JP2003028034A - 始動発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの始動と走行中の発電を行う始動発
電装置において、エンジンの駆動軸に対するバランスを
良好にして、エンジンマウンティング性の向上を図り、
かつ、装置の小型化ならびにコストダウンを図ること。 【解決手段】 第２遊星歯車ＰＧＳ２は、リングギヤ２
３が固定され、キャリア２２が入力軸１に接続され、サ
ンギヤ２１に第１遊星歯車ＰＧＳ１および発電機ＡＬＴ
が同軸に取り付けられ、第１遊星歯車ＰＧＳ１は、サン
ギヤ１１にスタータモータＳＴＲ同軸に取り付けられ、
リングギヤ１３がブレーキＢＲＫにより固定および固定
解除可能に構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のエンジンを
始動させるとともに、走行中に発電を行う始動発電装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンを始動させるスタータ
モータおよび発電機は、エンジンのクランク軸と平行な
軸上に設けられ、ベルトやチェーンなどで駆動伝達を行
うよう構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにスタータモータや発電機がエンジンに横置きされ
た構成では、エンジンのクランク軸周りのモーメントが
大きくなり、エンジンをマウンティングする際に、重量
バランスの悪化を招くという問題があった。

【０００４】さらに、スタータモータおよび発電機の伝
達トルクが大きくなると、ベルトではトルク伝達が困難
になるためにチェーンにより駆動伝達するが、チェーン
を用いた構成にあっては、潤滑のための油潤滑回路およ
び油室を形成する必要があるとともに、チェーンテンシ
ョンを確保する必要があり、このため、チェーン機構を
覆って設けられるカバーなどの構造が複雑になり、装置
の大型化ならびにコストアップを招くという問題があっ
た。

【０００５】本発明は、上述の問題点に着目して成され
たもので、エンジンの始動と走行中の発電を行う始動発
電装置において、エンジンの駆動軸に対するバランスを
良好にして、エンジンマウンティング性の向上を図り、
かつ、装置の小型化ならびにコストダウンを図ることを
目的とし、さらには、装置の汎用性拡大を図ることを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め請求項１に記載の発明は、エンジンに駆動力を与える
スタータモータと、エンジンの駆動力により発電する発
電機とが設けられ、前記エンジンに結合された回転軸
と、スタータモータおよび発電機との間に、それぞれ変
速手段が設けられた始動発電装置において、前記変速手
段として、前記回転軸の外周に第１遊星歯車と、この第
１遊星歯車の変速比以下の第２遊星歯車とが設けられ、
この第２遊星歯車は、減速作動時の出力側が回転軸に接
続され、かつ減速作動時の入力側に第１遊星歯車が接続
されているとともに発電機が同軸に取り付けられ、この
第１遊星歯車は、減速作動時の出力側が前記第２遊星歯
車に接続され、減速作動時の入力側にスタータモータが
同軸に取り付けられ、前記第１遊星歯車の、サンギヤ・
キャリア・リングギヤのうちの固定要素を固定および固
定解除可能な切替手段が設けられていることを特徴とす
る手段とした。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の始動発電装置において、前記第２遊星歯車は、リング
ギヤが固定され、キャリアが前記回転軸に結合され、サ
ンギヤに第1遊星歯車に接続されているとともに、同軸
に発電機が取り付けられ、前記第1遊星歯車は、キャリ
アが前記第２遊星歯車のサンギヤに接続され、サンギヤ
に前記スタータモータが同軸に取り付けられ、リングギ
ヤが前記固定要素として前記切替手段により固定および
固定解除可能であることを特徴とする手段とした。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の始動発電装置において、前記回転軸は、エン
ジンと変速機とで駆動トルクを伝達する軸であることを
特徴とする手段とした。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の始動発電装置において、前記変速機は、前記回転軸か
らトルク伝達されるトルクコンバータを備えていること
を特徴とする手段とした。

【００１０】請求項５に記載の発明では、請求項４に記
載の始動発電装置において、前記回転軸に第２遊星歯車
のキャリア（２２）が結合され、この第２遊星歯車のキ
ャリア（２２）に噛み合うサンギヤ（２１）と一体の接
続円管（３３４）が回転軸の外周に相対回転可能に設け
られ、前記第２遊星歯車のキャリア（２２）に噛み合う
リングギヤ（２３）と、その外径方向に設けられた第１
遊星歯車のサンギヤ（１１）との間に、前記接続円管
（３３４）に結合された円管（３０９）が回転可能に設
けられ、この円管（３０９）に結合されているととも
に、第１遊星歯車の外径方向に配置された円管（３１
１）に発電機のロータ（１６ａ）が取り付けられ、前記
円管（３０９）の外側に第１遊星歯車のサンギヤ（１
１）が回転可能に設けられ、このサンギヤ（１１）に結
合された円管（３０２）が第１遊星歯車ならびに発電機
を迂回して、発電機の外径方向に回転可能に配置され、
前記円管（３０２）にスタータモータのロータ（１６
ｓ）が取り付けられていることを特徴とする手段とし
た。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項３または
４に記載の始動発電装置において、前記回転軸の途中に
は、変速機との接続を切断可能なクラッチが設けられて
いることを特徴とする手段とした。

【００１２】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の始動発電装置において、前記クラッチは、電磁クラッ
チであり回転軸側と変速機側との間に介在されて両者を
接続および切断可能な多板クラッチと、この多板クラッ
チの隣りに設けられて、多板クラッチを押圧して締結可
能な第１回転体と、この第１回転体に対向して設けられ
ているとともに、第１回転体に対して回転方向に相対移
動可能な第２回転体と、この第２回転体と前記第１回転
体との間に介在されて、両回転体が回転方向に相対回転
するのに伴って軸方向に倍力出力して第２回転体に対し
て第１回転体を軸方向に相対移動させて前記多板クラッ
チを締結させるカム機構と、前記第２回転体の隣りに設
けられ、締結機構により締結フリクションが与えられる
ことで第２回転体を減速させるパイロットクラッチと、
を備えていることを特徴とする手段とした。

