JP4306641B2 - スタータ用トルク伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、スタータの始動トルクをエンジンの回転軸に伝達するスタータ用トルク伝達装置に関する。

従来技術として、特許文献１に記載されたスタータ装置がある。
このスタータ装置は、スタータのピニオンギヤに噛み合う減速歯車と、この減速歯車と一体に設けられたギヤに噛み合うスタータ駆動歯車と、このスタータ駆動歯車とエンジンの回転軸との間に設けられるクラッチ等より構成され、クラッチケースに固定されるカバーによって全体が覆われている。
スタータ駆動歯車は、自身の内周にクラッチの内輪が一体に形成されており、この内輪がニードルベアリングを介してエンジンの回転軸に回転自在に支持されている。

また、クラッチは、クラッチ素子を介して内輪に対向する外輪を有し、この外輪がエンジンの回転軸に固定されている。
これにより、減速歯車がスタータに駆動されると、その減速歯車と一体に回転するギヤを介してスタータ駆動歯車が駆動され、そのスタータ駆動歯車の回転がクラッチを介してエンジンの回転軸に伝達される。
特開平１０−１２２１０７号公報

ところが、上記のスタータ装置は、クラッチの外輪と一体に設けられた駆動歯車に噛み合うバランサを有し、このバランサが回転することで、カバー内部の下方に溜められたエンジンオイルが飛び散り、そのエンジンオイルをクラッチの潤滑に利用している。
エンジンオイルには、エンジン内部の摺動部等を潤滑する際に、摩耗粉の異物が混入するため、そのエンジンオイルに含まれる異物がクラッチの内部に侵入すると、クラッチのトルク伝達面等が摩耗して、クラッチ性能が低下する恐れがある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、クラッチ性能を維持し、且つクラッチの耐久性を向上できるスタータ用トルク伝達装置を提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、スタータの始動トルクをエンジンの回転軸に伝達するスタータ用トルク伝達装置であって、スタータのピニオンギヤに噛み合うリングギヤを有する第１の回転体と、エンジンの外側にシール手段を介して液密に取り出された回転軸の端部に固定されると共に、第１の回転体の軸方向に近接して配置される第２の回転体と、第１の回転体と第２の回転体との間に配置され、両者を相対回転可能に支持する軸受と、第１の回転体に設けられるインナ部の径方向外側に第２の回転体に設けられるアウタ部が配置され、第１の回転体がスタータに駆動されて回転する時に、インナ部からアウタ部へトルク伝達するクラッチと、第１の回転体と第２の回転体との間で、クラッチの反エンジン側に形成される隙間をシールするシール部材とを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、クラッチの反エンジン側にシール部材を設けているので、クラッチに使用される潤滑剤が外部（反エンジン側）へ流出することを防止できる。また、エンジンの回転軸は、エンジンの外側にシール手段を介して液密に取り出されているため、エンジンの内部からエンジンオイルが流出することはない。これにより、クラッチの潤滑をエンジンオイルで行うのではなく、クラッチに専用の潤滑剤を使用できるので、クラッチ性能を長期に渡って維持できると共に、クラッチの耐久性を向上できる。

また、軸受は、クラッチのエンジン側に配置されている。
この場合、クラッチ専用の潤滑剤を軸受にも利用できるので、軸受の耐久性向上も期待できる。

そして、第１の回転体と第２の回転体との間で径方向に近接して軸方向に重なるラップ部が設けられ、このラップ部がシール部材より反クラッチ側に設けられている。
ラップ部によって外部からの異物の侵入を抑制できるので、クラッチ性能の維持およびクラッチの耐久性向上に寄与する。

（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータ用トルク伝達装置において、クラッチの径方向外側にシール部材が配置され、クラッチの径方向内側に軸受が配置されると共に、クラッチとシール部材および軸受が軸方向に重なって配置されていることを特徴とする。
上記の構成では、クラッチとシール部材および軸受を同心円状に配置でき、且つ軸方向に重なって配置されるので、スタータ用トルク伝達装置を軸方向に小型化できる。

（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したスタータ用トルク伝達装置において、第１の回転体は、リングギヤの内周に衝撃吸収ゴムを有し、ピニオンギヤからリングギヤに伝達される回転力が衝撃吸収ゴムを介してインナ部に伝達されることを特徴とする。
上記の構成によれば、ピニオンギヤからリングギヤに過大トルクが伝達された時に、その過大トルクを衝撃吸収ゴムによって吸収できる。また、ピニオンギヤを介してリングギヤが駆動される時の駆動音（ピニオンギヤとリングギヤとの噛み合い音）を衝撃吸収ゴムによって低減できるので、騒音の小さいスタータ用トルク伝達装置を提供できる。

