JP2012202210A - 内燃機関の始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることのできる内燃機関の始動装置を提供する。
【解決手段】この装置は、クランクシャフト２に固定されるアウターレースプレート１２と、始動用モータ４０の回転軸４２に連結されるリングギヤプレート１６と、アウターレースプレート１２およびリングギヤプレート１６の間に設けられるワンウェイクラッチ３０とを備える。この装置では、軸方向においてシリンダブロック４、リングギヤプレート１６、アウターレースプレート１２の順に並んでいる。リングギヤプレート１６の強制回転時には、リングギヤ１６ａと駆動ギヤ４４との噛合部分に作用する力によって同リングギヤプレート１６が軸方向におけるアウターレースプレート１２側に付勢される。リングギヤプレート１６の回転停止時には、グリスシール３４の弾性力によって同リングギヤプレート１６が軸方向におけるシリンダブロック４側に付勢される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機の駆動による機関出力軸の強制回転を通じて機関始動を行う内燃機関の始動装置に関するものである。

一般に、車両用の内燃機関には、始動用の電動機の駆動力をクランクシャフトなどの機関出力軸に伝達するための始動装置が設けられている。そうした始動装置としては、例えばアウターレースプレートや、リングギヤプレート（伝達部材）、ワンウェイクラッチなどを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。この始動装置では、アウターレースプレートが機関出力軸に設けられて同機関出力軸と一体回転するようになっている。またリングギヤプレートは、機関出力軸に対して回転可能に設けられる一方、電動機の回転軸に連結されている。さらにワンウェイクラッチは、アウターレースプレートとリングギヤプレートとの間に設けられて、それらの間における回転力の伝達のうち、リングギヤプレート（詳しくは電動機）からアウターレースプレート（詳しくは機関出力軸）への回転力の伝達のみを許容するようになっている。

こうした始動装置では、機関始動要求に基づいて電動機が駆動されるとワンウェイクラッチが係合状態になり、このとき同電動機の回転力がワンウェイクラッチを介して機関出力軸に伝達される。そして、内燃機関が完爆状態になると、換言すれば電動機の力を借りることなく内燃機関が自律回転するようになると、ワンウェイクラッチが開放状態になり、これによって機関出力軸と電動機との駆動連結が解除される。

特開２００７−３２４９８号公報

上述した始動装置は、内燃機関の本体（詳しくは、そのシリンダブロック）とリングギヤプレートとアウターレースプレートとが機関出力軸の軸方向において並んだ状態で配設された構造になっている。そして、機関本体は回転せず、リングギヤプレートは始動開始から始動完了までの期間において機関出力軸と一体に回転し、アウターレースプレートは機関運転時において機関出力軸と一体に回転する。

そのため上記始動装置では、機関本体とリングギヤプレートとが始動開始から始動完了までの期間において相対回転するようになり、またリングギヤプレートとアウターレースプレートとが始動完了後の機関運転時において相対回転するようになる。

上記始動装置では、そうした相対回転が許容されるように各部材（機関本体やリングギヤプレート、アウターレースプレート）の製造公差なども考慮して、機関本体とリングギヤプレートとの間やリングギヤプレートとアウターレースプレートとの間に所定の間隙が形成される。そうした間隙を必要とする構造は、内燃機関を中心とする機関システムの小型化、ひいては同機関システムの搭載性の向上を図るうえでは、これを妨げる一因となるために好ましくない。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を図ることのできる内燃機関の始動装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の始動装置は、内燃機関の出力軸に設けられて一体回転するアウターレースプレートと、内燃機関の出力軸に対して同一の回転中心で相対回転可能に設けられるとともに機関始動用の電動機の回転軸に連結される伝達部材とを備えている。また、アウターレースプレートおよび伝達部材の間に設けられてそれらの間における回転力伝達のうちの伝達部材からアウターレースプレートへの回転力伝達のみを許容するワンウェイクラッチを備えている。そして、内燃機関、伝達部材およびアウターレースプレートは、内燃機関の出力軸の軸方向において同内燃機関、伝達部材、アウターレースプレートの順に並んだ状態で配設されている。

上記装置では、内燃機関の始動に際して電動機が駆動されて伝達部材が強制回転される際に、伝達部材が、第１付勢手段によって機関出力軸の軸方向における前記アウターレースプレート側に付勢されるようになる。このときアウターレースプレート（あるいは、伝達部材と対向するようにアウターレースプレートに固定された部材）と伝達部材との間隙が小さくなる（あるいは無くなる）ものの、それらアウターレースプレートおよび伝達部材が一体に回転する状況であるため、同間隙の縮小に起因する不都合は発生しない。

また、内燃機関の運転が停止されたり始動が完了したりして伝達部材の回転が停止したときには、同伝達部材が、第２付勢手段によって機関出力軸の軸方向における前記内燃機関側に付勢されるようになる。このとき、内燃機関（あるいは、伝達部材と対向するように内燃機関に固定された部材）と伝達部材との間隙が小さくなる（あるいは無くなる）ものの、それら内燃機関および伝達部材が共に回転しない状況であるために、同間隙の縮小に起因する不都合はやはり発生しない。

