d) 의 내측에 배치되고 다른 2 개의 체결부가 체결 영역 (120d) 의 외측에 배치되어 있는 엔진 (100) 을 각각 구비하는 5 개의 발전소 (엔진 및 트랜스미션) (발전소 A 내지 E) 를 동일한 조건으로 구동시키고 이 5 개의 발전소를 종래의 발전소와 비교함으로써 획득되는 공진 주파수 증가폭 (Hz) 및 진동 등급을 보여준다. 도 8 의 실험 결과에서는, 종래의 발전소를 구동시킴으로써 획득되는 공진 주파수 증가폭 (Hz) 및 진동 등급을 0 으로 설정된다.
실험 결과로부터, 발전소 A 는 공진 주파수 증가폭 (Hz) 이 약 0.25 (Hz) 이고 진동 등급이 약 -0.03 인 것을 알았다. 이 결과로부터, 종래의 발전소에 비해 증가된 공진 주파수 증가폭 (Hz) 및 감소된 진동 등급으로 인해 발전소의 강성이 향상되었다는 것을 알았다.
실험 결과로부터, 발전소 B 는 공진 주파수 증가폭 (Hz) 이 약 0.5 (Hz) 이고 진동 등급이 약 -0.06 인 것을 알았다. 이 결과로부터, 종래의 발전소에 비해 증가된 공진 주파수 증가폭 (Hz) 및 감소된 진동 등급으로 인해 발전소 B 의 강성이 향상되었다는 것을 알았다.
실험 결과로부터, 발전소 C 는 공진 주파수 증가폭 (Hz) 이 약 1.0 (Hz) 이고 진동 등급이 약 -0.03 인 것을 알았다. 이 결과로부터, 종래의 발전소에 비해 증가된 공진 주파수 증가폭 (Hz) 및 감소된 진동 등급으로 인해 발전소 C 의 강성이 향상되었다는 것을 알았다.
실험 결과로부터, 발전소 D 는 공진 주파수 증가폭 (Hz) 이 약 2.0 (Hz) 이고 진동 등급이 약 -0.13 인 것을 알았다. 이 결과로부터, 종래의 발전소에 비해 증가된 공진 주파수 증가폭 (Hz) 및 감소된 진동 등급으로 인해 발전소 D 의 강성이 향상되었다는 것을 알았다.
실험 결과로부터, 발전소 E 는 공진 주파수 증가폭 (Hz) 이 약 3.0 (Hz) 이고 진동 등급이 약 -0.20 인 것을 알았다. 이 결과로부터, 종래의 발전소에 비해 증가된 공진 주파수 증가폭 (Hz) 및 감소된 진동 등급으로 인해 발전소 E 의 강성이 향상되었다는 것을 알았다.
본 실시형태의 엔진 (100) 을 각각 구비하는 5 개의 발전소 A 내지 E (엔진 및 트랜스미션) 의 강성이 종래의 발전소에 비해 증가될 수 있다는 것이 판명되었다. 또한, 도 8 의 실험 결과의 2점 쇄선으로 나타낸 것처럼, 본 실시형태의 발전소에서 공진 주파수 증가폭 (Hz) 이 진동 등급의 향상에 비례하여 증가하였다는 것이 또한 판명되었다.
지금가지 설명한 본 실시형태의 엔진 (100) 에 따르면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
본 실시형태에서, 전술한 것처럼, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 타이밍 체인 (25) 이 배치되는 축선방향 측 (화살표 Y1 방향측) 에 있는 2 개의 체결부가 체결 영역 (120d) 의 내측에 배치되고, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 변속 기구가 배치되는 축선방향 측 (화살표 Y2 방향측) 에 있는 다른 2 개의 체결부 (12a) 가 크랭크케이스 (12) 와 오일 팬 (13) 이 체결되는 체결 영역 (120d) 의 외측에 (폐바닥부 (12c) 내에) 배치된다. 따라서, 크랭크케이스 (12) 의 개구 (12b) 에서 밸런스 샤프트 하우징 (33) 이 빔 (대들보) 구조를 가질 수 있기 때문에, 개구 (12b) 에 의해 야기될 수 있는 크랭크케이스 (12) 의 비틀림, 벤딩 등을 억제할 수 있다. 환언하면, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 을 최적으로 배치함으로써 발전소에서 공진 주파수가 증가 (향상) 되기 때문에, 공진 주파수의 증가로 발전소의 강성이 증가될 수 있다. 그러므로, 엔진 마운트의 진동을 감소시킬 수 있고 또한 엔진 노이즈를 감소시킬 수 있다. 그리고, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 을 최적으로 배치함으로써 발전소의 강성이 증가된다. 그러므로, 보강을 위해 크랭크케이스 (12) 에 리브 등이 배치되는 경우와 달리, 크랭크케이스 (12) 의 질량의 증대를 억제할 수 있다. 더욱이, 발전소의 강성을 증가시킬 수 있고, 변속 기구가 배치되는 크랭크케이스 (12) 의 축선방향의 단부측 (화살표 Y2 방향측) 에서 변속 기구의 드라이브 플레이트 등을 부착하기 위한 체결 공간을 확보할 수 있다.
