(57)【要約】【課題】エンジンのクランク軸へ取着するフライホイールの部品点数を削減すると共に均一肉厚化によって製造における塑性加工法を熱間、冷間で各種選択可能にしてコスト低減を実現し、取付け構造の選択も可能なフライホイール構造を提供すること。【解決手段】エンジンのクランク軸１２の先端部位に、少なくとも取付け部とその取付け部の周縁に配設されるホイール部１８とを予め一体的に成形してなるフライホイール１４を取着したフライホイール構造において、前記フライホイールの取付け部は、前記クランク軸の軸方向に延設された均一肉厚を有する筒状ボス部１６を備え、前記筒状ボス部１６が、前記クランク軸の前記先端部位に設けられた所定位置に締着手段で固定した。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸の先端部位に、少なくとも取付け部とその取付け部の周縁に配設されるホイール部とを予め一体的に成形してなるフライホイールを取着したフライホイール構造において、
前記フライホイールの取付け部は、前記クランク軸の軸方向に延設された均一肉厚を有する筒状ボス部を備え、前記筒状ボス部が、前記クランク軸の前記先端部位に設けられた所定位置に締着手段で固定されたことを特徴とするエンジンのフライホイール構造。
【請求項２】
前記取付け部の筒状ボス部はその外周囲に複数の強化リブを一体化成形して具備したことを特徴とする請求項１に記載のフライホイール構造。
【請求項３】
エンジンのクランク軸の先端部位に、少なくとも取付け部とその取付け部の周縁に配設されるホイール部とを予め一体的に成形してなるフライホイールを取着したフライホイール構造において、
前記フライホイールの取付け部は、前記クランク軸の軸方向と交差する平面領域を有するフランジ部を備え、前記フランジ部が、前記クランク軸の前記先端部位に設けられた所定位置に締着手段で固定されたことを特徴とするフライホイール構造。
【請求項４】
前記フライホイールのフランジ部を固定する前記締着手段は、前記クランク軸の先端部位に穿設した１ないし複数のねじ孔に螺着される１ないし複数の押えボルトからなり、前記フランジ部を直接前記クランク軸の先端部位に固定することを特徴とした請求項３に記載のフライホイール構造。
【請求項５】
前記フライホイールのフランジ部を固定する前記締着手段は、前記クランク軸の先端部位に穿設した１ないし複数のねじ孔に螺着される１ないし複数の押えボルトからなり、前記フランジ部を間挿部材を介して前記クランク軸の先端部位に固定することを特徴とした請求項３に記載のフライホイール構造。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかのフライホイール構造を備えた船外機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのフライホイール構造に関し、主として船外機縦置きエンジンの発電用ステータコイルを備えたフライホイール等の部品点数低減及び構造の簡単化、取付構造の簡素化を図ってフライホイール及び周辺領域部のコスト低減を実現し得るエンジンのフライホイール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力エンジン、特に船外機用縦置きエンジンのフライホイールは、カウリング内のスペースを有効に利用してコンパクトな構造を得るために、フライホイールの内面側にステータコイルを備え、フライホイール周壁をロータとして機能させ、発電機を構成している。
【０００３】
この場合に、フライホイールは、一般的に取付けボスとホイールとリングギア等の別部品要素を結合させて構成され、例えば、船外機エンジンでは、同エンジンにおけるシリンダブロックの外部に突出したクランク軸先端のテーパ形状の軸部分へ取付けボスのテーパ孔を嵌合、係着し、ナットで締め付けてクランク軸にテーパ締結を図る取付け構造としている。そして、フライホイールは船外機の内部の上端域に位置し、水平方向の平面上で回転する構成にあり、このフライホイール周壁外側のエンジンブロック側にはパルサーコイルが固定配置され、フライホイール周壁に突出したピックアップによってフライホイールの回転毎に点火パルスを発する構成になっている。
【０００４】
ここで、従来の船外機の概略構成を、図８を参照して説明すると、船外機１００はアッパーカウリング１１１ａ　とロアカウリング１１１ｂとからなるカウリング１１１内のエンジン室に、４サイクル直列４気筒縦置きエンジンのエンジン本体１１２及びその他のエンジン関係部品等を収納している。エンジン本体１１２の作動により、クランク軸直結の駆動軸１１３に連結されたベルトギアやドッグクラッチ等からなる推進手段１１４を介してプロペラ１１５が回転し、推進力を得ることができる。この船外機１００は、懸架ユニット１１６により船体１１７の船尾１１７ａに装着される。エンジン本体１１２は、ヘッドカバー１１８、シリンダヘッド１１９、シリンダブロック１２０及びクランクケース１２１等の各部材から構成されている。船外機１００のエンジン室内では、クランク軸１２２が縦置き、つまり鉛直姿勢で配置され、クランクケース１２１が前方（船尾１１７ａ側）に位置し、ヘッドカバー１１８が後方に位置する。
