JPH0618070Y2 - エンジンの始動時負荷低減装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エンジンの始動時において該エンジンにかか
る負荷抵抗を低減するようにしたエンジンの始動時負荷
低減装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、この種のエンジンの始動時負荷低減装置とし
ては各種のものが知られている。その一例としては、例
えば実開昭５８−１０４３６３号公報に開示されている
ように、エンジンの始動時に電気負荷となる車載電装品
系への通電をリレーによってカットする一方、エンジン
のクランクプーリに連結された補機駆動系への動力伝達
を電磁クラッチによって遮断するようにしたものがあ
る。

（考案が解決しようとする課題） しかし、上記従来のものでは、エンジンのクランキング
時のみに負荷を低減するため、エンジンを完爆しても、
その後直ちにエンジンへ負荷がかかると、特にエンジン
の冷間時等においてはこの負荷のために、完爆後のエン
ジン回転数の所定値以上への上昇吹上りが良好に行われ
ず、その結果、エンジンが停止する等の問題があった。

そこで、エンジンの始動時にエンジン回転数が所定の吹
上り回転数に達するまで負荷を低減するようにすること
により、エンジンのクランキング後も負荷を低減してエ
ンジン回転の吹上りを良好に行わせ、始動性を高めるよ
うにすることが考えられる。尚、この場合、エンジンへ
の負荷接続を所定のアイドル回転数で行ったのでは、こ
のアイドル回転数は吹上り回転数と較べて比較的低回転
であるため、負荷接続時のエンジン負荷の増大に伴って
そのままエンストを起こす恐れがある。これに対し、所
定の吹上り回転数でエンジンへの負荷接続を行った場合
には、この吹上り回転数は比較的高回転であるため、負
荷接続時のエンジン負荷の増大によって回転数が落ち込
んでもエンストに至らず、始動性を確保しつつ負荷接続
が可能となる。

ところで、始動後にエンジンが安定して回転するのに必
要な吹上り回転数は、オイルポンプからエンジンの潤滑
部分に供給される潤滑オイルの粘度変化により冷間時と
温間時とで異なり、温間時には例えばアイドリング回転
数〜１０００rpmで済むが、冷間時には２０００rpmまで
上昇させる必要がある。

このため、負荷を低減するための上記吹上り回転数を冷
間時に合せて高く設定すると温間時には不必要な回転数
まで吹上ることになる。逆に温間時に合せて上記吹上り
回転数を低く設定すると冷間時に吹上り回転数が不足す
ることになる。

本考案はかかる諸点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、負荷を低減するための上記吹上り回転
数の基準値をエンジンの温度状態に応じて適正に変える
ようにすることにより、全ての温度条件下でエンジン回
転数の吹上りを良好にかつ効率良く行わせてエンジンの
始動性を良好に確保することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本考案の解決手段は、エンジ
ンによって常時駆動され該エンジンの潤滑部分に潤滑オ
イルを送給するためオイルポンプを備え、エンジンの始
動時に該エンジンにかかる負荷抵抗を低減するようにし
たエンジンの始動時負荷低減装置を前提とする。そし
て、エンジンの温間始動時にはエンジンの完爆後のエン
ジン回転数が所定の第１の吹上り回転数に到達するまで
上記エンジン負荷の低減を行う一方、エンジンの冷間始
動時にはエンジンの完爆後のエンジン回転数が上記第１
の吹上り回転数よりも高い所定の第２の吹上り回転数に
到達するまで上記エンジン負荷の低減を行うよう制御す
る負荷制御手段を備えたものとする。

（作用） 上記構成により、本考案では、エンジンの始動時、エン
ジン回転数が所定の吹上り回転数に達する該エンジンに
かかる負荷が低減されるので、エンジンの完爆後も負荷
が低減されることになり、エンジンの吹上りが良好に行
われる。このため、この吹上り回転数で負荷接続をする
と、この負荷接続時のエンジン負荷の増大によって回転
数が落ち込んでも上記吹上り回転数は比較的高回転であ
るのでエンストに至らず、始動性を確保しつつ負荷接続
が可能となる。

