特許 5971519 車両用エンジンのフライホイール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5971519

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】車両用エンジンのフライホイール

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/30 20060101AFI20160804BHJP

   F16F 15/32 20060101ALI20160804BHJP

   F02B 77/00 20060101ALI20160804BHJP

   F02B 61/06 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/30 Z

   F16F15/32 G

   F02B77/00 K

   F02B61/06 F

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-170907(P2012-170907)

(22)【出願日】2012年8月1日

(65)【公開番号】特開2014-31802(P2014-31802A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2015年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080056

【弁理士】

【氏名又は名称】西郷 義美

(72)【発明者】

【氏名】小林 龍三郎

【審査官】 保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−１６３３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０５８２５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−００４１０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ６１／００−７９／００

Ｆ１６Ｆ１５／００−１５／３１５

１５／３２−１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダブロックと外縁部が前記シリンダブロックの下部に締結部材により締結されるオイルパンとを備えるエンジンを設け、前記エンジンの端部にクラッチを介して変速機を連結し、前記エンジンの出力軸には前記オイルパンの外縁部に近接するように配置したフライホイールを取り付け、前記フライホイールは円板部と前記円板部の径方向外周部位で且つ板厚が前記円板部の板厚よりも大きく設定された環状ウエイ卜部とを備え、前記変速機の入力軸には前記フライホイールの前記エンジンと反対側の端部に当接する前記クラッチのクラッチディスクを取り付けた車両用エンジンのフライホイールにおいて、前記環状ウエイト部のクラッチディスク側端部には、前記フライホイールの内側空間と外部空間とを連通するクラッチディスク側切欠部を円周方向等間隔で複数個形成する一方、前記環状ウエイト部のエンジン側端部には、円周方向で且つ隣接する前記クラッチディスク側切欠部間の各中間部位でエンジン側切欠部をそれぞれ形成し、前記エンジン側切欠部は前記締結部材を操作するための工具が挿入可能な所定面域の空間として形成され、前記クラッチディスク側切欠部及び前記エンジン側切欠部を前記フライホイールの径方向外側から視た場合、前記クラッチディスク側切欠部及び前記エンジン側切欠部は円弧形状に形成されたことを特徴とする車両用エンジンのフライホイール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、車両用エンジンのフライホイールに係り、特にエンジンの回転変動を低減するために、エンジンの出力軸に取り付けられた車両用エンジンのフライホイールに関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されるエンジンにおいて、このエンジンの出力軸には、エンジンの回転変動を低減するために、フライホイールが取り付けられている。エンジンの回転変動を低減するためには、慣性質量が必要であり、フライホイールには、外縁部位にウエイト部を設けている。
このような車両用エンジンのフライホイールとしては、以下の先行技術文献がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−２８３２７号公報

【0004】

特許文献１に係る二重質量フライホイールは、フライホイールの外縁部位に環状ウエイト部を設け、環状ウエイト部のエンジンと反対側の端部としてのクラッチディスク側端部のみに切欠部を複数個設けた構造であり、これにより、フライホイールとクラッチディスクとの間で摩擦が生じて、クラッチディスクの摩耗粉を切欠部から外部へ排出させている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、上記の特許文献１のフライホイールの構造では、環状ウエイト部のクラッチディスク側端部に切欠部を設けているが、エンジン側端部には切欠部を設けていないために、フライホイールが回転した際に、切欠部と環状ウエイト部との間で生じる引張荷重（遠心力）に急激な差が生じて、切欠部と環状ウエイト部との境界部分で応力集中・局所的な歪や変形が発生して、フライホイールの振動が増加するおそれがあり、このため、フライホイールの耐久性が低下するという不都合があった。
また、一般的には、フライホイールは、エンジンの出力軸に取り付けられ、エンジン本体のシリンダブロック側に近接して配置されている。そのため、シリンダブロックにオイルパンを締結するオイルパン用締結部材（ボルト）の締結部位とフライホイールとが車両上下方向で重なって干渉してしまい、このため、フライホイールを取り外さずに又はフライホイールを移動させずに、工具を締結部位へアクセスできないという問題があった。従って、作業者がエンジンをメンテナンスする際に、作業負担が増加してメンテナンス性・作業性が低下するという不都合があった。
更に、フライホイールにはクラッチディスクの摩耗粉及び異物の排出のため、フェーシング面（フライホイールのクラッチディスク側端部の一部に形成される面）側に、切欠部を形成する場合に、そのフェーシング面の剛性が低下してしまい、この剛性の低い部分を補うために、さらに厚肉部を追加する必要があり、このため、重量が増加するという不都合があった。

