JP2011252538A - 車両用スタータリングギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブプレートとの溶接の際に起こる外周歯の硬さ低下を抑制することができる車両用スタータリングギヤを提供する。
【解決手段】スタータリングギヤ４４の内周面と外周歯４４ａの歯面との間のうち、ドライブプレート２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、ドライブプレート２６との溶接時の熱が外周歯４４ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として機能するものであって、溶接ビード９２よりも周方向長さが長くなるように他方の側面９０に周方向に形成された複数の周方向溝９４を備えていることから、高周波焼入により硬さが高められたスタータリングギヤ４４の外周歯４４ａが、スタータリングギヤ４４とドライブプレート２６との溶接時に焼きなまされることが抑制されるので、ドライブプレート２６との溶接により溶接部付近の外周歯４４ａの硬さが低下することを抑制することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの始動に際して用いられる車両用スタータリングギヤに係り、特に、その車両用スタータリングギヤの外周歯の硬さ低下を抑制するための技術に関するものである。

外周歯を有して円環状を成し、エンジンと共に回転する円板状部材の外周面に嵌合された状態でその円板状部材との間で複数箇所が溶接され、前記エンジンを始動するために、前記外周歯と噛合可能なピニオンギヤを有するスタータモータにより回転駆動される車両用スタータリングギヤが知られている。たとえば、特許文献１および２に記載されたものがそれである。特許文献１のスタータリングギヤは、エンジンと共に回転する円板状部材としてのトルクコンバータのカバーに溶接されている。また、特許文献２のスタータリングギヤは、たとえばトルクコンバータのカバーに固定される、エンジンと共に回転する円板状部材としての円板状のドライブプレートに溶接されている。

上記車両用スタータリングギヤは、たとえば、棒状の引抜材が円環状に曲成され、その端面同士が互いに突き合わされた状態で溶接されることで円環状部材が形成され、その円環状部材の外周面にホブ等の歯切工具が用いられて外周歯が形成され、その外周歯に高周波焼入や浸炭焼入などが施されることによって、製作される。

特開平１１−１３８５２号公報 特開平３−９９７８８号公報

ところで、上記従来の車両用スタータリングギヤは、上述のようにして製作された後、前記円板状部材の外周面に嵌合された状態でその円板状部材との間で複数箇所が溶接されるが、その際、その溶接時の熱が溶接部付近の外周歯に伝導されることで周方向の一部の外周歯が焼きなまされ、その周方向の一部の外周歯の硬さが低下するという問題があった。そして、前記ピニオンギヤとの係合により生じる外周歯の摩耗が周方向において局部的に発生するという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、円板状部材との溶接の際に起こる外周歯の硬さ低下を抑制することができる車両用スタータリングギヤを提供することにある。

かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、外周歯を有し、(a) 外周歯を有して円環状を成し、エンジンと共に回転する円板状部材の外周面に嵌合された状態でその円板状部材との間で複数箇所が溶接され、前記エンジンを始動するために、前記外周歯と噛合可能なピニオンギヤを有するスタータモータにより回転駆動される車両用スタータリングギヤであって、(b) その車両用スタータリングギヤの内周面と前記外周歯の歯面との間のうち、少なくとも前記車両用スタータリングギヤと前記円板状部材との間の溶接部の外周側に、その溶接部の溶接時の熱が前記外周歯へ伝導することを抑制する熱抵抗部を備えていることにある。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１にかかる発明において、前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの側面に周方向に形成された周方向溝または接線方向に形成された直線溝であることにある。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１にかかる発明において、前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの側面に全周にわたって連続して形成された環状溝であることにある。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１にかかる発明において、前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの一方の側面から他方の側面に向けて貫通して形成された貫通穴であることにある。

また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項２または３にかかる発明において、(a) 前記ピニオンギヤは、前記車両用スタータリングギヤに噛み合う噛合位置とその車両用スタータリングギヤに噛み合わない非噛合位置との間で前記車両用スタータリングギヤの回転中心線に平行な方向に移動可能に設けられ、前記スタータモータにより前記車両用スタータリングギヤが回転駆動される場合には前記噛合位置に移動させられ、前記スタータモータにより前記車両用スタータリングギヤが回転駆動されない場合には前記非噛合位置に移動させられるものであり、(b) 前記熱抵抗部は、前記非噛合位置に位置させられた前記ピニオンギヤに対して前記回転中心線に平行な方向において対向する前記車両用スタータリングギヤの一方の側面に前記円板状部材との溶接が施される場合には、その一方の側面に設けられることにある。

また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至５のいずれか１にかかる発明において、前記車両用スタータリングギヤは、車両走行停止時には前記エンジンが一時的に自動停止されると共に車両走行開始時には前記エンジンが再始動されるエンジン自動停止始動制御の実行時において、前記エンジンを再始動するために前記スタータモータにより回転駆動されることにある。

請求項１にかかる発明の車両用スタータリングギヤによれば、車両用スタータリングギヤの内周面と外周歯の歯面との間のうち、少なくとも車両用スタータリングギヤと円板状部材との間の溶接部の外周側に、その溶接部の溶接時の熱が外周歯へ伝導することを抑制する熱抵抗部を備えていることから、例えば高周波焼入や浸炭焼入などで外周歯が硬さが高められた車両用スタータリングギヤが円板状部材の外周面に嵌合された状態でその円板状部材との間で溶接される際に、その溶接時の熱が外周歯に伝導されることでその外周歯が焼きなまされることが抑制されるので、円板状部材との溶接の際に起こる外周歯の硬さ低下を抑制することができる。そして、前記ピニオンギヤとの係合により生じる摩耗量を低減することができる。

