JP2019027376A - 車両用内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用内燃機関において、スタータモータの取付けが容易に行える構造を提供する。【解決手段】スタータモータ７はクランク軸線と平行に配置されており、ヘッド部１６がブラケット９に手前から挿入されている。シリンダブロック１のうちスタータモータ７の前部の近くに、機関を車体フレームに支持するエンジンマウント１０が配置されている。エンジンマウント１０に、スタータモータ７の取り付け工程においてこれを支持するモータ支持部３１（リブ）が形成されている。スタータモータ７の手前に油圧センサ３２が配置されているが、スタータモータ７は重くてもモータ支持部３１で支持されていて作業員は持ち上げ続けている必要はないため、油圧センサ３２に当たらないように注意を払いつつ、スタータモータ７を容易に組み付けることができる。【選択図】図４

Description

本願発明は、スタータモータで始動される車両用内燃機関に関するものである。

スタータモータで始動される車両用（自動車用）の内燃機関において、スタータモータは、主軸を変速機の側に向けた後ろ向きの姿勢でシリンダブロックの一側部に配置されており、一般に、ヘッド部にフランジ部を設けて、シリンダブロックに設けたブラケットにヘッド部を挿入してから、フランジをブラケットにボルトで固定している（例えば特許文献１）。当然ながら、スタータモータは、クランク軸と平行な姿勢（水平姿勢）に固定されている。

特開２００１−１０３５１号公報

スタータモータは、ロータやコイル、磁石などで構成されており、また、ハウジングも剛体構造になっている。このため、かなりの重量がある。そして、内燃機関の組み立てに際しては、スタータモータを作業員が手で持ち上げてシリンダブロックにセットしてからボルト（或いはナット）を締め付けているが、スタータモータは重いため、ヘッド部をブラケットに嵌め込むに際してスタータモータが不安定になって、組み付けに手間が掛かったり、スタータモータの取付け部の近傍に配置されている他の部材に当ててしまったりすることがあった。

つまり、他の部材に当たらないように気配りはしても、スタータモータが重いことから、スタータモータを落さないようにしっかりと持つことに注意を取られてしまって、他の部材に対する注意がおろそかになってしまい、スタータモータを他の部材に当ててしまうのであった。

この場合、スタータモータが当たった他の部材が頑丈な構造の場合は特段の問題はないが、他の部材が例えば油圧センサのコネクタのように弱い部材であると、スタータモータが当たると損傷してしまうおそれがある。さりとて、油圧センサ等の部材をカバーで覆うと、コストや重量が嵩むという別の問題が発生してしまう。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明は、機関本体がエンジンマウントによって車両のフレームに支持されている点に着目し、エンジンマウントにスタータモータの支持機能・取付けガイド機能を持たせることにより、従来の問題を改善しようとするものであり、その構成は各請求項で特定している。

このうち請求項１の発明では、シリンダブロックの一側面に、スタータモータとエンジンマウントとを、前記エンジンマウントのうち少なくとも一部が前記スタータモータの下方かその近傍に位置するようにして配置している車両用内燃機関において、前記エンジンマウントに、前記スタータモータに下方から当接又は近接するモータ支持部が形成されている。

請求項２の発明は請求項１を具体化したものであり、この発明では、前記スタータモータは、軸線方向にずらし移動することによってブラケットに装着可能になっている一方、前記エンジンマウントのモータ支持部は、前記スタータモータの軸心方向に長い形状であって、全体として前記スタータモータのずらし移動方向に傾斜している。

ここに、「全体として前記スタータモータのずらし移動方向に傾斜している」とは、全長に亙って傾斜している場合と、水平部と起立部とを有する略Ｌ形で、スタータモータが傾斜姿勢で水平部と起立部とに２点支持の状態で載る場合とを含んでいる。

請求項３の発明は、シリンダブロックの一側面に、スタータモータとエンジンマウントとを、前記エンジンマウントのうち少なくとも一部が前記スタータモータの下方かその近傍に位置するようにして配置している車両用内燃機関において、前記スタータモータとエンジンマウントとに、前記スタータモータを軸線方向にずらし移動することをガイドする案内支持手段（ガイド手段）が形成されている。

