JP2004245139A - Engine starter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランクシャフトに設けたギヤに中間のギヤを介して、スタータモータからの駆動力を入力するようにした始動装置に関し、特に、エンジン振動を低減するバランサを併設する場合の該バランサ及び中間ギヤの配置構造の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種のエンジンの始動装置としては、例えば特許文献1に開示されるように、複数のシリンダが直列に配置されたエンジンの全長をできるだけ短くするために、クランクシャフトのウェブ外周面に直接、歯切りして始動用ギヤを形成し、このギヤに対して複数のギヤ要素からなる中間ギヤユニットを介して、スタータモータからの駆動力を入力するようにしたものがある。また、このものでは、エンジン振動を低減するためのバランサがオイルパンの内部に配設されており、このバランサの被駆動ギヤも前記クランクシャフトの始動用ギヤと噛み合っている。つまり、クランクシャフトのギヤはバランサ駆動兼始動用ギヤとして設けられている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−120514号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来例(特許文献1)のものでは、クランクシャフトの始動用ギヤはバランサ駆動のために兼用しているものの、その始動用ギヤにスタータモータからの駆動力を伝えるための中間のギヤユニットは別途、設けており、このギヤユニットには、複数の支持軸の他、始動用駆動ギヤ、フリーホイルギヤ、アイドル小ギヤ、アイドル大ギヤ等が含まれているから、このギヤユニットとバランサとを併設するためにはかなり大きな設置スペースを必要とし、エンジンのコンパクト化の要請に反するという問題がある。
【0005】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンのクランクシャフトの途中に始動用のクランクギヤを設けた始動装置において、そのクランクギヤとスタータモータとの間の動力伝達系路の構成に工夫を凝らして、バランサを併設する場合に必要なスペースを最小化して、エンジンのコンパクト化を可能とするとにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、スタータモータからの駆動力をクランクギヤに入力するための経路として、バランサの回転要素を積極的に利用するようにした。
【0007】
具体的に、請求項1の発明では、エンジンのクランクシャフトの途中にクランクギヤを設けて、オイルパン内に配設したバランサを前記クランクギヤによって駆動するとともに、エンジン始動時にはスタータモータからの駆動力を前記クランクギヤに入力するようにした始動装置を前提とする。そして、前記バランサとして、前記クランクシャフトの長手方向に延びるように支持されたシャフトと、バランスウェイトを備え、前記シャフトの外周に回転可能に遊嵌された中空アンバランス部材と、前記シャフト長手方向一端側において前記中空アンバランス部材と回転一体に設けられ、前記クランクギヤと噛み合う第1の中間ギヤと、この第1中間ギヤとの間に前記バランスウエイトを挟んで、前記シャフトの長手方向他端側に設けられ、前記スタータモータからの駆動力を受け入れる第2の中間ギヤと、少なくとも該第2中間ギヤから第1中間ギヤへ動力を伝達可能な伝動部材とを備えるものとする。
【0008】
前記の構成により、エンジンの始動時には、スタータモータの駆動力を受け入れた第2中間ギヤから伝動部材を介して第1中間ギヤへ駆動力が伝達され、これによりクランクシャフトが回転される。一方、エンジンの運転中にはクランクシャフトによって第1の中間ギヤが回転駆動され、これと一体に中空アンバランス部材が回転することで、エンジン振動の低減が図られる。つまり、エンジン振動を低減するためのバランサをスタータモータからの駆動力の伝達系路として利用することができ、バランサを併設する場合でも必要なスペースが最小のものとなって、エンジンのコンパクト化が図られる。
【0009】
前記バランサにおける伝動部材は、シャフトから第1中間ギヤへ動力を伝達するように設けたワンウェイクラッチとするのが好ましい(請求項2の発明)。こうすることで、バランサの構成部材のうちでエンジン運転中にクランクシャフトとともに回転するのは、クランクギヤに噛合する第1中間ギヤと中空アンバランス部材のみとなり、このことで、エンジンの運転損失を極めて小さくすることができる。
【0010】
詳しくは、まず、バランスウエイトを有するアンバランス部材を中空状とすることで、エンジンの運転により発生する加振力を打ち消すために必要な所要のメーメントを得ながら、バランスウエイトの質量そのものは相対的に小さくすることができ、これによりアンバランス部材を駆動するための力を低減できる。また、第1中間ギヤにより駆動されるのは前記中空アンバランス部材だけで、第2中間ギヤやスタータモータの出力軸はもとより、シャフトも回転しない。従って、バランサ駆動のためのエンジンの運転損失は極めて小さくなるのである。
【0011】
特に、直列4気筒エンジンの場合には、バランサを、互いに並列に且つ逆向きに回転する左右一対のバランサ部材を備えた2軸式のものとし、その一対のバランサ部材のいずれか一方を前記中空アンバランス部材とするとともに、他方のバランサ部材を駆動するためのトランスファ駆動ギヤを前記中空アンバランス部材と回転一体に設けることが好ましい(請求項3の発明)。こうすれば、直列4気筒エンジンの回転2次振動を2軸式バランサにより打ち消して、エンジン振動を効果的に低減することができる。
【0012】
前記第1中間ギヤは、シャフトの外周に回転自在に支持されたギヤ本体部と、該ギヤ本体部の内周側から前記シャフトの軸線に沿って延びるように設けられた中空延設部とを有するものとし、この中空延設部の先端部を中空アンバランス部材に連結するとともに、その中空延設部の外周にトランスファ駆動ギヤを設けることが好ましい(請求項4の発明)。こうすれば、第1中間ギヤの本体部を中空アンバランス部材に連結するための中空延設部が、トランスファ駆動ギヤを設けるための部材として有効に利用できる。