【００１３】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の始動発電装置において、前記エンジン側の回転軸とし
ての入力軸（１）と、変速機側の出力軸（２）とが同軸
で、相対回転可能に設けられ、この出力軸（２）の外径
方向に所定の間隔を有して、入力軸（１）に結合された
入力円管（３２）が設けられ、この入力円管（３２）と
出力軸（２）との間に、前記電磁クラッチ（Ｃ／Ｌ）が
設けられ、前記入力円管（３２）の外側に、接続円管
（３４）が回転自在に設けられ、前記接続円管（３４）
の外径方向に第１遊星歯車と第２遊星歯車とが同軸かつ
軸方向に離れて配置され、前記第１遊星歯車の外径方向
に、前記接続円管（３４）と円盤（３４ａ）を介して結
合された円管（３４ｃ）が設けられ、この円管（３４
ｃ）と前記第１遊星歯車のリングギヤ１３との間に、前
記第１遊星歯車のサンギヤ（１１）に結合されて接続円
管（３４）の外周に設けられたサンギヤ接続円管（３
６）に円盤（３６ａ）を介して結合された円管（３６
ｂ）が設けられ、前記円管（３４ｃ）に発電機のロータ
（１６ａ）が取り付けられ、前記円管（３６ｂ）にスタ
ータモータのロータ（１６ｓ）が取り付けられ、前記リ
ングギヤ（１３）の外径方向に切替手段としてのバンド
ブレーキが設けられて、前記発電機とスタータモータと
ブレーキとが同軸かつ軸方向に並んで配置されているこ
とを特徴とする手段とした。

【００１４】

【発明の作用および効果】本発明では、切替手段により
第１遊星歯車の固定要素を固定してスタータモータを駆
動させると、スタータモータの駆動トルクは、第１遊星
歯車を介して減速されて第２遊星歯車に入力され、この
第２遊星歯車においてさらに減速されてエンジン側の回
転軸に伝達される。このように、スタータモータの駆動
トルクは、第１遊星歯車ならびに第２遊星歯車により２
段階に減速されてエンジンに入力されるため、スタータ
モータとして小さな出力のものを用いても、エンジンを
駆動させることができる。

【００１５】また、エンジンの駆動力により発電を行う
場合、切替手段により第１遊星歯車の固定要素の固定を
解除させ、発電機を作動させる。この場合、エンジンの
駆動トルクは、回転軸から第２遊星歯車に入力され、第
２遊星歯車で増速されて発電機が回転されて発電が行わ
れる。また、このとき、第１遊星歯車は、固定要素を固
定していないことから、スタータモータへのトルク伝達
は成されない。このように、発電機は、第２遊星歯車の
みにより増速されるため、２つの遊星歯車を介在させた
場合に比べて回転数を抑えることができ、容量の小さな
ものを用いることができる。

【００１６】以上のように、本発明では、スタータモー
タならびに発電機の小型化を図ることができ、装置のコ
ンパクト化を図ることができるという効果が得られる。
さらに、スタータモータおよび発電機に対してトルク伝
達を行う変速手段としての第１遊星歯車、第２遊星歯
車、スタータモータ、発電機をエンジン回転軸と同軸に
設けたため、エンジン軸回りのモーメントが小さくな
り、エンジンマウンティングの重量バランスに優れると
いう効果が得られるとともに、横置きの場合のように、
駆動力を伝達するチェーンならびにそのハウジングを用
いる構成に比べて、油潤滑経路ならびに油室構造を簡略
化することができ、構成の簡略化および小型化を図るこ
とができる。加えて、本発明では、スタータモータと発
電機の他には、２つの遊星歯車と、固定および固定解除
する切替手段を設ければよく、遊星歯車により変速を行
う手段でありながら、高価なクラッチを用いなくて良い
手段としたため、装置を安価に構成することができる。

【００１７】請求項３に記載の発明では、エンジンと変
速機との間で駆動伝達を行う回転軸の外側に本発明の始
動発電装置を設けた構成であるため、始動発電装置をコ
ンパクトに設置することができるという効果が得られ
る。

【００１８】請求項４に記載の発明では、スタータモー
タ駆動時に、回転軸の変速機側にはトルクコンバータが
設けられているため、変速機側の構成が負荷とならず、
エンジン始動が可能である。

【００１９】請求項５に記載の発明では、回転軸から外
径方向に、第２遊星歯車、第１遊星歯車、発電機、スタ
ータモータを順に配置させた構成としたため、軸方向寸
法を小さく形成することができる。よって、車載に有利
である。

【００２０】請求項６に記載の発明では、回転軸と変速
機との間に、クラッチを設けたため、変速機にトルクコ
ンバータを有しない構成では、エンジン始動時にクラッ
チを解放作動させることにより変速機側が負荷とならな
いようにできる。

【００２１】請求項７に記載の発明では、回転軸の外径
方向に第１遊星歯車と第２遊星歯車とを設け、さらに、
その外径方向で、発電機とスタータモータとバンドブレ
ーキとを軸方向に並べて配置させたため、装置の外径寸
法を抑えて全体をコンパクトに形成でき、車載性に優れ
ているという効果が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。 （実施の形態１）実施の形態１の始動発電装置ＳＴＡＬ
は、請求項１〜３，６〜８に記載の発明に対応している
ものである。この始動発電装置ＳＴＡＬは、図２に示す
ように、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭとの動
力伝達経路の途中に設けられている。なお、トランスミ
ッションＴＭは、手動変速機やいわゆるＡＴと呼ばれる
自動変速機、あるいはＣＶＴなどから成り、前後進機構
部９１と変速機構部９２とを備えている。

