JP4337930B2 - 始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、アイドリングストップ状態からエンジンを再始動するのに適した始動装置であって、特に、ワンウェイクラッチを含むギヤ列を備えた常時噛合ギヤ式の始動装置の技術分野に関する。

従来、ワンウェイクラッチを備えた各種始動機構に関する技術が提案されている。例えば、特許文献１によれば、２サイクルエンジンの始動装置のギヤ支持構造が開示されている。特許文献２によれば、エンジンにおける発電機とワンウェイクラッチとの締結構造に関する技術が開示されている。

特に、ワンウェイクラッチを備えた内燃機関の始動装置においては、装置を円滑に作動させるために、装置内に潤滑油を供給する場合が多い。例えば、特許文献３は、自動変速機におけるワンウェイクラッチ潤滑装置に関する技術を開示している。

他方で近時、環境保全若しくは省資源エネルギー化等の観点から、アイドリング時の燃料消費量及び排出ガスの低減などを図るため、車両が停止すると内燃機関（以下、「エンジン」ともいう。）を自動停止し、停止状態から発進指示があるとエンジンを自動的に再始動して車両を発進させるエコノミーランニングシステム（以下、「エコラン」と称す。）を備えた始動装置の開発が盛んに行われている。

特開平１０−２２０２４４号公報 特開平９−９３８６３号公報 特開平２−１２９４５４号公報

ところで、本願発明者等は、エコランに適用な始動装置についても上述した潤滑油の必要性及び漏れ防止の重要性を認識しており、オイルシールの配設位置等について様々な検討を行っている。

本願発明者等は、このような検討を行う中で各種問題点を認知している。例えば、アイドリングストップ状態からエンジンを再始動する場合、始動装置においては、エンジンの主たる駆動が開始された後、オイルシールが配設された位置によってはエンジンの回転に合わせてオイルシールのリップ摺動面が高速で摺動される場合がある。例えば、アイドリングストップ状態から迅速にエンジンを再始動するためには、常時噛合ギヤ式の始動装置とすることが望ましいが、該常時噛合ギヤ式を採用すると、ワンウェイクラッチの付近における何れかの個所で、このように高速で摺動される場合がある。より具体的には例えば、リングギヤの径方向においてリングギヤの周縁領域に配設されたオイルシールは、エンジンの主たる駆動に合わせて高速で回転するフライホイールに摺動される場合がある。高速で摺動されたオイルシールには過度の発熱が生じ、オイルシール自体の劣化につながる。この結果、始動装置の信頼性が低下することがある。

このように、始動装置が高い始動性及び信頼性を獲得するためには、潤滑油を装置内で円滑に流動させると共に装置外部への漏れを低減するだけでなく、オイルシールが劣化することを抑制することが重要になる。

よって、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、良好な始動性能及び、高信頼性を備えた始動装置を提供することを課題とする。

本発明の第１の発明に係る始動装置は上記課題を解決するために、クランク軸に接続されたフライホイールが設けられていると共に本体ブロック部を有する内燃機関を始動するための始動装置であって、前記内燃機関の始動時に、始動用回転力を発生させる始動モータと、前記始動用回転力を前記始動モータの側から前記フライホイールの側に伝達するためのリングギヤと、前記リングギヤ及び前記フライホイール間に介在しており、前記リングギヤの側から前記フライホイール側へ前記始動用回転力を伝達すると共に前記フライホイール側から前記リングギヤ側への前記内燃機関の駆動用回転力の伝達を阻止する一方向クラッチと、前記リングギヤの前記本体ブロック部側をオイルシールする第１オイルシールと、前記リングギヤの前記フライホイール側をオイルシールする第２オイルシールとを備え、前記第１オイルシールは、前記第２オイルシールより前記リングギヤの径方向において外側に配置されている。

本発明の第１の発明に係る始動装置によれば、内燃機関の始動時に、リングギヤは、始動モータで発生した始動用回転力によって回転する。始動用回転力は、始動モータ側から一方向クラッチを介してフライホイールに伝達されることから、フライホイールはリングギヤと共に回転する。したがって、内燃機関の始動時において、リングギヤとフライホイールとの間の相対的な速度はゼロである。本体ブロック部は、例えば、シリンダーブロックであり、内燃機関の始動時において回転しない。したがって、内燃機関の始動時において、本体ブロック部と、回転するリングギヤとの相対速度はゼロではない。

リングギヤ及びフライホイールの間には、前記リングギヤ側から前記フライホイール側へ前記始動用回転力を伝達すると共にフライホイール側から前記リングギヤ側への前記内燃機関の駆動用回転力の伝達を阻止する一方向クラッチが介在しているため、内燃機関の始動後、即ち内燃機関の主たる駆動時において、リングギヤは回転することなく停止する。したがって、内燃機関の始動後、リングギヤとフライホールとの間の相対的な速度はゼロではない。また、内燃機関の始動後において、リングギヤは停止するため、リングギヤと本体ブロック部との間の相対的な速度はゼロになる。

ここで、上述した内燃機関の始動時、及び始動後のブロック本体部、リングギヤ、及びフライホイールとの間の相対的な速度を考慮したうえで、互いに摺動する第１のオイルシールとリングギヤとの摺動面における相対的な速度及び互いに摺動する第２のオイルシールとフライホイールとの摺動面における相対的な速度について考えてみる。

第１のオイルシールは、例えば、本体ブロック部に固定されており、内燃機関の始動時において、第１のオイルシールの周速度はゼロである。したがって、内燃機関の始動時において、互いに摺動する第１のオイルシールとリングギヤとの摺動面における相対的な速度はゼロではない。

しかしながら、第１のオイルシールのリップ部は、内燃機関の始動時という僅かな時間にリングギヤに摺動されるのみである。さらに、内燃機関の始動時において、リングギヤは内燃機関の始動が完了する前段階として比較的低速度で回転されることから、互いに摺動される第１のオイルシールとリングギヤとの相対的な速度が、第１のオイルシールがリングギヤの径方向において第２のオイルシールより外側に配置された分だけ増大したとしても、その相対的な速度の増大分による第１のオイルシールの劣化の程度は小さい。また、第１のオイルシールは、リングギヤの本体ブロック部側に配置されていることから、内燃機関の始動後においては、互いに摺動する第１のオイルシールとリングギヤとの相対的な速度はゼロである。したがって、内燃機関の始動後において、第１のオイルシールのリップ部にはリングギヤに摺動されることによる劣化が生じない。

