JP6407398B1 - 内燃機関の始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機構部におけるインターナルギヤの始動装置の機枠への衝撃を緩和し、始動時の騒音を低減することが可能な内燃機関の始動装置を提供することを目的とする。【解決手段】スイッチ部と、モータ部と、変速機構部と、ピニオンギヤ部とを備えた内燃機関の始動装置であって、前記変速機構部は、前記モータ部の回転軸に連結されたピニオンと、このピニオンの回転が伝達される複数のプラネタリギヤと、これらのプラネタリギヤの回転を受けるインターナルギヤとからなる遊星歯車装置および前記遊星歯車装置を収納する機枠から構成されており、前記インターナルギヤの外周面に形成された突起部と、この突起部を収容する凹部との間に弾性体を嵌装し、前記弾性体を介して前記インターナルギヤと前記機枠との間に隙間を形成する。【選択図】図１

Description

この発明は、内燃機関の始動装置に関するものである。

従来、内燃機関の始動装置において、始動時に内燃機関の圧縮衝撃及び減圧衝撃によって始動装置のトルクを伝達する部品の破損を防ぐ始動装置が開発されてきた。例えば、特許文献1に記載の始動装置では、始動装置の変速機構部に緩衝部材を設けることによって、始動装置に作用する衝撃力のピークを減衰させて始動装置の破損を防止している。
また、特許文献２に記載の始動装置においては、弾性力の異なる複数の緩衝部材を用いることによって幅広い衝撃力を吸収・緩和するようにしている。

特開昭５９−２３０６５号公報 実開昭６１−６１３５３号公報

しかし、特許文献１や特許文献２の内燃機関の始動装置においては、変速機構部の構成部品に精度アンバランスや強度アンバランスを有するため、内燃機関の始動時に発生する衝撃力によって変形や偏心が発生し、この結果、始動電動機の機枠と変速機構部の部品が衝突することによって、衝撃緩和効果が低減し、異音が発生するという欠点があった。

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、内燃機関の始動時に発生する衝撃力を緩和し、始動時の騒音を低減することが可能な内燃機関の始動装置を提供するものである。

この発明に係る内燃機関の始動装置は、通電により可動接点が移動して固定接点に閉成されるスイッチを有するスイッチ部と、前記スイッチの閉成により通電されて動作するモータ部と、前記モータ部の回転を減速する変速機構部と、前記スイッチ部の動作により軸方向に移動されるとともに前記変速機構部の出力が伝達されるピニオンギヤを有し、前記ピニオンギヤを内燃機関に連結されたリングギヤに噛み合せるピニオンギヤ部とを備えた内燃機関の始動装置であって、前記変速機構部は、前記モータ部の回転軸に連結されたピニオンと、このピニオンの回転が伝達される複数のプラネタリギヤと、これらのプラネタリギヤの回転を受けるインターナルギヤとからなる遊星歯車装置および前記遊星歯車装置を収納する機枠から構成されており、前記インターナルギヤの外周面に形成された突起部と、この突起部を収容する凹部との間に弾性体を嵌装し、前記弾性体を介して前記インターナルギヤを前記機枠との間に隙間を形成するとともに前記インターナルギヤと前記機枠との間の隙間を、前記変速機構部の歯車の隙間よりも大きい隙間で構成したものである。

この発明によれば、弾性体を変速機構部におけるインターナルギヤと始動装置の機枠との間に配置することにより、始動時に変速機構部において発生する衝撃力を緩和し、始動時の騒音を低減することが可能な内燃機関の始動装置を提供することができる。

この発明に係る実施の形態１である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図である。 図２における要部構成を展開して示す概要図である。 この発明に係る実施の形態２である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図である。 図４におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図である。 図５における要部構成を展開して示す概要図である。 この発明に係る実施の形態３である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図である。 図７におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図である。 図８における要部構成を展開して示す概要図である。 この発明に係る実施の形態４である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図である。 図１０におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図である。 図１１における要部構成を展開して示す概要図である。

