(57)【要約】【課題】内燃機関において冷却が行われにくい部分を冷却可能とする。【解決手段】内燃機関のフライホイール２０は、クランクシャフト１と一体回転する。内燃機関のフライホイール２０は、同フライホイール２０の回転に伴って空気を送出する送風機構２２を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトと一体回転するフライホイールであって、
フライホイールの回転に伴って空気を送出する送風機構を備えることを特徴とする内燃機関のフライホイール。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のフライホイールにおいて、
前記送風機構は、内燃機関のクランクシャフトの軸方向にフライホイールを貫通する貫通孔、及びフライホイールの回転に伴って前記貫通孔に空気を導入するフィンからなる
ことを特徴とする内燃機関のフライホイール。
【請求項３】
前記送風機構は、内燃機関に設けられる変速機のクラッチディスクが当接する部分よりも外周側に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のフライホイール。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関のフライホイールにおいて、
前記送風機構は、前記フライホイールの内燃機関本体側の側面に設けられたフィンである
ことを特徴とする内燃機関のフライホイール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関のフライホイールにおいて、
前記送風機構は、クランクシャフトの回転軸回りに対称な構造からなる
ことを特徴とする内燃機関のフライホイール。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関のフライホイールにおいて、
内燃機関は、スタータモータと、前記スタータモータと連結するリングギアと、前記クランクシャフトと一体回転するアウターレースと、前記リングギアと一体回転するインナーレースと、前記アウターレースと前記インナーレースとの間に設けられるワンウェイクラッチと、前記アウターレースとリングギアとの間に設けられるオイルシールとから構成される常時噛合式始動装置を備え、前記送風機構は前記オイルシールに向けて空気を送出する
ことを特徴とする内燃機関のフライホイール。
【請求項７】
内燃機関のスタータモータと、前記スタータモータと連結するリングギアと、内燃機関のクランクシャフトと一体回転するアウターレースと、前記リングギアと一体回転するインナーレースと、前記アウターレースと前記インナーレースとの間に設けられるワンウェイクラッチと、前記アウターレースとリングギアとの間に設けられるオイルシールとから構成される常時噛合式始動装置に適用され、前記クランクシャフトの回転に伴って前記オイルシールに向けて空気を送出する
ことを特徴とする内燃機関のオイルシールの冷却機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のフライホイール及びオイルシールの冷却機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の内燃機関では、スタータモータにおいてトルクを発生させ、このトルクをクランクシャフトへ伝達することにより機関を始動するようにしている。ここで、スタータモータで発生したトルクをクランクシャフトへと伝達する装置として、スタータモータのピニオンギアとリングギアとが常時噛合わされている常時噛合式始動装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の始動装置は、図７に示すように、クランクシャフト１の端部においてフライホイール２及び始動装置１０のアウターレース支持プレート１１がボルト３により締結固定されており、フライホイール２及びアウターレース支持プレート１１はクランクシャフト１と一体回転する。アウターレース支持プレート１１の外周縁部には、円筒状のアウターレース１２が取り付けられている。このアウターレース１２の内周にはスプラグ式のワンウェイクラッチ１３が設けられている。さらに、このワンウェイクラッチ１３の内周にはアウターレース１２に対向するようにインナーレース１４が設けられている。このインナーレース１４とクランクシャフト１との間にはベアリング４が設けられており、インナーレース１４はクランクシャフト１に対して相対回転可能である。また、インナーレース１４はリングギア１５の内周縁部に取り付けられており、リングギア１５の外周縁部にはリング状のギア部１５ｂが設けられている。リングギア１５には、その径方向の中央部近傍に円筒状の段差部１５ａが形成されている。この段差部１５ａの内周面とアウターレース１２との間には、オイルシール１６が設けられている。このオイルシール１６は、ワンウェイクラッチ１３を潤滑するオイルがアウターレース１２とリングギア１５との間から漏れることを阻止している。リングギア１５のギア部１５ｂには、スタータモータ１７の出力軸１７ｂに設けられるピニオンギア１７ａが噛合わされている。
