JPH062739A

JPH062739A - クランク軸へのフライホイール取付構造

Info

Publication number: JPH062739A
Application number: JP15695892A
Authority: JP
Inventors: Sadakatsu Ushio; 定勝牛尾; Hiromi Oshima; 弘己大島
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1992-06-16
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、自動車等のエンジンに用いて好適
の、クランク軸へのフライホイール取付構造に関し、フ
ライホイールとクランクシャフトとの結合面のズレを排
除して、フライホイールの耐捩じり振動性を高めること
を目的とする。【構成】クランク軸１の端部１Ｂにボルト１６を通じ
てフライホイール１２を締結するクランク軸へのフライ
ホイール取付構造において、クランク軸１の端部１Ｂに
クランク軸１の軸心線１Ａと平行な方向に向けて３本以
上のピン１０，１１が突設されるとともに、フライホイ
ール１２に各ピン１０，１１がそれぞれ嵌合する嵌合穴
１３，１４を設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等のエンジンに
用いて好適の、クランク軸へのフライホイール取付構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等のエンジンでは、図４に
示すように、クランクシャフト１とフライホイール１２
とをボルト１６等により結合しているのが一般的であ
る。これらクランクシャフト１及びフライホイール１２
は、ともにエンジン内で回転する部材であり、高速回転
しても振動等が発生しないように設計されている。

【０００３】そして、通常はフライホイール１２をクラ
ンクシャフト１に組み付けた後、このクランクシャフト
１を高速回転させて振動等が出ずに円滑に回転するかを
確認して、この時の振動等が発生するようであれば、組
み付けられたフライホイール１２をいったんクランクシ
ャフト１から取り外して、フライホイール１２のバラン
スを調整する。

【０００４】また、フライホイール１２の再組み付け時
に、フライホイール１２のクランクシャフト１に対する
位相が、バランスを調整する以前の組み付け時と同一に
なるように、位置決め用のピンとしてダウエルピン１０
が用いられている。このダウエルピン１０は、クランク
シャフト１の端部１Ｂに、クランクシャフト１の回転中
心１Ａと平行に１本設けられ、フライホイール１２側に
は、このダウエルピン１０に嵌合するような位置決め用
の穴（嵌合穴）１３が１か所に設けられている。

【０００５】そして、フライホイール１２の嵌合穴１３
にクランクシャフト１のダウエルピン１０を嵌合させる
ことにより、クランクシャフト１とフライホイール１２
との組み付けが所定の位相で行なわれる。そして、この
フライホイール１２は、クランクシャフト１に複数のボ
ルト１６で締結されて固定される。また、フライホイー
ル１２とクランクシャフト１との結合強度は、このボル
ト１６の締結トルクＴとボルトピッチ円半径Ｒ（つま
り、Ｔ×Ｒ）によって決定されるが、フライホイール１
２とクランクシャフト１との結合面にズレがないように
十分な締結トルクで締結したり、ボルトピッチ円半径Ｒ
を大きくしたりしている。

【０００６】ところで、図４に示すような、クランクシ
ャフト１のフライホイール１２締結側にタイミングギア
７等のクランクシャフト１に連動する部材を有するよう
なエンジンでは、エンジンの小型軽量化のため、このタ
イミングギア７等の径を小型化することが望ましい。ま
た、このタイミングギア７の強度を確保するために浸炭
（焼入れによる表面硬化法の一種）を施すことが望まし
く、このため、タイミングギア７とクランクシャフト１
とは別体になっている。

【０００７】このように、タイミングギア７を小径にす
るためには、クランクシャフト１の端部１Ｂを小径にす
ることになり、十分なボルトピッチ円半径を確保するこ
とができず、ボルト１６の締結力Ｔを大きくしても、フ
ライホイール１２の回転によって発生する強い捩じり振
動により、フライホイール１２とクランクシャフト１と
の結合面にズレが生じることが考えられる。そして、こ
の結合面にズレが生じると、締結ボルトの緩みや破損を
招きかねない。

【０００８】このため、ダウエルピン１０とフライホイ
ールの嵌合穴１３との嵌め合い公差をきつくして、フラ
イホイール１２とクランクシャフト１との結合面のズレ
を防止している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常ダウエ
ルピン１０とフライホイール１２の嵌合穴１３との間に
は、加工上の誤差等により、僅かながらも隙間ができて
しまい、フライホイール１２とクランクシャフト１との
結合面の位相ズレを十分に防止するには至らない。