このように上記装置によれば、伝達部材を、内燃機関とアウターレースプレートとの間において上記間隙の縮小による不都合が発生しない側に選択的に移動させることができる。そのため、伝達部材を移動させない装置においてアウターレースプレートと伝達部材との間や伝達部材と内燃機関との間にそれぞれ十分な間隙を設定するものと比較して、それら部材間に設定される間隙の和を小さくすることができる。これにより、機関出力軸の軸方向における内燃機関とアウターレースプレートとの距離を短くすることができるため、始動装置の小型化を図ることができるようになる。

請求項２に記載の始動装置では、前記伝達部材の外周部分にその全周にわたってリング形状で延びるリングギヤが形成されるとともに、電動機の回転軸にリングギヤと噛合する駆動ギヤが設けられる。それらリングギヤおよび駆動ギヤにはそれぞれ斜歯が形成されており、その斜歯は、電動機の駆動に際して伝達部材をアウターレースプレート側に付勢する力をリングギヤと駆動ギヤとの噛合部分に発生させる形状に形成されている。

こうした装置によれば、電動機が駆動されて駆動ギヤとリングギヤとの噛み合いを通じて伝達部材が強制回転される際に、同伝達部材を、内燃機関の出力軸の軸方向におけるアウターレースプレート側に付勢することができるようになる。

請求項３に記載の始動装置によれば、伝達部材を、その回転停止時においては第２付勢手段により付勢することによって内燃機関側に移動させるとともに、強制回転時においては第２付勢手段による付勢力に抗して第１付勢手段によって付勢してアウターレースプレート側に移動させることができる。

請求項４に記載の始動装置では、前記第２付勢手段として、伝達部材とアウターレースプレートとの間に弾性体が配設される。こうした装置によれば、弾性体の弾性力によって伝達部材がアウターレースプレートから離間する方向、すなわち内燃機関に近接する方向に常時付勢される構造にすることができる。

相対回転する二つの部材間にシール部材が設けられる場合、シール部材は、その端部が少なくとも二つの部材のうちの一方に対して摺動しつつ押し付けられた状態になっている。したがって、シール部材によって二つの部材が互いに離間するように常時付勢された状態になっている。

請求項５に記載の始動装置によれば、伝達部材とアウターレースプレートとの間隙を介した流体の漏れをシールするべく同間隙を塞ぐようにシール部材が設けられた装置において、同シール部材を第２付勢手段として利用して、伝達部材が内燃機関側に常時付勢される構造にすることができる。

本発明を具体化した一実施形態にかかる内燃機関の始動装置の断面構造を示す断面図。 ワンウェイクラッチ周辺の断面構造を拡大して示す拡大断面図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を模式的に示す断面図であって、（ａ）機関始動時の状態の一例を示す断面図、（ｂ）機関始動後の状態の一例を示す断面図。 ワンウェイクラッチ周辺の断面構造を拡大して示す拡大断面図。 リングギヤおよび駆動ギヤに形成される斜歯の形状を示す略図。 リングギヤと駆動ギヤとの噛合部分に作用する力を示す略図。

以下、本発明にかかる始動装置を車載内燃機関に具体化した一実施形態について説明する。
なお以下では、図１に示す内燃機関１の前側（図１における右側）を単に「前側」と称し、内燃機関１の後側（図１における左側）を単に「後側」と称する。また、鉛直方向上側（図１における上側）を単に「上側」と称し、鉛直方向下側（図１における下側）を単に「下側」と称する。さらに、クランクシャフト２の径方向において、その回転中心軸線Ｃに近接する側を単に「内側」と称し、回転中心軸線Ｃから離間する側を単に「外側」と称する。また、クランクシャフト２の回転中心軸線Ｃに沿った方向を単に軸方向と称する。

図１に示すように、内燃機関１のシリンダブロック４の下部にはクランクベアリングキャップ６が取り付けられている。このクランクベアリングキャップ６の下方にはオイルを貯留するためのオイルパン８が取り付けられている。

内燃機関１の後部には、シリンダブロック４の下部に形成された断面半円形状で延びる溝とクランクベアリングキャップ６の上部に形成された断面半円形状で延びる溝とにより、断面円形状で延びるジャーナル軸受部が形成されている。このジャーナル軸受部にはクランクベアリング７が取り付けられており、このクランクベアリング７によってクランクシャフト２のジャーナル２ｂが回転可能な状態で支持されている。なお、クランクシャフト２は、その後端部２ａがシリンダブロック４の後部から後側に突出した状態で配設されている。

シリンダブロック４の後端の下部には、略円弧形状で後方に向けて突出する形状の嵌合部４ａが形成されている。また上記オイルパン８の後端の上部には、略円弧形状で後方に向けて突出する形状の嵌合部８ａが形成されている。そして、それら嵌合部４ａ，８ａの内部には略円筒形状に形成されたリテーナ１０が嵌合されている。

このリテーナ１０は、軸方向において前側から後側に向けて外径が二段階に縮径された形状に形成されている。リテーナ１０におけるこれら外径を構成する部位を、前側から順に、大径部１０ａおよび小径部１０ｂと称する。なお、これら大径部１０ａおよび小径部１０ｂは内径が同一の形状に形成されており、大径部１０ａの外周面が上記嵌合部４ａ，８ａに嵌合した状態になっている。

