(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライホイールが収納されるホイール収納部と、
カムシャフト駆動機構が収納されると共に、該カムシャフト駆動機構を着脱するために、前記ホイール収納部の横断面外方においてエンジン外方に向けて開口する作業窓が開口形成された駆動機構収納部と、
前記ホイール収納部の外周であって作業窓の両側方に形成され、クランクシャフトの略半径方向に沿って延びる補強用リブと、
シリンダブロックに締結するために、エンジン外方から見て一部が作業窓を横切るように形成された環状の締結面と、
を含んで構成されるフライホイールハウジングの構造であって、
前記各リブの合計断面積は、前記作業窓内周面と前記締結面との略交点を結んだ直線の長さと、該リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚と、の略乗算値となるように設定されること
を特徴とするフライホイールハウジングの構造。
【請求項２】
前記各リブは、前記作業窓の周囲に形成されたカバー締結面の外縁部から、リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚の略２倍の距離を隔てた位置に夫々形成される構成である請求項１記載のフライホイールハウジングの構造。
【請求項３】
フライホイールが収納されるホイール収納部の外周、かつ、該ホイール収納部の横断面外方においてエンジン外方に向けて開口するカムシャフト駆動機構の着脱用作業窓の両側方に、クランクシャフトの略半径方向に沿って延びる補強用リブが夫々形成されると共に、シリンダブロックに締結するために、エンジン外方から見て一部が作業窓を横切るように環状の締結面が形成されたフライホイールハウジングの設計方法であって、
前記各リブの合計断面積は、前記作業窓内周面と前記締結面との略交点を結んだ直線の長さと、該リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚と、の略乗算値となるように設計されることを特徴とするフライホイールハウジングの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フライホイールハウジングの構造及びその設計方法に関し、特に、フライホイールハウジングの強度及び耐久性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンの高出力化・高トルク化に伴い、トランスミッションが大型化しており、これを保持固定するフライホイールハウジングに対する要求がますます厳しくなっている。そして、エンジン高出力化に対応するために、バルブ駆動構造をＯＨＣとし、かつ、カムシャフト駆動をギヤトレインで行なう構造とした場合、図３に示すように、フライホイールハウジング１には、ギヤトレイン着脱用の作業窓２が開口する構造となってしまう。このため、作業窓２周辺に応力が集中してしまい、特に、フライホイールハウジング１の強度及び耐久性を確保することが困難であった。また、フライホイールハウジング１には、その剛性を向上させる補強用リブ３が形成されるのが常であるが、その設計に特別な考慮を払わなければ、リブ３の強度過多又は強度不足により、フライホイールハウジング１の強度バランスが崩れ、却って強度が低下してしまうおそれもある。
【０００３】
このため、フライホイールハウジング１とシリンダブロック４との締結剛性の向上を通して、フライホイールハウジング１の強度及び耐久性を向上させることを目的として、補強部材たるスティフナ５及び６を設けることが一般的に行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スティフナ５及び６を追加すると、部品点数が増加し、部品コスト，組付工数が増加するという問題点があった。また、フライホイールハウジング１にも、スティフナ取付面を形成しなければならず、加工工数の増加に伴うコスト上昇も避けられなかった。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、フライホイールハウジングを補強するリブの構造を見直し、シリンダブロックとの締結剛性を向上させるスティフナを不要にすることで、部品点数の削減を通してコスト低減を可能にしたフライホイールハウジングの構造及びその設計方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、フライホイールが収納されるホイール収納部と、カムシャフト駆動機構が収納されると共に、該カムシャフト駆動機構を着脱するために、前記ホイール収納部の横断面外方においてエンジン外方に向けて開口する作業窓が開口形成された駆動機構収納部と、前記ホイール収納部の外周であって作業窓の両側方に形成され、クランクシャフトの略半径方向に沿って延びる補強用リブと、シリンダブロックに締結するために、エンジン外方から見て一部が作業窓を横切るように形成された環状の締結面と、を含んで構成されるフライホイールハウジングの構造であって、前記各リブの合計断面積は、前記作業窓内周面と前記締結面との略交点を結んだ直線の長さと、該リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚と、の略乗算値となるように設定されることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、ホイール収納部の外周であって作業窓の両側方に形成されたリブは、クランクシャフトの略半径方向に沿って延びる構成であるため、クランクシャフトを始まりとする駆動力伝達系の振れに伴って発生する力が、リブを介してダイレクトに伝達・分散され、フライホイールハウジングの各部分が受け持つ負荷が小さくなる。