JPH0882345A - 内燃機関のフライホイール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内燃機関のフライホイール装置において、部品
点数、組立工数の低減等を図り、同時に取付フランジ部
と弾性変形部の境部の疲労強度の向上とオイルシールの
摺動面の硬度の向上とを図ることを目的とする。 【構成】マス部１１と取付フランジ部１３とプレート部
１５とを一体成形し、取付フランジ部１３とプレート部
１５の弾性変形部１４との連接部に、クランクシャフト
１２の中心軸と同心状に延びる円筒部１６を一体成形す
る。円筒部１６の内周面を、クランクシャフト１２のフ
ランジ部１２Ａ外周面に嵌合し、その外周面にシリンダ
ブロック２０に固定されたオイルシール２１内周面を摺
動可能に装着する。円筒部１６の外周面１６Ａと、Ｒ部
１８の面に、夫々疲労強度改善のための表面処理２２、
例えば高周波焼入れ処理或いはチッ化処理を施すように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のフライホイ
ール装置に関し、特に、部品点数、組立工数の低減等を
図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関のフライホイール装置と
して、図３に示すようなものがある（日産新型車解説書
１９９２，Ｂ−１２頁 参照）。このフライホイール
装置は、曲げ振動低減構造のもので、マス部１と、取付
フランジ部２と、マス部１と取付フランジ部２相互の曲
げ変位を許容するためのプレート状の弾性変形部３とか
らなり、前記マス部１は、ボルト４によって弾性変形部
３に締結され、前記取付フランジ部２は弾性変形部３を
介してボルト５によってクランクシャフト６端面に締結
される。

【０００３】又、従来の内燃機関のフライホイール装置
として、図４に示すようなものもある（日産ＣＡ系エン
ジン整備要領書 １９８５，１２頁 参照）。即ち、こ
のものでは、クランクシャフト７端部のフランジ部７Ａ
外周面に、高周波焼入れ等の表面硬化処理と研削加工と
を施し、このフランジ部７Ａ外周面に対して、シリンダ
ブロック８に固定されたリング状のオイルシール９の内
周面を摺動可能に組み付けるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関のフライホイール装置にあっては、
夫々次のような問題点があった。即ち、図３のフライホ
イール装置においては、マス部１と、取付フランジ部２
と、弾性変形部３とが別体であるため、部品点数、組立
工数が増加し、コスト的に不利であるという問題があ
る。

【０００５】このため、マス部１と、取付フランジ部２
と、弾性変形部３とを一体構造とすることが考えられ
る。マス部１と、取付フランジ部２と、弾性変形部３と
を一体構造するに当たっては、弾性変形部３の板面曲げ
を許容するべく、該弾性変形部３は、マス部１及び取付
フランジ部２に対して、充分に低い剛性である必要があ
り、マス部１及び取付フランジ部２と、弾性変形部３と
に対する材料特性の要求は当然相違する。

【０００６】かかる材料特性の要求を考慮して、上記マ
ス部１と、取付フランジ部２と、弾性変形部３とを一体
構造化を図ると、取付フランジ部２と弾性変形部３の境
部において応力集中部が生じるのを避けられず、前記一
体構造化に苦慮しているのが実情である。又、図４のフ
ライホイール装置においては、クランクシャフト７にオ
イルシール９の摺動面７Ａを設けるようにしているた
め、オイルシール９がクランクシャフト７の軸受での発
熱による伝熱を受け易く、オイルシール９への熱負荷が
増し、オイルシール９の耐熱温度条件を上げる必要があ
るという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、内燃機関のフライホイール装置において、マ
ス部と、取付フランジ部と、弾性変形部と、オイルシー
ルの摺動面となる部分とを一体構造とすることにより、
部品点数、組立工数の低減等を図り、この一体構造化を
図るに当たって必要となる、取付フランジ部と弾性変形
部の境部の疲労強度の向上とオイルシールの摺動面の硬
度の向上とを図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、外周部に位置するマス部と、中央部に位置し
てクランクシャフトのフランジ部への取付部となる取付
フランジ部と、前記マス部と前記取付フランジを連接
し、該取付フランジ部との連接部に前記マス部と前記取
付フランジ相互の曲げ変位を許容するための弾性変形部
を有するプレート部と、を含んで構成した内燃機関のフ
ライホイール装置であって、前記マス部と取付フランジ
部とプレート部とを一体成形する一方、前記取付フラン
ジ部とプレート部の弾性変形部との連接部に、前記クラ
ンクシャフト軸と同心状に延びる筒部であって、その内
周面が前記クランクシャフトのフランジ部外周面に嵌合
され、その外周面に機関本体側に固定されたオイルシー
ル内周面が摺動可能に装着される筒部を一体成形し、前
記筒部外周面とプレート部の弾性変形部と該筒部との境
部の内角面とに疲労強度及び硬度改善のための表面処理
を施すようにした。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記プレート部の
弾性変形部以外の部分と該弾性変形部との連接部の一側
における境部の内角面と、弾性変形部と円筒部との連接
部の両側における境部の内角面と、を夫々所定曲率半径
のＲ部に形成するようにした。請求項３記載の発明は、
前記取付フランジ部とクランクシャフトのフランジ部と
の締結面に円板状のパッキンを介装するようにした。