また、エンジン室の内部上端には、シリンダブロック１２０の外部に突出するクランク軸１２２の軸端に装着されたフライホイール（ロータ）１２３が位置している。フライホイール１２３とシリンダブロック１２０の間には、クランク軸１２２とカムプーリ１２４の間に掛け渡されたタイミングベルト１２５が配置されている。
【０００５】
ここで、図９に示す、これまでに採用されていた船外機用エンジンのフライホイール１２３及びその取付け構造の典型例の詳細を参照すると、同フライホイール１２３は、クランク軸１２２の先端のテーパ部位１２２ａにテーパ嵌合で装着される取付けボス１２６と、この取付けボス１２６にリベット等で止着されたホイール１２７と、ホイール１２７の外周に一体的に取着されたリングギア１２８との個別部品を組み立てて一体化した構造を有し、上記リングギア１２８は、図示に無いスタータモータからの駆動力を受承するように設けられている。ホイール１２７の内周側には円環状に配設された複数のマグネット１２９が取付けられてホイール１２７と一体回転可能であり、回転時に、エンジン室内の適所に静止固定された発電用ステータ１３０（コア１３１、コイル１３２）と協働して発電作用を行う。
【０００６】
なお、フライホイール１２３の取付けボス１２６は、クランク軸１２２と図示のように、キー１３４により楔着され、軸心周りに不動に位置決めされ、依ってクランク軸１２２の回転に伴ってマグネット１２９とステータ１３０とにより、電気的に一定した発電作用を行い得るように形成されている。また、フライホイール１２３は、クランク軸１２２に対して軸方向には、同クランク軸１２２の上端に設けられたネジ部に螺着されたナット１３２ａ及び座金１３２ｂに依って締結力が取付けボス１２６に付与され軸移動不可に固定されることにより一定位置に定着されている。
【０００７】
クランク軸１２２の上記ネジ部より下方の部位には下部ネジ部が形成され、この下部ネジ部に螺着した別のナット１３３、同下部ネジ部の下方に設けたキー１３４を介してクランク軸１２２に軸心周りに相対回転不能にベルトプーリ１３５が固着され、このベルトプーリ１３５に巻回された図示のない伝動ベルトを介して回転が外部に取り出され、例えば、エンジンの吸・排気弁や燃料噴射弁の開閉を駆動、制御するカム軸などへ伝達される構成に成っている。上記ベルトプーリ１３５の下位には突起円板１３６がクランク軸１２２にキー１３４の一部を介して軸周りに相対的に不動に装着されて、クランク軸１２２と共に回転し、外周縁に設けられた突起１３６ａをセンサー部１３７で検出してパルサーコイル装置１３８を経由し、外部へクランク軸回転信号を送出する構成が設けられている。
【０００８】
上述したフライホイール１２３をクランク軸１２２へ取り付けた組立構造体は、全体的にカバー装置１４０内に格納されており、そのカバー装置１４０は、船外機自体等の剛体部位に固定された剛構造の下部カバー１４１ａと樹脂材料等の軽量材料で形成された上部カバー１４１ｂとから成り、両者は図示されていない適宜の固定ネジ等で一体に止着、固定される構成と成っている。
【０００９】
上述のように、従来のフライホイール構造では、フライホイール１２３自体が、複数の部品（取付けボス１２６、ホイール１２７、リングギア１２８）から形成されるために、製造、組み立てが煩瑣となり、コスト高となることから、これらを一体化構造とする試みは、例えば、特許文献１、特許文献２等に記載、開示されている。
【００１０】
すなわち、前者では、フライホイールの取付けボスとホイールとを一体化し、同取付けボスの中心に形成した肉厚壁のテーパ孔をクランク軸端のテーパ軸部にテーパ締結するとともに座金を介してボルトをクランク軸中心のネジ孔に螺着し、軸方向にも固定した構造とし、その特徴構造は、取付けボスの上端に円周状の突起を延設して、フライホイールをクランク軸に固定する部位におけるボルト装着面の損傷防止を図っているものである。
他方、後者の文献では、一枚の板部材から、前処理工程、冷鍛造工程、熱処理工程、切削工程等の特定順序の製作工程を経ることで、加工工数を軽減して、一体フライホイールを得るようにした技術を示したものである。
【００１１】
【特許文献１】
実開平５−６２１６１号公報
【特許文献２】
特開平８−３３１８１４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の構成では、フライホイールが取付けボスやホイール等の複数部材から成る場合には、部品点数が多いことにより、フライホイール自体の製造、組み立てコストが増加し、また取付けボス部分のクランク軸とのテーパ締結部位ではテーパ孔を囲むボス壁の肉厚が強度の関連から上下軸方向で大きく異なる形状を採用していることから、必然的に製造方法が、鋳造法などの限られた製造方法しか採れない等の制約を受けることになる。