尚、第１のオイルシールは、例えば、リングギヤ側に固定されており、第１のオイルシールのリップ部が、本体ブロック部に摺動されるように構成してもよい。この場合にも、第１のオイルシールのリップ部は、内燃機関の始動時という僅かな時間に摺動されるのみである。

第２のオイルシールは、例えば、リングギヤに固定されており、内燃機関の始動後において、第２のオイルシールのリップ部はフライホイールに摺動される。しかしながら、リングギヤの径方向において、第２のオイルシールは第１のオイルシールより内側に配置されていることから、回転するフライホイールに対する相対的な速度は小さく、第２のオイルシールのリップ部の劣化は抑制されることになる。また、本発明の第１の発明に係る始動装置によれば、摺動に起因する発熱を抑制することができ、例えば、第１のオイルシール及び第２のオイルシールが合成樹脂製の材料を主たる材料として形成されている場合には、これらオイルシールが熱によって劣化することを抑制することが可能である。

尚、第２のオイルシールは、例えば、フライホイールの側に固定されており、第２のオイルシールのリップ部が、リングギヤに摺動されるように構成してもよい。この場合にも、リングギヤの径方向において、第２のオイルシールは第１のオイルシールより内側に配置されていることから、第２のオイルシールのリップ部が摺動するリングギヤに対する相対的な速度は小さくて済む。

本発明の第１の発明に係る始動装置によれば、潤滑油を供給した際に、リングギヤの回転によって発生する遠心力によって潤滑油が一方向クラッチに供給される。潤滑油は、第１及び第２のオイルシールによってシールされていることから、リングギヤの周囲に潤滑油が漏れ出すことを十分に低減することが可能であり、内燃機関を円滑に始動することができる。

このように、本発明の第１の発明に係る始動装置によれば、リングギヤの本体ブロック部の側をオイルシールする第１のオイルシール及びリングギヤのフライホイールの側をオイルシールする第２のオイルシールの劣化を抑制することができる。以下では、本体ブロック部の側を本体ブロック部側と称し、フライホイールの側を単にフライホイール側と称する。本発明の第１の発明に係る始動装置によれば、オイルのシール性を高めることができ、始動装置を支障なく動作させることができる期間を延ばすことが可能である。よって、本発明の第１の発明に係る始動装置によれば、良好な始動性能を維持すると共に、高い信頼性を有する始動装置を提供することができる。

本発明に係る内燃機関の始動装置の一の態様においては、前記リングギヤは、前記フライホールの側に突出した第１凸部及び前記フライホイールの側に開いた第１凹部を含む第１凹凸部と、前記本体ブロックの側に突出した第２凸部及び前記本体ブロック部の側に開いた第２凹部を含む第２凹凸部とを備えており、前記第２凹部は、前記径方向において前記第１凹部より外側に設けられており、前記第１オイルシールは、前記第２凹部内に配置されており、前記第２オイルシールは、前記第１凹部内に配置されていてもよい。

この態様によれば、第１凹部及び第２凹部内に第１及び第２のオイルシールの夫々が配置されているため、例えば、平坦なリングギヤの両面に第１及び第２のオイルシールを夫々設ける場合に比べて始動装置全体を小型化或いは薄型化することが可能である。

ここで、第２凹部は、径方向において前記第１凹部より外側に設けられているため、第１凹部及び第２凹部の夫々に第１及び第２オイルシールの夫々を配置した場合でも、各オイルシールを配置するスペースを確保しつつ、始動装置全体を薄型化できる。

この態様においては、前記第１凹部は、前記第２凸部と表裏一対となるように前記第２凸部の裏面側に位置しており、前記第２凹部は、前記第１凸部と表裏一対となるように前記第１凸部の裏面側に位置しており、前記第２オイルシールの前記本体ブロック部の側に臨む端面は、前記リングギヤを前記リングギヤの周方向に交わる方向で切った断面上において、前記第１オイルシールの前記フライホイールの側の端面、又は前記第１凸部の前記フライホイールの側に臨む表面より前記本体ブロック部の側に近くてもよい。

この態様では、第１凹部及び第２凸部は、リングギヤにおいて表裏一対となるように位置している。ここで、「表裏一対」とは、リングギヤの一方の面である、例えば表面に位置する第２凸部の形状を全体的若しくは部分的に反映した形状を有するように、第１凹部がリングギヤの他方の面、即ち一方の面を表面とした場合の裏面に位置していることを意味する。これと同様に、第２凹部及び第１凸部も、リングギヤにおいて表裏一対となるように位置している。

この態様によれば、前記第２オイルシールの前記本体ブロック部の側に臨む端面は、前記リングギヤを前記リングギヤの周方向に交わる方向で切った断面上において、前記第１オイルシールの前記フライホイールの側の端面、又は前記第１凸部の前記フライホイールの側に臨む表面より前記本体ブロック部の側に近いため、第１オイルシール、リングギヤ及び第２オイルシールからなる部分の厚みを第１オイルシール、リングギヤ及び第２オイルシールの厚みを単純に加えた寸法より小さくできる。より具体的には、例えば、平坦なリングギヤの両面に第１及び第２のオイルシールを夫々設ける場合に比べて始動装置全体を小型化或いは薄型化することが可能である。

したがって、この態様に係る始動装置を備えた内燃機関のサイズを小型化することも可能である。また、別の見方をすれば、この態様に係る始動装置を設けるためのスペースを抑制することもでき、その分、装置周辺に配置される他の機構のスペースを広く取ることも可能になる。

本発明の第１の発明に係る始動装置の他の態様においては、前記第１及び第２オイルシールのうち少なくとも一方は、前記リングギヤを前記フライホイールから遠ざけるスラスト力を発生させるように構成されている。