また、請求項２にかかる発明の車両用スタータリングギヤによれば、前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの側面に周方向に形成された周方向溝または接線方向に形成された直線溝であることから、車両用スタータリングギヤと円板状部材との間の溶接部の外周側に周方向溝または直線溝が有ることにより、その溝が無いときと比較して上記溶接部の溶接時の熱がその溶接部から外周歯へ伝動され難くなるので、円板状部材との溶接時に外周歯が焼きなまされるのが抑制され、その外周歯の硬さが低下することを抑制することができる。

また、請求項３にかかる発明の車両用スタータリングギヤによれば、前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの側面に全周にわたって連続して形成された環状溝であることから、車両用スタータリングギヤと円板状部材との間の溶接部の外周側に環状溝が有ることにより、その環状溝が無いときと比較して上記溶接部の溶接時の熱がその溶接部から外周歯へ伝動され難くなるので、円板状部材との溶接時に外周歯が焼きなまされるのが抑制され、その外周歯の硬さが低下することを抑制することができる。また、全周にわたって連続して形成される環状溝は、周方向の一部に形成される周方向溝と比較して、加工が容易であるという利点があり、スタータリングギヤの製造コストを低減することができる。また、熱抵抗部としての周方向溝が形成された車両用スタータリングギヤにおいては、それを円板状部材の外周面に嵌合するときに上記周方向溝が車両用スタータリングギヤと円板状部材との溶接部となる周方向位置に一致するように位置合わせするか、又は車両用スタータリングギヤと円板状部材とを溶接するときに周方向溝が有る周方向位置を溶接する必要があるが、熱抵抗部としての環状溝が形成された車両用スタータリングギヤによれば、上記のような位置合わせ又は溶接時の配慮が不要であり、加工工数が低減されるので、スタータリングギヤの製造コストを低減することができる。

また、請求項４にかかる発明の車両用スタータリングギヤによれば、前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの一方の側面から他方の側面に向けて貫通して形成された貫通穴であることから、車両用スタータリングギヤと円板状部材との間の溶接部の外周側に貫通穴が有ることにより、その貫通穴が無いときと比較して上記溶接部の溶接時の熱がその溶接部から外周歯へ伝動され難くなるので、円板状部材との溶接時に外周歯が焼きなまされるのが抑制され、その外周歯の硬さが低下することを抑制することができる。

また、請求項５にかかる発明の車両用スタータリングギヤによれば、前記ピニオンギヤは、前記車両用スタータリングギヤに噛み合う噛合位置とその車両用スタータリングギヤに噛み合わない非噛合位置との間で車両用スタータリングギヤの回転中心線に平行な方向に移動可能に設けられ、前記スタータモータにより前記車両用スタータリングギヤが回転駆動される場合には前記噛合位置に移動させられ、そのスタータモータにより前記車両用スタータリングギヤが回転駆動されない場合には前記非噛合位置に移動させられるものであり、前記熱抵抗部は、前記非噛合位置に位置させられた前記ピニオンギヤに対して前記回転中心線に平行な方向において対向する前記車両用スタータリングギヤの一方の側面に前記円板状部材との溶接が施される場合には、その一方の側面に設けられることから、車両用スタータリングギヤの外周歯のうち、特に、ピニオンギヤが非噛合位置から噛合位置へ移動させられるときにそのピニオンギヤと接触する上記一方の側面側の部分に、車両用スタータリングギヤと円板状部材との溶接時の熱が伝導されることが抑制されるので、車両用スタータリングギヤの外周歯のうち、特に硬さが必要とされる上記一方の側面側の部分の硬さ低下を抑制することができる。

また、請求項６にかかる発明の車両用スタータリングギヤによれば、その車両用スタータリングギヤは、車両走行停止時には前記エンジンが一時的に自動停止されると共に車両走行開始時には前記エンジンが再始動されるエンジン自動停止始動制御の実行時において、前記エンジンを再始動するために前記スタータモータにより回転駆動されるものであることから、エンジン自動停止始動制御が実行されることで、その制御が実行されない場合と比べてエンジン始動回数が大幅に増加し、一層スタータリングギヤの耐久性が必要となる場合であっても、スタータリングギヤの溶接部の外周側に熱抵抗部を設けるという比較的簡単な変更を加えるだけでスタータリングギヤの外周歯の耐久性を高めることができる。