（請求項４の発明）
請求項３に記載したスタータ用トルク伝達装置において、衝撃吸収ゴムは、ラップ部より径方向の内側に位置していることを特徴とする。
この場合、ラップ部によって外部からの異物の侵入を抑制できるので、衝撃吸収ゴムに異物が付着することを抑制でき、衝撃吸収ゴムの性能（衝撃吸収性能および音低減性能）を維持できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１はスタータ用トルク伝達装置１の使用例を示す断面図である。
実施例１に係るスタータ用トルク伝達装置１は、スタータ（図示せず）に駆動されて回転する第１の回転体２と、エンジンの回転軸３に固定される第２の回転体４と、第１の回転体２と第２の回転体４との間に配置されるクラッチ５と、このクラッチ５の反エンジン側に配置されるシール部材６等より構成される。
第１の回転体２は、図２に示す様に、径方向の外側に設けられる外側環状部２ａと、径方向の内側に設けられる内側環状部２ｂ、および外側環状部２ａと内側環状部２ｂとを連結するアーム部２ｃとを有している。アーム部２ｃは、外側環状部２ａおよび内側環状部２ｂと比較して、軸方向の肉厚が薄く設けられ、外側環状部２ａの軸方向一端側と内側環状部２ｂの軸方向一端側とを連結することで、アーム部２ｃの他端側（図示右側）には、外側環状部２ａと内側環状部２ｂとの間に、クラッチ５とシール部材６を配置するための凹空間が全周に形成されている。

第１の回転体２の外周、つまり外側環状部２ａの外周には、衝撃吸収ゴム７を介してリングギヤ８が連結されている。
衝撃吸収ゴム７は、内周面と外周面とがそれぞれ金属製の内側リング体９と外側リング体１０とに焼き付けられており、外側環状部２ａの外周とリングギヤ８の内周との間に圧入されている。
リングギヤ８は、図１に示す様に、スタータのピニオンギヤ１１に噛み合って、エンジン始動時に、スタータの始動トルクがピニオンギヤ１１から伝達される。

第２の回転体４は、図２に示す様に、軸方向一端側（図示左側）に突き出るボス部４ａを有し、このボス部４ａの外周に配置される転がり軸受１２を介して、第１の回転体２と相対回転可能に組み合わされている。この第２の回転体４は、リングギヤ８の外径と略同じ外径を有し、その外径付近にリングギヤ８側（図示左側）へ突き出る凸部４ｂが全周に設けられている。一方、リングギヤ８には、凸部４ｂを避ける様に段差８ａが形成されている。具体的には、段差８ａより外周側の方が内周側より軸方向の肉厚が小さく、且つ軸方向一端側（図示左側）にオフセットして設けられている。これにより、リングギヤ８に形成された段差８ａと第２の回転体４に設けられた凸部４ｂとが径方向に近接すると共に、軸方向に一部重なって配置されることで、本発明のラップ部が形成され、このラップ部にラビリンス状の隙間が形成されている。

転がり軸受１２は、例えば、ボールベアリングであり、ボス部４ａの外周に嵌合する内輪１２ａと、第１の回転体２の内周に嵌合する外輪１２ｂと、内輪１２ａと外輪１２ｂとの間に転動自在に保持された複数のボール１２ｃとで構成され、ボール１２ｃの左右両側にシール部品が取り付けられている。
クラッチ５は、第１の回転体２に設けられる内側環状部２ｂ（本発明のインナ部）と、第２の回転体４に設けられるアウタリング１３（本発明のアウタ部）との間にクラッチ素子５ａを配置して構成される。

アウタリング１３は、フランジ部１３ａが一体に設けられ、このフランジ部１３ａが第２の回転体４にボルト１４で固定される。このアウタリング１３は、第２の回転体４の軸方向一端側（ボス部４ａと同じ側）に突出して設けられ、第１の回転体２に設けられる凹空間に入り込んで、内側環状部２ｂの径方向外側に同心状に配置される。
クラッチ素子５ａは、例えば、カム、スプラグ、ローラ等であり、第１の回転体２がスタータに駆動されて回転する時に、内側環状部２ｂの外周面とアウタリング１３の内周面とに係合して、内側環状部２ｂからアウタリング１３へトルク伝達すると共に、第２の回転体４がエンジンによって回されると、第２の回転体４の回転速度が第１の回転体２の回転速度を上回った時点で、内側環状部２ｂとアウタリング１３との間に空転して、アウタリング１３から内側環状部２ｂへのトルク伝達を遮断する。