【００２３】次に、図１の断面図に基づいて始動発電装
置ＳＴＡＬの構成の詳細について説明する。実施の形態
１の始動発電装置ＳＴＡＬは、エンジンＥＧのクランク
軸６に振動吸収手段５を介して連結された特許請求の範
囲の回転軸としての入力軸１と、トランスミッションＴ
Ｍの入力軸（図示省略）に連結された出力軸２とが同軸
に設けられている。そして、始動発電装置ＳＴＡＬの外
周は、ハウジングＨに覆われている。このハウジングＨ
は、中央に穴が開いた４枚の円盤４１，４２，４３，４
４と、各円盤４１，４２，４３，４４を連結する円管４
５，４６とを備えており、前記円盤４１，４２の内周
に、軸受４９，４９を介して入力軸１および出力軸２を
回転自在に支持している。なお、両軸受４９，４９によ
り軸方向の寸法が管理されている。また、両軸受４９，
４９の隣にはシール部材５０，５０が設けられ、ハウジ
ングＨ内周の油室ＯＲをシールしている。また、ハウジ
ングＨの円管４５の大径部分の外周には、空冷フィン４
８が図３の断面図に示すように放射状に形成されてい
る。さらに、前記円盤４１の中間部には、円管４１ａが
油室ＯＲの方向に突出され、この円管４１ａの先端部に
は、円盤４１ｂが結合固定されている。

【００２４】前記入力軸１の外周には、非磁性体により
中央に穴の開いた円盤状に形成された磁路形成リング３
１が結合されている。なお、この磁路形成リング３１を
非磁性体により構成することで、後述する電磁ソレノイ
ド６５３の磁路短絡を防止している。さらに、この磁路
形成リング３１の先端には、入力円管３２が一体に結合
され、かつ、この入力円管３２の両端に円盤状の回転体
３３ａ，３３ｂが結合されている。そして、前記磁路形
成リング３１の基端部と、回転体３３ｂの基端部とが、
スラストベアリング５１，５２により軸方向に支持され
て、回転した際の摩擦抵抗の低減が図られているととも
に、軸方向の位置決めが成されている。

【００２５】前記入力円管３２の外側には、接続円管３
４が、その内周を入力円管３２に図外のオイルによりフ
ローティング支持されているとともに、その外周をハウ
ジングＨの円盤４１ｂ，４３に支持されて回転自在に設
けられている。この接続円管３４の図中左側の端部の外
周には、第２遊星歯車ＰＧＳ２のサンギヤ２１が形成さ
れている。さらに、第２遊星歯車ＰＧＳ２のキャリア２
２が、前記回転体３３ａを介して入力円管３２に連結さ
れている。また、第２遊星歯車ＰＧＳ２のリングギヤ２
３は、前記ハウジングＨの円管４１ａの内周に形成され
ているもので、すなわち、リングギヤ２３は、ハウジン
グＨに固定されている。なお、本実施の形態１にあって
は、第２遊星歯車ＰＧＳ２は、キャリア入力サンギヤ出
力で２倍の増速比、サンギヤ入力キャリア出力で１／２
の減速比が得られる構成となっている。

【００２６】また、接続円管３４には、前記円盤４１
ｂ，４３の間に配置された円盤３４ｂが結合されている
とともに、この円盤３４ｂの先端に円管３４ｃが結合さ
れている。そして、この円管３４ｃは、スラストローラ
５４により軸方向に支持されているとともに、一対の軸
受５３，５３により外周を支持され、さらに、外周に
は、発電機ＡＬＴのロータ１６ａが取り付けられてい
る。なお、ロータ１６ａに対向して発電機ＡＬＴのステ
ータ１７ａがハウジングＨの円管４５の内周に取り付け
られている。なお、前記軸受５３，５３の外周には、前
記油室ＯＲと、発電機ＡＬＴが収容された気室ＡＲ１と
をシールするシール部材５５が設けられている。

【００２７】また、前記接続円管３４の図中右側端部に
は、円盤状の回転体３４ｄを介して第１遊星歯車ＰＧＳ
１のキャリア１２が接続されている。この第１遊星歯車
ＰＧＳ１のサンギヤ１１は、前記接続円管３４の外周に
近接してフローティング支持されたサンギヤ接続円管３
６に形成されている。また、第１遊星歯車ＰＧＳ１のリ
ングギヤ１３は、ハウジングＨの円盤４２，４４の間に
回転自在に支持されている。なお、本実施の形態１にお
いて第１遊星歯車ＰＧＳ１は、リングギヤ１３を固定し
た状態で、サンギヤ入力キャリア出力で１／５の減速
比、キャリア入力サンギヤ出力で５倍の増速比が得られ
る構成となっている。また、回転体３４ｄは、前記スラ
ストローラ５４と対を成すスラストローラ５４により軸
方向を支持されている。

【００２８】前記サンギヤ接続円管３６は、その外周を
前記ハウジングＨの円盤４３，４４に軸受５６，５６に
より支持されている。さらに、これら軸受５６には、円
盤４３，４４の間に形成された気室ＡＲ２と前記油室Ｏ
Ｒとをシールするシール部材５７，５７が設けられてい
る。また、前記サンギヤ接続円管３６の外周に、前記気
室ＡＲ２に延びる円盤３６ａが結合され、この円盤３６
ａの外周に円管３６ｂが結合され、この円管３６ｂの外
周に、スタータモータＳＴＲのロータ１６ｓが取り付け
られ、このロータ１６ｓに対向してスタータモータＳＴ
Ｒのステータ１７ｓがハウジングＨの円管４５の内周に
取り付けられている。

【００２９】前記第１遊星歯車ＰＧＳ１のリングギヤ１
３の外周にはブレーキＢＲＫが設けられている。このブ
レーキＢＲＫは、いわゆるバンドブレーキであって、図
４に示すように、リングギヤ１３の外周に設けられたブ
レーキシュー２４と、このブレーキシュー２４に対向し
て装着されたブレーキ用バンド２５とを備えている。さ
らに、このブレーキ用バンド２５は、両端をスプリング
２６，２７により締結方向に付勢されている一方、ブレ
ーキ用バンド２５の一端が油圧アクチュエータ２８によ
りスプリング２６の付勢力とは反対方向に移動可能な構
成となっている。すなわち、このブレーキＢＲＫは、油
圧アクチュエータ２８の非作動時にはスプリング２６，
２７の付勢力により締結されてリングギヤ２３を固定
し、油圧アクチュエータ２８を作動させると、締結が解
除されてリングギヤ１３の固定が解除されて回転可能と
なるもので、エンジン回転数が所定数以上になったこと
が検出されると油圧アクチュエータ２８が作動する構成
となっている。なお、この油圧アクチュエータ２８に替
えて電磁アクチュエータを用いてもよいし、あるいは、
リングギヤ１３などが設定速度以上で回転すると自動的
に締結解除となる遠心ウエイトを用いた構成や、車両停
止時、あるいはエンジン回転速度が所定速度よりも低速
時には電磁石と対向するアマチュアでリングギヤ１３を
固定し、一定速度以上は電磁石に非通電としてリターン
スプリングにより締結を解除する構成を用いるようにし
てもよい。さらに、ブレーキＢＲＫとしては、バンドブ
レーキに限らず多板ブレーキを用いてもよい。