【００１０】例えば、図５に示すように、１本のダウエ
ルピン１０でフライホイール１２の位置を固定すると、
クランクシャフト１が回転した時に、嵌合穴１３とダウ
エルピン１０との間の隙間により、フライホイール１２
とクランクシャフト１の結合面との間でズレが生じてし
まう。また、図６に示すように、２本のダウエルピン１
０でフライホイール１２の位置決めを行なう場合、嵌合
穴１３とダウエルピン１０との隙間（図６中、白丸印又
は黒丸印で示す）により、やはり、結合面においてズレ
が生じてしまうという問題がある。そして、この結合面
にズレが生じると、締結ボルトの緩みや破損を招くこと
が考えられる。

【００１１】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、フライホイールとクランクシャフトとの結合面の
ズレを排除して、フライホイールの耐捩じり振動性を高
めるようにした、クランク軸へのフライホイール取付構
造を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のクラ
ンク軸へのフライホイール取付構造は、クランク軸の端
部にボルトを通じてフライホイールを締結するクランク
軸へのフライホイール取付構造において、上記クランク
軸の端部に該クランク軸の軸心線と平行な方向に向けて
複数のピンが突設されるとともに、上記フライホイール
に上記各ピンがそれぞれ嵌合する嵌合穴が設けられてい
ることを特徴としている（請求項１）。

【００１３】また、好ましくは、上記ピンが３本突設さ
れるとともに、上記嵌合穴が３つ設けられて、上記３本
のピンが上記クランク軸の軸心線に対する同心円上に略
等間隔に設けられるように構成する（請求項２）。さら
に好ましくは、上記３本のピンのうちの１本のピンの突
出部が、他の２本と区別しうるように大きさ又は形状を
設定されて、このピンの嵌合する嵌合穴がこのピンに対
応してその大きさ又は形状を設定されるように構成する
（請求項３）。

【００１４】

【作用】上述の本発明のクランク軸へのフライホイール
取付構造では、クランク軸の端部に、このクランク軸の
軸心線と平行な方向に向けて突設された３本以上のピン
がフライホイールに設けられた嵌合穴に嵌合してフライ
ホイールが取り付けられ、ボルトを通じてフライホイー
ルが締結される。この結果、クランク軸の回転に伴うフ
ライホイールの捩じり振動に対して、フライホイールが
ずれようとするのを各ピンが協働して防止する（請求項
１）。

【００１５】また、上記ピンを３本とし、フライホイー
ルの嵌合穴を３つ設け、これらのピンを、上記クランク
軸の軸心線に対する同心円上に略等間隔に設けた場合、
３本のピンによりフライホイールのずれが確実に防止さ
れる（請求項２）。また、上記３本のピンのうちの１本
の突出部が大きさ又は形状を他の２本と異なって設定さ
れて、このピンの嵌合する嵌合穴がこのピンに対応して
その大きさ又は形状を設定されることで、上記３本のピ
ンのうちの１本のピンの突出部が、他の２本と容易に区
別されて、フライホイールの装着時に、この１本のピン
が所要の嵌合穴に嵌合すると、フライホイールが所定の
位相で装着される（請求項３）。

【００１６】

【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
のクランク軸へのフライホイール取付構造について説明
すると、図１はその構造を示す模式的な側面図であって
図２におけるＢ矢視図、図２はその構造を示す模式的な
正面図であって図１におけるＡ矢視図、図３はその作用
について説明するための模式的な正面図である。

【００１７】まず、図１に示すように、このクランクシ
ャフト１には、軸心線１Ａに平行に潤滑油通路６が設け
られている。このクランクシャフト１は、Ｖ型６気筒あ
るいはＶ型１２気筒のものを示しているので、クランク
ピン部４は、１２０°の位相差で３か所に設けられてい
る。そして、潤滑油通路６は、クランクシャフト１の各
メインジャーナル部２から、隣接するクランクピン部４
に通じるように設けられており、図２に示すように、計
３本の潤滑油通路６が設けられている。

【００１８】これら各潤滑油通路６は、クランクシャフ
ト１の端部１Ｂから他端まで一直線に設けられ、クラン
クシャフト１の外部に通じている部分（図中、バランス
ウェイト８部等）には、潤滑油通路６内にスチールボー
ル９が嵌入している。また、潤滑油通路６には、メイン
ジャーナル部２において、潤滑油導入部３が設けられて
いる。このメインジャーナル部２は、クランクシャフト
１がシリンダブロック（図示省略）に支持されている部
位であって、通常は、このメインジャーナル部２とシリ
ンダブロックとの間に、図示はしないがベアリングとし
てのメタルが設けられている。また、クランクシャフト
１が回転すると、メタルとメインジャーナル部２との間
には潤滑油が供給されるようになっており、これによ
り、このメインジャーナル部２は、潤滑油の油膜によっ
てシリンダブロックから浮き上がって回転駆動され、ク
ランクシャフト１とシリンダブロックとの摩擦が低減さ
れるようになっている。

