JP2007255272A - 内燃機関の始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正転デコンプ装置を用いることにより、始動兼発電装置による内燃機関の始動を確実に実行することができる内燃機関の始動装置を供する。
【解決手段】電動機を兼ねる発電機である始動兼発電装置60が電動機として内燃機関の始動を行う内燃機関の始動装置において、内燃機関30が所定の機関回転数を越えるとデコンプ作動状態を解除する正転デコンプ装置130を備え、始動兼発電装置60は、クランクシャフト40を逆回転させた後に、正転方向に回転させて始動を行うた内燃機関の始動装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、始動兼発電装置が電動機として内燃機関の始動を行う内燃機関の始動装置に関する。

内燃機関の圧縮行程では、始動電動機に大きな負荷が加わり、特に上死点の直前は高負荷域となる。
したがって、内燃機関を始動させるために始動電動機は、この高負荷域を乗り越えるトルクを要求される。

内燃機関をクランキングさせ始動に至らしめるために必要なトルクは、始動電動機のモータによるトルクとクランキングにより発生する回転体の慣性力によって提供される。
しかし、モータによるトルクは回転数が高くなるにつれて小さくなるため、トルクと慣性力はトレードオフの関係にある。

減速機を介してクランク軸を回転させるスタータを始動電動機に用いる場合、クランク軸に伝えられるトルクは減速機により増大するため、クランキングの回転数を低くしても、スタータのモータによるトルクでクランキングに必要なトルクを十分補うことが可能である。

一方、回転体であるロータがクランク軸に直結して内燃機関を始動する始動兼発電装置は、減速機を介さない動力伝達機構であるため、始動兼発電装置がクランクシャフトに伝えるトルクはスタータがクランクシャフトに伝えるトルクよりもはるかに小さい値となり、慣性力への依存度が高まる。

しかし、単にモータによるトルクを増大させようとすると始動兼発電装置が大型化してしまうという問題が発生する。
また、クランキング回転数を増加させて回転体の慣性力によって必要トルクを補おうとしても、モータによりクランク軸に伝達するトルクが小さいために圧縮行程での負荷を乗り越えられず、回転数が上がる前に回転を停止して始動不能になってしまう。

そこで、内燃機関をクランキングさせるために必要なトルク自体を低減すべく、内燃機関の圧縮行程での負荷を軽減させる方法が従来から採用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２８３０１０号公報

同特許文献１を含め従来から、圧縮行程での負荷を軽減する方法としては、逆転デコンプ装置が用られている。
同特許文献１に開示された逆転デコンプ装置は、動弁系のカムシャフトに、カムシャフトの逆回転に追従して排気カムの外周形状よりも突出した位置に回動するデコンプカムが設けられており、カムシャフトの逆転時にデコンプカムが作動位置にセットされ、排気弁をリフトした状態で正転に入ることができ、内燃機関の圧縮行程での負荷を軽減している。

しかし、逆転デコンプ装置は、カムシャフトがしばらく正転することにより、デコンプカムの外形は排気カムの外周形状内に戻ってしまう。
したがって、始動兼発電装置は、デコンプカムが排気カムの外周形状内に戻る前に、内燃機関を始動させないと、始動が困難となる。

デコンプカムが排気カムの外周形状内に戻るのは、始動兼発電装置によりカムシャフトが正転を開始して最初の圧縮行程を経たとき、あるいは多くとも２回目の圧縮行程を経たときであり、したがって内燃機関を始動させる機会が少なく、ときには始動できず、再び逆転デコンプを効かせてから始動させなければならないことがある。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、正転デコンプ装置を用いることにより、始動兼発電装置による内燃機関の始動を確実に実行することができる内燃機関の始動装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、電動機を兼ねる発電機である始動兼発電装置が電動機として内燃機関の始動を行う内燃機関の始動装置において、内燃機関が所定の機関回転数を越えるとデコンプ作動状態を解除する正転デコンプ装置を備え、前記始動兼発電装置は、クランクシャフトを逆回転させた後に、正転方向に回転させて始動を行う内燃機関の始動装置とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の始動装置において、前記始動兼発電装置が、コイルが巻回されたステータと、内燃機関のクランクシャフトの端部に結合されて前記ステータの外周を回転するアウタロータを有することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の内燃機関の始動装置において、前記正転デコンプ装置のデコンプ作動状態を解除する機関回転数を、前記始動兼発電装置によるクランキング時の最高機関回転数よりも高く設定したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれかの項記載の内燃機関の始動装置において、前記正転デコンプ装置が、デコンプを作用させるデコンプシャフトを回動させる遠心ウエイトをメインウエイトとサブウエイトに分割し、前記メインウエイトと前記サブウエイトをリンク部材で連結した構成であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の内燃機関の始動装置において、前記リンク部材は、棒状をなし、カムシャフトの停止時および極低回転時に軸方向視で前記デコンプシャフトの軸心に接近した近接位置にあることを特徴とする。

