特許 5883669 スタータドライブギヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5883669

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】スタータドライブギヤ

(51)【国際特許分類】

   F16H 41/24 20060101AFI20160301BHJP

   F02N 15/02 20060101ALI20160301BHJP

   F16H 41/28 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   F16H41/24 B

   F02N15/02 B

   F16H41/28

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-24026(P2012-24026)

(22)【出願日】2012年2月7日

(65)【公開番号】特開2013-160336(P2013-160336A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2014年10月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000181273

【氏名又は名称】自動車部品工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100068021

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 信雄

(72)【発明者】

【氏名】加藤 壮

(72)【発明者】

【氏名】齋木 直人

【審査官】 小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２５２５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１８４２５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１８３７０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ４１／２４

Ｆ０２Ｎ １５／０２

Ｆ１６Ｈ ４１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３気筒エンジンのクランク軸に連結されるドライブプレートと、前記ドライブプレートの外周面に内周面が嵌合されると共に周方向の複数箇所を溶接され、スタータピニオンに噛合されるスタータリングギヤとを備え、エンジン始動時の前記スタータリングギヤに対するスタータピニオンの噛合位置が３カ所であるスタータドライブギヤにおいて、
前記ドライブプレートにはクランク軸取付穴が円周方向に６箇所等ピッチで形成され、前記ドライブプレートと前記スタータリングギヤを溶接する溶接部が、周方向に沿って８箇所不等ピッチで形成されると共に、不等ピッチの角度が４５度、４５度、６０度、３０度、４５度、４５度、６０度、３０度の順で配置形成され、かつ、溶接により硬度低下したスタータリングギヤの歯面に前記スタータピニオンの歯が常に飛び込まないように形成され、不等ピッチで生じるアンバランスを抑えるべく前記ドライブプレートにはバランス用の穴が形成されたことを特徴とするスタータドライブギヤ。

【請求項2】

前記溶接部が前記ドライブプレートの回転中心を基準として点対称に配置されている請求項１記載のスタータドライブギヤ。

【請求項3】

前記ドライブプレートには前記トルクコンバータを取付けるための取付部が周方向に等間隔で設けられ、該取付部が、周方向に隣合う前記溶接部の間に配置されている請求項１または２に記載のスタータドライブギヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スタータドライブギヤに係り、特にドライブプレートの外周に溶接接合されるスタータリングギヤおよび該スタータリングギヤに噛み合うスタータピニオンの歯欠けおよび摩耗を抑制する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＡＴ（オートマチックトランスミッション）車の場合、エンジンのクランク軸の後端と動力伝達装置であるトルクコンバータとを連結してエンジンからトルクコンバータに回転を伝えるドライブプレートが用いられている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

一般に、ドライブプレートは、図４に示すようにドライブプレート１６の外周面にエンジンを始動させるべくスタータピニオン２８ｂを噛合させるためのスタータリングギヤ２６の内周面を嵌合させた状態で周方向の複数個所を溶接して構成されている。図中、４２は溶接部（溶接ビード）である。なお、ドライブプレート１６の外周面に、スタータピニオン２８ｂに噛合されるスタータリングギヤ２６の内周面を、嵌合させた状態で周方向の複数個所を溶接してなるものをスタータドライブギヤ４１と呼ぶこととする。

【0004】

このスタータドライブギヤ４１においては、スタータリングギヤ２６が、円環状部材の外周面に外周歯を形成し、その外周歯に高周波焼入れや浸炭焼入れなどが施されることにより製作される。

【0005】

ところで、スタータドライブギヤ４１は、上述のように製作された後、ドライブプレート１６の外周面に嵌合された状態でドライブプレート１６との間で複数個所が溶接されるが、その際に、その溶接時の熱が溶接部付近の外周歯に伝導されるため、その外周歯が焼きなまされ、歯面硬度が低下する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−２５２５３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特に、従来のドライブプレートにあっては、溶接部４２の間隔が等ピッチとされていたため、圧縮工程の上死点位置に応じて止まる位置が決まることから、スタータリングギヤ２６の硬度低下を生じた部分がピニオンの飛び込み位置（噛合位置）に配置されてしまい、スタータピニオンの飛び込み時に歯面摩耗が促進されてしまうという問題がある。