本発明が適用された車両のエンジンおよび動力伝達装置の構成を示す概略図である。 図１のエンジンや動力伝達装置を制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図１のスタータリングギヤを含むトルクコンバータおよびクランク軸の一部を示す断面図である。 図３においてIV矢視方向から見たスタータリングギヤおよびドライブプレートだけを示す図である。 図４のV-V矢視部断面を示す断面図である。 スタータリングギヤのうち、一方の側面から厚み方向の０．５mm内側の位置における、外周歯の歯先面から径方向内側の距離とスタータリングギヤの硬さとの関係を、所定の周方向位置毎に示す図である。 本発明の他の実施例のスタータリングギヤおよびドライブプレートを示す図であって、実施例１の図４に相当する図である。 本発明の他の実施例のスタータリングギヤおよびドライブプレートを示す図であって、実施例１の図５に相当する図である。 本発明の他の実施例のスタータリングギヤおよびドライブプレートを示す図であって、実施例１の図３に相当する図である。 本発明の他の実施例のスタータリングギヤおよびドライブプレートの周方向の一部を示す図である。 実施例１のスタータリングギヤと比較して複数の周方向溝が設けられていないことだけが異なる従来のスタータリングギヤのうち、一方の側面から厚み方向の０．５mm内側の位置における、外周歯の歯先面から径方向内側の距離とスタータリングギヤの硬さとの関係を、所定の周方向位置毎に示す図である。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両のエンジン１０および動力伝達装置１２の構成を示す概略図である。これらエンジン１０および動力伝達装置１０は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両に好適に採用されるものである。内燃機関にて構成された走行用の動力源としてのエンジン１０の出力は、そのエンジン１０のクランク軸１４からトルクコンバータ１６、自動変速機１８、およびプロペラシャフト２０をそれぞれ介して差動歯車装置２２に伝達され、その差動歯車装置２２から左右の駆動輪２４Ｌ、２４Ｒへ分配される。

トルクコンバータ１６は、円板状のドライブプレート２６を介してクランク軸１４に連結されたポンプ翼車１６ｐと、自動変速機１８の入力軸２８に連結されたタービン翼車１６ｔと、一方向クラッチ３０によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車１６ｓとを備えて構成され、クランク軸１４と共に回転するポンプ翼車１６ｐの回転がそのポンプ翼車１６ｐによりトルクコンバータ１６内を循環させられる作動流体を介してタービン翼車１６ｔへ伝達される良く知られた流体伝動装置である。上記ポンプ翼車１６ｐには、機械式オイルポンプ３２の駆動軸が連結されており、この機械式オイルポンプ３２は、エンジン１０により回転駆動させられるようになっている。なお、上記ドライブプレート２６は、本発明におけるエンジンと共に回転する円板状部材に相当するものである。

自動変速機１８は、複数組の遊星歯車装置およびクラッチやブレーキ等の複数の油圧係合装置を有する変速機構３４と、上記油圧係合装置の係合状態を切り換えるためにその油圧係合装置に供給される油圧を制御する油圧制御回路３６とを主体として構成され、入力軸２８と出力軸３８との回転速度比すなわち変速比が、車両の走行状態に応じて予め設定された複数の変速比のいずれか１に選択的に切り換えられる良く知られた遊星歯車式変速機である。動力伝達装置１２は、前記機械式オイルポンプ３２と、エンジン１０の作動によらず図示しないバッテリの電力で作動させられる電動式オイルポンプ４０とを備えている。上記油圧制御回路３６には、機械式オイルポンプ３２および電動式オイルポンプ４０のどちらかから元圧となる油圧が圧送され、前記油圧係合装置には、油圧制御回路３６により上記元圧を元に調圧された油圧が供給されるようになっている。

また、動力伝達装置１２は、エンジン１０を始動させるため、すなわちエンジン１０が自力で回転するようになるまでそのエンジン１０の作動を補助するためのエンジン始動装置４２を備えている。このエンジン始動装置４２は、外周歯４４ａを有して円環状を成し、ドライブプレート２６の外周面に固定されたスタータリングギヤ４４と、外周歯４４ａと噛合可能なピニオンギヤ４６ａを有し、スタータリングギヤ４４を回転駆動するスタータモータ４６と、ピニオンギヤ４６ａをスタータリングギヤ４４に噛み合う噛合位置と噛み合わない非噛合位置との間で移動させるマグネットスイッチ４８とを備えている。なお、図１において破線で示すピニオンギヤ４６ａがスタータリングギヤ４４に噛み合う噛合位置に位置させられたものであり、また、図１において実線で示すピニオンギヤ４６ａがスタータリングギヤ４４と噛み合わない非噛合位置に位置させられたものである。

上記スタータモータ４６は、図１中に矢印ａで示すようにスタータリングギヤ４４の回転中心線Ｃに平行な軸心方向へ移動可能な出力軸４６ｂと、その出力軸４６ｂの先端部に固定されたピニオンギヤ４６ａとを有している。また、上記マグネットスイッチ４８は、ソレノイド４８ａと、図１中に矢印ｂで示すように出力軸４６ａに平行な方向に移動可能に設けられ、ソレノイド４８ａが通電させられることでソレノイド４８ａ側に引きつけられる可動鉄心４８ｂとを有している。

ピニオンギヤ４６ａは、スタータモータ４６によりスタータリングギヤ４４が回転駆動される場合には、ソレノイド４８ａが通電させられて可動鉄心４８ｂがソレノイド４８ａ側に移動させられ、その可動鉄心４８ｂがてこ部材５０を介して出力軸４６ｂを軸心方向のスタータリングギヤ４４側に移動させることにより、図１中に破線で示すようにスタータリングギヤ４４に噛み合う噛合位置に移動させられるようになっている。スタータリングギヤ４４は、上記噛合位置に位置させられたピニオンギヤ４６ａを介して伝達されるスタータモータ４６の出力トルクにより回転駆動されるようになっている。