クランクシャフト２の後端部２ａより前側の部分には、その周囲全周にわたって外方に向けて突出する形状の大径部２ｃが形成されている。この大径部２ｃの外周面と上記リテーナ１０の内周面との間にはリング形状で延びる空間（以下、内側対向空間Ｓ２）が区画形成されている。この内側対向空間Ｓ２には、内燃機関１側からのオイルの流入を阻止するためのオイルシール２４が設けられている。

リテーナ１０の小径部１０ｂの外周面には、円筒形状の第１ブッシュ２６が嵌挿されている。この第１ブッシュ２６の外周には、略円盤形状をなすとともにその中心部に孔が形成された伝達部材としてのリングギヤプレート１６が回転可能に支持されている。リングギヤプレート１６の内縁部には、後側に向けて略円筒形状で延びる形状のインナーレース部１８が形成されている。またリングギヤプレート１６の外周部分には、その全周にわたってリング形状で延びるリングギヤ１６ａが設けられている。

リングギヤ１６ａには、機関始動用の電動機（以下、始動用モータ４０）の回転軸４２に固定された駆動ギヤ４４が常時噛合している。なお、上記始動用モータ４０には内燃機関１の始動に際して図示しない車載バッテリから電力が供給されるようになっている。

クランクシャフト２の大径部２ｃの後側の部分には、略円盤形状に形成されるとともにその中心部に孔が形成されたアウターレースプレート１２が固定されている。このアウターレースプレート１２は、その内周面がクランクシャフト２の後端部２ａの外周面に対向するとともに、その前側の端面が大径部２ｃの後側の端面に当接している。また、アウターレースプレート１２の外縁部には、前側に向けて略円筒形状で延びる形状のアウターレース部１４が形成されている。このアウターレース部１４の内周面と上記インナーレース部１８の外周面とは全周にわたり対向している。

アウターレースプレート１２のアウターレース部１４とリングギヤプレート１６のインナーレース部１８とはワンウェイクラッチ３０の一部を構成している。このワンウェイクラッチ３０は、アウターレースプレート１２（詳しくは、クランクシャフト２）とリングギヤプレート１６（詳しくは、始動用モータ４０）との間における回転力伝達のうちのリングギヤプレート１６からアウターレースプレート１２への回転力伝達のみを許容する。なお、ワンウェイクラッチ３０の具体構成については後に詳述する。

クランクシャフト２の後端部２ａにおける上記アウターレースプレート１２より後側の部分には、略円盤形状に形成されるとともにその中心部に孔が形成されたフライホイール２０が固定されている。なお、クランクシャフト２の大径部２ｃには軸方向に沿って延びる雌ねじ２ｄが複数形成されている。また、アウターレースプレート１２およびフライホイール２０には、複数の雌ねじ２ｄに対応する位置に、軸方向に沿って延びる貫通孔１２ａ，２０ａがそれぞれ形成されている。そして、ボルト２２を貫通孔１２ａ，２０ａに挿通した状態で雌ねじ２ｄに締結固定することにより、アウターレースプレート１２およびフライホイール２０がクランクシャフト２に一体に締結固定される。

以下、ワンウェイクラッチ３０の構造について詳細に説明する。
図２にワンウェイクラッチ３０周辺の断面構造を拡大して示し、図３に図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を模式的に示す。

ワンウェイクラッチ３０としては、いわゆるラチェット式のものが採用されている。具体的には、図２および図３に示すように、ワンウェイクラッチ３０はクランクシャフト２と連動して回転する複数の爪片３２と、始動用モータ４０の回転軸４２（図１参照）に連動して回転するとともに爪片３２が係合する係合部１８ａとを有している。

複数の爪片３２は、アウターレース部１４の内周面とインナーレース部１８の外周面との対向空間（以下、外側対向空間Ｓ１）に、その周方向において所定角度間隔で並ぶように配設されている。また外側対向空間Ｓ１には、爪片３２とアウターレース部１４との間に、爪片３２を内側（インナーレース部１８側）に向けて付勢するばね３３が配設されている。

図３に示すように、アウターレース部１４の内周面には、爪片３２が収納される凹部１４ａとばね３３が収納されるばね収納部１４ｂとが、各凹部１４ａおよび各ばね３３に対応してそれぞれ形成されている。凹部１４ａの内部には爪片３２が、その一端（基端部３２ａ）が凹部１４ａの内壁面と摺動可能な状態であり、且つ同基端部３２ａの摺動に伴って他端（先端部３２ｂ）が傾動するようになる状態で配設されている。ばね収納部１４ｂは、インナーレース部１８の回転方向（図３における時計回り方向）における凹部１４ａより後側の部分に形成されている。ばね収納部１４ｂの内部には、爪片３２の先端部３２ｂを同ばね収納部１４ｂ（詳しくは、アウターレース部１４）から離間する方向に常時付勢するように、ばね３３が配設されている。