この態様においては、リングギヤとフライホイールとを互いに非接触にすることが可能であり、リングギヤがフライホイールに摺動されることによって生じる磨耗及びスラスト打音を低減することが可能である。

本発明の第２の発明に係る始動装置は上記課題を解決するために、クランク軸に接続されたフライホイールが設けられていると共に本体ブロック部を有する内燃機関を始動するための始動装置であって、前記内燃機関の始動時に、始動用回転力を発生させる始動モータと、前記始動用回転力を前記フライホイール側に伝達するためのリングギヤと、前記リングギヤ及び前記フライホイール間に介在しており、前記リングギヤ側から前記フライホイール側へ前記始動用回転力を伝達すると共に前記フライホイール側から前記リングヤ側への前記内燃機関の駆動用回転力の伝達を阻止する一方向クラッチと、前記リングギヤの前記本体ブロック部側をオイルシールする第１オイルシールと、前記リングギヤの前記フライホイール側をオイルシールする第２オイルシールとを備え、前記第１及び第２オイルシールのうち少なくとも一方は、前記リングギヤを前記フライホイールから遠ざけるスラスト力を発生させるように設けられている。

本発明に係る始動装置によれば、上述したように、潤滑油のシール性を高めることができると共に、内燃機関の始動後において、リングギヤが、高速で回転するフライホイールと接触することを防止することが可能である。したがって、リングギヤ及びフライホイールの磨耗やスラスト打音の発生することを低減することが可能である。

本発明の第１又は第２の発明に係る始動装置の一の態様においては、前記第１オイルシールは、前記リングギヤの周方向において延在しており、前記第１オイルシールにおける前記周方向に交わる方向で切った前記リングギヤの摺動部の断面形状は、前記スラスト力を発生させるように、前記フライホイールの側に向かって先細りしたテーパー形状である。

この態様によれば、第１のオイルシールにおける前記周方向に交わる方向で切った前記リングギヤの摺動部の断面形状が、前記フライホイールの側に向かって先細りしたテーパー形状であるため、第１のオイルシールはリングギヤを締め付ける。例えば、第１のオイルシールのリップ部が、テーパー形状を有するリングギヤ摺動部に摺動された際に、リップ部はリングギヤを締め付けることが可能である。第１のオイルシールがリングギヤを締め付ける緊迫力によって、リングギヤは本体ブロック部に向かうスラスト力を受け、フライホイールから遠ざけられる。よって、リングギヤがフライホイールに摺動されることに起因するリングギヤの磨耗及びスラスト音を低減することができる。さらに、内燃機関の始動後にリングギヤとフライホイールとが接触することによって生じる発熱も低減することもでき、発熱によって第１及び第２のオイルシールが劣化することを低減することも可能である。

本発明の第１又は第２の発明に係る始動装置の他の態様においては、前記一方向クラッチは、前記第２オイルシールより前記径方向において内側に配置されている。

この態様によれば、リングギヤの径方向において一方向クラッチの内側から潤滑油を供給した場合、リングギヤの回転による遠心力によって一方向クラッチに供給された潤滑油が、リングギヤのフライホイール側から漏れ出すことを低減することが可能である。

本発明の第１又は第２の発明に係る始動装置の他の態様においては、前記リングギヤには、前記径方向において前記第１のオイルシールのシール面より内側、且つ第２オイルシールのシール面より内側の領域に、前記フライホイールの側から前記本体ブロック部の側に貫通するオイル排出路が設けられている。

この態様によれば、一方向クラッチに供給された潤滑油をオイル排出路を介して装置外部に排出することができ、一方向クラッチに供給された潤滑油が装置内に蓄積されることを低減することが可能である。より具体的には、リングギヤの径方向において、オイル排出路は第２のオイルシールのシール面より内側に設けられているため、一方向クラッチに十分な量の潤滑油を流動させることができると共に、潤滑油を装置内で淀みなく流動させることができる。また、リングギヤの径方向において第１のオイルシールのシール面より内側にオイル排出路を設けることにより、第１のオイルシールのシール能力を超える量の潤滑油が第１のオイルシールの周辺に蓄積されることを抑制することが可能である。したがって、装置内で潤滑油を流しながら、且つ潤滑油が装置外部に漏れ出すことをより効果的に低減することができると共に、オイル溜りに蓄積されるスラッジや異物を低減することによって一方向クラッチ等を円滑に動作させることができる。

本発明の第１又は第２の発明に係る始動装置の他の態様においては、前記径方向において前記一方向クラッチより内側に配設されると共に前記リングギヤを転動可能に支持する軸受部と、前記径方向において前記軸受部の転動面より内側に位置するオイル供給路とを更に備える。

この態様によれば、リングギヤの径方向において一方向クラッチ及び軸受部の位置より内側に設けられたオイル供給路から潤滑油を供給することによって、一方向クラッチ及び軸受部にリングギヤが回転する際の遠心力によって潤滑油を流すことが可能である。したがって、一方向クラッチ及び軸受部の磨耗及び焼き付きを低減することができる。

本発明の第１又は第２の発明に係る始動装置の他の態様においては、前記第１オイルシールは、少なくとも部分的に前記本体ブロック部とリテイナーを介して対向しており、前記リングギヤと前記リテイナーとの間をオイルシールする。

この態様によれば、例えば、本体ブロック部及びオイルパンを組み上げた後においても、本体ブロック部に第１のオイルシールを本体ブロック部に固定することが可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。

図１乃至図４を参照しながら、本実施形態に係る始動装置について説明する。尚、以下の実施形態は、本発明に係る始動装置を、常時噛合いギヤ式でエコランを行うエンジンの始動装置に適用したものである。尚、本実施形態で用いる“周速度と”は、例えば、後述するリングギヤ及びフライホイールが回転する際の回転方向に沿った速度を意味し、“相対的な速度”とは、例えば、リングギヤから観たフライホイールの周速度、或いはフライホイールから観たリングギヤの周速度を意味する。