また、ピニオンギヤ４６ａは、スタータモータ４６によりスタータリングギヤ４４が回転駆動されない場合には、ソレノイド４８ａの通電が停止され、出力軸４６ｂがスプリング５２の付勢力によりスタータリングギヤ４４とは反対側へ移動させられることにより、図１中に実線で示すようにスタータリングギヤ４４に噛み合わない非噛合位置に移動させられるようになっている。

このように構成されたエンジン始動装置４２は、エンジン始動時にスタータモータ４６を作動させることでピニオンギヤ４６ａおよびリングギヤ４４を介してクランク軸１４を回転駆動させ、エンジン１０の回転速度を予め定められた所定のエンジン点火可能回転速度まで上昇させる。

図２は、図１のエンジン１０や動力伝達装置１２を制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図２において、電子制御装置５４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン１０の出力制御、自動変速機１８の変速制御、およびエンジン始動装置４２の作動制御などを実行する。

電子制御装置５４には、たとえば、車速センサ５６により検出される車速Ｖを表す車速信号、アクセル開度センサ５８により検出されるアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度Ａｃｃを表すアクセル開度信号、ブレーキスイッチ６０により検出されるブレーキペダルの踏み込みの有無を表すブレーキ操作信号、レバーポジションセンサ６２により検出される、シフト操作装置６４のシフトレバー６６の操作位置Ｐ_ＳＨを表す操作位置信号などが供給される。上記シフト操作装置６４は、自動変速機１８の作動状態を切り換えるために、運転者により予め定められた複数の操作位置Ｐ_ＳＨに手動操作されるシフトレバー６６を有するものである。上記シフトレバー６６は、自動変速機１８内の動力伝達経路を遮断しつつ自動変速機１８の出力軸３８をロックするための駐車位置、自動変速機１８を後進用ギヤ段に切り換えるための後進走行位置、自動変速機１８内の動力伝達経路を遮断するための中立位置、自動変速機１８を複数の前進用ギヤ段を含むＤレンジの範囲内で自動変速するための前進走行位置のいずれか１へ操作可能に設けられている。

一方、電子制御装置５４からは、エンジン１０の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号として、例えば、電子スロットル弁６８の開閉を制御するためにスロットルアクチュエータ７０を駆動するスロットル信号、燃料噴射装置７２から噴射される燃料の量を制御するための燃料噴射信号、および点火装置７４によるエンジン１０の点火時期を制御するための点火時期信号などがそれぞれ出力される。また、電子制御装置５４からは、自動変速機１８のギヤ段を切り換えるために油圧制御回路３６を制御する信号、スタータモータ４６を回転駆動するための信号、およびスタータモータ４６のピニオンギヤ４６ａをスタータリングギヤ４４に噛み合わせるためにマグネットスイッチ４８のソレノイド４８ａを通電させるための信号などがそれぞれ出力される。

ここで、電子制御装置５４の備える制御機能のうちのエンジン自動停止始動制御手段７６について説明する。このエンジン自動停止始動制御手段７６は、車両走行停止時にはエンジン１０を一時的に自動停止し、車両走行開始時にはエンジン始動装置４２のスタータモータ４６によりスタータリングギヤ４４を回転駆動することでエンジン１０を再始動するエンジン自動停止始動制御を行う。上記エンジン自動停止始動制御は、エコラン制御（エコノミーランニング制御）或いはアイドルストップ制御などとも称される。たとえば、エンジン自動停止始動制御手段７６は、交差点等の車両走行停止時に燃費の向上、排気ガスの低減、騒音の低減等のために、所定のエンジン停止条件が成立した場合には、エンジン１０を一時的に自動停止するためにスロットルアクチュエータ７０による電子スロットル弁６８を閉じる制御、燃料噴射装置７２による燃料供給を停止する制御等を実行する。そして、エンジン自動停止始動制御手段７６は、所定のエンジン始動条件が成立した場合には、エンジン始動装置４６によりエンジン１０を始動させる。

たとえば、本実施例における上記所定のエンジン停止条件は、自動変速機１８がＤレンジの範囲内で自動変速される前進走行状態であり、アクセル開度Ａｃｃが零であり、フットブレーキが操作されており、且つ車速Ｖが零であることである。また、たとえば、本実施例における上記所定のエンジン始動条件は、運転者によって車両の発進が意図される操作が行われる場合であって、フットブレーキが非操作状態とされるか、又はアクセルペダルが操作されてアクセル開度Ａｃｃが零を超えることである。

以下、本発明の一実施例のスタータリングギヤ４４について詳しく説明する。図３は、スタータリングギヤ４４を含むトルクコンバータ１６およびクランク軸１４の一部を示す断面図である。図４は、図３においてIV矢視方向から見たスタータリングギヤ４４およびドライブプレート２６だけを示す図である。また、図５は、図４のV-V矢視部断面を示す断面図である。図３および図４に示すように、ドライブプレート２６は、回転中心線Ｃと同心に形成されたセンター穴７８がクランク軸１４の一端面に回転中心線Ｃと同心に形成された突部８０に嵌合された状態で、クランク軸１４に複数のボルト８２により締着されている。そして、ドライブプレート２６は、その外周部がトルクコンバータ１６のカバー８４に複数のボルト８６により締着されている。このドライブプレート２６の外周部には、トルクコンバータ１６とは反対側に突設された短円筒部２６ａが設けられている。ドライブプレート２６およびカバー８４は、クランク軸２６と共に回転可能に設けられた回転部材である。