【００３０】前記入力円管３２と出力軸２との間には、
電磁クラッチＣ／Ｌが設けられている。この電磁クラッ
チＣ／Ｌは、多板クラッチ６０、第１回転体６１、第２
回転体６２、カム機構６３、サブクラッチ６４、締結機
構６５を備えている。前記多板クラッチ６０は、出力軸
２の外周と入力円管３２の内周とにそれぞれスプライン
結合により軸方向に相対移動可能で回転方向には相対移
動不可能に装着されたものが交互に配置されている。ま
た、多板クラッチ６０は、その一端側が回転体３３ｂに
よって軸方向の移動が規制され、その他端側には、前記
第１回転体６１が隣設されている。

【００３１】この第１回転体６１は、前記出力軸２に対
してスプライン結合により軸方向に相対移動可能である
が回転方向に相対移動不可能に装着されている。また、
第１回転体６１に対向して第２回転体６２が設けられて
いる。この第２回転体６２は、図示のように円盤６２１
とこの円盤６２１の内周に固定された円管６２２とによ
り断面Ｌ字の環形状に形成され、前記出力軸２と入力円
管３２との間にフローティングされている。すなわち、
図５に示すように、第２回転体６２の内周と出力軸２と
の間には、オイルｏｉｌが充填されており、これにより
第２回転体６２は出力軸２にフローティング状態で支持
される。

【００３２】前記第１回転体６１と第２回転体６２との
間には、カム機構６３が設けられている。このカム機構
６３は、第１回転体６１に放射状に配置されている（図
５参照）とともに図６に示すように、保持板６３１によ
り軸心を中心に回転自在に装着されたスラストローラ６
３２と、第２回転体６２においてスラストローラ６３２
に対向する位置に図５に示すように放射状に形成された
カム溝６３３とを備えている。

【００３３】また、前記第２回転体６２は、図示は省略
するが、出力軸２との間に設けられた例えば板ばね状の
リターンスプリングにより、図６（ａ）に示すように、
第１回転体６１に当接する方向に付勢されている。した
がって、カム機構６３は、第２回転体６２が第１回転体
６１と共に回転している状態では、図６（ａ）に示す初
期状態となって、カム溝６３３の略中央に配置され、軸
方向に力が発生していない。それに対して、同図（ｂ）
に示すように両回転体６１，６２に相対回転が生じる
と、第２回転体６２のカム溝６３３がスラストローラ６
３２に乗り上げ、これにより図示のように第２回転体６
２に軸方向の相対変位ｓｈが生じ、押圧力ＦＰが発生す
る。

【００３４】前記第２回転体６２の円管６２２と、前記
入力円管３２において円管６２２の外周に対向する部位
には、多板のサブクラッチ６４がそれぞれに対して軸方
向に相対移動可能かつ回転方向に相対移動不可能に装着
され、締結状態で第２回転体６２と入力円管３２との相
対回転を規制し、締結解除状態でこれらの相対回転を許
すよう設けられている。

【００３５】このサブクラッチ６４の締結および締結解
除を行う締結機構６５は、アマチュア６５１と、電磁ソ
レノイド６５３とを備えている。前記アマチュア６５１
は、第２回転体６２とサブクラッチ６４との間に配置さ
れて入力円管３２にスプライン結合により軸方向に相対
移動可能かつ回転方向に相対移動不可能に結合されてサ
ブクラッチ６４を押圧可能に装着されている。

【００３６】前記電磁ソレノイド６５３は、ハウジング
Ｈに設けられ、通電時には前記アマチュア６５１をサブ
クラッチ６４の方向に吸引させてサブクラッチ６４を締
結させる。

【００３７】したがって、締結機構６５は、電磁ソレノ
イド６５３への通電時には、発生した吸引力によりアマ
チュア６５１がサブクラッチ６４を締結させる。よっ
て、入力円管３２と出力軸２とが相対回転している状態
では、第２回転体６２と第１回転体６１との間に相対回
転が生じ、カム機構６３がカム作動を行って倍力出力を
行い、多板クラッチ６０が結合されて電磁クラッチＣ／
Ｌが締結状態となる。一方、電磁ソレノイド６５３への
非通電時には、サブクラッチ６４が解放され、第２回転
体６２は、第１回転体６１に連れ回り、カム機構６３に
おいてカム作動が成されず、多板クラッチ６０が解放さ
れ、電磁クラッチＣ／Ｌは締結解除状態となる。なお、
前記電磁ソレノイド６５３に、電力配線１９が接続さ
れ、また、前記スタータモータＳＴＲおよび発電機ＡＬ
Ｔに、電力配線１８が接続されている。

【００３８】次に、実施の形態１の始動発電装置ＳＴＡ
Ｌの作動について説明する。

【００３９】（エンジン始動時）始動時には、電磁クラ
ッチＣ／Ｌを解放させ、かつ、ブレーキＢＲＫを締結さ
せ（このブレーキＢＲＫは、停車時および低速時は締結
状態となっている）、発電機ＡＬＴは停止させて、スタ
ータモータＳＴＲを駆動させる。このスタータモータＳ
ＴＲを駆動させると、サンギヤ接続円管３６が回転さ
れ、第１遊星歯車ＰＧＳ１において、サンギヤ１１から
入力されてキャリア１２から１／５に減速されて出力さ
れる。さらに、このキャリア１２からの出力は、接続円
管３４を介して第２遊星歯車ＰＧＳ２のサンギヤ２１に
入力され、この第２遊星歯車ＰＧＳ２において１／２の
減速比で減速されてキャリア２２から入力円管３２に出
力される。そして、この入力円管３２に入力された駆動
トルクは、非磁性体リング３１から入力軸１に伝達さ
れ、さらに、入力軸１から振動吸収手段５を介してクラ
ンク軸６に入力される。

