JP2014077409A - Gear engaging/disengaging device and engine starter - Google Patents

Gear engaging/disengaging device and engine starter Download PDF

Info

Publication number
JP2014077409A
JP2014077409A JP2012226171A JP2012226171A JP2014077409A JP 2014077409 A JP2014077409 A JP 2014077409A JP 2012226171 A JP2012226171 A JP 2012226171A JP 2012226171 A JP2012226171 A JP 2012226171A JP 2014077409 A JP2014077409 A JP 2014077409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
drive
drive gear
driven gear
driven
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012226171A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6079120B2 (en
Inventor
Isamu Shiozu
勇 塩津
Hiroyuki Nishizawa
博幸 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2012226171A priority Critical patent/JP6079120B2/en
Publication of JP2014077409A publication Critical patent/JP2014077409A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6079120B2 publication Critical patent/JP6079120B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a time required from an established driving condition of a driven gear to a driving of the driven gear when the driven gear is driven by a power from a driving source at the time of establishment of driving conditions of the driven gear.SOLUTION: In a step S101, when a rotary speed N1 of a driven gear 16 is lower than a set speed N0, irrespective of non-establishment of a driven gear driving condition in steps S102 to S104, a driving gear preliminary moving action for rotating a rotary shaft 12 in a prescribed direction with a power force from a driving source 10 until a driving gear 14 is moved to a position where it is engaged with the driven gear 16. Then, after the driving gear preliminary moving motion, the rotary shaft 12 is rotated in a prescribed direction with a power force from the driving source 10 at the time of establishment of a driven gear driving condition, a driven gear driving operation is carried out in which the driven gear 16 is driven through an engagement between the driving gear 14 and the driven gear 16.

Description

本発明は、歯車の嵌脱動作を行う歯車嵌脱装置、及びこの歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置に関する。   The present invention relates to a gear fitting / removing device that performs a gear fitting / removing operation, and an engine starter including the gear fitting / removing device.

歯車の嵌脱動作を行う歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の関連技術が下記特許文献1に開示されている。特許文献1のエンジン始動装置は、第1のコイルの吸引力を利用してピニオンギヤをエンジンのリングギヤ側へ押し出す働きを有するソレノイド装置と、第2のコイルの吸引力を利用してモータの通電回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチと、を備える。ソレノイド装置と電磁スイッチは、両者を軸方向に直列に並べて一体的に構成されるとともに、第1のコイルと第2のコイルとの間に両者の磁気回路の一部を形成する磁性プレートを共用して配置している。エンジン始動条件が成立し、エンジン始動指令の出力を受けてエンジンの始動を行う場合は、まず第1のコイルに通電してピニオンギヤをエンジンのリングギヤ側へ押し出す。ピニオンギヤがリングギヤに当接した後は、第2のコイルに通電してモータの出力軸を回転させる。モータの出力軸の回転を受けてピニオンギヤがリングギヤと噛み合うと、ピニオンギヤからリングギヤに回転力が伝達されてエンジンのクランキングが行われる。   A related art of an engine starter including a gear fitting / removing device that performs a gear fitting / removing operation is disclosed in Patent Document 1 below. The engine starting device disclosed in Patent Document 1 includes a solenoid device having a function of pushing the pinion gear toward the ring gear side of the engine using the attractive force of the first coil, and a motor energization circuit using the attractive force of the second coil. And an electromagnetic switch for opening and closing a main contact provided in the. The solenoid device and the electromagnetic switch are configured integrally by arranging both in series in the axial direction, and share a magnetic plate that forms part of the magnetic circuit between the first coil and the second coil. It is arranged. When the engine start condition is satisfied and the engine is started upon receiving the output of the engine start command, first, the first coil is energized to push the pinion gear toward the ring gear side of the engine. After the pinion gear comes into contact with the ring gear, the second coil is energized to rotate the motor output shaft. When the pinion gear meshes with the ring gear in response to the rotation of the output shaft of the motor, the rotational force is transmitted from the pinion gear to the ring gear, and the engine is cranked.

また、歯車の嵌脱動作を行う歯車嵌脱装置の関連技術として、セルフシンクロナスシフティングクラッチ(SSSクラッチ)が下記特許文献2に開示されている。特許文献2のSSSクラッチでは、切換スリーブは、同期回転数に達するまで蒸気タービンの回転数で回転し、同期回転数に達すると発電機軸の切換部の爪によってしっかり保持される。同期回転数を超えると、切換スリーブは、ねじによって蒸気タービンの方向に軸線方向移動を生じる。その後に切換スリーブの歯と発電機軸の歯との係合が起き、これらの歯を介して駆動トルクの伝達が起きる。一方、蒸気タービンの回転数が同期回転数より低下すると、切換スリーブは、ねじによって蒸気タービンと反対方向に軸線方向移動を生じ、切換スリーブの歯と発電機軸の歯との係合が解除されることで、駆動トルクの伝達が遮断される。   Further, as a related technology of a gear fitting / removing device that performs a gear fitting / removing operation, a self-synchronous shifting clutch (SSS clutch) is disclosed in Patent Document 2 below. In the SSS clutch of Patent Document 2, the switching sleeve rotates at the rotational speed of the steam turbine until the synchronous rotational speed is reached, and when the synchronous rotational speed is reached, is firmly held by the claw of the switching portion of the generator shaft. Beyond the synchronous speed, the switching sleeve causes axial movement in the direction of the steam turbine by means of screws. Thereafter, engagement between the teeth of the switching sleeve and the teeth of the generator shaft occurs, and transmission of drive torque occurs through these teeth. On the other hand, when the rotation speed of the steam turbine is lower than the synchronous rotation speed, the switching sleeve is axially moved in the opposite direction to the steam turbine by the screw, and the engagement between the teeth of the switching sleeve and the teeth of the generator shaft is released. As a result, transmission of the drive torque is interrupted.

特開2010−38103号公報JP 2010-38103 A 特表2010−506113号公報Special table 2010-506113 gazette 国際公開第2012/53552号International Publication No. 2012/53552

特許文献1のエンジン始動装置では、エンジン始動条件が成立してから(エンジン始動指令の出力を受けてから)エンジンを始動するまでに、第1のコイルに通電してピニオンギヤ(駆動歯車)をエンジンのリングギヤ(被動歯車)と噛み合う位置まで移動させる動作と、第2のコイルに通電してモータの出力軸を回転させてピニオンギヤとリングギヤとの噛み合いによりエンジンのクランキングを行う動作が必要になる。このように、ピニオンギヤをエンジンのリングギヤと噛み合う位置まで移動させる分、エンジンの始動にタイムラグが発生し、エンジン始動条件が成立してから(エンジン始動指令の出力を受けてから)エンジンが始動するまでに要する時間が長くなる。また、ピニオンギヤとリングギヤを噛み合わせた状態で待機させようとすると、第1のコイルに通電し続ける状態を維持する必要があり、電力を消費する。   In the engine starter disclosed in Patent Document 1, the first coil is energized to drive the pinion gear (drive gear) from when the engine start condition is satisfied (after receiving the output of the engine start command) to when the engine is started. An operation of moving to a position where the ring gear (driven gear) meshes with the second coil and an operation of energizing the second coil to rotate the output shaft of the motor to engage the pinion gear and the ring gear to perform cranking of the engine are required. In this way, the time lag occurs when starting the engine by the amount that the pinion gear is engaged with the ring gear of the engine, and after the engine start condition is satisfied (after receiving the output of the engine start command) until the engine starts. It takes a long time to complete. In addition, if an attempt is made to wait in a state where the pinion gear and the ring gear are engaged, it is necessary to maintain a state in which the first coil is continuously energized, which consumes electric power.

また、特許文献2のSSSクラッチでは、発電機(被動側)の駆動条件が成立し、発電機駆動指令の出力を受けて駆動側(蒸気タービン)の動力により被動側(発電機軸)を駆動する場合は、切換スリーブの歯を蒸気タービンの方向に発電機軸の歯と係合するまで軸線方向移動させる動作と、切換スリーブの歯と発電機軸の歯との係合により駆動トルクを伝達する動作が必要になる。このように、切換スリーブの歯を発電機軸の歯と係合するまで軸線方向移動させる分、発電機の駆動にタイムラグが発生し、発電機駆動条件が成立してから(発電機駆動指令の出力を受けてから)発電機(被動側)が駆動するまでに要する時間が長くなる。   Further, in the SSS clutch of Patent Document 2, the drive condition of the generator (driven side) is established, and the driven side (generator shaft) is driven by the power of the drive side (steam turbine) in response to the output of the generator drive command. In this case, the operation of moving the switching sleeve teeth in the axial direction in the direction of the steam turbine until the teeth of the generator shaft engage with the teeth of the generator shaft, and the operation of transmitting the driving torque by the engagement of the teeth of the switching sleeve and the teeth of the generator shaft. I need it. Thus, a time lag occurs in the drive of the generator by the amount of axial movement until the teeth of the switching sleeve are engaged with the teeth of the generator shaft, and the generator drive condition is satisfied (output of the generator drive command). The time required until the generator (driven side) is driven becomes longer.

本発明は、被動歯車駆動条件の成立時に駆動源からの動力により被動歯車を駆動する場合に、被動歯車駆動条件が成立してから被動歯車を駆動するまでに要する時間を短縮することを目的とする。   An object of the present invention is to reduce the time required to drive a driven gear after the driven gear drive condition is satisfied when the driven gear is driven by power from a drive source when the driven gear drive condition is satisfied. To do.

本発明に係る歯車嵌脱装置及びエンジン始動装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。   The gear fitting / removing device and the engine starting device according to the present invention employ the following means in order to achieve the above-described object.

本発明に係る歯車嵌脱装置は、駆動源からの動力が伝達されることで所定方向に回転する回転軸と、回転軸にその軸線方向に移動可能な状態で係合する駆動歯車と、駆動歯車が軸線方向の所定噛合位置にある場合に駆動歯車と噛み合う被動歯車と、駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのを抑制するための移動抑制装置と、駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の他方側の非噛合位置にあり、回転軸が前記所定方向に回転するときに、駆動歯車に軸線方向の一方側への移動力を作用させる移動力発生機構と、を備え、被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により被動歯車を駆動する歯車嵌脱装置であって、被動歯車の回転速度が設定速度よりも低いときに、前記被動歯車駆動条件の非成立時にもかかわらず、駆動歯車が被動歯車と噛み合う位置に移動するまで、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行い、前記駆動歯車予備移動動作後において、前記被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させて、駆動歯車と被動歯車との噛み合いにより被動歯車を駆動する被動歯車駆動動作を行うことを要旨とする。   A gear fitting and disengaging device according to the present invention includes a rotating shaft that rotates in a predetermined direction by transmitting power from a driving source, a driving gear that engages the rotating shaft in a state of being movable in the axial direction, and a drive A driven gear that meshes with the drive gear when the gear is in a predetermined meshing position in the axial direction, a movement suppression device for suppressing the drive gear from moving to the one side in the axial direction from the predetermined meshing position, and a drive gear, A moving force generating mechanism that is in a non-meshing position on the other side in the axial direction from the predetermined meshing position and that causes a driving force to act on the drive gear to one side in the axial direction when the rotating shaft rotates in the predetermined direction; A gear fitting / removal device that drives the driven gear with power from a driving source when the driven gear driving condition is satisfied, and the driven gear driving condition is set when the rotational speed of the driven gear is lower than a set speed. Concerned even when not established First, a drive gear preliminary movement operation is performed to rotate the rotating shaft in the predetermined direction by power from a drive source until the drive gear moves to a position where the drive gear meshes with the driven gear, and after the preliminary drive gear movement operation, the driven gear The gist of the invention is that when the drive condition is satisfied, the driven shaft is driven by driving the driven gear by meshing the drive gear and the driven gear by rotating the rotating shaft in the predetermined direction by the power from the drive source.

本発明の一態様では、被動歯車の回転速度をN1、駆動歯車の回転速度をN2、被動歯車の歯数をZ1、駆動歯車の歯数をZ2とすると、前記駆動歯車予備移動動作においては、
N1=N2×Z2/Z1≠0
が成立したら、回転軸の回転を停止させることが好適である。
In one aspect of the present invention, assuming that the rotational speed of the driven gear is N1, the rotational speed of the drive gear is N2, the number of teeth of the driven gear is Z1, and the number of teeth of the drive gear is Z2,
N1 = N2 × Z2 / Z1 ≠ 0
If is established, it is preferable to stop the rotation of the rotary shaft.

本発明の一態様では、駆動歯車は、前記所定噛合位置で移動抑制装置に当接することで、軸線方向の一方側への移動が抑制され、前記駆動歯車予備移動動作においては、駆動歯車が移動抑制装置に当接したら、回転軸の回転を停止させることが好適である。   In one aspect of the present invention, the drive gear abuts against the movement suppressing device at the predetermined meshing position, so that the movement to the one side in the axial direction is suppressed, and the drive gear moves in the drive gear preliminary movement operation. It is preferable to stop the rotation of the rotating shaft when it comes into contact with the suppression device.

本発明の一態様では、前記駆動歯車予備移動動作においては、被動歯車の回転速度に基づいて、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更することが好適である。   In one aspect of the present invention, in the drive gear preliminary movement operation, it is preferable to change the time for rotating the rotation shaft in the predetermined direction by the power from the drive source based on the rotation speed of the driven gear.

本発明の一態様では、駆動源は電動機であり、前記駆動歯車予備移動動作においては、電動機の温度に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更することが好適である。   In one aspect of the present invention, the drive source is an electric motor, and in the drive gear preliminary movement operation, the time for rotating the rotating shaft in the predetermined direction by the power from the electric motor can be changed based on the temperature of the electric motor. Is preferred.

本発明の一態様では、駆動源は、電源から供給される電力により動力を発生する電動機であり、前記駆動歯車予備移動動作においては、電源の電圧に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更することが好適である。   In one aspect of the present invention, the drive source is an electric motor that generates power by electric power supplied from a power source. In the drive gear preliminary movement operation, the rotating shaft is driven by power from the electric motor based on the voltage of the power source. It is preferable that the time for rotating in the predetermined direction is changed.

また、本発明に係るエンジン始動装置は、動力を発生する駆動源と、本発明に係る歯車嵌脱装置と、を備え、被動歯車と連結されたエンジンの始動を行うことを要旨とする。   The gist of an engine starter according to the present invention is that it includes a drive source for generating power and the gear fitting / removing device according to the present invention, and starts the engine connected to the driven gear.

本発明によれば、被動歯車の回転速度が設定速度よりも低いときに、被動歯車駆動条件の非成立時にもかかわらず、駆動源からの動力により駆動歯車を被動歯車と噛み合う位置まで予め軸線方向の一方側へ移動させておく。したがって、その後の被動歯車駆動条件の成立時に駆動源からの動力により被動歯車を駆動する際には、駆動歯車は既に被動歯車と噛み合う位置にあるため、駆動歯車を被動歯車と噛み合う位置まで軸線方向の一方側へ移動させることによるタイムラグを無くすことができる。その結果、被動歯車駆動条件が成立してから被動歯車を駆動するまでに要する時間を短縮することができる。   According to the present invention, when the rotational speed of the driven gear is lower than the set speed, the axial direction is previously set up to the position where the driving gear meshes with the driven gear by the power from the driving source, even when the driven gear driving condition is not satisfied. Move to one side. Therefore, when the driven gear is driven by the power from the driving source when the driven gear driving condition is subsequently satisfied, the driving gear is already in a position where it is engaged with the driven gear, so that the driving gear is axially moved to a position where it is engaged with the driven gear. The time lag due to the movement to one side of the can be eliminated. As a result, the time required to drive the driven gear after the driven gear driving condition is satisfied can be shortened.

