JPH07707Y2 - 内燃機関始動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、始動用電動機を用いて内燃機関を始動させる
内燃機関始動装置に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関始動装置として、第４図に示したものが知られ
ている。同図において１はクラッチカムで、このクラッ
チカムは、外周面1aから突出した複数のカム突起1bを有
している。各カム突起1bは、その両端がクラッチカムの
外周面1aとの間に段差を有する角張った形状に形成さ
れ、その一側面がクラッチ爪当接面1cとなっている。こ
のクラッチカムは始動用電動機を駆動源とする駆動機構
（第４図には図示せず。）により各クラッチ爪当接面1c
が回転方向の前方に向く状態で（図示の矢印方向に）回
転駆動される。

２はクラッチカム１を取り囲む周壁部2aを有するクラッ
チプーリで、このクラッチプーリは、内燃機関の出力軸
３に取り付けられている。

クラッチプーリの周壁部2aの内側には、カム突起1bと同
数のクラッチ爪４が配置されている。各クラッチ爪はそ
の後端部側で軸５を介して回動自在に支持され、その先
端面4aがクラッチ爪当接面1cに当接する結合位置と該先
端面がクラッチ爪当接面1cから離脱する離脱位置との間
を回動し得るようになっている。クラッチ爪４は結合位
置側に図示しないバネにより付勢されている。

第４図に示した始動装置において、機関の停止時には各
クラッチ爪４がバネにより付勢されて図示の結合位置に
あり、各クラッチ爪の先端面4aがクラッチ爪当接面1cに
当接している。この状態で始動用電動機が駆動される
と、クラッチカム１が図示の矢印方向に回転し、この回
転がクラッチ爪４を介してクラッチプーリ２に伝達され
る。従って機関の出力軸３が回転駆動され、機関が始動
させられる。

機関が始動し、出力軸３の回転速度がクラッチカム１の
回転速度を超えると、クラッチ爪４が遠心力により離脱
位置側に（第４図において時計方向に）回動し、クラッ
チ爪当接面1cから離脱する。これによりクラッチカム１
とクラッチプーリ２との間の結合が解除され、機関が始
動用電動機から切り離される。

［考案が解決しようとする課題］ 従来のこの種の始動装置では、クラッチカム１側からク
ラッチ爪４を介してクラッチプーリに駆動力が伝達され
る際に各クラッチ爪４に剪断力が作用するため、クラッ
チ爪が破損し易いという問題があった。

また従来のこの種の始動装置では、クラッチプーリが例
えば機関の出力軸に取付けられたフライホイールにネジ
止めされるが、この場合始動装置を含めた機関全体の軸
線方向寸法が長くなり、機関全体が大形化するという問
題があった。

本考案の目的は、クラッチ爪の破損を防止した内燃機関
用始動装置を提供することにある。

本考案の他の目的は、機関の軸線方向寸法の縮小を図る
ことができるようにした内燃機関用始動装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、その実施例を示す第１図ないし第３図に見ら
れるように、外周面から突出した複数のカム突起20aを
有し、各カム突起の一側面がクラッチ爪当接面20cとな
っていて、各クラッチ爪当接面が回転方向の前方側に向
く状態で始動用電動機15により回転駆動されるクラッチ
カム20と、クラッチカムを取り囲む周壁部25aを有して
内燃機関の出力軸10に対して固定されたクラッチプーリ
25と、複数のカム突起20aにそれぞれ対応させて設けら
れていて後端部側でクラッチプーリの周壁部の内側に軸
29を介して回動自在に支持され、先端面27bが各カム突
起のクラッチ爪当接面20cに当接する結合位置と該先端
面がクラッチ爪当接面から離脱する離脱位置との間を回
動するクラッチ爪27と、該クラッチ爪を結合位置側に付
勢するバネとを備えた内燃機関始動装置に係わるもので
ある。

本考案においては、クラッチ爪27の後端面27aを円筒面
の形にして該円筒面の中心軸線を該クラッチ爪の回動中
心にほぼ一致させる。またクラッチカムのクラッチ爪当
接面20cがクラッチ爪の先端面に当接した状態でクラッ
チカム20側からクラッチプーリ25を通して内燃機関の出
力軸に駆動力が与えられた際に各クラッチ爪27の後端面
を受け止める円筒面状のクラッチ爪受け面25b1をクラッ
チプーリの内周部に形成する。そしてクラッチ爪当接面
がクラッチ爪の先端面に当接した状態でクラッチ爪当接
面側からクラッチ爪側に作用する力の方向がクラッチ爪
の先端面27bの中心部からクラッチ爪の回動中心を通る
直線Ｏ−Ｏにほぼ沿うようにクラッチ爪27とクラッチ爪
当接面20cとの位置関係を設定する。