【0013】
或いは、前記第1中間ギヤは、シャフトの外周に回転自在に支持されたギヤ本体部と、該ギヤ本体部の内周側から前記シャフトの軸線に沿ってその長手方向両端側に向かってそれぞれ延びるように設けられた第1及び第2の中空延設部とを有するものとし、その第1中空延設部の先端部を中空アンバランス部材に連結する一方、第2中空延設部の外周にトランスファ駆動ギヤを設けるようにしてもよい(請求項5の発明)。この場合には、前記トランスファ駆動ギヤをエンジンのオイルポンプの構成部材として兼用することもできる(請求項6の発明)。
【0014】
さらにまた、前記第1中間ギヤの本体部は、シャフトの外周に対してボール軸受によって支持することが好ましい(請求項7の発明)。こうすれば、第1中間ギヤとシャフトとの間の位置決めの精度が高くなるので、その分、第1中間ギヤとクランクギヤとの間のバックラッシュの管理が容易になる。
【0015】
また、スタータモータは、信頼性やメンテナンス性を考慮すればオイルパンの外部に配設するのが好ましく、この場合には、該スタータモータの先端側をオイルパンに形成した貫通孔に挿通させて、そのスタータモータ先端部に設けたピニオンをバランサの第2中間ギヤと噛み合わせるようにすればよい(請求項8の発明)。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【0017】
図2は、本発明の実施形態に係るエンジン1の本体部の構成を示し、このエンジン1は、アルミニウム合金の鋳造製シリンダブロック3の上部に、同じくアルミニウム合金の鋳造製シリンダヘッド4を組み付けてなり、該シリンダヘッド4の上部にはシリンダヘッドカバー5を取り付け、また、シリンダブロック3の下部にはガスケットを介してオイルパン6を取り付けてある。このオイルパン6は、比較的剛性が高く遮音性に優れた鋳造製のものであり、この実施形態では前記シリンダブロック等と同じくアルミニウム合金製としているが、例えば鋳鉄製としてもよい。
【0018】
前記シリンダブロック3は、クランクケースの左右両側壁部がそれぞれクランクシャフト7の軸心x1よりも下方まで延びるディープスカートタイプのものであり、該シリンダブロック3の前側壁部における左右両端側の部位には、図3にも示すようにそれぞれ上端部から下端部に亘って外方に突出する土手部3a,3bが設けられている。そして、その土手部3a,3bに対して取り付けられるフロントカバー8(図3に仮想線で示す)とシリンダブロック3の前側壁部との間に、動弁系を駆動するタイミングチェーン等が収容されるようになっている。
【0019】
また、前記フロントカバー8は、前記図3に仮想線で示すように、シリンダブロック3の前面からオイルパン6の前面に跨るように取り付けられるので、シリンダブロック3とオイルパン6の組み付けの位置精度がエンジン前後方向については非常に良くなる。このことで、オイルパン6自体の剛性が高いこととも相俟って、後述の如くオイルパンに取り付けられるスタータモータ35のシリンダブロック3に対する位置決めの精度は非常に高い。
【0020】
尚、この実施形態のエンジン1は、4つのシリンダ2,2,…(図1参照)がシリンダブロック3に直線的に並ぶように設けられた直列4気筒ガソリンエンジンであり、このような直列型の多気筒エンジンでは一般的にその長手方向をエンジン前後方向と呼び、前記タイミングチェーン等の配置される側をエンジンの前側と呼ぶ。以下、この明細書中でも同様の呼称を用いるとともに、特に断らない場合はエンジン前側を単に前側と略記する。
【0021】
前記図2に示すように、各シリンダ2にはその軸線に沿って往復動するようにピストン9が嵌装されていて、該各ピストン9の上面とシリンダヘッド4の下面とに挟まれたシリンダ2内の空間が燃焼室10を構成している。この燃焼室10の天井部、即ち前記シリンダヘッド3の下面には2つの傾斜面が形成されていて、それぞれ吸気ポート11及び排気ポート12が2つずつ開口されるとともに、該各開口部には、シリンダヘッド5に軸支されたカム軸13,14により開閉作動される吸気及び排気弁15,16が配設されている。尚、図示は省略するが、前記燃焼室10に臨む各シリンダ2の天井部には、吸気及び排気弁15,16に取り囲まれるようにして点火プラグが配設されている。
【0022】
また、前記各ピストン9は、それぞれコネクティングロッド17によってクランクシャフト7に連結されている。このクランクシャフト7は例えばダクタイル鋳鉄製であり、この実施形態では5つのジャーナル軸受け18,18,…(図2には1つのみ示す)によりシリンダブロック3に対して回転自在に支持されている。すなわち、図1にのみ仮想線で示すが、シリンダブロック3には、エンジン前後方向に並ぶ4つのシリンダ2,2,…の下端部をそれぞれ両側から挟むようにして合計5つの主軸受け部18a,18a,…が設けられていて、該各主軸受部18aにはそれぞれ軸受キャップ18bが取り付けられて、ジャーナル軸受け18が構成されており、さらに、それら5つのジャーナル軸受け18,18,…はベアリングビーム19(図4参照)により互いに連結されている。
【0023】
前記クランクシャフト7は、図1に示すように8つのカウンターウエイト7a,7a,…を有するフルカウンターウエイトタイプのものであり、そのうちのエンジン前側から数えて6番目のものは円盤状に形成されていて、その外周にリング状のヘリカルギヤ20が圧入により固定されている。このヘリカルギヤ20は、エンジン1の運転中はオイルパン6内に配設されたバランサユニット21を駆動するものであるが、エンジン始動時にはそのバランサユニト21を介して後述のスタータモータ35から駆動力を受け入れるようになっている。以下、前記バランサ駆動兼始動用のギヤ20をクランクギヤ20と呼ぶものとするが、このギヤ20は必ずしも前から6番目のカウンターウエイト7aに設ける必要はなく、別のカウンターウエイト7aに設けてもよいし、フルカウンターウエイトタイプでないクランクシャフトの場合は、クランクウェブに設ることもできる。
