JP5610835B2 - エンジン始動装置の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のアイドリングストップ対応のエンジン始動装置に関し、特に、エンジン始動装置の取付構造に関するものである。

従来のエンジン始動装置（以降、スタータと称する）において、スタータの動力伝達部は、通常、エンジンのリングギアとは切り離されている。そして、エンジン始動時にスイッチがオンされることにより、プランジャが吸引され、その吸引力によりピニオンが前に押し出される。そして、押し出されたピニオンとリングギアとの噛み合わせが行われた後、スタータモータを回転させてエンジンを始動していた。

近年の低燃費化の要求に対して、アイドリングストップを実施した場合には、エンジンの再始動要求により敏速に始動を行う必要がある。そのためには、エンジンが停止してアイドリングストップを行った際に、エンジンの回転が完全に停止する前の、リングギアが回転している際にも、ピニオンとリングギアとの噛み合わせを行い、直ちに始動する必要がある。

従って、より敏速で円滑に噛み合わせを実施するために、シンクロナイズ機構のような、事前に回転数を合わせながら、ピニオンとリングギアとの噛み合わせを行うスタータも存在する（例えば、特許文献１参照）。ただし、このようなシンクロナイズ機構を適用するためには、専用のリングギアが必要となり、リングギアの厚みもアップすることとなる。そこで、専用のリンクギアを用いずに、特許文献１に示されたようなシンクロナイズ機構と同等の制御を行う従来技術がある（例えば、特許文献２参照）。

具体的には、特許文献２は、例えば、エンジンの再始動要求が発生したときに、スタータモータに通電を開始し、ピニオンギアとリングギアの回転速度が同期する時点を予測する。そして、その予測した時点に合わせて、ピニオンギアをリングギアに噛み合わせるように、ピニオン押し出し速度、あるいは押し出し開始タイミングを制御している。このように、従来のシンクロナイズ機構と同様のアイドリングストップ対応を、制御処理で対応している。

また、ピニオンの取付構造としては、調整機構がついたものがある（例えば、特許文献３、４参照）。

特開２００６-１３２３４３号公報 特開２００５−３３０８１３号公報 実公平７-３０１７号公報 実公平７-２０３７６号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
これらのような従来のエンジン始動装置においては、ピニオンとリングギアとの回転数が一致した際に当接させた場合に、噛み合いが円滑に実施される。一方、ピニオンとリングギアとの回転数に差があると、ギアは円滑には噛み合わず、当接した状態でこすれながら、同期して噛み合う結果となる。このため、騒音の発生とギアの磨耗が発生する。

そのために、制御による同期タイミングをより向上させて、円滑にピニオンとリングギアとを噛み合わせるようにしている。しかしながら、ピニオンをリングギアへ押し出す際には、プランジャでピニオンを押し出してリンクギアに当接させることで噛み合わせを行っている。このため、その当接までの時間のばらつきが生じる。

このようなばらつきは、ピニオンとリングギアの距離にも依存する。しかしながら、ピニオンとリングギアの初期位置は、スタータ内部におけるピニオンの公差分（スタータ側の公差）と、リングギアの位置の公差分（エンジン側の公差）により、個体差がある。従って、寸法のばらつきにより、ピニオンとリングギアの当接までの時間に、個体差が発生することとなる。

また、公差を十分に考慮した場合には、ピニオンとリングギアとの間により大きな距離があくことになる。またピニオンはリングギア方向に動き始めてから徐々に速度を増しながら移動する。この結果、ピニオンとリングギアの衝突速度が大きくなり、衝撃が大きく、騒音や磨耗が発生する。また、ピニオンとリングギアの回転はピニオンがリングギア方向に移動している間にも変化しているので、時間がばらつくと回転数差を同期もしくは予測してギアを噛み合わせる際のタイミングのばらつきが発生し、同様に、騒音、磨耗が発生する。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、噛み合いの衝撃を抑えて騒音を低下させ、衝撃による磨耗や寿命低下を抑制することのできるエンジン始動装置の取付構造を得ることを目的とする。

本発明に係るエンジン始動装置の取付構造は、スタータモータの出力軸上を軸方向に摺動するピニオンを有し、ピニオンを押し出してエンジン部のリングギアに噛み合わせることによって、スタータモータの回転力をリングギアに伝達してエンジンを始動するエンジン始動装置の取付構造であって、ピニオンを含むスタータをリングギアを含むエンジン部に取り付ける際に、ピニオンとリングギアとが噛み合う前の状態で、軸方向におけるピニオンとリングギアとの距離が取り付け連結部の累積公差分でばらつく寸法を調整して所定値となるように、前記ピニオンと前記リングギアとに当接するように挿入される距離設定ジグを介して、スタータをエンジン部に取り付けるものである。