図１は、本実施形態に係る始動装置をリングギヤの軸線方向に沿って一部破断して示す図であり、図２は、図１の一部を拡大して示す図である。

図１において、本実施形態に係る始動装置１は、始動モータ２、始動モータ２の回転出力軸に同軸的に設けられたピニオンギヤ３、ピニオンギヤ３と常時噛合っているリングギヤ４、一方向にのみ回転力を伝達するワンウェイクラッチ５、リングギヤ４のシリンダーブロック１４側、即ちリングギヤ４のシリンダーブロック１４の臨む面又は側に配置されたオイルシール７ａ、リングギヤ４のフライホイール６側、即ちリングギヤ４のフライホイール６に臨む表面又は側に配置されたオイルシール７ｂ、リングギヤ４を転動可能に支持する転がり軸受部８、及び始動装置１内に潤滑油を供給するためのオイル供給路９を備えて構成される。尚、シリンダーブロック１４は、本発明に係る「本体ブロック部」の一例である。本体ブロック部は、シリンダーブロック１４に限定されるものではなく、リングギヤの図中左側に配置されるものであれば如何なるものでもよい。

リングギヤ４は、エンジンを始動する際及びアイドリングストップ状態からエンジンを再始動する際に、始動モータ２で発生した始動用回転力をワンウェイクラッチ５及びフライホイール６を介してクランクシャフト１０に伝達する。フライホイール６及びクランクシャフト１０はボルト１１によって接続されており、フライホイール６が回転することによってクランクシャフト１０が回転し、クランクシャフト１０と接続されたクランクが回転され、エンジンの主たる駆動が開始される。ここで、エンジンの主たる駆動とは、エンジン本体で燃料を燃焼させることによって駆動用回転力を発生させることを意味する。したがって、エンジン始動後は、駆動用回転力によってエンジンが駆動されると共に、クランクシャフト１０に接続されたフライホイール６もエンジンの主たる駆動に合わせて高速で回転する。リングギヤ４は、クランク軸１０ａの周方向に延在する平板形状を有する。リングギヤ４は、クランク軸１０ａと同軸的に設けられており、転がり軸受部８の転動面によって転動可能に支持されている。

リングギヤ４の外形はクランクシャフト１０と同軸のリング形状であり、リングギヤ４の周方向、即ち、エンジンの始動時にリングギヤ４が回転する回転方向に交わる方向で切ったリングギヤ４の断面の形状は凹凸形状である。リングギヤ４のフライホイール６側の面、即ちリングギヤ４の図中右側の面は、リングギヤ４の径方向において外側から順に第１凸部１２ａ及び第１凹部１２ｂからなる第１凹凸部１２を有し、リングギヤ４のシリンダーブロック１４側の面、即ち、リングギヤ４の図中左側の面は、リングギヤ４の径方向において外側から順に第２凹部１３ａ及び第２凸部１３ｂからなる第２凹凸部１３を有する。

第１凹部１２ｂはフライホイール６側に開いており、第２凹部１３ａはシリンダーブロック１４側に開いている。リングギヤ４の径方向において、第１凸部１２ａの位置及び第２凹部１３ａの位置は一致し、第１凹部１２ｂ及び第２凸部１３ｂの位置は一致する。即ち、図中、第１凸部１２ａの左側に第２凹部１３ａが位置し、第１凹部１２ｂの左側に第２凸部１３ｂが位置している。リングギヤ４は、これら第１凸部１２ａ及び第２凸部１３ｂとは別に、ワンウェイクラッチ５と接する凸部１５を備えている。

ワンウェイクラッチ５は、リングギヤ４に対してフライホイール６側、即ちリングギヤ４に対して図中右側に配置されている。ワンウェイクラッチ５は、クランクシャフト１０の周方向に延在し、クランクシャフト１０及びリングギヤ４の回転軸と同軸的に設けられている。ワンウェイクラッチ５は、フライホイール６側に突出したリングギヤ４の凸部１５と、リングギヤ４側に突出したフライホイール６の凸部１６との間に設けられている。ワンウェイクラッチ５は、フライホイール６の凸部１６及びリングギヤ４の凸部１５に接触しており、エンジンの始動時にリングギヤ４からフライホイール６に始動用回転力を伝達する一方、エンジン始動後における駆動用回転力がリングギヤ４に伝達されることを阻止する。より具体的には、始動装置１によるエンジン始動時には、ワンウェイクラッチ５は、リングギヤ４の回転力、即ち、始動用回転力をフライホイール６側に伝達し、フライホイール６を回転させる。他方、エンジン始動後においては、ワンウェイクラッチ５は、駆動用回転力によってフライホイール６が回転される場合でも空転し、駆動用回転力がフライホイール６からリングギヤ４に伝達されない。例えば、ワンウェイクラッチ５は、内輪（インナーレース）、外輪（アウターレース）、及び内輪と外輪との間に配置されたスプラグを備えてなり、内輪が回転する際にはスプラグを介して外輪も回転し、外輪が回転する際にはスプラグは外輪の回転力を内輪に伝達せず、ワンウェイクラッチ５は空転する。即ち、図中、ワンウェイクラッチ５の下側の部分である内輪に接するリングギヤ４が回転する際には、ワンウェイクラッチ５の上側の部分である外輪に接するフライホイール６に始動用回転力が伝達され、外輪に接するフライホイール６が回転する際には内輪に接するリングギヤ４が回転せず、フライホイール６からリングギヤ４に駆動用回転力が伝達されないことになる。なお、ワンウェイクラッチ５及びフライホイール６の間には、スラストワッシャーが配置されている。

本発明に係る「第１のオイルシール」の一例であるオイルシール７ａは、リングギヤ４のシリンダーブロック１４側に配置されており、より具体的には第２凹部１３ａの内側に配置されている。したがって、凹凸形状を有しない平板状のリングギヤの一方の面にオイルシールを配置する場合に比べて、第２凹部１３ａの内側にオイルシール７ａを配置した分だけ、リングギヤの厚さ方向に沿った始動装置１のサイズを小さくすることが可能である。リングギヤ４の周方向に交わる方向で切った断面において、図中、第２凹部１３ａの右側に第１凸部１２ａが設けられていない場合には、第１凸部１２ａが存在しない分だけ更にサイズを小さくすることが可能である。