【0006】

そこで、この発明の目的は、クラッチディスクの摩擦粉や異物等の外部への排出性及びオイルパンの着脱性を向上させつつ、フライホイールの耐久性を向上させることができる車両用エンジンのフライホイールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は、シリンダブロックと外縁部が前記シリンダブロックの下部に締結部材により締結されるオイルパンとを備えるエンジンを設け、前記エンジンの端部にクラッチを介して変速機を連結し、前記エンジンの出力軸には前記オイルパンの外縁部に近接するように配置したフライホイールを取り付け、前記フライホイールは円板部と前記円板部の径方向外周部位で且つ板厚が前記円板部の板厚よりも大きく設定された環状ウエイ卜部とを備え、前記変速機の入力軸には前記フライホイールの前記エンジンと反対側の端部に当接する前記クラッチのクラッチディスクを取り付けた車両用エンジンのフライホイールにおいて、前記環状ウエイト部のクラッチディスク側端部には、前記フライホイールの内側空間と外部空間とを連通するクラッチディスク側切欠部を円周方向等間隔で複数個形成する一方、前記環状ウエイト部のエンジン側端部には、円周方向で且つ隣接する前記クラッチディスク側切欠部間の各中間部位でエンジン側切欠部をそれぞれ形成し、前記エンジン側切欠部は前記締結部材を操作するための工具が挿入可能な所定面域の空間として形成され、前記クラッチディスク側切欠部及び前記エンジン側切欠部を前記フライホイールの径方向外側から視た場合、前記クラッチディスク側切欠部及び前記エンジン側切欠部は円弧形状に形成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

この発明は、クラッチディスクの摩擦粉や異物等の外部への排出性及びオイルパンの着脱性を向上させつつ、フライホイールの耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１はパワーユニットの背面図である。（実施例）

【図2】図２はパワーユニットを搭載した車両の底面図である。（実施例）

【図3】図３はエンジンの左側面図である。（実施例）

【図4】図４は図２のフライホイールの周辺の拡大図である。（実施例）

【図5】図５は図２のＶ−Ｖ線によるパワーユニットの断面図である。（実施例）

【図6】図６は図５のフライホイール及びクラッチの断面図である。（実施例）

【図7】図７は変速機側から視たフライホイールの斜視図である。（実施例）

【図8】図８はエンジン側から視たフライホイールの右側面図である。（実施例）

【図9】図９（Ａ）は変速機側から視たフライホイールのクラッチディスク側端部の概略構成図である。図９（Ｂ）はエンジン側から視たフライホイールのエンジン側端部の概略構成図である。図９（Ｃ）は図９（Ａ）の構成と図９（Ｂ）の構成とを組み合わせたフライホイールのエンジン側から視た概略構成図である。（実施例）

【発明を実施するための形態】

【0010】

この発明は、クラッチディスクの摩擦粉や異物等の外部への排出性及びオイルパンの着脱性を向上させつつ、フライホイールの耐久性を向上させる目的を、フライホイールの両側部の外縁部に切欠部を形成して実現するものである。