【００１０】請求項４記載の発明は、前記クランクシャ
フトのフランジ部の先端外周のコーナ部には全周にわた
り溝を形成し、フライホイール装置をクランクシャフト
に取り付けた状態において、溝内面とフランジ部外周面
及び端面の境部内面との間に形成されるリング状の空間
部に、硬化する液体のパッキンを充填するようにした。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明において、フライホイール
装置に加わるクランク系曲げ振動は、マス部をプレート
部の弾性変形部で支持したことによるマス部の切離し効
果によって低減される。ここで、低剛性の弾性変形部と
円筒部の境部におけるＲ部は、これに加わる応力集中に
対して厳しくなって疲労強度に劣るから、疲労強度を高
める必要がある。

【００１２】又、円筒部外周面のオイルシール摺動面
は、摩耗や表面性状の観点から硬度が高いことが必要と
なる。この点、請求項１記載の発明のフライホイール装
置の構成においては、マス部と、取付フランジ部と、弾
性変形部と、オイルシールの摺動面となる部分とを一体
構造とすることにより、部品点数、組立工数の低減等を
図りながら、円筒部外周面とプレート部の弾性変形部と
前記円筒部との境部の内角面に、夫々高周波焼入れ処理
或いはチッ化処理等の疲労強度及び硬度改善のための表
面処理を施すようにしたため、前記疲労強度が高くなる
と同時に硬度が高くなり、上記の要求を満足することが
できる。

【００１３】更に、オイルシールの摺動面となる筒部に
オイルシールの摺動面を設けるようにしているため、オ
イルシールがクランクシャフトの軸受での発熱による伝
熱を受け難く、オイルシールへの熱負荷を低減でき、オ
イルシールの耐熱温度条件を低下させることができる。
請求項２記載の発明において、前記プレート部の弾性変
形部以外の部分と該弾性変形部との連接部及び弾性変形
部と円筒部との連接部の応力集中が緩和される。

【００１４】請求項３記載の発明において、円筒部内周
面とフランジ部外周面間から漏れた潤滑油は、パッキン
によりシールされる。請求項４記載の発明において、液
体のパッキンを溝内面に塗布した後、フライホイール装
置をクランクシャフトに取り付ける。その後、パッキン
は硬化し、パッキンにより、円筒部内周面とフランジ部
外周面間から漏れた潤滑油はシールされる。

【００１５】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。請求項１〜３記載の発明の一実施例を示す図１
において、フライホイール装置１０は、外周部に位置す
るマス部１１と、中央部に位置してクランクシャフト１
２のフランジ部１２Ａへの取付部となる取付フランジ部
１３と、前記マス部１１と前記取付フランジ１３を連接
し、該取付フランジ部１３との連接部に弾性変形部１４
を有するプレート部１５と、を含んで構成される。

【００１６】ここで、前記マス部１１と取付フランジ部
１３とプレート部１５とは一体成形される。又、前記取
付フランジ部１３とプレート部１５の弾性変形部１４と
の連接部には、前記クランクシャフト１２の中心軸と同
心状に延びる円筒部１６が一体成形される。

【００１７】前記マス部１１と取付フランジ部１３とプ
レート部１５とは、夫々リング状に形成され、マス部１
１の内周面にプレート部１５の外周端が連接され、該プ
レート部１５の内周端に円筒部１６を介して取付フラン
ジ部１３の外周端が連接される。前記弾性変形部１４
は、プレート部１５の弾性変形部１４以外の部分１５Ａ
よりも肉薄のプレート状に形成されている。この場合、
プレート部１５の弾性変形部１４以外の部分１５Ａと弾
性変形部１４の連接部の一側における境部の内角面は所
定曲率半径のＲ部１７に形成される。又、弾性変形部１
４と円筒部１６の連接部の両側における境部の内角面は
夫々所定曲率半径のＲ部１８，１９に形成される。この
場合、前記Ｒ部１８は、Ｒ部１９よりも小なる所定曲率
半径に形成される。

