KR20210066504A - 밸런스 샤프트 지지 구조 - Google Patents

밸런스 샤프트 지지 구조 Download PDF

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이재균
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송계웅
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 밸런스 샤프트 지지 구조에 관한 것으로, 실린더 블록과 결합하는 베어링부 및 밸런스 샤프트의 진동 전달을 방지하도록 상기 베어링부와 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 러버 댐퍼를 포함한다.

Description

밸런스 샤프트 지지 구조{BALANCE SHAFT SUPPORTING STRUCTURE}
본 발명은 밸런스 샤프트 지지 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밸런스 샤프트 동적 거동에 의한 진동을 감쇄하는 밸런스 샤프트 지지 구조에 관한 것이다.
엔진 개발에 있어 내구 및 동력 성능 향상과 더불어 소음/진동 등의 억제 성능도 중요한 인자이다. 고객의 요구가 기본적인 엔진의 내구성 및 동력 성능뿐만 아니라 NVH 성능까지 이어지고 있기 때문이다.
밸란스 샤프트는 크랭크 샤프트와 함께 엔진의 가장 중요한 진동 가진원 중 하나이다. 일반적인 발란스샤프트는 니들 베어링이 적용되며, 밸란스 샤프트의 진동이 그대로 실린더 블록에 전달될 수 있다.
엔진 내부에 들어가는 밸란스 샤프트는 공간 제약으로 인해 가늘고 긴 형상으로 제작되며, 이는 반경 방향 변형에 의한 진동이 발생하여 래틀성의 충격음 발생을 유도할 수 있다. 실린더 블록의 진동은 블록의 스커트부 (얇은 두께 영역) 및 오일팬을 가진하여 소음을 발생시키는 원인이 된다.
엔진 정숙성 개선을 위하여 블록 및 오일 팬 등 진동에 의한 소음 발생부에 흡차음재를 적용할 수 있으나, 이는 원가/중량 상승의 원인이 된다.
본 발명은, 밸런스 샤프트 동적 거동에 의한 진동을 감쇄하는 밸런스 샤프트 지지 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 밸런스 샤프트 지지 구조는 실린더 블록과 결합하는 베어링부 및 밸런스 샤프트의 진동 전달을 방지하도록 상기 베어링부와 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 러버 댐퍼를 포함할 수 있다.
상기 베어링부는 상기 실린더 블록에 결합하는 외부 부시, 상기 외부 부시 내측에 구비되는 가이드 부시 및 상기 외부 부시 및 상기 가이드 부시 사이에 개재되는 롤러 및 롤러 케이지를 포함하는 롤러부를 포함할 수 있다.
상기 가이드 부시 일단에는 상기 롤러부의 일단을 지지하여 상기 롤러부의 이탈을 방지하는 부시 플랜지가 형성될 수 있다.
상기 밸란스 샤프트는 그 지름 방향으로 돌출 형성된 샤프트 플랜지를 포함하고, 상기 샤프트 플랜지는 상기 롤러부의 타단을 지지할 수 있다.
상기 러버 댐퍼는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 가류 접착(vulcanizing adhesion)될 수 있다.
상기 러버 댐퍼와 상기 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 베이스 부시를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 부시는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 압입(press fitting)될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 밸런스 샤프트 지지 구조는 실린더 블록에 결합하는 외부 부시, 상기 외부 부시 내측에 구비되는 롤러 및 롤러 케이지를 포함하는 롤러부, 상기 롤러부 내측에 구비되어 상기 롤러부의 회전을 지지하며, 상기 롤러부의 축방향 이동을 제한하는 가이드 부시 및 밸런스 샤프트의 진동 전달을 방지하도록 상기 가이드 부시와 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 러버 댐퍼를 포함할 수 있다.
상기 가이드 부시 일단에는 부시 플랜지가 형성될 수 있다..
상기 밸란스 샤프트는 그 지름 방향으로 돌출 형성된 샤프트 플랜지를 포함하고, 상기 샤프트 플랜지는 상기 롤러부의 타단을 지지할 수 있다.
상기 러버 댐퍼는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 가류 접착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 밸런스 샤프트 지지 구조는 상기 러버 댐퍼와 상기 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 베이스 부시를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 부시는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 압입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 밸런스 샤프트 지지 구조에 의하면, 밸런스 샤프트 동적 거동에 의한 진동을 감쇄할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조의 분해 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조의 단면도이다.
도3은 본 발명의 변형 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조의 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조의 분해 사시도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조의 단면도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 샤프트 지지 구조는 실린더 블록(10)과 결합하는 베어링부(30) 및 밸런스 샤프트(70)의 진동 전달을 방지하도록 상기 베어링부(30)와 밸런스 샤프트의 저널부(72) 사이에 개재되는 러버 댐퍼(50)를 포함할 수 있다.
상기 베어링부(30)는 상기 실린더 블록(10)에 결합하는 외부 부시(32), 상기 외부 부시(32) 내측에 구비되는 가이드 부시(34) 및 상기 외부 부시(32) 및 상기 가이드 부시(34) 사이에 개재되는 롤러(42) 및 롤러 케이지(44)를 포함하는 롤러부(40)를 포함할 수 있다.
상기 가이드 부시(34) 일단에는 상기 롤러부(40)의 일단을 지지하여 상기 롤러부(40)의 이탈을 방지하는 부시 플랜지(36)가 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 밸런스 샤프트(70) 지지 구조는 상기 실린더 블록(10)에 외부 부시(32)가 결합하고, 상기 외부 부시(32) 내측에 상기 롤러(42) 및 상기 롤러 케이지(44)를 포함하는 상기 롤러부(40)가 구비되며, 상기 롤러부(40) 내측에 상기 롤러부(40)의 회전을 지지하며, 상기 롤러부(40)의 축방향 이동을 제한하는 상기 가이드 부시(34)가 구비된다. 그리고, 상기 밸런스 샤프트(70)의 진동 전달을 방지하도록 상기 가이드 부시(34)와 상기 밸런스 샤프트의 저널부(72) 사이에 상기 러버 댐퍼(50)가 개재된다.
상기 밸란스 샤프트(70)는 그 지름 방향으로 돌출 형성된 샤프트 플랜지(74)를 포함하고, 상기 샤프트 플랜지(74)는 상기 롤러부(40)의 타단을 지지할 수 있다. 따라서, 상기 부시 플랜지(36)와 상기 샤프트 플랜지(74)에 의해 상기 롤러부(40)의 축방향 이동이 제한된다.
상기 러버 댐퍼(50)와 상기 밸런스 샤프트의 저널부(72) 사이에 개재되는 베이스 부시(80)를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 부시(80)는 상기 밸런스 샤프트의 저널부(72)에 압입(press fitting)될 수 있다. 즉, 상기 베이스 부시(72)의 압입에 의해 상기 가이드 부시(34), 상기 러버 댐퍼(50) 및 상기 베이스 부시(72) 어셈블리가 상기 밸런스 샤프트(70)에 고정될 수 있다.
도3은 본 발명의 변형 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조의 단면도이다.
도3에 도시된 본 발명의 변형 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조를 설명함에 있어, 도1 및 도2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조와 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조 번호를 사용하며, 반복되는 설명은 생략한다.
도3에 도시된 본 발명의 변형 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조는 상기 베어링부(30)를 탄성 지지하는 러버 댐퍼(51)를 포함하고, 상기 러버 댐퍼(51)는 상기 밸런스 샤프트의 저널부(72)에 가류 접착(vulcanizing adhesion)될 수 있다.
상기 러버 댐퍼(51)가 상기 밸런스 샤프트의 저널부(72)에 가류 접착되어 부품 수를 줄일 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조에 의하면, 밸런스 샤프트 공진 진동 진폭을 저감하고, 댐핑을 부여해 실린더 블록에 전달되는 진동을 줄일 수 있다.
또한, 가류 타입 러버 형상을 적용하면 동일 형상에서 러버 부피를 키워 강성을 더욱 낮추며 진동 절연 성능을 향상 시킬 수 있다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에 의한 밸런스 샤프트 지지 구조에 의하면, NVH 저감 및 엔진 외측에 장착되는 흡/차음제를 감소시켜 원가 절감이 가능하다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 실린더 블록 30: 베어링부
32: 외부 부시 34: 가이드 부시
36: 부시 플랜지 40: 롤러부
42: 롤러 44: 롤러 케이지
50, 51: 러버 댐퍼 70: 밸런스 샤프트
72: 밸런스 샤프트 저널부 74: 샤프트 플랜지
80: 베이스 부시