スタータリングギヤ４４は、たとえば、棒状の引抜材が円環状に曲成され、その端面同士が互いに突き合わされた状態で溶接されることで円環状部材が形成され、その円環状部材の外周面にホブ等の歯切工具が用いられて回転中心線Ｃに平行な複数の外周歯４４ａが形成され、その外周歯に高周波焼入が施されることによって、製作される。上記のようにして製作されたスタータリングギヤ４４は、図３乃至図５に示すように、ドライブプレート２６の短円筒部２６ａの外周面に嵌合された状態でそのドライブプレート２６との間で複数箇所が例えばミグ溶接（ＭＩＧ(metal inert gas)溶接）により固定されている。本実施例では、前記非噛合位置に位置させられた前記ピニオンギヤ４６ａに対して回転軸心Ｃに平行な方向において対向する一方の側面８８とは反対側の他方の側面９０に、回転中心線Ｃまわりの周方向において等間隔に４箇所にドライブプレート２６との溶接が施されている。図３乃至図５には、スタータリングギヤ４４とドライブプレート２６との間の溶接部に形成された溶接ビード９２が示されている。

図４および図５に示すように、スタータリングギヤ４４は、その内周面と外周歯４４ａの歯面との間のうち、スタータリングギヤ４４とドライブプレート２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、それら溶接ビード９２よりも周方向長さが長くなるように形成された複数（本実施例では４つ）の周方向溝９４を有している。これら複数の周方向溝９４は、スタータリングギヤ４４とドライブプレート２６とが溶接されるときにその溶接時の熱が外周歯４４ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として機能するものであって、他方の側面９０に周方向に形成されている。

図６は、以上のように構成されたスタータリングギヤ４４のうち、図５に示すように、一方の側面８８から厚み方向の０．５[mm] 内側の位置における、外周歯４４ａの歯先面から径方向内側の距離Ｓ[mm]とスタータリングギヤ４４の硬さ（ビッカース硬さ）Ｈ[Hv]との関係を、周方向の２位置についてそれぞれ示す図である。図４のV-V矢視部断面で示される外周歯４４ａのものは図６において実線で示され、また、図４の矢印ｄで示す外周歯４４ａのものは図６において１点鎖線で示されている。なお、図６の関係は、実験的に求められたものである。

上記に対して、図１１は、本実施例のスタータリングギヤ４４と比較して複数の周方向溝９４が設けられていないことだけが異なる従来のスタータリングギヤのうち、一方の側面８８から厚み方向の０．５[mm] 内側の位置における、外周歯４４ａの歯先面から径方向内側の距離Ｓ[mm]とスタータリングギヤ４４の硬さ（ビッカース硬さ）Ｈ[Hv]との関係を、周方向の２位置についてそれぞれ示す図である。上記従来のスタータリングギヤと前記ドライブプレート２６との溶接部の外周側の外周歯４４ａのものは図１１において実線で示され、また、上記溶接部の外周側に位置しない外周歯４４ａのものは図１１において１点鎖線で示されている。なお、図１１の関係は、実験的に求められたものである。

図６および図１１に示すように、前記ドライブプレート２６との溶接部の外周側に位置する外周歯４４ａの硬さＨが上記溶接部の外周側に位置しない外周歯４４ａの硬さＨと比べて小さいことは、スタータリングギヤ４４および従来のスタータリングギヤ共に同じである。これは、前記ドライブプレート２６との溶接時の熱が溶接部の外周側に位置する外周歯４４ａに伝導されることにより、その溶接部の外周側に位置する外周歯４４ａが焼きなまされることに起因するものと考えられる。しかし、図１１の実線に示す、従来のスタータリングギヤの溶接部の外周側に位置する外周歯４４ａの表面付近の硬さＨと比較して、図６の実線に示す、本実施例のスタータリングギヤ４４の溶接部の外周側に位置する外周歯４４ａの表面付近の硬さＨは、大きくなる。これは、本実施例のスタータリングギヤ４４には、ドライブプレート２６との溶接部と外周歯４４ａとの間に周方向溝９４が設けられているため、ドライブプレート２６との溶接時の熱が溶接部の外周側に位置する外周歯４４ａに伝導されることが抑制され、その溶接時の熱により外周歯４４ａが焼きなまされ難いためである。具体的には、本実施例のスタータリングギヤ４４が従来のものと比べてドライブプレート２６との溶接部の外周側に位置する外周歯４４ａの硬さＨが大きくなるのは、ドライブプレート２６との溶接部と外周歯４４ａとの間に周方向溝９４が有ることで、ドライブプレート２６との溶接時の熱が外周歯４４ａに伝導するときの伝導経路が上記周方向溝９４を迂回した経路となって長くなることに加え、上記周方向溝９４が無いものと比べて放熱面積が大きくなるために、外周歯４４ａに伝導される熱量が少なくなると考えられる。

