JP2010025081A - エンジン始動用トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルト９の数を減らすことで組み付け工数を低減でき、且つ、軽量化を図ることができるトルク伝達装置１を提供する。
【解決手段】クラッチ７のアウタ７ｂには、アウタ固定部７０が一体に設けられ、このアウタ固定部７０が第２の回転体６と共に、共通のボルト９によって、トルクコンバータ１０のフロントケース１０ａに固定される。第１の回転体４には、ボルト９を締め付ける際に、工具を出し入れできる窓孔４ｃがボルト９の数だけ形成され、且つ、個々の窓孔４ｃが、それぞれボルト９の締め付け位置に対応して形成されている。本トルク伝達装置１は、全ての部品がアセンブリとして組み立てられた状態で車両メーカに納入され、車両メーカでは、エンジンのクランク軸２に第２の回転体６を固定した後、第２の回転体６とアウタ固定部７０が、トルクコンバータ１０のフロントケース１０ａに設けられたネジ台１０ｂにボルト９を結合して固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのリングギヤにクラッチを内蔵し、このクラッチを介してリングギヤからエンジンのクランク軸にスタータの駆動トルクを伝達してエンジンを始動させるエンジン始動用トルク伝達装置に関する。

近年、地球温暖化の原因の一つである自動車の排ガス対策として、例えば、交差点での信号停止時にエンジンを自動停止させるアイドリングストップシステムが実用化されている。同システムに採用される従来技術として、例えば、特許文献１に記載された内燃機関の始動装置がある。
この始動装置は、図３に示す様に、外周にリングギヤ１００が設けられた第１の回転体１１０と、この第１の回転体１１０に軸受１２０を介して相対回転可能に組み付けられ、且つ、エンジンのクランク軸１３０にボルト１４０により固定された第２の回転体１５０と、第１の回転体１１０と第２の回転体１５０との間に配設される一方向クラッチ１６０等を備え、スタータのピニオンギヤ（図示せず）が常時リングギヤ１００に噛み合っている。

エンジン始動時には、スタータの駆動トルクがピニオンギヤからリングギヤ１００に伝達され、そのリングギヤ１００を有する第１の回転体１１０が回転することにより、第１の回転体１１０の回転がクラッチ１６０を介して第２の回転体１５０に伝達されてエンジンをクランキングする。エンジンの始動により、第２の回転体１５０の回転速度が第１の回転体１１０の回転速度を上回ると、クラッチ１６０が空転して第２の回転体１５０から第１の回転体１１０へのトルク伝達が遮断される。
このような常時噛み合い式始動装置は、エンジン始動時にピニオンギヤを押し出してリングギヤに噛み合わせる電磁押し込み式始動装置に比べて、ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合い部分に発生する摩耗および騒音を低減できる効果がある。
特開２００８−８２１８６号公報

ところで、上記の従来技術では、一方向クラッチ１６０のアウタ１６１が第２の回転体１５０とは別体に設けられ、ボルト１７０によって第２の回転体１５０に固定されている。これは、通常、第２の回転体１５０には、熱処理の必要はなく、プレス等の塑性加工により安価に作ることができるのに対し、アウタ１６１は、クラッチ１６０の強度上、熱処理が必要であるため、第２の回転体１５０とは別体に設けられている。
しかし、自動変速機を搭載する車両では、通常、第２の回転体１５０（オートマチック車の場合は、ドライブプレートと呼ばれる）が、トルクコンバータのフロントケースにボルトで固定されるため、アウタ１６１を第２の回転体１５０と別体に構成した場合、規格が異なる２種類のボルトを使用する必要がある。その結果、部品点数が増えると共に、重量も増加するため無駄が生じるという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、使用するボルトの数を減らすことで組み付け工数を低減でき、且つ、軽量化を図ることができるエンジン始動用トルク伝達装置を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、自動変速機を搭載する車両に用いられ、スタータが発生する駆動トルクをエンジンのクランク軸に伝達して、エンジンを始動させるためのエンジン始動用トルク伝達装置であって、外周にリングギヤが形成された第１の回転体と、この第１の回転体に軸受を介して相対回転可能に組み付けられ、且つ、クランク軸に固定される第２の回転体と、リングギヤがスタータに駆動されて第１の回転体が回転する時に、第１の回転体から第２の回転体へトルクを伝達する一方向クラッチとを備え、この一方向クラッチは、第１の回転体と一体に回転するインナと、第２の回転体と一体に回転するアウタと、インナとアウタとの間でトルクの伝達を断続する係合子とを有し、アウタは、第２の回転体と別体に設けられ、且つ、自動変速機に用いられるトルクコンバータのフロントケースに、第２の回転体と共に、共通のボルトによって固定されていることを特徴とする。