本発明によれば、距離設定ジグを用いてスタータをエンジン部に取り付けることで、ピニオンとリングギアの空間寸法を最小限にして、リングギアとピニオンギアの当接時間の個体差ばらつきを低減させるとともに、ピニオンギアがリングギアに衝突する速度を低減させることにより、噛み合いの衝撃を抑えて騒音を低下させ、衝撃による磨耗や寿命低下を抑制することのできるエンジン始動装置の取付構造を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置とエンジン部との取付構造を説明するための分解斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置がエンジン部に取り付けられた状態の断面図である。 本発明の実施の形態２におけるエンジン始動装置とエンジン部との取付構造を説明するための分解斜視図である。 本発明の実施の形態２における距離設定ジグが一体化されたスタータのエンジン部への組立前の斜視図である。 本発明の実施の形態２における距離設定ジグが一体化されたスタータのエンジン部への組立後の斜視図である。

以下、本発明のエンジン始動装置の取付構造の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置とエンジン部との取付構造を説明するための分解斜視図である。スタータ１０は、エンジン部３０側へ固定するための２つのネジ１、ネジ２と、距離を調整して位置決めする際に使用されるネジ３、ネジ４、ネジ５の３つのネジで固定される。取り付けの際に用いられる距離設定ジグ４０は、エンジン部３０のリングギア２０に当接できるような形状となっている。

図２は、本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置１０がエンジン部３０に取り付けられた状態の断面図である。まず始めに、距離設定ジグ４０を、スタータ１０のピニオン１１に当接させた状態で、リングギア２０に押し付ける。その際、エンジン部３０には、円筒形の穴３１が設けられており、スタータ１０のブラケット部の同円筒形突起を穴３１に差し込むように挿入する。これにより、軸芯ずれなどを防止し、容易にスタータ１０をエンジン部３０に挿入することができる。

次に、距離の調整用ネジ３、ネジ４、ネジ５を回して、エンジン部３０の面３２に調整用ネジ３、ネジ４、ネジ５の先端を押し付けることで、エンジン部３０に対するスタータ１０の設定位置を決める。その状態で固定ネジ１とネジ２の仮締め付けを行い、距離設定ジグ４０をずらしながら外す。

距離設定ジグ４０を外した後に、固定ネジ１とネジ２を本締めすることで、エンジン部３０に対するスタータ１０の固定が完了する。このような組立手順によって、リングギア２０とピニオン１１とは、常に、距離設定ジグ４０の厚みで規定される所定距離だけ離れた状態で、固定できる。

以上のように、実施の形態１によれば、ピニオンとリングギアとの距離を基準にして、エンジン部に対するスタータの固定位置を特定することができる。この結果、ピニオンとリングギアとの間の距離を公差分抑制できるため、ピニオンとリングギアを最小限の距離まで近づけることができる。この結果、リングギアに衝突する際のピニオンの速度も低減できる。従って、ピニオンとリングギアとの衝突による騒音や、衝撃による磨耗が低減でき、摩耗による寿命低下を抑制することができる。

さらに、アイドリングストップ対応のスタータにおいて、エンジンが停止する前に再始動が行われる際に、ピニオンとリングギアの回転数を同期、または回転数を予測して噛み合わせる場合にも、ピニオンとリングギアが当接する時間の個体差を抑制することが可能となる。この結果、ピニオンとリングギアとを円滑に噛み合わせることが可能となる。従って、このような再始動時においても、ピニオンとリングギアとの衝突による騒音や、衝撃による磨耗が低減でき、摩耗による寿命低下を抑制することができる。

また、ピニオンとリングギアとの距離を基準にして、エンジン部に対するスタータの固定位置を特定する際に、距離設定ジグを使用している。これにより、リングギアとピニオンとの間隔がより正確に調整できることとなる。

さらに、この距離設定ジグは、固定ネジ、調整用ネジを締め付ける順序、あるいは緩める順序を規定することで、間隔調整を行うごとに、着脱が可能である。この結果、ピニオンとリングギアとの距離を繰り返し再調整することができ、装着後の摩耗等による経年変化にも対応可能である。

実施の形態２．
先の実施の形態１においては、着脱可能な距離設定ジグ４０を用いて、ピニオン１１とリングギア２０との距離を基準にして、エンジン部３０に対するスタータ１０の固定位置を特定する手順について説明した。これに対して、本実施の形態２では、距離設定ジグがスタータ１０に一体化して構成されている場合について説明する。

図３は、本発明の実施の形態２におけるエンジン始動装置とエンジン部との取付構造を説明するための分解斜視図である。本実施の形態２におけるスタータ１０は、ブラケット５０と距離設定ジグ６０とがネジ６、ネジ７による締結で一体になって組み付けられている。