【０００４】
この始動装置にあっては、スタータモータ１７によりリングギア１５が回転させられると、ワンウェイクラッチ１３を介してリングギア１５からクランクシャフト１へトルクが伝達される。また、内燃機関が完爆して自立回転を開始した後は、クランクシャフト１からリングギア１５へのトルク伝達はワンウェイクラッチ１３によって遮断される。
【特許文献１】特開２００５−６１３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のように、機関の自立回転時にはクランクシャフト１からリングギア１５へトルクが伝達されないため、リングギア１５はスタータモータ１７の停止に伴って停止することとなる。このため、上記オイルシール１６は、クランクシャフト１とリングギア１５との相対回転を許容する必要がある。そこで、上記始動装置にあっては、オイルシール１６をリングギア１５に固定するとともに、クランクシャフト１に取り付けられたアウターレース１２とオイルシール１６とが摺動するようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記始動装置のように、オイルシール１６とアウターレース１２とが摺動するような構成であると、以下のような問題が無視できないものとなる。すなわち、クランクシャフト１とオイルシール１６とが摺動する際には、摺動摩擦に起因した摩擦熱が発生し、オイルシール１６の温度が上昇する。ここで、オイルシール１６は内燃機関において車両後方側の端部に配置されているため、車両の走行風によりオイルシール１６を冷却することは困難である。このため、摩擦熱によりオイルシール１６が劣化し、オイルのシール効果が低下するおそれがある。
【０００７】
なお、こうした冷却不足に起因した温度の過上昇は、内燃機関において冷却が行われにくい部分に概ね共通して発生し得る。
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関において冷却が行われにくい部分を冷却可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトと一体回転するフライホイールであって、フライホイールの回転に伴って空気を送出する送風機構を備えることを要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、フライホイールの回転に伴って空気を送出する送風機構を備えるため、機関運転時にフライホイールから空気を送出することができる。その結果、フライホイールを利用して、内燃機関において冷却が行われにくい部分を冷却することができる。
【００１０】
具体的には、請求項２に記載の発明によるように、前記送風機構は、内燃機関のクランクシャフトの軸方向にフライホイールを貫通する貫通孔、及びフライホイールの回転に伴って前記貫通孔に空気を導入するフィンからなるといった構成を採用することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記送風機構は、内燃機関に設けられる変速機のクラッチディスクが当接する部分よりも外周側に設けられていることを要旨としている。
手動変速機を備えた車両においては、クランクシャフトに固定されるフライホイールと変速機の入力軸に固定されるクラッチディスクとを当接させて内燃機関から変速機へとトルクを伝達している。このため、フライホイールとクラッチディスクとが当接する部分に送風機構を設けると、送風機構に空気を導入したり送風機構から空気を送出したりし難くなり、送風機構の冷却効果が低下するおそれがある。
【００１２】
同構成によれば、送風機構は、内燃機関に設けられる変速機のクラッチディスクが当接する部分よりも外周側に設けられているため、送風機構に空気を導入したり送風機構から空気を送出したりし易くなる。その結果、送風機構の冷却効果を向上させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のフライホイールにおいて、
前記送風機構は、前記フライホイールの内燃機関本体側の側面に設けられたフィンであることを要旨としている。
【００１４】
同構成によれば、送風機構は、フライホイールの内燃機関本体側の側面に設けられたフィンであるため、簡易な構造によってフライホイールから内燃機関本体に向けて空気を送出することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関のフライホイールにおいて、前記送風機構は、クランクシャフトの回転軸回りに対称な構造からなることを要旨としている。
【００１６】
