KR20160053045A - 기어트레인의 지지력을 향상시킬 수 있는 엔진 - Google Patents

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Abstract

크랭크축과 캠축 사이에 개재되어 크랭크축의 회전력을 캠축으로 전달하는 기어트레인의 결합구조를 개선한 엔진이 개시된다. 본 발명에 따른 엔진은, 본 발명의 실시예에 따른 엔진은, 기어트레인의 지지축을 실린더블록측에 결합시키기 위한 제1결합부재가 지지축의 결합부 및 실린더블록에 결합되고, 기어트레인의 지지축을 실린더블록측에 결합시키기 위한 제2결합부재가 지지축의 결합부 및 실린더블록의 외측에 설치된 냉각수 저장용 커버에 결합된다. 그러면, 지지축이 제1결합부재 및 제2결합부재에 의하여 이중으로 결합 지지되므로, 지지축의 결합강도가 향상될 수 있다. 이로 인해, 지지축을 포함하는 기어트레인이 실린더블록측에 견고하게 지지되므로, 크랭크축의 회전력이 캠축으로 안정되게 전달될 수 있다. 따라서, 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.

Description

기어트레인의 지지력을 향상시킬 수 있는 엔진 {ENGINE CAPABLE OF IMPROVING SUPPORT FORCE OF GEAR TRAIN}
본 발명은 크랭크축과 캠축 사이에 개재되어 크랭크축의 회전력을 캠축으로 전달하는 기어트레인의 결합구조를 개선한 엔진에 관한 것이다.
엔진(Engine)이란, 열에너지를 기계적인 일로 바꾸는 기관을 말하며, 보편적으로는 실린더 내에서 연료와 공기가 혼합된 혼합기체를 점화하여 폭발시킴으로써 피스톤을 움직이는 왕복운동형 기관을 말한다.
일반적으로, 엔진은 상호 결합되어 연소실을 형성하는 실린더블록과 실린더헤드를 포함하며, 실린더헤드는 실린더블록의 일면에 결합되어, 실린더블록의 내부에 형성된 연소실의 일측을 밀폐한다.
연소실의 타측으로는 피스톤이 삽입되어 직선왕복운동가능하게 설치되고, 연소실의 타측은 피스톤에 의하여 밀폐된다. 그리하여, 피스톤과 실린더헤드 사이에 형성된 연소실로 연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 유입되어 압축 및 폭발 팽창함에 따라, 피스톤이 직선왕복운동한다.
피스톤의 직선왕복운동에 의하여 커넥팅로드를 매개로 피스톤과 연결된 크랭크축이 회전하고, 크랭크축의 회전력의 대부분은 플라이휠을 통하여 클러치로 전달되고, 나머지는 캠축을 통하여 밸브, 펌프, 발전기 또는 연료공급장치 등으로 전달된다.
오늘날, 엔진의 박형화 및 경량화 추세에 따라 엔진의 실린더블록도 박형화 및 경량화되고 있다. 그리고, 실린더블록에는 크랭크축의 회전력을 캠축으로 전달하는 기어트레인이 결합 설치된다.
상세히 설명하면, 상기 기어트레인은 지지축과 복수의 기어를 포함하고, 상기 지지축은 판 형상의 결합부와 상기 결합부에서 연장 형성된 원기둥 형상의 축부를 포함한다. 상기 지지축의 결합부는 결합부재에 의하여 상기 실린더블록에 결합 설치되고, 상기 축부에는 상기 기어가 회전가능하게 설치된다.
