JP4174386B2 - 内燃機関の始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転駆動源とクランク軸とを接続するギヤ列中にクラッチ手段を設けた内燃機関の始動装置に関する。

内燃機関の始動装置として、回転駆動源としての始動モータの出力軸とクランク軸との間にギヤ列が設けられ、そのギヤ列の途中に一方向クラッチが設けられることにより、ギヤ列に含まれる一部のギヤがクランク軸とともに回転するいわゆる常時噛み合い式の始動装置が知られている（特許文献１参照）。その他に、本発明に関する先行技術文献として特許文献２〜６が存在する。
特開２０００−１２０５１４号公報 特開２００２−２９５５９１号公報 特開平１１−１９０４０１号公報 特許第２５４２０９３号公報 特開平１−１２６４６６号公報 特開平４−２５０５９号公報

従来の常時噛み合い式の始動装置では、クランク軸と一方向クラッチとの間に配置された全てのギヤは内燃機関の運転中にクランク軸で駆動されて回転している。内燃機関のクランク軸の回転速度は内燃機関の吸気、圧縮、膨張、排気の各行程の影響を受けて周期的に変化し、そのためにクランク軸によって駆動される各ギヤの回転速度も変動する。ところが、ギヤ間にはバックラッシュが存在するため、回転運動が伝達される過程でギヤ間に速度差が生じ、クランク軸の回転変動に伴ってギヤの歯部同士が衝突を繰り返して歯打ち音とよばれる音が発生する。この歯打ち音は金属材料で形成された歯部同士が衝突する場合に大きくなる。シム調整にてバックラッシ量を小さく管理すれば歯打ち音を低減できるが、その調整には手間がかかる。適正なバックラッシュ量に調整しても熱膨張によってバックラッシ量が変化して期待した騒音低減効果が得られないこともある。バックラッシ量があまりに小さいと、歯部同士の摩擦によって発生するいわゆる噛み合い音が大きくなるおそれがある。噛み合い音を抑制するためには、ギヤの精度等級を上げる必要があり製造コストの増加を招く。

そこで、本発明はギヤから発生する騒音を低減できる内燃機関の始動装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の始動装置は、回転運動を発生する駆動源とクランク軸とを接続する
ギヤ列の途中にクランク軸側から駆動源側への回転伝達を阻止するクラッチ手段が設けら
れた内燃機関の始動装置において、前記ギヤ列中の前記クラッチ手段から前記クランク軸
に至る範囲に歯打ち音低減手段が設けられ、前記ギヤ列の構成要素として前記クラッチ手段と前記クランク軸との間に配置された少なくとも一対の互いに噛み合うギヤのうち、いずれか一方のギヤの歯部を樹脂製とし、他方のギヤの歯部を金属製とすることにより前記歯打ち音低減手段が実現され、前記樹脂製の歯部を有するギヤと、当該ギヤに噛み合う前記金属製の歯部を有するギヤとの歯数比が非整数倍に設定され、前記樹脂製の歯部を有するギヤと、当該ギヤに噛み合う前記金属製の歯部を有するギヤのうち、いずれか一方のギヤの歯数が奇数に、他方のギヤの歯数が偶数にそれぞれ設定されていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明によれば、クラッチ手段からクランク軸に至る範囲に歯打ち音低減手段を設けることにより、この範囲で生じる歯打ち音を低減して始動装置から生じる騒音を抑えることができる。

また、本発明は、ギヤ列の構成要素としてクラッチ手段とクランク軸との間に配置された少なくとも一対の互いに噛み合うギヤのうち、いずれか一方のギヤの歯部を樹脂製とし、他方のギヤの歯部を金属製とすることにより歯打ち音低減手段が実現されている。互いに噛み合う一対の歯部のいずれか一方を樹脂製とし他方を金属製とした場合には、両歯部を金属製とした場合と比較して歯部同士が衝突した際の衝撃を緩和することができる。従って、樹脂製の歯部と金属製の歯部との間で発生する歯打ち音は金属製の歯部間のそれよりも小さくなる。このような樹脂製の歯部と金属製の歯部との噛み合わせを、クランク軸の回転変動の影響で歯打ち音が発生するクランク軸とクラッチ手段との間において少なくとも一対設けることにより、その範囲の全てのギヤの歯部を金属製とした場合と比較して歯打ち音を低減することができる。

