JP5056406B2 - エンジンを始動するスタータの取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを始動するスタータの取り付け構造の技術分野に属する。

エンジンを始動するスタータは、例えば、変速機側に設けられ、エンジンと変速機とを共締めするドッキングボルトの締結作業スペースとの干渉を回避するため、ドッキングボルトが装着されるボルト共締め用フランジに対して変速機周方向位置をずらした位置に配置されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、エンジンルーム内のスタータの設置スペースの制約等により、スタータとボルト共締め用フランジとの変速機周方向位置を一致させる必要がある場合、スタータをボルト共締め用フランジよりも変速機径方向外側に配置することで、ドッキングボルトの締結作業スペースを確保している。
特開２０００−３１４４６７号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、スタータが変速機径方向外側に大きく張り出した状態となるため、径方向寸法の増大を伴うという問題があった。

本発明は上記課題に対してなされたもので、その目的とするところは、径方向寸法の増大を回避してコンパクト化を図ることができるスタータの取り付け構造を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、スタータを取り付けるブラケットが設けられている。このブラケットは、その端部にスタータを固定する第１のフランジを備えている。更に、このブラケットは、スタータの少なくとも一部を収容するその内部に、エンジンと変速機とを連結するボルトが挿入されるボルト穴を有する第２のフランジを備えている。

本発明のスタータの取り付け構造では、スタータを取り付けるブラケットの端部にスタータを固定する第１のフランジを設け、また、そのブラケットの内部に、エンジンと変速機を連結するボルトが挿入されるボルト穴を有する第２のフランジを設けているため、フランジとスタータとが変速機軸方向へオフセット配置され、フランジとスタータとを共に変速機径方向同一位置に配置することができる。これにより、径方向寸法の増大が抑えられる。
この結果、径方向寸法の増大を回避してコンパクト化を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１のスタータの取り付け構造を適用した自動変速機の要部側面図、図２は実施例１のスタータ取り付け用ブラケットの内部を示す自動変速機の要部側面図である。
実施例１のスタータ１は、コンバータハウジング２の側壁に設けられたスタータ取り付け用ブラケット３を介してコンバータハウジング２に取り付けられている。スタータ１は、スタータ取り付け用ブラケット３のフランジ部（第１のフランジ）３ａに対し、２つのボルト３ｂ，３ｂで固定されている。

コンバータハウジング２は、エンジンのシリンダブロック４とトランスミッションケース５との間に連結され、ドッキングボルト６を含む複数のドッキングボルト（不図示）によりシリンダブロック４と共締めされている。

スタータ１のピニオン１ａは、スタータスイッチがオン操作されることでシリンダブロック４の方向へ飛び出し、コンバータハウジング２の内部に配置されたリングギア７と噛み合うことで、モータトルクをリングギア７と連結されたシリンダブロック４のクランクシャフト（不図示）に伝達し、エンジンを始動させる。ここで、リングギア７は、クランクシャフトの端部に連結されたトルクコンバータまたはドライブプレートの外周に配設されている。

次に、図３，４を加えて実施例１のスタータ取り付け用ブラケット３の構成を説明する。
図３は実施例１のスタータ取り付け用ブラケットのスタータ挿入部を示すスタータ取り付け用ブラケットの斜視図、図４は実施例１のスタータ挿入部を示す背面図である。

実施例１のスタータ取り付け用ブラケット３は、コンバータハウジング２のボルト共締め用フランジ（第２のフランジ）８に対し、変速機軸方向であってボルト共締め用フランジ８よりもトランスミッションケース５側にオフセットして配置されている。

スタータ取り付け用ブラケット３は、コンバータハウジング２の側壁の一部を変速機径方向外側に膨出して形成され、このスタータ取り付け用ブラケット３には、変速機軸方向のコンバータハウジング２側からシリンダブロック４側に向かってスタータ１が嵌合状態で挿入されるスタータ挿入部９が設けられている。

このスタータ挿入部９は、スタータ１の外径に沿った略円筒状に形成され、その内部は、ボルト共締め用フランジ８と連通しており、スタータ挿入部９のスタータ挿入口９ａからボルト共締め用フランジ８に形成されたボルト穴８ｂにドッキングボルト６およびボルト締結作業用の工具を挿入可能な大きさを有している。図４に示すように、実施例１では、変速機軸方向から見たとき、ボルト穴８ｂの中心位置は、スタータ挿入部９の中心位置に対し変速機上下方向にずれた位置に配置されている。