【実施例】

【0011】

図１〜図９は、この発明の実施例を示すものである。
図１〜図３において、１は車両、２はこの車両１のエンジンルーム、３はこのエンジンルーム２内で横置きに搭載されるパワーユニットである。
パワーユニット３は、エンジン４の端部に変速機５を連結して構成される。
エンジン４は、シリンダブロック６とこのシリンダブロック６の上部に載置されるシリンダヘッド７とからなるエンジン本体８と、エンジン本体８のシリンダヘッド７の上部に載置されるシリンダヘッドカバー９と、エンジン本体８のシリンダブロック６の下部に締結されるオイルパン１０とを備える。
エンジン４のシリンダブロック６は、出力軸（クランク軸）１１を備えている。
変速機５は、入力軸１２を備え、シリンダブロック６の左端部に取り付けられている。
オイルパン１０は、図２に示すように、外縁部１３がシリンダブロック６の下部に、締結部材として、所定箇所に配置された複数のオイルパン用締結部材（ボルト）１４Ａ〜１４Ｌによって締結される。図５、図６に示すように、例えば、オイルパン用締結部材１４Ａは、白抜きの矢印Ｐの方向からの工具により、オイルパン１０の外縁部１３に形成した挿通孔１５から挿通してシリンダブロック６に形成したねじ穴１６に締め付けられることで、オイルパン１０の外縁部１３をシリンダブロック６の下部に締結する。なお、ここでは、詳細な説明は省略するが、他のオイルパン用締結部材１４Ｂ〜１４Ｌは、オイルパン用締結部材１４Ａと同様に、オイルパン１０の外縁部１３をシリンダブロック６の下部に締結する。

【0012】

図１、図２、図６に示すように、エンジン４の出力軸１１には、エンジン４の回転変動を低減させるためのフライホイール１７が固定して取り付けられる。この場合、フライホイール１７は、オイルパン１０の外縁部１３に近接するように配置される。
また、このフライホイール１７と変速機５の入力軸１２との間には、出力軸１１から入力軸１２へのエンジン４の駆動力を伝達・遮断をするためのクラッチ１８が配置されている。このクラッチ１８は、図５、図６に示すように、変速機５の変速機ケース５Ａ内で、クラッチディスク１９と、プレッシャプレート２０と、ダイヤフラムスプリング２１と、クラッチカバー２２と、レリーズベアリング２３とを備える。

【0013】

図６に示すように、フライホイール１７は、円板部２４と、この円板部２４の径方向外周部の環状ウエイ卜部（質量）２５とが一体的になって構成される。また、フライホイール１７は、円板部２４の中心部位に中心孔２６を備え、この中心孔２６周りの内縁部位が複数のホイール用締結部材（ボルト）２７によって出力軸１１の端部に取り付けられている。ホイール用締結部材２７は、フライホイール１７の円板部２４に形成した挿通孔２８に挿通されて出力軸１１の端面に形成したねじ穴２９に締め付けられることで、フライホイール１７を出力軸１１に締結する。また、フライホイール１７は、出力軸１１の端面に形成した出力軸側ピン用穴３０と円板部２４の内縁部位に形成したホイール側ピン用穴３１とに嵌装したノックピン３２により、位置決めされている。
また、フライホイール１７は、円板部２４の中心孔２６に配置した軸受３３を介して入力軸１２の端部に回転自在に支持されている。この入力軸１２の最先端部は、出力軸１１の端面に形成した軸中心穴３４に配置される。
フライホイール１７は、円板部２４及び環状ウエイ卜部２５の両側で、エンジン４側のエンジン側端部３５と、エンジン４と反対側のクラッチディスク側端部３６とを形成している。
更に、フライホイール１７において、環状ウエイ卜部２５の板厚Ｔ１は、円板部２４の板厚Ｔ２よりも大きく設定されている。また、環状ウエイ卜部２５には、クラッチディスク側端部３６側の外周部位でギヤ部３７が設けられている。
フライホイール１７は、図１〜図３に示すように、オイルパン１０の外縁部１３に近接するように配置されている。このため、前記複数のオイルパン用締結部材１４Ａ〜１４Ｌ中のうち、フライホイール１７側で車両前後方向に配置された２つのオイルパン用締結部材１４Ａ・１４Ｂは、図２、図４に示すように、フライホイール１の環状ウエイ卜部２５のエンジン側端部２９と車両上下方向で重なって干渉する位置に配置されている。