【００１３】
他方、取付けボス、ホイールを一体化した従来のフライホイール構造ものでは、部品点数の削減は果たしているが、取付けボスの高強度性を維持すべく、依然としてテーパ構造を採用しているために、ボス壁の肉厚は依然として軸方向に大きく相違し、かかる構造はフライホイールの製造方法に制約を与えると言う上記の点を払拭できない不利がある。
【００１４】
また、一枚の板部材からホイールと取付けボスを一体化して特定の製造工程により製造するものでは、その一体化の点では改善されながら、製造方法が特定化される制約を受ける不利は回避し得ない点やフライホイールの全体的形状、構造が多様性に欠けて船外機のエンジンに組み込む際の設計、配置上でフレキシビリティーが乏しいと言う不利をまぬがれ得ない点で問題がある。
【００１５】
本発明は、上記の従来技術を考慮したものであって、一体化による部品点数の削減によってコスト低減を図りつつ取付けボス部の形状、構造の改善によってフライホイール全体の塑性加工における製法を熱間鍛造や冷間のプレス加工等多種の製法を採用し得るように加工性の向上を図り、かつフライホイール全体の形状、構造における多様性をもたらしてエンジンに組み込む際のフレキシビリティーを高め、種々の付加的効果を奏し得るフライホイール構造を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、エンジンのクランク軸の先端部位に、少なくとも取付け部とその取付け部の周縁に配設されるホイール部とを予め一体的に成形してなるフライホイールを取着したフライホイール構造において、前記フライホイールの取付け部は、前記クランク軸の軸方向に延設された均一肉厚を有する筒状ボス部を備え、前記筒状ボス部が、前記クランク軸の前記先端部位に設けられた所定位置に締着手段で固定されたことを特徴とするエンジンのフライホイール構造を提供する。
【００１７】
この構成によれば、ホイール部、筒状ボス部を少なくとも有したフライホイールにおいて、クランク軸に対する取付け部をなしている筒状ボス部が、均一な肉厚を有することから、一体的に成形加工する課程で、熱間鍛造法や冷間におけるプレス加工法等の塑性加工成形法を多種採用し得ることとなる。このことから、フライホイール全体の加工性を向上させ得ることとなり、従って、製造現場における設備等を含めた所要条件に応じ、適切な加工方法を選択できることとなり、部品点数の削減効果と合わせて製造、組み立てにおけるコスト低減を図ることができる。
【００１８】
また、好ましい構成例では、前記取付け部の筒状ボス部はその外周囲に複数の強化リブを一体化成形して具備したことを特徴としている。
この構成は、取付けボス部の均一肉厚を維持し、かつ肉盗みを設けて軽量化を達成しながら筒状ボス部の構造的な強化を図り得るもので、例えば、船外機エンジンの性能や発電能力の要請に応じて設計、構造上でフライホイール強度の増強を図り、同時にフライホイールの回転の安定化を図ることも可能となる。しかも、強化リブも筒状ボス部の成形過程で肉盗みを利用して一体成形することが可能であり、製造上の煩瑣を来すことがないと言う有利を備えている。
【００１９】
また、上述の目的を達成するため、本発明では、エンジンのクランク軸の先端部位に、少なくとも取付け部とその取付け部の周縁に配設されるホイール部とを予め一体的に成形してなるフライホイールを取着したフライホイール構造において、前記フライホイールの取付け部は、前記クランク軸の軸方向と交差する平面領域を有するフランジ部を備え、前記フランジ部が、前記クランク軸の前記先端部位に設けられた所定位置に締着手段で固定されたことを特徴とするフライホイール構造を提供する。
【００２０】
この構成によれば、フライホイールのホイール部と一体に成形加工される平面領域を有したフランジ部はホイール部と同一の平面領域にフランジ部を形成したり、段差を設けて異なる高さの平面領域にフランジ部を形成するなど任意にフランジ部を成形加工し得るので、例えば、エンジンクランク軸の軸長さを短縮させて、その短いクランク軸の先端部位にフライホイールを取着する構成を採ることも可能となり、エンジン側の製造に際して、長尺のクランク軸を持つエンジンよりも製造設備や加工工数の削減等を可能にすることができる。
【００２１】
この場合の好ましい構成例では、さらに、前記フライホイールのフランジ部を固定する前記締着手段は、前記クランク軸の先端部位に穿設した１ないし複数のねじ孔に螺着される１ない複数の押えボルトからなり、前記フランジ部を直接前記クランク軸の先端部位に固定することを特徴としている。
この構成によれば、部品点数を増加させることなく、強固にフライホイールをクランク軸端部に固定できる。