【0024】
次に、前記バランサユニット21の構成について詳細に説明する。このバランサユニット21は、基本的には、クランクシャフト7下方のオイルパン6内に並設した2本のバランサ部材をクランクシャフト7の2倍速で互いに逆向きに回転させることにより、直列4気筒エンジン1の回転2次の振動を打ち消すようにした2軸式のものであるが、本願発明の特徴部分として、エンジン1の始動時には後述するスタータモータ35からの駆動力をクランクシャフトのギヤ20に入力するための経路となるように構成されている。
【0025】
前記バランサユニット21は、図1の他に図4にも示すように、ハウジング22の上面がベアリングビーム19の下面に接するように配置されていて、図示しないが、該ハウジング22の左右両側部からそれぞれ2本ずつ上方に延びるブラケット部を介して、シリンダブロック3の下部に直接、固定されている。このハウジング22内に収容される2つのバランサ部材のうちの一方は、図5に詳細を示すように、エンジン前後方向(クランクシャフト7の長手方向)に延びるようにハウジング22に支持されたシャフト23と、このシャフト23の外周に回転可能に遊嵌された中空アンバランス部材24と、シャフト23の長手方向一端側(図の右側であるエンジン後側)に同軸に且つ回転自在に配置されて、クランクギヤ20と噛み合う第1の中間ギヤ25とからなる。
【0026】
前記シャフト23は、その前端部及び後端部がそれぞれハウジング22の前側及び後側壁部22a,22bに設けられた軸受孔26,27に回転自在に支持されている。そのうちの前側の軸受孔26はハウジング22の前側壁部22aを貫通しており、ここに挿通されたシャフト23の前端部はハウジング22の外部に突出していて、そこに後述の如くスタータモータ35からの駆動力を受け入れる第2の中間ギヤ28がスプライン等によって一体に回転するように固定されている。換言すれば、第2の中間ギヤ28は、前記第1中間ギヤ25との間に中空アンバランス部材24を挟んでシャフト23の長手方向他端側に配設されている。
【0027】
また、前記シャフト23の内部には、その軸線x2に沿って延びるように長手方向の略全体に亘って油通路23aが形成されている。この油通路23aの後端側はハウジング22の後側壁部22bに形成された潤滑油通路29に連通されており、該潤滑油通路29によりエンジン1のオイルギャラリから導入される潤滑油(エンジンオイル)を後述のワンウェイクラッチ30や軸受部31,32等に分配して供給するようになっている。
【0028】
前記中空アンバランス部材24は、シャフト23の外周に同軸に配置された円筒状部24aと、断面が略半円形状のバランスウエイト部24bとが一体に形成されたものであり、その前端部が滑り軸受等によりハウジング22の前側壁部22aの後面に対して支持される一方、後端部はスプライン等によって第1中間ギヤ25の前端部と一体に回転するように連結されている。そして、エンジン1の運転中には前記中空アンバランス部材24がクランクシャフト7と同期して回転することで、エンジン1の加振力を低減することができる。また、中空状のアンバランス部材24を用いることで、エンジン1の運転により発生する加振力を打ち消すために必要な所要のメーメントを得ながら、部材24の質量そのものは相対的に小さくすることができるから、バランサ駆動のための損失低減することができる。
【0029】
前記第1中間ギヤ25は、全体としてはエンジン前側から後側に向かって段々に拡径する異形の円錐台状とされ、前側に位置する小径部25aの前端部が前記中空アンバランス部材24とスプライン等により結合される一方、後側に位置する大径部25bの後端には、シャフト23の軸心x2に対して略直交するように径方向外方に突出する円形状の鍔部25cが形成されていて、その鍔部25の外周にはヘリカルギヤが直接、歯切りして形成されている。
【0030】
換言すれば、前記第1中間ギヤ25の大径部は、クランクギヤ20と噛み合うヘリカルギヤが形成されたギヤ本体部である(以下、ギヤ本体部25bともいう)。このギヤ本体部25bの内周とシャフト23の外周との間には円環状の空間部が形成されていて、そこには、該シャフト23から第1中間ギヤ25に対して駆動力を伝達する一方、その逆向きの動力の伝達は遮断するワンウェイクラッチ30と、その第1中間ギヤ25の本体部25bをシャフト23の外周に対して回転自在に支持するボール軸受31とがそれぞれ配設されている。すなわち、クランクギヤ20と直接、噛み合う第1中間ギヤ25の内周にボール軸受31を配置して、該第1中間ギヤ25とシャフト23との間の位置決めの精度を高くすることにより、該第1中間ギヤ25とクランクギヤ20との間のバックラッシュの管理を容易に行えるようにしている。
【0031】
一方、前記ギヤ本体部25bから見ると、第1中間ギヤ25の小径部25aは、該ギヤ本体部25bの内周側からシャフト23の軸線x2に沿ってエンジン前方に延びるように設けられた中空状の延設部であり(以下、中空延設部25aともいう)、この中空延設部25aの内周とシャフト23の外周との間にはニードル軸受32が配設されているとともに、中空延設部25aの外周には、図示しない他方のバランサ部材に対して回転駆動力を伝達するためのトランスファ駆動ギヤ33がスプライン等により設けられている。すなわち、図示しないが、前記他方のバランサ部材は、前記一方のバランサ部材と同様にハウジング22に支持されたシャフトと、このシャフトの周りを回転する中空アンバランス部材と、この中空アンバランス部材と一体に回転するように連結されたトランスファ被駆動ギヤとを備え、このトランスファ被駆動ギヤが前記トランスファ駆動ギヤ33と噛合している。
【0032】
従って、エンジン運転中のクランクシャフト7の回転は、第1の中間ギヤ25から前記一方の中空アンバランス部材24に伝達されるとともに、トランスファ駆動ギヤ33及び被駆動ギヤにより前記他方の中空アンバランス部材にも伝達される。これにより、2つの中空アンバランス部材はエンジン1のクランクシャフト7と同期して互いに逆方向に回転し、主にピストンの2次慣性力に起因する振動を打ち消すようになる。