一方、インナーレース部１８の外周面には、複数の係合部１８ａが等角度間隔で形成されている。各係合部１８ａとしては、インナーレース部１８の外周面の周方向において延びる凹部であって、且つインナーレース部１８の回転方向前側に向かうに連れて深さが浅くなる形状の凹部が形成される。各係合部１８ａには、インナーレース部１８の回転方向後側の端部には、上記爪片３２が係合可能な段差が形成されている。

図２および図３に示すように、ワンウェイクラッチ３０を構成する部材および部位は、始動用モータ４０の回転軸４２と連動して回転するグループ（以下、グループＡ）と、クランクシャフト２と連動して回転するグループ（以下、グループＢ）とに大別される。このうちグループＡは、リングギヤプレート１６や、インナーレース部１８、係合部１８ａによって構成される。またグループＢは、アウターレースプレート１２や、アウターレース部１４、爪片３２、ばね３３によって構成される。

始動用モータ４０の回転軸４２の回転力は先ず、インナーレース部１８および係合部１８ａが一体に形成されたリングギヤプレート１６に伝達される。そして、爪片３２と係合部１８ａとが係合した状態（図３（ａ）に示す状態）である場合には、リングギヤプレート１６に伝達された回転力が爪片３２を介してアウターレース部１４を含むアウターレースプレート１２に伝達されて、最終的にはクランクシャフト２に伝達される。

図２に示すように、アウターレースプレート１２の前側端面において凹部１４ａ（図３参照）の内部にあたる部分には、前方に向けて突出する形状の突出部１４ｃが形成されている。この突出部１４ｃの先端に爪片３２の後側端面が当接することにより、同爪片３２の凹部１４ａ内における後側への移動が規制されている。

アウターレース部１４の前側端部には、内方側の部分が外方側の部分より窪んだ形状の段差部１４ｅが形成されている。この段差部１４ｅはアウターレース部１４の全周にわたって延びる円形状に形成されている。段差部１４ｅには、円盤形状の金属板からなる基部３４ａを備えたグリスシール３４が圧入されている。グリスシール３４は、その基部３４ａ後側端面が爪片３２の前側端面に当接する状態で配設される。そのため、このグリスシール３４によって爪片３２の前側への移動が規制されるようになっている。

またグリスシール３４には、弾性材料（具体的には、軟質の合成ゴム）により形成された弾性体としてのリップ部３４ｂが一体に設けられている。このリップ部３４ｂは、グリスシール３４の全周にわたって延びる形状であり、且つ前側に突出する形状に形成されている。リップ部３４ｂは、その先端がリングギヤプレート１６の後側の面に押し付けられた状態になっている。

本実施形態では、外側対向空間Ｓ１の内部に、爪片３２が傾動する部分の潤滑を行うためのグリスが充填されている。上記グリスシール３４は、アウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間隙を塞ぐように設けられて同間隙を介したグリスの漏れを防いだり外側からのダスト等の異物の侵入を防いだりするシール部材として機能する。

アウターレースプレート１２の前側端面においてインナーレース部１８に対向する部位には凹部１４ｄが形成されており、この凹部１４ｄには第２ブッシュ２８が取り付けられている。本実施形態では、この第２ブッシュ２８にインナーレース部１８の後側端面が当接することによって同インナーレース部１８の後側の移動が規制されるようになっている。また、インナーレース部１８の前側端面はリテーナ１０の大径部１０ａの後側端面と対向している。本実施形態では、この大径部１０ａにインナーレース部１８の前側端面が当接することによって同インナーレース部１８の前側の移動が規制されるようになっている。このようにインナーレース部１８は、第２ブッシュ２８の前側端面とリテーナ１０の大径部１０ａの後側端面との双方によって軸方向における移動が規制されている。

こうしたワンウェイクラッチ３０は以下のように作動する。
先ず、内燃機関１を始動するべく始動用モータ４０の駆動が開始されると、このとき内燃機関１が自律運転状態になっておらず機関回転速度ＮＥが低いために、図３（ａ）に示すように、上記爪片３２の先端部３２ｂがばね３３の付勢力ＲＦによってインナーレース部１８に押し付けられた状態になっている。

そして、この状態で始動用モータ４０の駆動を通じてリングギヤプレート１６が強制回転されるために、上記爪片３２の先端部３２ｂが係合部１８ａの段差に突き当たって係合するようになる。これにより、インナーレース部１８とアウターレース部１４とが爪片３２を介して連結された状態になるため、インナーレース部１８からアウターレース部１４に回転力が伝達されるようになる。すなわち、このときインナーレース部１８とアウターレース部１４とが一体に回転するようになる。

その後において内燃機関１が完爆状態になって機関回転速度ＮＥが上昇すると、クランクシャフト２（詳しくは、アウターレース部１４）の回転速度がリングギヤプレート１６（詳しくは、インナーレース部１８）の回転速度より高くなる。これにより、インナーレース部１８とアウターレース部１４との連結が解除された状態になるため、インナーレース部１８からアウターレース部１４への回転力の伝達が遮断されるようになる。

