JP2002155841A - エンジン始動装置 - Google Patents

エンジン始動装置

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JP2002155841A
JP2002155841A JP2000351286A JP2000351286A JP2002155841A JP 2002155841 A JP2002155841 A JP 2002155841A JP 2000351286 A JP2000351286 A JP 2000351286A JP 2000351286 A JP2000351286 A JP 2000351286A JP 2002155841 A JP2002155841 A JP 2002155841A
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Japan
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engine
rotation speed
way clutch
outer ring
starting
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JP2000351286A
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English (en)
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Yasuo Aoki
康雄 青木
Naohisa Morishita
尚久 森下
Eijiro Shimabukuro
栄二郎 島袋
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンのクランクシャフトと始動用モータと
の間にワンウェイクラッチを配置したエンジン始動装置
において、エンジン始動時の動力伝達効率を向上すると
共に、エンジン始動後のワンウェイクラッチにおけるフ
リクション及び音の発生を防止する。 【解決手段】ワンウェイクラッチ8を、クランクシャフ
トに連結される外輪80に爪片82を径方向に傾動自在
に支持し、始動用モータに連結される内輪81に爪片8
2に係合する爪部81aを形成して成るラチェット式の
ものに構成する。爪片82を径方向内方に傾動付勢する
スプリング83を設け、外輪80の回転速度が始動用モ
ータによるクランキング回転速度よりも高く、エンジン
のアイドル回転速度よりも低い所定速度になったとき、
爪片82に作用する遠心力Faによる径方向外方への傾
動モーメントがスプリング83の付勢力Fbによる径方
向内方への傾動モーメントと釣り合うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として車両用の
エンジンに適用されるエンジン始動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジン始動装置には、始動用モータに
連結されるピニオンギアをエンジンのクランクシャフト
に連結されるリングギアに向かって軸方向に進退自在と
し、エンジン始動時にピニオンギアをリングギアに噛み
込ませる飛び込み式のものと、クランクシャフトにワン
ウェイクラッチを介して始動用モータを常時連結する非
飛び込み式のものとがある。
【0003】ところで、自動車の環境問題と燃費向上の
ためアイドルストップを行う場合、エンジンの始動頻度
が増大することから、エンジン始動時の騒音を低減する
ことが求められる。ここで、飛び込み式エンジン始動装
置は、ピニオンギアをリングギアに噛み込ませる際に比
較的大きな音が発生するため、アイドルストップシステ
ムを採用する場合は、非飛び込み式のエンジン始動装置
を用いることが望まれる。然し、非飛び込み式エンジン
始動装置では、ワンウェイクラッチがエンジン始動後に
フリクションを発生し、飛び込み式エンジン始動装置に
比し燃費が悪化する不具合がある。
【0004】従来、かかる不具合を解消するため、実公
平3−7616号公報により、ワンウェイクラッチとし
てエンジンのクランクシャフトに連結される外輪と始動
用モータに連結される内輪との間にスプラグを介設した
スプラグ式のものを用い、スプラグ用のリテーナを外輪
に摩擦部材を介して保持させ、外輪の回転速度が内輪の
回転速度を上回ったとき、スプラグが摩擦部材とリテー
ナとを介して外輪と一緒に公転し、この公転による遠心
力でスプラグが内輪から離れるようにしたものが知られ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例によれば、
エンジン始動後のワンウェイクラッチにおけるフリクシ
ョンの発生が防止される。ところで、エンジン始動時
(クランキング時)には、各サイクル間の負荷変化によ
るエンジンの回転変動で始動用モータに連結される内輪
の回転速度よりもエンジンのクランクシャフトに連結さ
れる外輪の回転速度が一時的に高くなる状態が発生し、