【0033】
ここで、前記第1中間ギヤ25とシャフト23との間にはワンウェイクラッチ30が配設されているので、前記の如く2つの中空アンバランス部材24が回転されるときにも、シャフト23や後述の如くこれに駆動連結されたスタータモータ35等が回転されることはない。すなわち、バランサユニット21のうちでエンジン運転中にクランクシャフト7とともに回転するのは、クランクギヤ20に噛合する第1中間ギヤ25と2つの中空アンバランス部材24のみであり、このように最小限の部材のみを回転させるようにしたことによって、バランサ駆動のためのエンンジン1の運転損失を低減することができる。
【0034】
続いて、前記バランサユニット21とスタータモータ35との接続について説明すると、このスタータモータ35の本体部36はオイルパン6の外部に配設されていて、その先端側がオイルパン6の貫通孔37に挿通されている。すなわち、図2や図3にも示すように、オイルパン6の前部右側には、スタータモータ35の本体部36を概ね収納できるように内方に凹陥して、スタータモータ収納部6aが形成されている。このスタータモータ収納部6aの奥の面(エンジン後側の端面)に相当するオイルパン6の壁面は略平坦に成形されていて、そこに、スタータモータ35の先端部を挿入するための貫通孔37が形成されている。また、その貫通孔37を囲むオイルパン外壁面は略平坦なフランジ面とされている。
【0035】
一方、スタータモータ35の円筒状本体部36の先端側には、その軸線x3に略直交するように外方に拡がる概略矩形状の鍔部38が設けられ、さらに、その鍔部38よりも先端側には、前記オイルパン6の貫通孔37に挿入される被挿入部39が設けられている。この被挿入部39は、スタータモータ35のモータ軸及びピニオン40を収容するカバー部であり、全体的には半球状に形成されるとともに、その内部のピニオン40の一部が露出するように切り欠かれた半割り状のものである。そして、その被挿入部39がオイルパン6の貫通孔37に対してエンジン前後方向に挿入されて、鍔部38がオイルパン6のフランジ面に当接した状態で、前記ピニオン40がバランサユニット21の第2中間ギヤ28と噛み合わされ、この状態で、前記鍔部38がオイルパン6のフランジ面に対してボルトにより締結固定されている。
【0036】
斯かる構成により、エンジン1の始動時にスタータモータ35が作動して、そのモータ軸が回転すると、このモータ軸上のピニオン40からバランサユニット21の第2中間ギヤ28に入力された回転駆動力がシャフト23及びワンウェイクラッチ30を介して第1中間ギヤ25に伝達され、これによりエンジン1のクランクシャフト7が駆動されるようになる。
【0037】
尚、前記図3は、エンジン1の吸排気系や補機類等を全て取り除き、その右側斜め前方からシリンダブロック3及びオイルパン6を見て、該オイルパン6のスタータ収納部6aにスタータモータ35が収納された状態を示すものであり、同図に示す符号42,42,…は、シリンダブロック3の側壁部を補強するためのリブであり、また、符号43,43,…は、前記補機類等を取り付けるためにシリンダブロック3側壁部に形成されたボス部である。
【0038】
また、前記図4は、さらに前記オイルパン6を仮想的に取り除いてエンジン1を下方から見て、バランサユニット21とスタータモータ35との接続状態を示したものであって、同図に示す符号44はスタータモータ35のリレーであり、また、符号45…は、図示しないが、オイルパン6内に貯留されているエンジンオイルを吸い上げるための樹脂製オイルストレーナパイプである。
【0039】
したがって、この実施形態に係るエンジンの始動装置Aによると、直列4気筒エンジン1のクランクシャフト7に設けたギヤ20によって、2軸式2次バランサ21を駆動することで、回転2次の振動をキャンセルしてエンジン1の振動を効果的に低減することができるとともに、そのバランサユニット21を、エンジン始動時にスタータモータ35からの駆動力を伝達する経路として利用することで、バランサを設ける場合に必要なスペースを最小化することができ、これにより、エンジン1のコンパクト化を実現できる。
【0040】
しかも、前記バランサユニット21では、バランサ部材として中空状のアンバランス部材24を用いるとともに、この部材24を支持するシャフト23はクランクシャフト7からの駆動力を受けないように構成しているので、バランサ駆動のためのエンジン1の運転損失は極めて小さくなっている。つまり、バランサユニット21をエンジン始動のための経路として利用することによる運転損失の増大は、最小限に抑制できる。
【0041】
さらに、この実施形態では、オイルパン6を比較的剛性の高い鋳造製のものとし、そこに固定したスタータモータ35先端の被挿入部39をオイルパン6内でバランサユニット21側の第2中間ギヤ28に噛み合わせる一方、スタータモータ35の本体部36は該オイルパン6の外部に配置しているので、その信頼性が高く、メンテナンスも容易に行える。
【0042】
尚、本願発明の構成は、前記実施形態のものには限定されず、その他の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記実施形態のバランサユニット21では、クランクシャフト6のギヤ20と噛合する第1中間ギヤ25の中空延設部25aを有効利用して、ここにトランスファ被駆動ギヤ33を配設するようにしているが(図5参照)、トランスファ駆動ギヤ33の位置は前記の位置に限定されるものではない。
【0043】
すなわち、例えば図6に示すように、第1中間ギヤ50を前記実施形態のものと同様に本体部50bと中空延設部50a(第1中空延設部)と鍔部50cとからなるものとし、その本体部50bの内周側からシャフト23の軸線に沿ってエンジン後方に延びるように中空状の筒部材51を取り付けて、ここにトランスファ駆動ギヤ52を配設することもできる。図の例では、筒部材51の前端部には鍔部51aが設けられ、その外周部がスプライン等により前記第1中間ギヤ50のギヤ本体部50aに対して一体に回転するように取り付けられている。換言すれば、前記第1中間ギヤ50は、ギヤ本体部50bの内周側からエンジン前後方向にそれぞれ延びるように設けられた第1及び第2の中空延設部を有するものである(第2の中空延設部が前記筒部材51である)。