【0014】

図６に示すように、クラッチ１８のクラッチディスク１９は、フライホイール１７のエンジン４と反対側の端部としてのクラッチディスク側端部３６に当接するように、入力軸１２の先端部位のスプライン部３８に軸方向で摺動可能に取り付けられる。クラッチディスク１９は、中間部位でパイロットベアリング３９を備えている。また、クラッチディスク１９の外縁部位には、フライホイール１７のクラッチディスク側端部３６の一部に形成したホイール側フェーシング面４０に接合・離間するホイール側側摩擦部材４１と、エンジン４と反対側でプレッシャプレート２０のプレート側フェーシング面４２に接合・離間するプレート側摩擦部材４３とが備えられている。

【0015】

プレッシャプレート２０は、ダイヤフラムスプリング２１及びクラッチカバー２２によって支持される。
クラッチカバー２２の外縁部位は、複数のカバー用締結部材（ボルト）４４によってフライホイール１７の環状ウエイ卜部２５の外縁部位に固定される。カバー用締結部材４４は、クラッチカバー２２に形成した挿通孔４５に挿通されて環状ウエイ卜部２５に形成したねじ穴４６に締め付けられることで、クラッチカバー２２をフライホイール１７の環状ウエイ卜部２５に固定する。
クラッチカバー２２の内縁部位は、断面Ｕ字形状の支持部４７に形成され、その先端部位がプレッシャプレート２０のエンジン４と反対側の側部に当接している。
ダイヤフラムスプリング２１の外縁部位は、支持部４７に係止してフライホイール１７の突出部４８に当接するとともに、支持部４７内に配置したピボットリング４９によって支持されている。
ダイヤフラムスプリング２１の内縁部位は、レリーズベアリング２３の押圧部５０に当接している。このレリーズベアリング２３は、入力軸１２のスプライン部５１に軸方向で摺動可能に取り付けられている。そして、このレリーズベアリング２３は、フォーク係合溝５２に係合するレリーズフォークの操作により、入力軸１２の軸方向に摺動し、ダイヤフラムスプリング２１を介してプレッシャプレート２０を動作させる。

【0016】

図５〜図８に示すように、環状ウエイト部２５のクラッチディスク側端部３６には、フライホイール１７の内側空間５３と外部空間５４とを連通するクラッチディスク側切欠部５５が、円周方向等間隔で複数個（例えば３個）形成されている。
また、環状ウエイト部２５のエンジン側端部３５には、円周方向で隣接するクラッチディスク側切欠部５５・５５間の各中間部で、エンジン側切欠部５６がそれぞれ（例えば３個）形成される。
クラッチディスク側切欠部５５及びエンジン側切欠部５６は、フライホイール１７のアンバランスに関係するので、フライホイール１７の重心が出力軸１１の中心からずれないような箇所にバランス良く配置されている。
また、エンジン側切欠部５６は、図４に示すように、フライホイール１７側のオイルパン用締結部材１４Ａ・１４Ｂを操作するための工具が挿入可能な所定面域の空間として形成されている。この場合、工具は、図４〜図６及び図８に示すように、白抜きの矢印Ｐの方向からエンジン側切欠部５６に挿入され、そして、締結部位としてのフライホイール１７側のオイルパン用締結部材１４Ａ・１４Ｂを操作する。