別の好ましい構成例では、前記フライホイールのフランジ部を固定する前記締着手段は、前記クランク軸の先端部位に穿設した１ないし複数のねじ孔に螺着される１ない複数の押えボルトからなり、前記フランジ部を間挿部材を介して前記クランク軸の先端部位に固定することを特徴としている。
【００２２】
この構成にすれば、エンジンクランク軸側を短縮し、しかも適宜の形状、例えば、筒形形状をした間挿部材を介して押えボルトでフライホイールのフランジ部をクランク軸に対して締着、固定させ得ることとなり、その間挿部材の周囲に例えば歯を形成して歯付きベルトに対する駆動プーリとして機能させれば、船外機等のエンジン搭載機器が有する補機類の回転駆動源を形成できる。
また、間挿部材を軽量材料で形成し、クランク軸を短くしてエンジンの軽量化が可能になる。
本発明のフライホイール構造の適用例としては、船外機に適用されることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に就いて図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施に形態として船外機等の縦置きエンジンのクランク軸に装着されたフライホイール構造の要部を示す断面図である。
同図１に示すように、このフライホイール構造においては、エンジン（図示にない）から上方に突出しているクランク軸１２の先端部にテーパ軸部１２ａとそのテーパ軸部１２ａの先端に上ネジ部１２ｂとを形成し、テーパ軸部１２ａにフライホイール１４を装着している。このフライホイール１４は、クランク軸１２のテーパ軸部１２ａへの取付け構造部をなす筒状の取付けボス１６とこの取付けボス１６の外周囲に設けられる伏せた平鍋状（伏皿状あるいは上が閉じた短い円筒状）のホイール部１８とを具備し、両者１６、１８は溝状の盗み部（リブ２８を残して空間を形成した環状の凹部）２０を形成する内周壁２４を介して一体的な構造を有しており、ホイール部１８は更に外周壁２６を有している。盗み部２０には周方向に適宜の間隔で機械的強度を補強する複数個のリブ２８が配設されている。上記外周壁２６の内側には図９の従来例と同様にマグネット３２が適宜の固定方法で取着されており、静止配置のステータ３４と協働してフライホイール１４の回転時に発電作用を行うように形成されている。
【００２４】
なお、本実施の形態では、図示のないスタータモータからフライホイール１４を介して回転力をクランク軸１２へ伝動するためのリングギア３０が別体で形成され、外周壁２６の外周面下端に固定的に取着されている。なお、このリングギア３０は、後述するように、フライホイール１４の製作過程でホイール部１８と一体形成するようにしても良い。
なおまた、クランク軸１２の下端域には従来の構成と同じにカム軸（図示なし）へ伝動ベルトを介して回転を伝動するためのプーリ３８がキー４０を介してクランク軸１２と一体回転可能に設けられ、このプーリ３８は軸方向には、テーパ軸部１２ａの下部位に形成した下ネジ部１２ｆに螺着した下ナット４２ｂにより固定されて不動に配置されている。更に、プーリ３８の下部にはキー４０で楔着された円板５０を有し、この円板５０の外周に設けた突起５２をクランク軸１２の回転時にセンサー部５４で検出してパルサーコイル５６を介してクランク軸１２の回転検出を行い得る構成を有する点は、従来技術と同様である。
また、クランク軸とフライホイールとの回り止め及び回転角度の位置合せのために従来と同様に不図示のキー（図９のキー１３４）が設けられている。これは後述の実施形態についても同じである。
【００２５】
さて、本実施の形態の特徴は、フライホイール１４の円筒状の取付けボス１６とホイール部１８とが均一な肉厚を有するように、板部材などから成形加工されている点にあり、所望に応じて上述のように、リングギア３０もホイール部１８の外周壁２６と一体に形成しても良い。取付けボス１６の内周面は、テーパ軸部１２ａのテーパ形状と相補的なテーパ孔形状に成形されている。
【００２６】
このように、均一肉厚な形状、構造を有したフライホイール１４とすることにより、従来の一般概念であった取付けボスに肉厚のテーパ形状を軸方向に肉厚変化を与えながら形成する構造に比較して、熱間、冷間の種々の塑性加工方法によるフライホイール１４の製造を許容することとなり、製造設備に応じて柔軟に製造法を選択でき、故にフライホイール１４の製造コストの低減をもたらすのである。なお、ホイール１８の内壁２４の内側に盗み２０を設け、かつリブ２８を成形加工すれば、取付けボス１６によるクランク軸１２への取付け強度の強化も可能になると言う付加効果をも享受することができる。なお、フライホイール１４をクランク軸１２のテーパ軸部１２ａに嵌合、装着後には、座金４４を介して上ナット４２ａを上ネジ部１２ｂに係合することによって、フライホイール１４を軸方向に固定的に締着し得ることは自明である。かくしてフライホイール構造が構成される。また、このようにしてフライホイール１４の取付け、組立てが終了後に樹脂製等の適宜材のカバー６０を下カバー６２に結合させることに依ってフライホイール１４をエンジンの頂部に従来と同様に被覆、収納すれば、フライホイール構造が最終的に完成するものである。
