(57)【要約】【課題】  フライホイール回転時の軸心方向の振れ量を抑制することができるフライホイール及びこのフライホイールのバランス調整方法を提供する。【解決手段】  フライホイール１のクランク軸取り付け面２２にバランス用ボス４を突設しておき、このバランス用ボス４を部分的に削り取ることによってフライホイール回転軸心Ｌ方向の質量バランスを調整する。これにより、慣性モーメントが回転軸心方向の一方側に偏って作用してしまうといった状況が回避でき、フライホイール回転時の軸心方向の振れ（ホイール面の振れ）を抑制することができる。【選択図】      図４
2006242346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に連結されたフライホイールにおいて、
フライホイール回転軸心に沿う方向に突出する形状に形成され且つ部分的に除去されることによってフライホイール回転軸心方向の質量バランスを調整可能とするバランサ手段が、各ホイール面のうち少なくとも一方のホイール面に設けられていることを特徴とするフライホイール。
【請求項２】
上記請求項１記載のフライホイールにおいて、
バランサ手段は、フライホイール回転軸心を中心とする円環状の突起により形成されていることを特徴とするフライホイール。
【請求項３】
内燃機関の出力軸に連結されたフライホイールの質量バランスを調整するための方法であって、
上記フライホイールにおける各ホイール面のうち少なくとも一方のホイール面にフライホイール回転軸心に沿う方向に突出する形状のバランサ手段が備えられており、このバランサ手段を部分的に除去することによってフライホイール回転軸心方向の質量バランスを調整することを特徴とするフライホイールのバランス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用エンジンのクランク軸等に取り付けられるフライホイール及びこのフライホイールのバランス調整方法に係る。特に、本発明は、フライホイール回転時における軸心方向の振れ量を抑制するための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用エンジンのクランク軸等に取り付けられるフライホイールは、その回転慣性質量によってクランク軸の回転変動を少なくするものとしてクランク軸の一端（変速機側の端部）に取り付けられている（例えば下記の特許文献１を参照）。また、この種のフライホイールにおける変速機側の端面は、クラッチ板と係合する係合面となっており、フライホイールはクラッチ機構によって変速機入力軸とも連結可能な構成とされている。そして、その連結により、クランク軸の回転力が、フライホイールを介して変速機入力軸に伝達されるようになっている。また、フライホイールの外周部にはリングギヤが備えられており、エンジン始動時にスタータモータのピニオンギヤと噛み合わされるようになっている。
【０００３】
また、この種のフライホイールは、その製作時には、重心位置が回転軸心上に位置するようにバランス調整が行われる。例えば下記の特許文献２には、フライホイールの一部分に小径の孔をドリルによって穿設したり、フライホイールの一部のみに肉盛り部を設けておき、この肉盛り部を適宜除去することによってフライホイールの重心位置を回転軸心上に位置させるようにしている。
【特許文献１】特開平１１−２０１２３４号公報
【特許文献２】実開平６−４４３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献２に示されているバランス調整方法では、フライホイールの重心位置を回転軸心上に位置させることはできるものの、このフライホイールの重心位置を回転軸心上で移動させてこの回転軸心に沿う方向でのバランス調整を行うことはできない。つまり、重心位置をフライホイールの半径方向に移動させて回転軸心に一致させることができるに過ぎず、フライホイールの厚み方向（回転軸心方向に沿った方向）のバランスを調整することができなかった。
【０００５】
例えば図７（フライホイールの断面図）に示すように、フライホイールａの重心位置Ｇが回転軸心Ｌ上に位置していたとしても、この重心位置Ｇがフライホイールａの厚み方向の一方側に偏っている場合には、慣性モーメントが一方側に作用し、フライホイール回転時の軸心方向の振れ量（ホイール面の振れ量）が大きくなってしまう可能性がある。このような状況では、フライホイールａを安定的に回転させることができず、その結果、クランク軸や変速機に対して軸心方向の応力を作用させてしまうことになって、エンジンの運転や変速機の作動を安定して行うことができなくなる可能性がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フライホイール回転時の軸心方向の振れ量を抑制することができるフライホイール及びこのフライホイールのバランス調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、内燃機関の出力軸に連結