【００１８】前記円筒部１６の内周面は、クランクシャ
フト１２のフランジ部１２Ａ外周面に嵌合され、その外
周面には機関本体側、即ち、シリンダブロック２０に固
定されたオイルシール２１内周面が摺動可能に装着され
る。前記円筒部１６の外周面１６Ａと、Ｒ部１８の面に
は、夫々疲労強度改善のための表面処理２２、例えば高
周波焼入れ処理或いはチッ化処理が施される。又、円筒
部１６の表面処理２２の面には、研削仕上げが施され
る。

【００１９】かかる構成のフライホイール装置１０は、
取付フランジ部１３をボルト２３によって、クランクシ
ャフト１２のフランジ部１２Ａ端面に締結することによ
り取り付けられ、取付フランジ部１３とフランジ部１２
Ａとの締結面には円板状のパッキン２４が介装される。
このフライホイール装置１０の取付状態において、前述
したように、円筒部１６の内周面１６Ｂは、フランジ部
１２Ａの外周面１２Ｂに嵌合され、円筒部１６の外周面
１６Ａにはオイルシール２１の内周面が摺動可能に装着
される。

【００２０】次に、かかる構成のフライホイール装置１
０の作用について説明する。フライホイール装置１０に
加わるクランク系曲げ振動は、マス部１１をプレート部
１５の弾性変形部１４で支持したことによるマス部１１
の切離し効果によって低減される。ここで、低剛性の弾
性変形部１４と円筒部１６の境部において、Ｒ部１８は
Ｒ部１９よりも曲率半径を小さく設定することにより、
このＲ部１８は、これに加わる応力集中に対して厳しく
なって疲労強度に劣るから、疲労強度を高める必要があ
る。

【００２１】又、円筒部１６の外周面１６Ａのオイルシ
ール摺動面は、摩耗や表面性状の観点から硬度が高いこ
とが必要となる。この点、上記のフライホイール装置１
０の構成においては、マス部１１と、取付フランジ部１
３と、弾性変形部１４と、オイルシールの摺動面となる
部分（円筒部１６）とを一体構造とすることにより、部
品点数、組立工数の低減等を図りながら、円筒部１６の
外周面１６Ａと、プレート部１５の弾性変形部１４と前
記円筒部１６との境部の内角面、即ち、Ｒ部１８に、夫
々高周波焼入れ処理或いはチッ化処理等を同時に施して
あるため、前記疲労強度が高くなると同時に硬度が高く
なり、上記の要求を満足することができる。

【００２２】尚、弾性変形部１４については、円筒部１
６の変形を伴わないような強度に設計される必要があ
る。更に、円筒部１６にオイルシール２１の摺動面を設
けるようにしているため、オイルシール２１がクランク
シャフト１２の軸受での発熱による伝熱を受け難く、オ
イルシール２１への熱負荷を低減でき、オイルシール２
１の耐熱温度条件を低下させることができる。

【００２３】尚、フライホイール装置１０とクランクシ
ャフト１２夫々の中心軸の位置決めは、円筒部１６の内
周面１６Ｂとフランジ部１２Ａの外周面１２Ｂとによっ
てなされる。このとき、フランジ部１２Ａの外周面１２
Ｂはオイルシール２１との摺動がなくなった構成である
から、このフランジ部１２Ａの外周面１２Ｂの研削加工
は不要となる。

【００２４】又、円筒部１６の内周面１６Ｂとフランジ
部１２の外周面１２Ｂ間から漏れた潤滑油は、パッキン
２４によりシールされる。このシール構造によると、円
板状のパッキン２４を取付フランジ部１３とフランジ部
１２Ａとの締結面に単に介装するだけであるから、組立
が簡単であるという利点がある。

【００２５】図２は請求項１，２及び４記載の発明の一
実施例を示している。この実施例は、図１の実施例にお
いて、取付フランジ部１３とフランジ部１２Ａとの締結
面に介装された円板状のパッキン２４に代えて、次のよ
うなパッキンを適用したものである。即ち、クランクシ
ャフト１２のフランジ部１２Ａの先端外周のコーナ部に
は全周にわたり溝２５が形成されている。フライホイー
ル装置１０をクランクシャフト１２に取り付けた状態に
おいて、溝２５内面と取付フランジ部１３内面及び円筒
部１６の内周面１６Ｂとの間にリング状の空間部が形成
される。