【００４０】したがって、スタータモータＳＴＲから出
力された駆動トルクが、第１遊星歯車ＰＧＳ１および第
２遊星歯車ＰＧＳ２を介して、１／１０に減速されて、
クランク軸６が回転されてエンジンＥＧの始動が成さ
れ、エンジンＥＧの回転数が所定回転数を超えて始動が
確認できたら、スタータモータＳＴＲへの通電を停止し
て作動を停止させる。

【００４１】このように、スタータモータＳＴＲの回転
が、２つの遊星歯車ＰＧＳ１，ＰＧＳ２により大きく減
速されてクランク軸６が回転されるため、スタータモー
タＳＴＲとしては出力が小さなものでもエンジンＥＧの
始動を行うことができる。

【００４２】（発進時）エンジンＥＧの始動後、車両を
発進させる時には、電磁クラッチＣ／Ｌを滑らせながら
締結させる。これによりエンジンＥＧの駆動力がトルク
増大されてトランスミッションＴＭに入力され、スムー
ズに発進させることができる。

【００４３】（発電時）走行中にあっては、まず、走行
速度あるいはエンジン回転速度が所定速度を超えると、
ブレーキＢＲＫの油圧アクチュエータ２８が駆動されて
ブレーキＢＲＫが解放され、第１遊星歯車ＰＧＳ１のリ
ングギヤ１３の固定が解除される。これにより、第１遊
星歯車ＰＧＳ１にあっては、トルク伝達が成されない状
態となっている。また、エンジンＥＧの駆動により入力
軸１が回転され、この回転が非磁性体リング３１から入
力円管３２に伝達され、第２遊星歯車ＰＧＳ２におい
て、キャリア入力サンギヤ出力がなされて２倍に増速さ
れて円盤３４ｂおよび円管３４ｃが回転されて発電機Ａ
ＬＴのロータ１６ａが回転され、発電機ＡＬＴにおいて
発電が成される。

【００４４】このように、本実施の形態１にあっては、
発電機ＡＬＴにおいて発電を行う際には、減速比および
増速比が小さな第２遊星歯車ＰＧＳ２により発電機ＡＬ
Ｔにトルク伝達を行うため、発電機ＡＬＴとしてやはり
小型のものを使用可能とすることができる。

【００４５】（クリープおよびヒルホールド時）アクセ
ルを踏んでいない状態で、車両を徐々に前進あるいは後
進させるヒルホールド時、および、同様に登坂路に停車
させたときに、アクセルを踏んでいない状態で、車両が
後退することなく停車状態に保つヒルホールド時には、
電磁クラッチＣ／Ｌにおいて、滑り制御を実行して、ト
ランスミッションＴＭに伝達されるトルクを適量に制御
するとともに、必要に応じて発電機ＡＬＴを作動させ、
エンジンＥＧの駆動トルクの一部を電力に変換させるこ
とにより、トランスミッションＴＭに伝達されるトルク
を適量に制御する。なお、このとき、ブレーキＢＲＫ
は、解放状態となっており、上記発電時と同様に第１遊
星歯車ＰＧＳ１は、トルク伝達を行わない状態となって
いる。

【００４６】以上説明した本実施の形態１にあっては、
始動発電装置ＳＴＡＬを、エンジンＥＧとトランスミッ
ションＴＭの間に設けられた入力軸１および出力軸２の
外周に、これらの軸１，２と同軸に設ける構成としたた
め、エンジン軸回りのモーメントが小さくなり、エンジ
ンマウンティングの重量バランスに優れるという効果が
得られる。

【００４７】さらに、かつ、横置きの場合のように、発
電機ＡＬＴに対して駆動力を伝達するチェーンならびに
そのハウジングを用いる構成に比べて、油潤滑経路なら
びに油室構造を簡略化することができ、構成の簡略化お
よび小型化を図ることができる。

【００４８】また、電磁クラッチＣ／Ｌの外径方向に２
つの遊星歯車ＰＧＳ１，ＰＧＳ２を設け、さらにその外
径方向に発電機ＡＬＴとスタータモータＳＴＲとブレー
キＢＲＫを軸方向に並べて配置させたため、装置の外形
寸法を抑えてコンパクトに構成することができる。

【００４９】加えて、上述のように始動発電装置ＳＴＡ
Ｌを、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭとの間に
設けた構成でありながら、スタータモータＳＴＲの回転
は、１／１０に減速してエンジンＥＧに伝達して、スタ
ータモータＳＴＲとして出力トルクの小さな小型のもの
を用いることと、エンジンＥＧから発電機ＡＲＴへの入
力の際の増速比は小さく抑えて、発電機ＡＬＴとして容
量の小さなものを用いることができ、発電機ＡＬＴの小
型化を図ることができ、また、上述のように、スタータ
モータＳＴＲの駆動伝達時と、発電機ＡＬＴへの駆動伝
達時の変速比を変えることを、２つの遊星歯車ＰＧＳ
１，ＰＧＳ２とブレーキＢＲＫを用いた手段により達成
可能として、高価な電磁クラッチを用いなくて良い手段
としたため、装置を安価に構成することができる。

【００５０】また、本実施の形態１の構成では、スター
タモータＳＴＲならびに発電機ＡＬＴとして、従来から
の１４Ｖに対応するものでも、これから導入されると考
えられる４２Ｖのものでも使用可能であり、実用性なら
びに汎用性が高い。しかも、インバータが不要であり、
これによっても汎用性が高い。