内燃機関においては、クランクシャフトの回転速度の急激な変化をフライホイールの慣性により抑制し、連続したトルクを得ることができるようにしている。ここで、内燃機関において連続したトルクを得るためには、フライホイールの回転運動を安定させる必要がある。
【００１７】
同構成によれば、送風機構はクランクシャフトの回転軸回りに対称な構造からなるため、フライホイールは回転軸回りにバランスの取れた構造となる。その結果、フライホイールに送風機構を設けたとしても、フライホイールの回転運動を安定させることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関のフライホイールにおいて、内燃機関は、スタータモータと、前記スタータモータと連結するリングギアと、前記クランクシャフトと一体回転するアウターレースと、前記リングギアと一体回転するインナーレースと、前記アウターレースと前記インナーレースとの間に設けられるワンウェイクラッチと、前記アウターレースとリングギアとの間に設けられるオイルシールとから構成される常時噛合式始動装置を備え、前記送風機構は前記オイルシールに向けて空気を送出することを要旨としている。
【００１９】
同構成によれば、送風機構は、常時噛合式始動装置のオイルシールに向けて空気を送出するため、摺動摩擦により温度が上昇し易い同オイルシールを効果的に冷却することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、内燃機関のスタータモータと、前記スタータモータと連結するリングギアと、内燃機関のクランクシャフトと一体回転するアウターレースと、前記リングギアと一体回転するインナーレースと、前記アウターレースと前記インナーレースとの間に設けられるワンウェイクラッチと、前記アウターレースとリングギアとの間に設けられるオイルシールとから構成される常時噛合式始動装置に適用され、前記クランクシャフトの回転に伴って前記オイルシールに向けて空気を送出することを要旨としている。
【００２１】
同構成によれば、クランクシャフトの回転に伴ってオイルシールに向けて空気を送出するため、摺動摩擦により温度が上昇し易いオイルシールを効果的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明にかかる車載内燃機関のフライホイールを具体化した一実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、本発明にかかる内燃機関の基本構成は、図７に示した従来の内燃機関と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付すことによりその説明を省略する。以下、両者の相違点を中心に説明する。
【００２３】
図１に示すように、この車両は、内燃機関と同機関のクランクシャフト１に伝達されたトルクを駆動軸に伝達する変速機３０とを備えている。クランクシャフト１の端部にはフライホイール２０がボルト３により締結固定されており、フライホイール２０はクランクシャフト１と一体回転する。また、クランクシャフト１の端部にはその軸方向に所定間隔を隔てた位置に変速機３０のインプットシャフト３１が配置されている。インプットシャフト３１はその軸方向に変位可能であり、クランクシャフト１に対して近接離間する。インプットシャフト３１のクランクシャフト１側の端部にはクラッチディスク３２が締結固定されており、クラッチディスク３２はインプットシャフト３１と一体回転し、且つインプットシャフト３１と共にその軸方向に変位する。クラッチディスク３２の外周には、同クラッチディスク３２を囲むようにしてクラッチカバー３３が離間配置されている。クラッチカバー３３はフライホイール２０の変速機３０側の面においてその外周付近に締結固定されている。フライホイール２０の変速機３０側の面には、クラッチカバー３３よりも外周側に導入部材２１が設けられている。  ここで、本発明にかかるフライホイール２０の構造の詳細について、図２を参照して説明する。図２（ａ），（ｂ）は、導入部材２１を除いたフライホイール２０の断面図及び正面図である。なお、図２（ａ）においてフライホイール２０の右方向には変速機３０が配置しており、図２（ｂ）はフライホイール２０の変速機３０側の面を示している。
【００２４】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、フライホイール２０にはその軸心に挿入孔２０ａが形成されている。挿入孔２０ａからその径方向に所定間隔を隔てた位置には挿通孔２０ｂが形成されている。挿通孔２０ｂからその径方向外側には第１の肉厚部２０ｃが形成されている。この第１の肉厚部２０ｃは、その肉厚が軸心近傍の肉厚よりも相対的に厚く形成されるとともに、その外径が変速機３０のクラッチディスク３２の外径と略一致するように形成されている。また、第１の肉厚部２０ｃからその径方向外側には第２の肉厚部２０ｄが形成されている。この第２の肉厚部２０ｄは、その肉厚が第１の肉厚部２０ｃの肉厚よりも相対的に厚く形成されている。