Claims (13)

  1. 실린더 블록과 결합하는 베어링부; 및
    밸런스 샤프트의 진동 전달을 방지하도록 상기 베어링부와 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 러버 댐퍼;
    를 포함하는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 베어링부는
    상기 실린더 블록에 결합하는 외부 부시;
    상기 외부 부시 내측에 구비되는 가이드 부시; 및
    상기 외부 부시 및 상기 가이드 부시 사이에 개재되는 롤러 및 롤러 케이지를 포함하는 롤러부;
    를 포함하는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 가이드 부시 일단에는 상기 롤러부의 일단을 지지하여 상기 롤러부의 이탈을 방지하는 부시 플랜지가 형성된 밸런스 샤프트 지지 구조.
  4. 제3항에서,
    상기 밸란스 샤프트는 그 지름 방향으로 돌출 형성된 샤프트 플랜지를 포함하고,
    상기 샤프트 플랜지는 상기 롤러부의 타단을 지지하는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  5. 제2항에서,
    상기 러버 댐퍼는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 가류 접착(vulcanizing adhesion)되는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  6. 제1항에서,
    상기 러버 댐퍼와 상기 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 베이스 부시;
    를 더 포함하는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  7. 제6항에서,
    상기 베이스 부시는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 압입(press fitting)되는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  8. 실린더 블록에 결합하는 외부 부시;
    상기 외부 부시 내측에 구비되는 롤러 및 롤러 케이지를 포함하는 롤러부;
    상기 롤러부 내측에 구비되어 상기 롤러부의 회전을 지지하며, 상기 롤러부의 축방향 이동을 제한하는 가이드 부시; 및
    밸런스 샤프트의 진동 전달을 방지하도록 상기 가이드 부시와 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 러버 댐퍼;
    를 포함하는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  9. 제8항에서,
    상기 가이드 부시 일단에는 부시 플랜지가 형성된 밸런스 샤프트 지지 구조.
  10. 제9항에서,
    상기 밸란스 샤프트는 그 지름 방향으로 돌출 형성된 샤프트 플랜지를 포함하고,
    상기 샤프트 플랜지는 상기 롤러부의 타단을 지지하는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  11. 제8항에서,
    상기 러버 댐퍼는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 가류 접착되는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  12. 제8항에서,
    상기 러버 댐퍼와 상기 밸런스 샤프트의 저널부 사이에 개재되는 베이스 부시;
    를 더 포함하는 밸런스 샤프트 지지 구조.
  13. 제8항에서,
    상기 베이스 부시는 상기 밸런스 샤프트의 저널부에 압입되는 밸런스 샤프트 지지 구조.
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