JPH1151121A - フライホイールおよびその製造方法 - Google Patents
フライホイールおよびその製造方法Info
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- JPH1151121A JPH1151121A JP9204504A JP20450497A JPH1151121A JP H1151121 A JPH1151121 A JP H1151121A JP 9204504 A JP9204504 A JP 9204504A JP 20450497 A JP20450497 A JP 20450497A JP H1151121 A JPH1151121 A JP H1151121A
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- friction surface
- forging
- ring gear
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
- F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
- F16F15/13142—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by the method of assembly, production or treatment
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
- B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
- B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
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- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本体及びリングギヤの強度を向上させると共
に、製造コストを低減させたフライホイールを提供す
る。 【解決手段】 フライホイール１０が機械構造用炭素鋼
から鍛造加工により一体成形されることから、取付部１
１の引っ張り強度が向上して薄肉化が図れるようになる
ため、フライホイール１０の全重量に対するフライホイ
ール外周部（ギヤ部１６）の重量比が大きくなり、フラ
イホイール１０の慣性モーメントが大きくなる。また、
切削加工によりギヤ部１６に多数の噛合歯１８を設ける
場合と比べて、鍛造加工では金属組織が連続的に繋がっ
ているため強度が向上するとともに、多数の噛合歯１８
は軸方向の一端部において互いに連結されているため、
焼入れなどに拘らず十分な靱性が得られるようになって
機械的強度が一層向上し、高速回転に対しても十分な耐
性が得られる。更に、一体成形を行うことにより工程数
が減少することから、製造コストが低減される。
に、製造コストを低減させたフライホイールを提供す
る。 【解決手段】 フライホイール１０が機械構造用炭素鋼
から鍛造加工により一体成形されることから、取付部１
１の引っ張り強度が向上して薄肉化が図れるようになる
ため、フライホイール１０の全重量に対するフライホイ
ール外周部（ギヤ部１６）の重量比が大きくなり、フラ
イホイール１０の慣性モーメントが大きくなる。また、
切削加工によりギヤ部１６に多数の噛合歯１８を設ける
場合と比べて、鍛造加工では金属組織が連続的に繋がっ
ているため強度が向上するとともに、多数の噛合歯１８
は軸方向の一端部において互いに連結されているため、
焼入れなどに拘らず十分な靱性が得られるようになって
機械的強度が一層向上し、高速回転に対しても十分な耐
性が得られる。更に、一体成形を行うことにより工程数
が減少することから、製造コストが低減される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフライホイールに係
り、特に、外周部にリングギヤが設けられているフライ
ホイールの改良に関するものである。
り、特に、外周部にリングギヤが設けられているフライ
ホイールの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料の燃焼によって作動するエンジンが
自動車などに多用されているが、このようなエンジンは
爆発に伴って周期的な回転変動（トルク変動）を生じる
ことが避けられず、この回転変動を抑制するためにクラ
ンク軸などにフライホイールが取り付けられるのが普通
である。エンジン以外でも、周期的な回転変動を生じる
回転部材には、その回転変動を抑制するためにフライホ
イールが用いられる。
自動車などに多用されているが、このようなエンジンは
爆発に伴って周期的な回転変動（トルク変動）を生じる
ことが避けられず、この回転変動を抑制するためにクラ
ンク軸などにフライホイールが取り付けられるのが普通
である。エンジン以外でも、周期的な回転変動を生じる
回転部材には、その回転変動を抑制するためにフライホ
イールが用いられる。
【０００３】上記車両用のフライホイールは、図７に示
されるように一般にホブ切りやピニオンカッタなどによ
る切削加工で外周部に多数の歯が設けられた機械構造用
炭素鋼、例えばＳ４８Ｃから成るリングギヤに、中心部
にクランク軸を取り付けるための取付部が設けられたね
ずみ鋳鉄、例えばＦＣ２３０から成る本体が、圧入や焼
き嵌め等により一体的に固設されることにより構成され
ていた。リングギヤには、エンジンを始動する際にクラ