また、本発明は、樹脂製の歯部を有するギヤと、当該ギヤに噛み合う金属製の歯部を有するギヤとの歯数比が非整数倍に設定されている。樹脂製の歯部を有するギヤと、これに噛み合う金属製の歯部を有するギヤのうち、歯数の大きい方のギヤが一回転すると、歯数の小さい方のギヤは歯数比分だけ回転する。従って、歯数比が整数倍に設定されていると、歯数の大きい方のギヤが一回転する間に、歯数の小さい方のギヤは整数回回転する。この場合、回転を始める前に噛み合っていた歯部同士が再び噛み合う確率が高くなる。一方、歯数比が非整数倍に設定されていると、歯数の大きい方のギヤが少なくとも二回転するまでは同じ歯部同士が再び噛み合うことはない。このようにして、互いに噛み合う歯部の組み合わせを変化させることにより、歯部の摩耗の偏りを抑えて、樹脂製の歯部の寿命を向上させることができる。さらに、本発明は、樹脂製の歯部を有するギヤと、当該ギヤに噛み合う金属製の歯部を有するギヤのうち、いずれか一方のギヤの歯数が奇数に、他方のギヤの歯数が偶数にそれぞれ設定されている。互いに噛み合うギヤ同士の歯数を奇数と偶数とに分けることにより、噛み合う歯部の組み合わせをさらに多様に変化させて歯部の摩耗の偏りをより効果的に抑えることができる。

本発明の始動装置において、前記駆動源と前記クラッチ手段との間では前記ギヤ列を構成する各ギヤの歯部が金属製とされ、前記クラッチ手段と前記クランク軸との間では、前記ギヤ列を構成する全てのギヤ間で金属製の歯部と樹脂製の歯部とが噛み合うように各ギヤの歯部の材質が設定されてもよい（請求項２）。

クラッチ手段にてクランク軸からの回転伝達を阻止することにより、駆動源とクラッチ手段との間のギヤ間では速度差が生じないため、これらのギヤの歯部をすべて金属製としても歯打ち音は特に問題とならない。一方、駆動源とクラッチ手段との間のギヤは内燃機関の始動時に駆動源によって回転駆動され、歯部同士の摩擦によって噛み合い音を生じる。この噛み合い音は、歯部の精度と相関があり、精度が高いほど噛み合い音は小さくなる。金属製の歯部は樹脂製の歯部と比較してその精度を高め易いため、駆動源とクラッチ手段との間の各ギヤの歯部をすべて金属製とすれば噛み合い音を十分に低減できる。さらに、クラッチ手段とクランク軸との間では、全てのギヤ間で金属製の歯部と樹脂製の歯部とを噛み合わせることにより、歯打ち音の低減効果を十分に高めることができる。これにより、歯打ち音及び噛み合い音のいずれについても低減効果の高いギヤ列を実現することができる。

前記ギヤ列には前記クランク軸と同軸上にて一体回転するクランクギヤが含まれており、当該クランクギヤの歯部が金属製とされてもよい（請求項３）。クランク軸と一体に回転するクランクギヤの停止位置に関しては、各気筒内で生じる圧縮反力の影響を受けて周方向の特定の範囲に偏る傾向が生じる。内燃機関の停止中に噛み合っている一対の歯部は、次回の始動時に駆動源からの力を負担するので、クランクギヤの周方向に関する停止位置が特定範囲に偏れば駆動源からの力を負担する歯部も偏る。従って、クランクギヤの歯部を樹脂にて構成した場合には特定の歯部に偏って摩耗が進行する。一方、クランクギヤを基準としてこれと噛み合う相手側のギヤを見た場合、クランクギヤの回転中にそのクランクギヤの各歯部と噛み合う歯部は歯数比に応じて漸次ずれるようになる。従って、クランクギヤが停止する毎にクランクギヤの歯部と噛み合う歯部も歯数比によって適宜に変化させることができる。このため、内燃機関の停止中にクランクギヤと噛み合っている歯部の偏りを抑え、それにより歯部の摩耗を均等化できる。以上のような理由から、クランクギヤの歯部を樹脂製とするよりもこれと噛み合う相手側のギヤの歯部を樹脂製とした方が歯部の寿命の向上には有利である。