【００１９】また、潤滑油導入部３は、クランクシャフ
ト１の外側から潤滑油通路６に潤滑油を送給するように
なっている。すなわち、メタルとメインジャーナル部２
との間では、クランクシャフト１が回転駆動している時
も、潤滑油が供給されているので、このメインジャーナ
ル部２の円周方向に潤滑油導入部３を設けることによ
り、メタルとメインジャーナル部２との間の潤滑油が潤
滑油通路６に送給されるようになっている。

【００２０】そして、このクランクシャフト１のクラン
クピン部４には、潤滑油通路６からクランクシャフト１
の軸心線１Ａの外側に向かって、潤滑油送出部５が設け
られており、この潤滑油送出部５の一端は、クランクピ
ン部４の外側に通じている。そして、潤滑油送出部５か
らは、潤滑油導入部３から潤滑油通路６を通って送給さ
れた潤滑油が送出されるようになっており、これによ
り、コネクティングロッドのメタル部（図示省略）とク
ランクピン部４との間の隙間に潤滑油が送給されて、こ
れらのコネクティングロッドのメタル部とクランクシャ
フト１との摩擦が低減されるようになっている。また、
スチールボール９により、この潤滑油は、潤滑油送出部
５以外からは、クランクシャフト１の外側に洩れないよ
うになっている。

【００２１】また、図１に示すように、このクランクシ
ャフト１には、ボルト螺合穴１５も設けられている。こ
のボルト螺合穴１５には、フライホイール１２をクラン
クシャフト１に固定するためのボルト（図示省略）が螺
合するようになっている。また、このボルト螺合穴１５
は同心円（ボルトピッチ円）上に設けられ、クランクシ
ャフト１の端部１Ｂでボルトピッチ円半径を大きくする
ことで、フライホイール１２の締結強度を確保できるよ
うになっている。このため、クランクシャフト１の端部
１Ｂでは、可能な限りこのボルトピッチ円半径を大きく
して、ボルト螺合穴１５が設けられている。

【００２２】そして、図１に示すように、クランクシャ
フト１のフライホイール１２側端部１Ｂでは、３本の潤
滑油通路６にそれぞれピン（ダウエルピン）１０，１
０，１１が嵌入している。また、これらのピン１０，１
０，１１は、３本の潤滑油通路６に嵌入しているので、
同心円上にそれぞれ略１２０°ずつ位相をかえて等間隔
で並んでいる。

【００２３】また、ダウエルピン１１は、その突出部１
１Ａを２本のダウエルピン１０，１０の突出部よりも、
僅かに細く形成されており、他のダウエルピン１０，１
０とは区別されるようになっている。これらのダウエル
ピン１０，１０，１１は、全長のうち約半分が潤滑油通
路６に嵌入している部分であり、残りの約半分がクラン
クシャフト１の軸１Ａに平行に突出している。また、３
本の潤滑油通路６は、いずれも同じ径で設けられてお
り、ダウエルピン１１の潤滑油通路６に嵌入している部
分は、ダウエルピン１０，１０と同一径になっている。

【００２４】そして、フライホイール１２には、これら
のダウエルピン１０，１０，１１に嵌合するような嵌合
穴１３，１３，１４が設けられている。この嵌合穴１４
は嵌合穴１３よりも小径に形成されており、ダウエルピ
ン１１は、嵌合穴１４に嵌合するようになっている。こ
れにより、クランクシャフト１にフライホイール１２を
固定する時は、嵌合穴１３，１３にダウエルピン１０，
１０を嵌合させ、嵌合穴１４にダウエルピン１１を嵌合
させて、この後、図示しないボルトによりフライホイー
ル１２が締結されるようになっている。また、これらの
ダウエルピン１０，１０，１１と嵌合穴１３，１３，１
４とにより、このフライホイール１２は、クランクシャ
フト１に対して取り付けられる方向（位相）が１つに決
定されるようになっている。