【００２７】
次に、図２は、本発明の第二の実施の形態を示した、図１と同様な断面図である。この実施の形態の上記第一の実施の形態と異なる点は、フライホイール１４の形状、構造が相違している点にあり、従って、第一の実施の形態と同じ構成部分は、同一の参照番号を付して示し、実質的な説明は省略する。
本実施の形態では、フライホイール１４は、クランク軸１２の先端部位に設けられた直線軸部１２ｃに直円筒状の取付けボス１６ａを図示にないキーを介して取り付ける楔着構造を有し、軸周りに不動な一体形に取り付けている。つまり、直円筒状の取付けボス１６ａは、前述のホイール部１８と直結して一体的に、かつ均一肉厚を有した形状、構造に成形されている。この直円筒状の取付けボス１６ａは、プレス加工による絞り加工工程を経て成形し得るもので、ホイール部１８と共に簡単にプレス機械に依って成形加工でき、故に、上述の第一の実施の形態と同様に均一肉厚品を廉価な塑性加工法で実現し得る点で有利な実施形態を成している。特に、ホイール部１８は前実施の形態と異なり、内壁を省略した形状、構造を有するので、製造が簡略化し、コスト低減の促進となる。
【００２８】
なお、本実施の形態でもリングギア３０を別部品として加工し、ホイール部１８の外周壁２６に取着した例を示しているが、これをホイール部１８と一体化した形状、構成とすることも可能であること言うまでもない。なおまた、フライホイール１４は、クランク軸１２の直線軸部１２ｃに単純に差し込むように嵌合させ、上ナット４２ａと座金４４を介して上方から軸方向に締着する関係から、クランク軸１２の直線軸部１２ｃの下部域に位置決めと受け用の円形座１２ｄが設けられる。また、かかる直線嵌合と締め付けによる取付けは、組み立てを簡単化し得る点で更にコスト低減に寄与できる。
【００２９】
なお、フライホイール１４にはホイール１８の外周壁２６の内側にマグネット３２が適宜の固定方法で取着されており、静止配置のステータ３４と協働してフライホイール１４の回転時に発電作用を行うように発電機が形成されていることは上述の第一の実施形態と同じである。
【００３０】
次に、図３は、本発明の第三の実施の形態を示す上述の第一、第二の実施の形態と同様の断面図である。本実施の形態でも、前述の実施の形態と同じ要素類に就いては同じ参照番号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３１】
本実施の形態は、上記第二の実施の形態と同様な直線筒状の取付けボス１６ａとホイール部１８とを有した均一肉厚のフライホイール１４を用いた点では、同じであり、従ってクランク軸１２の直線軸部１２ｃにフライホイール１４の直線筒状の取付けボス１６ａを嵌合、楔着しているが、本実施形態では、フライホイール１４のクランク軸１２に対する軸方向の締着をナット締着に代えて比較的に大径の取付けボルト４３を用いた点で異なるのである。つまり、クランク軸１２の直線軸部１２ｃの中心には、ネジ孔１２ｅを穿設し、このネジ孔１２ｅに大径の取付けボルト４３を螺着して、座金４４を介してフライホイール１４のクランク軸１２に対する取付けを達成している。また、この例では、フライホイール１４をプーリ３８と共にクランク軸１２の円形座１２ｄに固定している関係から、前述の第一、第二実施形態で用いた下ナット４２ｂを省略することが可能になっている。
【００３２】
なお、本第三の実施の形態でもリングギア３０を別部品として加工し、ホイール部１８の外周壁２６に取着した例を示しているが、これをホイール部１８と一体化した形状、構成とすることも可能であることは言うまでもない。そして、上記直線嵌合と取付けボルト締め付けによる取付け構造は、組み立てを簡単化し得る点で更にコスト低減に寄与できる点も同様である。
【００３３】
さらに、フライホイール１４にはホイール１８の外周壁２６の内側にマグネット３２が適宜の固定方法で取着されており、静止配置のステータ３４と協働してフライホイール１４の回転時に発電作用を行うように発電機が形成されていることは上述の第一、第二の実施形態と同じである。
【００３４】
次に、図４は、本発明の第四の実施の形態を示す断面図であり、本実施の形態でも、上述した図１〜図３の各実施の形態と同じ構成要素が多々用いられているので、これらは同じ参照番号で示してある。
【００３５】
