JP2007239544A

JP2007239544A - エンジン始動装置

Info

Publication number: JP2007239544A
Application number: JP2006061241A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Yamamoto; 和志山本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】エンジン騒音の増加をもたらす、パワープラントの曲げ固有値の低下を招くことなく装着することができるエンジン始動装置を提供する。
【解決手段】エンジンのシリンダヘッド１３の外部に露出させたカムシャフト露出部に装着した、カムシャフトを駆動するためのカムシャフト駆動用ギア１２と、カムシャフト駆動用ギア１２に隣接配置されてカムシャフト駆動用ギア１２に駆動力を伝達し、カムシャフトを駆動させてエンジンを始動させるスタータモータ１１とを有する。スタータモータ１１は、シリンダヘッド１３に取り付け固定された、パワープラント曲げモードに対するブラケット２７に固定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジン始動装置に関し、特に、エンジン始動に際し駆動力を伝達する伝達構造を改良したエンジン始動装置に関する。

従来、エンジン始動時に駆動力を伝達してエンジンを始動するスタータモータが知られている。このスタータモータは、通常、エンジン後端やトランスミッション前端に取り付けられており、エンジン始動時に、モータ駆動によりエンジン回転数の変動を抑制するための装置であるフライホイールの周上に位置するリングギアと噛み合い、クランクシャフトやピストン、コンロッド等のエンジン主運動系の部品を駆動させ、エンジンを始動させている。

一般的に、スタータモータは、取り付けのし易さ等から、フライホイールのリングギアの周上に位置するように配置されており、シリンダブロックやオイルパンのトランスミッションとの取り付けフランジ面やトランスミッションハウジングのエンジンとの取り付けフランジ面に開口を設け、その開口にスタータモータの駆動ギア部を挿入している。このようなスタータモータの取り付け構造を有するものとして、「エンジン・トランスミッション形の振動低減装置」（特許文献１参照）がある。

図４は、従来のスタータモータが取り付けられるシリンダブロックの斜視説明図である。図４に示すように、スタータモータをシリンダブロック１に取り付ける場合、シリンダブロック１のトランスミッションとの取り付けフランジ面１ａに、スタータモータ２の駆動ギア部（図示しない）を挿入するための開口３が設けられる。
そして、スタータモータの駆動ギア部とリングギアが噛み合うことにより、クランクシャフトの回転と、その回転に同期した点火により、エンジンを始動させることができる。
特開昭６２−２８３２３４号公報

しかしながら、エンジンとトランスミッションとの取り付けフランジ面に、スタータモータ挿入用の開口を設けたことにより、エンジンとトランスミッションの締結剛性が低下してしまい、パワープラントの曲げ固有値の低下が避けられない。その結果、加速時に発生するエンジン騒音の増加をもたらすことになる。
この発明の目的は、エンジン騒音の増加をもたらす、パワープラントの曲げ固有値の低下を招くことなく装着することができるエンジン始動装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係るエンジン始動装置は、エンジンのシリンダヘッドの外部に露出させたカムシャフト露出部に装着した、前記カムシャフトを駆動するためのカムシャフト駆動手段と、前記カムシャフト駆動手段に隣接配置されて前記カムシャフト駆動手段に駆動力を伝達し、前記カムシャフトを駆動させて前記エンジンを始動させるエンジン駆動手段とを有している。

この発明によれば、エンジンのシリンダヘッドの外部に露出させたカムシャフト露出部に装着した、カムシャフトを駆動するためのカムシャフト駆動手段に、カムシャフト駆動手段に隣接配置されたエンジン駆動手段から駆動力が伝達されることにより、カムシャフトが駆動してエンジンを始動することができる。このため、エンジン騒音の増加をもたらす、パワープラントの曲げ固有値の低下を招くことなく、エンジン始動装置を装着することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係るエンジン始動装置の配置状態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。図１に示すように、エンジン始動装置１０は、スタータモータ（エンジン駆動手段）１１とカムシャフト駆動用ギア（カムシャフト駆動手段）１２を有している。

スタータモータ（エンジン駆動手段）１１は、自動車用エンジンである内燃機関のシリンダヘッド１３（（ｂ）参照）の後端に装着されている。内燃機関は、吸気弁（図示しない）を開閉駆動するインテーク側カムシャフト１４、排気弁（図示しない）を開閉駆動するエキゾースト側カムシャフト１５、及び両カムシャフト１４，１５の下方に配置されたクランクシャフト１６を備えている（（ａ）参照）。