【００２５】また、ダウエルピン１０，１０，１１を３
本用いることにより、嵌合穴１３，１３，１４とダウエ
ルピン１０，１０，１１との間にガタがなくなるように
なっている。つまり、この嵌合穴１３，１３，１４とダ
ウエルピン１０，１０，１１とには、僅かながらクリア
ランス（例えば、６〜４４μｍ程度）が設けられている
が、嵌合穴１３，１３，１４とこれらの各穴に対応する
ダウエルピン１０，１０，１１とは加工上の誤差によ
り、例えば、±５０μｍ程度の位置ズレが生じてしま
う。このような加工上の誤差により、図３に示すよう
に、図中白丸印又は、黒丸印の場所がきつく（タイト
に）嵌合して、嵌合穴１３，１３，１４とダウエルピン
１０，１０，１１との位置関係が拘束されるようにな
り、フライホイール１２は、上述のクリアランス程度の
移動（ガタ）も許容されなくなるようになっている。こ
れにより、フライホイール１２の回転方向のガタが解消
されるようになっている。したがって、クランクシャフ
ト１が高速回転した時のフライホイール１２のガタつき
が解消されて、フライホイール１２が所定の位置で固定
されるようになっている。

【００２６】また、図１に示すように、クランクシャフ
ト１とフライホイール１２との間にタイミングギア７が
設けられているようなエンジンにおいては、クランクシ
ャフト１の端部１Ｂは小径となり、十分なボルトピッチ
円半径を確保できなくなるが、フライホイール１２は、
クランクシャフト１にガタやズレがなく取り付けられて
いるので、フライホイール１２の耐捩じり振動性を十分
確保することができるようになっている。

【００２７】本発明の一実施例としてのクランク軸への
フライホイール取付構造は、上述のように構成されてい
るので、このクランクシャフト１にフライホイール１２
を組み付ける時は、ダウエルピン１１と嵌合穴１４とに
より、クランクシャフト１とフライホイール１２との位
相が決定される。そして、図示しないボルトをボルト螺
合穴１５に螺合させることにより、フライホイール１２
をクランクシャフト１に組み付けた後、このクランクシ
ャフト１を高速回転させて振動等が出ずに円滑に回転す
るかを確認して、この時の振動等が発生するようであれ
ば、組み付けられたフライホイール１２をいったんクラ
ンクシャフト１から取り外して、フライホイール１２の
バランスを調整する。

【００２８】そして、フライホイール１２の再組み付け
時に、フライホイール１２のクランクシャフト１に対す
る位相が、ダウエルピン１１と嵌合穴１４とを嵌合させ
ることにより、フライホイール１２のバランスを調整す
る以前の組み付け時と同一になり、クランクシャフト１
とフライホイール１２との組み付け位置が所定の位相で
固定される。そして、この後、ボルトによりフライホイ
ール１２をクランクシャフト１に固定する。

【００２９】また、ダウエルピン１０，１０，１１を３
本用いることにより、フライホイール１２のガタがなく
なる。つまり、ダウエルピン１０，１０，１１を３本用
いてフライホイール１２をクランクシャフト１に組み付
けると、これら嵌合穴１３，１３，１４とダウエルピン
１０，１０，１１とは、加工上の誤差により、位置が例
えば±５０μｍ程度ずれて、嵌合穴１３，１３，１４と
ダウエルピン１０，１０，１１とに設けられているクリ
アランス（例えば、６〜４４μｍ程度）よりも大きくな
り、この時、嵌合穴１３，１３，１４とダウエルピン１
０，１０，１１との位置関係が拘束されて、フライホイ
ール１２は、上述のクリアランス程度の移動（ガタ）も
許容されなくなる。

【００３０】なお、上述のようにピン１０，１０，１１
がタイトになる確立は、１−〔（６〜４４）／２００〕
³である。一方、ピンが２本である場合は、１−〔（６
〜４４）／２００〕となり、３本のピンによって、確実
にずれが防止される。これにより、クランクシャフト１
が高速回転した時のフライホイール１２のガタつきが解
消されて、フライホイール１２が所定の位置で固定され
る。

【００３１】さらに、ボルトによりこのフライホイール
１２をクランクシャフト１に締結することにより、フラ
イホイール１２のガタつきや、クランクシャフト１との
結合面のズレが解消される。また、図１に示すように、
クランクシャフト１とフライホイール１２との間にタイ
ミングギア７が設けられているようなエンジンにおいて
は、クランクシャフト１の端部１Ｂは小径となり、十分
なボルトピッチ円半径を確保できなくなるが、フライホ
イール１２は、クランクシャフト１にガタやズレがなく
取り付けられているので、フライホイール１２の耐捩じ
り振動性を十分確保することができる。