この実施の形態は、フライホイール１４の形状、構造として、上述した第一〜第三の実施の形態と異なり、クランク軸１２の先端部位との取付け部位を筒状のボス形状（図２、図３参照）ではなく、ホイール部１８に連接した平板状の円形フランジ１７として設けたものである。特に本実施形態では、円形フランジ１７の周囲にホイール部１８が同一肉厚、同一平面で延設される構成を有しているから、フライホイール１４全体を単純な形状の部材として熱間鍛造、冷間プレス等適宜の塑性加工法で製造加工でき加工性の向上を促進するとともに、一素材を利用して加工し部品点数の削減も達成している。
【００３６】
また、ホイール部１８の外周壁２６の外周下端部位に取り付けるリングギア３０も図示の別部品構成としても或いはホイール部１８と一体化して同時に塑性加工法で加工するようにしても良い。後者のようにすれば、益々部品点数の低減に寄与し得る効果を奏する。
【００３７】
さて、上述の様に、フライホイール１４を筒状ボスの取付け部に代えて平板状の円形フランジ１７を採用すると、フライホイール１４をクランク軸１２に取り付ける際には、円形フランジ１７の領域にボルト挿通孔１７ａを適宜数、例えば４個を形成し、これらの各ボルト挿通孔１７ａに比較的に小径の取付けボルト４３ａを、座金４４を介して挿通し、クランク軸１２に設けた複数の対応ネジ孔１２ｅに螺合させてフライホイール１４をクランク軸１２に締着、固定して取り付けたものである。
【００３８】
ここで、本実施の形態では、クランク軸１２の先端部位を短縮化し、かつその短縮化したクランク軸１２の先端から上記の複数のネジ孔１２ｅを穿設すると共に同先端の上方に円筒状のカラー部材６４を設け、このカラー部材６４に形成したボルト遊嵌、挿通用の複数の貫通孔６６を形成し、このカラー部材６４と共にフライホイール１４をクランク軸１２に締着、固定する構成としている。このように、カラー部材６４をクランク軸１２の先端に重畳、固定する構成とすれば、エンジンのクランク軸１２を予め短縮化できることとなり、エンジンの軽量化及び低重心化ができる。また、エンジン自体の製造過程で長いクランク軸１２を形成するより、短いクランク軸１２の製造であることから簡易になり、しかもエンジン自体の製造設備（旋削加工機械等）の小規模化も可能にして、結局、製造コストの低減をもたらすことが可能となる。この場合、クランク軸１２の先端部に重設するカラー部材６４は、単純な円筒部材であるから、エンジンの構造要素とは別部品として簡単に製作できる点でコスト低減にも寄与することができる。
このカラー部材は、短くしたクランク軸の端部とフライホイールとの間のスペーサとして機能するものであり、中空の円筒部材であってもよいし、又は中実の円柱部材に４本のボルト孔を形成したものであってもよい。
【００３９】
しかも、クランク軸１２の短縮化に応じて設けるカラー部材６４には、上述のボルト挿通孔６６に加えて外周部にエンジン自体の弁作動用カム軸に対し、或いはエンジン搭載機器、例えば、船外機の各種の補機類に対し、クランク軸１２から回転や回転駆動力を伝動するための例えばリング状歯等の機械要素を所要に応じて設計、形成したり、取着したりすることも可能となる。この場合には、カラー部材６４をフライホイールより下側に長く突出させてフライホイールの下側部分のカラー部材にベルトを掛けて回転力を取り出す。本例では、既述の諸実施形態と同じにプーリ３８をキー４０でクランク軸１２に固定し、このプーリ３８から図示のない伝動ベルトを介して他のカム軸などへ回転伝動する構成を採っている。
【００４０】
図４及び後述の図６、図７の例において、プーリ３８とクランク軸１２の上端面を同一面に揃えることは加工上非常に困難である。そこで円板５０を皿バネ形状として、カラー部材６４を上から締付けることにより、カラー部材６４の下端面でプーリ３８を押し下げて円板５０を弾性変形させ、プーリ３８の上端面をクランク軸１２の上端面に揃えるように構成してもよい。。
なお、この実施の形態でもフライホイール１４の外周壁２６の内側にマグネット３２を取着し、静止ステータ３４との協働で発電機を形成する構成としている点は、先の各実施の形態と同じである。
【００４１】
図５は、第五の実施形態を示し、上記図４に示した第四の実施の形態の一変形例に係るフライホイール構造の実施の形態を示す断面図である。
すなわち、図５に示す本実施形態では、フライホイール１４の形状、構造は、実質的に第四の実施の形態に係るフライホイール１４の形状、構造と同じである。また、本例では、フライホイール１４のクランク軸１２に対する取付けに当たり、複数の小径の取付けボルト４３ａを座金４４、カラー部材６４を介してクランク軸１２の先端部位に締着して、軸心回りに自転不可に固定している点でも上記の第四の実施の形態と同じである。本実施形態では、図４に示す第四実施形態のカラー部材６４とプーリ３８及び円板５０を一体化し、この一体化したカラー部材６４をクランク軸の端部に嵌め込んだものである。３８ｂはベルトを示す。このベルト３８ｂはステータ取付部７０に設けた開口（不図示）を通して外部に取出される。この一体化したカラー部材６４とクランク軸１２の端面との間にノックピン７１を装着し、クランク軸１２に対しカラー部材６４を回り止めして回転角度位置を固定しておくことが望ましい。この場合、図４の例で示したキー４０は不要になる。また、カラー部材６４の上端面とフライホイール１４のフランジ１７の下面との間にも、回転位置精度等の必要に応じてノックピンその他の回り止め手段を設けることが望ましい。（図４の場合も同様）