請求項１記載の内燃機関の始動装置によれば、内燃機関が所定の機関回転数を越えるとデコンプ作動状態を解除する正転デコンプ装置を備えることで、所定の機関回転数を越えるまでは常にデコンプ作動状態にあるので、始動兼発電装置により内燃機関が始動されるまでデコンプ作動状態を維持して安定したクランキングにより確実に内燃機関を始動させることができる。

さらに、クランクシャフトを前記始動兼発電装置で逆回転させた後、正転クランキングを軽負荷域から開始するので、ピストン等の慣性力を十分利用でき、より始動性を向上させることができる。

請求項２記載の内燃機関の始動装置によれば、始動兼発電装置を始動機として機能させた際に、ステータの外周を回転するアウタロータの慣性力により低回転域におけるトルクが向上し、より大きな始動トルクを得ることができる。

請求項３記載の内燃機関の始動装置によれば、正転デコンプ装置のデコンプ作動状態を解除する機関回転数を、始動兼発電装置によるクランキング時の最高機関回転数よりも高く設定したので、始動兼発電装置の最高出力運転時においてもデコンプが作動状態となり、始動兼発電装置の始動トルクを最大限に引き出してクランキングを行うことができる。
したがって、より小型の始動兼発電装置を用いて内燃機関を始動することが可能となる。

請求項４記載の内燃機関の始動装置によれば、正転デコンプ装置が、デコンプを作用させるデコンプシャフトを回動させる遠心ウエイトをメインウエイトとサブウエイトに分割し、前記メインウエイトと前記サブウエイトをリンク部材で連結した構成であるので、ウエイトの揺動が安定するに必要なウエイト合計重量は確保しつつ、各ウエイトを小さくコンパクトにまとめてデコンプ装置を小型化することができるとともに、ウエイトの揺動が安定することによりデコンプ解除回転数を始動兼発電装置によるクランキング時の最高機関回転数より高く設定することが容易にできる。

請求項５記載の内燃機関の始動装置によれば、リンク部材が、棒状をなし、カムシャフトの停止時および極低回転時に軸方向視で前記デコンプシャフトの軸心に接近した近接位置にあるので、サブウエイトの回転モーメントがリンク部材を介してメインウエイトに影響し難い状態にあり、そのためデコンプシャフトが回動し始めるデコンプ解除回転数を高く設定することがより一層容易にできる。

そして、一旦デコンプシャフトが回動すると、リンク部材がデコンプシャフトから離れ、サブウエイトの回転モーメントがリンク部材を介してメインウエイトに影響する割合が大きくなり、両ウエイトの合計モーメントが大きな値となるため、機関回転数が下降して極低速の状態になってもデコンプシャフトが逆回転し始めるデコンプ作動回転数を低くすることができる。

したがって、始動時には、デコンプ作動状態を長く維持して始動兼発電装置の容量を小さくでき、停止時には、デコンプ作動回転数をエンジンストール回転数の近傍まで低くすることができるため、アイドル回転数を低く調整したとしてもアイドル回転時にデコンプが作動することを回避することができる。

すなわち、始動兼発電装置による内燃機関の始動装置に好適なデコンプ機構によってデコンプ解除回転数を高く設定してもデコンプ作動回転数をデコンプ解除回転数よりも低い回転数に設定することができるので、アイドル回転数の設定の幅を広げることができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図８に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係るスクータ型自動２輪車１の側面図である。
車体前部２と車体後部３とが、低いフロア部４を介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームは、概ねダウンチューブ６とメインパイプ７とからなる。