【0008】

しかも、エンジン始動システムとして、アイドルストップシステムを導入したアイドルストップ車の場合、エンジン始動の度にスタータピニオン２８ｂとスタータリングギヤ２６の噛合が繰り返され、その噛合回数が増加するため、歯と歯の端面が衝突する際に発生するスタータリングギヤ２６またはスタータピニオン２８ｂの歯の欠けや摩耗が増加し、不噛み合い（噛合不良）によるエンジンの始動不良が発生し易くなることが予想される。

【0009】

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、スタータピニオンの飛び込みによるスタータリングギヤの歯面摩耗を抑制することができ、アイドルストップ車に好適なスタータドライブギヤを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記目的を達成するために、本発明は、３気筒エンジンのクランク軸に連結されるドライブプレートと、前記ドライブプレートの外周面に内周面が嵌合されると共に周方向の複数箇所を溶接され、スタータピニオンに噛合されるスタータリングギヤとを備え、エンジン始動時の前記スタータリングギヤに対するスタータピニオンの噛合位置が３カ所であるスタータドライブギヤにおいて、前記ドライブプレートにはクランク軸取付穴が円周方向に６箇所等ピッチで形成され、前記ドライブプレートと前記スタータリングギヤを溶接する溶接部が、周方向に沿って８箇所不等ピッチで形成されると共に、不等ピッチの角度が４５度、４５度、６０度、３０度、４５度、４５度、６０度、３０度の順で配置形成され、かつ、溶接により硬度低下したスタータリングギヤの歯面に前記スタータピニオンの歯が常に飛び込まないように形成され、不等ピッチで生じるアンバランスを抑えるべく前記ドライブプレートにはバランス用の穴が形成されたことを特徴とする。

【0012】

前記溶接部が前記ドライブプレートの回転中心を基準として点対称に配置されていることが好ましい。

【0013】

前記ドライブプレートには前記トルクコンバータを取付けるための取付部が周方向に等間隔で設けられ、該取付部が、周方向に隣合う前記溶接部の間に配置されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ドライブプレートとスタータリングギヤとを溶接する溶接部を周方向に不等ピッチで形成したので、焼きなましにより強度低下したスタータドライブギヤのスタータリングギヤにおけるスタータピニオンの飛び込みによる歯面摩耗を抑制することができ、エンジン始動の度にスタータピニオンとスタータリングギヤの噛合が繰り返えされるアイドルストップ車に特に好適である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】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2】図１のスタータドライブギヤを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【図3】図１のスタータドライブギヤを含むトルクコンバータの一部を示す断面図である。

【図4】従来のスタータドライブギヤを示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。

【0017】

図１に示すように、エンジン１および動力伝達装置２は、ＦＲ（フロントエンジン、リアドライブ）型車両にも使用されるが、特にＦＦ（フロントエンジン、フロントドライブ）型車両に好適に使用されるものである。また、ＡＴ車の他にＣＶＴ（無段変速機）車にも使用される。内燃機関により構成された走行用の動力源としてのエンジン１の出力は、そのエンジンのクランク軸４からトルクコンバータ６、自動変速機８、およびプロペラシャフト１０をそれぞれ介して差動歯車装置１２に伝達され、その差動歯車装置１２から左右の駆動輪１４Ｌ，１４Ｒへ分配される。

【0018】

トルクコンバータ６は、円板状のドライブプレート１６を介してクランク軸４に連結されたポンプ翼車６ｐと、自動変速機８の入力軸１８に連結されたタービン翼車６ｔと、一方向クラッチ２０によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車６ｓとを備えて構成され、クランク軸４と共に回転するポンプ翼車６ｐの回転がそのポンプ翼車６ｐによりトルクコンバータ６内を循環される作動流体を介してタービン翼車６ｔへ伝達される。

【0019】

自動変速機８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と、上記油圧係合装置の係合状態を切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とを主体として構成され、入力軸１８と出力軸２２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何れか一つに選択的に切り換えられる。