【００２６】そして、この空間部には液体のパッキン２
６が充填される。この場合、液体のパッキン２６を溝２
５内面に塗布した後、フライホイール装置１０をクラン
クシャフト１２に取り付ける。その後、パッキン２６は
硬化し、パッキン２６により、円筒部１６の内周面１６
Ｂとフランジ部１２Ａの外周面１２Ｂ間から漏れた潤滑
油はシールされる。

【００２７】この実施例のシール構造によると、安価で
あると共に、図１の実施例のシール構造と比較して、ボ
ルト２３が緩みにくいという利点がある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、マス部と、取付フランジ部と、弾性変形部
と、オイルシールの摺動面となる部分とを一体構造とす
ることにより、部品点数、組立工数の低減等を図りなが
ら、円筒部外周面とプレート部の弾性変形部と前記円筒
部との境部の内角面に、夫々高周波焼入れ処理或いはチ
ッ化処理等の疲労強度及び硬度改善のための表面処理を
施すようにしたため、低剛性の弾性変形部と円筒部の境
部におけるＲ部の疲労強度を向上できると同時に、円筒
部外周面のオイルシール摺動面の硬度を向上できる。

【００２９】更に、オイルシールの摺動面となる筒部に
オイルシールの摺動面を設けるようにしているため、オ
イルシールがクランクシャフトの軸受での発熱による伝
熱を受け難く、オイルシールへの熱負荷を低減でき、オ
イルシールの耐熱温度条件を低下させることができる。
請求項２記載の発明によれば、プレート部の弾性変形部
以外の部分と該弾性変形部との連接部及び弾性変形部と
円筒部との連接部の応力集中が緩和される。

【００３０】請求項３記載の発明によれば、組立が簡単
であるという利点がある。請求項４記載の発明によれ
ば、安価であると共に、フライホイール装置をクランク
シャフトに締結する締結具が緩みにくいという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１〜３記載の発明の一実施例を示す断
面図

【図２】 請求項１，２及び４記載の発明の一実施例を
示す断面図

【図３】 従来のフライホイール装置の一例の断面図

【図４】 従来のフライホイール装置の他の例の断面図

【符号の説明】

１０ フライホイール装置 １１ マス部 １２ クランクシャフト １２Ａ フランジ部 １３ 取付フランジ部 １４ 弾性変形部 １５ プレート部 １６ 円筒部 ２１ オイルシール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周部に位置するマス部と、中央部に位置
   してクランクシャフトのフランジ部への取付部となる取
   付フランジ部と、前記マス部と前記取付フランジを連接
   し、該取付フランジ部との連接部に前記マス部と前記取
   付フランジ相互の曲げ変位を許容するための弾性変形部
   を有するプレート部と、を含んで構成した内燃機関のフ
   ライホイール装置であって、 前記マス部と取付フランジ部とプレート部とを一体成形
   する一方、 前記取付フランジ部とプレート部の弾性変形部との連接
   部に、前記クランクシャフト軸と同心状に延びる筒部で
   あって、その内周面が前記クランクシャフトのフランジ
   部外周面に嵌合され、その外周面に機関本体側に固定さ
   れたオイルシール内周面が摺動可能に装着される筒部を
   一体成形し、 前記筒部外周面とプレート部の弾性変形部と該筒部との
   境部の内角面とに疲労強度及び硬度改善のための表面処
   理を施すようにしたことを特徴とする内燃機関のフライ
   ホイール装置。
2. 【請求項２】前記プレート部の弾性変形部以外の部分と
   該弾性変形部との連接部の一側における境部の内角面
   と、弾性変形部と円筒部との連接部の両側における境部
   の内角面と、は夫々所定曲率半径のＲ部に形成されてな
   る請求項１記載の内燃機関のフライホイール装置。
3. 【請求項３】前記取付フランジ部とクランクシャフトの
   フランジ部との締結面には円板状のパッキンが介装され
   てなる請求項１又は２記載の内燃機関のフライホイール
   装置。
4. 【請求項４】前記クランクシャフトのフランジ部の先端
   外周のコーナ部には全周にわたり溝が形成され、フライ
   ホイール装置をクランクシャフトに取り付けた状態にお
   いて、溝内面とフランジ部外周面及び端面の境部内面と
   の間に形成されるリング状の空間部に、硬化する液体の
   パッキンが充填されてなる請求項１又は２記載の内燃機
   関のフライホイール装置。