両カムシャフト１４，１５の同一側の一端（前端）には、それぞれカムスプロケット１７，１８が取り付けられており、両カムスプロケット１７，１８の取り付け位置に対応して、クランクシャフト１６の一端（前端）のクランクプーリ１９の手前には、クランクシャフトカムスプロケット２０が取り付けられている。両カムスプロケット１７，１８とクランクシャフトカムスプロケット２０には、両カムスプロケット１７，１８とクランクシャフト１６の回転運動が連動するように、タイミングチェーン２１が架け渡されている（（ａ）参照）。

また、クランクシャフト１６の他端（後端）には、クラッチ機構（図示しない）や、回転変動を低減させるための機能を持つフライホイール２２が取り付けられており、一方のカムシャフト（例えば、インテーク側カムシャフト１４）の他端（後端）には、カムシャフト駆動用ギア１２が取り付けられている。カムシャフト駆動用ギア１２は、エンジン始動時用の駆動力伝達機構として機能し、このカムシャフト駆動用ギア１２に隣接して、スタータモータ１１が配置されている。スタータモータ１１の駆動軸１１ａには、カムシャフト駆動用ギア１２に噛合するスタータモータギア２３が取り付けられている（（ａ），（ｂ）参照）。

つまり、カムシャフト駆動用ギア１２は、エンジンのシリンダヘッド１３の外部に露出させたカムシャフトの露出端部に取り付けられており、このカムシャフト駆動用ギア１２にスタータモータギア２３が噛合するように、シリンダヘッド１３の後端側にスタータモータ１１が設置されている（（ｂ）参照）。シリンダヘッド１３は、カムシャフトを回転自在に支持するカムシャフト支持部２４（（ｂ）参照）や点火装置を備え、冷却システムや燃焼室の一部を形成すると共に、バルブシステム機構を備えている。

また、スタータモータ１１が設置されたシリンダヘッド１３の後端側には、カムシャフト駆動用ギア１２とスタータモータギア２３が噛み合う際の噛み合い音が車室内に漏洩し難くするために、カムシャフト駆動用ギア１２とスタータモータギア２３の全体を覆うギアハウジング２５が装着されている。このギアハウジング２５は、後述するシリンダブロック３０（図２参照）の後端面に、例えばボルト２６により取り付け固定されている。

このように、エンジン始動装置１０は、エンジンのシリンダヘッド１３の外部に露出させたカムシャフト露出部に装着した、カムシャフトを駆動するためのカムシャフト駆動用ギア１２と、カムシャフト駆動用ギア１２に隣接配置されてカムシャフト駆動用ギア１２に駆動力を伝達し、カムシャフトを駆動させてエンジンを始動させるスタータモータ１１とを有する。即ち、スタータモータ１１を、従来のように、エンジンとトランスミッションの取り付けフランジ面に取り付けるのではなく、カムシャフトの後端部側（或いは前端部側）に配置して、エンジン始動方法をカムシャフト駆動とする。

従って、エンジンブロックやオイルパンのトランスミッションとの取り付けフランジ面や、トランスミッションハウジングのエンジンとの取り付けフランジ面に、開口部を設ける必要性が無くなり、シリンダブロックやオイルパンやトランスミッションハウジングのフランジ面剛性を高めることができ、ひいては、パワープラント剛性が向上する。
その結果、加速時におけるエンジン騒音を低減することができる。また、カムシャフト回転数は機関回転数の二分の一であるので、始動時のスタータモータの駆動回転数を少なくすることが可能になり、カムシャフト駆動用ギア１２とスタータモータギア２３の噛み合い音といった機械的な騒音を低減することができる。

図２は、この発明の他の実施の形態に係るエンジン始動装置の配置状態を示す部分斜視図である。図２に示すように、スタータモータ１１は、ブラケット２７を介して、シリンダヘッド１３の後端側に取り付けられている。その他の構成及び作用は、図１のスタータモータ１１の取り付け構造と同様である。