スタータ挿入部９において、コンバータハウジング２の内部と連通する開口部分には、スタータ１およびリングギア７との干渉を避けて略円弧状のハウジング強化用リブ（受け部材）９ｂが設けられている。このハウジング強化用リブ９ｂは、コンバータハウジング２の剛性を高めるとともに、ドッキングボルト６のコンバータハウジング内への落下を規制するためのものである。

ボルト共締め用フランジ８は、スタータ取り付け用ブラケット３の内部にスタータ取り付け用ブラケット３と一体に形成され、そのスタータ挿入部９側にドッキングボルト６のボルトヘッドが着座する座面８ａが設定されている。

スタータ取り付け用ブラケット３の側壁であって、ボルト共締め用フランジ８と変速機軸方向で対応する位置には、座面８ａへのドッキングボルト６の着座を確認するための確認用開口部１０が形成されている。この確認用開口部１０は、ドッキングボルト６の着座を確認後、蓋部材１１により塞がれる。

スタータ挿入部９の内周縁であって、ボルト穴８ｂの中心方向へ偏った位置には、切り欠き１２が形成されている。この切り欠き１２は、スタータ挿入部９の中心と、スタータ挿入部９と切り欠き１２との交点とを結ぶ２直線が成す角度を「切り欠き角度」としたとき、この切り欠き角度を、切り欠き１２によるスタータ１の中心位置ずれがスタータ１の性能に影響を及ぼさない最大許容値となるような角度に設定されている。

さらに詳述すると、図５において、
Ｒ：スタータ挿入部９の最大径
ｒ：スタータ１の最小径
ｔ：スタータ挿入部９と切り欠き１２との中心位置ずれ量の最大許容値
θ₁：切り欠き角度（０≦θ₁≦π／２）
θ₂：切り欠き１２の中心と、スタータ挿入部９と切り欠き１２との交点とを結ぶ２直線が成す角度（０≦θ₂≦π／２）
とおくと、
Ｒsinθ₁＝ｒsinθ₂ …(1)
Ｒcosθ₁＝ｒcosθ₂＋ｔ …(2)
であるため、式(1)，(2)より、
cosθ₁＝（Ｒ²−ｒ²＋ｔ²）／２Ｒｔ …(3)
θ₁＝cos^-1{(Ｒ²−ｒ²＋ｔ²)／２Ｒｔ} …(4)
となる。
つまり、実施例１では、式(4)を満足するように切り欠き角度θ₁が設定されている。

次に、作用を説明する。
シリンダブロック４とコンバータハウジング２の共締め方法およびスタータ１の取り付け方法について説明する。
実施例１のスタータの取り付け構造では、スタータ１をスタータ取り付け用ブラケット３に取り付ける前に、シリンダブロック４とコンバータハウジング２とをドッキングボルト６にて共締めする。

まず、作業者は、シリンダブロック４に設けられた複数のボルト共締め用ボス部と、コンバータハウジング２に設けられた複数のボルト共締め用フランジとをそれぞれ位置合わせする。続いて、スタータ取り付け用ブラケット３のスタータ挿入部９からドッキングボルト６を装着した工具を挿入し、ドッキングボルト６をボルト共締め用フランジ８のボルト穴８ｂに挿入した後、ドッキングボルト６によりシリンダブロック４とコンバータハウジング２とを共締めする。

このとき、スタータ挿入部９には、ボルト穴８ｂの中心方向へ偏った位置に切り欠き１２が形成されているため、スタータ挿入部９に対しボルト穴８ｂの位置がずれているにもかかわらず、十分なボルト締結作業スペースを確保することができる。

また、スタータ挿入部９には、ドッキングボルト６のコンバータハウジング２内部への落下を規制するハウジング強化用リブ９ｂが設けられているため、ボルト締結作業中にドッキングボルト６がコンバータハウジング２の内部へ落下するのを確実に回避することができる。

次に、ドッキングボルト６の締結後、スタータ１をスタータ取り付け用ブラケット３に２つのボルト３ｂ，３ｂで固定する。続いて、作業者は、確認用開口部１０からトルク掛け後のペイントチェックおよびドッキングボルト６の着座チェックを行った後、蓋部材１１で確認用開口部１０を塞ぐ。