【0044】
また、図の例では、バランサユニット21のハウジング22の後側壁部22bに一体的にギヤポンプ53を設けており、前記筒部材51の後端側に配設したトランスファ駆動ギヤ52を、ギヤポンプ53のロータとして兼用している。こうすれば、オイルパン6内に配設したバランサユニット21のギヤを利用してエンジン1のオイルポンプを構成することができるから、エンジン1のさらなるコンパクト化が可能となる。尚、図の例では、前記筒部材51の追加に伴い、ボール軸受31を廃止して、代わりにニードル軸受32を2つ用いるようにしている。
【0045】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明に係るエンジンの始動装置によると、クランクシャフトの途中にクランクギヤを設けて、これによりバランサを駆動するとともに、エンジン始動時にはスタータモータからの駆動力を前記クランクギヤに入力するようにしたものにおいて、そのスタータモータからの駆動力をクランクギヤに入力する動力伝達経路として、前記バランサの回転要素を積極的に利用することで、始動装置やバランサの設置スペースを最小化して、エンジンのコンパクト化を可能とすることができる。
【0046】
請求項2の発明によると、バランサユニットのシャフトから第1中間ギヤへの動力伝達を許容するワンウェイクラッチを設けることで、エンジンの運転中にクランクシャフトとともに回転する部材を最小限度のものとして、その運転損失を極めて小さくすることができる。
【0047】
請求項3の発明によると、2軸式2次バランサによって直列4気筒エンジンの振動を効果的に低減することができる。
【0048】
請求項4の発明によると、一方のバランサ部材の第1中間ギヤに設けた中空延設部を、他方のバランサ部材を駆動するトランスファ駆動ギヤの設置部材として有効に利用できる。
【0049】
また、請求項5及び請求項6の発明によると、トランスファ駆動ギヤをエンジンのオイルポンプの構成部材として兼用することができる。
【0050】
請求項7の発明によると、第1中間ギヤの本体部内周にボール軸受を配置することで、その第1中間ギヤの位置決め精度を向上して、クランクギヤとの間のバックラッシュの管理を容易化できる。
【0051】
請求項8の発明によると、スタータモータの本体をオイルパンの外部に配設することで、その信頼性やメンテナンス性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るエンジンの始動装置Aの該略構成図である。
【図2】エンジン本体部の構成を示す一部切り欠き図である。
【図3】オイルパンの外部に取り付けたスタータモータを示す斜視図である。
【図4】スタータモータとバランサユニットとの接続状態を、仮想的にオイルパンを取り除いてエンジン下方から示す図である。
【図5】バランサユニットの構成を示す部分断面図である。
【図6】トランスファ駆動ギヤをギヤポンプのロータとして用いた他の実施形態に係る図5相当図である。
【符号の説明】
A エンジンの始動装置
1 エンジン
2,2,… シリンダ(気筒)
3 シリンダブロック
6 オイルパン
7 クランクシャフト
20 クランクギヤ
21 バランサユニット
22 ハウジング
23 シャフト
24 中空アンバランス部材
25 第1中間ギヤ
25a 中空延設部
25b ギヤ本体部
28 第2中間ギヤ
30 ワンウェイクラッチ
31 ボール軸受
33 トランスファ駆動ギヤ
35 スタータモータ
39 被挿入部(先端側)
40 ピニオン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a starting device in which a driving force from a starter motor is input to a gear provided on a crankshaft of an engine via an intermediate gear, and particularly to a starting device in which a balancer for reducing engine vibration is provided. It belongs to the technical field of arrangement structure of balancer and intermediate gear.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, as a starting device of this type of engine, as disclosed in
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-120514
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional example (Patent Document 1), the starting gear of the crankshaft is also used for driving the balancer, but an intermediate gear for transmitting the driving force from the starter motor to the starting gear. The gear unit includes a starting gear, a freewheel gear, a small idle gear, a large idle gear, etc., in addition to a plurality of support shafts. However, there is a problem that a considerably large installation space is required in order to provide the engine and the demand for downsizing the engine.