ンク軸を回転駆動するスタータ用モータのピニオンが噛
み合わされるようになっている。
されるように一般にホブ切りやピニオンカッタなどによ
る切削加工で外周部に多数の歯が設けられた機械構造用
炭素鋼、例えばＳ４８Ｃから成るリングギヤに、中心部
にクランク軸を取り付けるための取付部が設けられたね
ずみ鋳鉄、例えばＦＣ２３０から成る本体が、圧入や焼
き嵌め等により一体的に固設されることにより構成され
ていた。リングギヤには、エンジンを始動する際にクラ
ンク軸を回転駆動するスタータ用モータのピニオンが噛
み合わされるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ライホイールは、本体がねずみ鋳鉄から成ることから取
付部の引っ張り強度が不充分で、強度不足を補うために
取付部を厚くする必要があり、その結果、本体の重量が
増大しフライホイールの全重量に対するフライホイール
外周部の重量比が小さくなることから、フライホイール
の慣性モーメントが低下し、クランク軸の回転変動が大
きくなって燃費が低下するなどの不都合があった。ま
た、フライホイールがリングギヤと本体の２つの部品か
ら構成されることから、工程数が多くなって製造コスト
低減に限界があった。更に、エンジンの性能向上に伴っ
てより高速回転での耐性がリングギヤに求められるが、
焼入れなどに起因して必ずしも十分な機械的強度（靱性
など）が得られないという問題があった。
ライホイールは、本体がねずみ鋳鉄から成ることから取
付部の引っ張り強度が不充分で、強度不足を補うために
取付部を厚くする必要があり、その結果、本体の重量が
増大しフライホイールの全重量に対するフライホイール
外周部の重量比が小さくなることから、フライホイール
の慣性モーメントが低下し、クランク軸の回転変動が大
きくなって燃費が低下するなどの不都合があった。ま
た、フライホイールがリングギヤと本体の２つの部品か
ら構成されることから、工程数が多くなって製造コスト
低減に限界があった。更に、エンジンの性能向上に伴っ
てより高速回転での耐性がリングギヤに求められるが、
焼入れなどに起因して必ずしも十分な機械的強度（靱性
など）が得られないという問題があった。
【０００５】本発明は以上のような事情を背景として成
されたものであり、その目的とするところは、本体およ
びリングギヤの強度を向上させると共に、製造コストを
低減させたフライホイールを提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、本体およ
びリングギヤの強度を向上させると共に、製造コストを
低減させたフライホイールを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１発明は、(a) 略円板形状を成しているととも
に、外周部にリングギヤが設けられ、且つ一方の端面に
摩擦面が設けられているフライホイールであって、(b)
機械構造用炭素鋼の素材に鍛造加工を主体とする加工が
施されることにより前記リングギヤを構成するギヤ部を
含めて一体成形されていることを特徴とする。
に、第１発明は、(a) 略円板形状を成しているととも
に、外周部にリングギヤが設けられ、且つ一方の端面に
摩擦面が設けられているフライホイールであって、(b)
機械構造用炭素鋼の素材に鍛造加工を主体とする加工が
施されることにより前記リングギヤを構成するギヤ部を
含めて一体成形されていることを特徴とする。
【０００７】第２発明は、第１発明のフライホイールに
おいて、前記ギヤ部は、軸方向に押出鍛造されることに
より多数の噛合歯が形成されているとともに、それら多
数の噛合歯は軸方向の一端部において互いに連結されて
いることを特徴とする。
おいて、前記ギヤ部は、軸方向に押出鍛造されることに
より多数の噛合歯が形成されているとともに、それら多
数の噛合歯は軸方向の一端部において互いに連結されて
いることを特徴とする。
【０００８】第３発明は、第１または第２発明のフライ
ホイールにおいて、前記摩擦面には、前記鍛造加工後に
ショットピーニング加工が施されて多数の微小凹部が設
けられていることを特徴とする。
ホイールにおいて、前記摩擦面には、前記鍛造加工後に
ショットピーニング加工が施されて多数の微小凹部が設
けられていることを特徴とする。
【０００９】第４発明は、第３発明のフライホイールに
おいて、前記ショットピーニング加工に先立って、焼入
れ硬化処理が施されていることを特徴とする。
おいて、前記ショットピーニング加工に先立って、焼入
れ硬化処理が施されていることを特徴とする。
【００１０】第５発明は、(a) 略円板形状を成している
とともに、外周部にリングギヤが設けられ、且つ一方の
端面に摩擦面が設けられているフライホイールの製造方
法であって、(b) 機械構造用炭素鋼の素材に鍛造加工を
施して、前記リングギヤを構成するギヤ部および前記摩
擦面を有する略円板形状の中間品を一体成形する鍛造工
程と、(c) 前記中間品の摩擦面に所定の焼入れ硬化処理
を施す焼入れ工程と、(d) その焼入れ硬化処理が施され
た摩擦面に所定のショットピーニング加工を施して多数
の微小凹部を形成するショットピーニング工程とを有す
ることを特徴とする。
とともに、外周部にリングギヤが設けられ、且つ一方の
端面に摩擦面が設けられているフライホイールの製造方
法であって、(b) 機械構造用炭素鋼の素材に鍛造加工を
施して、前記リングギヤを構成するギヤ部および前記摩
擦面を有する略円板形状の中間品を一体成形する鍛造工
程と、(c) 前記中間品の摩擦面に所定の焼入れ硬化処理
