JP5306103B2 - 内燃機関の始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の始動装置に関する。

クランクシャフトにスタータモータの駆動力を伝達するための機構が特許文献１に開示されている。このものは、スタータモータとクランクシャフトとの間にリングギア及びワンウェイクラッチ等を配置した始動装置であって、スタータモータとリングギアとを常時噛み合わせた方式を採用してなるものである。

上記の始動装置において、スタータモータが駆動すると、スタータモータに連結されたリングギアが回転し、その回転力がワンウェイクラッチを介してクランクシャフトに伝達されて、内燃機関が始動される。一方、内燃機関の始動後、クランクシャフトがスタータモータを上回る回転数で回転すると、ワンウェイクラッチによってクランクシャフト側からリングギア側へのトルク伝達が断絶され、もってスタータモータの過回転が阻止される。

ワンウェイクラッチは、トルク伝達部、インナレース、及びアウタレースを有している。インナレースは、ワンウェイクラッチの内周側に配置されるインナレース本体と、インナレース本体の一端からワンウェイクラッチの一側面を覆うように延びてリングギアに連結されるインナレース連結部とからなる。アウタレースは、トルク伝達部の外周側に配置されるアウタレース本体と、アウタレース本体の他端からトルク伝達部の他側面を覆うように延びてクランクシャフトに連結されるアウタレース連結部とからなる。装置の一側方には、ワンウェイクラッチ等を潤滑するための給油部が形成され、給油部側にインナレース連結部が配置され、給油部から離れてアウタレース連結部が配置されている。そして、インナレース連結部の内周面とアウタレース本体の外周面との間にはシール部材が配置され、これによって両レース間のオイル漏れを防止する構成とされる。

特開２００７−３２４９１号公報

ところで、上記従来の始動装置では、シール部材がクランクシャフトの中心から離れた外周側に配置されるのを余儀なくされ、シール部材の径寸法が大きくなる嫌いがあった。しかし、このようにシール部材が中心から離れた位置で両レースと接触する構成であると、接触部における周速が大きく、摺動に伴う摩擦熱によってシール部材の劣化が進行し、ひいてはシール性能が低下するおそれがあった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、オイルシールの信頼性を高めることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、クランクシャフトにスタータモータの駆動力を伝達して内燃機関を始動させる始動装置であって、スタータモータに回転可能に連結されるリングギアと、前記クランクシャフトと前記スタータモータとの間に配置される、ワンウェイクラッチのトルク伝達部と、前記トルク伝達部の内周側に配置されるインナレース本体を有し、前記リングギアと一体に回転されるインナレースと、前記トルク伝達部の外周側に配置されるアウタレース本体を有し、クランクシャフトと一体に回転されるアウタレースとを備え、一側方に給油部が形成され、前記アウタレースは、前記アウタレース本体の一端側から前記トルク伝達部における前記給油部に近い側の一側面を覆うように延びて前記クランクシャフト側に連結されるアウタレース連結部を有し、前記インナレースは、前記インナレース本体の他端側から前記トルク伝達部における前記給油部から遠い側の他側面を覆うように延びて前記リングギア側に連結されるインナレース連結部を有し、さらに、前記インナレース本体とこれに対向する前記クランクシャフト側の対向面との間には、シール部材が配置されているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記インナレース本体と対向する前記対向面は、前記アウタレース連結部に形成され、このアウタレース連結部の対向面には、前記シール部材に前記給油部のオイルを供給するためのオイル孔が開口して形成されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記給油部は、シリンダブロック内に形成された給油路を有し、前記シリンダブロックには、前記給油路内のオイルを前記アウタレース連結部と前記クランクシャフトとの間に向けて噴射するジェット孔が形成されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
アウタレースがアウタレース本体の一端側からトルク伝達部における給油部に近い側の一側面を覆うように延びてクランクシャフト側に連結されるアウタレース連結部を有し、インナレースがインナレース本体の他端側からトルク伝達部における給油部から遠い側の他側面を覆うように延びてリングギア側に連結されるインナレース連結部を有し、インナレース本体とこれに対向するクランクシャフト側の対向面との間にはシール部材が配置されているから、従来よりもシール部材の径寸法が小さくなる。このため、シール部材の接触部における周速が遅くなり、摩擦熱の上昇を抑えることができる結果、シール部材の劣化の進行をくい止めることができる。

＜請求項２の発明＞
請求項１の発明の構成によれば、アウタレース連結部の存在に起因し、シール部材及びトルク伝達部に給油部のオイルが届き難いという事情がある。とくに、オイルは遠心力によって外側に流れるため、シール部材及びトルク伝達部にオイルを供給するのが一段と難しくなる。その点、本発明の構成によれば、アウタレース連結部の対向面にオイル孔が開口して形成されているため、オイル孔からシール部材及びトルク伝達部へとオイルを円滑に行き渡らせることができる。