本発明の実施形態1に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an engine starting apparatus provided with the gear fitting / removing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 電子制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of an electronic controller. 本発明の実施形態1に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 電子制御装置が駆動歯車予備移動動作を行うときの処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a process when an electronic controller performs drive gear preliminary movement operation | movement. 電子制御装置が駆動歯車予備移動動作を行うときの処理の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of a process when an electronic controller performs drive gear preliminary movement operation | movement. 被動歯車の回転速度N1と目標駆動時間T0との関係を表す特性マップの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the characteristic map showing the relationship between the rotational speed N1 of a driven gear, and target drive time T0. 電動機の温度τと目標駆動時間T0との関係を表す特性マップの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the characteristic map showing the relationship between the temperature (tau) of an electric motor, and target drive time T0. バッテリーの電圧Vと目標駆動時間T0との関係を表す特性マップの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the characteristic map showing the relationship between the voltage V of a battery, and target drive time T0. 本発明の実施形態2に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an engine starting apparatus provided with the gear fitting / removing apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an engine starting apparatus provided with the gear fitting / removing apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an engine starting apparatus provided with the gear fitting / removing apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態3に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態3に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態3に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態3に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an engine starting apparatus provided with the gear fitting / removing apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態4に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態4に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態4に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態4に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the engine starting apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

「実施形態1」
図1は、本発明の実施形態1に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。駆動源10は、例えば電動機(モータ)により構成することができ、その出力軸に動力を発生させることが可能である。電源としてのバッテリー60と駆動源(電動機)10との間に設けられたスイッチ62がオフ状態であるときは、バッテリー60の直流電力が電動機10に供給されず、電動機10は動力を発生しない。一方、スイッチ62がオフ状態からオン状態に切り替わると、バッテリー60の直流電力が電動機10に供給されることで、電動機10が動力を発生する。スイッチ62のオン状態とオフ状態の切り替えは、電子制御装置(ECU)64により制御される。
Embodiment 1”
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine starter including a gear fitting / removing device according to Embodiment 1 of the present invention. The drive source 10 can be composed of, for example, an electric motor (motor), and can generate power on its output shaft. When the switch 62 provided between the battery 60 as the power source and the drive source (electric motor) 10 is in the OFF state, the DC power of the battery 60 is not supplied to the electric motor 10 and the electric motor 10 does not generate power. On the other hand, when the switch 62 is switched from the off state to the on state, the direct current power of the battery 60 is supplied to the electric motor 10 so that the electric motor 10 generates power. Switching between the ON state and the OFF state of the switch 62 is controlled by an electronic control unit (ECU) 64.

回転軸12は、駆動源10の出力軸に機械的に連結されており、ベアリング13を介してハウジング15に回転自在に支持されている。回転軸12の軸線方向(図1の左右方向)に関する移動は固定されている。回転軸12は、駆動源10からの動力が伝達されることで、所定の一方向(以下所定方向とする)に回転する。回転軸12の外周面には、ねじ(おねじ)22が形成されている。   The rotary shaft 12 is mechanically coupled to the output shaft of the drive source 10 and is rotatably supported by the housing 15 via a bearing 13. The movement of the rotary shaft 12 in the axial direction (left and right direction in FIG. 1) is fixed. The rotating shaft 12 rotates in a predetermined direction (hereinafter referred to as a predetermined direction) when power from the drive source 10 is transmitted. A screw (male screw) 22 is formed on the outer peripheral surface of the rotary shaft 12.

駆動歯車14は、平歯車であり、外周部に歯14aが形成された外歯車により構成することができる。駆動歯車14の中心部には、回転軸12を通すための貫通穴が形成されており、貫通穴の内周面には、ねじ(めねじ)24が形成されている。回転軸12は駆動歯車14の貫通穴を貫通して通されており、回転軸12に形成されたおねじ22と駆動歯車14に形成されためねじ24とのねじ係合により、駆動歯車14が回転軸12に支持されている。ねじ22,24は、軸線方向の一方側(図1の左側)から他方側(図1の右側)へ向かうにつれて回転軸12の回転方向(所定方向)と同方向に螺旋して形成されている。図1は、ねじ22,24が右ねじである例を示している。   The drive gear 14 is a spur gear and can be constituted by an external gear having teeth 14a formed on the outer peripheral portion. A through hole for passing the rotary shaft 12 is formed at the center of the drive gear 14, and a screw (female screw) 24 is formed on the inner peripheral surface of the through hole. The rotary shaft 12 is passed through the through hole of the drive gear 14, and the drive gear 14 is formed by screw engagement with the male screw 22 formed on the rotary shaft 12 and the screw 24 formed on the drive gear 14. The rotating shaft 12 is supported. The screws 22 and 24 are spirally formed in the same direction as the rotation direction (predetermined direction) of the rotary shaft 12 from one side in the axial direction (left side in FIG. 1) to the other side (right side in FIG. 1). . FIG. 1 shows an example in which the screws 22 and 24 are right-hand screws.

駆動歯車14の回転が停止した状態で回転軸12が所定方向(図1の例では駆動源10側(図の右側)から回転軸12を見た場合に反時計方向)に回転する場合や、駆動歯車14の所定方向の回転速度が回転軸12の所定方向の回転速度より低い場合等、回転軸12が駆動歯車14に対して所定方向に相対的に回転する場合は、回転軸12と駆動歯車14とのねじ係合により、駆動歯車14に対する回転軸12の相対回転運動が、回転軸12の軸線方向に沿った駆動歯車14の直線運動に変換されることで、駆動歯車14が回転軸12の軸線方向の一方側(図1の左側、駆動源10から離れる側)へ移動する。一方、回転軸12の回転が停止した状態で駆動歯車14が所定方向に回転する場合や、駆動歯車14の所定方向の回転速度が回転軸12の所定方向の回転速度より高い場合等、回転軸12が駆動歯車14に対して所定方向と逆方向(図1の例では駆動源10側(図の右側)から回転軸12を見た場合に時計方向)に相対的に回転する場合は、駆動歯車14が回転軸12の軸線方向の他方側(図1の右側、駆動源10に近づく側)へ移動する。このように、駆動歯車14は、回転軸12にその軸線方向に移動可能な状態で係合する。なお、駆動歯車14に対する回転軸12の相対回転に応じて、駆動歯車14を回転軸12に対して軸線方向に移動させるための構成は、回転軸12と駆動歯車14とのねじ係合に限られるものではなく、例えば、回転軸12と駆動歯車14とのヘリカルスプライン係合により駆動歯車14を回転軸12に支持してもよいし、ボールねじ機構を介して駆動歯車14を回転軸12に支持してもよい。   When the rotation shaft 12 rotates in a predetermined direction (counterclockwise in the example of FIG. 1 when the rotation shaft 12 is viewed from the drive source 10 side (right side in the figure)) with the rotation of the drive gear 14 stopped, When the rotation shaft 12 rotates relative to the drive gear 14 in a predetermined direction, such as when the rotation speed of the drive gear 14 is lower than the rotation speed of the rotation shaft 12 in a predetermined direction, the drive gear 14 and the rotation shaft 12 are driven. By the screw engagement with the gear 14, the relative rotational motion of the rotating shaft 12 with respect to the driving gear 14 is converted into the linear motion of the driving gear 14 along the axial direction of the rotating shaft 12, so that the driving gear 14 rotates on the rotating shaft. 12 moves to one side in the axial direction (left side in FIG. 1, side away from the drive source 10). On the other hand, when the drive gear 14 rotates in a predetermined direction with the rotation of the rotation shaft 12 stopped, or when the rotation speed of the drive gear 14 in the predetermined direction is higher than the rotation speed of the rotation shaft 12 in the predetermined direction, the rotation shaft When the motor 12 rotates relative to the drive gear 14 in a direction opposite to a predetermined direction (in the example of FIG. 1, clockwise when the rotary shaft 12 is viewed from the drive source 10 side (right side in the figure)) The gear 14 moves to the other side in the axial direction of the rotary shaft 12 (the right side in FIG. 1, the side closer to the drive source 10). Thus, the drive gear 14 is engaged with the rotary shaft 12 in a state of being movable in the axial direction. The configuration for moving the drive gear 14 in the axial direction relative to the rotation shaft 12 according to the relative rotation of the rotation shaft 12 with respect to the drive gear 14 is limited to the screw engagement between the rotation shaft 12 and the drive gear 14. For example, the driving gear 14 may be supported on the rotating shaft 12 by helical spline engagement between the rotating shaft 12 and the driving gear 14, or the driving gear 14 may be connected to the rotating shaft 12 via a ball screw mechanism. You may support.

被動歯車16は、平歯車であり、外周部に歯16aが形成された外歯車により構成することができる。被動歯車16は、エンジン30の出力軸に機械的に連結されている。図2に示すように、駆動歯車14が軸線方向の所定噛合位置にあるときは、駆動歯車14の歯14aと被動歯車16の歯16aが噛み合う。一方、図1に示すように、駆動歯車14が所定噛合位置より軸線方向の他方側の非噛合位置にあるときは、駆動歯車14の歯14aと被動歯車16の歯16aは噛み合わない。   The driven gear 16 is a spur gear and can be constituted by an external gear having teeth 16a formed on the outer periphery. The driven gear 16 is mechanically connected to the output shaft of the engine 30. As shown in FIG. 2, when the driving gear 14 is at a predetermined meshing position in the axial direction, the teeth 14 a of the driving gear 14 and the teeth 16 a of the driven gear 16 are meshed with each other. On the other hand, as shown in FIG. 1, when the drive gear 14 is in the non-engagement position on the other side in the axial direction from the predetermined mesh position, the teeth 14a of the drive gear 14 and the teeth 16a of the driven gear 16 do not mesh.

回転軸12における所定噛合位置より軸線方向の一方側には、移動抑制装置としてのストッパ26が取り付けられている。駆動歯車14が所定噛合位置(被動歯車16と噛み合う位置)まで移動したときに、駆動歯車14の軸線方向の一端部がストッパ26に当接することで、駆動歯車14が所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのが抑制される。   A stopper 26 as a movement suppressing device is attached to one side in the axial direction from the predetermined meshing position on the rotary shaft 12. When the drive gear 14 moves to a predetermined meshing position (a position meshed with the driven gear 16), one end portion of the drive gear 14 in the axial direction contacts the stopper 26, so that the drive gear 14 moves in the axial direction from the predetermined meshing position. Moving to one side is suppressed.

カムプレート32は、駆動歯車14(非噛合位置)より軸線方向の他方側に配置され、ハウジング15に機械的に連結されていることで回転が固定されている。カムプレート32における駆動歯車14との対向面(軸線方向一方側の端面)にはカム面32bが形成されており、駆動歯車14におけるカムプレート32(カム面32b)との対向面(軸線方向他方側の端面)にはカム面14bが形成されている。駆動歯車14が軸線方向の非噛合位置(図1に示す状態)にあるときは、駆動歯車14のカム面14bがカムプレート32のカム面32bと接触している。駆動歯車14が軸線方向の非噛合位置にあるときに、駆動歯車14がカムプレート32に対して相対的に回転してカムプレート32と駆動歯車14との間に位相差が発生すると、カムプレート32のカム面32bが駆動歯車14のカム面14bを軸線方向の一方側へ押圧する。これによって、カムプレート32から駆動歯車14に軸線方向の一方側への押付力が作用し、カムプレート32に対する駆動歯車14の相対回転が抑制される。なお、カムプレート32と駆動歯車14との位相差の発生に応じてカムプレート32から駆動歯車14に押付力を作用させるためのカム面14b,32bの構成自体は、トルクカム機構を適用して実現可能であるため詳細な説明を省略する。   The cam plate 32 is disposed on the other side in the axial direction from the drive gear 14 (non-meshing position) and is mechanically connected to the housing 15 so that the rotation is fixed. A cam surface 32b is formed on the surface of the cam plate 32 facing the drive gear 14 (end surface on one side in the axial direction), and the surface of the drive gear 14 facing the cam plate 32 (cam surface 32b) (the other in the axial direction). A cam surface 14b is formed on the side end surface. When the drive gear 14 is in the non-meshing position in the axial direction (state shown in FIG. 1), the cam surface 14 b of the drive gear 14 is in contact with the cam surface 32 b of the cam plate 32. If the drive gear 14 rotates relative to the cam plate 32 and a phase difference occurs between the cam plate 32 and the drive gear 14 when the drive gear 14 is in the axial non-engagement position, the cam plate The cam surface 32b of 32 presses the cam surface 14b of the drive gear 14 to one side in the axial direction. As a result, a pressing force from the cam plate 32 to the drive gear 14 on one side in the axial direction acts, and the relative rotation of the drive gear 14 with respect to the cam plate 32 is suppressed. The configuration itself of the cam surfaces 14b and 32b for applying a pressing force from the cam plate 32 to the drive gear 14 in response to the occurrence of a phase difference between the cam plate 32 and the drive gear 14 is realized by applying a torque cam mechanism. Since it is possible, detailed description is abbreviate | omitted.

電子制御装置64は、例えば図3に示すような機能ブロックを含んで構成することが可能である。被動歯車停止条件判定部としてのエンジン停止条件判定部71は、エンジン30の運転時に、被動歯車停止条件としてエンジン停止条件が成立したか否かを判定する。エンジン停止条件の具体例としては、車両のシフトレンジがNレンジまたはPレンジのときには、「車両が停止状態」かつ「アクセルオフ」(アクセルペダルが踏み込まれていない状態)であり、シフトレンジがDレンジのときには、「車両が停止状態」かつ「アクセルオフ」(アクセルペダルが踏み込まれていない状態)かつ「ブレーキオン」(ブレーキペダルが踏み込まれている状態)である条件等を挙げることができるが、他の条件を用いることも可能である。エンジン停止条件判定部71は、エンジン停止条件(被動歯車停止条件)が成立したと判定した場合は、被動歯車停止指令としてエンジン停止指令を出力することで、エンジン30の燃料噴射を停止してエンジン30の運転を停止する。これによって、アイドリングストップを行うことができる。一方、エンジン停止条件が成立していないと判定した場合は、エンジン停止指令は出力されず、エンジン30の運転停止は行われない。   The electronic control unit 64 can be configured to include functional blocks as shown in FIG. 3, for example. An engine stop condition determination unit 71 as a driven gear stop condition determination unit determines whether or not an engine stop condition is satisfied as a driven gear stop condition during operation of the engine 30. As a specific example of the engine stop condition, when the shift range of the vehicle is the N range or the P range, “the vehicle is stopped” and “accelerator is off” (the accelerator pedal is not depressed), and the shift range is D In the range, conditions such as “the vehicle is in a stopped state”, “accelerator off” (a state where the accelerator pedal is not depressed) and “brake on” (a state where the brake pedal is depressed) can be mentioned. Other conditions can also be used. When it is determined that the engine stop condition (driven gear stop condition) is satisfied, the engine stop condition determining unit 71 outputs the engine stop command as the driven gear stop command, thereby stopping the fuel injection of the engine 30 and the engine. Stop the operation of 30. Thereby, idling stop can be performed. On the other hand, when it is determined that the engine stop condition is not satisfied, the engine stop command is not output and the operation of the engine 30 is not stopped.

被動歯車駆動条件判定部としてのエンジン始動条件判定部72は、エンジン30の運転停止時に、被動歯車駆動条件としてエンジン始動条件が成立したか否かを判定する。エンジン始動条件の具体例としては、上記のエンジン停止条件が成立しなくなった状態や、エンジン始動用キーのポジションが「ON」から「START」に切り替わった条件等を挙げることができるが、他の条件を用いることも可能である。エンジン始動条件判定部72は、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)が成立したと判定した場合は、被動歯車駆動指令としてエンジン始動指令を駆動源制御部74へ出力する。一方、エンジン始動条件が成立していないと判定した場合は、エンジン始動指令は出力されない。   The engine start condition determination unit 72 as the driven gear drive condition determination unit determines whether or not the engine start condition is satisfied as the driven gear drive condition when the operation of the engine 30 is stopped. Specific examples of the engine start condition include a state in which the above engine stop condition is no longer satisfied, and a condition in which the position of the engine start key is switched from “ON” to “START”. It is also possible to use conditions. When it is determined that the engine start condition (driven gear drive condition) is satisfied, the engine start condition determination unit 72 outputs the engine start command to the drive source control unit 74 as a driven gear drive command. On the other hand, when it is determined that the engine start condition is not satisfied, the engine start command is not output.

駆動源制御部74は、スイッチ62のオン状態とオフ状態の切り替え制御を行うことで、駆動源10の駆動制御を行う。駆動源制御部74は、エンジン始動条件判定部72からのエンジン始動指令(被動歯車駆動指令)の出力を受けて、スイッチ62をオン状態に制御することで、駆動源10に動力を発生させる。   The drive source control unit 74 performs drive control of the drive source 10 by performing switching control between the on state and the off state of the switch 62. The drive source control unit 74 receives the output of the engine start command (driven gear drive command) from the engine start condition determination unit 72 and controls the switch 62 to be turned on to generate power in the drive source 10.

