JP2000304100A - 内燃機関のフライホイール - Google Patents

内燃機関のフライホイール

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JP2000304100A
JP2000304100A JP11111674A JP11167499A JP2000304100A JP 2000304100 A JP2000304100 A JP 2000304100A JP 11111674 A JP11111674 A JP 11111674A JP 11167499 A JP11167499 A JP 11167499A JP 2000304100 A JP2000304100 A JP 2000304100A
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JP
Japan
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flywheel
internal combustion
combustion engine
inner peripheral
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JP11111674A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Ichikawa
弘之 市川
Kazuhisa Iwamoto
和久 岩本
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13142Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by the method of assembly, production or treatment
    • F16F15/1315Multi-part primary or secondary masses, e.g. assembled from pieces of sheet steel

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Abstract

(57)【要約】 【課題】フライホイールの全体の軽量化をはかると共
に、クラッチフェーシング面の摩耗性の向上をはかりう
る内燃機関のフライホイールを提供する。 【解決手段】円板状の内周部4はアルミ、あるいはアル
ミ合金を母材とした複合材料からなり、リング状の外周
部5は内周部4よりも比重の重い鉄系の金属材料からな
るフライホイール1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の機関回
転トルクの平滑化をはかるために、機関出力軸等に取付
けられる内燃機関のフライホイールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関に取付けられるフライホ
イールは、内燃機関の気筒間の燃焼により発生する回転
変動を打ち消すために相応の慣性マスを必要とし、その
ために比重の重い鋳鉄等で製作されることが一般的であ
る。
【0003】しかしながら、この慣性マスを確保するこ
とは、その反面フライホイール自身の重量増加を伴な
い、内燃機関としての軽量化をはかることは容易にはで
きなかった。
【0004】そこで、内燃機関のトルク変動を吸収する
のに必要な慣性モーメントを保持しつつ、全体的に軽量
化をはかるため、フライホイールとしての慣性モーメン
トの寄与率の大きい外周部分は比重の大きな鉄系のリン
グギヤで作り、その中央のフライホイール本体は軽量の
軽合金で形成した内燃機関のフライホイールに関する技
術が実開昭57−6839号で提案されているが、この
技術においては、その外周のリングギヤと、フライホイ
ール本体との締結を行ない、フライホイール本体とリン
グギヤとの隙間を全体的に均一に保つために波状板バネ
等の特殊な部材を介装する必要があることから構造が複
雑で、フライホイール製作上のコストがかさむという問
題と、耐久性にも問題がある。
【0005】また、フライホイールのクラッチのフェー
シングプレートの圧着するフェーシング面が、母材と異
なる材料の耐熱性及び耐摩耗性を補強した補強材で形成
した内燃機関のフライホイールに関する技術が実開昭5
5−98842号で提案されているが、この技術は従来
のフライホイールで発生していたヒート・クラック及び
摩耗及び摩耗傷を防止することを目的とするもので、比
較的軽量の複合材料の使用部位がフェーシング面に限ら
れており、前記の如くフライホイールの軽量化をはかる
ための効果はあまり期待できないという問題がある。
【0006】さらに、回転中心部分に非金属もしくは軽
合金からなるフライホイール本体を形成し、このフライ
ホイール本体の外周に金属からなるウエイト部材を一体
的に配設したフライホイールに関する技術が実開昭58
−86945号で提案されているが、この技術のフライ
ホイールでは回転中心部分が樹脂材等の非金属や軽合金
で作られているため、フライホイールの全体的な強度の
面で問題がある。
【0007】また、半径方向に多層に積層された外周側
のリングの内周と回転軸の外周に固着されたボスの外周
とをハブにより結合したフライホイールにおいて、上記
のリングは、最外周側のリングが最も高剛性を有し、内
周側になるに従い剛性が小さくなるように構成され、上
記のハブは、上記リングとの接合部近傍が屈曲された部
分球殻状に形成されているフライホイールに関する発明
が特開平9−303485号で提案されているが、この
発明では、内側部を繊維強化樹脂、即ちFRP材として
いるため、フェーシング面に求められる耐熱性と十分な
剛性が得られないことから、一般的な内燃機関のフライ
ホイールとしての機能をもっていなという問題点があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来技術
においては、構造が複雑でコスト上から問題があった
り、軽量化し難い構造であったり、全体的な強度が不足
したり、耐熱性と剛性に問題があったが、本発明は、内