自動変速機を搭載する車両では、第２の回転体（一般にドライブプレートと呼ばれている）がボルトによってトルクコンバータのフロントケースに固定されている。本発明では、アウタを第２の回転体に固定する手段として、第２の回転体をトルクコンバータのフロントケースに固定するボルトを共用することにより、アウタを第２の回転体に固定するための専用のボルトを廃止できる。これにより、部品点数（ボルトの数）を削減できると共に、ボルトの締め付け作業を減らすことができるので、コストを低減できる。また、部品点数の削減による軽量化も実現できる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、アウタと第２の回転体は、両者の相対回転を規制する位置決め手段を有していることを特徴とする。
本発明のエンジン始動用トルク伝達装置は、全ての部品（第１の回転体、第２の回転体、クラッチ、軸受、シール部品等）がアセンブリとして組み立てられた状態で車両メーカに納入される。車両メーカでは、エンジンのクランク軸に第２の回転体を固定した後、第２の回転体とアウタとがトルクコンバータのフロントケースにボルトで固定されて組み付けられる。このボルト締めの際に、アウタに設けられるボルト孔の位置と、第２の回転体に設けられるボルト孔の位置とが周方向にずれていると、両ボルト孔の位置を合わせる位置合わせ作業が必要となり、作業工数が増えるため、車両自体の完成工数を悪化させることになる。

これに対し、本発明では、アウタと第２の回転体との相対回転を規制する位置決め手段を有しているので、アウタに設けられるボルト孔の位置と、第２の回転体に設けられるボルト孔の位置とを周方向に合わせて位置決めした状態で組み立てることができる。これにより、車両メーカでは、ボルト締めの際に、上記の位置合わせ作業を廃止できるので、作業工数が増えることはなく、車両自体の完成工数が悪化する要因の一つを排除できる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、第１の回転体には、ボルトを締め付けるための工具を出し入れ出来る窓孔が形成されていることを特徴とする。
第１の回転体に窓孔を形成することにより、この窓孔を通して工具の出し入れが可能となるため、車両メーカにおいてボルト締めを容易に行うことができ、組み付け作業性が向上する。

（請求項４の発明）
請求項３に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、窓孔は、ボルトの数と同数もしくはそれ以上形成され、且つ、少なくともボルトの数と同数形成される個々の窓孔が、それぞれボルトの締め付け位置に対応して形成されていることを特徴とする。
例えば、第１の回転体に窓孔が１ヶ所だけ形成されている場合は、複数個のボルトを締め付ける際に、最初のボルトを締め付けた後、第１の回転体を回転させて、次のボルトを締め付ける位置まで窓孔の位置を周方向に移動させる必要があるため、ボルト締めに係る工数が多くなる。また、エンジン始動時にスタータギヤ（ピニオンギヤ）とリングギヤとの間で生じる騒音は、第１の回転体が共鳴板となって音を放射するので、第１の回転体に形成される窓孔が多く、面積が大きい程、騒音低減が向上する別の効果も得られる。

これに対し、本発明では、ボルトの数と同数もしくはそれ以上の窓孔が第１の回転体に形成され、且つ、少なくともボルトの数と同数形成される個々の窓孔が、それぞれボルトの締め付け位置に対応して形成されているので、最初のボルトを締め付けた後、次のボルトを締め付ける際に、次のボルトの締め付け位置まで窓孔の位置を移動させる必要がない。つまり、複数のボルトを１個ずつ順番に締め付けていく際に、その都度、第１の回転体を回転させる必要はないので、ボルト締めに係る工数を少なくでき、組み付け作業性が向上する。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１は実施例１に係るエンジン始動用トルク伝達装置（以下、トルク伝達装置１と略して呼ぶ）の断面図である。
本実施例のトルク伝達装置１は、自動変速機を搭載する車両に用いられるもので、スタータ（図示せず）が発生するトルクをエンジンのクランク軸２に伝達する働きを有し、外周にリングギヤ３が形成された第１の回転体４と、この第１の回転体４に軸受５を介して相対回転可能に組み付けられ、且つ、クランク軸２に固定される第２の回転体６と、第１の回転体４と第２の回転体６との間に設けられる一方向クラッチ７と、このクラッチ７に使用される潤滑剤の流出を防止するためのシール部品８等より構成される。