されたフライホイールを前提とする。このフライホイールに対し、フライホイール回転軸心に沿う方向に突出する形状に形成され且つ部分的に除去されることによってフライホイール回転軸心方向の質量バランスを調整可能とするバランサ手段を、各ホイール面（フライホイールの前面及び背面）のうち少なくとも一方のホイール面に設けている。
【０００８】
この特定事項により、バランサ手段を部分的に除去する前の状態では、このバランサ手段の存在により、フライホイールの重心位置は、フライホイール回転軸心に沿う方向においてフライホイールの厚さ方向の中心位置よりもバランサ手段が設けられている側に位置している。このような状態からバランサ手段を部分的に除去、例えばフライホイール回転軸心に沿う方向の厚さを薄くしていきホイール面からの突出寸法を小さくしていくと、フライホイールの重心位置は、フライホイール回転軸心に沿う方向において、バランサ手段が設けられている側とは反対側に向けて移動していく。そして、このバランサ手段の除去量を適切に設定することにより、フライホイールの重心位置は、フライホイールの厚さ方向（フライホイール回転軸心に沿う方向）の中心位置に設定することができる。つまり、このフライホイールの厚さ方向の中心位置に対する前後方向（フライホイール回転軸心に沿う方向の一方側と他方側）のバランスが良好に得られることになる。このようにしてフライホイール回転軸心方向の質量バランスが調整されるため、フライホイール回転時の軸心方向の振れ量（ホイール面の振れ量）を抑えることが可能になる。その結果、フライホイールを安定的に回転させることができる。
【０００９】
また、バランサ手段のより具体的な構成として、フライホイール回転軸心を中心とする円環状の突起により形成することが掲げられる。このような形状のバランサ手段を採用することにより、このバランサ手段の存在自体がフライホイールの重心位置をその半径方向に偏らせてしまうといったことがなくなり、フライホイール回転時の軸心方向の振れ量が抑えられるばかりでなく、フライホイールの半径方向の重量バランスが悪化してしまうこともなくなる。
【００１０】
また、上述した解決手段に係るフライホイールによって行われるバランス調整方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、内燃機関の出力軸に連結されたフライホイールの質量バランスを調整するための方法であって、上記フライホイールにおける各ホイール面のうち少なくとも一方のホイール面にフライホイール回転軸心に沿う方向に突出する形状のバランサ手段を備えさせ、このバランサ手段を部分的に除去することによってフライホイール回転軸心方向の質量バランスを調整するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、フライホイールのホイール面にバランサ手段を設けておき、このバランサ手段を部分的に除去することによってフライホイール回転軸心方向の質量バランスを調整可能としている。従来では、フライホイールの一部分に小径の孔をドリルによって穿設したり、フライホイールの一部のみに肉盛り部を設けておき、この肉盛り部を適宜除去することによってフライホイールの重心位置を回転軸心上に位置させるといったバランス調整しか行われていなかった。本発明によれば、フライホイールの厚み方向（回転軸心方向に沿った方向）のバランス調整が可能になる。このため、慣性モーメントが上記回転軸心方向の一方側に偏って作用してしまうといった状況を回避でき、フライホイール回転時の軸心方向の振れ（ホイール面の振れ）を抑制することができる。特に、自動車用エンジンのクランク軸に連結するものにあっては、フライホイールを安定的に回転させることができて、クランク軸や変速機に対して軸心方向の応力を作用させてしまうことがなくなり、エンジンの運転状態や変速機の作動状態を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジ
ンのクランク軸の一端に連結されて、エンジンを安定的に回転させることを目的として設けられたフライホイールに本発明を適用した場合について説明する。また、エンジン及びクランク軸等の構成については公知であるため、ここでの説明は省略する。
【００１３】
−フライホイールの構成説明−
図１は本実施形態に係るフライホイール１の斜視図である。図２はこのフライホイール１の正面図（回転軸心に沿った方向から見た図）である。図３は図２におけるIII−III線に沿った断面図である。
【００１４】
これら図に示すように、本実施形態のフライホイール１は、略円盤形状を成しており、その中央部であるホイール部２と、外周縁部であるリングギヤ部３とが一体形成されて成っている。尚、このリングギヤ部３は、フライホイール１の回転軸心Ｌ方向の厚さ寸法がホイール部２の厚さ寸法よりも僅かに大きく設定されており、その外周面にリングギア３１がその全周囲に亘って形成されている。
【００１５】