実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図である。
図において、始動装置１００は、内燃機関に連結されたリングギヤ２００を回転駆動するもので、スイッチ部１０と、モータ部２０と、変速機構部３０および出力部４０とから構成されている。
ここで、スイッチ部１０は、図示していないソレノイドおよび固定接点と可動接点からなるスイッチが内蔵された機枠１１と、ソレノイドに通電することによって吸引されるプランジャ１２と、このプランジャ１２により回動されるレバー１３とを備えている。
また、モータ部２０は、スイッチ部１０の固定接点と可動接点の閉成により通電されて軸が回転駆動されるもので、このモータ部２０の外周は、磁路を構成するとともに始動装置１００の機枠となるヨーク２１が設けられ、このヨーク２１の軸方向先端部に変速機構部３０と区画する隔壁２２が設けられている。

出力部４０は、出力軸４１と、レバー１３の回動に伴ってスプライン４２を介して出力軸４１に沿って移動可能に構成され、かつ、回転可能に取り付けられた一方向クラッチ４３と、この一方向クラッチ４３に連結され、一方向クラッチ４３とともに軸方向に移動されてリングギヤ２００に噛み合うピニオンギヤ４４と、始動装置１００における機枠を構成するとともに軸受４５を介して出力軸４１の先端部を支持するブラケット４６と、ピニオンギヤ４４の軸方向の移動を規制するストッパ４７とを備えている。
なお、ピニオンギヤ４４は、セレーション４４aを介して軸方向に移動可能に配置され、弾性部材４４ｂによってリングギヤ２００の方向に付勢されている。

次に、この発明の要部である変速機構部３０について詳細に説明する。
図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図、図３は、図２における要部構成を展開して示す概要図である。
変速機構部３０は、図に示すように、遊星歯車装置から構成されたものであり、モータ部２０の回転軸の先端に形成されたピニオン３１と、ブラケット４６に取り付けられ、出力部４０との間を区画するブラケット３２と、ブラケット３２に軸受３３を介して回転可能に支持されたフランジ３４と、フランジ３４から軸方向に突出して取付けられた軸３５と、この軸３５に回転可能に取り付けられ、ピニオン３１に噛み合って回転駆動される複数のプラネタリギヤ３６と、プラネタリギヤ３６と噛み合うインターナルギヤ３７と、変速機構部３０の機枠およびインターナルギヤ３７の間に挿入された弾性体３８とを備えて形成されている。
なお、モータ部２０との隔壁２２と、ブラケット３２およびブラケット４６とによって遊星歯車を覆う変速機構部３０の機枠が構成されることになる。

ここで、インターナルギヤ３７の外周には、複数の突起部３７ａが等間隔で形成されており、この突起部３７ａに弾性体３８に形成された貫通孔３８ａが嵌合されている。また、ブラケット３２には、弾性体３８を保持する凹部３２ａが設けられている。
したがって、インターナルギヤ３７は、弾性体３８によって、隔壁２２との間に軸方向の隙間Ｓ１ならびにブラケット３２との間に径方向の隙間Ｓ２およびブラケット４６との間の径方向の隙間Ｓ３が形成されて支持されている。
なお、図３においては、ピニオン３１、プラネタリギヤ３６、ブラケット４６の図示を省略している。

次に、上述のような内燃機関の始動装置１００の動作について説明する。
まず、始動に際し、スイッチ部１０のソレノイドに通電すると、プランジャ１２が吸引されて図１における左側に移動し、プランジャ１２に係合されているレバー１３が回動される。これに伴って、一方向クラッチ４３が右方向に押し出され、ピニオンギヤ４４がリングギヤ２００に弾性部材４４ｂの弾性力を持って当接される。
その後、スイッチ部１０に内蔵されている可動接点が固定接点に接続され、モータ部２０に通電されると、ピニオンギヤ４４が回転しながらリングギヤ２００の歯面を滑り、ピニオンギヤ４４が右方向に移動してリングギヤ２００に噛合うことになる。なお、ピニオンギヤ４４は、ストッパ４７によって係止され、リングギヤ２００を超えて移動することがない。