すなわち車体前部２のヘッドパイプ５からダウンチューブ６が下方へ延出し、同ダウンチューブ６は下端で水平に屈曲してフロア部４の下方を後方へ延び、その後端において左右一対のメインパイプ７が連結され、メインパイプ７は該連結部から斜め後方に立ち上がって所定高さで水平に屈曲して後方に延びている。

同メインパイプ７により燃料タンクや収納ボックスが支持され、その上方にシート８が配置されている。
一方車体前部２においては、ヘッドパイプ５に軸支されて上方にハンドル11が設けられ、下方にフロントフォーク12が延びてその下端に前輪13が軸支されている。

メインパイプ７の立ち上がり部下端にはブラケット15が突設され、同ブラケット15にリンク部材16を介してスイングユニット17が揺動自在に連結支持されている。

スイングユニット17には、その前部に単気筒の４ストロークサイクル内燃機関30が、シリンダブロック32を略水平に近い状態にまで大きく前傾した姿勢で搭載され、そのユニットスイングケース31のクランクケースに相当する部分の下端から前方に突出したハンガーブラケット18の端部が前記リンク部材16にピボット軸19を介して連結されている。

該内燃機関30から後方にかけて本ベルト式無段変速機35が構成され、その後部に設けられた減速機構38に後輪21が軸支されている。
この減速機構38の上端と前記メインパイプ７の上部屈曲部間にリヤクッション22が介装されている。

スイングユニット17の上部には、内燃機関30のシリンダヘッド33の上部から延出した吸気管23に接続された気化器24および同気化器24に連結されるエアクリーナ25が配設されている。

他方ユニットスイングケース31の下部に突設されたハンガーブラケット18には、メインスタンド26が枢着されており、ベルト式無段変速機35の伝動ケースカバー36から突出したキック軸27にキックアーム28の基端が固着され、同キックアーム28の先端にキックペダル29が設けられている。

車体前部２は、フロントカバー９ａとリヤカバー９ｂにより前後からフロントロアカバー９ｃにより左右側方から覆われ、ハンドル11の中央部はハンドルカバー９ｄによって覆われる。
フロア部４はサイドカバー９ｅにより覆われ、また車体後部３は左右側方からボデイカバー10ａおよびテールサイドカバー10ｂによって覆われる。

図２は、スイングユニット17を図１の概ねII−II線に沿って截断し展開した断面図である。
ユニットスイングケース31は、左右割りの左ユニットケース31Ｌと右ユニットケース31Ｒとを合体して構成されるもので、右ユニットケース31Ｒは、クランクケース部の半体をなし、左ユニットケース31Ｌは、前後に長尺で前部のクランクケース部31ａ，中央の伝動ケース部31ｂ，後部の減速機ケース部31ｃからなる。

この左ユニットケース31Ｌの左側開放面は、伝道ケースの一部である伝動ケースカバー36により覆われ、内部にベルト式無段変速機35が収納され、後方の減速機ケース部31ｃの右側開放面は減速機ケース37により覆われ、内部に減速機構38が収納される。

クランクケース部31ａと右ユニットケース31Ｒの所謂クランクケース内には、クランクシャフト40が左右の主軸受41，41に回転自在に支持されて、左右水平方向に延びた延出部のうち右延出部には始動兼発電装置60が設けられ、左延出部にはカムチェーン駆動スプロケット55とベルト式無段変速機35のベルト駆動プーリ76が設けられる。

内燃機関30は、シリンダブロック32のシリンダライナ44内を往復動するピストン42とクランクシャフト40のクランクピン40ａとをコネクティングロッド43が連結している。
本４サイクル内燃機関30は、ＳＯＨＣ型式のバルブシステムを採用しており、シリンダヘッドカバー34内には動弁機構50が設けられ、同動弁機構50に駆動伝達を行うカムチェーン51がカムシャフト53とクランクシャフト40との間に架設されており、そのためのカムチェーン室52が、クランクケース部31ａ，シリンダブロック32，シリンダヘッド33に連通して設けられている。

すなわち左右水平方向に指向したカムシャフト53の左端に嵌着された被動スプロケット54と、クランクシャフト40に嵌着された前記駆動スプロケット55との間にカムチェーン51がカムチェーン室52内を通って架渡されている。
シリンダヘッド33においてカムチェーン室52と反対側（右側）から燃焼室に向かって点火プラグ45が嵌入されている。