また、フライホイール１のホイール部２の一方の面（図３における右側の面）にはクラッチディスク取り付け面２１が形成され、他方の面（図３における左側の面）にはクランク軸取り付け面（ホイール面）２２が形成されている。また、このフライホイール１の中心部にはクランク軸の一端を挿入するための貫通孔２３が形成され、この貫通孔２３の周囲にはクランク軸をボルト止めするための複数のボルト孔２４，２４，…が形成されている。
【００１６】
本実施形態に係るフライホイール１の特徴部分としては、上記クランク軸取り付け面２２の外周部分に円環状のバランサ手段としてのバランス用ボス４が一体形成されている点にある。このバランス用ボス４は、略矩形状の断面形状を有し、その断面形状がフライホイール１の全周囲に亘って均一となっている。このようなバランス用ボス４を設けたことにより、フライホイール１の質量（慣性モーメント）はクランク軸取り付け面２２側がクラッチディスク取り付け面２１側よりも若干大きくなっている。つまり、図４（ａ）に示すように（図４（ａ）は後述するフライホイール半径方向のバランス調整が行われた後の状態を示している）、フライホイール１の重心位置Ｇは、フライホイール回転軸心Ｌに沿う方向においてフライホイール１の厚さ方向の中心位置Ｏよりもバランス用ボス４が設けられている側に位置している。本実施形態のフライホイール１は、その製作時において、このバランス用ボス４の一部を削り取ることによって、フライホイール１の重心位置Ｇをホイール部２の厚さ方向の中心位置Ｏに一致させるようになっている。
【００１７】
−フライホイール１の製作作業の説明−
次に、本実施形態に係るフライホイール１の製作手順について説明する。先ず、鋳型鋳造によってフライホイール１の円盤形状をした粗体を製造する。この際、フライホイール１のクランク軸取り付け面２２には上記バランス用ボス４が一体形成される。
【００１８】
続いて、このフライホイール１の粗体の外周縁部に所望の寸法のリングギヤ３１を形成するために、転造工具を用いてフライホイール１の粗体を熱間転造にかける。熱間転造後、形成されたリングギヤ３１に高周波焼入れ処理を施すことによって、このリングギヤ３１をマルテンサイト組織にして硬化させる。
【００１９】
その後、フライホイール１のバランス調整動作に移る。このバランス調整動作は、従来から周知のフライホイール半径方向のバランス調整動作と、本実施形態の特徴であるフライホイール回転軸心方向のバランス調整動作とが順に行われる。
【００２０】
先ず、フライホイール半径方向のバランス調整動作では、例えば上述した特許文献２に
も開示されているように、フライホイール１の一部分に小径の孔をドリルによって穿設することによって、つまり、フライホイール１の一部を軽量にすることによってその重心位置Ｇをフライホイール半径方向に移動させて、この重心位置Ｇをフライホイール回転軸心Ｌ上に位置させる。このようにしてフライホイール半径方向のバランス調整が行われたフライホイール１の断面を図４（ａ）に示す。この図に示すように、フライホイール１の重心位置Ｇは、フライホイール回転軸心Ｌ上に位置してはいるものの、フライホイール１の厚さ方向の中心位置Ｏには一致してはおらず、この厚さ方向の中心位置Ｏよりもバランス用ボス４が設けられている側に偏っている。
【００２１】
以上のフライホイール半径方向のバランス調整動作の後に、フライホイール回転軸心方向のバランス調整動作を行う。このバランス調整動作は、バランス用ボス４の一部を削り取ることによって、フライホイール１の重心位置Ｇをホイール部２の厚さ方向の中心位置Ｏに一致させるものである。具体的には、上記バランス用ボス４におけるフライホイール回転軸心Ｌに沿う方向の厚さを薄くしていき、クランク軸取り付け面２２からの突出寸法を小さくしていく。これにより、フライホイール１の重心位置Ｇは、フライホイール回転軸心Ｌに沿う方向において、バランス用ボス４が設けられている側とは反対側に向けて（図４における右方向に）移動していく。そして、フライホイール１の重心位置Ｇが、フライホイール１の厚さ方向の中心位置Ｏに一致した時点で、このバランス用ボス４の除去作業を終了する（図４（ｂ）参照）。これにより、フライホイール１の厚さ方向の中心位置Ｏに対する前後方向（フライホイール回転軸心Ｌに沿う方向の一方側と他方側）のバランスが良好に得られることになる。以上が、フライホイール１のバランス調整動作である。
【００２２】
このようなバランス調整動作を行うことにより、フライホイール回転軸心Ｌ方向の質量バランスが調整され、フライホイール回転時の軸心方向の振れ量（ホイール面の振れ量）を抑えることが可能になる。その結果、フライホイール１を安定的に回転させることができて、クランク軸や変速機に対して軸心方向の応力を作用させてしまうことがなくなり、エンジンの運転状態や変速機の作動状態を安定させることができる。
【００２３】
（第１変形例）