【００４２】
図６は、本発明の第六の実施の形態に係るフライホイール構造を示す断面図であり、この第五の実施の形態でも、上述した図１〜図５の各実施の形態と同じ構成要素が多々用いられているので、これらは同じ参照番号で示してある。
本第五の実施の形態もフライホイール１４に取付け部位は円形フランジ１７を具備した点は先の図４の実施の形態と同様であるが、本実施の形態では、フライホイール１４のホイール部１８と円形フランジ１７との間に縦壁１９を設けて円形フランジ１７をホイール部１８より低段部に形成した点で異なるものである。このような構成とすれば、長さを短縮した形状のクランク軸１２に先端部位に前述の実施の形態で設けたカラー部材６４（図４参照）を省略して取り付けることが可能となる。なお、リングギア３０は別体でホイール部１８の外周壁２６に取着した構成を図示しているが、先の諸実施の形態同様にホイール部１８の外周壁２６と一体的に成形可能なことは既述と同じである。
【００４３】
かくして、クランク軸１２の短縮化に伴う既述の諸効果を同様に享受し得ると同時に、フライホイール構造全体の小型化をも実現し、エンジン搭載機器の要請に応じた小形フライホイール構造を構成し得る有利を備えている。
なお、本例では、発電機を構成するステータ３４が、フライホイール１４の縦壁１９と外周壁２６との間の凹所に収納してフライホイール径方向の縮小にも寄与した構成となっている。そして、本実施の形態でも複数の取付けボルト４３ａを用い、プーリ３８共々フライホイール１４を締着、固定した取付け手段としている。なお、本実施の形態の場合には、各取付けボルト４３ａの長さは、円形フランジ１７が低段部位に形成されたことから、全長は先述の実施の形態のものより、短くなっており、クランク軸１２の先端部位に直接的に螺合されている。
【００４４】
図７は、本発明の第七の実施の形態に係るフライホイール構造を示す断面図であり、この第六の実施の形態でも、上述した図４〜図６に示したそれぞれの実施の形態と同じ構成要素については、同じ参照番号で示してある。
この実施の形態では、均一肉厚のフライホイール１４が、エンジンのクランク軸１２の上下軸心方向に関して、上向きの平鍋形状（下が閉じた短い円筒状）を有した形状、構造を備え、クランク軸１２に対する取付け構造は、フランジによって軸先端部位にボルト結合で締着、固定した構成を採っている他に発電機を構成するステータ３４の取着、構造やカバーの構成、機能等で上述した諸実施の形態とは異なる特徴を有している。
【００４５】
すなわち、フライホイール１４は、円形フランジ１７の周囲に均一肉厚で同一平面内に広がるホイール部１８を有している点は、前記の諸実施の形態と同様であるが、ホイール部１８の外周壁２６は、ホイール部１８の外周端から上方に立ち上がる形状、構造で形成されて上向きの平鍋形状をなしており、円形フランジ１７によって軸長さを短縮させたクランク軸１２の先端部位に複数の小径取付けボルト４３ａ、座金４４によって軸回りに自転不可に、かつ軸方向の上下にも不動に取り付けた構成である。そして、クランク軸１２の先端部位の周囲には、プーリ３８がキー４０を介して楔着され、フライホイール１４と共に上下不動に固定的に取付けられている。この実施の形態によるフライホイール１４も均一肉厚を有した一体成形部品の構造を有していることから、例えば、一枚の素材金属板に対して所要に応じた種々に選択可能な塑性加工手段で塑性加工を施して製造できる既述の効果を同じように享受できる。
【００４６】
その上、この実施形態では、フライホイール１４の上向き外周壁２６の内周面にマグネット３２を取付け、このマグネット３２と協働して発電機を形成するステータ３４を、カバー６０ａの上内面からフライホイール１４の内部に向けて下方へ突出させる形態で設けた環状ブラケット６４にボルト６６で固定して配設した構成を有している。このように、ステータ３４をフライホイール１４の内部の大きな空間内部に環状ブラケット６４を介して懸下した構成とすることにより、ステータ３４は、フライホイール１４の内部の大きな空間内部に収納する構成であることから、必要に応じてステータ３４の電気的容量を大きくして発電性能の増加を図ることもできる。
【００４７】
この場合に、ステータ３４を取り付けるカバー６０ａは、熱伝導性が良好で、かつ機械的強度が大きいアルミ材、アルミ合金材を用いることで、ステータ３４からの放熱効果を図る。また、カバー６０ａの上部に開口６８を設け、通気性を高めて冷却風を取入れ、さらに放熱効果を増大させてステータ３４の冷却促進を図っている。
【００４８】