シール部材６は、第１の回転体２に設けられる凹空間において、アウタリング１３の径方向外側に配置されるオイルシールである。このシール部材６は、第１の回転体２の外側環状部２ａの内周に圧入して組み付けられ、シール部材６の内側に設けられるリップ部がアウタリング１３の外周面に当接して、第１の回転体２とアウタリング１３との間に生じる隙間を液密にシールしている。
本実施例のスタータ用トルク伝達装置１は、上述した転がり軸受１２、クラッチ５、およびシール部材６を介して、第１の回転体２と第２の回転体４とが軸方向に近接して組み合わされ、第２の回転体４に設けられたボス部４ａをエンジンの回転軸３に固定して取り付けられる。

エンジンの回転軸３は、図１に示す様に、エンジンのクランクケースまたはエンジンブロック等（以下、代表してクランクケース１５と呼ぶ）の側面に開口する取出口１６に軸受１７を介して回転自在に支持され、回転軸３の端部が取出口１６からクランクケース１５の外側（図示右側）に取り出されている。その回転軸３の端部には、取出口１６の外側で径方向に拡大するフランジ部３ａと、このフランジ部３ａの先端側（図示右側）に突き出る小径部３ｂとが設けられ、この小径部３ｂの外周に第２の回転体４のボス部４ａが嵌合して取り付けられ、そのボス部４ａがフランジ部３ａにボルト１８で固定されている。

また、クランクケース１５には、フランジ部３ａの径方向外側を軸方向に突き出る凸部１５ａが全周に設けられ、この凸部１５ａの内周にシール部材１９が圧入されている。このシール部材１９は、例えば、オイルシールであり、内側に設けられるリップ部がフランジ部３ａの外周面に当接して、フランジ部３ａとクランクケース１５との隙間を液密にシールしている。

次に、上記のスタータ用トルク伝達装置１の作動を説明する。
スタータの始動トルクがピニオンギヤ１１からリングギヤ８に伝達されると、リングギヤ８から衝撃吸収ゴム７を介して第１の回転体２にトルク伝達され、更に、第１の回転体２からクラッチ５を介して第２の回転体４にトルク伝達される。その結果、第２の回転体４がエンジンの回転軸３と一体に回転して、エンジンをクランキングする。
エンジン始動後、第２の回転体４がエンジンによって回されると、第２の回転体４の回転速度が第１の回転体２の回転速度を上回った時点で、クラッチ５が切り離されることにより、エンジンの回転がスタータに伝達されることはない。

（実施例１の効果）
本実施例のスタータ用トルク伝達装置１は、クラッチ５の反エンジン側にシール部材６を設けて、第１の回転体２とアウタリング１３との間に生じる隙間を液密にシールしているので、クラッチ５に使用される潤滑剤が外部（反エンジン側）へ流出することを防止できる。また、クランクケース１５に設けられた凸部１５ａの内周にシール部材１９が圧入され、このシール部材１９のリップ部がエンジンの回転軸３に設けられたフランジ部３ａの外周面に当接して、フランジ部３ａとクランクケース１５との隙間を液密にシールしているので、エンジンの内部からエンジンオイルが流出することはない。

このため、クラッチ５の内部にエンジンオイルが流れ込むことはないので、クラッチ５に専用の潤滑剤を使用することができる。その結果、クラッチ５の潤滑にエンジンオイルを利用している場合の問題、つまりエンジンオイルに含まれる異物によってクラッチ５のトルク伝達面等が摩耗して、クラッチ性能が低下する問題を回避でき、クラッチ専用の潤滑剤を使用することで、クラッチ性能を長期に渡って維持できると共に、クラッチ５の耐久性を向上できる。
また、クラッチ５のエンジン側に転がり軸受１２を配置しているので、クラッチ専用の潤滑剤を転がり軸受１２の潤滑にも利用できるため、転がり軸受１２の耐久性向上を期待できる。

更に、第１の回転体２には、リングギヤ８との間に衝撃吸収ゴム７が設けられているため、エンジン側から第１の回転体２に過大トルクが伝達された時に、衝撃吸収ゴム７が弾性変形する（周方向に撓む）ことで、過大トルクを吸収できる。また、リングギヤ８の近くに衝撃吸収ゴム７を配置しているので、ピニオンギヤ１１とリングギヤ８との噛み合い時に生じるギヤ音を衝撃吸収ゴム７によって低減でき、騒音の小さいスタータ用トルク伝達装置１を提供できる。特に、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動システム（一般には、エコランシステム、アイドルストップシステム等と呼ばれている）では、エンジンの始動回数が大幅に増加して、エンジンを再始動する度にギヤ音が発生するため、衝撃吸収ゴム７によってギヤ音を低減できる効果は大きいものである。