その場合、負荷制御手段により、冷間始動時における負
荷接続のための吹上り回転数が温間時のそれよりも高い
ので、エンジンの温度状態に対応した吹上り回転数を適
正に得ることができ、よってあらゆる温度条件下で良好
な始動性を確保できることになる。

（実施例） 以下、本考案における実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図において、１はエンジンを構成するシリンダブロ
ック、２はエンジンのクランクシャフト（図示せず）に
連結された駆動ギヤ、３は上記シリンダブロック１に形
成されたシャフト挿通孔４に回転自在に支持されたバラ
ンサシャフトである。該バランサシャフト３は、アンバ
ランスウェイト部（図示せず）を有するシャフト本体５
と、上記シャフト挿通孔４に摺動可能に支持されたピス
トン部６とに２分割されている。上記シャフト本体５に
は分割面の一半分を切り欠いてなる係合段部７が形成さ
れている一方、ピストン部６にはその分割面の他半部を
切り欠いてなる，上記シャフト本体５の係合段部７に係
合可能な係止段部８が形成されており、この係止段部８
と係合段部７との係合によりピストン部６がシャフト本
体５に一体的に連結される。上記バランサシャフト３の
ピストン部６前端面（係止段部８と反対側の端面）には
軸部９が同心状に突設され、該軸部９は、上記シャフト
挿通孔４の開口を液密状に封蓋するフランジ状の蓋部材
１０の軸受孔１１内に回転自在にかつ摺動自在に支持さ
れている。上記軸部９の先端部は蓋部材１０外に突出
し、その突出した先端部には上記受動ギヤ２に噛み合う
被駆動ギヤ１２がスライドキー１３を介して摺動可能に
かつ回転一体に取り付けられている。そして、上記被駆
動ギヤ１２は駆動ギヤ２よりも小径に設けられており、
バランサシャフト３のピストン部６とシャフト本体５と
が一体的に連結された状態で該バランサシャフト３をエ
ンジンのクランクシャフトの回転数の所定倍の比率でも
って回転させることにより、エンジンの回転振動を低減
するようになされている。

上記軸部９の先端には軸部９よりも大径のリング状のス
プリング受座１４がボルト１５止めにより取り付けら
れ、このスプリング受座１４と上記被駆動ギヤ１２との
間にはリターンスプリング１６が縮装されている。この
リターンスプリング１６のばね力により、被駆動ギヤ１
２を蓋部材１０前面に押し付けて駆動ギヤ２との噛合位
置に保持するとともに、軸部９つまりバランサシャフト
３のピストン部６をシャフト本体５から離れる方向すな
わち両者の係合が解放される方向に付勢するようになさ
れている。又、上記バランサシャフトのピストン部５の
前端面と蓋部材１０背面との間の空間は密閉状のシリン
ダ１７に形成され、外シリンダ１７には上記シリンダブ
ロック１及び蓋部材１０内部を通るオイル流路１８の下
流端部が開口されている。そして、このオイル流路１８
を通してシリンダ１７にオイルを供給または供給停止す
ることにより、バランサシャフト３を作動状態または非
作動状態に制御し、シリンダ１７内へのオイルの供給を
停止したときには、リターンスプリング１６の付勢力に
よってバランサシャフト３のピストン部６をシャフト本
体５から切り離してシャフト本体５の回転を停止させる
一方、シリンダ１７内にオイルを供給したときには、バ
ランサシャフト３のピストン部６をリターンスプリング
１６の付勢力に抗してシャフト本体５側へ移動させてピ
ストン部６とシャフト本体５とを連結し、シャフト本体
５を回転させるようにしたバランサシャフト作動装置Ａ
が構成されている。尚、蓋部材１０にはシリンダ１７内
の圧油を抜くためのオリフィス１９が設けられている。
又、２０は蓋部材１０をシリンダブロック１に位置決め
して取り付けるため位置決めピン、２１はシャフト挿通
孔４内周面とバランサシャフト３外周面との間に挿入さ
れたメタル状のスペーサである。

さらに、シリンダブロック１には、第１図に示すように
上記バランサシャフト４前側のシリンダ１７に対し圧油
を給排してバランサシャフト３を作動状態または非作動
状態に切り換えることにより、エンジンにかかる負荷抵
抗を制御するための負荷制御手段としての負荷制御弁Ｂ
が設けられている。