[0005]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a starting device in which a starting crank gear is provided in the middle of a crankshaft of an engine. By devising the configuration of the power transmission system between the two, the space required when a balancer is installed is minimized, and the engine can be made more compact.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the solution of the present invention, a rotating element of a balancer is positively used as a path for inputting a driving force from a starter motor to a crank gear.
[0007]
Specifically, in the invention of
[0008]
With the above configuration, at the time of starting the engine, the driving force is transmitted from the second intermediate gear that has received the driving force of the starter motor to the first intermediate gear via the transmission member, whereby the crankshaft is rotated. On the other hand, during operation of the engine, the first intermediate gear is rotationally driven by the crankshaft, and the hollow unbalance member rotates integrally therewith, thereby reducing engine vibration. In other words, a balancer for reducing engine vibration can be used as a transmission path for the driving force from the starter motor, and even if a balancer is installed, the required space is minimized, making the engine more compact. It is planned.
[0009]
Preferably, the transmission member in the balancer is a one-way clutch provided to transmit power from the shaft to the first intermediate gear (the invention of claim 2). With this configuration, only the first intermediate gear meshing with the crank gear and the hollow unbalance member rotate with the crankshaft during operation of the engine among the constituent members of the balancer, thereby reducing the operating loss of the engine. It can be extremely small.
[0010]
Specifically, first, by making the unbalanced member having a balance weight hollow, while obtaining the necessary necessary to cancel the exciting force generated by the operation of the engine, the mass of the balance weight itself is relatively small. Therefore, the force for driving the unbalance member can be reduced. Also, only the hollow unbalanced member is driven by the first intermediate gear, and the shaft as well as the output shaft of the second intermediate gear and the starter motor does not rotate. Therefore, the operating loss of the engine for driving the balancer is extremely small.