案内支持手段としては、典型的な例として、スライド自在に嵌まり合う突条と溝条との組み合わせ（レール構造）が挙げられる。溝条を採用する場合、例えばスタータモータを構成するハウジングに凹み形成することが可能であるが、スタータモータを削り込むことが困難な場合は、２本のリブを突設して溝条を形成することが可能である。他にも、様々な態様（組み合わせ）を採用できる。

請求項１の発明では、重いスタータモータをシリンダブロックにセットするにおいて、スタータモータをモータ支持部に仮り載せすることができるため、作業員は、スタータモータが重くても、他の部材に衝突しないように注意を払いながら、安定よく持った状態で所定位置にセットすることができる。すなわち、スタータモータを落さないように持つことに過剰な注意を払う必要がないため、他の部材を確認しながら、スタータモータを所定位置に容易にセットできる。

このため、組み付け作業を素早く行って作業能率を向上できると共に、シリンダブロックに設けている他の部材にスタータモータが当たって当該他の部材が損傷してしまうといった不具合を防止できる。また、作業員の負担も軽減できる。しかも、内燃機関の支持に必要なエンジンマウントを支持部材に利用するものであるため、コストを抑制することができる。

スタータモータをシリンダブロックに固定した状態で、モータ支持部がスタータモータの下面に当接していると、スタータモータの支持安定性を向上して振動抑制に貢献できる利点がある。この場合、ゴム等の弾性体を介してスタータモータを支持すると、スタータモータの支持機能は確保しつつ、スタータモータを所定の姿勢で確実に固定することができて好適である。

請求項２の構成を採用すると、スタータモータの組み付けに際して、スタータモータのずらし移動がエンジンマウントのモータ支持部で支持されるため、作業員の負担を軽減して、組み付けの容易性を一層向上できる。

請求項３の構成においても、作業員は、スタータモータを持ち上げた移動させる必要はなくて、いわば、スタータモータに手を添えた状態でスライドさせて所定位置にセットできるため、作業員の負担を軽減と作業能率向上とに大きく貢献できると共に、他の部材への衝突も回避できる。

第１実施形態に係る内燃機関の部分的な側面図である。 図１の要部拡大図である。 スタータモータとエンジンマウントとの分離側面図である。 スタータモータの取付け手順を示す側面図である。 要部の分離斜視図である。 図２のVI-VI 視断面図である（スタータモータの断面表示は省略している。）。 案内支持手段の例を示す図である。

(1).第１実施形態の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜６に示す第１実施形態を説明する。本願では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、前後方向はクランク軸線方向であり、左右方向は、クランク軸線及び気筒軸線と直交した方向である。前と後ろについては、クランクプーリが配置されている側を前として、変速機を取付けている側を後ろとしている。念のため、図１等に前後の表示をしている。

内燃機関は吸気側と排気側とを有するが、本実施形態の内燃機関は、前から後ろを見た状態で、右が排気側で左が吸気側になっている。従って、左側面図に吸気系の部材が現れる。また、本願実施形態の内燃機関は、クランク軸線を車両の前後方向と平行にした縦置きでエンジンルームに配置されている。

図１は内燃機関の左側面図であり、機関本体を構成する主要部材として、シリンダブロック１とオイルパン２、及び、タイミンクチェーン（図示ぜず）を覆うフロントカバー３が表示されている。フロントカバー３の外側には、補機駆動ベルト４が配置されている。

他方、シリンダブロック１の後面部には、クランク軸に固定されたフライホイール５が配置されており、フライホイール５にはスタータギア６が固定されている。スタータギア６は、図示しないギア群を介してスタータモータ７で駆動される。図では、スタータモータ７の主軸８を表示しており、主動ギアは表示していない。スタータモータ７は、その機能からしてクランク軸と平行に配置されており、シリンダブロック１に設けたブラケット９に固定されている。

シリンダブロック１の左側面には、内燃機関を車両のフレーム（図示せず）にて支持するためのエンジンマウント１０が固定されている。エンジンマウント１０の略下半部はシリンダブロック１よりも下方に突出している。また、エンジンマウント１０のうち大部分はスタータモータ７の下方に位置しており、詳細は後述するが、スタータモータ７の組み付け時には、スタータモータ７はエンジンマウント１０によって仮保持される。

