JP2012193681A

JP2012193681A - フライホイール

Info

Publication number: JP2012193681A
Application number: JP2011058714A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Takeda; 俊彦竹田
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】クランク角センサ用の被検出部が設けられ構造が簡素化されたフレキシブルタイプのフライホイールを提供する。
【解決手段】エンジンのクランクシャフト１０と実質的に同心の円盤状に形成された本体部１１０と、エンジンのクランクシャフトと本体部とを接続するとともに、弾性を有する材料によってプレート状に形成された弾性板１２０とを有するフライホイール１００を、弾性板の一部に、周方向に沿って周期的な凹凸部が形成されたクランク角センサ用の被検出部１２６が形成される構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等のエンジンに設けられるフライホイールに関し、特に、クランク角センサ用の被検出部を備えたものに関する。

自動車等のエンジンにおいて、クランクシャフトの一方の端部には、円盤状の重りであるフライホイールが設けられる。また、このようなフライホイールにおいて、弾性板を介してクランクシャフトに取り付けられたフレキシブルタイプのフライホイールが知られている。

また、フライホイールには、エンジンの出力軸であるクランクシャフトの回転角度位置（クランク角）を、クランク角センサで検出するための被検出部であるクランク角センサプレートが設けられる場合がある。
クランク角センサプレートは、例えば、フライホイールと実質的に同心のリング状に形成され、外周縁部等に歯車状の周期的な凹凸（パルスギヤ）が形成されている。
クランク角センサは、例えば磁気ピックアップを備えるとともに、クランク角センサプレートの凹凸部と対向して配置され、近傍を凹凸が通過する毎にパルス信号を発生する。
エンジン制御ユニットは、このパルスをカウントすることによって、クランクシャフトの回転角度位置を検出する。

従来、このようなフライホイールに関する従来技術として、例えば特許文献１には、フライホイールの側部において、外径側に被検出部が設けられたクランク角検出用の信号板を、弾性板と共締めによってフライホイールに固定することが記載されている。
また、特許文献２には、フライホイールの側面部に凹部を形成するとともに、弾性板と共締めされるギアプレートを締結箇所の内径側に張り出させて凹部内に収容し、周囲部品との干渉を防止することが記載されている。

特開平５―３１２０５３号公報特開平５− ３３６９３号公報

上述したようなクランク角センサの被検出部が設けられたフライホイールにおいて、構造を簡素化し、組立工程の簡素化、軽量化、コストの低下、さらには締結品質の経年劣化防止などを図ることが求められている。
本発明の課題は、クランク角センサ用の被検出部が設けられ構造が簡素化されたフレキシブルタイプのフライホイールを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、エンジンのクランクシャフトと実質的に同心の円盤状に形成された本体部と、前記エンジンのクランクシャフトと前記本体部とを接続するとともに、弾性を有する材料によってプレート状に形成された弾性板とを有するフライホイールであって、前記弾性板の一部に、周方向に沿って周期的な凹凸部が形成されたクランク角センサ用の被検出部が形成されることを特徴とするフライホイールである。
請求項２に係る発明は、前記被検出部は、前記弾性板の外径側の端部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のフライホイールである。

本発明によれば、弾性板の一部にクランク角センサ用の被検出部を形成することによって、フライホイールの部品点数を低減し、構造の簡素化、軽量化、コストの低下などを実現することができる。
また、被検出部を別部品として弾性板と共締めする場合に対して、締結品質の経年変化の考慮が必要な部品点数が低減されるため、弾性板を本体部に締結する締結条件の設定がより優位となり、信頼性も向上できる。

本発明を適用したフライホイールの実施例をクランクシャフト中心軸を含む平面で切って見た断面図である。図１のII部拡大図である。本発明の比較例であるフライホイールの断面図である。

本発明は、クランク角センサ用の被検出部が設けられ構造が簡素化されたフレキシブルタイプのフライホイールを提供する課題を、クランクシャフトとフライホイール本体とを連結する弾性板の外周縁部を延長し、その端部にクランク角検出用のパルスギヤを形成することによって解決した。

以下、本発明を適用したフライホイールの実施例について説明する。
実施例のフライホイールは、例えば、乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載されるエンジンに設けられる。
図１は、実施例のフライホイールを、クランクシャフト中心軸を含む平面で切って見た断面図である。
図２は、図１のII部拡大図である。
図１、２において、図中左側は図示しないエンジン側であり、右側は図示しないトランスミッション側である。

フライホイール１００は、図示しないエンジンの出力軸であるクランクシャフト１０の出力側端部に取り付けられる。
クランクシャフト１０の端部には、外径側に張り出して形成されたフランジ部１１が設けられている。
フランジ部１１には、周方向に分散して複数のネジ孔１２が形成されている。
また、フランジ部１１側におけるクランクシャフト１０の端面中央部には、凹部１３が形成されている。