[0011]
In particular, in the case of an in-line four-cylinder engine, the balancer is a biaxial type having a pair of left and right balancers rotating in parallel and in opposite directions to each other, and one of the pair of balancers is hollow. It is preferable that a transfer drive gear for driving the other balancer member is provided integrally with the hollow unbalance member so as to rotate integrally with the hollow balance member (the invention of claim 3). With this configuration, the secondary rotational vibration of the in-line four-cylinder engine can be canceled by the two-axis balancer, and the engine vibration can be effectively reduced.
[0012]
The first intermediate gear includes a gear main body rotatably supported on an outer periphery of a shaft, and a hollow extending portion provided to extend along an axis of the shaft from an inner peripheral side of the gear main body. Preferably, the distal end of the hollow extension is connected to a hollow unbalance member, and a transfer drive gear is provided on the outer periphery of the hollow extension (claim 4). In this case, the hollow extension for connecting the main body of the first intermediate gear to the hollow unbalanced member can be effectively used as a member for providing the transfer drive gear.
[0013]
Alternatively, the first intermediate gear extends from an inner peripheral side of the gear main body rotatably supported on an outer periphery of a shaft toward both ends in a longitudinal direction of the shaft along an axis of the shaft. The first and second hollow extension portions are provided as described above, and the distal end portion of the first hollow extension portion is connected to the hollow unbalance member, while the outer periphery of the second hollow extension portion is provided. A transfer drive gear may be provided (the invention of claim 5). In this case, the transfer drive gear can also be used as a component of the oil pump of the engine (the invention of claim 6).
[0014]
Furthermore, it is preferable that the main body of the first intermediate gear is supported by a ball bearing on the outer periphery of the shaft (the invention of claim 7). In this case, since the positioning accuracy between the first intermediate gear and the shaft is increased, the backlash between the first intermediate gear and the crank gear can be easily managed.
[0015]
In addition, the starter motor is preferably disposed outside the oil pan in consideration of reliability and maintainability. In this case, the starter motor is inserted through a through hole formed in the oil pan. The pinion provided at the tip of the starter motor may be engaged with the second intermediate gear of the balancer (the invention of claim 8).
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 2 shows a configuration of a main body of an
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
As shown in FIG. 2, each
[0022]
Each
[0023]
As shown in FIG. 1, the
[0024]
Next, the configuration of the
[0025]
As shown in FIG. 4 in addition to FIG. 1, the
[0026]
The
[0027]
An oil passage 23a is formed inside the
[0028]
The
[0029]
The first
[0030]
In other words, the large-diameter portion of the first
[0031]
On the other hand, when viewed from the
[0032]
Therefore, the rotation of the
[0033]
Here, since the one-way clutch 30 is provided between the first
[0034]
Next, the connection between the
[0035]
On the other hand, on the distal end side of the cylindrical
[0036]
With such a configuration, when the
[0037]
FIG. 3 shows a state in which the intake / exhaust system, accessories and the like of the
[0038]
FIG. 4 shows the state of connection between the
[0039]
Therefore, according to the engine starter A according to this embodiment, the secondary rotation of the rotation is driven by driving the two-axis
[0040]
Moreover, in the
[0041]
Further, in this embodiment, the
[0042]
It should be noted that the configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes other various configurations. That is, in the
[0043]
That is, as shown in FIG. 6, for example, the first
[0044]
In the example shown in the figure, a
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the engine starter according to the first aspect of the present invention, the crank gear is provided in the middle of the crankshaft, thereby driving the balancer, and reducing the driving force from the starter motor when starting the engine. In the gear input to the crank gear, by using the rotating element of the balancer as a power transmission path for inputting the driving force from the starter motor to the crank gear, a starter and a balancer are installed. Space can be minimized and the engine can be made compact.
[0046]
According to the invention of
[0047]
According to the third aspect of the invention, the vibration of the in-line four-cylinder engine can be effectively reduced by the two-shaft secondary balancer.
[0048]
According to the fourth aspect of the present invention, the hollow extending portion provided on the first intermediate gear of one balancer member can be effectively used as an installation member of a transfer drive gear for driving the other balancer member.
[0049]
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, the transfer drive gear can also be used as a component of the oil pump of the engine.
[0050]
According to the seventh aspect of the present invention, by arranging the ball bearing on the inner periphery of the main body of the first intermediate gear, the positioning accuracy of the first intermediate gear is improved, and the backlash between the first intermediate gear and the crank gear can be easily managed. Can be
[0051]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine starter A according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway view showing a configuration of an engine body.
FIG. 3 is a perspective view showing a starter motor mounted outside an oil pan.
FIG. 4 is a diagram showing a connection state between a starter motor and a balancer unit from below an engine, virtually removing an oil pan;
FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a balancer unit.
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 according to another embodiment in which a transfer drive gear is used as a rotor of a gear pump.