図３に示すようにシリンダヘッドカバー34内の動弁機構50は、シリンダが水平に近い状態にまで大きく前傾しているので、カムシャフト53の上下に吸気バルブ56と排気バルブ57が配設されており、上下のロッカシャフト58ｉ，58ｅにはそれぞれロッカアーム59ｉ，59ｅが揺動自在に枢着され、カムシャフト53のカムの回転によりロッカアーム59ｉ，59ｅは揺動して所定のタイミングで吸気バルブ56と排気バルブ57の開閉動作を行わせる。

クランクシャフト40が右ユニットケース31Ｒの右側主軸受41から右方に突出した右端部に始動兼発電装置60が設けられている。
図２を参照して、始動兼発電装置60は、三相巻線を構成するインナステータ61と、内燃機関30のクランクシャフト40の端部に嵌着されて前記ステータ61の外周を回転するアウタロータ62とを備える。

インナステータ61は、右ユニットケース31Ｒに固着されるヨーク61ａにステータコイル61ｂが巻回されており、一方アウタロータ62はクランクシャフト40の端部に嵌着される椀状のロータケース62ａとロータケース62ａの内周面にマグネット62ｂが周方向に亘って固着されている。

始動時には、電流がステータコイル61ｂに流れて磁力が外側のマグネット62に作用してアウタロータ62を回転して電動機として機能し、アウタロータ62はクランクシャフト40を一体に回転させて内燃機関30を始動する。
内燃機関運転時には、、アウタロータ62の回転によりステータコイル61ｂに電力を生じて発電機として機能し、生じた電力はバッテリに電流が供給される。

一方左ユニット31Ｌのクランクケース部31ａには、前記カムチェーン室52が主軸受41によりクランク室と仕切って形成されており、同カムチェーン室52の左側壁は、さらに左方のベルト式無段変速機室70とカムチェーン室52とを仕切る仕切り壁71であり、同仕切り壁71にクランクシャフト40が貫通する大径の偏平円筒状をなす円形貫通孔71ａが形成され、同貫通孔71ａに円環状シール部材72が圧入され、同円環状シール部材72の中空部をクランクシャフト40が貫通している。

このシール部材72と主軸受41との間のクランクシャフト40に前記駆動スプロケット55が嵌着されており、同駆動スプロケット55に前記カムチェーン51が巻き掛けられる。
このシール部材72によりベルト式無段変速機室70がカムチェーン室52から水密に仕切られ、オイルがベルト式無段変速機室70に漏れるのを防止している。
シール部材72を貫通して延出したクランクシャフト40にはベルト駆動プーリ76がともに回転可能に設けられている。

ベルト駆動プーリ76は、固定側プーリ半体77と可動側プーリ半体78とからなり、固定側プーリ半体77は、クランクシャフト40の左端部にボス79を介して固着され、その右側に可動側プーリ半体78がクランクシャフト40にスプライン嵌合され、同可動側プーリ半体78はクランクシャフト40とともに回転し、かつ軸方向に摺動して固定側プーリ半体77に接近・離反することができ、両プーリ半体77，78間にＶベルト75が挟まれて巻き掛けられる。

図４を参照して、可動側プーリ半体78の右側で前記円環状シール部材72に近接した固定位置にカムプレート80が設けられており、その外周端に設けたスライドピース80ａが可動側プーリ半体78の外周端に軸方向に形成したカムプレート摺動ボス部78ａに摺動自在に係合している。

可動側プーリ半体78のカムプレート80側側面は、カムプレート80側に向けてテーパしており、同テーパ面内側にカムプレート80に挟まれてドライウェイトローラ81が収容されている。

したがってクランクシャフト40の回転速度が増加すると、可動側プーリ半体78とカムプレート80間にあってともに回転するドライウェイトローラ81が、遠心力により遠心方向に移動し、可動側プーリ半体78は同ドライウェイトローラ81に押圧されて左方に移動して固定側プーリ半体77に接近し、両プーリ半体77，78間に挟まれたＶベルト75を遠心方向に移動させ巻き掛け径を大きくするように構成されている。