この結果、モータ部２０の回転トルクが変速機構部３０を介して増幅され、出力軸４１およびピニオンギヤ４４を介してリングギヤ２００に伝達されることになり、内燃機関を始動することになる。

ところで、モータ部２０の回転トルクを出力部４０に伝達する際、変速機構部３０において、その構成部品の精度のアンバランスや構成部品に作用する力のアンバランスによってインターナルギヤ３７の軸ずれや変形が発生することになるが、インターナルギヤ３７と変速機構部３０の機枠との間に所定の隙間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を設けていることによって、インターナルギヤ３７の動きを阻害することなく、また、インターナルギヤ３７が弾性体３８を介在させて変速機構部３０の機枠に支持されていることから、変速機構部３０で発生する振動を弾性体３８によって減衰させることが可能となる。

なお、変速機構部３０の機枠となる隔壁２２およびブラケット３２とインターナルギヤ３７との軸方向の隙間Ｓ１は、動作時のインターナルギヤ３７の傾きや軸方向の変位ならびに組付けクリアランス等による軸方向への可動範囲をΔLとすると、Ｓ１＞ΔＬとなるように設定されている。また、ブラケット３２とインターナルギヤ３７との径方向の隙間Ｓ２およびブラケット４６とインターナルギヤ３７との径方向の隙間Ｓ３は、歯車の隙間（バックラッシ、歯先・歯底のクリアランス）およびインターナルギヤ３７の変形や偏心による径方向への可動範囲をΔＲ（可動範囲ΔＲを総じて歯車のクリアランスとする）とすると、Ｓ２＞ΔＲおよびＳ３＞ΔＲとなるように設定されている。
以上のように、変速機構部３０の機枠とインターナルギヤ３７との軸方向の隙間Ｓ１および径方向の隙間Ｓ２、隙間Ｓ３を弾性体３８により確保することによって、変速機構部３０の機枠への振動伝達を抑制することができ、始動時の騒音を低減することが可能となる。

実施の形態２．
図４は、この発明に係る実施の形態２である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図、図５は、図４におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図、図６は、図５における要部構成を展開して示す概要図である。
図において、図１〜図３に示された実施の形態１の構成と同一部分または相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
実施の形態１においては、弾性体３８に貫通孔３８ａを設け、インターナルギヤ３７の突起部３７ａを収容するように構成したが、この実施の形態２においては、弾性体３８の孔の外周側端を閉じた未貫通孔３８ｂとし、インターナルギヤ３７の突起部３７ａを収容する凹部を構成している。

このように構成することによって、実施の形態１と同様にインターナルギヤ３７から変速機構部３０の機枠へ伝達される振動を抑制することができ、始動時の騒音を低減することが可能となる。
なお、弾性体３８における未貫通孔３８ｂ底面の径方向の厚みは、インターナルギヤ３７の可動範囲ΔＲより小さくてもよく、この場合、インターナルギヤ３７の突起部３７ａが直接ブラケット３２の内周面に当接しないため、同様に騒音低減の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図７は、この発明に係る実施の形態３である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図、図８は、図７におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図、図９は、図８における要部構成を展開して示す概要図である。
図において、図４〜図６に示された実施の形態２の構成と同一部分または相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
上述の実施の形態２においては、弾性体３８の中央部に未貫通孔３８ｂを設け、インターナルギヤ３７の突起部３７ａを収容するように構成したが、この実施の形態３においては、内燃機関に回転トルクを伝達する際に発生する反力を受ける弾性体３８の側３８ｃの周方向長さを反対側３８ｄの周方向長さよりも大きく形成したものである。
このように構成することによってトルク伝達側の始動装置のねじり剛性を下げることが可能となるため、トルク伝達時の衝撃を緩和する効果を向上させることができる。