전술한 바와 같이, 엔진의 박형화 및 경량화 추세에 따라 상기 실린더블록도 박형화 및 경량화되므로, 상기 지지축의 결합부가 결합 설치되는 상기 실린더블록의 두께도 얇다. 그러면, 상기 실린더블록에 상기 지지축의 상기 결합부가 견고하게 결합되지 못하므로, 장시간 사용하다 보면, 상기 지지축이 처지는 등 변형이 발생한다. 그러면, 상기 크랭크축의 회전력이 상기 캠축으로 안정되게 전달되지 못하므로, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 엔진을 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 기어트레인의 지지축을 실린더블록에 결합시키기 위한 제1결합부재를 실린더블록에 결합시키고, 기어트레인의 지지축을 실린더블록에 결합시키기 위한 제2결합부재를 실린더블록에 설치된 냉각수 저장용 커버에 결합시킴으로써, 기어트레인을 견고하게 결합 설치할 수 있는 엔진을 제공하는 것일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 엔진은, 연소실을 형성하는 실린더블록과 실린더헤드; 일측이 상기 연소실에 설치되어 직선왕복운동가능하게 설치된 피스톤; 상기 실린더블록에 설치되며 상기 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 회전하는 크랭크축; 상기 크랭크축의 회전에 의하여 회전하는 캠축; 상기 실린더블록측에 결합되는 결합부와 상기 결합부 보다 작은 직경을 가지면서 상기 결합부에서 연장 형성되며 상기 실린더블록의 내부에 위치되는 축부를 가지는 지지축 및 상기 축부에 회전가능하게 설치된 복수의 기어를 가지면서 상기 크랭크축의 회전력을 상기 캠축으로 전달하는 기어트레인; 상기 실린더블록의 외면에 일측이 접촉 결합되어 상기 기어트레인을 냉각시키기 위한 냉각수를 저장하는 커버; 상기 결합부와 상기 실린더블록에 결합되어 상기 기어트레인을 상기 실린더블록측에 결합시키는 제1결합부재; 상기 결합부와 상기 커버에 결합되어 상기 기어트레인을 상기 실린더블록측에 결합시키는 제2결합부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진은, 기어트레인의 지지축을 실린더블록측에 결합시키기 위한 제1결합부재가 지지축의 결합부 및 실린더블록에 결합되고, 기어트레인의 지지축을 실린더블록측에 결합시키기 위한 제2결합부재가 지지축의 결합부 및 실린더블록의 외측에 설치된 냉각수 저장용 커버에 결합된다. 그러면, 지지축이 제1결합부재 및 제2결합부재에 의하여 이중으로 결합 지지되므로, 지지축의 결합강도가 향상될 수 있다. 이로 인해, 지지축을 포함하는 기어트레인이 실린더블록측에 견고하게 지지되므로, 크랭크축의 회전력이 캠축으로 안정되게 전달될 수 있다. 따라서, 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 개략 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어트레인의 결합구조를 보인 개략 단면도.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"위에", "아래에", "옆에", "상측", "하측", "일측" 이라는 용어는 어떤 구성 요소와 다른 구성 요소 사이에 제3의 구성 요소가 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 엔진에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진의 개략 측면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진은 상호 결합되는 실린더블록(111)과 실린더헤드(115)를 포함할 수 있고, 실린더블록(111)과 실린더헤드(115)에 의하여 연소실(111a)이 형성될 수 있다.
이하, 도 1에 도시된 방향을 기준으로, 실린더블록(111)의 상측을 향하는 면 및 방향을 "상면 및 상측", 하측을 향하는 면 및 방향을 "하면 및 하측"이라 한다.
실린더블록(111)의 상부측 내부에는 연소실(111a)의 대부분의 공간이 형성될 수 있고, 실린더헤드(115)는 실린더블록(111)의 상면에 결합되어 연소실(111a)의 상부측을 밀폐할 수 있다. 실린더헤드(115)에는 흡입 통로 및 배기 통로를 개폐하는 밸브기구(미도시)가 설치될 수 있고, 냉각수 통로인 워터 재킷(미도시)이 설치될 수 있으며, 점화 플러그(미도시)가 설치될 수 있다.