また本考案では、クラッチプーリ25を内燃機関の出力軸
に取り付けられたフライホイール11の底壁部に一体に設
けておく。

［作用］ 上記のように構成すると、各クラッチ爪には実質的に圧
縮方向の力のみが加わり、剪断力は作用しないため、各
クラッチ爪を破損し難くすることができる。また従来の
始動装置では、各クラッチ爪を形成する材料として金属
を用いる必要があったが、上記のように構成すれば各ク
ラッチ爪を形成する材料として剪断力には弱いが圧縮力
には強い合成樹脂を用いることが可能になる。

更に上記のように、内燃機関の出力軸に取り付けられた
フライホイールの底壁部に一体にクラッチプーリを形成
するようにすると、始動装置を含めた内燃機関全体の軸
線方向寸法の縮小を図ることができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図ないし第３図は本考案の実施例を示したもので、
これらの図において10は内燃機関の出力軸、11は出力軸
10に嵌合されてナット12により出力軸10に固定されたフ
ライホイール、13は内燃機関のカバーである。カバー13
には電動機取付け孔13aが設けられている。電動機取り
付け孔13aはその中心軸線が機関の出力軸の中心軸線と
一致するように設けられ、該電動機取り付け孔を通して
始動用電動機15が取り付けられている。

始動用電動機15は機関の出力軸10と軸線を共有する出力
軸15aを有し、該出力軸15aに太陽歯車16が取り付けられ
ている。

太陽歯車16を同心的に囲むようにリング状の固定歯車17
が設けられている。固定歯車17はカバー13に固定された
フレーム板18に固定され、該固定歯車17の内周に設けら
れた歯と太陽歯車16の外周の歯に３つの遊星歯車19が噛
み合わされている。

20は環状に形成されて電動機の出力軸と同心的に配置さ
れたクラッチカム、21はクラッチカムの内側に同心的に
配置されたクラッチカム駆動部材である。クラッチカム
20は、その外周部に複数の（図示の例では３個の）カム
突起20aを有している。

クラッチカム20の内周部には径方向の内側に突出した３
個の突出部20bが等角度間隔で設けられている。

クラッチカム20の外周に設けられた各カム突起20aの一
方の側面20cはクラッチカムの外周面20dとの間に段差を
有する形状を有し、該一方の側面20cがクラッチ爪当接
面となっている。

各カム突起のクラッチ爪当接面と反対側の部分には、ク
ラッチカムの外周面20dに自然に連続する傾斜面20eが形
成されている。

クラッチカム20は、クラッチ爪当接面20cが機関の回転
方向（第１図に示した矢印方向）の前方側に向くよう
に、機関の回転方向に応じてクラッチ爪当接面の向きを
異ならせて配置される。

クラッチカム駆動部材21は、有低の円筒体21aの外周か
ら径方向の外側に（クラッチカムの内周面側に）突出し
た３つの駆動突起21bと、その開口側の端部に形成され
たフランジ部21c（第３図参照）とを有している。３つ
の駆動突起21bは等角度間隔で設けられ、フランジ部21c
はその外周面が駆動突起21bの外端部よりも更に外側に
位置するように設けられている。また駆動部材21の底部
の中央には孔21dが形成され、各駆動突起21aには孔21e
が形成されている。

クラッチカム駆動部材の駆動突起21bがクラッチカム20
の内周に摺動自在に嵌合し得るようにクラッチカム駆動
部材の中心から駆動突起21aの外端面までの外径寸法が
設定され、円筒部21aがクラッチカムの突出部20bの内側
に嵌合し得るように円筒部21aの外径寸法が設定されて
いる。またクラッチカム20の軸線方向の一端にはクラッ
チカム駆動部材21のフランジ部21cを嵌合させる段差部
（第３図参照）が設けられている。

クラッチカム駆動部材21をクラッチカム20の内側に嵌合
した後、クラッチカム駆動部材の駆動突起21bとクラッ
チカム突出部20bとの間にゴム等の弾性材料からなるダ
ンパ23が配置される。このダンパはクラッチカム駆動部
材の突起21bの両側面の内、回転方向の前方側に位置す
る側面に当接するように設けられ、クラッチカム駆動部
材が電動機により回転駆動された際にクラッチカム駆動
部材の回転がダンパ23を介してクラッチカムに伝達され
るようになっている。

