JPS6361501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車や自動二輪車等の内燃機関の
始動装置に関するものである。

自動二輪車等の内燃機関を始動させる為の装置
として、所謂ベンデイツクス式、或いは慣性摺動
式と称される始動装置はよく知られている。この
始動装置は、第１図に示される如く、始動モータ
（不図示）から動力の伝達を受けるドリブンゲヤ
１が軸着される回転軸２に、クラツチアウタ３が
嵌合面に刻設されたヘリカルスプライン４を介し
て軸方向に摺動可能に外挿されている。そして、
一方向クラツチ５を介してクラツチインナと一体
になつたピニオンギヤ６が前記回転軸２に軸受７
を介して外挿され、更にコイルスプリング８がそ
の一端を前記ピニオンギヤ６の端面に円筒状のス
プリングカバー９の内側に曲折された先端部を介
して当接させて外挿されている。スプリングカバ
ー９は、大口径カバー９ａと、略肉厚分だけそれ
より口径が小さい略椀形状の小口径カバー９ｂが
互いに軸方向に摺動可能に接合されて構成されて
おり、従つて軸方向長さが伸縮自在となる。前記
小口径カバー９ｂは、回転軸２に外挿されストツ
パ１０により軸方向に移動しない様に固定されて
いる。又、前記クラツチアウタ３の括れた部分の
外側には、円盤を放射状に略３分割した形状のガ
バナウエイト１１ａが、クラツチアウタ３に固着
された放射状に三つ叉に分岐するガバナホルダ１
１ｂにより均等に支持され、円環状のスプリング
１１ｃにより外側からその弾発力で締付けられ一
体的に固定されて構成される遠心力ガバナ装置１
１が、外挿されている。そして、更にその外側に
は、Ａ部に段差を有する略椀形状を成すウエイト
ガイド１２が、その内部に遠心力ガバナ装置１１
及びクラツチアウタ３の１部を収容する態様で回
転軸２に外挿され、Ｃ型止メ輪又はブツシユ１３
によつて固定されている。

叙上の如く構成された始動装置に於いて、始動
モータ（不図示）をオンしてドリブンギヤ１とこ
れを軸着する回転軸２を急高速回転させると、ヘ
リカルスプライン４が機能して、クラツチアウタ
３、クラツチ５及びピニオンギヤ６からなる摺動
体は、回転軸２上を慣性力で矢印で示される方向
のドリブンギヤ１側に一体に摺動する。そして、
ピニオンギヤ６が内燃機関のリングギヤ１４側に
飛び込みこれと噛合いストツパ１０により上記慣
性摺動が停止された後、回転軸２と一体に回転を
開始し、リングギヤ１４を回転させて内燃機関を
始動する。又、このとき、クラツチアウタ３に外
挿されている遠心力ガバナ装置１１もクラツチア
ウタ３と一体にドリブンギヤ１側に移動した後回
転を開始するので、夫々のガバナウエイト１１ａ
は遠心力によりスプリング１１ｃの弾性締付力に
抗して浮き上がる如く軸径方向へ放射状に移動し
外径を拡げる。ピニオンギヤ６の先端がストツパ
１０に達しリングギヤ１４と噛合つた状態に於い
ては、遠心力ガバナ装置１１もウエイトガイドの
段差Ａを越えた大口径部位に達しており、従つて
そのガバナウエイト１１ａの外径はその大口径ま
で拡大している。内燃機関が始動した後は内燃機
関の回転速度が上昇し逆にリングギヤ１４にピニ
オンギヤ６が強制回転させられるが、一方向クラ
ツチ５の働きによりここでの回転の伝達は切断さ
れる為、ピニオンギヤ６は自由回転する。即ち、
ピニオンギヤ６の回転速度が回転軸２の回転速度
を上回る。この時、一方向クラツチ５の引きずり
トルク等によりクラツチアウタ３の回転速度も
徐々に増加され、ヘリカルスプライン４の効果や
コイルスプリング９の弾発作用により摺動体が回
転軸２上を今度は逆に戻ろうとする。然るに、始
動モータが駆動されている限り遠心力ガバナ装置
１１のガバナウエイト１１ａは大口径に拡大され
たままである為、ウエイトガイド１２の段差Ａが
ストツパとして働き、摺動体が戻る動作を阻止す
る。従つて、このピニオンギヤ６がクラツチアウ
タ３より高速度で回転する所謂オーバラン時に
は、前記段差Ａにガバナウエイト１１ａを介して
矢印とは逆方向の相当大きな負荷が加えられてお
り、この為この部分の摩耗が甚しくガバナ装置１
１の寿命が縮められるという不都合があつた。