［既存のスタータの取り付け構造の問題点］
新規にエンジンと変速機とを組み合わせる際、エンジン始動用のスタータを変速機側に設定している場合には、ドッキングボルトの締結作業スペースとスタータ本体の取り付けスペースとが干渉することがある。この解決策として、スタータをボルト共締め用フランジよりも変速機径方向外側に配置し、スタータとリングギアとの間にアイドラギアを介装することで、ドッキングボルトの締結作業スペースを確保する方法が知られている。

ところが、スタータが変速機径方向外側に大きく張り出した状態となるため、径方向寸法の増大を伴うとともに、別途アイドラギアを設ける必要があり、重量増および部品点数増を招いてしまう。

一方、別の方法としては、エンジンまたは変速機の車両搭載角度の変更、エンジン側でのドッキングボルトの位置変更、変速機側でのスタータモータ搭載位置の変更、スタータモータの種類・形状等の変更、車両搭載性の再検討、等も考えられるが、これらの方法を用いた場合、設計、形状変更による大幅なコストアップ、搭載角度変更に伴う性能悪化等を招く。

［スペースの共用化によるコンパクト化作用］
これに対し、実施例１のスタータの取り付け構造では、スタータ１とボルト共締め用フランジ８との変速機軸方向へのオフセット配置により、スタータ１とボルト共締め用フランジ８とを共に変速機径方向で同一位置に配置することができ、径方向寸法の増大を抑えることができる。

このとき、ドッキングボルト６の締結作業スペースの確保が問題となるが、実施例１では、スタータ装着前のスタータ挿入部９をドッキングボルト６の締結作業スペースとして利用することができる。すなわち、スタータ１の取り付けスペースとドッキングボルト６の締結作業スペースとを共用化しているため、スタータ１の取り付けスペースとドッキングボルト６の締結作業スペースとの干渉を回避することができる。

また、新規のエンジンと組み合わせる際、ドッキングボルト６の締結作業スペースとスタータ１の取り付けスペースとが干渉する場合であっても、実施例１のスタータの取り付け構造とすることで、エンジンまたは変速機の車両搭載角度の変更、エンジン側でのドッキングボルトの位置変更、変速機側でのスタータモータ搭載位置の変更、スタータモータの種類・形状等の変更、車両搭載性の再検討が不要となる。このため、大幅なコストアップ、搭載角度変更に伴う性能悪化等の問題を招くことがない。

すなわち、実施例１の変速機を他のエンジンと組み合わせる場合、コンバータハウジング２の形状のみを変更することで対応できるため、例えば、構造が複雑かつ高価なシリンダブロックやトランスミッションケースの設計変更を行う場合と比較して、組み合わせコストを最小限に抑えることができる。

また、実施例１では、ボルト共締め用フランジ８をスタータ取り付け用ブラケット３と一体に形成しているため、両者を別体に形成する場合と比較して、シリンダブロック４との組み付け剛性およびスタータ１の支持剛性をより高めることができる。

ここで、ボルト共締め用フランジ８の座面８ａは、スタータ挿入部９の内部からのみアクセス可能であるため、スタータ取り付け用ブラケット３の外側からトルク掛け後のペイントチェックおよび着座チェックの視認ができない。

そこで、実施例１では、スタータ取り付け用ブラケット３の側面であって、ボルト共締め用フランジ８と変速機軸方向で対応する位置に、確認用開口部１０を形成し、スタータ取り付け用ブラケット３の外側からのペイントチェックおよび着座チェックの視認を可能としている。

［スタータ性能維持とボルト締結作業スペース確保との両立］
実施例１では、変速機軸方向から見て、スタータ挿入部９に対しボルト穴８ｂがずれているため、スタータ挿入部９に切り欠き１２を設け、ドッキングボルト６の締結作業スペースを確保している。ここで、作業スペースは、切り欠き１２の切り欠き角度θ₁を大きくするほどより広くとることができるが、切り欠き角度θ₁が大きくなるほどスタータ１の中心出しにずれが生じる（交差ずれが大きくなる）。したがって、切り欠き角度θ₁は、スタータ本来性能に影響しない範囲に抑える必要がある。