スタータ１０に一体化される距離設定ジグ６０には、通常、スタータ１０をエンジン部３０に組み付ける前に、距離設定ジグ６０をスタータ１０の所定位置に取り付けるためのネジ穴６０ｂと、スタータ１０をエンジン部３０に組み付けた後に、距離設定ジグ６０をエンジン部３０から離隔するためのネジ穴６０ａがきられている。

また、ブラケット５０にも、距離設定ジグ６０のネジ穴６０ａ、６０ｂに対応して、貫通穴５０ａ、５０ｂがきられている。そして、貫通穴５０ａとネジ穴６０ａは、ネジ６で締結され、貫通穴５０ｂとネジ穴６０ｂは、ネジ７で締結される。

距離設定ジグ６０は、距離設定ジグ６０側に設けられた面６０ｃと、ブラケット５０側に設けられた面５０ｃにより、ピニオン１１が移動する軸方向に対して平行移動できるようになっている。

図４は、本発明の実施の形態２における距離設定ジグ６０が一体化されたスタータ１０のエンジン部３０への組立前の斜視図である。距離設定ジグ６０は、ピニオン１１に当接した状態でネジ７により締結されている。このようにピニオン１１に当接された状態の距離設定ジグ６０を、リングギア２０に当接するように、先の実施の形態１と同様に、スタータ１０をエンジン部３０に押し当てながら挿入し、距離調整ネジ３〜５（図示せず）を回して調整する。

図５は、本発明の実施の形態２における距離設定ジグ６０が一体化されたスタータ１０のエンジン部３０への組立後の斜視図である。ネジ７を取り外すことで、距離設定ジグ６０を、ブラケット５０の面５０ｃに沿って平行移動させ、貫通穴５０ｂとネジ穴６０ｂとが一致したところで、ネジ６を締め付ける。

ネジ６を締め付けることによって、距離設定ジグ６０は、ブラケット５０側に引きつけられ、リングギア２０から離れる。その状態で、固定ネジ１、２を本締めして固定することで、スタータ１０とエンジン部３０を締結させる。

以上のように、実施の形態２によれば、ピニオンとリングギアとの距離を基準にして、エンジン部に対するスタータの固定位置を特定する際に、スタータに一体化された距離設定ジグを使うことが可能である。これにより、リングギアとピニオンとの間隔がより正確に調整できることとなる。

さらに、この距離設定ジグは、スタータと一体化されており、メンタナンス時にこの距離設定ジグを使用して、固定位置を容易に再調整することができる。さらに、一体化構造となっているため、スタータをエンジン側に挿入する際の作業が容易であり、組み付けの作業効率を改善することが可能となり、その結果、生産コストを抑制することができる。

１〜７ ネジ、１０ エンジン始動装置（スタータ）、１１ ピニオン、２０ リングギア、３０ エンジン部、３１ 穴、３２ 面、４０ 距離設定ジグ、５０ ブラケット、５０ａ 貫通穴、５０ｂ 貫通穴、５０ｃ 面、６０ 距離設定ジグ、６０ａ ネジ穴、６０ｂ ネジ穴、６０ｃ 面。

Claims (3)

1. スタータモータの出力軸上を軸方向に摺動するピニオンを有し、前記ピニオンを押し出してエンジン部のリングギアに噛み合わせることによって、前記スタータモータの回転力を前記リングギアに伝達してエンジンを始動するエンジン始動装置の取付構造であって、
   前記ピニオンを含むスタータを前記リングギアを含む前記エンジン部に取り付ける際に、前記ピニオンと前記リングギアとが噛み合う前の状態で、前記軸方向における前記ピニオンと前記リングギアとの距離が取り付け連結部の累積公差分でばらつく寸法を調整して所定値となるように、前記ピニオンと前記リングギアとに当接するように挿入される距離設定ジグを介して、前記スタータを前記エンジン部に取り付けることを特徴とするエンジン始動装置の取付構造。
2. 請求項１に記載のエンジン始動装置の取付構造において、
   前記距離設定ジグは、前記スタータを前記エンジン部に取り付けた後に着脱可能な構造を有することを特徴とするエンジン始動装置の取付構造。
3. 請求項１に記載のエンジン始動装置の取付構造において、
   前記距離設定ジグは、前記スタータと一体化して構成され、前記距離設定ジグが前記ピニオンに当接された状態で前記リングギアに当接するようにして、前記スタータを前記エンジン部に仮止めした後に、前記距離設定ジグをずらして外すことで、前記リングギアから離隔可能な構造を有することを特徴とするエンジン始動装置の取付構造。

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