本実施形態においては、オイルシール７ａは、シリンダーブロック１４に固定されており、リングギヤ４の周方向に沿って延在する。オイルシール７ａは、弾性体の一例としてのバネ、金属環、シールリップ部及びダストリップ部を備えており、オイルシール７ａのシールリップ部がバネによって第２凹部１３ａの一部に押し付けられることによって潤滑油がシールされる。エンジン始動時においては、オイルシール７ａのシールリップ部は潤滑油が漏れ出すことを抑制すると共に第２凹部１３ａの一部の領域で摺動される。エンジン始動後において、オイルシール７ａのシールリップ部は引き続き第２凹部１３ａの一部の領域に押し付けられており、リングギヤ４のシリンダーブロック１４側をシールする。

本発明に係る「第２のオイルシール」の一例であるオイルシール７ｂは、リングギヤ４のフライホイール６側に配置されており、より具体的には第１凹部１２ｂの内側に配置されている。したがって、オイルシール７ａと同様に、第１凹部１２ｂの内側にオイルシール７ｂを配置することによって始動装置１のサイズを小さくすることが可能である。

本実施形態においては、オイルシール７ｂは、オイルシール７ａと同様の構成を備えており、第１凹部１２ｂに押し付けられることによってリングギヤ４のフライホイール６側がシールされる。エンジン始動後においては、オイルシール７ｂは潤滑油が漏れ出すことを抑制すると共に第１凹部１２ｂの一部の領域で摺動される。オイルシール７ｂのシールリップ部は、エンジン始動時においても第１凹部１２ｂの一部の領域に押し付けられており、リングギヤ４のフライホイール６側をシールしている。 したがって、オイルシール７ａ及び７ｂによれば、リングギヤ４のシリンダーブロック１４側及びフライホイール６側をオイルシールすることが可能であると共に、始動装置１のサイズを小型化（特に、図１における左右方向の厚みを薄く）することもできる。

ここで、図５を参照しながら、第１凹部、第１凸部、第２凹部、第２凸部、第１オイルシール、及び第２オイルシールの位置関係を詳細に説明する。図５は、凹部、凸部、及びオイルシールの互いの位置関係を模式的に示した配置図である。尚、図５では、第１凹部、第１凸部、第２凹部、第２凸部、第１オイルシール、及び第２オイルシールの位置関係が重要であるため、凹部、凸部、オイルシールの夫々の詳細な形状な省略して図示している。

図５（ａ）及び（ｂ）において、第２凹部１３ａは、リングギヤ４の径方向に沿って第１凹部１２ｂより外側に設けられており、第１オイルシール７ａは、第２凹部１３ａ内に配置されている。第２オイルシール７ｂは、第１凹部１２ｂ内に配置されている。加えて、
第１凹部１２ｂは、第２凸部１３ｂと表裏一対となるように第２凸部１３ｂの裏面側である図中右側、即ち第２凸部１３ｂから見てリングギヤ４を挟んだフライホイール６側に位置している。また、第２凹部１３ａは、第１凸部１２ａと表裏一対となるように第１凸部１２ａの裏面側である図中左側、即ち第１凸部１２ａから見てリングギヤ４を挟んだシリンダーブロック１４側に位置している。

図５（ａ）において、第２オイルシール７ｂのシリンダーブロック１４側の端面６７は、リングギヤ４をリングギヤ４の周方向に交わる方向で切った断面上において、第１凸部１２ａのフライホイール側６に臨む表面７７よりシリンダーブロック１４の近くに位置している。尚、本実施形態では、表面７７より第２オイルシールの端面６７のほうがシリンダーブロック１４の近くに位置していることを称して「前記フライホイール側に突出している」と定義する。この場合には、第１オイルシール７ａ、リングギヤ４及び第２オイルシール７ｂからなる部分の厚みＴ１は、第１オイルシール７ａ、リングギヤ４及び第２オイルシール７ｂの厚みを単純に加えた寸法より小さくできる。

また、図５（ｂ）に示すように、端面６７が、第１オイルシール７ａのフライホイール６側の端面５７よりシリンダーブロック１４の近くに位置していてもよい。この場合、図５（ａ）に示した場合に比べて、第１オイルシール７ａ、リングギヤ４及び第２オイルシール７ｂからなる部分の厚みＴ２を第１オイルシール７ａ、リングギヤ４及び第２オイルシール７ｂの厚みを単純に加えた寸法より更に小さくでき、始動装置全体を小型化或いは薄型化するためにはより好ましい。

したがって、図５に示した凹部、凸部、オイルシールの夫々の配置によれば、内燃機関のサイズを小型化することも可能である。また、別の見方をすれば、始動装置を設けるためのスペースを抑制することもでき、その分、装置周辺に配置される他の機構のスペースを広く取ることも可能になる。

次に、始動装置１のエンジン始動時及び始動後の動作を説明しながら、本発明の中心的な内容について説明する。本実施形態に係る始動装置１は、エコラン時にエンジンを再始動するための常時噛合い式の始動装置として特に適用な構成を備えている。

図１において、図中横方向又は水平方向、即ちリングギヤ４の厚み方向において、オイルシール７ａはリングギヤ４のシリンダーブロック１４側に配置されており、オイルシール７ｂはリングギヤ４のフライホイール６側に配置されている。更に、図中上下方向、即ちリングギヤ４の径方向において、オイルシール７ａはオイルシール７ｂより外側に配置されている。

エンジン始動時において、リングギヤ４は、始動モータ２で発生した始動用回転力によって回転する。始動用回転力は、ワンウェイクラッチ５を介してフライホイール６に伝達されることから、フライホイール６はリングギヤ４と共に回転する。したがって、エンジンの始動時において、リングギヤ４とフライホイール６との間の回転方向に沿った相対的な速度はゼロである。シリンダーブロック１４は、エンジンの始動時において回転しない。したがって、エンジンの始動時において、リングギヤ４との回転方向に沿った、シリンダーブロック１４とリングギヤ４との相対的な速度はゼロではない。