【0017】

図９には、フライホイール１７の荷重負荷状態を説明する。
図９（Ａ）は、エンジン側切欠部５６が無しで、変速機５側から視たフライホイールのクラッチディスク側端部３６の概略構成図である。図９（Ｂ）は、クラッチディスク側切欠部５５が無しで、エンジン４側から視たフライホイール１８のエンジン側端部３５の概略図である。図９（Ｃ）は、エンジン側切欠部５６とクラッチディスク側切欠部５５とが有りで、エンジン４側から視たフライホイール１８の概略構成図である。
一般的に、フライホイール１７が軸心を中心に回転するため、フライホイール１７には、中心から径方向外側に向けて遠心力が発生する。
そして、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）の構成の場合に、フライホール１８のエンジン側端部３５又はクラッチディスク側端部３６のいずか一方にのみに切欠部が設けられているため、環状ウエイト部２５においては、切欠部が設けられている箇所と切欠部が設けられていない箇所とで、発生する遠心力が加わる大きさに大きな差異が生じる。
ここで、環状ウエイト部２５に発生する遠心力（径方向外側へ引っ張られる荷重）をＦ１、切欠部で発生する遠心力（径方向外側へ引っ張られる荷重）をＦ２とした場合に、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）の構成の場合では、Ｆ１とＦ２との差異が大きいため、環状ウエイト部２５と切欠部との境界部分では径方向外側への引張荷重（遠心力）に大きな差が生じて、その境界部分に局所的な応力集中が生じてしまう。
そこで、この実施例では、図９（Ｃ）に示すように、図９（Ａ）の構成と図９（Ｂ）の構成とを組み合わせることで、フライホイール１７の外縁部位で径方向外側に引っ張られる荷重（遠心力）の差異を抑えることができ、フライホイール１７の円周方向において発生する引っ張られる荷重（遠心力）を、図９（Ａ）の構成や図９（Ｂ）の構成に比べてなだらかにできる。なお、図９（Ｃ）において、符号Ｇは、フライホイール１７の回転方向を示す。
これによって、図９（Ｃ）に示すように、環状ウエイト部２５とクラッチディスク側切欠部５５・エンジン側切欠部５６との境界部分で発生する径方向外側への引張荷重（遠心力：Ｆ３＝（Ｆ１＋Ｆ２）／２）の差異を小さく抑えることができ、その境界部分で発生する応力を緩和させることができる。つまり、フライホイール１７の回転によって生じる遠心力で径方向外側に引っ張られる荷重の荷重分布が略均一になり（荷重の大小が小さくなり）、局所的な応力集中を低減するできる。
これによって、その境界部分での応力・歪・変形を抑えて、フライホイール１７の振動を低減することができ、フライホイール１７の耐久性を向上させることができる。