ワンウェイクラッチが結合、解除を繰り返しながら動力
を伝達する。上記従来例の如くワンウェイクラッチをス
プラグ式のものにすると、外輪の回転速度が内輪の回転
速度を下回っても、スプラグの滑りやひずみによりスプ
ラグが内外両輪間に直ちには噛み込まず、滑りによる損
失を生じて動力伝達効率が低下する。
【0006】本発明は、以上の点に鑑み、エンジン始動
時の動力伝達効率を向上させて、且つ、エンジン始動後
のフリクションの発生も防止できるようにしたエンジン
始動装置を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、エンジンのクランクシャフトと始動用モータ
との間にワンウェイクラッチを配置したエンジン始動装
置において、ワンウェイクラッチを、クランクシャフト
に連結される外輪と始動用モータに連結される内輪との
間に爪片を介設して成るラチェット式のものとし、外輪
に、爪片を外輪と内輪の径方向に傾動自在に支持すると
共に、爪片を径方向内方に傾動付勢するスプリングを設
け、内輪に、径方向内方に傾動された爪片に一方向から
係合する爪部を形成している。
【0008】エンジン始動時は、クランクシャフト、即
ち、外輪が速度零の状態からクランキング回転速度まで
始動用モータにより加速駆動され、この加速過程におい
て、エンジンの吸気、圧縮、爆発、排気の各サイクル間
の負荷変化によるエンジンの回転変動で内輪よりも外輪
の回転速度が一時的に高くなる状態が発生する。本発明
によれば、この状態になったとき、スプリングの付勢力
で爪片が内輪との接触を保ったまま内輪の爪部を乗り越
え、外輪の回転速度が内輪の回転速度を下回ったとき、
爪部が直ちに爪片に係合して内輪から外輪に動力が伝達
される。かくて、エンジン始動時の動力伝達効率が向上
する。
【0009】また、外輪の回転速度が始動用モータによ
るクランキング回転速度よりも高く、エンジンのアイド
ル回転速度よりも低い所定速度になったとき、爪片に作
用する遠心力による径方向外方への傾動モーメントとス
プリングの付勢力による径方向内方への傾動モーメント
とが釣り合うようにしておけば、始動完了で外輪の回転
速度がクランキング回転速度からアイドル回転速度に上
昇すると、爪片が遠心力によりスプリングの付勢力に抗
して内輪から離れ、エンジン始動後のワンウェイクラッ
チにおけるフリクション及び音の発生が防止される。
【0010】
【発明の実施の形態】図1及び図2を参照して、1は車
両用の4気筒エンジンを示しており、各気筒のピストン
2を連結したクランクシャフト3の一端にクラッチ4を
介して変速機5を連結している。そして、図1に示すも
のでは、始動用モータ6をベルト式減速機71 とワンウ
ェイクラッチ8とを介してクランクシャフト3の他端に
常時連結し、また、図2に示すものでは、始動用モータ
6を歯車式減速機72 とワンウェイクラッチ8とを介し
てクラッチ4の入力ケース4aに常時連結し、何れも非
飛び込み式のエンジン始動装置を構成している。
【0011】ワンウェイクラッチ8は、クランクシャフ
ト3に直結(図1のもの)または間接的に連結(図2の
もの)される外輪80と、始動用モータ6にベルト式減
速機71 (図1のもの)または歯車式減速機72 (図2
のもの)を介して連結される内輪81とを備えている。
このワンウェイクラッチ8は、図3に示す如く、外輪8
0と内輪81との間に周方向の間隔を存して複数の爪片
82(図3には1個のみを図示)を介設し、内輪81か
ら外輪80に爪片82を介して一方向(図3で時計方
向)に動力が伝達されるようにしたラチェット式のもの
に構成されている。
【0012】外輪80の内周面には、各爪片82に対応
する各ポケット部80aが凹設されており、各ポケット
部80aの時計方向側のコーナ部に各爪片82の時計方
向側の端部を突き合て、各爪片82が前記コーナ部を支
点にして外輪80と内輪81の径方向に傾動自在に支持
されるようにしている。そして、内輪81の外周面に周
方向に等ピッチで多数の爪部81aを突設し、各爪片8
2の径方向内方への傾動で各爪片82の反時計方向側の
端部が爪部81aに噛み合い、内輪81から外輪80へ
の爪片82を介した時計方向の動力伝達が行われ、ま
た、外輪80の回転速度が内輪81の回転速度を上回っ
たときは、各爪片82がそれまで噛み合っていた爪部8
1aから離れてそれより時計方向先方に一する爪部81
aを径方向外方への傾動で次々と乗り越え、内輪81と
外輪80との間の結合が解除される。
【0013】また、本実施形態では、各ポケット部80
aの反時計方向側の部分にスプリング83を収納し、各
スプリング83で各爪片82を径方向内方に傾動付勢し
ている。ここで、爪片82には、外輪80の回転に伴う
遠心力Faにより径方向外方への傾動モーメントが作用
し、また、スプリング83の付勢力Fbにより径方向内
方への傾動モーメントが作用する。径方向外方への傾動
モーメントは、爪片82の傾動支点と重心との間の距離
をL1 として、Fa×L1 になり、径方向内方への傾動
モーメントは、爪片82の傾動支点とスプリング83の
付勢力の作用点との間の距離をL2 として、Fb×L2