【００２５】
また、図２（ａ）に示すように、フライホイール２０には、クランクシャフト１の軸方向にフライホイール２０を貫通する貫通孔２０ｅ、具体的には第１の肉厚部２０ｃにおける始動装置１０側の面から第２の肉厚部２０ｄにおける変速機３０側の面に貫通する断面円形の貫通孔２０ｅが形成されている。この貫通孔２０ｅの始動装置１０側の開口部は、その径方向の位置がオイルシール１６の径方向の位置よりも若干外周側になるように形成されている。すなわち、貫通孔２０ｅは、変速機３０側の開口部から導入して始動装置１０側の開口部へと送出する空気をオイルシール１６に吹付けるように形成されている。さらに、貫通孔２０ｅは、図２（ｂ）に示すように、フライホイール２０においてその周方向に９０°ずつ隔てた位置に４つ形成されている。また、貫通孔２０ｅは、その変速機３０側の開口部から始動装置１０側の開口部にかけて、フライホイール２０の回転方向と逆の回転方向に所定角度ずれるように形成されている。フライホイール２０の第２の肉厚部２０ｄには、その貫通孔２０ｅの変速機３０側の開口部よりも内周側に挿入孔２０ｆが形成されている。この挿入孔２０ｆにはボルトが挿入され、同ボルトによりクラッチカバー３３とフライホイール２０とが締結固定される。
【００２６】
また、図３に示すように、フライホイール２０の変速機３０側の面には、その貫通孔２０ｅの開口部に導入部材２１が設けられている。送風機構２２においてフライホイール２０の変速機３０側の面に配置される部分（導入部材２１）は、内燃機関に設けられる変速機３０のクラッチディスク３２が当接する第１の肉厚部２０ｃよりも外周側に設けられている。導入部材２１は円形の底部を有する半円筒状の部材である。そして、同導入部材２１にあっては、半円筒部分の内周面がフライホイール２０の回転方向を向いている。すなわち、導入部材２１は、円筒形状においてフライホイール２０の回転方向側の部分を開口させた形状となっている。
【００２７】
なお、図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、フライホイール２０の貫通孔２０ｅ及び導入部材２１はフライホイール２０の回転軸回り、すなわちクランクシャフト１の回転軸回りに対称な構造を有している。また、これらフライホイール２０の貫通孔２０ｅ及び導入部材２１により送風機構２２が構成されている。
【００２８】
続いて、フライホイール２０の各部の機能及び送風機構２２が奏する効果について図４を参照して説明する。
図４に示すように、挿入孔２０ａには、クランクシャフト１の端部が挿入される。そして、挿通孔２０ｂにボルト３を挿通して同ボルト３によりフライホイール２０をクランクシャフト１に締結固定することにより、クランクシャフト１とフライホイール２０とを一体化させている。
【００２９】
また、変速機３０のインプットシャフト３１が始動装置１０側に変位すると、同インプットシャフト３１とともにクラッチディスク３２が始動装置１０側に変位し、クラッチディスク３２が第１の肉厚部２０ｃに当接する。このようにクラッチディスク３２が第１の肉厚部２０ｃに当接すると、内燃機関の出力がクランクシャフト１及びインプットシャフト３１を介して変速機３０に伝達される。さらに、クランクシャフト１の回転に伴ってフライホイール２０が回転すると、その回転方向に対して開口している導入部材２１から貫通孔２０ｅに空気が導入される。この貫通孔２０ｅに導入された空気は、同貫通孔２０ｅを通じてオイルシール１６に送出される。すなわち、フライホイール２０の回転に伴って送風機構２２に空気が導入され、この空気がオイルシール１６に吹付けられる。なお、貫通孔２０ｅがその変速機３０側の開口部から始動装置１０側の開口部にかけてフライホイール２０の回転方向と逆の回転方向に所定角度ずれるように形成されることにより、送風機構２２に空気を導入し易くしている。
【００３０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に列記する作用効果が得られる。
（１）フライホイール２０の回転に伴って空気を送出する送風機構２２を備えるため、機関運転時にフライホイール２０から空気を送出することができる。その結果、フライホイール２０を利用して、内燃機関において冷却が行われにくいオイルシール１６を冷却することができる。
【００３１】
（２）送風機構２２においてフライホイール２０の変速機３０側の面に配置される部分（導入部材２１）は、内燃機関に設けられる変速機３０のクラッチディスク３２が当接する第１の肉厚部２０ｃよりも外周側に設けられているため、送風機構２２に空気を導入したり送風機構から空気を送出したりし易くなる。その結果、送風機構２２の冷却効果を向上させることができる。
【００３２】