【００５１】（実施の形態２）次に、実施の形態２の始
動発電装置ＳＴＡＬについて説明する。なお、実施の形
態２を説明するにあたり、実施の形態１と同じ構成には
実施の形態１と同じ符号を付けて説明を省略する。

【００５２】図７は、実施の形態２の始動発電装置ＳＴ
ＡＬを示すスケルトン図である。この実施の形態２は、
実施の形態１と同様に請求項１〜３，６〜８に記載の発
明に対応しているもので、実施の形態１との相違は、第
１遊星歯車ＰＧＳ１と第２遊星歯車ＰＧＳ２とを同軸に
内外二重に配置した点にある。この内側に配置されてい
る第１遊星歯車ＰＧＳ１は、実施の形態１で示した電磁
クラッチＣ／Ｌの外側に設けられた接続円管３４の外周
に設けてもよいし。あるいは、スケルトン図そのままに
入力軸１の外側に設けてもよい。

【００５３】この実施の形態２の始動発電装置ＳＴＡＬ
は、基本的な構成は実施の形態１と同様であるので、実
施の形態１と共通した作用効果が得られる。さらに、実
施の形態２にあっては、両遊星歯車ＰＧＳ１，ＰＧＳ２
を内外二重に配置させたため、軸方向寸法を短く形成す
ることができ、エンジンＥＧとトランスミッションＴＭ
との間に設置するのにいっそう有利となる。なお、遊星
歯車ＰＧＳ１，ＰＧＳ２を内外二重に配置させるには、
具体的には後述の実施の形態３で示す構成を用いること
ができる。

【００５４】（実施の形態３）次に、実施の形態３の始
動発電装置ＳＴＡＬについて説明する。なお、実施の形
態３を説明するにあたり、実施の形態１と同じ構成には
実施の形態１と同じ符号を付けて説明を省略する。

【００５５】図８は、実施の形態３の始動発電装置ＳＴ
ＡＬを示すスケルトン図である。この実施の形態３は、
請求項１〜５に記載されている発明に対応しているもの
で、基本的には実施の形態２と略同じ構成であり、実施
の形態２との相違点は、トランスミッションＴＭとして
トルクコンバータＴＣを有した、自動変速機ＡＴや無断
変速機ＣＶＴを用い、入力軸１を直接トルクコンバータ
ＴＣに結合させて、電磁クラッチＣ／Ｌを廃止した例で
ある。

【００５６】その詳細について、図９の断面図により説
明する。この実施の形態３にあっては、ハウジングＨ
は、円盤４１，４２，４３と円管４５，４６により外殻
部分が形成されている。また、円盤４１の内周に近い部
分から油室ＯＲに円管３０１が結合されている。さら
に、円盤４１の外周に近い中間部からは内側に円管３０
２が結合され、この円管３０２の内周に円盤３０３が結
合され、この円盤３０３の内周に円管３０４が結合さ
れ、この円管３０４の内周に円盤３０５が結合されてい
る。また、円管４６の内周に円盤３０６が結合されてい
る。

【００５７】第２遊星歯車ＰＧＳ２は、キャリア２２が
入力軸１に円盤３０７を介して結合され、サンギヤ２１
は、入力軸１の外周にフローティング支持された接続円
管３３４の外周に形成されている。また、リングギヤ２
３は、前記ハウジングＨの円盤４１に結合された円管３
０１の内周に形成されている。なお、円盤３０７と接続
円管３３４は、スラストローラ３５１，３５１により軸
方向の両端を支持されて位置を規制されている。

【００５８】前記接続円管３３４には、第１遊星歯車Ｐ
ＧＳ１のキャリア１２に接続された円盤３０８と、この
円盤３０８に結合されて前記円管３０１の外側に近接し
て配置された円管３０９と、この円管３０９の先端から
外側に延在されてハウジングＨにスラストローラ３５７
を介して支持された円盤３１０と、この円盤３１０の外
周部に結合されて外周に発電機ＡＬＴのロータ１６ａが
取り付けられた円管３１１とを有した回転体３１２が結
合されている。なお、前記円管３０９の外周は、ハウジ
ングＨの円盤３０６の内周にシール材３５２を介して支
持されている。また、円盤３１０の外周端面が軸受３５
３により支持されて径方向の位置を管理されている。

【００５９】第１遊星歯車ＰＧＳ１は、キャリア１２が
前述のように円盤３０８に接続され、サンギヤ１１が円
管３０９の外側にフローティングされたサンギヤ接続円
管３３６の外周に形成され、リングギヤ１３は、ハウジ
ングＨの円管４６の内周に取り付けられたブレーキＢＲ
Ｋにより固定および固定解除可能に支持されている。

【００６０】前記サンギヤ接続円管３３６は、外周がハ
ウジングＨの円盤３０６の内周にシール材３５４を介し
て支持されている。さらに、サンギヤ接続円管３３６
は、その外周に結合された円盤３１３と、その外周に結
合された円管３１４と、その外周に結合されてハウジン
グＨにスラストローラ３５７により支持された円盤３１
５と、その外周に結合された円管３１６とを有した回転
体３１７が結合されている。なお、この回転体３１７
は、円管３１６の外周で、軸受３５５，３５５により支
持されて径方向の寸法を管理されている。また、円管３
１６の外周には、スタータモータＳＴＲのロータ１６ｓ
が取り付けられている。

【００６１】また、油室ＯＲと気室ＡＲとは、前記シー
ル材３５２，３５４および円管３０１の基端部に設けら
れたシール材３５６によりシールされている。

【００６２】この実施の形態３にあっても、エンジン始
動時には、スタータモータＳＴＲを駆動させると、その
トルクが、第１遊星歯車ＰＧＳ１および第２遊星歯車Ｐ
ＧＳ２を直列に伝達され、第１遊星歯車ＰＧＳ１におい
て１／５の減速比が、また、第２遊星歯車ＰＧＳ２にお
いて１／２の減速比が得られ、合計して１／１０の減速
比が得られる。