そして、この負荷制御弁Ｂはシリンダブロック１内に形
成したシリンダ状のバルブ孔２２を備え、外バルブ孔２
２の開口部２３は蓋部材２４によって封蓋されている。
また、このバルブ孔２２の中央付近には、上記シリンダ
ブロック１内を通るオイル流路１８の上流端と、クラン
クシャフトによって駆動されるオイルポンプ（図示せ
ず）に上流端が接続されるオイル供給路２５の下流端と
がそれぞれ対応して開口されている。

上記バルブ孔２２内にはバルブ孔２２内を油圧室２６と
スプリング室２７とに区画形成する弁体２８が摺動自在
に嵌装されている。上記スプリング室２７内にはスプリ
ング２９が縮装され、このスプリング２９のばね力によ
り弁体２８をバルブ孔開口部２３側へ付勢するようにし
ている。一方、弁体２８にはそのバルブ孔開口部２３側
の側面中心から適当な長さを有する軸状の制御ロッド３
０がバルブ孔２２の中心軸線と平行に開口部２３側へ延
設され、該制御ロッド３０の先端部は上記蓋部材２４に
形成した孔部３１内に挿入され、この孔部３１の奥底部
と制御ロッド３０先端との間には温度変化に応じて膨縮
するワックス３２が装填されている。そして、このワッ
クス３２の膨縮によりエンジン始動時に弁体２８を移動
させ、冷間始動時には、ワックス３２の非膨張により弁
体２８を図で示す位置に位置付ける一方、温間始動時に
は、ワックス３２の膨張により弁体２８を同破線矢印に
示す位置に位置付けるようになっている。

さらに、上記バルブ孔２２内の油圧室２６と上記オイル
供給路２５の途中とはバイパス路３３によって連通され
ている。よって、負荷制御弁Ｂにおいては、クランクシ
ャフトの駆動つまりエンジンにかかる負荷抵抗を低減す
る条件をエンジンのシリンダブロック１の温度状態と、
オイルポンプのオイル吐出圧（オイル供給路によって供
給された油圧室２６内の圧力）に略比例するエンジン回
転数との双方によって制御し、エンジンの温間時には、
弁体２８がワックス３２の膨張によって位置付けられた
始動前の位置（破線矢印にて示す位置）から油圧室２６
に供給されるオイル圧の増大に伴い図で実線矢印に示す
位置に移動して、エンジン回転数が比較的低い所定の第
１の吹上り回転数（例えば１０００rpm）に到達するま
で、一方冷間時には、弁体２８がワックス３２の非膨張
によって位置付けられた始動前の位置（図に示す位置）
から図で実線矢印にて示す位置に移動して、エンジン回
転数が上記第１の吹上り回転数よりも高い所定の第２の
吹上り回転数（例えば２０００rpm）に到達するまで、
それぞれバランサシャフト３のシリンダ１７に対するオ
イルの供給を停止させて、バランサシャフト３の駆動の
ためにエンジンにかかる負荷を低減するように構成され
ている。

したがって、上記実施例においては、エンジン始動時、
該エンジンが冷間時であるときには、負荷制御弁Ｂにお
けるワックス３２がほとんど膨張せず、このワックス３
２の非膨張により弁体２８が第１図に示す位置に位置付
けられている。この状態からエンジンがクランキングの
後に完爆して、該エンジンにより駆動されるオイルポン
プからの油圧がバイパス路３３を介してバルブ孔２２の
油圧室２６に伝達されると、その油圧により弁体２８が
スプリング２９の付勢力に抗して移動し、この間、オイ
ル供給路２５とオイル流路１８との連通は弁体２８によ
って遮断され、バランサシャフト３のシャフト本体５は
ピストン部６から隔離されて回転せず、このことによっ
てエンジンにかかる負荷が低減される。