フランジ部１１のトランスミッション側の面部には、後述する弾性板１２０を保持する保持部材２０が取り付けられる。
保持部材２０は、ほぼ円盤状に形成されており、中央部に開口２１が形成されている。開口２１には、クランクシャフト１０の端部が挿入される。
保持部材２０には、周方向に分散した複数の開口２２が設けられている。
保持部材２０は、開口２２にボルト３０を挿入し、フランジ部１１のネジ孔１２に締結することによって、フランジ部１１に締結される。
このとき、弾性板１２０は、フランジ部１１と保持部材２０とに挟持された状態で共締めされる。

また、開口２１の内径側には、トランスミッションの図示しないインプットシャフトのエンジン側の端部を回転可能に支持する軸受４０が組み込まれている。
軸受４０は、例えば、単列の深溝玉軸受である。

フライホイール１００は、本体部１１０、弾性板１２０等を有して構成されている。
本体部１１０は、中央部に開口１１１が形成された円盤状の部材である。本体部１１０は、例えば鋳造又は鍛造によって形成した半製品に、所定の機械加工を施して形成されている。
開口１１１の内径は、フランジ部１１及び保持部材２０の外径に対して所定のクリアランスだけ大きくされている。
本体部１１０のトランスミッション側の面部１１２は、実質的に平滑に形成されている。
この面部１１２は、図示しないクラッチカバーと協働して、エンジンの出力をトランスミッションに伝達するクラッチディスクを挟持する摺動面部（摩擦面部）として機能する。
面部１１２の外径側の端部近傍には、周方向に分散して配置された複数のネジ孔１１３が形成されている。このネジ孔１１３は、クラッチカバーを本体部１１０に締結するために用いられる。
また、面部１１２には、クラッチカバーの位置決めを行なうための位置決めピン１１４が打ち込まれている。位置決めピン１１４は、ネジ孔１１３のピッチ円上あるいはその近傍に配置される。位置決めピン１１４は、面部１１２に形成された孔部に圧入され、その一部が面部１１２からトランスミッション側に突き出している。

本体部１１０の外径側の領域は、エンジンと対向する表面部をエンジン側に張り出させることによって、内径側の部分よりも肉厚である肉厚部１１５が形成されている。
また、本体部１１０の外周縁部には、図示しないスタータモータの駆動ギヤと噛み合う被駆動ギヤであるギヤ部１１６が設けられている。
さらに、本体部１１０のエンジン側には、弾性板１２０を締結するためのネジ孔１１７、及び、弾性板１２０の位置決めを行なう位置決めピン１１８が設けられている。
ネジ孔１１７は、肉厚部１１５よりも内径側に設けられ、周方向に分散して複数形成されている。
位置決めピン１１８は、ネジ孔１１７のピッチ円上あるいはその近傍に配置されている。位置決めピン１１８は、本体部１１０のエンジン側の面部に形成された孔部に圧入され、その一部がエンジン側に突き出している。

弾性板１２０は、例えば、弾性を有する鋼板等をプレス加工して形成された円盤状の部材である。弾性板１２０は、内径側においてクランクシャフト１０に固定され、外径側において本体部１１０に固定されることによって、クランクシャフト１０と本体部１１０とを接続するものである。
弾性板１２０は、中央部に開口１２１が形成され、その周囲に周方向に分散して配置された開口１２２を用いて、上述したボルト３０によってクランクシャフト１０に共締めされる。
また、弾性板１２０の外径側には、トランスミッション側に段状に張り出した張出部１２３が形成され、張出部１２３のトランスミッション側の面部は、本体部１１０のエンジン側の面部における肉厚部１１５よりも内径側の領域と当接している。
張出部１２３には、周方向に分散した複数の開口１２４及び位置決めピン孔１２５が形成されている。
弾性板１２０は、位置決めピン孔１２５に位置決めピン１１８を通し、開口１２４にボルト１３０を通してネジ孔１１７に締結することによって、本体部１１０に締結される。
なお、開口１２４とボルト１３０とによって弾性板１２０の位置決めが可能であれば、位置決めピン孔１２５と位置決めピン１１８は必ずしも設けなくてもよい。また、位置決めピン孔１２５と位置決めピン１１８に代えて、開口１２４とボルト１３０と同様の構成を適用して、弾性板１２０と本体部１１０との締結をさらに確実にしても良い。