上述のように、本実施例のスタータリングギヤ４４によれば、そのスタータリングギヤ４４の内周面と外周歯４４ａの歯面との間のうち、ドライブプレート（円板状部材）２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、ドライブプレート２６との溶接時の熱が外周歯４４ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として機能するものであって、溶接ビード９２よりも周方向長さが長くなるように他方の側面９０に周方向に形成された複数の周方向溝９４を備えていることから、高周波焼入で外周歯４４ａの硬さが高められたスタータリングギヤ４４がドライブプレート２６の外周面に嵌合された状態で溶接される際に、その溶接時の熱が外周歯４４ａに伝導されることが抑制されて外周歯４４ａが焼きなまされることが抑制されるので、ドライブプレート２６との溶接により溶接部付近の外周歯４４ａの硬さが低下することを抑制することができる。そして、ピニオンギヤ４６ａとの係合により生じる外周歯４４ａの摩耗が周方向において局部的に発生することを抑制することができる。

また、本実施例のスタータリングギヤ４４によれば、そのスタータリングギヤ４４は、車両走行停止時にはエンジン１０を一時的に自動停止し、車両走行開始時にはエンジン始動装置４２のスタータモータ４６によりスタータリングギヤ４４を回転駆動することでエンジン１０を再始動するエンジン自動停止始動制御手段７６を備えるエンジン始動装置４２に設けられることから、エンジン自動停止始動制御が実行されることで、その制御が実行されない場合と比べてエンジン始動回数が大幅に増加し、一層スタータリングギヤ４４の耐久性が必要となる場合であっても、スタータリングギヤ４４の他方の側面９０に複数の周方向溝９４を形成するという比較的簡単な変更を加えるだけで、スタータリングギヤ４４の外周歯４４ａの耐久性を高めることができる。

因みに、従来から多く用いられている型式のエンジン始動装置であって、スタータモータのピニオンギヤがエンジン始動時にだけスタータリングギヤの外周歯に噛み合わされる型式のものだと、上記エンジン始動回数の大幅増加により、ピニオンギヤをスタータリングギヤの外周歯に噛み合わせるためにそのスタータリングギヤに向けて移動させる際に、スタータリングギヤがピニオンギヤの外周歯と接触する回数が大幅に増加してしまうため、スタータリングギヤの外周歯の耐久性を向上させる必要があった。これに対して、スタータモータとスタータリングギヤとの間に常時噛合クラッチが設けられた常時噛合式リングギヤを採用することにより、上記ピニオンギヤとの接触に伴うスタータリングギヤの耐久性の低下を低減することが考えられるが、これによれば、リングギヤだけでなく周辺の多くの部品を改造する必要があるという問題があった。

次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の実施例の説明において、実施例相互に重複する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７は、本発明の他の実施例のスタータリングギヤ１００およびドライブプレート２６を示す図であって、実施例１の図４に相当する図である。図７において、スタータリングギヤ１００は、実施例１のスタータリングギヤ４４と比較して、周方向溝９４に代えて、スタータリングギヤ１００の内周面と外周歯４４ａの歯面との間のうち、スタータリングギヤ１００とドライブプレート２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、他方の側面９０に全周にわたって連続して形成された環状溝１０２を有していること以外は、同じ構成である。なお、上記環状溝１０２の断面形状は、実施例１において図５に示す周方向溝９４の断面形状と同じである。

本実施例のスタータリングギヤ１００によれば、そのスタータリングギヤ１００の内周面と外周歯４４ａの歯面との間のうち、ドライブプレート２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、ドライブプレート２６との溶接時の熱が外周歯４４ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として機能するものであって、他方の側面９０に全周にわたって連続して形成された環状溝１０２を備えていることから、高周波焼入で外周歯４４ａの硬さが高められたスタータリングギヤ４４がドライブプレート２６の外周面に嵌合された状態で溶接される際に、その溶接時の熱が外周歯４４ａに伝導されることが抑制されて外周歯４４ａが焼きなまされることが抑制されるので、実施例１と同様に、ドライブプレート２６との溶接により溶接部付近の外周歯４４ａの硬さが低下することを抑制することができる。

また、本実施例のスタータリングギヤ１００によれば、全周にわたって連続して形成される環状溝１０２は、周方向の一部に形成される周方向溝９４と比較して、加工が容易であるという利点があるので、スタータリングギヤ１００の製造コストを低減することができるとともに、部品の軽量化に寄与することができる。

また、実施例１のスタータリングギヤ４４では、それをドライブプレート２６の外周面に嵌合するときに周方向溝９４がスタータリングギヤ４４とドライブプレート２６との溶接部となる所定の周方向位置に一致するように位置合わせするか、又はスタータリングギヤ４４とドライブプレート２６とを溶接するときに周方向溝９４が有る周方向位置を溶接する必要があるが、本実施例のスタータリングギヤ１００によれば、上記のような位置合わせ又は溶接時の配慮が不要であるので、加工工数が削減され、スタータリングギヤ１００の製造コストを低減することができる。

図８は、本発明の他の実施例のスタータリングギヤ１１０およびドライブプレート２６を示す図であって、実施例１の図５に相当する図である。図８において、スタータリングギヤ１１０は、実施例１のスタータリングギヤ４４と比較して、周方向溝９４に代えて、スタータリングギヤ１１０の内周面と外周歯４４ａの歯面との間のうち、スタータリングギヤ１１０とドライブプレート２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、それら溶接ビード９２よりも周方向長さが長くなるように且つ一方の側面８８から他方の側面９０に貫通して形成された複数（本実施例では４つ）の貫通穴１１２を有していること以外は、同じ構成である。なお、上記貫通穴１１２が形成される周方向位置は、実施例１の図４に示す周方向溝９４の周方向位置と同じである。