【００３２】なお、本実施例では、ダウエルピン１０，
１０，１１を潤滑油通路６に嵌入させることにより、ク
ランクシャフト１から突出させているが、ダウエルピン
１０，１０，１１を嵌入させる穴は、潤滑油通路６でな
くてもよく、新たに設けてもよい。また、ピンの本数や
ピンの位相はこれに限定されるものではなく、ピンが３
本以上であったり、ピンが不等間隔であっても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のクランク
軸へのフライホイール取付構造によれば、クランク軸の
端部にボルトを通じてフライホイールを締結するクラン
ク軸へのフライホイール取付構造において、上記クラン
ク軸の端部に該クランク軸の軸心線と平行な方向に向け
て複数のピンが突設されるとともに、上記フライホイー
ルに上記各ピンがそれぞれ嵌合する嵌合穴が設けられる
という構成により、クランクシャフト端部に十分なボル
トピッチ円半径を確保できない場合でもフライホイール
の耐捩じり振動性を十分確保することができる。

【００３４】特に、上記ピンが３本突設されるととも
に、上記嵌合穴が３つ設けられる構成で、嵌合穴とピン
との位置関係に、加工上の誤差を利用しつつ容易な加工
で、嵌合穴とダウエルピンとの位置関係が拘束されて、
フライホイールは、嵌合穴とピンとの間に設けられたク
リアランス程度の移動（ガタ）も許容されなくなる。し
たがって、フライホイールのガタがなくなり、クランク
シャフトが高回転域でも円滑に回転する。そして、これ
により、フライホイールとクランクシャフトとの結合面
のズレを排除することができる。さらに、ボルトにより
このフライホイールをクランクシャフトに締結すること
により、フライホイールのガタつきや、クランクシャフ
トとの結合面のズレが解消される。

【００３５】また、上記３本のピンが、上記クランク軸
の軸心線に対する同心円上に略等間隔に設けられること
で、各ピンには略同等の荷重が掛かって、フライホイー
ルとクランク軸との結合状態を均一に保つことができ
る。また、クランク軸が回転した時の、フライホイール
とクランク軸との回転バランスが保たれる。そして、上
記３本のピンのうちの１本の突出部が、他の２本と区別
しうるように大きさ又は形状を設定されて、このピンの
嵌合する嵌合穴がこのピンに対応してその大きさ又は形
状を設定されることで、フライホイールの再組み付け時
に、フライホイールのクランクシャフトに対する位相が
所定の位相で固定することができる。また、これによ
り、フライホイールのバランスの調整が容易になり、ク
ランク軸を高速で回転させた時の振動を抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのクランク軸へのフラ
イホイール取付構造を示す模式的な構成図であって、図
２におけるＢ矢視図である。

【図２】本発明の一実施例としてのクランク軸へのフラ
イホイール取付構造を示す模式的な正面図であって、図
１におけるＡ矢視図である。

【図３】本発明の一実施例としてのクランク軸へのフラ
イホイール取付構造の作用について説明するための模式
的な正面図である。

【図４】従来のフライホイール取付構造を示す模式的な
構成図である。

【図５】従来のフライホイール取付構造の作用について
説明するための模式的な正面図である。

【図６】従来のフライホイール取付構造の作用について
説明するための模式的な正面図である。

【符号の説明】

１クランクシャフト１Ａクランクシャフト軸心線１Ｂクランクシャフト軸端部２メインジャーナル部３潤滑油導入部４クランクピン部５潤滑油送出部６潤滑油通路７タイミングギア８バランスウェイト９スチールボール１０，１１ダウエルピン１１Ａダウエルピン突出部１２フライホイール１３，１４嵌合穴１５ボルト螺合穴１６クランクシャフト締結用ボルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランク軸の端部にボルトを通じてフラ
イホイールを締結するクランク軸へのフライホイール取
付構造において、上記クランク軸の端部に該クランク軸
の軸心線と平行な方向に向けて３本以上のピンが突設さ
れるとともに、上記フライホイールに上記各ピンがそれ
ぞれ嵌合する嵌合穴が設けられていることを特徴とす
る、クランク軸へのフライホイール取付構造。
【請求項２】上記ピンが３本突設されるとともに、上
記嵌合穴が３つ設けられて、上記３本のピンが上記クラ
ンク軸の軸心線に対する同心円上に略等間隔に設けられ
ていることを特徴とする、請求項１記載のクランク軸の
潤滑油供給構造。
【請求項３】上記３本のピンのうちの１本のピンの突
出部が、他の２本と区別しうるように大きさ又は形状を
設定されて、このピンの嵌合する嵌合穴がこのピンに対
応してその大きさ又は形状を設定されていることを特徴
とする、請求項２記載のクランク軸の潤滑油供給構造。