これに対し、実施例１では、式(4)を満足するように切り欠き角度θ₁を設定しているため、スタータ１の本来性能に影響を与えることなく、ドッキングボルト６の締結作業スペースを十分に確保することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のスタータの取り付け構造にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) スタータ取り付け用ブラケット３を、複数のボルト共締め用フランジのうちの１つに対し変速機軸方向にオフセットして配置し、スタータ取り付け用ブラケット３に、スタータ１が挿入されるスタータ挿入部９を設け、このスタータ挿入部９とオフセット配置されたボルト共締め用フランジ８のボルト穴８ｂとを連通させ、スタータ挿入部９からボルト穴８ｂにドッキングボルト６を挿入可能とした。これにより、エンジンルーム内のスタータ設置スペースの制約等にかかわらず、径方向寸法の増大を回避してコンパクト化を図ることができる。

(2) スタータ挿入部９の内周縁であって、ボルト穴８ｂの中心方向へ偏った位置に、切り欠き１２を形成したため、スタータ挿入部９に対しボルト穴８ｂの位置がずれている場合であっても、ボルト締結作業スペースが十分確保され、作業効率の向上を図ることができる。

(3) スタータ挿入部９の中心と、スタータ挿入部９と切り欠き１２との交点とを結ぶ２直線が成す角度θ₁を切り欠き角度としたとき、この切り欠き角度θ₁を、切り欠き１２によるスタータ１の中心位置ずれがスタータ１の性能に影響を及ぼさない最大許容値以下となるような角度に設定した。これにより、スタータ１の本来性能維持と、ドッキングボルト６の締結作業スペースの確保との両立を図ることができる。

(4) 下記の式(4)、
θ₁＝cos^-1{(Ｒ²−ｒ²＋ｔ²)／２Ｒｔ}
を満足するように切り欠き角度θ₁を設定したため、スタータ１の本来性能維持と、ドッキングボルト６の締結作業スペースの確保との両立をより確実に実現することができる。

(5) スタータ挿入部９に、ドッキングボルト６のコンバータハウジング２への落下を規制するハウジング強化用リブ９ｂを設けたため、ボルト締結作業中にドッキングボルト６がコンバータハウジング２の内部へ落下するのを確実に回避することができる。

(6) ボルト共締め用フランジ８を、スタータ取り付け用ブラケット３と一体に形成し、そのスタータ挿入部９側にドッキングボルト６の座面８ａを設定したため、両者を別体に形成する場合と比較して、シリンダブロック４との組み付け剛性およびスタータ１の支持剛性を共に高めることができる。

(7) スタータ取り付け用ブラケット３側壁のボルト共締め用フランジ８と対応する位置に、ボルト共締め用フランジ８を視認するための確認用開口部１０を設けたため、スタータ取り付け用ブラケット３の外側からのペイントチェックおよび着座チェックの視認が可能である。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、自動変速機にスタータを取り付ける構造について説明したが、本発明は、エンジンにスタータを取り付ける構造にも適用することができる。また、実施例１では、自動変速機のコンバータハウジングにスタータを取り付ける例を示したが、本発明は、マニュアルトランスミッションにも適用可能であり、その場合、スタータ取り付け用ブラケットは、クラッチが収容されるベルハウジングに取り付けられる。これにより、ベルハウジングの形状変更のみで、別のエンジンとの組み合わせに対応できる。

また、実施例１では、切り欠きを円形状とした例を示したが、切り欠きの形状は任意である。なお、ドッキングボルトのボルト穴とスタータ搭載位置とがほぼ同一直線上に配置されており、スタータ挿入部への工具アクセスが容易である場合には、切り欠きを設けない構成としてもよい。

実施例１では、スタータ取り付け用ブラケットとボルト共締め用フランジとを一体に形成した例を示したが、両者は別体に形成してもよい。また、スタータ取り付け用ブラケットをコンバータハウジングと別体で成形してもよい。

さらに、実施例１では、スタータ挿入部はスタータを嵌合状態で挿入するとしたが、スタータの位置出しにスタータをボルト３点で締結する場合は、必ずしもスタータ挿入部とスタータとを嵌合状態とする必要はない。ダウエルピン（ノックピン）を使用してスタータの位置を規制する場合も同様である。

つまり、スタータ取り付け用ブラケットを、エンジンと共締めされる変速機のボルト共締め用フランジに対し変速機軸方向にオフセットして配置するとともに、スタータ挿入部の内部とボルト共締め用フランジとを連通させ、スタータ挿入部からボルト共締め用フランジに形成されたボルト穴へドッキングボルトを挿入可能な構成であれば、スタータ取り付け用ブラケットおよびボルト共締め用フランジの形状は任意に設定できる。