そして、エンジン回転数が第２の吹上り回転数（２００
０rpm）に達した時点で上記弁体２８が第１図の実線矢
印の位置まで移動して負荷制御弁Ｂは開弁状態となり、
この開弁によりオイル供給路２５とオイル流路１８とが
連通してバランサシャフト３のピストン部６がシャフト
本体５に連結され、このことによって、バランサシャフ
ト３がエンジンにより回転駆動されてエンジンの振動低
減が図られる。

一方、エンジンの温間時には、ワックス３２が膨張する
ので、弁体２８は制御ロッド３０を介してスプリング２
９付勢力に抗して押圧されて第１図の破線矢印に示す位
置まで移動している。この後、エンジンが完爆してオイ
ルポンプからのオイルが油圧室２６に供給されるのに伴
って、弁体２８がさらに移動し、エンジン回転数が第１
の吹上り回転数（１０００rpm）に達するまでバランサ
シャフト作動装置Ａのシリンダ１７に対するオイルの供
給が停止されてエンジンにかかる負荷が低減される。そ
して、エンジン回転数が第１吹上り回転数に達すると、
負荷制御弁Ｂが開いて、上記と同様にバランサシャフト
３が回転する。

この場合、エンジン回転数が温間始動時には第１の吹上
り回転数に到達するまで、そして冷間始動時には第２の
吹上り回転数に到達するまで該エンジンにかかるバラン
サシャフト３の駆動による負荷が低減される。このた
め、エンジンのクランキング後もこの負荷が低減される
ことになり、始動後のエンジンの吹上りが良好に行われ
る。よって、この所定の吹上り回転数で負荷を接続する
と、この負荷接続によるエンジン負荷の増大によって回
転数が落ち込んでも上記吹上り回転数は比較的高回転で
あるのでエンストに至らず、始動性を確保しつつ負荷接
続が可能となる。

そして、負荷制御弁Ｂにより、冷間時における負荷接続
のための吹上り回転数が温間時のそれよりも高いので、
該エンジンの温度状態に対応した吹上り回転数を適正に
得ることができ、よってあらゆる温度条件下でエンジン
の良好な始動性を確保できることになる。

尚、上記実施例では、エンジンにかかる負荷抵抗とし
て、バランサシャフト３の駆動抵抗について説明した
が、エンジン負荷となるその他の装置をエンジン始動時
に作動停止させるようにしてもよい。

例えば、第３図に示す実施例では、エンジンの始動時に
トルクコンバータ３４の作動を停止させるようにしたも
のである。

すなわち、第３図において、３５はエンジンのリンダブ
ロック１に支持されたクランクシャフトであって、該ク
ランクシャフト３５の後端部（図で右端部）には、他の
部分よりも大径の大径部３６が形成され、該大径部３６
の後端面には略円盤状の可動プレート３７が回転一体に
かつ接続可能に取り付けられている。つまり、クランク
シャフト３５の大径部３６後端面にはその中心部にガイ
ド孔３８が、外周部には係合穴３９，３９…がそれぞれ
形成されている一方、可動プレート３７の前面（第３図
で左側面）にはその中央に上記クランクシャフト３５の
ガイド穴３８に摺動可能に嵌挿されるガイド軸４０が、
また、該ガイド軸４０の側方に上記係合穴３９，３９…
に摺動可能に嵌挿される係止ピン４１，４１…がそれぞ
れ突設されている。

また、上記クランクシャフト３５の大径部３６には、上
記ガイド穴３８の側方に後端面が開口するシリンダ４２
が形成され、該シリンダ４２には可動プレート３７前面
に突設されたピストン部４３が摺動可能に嵌装されてい
る。そして、上記シリンダ４２はシリンダブロック１内
に形成されたオイル流路４４に連通されている。さら
に、上記可動プレート３７の背面外周には段差状の当接
部４５が形成されている。又、可動プレート３７の周縁
部の厚みは中央部付近よりも薄くなっている。