【００６３】また、車速あるいはクランク軸６の回転速
度が所定以上になると、ブレーキＢＲＫの締結が解除さ
れ、エンジンＥＧから入力軸１に入力される駆動トルク
が第２遊星歯車ＰＧＳ２を介して２倍に増速されて発電
機ＡＬＴに入力され、効率の良い発電を行うことができ
る。また、このとき、第１遊星歯車ＰＧＳ１は、リング
ギヤ１３の固定が解除されて、トルク伝達不可能な状態
となり、スタータモータＳＴＲの作動は成されない。

【００６４】なお、実施の形態３における実施の形態１
との相違点は、実施の形態３にあっては、電磁クラッチ
Ｃ／Ｌが設けられていないために、この電磁クラッチＣ
／Ｌに対する制御が不要な点である。すなわち、エンジ
ン始動時に、入力軸１が回転するが、入力軸１のトラン
スミッションＴＭ側にはトルクコンバータＴＣが設けら
れているため、図外の駆動輪側が大きな負荷となること
はない。また、電磁クラッチＣ／Ｌを滑り制御させなく
ても入力軸１の駆動トルクがトルクコンバータＴＣを介
してトルクを増大して伝達され、発進をスムーズに行う
ことができるとともに、クリープ現象が得られる。

【００６５】以上説明した実施の形態の始動発電装置Ｓ
ＴＡＬにあっては、実施の形態１で説明したのと同じ効
果が得られるのに加えて、第１・第２遊星歯車ＰＧＳ
１，ＰＧＳ２と、発電機ＡＬＴとスタータモータＳＴＲ
を、同軸で径方向に重ならせて内側から順に配置させた
構成としたため、軸方向寸法を短くして、エンジンＥＧ
とトランスミッションＴＭとの間における搭載性を向上
させることができるという効果が得られる。さらに、電
磁クラッチＣ／Ｌが不要となって、製造コストを大幅に
低減させるｋとができる。

【００６６】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更などがあっても本発明に含まれる。例え
ば、実施の形態にあっては、両遊星歯車は、スタータモ
ータＳＴＲを作動させるにあたり減速させる際には、リ
ングギヤを固定して、サンギヤ入力、キャリア出力とし
たが、例えば、サンギヤを固定させて、リングギヤ入
力、キャリア出力とすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の始動発電装置ＳＴＡＬを示す断
面図である。