図１および図２に示すように、本実施形態の始動装置は、シリンダブロック４とリングギヤプレート１６とアウターレースプレート１２とがクランクシャフト２の軸方向において並んだ状態で配設された構造になっている。そして本実施形態の始動装置では、シリンダブロック４が回転しないのに対して、リングギヤプレート１６が内燃機関１の始動開始から始動完了までの期間においてクランクシャフト２に締結されたアウターレースプレート１２と一体に回転する。また内燃機関１の始動完了後の運転時において、リングギヤプレート１６は回転しない。そのため、リングギヤプレート１６とシリンダブロック４とが内燃機関１の始動開始から始動完了までの期間において相対回転するようになり、またリングギヤプレート１６とアウターレースプレート１２とが内燃機関１の始動完了後の運転時において相対回転するようになる。

通常、こうした構造の始動装置では、それら相対回転が許容されるように各部材の製造公差なども考慮して、シリンダブロック４（詳しくは、リテーナ１０）とリングギヤプレート１６との間やリングギヤプレート１６とアウターレースプレート１２との間に所定の間隙が形成される。しかしながら、それら間隙を必要とする構造は、内燃機関を中心とする機関システムの小型化、ひいては同機関システムの搭載性の向上を図るうえでは、これを妨げる一因となるために好ましくない。

この点をふまえて本実施形態では、リングギヤプレート１６が、アウターレースプレート１２に取り付けられた第２ブッシュ２８に当接する位置（図２に示す位置）からシリンダブロック４に取り付けられたリテーナ１０に当接する位置（図４に示す位置）までの範囲で、クランクシャフト２の軸方向において移動可能に設けられている。

そして、上記リングギヤプレート１６が、始動用モータ４０の駆動を通じたリングギヤプレート１６の強制回転時に、クランクシャフト２の軸方向におけるアウターレースプレート１２側に付勢されるようになっている。

具体的には、図５に模式的に示すように、リングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４にはそれぞれ斜歯が形成されている。それら斜歯の形状は、始動用モータ４０（図１参照）の駆動時にリングギヤプレート１６をアウターレースプレート１２側に付勢する力をリングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４の噛合部分に発生させる形状に設定されている。詳しくは、リングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４の斜歯が、その刃先の上記シリンダブロック４側の端部がアウターレースプレート１２側の端部より回転方向前側の位置になる形状に形成されている。なお本実施形態では、クランクシャフト２およびリングギヤ１６ａがアウターレースプレート１２側（図５の矢印Ｂ方向）から見て時計回り方向と反対の方向に回転するようになっている。本実施形態では、リングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４に形成された斜歯が第１付勢手段として機能する。

図６に、始動用モータ４０の駆動を通じたリングギヤプレート１６の強制回転時においてリングギヤ１６ａと駆動ギヤ４４との噛合部分に作用する力を模式的に示す。
図６に示すように、駆動ギヤ４４の歯が回転方向（図中に黒塗りの矢印で示す方向）に進むと、同駆動ギヤ４４の歯面によってリングギヤ１６ａの歯面が押圧される。上述したようにリングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４に形成された斜歯は、その刃先の上記シリンダブロック４側の端部がアウターレースプレート１２側の端部より回転方向前側の位置になる形状に形成されている。そのため、このときリングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４の噛合部分（詳しくは、各歯面が接触している部分）には、リングギヤ１６ａをアウターレースプレート１２側に付勢する付勢力（図中に矢印Ｆ１で示す付勢力）と、駆動ギヤ４４をシリンダブロック４側に付勢する付勢力（図中に矢印Ｆ２で示す付勢力）とが発生する。

本実施形態の始動装置では、駆動ギヤ４４が始動用モータ４０の回転軸４２に固定されているために軸方向に移動しないのに対して、リングギヤプレート１６が軸方向に移動可能に設けられている。そのため、リングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４の噛合部分に上記各付勢力Ｆ１，Ｆ２が発生したときには、軸方向に移動しない駆動ギヤ４４に対してリングギヤ１６ａを軸方向におけるアウターレースプレート１２側に移動させるように、付勢力Ｆ１によってリングギヤ１６ａが付勢されるようになる。このように本実施形態では、リングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４に斜歯が形成されているために、駆動ギヤ４４とリングギヤ１６ａとの噛み合いを通じてリングギヤプレート１６が強制回転される際に、同リングギヤプレート１６がリングギヤ１６ａともども軸方向におけるアウターレースプレート１２側に付勢されるようになる。

また本実施形態では、図２および図４に示すように、アウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間にグリスシール３４が配設されており、同グリスシール３４のリップ部３４ｂがリングギヤプレート１６に押し付けられた状態になっている。そのため、このグリスシール３４により、リングギヤプレート１６がクランクシャフト２の軸方向においてアウターレースプレート１２から離間する側、すなわちシリンダブロック４に近接する側に常時付勢された状態になっている。本実施形態ではグリスシール３４が第２付勢手段として機能する。

なおグリスシール３４のリップ部３４ｂによるリングギヤプレート１６に対する付勢力は次の（条件イ）〜（条件ハ）の全てを満たすように設定されている。（条件イ）グリスシール３４のリップ部３４ｂとリングギヤプレート１６との摺動抵抗が小さく抑えられること。（条件ロ）グリスシール３４が適正なシール機能を発揮すること。（条件ハ）リングギヤプレート１６の強制回転時に、同リングギヤ１６ａと駆動ギヤ４４との噛合部分において発生するリングギヤプレート１６の付勢力より小さいこと。