かかるベルト駆動プーリ76に対応する後方のベルト被動プーリ86は、減速機構38の減速機入力軸92に対し相対回転自在に支持されるインナスリーブ89に固定側プーリ半体87が嵌着され、同固定側プーリ半体87の左側でインナスリーブ89に軸方向の摺動自在に支持されたアウタスリーブ90に可動側プーリ半体88が嵌着されて、かかる両プーリ半体87，88から構成されている。
両プーリ半体87，88に前記Ｖベルト75が挟持される。

減速機入力軸92とインナスリーブ89の左側部に遠心クラッチ91が設けられており、Ｖベルト75を介してインナスリーブ89に伝達された動力は、その回転速度が増すと遠心クラッチ91が接合して減速機入力軸92に伝達される。

減速機構38は、減速機入力軸92に伝達された動力を中間軸93を介して出力軸94に歯車の噛合により減速して伝えるものであり、出力軸94が後輪21の車軸で後輪21を回転させる後車軸である。
後輪21のハブ部にはドラムブレーキ95が設けられている。

ベルト式無段変速機室70を左側から覆う伝動ケースカバー36は、前方のベルト駆動プーリ76から後方の遠心クラッチ91までを覆っており、中央より若干前寄りに前記キック軸27が回動自在に貫通支持されており、同キック軸27の内側端部には駆動ヘリカルギヤ100 が嵌着され、リターンスプリング101 により付勢されている。

そして伝動ケースカバー36の前部内面には、図４を参照して、クランクシャフト40と同軸に摺動軸102が回転かつ軸方向の摺動可能に支持されており、同摺動軸102 には被動ヘリカルギヤ103 が形成されて前記駆動ヘリカルギヤ100 と噛合しているとともに、右端にはラチェットホイール104 が固着され、全体がフリクションスプリング105 により左方に付勢されている。
一方クランクシャフト40側のボス79には、ラチェットホイール105 に対向してラチェット79ａが形成されており、両者は摺動軸102 の摺動で接離可能である。

したがってキックペダル29が踏み込まれ、キックアーム28を介してキック軸27がリターンスプリング101 に抗して回転すると、キック軸27と一体に駆動ヘリカルギヤ100 が回転して、これと噛合する被動ヘリカルギヤ103 が摺動軸102 と一体に回転しながらフリクションスプリング105 に抗して右方に摺動して、ラチェットホイール105 がボス79のラチェット79ａと噛み合ってクランクシャフト40を強制的に回転させ内燃機関30を始動することができる。

固定側プーリ半体77は、そのＶベルト75を挟持する側面と反対側側面（左側面）にゴム製の冷却ファン118 がゴム焼き付けにより添着されており、冷却ファン118の回転によりベルト式無段変速機35が冷却される。

そして、本ベルト式無段変速機室70を構成する伝動ケースカバー36は、前後方向の略中央でベルト駆動プーリ76とベルト被動プーリ86の間で若干ベルト被動プーリ86寄りに側壁内面に沿って矩形筒状の排風通路121が、略上下方向で若干斜めに傾斜して膨出形成されている。

該排風通路121は、その上端開口121ｔが伝道ケースに覆われたベルト式無段変速機室70内に開放され下端開口が外部に開放されており、前記冷却ファン118の回転により生じた冷却風がベルト式無段変速機35を冷却し熱を奪った後に該排風通路121により外部に排出される。

前記したシリンダヘッドカバー34内の本動弁機構50には、正転デコンプ装置130が組み込まれており、その構造を図４ないし図７に示し説明する。
左右水平方向に指向するカムシャフト53は、左右端部が軸受131，132により軸支されており、同カムシャフト53に対してデコンプシャフト133が軸心を平行かつ偏心して相対回動自在に左端面から嵌挿されている。

デコンプシャフト133の左端にはメインウエイト134の基端部134ａが嵌着されている。
メインウエイト134は、基端部134ａから延びるアーム部134ｂが左方に膨出して肉厚に形成され、同膨出部から遠心方向に先端ウエイト部134ｃが周方向の特にカムシャフト53とともに回転する回転後方に展開して形成されている。

このメインウエイト134の基端部134ａからアーム部134ｂの部分が揺動する領域を、被動スプロケット54に穿設された扇形開口54ａが確保していると同時に、同扇形開口54ａがメインウエイト134の揺動範囲を決定している。