また、各リブの合計断面積は、作業窓内周面と締結面との略交点を結んだ直線の長さと、リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚と、の略乗算値となるように設定されるため、作業窓が開口していない場合に部材が受け持つべき負荷をリブが負担するようになる。ここで、各リブの合計断面積が乗算値よりも大きい場合には、リブ周辺部の強度が過度に向上して応力が集中し、全体の強度バランスが崩れて強度及び耐久性が低下してしまう。一方、各リブの合計断面積が乗算値よりも小さい場合には、強度不足に陥ってしまう。そして、このような作用の相乗効果により、フライホイールハウジングに作用する力が全体に分散され、全体の強度バランスが改善される結果、フライホイールハウジングの強度及び耐久性が向上する。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記各リブは、前記作業窓の周囲に形成されたカバー締結面の外縁部から、リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚の略２倍の距離を隔てた位置に夫々形成される構成であることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、作業窓周囲に形成されたカバー締結面を形成加工する際に、フライス盤等の工具がリブに干渉しにくくなり、カバー締結面の形成加工に際しての困難性が緩和される。また、カバー締結面をフライス刃物等で加工した際に、鋳物特有の隅部Ｒ形状に加工中の刃物が干渉する場合があるが、このような場合にも、各リブをカバー締結面の外縁部から上記一定距離を隔てたことにより、局部的に発生する加工エッジにおける応力を耐久上問題のないレベルに留めることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、フライホイールが収納されるホイール収納部の外周、かつ、該ホイール収納部の横断面外方においてエンジン外方に向けて開口するカムシャフト駆動機構の着脱用作業窓の両側方に、クランクシャフトの略半径方向に沿って延びる補強用リブが夫々形成されると共に、シリンダブロックに締結するために、エンジン外方から見て一部が作業窓を横切るように環状の締結面が形成されたフライホイールハウジングの設計方法であって、前記各リブの合計断面積は、前記作業窓内周面と前記締結面との略交点を結んだ直線の長さと、該リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚と、の略乗算値となるように設計されることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、ホイール収納部の外周であって作業窓の両側方に形成されたリブは、クランクシャフトの略半径方向に沿って延びる構成であるため、クランクシャフトを始まりとする駆動力伝達系の振れに伴って発生する力が、リブを介してダイレクトに伝達・分散され、フライホイールハウジングの各部分が受け持つ負荷が小さくなる。また、各リブの合計断面積は、作業窓内周面と締結面との略交点を結んだ直線の長さと、リブが形成されていない部分における作業窓周辺のフライホイールハウジングの平均肉厚と、の略乗算値となるように設定されるため、作業窓が開口していない場合に部材が受け持つべき負荷をリブが負担するようになる。ここで、各リブの合計断面積が乗算値よりも大きい場合には、リブ周辺部の強度が過度に向上して応力が集中し、全体の強度バランスが崩れて強度及び耐久性が低下してしまう。一方、各リブの合計断面積が乗算値よりも小さい場合には、強度不足に陥ってしまう。そして、このような作用の相乗効果により、フライホイールハウジングに作用する力が全体に分散され、全体の強度バランスが改善される結果、フライホイールハウジングの強度及び耐久性が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１及び図２は、本発明に係るフライホイールハウジングの構造を示す。
【００１３】
フライホイールハウジング１０は、図示しないフライホイールが収納されるホイール収納部１２と、図示しないカムシャフトを駆動するギヤトレイン１４が収納されるギヤ収納部１６（駆動機構収納部）と、を含んで構成される。ギヤ収納部１６には、ギヤトレイン１４を構成するギヤ１４ａ，１４ｂの着脱作業を可能にするため、ホイール収納部１２の横断面外方においてエンジン外方に向けて開口するギヤトレイン着脱用の作業窓１８が開口形成される。
【００１４】
また、フライホイールハウジング１０裏面には、エンジン２０を構成するシリンダブロック２０ａに締結するために、エンジン外方から見て一部が作業窓１８を横切るように形成された環状の締結面２２が形成される。締結面２２は、図中の破線に沿って形成され、ここに、締結部材たるボルトが螺合されるめねじ部２２ａが複数形成される。
【００１５】
さらに、作業窓１８の両側方には、図示しないクランクシャフトの半径方向に沿って延びる補強用リブ２４及び２６が夫々一体的に形成される。なお、リブ２４及び２６は、図面に現れた面だけではなく、図面に現れていないフライホイールハウジング１０の裏面にも形成してもよい。また、作業窓１８の左方に形成されるリブ２４は、その幅が大であるため、鋳造工程の都合上、中央部に肉抜部２４ａが形成される。
【００１６】
このような方向にリブ２４及び２６を形成すると、クランクシャフトを始まりとする駆動力伝達系の振れに伴って発生する力がリブ２４及び２６を介してダイレクトに伝達及び分散されるので、フライホイールハウジング１０の各部分が受け持つ負荷が小さくなる。
【００１７】