駆動歯車14が軸線方向の非噛合位置にあり(駆動歯車14が被動歯車16と噛み合っておらず)、駆動歯車14のカム面14bがカムプレート32のカム面32bと接触している状態(図1に示す状態)で、駆動源10に動力を発生させると、駆動源10からの動力により回転軸12が所定方向(図1の例では駆動源10側(図の右側)から回転軸12を見た場合に反時計方向)に回転する。駆動歯車14は回転軸12とともに所定方向に回転しようとするが、カムプレート32と駆動歯車14との位相差の発生に応じて、回転の固定されたカムプレート32から駆動歯車14に軸線方向の一方側への押付力が作用し、カムプレート32に対する駆動歯車14の所定方向の相対回転が拘束される。これによって、回転軸12が駆動歯車14に対して所定方向に相対的に回転し、駆動歯車14が軸線方向の一方側(被動歯車16側)へ移動する。   The drive gear 14 is in the non-engagement position in the axial direction (the drive gear 14 is not meshed with the driven gear 16), and the cam surface 14b of the drive gear 14 is in contact with the cam surface 32b of the cam plate 32 (see FIG. In the state shown in FIG. 1, when power is generated by the drive source 10, the rotation shaft 12 is moved from the drive source 10 side (right side in the drawing in the example of FIG. 1) by the power from the drive source 10. Rotates counterclockwise when viewed. The drive gear 14 tries to rotate in a predetermined direction together with the rotary shaft 12, but in response to the occurrence of a phase difference between the cam plate 32 and the drive gear 14, the cam gear 32, whose rotation is fixed, moves from the cam plate 32 to the drive gear 14 in the axial direction. A pressing force to one side acts, and the relative rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction with respect to the cam plate 32 is restricted. As a result, the rotary shaft 12 rotates relative to the drive gear 14 in a predetermined direction, and the drive gear 14 moves to one side (the driven gear 16 side) in the axial direction.

駆動歯車14を被動歯車16と噛み合わせるためには、駆動歯車14を非噛合位置から軸線方向の一方側(被動歯車16側)へ移動させる必要がある。ただし、駆動歯車14は、無負荷状態では、回転軸12と一体で回転し、軸線方向には移動しない。回転軸12の回転時に、駆動歯車14の軸線方向への移動を開始させるためには、回転軸12と駆動歯車14との間に回転差を発生させる必要があり、そのためには、駆動歯車14の回転を拘束または低減するための抵抗力を駆動歯車14に作用させて駆動歯車14に負荷をかける必要がある。本実施形態では、駆動歯車14が非噛合位置にあり、回転軸12が所定方向に回転するときに、回転の固定されたカムプレート32から駆動歯車14に軸線方向の一方側への押付力を抵抗力として作用させて駆動歯車14に負荷をかけることで、駆動歯車14の所定方向の回転を拘束または低減することができる。これによって、駆動歯車14を軸線方向の一方側へ移動させるための力をカムプレート32から駆動歯車14へ作用させることができ、駆動歯車14の軸線方向一方側(被動歯車16側)への移動を開始させることができる。   In order to mesh the driving gear 14 with the driven gear 16, it is necessary to move the driving gear 14 from the non-meshing position to one side in the axial direction (the driven gear 16 side). However, the drive gear 14 rotates integrally with the rotary shaft 12 in an unloaded state and does not move in the axial direction. In order to start the movement of the drive gear 14 in the axial direction when the rotary shaft 12 rotates, it is necessary to generate a rotational difference between the rotary shaft 12 and the drive gear 14. It is necessary to apply a load to the drive gear 14 by applying a resistance force for restricting or reducing the rotation of the drive gear 14 to the drive gear 14. In the present embodiment, when the drive gear 14 is in the non-engagement position and the rotating shaft 12 rotates in a predetermined direction, a pressing force to the drive gear 14 from one side in the axial direction is applied to the drive gear 14 from the rotation-fixed cam plate 32. By applying a load to the drive gear 14 by acting as a resistance force, the rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction can be restricted or reduced. Accordingly, a force for moving the drive gear 14 to one side in the axial direction can be applied from the cam plate 32 to the drive gear 14, and the drive gear 14 moves to one side in the axial direction (the driven gear 16 side). Can be started.

駆動歯車14が非噛合位置から軸線方向の一方側へ移動すると、図4に示すように、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合い始める。カムプレート32は、駆動歯車14が非噛合位置にあるときから被動歯車16と噛み合うまで、カム面32bが駆動歯車14のカム面14bを軸線方向の一方側へ押圧し続けることで、駆動歯車14に軸線方向の一方側への押付力を抵抗力(軸線方向の一方側へ移動させるための力)として作用させ続ける。その際に、カムプレート32が駆動歯車14を押圧する範囲(駆動歯車14の移動距離)は、カム面14b,32bのプロフィールの設計により調整可能である。駆動歯車14が被動歯車16と噛み合った後は、エンジン30の回転要素を含む被動歯車16側の回転要素が駆動歯車14の負荷となるため、カムプレート32から駆動歯車14に押付力が作用しなくても、回転軸12が駆動歯車14に対して所定方向に相対的に回転し続け、回転軸12の回転運動が駆動歯車14の直線運動に変換され続けることで、駆動歯車14が軸線方向の一方側へ移動し続ける。そして、図2に示すように、駆動歯車14が所定噛合位置まで移動すると、駆動歯車14の軸線方向の一端部がストッパ26に当接することで、駆動歯車14の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。   When the drive gear 14 moves from the non-meshing position to one side in the axial direction, the drive gear 14 begins to mesh with the driven gear 16 as shown in FIG. The cam plate 32 continues to press the cam surface 14b of the drive gear 14 toward one side in the axial direction from the time when the drive gear 14 is in the non-engagement position until it is engaged with the driven gear 16, whereby the drive gear 14 The pressing force to one side in the axial direction is continuously applied as a resistance force (force for moving to one side in the axial direction). At this time, the range in which the cam plate 32 presses the drive gear 14 (movement distance of the drive gear 14) can be adjusted by designing the profile of the cam surfaces 14b and 32b. After the driving gear 14 meshes with the driven gear 16, the rotating element on the side of the driven gear 16 including the rotating element of the engine 30 becomes a load on the driving gear 14, so that a pressing force acts on the driving gear 14 from the cam plate 32. Even if not, the rotation shaft 12 continues to rotate relative to the drive gear 14 in a predetermined direction, and the rotation motion of the rotation shaft 12 continues to be converted into the linear motion of the drive gear 14. Continue to move to one side. As shown in FIG. 2, when the drive gear 14 moves to a predetermined meshing position, one end of the drive gear 14 in the axial direction comes into contact with the stopper 26, so that the drive gear 14 moves to one side in the axial direction. Restrained and stopped.

駆動歯車14がストッパ26に当接して軸線方向一方側への移動が拘束された状態で、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させ続けると、回転軸12の回転運動が駆動歯車14の直線運動に変換されなくなり、駆動歯車14が回転軸12とともに所定方向に回転する。したがって、駆動源10の動力が駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いによりエンジン30の出力軸(被動歯車16)に伝達されることで、被動歯車16が駆動されてエンジン30のクランキングが行われる。その結果、駆動源10の動力を用いてエンジン30を始動することができる。したがって、駆動源制御部74は、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)の成立時に、エンジン始動条件判定部72からのエンジン始動指令(被動歯車駆動指令)の出力を受けて、駆動源10に動力を発生させることで、被動歯車16を駆動してエンジン30を始動することができる。なお、ストッパ26は回転軸12とともに回転するため、駆動歯車14がストッパ26に当接した状態で回転しても、駆動歯車14とストッパ26との間に摩擦による損失は発生しない。   When the drive gear 14 is in contact with the stopper 26 and the movement to the one side in the axial direction is restricted, if the rotary shaft 12 is continuously rotated in a predetermined direction by the power from the drive source 10, the rotary motion of the rotary shaft 12 is changed. The drive gear 14 is no longer converted into a linear motion, and the drive gear 14 rotates in a predetermined direction together with the rotary shaft 12. Therefore, the power of the drive source 10 is transmitted to the output shaft (driven gear 16) of the engine 30 by the engagement of the driving gear 14 and the driven gear 16, so that the driven gear 16 is driven and the engine 30 is cranked. Is called. As a result, the engine 30 can be started using the power of the drive source 10. Therefore, the drive source control unit 74 receives the output of the engine start command (driven gear drive command) from the engine start condition determination unit 72 when the engine start condition (driven gear drive condition) is satisfied, and supplies power to the drive source 10. The engine 30 can be started by driving the driven gear 16. Since the stopper 26 rotates together with the rotating shaft 12, no loss due to friction occurs between the driving gear 14 and the stopper 26 even if the driving gear 14 rotates in contact with the stopper 26.

エンジン30の始動後に、エンジン30(被動歯車16)が回転している状態で、駆動源10による動力の発生を停止させると、図5に示すように、駆動歯車14が回転軸12に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車14が所定噛合位置から非噛合位置まで軸線方向の他方側へ移動する。図1に示すように、駆動歯車14が非噛合位置まで移動した状態では、駆動源10(回転軸12)の回転は停止し、駆動歯車14の回転も停止し、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合っておらず、駆動歯車14のカム面14bがカムプレート32のカム面32bと接触する。そのため、エンジン30の始動後は、エンジン30(被動歯車16)が回転していても、駆動歯車14とカムプレート32との間等に、摺動による引き摺り損失等の機械的損失及び騒音は発生しない。   When the generation of power by the drive source 10 is stopped in a state where the engine 30 (driven gear 16) is rotating after the engine 30 is started, the drive gear 14 moves relative to the rotary shaft 12 as shown in FIG. Relative rotation in a predetermined direction causes the drive gear 14 to move from the predetermined meshing position to the non-meshing position to the other side in the axial direction. As shown in FIG. 1, in a state where the drive gear 14 has moved to the non-engagement position, the rotation of the drive source 10 (rotary shaft 12) stops, the rotation of the drive gear 14 also stops, and the drive gear 14 moves to the driven gear 16. The cam surface 14b of the drive gear 14 is in contact with the cam surface 32b of the cam plate 32. Therefore, after the engine 30 is started, even if the engine 30 (driven gear 16) is rotating, mechanical loss such as drag loss due to sliding and noise are generated between the drive gear 14 and the cam plate 32 and the like. do not do.

上記に説明したように、駆動歯車14と回転軸12との回転差により駆動歯車14を軸線方向に移動させることができるため、駆動源10の駆動により、被動歯車16に対する駆動歯車14の嵌脱動作と、駆動歯車14と被動歯車16の噛み合いを介した被動歯車16の駆動動作との両方が可能となる。ただし、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させてエンジン30を始動する(被動歯車16を駆動する)ためには、回転軸12の所定方向の回転に伴って駆動歯車14を非噛合位置(図1の状態)から所定噛合位置(図2の状態)まで軸線方向の一方側へ移動させて被動歯車16と噛み合わせる必要がある。エンジン始動条件が成立してから、駆動歯車14を非噛合位置から軸線方向の一方側へ移動させる場合は、駆動歯車14が非噛合位置から所定噛合位置まで移動する分、エンジン30の始動(被動歯車16の駆動)にタイムラグが発生する。   As described above, the drive gear 14 can be moved in the axial direction due to the rotational difference between the drive gear 14 and the rotary shaft 12, so that the drive gear 14 is fitted to and detached from the driven gear 16 by the drive of the drive source 10. Both the operation and the driving operation of the driven gear 16 through the meshing of the driving gear 14 and the driven gear 16 are possible. However, in order to start the engine 30 (drive the driven gear 16) by rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the driving source 10, the driving gear 14 is rotated along with the rotation of the rotating shaft 12 in the predetermined direction. Needs to be moved from the non-meshing position (state shown in FIG. 1) to the predetermined meshing position (state shown in FIG. 2) to one side in the axial direction to mesh with the driven gear 16. When the drive gear 14 is moved from the non-engagement position to one side in the axial direction after the engine start condition is satisfied, the engine 30 is started (driven) by the amount of movement of the drive gear 14 from the non-mesh position to the predetermined mesh position. A time lag occurs in the driving of the gear 16.

そこで、本実施形態では、エンジン30(被動歯車16)の回転速度N1が設定速度N0よりも低いときに、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)の非成立時にもかかわらず、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置に移動するまで、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。そして、駆動歯車予備移動動作後において、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)の成立時に、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させて、駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いによりエンジン30を始動する(被動歯車16を駆動する)被動歯車駆動動作を行う。以下、電子制御装置64が駆動歯車予備移動動作を行うときの処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。   Therefore, in the present embodiment, when the rotational speed N1 of the engine 30 (driven gear 16) is lower than the set speed N0, the driving gear 14 is driven despite the engine start condition (driven gear driving condition) not being satisfied. A drive gear preliminary movement operation is performed in which the rotating shaft 12 is rotated in a predetermined direction by the power from the drive source 10 until the gear 16 is moved to a position where the gear 16 is engaged. Then, after the drive gear preliminary movement operation, when the engine start condition (driven gear drive condition) is satisfied, the rotary shaft 12 is rotated in a predetermined direction by the power from the drive source 10, and the drive gear 14 and the driven gear 16 are rotated. The engine 30 is started by the meshing (driven gear 16 is driven), and a driven gear driving operation is performed. Hereinafter, processing when the electronic control unit 64 performs the drive gear preliminary movement operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図6のフローチャートにおいて、ステップS101では、エンジン30(被動歯車16)の回転速度N1が設定速度N0よりも低いか否かが駆動源制御部74で判定される。エンジン30(被動歯車16)の回転速度N1は、回転速度センサ81により検出される。設定速度N0は、エンジン30のアイドリング回転速度よりも低く、且つクランキングを行わずに燃料噴射だけでエンジン30を始動可能な回転速度よりも低くなるように設定される。さらに、被動歯車16の歯数をZ1、駆動歯車14の歯数をZ2、スイッチ62のオン状態での駆動源10の回転速度をN3とすると、設定速度N0は、N3×Z2/Z1よりも低くなるように設定される。N1≧N0の場合(ステップS101の判定結果がNOの場合)は、ステップS101の判定結果がYESになるまで、ステップS101の処理(判定)が繰り返される。一方、被動歯車16の回転が停止している場合、あるいは被動歯車16が微速回転している場合等、N1<N0の場合(ステップS101の判定結果がYESの場合)は、ステップS102に進む。   In the flowchart of FIG. 6, in step S101, the drive source controller 74 determines whether or not the rotational speed N1 of the engine 30 (driven gear 16) is lower than the set speed N0. A rotational speed N1 of the engine 30 (driven gear 16) is detected by a rotational speed sensor 81. The set speed N0 is set to be lower than the idling rotational speed of the engine 30 and lower than the rotational speed at which the engine 30 can be started only by fuel injection without performing cranking. Further, if the number of teeth of the driven gear 16 is Z1, the number of teeth of the drive gear 14 is Z2, and the rotational speed of the drive source 10 in the ON state of the switch 62 is N3, the set speed N0 is higher than N3 × Z2 / Z1. It is set to be low. When N1 ≧ N0 (when the determination result of step S101 is NO), the process (determination) of step S101 is repeated until the determination result of step S101 is YES. On the other hand, if the rotation of the driven gear 16 is stopped or the driven gear 16 is rotating at a low speed, such as when N1 <N0 (when the determination result in step S101 is YES), the process proceeds to step S102.

ステップS102では、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)の非成立、つまりエンジン始動条件判定部72から駆動源制御部74へエンジン始動指令(被動歯車駆動指令)が出力されていないにもかかわらず、駆動源制御部74でスイッチ62がオン状態に制御されることで、駆動源10が駆動される。前述のように、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させることで、駆動歯車14が軸線方向の一方側(被動歯車16側)へ移動する。   In step S102, the engine start condition (driven gear drive condition) is not satisfied, that is, the engine start command (driven gear drive command) is not output from the engine start condition determining unit 72 to the drive source control unit 74. The drive source 10 is driven when the drive source control unit 74 controls the switch 62 to be in the ON state. As described above, the drive gear 14 moves to one side (the driven gear 16 side) in the axial direction by rotating the rotary shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10.