＜請求項３の発明＞
シリンダブロックにジェット孔が形成されているから、ジェット孔から噴射されるオイルによってシール部材及びトルク伝達部を安定確実に潤滑させることができる。

本発明の実施形態１の始動装置の断面図 実施形態２の始動装置の断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１によって説明する。実施形態１は、クランクシャフト１０とスタータモータ１１との間に構成される常時噛み合いの始動装置を例示するものである。

クランクシャフト１０の端部にはアウタレース１２及びフライホイール１３が双方を貫通するボルト１４によって共締めして取り付けられており、これによってアウタレース１２及びフライホイール１３はクランクシャフト１０と一体に回転される。
クランクシャフト１０の端部は、ベアリングメタル１５を介してシリンダブロック１６に回転可能に支持されている。シリンダブロック１６の内部にはベアリングメタル１５にオイルを供給する給油路１７が径方向（図示上下方向）に延出して形成されている。また、シリンダブロック１６には給油路１７と略直交するジェット孔１８が形成されている。ジェット孔１８は、その内径が給油路１７の内径よりも小さくされ、軸方向（図示左右方向）に延出してシリンダブロック１６の側面に開口している。シリンダブロック１６の側面は、装置の一側方に配置され、装置の一側面との間には給油空間１９が保有されている。

クランクシャフト１０の中心軸から離れた外周側には円環板状のリングギア２０が配置され、リングギア２０の外周部にはギア部２１が形成されている。また、スタータモータ１１の出力軸にはギア部２１と噛み合うピニオンギア２２が形成され、スタータモータ１１の駆動力はピニオンギア２２を介してリングギア２０に伝達される。また、リングギア２０の内周部にはインナレース２３がボルト締めして取り付けられており、これによってインナレース２３がリングギア２０と一体に回転される。なお、インナレース２３及びアウタレース１２の形状については、後に詳述する。

また、リングギア２０とクランクシャフト１０との間にはワンウェイクラッチのトルク伝達部２４が配置されている。トルク伝達部２４は、スプラグ２５、外保持器２６、内保持器２７、及び図示しないスプリングを有している。スプラグ２５は、外保持器２６及び内保持器２７によって保持され、周方向に間隔をあけて複数配置されている。外保持器２６はアウタレース１２（詳細には後述するアウタレース本体２８の内周面）に係止され、内保持器２７はインナレース２３（詳細には後述するインナレース本体３６の外周面）に係止されている。

内燃機関の始動時には、スタータモータ１１の駆動に伴ってピニオンギア２２が回転されるとともに、これに連動してリングギア２０が回転され、さらに、スプラグ２５を介して両レース１２、２３が互いに係合されることによって、リングギア２０の回転力がクランクシャフト１０側へ伝達される。こうして内燃機関が始動された後、クランクシャフト１０の回転速度がリングギア２０の回転速度を上回ると、スプラグ２５の傾動によって両レース１２、２３の係合状態が解除され、クランクシャフト１０側からスタータモータ１１側へのトルク伝達が遮断される。これにより、スタータモータ１１がクランクシャフト１０に高回転で連れ回されるのが回避される。

さて、アウタレース１２は、全体として円環板状をなし、トルク伝達部２４の外周側と対向に配置されるアウタレース本体２８と、アウタレース本体２８の軸方向一端に一体に連なりつつトルク伝達部２４の一側面を覆うようにしてクランクシャフト１０側へ延びるアウタレース連結部２９とからなる。ここで、トルク伝達部２４の一側面は、給油空間１９に近いシリンダブロック１６側の面とされる。

詳しくは、アウタレース連結部２９は、アウタレース本体２８の軸方向一端と略直交して径方向中心側に延びる第１アウタレース連結部３０と、第１アウタレース連結部３０の内端からクランクシャフト１０の外周面に沿って軸方向他側（クランクシャフト１０の端末側）に延びる第２アウタレース連結部３１と、第２アウタレース連結部３１の軸方向他端からクランクシャフト１０の他側段差面に沿って径方向中心側に延びる第３アウタレース連結部３２とからなる。

第１アウタレース連結部３０の一側面は、シリンダブロック１６の側面との間に給油空間１９を区画して配置されている。第３アウタレース連結部３２には、フライホイール１３との間を締結するボルト１４が貫通される貫通孔３３が軸方向に形成されている。