ブラケット２７は、板体をＬ字状に折り曲げると共に屈曲部を補強板２８により補強して形成されており、一端側２７ａを、シリンダヘッド１３に、他端側２７ｂを、トランスミッションハウジング２９に取り付けている。トランスミッションハウジング２９は、シリンダヘッド１３が載置されたシリンダブロック３０の後端側に位置しており、クラッチやトルクコンバータ（図示しない）を覆う外殻を形成している。このブラケット２７は、シリンダヘッド１３の後端面とトランスミッションハウジング２９の上面に、例えばボルト３１により取り付け固定されており、パワープラント曲げモードに対する補強部材としての機能を有している。

そして、スタータモータ１０は、シリンダヘッド１３とトランスミッションハウジング２９に取り付け固定されたブラケット２７に、モータ本体外周面に密着し他端側２７ｂに固定されるバンド部材３２を介して、締結固定されている。
このように、スタータモータ１０は、パワープラント曲げモードに対する補強部材としての機能を果たすブラケット２７に固定されていることから、エンジンとトランスミッションの締結剛性が向上し、更なるパワープラント剛性の向上を図ることが可能になり、更に、加速時におけるエンジン騒音を低減することができる。

図３は、振動低減効果についてグラフで示す説明図である。図３に示すように、振動低減効果（軸受け加振−エンジンマウント先端応答）、即ち、軸受けに加わった振動に対するエンジンマウント先端部における応答を、周波数変化におけるコンプライアンスレベルの変化で表すと、中周波数領域においてパワープラント締結剛性の高いカムシャフト駆動スタータモータ構造の方がコンプライアンスレベルが低いことが分かる。なお、図中、実線は、フランジ面開口部を設けず補強したカムシャフト駆動スタータモータ構造を有する、この発明に係るエンジン始動装置１０の場合を示し、破線は、フランジ面開口部を設けたフライホイール駆動スタータモータ構造を有する、従来のエンジン始動装置の場合を示す。

このように、この発明によれば、エンジンのシリンダヘッドの外部に露出させたカムシャフト露出部に装着した、カムシャフトを駆動するためのカムシャフト駆動手段に、カムシャフト駆動手段に隣接配置されたエンジン駆動手段から駆動力が伝達されることにより、カムシャフトが駆動してエンジンを始動することができるため、エンジン騒音の増加をもたらす、パワープラントの曲げ固有値の低下を招くことなく、エンジン始動装置を装着することができる。

この発明の一実施の形態に係るエンジン始動装置の配置状態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。この発明の他の実施の形態に係るエンジン始動装置の配置状態を示す部分斜視図である。振動低減効果についてグラフで示す説明図である。従来のスタータモータが取り付けられるシリンダブロックの斜視説明図である。

符号の説明

１０エンジン始動装置
１１スタータモータ
１１ａ駆動軸
１２カムシャフト駆動用ギア
１３シリンダヘッド
１４インテーク側カムシャフト
１５エキゾースト側カムシャフト
１６クランクシャフト
１７，１８カムスプロケット
１９クランクプーリ
２０クランクシャフトカムスプロケット
２１タイミングチェーン
２２フライホイール
２３スタータモータギア
２４カムシャフト支持部
２５ギアハウジング
２６，３１ボルト
２７ブラケット
２７ａ一端側
２７ｂ他端側
２８補強板
２９トランスミッションハウジング
３０シリンダブロック
３２バンド部材

Claims

エンジンのシリンダヘッドの外部に露出させたカムシャフト露出部に装着した、前記カムシャフトを駆動するためのカムシャフト駆動手段と、
前記カムシャフト駆動手段に隣接配置されて前記カムシャフト駆動手段に駆動力を伝達し、前記カムシャフトを駆動させて前記エンジンを始動させるエンジン駆動手段と
を有するエンジン始動装置。
前記エンジン駆動手段は、スタータモータであり、前記カムシャフト駆動手段は、前記スタータモータの駆動軸に取り付けられたスタータモータギアに噛合する、カムシャフト駆動用ギアである請求項１に記載のエンジン始動装置。
前記カムシャフト駆動用ギアと前記スタータモータギアの全体を覆うギアハウジングを有する請求項２に記載のエンジン始動装置。
前記スタータモータは、前記シリンダヘッドに取り付け固定された、パワープラント曲げモードに対する補強部材に固定されている請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン始動装置。
前記補強部材は、前記シリンダヘッドの後端面と、前記シリンダヘッドが載置されたシリンダブロックの後端側に位置するトランスミッションハウジング上面に取り付け固定された、板体をＬ字状に折り曲げたブラケットである請求項４に記載のエンジン始動装置。