ステップS103では、駆動歯車14の回転速度をN2とすると、N1=N2×Z2/Z1≠0が成立したか否かが駆動源制御部74で判定される。駆動歯車14の回転速度N2は、回転速度センサ82により検出される。N1=N2×Z2/Z1≠0が成立していない場合(ステップS103の判定結果がNOの場合)は、駆動歯車14と被動歯車16が同期して回転する条件が成立しておらず、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置に移動した条件が成立していないと判定することができる。その場合は、ステップS102に戻り、スイッチ62のオン状態(駆動源10の駆動)が維持され、回転軸12の所定方向の回転に伴う駆動歯車14の軸線方向一方側への移動が引き続き行われる。一方、N1=N2×Z2/Z1≠0が成立した場合(ステップS103の判定結果がYESの場合)は、駆動歯車14と被動歯車16が同期して回転する条件が成立し、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置に移動した条件が成立したと判定することができる。その場合は、ステップS104に進む。このように、N1=N2×Z2/Z1≠0が成立したか否かを判定することで、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置に移動した否かを判定することができる。   In step S103, if the rotational speed of the drive gear 14 is N2, the drive source controller 74 determines whether or not N1 = N2 × Z2 / Z1 ≠ 0 is established. The rotational speed N2 of the drive gear 14 is detected by a rotational speed sensor 82. When N1 = N2 × Z2 / Z1 ≠ 0 is not satisfied (when the determination result of step S103 is NO), the condition that the drive gear 14 and the driven gear 16 rotate in synchronization is not satisfied, and the drive It can be determined that the condition that the gear 14 has moved to the position where the gear 14 meshes with the driven gear 16 is not satisfied. In that case, the process returns to step S102, the switch 62 is kept on (driving of the drive source 10), and the drive gear 14 is continuously moved to one side in the axial direction along with the rotation of the rotary shaft 12 in a predetermined direction. . On the other hand, when N1 = N2 × Z2 / Z1 ≠ 0 is satisfied (when the determination result of step S103 is YES), the condition that the drive gear 14 and the driven gear 16 rotate in synchronization is satisfied, and the drive gear 14 is It can be determined that the condition for moving to the position of meshing with the driven gear 16 is satisfied. In that case, the process proceeds to step S104. Thus, by determining whether or not N1 = N2 × Z2 / Z1 ≠ 0 is established, it is possible to determine whether or not the drive gear 14 has moved to a position that meshes with the driven gear 16.

ステップS104では、駆動源制御部74でスイッチ62がオフ状態に制御されることで、駆動源10の駆動が停止する。これによって、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置まで移動した状態で、回転軸12の回転が停止する。以上の処理によって、駆動歯車予備移動動作を実行することができる。   In step S104, the drive source control unit 74 controls the switch 62 to be turned off, so that the drive of the drive source 10 is stopped. As a result, the rotation of the rotary shaft 12 is stopped in a state where the drive gear 14 has moved to a position where the drive gear 14 meshes with the driven gear 16. The drive gear preliminary movement operation can be executed by the above processing.

駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件の非成立、つまりエンジン始動条件判定部72から駆動源制御部74へエンジン始動指令が出力されていないときは、駆動源制御部74でスイッチ62がオフ状態に制御されることで、駆動源10の駆動が停止した状態(回転軸12の回転が停止した状態)が維持される。一方、駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件が成立、つまりエンジン始動条件判定部72から駆動源制御部74へエンジン始動指令が出力されると、駆動源制御部74でスイッチ62がオン状態に制御されることで、駆動源10が駆動される。前述のように、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させることで、駆動歯車14が回転軸12とともに所定方向に回転し、駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いによりエンジン30を始動する(被動歯車16を駆動する)ことができ、被動歯車駆動動作を実行することができる。   After execution of the drive gear preliminary movement operation, when the engine start condition is not satisfied, that is, when the engine start command is not output from the engine start condition determining unit 72 to the drive source control unit 74, the drive source control unit 74 uses the switch 62. Is controlled to be in the OFF state, so that the state where the drive of the drive source 10 is stopped (the state where the rotation of the rotary shaft 12 is stopped) is maintained. On the other hand, after the drive gear preliminary movement operation is performed, when the engine start condition is satisfied, that is, when an engine start command is output from the engine start condition determination unit 72 to the drive source control unit 74, the switch 62 is turned on by the drive source control unit 74. The drive source 10 is driven by being controlled to be in the ON state. As described above, by rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the driving source 10, the driving gear 14 rotates in the predetermined direction together with the rotating shaft 12, and the engine is engaged by the engagement of the driving gear 14 and the driven gear 16. 30 can be started (driven gear 16 can be driven) and a driven gear drive operation can be performed.

なお、図6のフローチャートにおいて、ステップS103では、駆動歯車14の軸線方向位置を検出する位置センサを用いて、駆動歯車14が所定噛合位置(被動歯車16と噛み合う位置)まで移動したか否かを駆動源制御部74で判定することも可能である。位置センサは接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。位置センサで検出された駆動歯車14の軸線方向位置が所定噛合位置に達していない場合は、ステップS102に戻り、位置センサで検出された駆動歯車14の軸線方向位置が所定噛合位置に達した場合は、ステップS104に進む。   In the flowchart of FIG. 6, in step S <b> 103, it is determined whether or not the drive gear 14 has moved to a predetermined meshing position (position meshed with the driven gear 16) using a position sensor that detects the axial position of the drive gear 14. It can also be determined by the drive source control unit 74. The position sensor may be a contact type or a non-contact type. When the axial position of the drive gear 14 detected by the position sensor has not reached the predetermined meshing position, the process returns to step S102, and when the axial position of the drive gear 14 detected by the position sensor has reached the predetermined meshing position. Advances to step S104.

また、図6のフローチャートにおいて、ステップS103では、駆動歯車14がストッパ26に当接したか否かを駆動源制御部74で判定することで、駆動歯車14が所定噛合位置まで移動したか否かを判定することも可能である。例えば駆動歯車14がストッパ26に当接するときの圧力を検出する圧力センサを設置し、圧力センサで検出された圧力が設定圧力よりも低い場合は、駆動歯車14がストッパ26に当接していない(駆動歯車14が所定噛合位置まで移動していない)と判定してステップS102に戻り、圧力センサで検出された圧力が設定圧力以上の場合は、駆動歯車14がストッパ26に当接した(駆動歯車14が所定噛合位置まで移動した)と判定してステップS104に進む。また、駆動歯車14がストッパ26に当接したときにストッパ26の歪みを感知する歪みセンサを設置し、歪みセンサで感知された歪みが設定値よりも小さい場合は、駆動歯車14がストッパ26に当接していないと判定してステップS102に戻り、歪みセンサで感知された歪みが設定値以上の場合は、駆動歯車14がストッパ26に当接したと判定してステップS104に進むことも可能である。また、駆動歯車14がストッパ26に当接したときに当接部を通じて電流が流れる通電回路を設置し、通電回路に電流が流れない場合は、駆動歯車14がストッパ26に当接していないと判定してステップS102に戻り、通電回路に電流が流れた場合は、駆動歯車14がストッパ26に当接したと判定してステップS104に進むことも可能である。   In the flowchart of FIG. 6, in step S103, the drive source control unit 74 determines whether or not the drive gear 14 has come into contact with the stopper 26, thereby determining whether or not the drive gear 14 has moved to a predetermined meshing position. Can also be determined. For example, when a pressure sensor that detects a pressure when the drive gear 14 comes into contact with the stopper 26 is installed and the pressure detected by the pressure sensor is lower than the set pressure, the drive gear 14 is not in contact with the stopper 26 ( It is determined that the drive gear 14 has not moved to the predetermined meshing position), and the process returns to step S102. If the pressure detected by the pressure sensor is equal to or higher than the set pressure, the drive gear 14 comes into contact with the stopper 26 (drive gear). 14 has moved to the predetermined meshing position), and the process proceeds to step S104. In addition, a strain sensor that detects the strain of the stopper 26 when the drive gear 14 comes into contact with the stopper 26 is installed, and when the strain sensed by the strain sensor is smaller than a set value, the drive gear 14 moves to the stopper 26. It is determined that the contact has not occurred, and the process returns to step S102. If the strain sensed by the strain sensor is equal to or greater than the set value, it is possible to determine that the drive gear 14 has contacted the stopper 26 and proceed to step S104. is there. Further, when an energization circuit in which a current flows through the contact portion when the drive gear 14 abuts on the stopper 26 and no current flows in the energization circuit, it is determined that the drive gear 14 is not in contact with the stopper 26. Then, returning to step S102, if a current flows through the energization circuit, it is possible to determine that the drive gear 14 has come into contact with the stopper 26 and proceed to step S104.

以上説明した本実施形態によれば、被動歯車16の回転が停止しているとき、あるいは被動歯車16が微速回転しているとき等、被動歯車16の回転速度N1が設定速度N0よりも低いときに、エンジン始動条件の非成立時(エンジン始動指令の非出力時)にもかかわらず駆動歯車予備移動動作を実行することで、エンジン始動条件の成立前(エンジン始動指令の出力前)に、駆動歯車14を被動歯車16と噛み合う位置に予め軸線方向の一方側へ移動させて待機させておく。そして、駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件の成立時(エンジン始動指令の出力時)に、被動歯車駆動動作を実行してエンジン30を始動する際には、駆動歯車14は既に被動歯車16と噛み合う位置にあるため、駆動歯車14を被動歯車16と噛み合う位置まで軸線方向の一方側へ移動させることによるタイムラグを無くすことができる。したがって、エンジン始動条件が成立してから(エンジン始動指令が出力されてから)エンジン30を始動する(被動歯車16を駆動する)までに要する時間を短縮することができる。その結果、エンジン30の始動性を向上させることができる。なお、駆動歯車14が所定噛合位置まで移動してストッパ26に当接した状態で駆動源10を駆動し続けると、被動歯車16が駆動されるが、駆動歯車予備移動動作の実行の際には、駆動歯車14の所定噛合位置への移動直後(ストッパ26への当接直後)に駆動源10の駆動を停止させるため、エンジン30が始動することはない。   According to the present embodiment described above, when the rotation speed N1 of the driven gear 16 is lower than the set speed N0, such as when the rotation of the driven gear 16 is stopped or when the driven gear 16 is rotating at a low speed. Even if the engine start condition is not satisfied (when the engine start command is not output), the drive gear preliminary movement operation is executed to drive the engine before the engine start condition is satisfied (before the engine start command is output). The gear 14 is moved to a position in mesh with the driven gear 16 in advance in one axial direction, and is kept on standby. When the engine 30 is started by executing the driven gear drive operation when the engine start condition is satisfied (when the engine start command is output) after the drive gear preliminary movement operation is performed, the drive gear 14 is already Since it is in a position that meshes with the driven gear 16, a time lag caused by moving the drive gear 14 to one side in the axial direction to a position that meshes with the driven gear 16 can be eliminated. Therefore, it is possible to shorten the time required from when the engine start condition is satisfied (after the engine start command is output) until the engine 30 is started (driven gear 16 is driven). As a result, the startability of the engine 30 can be improved. If the drive source 10 continues to be driven while the drive gear 14 moves to the predetermined meshing position and abuts against the stopper 26, the driven gear 16 is driven, but when the drive gear preliminary movement operation is performed, Since the drive of the drive source 10 is stopped immediately after the drive gear 14 is moved to the predetermined meshing position (immediately after contact with the stopper 26), the engine 30 is not started.

次に、電子制御装置64が駆動歯車予備移動動作を行うときの他の処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。図7のフローチャートのステップS201,S202,S204は、図6のフローチャートのステップS101,S102,S104と同様である。図7のフローチャートのステップS203では、スイッチ62をオン状態にしている時間、すなわち駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる時間T1が目標駆動時間T0を超えたか否かが駆動源制御部74で判定される。目標駆動時間T0は、駆動歯車14が非噛合位置(図1の状態)から所定噛合位置(図2の状態)まで移動するのに要する時間よりも若干長くなるように設定され、実験的に設定される。T1≦T0の場合(ステップS203の判定結果がNOの場合)は、駆動歯車14が所定噛合位置まで移動していないと判定してステップS202に戻り、回転軸12の所定方向の回転に伴う駆動歯車14の軸線方向一方側への移動が引き続き行われる。一方、T1>T0の場合(ステップS203の判定結果がYESの場合)は、駆動歯車14が所定噛合位置まで移動したと判定してステップS204に進み、駆動源10の駆動を停止させて回転軸12の回転を停止させる。図7のフローチャートの処理によれば、駆動歯車14の回転速度N2を検出することなく、駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車14を被動歯車16と予め噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン30を始動するまでに要する時間を短縮することができる。   Next, another process when the electronic control unit 64 performs the drive gear preliminary movement operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Steps S201, S202, and S204 in the flowchart in FIG. 7 are the same as steps S101, S102, and S104 in the flowchart in FIG. In step S203 in the flowchart of FIG. 7, it is driven whether or not the time during which the switch 62 is turned on, that is, the time T1 for rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 exceeds the target drive time T0. This is determined by the source control unit 74. The target drive time T0 is set to be slightly longer than the time required for the drive gear 14 to move from the non-meshing position (the state shown in FIG. 1) to the predetermined meshing position (the state shown in FIG. 2). Is done. When T1 ≦ T0 (when the determination result in step S203 is NO), it is determined that the drive gear 14 has not moved to the predetermined meshing position, the process returns to step S202, and the drive associated with the rotation of the rotary shaft 12 in the predetermined direction. The gear 14 is continuously moved to one side in the axial direction. On the other hand, when T1> T0 (when the determination result in step S203 is YES), it is determined that the drive gear 14 has moved to the predetermined meshing position, and the process proceeds to step S204, where the drive of the drive source 10 is stopped to rotate the rotating shaft. The rotation of 12 is stopped. According to the processing of the flowchart of FIG. 7, the drive gear 14 is made to wait in a state where it is meshed with the driven gear 16 in advance by executing the drive gear preliminary movement operation without detecting the rotational speed N2 of the drive gear 14. Thus, the time required for starting the engine 30 after the engine start condition is satisfied can be shortened.

なお、駆動歯車予備移動動作の実行時には、被動歯車16の回転速度N1が高いほど、被動歯車16と噛み合い可能な回転速度N1×Z1/Z2まで駆動歯車14の回転速度N2を増加させるのに要する時間が増加し、その結果、駆動歯車14が非噛合位置から所定噛合位置まで移動するのに要する時間が増加する。そこで、図7のフローチャートのステップS203では、被動歯車16の回転速度N1に基づいて目標駆動時間T0を変更することで、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる時間T1を被動歯車16の回転速度N1に応じて変更することも可能である。その際には、例えば図8に示すような、被動歯車16の回転速度N1と目標駆動時間T0との関係を表す特性マップを予め作成し、電子制御装置64の記憶装置に記憶しておく。図8に示す特性マップは、被動歯車16の回転速度N1の増加に対して目標駆動時間T0が増加する特性を有する。図8(a)の例においては、目標駆動時間T0に対する被動歯車16の回転速度N1の傾き(増加割合)が一定の特性であり、図8(b)の例においては、目標駆動時間T0が増加するほど目標駆動時間T0に対する被動歯車16の回転速度N1の増加割合が徐々に小さくなる特性であり、図8(c)の例においては、目標駆動時間T0が増加するほど目標駆動時間T0に対する被動歯車16の回転速度N1の増加割合が徐々に大きくなる特性であり、駆動源(電動機)10の立ち上がり性能に応じて電子制御装置64の記憶装置に記憶する特性マップを選択する。そして、図7のフローチャートのステップS203では、記憶装置に記憶された特性マップにおいて、回転速度センサ81で検出された被動歯車16の回転速度N1に対応する目標駆動時間T0が設定される。これによって、被動歯車16の回転速度N1が高いほど、目標駆動時間T0が長く設定され、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる時間T1が長くなる。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行の際に、被動歯車16の回転速度N1にばらつきがあっても、駆動歯車14を被動歯車16と確実に噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン30を始動するまでに要する時間を短縮することができる。   When the drive gear preliminary movement operation is executed, the higher the rotation speed N1 of the driven gear 16, the more it takes to increase the rotation speed N2 of the drive gear 14 to a rotation speed N1 × Z1 / Z2 that can mesh with the driven gear 16. As a result, the time required for the drive gear 14 to move from the non-meshing position to the predetermined meshing position increases. Therefore, in step S203 of the flowchart of FIG. 7, the target drive time T0 is changed based on the rotational speed N1 of the driven gear 16, so that the time T1 for rotating the rotary shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 is set. It is also possible to change according to the rotational speed N1 of the driven gear 16. At that time, for example, as shown in FIG. 8, a characteristic map representing the relationship between the rotational speed N1 of the driven gear 16 and the target drive time T0 is created in advance and stored in the storage device of the electronic control unit 64. The characteristic map shown in FIG. 8 has a characteristic that the target drive time T0 increases as the rotational speed N1 of the driven gear 16 increases. In the example of FIG. 8A, the inclination (increase rate) of the rotational speed N1 of the driven gear 16 with respect to the target drive time T0 is a constant characteristic. In the example of FIG. 8B, the target drive time T0 is The increase rate of the rotational speed N1 of the driven gear 16 with respect to the target drive time T0 gradually decreases as the time increases. In the example of FIG. 8C, the target drive time T0 increases with an increase in the target drive time T0. The increase rate of the rotational speed N1 of the driven gear 16 is a characteristic that gradually increases, and a characteristic map to be stored in the storage device of the electronic control device 64 is selected according to the startup performance of the drive source (electric motor) 10. In step S203 of the flowchart of FIG. 7, a target drive time T0 corresponding to the rotational speed N1 of the driven gear 16 detected by the rotational speed sensor 81 is set in the characteristic map stored in the storage device. As a result, the higher the rotational speed N1 of the driven gear 16, the longer the target drive time T0 is set, and the time T1 for rotating the rotary shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 becomes longer. Therefore, even when the rotational speed N1 of the driven gear 16 varies during execution of the drive gear preliminary movement operation, the drive gear 14 can be kept on standby in a state where the drive gear 14 is securely meshed with the driven gear 16, The time required for starting the engine 30 after the engine start condition is satisfied can be shortened.