なお、上述した構成部分以外の構成は、図６に示した構成と実質的に同じであり、プーリ３８を介して伝動ベルト（図示なし）を経てクランク軸１２の回転を取り出し、エンジンの弁作動用カム軸の回転作動を行い得ることは、既述の通りである。また、突起５２を有した円板５０を備え、クランク軸１２の回転時にセンサー５４で検出してパルサーコイル５６を介してクランク軸１２の回転検出を行い得る構成を有する点も上述の実施形態及び従来技術と同様である。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の諸実施の形態を介して理解できるように、本発明は、船外機等のエンジンのクランク軸の先端部位に具備されるフライホイール構造において、少なくとも取付け部と、その取付け部の周縁に配設されるホイール部とを予め一体的に成形してなるフライホイールを用い、かつこれら取付け部、ホイールは肉厚均等化による塑性成形を可能にした形状、構造を保持させ、取付け部は筒状のボス又は平面板状のフランジとして形成したから、塑性加工に当たり、熱間鍛造や冷間プレス法など選択可能な製造方法を採用可能にして、フライホイール構成部品数の削減による製造コスト低減とともに加工法の自由度、形状選択の自由度を高めることによるコスト低減をも可能にした効果を奏するのである。
【００５０】
さらに、フライホイールのクランク軸に対する取付け部を平板フランジとした場合には、取付け締着の手段にボルトを採用してクランク軸先端部位の取付け面に直接的またはカラー等の間接部を介してネジ固定する構成にしたことで、エンジンのクランク軸の先端部位における軸長さを短縮した構成のフライホイール構造をも実現可能にして、従って、短縮化に伴い、エンジン自体やクランク軸の製造過程の簡便化や製造コスト低減をも実現可能とし得る付加効果を得ることもできる。
【００５１】
加えて、フライホイールを用いて形成される発電機において、フライホイールをフランジ取付け部によりクランク軸に取付ける際には、ホイール部に形成可能な大きな内部空間を利用して、発電機のステータの電気的容量を増加させ得ることから、発電機の性能設計における自由度をも拡大可能にした効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態によるフライホイール構造を示す断面図。
【図２】本発明の第二の実施の形態によるフライホイール構造を示す断面図。
【図３】本発明の第三の実施の形態によるフライホイール構造を示す断面図。
【図４】本発明の第四の実施の形態によるフライホイール構造を示す断面図。
【図５】本発明の第五の実施の形態によるフライホイール構造を示す断面図。
【図６】本発明の第六の実施の形態によるフライホイール構造を示す断面図。
【図７】本発明の第七の実施の形態によるフライホイール構造を示す断面図。
【図８】従来のフライホイール構造を備えたエンジン搭載機器の一例として船外機の概略構成を示す断面図。
【図９】従来のフライホイール構造の一般的な構成例を示す断面図。
【符号の説明】
１２：クランク軸、１２ａ：テーパ軸部、１２ｂ：上ネジ部、１２ｃ：直線軸部、１２ｄ：円形座、１２ｅ：ネジ孔、１２ｆ：下ネジ部、１４：フライホイール、
１６、１６ａ：取付けボス、１７：円形フランジ、１７ａ：ボルト挿通孔、
１８：ホイール部、１９：縦壁、２０：盗み部、２４：内周壁、２６：外周壁、２８：リブ、３０：リングギア、３２：マグネット、３４：ステータ、
３８、３８ａ：プーリ、４０：キー、４２ａ：上ナット、４２ｂ：下ナット、
４３、４３ａ：取付けボルト、４４：座金、５０：円板、５２：突起、
５４：センサー部、５６：パルサーコイル、６０、６０ａ：カバー、
６２：下カバー、６４：カラー部材、６６：貫通孔、６８：開口、
７０：ステータ取付部、７１：ノックピン、１００：船外機、
１１１ａ：アッパーカウリング、１１１ｂ：ロアカウリング、
１１２：エンジン本体、１１３：駆動軸、１１４：推進手段、
１１５：プロペラ、１１６：懸架ユニット、１１７：船体、１１７ａ：船尾、
１１８：ヘッドカバー、１１９、：シリンダヘッド、１２０シリンダブロック、１２１：クランクケース、１２２：クランク軸、１２２ａ：テーパ部位、
１２３：フライホイール、１２４：カムプーリ、１２５：タイミングベルト、
１２６：取付けボス、１２７：ホイール、１２８：リングギア、
１２９：マグネット、１３０：発電用ステータ、１３１：コア、
１３２：コイル、１３２ａ：ナット、１３２ｂ：座金、１３３：ナット、
１３４：キー、１３５：ベルトプーリ、１３６：突起円板、１３６ａ突起、
１３７：センサー部、１３８：パルサーコイル装置、１４０：カバー、
１４１ａ：下部カバー、１４１ｂ：上部カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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