【図２】実施の形態１の始動発電装置ＳＴＡＬを示すブ
ロック図である。

【図３】実施の形態１の要部を示す断面図である。

【図４】実施の形態１の始動発電装置におけるバンドブ
レーキを示す断面図である。

【図５】実施の形態１の要部を示す断面図である。

【図６】実施の形態１の作動説明図である。

【図７】実施の形態２の始動発電装置ＳＴＡＬを示すス
ケルトン図である。

【図８】実施の形態３の始動発電装置ＳＴＡＬを示すブ
ロック図である。

【図９】実施の形態３の始動発電装置ＳＴＡＬを示す断
面図である。

【符号の説明】 １ 入力軸（回転軸） ２ 出力軸 ５ 振動吸収手段 ６ クランク軸 ＰＧＳ１第１遊星歯車 １１ サンギヤ １２ キャリア １３ リングギヤ １６ａ ロータ １６ｓ ロータ １７ａステータ １７ｓステータ １８ 電力配線 １９ 電力配線 ＰＧＳ２第２遊星歯車 ２１ サンギヤ ２２ キャリア ２３ リングギヤ ２４ ブレーキシュー ２５ ブレーキ用バンド ２６，２７スプリング ２８ 油圧アクチュエータ ３１ 非磁性体リング ３２ 入力円管 ３３ａ回転体 ３３ｂ 回転体 ３４ 接続円管 ３４ｂ 円盤 ３４ｃ 円管 ３４ｄ回転体 ３６ サンギヤ接続円管 ３６ａ円盤 ３６ｂ円管 ４１，４２，４３，４４円盤 ４１ａ円管 ４１ｂ円盤 ４５ 円管 ４６ 円管 ４８ 空冷フィン ４９ 軸受 ５０ シール部材 ５１，５２スラストベアリング ５３ 軸受 ５４ スラストローラ ５５ シール部材 ５６ 軸受 ５７ シール部材 ６０ 多板クラッチ ６１ 回転体 ６２ 回転体 ６３ カム機構 ６４ サブクラッチ ６５ 締結機構 ９１ 前後進機構部 ９２ 変速機構部 ３０１ 円管 ３０２ 円管 ３０３ 円盤 ３０４ 円管 ３０５ 円盤 ３０６ 円盤 ３０７ 円盤 ３０８ 円盤 ３０９ 円管 ３１０ 円盤 ３１１ 円管 ３１２ 回転体 ３１３ 円盤 ３１４ 円管 ３１５ 円盤 ３１６ 円管 ３１７ 回転体 ３３４ 接続円管 ３３６ サンギヤ接続円管 ３５１，３５１スラストローラ ３５２ シール材 ３５３ 軸受 ３５４ シール材 ３５５ 軸受 ３５６ シール材 ３５７ スラストローラ ６２１ 円盤 ６２２ 円管 ６３１ 保持板 ６３２ スラストローラ ６３３ カム溝 ６５１ アマチュア ６５３ 電磁ソレノイド ＡＲ 気室 ＡＲ１気室 ＡＲ２気室 ＡＲＴ 発電機 ＡＴ 自動変速機 ＢＲＫ ブレーキ Ｃ／Ｌ 電磁クラッチ ＣＶＴ 無断変速機 ＥＧ エンジン Ｈ ハウジング ＯＲ 油室 ＳＴＲ スタータモータ ＴＣ トルクコンバータ ＴＭ トランスミッション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｄ 41/08 Ｆ１６Ｈ 3/72 Ｚ Ｆ１６Ｈ 3/72 Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｅ Ｈ０２Ｋ 7/10 7/116 7/116 7/18 Ｂ 7/18 Ｆ１６Ｄ 27/10 ３５１Ｚ Ｆターム(参考） 3J028 EA09 EA25 EB04 EB54 EB62 EB63 EB66 FA06 FB02 FC13 FC19 FC24 FC65 FD11 GA02 GA20 HA16 HA18 HA26 HA29 HC02 HC15 5H607 AA00 BB01 BB02 BB14 CC03 CC05 DD19 EE33 EE36 FF24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンに駆動力を与えるスタータモー
   タと、エンジンの駆動力により発電する発電機とが設け
   られ、 前記エンジンに結合された回転軸と、スタータモータお
   よび発電機との間に、それぞれ変速手段が設けられた始
   動発電装置において、 前記変速手段として、前記回転軸の外周に第１遊星歯車
   と、この第１遊星歯車の変速比以下の第２遊星歯車とが
   設けられ、 この第２遊星歯車は、減速作動時の出力側が回転軸に接
   続され、かつ減速作動時の入力側に第１遊星歯車が接続
   されているとともに発電機が同軸に取り付けられ、 この第１遊星歯車は、減速作動時の出力側が前記第２遊
   星歯車に接続され、減速作動時の入力側にスタータモー
   タが同軸に取り付けられ、 前記第１遊星歯車の、サンギヤ・キャリア・リングギヤ
   のうちの固定要素を固定および固定解除可能な切替手段
   が設けられていることを特徴とする始動発電装置。
2. 【請求項２】 前記第２遊星歯車は、リングギヤが固定
   され、キャリアが前記回転軸に結合され、サンギヤに第
   1遊星歯車に接続されているとともに、同軸に発電機が
   取り付けられ、 前記第1遊星歯車は、キャリアが前記第２遊星歯車のサ
   ンギヤに接続され、サンギヤに前記スタータモータが同
   軸に取り付けられ、リングギヤが前記固定要素として前
   記切替手段により固定および固定解除可能であることを
   特徴とする請求項１に記載の始動発電装置。
3. 【請求項３】 前記回転軸は、エンジンと変速機とで駆
   動トルクを伝達する軸であることを特徴とする請求項１
   または２に記載の始動発電装置。
4. 【請求項４】 前記変速機は、前記回転軸からトルク伝
   達されるトルクコンバータを備えていることを特徴とす
   る請求項３に記載の始動発電装置。
5. 【請求項５】 前記回転軸に第２遊星歯車のキャリア
   （２２）が結合され、 この第２遊星歯車のキャリア（２２）に噛み合うサンギ
   ヤ（２１）と一体の接続円管（３３４）が回転軸の外周
   に相対回転可能に設けられ、 前記第２遊星歯車のキャリア（２２）に噛み合うリング
   ギヤ（２３）と、その外径方向に設けられた第１遊星歯
   車のサンギヤ（１１）との間に、前記接続円管（３３
   ４）に結合された円管（３０９）が回転可能に設けら
   れ、 この円管（３０９）に結合されているとともに、第１遊
   星歯車の外径方向に配置された円管（３１１）に発電機
   のロータ（１６ａ）が取り付けられ、 前記円管（３０９）の外側に第１遊星歯車のサンギヤ
   （１１）が回転可能に設けられ、このサンギヤ（１１）
   に結合された円管（３０２）が第１遊星歯車ならびに発
   電機を迂回して、発電機の外径方向に回転可能に配置さ
   れ、 前記円管（３０２）にスタータモータのロータ（１６
   ｓ）が取り付けられていることを特徴とする請求項４に
   記載の始動発電装置。
6. 【請求項６】 前記回転軸の途中には、変速機との接続
   を切断可能なクラッチが設けられていることを特徴とす
   る請求項３または４に記載の始動発電装置。
7. 【請求項７】 前記クラッチは、電磁クラッチであり、 回転軸側と変速機側との間に介在されて両者を接続およ
   び切断可能な多板クラッチと、 この多板クラッチの隣りに設けられて、多板クラッチを
   押圧して締結可能な第１回転体と、 この第１回転体に対向して設けられているとともに、第
   １回転体に対して回転方向に相対移動可能な第２回転体
   と、 この第２回転体と前記第１回転体との間に介在されて、
   両回転体が回転方向に相対回転するのに伴って軸方向に
   倍力出力して第２回転体に対して第１回転体を軸方向に
   相対移動させて前記多板クラッチを締結させるカム機構
   と、 前記第２回転体の隣りに設けられ、締結機構により締結
   フリクションが与えられることで第２回転体を減速させ
   るパイロットクラッチと、を備えていることを特徴とす
   る請求項６に記載の始動発電装置。
8. 【請求項８】 前記エンジン側の回転軸としての入力軸
   （１）と、変速機側の出力軸（２）とが同軸で、相対回
   転可能に設けられ、 この出力軸（２）の外径方向に所定の間隔を有して、入
   力軸（１）に結合された入力円管（３２）が設けられ、 この入力円管（３２）と出力軸（２）との間に、前記電
   磁クラッチ（Ｃ／Ｌ）が設けられ、 前記入力円管（３２）の外側に、接続円管（３４）が回
   転自在に設けられ、 前記接続円管（３４）の外径方向に第１遊星歯車と第２
   遊星歯車とが同軸かつ軸方向に離れて配置され、 前記第１遊星歯車の外径方向に、前記接続円管（３４）
   と円盤（３４ａ）を介して結合された円管（３４ｃ）が
   設けられ、 この円管（３４ｃ）と前記第１遊星歯車のリングギヤ１
   ３との間に、前記第１遊星歯車のサンギヤ（１１）に結
   合されて接続円管（３４）の外周に設けられたサンギヤ
   接続円管（３６）に円盤（３６ａ）を介して結合された
   円管（３６ｂ）が設けられ、 前記円管（３４ｃ）に発電機のロータ（１６ａ）が取り
   付けられ、前記円管（３６ｂ）にスタータモータのロー
   タ（１６ｓ）が取り付けられ、前記リングギヤ（１３）
   の外径方向に切替手段としてのバンドブレーキが設けら
   れて、前記発電機とスタータモータとブレーキとが同軸
   かつ軸方向に並んで配置されていることを特徴とする請
   求項７に記載の始動発電装置。