以下、本実施形態にかかる始動装置による作用について説明する。
内燃機関１の始動に際して始動用モータ４０が駆動されてリングギヤプレート１６が強制回転されると、リングギヤプレート１６が、リングギヤ１６ａと駆動ギヤ４４との噛合部分において発生する力により、グリスシール３４のリップ部３４ｂによる付勢力に抗して、クランクシャフト２の軸方向におけるアウターレースプレート１２側に付勢される。そして、この付勢力によってリングギヤプレート１６が、アウターレースプレート１２に取り付けられた第２ブッシュ２８に当接する位置（図２に示す位置）まで後側に移動するようになる。

このときアウターレースプレート１２（詳しくは、第２ブッシュ２８）とリングギヤプレート１６との間隙が無くなるものの、それらアウターレースプレート１２およびリングギヤプレート１６が一体に回転する状況であるため、同間隙の縮小に起因する不都合は発生しない。また、リングギヤプレート１６のアウターレースプレート１２側への移動によってシリンダブロック４に取り付けられたリテーナ１０とリングギヤプレート１６との間隙が確保されるために、リテーナ１０に接触するなどしてリングギヤプレート１６の回転が妨げられることもない。

一方、内燃機関１の運転が停止されたり始動が完了したりしてリングギヤプレート１６の回転が停止すると、リングギヤ１６ａと駆動ギヤ４４との噛合部分において発生する力が無くなるために、リングギヤプレート１６がグリスシール３４のリップ部３４ｂの弾性力によってシリンダブロック４（詳しくは、リテーナ１０）側に付勢されるようになる。そして、この付勢力によってリングギヤプレート１６が、シリンダブロック４に取り付けられたリテーナ１０に当接する位置まで前側に移動するようになる。このとき、リテーナ１０とリングギヤプレート１６との間隙が無くなるものの、それらリテーナ１０およびリングギヤプレート１６が共に回転しない状況であるために、同間隙の縮小に起因する不都合はやはり発生しない。また、リングギヤプレート１６のリテーナ１０側への移動によってアウターレースプレート１２に取り付けられた第２ブッシュ２８とリングギヤプレート１６との間隙が確保されるために、第２ブッシュ２８に接触するなどしてリングギヤプレート１６の回転が妨げられることもない。

このように本実施形態によれば、リングギヤプレート１６を、シリンダブロック４（リテーナ１０）とアウターレースプレート１２（詳しくは、第２ブッシュ２８）との間において上記間隙の縮小による不都合が発生しない側に選択的に移動させることができる。

リングギヤプレートを移動させない比較例の装置では、アウターレースプレートとリングギヤプレートとの間隙Ｗ１、およびリングギヤプレートとシリンダブロックとの間隙Ｗ２として、それぞれ十分な距離を確保する必要があるために、それら間隙の和（Ｗ１＋Ｗ２）が大きくなってしまう。

これに対して本実施形態では、リングギヤプレート１６の回転停止時においては図４に示すように同リングギヤプレート１６とアウターレースプレート１２との間にのみ間隙を設定すればよく、またリングギヤプレート１６の強制回転時においては図２に示すように同リングギヤプレート１６とシリンダブロック４との間にのみ間隙を設定すればよい。

そのため、比較例の装置と比べて、リングギヤプレート１６およびアウターレースプレート１２の間隙とリングギヤプレート１６およびシリンダブロック４の間隙との和を小さくすることができる。したがって本実施形態によれば、クランクシャフト２の軸方向におけるシリンダブロック４とアウターレースプレート１２との距離を短くすることができるため、始動装置の小型化を図ることができるようになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）リングギヤプレート１６を、始動用モータ４０の駆動を通じたリングギヤプレート１６の強制回転時には軸方向におけるアウターレースプレート１２側に付勢し、リングギヤプレート１６の回転停止時には軸方向におけるシリンダブロック４側に付勢するようにした。これにより、軸方向におけるシリンダブロック４とアウターレースプレート１２との距離を短くすることができるようになるため、始動装置の小型化を図ることができるようになる。

（２）リングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４に、始動用モータ４０の駆動時においてリングギヤプレート１６をアウターレースプレート１２側に付勢する力をリングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４の噛合部分に発生させる形状の斜歯をそれぞれ形成するようにした。そのため、始動用モータ４０が駆動されて駆動ギヤ４４とリングギヤ１６ａとの噛み合いを通じてリングギヤプレート１６が強制回転される際に、同リングギヤプレート１６をクランクシャフト２の軸方向におけるアウターレースプレート１２側に付勢することができる。

（３）リングギヤプレート１６の回転停止時においては、同リングギヤプレート１６をグリスシール３４のリップ部３４ｂによって付勢することによってシリンダブロック４側に移動させることができる。しかも、リングギヤプレート１６の強制回転時においては、リップ部３４ｂによる付勢力に抗して、リングギヤ１６ａと駆動ギヤ４４との噛合部分において発生する力によって付勢することによって、リングギヤプレート１６をアウターレースプレート１２側に移動させることができる。