また、駆動歯車予備移動動作の実行時には、駆動源(電動機)10の温度τが低いほど、電動機10のフリクションが増加して電動機10の起動時間が延び、その結果、駆動歯車14が非噛合位置から所定噛合位置まで移動するのに要する時間が増加する。そこで、図7のフローチャートのステップS203では、電動機10の温度τに基づいて目標駆動時間T0を変更することで、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる時間T1を電動機10の温度τに応じて変更することも可能である。その際には、例えば図9に示すような、電動機10の温度τと目標駆動時間T0との関係を表す特性マップを予め作成し、電子制御装置64の記憶装置に記憶しておく。図9に示す特性マップは、電動機10の温度τの増加に対して目標駆動時間T0が減少する特性を有する。図9(a)の例においては、目標駆動時間T0に対する電動機10の温度τの傾き(減少割合)が一定の特性であり、図9(b)の例においては、目標駆動時間T0が増加するほど目標駆動時間T0に対する電動機10の温度τの減少割合が徐々に大きくなる特性であり、図9(c)の例においては、目標駆動時間T0が増加するほど目標駆動時間T0に対する電動機10の温度τの減少割合が徐々に小さくなる特性であり、電動機10の温度特性に応じて電子制御装置64の記憶装置に記憶する特性マップを選択する。そして、図7のフローチャートのステップS203では、記憶装置に記憶された特性マップにおいて、温度センサで検出された電動機10の温度τに対応する目標駆動時間T0が設定される。これによって、電動機10の温度τが低いほど、目標駆動時間T0が長く設定され、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる時間T1が長くなる。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行の際に、電動機10の温度τにばらつきがあっても、駆動歯車14を被動歯車16と確実に噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン30を始動するまでに要する時間を短縮することができる。   Further, when the drive gear preliminary movement operation is performed, the lower the temperature τ of the drive source (motor) 10, the more the friction of the motor 10 increases and the start-up time of the motor 10 increases, and as a result, the drive gear 14 moves to the non-engagement position. The time required to move from the position to the predetermined meshing position increases. Therefore, in step S203 of the flowchart of FIG. 7, the target drive time T0 is changed based on the temperature τ of the electric motor 10, so that the time T1 for rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 is set. It is also possible to change according to the temperature τ. At that time, for example, as shown in FIG. 9, a characteristic map representing the relationship between the temperature τ of the electric motor 10 and the target drive time T0 is created in advance and stored in the storage device of the electronic control unit 64. The characteristic map shown in FIG. 9 has a characteristic that the target drive time T0 decreases as the temperature τ of the electric motor 10 increases. In the example of FIG. 9A, the slope (decrease rate) of the temperature τ of the electric motor 10 with respect to the target drive time T0 is a constant characteristic, and in the example of FIG. 9B, the target drive time T0 increases. The decreasing rate of the temperature τ of the electric motor 10 with respect to the target driving time T0 gradually increases. In the example of FIG. 9C, the temperature of the electric motor 10 with respect to the target driving time T0 increases as the target driving time T0 increases. A characteristic map to be stored in the storage device of the electronic control unit 64 is selected according to the temperature characteristic of the electric motor 10 according to the temperature characteristic of the electric motor 10. In step S203 in the flowchart of FIG. 7, a target drive time T0 corresponding to the temperature τ of the electric motor 10 detected by the temperature sensor is set in the characteristic map stored in the storage device. As a result, the lower the temperature τ of the electric motor 10 is, the longer the target drive time T0 is set, and the time T1 for rotating the rotary shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 becomes longer. Therefore, when the drive gear preliminary movement operation is executed, even if the temperature τ of the electric motor 10 varies, the drive gear 14 can be kept in a state of being securely meshed with the driven gear 16 to start the engine. The time required for starting the engine 30 after the condition is satisfied can be shortened.

また、駆動歯車予備移動動作の実行時には、バッテリー60の電圧Vが低いほど、駆動源(電動機)10の起動時における回転速度の立ち上がりが低くなり、その結果、駆動歯車14が非噛合位置から所定噛合位置まで移動するのに要する時間が増加する。そこで、図7のフローチャートのステップS203では、バッテリー60の電圧Vに基づいて目標駆動時間T0を変更することで、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる時間T1をバッテリー60の電圧Vに応じて変更することも可能である。その際には、例えば図10に示すような、バッテリー60の電圧Vと目標駆動時間T0との関係を表す特性マップを予め作成し、電子制御装置64の記憶装置に記憶しておく。図10に示す特性マップは、バッテリー60の電圧Vの増加に対して目標駆動時間T0が減少する特性を有する。図10(a)の例においては、目標駆動時間T0に対するバッテリー60の電圧Vの傾き(減少割合)が一定の特性であり、図10(b)の例においては、目標駆動時間T0が増加するほど目標駆動時間T0に対するバッテリー60の電圧Vの減少割合が徐々に大きくなる特性であり、図10(c)の例においては、目標駆動時間T0が増加するほど目標駆動時間T0に対するバッテリー60の電圧Vの減少割合が徐々に小さくなる特性であり、電動機10の電圧特性に応じて電子制御装置64の記憶装置に記憶する特性マップを選択する。そして、図7のフローチャートのステップS203では、記憶装置に記憶された特性マップにおいて、電圧センサで検出されたバッテリー60の電圧Vに対応する目標駆動時間T0が設定される。これによって、バッテリー60の電圧Vが低いほど、目標駆動時間T0が長く設定され、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる時間T1が長くなる。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行の際に、バッテリー60の電圧Vにばらつきがあっても、駆動歯車14を被動歯車16と確実に噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン30を始動するまでに要する時間を短縮することができる。   Further, when the drive gear preliminary movement operation is executed, the lower the voltage V of the battery 60, the lower the rise of the rotational speed when the drive source (electric motor) 10 is started. As a result, the drive gear 14 is predetermined from the non-engagement position. The time required to move to the meshing position increases. Therefore, in step S203 of the flowchart of FIG. 7, by changing the target drive time T0 based on the voltage V of the battery 60, the time T1 for rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 is set. It is also possible to change the voltage according to the voltage V. At that time, for example, as shown in FIG. 10, a characteristic map representing the relationship between the voltage V of the battery 60 and the target drive time T0 is created in advance and stored in the storage device of the electronic control unit 64. The characteristic map shown in FIG. 10 has a characteristic that the target drive time T0 decreases as the voltage V of the battery 60 increases. In the example of FIG. 10A, the slope (decrease rate) of the voltage V of the battery 60 with respect to the target drive time T0 has a constant characteristic, and in the example of FIG. 10B, the target drive time T0 increases. The decreasing rate of the voltage V of the battery 60 with respect to the target driving time T0 gradually increases. In the example of FIG. 10C, the voltage of the battery 60 with respect to the target driving time T0 increases as the target driving time T0 increases. A characteristic in which the decrease rate of V gradually decreases, and a characteristic map to be stored in the storage device of the electronic control unit 64 is selected according to the voltage characteristic of the electric motor 10. Then, in step S203 of the flowchart of FIG. 7, a target drive time T0 corresponding to the voltage V of the battery 60 detected by the voltage sensor is set in the characteristic map stored in the storage device. As a result, the lower the voltage V of the battery 60 is, the longer the target drive time T0 is set, and the time T1 for rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 becomes longer. Therefore, even when the voltage V of the battery 60 varies during execution of the drive gear preliminary movement operation, the drive gear 14 can be kept in a state of being securely engaged with the driven gear 16 to start the engine. The time required for starting the engine 30 after the condition is satisfied can be shortened.

「実施形態2」
図11,12は、本発明の実施形態2に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態2の説明では、実施形態1と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態1と同様である。
“Embodiment 2”
11 and 12 are diagrams showing a schematic configuration of an engine starter including a gear fitting / removing device according to Embodiment 2 of the present invention. In the following description of the second embodiment, the same or corresponding components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the components that are not described are the same as those in the first embodiment.

本実施形態では、駆動歯車14の外周部(歯14aより軸線方向他方側の位置)に摩擦面14cが形成されており、摩擦材36が押圧ばね38を介してハウジング15に取り付けられている。駆動歯車14が非噛合位置にあるときに、押圧ばね38の付勢力によって摩擦材36が駆動歯車14の摩擦面14cを径方向内側へ押圧することで、回転の固定された摩擦材36から駆動歯車14の摩擦面14cに摩擦力が作用する。なお、押圧ばね38の付勢力の代わりに油圧力や電磁力によっても、摩擦材36から駆動歯車14の摩擦面14cに摩擦力を作用させることが可能であり、摩擦材36から駆動歯車14の摩擦面14cに作用する摩擦力の大きさは、押圧ばね38の付勢力(あるいは油圧力や電磁力)により調整可能である。   In the present embodiment, a friction surface 14 c is formed on the outer peripheral portion of the drive gear 14 (a position on the other side in the axial direction from the teeth 14 a), and the friction material 36 is attached to the housing 15 via a pressing spring 38. When the drive gear 14 is in the non-engagement position, the friction material 36 presses the friction surface 14c of the drive gear 14 radially inward by the urging force of the pressing spring 38, so that the drive is performed from the friction material 36 whose rotation is fixed. A frictional force acts on the friction surface 14 c of the gear 14. In addition, it is possible to apply a friction force from the friction material 36 to the friction surface 14c of the drive gear 14 by an oil pressure or electromagnetic force instead of the biasing force of the pressing spring 38. The magnitude of the frictional force acting on the friction surface 14c can be adjusted by the biasing force (or oil pressure or electromagnetic force) of the pressing spring 38.

ストッパ26は、回転軸12に対する相対回転が拘束されるとともに回転軸12に対する軸線方向の相対移動が可能な状態で、回転軸12に支持されている。ストッパ26を回転軸12に支持するための構成例としては、軸線方向に沿って(あるいはほぼ沿って)延びるスプラインによる係合を適用することが可能である。さらに、回転軸12におけるストッパ26より軸線方向の一方側には、軸線方向に弾性を有する皿ばね28が取り付けられている。駆動歯車14が所定噛合位置(被動歯車16と噛み合う位置)まで移動すると、駆動歯車14の軸線方向の一端部がストッパ26に当接してストッパ26を押圧することで、ストッパ26が軸線方向の一方側に移動して皿ばね28が圧縮される。それに応じて、皿ばね28がストッパ26の軸線方向の移動量に応じた反発力(弾性力)を発生してストッパ26を軸線方向の他方側へ押圧することで、ストッパ26から駆動歯車14に軸線方向の他方側への押圧力が作用する。これによって、駆動歯車14が所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのが抑制される。   The stopper 26 is supported by the rotary shaft 12 in a state in which relative rotation with respect to the rotary shaft 12 is restricted and relative movement in the axial direction with respect to the rotary shaft 12 is possible. As a configuration example for supporting the stopper 26 on the rotating shaft 12, it is possible to apply engagement by a spline extending along (or substantially along) the axial direction. Further, a disc spring 28 having elasticity in the axial direction is attached to one side of the rotating shaft 12 in the axial direction from the stopper 26. When the driving gear 14 moves to a predetermined meshing position (a position meshing with the driven gear 16), one end of the driving gear 14 in the axial direction abuts against the stopper 26 and presses the stopper 26, so that the stopper 26 moves in one axial direction. The disc spring 28 is compressed by moving to the side. Accordingly, the disc spring 28 generates a repulsive force (elastic force) corresponding to the amount of movement of the stopper 26 in the axial direction and presses the stopper 26 to the other side in the axial direction, so that the stopper 26 moves to the drive gear 14. A pressing force to the other side in the axial direction acts. This suppresses the drive gear 14 from moving from the predetermined meshing position to one side in the axial direction.

図12に示すように、軸線方向の一方側から他方側へ向かうにつれて回転軸12の回転方向(所定方向)と同方向に螺旋して回転軸12に形成されたねじ22のねじ山(歯)は、軸線方向の一方側に形成された狭幅ねじ山22aと、軸線方向の他方側に形成され、狭幅ねじ山22aより幅の広い広幅ねじ山22bとを含む。狭幅ねじ山22a間のねじ溝22cの幅は、広幅ねじ山22b間のねじ溝22dの幅より広い。狭幅ねじ山22aと広幅ねじ山22bとの連結部分においては、軸線方向の一方側に段差が形成されていることで、駆動歯車保持部としての当接面22eが形成されている。当接面22eは、軸線方向に対してその一方側から他方側にかけて回転軸12の回転方向(所定方向)と反対側へ傾斜して形成されている。一方、駆動歯車14に形成されたねじ24のねじ山(歯)24a及び溝の幅は一定である。図12では、駆動歯車14については、説明の便宜上、内周面に形成されたねじ山24a以外の構成の図示を省略している。ねじ24のねじ山24aの幅は、広幅ねじ山22b間のねじ溝22dの幅に等しく(あるいはほぼ等しく)、狭幅ねじ山22a間のねじ溝22cの幅より狭い。ねじ24の溝の幅は、広幅ねじ山22bの幅に等しく(あるいはほぼ等しく)、狭幅ねじ山22aの幅より広い。ねじ山24aの軸線方向他方側に関する端面24bも、回転軸12の当接面22eと同様に、軸線方向に対してその一方側から他方側にかけて所定方向と反対側へ傾斜して形成されている。ねじ山24aの端面24bの軸線方向に対する傾斜角度β1(0°<β1<90°)は、回転軸12の当接面22eの軸線方向に対する傾斜角度α1(0°<α1<90°)に等しく(あるいはほぼ等しく)、ねじ山24aの端面24bが回転軸12の当接面22eに当接可能である。駆動歯車14のねじ山24aの端面24bが回転軸12の当接面22eに当接する状態で、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合うように、当接面22eの軸線方向位置が設計される。なお、ねじ山22a,22b,24aの形状については様々に設計することが可能である。 As shown in FIG. 12, the thread (tooth) of the screw 22 formed on the rotating shaft 12 spiraling in the same direction as the rotating direction (predetermined direction) of the rotating shaft 12 from one side to the other side in the axial direction. Includes a narrow thread 22a formed on one side in the axial direction and a wide thread 22b formed on the other side in the axial direction and wider than the narrow thread 22a. The width of the screw groove 22c between the narrow screw threads 22a is wider than the width of the screw groove 22d between the wide screw threads 22b. In the connecting portion between the narrow thread 22a and the wide thread 22b, a step is formed on one side in the axial direction, thereby forming a contact surface 22e as a drive gear holding part. The contact surface 22e is formed so as to be inclined from the one side to the other side with respect to the axial direction in the direction opposite to the rotation direction (predetermined direction) of the rotary shaft 12. On the other hand, the thread 24 (tooth) 24a and the groove width of the screw 24 formed on the drive gear 14 are constant. In FIG. 12, for the convenience of explanation, the illustration of the configuration other than the screw thread 24 a formed on the inner peripheral surface is omitted for the drive gear 14. The width of the screw thread 24a of the screw 24 is equal (or substantially equal) to the width of the screw groove 22d between the wide screw threads 22b, and is narrower than the width of the screw groove 22c between the narrow screw threads 22a. The width of the groove of the screw 24 is equal to (or substantially equal to) the width of the wide thread 22b and wider than the width of the narrow thread 22a. Similarly to the contact surface 22e of the rotating shaft 12, the end surface 24b related to the other side in the axial direction of the screw thread 24a is also formed so as to be inclined from the one side to the other side with respect to the axial direction. . The inclination angle β 1 (0 ° <β 1 <90 °) with respect to the axial direction of the end face 24b of the screw thread 24a is the inclination angle α 1 (0 ° <α 1 <90 with respect to the axial direction of the contact surface 22e of the rotating shaft 12). )) (Or substantially equal), the end face 24b of the screw thread 24a can come into contact with the contact face 22e of the rotary shaft 12. The axial position of the contact surface 22e is designed so that the drive gear 14 meshes with the driven gear 16 in a state where the end surface 24b of the thread 24a of the drive gear 14 contacts the contact surface 22e of the rotating shaft 12. It should be noted that the shapes of the screw threads 22a, 22b, and 24a can be variously designed.