を施す焼入れ工程と、(d) その焼入れ硬化処理が施され
た摩擦面に所定のショットピーニング加工を施して多数
の微小凹部を形成するショットピーニング工程とを有す
ることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】第１発明によれば、フライホイールが機
械構造用炭素鋼から鍛造加工により一体成形されること
から、取付部の引っ張り強度が向上して薄肉化が図れる
ようになるため、フライホイールの全重量に対するフラ
イホイール外周部の重量比を大きくでき、フライホイー
ルの慣性モーメントが大きくなる。また、切削加工によ
りリングギヤに多数の歯を設ける場合と比べて、鍛造加
工では金属組織が連続的に繋がっているため強度が向上
するとともに、このように鍛造加工によってリングギヤ
（ギヤ部）を形成する場合、第２発明のように多数の噛
合歯は軸方向の一端部において互いに連結されているの
が普通であるため、焼入れなどに拘らず十分な靱性が得
られるようになって機械的強度が一層向上し、高速回転
に対しても十分な耐性が得られる。更に、一体成形を行
うことにより工程数が減少するため、製造コストが低減
される。
械構造用炭素鋼から鍛造加工により一体成形されること
から、取付部の引っ張り強度が向上して薄肉化が図れる
ようになるため、フライホイールの全重量に対するフラ
イホイール外周部の重量比を大きくでき、フライホイー
ルの慣性モーメントが大きくなる。また、切削加工によ
りリングギヤに多数の歯を設ける場合と比べて、鍛造加
工では金属組織が連続的に繋がっているため強度が向上
するとともに、このように鍛造加工によってリングギヤ
（ギヤ部）を形成する場合、第２発明のように多数の噛
合歯は軸方向の一端部において互いに連結されているの
が普通であるため、焼入れなどに拘らず十分な靱性が得
られるようになって機械的強度が一層向上し、高速回転
に対しても十分な耐性が得られる。更に、一体成形を行
うことにより工程数が減少するため、製造コストが低減
される。
【００１２】第３発明によれば、摩擦面の表面にショッ
トピーニング加工が施されることによって多数の微小凹
部（ミクロホール）が設けられているため、摩擦面に押
圧されるクラッチディスク等の摩擦材との間に空気層が
形成され、高温時の摩擦係数の上昇が抑制されて摩擦面
の磨耗による寿命低下などが防止される。すなわち、摩
擦材とのすべり摩擦によってフライホイールの摩擦面は
高温になるが、従来の鋳鉄品の場合、成分として含有す
るグラファイトが溶け出して潤滑作用を行うことによ
り、高温になっても摩擦係数の上昇が少なく、磨耗が起
こり難いが、機械構造用炭素鋼で構成した本発明品の場
合、そのままでは温度上昇に伴って摩擦係数が上昇して
しまうのである。
トピーニング加工が施されることによって多数の微小凹
部（ミクロホール）が設けられているため、摩擦面に押
圧されるクラッチディスク等の摩擦材との間に空気層が
形成され、高温時の摩擦係数の上昇が抑制されて摩擦面
の磨耗による寿命低下などが防止される。すなわち、摩
擦材とのすべり摩擦によってフライホイールの摩擦面は
高温になるが、従来の鋳鉄品の場合、成分として含有す
るグラファイトが溶け出して潤滑作用を行うことによ
り、高温になっても摩擦係数の上昇が少なく、磨耗が起
こり難いが、機械構造用炭素鋼で構成した本発明品の場
合、そのままでは温度上昇に伴って摩擦係数が上昇して
しまうのである。
【００１３】なお、摩擦面の摩擦係数が上昇すると、接
続が急になるため、例えば車両用フライホイールの場
合、以下のような問題が生じる。 (a) クラッチ操作が難しくなってエンジンが停止し易く
なる。 (b) ミッション等の伝達系に発生する衝撃的負荷トルク
が大きくなり、寿命低下の原因になる。 (c) 低回転で激しく振動するジャダー現象が起こり易く
なる。 (d) 磨耗が激しくなり、クラッチディスク（摩擦材）の
寿命が低下する。
続が急になるため、例えば車両用フライホイールの場
合、以下のような問題が生じる。 (a) クラッチ操作が難しくなってエンジンが停止し易く
なる。 (b) ミッション等の伝達系に発生する衝撃的負荷トルク
が大きくなり、寿命低下の原因になる。 (c) 低回転で激しく振動するジャダー現象が起こり易く
なる。 (d) 磨耗が激しくなり、クラッチディスク（摩擦材）の
寿命が低下する。
【００１４】一方、このように微小凹凸を設けても、摩
擦面が磨耗して表面粗さが小さくなると、空気層が小さ
くなって摩擦係数が高くなる。また、熱が発生すること
で、クラッチディスクの材料が熱分解して柔らかくなる
とともに摩擦力が大きくなり、摩擦係数が更に上昇す
る。このため、第４発明のように、ショットピーニング
加工に先立って焼入れ硬化処理を施し、表面硬さを例え
ばＨＲＣ４５〜４７程度まで硬化させておくことが望ま
しく、これにより従来の鋳鉄品と同程度の耐久性（寿
命）を確保することができる。
擦面が磨耗して表面粗さが小さくなると、空気層が小さ
くなって摩擦係数が高くなる。また、熱が発生すること
で、クラッチディスクの材料が熱分解して柔らかくなる
とともに摩擦力が大きくなり、摩擦係数が更に上昇す
る。このため、第４発明のように、ショットピーニング
加工に先立って焼入れ硬化処理を施し、表面硬さを例え
ばＨＲＣ４５〜４７程度まで硬化させておくことが望ま
しく、これにより従来の鋳鉄品と同程度の耐久性（寿
命）を確保することができる。
【００１５】第５発明のフライホイールの製造方法によ
れば、第１発明、第３発明、第４発明と同様の効果が得
られる。
れば、第１発明、第３発明、第４発明と同様の効果が得
られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】ここで、本発明は、エンジンのク
ランク軸などに同軸に取り付けられ、略円板形状を成し
ているとともに外周部に外歯のリングギヤが設けられて
いる車両用フライホイールに好適に適用されるが、他の
回転部材に取り付けられるフライホイールにも適用され
得る。車両用フライホイールにおいては、リングギヤ
（ギヤ部）にスタータの駆動ピニオンが噛み合わされて
エンジン始動時に回転駆動される。
ランク軸などに同軸に取り付けられ、略円板形状を成し
ているとともに外周部に外歯のリングギヤが設けられて
いる車両用フライホイールに好適に適用されるが、他の
回転部材に取り付けられるフライホイールにも適用され
得る。車両用フライホイールにおいては、リングギヤ
（ギヤ部）にスタータの駆動ピニオンが噛み合わされて
エンジン始動時に回転駆動される。
【００１７】前記鍛造加工としては、目的に応じて熱間
鍛造や冷間鍛造が適宜用いられ、１段または２段以上の
複数段の鍛造工程を経てギヤ部および摩擦面を有するフ
ライホイールが一体成形される。ギヤ部の噛合歯は、冷
間押出鍛造によって好適に成形される。また、鍛造加工
後に、仕上げ切削加工を行ったり焼入れ硬化処理を行っ
たりしても良い。摩擦面には、第３発明のようにショッ
トピーニング加工を施して微小凹部を設けることが望ま
しい。
鍛造や冷間鍛造が適宜用いられ、１段または２段以上の
複数段の鍛造工程を経てギヤ部および摩擦面を有するフ
ライホイールが一体成形される。ギヤ部の噛合歯は、冷
間押出鍛造によって好適に成形される。また、鍛造加工
後に、仕上げ切削加工を行ったり焼入れ硬化処理を行っ
たりしても良い。摩擦面には、第３発明のようにショッ
トピーニング加工を施して微小凹部を設けることが望ま
しい。
【００１８】前記ショットピーニング加工（ＷＰＣ処理
＝Wide Peaning Cleaning)は、例えば材料となる機械構
造用炭素鋼と同等以上の硬度を有するφ４０〜２００μ
ｍ程度のショット（鋼粒など）を圧縮空気又は遠心力な
どにより１００ｍ／ｓｅｃ程度の速度で、フライホイー
ルの表面にたたきつけて、その表面に１０〜２０μｍ程
度の深さの硬化層および多数のミクロホールを形成する
ものである。尚、ミクロホールの深さは、硬化層を貫通
しない数μｍの深さとなる。
＝Wide Peaning Cleaning)は、例えば材料となる機械構
造用炭素鋼と同等以上の硬度を有するφ４０〜２００μ
ｍ程度のショット（鋼粒など）を圧縮空気又は遠心力な
どにより１００ｍ／ｓｅｃ程度の速度で、フライホイー
ルの表面にたたきつけて、その表面に１０〜２０μｍ程
度の深さの硬化層および多数のミクロホールを形成する
ものである。尚、ミクロホールの深さは、硬化層を貫通
しない数μｍの深さとなる。
【００１９】前記焼入れ硬化処理は、例えば高周波誘導
加熱等による高周波焼入れが好適に用いられ、ショット
ピーニング加工に先立って摩擦面の表面の硬度を、例え
ばＨＲＣ４５〜４７とするものである。
加熱等による高周波焼入れが好適に用いられ、ショット
ピーニング加工に先立って摩擦面の表面の硬度を、例え
ばＨＲＣ４５〜４７とするものである。
【００２０】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。図１および図２は、本発明の一実施例
である車両用のフライホイール１０の縦断面図および正
面図で、図１の縦断面図は図２におけるＩ−Ｉ断面に相
当する図である。フライホイール１０は略円板形状を成
しており、取付部１１に設けられた複数（図では６個）
の取付穴１２を介してボルト等により図示しないエンジ
ンのクランク軸に同心に一体的に固定される。このフラ
イホイール１０において、本体部１４の中央部分に設け
られる取付部１１は比較的薄肉であるが、本体部１４の
外周部分に軸方向へ突き出すように本体部１４に一体に
設けられるギヤ部１６は厚肉とされている。ギヤ部１６
には外歯のリングギヤが一体に設けられており、厚肉の
突出部分における先端側、すなわち図１における右側の
略半分程度の範囲に、外周面に開口する多数の溝１７が
周方向に一定間隔で形成されることにより、軸心と平行
に多数の噛合歯１８が設けられている。
詳細に説明する。図１および図２は、本発明の一実施例
である車両用のフライホイール１０の縦断面図および正
面図で、図１の縦断面図は図２におけるＩ−Ｉ断面に相
当する図である。フライホイール１０は略円板形状を成
しており、取付部１１に設けられた複数（図では６個）
の取付穴１２を介してボルト等により図示しないエンジ
ンのクランク軸に同心に一体的に固定される。このフラ
イホイール１０において、本体部１４の中央部分に設け
られる取付部１１は比較的薄肉であるが、本体部１４の
外周部分に軸方向へ突き出すように本体部１４に一体に
設けられるギヤ部１６は厚肉とされている。ギヤ部１６
には外歯のリングギヤが一体に設けられており、厚肉の
突出部分における先端側、すなわち図１における右側の
略半分程度の範囲に、外周面に開口する多数の溝１７が
周方向に一定間隔で形成されることにより、軸心と平行
に多数の噛合歯１８が設けられている。
【００２１】このようにフライホイール１０の外周側部
分が厚肉であるため、慣性モーメントの重量効率が良
く、限られた径寸法の中で大きな慣性モーメントを得る
ことができる。また、フライホイール１０の本体部１４
には、図示しないクラッチディスクが押圧される円環状
の平坦な摩擦面１９が、ギヤ部１６と反対側に軸方向へ
僅かに突き出すように本体部１４と一体に設けられてい
る。摩擦面１９は、軸心と直角な一平面内に形成されて