本発明の始動装置においては、前記樹脂製の歯部を有するギヤと同軸上には、前記樹脂製の歯部の弾性変形範囲を超えて当該樹脂製の歯部よりも小形化された補助歯部を有する金属製の補助ギヤが前記樹脂製の歯部を有するギヤと一体回転可能かつ当該樹脂製の歯部と噛み合う前記金属製の歯部に対して半径方向に対向させて設けられてもよい（請求項４）。

補助歯部は樹脂製の歯部の弾性変形範囲よりも小さく成形されているので、回転伝達の際に樹脂製の歯部に作用する力が樹脂の弾性変形範囲内であれば、金属製の歯部と補助歯部とが噛み合うことはなく、金属製の歯部及び樹脂製の歯部で回転が伝達される。一方、樹脂製の歯部にその弾性変形範囲を超える力が作用して破損した際には、補助歯部がこれと半径方向に対向する金属製の歯部と噛み合うようになり、破損した樹脂製の歯部に代わって補助歯部から金属製の歯部へ回転が伝達される。補助ギヤは樹脂製の歯部の破損時における代替手段として要求される程度の強度を有していればよく、これを金属製とした場合には補助ギヤを十分に薄く形成してギヤ列の大型化を抑えることができる。

本発明の始動装置において、前記補助歯部と前記金属製の歯部との噛み合い状態を判別する異常判別手段を備えてもよい（請求項５）。樹脂製の歯部が弾性変形範囲内で回転を伝達している場合には補助歯部と金属製の歯部とは噛み合わず、樹脂製の歯部が破損した場合に限って補助歯部と金属製の歯部とが噛み合う。従って、補助歯部と金属製の歯部との噛み合い状態を判別すれば樹脂製の歯部の破損を検出することができる。

前記異常判別手段は前記ギヤ列にて発生する音を検出し、その検出結果に基づいて前記噛み合い状態を判別してもよい（請求項６）。樹脂製の歯部が破損して金属製の補助歯部がこれと対向する金属製の歯部と噛み合うと、樹脂製の歯部から金属製の歯部への材質の変化とバックラッシュ量の変化とが相俟ってギヤ列から生じる音が明瞭に変化する。このような変化の有無を判定すれば樹脂製の歯部の破損を検出することができる。

前記異常判別手段は、前記金属製の歯部と前記補助歯部との噛み合いによる前記金属製の歯部と前記補助歯部との間の通電の有無を検出し、その検出結果に基づいて噛み合い状態を判別してもよい（請求項７）。金属製の補助歯部と金属製の歯部とはいずれも導体であるため、これらを含むように電気回路を構成して両歯部間の導通の有無を判別すれば、補助歯部と金属製の歯部とが接触しているか否かを判別して樹脂製の歯部の破損を検出することができる。

以上に説明したように、本発明によれば、クラッチ手段とクランク軸との間に配置された少なくとも一対の互いに噛み合うギヤのうち、いずれか一方のギヤの歯部を樹脂製とし、他方のギヤの歯部を金属製とし、あるいはクラッチ手段とクランク軸との間にシザースギヤを設ける等の手段により、クラッチ手段とクランク軸との間に歯打ち音低減手段を設けているので、内燃機関の運転中に始動装置のギヤ列から発生する歯打ち音を低減することができる。