エンジンの始動後においては、ワンウェイクラッチ５は空転し、フライホイール６が回転した状態のままリングギヤ４は停止する。したがって、エンジンの始動後、リングギヤ４とフライホール６との回転方向に沿った相対的な速度はゼロではない。エンジンの始動後において、リングギヤ４は停止するため、リングギヤ４の周方向に沿ったリングギヤ４とシリンダーブロック１４との間の相対的な速度は概ねゼロになる。

ここで、上述したエンジンの始動時、及び始動後におけるシリンダーブロック１４、リングギヤ５、及びフライホイール６との間の相対的な速度を考慮したうえで、オイルシール７ａ及びリングギヤ４の摺動面間における相対的な速度及びオイルシール７ｂとフライホイール６の摺動面とにおける相対的な速度について考えてみる。

オイルシール７ａは、シリンダーブロック１４に固定されており、エンジンの始動時において、オイルシール７ａの周速度はゼロである。リングギヤ４は、始動用回転力によって回転する。したがって、エンジンの始動時において、互いに摺動するオイルシール７ａとリングギヤ４の摺動面における相対的な速度はゼロではない。

しかしながら、オイルシール７ａのシールリップ部は、エンジンの始動時という僅かな時間にリングギヤ４に摺動されるのみである。さらに、エンジンの始動時において、リングギヤ４はエンジンの始動が完了する前段階として比較的低速度で回転される。よって、互いに摺動されるオイルシール７ａとリングギヤ４との相対的な速度が、オイルシール７ａがリングギヤ４の径方向においてオイルシール７ｂより外側に配置された分だけ増大したとしても、相対的な速度の増大分によるオイルシール７ａの劣化の程度は小さい。また、オイルシール７ａは、リングギヤ４のシリンダーブロック１４側に配置されていることから、エンジンの始動後においては、オイルシール７ａとリングギヤとの相対的な速度はゼロである。したがって、エンジンの始動後において、オイルシール７ａのシールリップ部はリングギヤ４に摺動されることがなく、オイルシール７ａは殆ど劣化しない。

オイルシール７ｂはリングギヤ４に固定されており、エンジンの始動後において、オイルシール７ｂのシールリップ部はフライホイール６に摺動される。しかしながら、リングギヤ４の径方向において、オイルシール７ｂはオイルシール７ａより内側に配置されている。よって、オイルシール７ｂがフライホイール６に摺動される際の、オイルシール７ｂとフライホイール６との間の相対的な速度は小さく、オイルシール７ｂのシールリップ部の劣化は抑制されることになる。また、始動装置１によれば、オイルシール７ａ及び７ｂが摺動されることに起因する発熱を抑制することができる。例えば、オイルシール７ａ及び７ｂが合成樹脂製の材料を主たる材料として形成されている場合には、これらオイルシールが熱によって劣化することを抑制することが可能である。

このように、リングギヤ４の径方向において異なる位置に夫々オイルシール７ａ及び７ｂを配置することにより、エンジン始動時、及び始動後においてオイルシールが劣化することを抑制することができ、始動装置１におけるオイルシール性を維持することができると共に始動装置１の信頼性を高めることが可能になる。尚、オイルシールのシールリップ部に限定されず、ダストリップ部も同様に劣化が抑制される。

次に、本発明に係る始動装置において、エンジン始動後にリングギヤとフライホイールが接触することによって発生する磨耗及びスラスト打音を低減する構成について説明する。尚、本実施形態においては、オイルシール７ａが、後述するスラスト力を発生させる構成を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、オイルシール７ｂがスラスト力を発生させる構成を備えていてもよい。また、オイルシール７ａ及び７ｂの両方が、スラスト力を発生させる構成を備えていてもよい。

図１及び図２において、オイルシール７ａは、シールリップ部４１、ダストリップ部４２、“弾性体”の一例であるバネ４３、及び金属環４４を備えている。リングギヤ４は、シールリップ部４１及びダストリップ部４２に摺動されるリングギヤ摺動部４６を備えている。シールリップ部４１及びダストリップ部４２は、バネ４３によってリングギヤ摺動部４６に押し付けられている。リングギヤ４の周方向に交わる方向でリングギヤ４を切った断面において、オイルシール７ａのシールリップ部４１と接するリングギヤ摺動部４６の断面形状はリングギヤ４側に向かって先細りしたテーパー形状である。

エンジンの始動時に、リングギヤ４がワンウェイクラッチ５及びフライホイール６を介して始動用回転力をクランクシャフト１０に伝達した後、オイルシール７ａはリングギヤ４に対してリングギヤ４を締め付ける緊迫力を発生する。リングギヤ摺動部４６の断面形状が上述したテーパー形状を有していることから、リングギヤ４は、オイルシール７ａの緊迫力によってフライホイール６から遠ざけられるようにスラスト力を受け、エンジン始動後においては、リングギヤ４及びフライホイール６は非接触状態になる。

したがって、エンジン始動後において、エンジンの主たる駆動に合わせて高速で回転するフライホイール６にリングギヤ４が接触しないことから、リングギヤ４及びフライホイール６の磨耗を低減でき、更に、リングギヤ４がフライホイール６に接触することによって発生するスラスト打音を低減することが可能である。加えて、リングギヤ４及びフライホイール６間の摩擦に起因する発熱を低減できるので、オイルシール７ａ及び７ｂが熱によって劣化することを抑制することもできる。これらの結果、始動装置１を長期間支障なく動作させることができる。

再び、図１を参照しながら、始動装置１内で潤滑油を淀みなく流動させる構成について説明する。

図１において、オイル供給路９は、シリンダーブロック１４に設けられている。オイル供給路９は、リングギヤ４の径方向において転がり軸受部８がリングギヤ４を転動自在に支持する転動面８ａより下側の位置に設けられている。即ち、リングギヤ４の径方向におけるオイル供給路９の位置は、転動面８ａまでの半径Ｄ１より小さい。クランクメインジャーナルに設けられた潤滑路２０は、オイル供給路９を介して潤滑油を転がり軸受部８に供給する。