スタータモータ７の上方には、吸気系のサージタンク１１が配置されており、サージタンク１１には、上向きに延びる４本の吸気枝管１２が一体に形成されている。従って、本願実施形態の内燃機関は４気筒である。各吸気枝管１２は間隔を広げながら上向きに延びており、終端は、それぞれシリンダヘッドの吸気ポートに接続されている。図では、シリンダヘッドは表示していない。

図１，２，６において符号１３で示すのはオイルレベル検知用チューブであり、このオイルレベル検知用チューブ１３は、スタータモータ７を取り付ける前に接続されている。従って、スタータモータ７は、オイルレベル検知用チューブ１３に強く当たらないように注意しながら取り付ける必要がある。

(2).スタータモータとエンジンマウント
次に、主として図２以下の図面を参照して、スタータモータ７とエンジンマウント１０とを説明する。例えば図３に示すように、スタータモータ７は、コイルやロータが内蔵された円筒形のハウジング１５と、その前端部に固定されたヘッド部１６と、ハウジング１５の側部に配置されたマグネットスイッチ部１７とを有しており、下部には、軸方向に長く延びる締結ボルト１８が配置されている。

ヘッド部１６の基端部には、上下長手のフランジ１９が外側から嵌まって固定されている。フランジ１９の上端部と下端部とには、それぞれボルト２１，２２が貫通している。上のボルト２１は前向きで、下のボルト２２は後ろ向きになっている。

図２から理解できるように、スタータモータ７のヘッド部１６は、シリンダブロック１に設けたブラケット９の取付け穴２３に後ろから嵌まっており、上部のボルト２１は、ブラケット９及びフランジ１９に後ろから貫通して、シリンダブロック１に設けたねじ穴（図示せず）にねじ込まれている。図２に示すように、下のボルト２２には手前からナット２４を螺合している。図３，４ではフランジ１９に上下のボルト２１，２２を挿通した状態に表示しているが、実際には、スタータモータ７を所定位置にセットしてから挿通される。

図２，３から容易に理解できるように、エンジンマウント１０は、略下方に向けて開口した中空構造であり、概ね側面視で四角形の下部２５と、側面視略三角形の上部２６とを一体に繋いだ形態になっている。下部２５が後ろで上部が前に位置しており、両者はくびれ部２７を介して一体に繋がっている。下部２５の内部には弾性体２８が配置されており、下部２５の側面２５ａが車両のフレーム材に連結される。なお、エンジンマウント１０は鋳造品である。

エンジンマウント１０は、下部２５の１か所と上部２６の２か所とがボルト２９でシリンダブロック１に固定されている。図５に部分的に示すように、シリンダブロック１には、エンジンマウント１０の締結部が重なるボス部３０を形成しており、ボルト２９はボス部３０にねじ込まれている。

スタータモータ７とエンジンマウント１０との位置関係を見ると、スタータモータ７のハウジング１５のうち略前半部がエンジンマウント１０における下部２５の上に位置している。そこで、エンジンマウント１０の下部２５に、スタータモータ７の取付け作業を補助するモータ支持部３１を形成している。

モータ支持部３１はリブ形状であり、エンジンマウント１０の下部２５から上向きに突出した第１リブ３１ａと、エンジンマウント１０の上部２６から前向きに突出した第２リブ３１ｂとから成っており、両者は１枚板の状態に一連に繋がっている。従って、大まかにはモータ支持部３１は側面視でＬ形の形態を成しているが、第１リブ３１ａの上面が水平になっているのに対して、第２リブ３１ｂの前面は、上に行くほど前に倒れるように前傾している（この傾斜は、エンジンマウント１０の上部２６の傾斜でもある。）。

第２リブ３１ｂは第１リブ３１ａの前端から上向きに立ち上がっているため、モータ支持部３１の上端は、全体として、前から後ろに向けて低くなるように傾斜している。

スタータモータ７が固定された状態で、ハウジング１５と第１リブ３１ａとの間には僅かの隙間が空いている。すなわち、第１リブ３１ａはハウジング１５に近接している。また、ハウジング１５の前端は第２リブ３１ｂに当たっておらず、第２リブ３１ｂの下端に近接している。