第１の回転体４は、リングギヤ３にスタータのピニオンギヤが常時噛み合っており、リングギヤ３がスタータに駆動されて回転する。
第２の回転体６は、オートマチック車用のドライブプレートであり、最内径部にボス部６ａが設けられ、このボス部６ａに形成された貫通孔６ｂにボルト（図示せず）を通して、そのボルトをクランク軸２の端部に締め付けて固定される。
軸受５は、例えば、シール機能を有するボールベアリングであり、第２の回転体６に設けられたボス部６ａの外周と、第１の回転体４の最内径部に設けられた円筒壁部４ａの内周との間に組み込まれている。

クラッチ７は、第１の回転体４と一体に回転するインナ７ａと、第２の回転体６と一体に回転するアウタ７ｂと、インナ７ａとアウタ７ｂとの間でトルクの伝達を断続する働き、具体的には、インナ７ａからアウタ７ｂへのトルク伝達を許容し、アウタ７ｂからインナ７ａへのトルク伝達を遮断する係合子７ｃ（例えば、ローラ、スプラグ、カム）等より構成され、この係合子７ｃが配設されるクラッチ室に潤滑剤（例えば、グリース、エンジンオイル等）が充填されている。

シール部品８は、例えば、周知のオイルシールであり、第１の回転体４に設けられた筒状壁部４ｂの内周に圧入して組み付けられ、ゴム製のリップ部８ａがアウタ７ｂの外周面に押圧されている。このシール部品８は、第１の回転体４と第２の回転体６との相対回転が生じた時に、アウタ７ｂの外周面をリップ部８ａが摺接することにより、クラッチ７の外周側をシールして潤滑剤の流出を防止する働きを有する。
なお、クラッチ７の内周側は、上記の軸受５（シール機能を有するボールベアリング）によってシールされている。

次に、本発明に係るトルク伝達装置１の特徴について説明する。
本実施例のトルク伝達装置１は、クラッチ７のアウタ７ｂが第２の回転体６と別体に設けられ、且つ、第２の回転体６と共に、共通のボルト９によって、自動変速機に用いられるトルクコンバータ１０のフロントケース１０ａに固定されている。
トルクコンバータ１０のフロントケース１０ａには、第２の回転体６とアウタ７ｂとを固定するためのネジ台１０ｂが６ヶ所、周方向等間隔に設けられ、各ネジ台１０ｂには、ボルト９を締め付けるための雌ねじが形成されている。
アウタ７ｂは、軸方向の一端側（図１の右端側）に径方向の外側へプレート状に延設されたアウタ固定部７０が一体に設けられ、このアウタ固定部７０の外径が、第２の回転体６の外径と略同一寸法に設定されている。

第２の回転体６とアウタ固定部７０は、軸方向（図示左右方向）に両者が当接した状態で組み合わされ、それぞれボルト９を通すためのボルト孔が６ヶ所、周方向等間隔に形成されている。但し、第２の回転体６に形成されるボルト孔は、アウタ固定部７０に形成されるボルト孔より内径が数ｍｍ程度大きく設定されている。
一方、アウタ固定部７０に形成されるボルト孔は、例えば、Ｍ１０のボルト９を挿通できる程度の内径を有している。また、第２の回転体６に当接するアウタ固定部７０の一端面側には、ボルト孔の周囲に環状の突起部７０ａが設けられ、この突起部７０ａが第２の回転体６に形成されたボルト孔に軽圧入の状態で嵌合している。突起部７０ａの高さは、第２の回転体６の板厚以内に抑えられている。