になる。また、爪片82に作用する遠心力Faは、爪片
82の質量をm、爪片82の配置円の径をr、外輪80
の回転速度をN(rpm)として、Fa=m×r×(N
×2π/60)2 になる。そして、外輪80の回転速度
が始動用モータ6によるクランキング回転速度(例えば
350rpm)よりも高く、エンジンのアイドル回転速
度(例えば700rpm)よりも低い所定速度(例えば
500rpm)になったとき、Fa×L1 =Fb×L2
になるように、スプリング83の付勢力、爪片82の質
量及び爪片82の配置円の径を設定している。
【0014】エンジン始動時には、始動用モータ6によ
りワンウェイクラッチ8を介してクランクシャフト3が
速度零の状態からクランキング回転速度まで加速駆動さ
れる。そして、クランクシャフト3の回転速度、即ち、
外輪80の回転速度がクランキング回転速度に達する前
の加速過程において、エンジン1の吸気、圧縮、爆発、
排気の各サイクル間の負荷変化によるエンジン1の回転
変動で内輪81よりも外輪80の回転速度が一時的に高
くなった場合、Fa×L1 <Fb×L2 であるため、爪
片82は内輪81との接触を保ったまま爪部81aの外
面をなぞるようにして動き、外輪80の回転速度が内輪
81の回転速度を下回ったとき、爪部81aが爪片82
に直ちに係合して内輪81から外輪80に動力が伝達さ
れる。
【0015】図4はスプラグ式ワンウェイクラッチと本
実施形態のラチェット式ワンウェイクラッチとの性能試
験結果を示している。この試験は、ワンウェイクラッチ
への入力トルクを図4(A)に示す如く矩形波状に変化
させて、ワンウェイクラッチの出力トルクを測定するこ
とにより行った。図4(B)はスプラグ式ワンウェイク
ラッチの出力トルクの変化、図4(C)はラチェット式
ワンウェイクラッチの出力トルクの変化を示している。
スプラグ式ワンウェイクラッチでは、スプラグの滑りと
ひずみにより結合遅れを生じ、また、スプラグのひずみ
の復元により解除遅れも生ずる。一方、ラチェット式ワ
ンウェイクラッチの結合遅れはスプラグ式ワンウェイク
ラッチに比し大幅に減少している。このことからも明ら
かなように、本実施形態では、エンジン始動時の動力伝
達効率が向上する。
【0016】また、エンジンの始動完了で外輪80の回
転速度がアイドル回転速度に上昇すると、Fa×L1
Fb×L2 になり、爪片82が径方向外方に傾動して内
輪81から離れる。従って、エンジン始動後は爪片82
が内輪81に接触せず、ワンウェイクラッチ8における
フリクション及び音の発生が防止される。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、エンジン始動時の動力伝達効率を向上できる
と共に、エンジン始動後のワンウェイクラッチにおける
フリクション及び音の発生を防止でき、燃費性及び静粛
性に優れたエンジン始動装置を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の配置例を示すスケルトン図
【図2】本発明装置の他の配置例を示すスケルトン図
【図3】本発明装置で用いるワンウェイクラッチの要部
の拡大断面図
【図4】(A)性能試験時の入力トルクの変化を示すグ
ラフ、(B)スプラグ式ワンウェイクラッチの出力トル
クの変化を示すグラフ、(C)ラチェット式ワンウェイ
クラッチの出力トルクの変化を示すグラフ
【符号の説明】
1 エンジン 3 クランクシャフト 6 始動用モータ 8 ワンウェイクラッチ 80 外輪 81 内輪 81a 爪部 82 爪片 83 スプリング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンのクランクシャフトと始動用モ
    ータとの間にワンウェイクラッチを配置したエンジン始
    動装置において、 ワンウェイクラッチを、クランクシャフトに連結される
    外輪と始動用モータに連結される内輪との間に爪片を介
    設して成るラチェット式のものとし、 外輪に、爪片を外輪と内輪の径方向に傾動自在に支持す
    ると共に、爪片を径方向内方に傾動付勢するスプリング
    を設け、 内輪に、径方向内方に傾動された爪片に一方向から係合
    する爪部を形成したことを特徴とするエンジン始動装
    置。
  2. 【請求項2】 外輪の回転速度が始動用モータによるク
    ランキング回転速度よりも高く、エンジンのアイドル回
    転速度よりも低い所定速度になったとき、爪片に作用す
    る遠心力による径方向外方への傾動モーメントとスプリ
    ングの付勢力による径方向内方への傾動モーメントとが
    釣り合うようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
    エンジン始動装置。
JP2000351286A 2000-11-17 2000-11-17 エンジン始動装置 Pending JP2002155841A (ja)

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