（第１の形態）
図１は本発明に係る内燃機関の始動装置を、ピストンの往復運動を回転運動に変換するレシプロ式の内燃機関（以下エンジンと略称する。）に適用した一実施形態を示している。図１に示すように、始動装置１は、始動モータ２と、始動モータ２の出力軸２ａの回転をエンジンのクランク軸３に伝達するギヤ列４とを備えている。ギヤ列４は、スタータギヤ５と、スタータギヤ５と噛み合うドリブンギヤ６と、ドリブンギヤ６と同軸的に設けられた中間ギヤ７と、中間ギヤ７と噛み合うクランクギヤ８とを備えている。これらのギヤ５、６、７、８はそれぞれはすば歯車である。はずば歯車は、歯車の回転軸に対して斜めに傾いた歯筋を有する円筒歯車で、円滑な回転伝達を行なうことができる。スタータギヤ５とドリブンギヤ６、中間ギヤ７とクランクギヤ８との間の歯数比はそれぞれ非整数倍に設定されている。また、それぞれの歯数比は始動モータ２側からクランク軸３側に向かって回転が減速して伝達されるように設定されており、始動モータ２の回転は漸次減速されてクランク軸３まで伝達される。さらに、中間ギヤ７及びクランクギヤ８のうちいずれか一方のギヤの歯数は偶数に、他方のギヤの歯数は奇数にそれぞれ設定されている。

図２に示すように、スタータギヤ５は、歯部５ａとその中心にスタータギヤ軸５ｂとを備えている。歯部５ａ及びスタータギヤ軸５ｂは、金属材料によって一体で成形されている。スタータギヤ軸５ｂの端部５ｃは、始動モータ２の出力軸（不図示）に接続されている。ドリブンギヤ６は、歯部６ａとその中心に支持軸６ｂとを備えている。歯部６ａ及び支持軸６ｂは、金属材料によって一体で成形されている。支持軸６ｂはスタータギヤ軸５ｂとクランク軸３の回転中心線ＣＬとに平行に配置され、端部６ｃ、６ｄにて回転自在に支持されている。支持軸６ｂ上には中間ギヤ７が同軸上に設けられている。中間ギヤ７には、金属材料によって形成された中空のインサート１０と、インサート１０の外周面１０ａ上に正転位された歯部１４とが設けられている。図３（ａ）に詳しく示すように、歯部１４は、インサート１０を金型内に装填した後に、外周面１０ａ上に円周方向に関して複数個設けられた突部１０ｂを包み込むように溶融樹脂を注入して固化させる、いわゆるインサート成形によって形成される。

図２に戻って、インサート１０の内側には、クラッチ手段としての一方向クラッチ１１と、一方向クラッチ１１をインサート１０の軸方向に関して挟み込むように配置された軸受１２、１３とが嵌め合わされている。一方向クラッチ１１及び軸受１２、１３は中間ギヤ７に嵌め合わされた状態で、一体で支持軸６ｂに組み合わされる。クランクギヤ８は、クランクジャーナル３ａ、クランクピン３ｂ、バランスウェイト１７と一体で金属材料の鋳造によって形成されている。クランクギヤ８の歯部８ｃは、クランク軸３の回転中心線ＣＬ上に設けられた円板８ａの外周面８ｂ上に歯切り成形されている。

以上の始動装置１では、スタータギヤ５及びドリブンギヤ６は、金属製の歯部５ａ、６ａの噛み合いによって回転を伝達し、中間ギヤ７及びクランクギヤ８は、樹脂製の歯部１４と金属製の歯部８ｃとの噛み合いによって回転を伝達する。また、一方向クラッチ１１は支持軸６ｂからインサート１０への回転伝達を許容し、インサート１０から支持軸６ｂへの回転伝達を阻止する。従って、エンジンの始動時には、始動モータ２の回転がスタータギヤ５、ドリブンギヤ６、一方向クラッチ１１、中間ギヤ７、クランクギヤ８の順に伝達され、クランク軸３が回転駆動される。また、エンジンが始動した後に始動モータ２が停止すると、クランクギヤ８、中間ギヤ７はクランク軸３によって回転駆動されるが、その回転の伝達は一方向クラッチ１１にて遮断される。これにより、スタータギヤ５、ドリブンギヤ６、中間ギヤ７、クランクギヤ８が常時噛み合っていても、ドリブンギヤ６及びスタータギヤ５は回転しない。