연소실(111a)을 형성하는 실린더블록(111)의 내주면에는 실린더 라이너(112)가 설치될 수 있고, 실린더 라이너(112)에는 직선왕복운동가능하게 피스톤(121)이 설치될 수 있다. 피스톤(121)은 연소실(111a)의 하부측을 통하여 실린더 라이너(112)에 삽입되며, 피스톤(121)에 의하여 연소실(111a)의 하부측이 밀폐될 수 있다.
그리하여, 피스톤(121)과 실린더헤드(115) 사이에 형성된 연소실(111a)로 연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 유입되어 압축 및 폭발 팽창함에 따라, 피스톤(121)은 직선왕복운동할 수 있다. 그러면, 피스톤(121)의 직선왕복운동에 의하여 커넥팅로드(미도시)를 매개로 피스톤(121)과 연결된 크랭크축(123)이 회전할 수 있다. 크랭크축(123)의 회전력의 대부분은 플라이휠을 통하여 클러치에 전달되고, 회전력의 일부는 캠축(125)을 통하여 밸브, 펌프, 발전기 또는 연료공급장치 등으로 전달될 수 있다.
크랭크축(123)과 캠축(125) 사이에는, 크랭크축(123)의 회전력을 캠축(125)으로 전달하기 위한, 기어트레인(140)(도 2 참조)이 설치될 수 있고, 기어트레인(140)은 실린더블록(111)에 결합 설치될 수 있다.
엔진의 박형화 및 경량화 추세에 따라 실린더블록(111)도 박형화되므로, 기어트레인(140)과 실린더블록(111)의 결합력이 약할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진은 기어트레인(140)이 실린더블록(111)측에 견고하게 결합될 수 있도록 구성되는데, 이를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어트레인의 결합구조를 보인 개략 단면도이다.
도시된 바와 같이, 실린더블록(111)의 외면에는 일측이 개방된 커버(130)가 결합 설치될 수 있다. 커버(130)는 실린더블록(111)에 실링 결합되어, 기어트레인(140)을 냉각시키기 위한 냉각수를 저장함과 동시에 냉각수가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 커버(130)의 개방된 단면(端面)은 실린더블록(111)의 외면과 접촉됨은 당연하다.
기어트레인(140)은 지지축(141)과 복수의 기어(145)를 포함할 수 있고, 지지축(141)은 결합부(141a)와 결합부(141a) 보다 작은 직경을 가지면서 결합부(141a)의 일면에서 외측으로 연장 형성된 대략 원기둥 형상의 축부(141b)를 포함할 수 있다. 기어(145)는 실린더블록(111)의 내측에 위치된 축부(141b)의 외주면에 회전가능하게 설치될 수 있으며, 부시(148)를 매개로 축부(141b)에 회전가능하게 설치될 수 있다.
그리하여, 복수의 기어(145) 중, 어느 하나의 기어(145)에는 크랭크축(123)측이 연결되고, 다른 하나의 기어(145)에는 캠축(125)측이 연결되며, 이로 인해 크랭크축(123)측의 회전력이 캠축(125)측으로 전달되는 것이다.
지지축(141)의 결합부(141a)는 제1결합부(141aa)와 제2결합부(141ab)를 포함할 수 있다. 제1결합부(141aa)는 판 형상으로 형성되어 실린더블록(111)과 이격된 커버(130)의 부위(131)와 접촉할 수 있고, 제2결합부(141ab)는 제1결합부(141aa) 보다 작은 직경으로 형성되어 제1결합부(141aa)에서 연장 형성될 수 있다. 이때, 제2결합부(141ab)는 실린더블록(111)과 이격된 커버(130)의 부위(131)를 관통할 수 있고, 제2결합부(141ab)의 단부는 실린더블록(111)의 외면과 접촉할 수 있다.
제2결합부(141ab)가 커버(130)를 관통하므로, 실린더블록(111)과 이격된 커버(130)의 부위(131)에는 제2결합부(141ab)가 관통하는 관통공(131a)이 형성됨은 당연하고, 제2결합부(141ab)의 단부에서 축부(141b)가 연장 형성됨은 당연하다.