いる。
分が厚肉であるため、慣性モーメントの重量効率が良
く、限られた径寸法の中で大きな慣性モーメントを得る
ことができる。また、フライホイール１０の本体部１４
には、図示しないクラッチディスクが押圧される円環状
の平坦な摩擦面１９が、ギヤ部１６と反対側に軸方向へ
僅かに突き出すように本体部１４と一体に設けられてい
る。摩擦面１９は、軸心と直角な一平面内に形成されて
いる。
【００２２】フライホイール１０の製造工程は、大まか
に分けて図３に示される３つの工程から成る。第１工程
では熱間鍛造加工が行われる。すなわち、図４に示され
るようにフライホイール１０の摩擦面１９側の形状に略
対応する成形面を有する上型２０と、その反対側の形状
に略対応する成形面を有する下型２２との間に機械構造
用炭素鋼２４、例えばＳ３５Ｃなどが投入されて上下方
向からプレスされることにより、フライホイール１０の
第１予備加工品２６が成形される。第１予備加工品２６
はフライホイール１０と略同じ形状を有するが、ギヤ部
１６の噛合歯１８は存在せず、第１予備加工品２６の外
周部分には、フライホイール１０の外径（＝ギヤ部１６
の外径）と略等しい外径で、軸方向寸法がフライホイー
ル１０の外周部分（ギヤ部１６）の軸方向寸法よりも少
し短い円筒部２８が設けられているだけである。
に分けて図３に示される３つの工程から成る。第１工程
では熱間鍛造加工が行われる。すなわち、図４に示され
るようにフライホイール１０の摩擦面１９側の形状に略
対応する成形面を有する上型２０と、その反対側の形状
に略対応する成形面を有する下型２２との間に機械構造
用炭素鋼２４、例えばＳ３５Ｃなどが投入されて上下方
向からプレスされることにより、フライホイール１０の
第１予備加工品２６が成形される。第１予備加工品２６
はフライホイール１０と略同じ形状を有するが、ギヤ部
１６の噛合歯１８は存在せず、第１予備加工品２６の外
周部分には、フライホイール１０の外径（＝ギヤ部１６
の外径）と略等しい外径で、軸方向寸法がフライホイー
ル１０の外周部分（ギヤ部１６）の軸方向寸法よりも少
し短い円筒部２８が設けられているだけである。
【００２３】次に、第２工程では冷間押出鍛造加工が行
われる。すなわち、図５に示されるように第１予備加工
品２６が、第１予備加工品２６の形状に略対応する成形
面を有する一対の上型３１と下型３２との間に保持され
た状態で、前記溝１７と略同一形状の加工歯３０が設け
られた歯形成用の下型３４に対して相対的に軸方向に接
近させられることにより、前記円筒部２８の外周部に溝
１７が鍛造加工されて噛合歯１８が形成される。加工歯
３０によって押し除けられた余肉は、円筒部２８の先端
側すなわち図５における下方側へ押し出され、これによ
り目的とする軸方向寸法のギヤ部１６を有する第２予備
加工品３８が成形される。
われる。すなわち、図５に示されるように第１予備加工
品２６が、第１予備加工品２６の形状に略対応する成形
面を有する一対の上型３１と下型３２との間に保持され
た状態で、前記溝１７と略同一形状の加工歯３０が設け
られた歯形成用の下型３４に対して相対的に軸方向に接
近させられることにより、前記円筒部２８の外周部に溝
１７が鍛造加工されて噛合歯１８が形成される。加工歯
３０によって押し除けられた余肉は、円筒部２８の先端
側すなわち図５における下方側へ押し出され、これによ
り目的とする軸方向寸法のギヤ部１６を有する第２予備
加工品３８が成形される。
【００２４】第３工程では、第２予備加工品３８の取付
部１１に複数（図では６個）の取付穴１２がドリル等に
より切削加工されると共に、ギヤ部１６の表面に高周波
焼入れが施される。また、このままでは摩擦面１９の耐
久性が悪いため、表面改質処理が行われる。すなわち、
先ず摩擦面１９に高周波焼入れが行われることにより、
摩擦面１９がＨＲＣ４５〜４７程度の硬さに硬化させら
れる。次に、その摩擦面１９にφ４０〜２００μｍのシ
ョット（鋼粒など）を圧縮空気又は遠心力などにより１
００ｍ／ｓｅｃでたたきつけるショットピーニング加工
が行われることにより、摩擦面１９に図６(a) に示され
るような数μｍの深さの多数のミクロホール４２、及び
ミクロホール４２よりも深い約２０μｍの深さの硬化層
が形成される。ミクロホール４２は微小凹部に相当す
る。なお、硬化層の硬さは、例えばＨＲＣ７０〜９０程
度である。また、図６の(b) は従来のねずみ鋳鉄品の摩
擦面の断面形状を示す図である。
部１１に複数（図では６個）の取付穴１２がドリル等に
より切削加工されると共に、ギヤ部１６の表面に高周波
焼入れが施される。また、このままでは摩擦面１９の耐
久性が悪いため、表面改質処理が行われる。すなわち、
先ず摩擦面１９に高周波焼入れが行われることにより、
摩擦面１９がＨＲＣ４５〜４７程度の硬さに硬化させら
れる。次に、その摩擦面１９にφ４０〜２００μｍのシ
ョット（鋼粒など）を圧縮空気又は遠心力などにより１
００ｍ／ｓｅｃでたたきつけるショットピーニング加工
が行われることにより、摩擦面１９に図６(a) に示され
るような数μｍの深さの多数のミクロホール４２、及び
ミクロホール４２よりも深い約２０μｍの深さの硬化層
が形成される。ミクロホール４２は微小凹部に相当す
る。なお、硬化層の硬さは、例えばＨＲＣ７０〜９０程
度である。また、図６の(b) は従来のねずみ鋳鉄品の摩
擦面の断面形状を示す図である。
【００２５】上述のように本実施例によれば、フライホ
イール１０が機械構造用炭素鋼２４から鍛造加工により
一体成形されることから、取付部１１の引っ張り強度が
向上して薄肉化が図れるようになるため、フライホイー
ル１０の全重量に対するフライホイール外周部（ギヤ部