例えば図２，４，５に示すように、シリンダブロック１のうち、スタータモータ７の後ろには、潤滑油の圧力を検知する油圧センサ３２が配置されている。図５に示すように、油圧センサ３２は、シリンダブロック１に形成したボス部３３に挿入されており、露出端部には、ケーブルを接続するコネクタを設けている。油圧センサ３２は、スタータモータ７の前面と僅かの距離しか離れておらず、また、エンジンマウント１０における第２リブ３１ｂの上方に位置している。

(3).スタータモータの取付け手順
図４では、スタータモータ７の取付け手順の１つの状態を示している。すなわち、スタータモータ７の取付けは、ヘッド部１６をブラケット９の取付け穴２３に手前から挿入し、次いで、ボルト２１，２２（及びナット２４）で固定するという手順が採られる。

そして、作業員がスタータモータ７のヘッド部１６をブラケット９の取付け穴２３に挿入する手順は、おおまかには、ａ）スタータモータ７を手で持って、図４のようにスタータモータ７を、側面視では後ろが低くて前が高い傾斜姿勢にする第１工程、ｂ）平面視で、後ろがシリンダブロック１に近くて前がシリンダブロック１から遠い傾斜姿勢にして、ヘッド部１６の先端部をブラケット９の取付け穴２３に挿入する第２工程、ｃ）側面視での傾斜姿勢はそのままにして、平面視で軸心がクランク軸と平行になるように変更する第３工程、ｄ）スタータモータ７を後ろ向きに移動させてフランジ１９をブラケット９に重ねて水平姿勢にする第４工程、という手順が採られる。

このスタータモータ７の取付け手順において、スタータモータ７の平面視姿勢を変える第３工程において、スタータモータ７の前端が油圧センサ３２に最も近づくが、スタータモータ７は重いため、スタータモータ７をしっかりと保持して姿勢変更することに注意が採られて油圧センサ３２への注意がおろそかになり、その結果、スタータモータ７の前端が油圧センサ３２の先端のコネクタに衝突してコネクタを破損することがあった。

これに対して本実施形態では、第３工程において、スタータモータ７を、その後端をエンジンマウント１０の第２リブ３１ｂに載せて、前後中途部を第１リブ３１ａの前端に載せることにより、スタータモータ７を傾斜姿勢に保持できるため、スタータモータ７をしっかりと持ち上げておく必要はない。このため、油圧センサ３２に注意を払いながら第３工程から第４工程にスムースに移行できる。その結果、油圧センサ３２のコネクタを破損する事故を防止又は著しく低減できる。

そして、モータ支持部３１はスタータモータ７が乗っているレールの状態になるため、第４工程では、いわば、手をスタータモータ７に添えたような状態で、スタータモータ７の重量を利用して後ろにスライドさせることにより、ヘッド部１６をブラケット９の取付け穴２３に嵌め込んで、所定の姿勢にすることができる。従って、第４工程は、スタータモータ７のふらつきを防止してスムースに実行することができる。

図６に一点鎖線で示すように、エンジンマウント１０に、スタータモータ７がシリンダブロック１に近づき過ぎないように規制するストッパー３４を形成することも可能である。このようにストッパー３４を設けると、スタータモータ７の平面視姿勢（左右位置）を正確に規定できるため、ブラケット９への取付けは一層容易になる。

(4).他の実施形態
次に、図７に示す他の実施形態を説明する。図７に示す実施形態は、請求項３の案内支持手段を具体化したものである。このうち（Ａ）に示す第２実施形態では、案内支持手段を、スタータモータ７のハウジング１５の下面に形成した溝条３６と、エンジンマウント１０に形成した突条３７とで構成している。突条３７は、第１実施形態のモータ支持部３１と同じである。従って、この実施形態では、第１実施形態に加えて、エンジンマウント１０のハウジング１５に溝条３６を形成したことになる。

（Ｂ）に示す第３実施形態は第２実施形態の変形例（利用例）であり、溝条３６にゴム板等の弾性体３８を配置している。この実施形態では、スタータモータ７をブラケット９に固定した状態で、圧縮変形した弾性体３８を介してスタータモータ７が突条３７で支持されるため、スタータモータ７の固定の確実性を損なうことなく、スタータモータ７の振動を抑制することができる（他の実施形態に適用した場合も同様である。）。弾性体は突条３７に設けてもよい。