転がり軸受部８、ワンウェイクラッチ５、オイルシール７ｂ及び７ａは、リングギヤ４の径方向において内側から、転がり軸受部８、ワンウェイクラッチ５、オイルシール７ｂ、オイルシール７ａの順に位置する。したがって、オイル供給路９から転がり軸受部８に供給された潤滑油は、転動面８ａに流動した後、クランクシャフト１０が回転することによって生じる遠心力によって、転がり軸受部８、及びワンウェイクラッチ５に供給される。転動面８ａ及びワンウェイクラッチ５に潤滑油が供給されることによって、転動面８ａ及びワンウェイクラッチ５の磨耗及び焼き付きが低減され、始動装置１の始動不良を低減することができる。さらに、オイルシール７ａ及び７ｂはリングギヤ４のシリンダーブロック１４側及びフライホイール６側を夫々シールし、潤滑油が始動装置１の外部に漏れ出すことを低減することができる。

更に、リングギヤ４は、リングギヤ４の径方向においてオイルシール７ａ及びオイルシール７ｂより内側の領域にリングギヤ４のフライホイール６側からシリンダーブロック１４側に向かって貫通するオイル排出路２１を備える。より具体的には、オイル排出路２１は、リングギヤ４の径方向において、オイルシール７ｂがフライホイール６の凸部１６の上面に接するシール面２２ａより下側であり、且つオイルシール７ａがリングギヤ４の第２凹部１３ａの下側と接するシール面２２ｂより下側に設けられている。即ち、リングギヤ４の径方向におけるオイル排出路２１は、シール面２２ａまでの半径Ｄ２で示す位置より下側であり、且つシール面２２ｂまでの半径Ｄ３で示す位置より下側に位置する。更に、オイル排出路２１は、リングギヤ４の径方向においてワンウェイクラッチ５より外側に設けられている。

オイル排出路２１によれば、転がり軸受部８及びワンウェイクラッチ５を流動した潤滑油がクランクシャフト１０の遠心力によって装置外部に排出される。したがって、オイル供給路９、転がり軸受部８、ワンウェイクラッチ５、オイル排出路２１に渡って潤滑油の流路が形成される。このような潤滑油の流路によれば、始動装置１内において潤滑油を淀みなく流動させることが可能であり、スラッジ或いは始動装置１内に蓄積された異物によってリングギヤ４、ワンウェイクラッチ５及び転がり軸受部８が動作不良を起こすことを低減することができ、始動装置１の始動性を高めることができると共に始動装置１を支障なく動作することができる寿命を延ばすことが可能である。また、オイル排出路２１によれば、シリンダーブロック１４側を流れ出た潤滑油がオイル排出路２１を介してフライホイール６側に流れ、そのまま外部に排出されてしまうことを抑制することができる。

図１及び図３を参照しながら潤滑油が排出される経路についてより詳細に説明する。図３は、潤滑油が排出される経路を模式的に示した図である。

図１及び図３において、潤滑油は、始動装置１が備える転がり軸受部８、ワンウェイクラッチ５を流動した後、オイル排出路２１からシリンダーブロック１４のオイル受け取り孔３２に排出される。オイル排出路２１は、リングギヤ４の周方向に沿って複数設けられている。シリンダーブロック１４は、リングギヤ４のオイル排出路２１から潤滑油を受け取るオイル受け取り孔３２を備えている。リングギヤ４が回転することによってオイル排出路２１がオイル受け取り孔３２の位置に巡ってくる度に、潤滑油がオイル受け取り孔３２に排出される。潤滑油は、オイル受け取り孔３２からシリンダーブロック１４の下側に配設されたオイルパン３３に排出される。オイルパン３３に排出された潤滑油を再度ポンプによって始動装置１に供給することも可能であり、始動装置１内で潤滑油を循環させることが可能である。

次に、図４を参照しながら、本発明に係る始動装置の他の例について説明する。図４は、本例に係る始動装置１００をリングギヤ４の回転軸の軸線方向に沿って一部破断して示す図である。尚、図４において、上述した始動装置１と共通部分については共通の参照符号を付して説明し、共通する構成についての詳細な説明は省略する。

本例に係る始動装置１００は、オイルシール７ａがリテイナー３６を介してシリンダーブロック１４に固定されている点に特徴を有する。オイルシール７ａは、少なくとも部分的にリテイナー３６を介してシリンダーブロック１４に対向しており、リングギヤ４及びシリンダーブロック１４間をシールする。本実施形態では、リテイナー３６はフランジ３７を介してオイルシール７ａをシリンダーブロック１４に固定している。ボルト３５でシリンダーブロック１４に固定されたリテイナー３６は、シリンダーブロック１４及びオイルパン３３を組み上げた後でオイルシール７ａをリングギヤ４にシリンダーブロック１４側に配置することができる。リテイナー３６はリングギヤ４の周方向に沿って延在しており、オイルシール７ａをリングギヤ４の周方向に沿って固定する。リテイナー３６は、例えば、アルミニウムの如き金属を主たる材料として形成されている。このように、リングギヤ４及びシリンダーブロック１４間に各種部材が配設されている場合も本発明の概念を逸脱するものではない。さらに、リングギヤ４及びフライホイール６間に補助板の如き部材が配設されている場合も本発明の概念を逸脱するものではない。

尚、本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う始動装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本実施形態に係る始動装置の一例をリングギヤ４の軸線方向に沿って一部破断して示す図である。 図１の一部を拡大して示す拡大図である。 本実施形態に係る始動装置の潤滑油が排出される経路を模式的に示した図である。 本実施形態に係る始動装置の他の例をリングギヤ４の軸線方向に沿って一部破断して示す図である。 リングギヤ周辺における各部の位置関係を模式的に示した配置図である。