実施例１のスタータの取り付け構造を適用した自動変速機の要部側面図である。 実施例１のスタータ取り付け用ブラケットの内部を示す自動変速機の要部側面図である。 実施例１のスタータ取り付け用ブラケットのスタータ挿入部を示すスタータ取り付け用ブラケットの斜視図である。 実施例１のスタータ挿入部を示す背面図である。 実施例１のスタータ挿入部と切り欠きとの関係を示す説明図である。

符号の説明

１ スタータ
１ａ ピニオン
２ コンバータハウジング
３ スタータ取り付け用ブラケット
３ａ フランジ部（第１のフランジ）
３ｂ，３ｂ ボルト
４ シリンダブロック
５ トランスミッションケース
６ ドッキングボルト
７ リングギア
８ ボルト共締め用フランジ（第２のフランジ）
８ａ 座面
８ｂ ボルト穴
９ スタータ挿入部
９ａ スタータ挿入口
９ｂ ハウジング強化用リブ
１０ 確認用開口部
１１ 蓋部材

Claims (8)

1. エンジンを始動するスタータの取り付け構造において、
   前記スタータを取り付けるブラケットを設け、
   前記ブラケットは、
   その端部に前記スタータを固定する第１のフランジと、
   前記スタータの少なくとも一部を収容する内部に、前記エンジンと変速機とを連結するボルトが挿入されるボルト穴を有する第２のフランジと、
   を備えたことを特徴とするスタータの取り付け構造。
2. エンジンを始動するスタータの取り付け構造において、
   前記エンジン又は変速機の一方に設けられた複数のボルト共締め用ボス部と、
   前記エンジン又は前記変速機の他方に設けられた複数のボルト共締め用フランジと、
   前記他方の側壁に前記スタータを取り付けるブラケットと、
   を備え、
   前記ブラケットに、前記スタータを固定するスタータ固定用フランジと、前記スタータが挿入されるスタータ挿入部とを設け、
   前記スタータ固定用フランジは、前記複数のボルト共締め用フランジのうちの１つに対し前記変速機の軸方向にオフセットして配置し、
   前記スタータ挿入部とオフセット配置された前記ボルト共締め用フランジのボルト穴とを連通させ、前記スタータ挿入部から前記ボルト穴にエンジンと前記変速機とを連結するボルトを挿入可能としたことを特徴とするスタータの取り付け構造。
3. 請求項２に記載のスタータの取り付け構造において、
   前記スタータ挿入部の内周縁であって、前記ボルト穴の中心方向へ偏った位置に、切り欠きを形成したことを特徴とするスタータの取り付け構造。
4. 請求項３に記載のスタータの取り付け構造において、
   前記スタータ挿入部の中心と、スタータ挿入部と切り欠きとの交点とを結ぶ２直線が成す角度を切り欠き角度としたとき、この切り欠き角度を、切り欠きによるスタータの中心位置ずれがスタータの性能に影響を及ぼさない最大許容値以下となるような角度に設定したことを特徴とするスタータの取り付け構造。
5. 請求項４に記載のスタータの取り付け構造において、
   前記切り欠き角度をθ₁（０≦θ₁≦π／２）、スタータ挿入部の最大径をＲ、スタータの最小径をｒ、スタータ挿入部と切り欠きとの中心位置ずれ量の最大許容値をｔとしたとき、下記の式、
   θ₁＝cos^-1{(Ｒ²−ｒ²＋ｔ²)／２Ｒｔ}
   を満足するように切り欠き角度θ₁を設定したことを特徴とするスタータの取り付け構造。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載のスタータの取り付け構造において、
   前記ブラケットの内部に、前記エンジン内部又は前記変速機内部への前記ボルトの落下を規制する受け部材を設けたことを特徴とするスタータの取り付け構造。
7. 請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載のスタータの取り付け構造において、
   前記オフセット配置されたボルト共締め用フランジを、前記ブラケットと一体に形成し、そのスタータ挿入部側にボルトの座面を設定したことを特徴とするスタータの取り付け構造。
8. 請求項７に記載のスタータの取り付け構造において、
   前記ブラケットは、その側壁の前記ボルト共締め用フランジと対応する位置に、ボルト共締め用フランジを視認するための確認用開口部を設けたことを特徴とするスタータの取り付け構造。

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