上記のようにクラッチカム駆動部材とクラッチカムとダ
ンパとを組み合わせた後、クラッチカム駆動部材21の底
部が電動機15側に位置させた状態で配置され、クラッチ
カム駆動部材21の底部に防塵用の円板状カバー板22が当
接される。そしてカバー板22の中央の孔とクラッチカム
駆動部材の底部の孔21dとに電動機の回転軸15aが回転自
在に嵌合され、孔21dを貫通した回転軸15aの先端部にサ
ークリップが取り付けられて、該サークリップによりク
ラッチ駆動部材21の抜け止めが図られている。

カバー板22にはクラッチ駆動部材の各孔21eに整合する
孔が設けられ、該カバー板の孔とクラッチ駆動部材の孔
21eとに、遊星歯車19を回転自在に支持した軸24が圧入
されている。これにより遊星歯車19の軸24（駆動機構の
出力部）とクラッチカム駆動部材21とが結合され、遊星
歯車の遊星運動に伴ってクラッチ駆動部材21が電動機の
回転軸15aを中心として回転するようになっている。

この例では、始動用電動機15と、太陽歯車16と、固定歯
車17と、遊星歯車19とによりクラッチカムを駆動する駆
動機構が構成されている。

25はクラッチカム20を取り囲む周壁部25aを有するクラ
ッチプーリで、このクラッチプーリの周壁部25aはフラ
イホイール11と軸線を共有した状態で該フライホイール
11の底壁の外面に一体に形成されている。

クラッチプーリの周壁部25aの内側には３個の突起25bが
等角度間隔で設けられている。第２図に示したように、
これらの突起の両側には円筒面25b1,25b2が形成されて
いる。これらの円筒面のうち、機関の回転方向（第１図
の矢印方向）の後方側に位置する円筒面25b1がクラッチ
爪受け面となっており、この受け面25b1の内側にクラッ
チ爪27が取り付けられている。クラッチ爪27の後端面は
クラッチ爪受け面25b1と嵌合し合う円筒面27aとなって
おり、各クラッチ爪の後端部には円筒面27aと中心軸線
を共有する孔27cが形成されている。孔27cを貫通させた
ピン29がフライホイール11の底壁部に設けられた孔に圧
入され、該ピン29により各クラッチ爪27がクラッチプー
リに回動自在に支持されている。

クラッチ爪27は円筒面（後端面）27a側から先端面27b側
に向って次第に幅が狭くなる形状を有していて、その先
端面27bの中央部と孔27cの中心とを結ぶ直線Ｏ−Ｏに対
して左右対称の形状に形成され、先端面27bは直線Ｏ−
Ｏと直交している。各クラッチ爪27は図示のようにその
先端面27bがクラッチ爪当接面20cに当接する結合位置
と、該先端面27bがクラッチ爪当接面から離脱する離脱
位置との間を回動し得るようになっており、図示しない
バネにより常時結合位置側に付勢されている。

ピン29と孔27bとの間に僅かに隙間が生じるようにピン2
9の外径が設定され、クラッチ当接面20cがクラッチ爪の
先端面27bに当接してクラッチカム20側からクラッチプ
ーリ25側に回転駆動力が与えられた際に、クラッチ爪が
僅かにクラッチ爪受け面25b1側に変位してクラッチ爪の
後端面27aがクラッチ爪受け面25b1に当接するようにな
っている。したがってクラッチ爪当接面20cからクラッ
チ爪27に与えられた回転駆動力は、軸29を介すること無
く、クラッチ爪の後端面27aからクラッチ爪受け面25b1
へと伝達される。このときクラッチ爪当接面20c側から
クラッチ爪27側に作用する力ｆの方向がクラッチ爪の先
端面の中心部からクラッチ爪の回動中心を通る直線Ｏ−
Ｏにほぼ沿うようにクラッチ爪27とクラッチ爪当接面20
cとの位置関係が設定されている。

上記の実施例において、機関が停止しているときには、
クラッチ爪27が結合位置にあってその先端面27bがクラ
ッチカムのクラッチ爪当接面20cに当接している。この
状態で始動用電動機15が駆動されると、遊星歯車19の遊
星運動に伴ってクラッチカム20が回転する。この回転は
クラッチ爪27及びクラッチプーリ25を介して機関の出力
軸に伝達されるため機関が始動する。出力軸10の回転速
度がクラッチカム20の回転速度を超えると、クラッチ爪
27が遠心力により離脱位置側に（第１図において時計方
向に）回動し、クラッチ爪当接面20cから離脱する。こ
れによりクラッチカム20とクラッチプーリ25との間の結
合が解かれ、機関が始動用電動機15から切り離される。

機関が停止する際にクラッチプーリの回転速度が低下し
ていくと、クラッチ爪27が結合位置側に回動してその先
端がクラッチカム20に当接する。上記実施例では、クラ
ッチカムのカム突起のクラッチ爪当接面20cと反対側の
部分が傾斜面20eとなっているため、クラッチ爪がクラ
ッチカムに当接した際にはね飛ばされることがなく、大
きな騒音が発生することがない。