一方、上記エンジンのクランクシャフト３５に同軸上に
配置されたトルクコンバータ３４は、上記可動プレート
３７背面に形成された中心孔４６に回転自在に挿入され
る入力軸４７にカバー４８を介して一体に固定されたイ
ンペラ４９と、出力軸５０に固定されたタービン５１
と、出力軸に回転自在に支承されたステータ５２とを備
えてなる。上記入力軸４７には外周縁に歯部を有するリ
ングギヤ５３が支持され、該リングギヤ５３は、締結ボ
ルト５４，５４，…によって上記カバー４８に一体に連
結されている。さらに、上記リングギヤ５３の前面周縁
には、上記可動プレート３７の当接部４５へ当接可能な
プレッシャープレート５５が一体に固着されている。ま
た、上記可動プレート３７の背面とリングギヤ５３との
間にはリターンスプリング５６が入力軸４７の回りに配
置されて嵌装されており、このリターンスプリング５６
のばね力によって可動プレート３７をリングギヤ５３の
プレッシャプレート５５から離すように付勢している。

よって、クランクシャフト３５のシリンダ４２内に対
し、シリンダブロック１のオイル流路４４からオイルを
給排することにより、可動プレート３７の当接部４５と
プレッシャプレート５５とを接離させて、トルクコンバ
ータ３４とエンジンとの連結およびその解除を制御する
ようにしたトルクコンバータ作動装置Ｃが構成されてい
る。そして、上記シリンダブロック１のオイル流路４４
は上記第１実施例における負荷制御弁Ｂ（第１図参照）
に接続されている。

したがって、この実施例においては、エンジンの温間始
動時には、エンジン回転数が第１の吹上り回転数に到達
するまで、上記負荷制御弁Ｂから上記圧油流路４４にオ
イルは供給されず、トルクコンバータ３４は作動しな
い。同様に、エンジンの冷間始動時の場合には、エンジ
ン回転数が第２の吹上り回転数に到達するまで、上記圧
油流路４４にオイルは供給されないので、トルクコンバ
ータ３４は作動しない。このため、エンジンのクランキ
ング後も、このトルクコンバータ３４作動による負荷が
低減されることになり、よってエンジンの吹上りが良好
に行われて、その始動性が向上する。

そして、上記負荷制御弁Ｂにより、エンジンの冷間始動
時における負荷接続のための吹上り回転数が温間時のそ
れよりも高いので、該エンジンの温度状態に対応した吹
上り回転数を適正に得ることができ、よってあらゆる温
度条件で、エンジンの良好な始動性を確保することがで
きる。

第４図に示す実施例では、エンジンに駆動されるパワー
ステアリング機構用のオイルポンプ５７を作動停止させ
るようにしたものである。

第４図において、５７はエンジンのシリンダブロック１
に取り付けられたトロコイド式のオイルポンプであっ
て、該オイルポンプ５７は、シリンダブロック１にプレ
ート５８を介して固定されたポンプハウジング５９と、
該ポンプハウジング５９内に回転自在に嵌装され、回転
中心部にテーパ孔６０を有するロータ６１とを備え、こ
のロータ６１の回転によりポンプハウジング５９のオイ
ル吸込口６２から吸入したオイルをオイル吐出口（図示
せず）から吐出するものである。６３は上記ポンプハウ
ジング５９およびプレート５８に回転自在にかつ摺動自
在に支持されたポンプシャフトであって、該ポンプシャ
フト６３の一端（図で右端）には上記ロータ６１のテー
パ孔６０に対応する先細り状のテーパ部６４が形成され
ており、このポンプシャフト６３のテーパ部６４をロー
タ６１のテーパ孔６０に嵌合することにより、ロータ６
１がポンプシャフト６３に回転一体に連結される。上記
シリンダブロック１には上記オイルポンプ５７に対応す
る部位にシリンダブロック１の内外を連通する開口６５
が形成され、開口６５は板状の蓋部材６６で密閉され、
該蓋部材６６には上記ポンプシャフト６３を回転自在に
かつ摺動可能に挿通せしめる挿通穴６７が設けられてい
る。又、上記ポンプシャフト６３の他端部はシリンダブ
ロック１内に臨み、その先端部には、上記第１実施例の
バランサシャフト作動装置Ａと同様に、クランクシャフ
トに連結された駆動ギヤ２に噛合する被駆動ギヤ６８が
回転一体にかつ摺動自在に支持され、該被駆動ギヤ６８
と、ポンプシャフト６３下端に固定したスプリング受け
６９との間には、ポンプシャフト６３をそのテーパ部６
４がロータ６１のテーパ部６０から離れる方向に付勢す
るリターンスプリング７０が縮装されている。