次に、本発明の第１変形例について説明する。図５は、本変形例における図３相当図である。この図に示すように、本変形例に係るフライホイール１は、上記クランク軸取り付け面２２だけでなく、クラッチディスク取り付け面２１にも円環状のバランス用ボス４１（以下、補助ボスと呼ぶ）が一体形成されている。この補助ボス４１は、上記フライホイール回転軸心Ｌ方向のバランス調整動作において、バランス用ボス４の削り取り量が必要以上に多くなってしまって、フライホイール１の重心位置Ｇがホイール部２の厚さ方向の中心位置Ｏを越えてクラッチディスク取り付け面２１側まで移動してしまった場合（例えば図中Ｇ’まで移動してしまった場合）に、その修正用として利用される。つまり、この補助ボス４１の一部を削り取ることによって、フライホイール１の重心位置Ｇをクランク軸取り付け面２２側に戻して、ホイール部２の厚さ方向の中心位置Ｏに一致させるためのものである。
【００２４】
このような補助ボス４１を備えさせることにより、フライホイール１のバランス調整を高精度で行うことが可能になる。尚、この補助ボス４１は、クランク軸取り付け面２２に形成されているバランス用ボス４の形成位置よりもフライホイール１の中心側位置に形成されており、また、断面積もバランス用ボス４より小さく設定されている。これにより、補助ボス４１の削り取り量に対するフライホイール１の重心位置Ｇの移動量は、バランス用ボス４の削り取り量に対するフライホイール１の重心位置Ｇの移動量よりも小さくなり、上記バランス調整の高精度化を可能にしている。
【００２５】
（第２変形例）
次に、本発明の第２変形例について説明する。本変形例はフライホイール１のバランス調整動作に特徴がある。バランス調整前のフライホイール１の構成は上述した実施形態のものと同様であるのでここでの説明は省略する。
【００２６】
図６（ａ）はバランス調整前のフライホイール１を示す図３相当図であり、図６（ｂ）はバランス調整後のフライホイール１を示す図３相当図である。図６（ａ）に示すように、バランス調整前のフライホイール１の重心位置Ｇは、フライホイール回転軸心Ｌに対してフライホイール半径方向外側（図６（ａ）では上側）に位置しており、且つフライホイール１の厚さ方向の中心位置Ｏよりもバランス用ボス４が設けられている側に偏っている。
【００２７】
本変形例は、この状態からバランス用ボス４の一部を削り取っていき、フライホイール１の重心位置Ｇをフライホイール半径方向内側に移動させ且つホイール部２の厚さ方向の中心位置Ｏに一致させるようにする。具体的には、上記バランス用ボス４を削り取って行く際に、フライホイール回転軸心Ｌに対して重心位置Ｇが偏っている側の削り取り量を反偏り側の削り取り量よりも大きくしていく。つまり、図６に示すものでは、バランス用ボス４の上側の削り取り量を多くし、且つ下側の削り取り量を少なくする（図６（ｂ）参照）。これにより、フライホイール１の重心位置Ｇをフライホイール回転軸心Ｌ上に位置させ、また、バランス用ボス４の各部の削り取り量を適切に設定することで、フライホイールの重心位置Ｇをフライホイール１の厚さ方向の中心位置Ｏに一致させる。
【００２８】
以上の動作により、バランス用ボス４の削り取り動作のみで、フライホイール半径方向のバランス調整及びフライホイール回転軸心方向のバランス調整を同時に行うことができ、バランス調整動作に要する時間の短縮化を図ることができる。尚、本第２変形例の構成は、上記第１変形例と組み合わせることも可能である。
【００２９】
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車用エンジンのクランク軸の一端に連結されたフライホイール１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、種々の装置に備えられているフライホイールに対しても適用可能である。
【００３０】
また、本発明を適用するフライホイール１の構成としては、ホイール部２とリングギア部３とが別体で構成されてこれらが一体的に組み付けられたものや、トーショナルダンパ機構を備えたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態に係るフライホイールの斜視図である。
【図２】実施形態に係るフライホイールの正面図である。
【図３】図２におけるIII−III線に沿った断面図である。
【図４】フライホイールの質量バランス調整動作を説明するための図３相当図である。
【図５】第１変形例における図３相当図である。
【図６】第２変形例におけるフライホイールの質量バランス調整動作を説明するための図３相当図である。
【図７】従来例における図３相当図である。
【符号の説明】
【００３２】
１        フライホイール
２１      クラッチディスク取り付け面（ホイール面）
２２      クランク軸取り付け面（ホイール面）
４        バランス用ボス（バランサ手段）
Ｌ        フライホイール回転軸心
【図１】
2006242346.tif 000003
【図２】
2006242346.tif 000004
【図３】
2006242346.tif 000005
【図４】
2006242346.tif 000006
【図５】
2006242346.tif 000007
【図６】
2006242346.tif 000008
【図７】
2006242346.tif 000009