第２アウタレース連結部３１には、オイル孔３４が径方向に貫通して形成されている。オイル孔３４の入り口は第２アウタレース連結部３１の内周面に開口し、オイル孔３４の出口は第２アウタレース連結部３１の外周面に開口している。また、第２アウタレース連結部３１とクランクシャフト１０との間には、油路３５が軸方向に形成されている。図示する油路３５は、クランクシャフト１０の外周面に凹溝状に形成されている。油路３５の入り口はクランクシャフト１０の一側段差面に開口してジェット孔１８と対向に配置され、油路３５の出口はクランクシャフト１０の外周面に開口してオイル孔３４の入り口に臨んでいる。

一方、インナレース２３は、全体として円環板状をなし、トルク伝達部２４の内周側と対向に配置されるインナレース本体３６と、インナレース本体３６の軸方向他端に一体に連なりつつトルク伝達部２４の他側面を覆うようにしてリングギア２０側へ延びるインナレース連結部３７とからなる。ここで、トルク伝達部２４の他側面は、給油空間１９から遠いフライホイール１３側の面とされる。

詳しくは、インナレース連結部３７は、インナレース本体３６の軸方向他端と略直交して径方向外周側に延びる第１インナレース連結部３８と、第１インナレース連結部３８の外端から軸方向一側（シリンダブロック１６側）に延びる第２インナレース連結部３９とからなる。第２インナレース連結部３９は、径方向に厚肉とされ、その内部にリングギア２０との間を締結するボルト４０が螺合されるねじ孔４１が軸方向に形成されている。

第２インナレース連結部３９の内周面は、アウタレース本体２８の外周面と対向に配置されており、アウタレース本体２８の外周面との間には、両レース１２、２３間の相対回転を許容するベアリング４２が配置されている。また、インナレース本体３６の内周面は、第２アウタレース連結部３１の外周面と対向に配置されており、第２アウタレース連結部３１の外周面との間には、両レース１２、２３間のオイルシールを実行する第１シール部材４３が配置されている。

第１シール部材４３は、インナレース本体３６の内周面に固定されているとともに、クランクシャフト１０の相対回転に伴って第２アウタレース連結部３１の外周面を摺接する第１リップ４４を有している。第１リップ４４は、オイル孔３４の出口に臨む位置に配置されている。端的には、第１シール部材４３の外径は、インナレース本体３６の内径にほぼ等しく、第１シール部材４３の内径は、第２アウタレース連結部３１の外径にほぼ等しくされている。

第２インナレース連結部３９の外周面は、シリンダブロック１６に形成された張り出し部４５の内周面と対向に配置されており、張り出し部４５の内周面との間には、シリンダブロック１６との間のオイルシールを実行する第２シール部材４６が配置されている。第２シール部材４６は、張り出し部４５の内周面に固定されているとともに、リングギア２０の相対回転に伴って第２インナレース連結部３９の内周面を摺接する第２リップ４７を有している。端的には、第２シール部材４６の外径は、張り出し部４５の内径にほぼ等しく、第２シール部材４６の内径は、第２インナレース連結部３９の外径にほぼ等しくされている。

上記構成により、張り出し部４５、第２シール部材４６、第２インナレース連結部３９、ベアリング４２、アウタレース本体２８、トルク伝達部２４、インナレース本体３６、第１シール部材４３、及び第２アウタレース連結部３１は、軸方向に関してそれぞれラップする位置関係にある。別言すると、張り出し部４５、第２シール部材４６、第２インナレース連結部３９、ベアリング４２、アウタレース本体２８、トルク伝達部２４、インナレース本体３６、第１シール部材４３、及び第２アウタレース連結部３１は、それぞれ径方向に沿って並列に配置されている。

ところで、内燃機関の駆動時には、給油路１７及びクランクシャフト１０から給油空間１９にオイルが供給される。このとき、オイルの一部は、第１アウタレース連結部３０に沿いつつ遠心力によって外側に流れて、ベアリング４２を潤滑するとともに、第２シール部材４６を冷却する。また、給油路１７を流れるオイルの一部は、ジェット孔１８から噴射され、油路３５の入り口を通してオイル孔３４内に浸入し、さらにオイル孔３４の出口から流出して、そこで第１シール部材４３を冷却するとともに、遠心力によって外側に流れて、トルク伝達部２４を潤滑する。