（４）アウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間にグリスシール３４が設けられているために、同グリスシール３４のリップ部３４ｂの弾性力によって、リングギヤプレート１６がシリンダブロック４に近接する方向に常時付勢される構造にすることができる。

（５）アウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間隙を介したグリスの漏れをシールするべく同間隙を塞ぐように設けられたグリスシール３４を利用して、リングギヤプレート１６がシリンダブロック４側に常時付勢される構造にすることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・始動用モータ４０の駆動を通じたリングギヤプレート１６の強制回転時に同リングギヤプレート１６をアウターレースプレート１２側に付勢するための構成としては、リングギヤ１６ａおよび駆動ギヤ４４にそれぞれ斜歯を形成する構成に限らず、任意の構成を採用することができる。そうした構成としては以下の（構成Ａ）や（構成Ｂ）に記載する構成を採用することができる。
（構成Ａ）アウターレースプレート１２およびリングギヤプレート１６の周辺に電磁石を設ける。そして、リングギヤプレート１６の強制回転時には電磁石に通電して電磁力を発生させる一方、同リングギヤプレート１６の回転停止時には電磁石への通電を停止する。こうした構成によれば、電磁石が発生する電磁力によってリングギヤプレート１６を吸引することによって同リングギヤプレート１６をアウターレースプレート１２側に付勢することができる。なお、こうした構成では、例えば始動用モータ４０の電力供給回路に上記電磁石の電力供給回路を並列（あるいは直列）に接続するなど、始動用モータ４０への電力供給に伴って上記電磁石にも電力が供給されるようになる構成を採用することが望ましい。同構成によれば、始動用モータ４０への電力供給のためのスイッチと上記電磁石への電力供給のためのスイッチとが各別に設けられる装置と比較して、始動装置を簡素な構造にすることができる。
（構成Ｂ）リングギヤプレート１６の前側端面に隣接する位置に圧力室を区画形成するとともに、同圧力室に流体ポンプを接続する。そして、リングギヤプレート１６の強制回転時には上記圧力室に高圧の流体（オイルや空気など）を供給する一方、リングギヤプレート１６の回転停止時には上記圧力室から流体を排出する。こうした構成によれば、圧力室内の高圧の流体によってリングギヤプレート１６を押圧することによって同リングギヤプレート１６をアウターレースプレート１２側に付勢することができる。なお、圧力室を区画形成するとともに同圧力室内に高圧の流体を供給することに代えて、リングギヤプレート１６の前側端面に対向する位置にノズルを設けて同ノズルから高圧の流体（オイルや空気）を吹き付けるようにしてもよい。こうした構成によっても、リングギヤプレート１６をアウターレースプレート１２側に付勢することができる。

・リングギヤプレート１６をシリンダブロック４側に付勢するための構成としては、アウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間にグリスシール３４を配設する構成に限らず、任意の構成を採用することができる。そうした構成としては以下の（構成Ｃ）〜（構成Ｅ）に記載する構成を採用することができる。
（構成Ｃ）グリスシール３４とは別に、弾性材料（例えば軟質のゴム材料）により形成された弾性体をアウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間に配設する。こうした構成によっても、弾性体の弾性力によってリングギヤプレート１６がシリンダブロック４側に常時付勢される構造にすることができる。
（構成Ｄ）グリスシール３４とは別に、アウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間に、摺動抵抗が小さく耐摩耗性の高い材料によって形成された摺動部材が一端に取り付けられたばね部材（コイルばね、または板ばね）を設ける。ばね部材の上記摺動部材が取り付けられていない側の端部がアウターレースプレート１２およびリングギヤプレート１６の一方に係止した状態であり、且つ同摺動部材がアウターレースプレート１２およびリングギヤプレート１６の他方に押し付けられつつ摺動する状態になるように、ばね部材と摺動部材とが配設される。こうした構成によっても、ばね部材の弾性力によってリングギヤプレート１６がシリンダブロック４側に常時付勢される構造にすることができる。

なお上記（構成Ｃ）や（構成Ｄ）によれば、アウターレースプレート１２とリングギヤプレート１６との間を適正にシールすることのみを考慮してグリスシール３４の特性を設定することができ、またリングギヤプレート１６を適正に付勢することのみを考慮して上記弾性体（構成Ｃ）または上記ばね部材（構成Ｄ）の特性を設定することができる。そのため、そうしたシールに適した特性と付勢に適した特性とを共に満たすようにグリスシール３４の特性を設定する場合と比較して、それら特性の設定を容易に行うことができる。
（構成Ｅ）リングギヤプレート１６の取り付け部分（詳しくは、第１ブッシュ２６の外周面）をシリンダブロック４側に向かうほど縮径されたテーパ形状に形成する。こうした構成によれば、リングギヤプレート１６の回転停止時に同リングギヤプレート１６を、第１ブッシュ２６の外周面の傾斜に沿ってずり落ちるようにしてシリンダブロック４側に移動させることができる。すなわち、リングギヤプレート１６に重力を付勢力として作用させることによって同リングギヤプレート１６をシリンダブロック４側に移動させることができる。