さらに、上記蓋部材６６に対応するポンプシャフト６３
表面にはピストン部となるリング部材７１が一体に固定
されている一方、該リング部材７１に対応する蓋部材６
６の内部で、かつ挿通孔６７の内周縁付近には、リング
部材７１をピストンとするドーナツ形状のシリンダ部７
２が形成されている。そして、このシリンダ部７２に
は、シリンダブロック１および蓋部材６６に連続して形
成されたオイル流路７３の下流端が開口されている。よ
って、シリンダ部７２内に対するオイルの給排を制御し
てリング部材７１およびそれと一体のポンプシャフト６
３を移動させることにより、オイルポンプ５７とエンジ
ンとの駆動連結およびその解除を制御するようにしたオ
イルポンプ作動装置Ｄが構成されている。そして、上記
オイル流路７３の上流端は第１図に示す負荷制御弁Ｂに
接続されている。

したがって、この場合、エンジンの温間始動時には、エ
ンジン回転数が第１の吹上り回転数に到達するまで、上
記負荷制御弁Ｂによりオイル流路７３にオイルが供給さ
れないので、ポンプシャフト６３は作動せず、該エンジ
ンにかかるポンプシャフト６３の作動による負荷が低減
される。同様に、冷間始動時にはエンジン回転数が第２
の吹上り回転数に到達するまで圧油流路へオイルが供給
されることはなく、ポンプシャフト６３の作動による負
荷が低減されるようになっている。このため、エンジン
の完爆後も負荷が低減されることになり、よってエンジ
ンの吹上りが良好に行われて、その始動性が向上する。
その際、負荷制御弁Ｂにより、冷間始動時における負荷
接続のための吹上り回転数が温間時のそれよりも高いの
で、温度状態に対応した吹上り回転数を適正に得ること
ができ、よってあらゆる温度条件下で良好な始動性を確
保することができるものである。

（考案の効果） 以上の如く、本考案のエンジンの始動時負荷低減装置に
よれば、エンジン始動時の回転数が、エンジンの温度状
態に応じた所定の吹上り回転数に到達するまでエンジン
にかかる負荷抵抗を低減するようにしたので、エンジン
の全ての温度状態において完爆後の吹上りを良好にかつ
適正に得ることができ、エンジンの良好な始動性を確保
できるという実用上極めて優れた効果を発揮するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は負荷制御弁の構
造を示す断面図、第２図はバランサシャフト作動装置を
示す断面図である。第３図はトルクコンバータ作動装置
の断面図、第４図はオイルポンプ作動装置の断面図であ
る。 Ａ……バランサシャフト作動装置、Ｂ……負荷制御弁、
Ｃ……トルクコンバータ作動装置、Ｄ……オイルポンプ
作動装置、５……シャフト本体、６……ピストン部、１
６……リターンスプリング、１８……オイル流路、２２
……バルブ孔、２５……オイル供給路、２８……弁体、
２９……スプリング、３０……制御ロッド、３２……ワ
ックス、３３……バイパス路、４２……シリンダ、４３
……ピストン部、４４……オイル流路、５５……プレッ
シャプレート、５６……リターンスプリング、６０……
テーパ孔、６４……テーパ部、７０……リターンスプリ
ング、７１……リング部材、７２……シリンダ部、７３
……オイル流路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンによって常時駆動され該エンジン
   の潤滑部分に潤滑オイルを送給するためのオイルポンプ
   を備え、エンジンの始動時に該エンジンにかかる負荷抵
   抗を低減するようにしたエンジンの始動時負荷低減装置
   であって、 エンジンの温間始動時にはエンジンの完爆後のエンジン
   回転数が所定の第１の吹上り回転数に到達するまで上記
   エンジン負荷の低減を行う一方、エンジンの冷間始動時
   にはエンジンの完爆後のエンジン回転数が上記第１の吹
   上り回転数よりも高い所定の第２の吹上り回転数に到達
   するまで上記エンジン負荷の低減を行うよう制御する負
   荷制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの始動時
   負荷低減装置。