また、カムシャフト53には、前記デコンプシャフト133と同様にサブシャフト135が軸心を平行かつ偏心して相対回動自在に左端面から嵌挿されており、同サブシャフト135はデコンプシャフト133から約９０度角位相がずれた位置に設けられている。

このサブシャフト135の被動スプロケット54を貫通した左端に基端部を嵌着されてサブウエイト136が揺動自在に設けられている。
サブシャフト135は基端部から真っ直ぐ延びている。

カムシャフト53とともに回転する前記メインウエイト134の回転方向前方に突起134ｄが先端近くに突出しており、他方前記サブウエイト136の回転方向後方に突起136ｄが中間部に突出しており、突起134ｄと突起136ｄに両端を軸支されたリンク部材である連結棒137がメインウエイト134とサブウエイト136とを連結している。

メインウエイト134には、トーションスプリング138が備えられていて、同トーションスプリング138は、カムシャフト53に対するメインウエイト134の揺動に関して遠心力に抗する方向にメインウエイト134を付勢している。

円柱状のデコンプシャフト133は、図４に示すように、右端近傍に切欠きにより概ね半月状の断面形状のデコンプカム部133ａが形成されており、カムシャフト53のデコンプカム部133ａ近傍は欠損していてデコンプカム部133ａが露出している。
特にカムシャフト53のデコンプカム部133ａが旋回する領域は全周に亘って欠損している。

これに対して排気側のロッカアーム59ｅは、カム側端部にカムシャフト53の排気側カム部53ｅに接するローラ59erを回転自在に軸支するとともに、デコンプシャフト133のデコンプカム部133ａに向かってデコンプ用突起59edが突出している。

デコンプ用突起59edは、デコンプシャフト133が回動して半月状のデコンプカム部133ａの切欠きの反対側の円弧面に対向したときは同デコンプカム部133ａに接して排気側ロッカアーム59ｅを揺動し圧縮行程で排気バルブ57を僅かに開いてデコンプを作動させ、他方デコンプ用突起59edがデコンプカム部133ａの切欠きに対向したときはデコンプカム部133ａに接することなくデコンプを解除する。

なお、サブシャフト135はデコンプ用突起59edに常に干渉しないように溝135ａが形成されている。

図５は、クランクシャフト40とともにカムシャフト53が停止または極低回転時の状態を示しており、メインウエイト134はトーションスプリング138に付勢されて時計回りに揺動し扇形開口54ａの端縁に当接して停止した限界位置にあり、サブウエイト136もメインウエイト134に連結棒137により連結されて時計回りに揺動した限界位置にある。

メインウエイト134の揺動中心軸であるデコンプシャフト133は、そのデコンプカム部133ａが切欠きの反対側の円弧面を排気側ロッカアーム59ｅのデコンプ用突起59edに向けて接して排気側ロッカアーム59ｅを揺動するデコンプ作動状態を示している。

すなわち、内燃機関30が停止または極低回転時には、デコンプ作動状態にある。
なお、排気側ロッカアーム59ｅのローラ59erは、カムシャフト53の排気側カム部53ｅのベース円から離れている。

この状態で、図５を参照して、連結棒137は、メインウエイト134の揺動中心であるデコンプシャフト133の軸心Ｃｍに軸方向視（図５に示すように側面から右方向に視て）で最も接近した近接位置にある。
デコンプシャフト133の軸心Ｃｍから連結棒137までの距離をｄとする。

サブウエイト136に加わる遠心力Ｐｓ（図５においてサブウエイト136の重心Ｇｓから矢印で示す）を、サブウエイト136が連結棒137を引く力Ｐｃ（図５において連結棒137の指向する方向の矢印で示す）とこれと直角の方向の力に分解すると、この引く力Ｐｃに距離ｄを乗算したモーメントＰｃ・ｄがメインウエイト134に作用する。

図５に示すデコンプ作動状態では、極低回転ということで遠心力Ｐｓも小さく、よって連結棒137を引く力Ｐｃも小さいとともに、距離ｄが最も小さいために、モーメントＰｃ・ｄは小さく、サブウエイト136がメインウエイト134の揺動に影響し難い状態にあって、略メインウエイト134の遠心力だけではメインウエイト134はトーションスプリング138に抗してまで容易に揺動しない。