以上の形態によれば、クランク軸３の回転変動に伴ってクランクギヤ８及び中間ギヤ７の歯部同士が衝突しても、金属と樹脂との衝突となるので歯打ち音を低減できる。バックラッシ量を高精度で管理しなくても噛み合い音を抑えることができるので、クランクギヤ８のギヤ精度を緩和でき、クランクギヤ８の製造コストを削減できる。

クランクギヤ８が金属によって形成されているので、始動時に始動モータ２からの力を負担する歯部が特定の範囲に偏っても、歯部の摩耗の偏りを抑制できる。また、クランクギヤ８及び中間ギヤ７の歯数比が非整数倍に設定されているので、始動時にクランクギヤ８の歯部８ｃと噛み合う中間ギヤ７の歯部１４を変化させることができる。さらにその変化は、中間ギヤ７及びクランクギヤ８のいずれか一方のギヤの歯数を偶数に、他方のギヤの歯数を奇数に設定することによって多様化する。従って、歯部１４の摩耗を均等化でき、歯部の寿命の向上に有利である。また、歯部１４が正転位されているので、歯切り成形時に歯元の一部がくびれるいわゆる切下げの発生を回避でき、歯元の曲げ強さを確保できる。

クランク軸３からの回転伝達が一方向クラッチ１１にて遮断され、スタータギヤ５及びドリブンギヤ６との間では速度差が生じないので、スタータギヤ５及びドリブンギヤ６の歯部５ａ、６ａが金属製であっても、歯打ち音を防ぐことができる。また、歯部５ａ、６ａの歯面精度を高め易いので噛み合い音を低減できる。

本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、ギヤ列４を構成するギヤの個数及び配置は、必要に応じて適宜に変更してよい。クランクギヤ８と中間ギヤ７との間にギヤを追加した場合でも、一方向クラッチ１１よりクランク軸３側に配置されたギヤ列に金属製の歯部と樹脂製の歯部との噛み合いを含む限り、ギヤから発生する歯打ち音を低減することができる。クランクギヤ８の歯部８ｃはクランク軸３の素材に歯切り成形されることに限定されず、クランク軸３とは別工程で成形し、圧入等の結合方法を用いてクランク軸３に固定されてもよい。

中間ギヤ７の歯部１４の成形の際には、図３（ｂ）に示すように、金属材料によって形成された中空のカラー１５の外周面１５ａを包み込むように溶融樹脂を注入し、歯部１４及び中空軸１６を一体でインサート成形してもよい。カラー１５の内周面１５ｂは、中空軸１６の内周面１６ａから露出しており、不図示の一方向クラッチ１１が内周面１５ｂに嵌め合わされる。カラー１５を別部品として形成せずに、一方向クラッチ１１の外輪の外周面に溶融樹脂を注入してインサート成形し、カラー１５を省略してもよい。これらの態様によれば、インサート１０（図３（ａ））に相当する二点鎖線で示す中空軸１６が樹脂製であるので中間ギヤ７の質量を減らすことができる。その結果、中間ギヤ７の慣性モーメントを小さくできるので、クランク軸のねじりトルクに起因するねじり共振の抑制に効果がある。

（第２の形態）
図４〜図７を参照して、本発明を実施するための第２の形態を説明する。第２の形態においては、第１の形態と比較して、中間ギヤ７と同軸上に補助ギヤ２０が設けられている点、及び歯部１４の破損を検出する異常判別装置３０が設けられている点が相違している。従って、第２の形態においては第１の形態と相違する部分のみ説明し、重複する部分の説明を省略する。なお、図４〜図７において図１〜図３との共通部分には同一の参照符号を付してある。