（Ｃ）に示す第４実施形態では、エンジンマウント１０のハウジング１５に、内外２本の下向きリブ３９，４０を形成することによって溝条３６を形成している。ハウジング１５の厚さに余裕がない場合には、この形態が有益である。

（Ｄ）に示す第５実施形態では、エンジンマウント１０におけるハウジング１５の下面に、突条３７の外面に当接又は近接する外側のみの下向きリブ４０を形成している。この実施形態では、上記した第３工程において、下向きリブ４０が突条３７（モータ支持部３１）に当たることにより、スタータモータ７の水平姿勢を正確に規定して、第４工程では、下向きリブ４０にガイドされた状態でスタータモータ７をスライドさせることができる。

この場合、一点鎖線で示すように、高さが低い内側の下向きリブ３９も形成して、高さが相違する内外の下向きリブ３９，４０によって溝条３６を形成してもよい。このように形成すると、水平姿勢への変更を容易化しつつ、スタータモータ７の左右ずれを防止できるため、スタータモータ７をスライドさせる工程をスムースに行える。内側の下向きリブ３９は、突条３７に外側から当たったときに嵌まり込みがガイドされるように、側面を傾斜させておくのが好ましい。

（Ｅ）に示す第６実施形態では、エンジンマウント１０のハウジング１５に下向きの突条３７を形成する一方、モータ支持部３１に平坦部４１に形成して、平坦部４１に、突条３７が嵌まる長穴４２を形成している。長穴４２に代えて、上向きに開口して溝条を採用することも可能である。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、エンジンマウントは図示の形態である必要はないのであり、様々な形態のエンジンマウントに適用することができる。モータ支持部や突条（案内支持手段）は、エンジンマウントに後付けで取り付けることも可能である。モータ支持部は、上面の全体をスタータモータの移動方向に傾斜させることも可能であるし、全体を水平姿勢に形成することも可能である。

エンジンマウントは、その全体がスタータモータの下方に位置していてもよい。或いは、エンジンマウントの全体がスタータモータの手前（又は後ろ）に配置されていてもよい。エンジンマウントの全体がスタータモータの手前又は後ろに配置されている場合は、エンジンマウントからモータ支持部（或いは突条）を後ろ向き又は前向きに突設したらよい。請求項に記載した「又はその近傍」とは、このような状態を意味している。つまり、エンジンマウントは、モータ支持部を形成できる状態で配置されていたらよい。

本願発明は、実際に内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダブロック
５ フライホイール
６ ギア
７ スタータモータ
９ ブラケット
１０ エンジンマウント
１５ ハウジング
１６ ヘッド部
１９ フランジ
２１，２２ 固定用ボルト
２３ ブラケットに設けた取付け穴
２５ エンジンマウントの下部
２６ エンジンマウントの上部
３１ モータ支持部
３１ａ 第１リブ
３１ｂ 第２リブ
３２ 他の部材としての油圧センサ
３６ 案内支持手段を構成する突条
３７ 案内支持手段を構成する溝条
３９，４０ 案内支持手段を構成するリブ

Claims (3)

1. シリンダブロックの一側面に、スタータモータとエンジンマウントとを、前記エンジンマウントのうち少なくとも一部が前記スタータモータの下方かその近傍に位置するようにして配置している構成であって、
   前記エンジンマウントに、前記スタータモータに下方から当接又は近接するモータ支持部が形成されている、
   車両用内燃機関。
2. 前記スタータモータは、軸線方向にずらし移動することによってブラケットに装着可能になっている一方、
   前記エンジンマウントのモータ支持部は、前記スタータモータの軸心方向に長い形状であって、全体として前記スタータモータのずらし移動方向に傾斜している、
   請求項１に記載した車両用内燃機関。
3. シリンダブロックの一側面に、スタータモータとエンジンマウントとを、前記エンジンマウントのうち少なくとも一部が前記スタータモータの下方かその近傍に位置するようにして配置している構成であって、
   前記スタータモータとエンジンマウントとに、前記スタータモータを軸線方向にずらし移動することをガイドする案内支持手段が形成されている、
   車両用内燃機関。

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