また、第１の回転体４には、図２に示す様に、ボルト９を締め付けるための工具（図示せず）を出し入れできる窓孔４ｃが形成されている。この窓孔４ｃは、少なくともボルト９の数だけ形成され、且つ、個々の窓孔４ｃが、それぞれボルト９の締め付け位置に対応して形成されている。
本トルク伝達装置１は、全ての部品（第１の回転体４、第２の回転体６、軸受５、クラッチ７、シール部品８等）がアセンブリとして組み立てられた状態で車両メーカに納入される。車両メーカでは、エンジンのクランク軸２に第２の回転体６をボルトで固定した後、第２の回転体６とアウタ固定部７０に形成されたボルト孔にボルト９を挿通して、トルクコンバータ１０のフロントケース１０ａに設けられたネジ台１０ｂにボルト９を結合して固定される。

続いて、トルク伝達装置１の作動を説明する。
ａ）エンジン始動時
リングギヤ３がスタータにより駆動されて第１の回転体４が回転すると、クラッチ７が係合状態（係合子７ｃを介してインナ７ａとアウタ７ｂとが連結された状態）となり、第１の回転体４→クラッチ７→第２の回転体６→クランク軸２の順にトルクが伝達されてクランキングを開始する。
ｂ）エンジン始動後
クランキングからエンジンが完爆してクランク軸２の回転が第２の回転体６に伝達され、その第２の回転体６の回転速度が第１の回転体４の回転速度を上回ると、クラッチ７が空転状態となって、第２の回転体６から第１の回転体４へのトルク伝達が遮断される。これにより、エンジンの回転がスタータに入力されることはない。

（実施例１の効果）
本実施例のトルク伝達装置１は、クラッチ７のアウタ７ｂと第２の回転体６とが別体に設けられているので、第２の回転体６をプレス等の塑性加工により安価に製作できる。また、強度を必要とするアウタ７ｂのみ熱処理を行うことができ、第２の回転体６に熱処理を実施しないことにより、熱処理に伴う歪みが第２の回転体６に発生することもない。
さらに、アウタ７ｂを第２の回転体６と別体に設けることで、アウタ７ｂの軸方向他端側、つまり、アウタ固定部７０が設けられる端部と反対側の端部（図１の左側端部）に、径方向の内側（インナ７ａ側）へ延設されるアウタ壁部７１を設けることができ、このアウタ壁部７１によって、クラッチ室からの潤滑剤の流出を抑制することが可能である。

本実施例のトルク伝達装置１は、アウタ固定部７０を第２の回転体６に固定する手段として、第２の回転体６をトルクコンバータ１０のフロントケース１０ａに固定するためのボルト９を共用しているので、アウタ７ｂを第２の回転体６に固定するための専用のボルトを廃止できる。その結果、部品点数（ボルトの数）を削減できると共に、ボルト９の締め付け作業を減らすことができるので、コストを低減でき、且つ、部品点数の削減による軽量化も実現できる。

ところで、第２の回転体６とアウタ固定部７０とをトルクコンバータ１０のフロントケース１０ａにボルト９を締め付けて固定する工程は、第２の回転体６を介してエンジンとトルクコンバータ１０とを結合する重要な工程であり、車両本体の組み立てラインに直結している。このため、ボルト締めに掛かる作業工数が増大することは、車両自体の完成工数を悪化させることになり、生産性の低下を招く。
例えば、車両メーカでは、ボルト９を締め付ける際に、第２の回転体６に形成されるボルト孔の位置と、アウタ固定部７０に形成されるボルト孔の位置とが周方向にずれていると、両ボルト孔の位置を合わせる位置合わせ作業が必要となり、作業工数が増大する要因となる。

これに対し、本実施例のトルク伝達装置１は、アウタ固定部７０に形成されるボルト孔の周囲に環状の突起部７０ａが設けられ、この突起部７０ａが第２の回転体６に形成されたボルト孔に嵌合することで、両者の相対回転が規制されている。つまり、アウタ固定部７０に設けられる突起部７０ａが、第２の回転体６との相対回転を規制する位置決め手段として機能している。これにより、本トルク伝達装置１は、アウタ７ｂに形成されるボルト孔の位置と、第２の回転体６に形成されるボルト孔の位置とを周方向に合わせて位置決めした状態でアセンブリとして組み立てることができる。その結果、車両メーカでは、ボルト締めの際に、ボルト孔の位置合わせ作業を廃止できるので、位置合わせ作業を行う場合と比較して、作業工数を低減できる。