以上のように本実施形態によれば、アウタレース連結部２９がトルク伝達部２４における給油空間１９に近い側の一側面を覆うように延びるとともに、インナレース連結部３７がトルク伝達部２４における給油空間１９から遠い側の他側面を覆うように延び、かつインナレース本体３６と第２アウタレース連結部３１との間にはワンウェイクラッチのオイルシールを実行する第１シール部材４３が配置されているから、第１シール部材４３の径寸法が小さくなり、第１リップ４４と第２アウタレース連結部３１との摺動部位における周速が遅くなる。したがって、第１シール部材４３の摺動部位における摩擦熱の上昇が抑えられることにより、シール部材の劣化の進行が阻止され、ひいてはオイルシールの信頼性が高められる。

また、第２アウタレース連結部３１の外周面にオイル孔３４が開口して形成されているため、第１アウタレース連結部３０の存在、及び遠心力の発生にも関わらず、オイル孔３４から第１シール部材４３及びトルク伝達部２４へとオイルを円滑に行き渡らせることができる。

さらに、シリンダブロック１６にジェット孔１８が形成されているから、ジェット孔１８から噴射されるオイルによって第１シール部材４３及びトルク伝達部２４を安定確実に潤滑させることができる。

＜実施形態２＞
図２は、本発明の実施形態２を示す。実施形態２では、ベアリング４２の配置等が実施形態１とは異なる。その他は、実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の部位には同一符合を付し、重複する説明は省略する。

すなわち、ベアリング４２は、インナレース本体３６の内周面と第２アウタレース連結部３１の外周面との間に、第１シール部材４３と軸方向に並列に配置されている。詳しくは、ベアリング４２は第１シール部材４３よりも給油空間１９に近い側に配置され、ベアリング４２の一側面は第１アウタレース連結部３０で覆われている。

インナレース連結部３７は、径方向に延びる第１インナレース連結部３８のみであって軸方向に延びる第２インナレース連結部３９を有しておらず、実施形態１よりも簡易な形状とされている。また、第２シール部材４６は、第１インナレース連結部３８の外周面と張り出し部４５の内周面との間に配置されている。ベアリング４２とトルク伝達部２４、及び第１シール部材４３と第２シール部材４６は、それぞれ軸方向に関して互いにラップする位置関係にある。

実施形態２によれば、ベアリング４２と第１シール部材４３が軸方向に並列に配置されるため、装置全体が径方向に大型化するのが回避される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）インナレース連結部はリングギアと一体に形成されるものであってもよい。
（２）アウタレース連結部はクランクシャフトと一体に形成されるものであってもよい。
（３）シール部材は、インナレース本体の内周面とクランクシャフトの外周面とに当接して配置される構成であってもよい。
（４）ワンウェイクラッチのトルク伝達部は、スプラグ式ではなく、ローラ式であってもよい。
（５）ベアリングは、ニードルベアリングであってもよい。

１０…クランクシャフト
１１…スタータモータ
１２…アウタレース
１６…シリンダブロック
１７…給油路
１８…ジェット孔
１９…給油空間（給油部）
２０…リングギア
２３…インナレース
２４…トルク伝達部
２８…アウタレース本体
２９…アウタレース連結部
３４…オイル孔
３６…インナレース本体
３７…インナレース連結部
４３…第１シール部材

Claims (3)

1. クランクシャフトにスタータモータの駆動力を伝達して内燃機関を始動させる始動装置であって、
   スタータモータに回転可能に連結されるリングギアと、
   前記クランクシャフトと前記スタータモータとの間に配置される、ワンウェイクラッチのトルク伝達部と、
   前記トルク伝達部の内周側に配置されるインナレース本体を有し、前記リングギアと一体に回転されるインナレースと、
   前記トルク伝達部の外周側に配置されるアウタレース本体を有し、前記クランクシャフトと一体に回転されるアウタレースとを備え、
   一側方に給油部が形成され、
   前記アウタレースは、前記アウタレース本体の一端側から前記トルク伝達部における前記給油部に近い側の一側面を覆うように延びて前記クランクシャフト側に連結されるアウタレース連結部を有し、
   前記インナレースは、前記インナレース本体の他端側から前記トルク伝達部における前記給油部から遠い側の他側面を覆うように延びて前記リングギア側に連結されるインナレース連結部を有し、さらに、
   前記インナレース本体とこれに対向する前記クランクシャフト側の対向面との間には、シール部材が配置されていることを特徴とする内燃機関の始動装置。
2. 前記インナレース本体と対向する前記対向面は、前記アウタレース連結部に形成され、このアウタレース連結部の対向面には、前記シール部材に前記給油部のオイルを供給するためのオイル孔が開口して形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動装置。
3. 前記給油部は、シリンダブロック内に形成された給油路を有し、前記シリンダブロックには、前記給油路内のオイルを前記アウタレース連結部と前記クランクシャフトとの間に向けて噴射するジェット孔が形成されていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の始動装置。

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