지지축(141)은 제1결합부재(151) 및 제2결합부재(155)에 의하여 실린더블록(111)측에 결합될 수 있다.
상세히 설명하면, 제1결합부재(151) 및 제2결합부재(155)는 판 형상의 헤드부(151a, 155a)와 헤드부(151a, 155a) 보다 작은 직경을 가지면서 헤드부(151a, 155a)에서 각각 연장 형성된 몸체부(151b, 155b)를 각각 포함할 수 있다.
제1결합부재(151)의 헤드부(151a)는 제1결합부(141aa)와 접촉할 수 있고, 제1결합부재(151)의 몸체부(151b)는 제1결합부(141aa)와 제2결합부(141ab) 및 실린더블록(111)에 결합될 수 있다. 그리고, 제2결합부재(155)의 헤드부(155a)는 제1결합부(141aa)와 접촉할 수 있고, 제2결합부재(155)의 몸체부(155b)는 제1결합부(141aa)와 제1결합부(141aa)와 접촉하는 커버(130)의 부위(131)에 결합될 수 있다.
그러면, 제1결합부재(151)가 제1결합부(141aa)의 제2결합부(141ab) 및 실린더블록(111)에 결합되고, 제2결합부재(155)가 제1결합부(141aa) 및 커버(130)에 결합되므로, 지지축(141)은 제1결합부재(151) 및 제2결합부재(155)에 의하여 실린더블록(111)측에 이중으로 결합 지지된다. 이로 인해, 지지축(141)을 포함하는 기어트레인(140)이 실린더블록(111)측에 견고하게 결합될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
111: 실린더블록
115: 실런더헤드
111a: 연소실
130: 커버
140: 기어트레인
151: 제1결합부재
155: 제2결합부재

Claims (2)

  1. 연소실을 형성하는 실린더블록과 실린더헤드;
    일측이 상기 연소실에 설치되어 직선왕복운동가능하게 설치된 피스톤;
    상기 실린더블록에 설치되며 상기 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 회전하는 크랭크축;
    상기 크랭크축의 회전에 의하여 회전하는 캠축;
    상기 실린더블록측에 결합되는 결합부와 상기 결합부 보다 작은 직경을 가지면서 상기 결합부에서 연장 형성되며 상기 실린더블록의 내부에 위치되는 축부를 가지는 지지축 및 상기 축부에 회전가능하게 설치된 복수의 기어를 가지면서 상기 크랭크축의 회전력을 상기 캠축으로 전달하는 기어트레인;
    상기 실린더블록의 외면에 일측이 접촉 결합되어 상기 기어트레인을 냉각시키기 위한 냉각수를 저장하는 커버;
    상기 결합부와 상기 실린더블록에 결합되어 상기 기어트레인을 상기 실린더블록측에 결합시키는 제1결합부재;
    상기 결합부와 상기 커버에 결합되어 상기 기어트레인을 상기 실린더블록측에 결합시키는 제2결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1결합부재 및 제2결합부재는 헤드부와 상기 헤드부 보다 작은 직경을 가지면서 상기 헤드부에서 연장 형성된 몸체부를 각각 포함하고,
    상기 지지축의 상기 결합부는 상기 실린더블록과 이격된 상기 커버의 부위와 접촉하는 제1결합부, 상기 제1결합부에서 연장 형성되어 상기 실린더블록과 이격된 상기 커버의 부위를 관통하고 상기 실린더블록의 외면과 접촉하며 상기 축부가 연장 형성된 제2결합부를 포함하며,
    상기 제1결합부재의 상기 헤드부는 상기 제1결합부와 접촉하고, 상기 제1결합부재의 상기 몸체부는 상기 제1결합부와 상기 제2결합부와 상기 실린더블록에 결합되며,
    상기 제2결합부재의 상기 헤드부는 상기 제1결합부와 접촉하고, 상기 제2결합부재의 상기 몸체부는 상기 제1결합부와 상기 커버에 결합되는 것을 특징으로 하는 엔진.
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