また、リブ２４及び２６の合計断面積Ｓは、シリンダブロック２０ａへの締結面２２と作業窓１８との略交点Ａ，Ｂ同士を結んだ直線の長さＬと、リブ２４及び２６が形成されていない箇所におけるフライホイールハウジング１０の肉厚ｔと、の乗算値（Ｌ×ｔ）になるように設計する。即ち、作業窓１８が開口していない場合に、部材が受け持つべき負担分をリブ２４及び２６に負担させるようにする。
【００１８】
ここで、リブの合計断面積Ｓが、かかる乗算値（Ｌ×ｔ）よりも大きい場合には、リブ２４及び２６周辺部の強度が過度に向上する結果、リブ２４及び２６周辺部のフライホイールハウジング１０へ応力が集中し、全体の強度バランスが崩れて強度及び耐久性が低下してしまう。一方、リブ２４及び２６の合計断面積Ｓが、かかる乗算値（Ｌ×ｔ）よりも小さい場合には、強度不足に陥ってしまう。
【００１９】
作業窓の周囲には、ギヤトレイン１４を潤滑する潤滑油の飛沫が周囲に飛び散らないようにするためのカバー（図示せず）を締結するカバー締結面２８が形成される。そして、カバー締結面２８を形成加工する際に、フライス盤等の工具がリブ２４及び２６と干渉しないようにすること、及び、カバー締結面２８を加工する際に、鋳物特有の隅部Ｒ形状に加工エッジが発生した場合にも、応力集中が起こり易い加工エッジから左右の各リブに発生する応力が影響する範囲を一定距離に隔てることを目的として、リブ２４及び２６は、カバー締結面２８の外縁部から、リブ２４及び２６が形成されていない周辺肉厚の略２倍程度離れた位置に形成されるようにする。なお、リブ２４及び２６の形成位置が作業窓から離れるに従って、その機能が低下することに注意が必要である。
【００２０】
かかる構成のフライホイールハウジング１０の構造によれば、クランクシャフトを始まりとする駆動力伝達系の振れに伴って発生する力がリブ２４及び２６を介してダイレクトに伝達・分散されるため、フライホイールハウジング１０の各部分が受け持つ負荷が小さくなる。また、リブ２４及び２６の合計断面積Ｓは、作業窓１８内周面と締結面２２との略交点を結んだ直線の長さＬと、リブ２４及び２６が形成されていない部分における作業窓１８周辺のフライホイールハウジング１０の平均肉厚ｔと、の乗算値（Ｌ×ｔ）となるように設定されるため、作業窓１８が開口していない場合に、部材が受け持つべき負荷をリブ２４及び２６が負担するようになる。ここで、合計断面積Ｓが乗算値（Ｌ×ｔ）よりも大きい場合には、リブ周辺部の強度が過度に向上して応力が集中し、全体の強度バランスが崩れて強度及び耐久性が低下してしまう。一方、合計断面積Ｓが乗算値（Ｌ×ｔ）よりも小さい場合には、強度不足に陥ってしまう。そして、このような作用の相乗効果により、フライホイールハウジング１０に作用する力が全体に分散され、全体の強度バランスが改善される結果、フライホイールハウジング１０の強度及び耐久性が向上する。フライホイールハウジング１０の強度及び耐久性の向上により、フライホイールハウジング１０とシリンダブロック２０ａとの締結剛性が向上し、従来のフライホイールハウジングでは不可欠であったスティフナを廃止することができる。このため、スティフナの廃止により、部品点数が削減し、部品コスト及び取付工数の低減が可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００２１】
また、作業窓１８周囲に形成されたカバー締結面２８を形成加工する際に、フライス盤等の工具がリブ２４及び２６に干渉しないように、リブ２４及び２６の形成位置を設定しているため、かかる加工に際しての困難性が緩和され、作業効率を向上することができる。さらに、万が一フライス盤等の工具がリブ以外において鋳物特有の隅部Ｒ形状に干渉し、加工エッジが生じた場合においても、各リブまわりに発生する応力の影響範囲を遠ざけるようにして、リブ２４及び２６の形成位置を設定しているため、加工エッジ発生時の局部的応力値を耐久上問題のないレベルに留めることができ、信頼性を向上することができる。
【００２２】
なお、以上説明した作業窓は、カムシャフトを駆動するギヤトレインの着脱用のものであったが、例えば、カムシャフトを駆動するチェーン着脱用のものであっても適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は請求項３に記載の発明によれば、フライホイールハウジングに作用する力が全体に分散され、全体の強度バランスが改善される結果、フライホイールハウジングの強度及び耐久性が向上する。そして、フライホイールハウジングの強度及び耐久性の向上により、フライホイールハウジングとシリンダブロックとの締結剛性が向上し、従来のフライホイールハウジングでは不可欠であった補強部材を廃止することができる。このため、部品点数が削減し、部品コスト及び取付工数の低減が可能となり、コスト低減を図ることができる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、カバー締結面の形成加工に際しての困難性が緩和され、作業効率を向上することができると共に、万一リブ以外において鋳物特有の隅部Ｒ形状等に加工エッジ形状が発生しても、応力値を耐久上の許容限度内に収めることができ、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るフライホイールハウジングの構造を示す正面図
【図２】  同上の側面図
【図３】  従来技術におけるフライホイールハウジングの構造を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図
【符号の説明】
１０    フライホイールハウジング
１２    ホイール収納部
１６    ギヤ収納部
１８    作業窓
２２    締結面
２４    リブ
２６    リブ
２８    カバー締結面
Ａ，Ｂ  交点
【図１】
0003761761.tif 000002
【図２】
0003761761.tif 000003
【図３】
0003761761.tif 000004