本実施形態でも実施形態1と同様に、エンジン30(被動歯車16)の回転速度N1が設定速度N0よりも低いときに、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)の非成立時にもかかわらず、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置に移動するまで、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。駆動源10に動力を発生させて回転軸12を所定方向(駆動源10側(図11の右側)から回転軸12を見た場合に反時計方向)に回転させると、駆動歯車14は回転軸12とともに所定方向に回転しようとするが、回転の固定された摩擦材36から駆動歯車14の摩擦面14cに摩擦力が作用することで、回転軸12が駆動歯車14に対して所定方向に相対的に回転し、駆動歯車14が軸線方向の一方側(被動歯車16側)へ移動する。その際には、駆動歯車14の回転を拘束するように、摩擦材36から駆動歯車14の摩擦面14cに作用する摩擦力の大きさを調整することも可能であるし、駆動歯車14の回転速度が回転軸12の回転速度より低い状態で駆動歯車14が所定方向に回転するように、摩擦材36から駆動歯車14の摩擦面14cに作用する摩擦力の大きさを調整することも可能である。このように、本実施形態では、駆動歯車14が非噛合位置にあり、回転軸12が所定方向に回転するときに、回転の固定された摩擦材36から駆動歯車14に摩擦力を抵抗力として作用させて駆動歯車14に負荷をかけることで、駆動歯車14の所定方向の回転を拘束または低減することができる。これによって、駆動歯車14を軸線方向の一方側へ移動させるための力を摩擦材36から駆動歯車14へ作用させることができ、駆動歯車14の軸線方向一方側(被動歯車16側)への移動を開始させることができる。その際には、駆動歯車14が非噛合位置にあるときから被動歯車16と噛み合うまで、摩擦材36から駆動歯車14に摩擦力を抵抗力(軸線方向の一方側へ移動させるための力)として駆動歯車14に作用させ続ける。駆動歯車14が被動歯車16と噛み合った後は、摩擦材36が駆動歯車14の摩擦面14cと接触しなくなる(摩擦材36から駆動歯車14に摩擦力が作用しなくなる)ことで駆動歯車14の回転が許容され、エンジン30の回転要素を含む被動歯車16側の回転要素が駆動歯車14の負荷となる。   In this embodiment as well as in the first embodiment, when the rotational speed N1 of the engine 30 (driven gear 16) is lower than the set speed N0, the driving is performed even when the engine start condition (driven gear driving condition) is not satisfied. Until the gear 14 moves to a position where it engages with the driven gear 16, a drive gear preliminary movement operation is performed in which the rotating shaft 12 is rotated in a predetermined direction by the power from the drive source 10. When power is generated in the drive source 10 and the rotary shaft 12 is rotated in a predetermined direction (counterclockwise when the rotary shaft 12 is viewed from the drive source 10 side (right side in FIG. 11)), the drive gear 14 is rotated. 12, the frictional force 36 acts on the friction surface 14 c of the drive gear 14 from the friction material 36, which is fixed in rotation, so that the rotary shaft 12 is relative to the drive gear 14 in the predetermined direction. The drive gear 14 moves to one side in the axial direction (the driven gear 16 side). At that time, the magnitude of the frictional force acting on the friction surface 14c of the drive gear 14 from the friction material 36 can be adjusted so as to restrict the rotation of the drive gear 14, and the rotation of the drive gear 14 can be adjusted. It is also possible to adjust the magnitude of the friction force acting on the friction surface 14c of the drive gear 14 from the friction material 36 so that the drive gear 14 rotates in a predetermined direction in a state where the speed is lower than the rotation speed of the rotary shaft 12. is there. As described above, in the present embodiment, when the drive gear 14 is in the non-engagement position and the rotating shaft 12 rotates in a predetermined direction, the frictional force is applied to the drive gear 14 from the friction material 36 whose rotation is fixed. By applying the load to the drive gear 14 by acting, the rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction can be restricted or reduced. Accordingly, a force for moving the drive gear 14 to one side in the axial direction can be applied from the friction material 36 to the drive gear 14, and the drive gear 14 moves to one side in the axial direction (the driven gear 16 side). Can be started. At that time, the frictional force is applied from the friction material 36 to the drive gear 14 as a resistance force (force for moving to one side in the axial direction) from when the drive gear 14 is in the non-meshing position to meshing with the driven gear 16. It continues to act on the drive gear 14. After the drive gear 14 meshes with the driven gear 16, the friction material 36 does not come into contact with the friction surface 14 c of the drive gear 14 (the friction force does not act on the drive gear 14 from the friction material 36). The rotation is allowed, and the rotation element on the driven gear 16 side including the rotation element of the engine 30 becomes a load of the drive gear 14.

駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車14が所定噛合位置まで移動すると、駆動歯車14の軸線方向の一端部がストッパ26及び皿ばね28を軸線方向の一方側へ押圧し、その反力として駆動歯車14に軸線方向の他方側への押圧力が作用することで、駆動歯車14の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。駆動歯車14が所定噛合位置まで移動する際には、駆動歯車14のねじ山24aは、図12から図13に示すように、回転軸12の広幅ねじ山22b間のねじ溝22dから狭幅ねじ山22a間のねじ溝22cに相対的に移動する。そして、皿ばね28が発生する軸線方向他方側への反発力Fspによって、軸線方向の他方側へ押圧される。   When the drive gear 14 moves to a predetermined meshing position by executing the drive gear preliminary movement operation, one end portion in the axial direction of the drive gear 14 presses the stopper 26 and the disc spring 28 toward one side in the axial direction, and is driven as the reaction force. When the pressing force to the other side in the axial direction acts on the gear 14, the movement of the driving gear 14 to the one side in the axial direction is restrained and stopped. When the drive gear 14 moves to a predetermined meshing position, the screw thread 24a of the drive gear 14 is changed from a screw groove 22d between the wide screw threads 22b of the rotary shaft 12 to a narrow screw as shown in FIGS. It moves relative to the thread groove 22c between the peaks 22a. And it is pressed to the other side of an axial direction by the repulsive force Fsp to the other side of the axial direction which the disk spring 28 generate | occur | produces.

駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車14が所定噛合位置まで移動したら、駆動源10の駆動を停止させて回転軸12の回転を停止させるが、その際に、被動歯車16が停止せずに回転していると、所定噛合位置にある駆動歯車14を回転軸12に対して回転方向(所定方向)に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr1が被動歯車16から駆動歯車14に作用する。この被動歯車16から作用する逆駆動力Fr1によって、駆動歯車14が回転軸12に対して所定方向に相対的に回転すると、所定噛合位置にある駆動歯車14が軸線方向の他方側へ移動することになる。 When the drive gear 14 moves to a predetermined meshing position by executing the drive gear preliminary movement operation, the drive of the drive source 10 is stopped and the rotation of the rotary shaft 12 is stopped. At this time, the driven gear 16 is not stopped. When rotating, the reverse driving force Fr 1 that tries to rotate the drive gear 14 in the predetermined meshing position relative to the rotation shaft 12 in the rotation direction (predetermined direction) is transferred from the driven gear 16 to the drive gear 14. Works. When the drive gear 14 rotates relative to the rotary shaft 12 in a predetermined direction by the reverse drive force Fr 1 acting from the driven gear 16, the drive gear 14 at the predetermined meshing position moves to the other side in the axial direction. It will be.

これに対して本実施形態では、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車16の回転によって、所定噛合位置にある駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr1が被動歯車16から駆動歯車14に作用したときは、図14に示すように、駆動歯車14のねじ山24aの端面24bが回転軸12の当接面22eに当接することで、回転軸12の当接面22eから駆動歯車14のねじ山24aの端面24bに押圧力(反力)が作用し、この押圧力は軸線方向一方側への成分Fa(=Fr1×tanα1)を有する。この軸線方向一方側への力Faが、皿ばね28の発生する軸線方向他方側への反発力(弾性力)Fsp以下であるときは、駆動歯車14のねじ山24aの端面24bが回転軸12の当接面22eに引っ掛かることで、回転軸12に対する駆動歯車14の所定方向の相対回転が抑制され、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が抑制される。つまり、駆動歯車14が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr1が設定値Fsp/tanα1以下であるときは、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が抑制される。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車16の回転による逆駆動力Fr1が被動歯車16から駆動歯車14に作用しても、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動を抑制して、駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いを維持することができる。その際には、Fsp/tanα1が被動歯車16の回転による逆駆動力Fr1以上になるように、皿ばね28の軸線方向の弾性係数、及び当接面22eの軸線方向に対する傾斜角度α1を設計する。 On the other hand, in this embodiment, after the drive gear preliminary movement operation is performed, the driven gear 16 is rotated to rotate the drive gear 14 at the predetermined meshing position relative to the rotation shaft 12 in a predetermined direction. When the reverse driving force Fr 1 acting on the driven gear 16 acts on the driving gear 14, the end surface 24 b of the screw thread 24 a of the driving gear 14 abuts on the abutting surface 22 e of the rotating shaft 12 as shown in FIG. Thus, a pressing force (reaction force) acts on the end surface 24b of the thread 24a of the drive gear 14 from the contact surface 22e of the rotating shaft 12, and this pressing force is a component Fa (= Fr 1 × tan α) toward one side in the axial direction. 1 ) have. When the force Fa on one side in the axial direction is equal to or less than the repulsive force (elastic force) Fsp generated on the other side in the axial direction generated by the disc spring 28, the end surface 24b of the thread 24a of the drive gear 14 is rotated by the rotary shaft 12. , The relative rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction with respect to the rotary shaft 12 is suppressed, and the movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is suppressed. That is, when the drive gear 14 is at the predetermined meshing position, the reverse drive force Fr 1 that attempts to rotate the drive gear 14 relative to the rotation shaft 12 in the predetermined direction is equal to or less than the set value Fsp / tan α 1. When this happens, the movement of the drive gear 14 toward the other side in the axial direction is suppressed. Therefore, even if the reverse drive force Fr 1 due to the rotation of the driven gear 16 acts on the drive gear 14 after the drive gear preliminary movement operation, the movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is suppressed. Thus, the meshing between the drive gear 14 and the driven gear 16 can be maintained. At this time, the elastic coefficient in the axial direction of the disc spring 28 and the inclination angle α 1 of the contact surface 22e with respect to the axial direction so that Fsp / tan α 1 becomes equal to or greater than the reverse driving force Fr 1 due to the rotation of the driven gear 16. To design.

駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)が成立すると、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させて、駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いによりエンジン30を始動する(被動歯車16を駆動する)被動歯車駆動動作を行う。その際には、駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いが維持されているため、エンジン始動条件が成立してからエンジン30を始動するまでに要する時間を短縮することができる。   When the engine start condition (driven gear drive condition) is satisfied after the drive gear preliminary movement operation is performed, the rotation shaft 12 is rotated in a predetermined direction by the power from the drive source 10, and the drive gear 14 and the driven gear 16 are rotated. The engine 30 is started by the meshing (driven gear 16 is driven), and a driven gear driving operation is performed. At that time, since the meshing between the drive gear 14 and the driven gear 16 is maintained, the time required to start the engine 30 after the engine start condition is satisfied can be shortened.

被動歯車駆動動作によるエンジン30の始動後は、エンジン30(被動歯車16)が回転している状態で、駆動源10による動力の発生を停止させる。エンジン30の燃焼による加速トルクによってエンジン30(被動歯車16)の回転速度が大きく増加すると、所定噛合位置にある駆動歯車14を回転軸12に対して回転方向(所定方向)に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr2(Fr2>Fr1)が被動歯車16から駆動歯車14に作用する。この被動歯車16から作用する、燃焼による逆駆動力Fr2によって、図15に示すように、駆動歯車14のねじ山24aの端面24bが回転軸12の当接面22eに当接する。回転軸12の当接面22eから駆動歯車14のねじ山24aの端面24bに作用する押圧力(反力)の軸線方向一方側への成分Fa(=Fr2×tanα1)が、皿ばね28の発生する軸線方向他方側への反発力(弾性力)Fspより大きいときは、この力Faによって皿ばね28が圧縮されながらストッパ26が軸線方向の一方側へ移動して、駆動歯車14のねじ山24aの端面24bが回転軸12の当接面22eから外れることで、回転軸12に対する駆動歯車14の所定方向の相対回転が許容され、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が許容される。つまり、駆動歯車14が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr2が設定値Fsp/tanα1より大きいときは、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が許容される。そのため、エンジン30の始動後は、被動歯車16から駆動歯車14に作用する、燃焼による逆駆動力Fr2によって、駆動歯車14が回転軸12に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車14が軸線方向の他方側へ移動する。その際には、Fsp/tanα1がエンジン30の始動後における燃焼による逆駆動力Fr2より小さくなるように、皿ばね28の軸線方向の弾性係数、及び当接面22eの軸線方向に対する傾斜角度α1を設計する。駆動歯車14が所定噛合位置から非噛合位置まで移動する際には、駆動歯車14のねじ山24aは、回転軸12の狭幅ねじ山22a間のねじ溝22cから広幅ねじ山22b間のねじ溝22dに相対的に移動する。 After the engine 30 is started by the driven gear driving operation, the generation of power by the drive source 10 is stopped while the engine 30 (driven gear 16) is rotating. When the rotational speed of the engine 30 (driven gear 16) is greatly increased by the acceleration torque due to the combustion of the engine 30, the drive gear 14 at the predetermined meshing position is rotated relative to the rotational shaft 12 in the rotational direction (predetermined direction). The reverse driving force Fr 2 (Fr 2 > Fr 1 ) to be applied acts on the driving gear 14 from the driven gear 16. As shown in FIG. 15, the end surface 24 b of the screw thread 24 a of the drive gear 14 abuts against the abutment surface 22 e of the rotating shaft 12 by the reverse drive force Fr 2 caused by combustion acting from the driven gear 16. A component Fa (= Fr 2 × tan α 1 ) of the pressing force (reaction force) acting on the end surface 24 b of the screw thread 24 a of the drive gear 14 from the contact surface 22 e of the rotating shaft 12 is a disc spring 28. Is greater than the repulsive force (elastic force) Fsp on the other side in the axial direction, the stopper 26 moves to one side in the axial direction while the disc spring 28 is compressed by this force Fa, and the screw of the drive gear 14 Since the end surface 24b of the crest 24a is disengaged from the contact surface 22e of the rotating shaft 12, relative rotation of the driving gear 14 in a predetermined direction with respect to the rotating shaft 12 is allowed, and movement of the driving gear 14 to the other side in the axial direction is allowed. The That is, when the drive gear 14 is in the predetermined meshing position, the reverse drive force Fr 2 that attempts to rotate the drive gear 14 relative to the rotation shaft 12 in the predetermined direction is greater than the set value Fsp / tan α 1. Is allowed to move to the other side in the axial direction of the drive gear 14. Therefore, after the engine 30 is started, the drive gear 14 rotates relative to the rotary shaft 12 in a predetermined direction by the reverse drive force Fr 2 caused by the combustion acting on the drive gear 14 from the driven gear 16, and the drive gear 14 is Move to the other side in the axial direction. At that time, the elastic coefficient of the disc spring 28 in the axial direction and the inclination angle of the contact surface 22e with respect to the axial direction so that Fsp / tan α 1 becomes smaller than the reverse driving force Fr 2 caused by combustion after the engine 30 is started. α 1 is designed. When the drive gear 14 moves from the predetermined meshing position to the non-meshing position, the screw thread 24a of the drive gear 14 is threaded between the screw groove 22c between the narrow screw threads 22a of the rotary shaft 12 and the screw groove between the wide screw threads 22b. It moves relative to 22d.