周部をアルミ複合材料等比重の軽いものを使用し、その
外周部の鋳鉄等比重の重いものとを組み合わせることに
よって、その全体の軽量化をはかると共に、クラッチフ
ェーシング面の摩耗性の向上を図ることができる内燃機
関のフライホイールを提供することを目的とするもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る内燃機関のフライホイールは、内周部は
アルミ、あるいはアルミ合金を母材とした複合材料から
なり、外周部は上記内周部よりも比重の重い金属材料で
構成している。
【0010】また本発明は、上記の外周部の金属材料が
鉄系の材料で構成し、更に上記内周部の複合材料に配合
される繊維、あるいは粉体材料の割合が25から60ボ
リューム%である内燃機関のフライホイールである。
【0011】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の内燃
機関のフライホイールの実施形態について説明する。
【0012】図1はその一実施形態におけるフライホイ
ールの概略側断面図であり、このフライホイール1は、
図示されていないクランクシャフトとの取り付け部2
と、クラッチフェーシング面3とを有する円板状の内周
部4を、比重の軽いアルミ、あるいはアルミ合金を母材
とした複合材料、即ちアルミMMCで構成する。そして
この円板状の内周部4の外周に断面L形のリング状の外
周部5が嵌合・固定されているが、この外周部5は比重
の重い金属材料、特に鋳鉄等の鉄系のものを使用してい
る。
【0013】上記したように、円板状の内周部4と外周
部にリング状の外周部5を組み合わた構造によりこのフ
ライホイール1を構成することにより、本来フライホイ
ール1に求められる慣性マスの確保しながら軽量化の両
立をはかるようにしている。
【0014】即ち、上記内周部4はアルミMMC等の複
合材料を使用する点に特徴があるが、この内周部4には
アルミナ粉体や、セラミック繊維、あるいはホイスカー
等が使用可能である。そして、上記内周部4を形成する
アルミ材に充填混入する粉体や繊維材料の充填量(配合
割合)は、25から60ボリューム%が好しい。
【0015】充填する材料が25ボリューム%以下の場
合は、熱膨張率がアルミに近いために鉄等の外周部5の
金属材料との熱膨張率との違いによる影響がでるという
問題がある上に、機械的強度の改善も大きくはなく、ク
ラッチフェース面3の耐摩耗性が低下するという問題が
ある。逆に、上記の配合割合が60ボリューム%以上の
場合は材料が硬すぎるために加工性に劣り、脆い上に割
れやすくなるという欠点がある。
【0016】従って、円板状の内周部4のアルミ、ある
いはアルミ合金を母材とした複合材料に配合される補強
材料である繊維状体あるいは粉体材料の割合は、25か
ら60ボリューム%の範囲内で適宜選定する必要があ
る。
【0017】次に、内周部4のアルミMMC等の複合材
料と、外周部5の鋳鉄等の鉄系の金属材料との締結は、
図1に示すごとく複数のボルト7によって内周部4と外
周部5同志を固定してもよいが、図2に示すごとく、リ
ベット8等により固定しても良く、さらには図3に示す
ごとく内周部4と外周部5とに締め代をもたせておいて
両者を圧入してかしめても良く、この締結の手段は特に
限定されるものではない。なお、図中の外周部5の外周
には鉄系のリングギア6が嵌設されている。
【0018】上記実施の態様において、円板状の内周部
4は同一のアルミMMC材料で構成されているが、断面
の中央部にアルミ材を使用し、両側面にアルミMMC材
料からなる円板を積層して一体化した積層構造物とする
ことによって軽量化を図りながら十分の慣性マスを与
え、耐久性と耐熱性等の諸特性を改善することができる
ものである。
【0019】
【発明の効果】以上に説明した本発明の内燃機関のフラ
イホイールによれば、円板状の内周部をアルミを母材と
し、これに耐熱性の高強力繊維や高弾性の粉体材料を添
加して鋳造したものとし、リング状の外周部を比重の大
きな金属材料で構成することによって必要とする慣性力
を得ながら、軽量化した内燃機関のフライホイールを提
供することができる。
【0020】また、円板状の内周部を形成する、強化材
料を25から60ボリューム%の配合割合で含有した、
アルミMMCのようなアルミまたはアルミ合金を母材と
した複合材料で形成することにより、強度は従来のフラ
イホイールにおける鋳鉄並みとなる一方、フェーシング
面の摩耗条件も従来品以上を満足するものに形成でき、
フライホイールとしての機能を充分発揮しながらクラッ
チフェース面の摩耗性の向上をはかることができ、更に
フライホイール全体としての大幅な軽量化を図ることが
できる。従って、本発明のフライホイールを装備した内
燃機関ではこの軽量化ができるので、走行燃費等の向上
がはかれるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフライホイールの一実施形態における
概略側断面図である。
【図2】図1のフライホイールの外周部と内周部をリベ
ットで締結した他の実施形態の要部側断面図である。
【図3】図1のフライホイールの外周部と内周部を圧入
により締結した他の実施形態の要部側断面図である。
【符号の説明】
1 フライホイール 4 内周部 5 外周部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状の内周部はアルミあるいはアルミ
    合金を母材とした複合材料とし、前記内周部の周囲に固
    定される外周部はこの内周部よりも比重の重い金属材料
    からなるリング状体とした内燃機関のフライホイール。
  2. 【請求項2】 リング状体の外周部の金属材料が鉄系の
    材料である請求項1記載の内燃機関のフライホイール。
  3. 【請求項3】 内周部のアルミ合金を母材とした複合材
    料に繊維あるいは粉体材料を配合しており、これらの配
    合材料の割合が25から60ボリューム%である請求項
    1または2記載の内燃機関のフライホイール。
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