図５及び図６を参照して、補助ギヤ２０について説明する。図５（ａ）に示すように、補助ギヤ２０はインサート１０の外周面１０ａ上に歯部１４と隣接するように設けられている。補助ギヤ２０は全体が金属にて形成され、インサート１０の外周にインサート１０と一体回転可能に設けられている。なお、補助ギヤ２０をインサート１０と一体回転可能とするためには、補助ギヤ２０をインサート１０と一体に成形してもよいし、インサート１０とは別工程で製造された補助ギヤ２０を焼き嵌め、圧入等の結合方法を用いてインサート１０の外周に固定してもよい。

図６に示すように補助ギヤ２０の外周部には補助歯部２０ａが設けられている。補助歯部２０ａは、樹脂製の歯部１４の弾性変形範囲を超えてその歯部１４よりも小形化されている。すなわち、補助歯部２０ａの外形線２０ｂは歯部１４の外形線１４ａよりも内側に後退し、両外形線１４ａ、２０ｂの間の距離Ｌ１はクランクギヤ８の歯部８ｃから付加される外力によって歯部１４に生じる弾性変形量より大きく設定されている。なお、弾性変形量を求める際の外力はエンジンの通常の使用範囲において歯部１４に加わる最も大きな力に設定すればよい。また、補助歯部２０ａをクランクギヤ８の歯部８ｃと噛み合い可能とするため、補助歯部２０ａは歯部８ｃに対して補助ギヤ２０の半径方向に対向するように配置されている。このため、補助歯部２０ａ及び歯部１４の軸方向に関する合計厚さＬ２が歯部８ｃの厚さＬ３と等しくなるように、歯部１４の厚さが第１の形態よりも狭められている。

以上の補助歯部２０ａを設けた場合、クランクギヤ８の歯部８ｃから中間ギヤ７の歯部１４の弾性変形範囲を超える力が付加されて歯部１４が破損しても、補助歯部２０ａが歯部８ｃと噛み合うことにより歯部１４に代わって回転を伝達できる。従って、樹脂製の歯部１４の破損による始動不能を避けて始動装置の故障に対する信頼性を高めることができる。

次に、図４を参照して異常判別装置３０を説明する。異常判別装置３０は、クランクギヤ８付近の噛み合いによって生じる音を検出する音センサ４０と、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０とを組み合わせて構成されている。ＥＣＵ５０は、回転センサ、水温センサ等からの出力信号を参照し、ＲＯＭに記録されたプログラムに従ってエンジンの運転状態（例えば燃料噴射状態）を制御するコンピュータとして設けられているが、ここでは図７に示す異常判別制御ルーチンを一定周期で繰り返し実行することにより、歯部１４の破損を判別する手段としても機能する。

以下に異常判別制御ルーチンの説明をする。図７の異常判別制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ５０は、まずステップＳ１にて音センサ４０からの出力信号を取得する。続くステップＳ２では、ステップＳ１にて取得した音センサ４０の出力信号に基づいて、歯部１４の異常が検出されたか否かを判別する。歯部１４が破損して補助歯部２０ａがクランクギヤ８の歯部８ｃと噛み合うと、歯部１４と補助歯部２０ａとの間の材質の相違、及びクランクギヤ８の歯部８ｃに対するバックラッシュ量の相違に起因して、歯部１４の破損前とは異質の音が発生するようになる。そこで、補助歯部２０ａと歯部８ｃとが噛み合ったときに生じる音の周波数特性を予め調べておき、そのような周波数特性を含む音が音センサ４０にて検出されているか否かをステップＳ２で判断することにより、異常の有無を判別できる。ステップＳ２にて歯部１４の異常が検出されなかった場合には今回のルーチンを終了する。一方、歯部１４の異常を検出した場合にはステップＳ３に進み、所定の異常警告表示、例えば車室の計器パネルに設けられた異常通知ランプを点灯させ、その後にルーチンを終了する。このように異常を検出して警告することにより、樹脂１４が破損したままエンジンの停止及び始動が繰り返される事態を防止して始動装置のさらなる故障等の二次的な故障を回避することができる。