「実施形態3」
図16は、本発明の実施形態3に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態3の説明では、実施形態1,2と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態1,2と同様である。
“Embodiment 3”
FIG. 16 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine starter including a gear fitting / removing device according to Embodiment 3 of the present invention. In the following description of the third embodiment, the same or corresponding components as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the components that are not described is the same as that of the first and second embodiments.

本実施形態では、駆動歯車14と軸線方向に対向するストッパ26の軸線方向他方側の端部に段差が形成されていることで、駆動歯車保持部としての当接面26dが形成されている。図16では、説明の便宜上、駆動歯車14の具体的構成の図示を省略しているが、実施形態1,2と同様の構成を適用可能である。ストッパ26の当接面26dは、回転軸12の回転方向(所定方向)に対してその前側から後側にかけて軸線方向の一方側へ傾斜して形成されており、当接面26dの前側端と繋がれた端面26eが当接面26dの後側端と繋がれた端面26fより軸線方向の他方側(駆動歯車14側)へ張り出して形成されている。ストッパ26と軸線方向に対向する駆動歯車14の軸線方向一方側の端部にも段差が形成されていることで、当接面14dが形成されている。駆動歯車14の当接面14dも、ストッパ26の当接面26dと同様に、回転軸12の回転方向に対してその前側から後側にかけて軸線方向の一方側へ傾斜して形成されており、当接面14dの後側端と繋がれた端面14fが当接面14dの前側端と繋がれた端面14eより軸線方向の一方側(ストッパ26側)へ張り出して形成されている。回転軸12の回転方向に対するストッパ26の当接面26dの傾斜角度β21(0°<β21<90°)は、回転軸12の回転方向に対する駆動歯車14の当接面14dの傾斜角度β22(0°<β22<90°)に等しく(あるいはほぼ等しく)、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに当接可能である。駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに当接する状態で、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合うように、当接面26dの軸線方向位置が設計される。回転軸12に形成されたねじ22のねじ山(歯)及び溝の幅は一定であり、ねじ22のリード角α2(回転軸12の回転方向に対するねじ22の傾斜角度、0°<α2<90°)は、回転軸12の回転方向に対する当接面26d,14dの傾斜角度β21,β22より小さい。 In the present embodiment, a step is formed at the other end in the axial direction of the stopper 26 facing the drive gear 14 in the axial direction, so that a contact surface 26d as a drive gear holding portion is formed. In FIG. 16, for convenience of explanation, illustration of a specific configuration of the drive gear 14 is omitted, but the same configuration as in the first and second embodiments can be applied. The contact surface 26d of the stopper 26 is formed so as to incline toward the one side in the axial direction from the front side to the rear side with respect to the rotation direction (predetermined direction) of the rotary shaft 12, and the front end of the contact surface 26d The connected end surface 26e is formed so as to protrude from the end surface 26f connected to the rear end of the abutting surface 26d to the other side (the drive gear 14 side) in the axial direction. A contact surface 14d is formed by forming a step at one end in the axial direction of the drive gear 14 facing the stopper 26 in the axial direction. Similarly to the contact surface 26d of the stopper 26, the contact surface 14d of the drive gear 14 is also formed so as to be inclined toward one side in the axial direction from the front side to the rear side with respect to the rotation direction of the rotary shaft 12, An end surface 14f connected to the rear end of the contact surface 14d is formed so as to protrude from the end surface 14e connected to the front end of the contact surface 14d to one side (stopper 26 side) in the axial direction. The inclination angle β 21 (0 ° <β 21 <90 °) of the contact surface 26 d of the stopper 26 with respect to the rotation direction of the rotation shaft 12 is the inclination angle β of the contact surface 14 d of the drive gear 14 with respect to the rotation direction of the rotation shaft 12. 22 (0 ° <β 22 <90 °) is equal (or substantially equal), and the contact surface 14 d of the drive gear 14 can contact the contact surface 26 d of the stopper 26. The axial position of the contact surface 26d is designed so that the drive gear 14 meshes with the driven gear 16 in a state where the contact surface 14d of the drive gear 14 contacts the contact surface 26d of the stopper 26. The thread 22 (tooth) and groove width of the screw 22 formed on the rotating shaft 12 are constant, and the lead angle α 2 of the screw 22 (the inclination angle of the screw 22 with respect to the rotating direction of the rotating shaft 12, 0 ° <α 2 <90 °) is smaller than the inclination angles β 21 and β 22 of the contact surfaces 26 d and 14 d with respect to the rotation direction of the rotary shaft 12.

本実施形態でも実施形態1,2と同様に、エンジン30(被動歯車16)の回転速度N1が設定速度N0よりも低いときに、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)の非成立時にもかかわらず、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置に移動するまで、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車14が軸線方向の一方側へ移動し続けると、図17に示すように、駆動歯車14の端面14fがストッパ26の端面26eを押圧することで、ストッパ26が軸線方向の一方側に移動して皿ばね28が圧縮される。駆動歯車14がストッパ26及び皿ばね28を軸線方向の一方側へさらに押圧して所定噛合位置まで移動すると、図18に示すように、駆動歯車14の端面14fがストッパ26の端面26fを押圧し(あるいは駆動歯車14の端面14eがストッパ26の端面26eを押圧し)、実施形態2と同様に、その反力として駆動歯車14に軸線方向の他方側への押圧力が作用することで、駆動歯車14の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。   In the present embodiment as well as the first and second embodiments, when the rotational speed N1 of the engine 30 (driven gear 16) is lower than the set speed N0, the engine start condition (driven gear driving condition) is not satisfied. Until the drive gear 14 moves to a position where the drive gear 14 meshes with the driven gear 16, a drive gear preliminary movement operation for rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 is performed. When the drive gear 14 continues to move to one side in the axial direction by executing the drive gear preliminary movement operation, the end face 14f of the drive gear 14 presses the end face 26e of the stopper 26 as shown in FIG. Moves to one side in the axial direction, and the disc spring 28 is compressed. When the driving gear 14 further presses the stopper 26 and the disc spring 28 toward one side in the axial direction and moves to the predetermined meshing position, the end surface 14f of the driving gear 14 presses the end surface 26f of the stopper 26 as shown in FIG. (Alternatively, the end face 14e of the drive gear 14 presses the end face 26e of the stopper 26). Similarly to the second embodiment, the driving gear 14 is driven by a pressing force on the other side in the axial direction as a reaction force. The movement of the gear 14 to one side in the axial direction is restricted and stopped.

駆動歯車予備移動動作の実行後における被動歯車16の回転によって、所定噛合位置にある駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr1が被動歯車16から駆動歯車14に作用したときは、図19に示すように、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに当接することで、駆動歯車14の当接面14dからストッパ26の当接面26dに押圧力が作用し、この押圧力は軸線方向一方側への成分Fa(=Fr1/tanβ21)を有する。この軸線方向一方側への力Faが、皿ばね28の発生する軸線方向他方側への反発力(弾性力)Fsp以下であるときは、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに引っ掛かることで、回転軸12に対する駆動歯車14の所定方向の相対回転が抑制され、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が抑制される。つまり、駆動歯車14が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr1が設定値Fsp×tanβ21以下であるときは、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が抑制される。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車16の回転による逆駆動力Fr1が被動歯車16から駆動歯車14に作用しても、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動を抑制して、駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いを維持することができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン30を始動するまでに要する時間を短縮することができる。その際には、Fsp×tanβ21が被動歯車16の回転による逆駆動力Fr1以上になるように、皿ばね28の軸線方向の弾性係数、及び回転軸12の回転方向に対する当接面26dの傾斜角度β21を設計する。 As the driven gear 16 rotates after the drive gear preliminary movement operation is performed, a reverse driving force Fr 1 that tries to rotate the driving gear 14 in a predetermined meshing position relative to the rotating shaft 12 in a predetermined direction is driven. When acting on the drive gear 14 from 16, the contact surface 14 d of the drive gear 14 contacts the contact surface 26 d of the stopper 26 as shown in FIG. A pressing force acts on the abutting surface 26d of 26, and this pressing force has a component Fa (= Fr 1 / tan β 21 ) on one side in the axial direction. When the force Fa on one side in the axial direction is equal to or less than the repulsive force (elastic force) Fsp on the other side in the axial direction generated by the disc spring 28, the contact surface 14d of the drive gear 14 contacts the stopper 26. By being caught by the surface 26d, relative rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction with respect to the rotary shaft 12 is suppressed, and movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is suppressed. That is, when the drive gear 14 is at the predetermined meshing position, the reverse drive force Fr 1 that attempts to rotate the drive gear 14 relative to the rotation shaft 12 in a predetermined direction is equal to or less than the set value Fsp × tan β 21. When this happens, the movement of the drive gear 14 toward the other side in the axial direction is suppressed. Therefore, even if the reverse drive force Fr 1 due to the rotation of the driven gear 16 acts on the drive gear 14 after the drive gear preliminary movement operation, the movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is suppressed. Thus, the meshing between the drive gear 14 and the driven gear 16 can be maintained, and the time required to start the engine 30 after the engine start condition is satisfied can be shortened. At that time, the elastic coefficient in the axial direction of the disc spring 28 and the contact surface 26d with respect to the rotational direction of the rotary shaft 12 are set so that Fsp × tan β 21 becomes equal to or greater than the reverse driving force Fr 1 due to the rotation of the driven gear 16. The inclination angle β 21 is designed.

被動歯車駆動動作によるエンジン30の始動後には、燃焼による加速トルクによって、所定噛合位置にある駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr2(Fr2>Fr1)が被動歯車16から駆動歯車14に作用することで、図20に示すように、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに当接する。駆動歯車14の当接面14dからストッパ26の当接面26dに作用する押圧力の軸線方向一方側への成分Fa(=Fr2/tanβ21)が、皿ばね28の発生する軸線方向他方側への反発力Fspより大きいときは、この力Faによって皿ばね28が圧縮されながらストッパ26が軸線方向の一方側へ移動して、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dから外れることで、回転軸12に対する駆動歯車14の所定方向の相対回転が許容され、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が許容される。つまり、駆動歯車14が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr2が設定値Fsp×tanβ21より大きいときは、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が許容される。そのため、エンジン30の始動後は、燃焼による逆駆動力Fr2によって、駆動歯車14が回転軸12に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車14が軸線方向の他方側へ非噛合位置まで移動する。その際には、Fsp×tanβ21がエンジン30の始動後における燃焼による逆駆動力Fr2より小さくなるように、皿ばね28の軸線方向の弾性係数、及び回転軸12の回転方向に対する当接面26dの傾斜角度β21を設計する。 After the engine 30 is started by the driven gear driving operation, the reverse driving force Fr 2 (which attempts to rotate the driving gear 14 at a predetermined meshing position relative to the rotating shaft 12 in a predetermined direction by acceleration torque due to combustion). When Fr 2 > Fr 1 ) acts on the drive gear 14 from the driven gear 16, the contact surface 14 d of the drive gear 14 contacts the contact surface 26 d of the stopper 26 as shown in FIG. A component Fa (= Fr 2 / tan β 21 ) of the pressing force acting on the contact surface 26 d of the stopper 26 from the contact surface 14 d of the drive gear 14 is one side in the axial direction generated by the disc spring 28. Is greater than the repulsive force Fsp, the stopper 26 moves to one side in the axial direction while the disc spring 28 is compressed by this force Fa, so that the contact surface 14d of the drive gear 14 contacts the contact surface 26d of the stopper 26. Accordingly, relative rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction with respect to the rotary shaft 12 is allowed, and movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is allowed. That is, when the drive gear 14 is in the predetermined meshing position, the reverse drive force Fr 2 that attempts to rotate the drive gear 14 relative to the rotation shaft 12 in a predetermined direction is greater than the set value Fsp × tan β 21. Is allowed to move to the other side in the axial direction of the drive gear 14. Therefore, after the engine 30 is started, the driving gear 14 rotates relative to the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the reverse driving force Fr 2 due to combustion, and the driving gear 14 moves to the other side in the axial direction to the non-engagement position. To do. At that time, the elastic coefficient in the axial direction of the disc spring 28 and the contact surface of the rotating shaft 12 with respect to the rotating direction so that Fsp × tan β 21 becomes smaller than the reverse driving force Fr 2 caused by combustion after the engine 30 is started. An inclination angle β 21 of 26d is designed.

「実施形態4」
図21は、本発明の実施形態4に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態4の説明では、実施形態1〜3と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態1〜3と同様である。
“Embodiment 4”
FIG. 21 is a diagram showing a schematic configuration of an engine starter including a gear fitting / removing device according to Embodiment 4 of the present invention. In the following description of the fourth embodiment, the same or corresponding components as those of the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as in the first to third embodiments.

本実施形態では、実施形態3と比較して、ストッパ26は、回転軸12に対する軸線方向の相対移動が拘束されるとともに回転軸12に対する相対回転が可能な状態で、回転軸12に支持されている。さらに、回転軸12の周方向に弾性を有するばね29を介してストッパ26と回転軸12が接続されており、ばね29がストッパ26と回転軸12の相対回転角度に応じた反発力(弾性力)を発生する。ねじ22のリード角α2は、回転軸12の回転方向に対する当接面26d,14dの傾斜角度β21,β22より大きい。図21では、説明の便宜上、駆動歯車14の具体的構成の図示を省略しているが、実施形態1,2と同様の構成を適用可能である。 In the present embodiment, compared to the third embodiment, the stopper 26 is supported by the rotary shaft 12 in a state in which relative movement in the axial direction with respect to the rotary shaft 12 is restricted and relative rotation with respect to the rotary shaft 12 is possible. Yes. Further, the stopper 26 and the rotary shaft 12 are connected via a spring 29 having elasticity in the circumferential direction of the rotary shaft 12, and the spring 29 is a repulsive force (elastic force) corresponding to the relative rotation angle between the stopper 26 and the rotary shaft 12. ). The lead angle α 2 of the screw 22 is larger than the inclination angles β 21 and β 22 of the contact surfaces 26 d and 14 d with respect to the rotation direction of the rotary shaft 12. In FIG. 21, illustration of a specific configuration of the drive gear 14 is omitted for convenience of explanation, but the same configuration as in the first and second embodiments is applicable.

本実施形態でも実施形態1〜3と同様に、エンジン30(被動歯車16)の回転速度N1が設定速度N0よりも低いときに、エンジン始動条件(被動歯車駆動条件)の非成立時にもかかわらず、駆動歯車14が被動歯車16と噛み合う位置に移動するまで、駆動源10からの動力により回転軸12を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車14が軸線方向の一方側へ移動し続けると、図22に示すように、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに当接し始めることで、駆動歯車14がストッパ26を回転軸12の回転方向(所定方向)へ押圧し、ストッパ26が回転軸12に対して所定方向に相対回転してばね29が伸びる。ばね29が伸びることで発生する所定方向と反対側の反発力(弾性力)によって、ストッパ26から駆動歯車14に所定方向と反対側の反力が作用する。駆動歯車14がストッパ26をさらに押圧して所定噛合位置まで移動すると、図23に示すように、駆動歯車14の端面14fがストッパ26の端面26fを押圧し(あるいは駆動歯車14の端面14eがストッパ26の端面26eを押圧し)、その反力として駆動歯車14に軸線方向の他方側への押圧力が作用することで、駆動歯車14の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。   In the present embodiment as well as in the first to third embodiments, when the rotational speed N1 of the engine 30 (driven gear 16) is lower than the set speed N0, the engine start condition (driven gear driving condition) is not satisfied. Until the drive gear 14 moves to a position where the drive gear 14 meshes with the driven gear 16, a drive gear preliminary movement operation for rotating the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the power from the drive source 10 is performed. When the drive gear 14 continues to move to one side in the axial direction by executing the drive gear preliminary movement operation, the contact surface 14d of the drive gear 14 starts to contact the contact surface 26d of the stopper 26 as shown in FIG. Thus, the drive gear 14 presses the stopper 26 in the rotation direction (predetermined direction) of the rotary shaft 12, and the stopper 26 rotates relative to the rotary shaft 12 in a predetermined direction, so that the spring 29 extends. A reaction force opposite to the predetermined direction acts on the drive gear 14 from the stopper 26 by a repulsive force (elastic force) on the opposite side to the predetermined direction generated by the extension of the spring 29. When the drive gear 14 further presses the stopper 26 and moves to the predetermined meshing position, as shown in FIG. 23, the end surface 14f of the drive gear 14 presses the end surface 26f of the stopper 26 (or the end surface 14e of the drive gear 14 is stopped). As a reaction force, the driving gear 14 is pressed against the other side in the axial direction as a reaction force, so that the movement of the driving gear 14 toward the one side in the axial direction is restricted and stopped.