【0020】

動力伝達装置２は、エンジン１を始動させるため、エンジン１が自力で回転するようになるまでそのエンジンの作動を補助するためのエンジン始動装置２４を備えている。このエンジン始動装置２４は、外周歯２６ａを有して円環状を成し、ドライブプレート１６の外周面に固定されたスタータリングギヤ２６と、外周歯２６ａと噛合可能なスタータピニオン２８ｂを有し、スタータリングギヤ２６を回転駆動するスタータモータ２８と、スタータピニオン２８ｂをスタータリングギヤ２６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３０とを備えている。図１においては破線で示すスタータピニオン２８ｂがスタータリングギヤ２６に噛み合う噛合位置に位置されたものであり、図１において実線で示すスタータピニオン２８ｂがスタータリングギヤ２６と噛み合わない非噛合位置に位置されたものである。

【0021】

スタータモータ２８は、図１中に矢印ａで示すようにスタータリングギヤ２６の回転中心線（回転中心）Ｃに平行な軸心方向へ移動可能な出力軸２８ａと、その出力軸２８ａの先端部に固定されたスタータピニオン２８ｂとを有している。また、上記マグネットスイッチ３０は、ソレノイド３０ａと、図１中に矢印ｂで示すように出力軸２８ａに平行な方向に移動可能に設けられ、ソレノイド３０ａが通電されることでソレノイド３０ａ側に引きつけられる可動鉄心３０ｂとを有している。

【0022】

スタータピニオン２８ｂは、スタータモータ２８によりスタータリングギヤ２６が回転駆動される場合には、ソレノイド３０ａが通電されて可動鉄心３０ｂがソレノイド３０ａのスタータリングギヤ２６側に移動されることにより、図１中に破線で示すようにスタータリングギヤ２６に噛み合う噛合位置に移動されるようになっている。スタータリングギヤ２６は、上記噛合位置に位置されたスタータピニオン２８ｂを介して伝達されるスタータモータ２８の出力トルクにより回転駆動されるようになっている。

【0023】

また、スタータピニオン２８ｂは、スタータモータ２８によりスタータリングギヤ２６が回転駆動されない場合には、ソレノイド３０ａの通電が停止され、出力軸２８ａがスプリング３２の付勢力によりスタータリングギヤ２６とは反対側へ移動されることにより、図１中に実線で示すようにスタータリングギヤ２６に噛み合わない非噛合位置に移動されるようになっている。

【0024】

このように構成されたエンジン始動装置２４は、エンジン始動時にスタータモータ２８を作動させることでスタータピニオン２８ｂおよびスタータリングギヤ２６を介してクランク軸４を回転駆動させ、エンジン１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。

【0025】

図２乃至図３に示すように、ドライブプレート１６は、回転中心線Ｃと同芯に形成されたセンター穴３２がクランク軸４の一端面に回転中心線Ｃと同心に形成された突部４ａに嵌合された状態で、クランク軸４に複数のボルト３４により締着されている。また、ドライブプレート１６は、その外周部がトルクコンバータ６のカバー６ａに複数のボルト３６により締着されている。ドライブプレート６には、クランク軸取付穴３８と、トルクコンバータ６のカバー取付穴４０とが設けられている。

【0026】

スタータリングギヤ２６は、円環状部材の外周面に回転中心線Ｃに平行な複数の外周歯２６ａが形成され、その外周歯２６ａに高周波焼入れが施されることによって製作される。このように製作されたスタータリングギヤ２６は、ドライブプレート１６の短円筒部１６ａの外周面に嵌合された状態でそのドライブプレート１６との間で複数個所が例えばミグ溶接により固定されている。このようにエンジン１のクランク軸４に連結されるドライブプレート１６の外周面１６ｂに、スタータピニオン２８ｂに噛合されるスタータリングギヤ２６の内周面２６ｂを、嵌合させた状態で周方向の複数個所を溶接部４２にて溶接することによりスタータドライブギヤ４１が作製される。

【0027】

ところで、ドライブプレート１６の停止位置は、エンジン１のピストンが圧縮工程の上死点に来た時に停止する。例えば、３気筒、６気筒エンジンの場合の停止位置は３個所であり、４気筒エンジンの場合の停止位置は２個所である。従って、スタータピニオン２８ｂの飛び込む位置も、ピストン停止位置に左右されて決まってしまう。