本実施例のスタータリングギヤ１１０によれば、そのスタータリングギヤ１１０の内周面と外周歯４４ａの歯面との間のうち、ドライブプレート２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、ドライブプレート２６との溶接時の熱が外周歯４４ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として機能するものであって、一方の側面８８から他方の側面９０に貫通して形成された複数の貫通穴１１２を備えていることから、高周波焼入で外周歯４４ａの硬さが高められたスタータリングギヤ４４がドライブプレート２６の外周面に嵌合された状態で溶接される際に、その溶接時の熱が外周歯４４ａに伝導されることが抑制されて外周歯４４ａが焼きなまされることが抑制されるので、実施例１と同様に、ドライブプレート２６との溶接により溶接部付近の外周歯４４ａの硬さが低下することを抑制することができる。

図９は、本発明の他の実施例のスタータリングギヤ１２０およびドライブプレート１２２を示す図であって、実施例１の図３に相当する図である。図９において、ドライブプレート１２２の外周部には、トルクコンバータ１６側に突設された短円筒部１２２ａが設けられている。スタータリングギヤ１２０は、ドライブプレート１２２の短円筒部１２２ａの外周面に嵌合された状態でそのドライブプレート１２２との間で複数箇所が例えばミグ溶接（ＭＩＧ(metal inert gas)溶接）により固定されている。本実施例では、前記非噛合位置に位置させられた前記ピニオンギヤ４６ａに対して回転軸心Ｃに平行な方向において対向する一方の側面１２４に、回転中心線Ｃまわりの周方向において等間隔に４箇所にドライブプレート１２２との溶接が施されている。なお、上記ピニオンギヤ４６ａは、実施例１と同様に、前記スタータモータ４６によりスタータリングギヤ１２０が回転駆動される場合には、前記マグネットスイッチ４８によりスタータリングギヤ１２０に噛み合う噛合位置に移動させられ、スタータモータ４６によりスタータリングギヤ１２０が回転駆動されない場合には、スタータリングギヤ１２０に噛み合わない非噛合位置に移動させられるようになっている。

スタータリングギヤ１２０は、その内周面と外周歯１２０ａの歯面との間のうち、スタータリングギヤ１２０とドライブプレート１２２との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、それら溶接ビード９２よりも周方向長さが長くなるように形成された複数（本実施例では４つ）の周方向溝１２６を有している。これら複数の周方向溝１２６は、スタータリングギヤ１２０とドライブプレート１２２とが溶接されるときにその溶接時の熱が外周歯１２０ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として機能するものであって、前記非噛合位置に位置させられた前記ピニオンギヤ４６ａに対して回転軸心Ｃに平行な方向において対向する一方の側面１２４に周方向に形成されている。

本実施例のスタータリングギヤ１２０によれば、ピニオンギヤ４６ａは、実施例１と同様に、スタータモータ４６によりスタータリングギヤ１２０が回転駆動される場合には、スタータリングギヤ１２０に噛み合う噛合位置に移動させられ、スタータモータ４６によりスタータリングギヤ１２０が回転駆動されない場合には、スタータリングギヤ１２０に噛み合わない非噛合位置に移動させられるものであり、スタータリングギヤ１２０の両側面のうち、前記非噛合位置に位置させられたピニオンギヤ４６ａに対して回転軸心Ｃに平行な方向において対向する一方の側面１２４にドライブプレート１２２との溶接が施されると共にその一方の側面１２４に熱抵抗部としての周方向溝１２６が設けられていることから、スタータリングギヤ１２０の外周歯１２０ａのうち、特に、ピニオンギヤ４６ａが前記非噛合位置から前記噛合位置へ移動させられる際にそのピニオンギヤ４６ａと接触する上記一方の側面１２４側の部分に、スタータリングギヤ１２０とドライブプレート１２２との溶接時の熱が伝導されることが抑制されるので、スタータリングギヤ１２０の外周歯１２０ａのうち、特に硬さが必要とされる上記一方の側面１２４側の部分の硬さ低下を抑制することができる。

以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。

たとえば、スタータリングギヤ４４（１００，１１０，１２０）には、ドライブプレート２６（１２２）との溶接時の熱が外周歯４４ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として、溶接部の外周側に周方向溝９４（１２６）、環状溝１０２、および貫通穴１１２のいずれか１が設けられていたが、例えば、耐熱樹脂などの熱伝導率の低い材料から成る部材が溶接部の外周側に設けられてもよい。例えば、径方向に３層状を成す金属製の内側円環状部材、耐熱樹脂製の中間円環状部材、および金属製の外側円環状部材が互いに接合され、上記外側円環状部材の外周面にスタータモータのピニオンギヤに噛み合う外周歯が形成されることによって、スタータリングギヤが製作されてもよい。このようにすれば、上記内側円環状部材の内周部とドライブプレート２６との溶接時の熱が上記外側円環状部材の外周歯に伝導するのを耐熱樹脂製の中間円環状部材により抑制することができる。

また、実施例１において、スタータリングギヤ４４の側面には、ドライブプレート２６との溶接時の熱が外周歯４４ａへ伝導することを抑制する熱抵抗部として、溶接部の外周側において周方向に形成された周方向溝９４が設けられていたが、溝形状はこれに限られない。例えば、図１０に周方向の一部を示すように、スタータリングギヤ１３０の側面には、上記熱抵抗部として、溶接部の外周側において接線方向に形成された直線溝１３２が設けられてもよい。