駆動歯車予備移動動作の実行後における被動歯車16の回転によって、所定噛合位置にある駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr1が被動歯車16から駆動歯車14に作用したときは、図24に示すように、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに当接することで、駆動歯車14の当接面14dからストッパ26の当接面26dに押圧力が作用する。この押圧力の所定方向(回転軸12の回転方向)の成分Fr1が、ばね29の発生する所定方向と反対側の反発力(弾性力)Fsp以下であるときは、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに引っ掛かることで、回転軸12に対する駆動歯車14の所定方向の相対回転が抑制され、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が抑制される。つまり、駆動歯車14が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr1が設定値Fsp以下であるときは、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が抑制される。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車16の回転による逆駆動力Fr1が被動歯車16から駆動歯車14に作用しても、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動を抑制して、駆動歯車14と被動歯車16との噛み合いを維持することができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン30を始動するまでに要する時間を短縮することができる。その際には、Fspが被動歯車16の回転による逆駆動力Fr1以上になるように、回転軸12の周方向に関するばね29の弾性係数を設計する。 As the driven gear 16 rotates after the drive gear preliminary movement operation is performed, a reverse driving force Fr 1 that tries to rotate the driving gear 14 in a predetermined meshing position relative to the rotating shaft 12 in a predetermined direction is driven. When acting on the drive gear 14 from 16, the contact surface 14d of the drive gear 14 contacts the contact surface 26d of the stopper 26 as shown in FIG. A pressing force acts on the abutting surface 26 d of 26. When the component Fr 1 in the predetermined direction of the pressing force (the rotation direction of the rotary shaft 12) is equal to or less than the repulsive force (elastic force) Fsp on the opposite side to the predetermined direction generated by the spring 29, the contact of the drive gear 14 When the surface 14d is caught by the contact surface 26d of the stopper 26, relative rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction with respect to the rotary shaft 12 is suppressed, and movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is suppressed. That is, when the driving gear 14 is in the predetermined meshing position and the reverse driving force Fr 1 for rotating the driving gear 14 relative to the rotation shaft 12 in the predetermined direction is equal to or less than the set value Fsp, Movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is suppressed. Therefore, even if the reverse drive force Fr 1 due to the rotation of the driven gear 16 acts on the drive gear 14 after the drive gear preliminary movement operation, the movement of the drive gear 14 to the other side in the axial direction is suppressed. Thus, the meshing between the drive gear 14 and the driven gear 16 can be maintained, and the time required to start the engine 30 after the engine start condition is satisfied can be shortened. At that time, the elastic coefficient of the spring 29 in the circumferential direction of the rotating shaft 12 is designed so that Fsp becomes equal to or greater than the reverse driving force Fr 1 due to the rotation of the driven gear 16.

被動歯車駆動動作によるエンジン30の始動後には、燃焼による加速トルクによって、所定噛合位置にある駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr2(Fr2>Fr1)が被動歯車16から駆動歯車14に作用することで、図25に示すように、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dに当接する。駆動歯車14の当接面14dからストッパ26の当接面26dに作用する押圧力の所定方向の成分Fr2が、ばね29の発生する所定方向と反対側の反発力Fspより大きいときは、この力Fr2によってばね29が伸びながらストッパ26が回転軸12に対して所定方向に相対回転して、駆動歯車14の当接面14dがストッパ26の当接面26dから外れることで、回転軸12に対する駆動歯車14の所定方向の相対回転が許容され、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が許容される。つまり、駆動歯車14が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車14を回転軸12に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Fr2が設定値Fspより大きいときは、駆動歯車14の軸線方向他方側への移動が許容される。そのため、エンジン30の始動後は、燃焼による逆駆動力Fr2によって、駆動歯車14が回転軸12に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車14が軸線方向の他方側へ非噛合位置まで移動する。その際には、Fspがエンジン30の始動後における燃焼による逆駆動力Fr2より小さくなるように、回転軸12の周方向に関するばね29の弾性係数を設計する。 After the engine 30 is started by the driven gear driving operation, the reverse driving force Fr 2 (which attempts to rotate the driving gear 14 at a predetermined meshing position relative to the rotating shaft 12 in a predetermined direction by acceleration torque due to combustion). Fr 2 > Fr 1 ) acts on the drive gear 14 from the driven gear 16, whereby the contact surface 14 d of the drive gear 14 contacts the contact surface 26 d of the stopper 26 as shown in FIG. When the component Fr 2 in the predetermined direction of the pressing force acting on the contact surface 14 d of the stopper 26 from the contact surface 14 d of the drive gear 14 is larger than the repulsive force Fsp on the opposite side to the predetermined direction generated by the spring 29, While the spring 29 is extended by the force Fr 2 , the stopper 26 rotates relative to the rotation shaft 12 in a predetermined direction, and the contact surface 14 d of the drive gear 14 is disengaged from the contact surface 26 d of the stopper 26. The relative rotation of the drive gear 14 in a predetermined direction with respect to is allowed, and the drive gear 14 is allowed to move to the other side in the axial direction. In other words, when the drive gear 14 is in the predetermined meshing position and the reverse drive force Fr 2 that attempts to rotate the drive gear 14 relative to the rotation shaft 12 in the predetermined direction is larger than the set value Fsp, the drive Movement of the gear 14 to the other side in the axial direction is allowed. Therefore, after the engine 30 is started, the driving gear 14 rotates relative to the rotating shaft 12 in a predetermined direction by the reverse driving force Fr 2 due to combustion, and the driving gear 14 moves to the other side in the axial direction to the non-engagement position. To do. At that time, the elastic coefficient of the spring 29 in the circumferential direction of the rotating shaft 12 is designed so that Fsp becomes smaller than the reverse driving force Fr 2 caused by combustion after the engine 30 is started.

なお、以上説明した駆動歯車予備移動動作及び被動歯車駆動動作の実行が可能な歯車嵌脱装置の構成(駆動歯車14を軸線方向に移動させるための構成)は、上記に説明した構成に限られるものではなく、例えば上記特許文献3に開示されている歯車嵌脱装置の各構成を対象としても、駆動歯車予備移動動作及び被動歯車駆動動作を実行することが可能である。   The configuration of the gear fitting and disengaging device capable of executing the drive gear preliminary movement operation and the driven gear drive operation described above (configuration for moving the drive gear 14 in the axial direction) is limited to the configuration described above. For example, the drive gear preliminary movement operation and the driven gear drive operation can be executed even with respect to each configuration of the gear fitting and disengaging device disclosed in Patent Document 3, for example.

本実施形態に係る歯車嵌脱装置の適用対象は、エンジン始動装置に限られるものではなく、例えばマニュアルトランスミッションのシンクロ機構等、回転中の歯車嵌脱操作を必要とする機構にも適用可能である。   The application target of the gear fitting / removing device according to the present embodiment is not limited to the engine starting device, and can be applied to a mechanism that requires a gear fitting / removing operation during rotation, such as a synchronization mechanism of a manual transmission, for example. .

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

10 駆動源(電動機)、12 回転軸、13 ベアリング、14 駆動歯車、14a,16a 歯、14b,32b カム面、14c 摩擦面、14d,22e,26d 当接面、14e,14f,24b,26e,26f 端面、15 ハウジング、16 被動歯車、22,24 ねじ、22a 狭幅ねじ山、22b 広幅ねじ山、22c,22d ねじ溝、24a ねじ山、26 ストッパ、28 皿ばね、29 ばね、30 エンジン、32 カムプレート、36 摩擦材、38 押圧ばね、60 バッテリー、62 スイッチ、64 電子制御装置、71 エンジン停止条件判定部、72 エンジン始動条件判定部、74 駆動源制御部、81,82 回転速度センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drive source (electric motor), 12 Rotating shaft, 13 Bearing, 14 Drive gear, 14a, 16a Teeth, 14b, 32b Cam surface, 14c Friction surface, 14d, 22e, 26d Contact surface, 14e, 14f, 24b, 26e, 26f End face, 15 housing, 16 driven gear, 22, 24 screw, 22a narrow thread, 22b wide thread, 22c, 22d thread groove, 24a thread, 26 stopper, 28 disc spring, 29 spring, 30 engine, 32 Cam plate, 36 friction material, 38 pressure spring, 60 battery, 62 switch, 64 electronic control unit, 71 engine stop condition determination unit, 72 engine start condition determination unit, 74 drive source control unit, 81, 82 rotational speed sensor.

Claims (7)

駆動源からの動力が伝達されることで所定方向に回転する回転軸と、
回転軸にその軸線方向に移動可能な状態で係合する駆動歯車と、
駆動歯車が軸線方向の所定噛合位置にある場合に駆動歯車と噛み合う被動歯車と、
駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのを抑制するための移動抑制装置と、
駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の他方側の非噛合位置にあり、回転軸が前記所定方向に回転するときに、駆動歯車に軸線方向の一方側への移動力を作用させる移動力発生機構と、
を備え、
被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により被動歯車を駆動する歯車嵌脱装置であって、
被動歯車の回転速度が設定速度よりも低いときに、前記被動歯車駆動条件の非成立時にもかかわらず、駆動歯車が被動歯車と噛み合う位置に移動するまで、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行い、
前記駆動歯車予備移動動作後において、前記被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させて、駆動歯車と被動歯車との噛み合いにより被動歯車を駆動する被動歯車駆動動作を行う、歯車嵌脱装置。
A rotating shaft that rotates in a predetermined direction by transmitting power from a drive source;
A drive gear engaged with the rotary shaft in a state movable in the axial direction;
A driven gear that meshes with the drive gear when the drive gear is in a predetermined meshing position in the axial direction;
A movement restraining device for restraining the drive gear from moving to one side in the axial direction from the predetermined meshing position;
When the drive gear is in the non-engagement position on the other side in the axial direction from the predetermined meshing position, and when the rotation shaft rotates in the predetermined direction, a moving force is generated that causes the drive gear to move to one side in the axial direction. Mechanism,
With
A gear fitting / removing device that drives the driven gear by the power from the driving source when the driven gear driving condition is satisfied,
When the rotational speed of the driven gear is lower than the set speed, the rotational shaft is driven by the power from the driving source until the driving gear moves to a position where the driven gear meshes with the driven gear, even when the driven gear driving condition is not satisfied. Perform the drive gear preliminary movement operation to rotate in a predetermined direction,
After the drive gear preliminary movement operation, when the driven gear drive condition is satisfied, the driven shaft is driven by the engagement of the drive gear and the driven gear by rotating the rotating shaft in the predetermined direction by the power from the drive source. A gear fitting / removing device that performs gear driving operation.
請求項1に記載の歯車嵌脱装置であって、
被動歯車の回転速度をN1、駆動歯車の回転速度をN2、被動歯車の歯数をZ1、駆動歯車の歯数をZ2とすると、前記駆動歯車予備移動動作においては、
N1=N2×Z2/Z1≠0
が成立したら、回転軸の回転を停止させる、歯車嵌脱装置。
The gear fitting / removing device according to claim 1,
When the rotational speed of the driven gear is N1, the rotational speed of the drive gear is N2, the number of teeth of the driven gear is Z1, and the number of teeth of the drive gear is Z2, in the drive gear preliminary movement operation,
N1 = N2 × Z2 / Z1 ≠ 0
A gear fitting / removing device that stops the rotation of the rotating shaft when the above is established.
請求項1に記載の歯車嵌脱装置であって、
駆動歯車は、前記所定噛合位置で移動抑制装置に当接することで、軸線方向の一方側への移動が抑制され、
前記駆動歯車予備移動動作においては、駆動歯車が移動抑制装置に当接したら、回転軸の回転を停止させる、歯車嵌脱装置。
The gear fitting / removing device according to claim 1,
The driving gear is brought into contact with the movement suppressing device at the predetermined meshing position, so that movement to one side in the axial direction is suppressed,
In the drive gear preliminary movement operation, when the drive gear comes into contact with the movement suppressing device, the gear fitting / removing device stops rotation of the rotary shaft.
請求項1に記載の歯車嵌脱装置であって、
前記駆動歯車予備移動動作においては、被動歯車の回転速度に基づいて、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更する、歯車嵌脱装置。
The gear fitting / removing device according to claim 1,
In the drive gear preliminary movement operation, a gear fitting / removing device that changes the time for rotating the rotation shaft in the predetermined direction by the power from the drive source based on the rotation speed of the driven gear.
請求項1に記載の歯車嵌脱装置であって、
駆動源は電動機であり、
前記駆動歯車予備移動動作においては、電動機の温度に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更する、歯車嵌脱装置。
The gear fitting / removing device according to claim 1,
The drive source is an electric motor,
In the drive gear preliminary movement operation, a gear fitting / removing device that changes the time for rotating the rotating shaft in the predetermined direction by the power from the electric motor based on the temperature of the electric motor.
請求項1に記載の歯車嵌脱装置であって、
駆動源は、電源から供給される電力により動力を発生する電動機であり、
前記駆動歯車予備移動動作においては、電源の電圧に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更する、歯車嵌脱装置。
The gear fitting / removing device according to claim 1,
The drive source is an electric motor that generates power by electric power supplied from a power source,
In the drive gear preliminary movement operation, a gear fitting / removing device that changes a time for rotating the rotating shaft in the predetermined direction by power from an electric motor based on a voltage of a power source.
動力を発生する駆動源と、
請求項1〜6のいずれか1に記載の歯車嵌脱装置と、
を備え、
被動歯車と連結されたエンジンの始動を行う、エンジン始動装置。
A drive source for generating power;
The gear fitting / removing device according to any one of claims 1 to 6,
With
An engine starter for starting an engine connected to a driven gear.
JP2012226171A 2012-10-11 2012-10-11 Gear fitting / removing device and engine starting device Active JP6079120B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012226171A JP6079120B2 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Gear fitting / removing device and engine starting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012226171A JP6079120B2 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Gear fitting / removing device and engine starting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014077409A true JP2014077409A (en) 2014-05-01
JP6079120B2 JP6079120B2 (en) 2017-02-15

Family

ID=50782904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012226171A Active JP6079120B2 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Gear fitting / removing device and engine starting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6079120B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008163818A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Hitachi Ltd Starter
WO2012053552A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 株式会社豊田中央研究所 Gear fitting and disengaging device, and engine starter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008163818A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Hitachi Ltd Starter
WO2012053552A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 株式会社豊田中央研究所 Gear fitting and disengaging device, and engine starter

Also Published As

Publication number Publication date
JP6079120B2 (en) 2017-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4835774B2 (en) Engine stop / start control device
JP5900345B2 (en) Gear fitting / removing device and engine starting device
JP5287472B2 (en) Engine starter
JP5316715B2 (en) Starter control device, starter control method, and engine starter
JP5392280B2 (en) Engine automatic stop / start control device
WO2012011167A1 (en) Engine starting device and engine starting method
JP5321744B2 (en) Engine starter and vehicle equipped with the same
JP5949235B2 (en) Gear fitting / removing device and engine starting device
JPWO2012008048A1 (en) Starter control device, starter control method, and engine starter
JP5321745B2 (en) Engine starter and vehicle equipped with the same
JP6079120B2 (en) Gear fitting / removing device and engine starting device
JP5321746B2 (en) Starter control device and starter control method
JP2013221417A (en) Engine starting device and engine starting method
JP5370173B2 (en) Engine automatic stop / start control device
JP6459992B2 (en) Engine starter
JP5316734B2 (en) Starter control device and control method, and vehicle
JP5561128B2 (en) Engine automatic stop / start control device
JP5001993B2 (en) Engine starter
JP2012021499A (en) Starter
WO2013027563A1 (en) Engine control apparatus
WO2012117649A1 (en) Automatic engine stopping/starting device and automatic engine stopping/starting control method
WO2016133129A1 (en) Engine starter device
JP5847384B2 (en) Starter
JP2014185733A (en) Gear engagement/disengagement device and engine starting device
JP2017180129A (en) Engine start system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150611

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160322

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161018

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170102

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6079120

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150