また、弾性板１２０の外周縁部には、パルスギヤ１２６が形成されている。
パルスギヤ１２６は、本体部１１０の肉厚部１１５との干渉を避けるよう、フライホイール１００の回転軸と直交する平面に対して、外径側（突端側）が内径側（基端側）に対して回転軸方向におけるエンジン側となるように、傾斜して配置されている。
パルスギヤ１２６の外径側の端部には、弾性板１２０の周方向に沿って、周期的な歯車状の凹凸が形成されている。この凹凸部は、クランク角センサＳの近傍を通過する際に、クランク角センサＳにパルス信号を発生させる被検出部である。
クランク角センサＳは、パルスギヤ１２６の端縁部と正対するように、傾斜して配置されている。

なお、実施例においては、肉厚部１１５のエンジン側の面部からのパルスギヤ１２６の軸方向突出量Ａ１を、位置決めピン１１４の面部１１２からの突出量Ａ２よりも小さくしている。
また、中心軸からパルスギヤ１２６の突端部までの径φＢ１を、中心軸から位置決めピン１１４の内側までの径φＢ２よりも小さくしている。
以上のような寸法設定により、フライホイール１００を、部品搬送時や組立ラインでの棚陳列時に、同心となるように積み重ねた場合であっても、パルスギヤ１２６やクラッチディスクの摺動面を損傷することを防止できる。

以下、上述した実施例の効果を、以下説明する本発明の比較例のフライホイールと対比して説明する。
なお、比較例の説明において、上述した実施例と実質的に同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
比較例のフライホイール１００Ａは、弾性板１２０にパルスギヤ１２６を形成せず、別部品であるクランク角センサプレート１４０を備えている。クランク角センサプレート１４０は、弾性板１２０に対してエンジン側に一部を重ねて配置される。
クランク角センサプレート１４０は、例えば鋼板などをプレス加工して形成され、中央部に開口１４１が形成された円盤状の部材である。
開口１４１の周囲には、複数の開口１４２が形成され、クランク角センサプレート１４０はこの開口１４２にボルト３０を通して、弾性板１２０とフランジ部１１との間に挟持された状態で締結されている。
クランク角センサプレート１４０の外周縁部は、位置決めピン１１８よりも内径側に配置されるとともに、パルスギヤ１４３が形成されている。
パルスギヤ１４３は、内径側に対して外径側が回転軸方向におけるエンジン側となるように傾斜して配置され、クランク角センサＳも実施例と同様に傾斜して配置されている。

以上説明した比較例の場合、実施例に対してクランク角センサプレート１４０の部品が増加して構造が複雑となり、重量、コストなども増加してしまう。
また、共通のボルト３０によって弾性板１２０とクランク角センサプレート１４０とを共締めする場合、弾性板１２０のみを締結すればよい実施例に対して、締結品質の低下（へたり、緩み）を考慮しなければならない部品点数が増加することによって、ボルト締結条件の設定が不利になる。

これに対し、実施例においては、弾性板１２０の一部にクランク角センサＳ用の被検出部であるパルスギヤ１２６を形成することによって、フライホイール１００の部品点数を低減し、構造の簡素化、軽量化、コストの低下などを実現することができる。
また、パルスギヤを別部品とした場合に対して、締結品質の経年変化の考慮が必要な部品点数が低減されるため、弾性板１２０を本体部１１０に締結する締結条件の設定がより優位となり、信頼性も向上できる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、各部材の形状、構造、寸法、材質などは、適宜変更することが可能である。
例えば、被検出部（パルスギヤ）の位置や、向きなども、適用対象となるエンジンのクランク角センサの位置や角度に応じて、適宜変更することが可能である。

１０クランクシャフト１１フランジ部
１２ネジ孔１３凹部
２０保持部材２１開口
２２開口
３０ボルト４０軸受
１００フライホイール１００Ａフライホイール
１１０本体部１１１開口
１１２面部１１３ネジ孔
１１４位置決めピン１１５肉厚部
１１６ギヤ部１１７ネジ孔
１１８位置決めピン
１２０弾性板
１２１開口１２２開口
１２３張出部１２４開口
１２５位置決めピン孔１２６パルスギヤ
１３０ボルト
１４０クランク角センサプレート１４１開口
１４２開口１４３パルスギヤ
Ｓクランク角センサ

Claims

エンジンのクランクシャフトと実質的に同心の円盤状に形成された本体部と、
前記エンジンのクランクシャフトと前記本体部とを接続するとともに、弾性を有する材料によってプレート状に形成された弾性板と
を有するフライホイールであって、
前記弾性板の一部に、周方向に沿って周期的な凹凸部が形成されたクランク角センサ用の被検出部が形成されること
を特徴とするフライホイール。
前記被検出部は、前記弾性板の外径側の端部に設けられること
を特徴とする請求項１に記載のフライホイール。