[Explanation of symbols]
A
3
40 pinion
Claims (8)
前記バランサが、
前記クランクシャフトの長手方向に延びるように支持されたシャフトと、
バランスウェイトを備え、前記シャフトの外周に回転可能に遊嵌された中空アンバランス部材と、
前記シャフトの長手方向一端側において前記中空アンバランス部材と回転一体に設けられ、前記クランクギヤと噛み合う第1の中間ギヤと、
前記第1中間ギヤとの間に前記バランスウエイトを挟んで、前記シャフトの長手方向他端側に設けられ、前記スタータモータからの駆動力を受け入れる第2の中間ギヤと、
少なくとも前記第2中間ギヤから第1中間ギヤへ動力を伝達可能な伝動部材とを備えている
ことを特徴とするエンジンの始動装置。A starter in which a crank gear is provided in the middle of a crankshaft of an engine, and a balancer disposed in an oil pan is driven by the crank gear, and a driving force from a starter motor is input to the crank gear when starting the engine. In the device,
The balancer is
A shaft supported to extend in a longitudinal direction of the crankshaft;
A hollow unbalance member having a balance weight and rotatably loosely fitted around the outer periphery of the shaft;
A first intermediate gear that is provided rotatably with the hollow unbalance member on one end side in the longitudinal direction of the shaft and meshes with the crank gear;
A second intermediate gear that is provided on the other end in the longitudinal direction of the shaft with the balance weight interposed between the first intermediate gear and receives driving force from the starter motor;
A transmission member capable of transmitting power from at least the second intermediate gear to the first intermediate gear.
伝動部材は、シャフトから第1中間ギヤへ動力を伝達するように設けられたワンウェイクラッチであることを特徴とするエンジンの始動装置。In claim 1,
The engine starting device according to claim 1, wherein the transmission member is a one-way clutch provided to transmit power from the shaft to the first intermediate gear.
エンジンは直列4気筒エンジンであり、
バランサは、互いに並列に且つ逆向きに回転する左右一対のバランサ部材を備えた2軸式のものであり、
前記一対のバランサ部材のいずれか一方が中空アンバランス部材であり、他方のバランサ部材を駆動するためのトランスファ駆動ギヤが前記中空アンバランス部材と回転一体に設けられていることを特徴とするエンジンの始動装置。In any of claims 1 or 2,
The engine is an in-line four-cylinder engine,
The balancer is a two-axis type having a pair of left and right balancer members that rotate in parallel and in opposite directions to each other,
One of the pair of balancer members is a hollow unbalanced member, and a transfer drive gear for driving the other balancer member is provided integrally with the hollow unbalanced member for rotation. Starting device.
第1中間ギヤは、シャフトの外周に回転自在に支持されたギヤ本体部と、該ギヤ本体部の内周側から前記シャフトの軸線に沿って延びるように設けられた中空延設部とを有し、
前記中空延設部の先端部が中空アンバランス部材に連結されるとともに、該中空延設部の外周にトランスファ駆動ギヤが設けられていることを特徴とするエンジンの始動装置。In claim 3,
The first intermediate gear has a gear main body rotatably supported on the outer periphery of the shaft, and a hollow extension provided to extend from the inner peripheral side of the gear main body along the axis of the shaft. And
An engine starting device, wherein a distal end of the hollow extension is connected to a hollow unbalance member, and a transfer drive gear is provided on an outer periphery of the hollow extension.
第1中間ギヤは、シャフトの外周に回転自在に支持されたギヤ本体部と、該ギヤ本体部の内周側から前記シャフトの軸線に沿ってその長手方向両端側に向かってそれぞれ延びるように設けられた第1及び第2の中空延設部とを有し、
前記第1中空延設部の先端部が中空アンバランス部材に連結され、
前記第2中空延設部の外周にトランスファ駆動ギヤが設けられていることを特徴とするエンジンの始動装置。In claim 3,
The first intermediate gear is provided so as to extend from the inner peripheral side of the gear main body to the both ends in the longitudinal direction along the axis of the shaft from the inner peripheral side of the gear main body. First and second hollow extending portions provided,
The tip of the first hollow extension is connected to a hollow unbalance member,
An engine starter, wherein a transfer drive gear is provided on an outer periphery of the second hollow extension.
トランスファ駆動ギヤがエンジンのオイルポンプの構成部材であることを特徴とするエンジンの始動装置。In claim 5,
An engine starting device wherein the transfer drive gear is a component of an engine oil pump.
第1中間ギヤの本体部は、シャフトの外周に対してボール軸受によって支持されていることを特徴とするエンジンの始動装置。In any one of claims 4 to 6,
The starting device for an engine, wherein a main body of the first intermediate gear is supported by a ball bearing on an outer periphery of the shaft.
スタータモータがオイルパンの外部に配設され、このスタータモータの先端側がオイルパンに形成された貫通孔に挿通されていて、その先端部に設けられたピニオンがバランサの第2中間ギヤと噛み合わされていることを特徴とするエンジンの始動装置。In any one of claims 1 to 7,
A starter motor is provided outside the oil pan, and a front end side of the starter motor is inserted into a through hole formed in the oil pan, and a pinion provided at the front end engages with a second intermediate gear of the balancer. A starting device for an engine, comprising:
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