・リングギヤプレート１６をシリンダブロック４側に常時付勢する構成に代えて、リングギヤプレート１６の回転停止時においてのみ同リングギヤプレート１６をシリンダブロック４側に付勢する構成を採用してもよい。こうした構成は、例えば電磁石の発生磁力によってリングギヤプレート１６を付勢する構成を採用したり、流体圧を利用してリングギヤプレート１６を付勢する構成を採用したりすることによって実現することができる。

・リングギヤ１６ａと駆動ギヤ４４との噛み合いを通じて始動用モータ４０の回転力をリングギヤプレート１６のインナーレース部１８に伝達する装置以外の装置にも、上記実施形態の始動装置はその構成を適宜変更したうえで適用することができる。すなわち、始動用モータ４０の回転軸４２に取り付けられた第１プーリと、インナーレース部１８に一体に設けられた伝達部材としての第２プーリと、第１プーリおよび第２プーリに巻き掛けられたベルトとによって始動用モータ４０の回転力を第２プーリに伝達する装置にも、上記実施形態の始動装置は適用することができる。また、始動用モータ４０の回転軸４２に取り付けられた第１スプロケットと、インナーレース部１８に一体に設けられた伝達部材としての第２スプロケットと、第１スプロケットおよび第２スプロケットに巻き掛けられたチェーンとによって始動用モータ４０の回転力を第２スプロケットに伝達する装置にも、上記実施形態の始動装置は適用可能である。

・ラチェット式のワンウェイクラッチが設けられた装置に限らず、インナーレース部とアウターレース部との間にスプラグが配設されたスプラグ式のワンウェイクラッチが設けられた装置にも、上記実施形態にかかる始動装置は適用することができる。

１…内燃機関、２…クランクシャフト、２ａ…後端部、２ｂ…ジャーナル、２ｃ…大径部、２ｄ…雌ねじ、４…シリンダブロック、４ａ…嵌合部、６…クランクベアリングキャップ、７…クランクベアリング、８…オイルパン、８ａ…嵌合部、１０…リテーナ、１０ａ…大径部、１０ｂ…小径部、１２…アウターレースプレート、１２ａ…貫通孔、１４…アウターレース部、１４ａ…凹部、１４ｂ…ばね収納部、１４ｃ…突出部、１４ｄ…凹部、１４ｅ…段差部、１６…リングギヤプレート、１６ａ…リングギヤ、１８…インナーレース部、１８ａ…係合部、２０…フライホイール、２０ａ…貫通孔、２２…ボルト、２４…オイルシール、２６…第１ブッシュ、２８…第２ブッシュ、３０…ワンウェイクラッチ、３２…爪片、３２ａ…基端部、３２ｂ…先端部、３３…ばね、３４…グリスシール、３４ａ…基部、３４ｂ…リップ部、４０…始動用モータ、４２…回転軸、４４…駆動ギヤ。

Claims (5)

1. 内燃機関の出力軸に設けられて一体回転するアウターレースプレートと、前記出力軸に対して同一の回転中心で相対回転可能に設けられるとともに機関始動用の電動機の回転軸に連結される伝達部材と、前記アウターレースプレートおよび前記伝達部材の間に設けられてそれらの間における回転力伝達のうちの前記伝達部材から前記アウターレースプレートへの回転力伝達のみを許容するワンウェイクラッチとを有してなり、前記出力軸の軸方向において前記内燃機関、前記伝達部材、前記アウターレースプレートの順に並んでなる内燃機関の始動装置において、
   前記電動機の駆動を通じた前記伝達部材の強制回転時に同伝達部材を前記軸方向における前記アウターレースプレート側に付勢する第１付勢手段と、
   前記伝達部材の回転停止時に同伝達部材を前記軸方向における前記内燃機関側に付勢する第２付勢手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関の始動装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の始動装置において、
   前記伝達部材は、その外周部分の全周にわたってリング形状で延びるリングギヤが形成されてなり、
   前記電動機は前記回転軸に前記リングギヤと噛合する駆動ギヤが設けられてなり、
   前記リングギヤおよび前記駆動ギヤは、前記電動機の駆動時に前記伝達部材を前記アウターレースプレート側に付勢する力を前記リングギヤおよび前記駆動ギヤの噛合部分に発生させる形状の斜歯が形成されてなり、
   前記第１付勢手段は、前記リングギヤおよび前記駆動ギヤに形成された前記斜歯である
   ことを特徴とする内燃機関の始動装置。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の始動装置において、
   前記第２付勢手段は前記伝達部材を前記内燃機関側に常時付勢するものであり、
   前記第１付勢手段は、前記強制回転時に、前記第２付勢手段による付勢力に抗して前記伝達部材を前記アウターレースプレート側に付勢するものである
   ことを特徴とする内燃機関の始動装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の始動装置において、
   前記第２付勢手段は、前記伝達部材と前記アウターレースプレートとの間に配設される弾性体である
   ことを特徴とする内燃機関の始動装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の始動装置において、
   前記第２付勢手段は、前記伝達部材と前記アウターレースプレートとの間隙を塞ぐように設けられて同間隙を介した流体の漏れをシールするシール部材である
   ことを特徴とする内燃機関の始動装置。

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