（３）送風機構２２はクランクシャフト１の回転軸回りに対称な構造からなるため、フライホイール２０は回転軸回りにバランスの取れた構造となる。その結果、フライホイール２０に送風機構２２を設けたとしても、フライホイール２０の回転運動を安定させることができる。
【００３３】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、送風機構２２はフライホイール２０の貫通孔２０ｅ及び導入部材２１により構成されていたが、フライホイール２０にその回転に伴って空気を送出するフィンを設けるような構成であってもよい。図５に示すように、フライホイール４０の始動装置１０側の面には、オイルシール１６の近傍にフィン２３が設けられている。このフィン２３は、フライホイール４０の周方向に所定間隔を隔てた位置に複数設けられている。このようなフィン２３をフライホイール４０に設けることにより、簡易な構造によってフライホイール４０からオイルシール１６に向けて空気を送出することができる。
【００３４】
・上記実施形態では、フライホイール２０には、クラッチディスク３２が当接する面よりも外周側に送風機構２２が設けられていたが、クラッチディスク３２の当接を阻害しなければクラッチディスク３２が当接する面に送風機構が設けられていてもよい。また、クラッチディスク３２が当接する面よりも内周側に送風機構が設けられていてもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、送風機構２２の貫通孔２０ｅは、フライホイール２０においてその周方向に９０°ずつ隔てた位置に４つ形成される構成を有していたが、３つ以下、或いは５つ以上有した構成を有していてもよい。
【００３６】
・上記実施形態では、貫通孔２０ｅは、第１の肉厚部２０ｃにおける始動装置１０側の面から第２の肉厚部２０ｄにおける変速機３０側の面に貫通する構成を有していたが、第１の肉厚部２０ｃ及び第２の肉厚部２０ｄのそれぞれに独立して形成される構成を有していてもよい。
【００３７】
・上記実施形態では、送風機構２２はクランクシャフト１の回転軸回りに対称な構造であったが、非対称な構造であってもよい。
・上記実施形態では、送風機構２２はフライホイール２０の貫通孔２０ｅ及び導入部材２１により構成されていたが、それら以外により構成、例えば貫通孔のみで構成されていてもよい。
【００３８】
・上記実施形態では、送風機構２２によりオイルシール１６を冷却していたが、オイルシール１６以外の部材を冷却するようにしてもよい。
・上記実施形態では、オイルシール１６に向けて空気を送出する送風機構２２がフライホイール２０に設けられていたが、このような送風機構がフライホイール以外に設けられていてもよい。図６に示すように、アウターレース支持プレート１１の外周縁部にはフィン２４が設けられている。このフィン２４は、アウターレース支持プレート１１の周方向に所定間隔を隔てた位置に複数設けられている。このようなフィン２４をアウターレース支持プレート１１に設けることによっても、クランクシャフト１の回転に伴ってオイルシール１６に向けて空気を送出することができる。その結果、摺動摩擦により温度が上昇し易いオイルシールを効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかる内燃機関のフライホイールの一実施形態についてその構成を示す断面図。
【図２】（ａ），（ｂ）導入部材を除いた図１のフライホイールの断面図及び正面図。
【図３】図１のフライホイールの斜視図。
【図４】図１のフライホイールの作用を示す断面図。
【図５】本発明にかかるフライホイールの変形例を示す断面図。
【図６】本発明にかかる内燃機関のオイルシールの冷却機構の一実施形態についてその構成を示す断面図。
【図７】従来の内燃機関のフライホイールの構成を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１…クランクシャフト、２，２０，４０…フライホイール、３…ボルト、４…ベアリング、１０…始動装置、１１…アウターレース支持プレート、１２…アウターレース、１３…ワンウェイクラッチ、１４…インナーレース、１５…リングギア、１５ａ…段差部、１５ｂ…ギア部、１６…オイルシール、１７…スタータモータ、１７ａ…ピニオンギア、１７ｂ…出力軸、２０ａ，２０ｆ…挿入孔、２０ｂ…挿通孔、２０ｃ…第１の肉厚部、２０ｄ…第２の肉厚部、２０ｅ…貫通孔、２１…導入部材、２２…送風機構、２３，２４…フィン、３０…変速機、３１…インプットシャフト、３２…クラッチディスク、３３…クラッチカバー。
【図１】
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【図２】
2007285232.tif 000004
【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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