符号の説明

始動装置 １，１００、始動モータ ２、リングギヤ ４、ワンウェイクラッチ ５、フライホイール ６、オイルシール ７ａ，７ｂ、転がり軸受部 ８、リングギヤ摺動部 ４６

Claims (15)

1. クランク軸に接続されたフライホイールが設けられていると共に本体ブロック部を有する内燃機関を始動するための始動装置であって、
   前記内燃機関の始動時に、始動用回転力を発生させる始動モータと、
   前記始動用回転力を前記始動モータの側から前記フライホイールの側に伝達するためのリングギヤと、
   前記リングギヤ及び前記フライホイール間に介在しており、前記リングギヤの側から前記フライホイール側へ前記始動用回転力を伝達すると共に前記フライホイール側から前記リングギヤ側への前記内燃機関の駆動用回転力の伝達を阻止する一方向クラッチと、
   前記リングギヤの前記本体ブロック部側をオイルシールする第１オイルシールと、
   前記リングギヤの前記フライホイール側をオイルシールする第２オイルシールとを備え、
   前記第１オイルシールは、前記第２オイルシールより前記リングギヤの径方向において外側に配置されていること
   を特徴とする始動装置。
2. 前記リングギヤは、前記フライホールの側に突出した第１凸部及び前記フライホイールの側に開いた第１凹部を含む第１凹凸部と、前記本体ブロックの側に突出した第２凸部及び前記本体ブロック部の側に開いた第２凹部を含む第２凹凸部とを備えており、
   前記第２凹部は、前記径方向において前記第１凹部より外側に設けられており、
   前記第１オイルシールは、前記第２凹部内に配置されており、
   前記第２オイルシールは、前記第１凹部内に配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の始動装置。
3. 前記第１凹部は、前記第２凸部と表裏一対となるように前記第２凸部の裏面側に位置しており、
   前記第２凹部は、前記第１凸部と表裏一対となるように前記第１凸部の裏面側に位置しており、
   前記第２オイルシールの前記本体ブロック部の側に臨む端面は、前記リングギヤを前記リングギヤの回転軸を含む平面で切った断面上において、前記第１オイルシールの前記フライホイールの側の端面、又は前記第１凸部の前記フライホイールの側に臨む表面より前記本体ブロック部の側に近いこと
   を特徴とする請求項２に記載の始動装置。
4. 前記第１オイルシールは、前記リングギヤを前記フライホイールから遠ざけるスラスト力を発生させるように構成されていること
   を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の始動装置。
5. 前記第１オイルシールは、前記リングギヤの周方向において延在しており、前記第１オイルシールにおける前記リングギアの回転軸を含む平面で切った前記リングギヤの摺動部の断面形状は、前記スラスト力を発生させるように、前記フライホイールの側に向かって先細りしたテーパー形状であること
   を特徴とする請求項４に記載の始動装置。
6. 前記一方向クラッチは、前記第２オイルシールより前記径方向において内側に配置されていること
   を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の始動装置。
7. 前記リングギヤには、前記径方向において前記第１のオイルシールのシール面より内側、且つ前記第２オイルシールのシール面より内側の領域に、前記フライホイールの側から前記本体ブロック部の側に貫通するオイル排出路が設けられていること
   を特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の始動装置。
8. 前記径方向において前記クランク軸と前記リングギアとの間に配設されると共に前記リングギヤを転動可能に支持する軸受部と、
   前記本体ブロック部に形成され、前記径方向において前記軸受部の転動面より内側に位置するオイル供給路とを更に備えたこと
   を特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の始動装置。
9. 前記第１オイルシールは、少なくとも部分的に前記本体ブロック部にリテイナーを介して固定されており、前記リングギヤと前記リテイナーとの間をオイルシールすること
   を特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の始動装置。
10. クランク軸に接続されたフライホイールが設けられていると共に本体ブロック部を有する内燃機関を始動するための始動装置であって、
    前記内燃機関の始動時に、始動用回転力を発生させる始動モータと、
    前記始動用回転力を前記フライホイールの側に伝達するためのリングギヤと、
    前記リングギヤ及び前記フライホイール間に介在しており、前記リングギヤの側から前記フライホイールの側へ前記始動用回転力を伝達すると共に前記フライホイールの側から前記リングギヤの側への前記内燃機関の駆動用回転力の伝達を阻止する一方向クラッチと、
    前記リングギヤの前記本体ブロック部側をオイルシールする第１オイルシールと、
    前記リングギヤの前記フライホイール側をオイルシールする第２オイルシールとを備え、
    前記第１オイルシールは、前記リングギヤを前記フライホイールから遠ざけるスラスト力を発生させるように設けられていること
    を特徴とする始動装置。
11. 前記第１オイルシールは、前記リングギヤの周方向において延在しており、前記第１オイルシールにおける前記リングギアの回転軸を含む平面で切った前記リングギヤの摺動部の断面形状は、前記スラスト力を発生させるように、前記フライホイールの側に向かって先細りしたテーパー形状であること
    を特徴とする請求項１０に記載の始動装置。
12. 前記一方向クラッチは、前記第２オイルシールより前記径方向において内側に配置されていること
    を特徴とする請求項１０又は１１に記載の始動装置。
13. 前記リングギヤには、前記径方向において前記第１のオイルシールのシール面より内側、且つ第２オイルシールのシール面より内側の領域に、前記フライホイールの側から前記本体ブロック部の側に貫通するオイル排出路が設けられていること
    を特徴とする請求項１０から１２の何れか一項に記載の始動装置。
14. 前記径方向において前記クランク軸と前記リングギアとの間に配設されると共に前記リングギヤを転動可能に支持する軸受部と、
    前記本体ブロック部に形成され、前記径方向において前記軸受部の転動面より内側に位置するオイル供給路とを更に備えたこと
    を特徴とする請求項１０から１３の何れか一項に記載の始動装置。
15. 前記第１オイルシールは、少なくとも部分的に前記本体ブロック部にリテイナーを介して固定されており、前記リングギヤと前記リテイナーとの間をオイルシールすること
    を特徴とする請求項１０から１４の何れか一項に記載の始動装置。

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