본 실시형태에서, 전술한 것처럼, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 타이밍 체인 (25) 이 배치되는 축선방향 측 (화살표 Y1 방향측) 에 있는 2 개의 체결부 (12a) 가 체결 영역 (120d) 의 내측에 배치되고, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 변속 기구가 배치되는 축선방향 측 (화살표 Y2 방향측) 에 있는 다른 2 개의 체결부 (12a) 를 체결 영역 (120d) 의 외측에 (폐바닥부 (12c) 내에) 배치된다. 따라서, 밸런스 샤프트 하우징 (33) 이 체결 영역 (120d) (개구 (12b)) 의 내측으로부터 외측까지 연장되도록 배치될 수 있기 때문에, 개구 (12b) 의 비틀림, 벤딩 등의 발생을 억제할 수 있다. 그러므로, 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다.
본 실시형태에서, 전술한 것처럼, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 타이밍 체인 (25) 이 배치되는 축선방향 측 (화살표 Y1 방향측) 에 있는 2 개의 체결부 (12a) 가 체결 영역 (120d) 의 내측에 그리고 체결 영역 (120d) 의 근방에 배치될 수도 있고, 4 개의 하우징측 체결부 (12a) 중 변속 기구가 배치되는 축선방향 측 (화살표 Y2 방향측) 에 있는 다른 2 개의 체결부 (12a) 가 체결 영역 (120d) 의 외측에 그리고 체결 영역 (120d) 의 근방에 배치될 수도 있다.
본 실시형태에서, 전술한 것처럼, 크랭크케이스 (12) 의 개구 (12b) 는 크랭크케이스 (12) 의 중앙 부근으로부터 타이밍 체인 (25) 이 배치되는 축선방향 단부 측 (화살표 Y1 방향측) 까지 연장되도록 형성된다. 따라서, 크랭크케이스 (12) 의 중앙 부근으로부터 타이밍 체인 (25) 이 배치되는 축선방향 단부 측(화살표 Y1 방향측) 까지 연장되도록 형성된 개구 (12b) 의 비틀림, 벤등 등의 발생을 억제할 수 있다. 그러므로, 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다.
- 다른 실시형태 - 개시되는 실시형태는, 모든 점으로 예시적이며 비제한적인 것이라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태의 설명보다는 첨부된 청구항들에 의해 보여지고, 첨부된 청구항들의 의미 및 균등범위에 포함되는 모든 변경을 포괄하는 것이다.
예컨대, 상기 실시형태는, 크랭크케이스와 밸런스 샤프트 하우징이 4 개의 하우징측 체결부에 의해 체결되는 예를 보여준다. 그렇지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 크랭크케이스와 밸런스 샤프트 하우징은 5 개 이상의 체결부에 의해 체결될 수도 있다. 이 경우에도 또한 발전소의 강성을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 내연 기관에 이용될 수 있고, 특히, 크랭크케이스와 오일 팬 사이에 배치되고 회전가능하게 밸런스 샤프트가 제공되어 있는 밸런스 샤프트 하우징을 구비하는 내연 기관에 이용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 오일 팬;
    크랭크케이스로서, 상기 크랭크케이스와 상기 오일 팬 사이에 연통하는 개구가 형성되고, 상기 개구를 둘러싸고 또한 상기 오일 팬과 접촉하는 오일 팬측 체결 영역이 제공되는, 상기 크랭크케이스; 및
    상기 개구를 덮도록 상기 오일 팬과 상기 크랭크케이스 사이에 배치되는 밸런스 샤프트 하우징
    을 포함하는 내연 기관으로서,
    상기 크랭크케이스에는, 상기 크랭크케이스와 상기 밸런스 샤프트 하우징을 체결하는 복수의 하우징측 체결부들이 제공되고,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 밸런스 샤프트의 제 1 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 내측에 배치되고,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 제 1 축선방향에 반대되는 상기 밸런스 샤프트의 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 외측에 배치되는, 내연 기관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 팬측 체결 영역은, 상기 크랭크케이스의 개구를 둘러싸는 형상을 갖도록 제공되고,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 제 1 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 개구를 둘러싸는 형상을 갖는 상기 오일 팬측 체결 영역의 내측에 배치되고,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 개구를 둘러싸는 형상을 갖는 상기 오일 팬측 체결 영역의 외측에 배치되는, 내연 기관.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 제 1 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 내측에 그리고 상기 오일 팬측 체결 영역의 근방에 배치되고,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 외측에 그리고 상기 오일 팬측 체결 영역의 근방에 배치되는, 내연 기관.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크랭크케이스의 상기 제 2 축선방향 측에 변속 기구가 배치되고,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 변속 기구가 배치되는 상기 제 2 축선방향 측에 반대되는 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 내측에 배치되고,
    상기 복수의 하우징측 체결부들 중 상기 변속 기구가 배치되는 상기 제 2 축선방향 측에 있는 체결부는, 상기 오일 팬측 체결 영역의 외측에 배치되는, 내연 기관.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 크랭크케이스의 상기 개구는, 상기 크랭크케이스의 중앙 부근으로부터 상기 제 1 축선방향 측에 있는 상기 크랭크케이스의 단부까지 연장되도록 형성되어 있는, 내연 기관.
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