回転数が上昇して遠心力Ｐｓが大きくなっても、距離ｄが最も小さいため、始動回転数を超えてある程度高い回転数になるまでは、メインウエイト134は揺動せず、その間デコンプ作動状態にある。

したがって、始動兼発電装置60を電動機として駆動したり、あるいはキックペダル29を踏み込んで、内燃機関30を始動させる場合、当初デコンプが作動して燃焼室内の圧縮を抜きクランクシャフト40の回転に勢いをつけ易くし、始動回転数を超えたところで内燃機関30を円滑に始動することができる。

内燃機関30が始動してアイドル回転数に至るまでの間で相当程度高い回転数になって初めてメインウエイト134が揺動を始めることになり、一旦揺動し始めると、図６に示すようにデコンプシャフト133の軸心Ｃｍから連結棒137までの距離ｄが大きくなるので、モーメントＰｃ・ｄは益々大きくなってサブウエイト136がメインウエイト134の揺動に大きく影響することになり、一気にメインウエイト134が揺動してデコンプシャフト133を回動する。

そして、図７に示すように、メインウエイト134の揺動が被動スプロケット54に穿設された扇形開口54ａにより規制された揺動範囲の限界まで達すると、デコンプシャフト133の半月状のデコンプカム部133ａの切欠きが排気側ロッカアーム59ｅのデコンプ用突起59edに向いてデコンプ用突起59edが接することがなく、排気側ロッカアーム59ｅがそのローラ59erをカムシャフト53のカム部53ｅのベース円に接してデコンプは解除され、内燃機関30は通常の運転状態となる。

このように、停止時または極低回転時にデコンプシャフト133の軸心Ｃｍから連結棒137までの距離ｄが小さいので、サブウエイト136の回転モーメントがリンク部材を介してメインウエイト134に影響し難い状態にあり、そのためデコンプシャフト133が回動し始めるデコンプ解除回転数をできるだけ高くしデコンプ作動状態を長く維持して内燃機関30の始動を円滑かつ確実に行うようにすることができる。

図７に示すデコンプ解除状態においては、メインウエイト134およびサブウエイト136は、いずれもカムシャフト53の回転中心から偏心したデコンプシャフト133およびサブシャフト135を中心にそれぞれ遠心方向に揺動しているが、いずれも被動スプロケット54の外周円内に収まるよう設計されており、揺動が不安定にならないウエイト合計重量は確保しつつメインウエイト134とサブウエイト136をコンパクトに構成して正転デコンプ装置130を小型化することができる。

このデコンプ解除状態で、デコンプシャフト133の軸心Ｃｍから連結棒137までの距離ｄは最も大きく、サブウエイト136の回転モーメントがリンク部材を介してメインウエイト134に大きく影響しているため、内燃機関30の運転を停止する場合に、メインウエイト134が逆方向（回転中心方向）に揺動してデコンプシャフト133が逆回転し始めるデコンプ作動回転数を低くすることができ、よってエンジンストール回転数の近傍まで低くすることができる。

前記したように、本正転デコンプ装置130は、始動時には、デコンプ解除回転数をできるだけ高くしデコンプ作動状態を長く維持できるので、始動兼発電装置60のように電動機としての容量が小さいものに適している。
始動兼発電装置60によるクランキング時の最高機関回転数は、このデコンプ解除回転数より低くてよいので、始動兼発電装置60として小型軽量のものを用いることができる。

いま、始動兼発電装置60によるクランキング時の最高機関回転数が900rpm程度で、正転デコンプ装置130のデコンプ解除回転数を1000rpm以上に設定したときの内燃機関30のクランキング時の機関回転数の変化を、図８に示す。

ここでは、内燃機関の始動直後に、クランクシャフト40を始動兼発電装置60で逆回転させて所定の正転開始角度位置に戻す所謂スイングバックを行っており、スタータスイッチが入ってから約270msecまでは、クランクシャフト40を逆回転させている。
このように、スイングバックを行うことで、正転クランキングを軽負荷域から開始してピストン等の慣性力を十分利用でき、より始動性を向上させることができる。

約270msec程経過した時点から正転クランキングに入ると、機関回転数が増加して700rpm強となるが、圧縮行程に入ると機関回転数が低減し、約460msec時点で最低の130rpm程度まで下がる。
正転デコンプ装置130はデコンプ作動状態にあって、この１回目の圧縮行程Ｐ１を乗り越えて、再び機関回転数が増加している。