なお、音センサ４０は静電型のマイクロホンなどギヤ列４からの音を検出できるセンサであればその種類を問わない。図５（ｂ）に示すように、補助ギヤ２０は歯部１４によって挟み込まれる位置に配置されてもよい。また、本形態による始動装置１が自動車用のエンジンに搭載され、エンジンの停止及び再始動をコンピュータによって自動制御するいわゆるエコラン制御が行なわれている場合には、ステップＳ３における異常警告表示と合わせてエコラン制御を禁止し、補助歯部２０ａを介しての回転伝達の頻度を減らすようにしてもよい。

異常判別装置３０は音によって補助歯部２０ａとクランクギヤ８の歯部８ｃとの噛み合い状態を検出するものに限定されない。これらの歯部２０ａ、８ｃの噛み合いの有無に応じて変化する物理現象を広く検出して両者の噛み合い状態を判別してよい。なお、両歯部２０ａ、８ｃがいずれも金属製であることに着目すれば、歯部２０ａ、８ｃの間の電気的な導通の有無を検出することによっても噛み合い状態を判別して歯部１４の破損を検出することができる。図８にその一例を示す。

図８の異常判別装置３０においては、クランクギヤ８の歯部８ｃが電源６０の一方の電極と接続され、補助ギヤ２０が接地され、かつ電源６０の他方の電極が通電検出装置６２を介して接地されている。補助ギヤ２０の補助歯部２０ａとクランクギヤ８の歯部８ｃとが接触して両者間が電気的に導通すると通電検出装置６２に電流が流れ、それにより通電検出装置６２からは出力信号器６３にパルス状の検出信号が出力される。出力信号器６３は検出信号を一定レベルの異常検出信号に変換してＥＣＵ５０に出力する。ＥＣＵ５０では、図７のステップＳ２において、音センサ４０からの出力に基づく判定に代え、出力信号器６３から異常検出信号が出力されているか否かを判定することにより歯部１４の破損の有無を判別することができる。

なお、音センサによる異常検出と、通電による異常検出とを併用して歯部１４の破損の有無を判定してもよい。その他にも、複数の検出手段を適宜に組み合わせて歯部１４の破損を検出することができる。

本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。クランクギヤはクランクウェブに歯切りされたものに限らず、クランク軸に対して組み付けられるものでもよく、その組み付け位置も適宜に変更可能である。クラッチ手段はワンウェイクラッチに限らず、エンジンの運転中においてクランク軸側から駆動源側への回転伝達を阻止できるものであればよい。ギヤ列の構成は図示の形態に限定されない。例えばクラッチ手段とクランクギヤとの間に２枚以上の中間ギヤが設けられてもよく、その場合にはクラッチ手段とクランクギヤとの間の少なくとも一箇所で樹脂製の歯部と金属製の歯部との噛み合いが実現されていれば本発明の歯打ち音低減効果は得られる。他方、駆動源とクラッチ手段との間に関しても、さらなるギヤが設けられてもよい。また、図１において、ドリブンギヤ６を省略し、スタータギヤ５と始動モータ２の出力軸との間にクラッチ手段を設けるようにしてもよい。

図９は本発明の参考例を示している。図９の参考例は、図１の中間ギヤ７に代えてシザースギヤ２２を設けたものである。シザースギヤ２２は一体回転可能な一対のギアリング２２ａ、２２ｂの周方向の位相をずらすことにより相手側のギヤの歯部（この場合はクランクギヤ８の歯部８ｃ）をバネの力で挟み込んでバックラッシュを低減するものである。バックラッシュ量が減少すれば歯打ち音もそれだけ小さくなるため、シザースギヤ２２を設けることによって歯打ち音を低減できる。