【0028】

しかるに、従来のスタータドライブギヤにあっては、溶接部４２の間隔が等ピッチとされていたため、溶接部４２の位置がスタータピニオン２８ｂの飛び込み位置に配置される可能性が高く、スタータリングギヤの硬度低下を生じた噛合位置の歯面摩耗が促進されるという問題があった。

【0029】

そこで、本実施例では、このような問題を解消するために、前記非噛合位置に位置された前記スタータピニオン２８ｂに対して回転中心線Ｃに平行な方向において対向する一方の側面１６ｍとは反対の他方の側面１６ｎに、回転中心線Ｃ回りの周方向において不等ピッチで８個所にドライブプレート１６との溶接が施されている。図２ないし図３に示すように、前記ドライブプレート１６と前記スタータリングギヤ２６を溶接する溶接部（溶接ビード）４２が周方向に不等ピッチで形成されている。

【0030】

具体的には、従来では図４に示すようにスタータピニオン２８ｂの飛び込み位置に配置されていた溶接部４２ａおよびこれと対を成す溶接部４２ａ‘のそれぞれの位置を図２に示すように時計方向に所定角度（例えば３６０度の８等分である４５度の更に三分の一の角度である１５度）だけずらし、これにより今までの角度α（４５度）の部分である４個所の部分以外に、今までの角度αよりも広い角度β（６０度）の部分である２個所と、今までの角度αよりも狭い角度γ（３０度）の部分である２個所とを有する不等ピッチとされている。

【0031】

このようにスタータリングギヤ２６とドライブプレート１６の溶接部４２の間隔を不等ピッチとしたにより、スタータピニオン２８ｂの歯が溶接部４２の溶接により硬度低下したスタータリングギヤ２６の歯面へ常に飛び込まないようにすることができ、スタータピニオン２８ｂの飛び込みによるスタータリングギヤ２６の歯面摩耗を抑制することができる。

【0032】

また、トルクコンバータ６の取付部であるカバー取付穴４０も周方向に隣合う前記溶接部４２の間に配置されているため、カバー取付穴４０に加わる力が溶接部４２によりスタータリングギヤの硬度低下した部分に直接作用することを回避することができ、ドライブプレート１６およびスタータリングギヤ２６の変形量を抑え、必要精度（寸法、振れ、平面度、平行度）を確保することができる。

【0033】

ところで、周方向に隣合う溶接部４２の間隔が広いと、ドライブプレート１６の固有振動数が低下し、エンジン使用回転数以下になった場合、共振が発生し、ドライブプレートが破損してしまうおそれがある。

【0034】

そこで、前記ドライブプレート１６の中心を基準として周方向に隣合う前記溶接部４２間の角度をα=４５度、β=６０、γ=３０度とし、０度より大きく且つ６０度以下として溶接間隔を狭くしているため、ドライブプレート１６の固有振動数がエンジン使用回転数以上に高くなり、共振を回避することができる。

【0035】

また、前記溶接部４２が前記ドライブプレート１６の回転中心（回転中心線）Ｃを基準として点対称に配置されているため、アンバランスを解消できると共に、ドライブプレート１６の回転に伴う振動を抑制することができる。本実施例の場合のアンバランス量は、溶接部が等ピッチで配置された従来品と略同等である。

【0036】

なお、溶接による重量のバラツキ、ドライブプレート自体が有している重量のバラツキ、およびスタータリングギヤ自体が有している重量のバラツキにより、設計図面で規定されるアンバランス量を超えてしまうため、ドライブプレートにはバランス用の穴４４またはバランスウエイトが設けられていることが好ましい。また、ドライブプレート１６におけるクランク軸取付穴３８とカバー取付穴４０との間には、ドライブプレート１６に可撓性を持たせるための開口部４６が設けられていることが好ましい。

【0037】

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。

【符号の説明】

【0038】

１ エンジン
４ クランク軸
１６ ドライブプレート
２６ スタータリングギヤ
２８ｂ スタータピニオン
４０ 取付穴（取付部）
４１ スタータドライブギヤ
４２ 溶接部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】