実施例１に示すスタータ用トルク伝達装置１は、リングギヤ８に形成された段差８ａと第２の回転体４に設けられた凸部４ｂとでラップ部が形成され、このラップ部にラビリンス状の隙間が形成されているので、外部からの異物の侵入をラップ部で抑制できる。その結果、シール部材６への異物の混入を抑制できるので、シール部材６の寿命を向上できるだけなく、クラッチ性能の維持およびクラッチ５の耐久性向上にも寄与する。
また、ラップ部は、第１の回転体２に設けられる衝撃吸収ゴム７より径方向外側に設けられているので、衝撃吸収ゴム７に異物が付着することを抑制でき、衝撃吸収ゴム７の性能（衝撃吸収性能および音低減性能）を長期に渡って維持できる効果もある。

実施例１のスタータ用トルク伝達装置１は、図２に示す様に、第１の回転体２に凹空間を設けて、その凹空間に入り込むアウタリング１３の内側にクラッチ５が配置され、アウタリング１３の外側にシール部材６が配置されている。また、第２の回転体４に設けられたボス部４ａの外周と第１の回転体２に設けられた内側環状部２ｂの内周との間に転がり軸受１２が配置されるので、転がり軸受１２とクラッチ５およびシール部材６とを軸方向の略同位置に配置できる。これにより、第１の回転体２と第２の回転体４を軸方向に近接して配置できるため、軸方向にコンパクトなスタータ用トルク伝達装置１を提供できる。

なお、本実施例のスタータ用トルク伝達装置１は、リングギヤ８に常時ピニオンギヤ１１を噛み合わせておくことで、上記のエンジン自動停止／再始動システムにも好適に用いることができる。但し、本発明としては、必ずしも、リングギヤ８を常時ピニオンギヤ１１に噛み合わせておく必要はなく、エンジン始動時のみ、ピニオンギヤ１１をリングギヤ８に噛み合わせ、エンジン始動後は、ピニオンギヤ１１をリングギヤ８から離脱させても良い。

スタータ用トルク伝達装置の使用例を示す断面図である。 スタータ用トルク伝達装置の断面図である。

符号の説明

１ スタータ用トルク伝達装置
２ 第１の回転体
２ｂ 内側環状部（インナ部）
３ エンジンの回転軸
４ 第２の回転体
５ クラッチ
６ シール部材
７ 衝撃吸収ゴム
８ リングギヤ
１１ ピニオンギヤ
１２ 転がり軸受（軸受）
１３ アウタリング（アウタ部）
１９ シール部材（シール手段）

Claims (4)

1. スタータの始動トルクをエンジンの回転軸に伝達するスタータ用トルク伝達装置であって、
   前記スタータのピニオンギヤに噛み合うリングギヤを有する第１の回転体と、
   前記エンジンの外側にシール手段を介して液密に取り出された前記回転軸の端部に固定されると共に、前記第１の回転体の軸方向に近接して配置される第２の回転体と、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体との間に配置され、両者を相対回転可能に支持する軸受と、
   前記第１の回転体に設けられるインナ部の径方向外側に前記第２の回転体に設けられるアウタ部が配置され、前記第１の回転体が前記スタータに駆動されて回転する時に、前記インナ部から前記アウタ部へトルク伝達するクラッチと、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体との間で、前記クラッチの反エンジン側に形成される隙間をシールするシール部材とを備え、
   前記軸受は、前記クラッチのエンジン側に配置され、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体との間で径方向に近接して軸方向に重なるラップ部が設けられ、このラップ部が前記シール部材より反クラッチ側に設けられていることを特徴とするスタータ用トルク伝達装置。
2. 請求項１に記載したスタータ用トルク伝達装置において、
   前記クラッチの径方向外側に前記シール部材が配置され、前記クラッチの径方向内側に前記軸受が配置されると共に、前記クラッチと前記シール部材および前記軸受が軸方向に重なって配置されていることを特徴とするスタータ用トルク伝達装置。
3. 請求項１または２に記載したスタータ用トルク伝達装置において、
   前記第１の回転体は、前記リングギヤの内周に衝撃吸収ゴムを有し、前記ピニオンギヤから前記リングギヤに伝達される回転力が前記衝撃吸収ゴムを介して前記インナ部に伝達されることを特徴とするスタータ用トルク伝達装置。
4. 請求項３に記載したスタータ用トルク伝達装置において、
   前記衝撃吸収ゴムは、前記ラップ部より径方向の内側に位置していることを特徴とするスタータ用トルク伝達装置。

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