実施の形態４．
図１０は、この発明に係る実施の形態３である内燃機関の始動装置の構成を示す部分断面図、図１１は、図１０におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す要部概要図、図１２は、図１１における要部構成を展開して示す概要図である。
図において、図４〜図６に示された実施の形態２の構成と同一部分または相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
この発明の実施の形態４においては、弾性体３８にインターナルギヤ３７の軸方向両端面を挟み込むように突出部３８ｅを設けたもので、これによってインターナルギヤ３７が傾斜するような場合であっても変速機構部３０の機枠との接触を確実に防止することが可能となる。

なお、上述の実施の形態１〜４においては、インターナルギヤ３７の突起部３７ａを等間隔に４個設け、それぞれ弾性体３８を嵌合させるように形成するとともに、プラネタリギヤ３６を３個設けた内燃機関の始動装置について説明したが、インターナルギヤ３７およびプラネタリギヤ３６のそれぞれが他の個数の倍数でなければ、トルク伝達時のインターナルギヤ３７の変形量を緩和することができ、隙間Ｓ１、隙間Ｓ２および隙間Ｓ３を小さくすることも可能である。
また、インターナルギヤ３７の突起部３７ａを等間隔とせず不均等に配置しても、上記と同様に、トルク伝達時のインターナルギヤ３７の変形量を緩和することができる。

さらに、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０：スイッチ部、 ２０：モータ部、 ２２：隔壁、 ３０：変速機構部、
４０：出力部、 ３１：ピニオン、 ３２：ブラケット、 ３３：軸受、
３４：フランジ、 ３５：軸、 ３６：プラネタリギヤ、 ３７：インターナルギヤ、
３７ａ：突起部、 ３８：弾性体、 ４６：ブラケット、 Ｓ１：軸方向の隙間、
Ｓ２：径方向の隙間、 Ｓ３：径方向の隙間

Claims (7)

1. 通電により可動接点が移動して固定接点に閉成されるスイッチを有するスイッチ部と、
   前記スイッチの閉成により通電されて動作するモータ部と、
   前記モータ部の回転を減速する変速機構部と、
   前記スイッチ部の動作により軸方向に移動されるとともに前記変速機構部の出力が伝達されるピニオンギヤを有し、前記ピニオンギヤを内燃機関に連結されたリングギヤに噛み合せるピニオンギヤ部とを備えた内燃機関の始動装置であって、
   前記変速機構部は、前記モータ部の回転軸に連結されたピニオンと、このピニオンの回転が伝達される複数のプラネタリギヤと、これらのプラネタリギヤの回転を受けるインターナルギヤとからなる遊星歯車装置および前記遊星歯車装置を収納する機枠から構成されており、
   前記インターナルギヤの外周面に形成された突起部と、この突起部を収容する凹部との間に弾性体を嵌装し、前記弾性体を介して前記インターナルギヤと前記機枠との間に隙間を形成するとともに前記インターナルギヤと前記機枠との間の隙間を、前記変速機構部の歯車の隙間よりも大きい隙間で構成したことを特徴とする内燃機関の始動装置。
2. 前記弾性体に径方向の未貫通孔を設け、この孔内に前記インターナルギヤの突起部を嵌合させた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. 前記弾性体における未貫通孔の閉じている部分の径方向の厚みが前記インターナルギヤと前記機枠との間の隙間よりも小さく形成したことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の始動装置。
4. 前記インターナルギヤの反力を受ける側の前記弾性体の周方向長さを反対側の周方向長さよりも大きく形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の内燃機関の始動装置。
5. 前記弾性体に前記インターナルギヤの軸方向端面を挟み込む突出部を形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の内燃機関の始動装置。
6. 前記弾性体を前記プラネタリギヤの歯車の数の倍数とならない３カ所以上に配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の内燃機関の始動装置。
7. 前記弾性体の周方向の配置を不均等としたことを特徴とする請求項６記載の内燃機関の始動装置。

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