JP2001214955A - フライホイールハウジングの構造及びその設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダブロックに対する締結剛性を向上さ
せる補強部材を不要にし、部品点数の削減によりコスト
を低減する。 【解決手段】 フライホイールが収納されるホイール収
納部１２と、カムシャフト駆動用のギヤトレイン１４が
収納されると共に、ギヤトレイン１４のギヤ１４ａ，１
４ｂを着脱するための作業窓１８が開口形成されたギヤ
収納部１６と、ホイール収納部１２の外周であって作業
窓１８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２４，２６と、を含んで
構成されるフライホイールハウジング１０の構造であっ
て、各リブ２４，２６の合計断面積を、作業窓１８内周
面とシリンダブロックへの締結面２２との略交点Ａ，Ｂ
を結んだ直線の長さＬと、リブ２４，２６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、の略乗算値Ｌ×ｔとなる
ように設定する。

Description

【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の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、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シリンダブロ
ックへの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、作業窓内周面とシリンダブロックへの締結面との略
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。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であってカムシャフト
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シリンダブ
ロックへの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、作業窓内周面とシリンダブロックへの締結面との略
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、の乗算値となるように設計されるため、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。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１
４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
にするために、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
への締結面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１
８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２
６周辺部の強度が過度に向上する結果、リブ２４及び２
６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１
０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２
６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、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。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２
６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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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の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、 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シリン
   ダブロックへの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。
2. 【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。
3. 【請求項３】フライホイールが収納されるホイール収納
   部の外周であって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シリン
   ダブロックへの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。