また、スタータリングギヤ４４（１００，１１０，１２０）とドライブプレート２６（１２２）とは、ミグ溶接（ＭＩＧ(metal inert gas)溶接）により接合されていたが、例えばレーザ溶接などの他の溶接により接合されてもよい。

また、スタータリングギヤ４４（１００，１１０，１２０）には、回転中心線Ｃまわりの周方向において等間隔に４箇所にドライブプレート２６（１２２）との溶接が施されていたが、必ずしも等間隔である必要はなく、また４箇所でなくてもよい。例えば６箇所あるいは１２箇所が溶接されてもよい。

また、スタータリングギヤ４４（１００，１１０，１２０）は、ドライブプレート２６（１２２）に溶接されていたが、例えばトルクコンバータ１６のカバー８４など、エンジン１０のクランク軸１４と共に回転する他の部材に溶接されてもよい。

また、周方向溝９４（１２６）および貫通穴１１２は、スタータリングギヤ４４（１１０）とドライブプレート２６との間の複数の溶接部すなわち溶接ビード９２の外周側に、それら溶接ビード９２よりも周方向長さが長くなるように形成されていたが、必ずしも溶接ビード９２よりも周方向長さが長い必要はない。

また、周方向溝９４（１２６）および貫通穴１１２は、必ずしも１つの溶接ビード９２に対してその外周側に１つ設けられる必要はなく、例えば１つの溶接ビード９２に対してその外周側に、径方向に重ねられか或いは周方向に並べられて複数設けられてもよい。

また、周方向溝９４（１２６）および環状溝１０２は、必ずしも１の側面だけに設けられる必要はなく、両側面に設けられてもよい。

また、エンジン始動装置４２は、スタータモータ４６のピニオンギヤ４６ａがエンジン始動時にだけスタータリングギヤ４４（１００，１１０，１２０）に噛み合わされる型式のものであったが、例えば、スタータモータ４６とスタータリングギヤ４４との間に常時噛合クラッチが設けられた常時噛合式リングギヤが採用されたもの等、他の型式のものであってもよい。

また、スタータリングギヤ４４（１００，１１０，１２０）は、遊星歯車式変速機である自動変速機１８を備える動力伝達装置１２に設けられていたが、例えば、無段変速機や自動クラッチ付の常時噛合式変速機など、他の変速機を備える動力伝達装置に設けられてもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：エンジン
２６：ドライブプレート（円板状部材）
４４：スタータリングギヤ（車両用スタータリングギヤ）
４４ａ：外周歯
４６：スタータモータ
４６ａ：ピニオンギヤ
８８，１２４：一方の側面
９０：他方の側面
９２：溶接ビード（溶接部）
９４，１２６：周方向溝（熱抵抗部）
１０２：環状溝（熱抵抗部）
１１２：貫通穴（熱抵抗部）
Ｃ：回転中心線

Claims (6)

1. 外周歯を有して円環状を成し、エンジンと共に回転する円板状部材の外周面に嵌合された状態で該円板状部材との間で複数箇所が溶接され、前記エンジンを始動するために、前記外周歯と噛合可能なピニオンギヤを有するスタータモータにより回転駆動される車両用スタータリングギヤであって、
   該車両用スタータリングギヤの内周面と前記外周歯の歯面との間のうち、少なくとも該車両用スタータリングギヤと前記円板状部材との間の溶接部の外周側に、該溶接部の溶接時の熱が前記外周歯へ伝導することを抑制する熱抵抗部を備えていることを特徴とする車両用スタータリングギヤ。
2. 前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの側面に周方向に形成された周方向溝または接線方向に形成された直線溝であることを特徴とする請求項１の車両用スタータリングギヤ。
3. 前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの側面に全周にわたって連続して形成された環状溝であることを特徴とする請求項１の車両用スタータリングギヤ。
4. 前記熱抵抗部は、前記車両用スタータリングギヤの一方の側面から他方の側面に向けて貫通して形成された貫通穴であることを特徴とする請求項１の車両用スタータリングギヤ。
5. 前記ピニオンギヤは、前記車両用スタータリングギヤに噛み合う噛合位置と該車両用スタータリングギヤに噛み合わない非噛合位置との間で該車両用スタータリングギヤの回転中心線に平行な方向に移動可能に設けられ、前記スタータモータにより該車両用スタータリングギヤが回転駆動される場合には前記噛合位置に移動させられ、該スタータモータにより該車両用スタータリングギヤが回転駆動されない場合には前記非噛合位置に移動させられるものであり、
   前記熱抵抗部は、前記非噛合位置に位置させられた前記ピニオンギヤに対して前記回転中心線に平行な方向において対向する前記車両用スタータリングギヤの一方の側面に前記円板状部材との溶接が施される場合には、該一方の側面に設けられることを特徴とする請求項２または３の車両用スタータリングギヤ。
6. 前記車両用スタータリングギヤは、車両走行停止時には前記エンジンが一時的に自動停止されると共に車両走行開始時には該エンジンが再始動されるエンジン自動停止始動制御の実行時において、該エンジンを再始動するために前記スタータモータにより回転駆動されるものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１の車両用スタータリングギヤ。

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