【0018】

この結果、この実施例において、環状ウエイト部２５のクラッチディスク側端部３６には、フライホイール１７の内側空間５３と外部空間５４とを連通するクラッチディスク側切欠部５５を円周方向等間隔で複数個形成した。
このような構造により、フライホイール１７とクラッチディスク１９との間で摩擦が起こり、フライホイール１７とクラッチディスク１９との間の隙間にクラッチディスク１９の摩耗粉や異物が生じたとしても、クラッチディスク１９の摩耗粉や異物をその隙間からクラッチディスク側切欠部５５を通過させて外部へと排出できる。
また、この実施例では、環状ウエイト部２５のエンジン側端部３５には、円周方向で且つ隣接するクラッチディスク側切欠部５５・５５間の各中間部位でエンジン側切欠部５６をそれぞれ形成する。また、エンジン側切欠部５６は、フライホイール１７側のオイルパン用締結部材１４Ａ、１４Ｂを操作するための工具が挿入可能な所定面域の空間として形成される。
このような構造により、オイルパン１０を取り外してエンジン４をメンテナンスする際に、変速機５及びフライホイール１７を取り外したり、エンジン本体８又はオイルパン１０から出力軸１１の外側に移動させたりすることなく、エンジン側切欠部５６をオイルパン１０の締結部位であるオイルパン用締結部材１４Ａ・１４Ｂに合わせることで、エンジン側切欠部５６がサービスホールとなり、エンジン側切欠部５６に工具を挿入させて、その締結部位に直接アクセスすることができる。これにより、作業者は、変速機５及びフライホイール１７を取り外したり、エンジン本体８又はオイルパン１０から出力軸１１の外側に移動させたりすることがなくなり、オイルパン１０とエンジン本体８とを分解でき、作業者の作業性を軽減できて、エンジン４のメンテナンス性を高めることができる。
更に、この実施例では、環状ウエイト部２５のクラッチディスク側端部３６には、フライホイール１７の内側空間５３と外部空間５４とを連通するクラッチディスク側切欠部５５を円周方向等間隔で複数個形成する。また、環状ウエイト部２５のエンジン側端部３５には、円周方向で且つ隣接するクラッチディスク側切欠部５５・５５間の各中間部位でエンジン側切欠部５６をそれぞれ形成する。
このような構造により、フライホイール１７には複数のクラッチディスク側切欠部５５とこのクラッチディスク側切欠部５５に対して複数のエンジン側切欠部５６とを設けたことにより、遠心力によって環状ウエイト部２５がフライホイール１７の径方向外側に局所的に変形しようとするのを抑制でき、そして、円板部２４の変形を抑制して剛性を高くし、フライホール１８の振動を抑えることができるとともに、フライホイール１７の耐久性を向上させることができる。また、円板部２４の剛性を向上させるための肉厚部が不要となり、軽量化を図ることができる。

【0019】

さらに、この実施例では、図７、図８に示すように、クラッチディスク側切欠部５５及びエンジン側切欠部５６をフライホイール１７の径方向外側から視た場合、クラッチディスク側切欠部５５及びエンジン側切欠部５６は、円弧形状に形成される。
具体的には、クラッチディスク側切欠部５５は、クラッチディスク側端部３６において直径Ｄ１であって、半径Ｒ１の曲面で所定の幅Ｗ１且つ長さＬ１であり、略半円形の円弧形状に形成されている。また、エンジン側切欠部５６は、エンジン側端部３５において工具が挿入可能な直径Ｄ２であって、半径Ｒ２の曲面で所定の幅Ｗ２且つ長さＬ２であり、略半円形の円弧形状に形成されている。
このような構造により、クラッチディスク側切欠部５５及びエンジン側切欠部５６と環状ウエイト部２５の他の部分との間の境界部分を滑らかに曲面で形成できる。つまり、円周方向においてクラッチディスク側切欠部５５及びエンジン側切欠部５６から環状ウエイト部２５の他の部分にわたって徐々に板厚を大きくすることができる。これによって、上記の境界部分での引張荷重（遠心力）が急激に変化するのを抑えることができるため、上記の境界部分で応力集中や局所的な歪や変形が発生するのを抑制でき、フライホイール１７の耐久性をさらに高めることができる。

【産業上の利用可能性】

【0020】

この発明に係る車両用エンジンのフライホイールを、各種エンジンに適用可能である。

【符号の説明】

【0021】

１ 車両
２ エンジンルーム
３ パワーユニット
４ エンジン
５ 変速機
６ シリンダブロック
７ シリンダヘッド
８ エンジン本体
１０ オイルパン
１１ 出力軸
１２ 入力軸
１３ オイルパンの外縁部
１４Ａ〜１４Ｌ オイルパン用締結部材（締結部材）
１７ フライホイール
１８ クラッチ
１９ クラッチディスク
２４ フライホイールの円板部
２５ フライホイールの環状ウエイト部
３５ フライホイールのエンジン側端部
３６ フライホイールのクラッチディスク側端部
５３ フライホイールの内部空間
５４ フライホイールの外部空間
５５ クラッチディスク側切欠部
５６ エンジン側切欠部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】