１６）の重量比が大きくなり、フライホイール１０の慣
性モーメントが大きくなる。これにより、クランク軸の
回転変動を小さくすることが可能となって燃費が向上す
る。また、切削加工によりギヤ部１６に多数の噛合歯１
８を設ける場合と比べて、鍛造加工では金属組織が連続
的に繋がっているため強度が向上するとともに、多数の
噛合歯１８は軸方向の一端部において互いに連結されて
いるため、焼入れなどに拘らず十分な靱性が得られるよ
うになって機械的強度が一層向上し、高速回転に対して
も十分な耐性が得られる。更に、一体成形を行うことに
より工程数が減少するため、製造コストが低減される。
イール１０が機械構造用炭素鋼２４から鍛造加工により
一体成形されることから、取付部１１の引っ張り強度が
向上して薄肉化が図れるようになるため、フライホイー
ル１０の全重量に対するフライホイール外周部（ギヤ部
１６）の重量比が大きくなり、フライホイール１０の慣
性モーメントが大きくなる。これにより、クランク軸の
回転変動を小さくすることが可能となって燃費が向上す
る。また、切削加工によりギヤ部１６に多数の噛合歯１
８を設ける場合と比べて、鍛造加工では金属組織が連続
的に繋がっているため強度が向上するとともに、多数の
噛合歯１８は軸方向の一端部において互いに連結されて
いるため、焼入れなどに拘らず十分な靱性が得られるよ
うになって機械的強度が一層向上し、高速回転に対して
も十分な耐性が得られる。更に、一体成形を行うことに
より工程数が減少するため、製造コストが低減される。
【００２６】また、本実施例によれば、摩擦面１９の表
面にショットピーニング加工が施されることによって多
数のミクロホール４２が設けられているため、摩擦面１
９に押圧されるクラッチディスク等の摩擦材との間に空
気層が形成され、高温時の摩擦係数の上昇が抑制されて
摩擦面１９の磨耗による寿命低下などが防止される。す
なわち、摩擦材とのすべり摩擦によってフライホイール
１０の摩擦面１９は高温になるが、従来の鋳鉄品の場
合、成分として含有するグラファイトが溶け出して潤滑
作用を行うことにより、高温になっても摩擦係数の上昇
が少なく、磨耗が起こり難いが、機械構造用炭素鋼２４
で構成した本実施例品の場合、そのままでは温度上昇に
伴って摩擦係数が上昇してしまうのである。
面にショットピーニング加工が施されることによって多
数のミクロホール４２が設けられているため、摩擦面１
９に押圧されるクラッチディスク等の摩擦材との間に空
気層が形成され、高温時の摩擦係数の上昇が抑制されて
摩擦面１９の磨耗による寿命低下などが防止される。す
なわち、摩擦材とのすべり摩擦によってフライホイール
１０の摩擦面１９は高温になるが、従来の鋳鉄品の場
合、成分として含有するグラファイトが溶け出して潤滑
作用を行うことにより、高温になっても摩擦係数の上昇
が少なく、磨耗が起こり難いが、機械構造用炭素鋼２４
で構成した本実施例品の場合、そのままでは温度上昇に
伴って摩擦係数が上昇してしまうのである。
【００２７】一方、このようにミクロホール４２を設け
ても、摩擦面１９が磨耗して表面粗さが小さくなると、
空気層が小さくなって摩擦係数が高くなる。また、熱が
発生することで、クラッチディスクの材料が熱分解して
柔らかくなるとともに摩擦力が大きくなり、摩擦係数が
更に上昇する。このため、ショットピーニング加工に先
立って焼入れ硬化処理を施し、表面硬さを例えばＨＲＣ
４５〜４７程度まで硬化させることにより、従来の鋳鉄
品と同程度の耐久性（寿命）を確保している。
ても、摩擦面１９が磨耗して表面粗さが小さくなると、
空気層が小さくなって摩擦係数が高くなる。また、熱が
発生することで、クラッチディスクの材料が熱分解して
柔らかくなるとともに摩擦力が大きくなり、摩擦係数が
更に上昇する。このため、ショットピーニング加工に先
立って焼入れ硬化処理を施し、表面硬さを例えばＨＲＣ
４５〜４７程度まで硬化させることにより、従来の鋳鉄
品と同程度の耐久性（寿命）を確保している。
【００２８】本実施例では、図３の第１工程および第２
工程が請求項５に記載の鍛造工程で、第３工程において
摩擦面１９に高周波焼入れを施す工程が焼入れ工程で、
第３工程において摩擦面１９にショットピーニング加工
を施す工程がショットピーニング工程である。また、第
２予備加工品３８は中間品に相当する。
工程が請求項５に記載の鍛造工程で、第３工程において
摩擦面１９に高周波焼入れを施す工程が焼入れ工程で、
第３工程において摩擦面１９にショットピーニング加工
を施す工程がショットピーニング工程である。また、第
２予備加工品３８は中間品に相当する。
【００２９】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用され得る。
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用され得る。
【００３０】例えば、前述の実施例においては、フライ
ホイール１０の摩擦面１９にショットピーニング加工に
先立って高周波焼入れが行われていたが、ショットピー
ニング加工のみを行うようにしても差し支えない。
ホイール１０の摩擦面１９にショットピーニング加工に
先立って高周波焼入れが行われていたが、ショットピー
ニング加工のみを行うようにしても差し支えない。
【００３１】また、焼入れ硬化処理は、高周波誘導加熱
による高周波焼入れが行われていたが、その他種々の加
熱方法による焼入れ処理が行われ得る。
による高周波焼入れが行われていたが、その他種々の加
熱方法による焼入れ処理が行われ得る。
【００３２】本発明はその主旨を逸脱しない範囲におい