本発明の一実施形態に係る始動装置の斜視図。 図１の始動装置の要部を示す部分断面図。 図２の始動装置に組み込まれる中間ギヤの要部を示す図。 図２の始動装置の変形例を示す部分断面図。 図４の中間ギヤの要部を示す部分断面図。 図４の中間ギヤの要部を示す斜視図。 図４のＥＣＵにて実行される異常判別制御ルーチンを示すフローチャート。 図２の始動装置の変形例を示す部分断面図。 シザースギヤによって歯打ち音低減を実現した始動装置の一例を示す図。

符号の説明

１ 始動装置
２ 始動モータ（駆動源）
３ クランク軸
４ ギヤ列
５ スタータギヤ
６ ドリブンギヤ
７ 中間ギヤ
８ クランクギヤ
８ｃ クランクギヤの歯部（金属製の歯部）
１０ インサート
１１ 一方向クラッチ（クラッチ手段）
１２，１３ 軸受
１４ 樹脂製の歯部
２０ 補助ギヤ
２０ａ 補助歯部
２２ シザースギヤ
３０ 異常判別装置（異常判別手段）
４０ 音センサ（異常判別手段）
５０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ、異常判別手段）
６２ 通電検出装置（異常判別手段）
６３ 出力信号器（異常判別手段）

Claims (7)

1. 回転運動を発生する駆動源とクランク軸とを接続するギヤ列の途中にクランク軸側から駆動源側への回転伝達を阻止するクラッチ手段が設けられた内燃機関の始動装置において、
   前記ギヤ列中の前記クラッチ手段から前記クランク軸に至る範囲に歯打ち音低減手段が設けられ、
   前記ギヤ列の構成要素として前記クラッチ手段と前記クランク軸との間に配置された少なくとも一対の互いに噛み合うギヤのうち、いずれか一方のギヤの歯部を樹脂製とし、他方のギヤの歯部を金属製とすることにより前記歯打ち音低減手段が実現され、
   前記樹脂製の歯部を有するギヤと、当該ギヤに噛み合う前記金属製の歯部を有するギヤとの歯数比が非整数倍に設定され、
   前記樹脂製の歯部を有するギヤと、当該ギヤに噛み合う前記金属製の歯部を有するギヤのうち、いずれか一方のギヤの歯数が奇数に、他方のギヤの歯数が偶数にそれぞれ設定されていることを特徴とする内燃機関の始動装置。
2. 前記駆動源と前記クラッチ手段との間では前記ギヤ列を構成する各ギヤの歯部が金属製とされ、前記クラッチ手段と前記クランク軸との間では、前記ギヤ列を構成する全てのギヤ間で金属製の歯部と樹脂製の歯部とが噛み合うように各ギヤの歯部の材質が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
3. 前記ギヤ列には前記クランク軸と同軸上にて一体回転するクランクギヤが含まれており、当該クランクギヤの歯部が金属製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の始動装置。
4. 前記樹脂製の歯部を有するギヤと同軸上には、前記樹脂製の歯部の弾性変形範囲を超えて当該樹脂製の歯部よりも小形化された補助歯部を有する金属製の補助ギヤが前記樹脂製の歯部を有するギヤと一体回転可能かつ当該樹脂製の歯部と噛み合う前記金属製の歯部に対して半径方向に対向させて設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の始動装置。
5. 前記補助歯部と前記金属製の歯部との噛み合い状態を判別する異常判別手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の始動装置。
6. 前記異常判別手段は前記ギヤ列にて発生する音を検出し、その検出結果に基づいて前記噛み合い状態を判別することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の始動装置。
7. 前記異常判別手段は、前記金属製の歯部と前記補助歯部との噛み合いによる前記金属製の歯部と前記補助歯部との間の通電の有無を検出し、その検出結果に基づいて噛み合い状態を判別することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の始動装置。

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