今度は約600rpm時点で機関回転数が860rpm程度に達するが、２回目の圧縮行程Ｐ２に入って再び低減する。
なおも正転デコンプ装置130はデコンプ作動状態にあるので、この２回目の圧縮行程Ｐ２を乗り越えて、再び機関回転数が増加する。

正転デコンプ装置130のデコンプ解除回転数が1000rpm以上なので、上記の機関回転数が900rpm以下の始動兼発電装置60によるクランキング時は、常にデコンプ作動状態にあり、よって、機関回転数が低減する各圧縮行程Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，……を乗り越えることができ、機関回転数の増減を繰り返しているうちに、内燃機関30は確実に始動を開始することができる。

ところが、従来の逆転デコンプ装置であると、スイングバックによりデコンプ作動状態となり、正転クランキングに入って１回目の圧縮行程Ｐ１のときは、デコンプ作動状態が維持されていて、１回目の圧縮行程Ｐ１を乗り越えることができるが、２回目の圧縮行程Ｐ２に入る前に内燃機関が始動しないと、２回目の圧縮行程Ｐ２のときは、デコンプが解除されていて、２回目の圧縮行程Ｐ２を乗り越えることが困難となり、図８に破線で示すように、そのまま回転を停止して始動不能となってしまう。

このように、逆転デコンプ装置であると、内燃機関を始動する機会が少ないが、正転デコンプ装置130であれば、始動兼発電装置60によるクランキング時は、常にデコンプ作動状態にあるので、内燃機関を始動する機会が繰り返しあって、始動兼発電装置60のように電動機としての発生トルクの小さいものであっても、確実に内燃機関を始動することができる。

本発明の一実施の形態に係るスクータ型自動２輪車の全体側面図である。 該スクータ型自動二輪車の内燃機関の図１におけるII−II線に沿って截断した断面図である。 図２におけるIII −III 線に沿って截断した断面図である。 正転デコンプ装置が組み込まれた動弁機構を示す断面図である。 デコンプ作動状態の一部省略した正転デコンプ装置の側面図である。 デコンプの解除または作動する途中の状態の一部省略した正転デコンプ装置の側面図である。 デコンプ解除状態の一部省略した正転デコンプ装置の側面図である。 内燃機関30のクランキング時の機関回転数の変化を示すグラフである。

符号の説明

１…スクータ型自動二輪車、30…内燃機関、31…ユニットスイングケース、33…シリンダヘッド、34…シリンダヘッドカバー、40…クランクシャフト、50…動弁機構、51…カムチェーン、53…カムシャフト、54…被動スプロケット、56…吸気バルブ、57…排気バルブ、58ｅ…ロッカシャフト、59ｅ…ロッカアーム、
60…始動兼発電装置、61…インナステータ、62…アウタロータ、
130…正転デコンプ装置、133…デコンプシャフト、134…メインウエイト、135…サブシャフト、136…サブウエイト、137…連結棒。

Claims (5)

1. 電動機を兼ねる発電機である始動兼発電装置が電動機として内燃機関の始動を行う内燃機関の始動装置において、
   内燃機関が所定の機関回転数を越えるとデコンプ作動状態を解除する正転デコンプ装置を備え、
   前記始動兼発電装置は、クランクシャフトを逆回転させた後に、正転方向に回転させて始動を行うことを特徴とする内燃機関の始動装置。
2. 前記始動兼発電装置は、コイルが巻回されたステータと、内燃機関のクランクシャフトの端部に結合されて前記ステータの外周を回転するアウタロータを有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動装置。
3. 前記正転デコンプ装置のデコンプ作動状態を解除する機関回転数を、前記始動兼発電装置によるクランキング時の最高機関回転数よりも高く設定したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の始動装置。
4. 前記正転デコンプ装置が、デコンプを作用させるデコンプシャフトを回動させる遠心ウエイトをメインウエイトとサブウエイトに分割し、前記メインウエイトと前記サブウエイトをリンク部材で連結した構成であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの項記載の内燃機関の始動装置。
5. 前記リンク部材は、棒状をなし、カムシャフトの停止時および極低回転時に軸方向視で前記デコンプシャフトの軸心に接近した近接位置にあることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の始動装置。
   
   

Images