てその他種々の変更が加えられ得るものである。
てその他種々の変更が加えられ得るものである。
【図１】本発明の一実施例である車両用のフライホイー
ルの縦断面図で、図２におけるＩ−Ｉ断面に相当する図
である。
ルの縦断面図で、図２におけるＩ−Ｉ断面に相当する図
である。
【図２】図１のフライホイールの正面図である。
【図３】図１のフライホイールの製造工程の概略を説明
する図である。
する図である。
【図４】図３の第１工程を説明する図である。
【図５】図３の第２工程を説明する図である。
【図６】フライホイールの摩擦面の断面形状を示す図
で、(a) はショットピーニング加工を施した本発明品
で、(b) は従来のねずみ鋳鉄品の場合である。
で、(a) はショットピーニング加工を施した本発明品
で、(b) は従来のねずみ鋳鉄品の場合である。
【図７】従来のフライホイールの構成を説明する図であ
る。
る。
１０：フライホイール １６：ギヤ部 １８：噛合歯 ２４：機械構造用炭素鋼 ３８：第２予備加工品（中間品） ４２：ミクロホール（微小凹部）
Claims (5)
- 【請求項１】 略円板形状を成しているとともに、外周
部にリングギヤが設けられ、且つ一方の端面に摩擦面が
設けられているフライホイールであって、 機械構造用炭素鋼の素材に鍛造加工を主体とする加工が
施されることにより前記リングギヤを構成するギヤ部を
含めて一体成形されていることを特徴とするフライホイ
ール。 - 【請求項２】 前記ギヤ部は、軸方向に押出鍛造される
ことにより多数の噛合歯が形成されているとともに該多
数の噛合歯は軸方向の一端部において互いに連結されて
いることを特徴とする請求項１に記載のフライホイー
ル。 - 【請求項３】 前記摩擦面には、前記鍛造加工後にショ
ットピーニング加工が施されて多数の微小凹部が設けら
れていることを特徴とする請求項１または２に記載のフ
ライホイール。 - 【請求項４】 前記ショットピーニング加工に先立っ
て、焼入れ硬化処理が施されていることを特徴とする請
求項３に記載のフライホイール。 - 【請求項５】 略円板形状を成しているとともに、外周
部にリングギヤが設けられ、且つ一方の端面に摩擦面が
設けられているフライホイールの製造方法であって、 機械構造用炭素鋼の素材に鍛造加工を施して、前記リン
グギヤを構成するギヤ部および前記摩擦面を有する略円
板形状の中間品を一体成形する鍛造工程と、 前記中間品の摩擦面に所定の焼入れ硬化処理を施す焼入
れ工程と、 該焼入れ硬化処理が施された摩擦面に所定のショットピ
ーニング加工を施して多数の微小凹部を形成するショッ
トピーニング工程とを有することを特徴とするフライホ
イールの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450497A JP3715084B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | フライホイールおよびその製造方法 |
| US09/463,600 US6352008B1 (en) | 1997-07-30 | 1998-07-28 | One-piece flywheel having outer ring gear portion, and process of manufacturing the same |
| PCT/JP1998/003373 WO1999006735A1 (en) | 1997-07-30 | 1998-07-28 | One-piece flywheel having outer ring gear portion, and process of manufacturing the same |
| DE69803190T DE69803190T2 (de) | 1997-07-30 | 1998-07-28 | Einteiliges schwungrad mit aüsserem, verzahntem ring und dessen herstellungsverfahren |
| EP98933978A EP1000275B1 (en) | 1997-07-30 | 1998-07-28 | One-piece flywheel having outer ring gear portion, and process of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450497A JP3715084B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | フライホイールおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151121A true JPH1151121A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3715084B2 JP3715084B2 (ja) | 2005-11-09 |
Family
ID=16491634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20450497A Expired - Fee Related JP3715084B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | フライホイールおよびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6352008B1 (ja) |
| EP (1) | EP1000275B1 (ja) |