また上記実施例ではクラッチカム駆動部材とクラッチカ
ムとの間にはダンパ23が介在しているため、機関の始動
時にカム突起20aがクラッチ爪27に当接した際に生じる
衝撃をダンパにより吸収することができ、始動時に大き
な衝撃が生じるのを防ぐことができる。

上記のように、クラッチ爪当接面20c側からクラッチ爪2
7側に作用する力ｆの方向がクラッチ爪の先端面の中心
部からクラッチ爪の回動中心を通る直線Ｏ−Ｏにほぼ沿
うようにクラッチ爪27とクラッチ爪当接面20cとの位置
関係を設定しておくと、クラッチ爪27に剪断力が作用し
ないため、クラッチ爪が破損し難くなり、信頼性を高め
ることができる。またクラッチ爪に剪断力が作用しない
ため、剪断力には弱いが圧縮力には強い合成樹脂により
クラッチ爪を形成することも可能になる。

上記の実施例では、フライホイールの底壁に固定された
軸29をクラッチ爪に設けた孔27cに緩く嵌合させること
によりクラッチ爪27を回動自在に支持するようにした
が、クラッチ爪27に固定した軸をフライホイールの底壁
に設けた孔に緩く嵌合させることによりクラッチ爪を回
動自在に支持するようにしても良い。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、各クラッチ爪には実質
的に圧縮方向の力のみが加わり、剪断力が作用しないた
め、各クラッチ爪が破損し難くすることができる利点が
ある。

また本考案によれば、内燃機関の出力軸に取り付けられ
たフライホイールの底壁部に一体にクラッチプーリを形
成したので、始動装置を含めた内燃機関全体の軸線方向
寸法の縮小を図ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の要部を示す横断面図、第２図
は同実施例の要部を示す拡大横断面図、第３図は同実施
例の縦断面図、第４図は従来の始動装置の要部を示す横
断面図である。 10…機関の出力軸、11…フライホイール、13…カバー、
15…始動用電動機、16…太陽歯車、17…固定歯車、19…
遊星歯車、20…クラッチカム、20a…クラッチカムのカ
ム突起、20c…クラッチ爪当接面、21…クラッチカム駆
動部材、21b…駆動突起、25…クラッチプーリ、25b1…
クラッチ爪受け面、27…クラッチ爪、27a…クラッチ爪
の後端面、27b…クラッチ爪の先端面、19…軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面から突出した複数のカム突起（20
   a）を有し、各カム突起の一側面がクラッチ爪当接面（2
   0c）となっていて、各クラッチ爪当接面が回転方向の前
   方側に向く状態で始動用電動機（15）により回転駆動さ
   れるクラッチカム（20）と、 前記クラッチカムを取り囲む周壁部（25a）を有し、内
   燃機関の出力軸（10）に対して固定されたクラッチプー
   リ（25）と、 前記複数のカム突起（20a）にそれぞれ対応させて設け
   られていて後端部側で前記クラッチプーリの周壁部の内
   側に軸（29）を介して回動自在に支持され、先端面（27
   b）が各カム突起（20a）のクラッチ爪当接面（20c）に
   当接する結合位置と該先端面がクラッチ爪当接面から離
   脱する離脱位置との間を回動するクラッチ爪（27）と、 前記クラッチ爪（27）を前記結合位置側に付勢するバネ
   とを備えた内燃機関始動装置において、 前記クラッチ爪の後端面（27a）は中心軸線が該クラッ
   チ爪の回動中心にほぼ一致する円筒面の形に形成され、 前記クラッチ爪当接面（20c）がクラッチ爪の先端面（2
   7b）に当接した状態で前記クラッチカム（20）側からク
   ラッチプーリ（25）を通して前記内燃機関の出力軸に駆
   動力が与えられた際に各クラッチ爪の後端面（27a）を
   受け止める円筒面状のクラッチ爪受け面（25b1）が前記
   クラッチプーリ（25）の内周部に形成され、 前記クラッチ爪当接面（20c）がクラッチ爪の先端面（2
   7b）に当接した状態で前記クラッチ爪当接面側からクラ
   ッチ爪側に作用する力の方向が前記クラッチ爪の先端面
   の中心部から前記クラッチ爪の回動中心を通る直線（Ｏ
   −Ｏ）にほぼ沿うように前記クラッチ爪とクラッチ爪当
   接面との位置関係が設定され、 前記クラッチプーリ（25）は内燃機関の出力軸に取付け
   られたフライホイール（11）の底壁部に一体に設けられ
   ていることを特徴とする内燃機関始動装置。