また、本トルク伝達装置１は、第１の回転体４に窓孔４ｃが形成されており、この窓孔４ｃを通してボルト９を締め付けるための工具の出し入れが可能となるため、車両メーカにおいてボルト締めを容易に行うことができる。特に、窓孔４ｃは、少なくともボルト９の数だけ形成され、且つ、個々の窓孔４ｃが、それぞれボルト９の締め付け位置に対応して形成されているので、最初のボルト９を締め付けた後、次のボルト９を締め付ける際に、次のボルト９の締め付け位置まで窓孔４ｃの位置を移動させる必要がない。つまり、複数のボルト９を１個ずつ順番に締め付けていく際に、その都度、第１の回転体４を回転させる必要はないので、ボルト締めに係る作業工数を少なくできる。
上記の結果、車両メーカでの組み付け作業性が向上するため、車両自体の完成工数が悪化することはなく、生産性の低下を回避できる。

また、エンジン始動時にピニオンギヤとリングギヤ３との間で生じる騒音は、第１の回転体４が共鳴板となって音を放射するので、第１の回転体４に形成される窓孔４ｃの数を多く、面積を大きくする、つまり、第１の回転体４に占める窓孔４ｃの面積割合が大きい程、エンジン始動時の騒音低減効果が向上する。特に、エンジンの停止および再始動を自動制御するアイドリングストップシステムを搭載する車両は、同システムを搭載していない通常の車両よりエンジン始動回数が多いため、同システムを搭載する車両に本トルク伝達装置１を用いた場合、始動音の低減は特に重要な効果となる。

（変形例）
実施例１に記載したトルク伝達装置１は、第１の回転体４に設けられるリングギヤ３にスタータのピニオンギヤが常時噛み合っているが、エンジン始動時のみピニオンギヤを軸方向に押し出してリングギヤ３に噛み合わせる電磁押し込み式のスタータにも適用可能である。

トルク伝達装置の断面図である。 第１の回転体の半正面図である。 従来技術に係るトルク伝達装置の断面図である。

符号の説明

１ エンジン始動用トルク伝達装置
２ クランク軸
３ リングギヤ
４ 第１の回転体
４ｃ 窓孔
５ 軸受
６ 第２の回転体
７ 一方向クラッチ
７ａ インナ
７ｂ アウタ
７ｃ 係合子
９ ボルト
１０ トルクコンバータ
１０ａ トルクコンバータのフロントケース
７０ａ 突起部（位置決め手段）

Claims (4)

1. 自動変速機を搭載する車両に用いられ、スタータが発生する駆動トルクをエンジンのクランク軸に伝達して、前記エンジンを始動させるためのエンジン始動用トルク伝達装置であって、
   外周にリングギヤが形成された第１の回転体と、
   この第１の回転体に軸受を介して相対回転可能に組み付けられ、且つ、前記クランク軸に固定される第２の回転体と、
   前記リングギヤが前記スタータに駆動されて前記第１の回転体が回転する時に、前記第１の回転体から前記第２の回転体へトルクを伝達する一方向クラッチとを備え、
   この一方向クラッチは、前記第１の回転体と一体に回転するインナと、前記第２の回転体と一体に回転するアウタと、前記インナと前記アウタとの間でトルクの伝達を断続する係合子とを有し、前記アウタは、前記第２の回転体と別体に設けられ、且つ、前記自動変速機に用いられるトルクコンバータのフロントケースに、前記第２の回転体と共に、共通のボルトによって固定されていることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
2. 請求項１に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、
   前記アウタと前記第２の回転体は、両者の相対回転を規制する位置決め手段を有していることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
3. 請求項１または２に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、
   前記第１の回転体には、前記ボルトを締め付けるための工具を出し入れ出来る窓孔が形成されていることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
4. 請求項３に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、
   前記窓孔は、前記ボルトの数と同数もしくはそれ以上形成され、且つ、少なくとも前記ボルトの数と同数形成される個々の窓孔が、それぞれ前記ボルトの締め付け位置に対応して形成されていることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。

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