| JP (1) | JP3715084B2 (ja) |
| DE (1) | DE69803190T2 (ja) |
| WO (1) | WO1999006735A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011208749A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Yutaka Giken Co Ltd | エンジンのフライホイール装置 |
| CN102777538A (zh) * | 2012-06-19 | 2012-11-14 | 重庆科克发动机技术有限公司 | 一种新型的发动机飞轮 |
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| WO2003021738A2 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-13 | Indigo Energy, Inc. | Tubular flywheel energy storage system |
| JP2003088935A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-25 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 外歯歯車の製造方法 |
| JP2003098674A (ja) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光重合性平版印刷版 |
| JP2003180058A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-06-27 | Kokusan Denki Co Ltd | フライホイールマグネト用回転子 |
| JP3769731B2 (ja) * | 2002-12-04 | 2006-04-26 | 愛知機械工業株式会社 | フライホイール |
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| TWI622700B (zh) * | 2016-08-25 | 2018-05-01 | 易隨科技股份有限公司 | 慣性飛輪傳動組件及具有慣性飛輪傳動組件的系統 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU539346B2 (en) * | 1979-10-11 | 1984-09-20 | Davis Tool & Engineering Co. | Flywheel |
| US4462269A (en) * | 1979-10-11 | 1984-07-31 | Davis Tool & Engineering Company, Inc. | Flywheel |
| JPS60162726A (ja) * | 1984-02-02 | 1985-08-24 | Toyota Motor Corp | フライホイ−ルのリングギヤ歯部表面硬化方法 |
| JP2718413B2 (ja) | 1986-07-05 | 1998-02-25 | ルーク・ラメレン・ウント・クツプルングスバウ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 振動緩衝装置 |
| FR2636551A1 (fr) * | 1988-09-16 | 1990-03-23 | Valeo | Procede de fabrication par forgeage d'un moyeu monobloc, notamment pour vehicule automobile et moyeu obtenu par un tel procede |
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-
1997
- 1997-07-30 JP JP20450497A patent/JP3715084B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-28 WO PCT/JP1998/003373 patent/WO1999006735A1/en active IP Right Grant
- 1998-07-28 EP EP98933978A patent/EP1000275B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-28 DE DE69803190T patent/DE69803190T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-28 US US09/463,600 patent/US6352008B1/en not_active Expired - Fee Related
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| US6352008B1 (en) | 2002-03-05 |
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| DE69803190D1 (de) | 2002-02-21 |
| DE69803190T2 (de) | 2002-06-27 |
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