やがて、リングギヤ１４が一定の回転速度で安
定して回転する様になり始動モータがオフされる
と、回転軸２からクラツチアウタ３に至る部分の
回転が略停止する為、遠心力ガバナ装置１１に作
用していた遠心力が略消失しガバナウエイト１１
Ａがスプリング１１ｃの弾性締付力により元の直
径に戻る。又、この時回転軸２が回転を停止した
為ヘリカルスプライン４が機能してクラツチアウ
タ３側を元に戻そうとする力が作用し、コイルス
プリング８の弾発力も相乗された強大な力とな
り、摺動体はガバナウエイト１１ａのストツパ効
果が除去されると同時に瞬発的にウエイトガイド
１２に叩き付けられるが如く急激な衝撃を伴つて
元の位置に戻り、リングギヤ１４からピニオンギ
ヤ６が離脱する。この時、ウエイトガイド１２に
加わる強大な衝撃力により、それを固定するＣ型
止メ輪、ブツシユ１３等を破損するという不都合
が生じた。又、前述した如くオーバーラン時に段
差Ａに加わる負荷によるウエイトガイドの摩耗も
甚しく、これらが要因となつて始動装置の耐久性
を大幅に低下させていた。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであつ
て、オーバーラン時及び始動モータオフ後に摺動
体が瞬発的に戻される時の衝撃力等を緩和するこ
とにより耐久性が著しく向上された内燃機関の始
動装置を提供することを目的とする。

本発明の特徴とするところは、始動モータで回
転する回転軸にクラツチアウタが第１ヘリカルス
プラインで嵌合し、このクラツチアウタに一方向
クラツチを介して回転軸からの回転力のみを伝達
されるクラツチインナを連結し、このクラツチイ
ンナを一体的に回転しリングギヤと噛合うピニオ
ンを備え、回転軸とクラツチアウタとの相対的移
動位置で遠心力によつて拡径したガバナウエイト
とこのガバナウエイトと係合するウエイトガイド
とで構成されるガバナ機構を有する内燃機関の始
動装置において、クラツチインナとピニオンが少
なくとも２個に分割されると共に、その分割面に
第２ヘリカルスプラインが刻設されてピニオンが
摺動可能に嵌合され前記第２ヘリカルスプライン
の螺旋方向が前記第１ヘリカルスプラインの螺旋
方向と同一となつている点である。

次に本発明の具体的な実施例について、添付の
図面に基づき説明する。第２図は、本発明による
自動二輪車の始動装置を示す上半分を切断した断
面図である。尚、第１図に示した前記従来実施例
と同一の部品は同一符号で表わした。第２図に於
いて、始動モータ（不図示）の回転の伝達を受け
るドリブンギヤ１が回転軸２の一端側に軸着され
ている。この回転軸２の他端側には、クラツチア
ウタ３ａが、嵌合面に形成された第１ヘリカルス
プライン４ａを介して摺動自在に外挿されてい
る。このクラツチアウタ３ａは２段に括れた略椀
形状をなし、内周面に第１ヘリカルスプライン４
ａが設けられた小径部の外周面には、ガバナウエ
イト１１ａ、ウエイトホルダ１１ｂ及び環状スプ
リング１１ｃで構成される遠心力ガバナ装置１１
が装着されている。遠心力ガバナ装置１１は、円
盤を放射状に略３分割した形状の３個のウエイト
ガバナ１１ａが、クラツチアウタ３ａに外挿固着
された放射状に均等に分岐するガバナホルダ１１
ｂにより均等に支持され、一括して外側か巻着さ
れた環状スプリング１１ｃによりその弾発力で締
付けられ一体的に固定されて構成されており、従
つてクラツチアウタ３ａと一体的に回転すると共
に遠心力によりガバナウエイト１１ａが夫々軸径
方向に浮き上がる如く移動し、３個のガバナウエ
イト１１ａで定義する外径を拡大する。そして、
Ａ部に段差が形成される略椀形状を成すウエイト
ガイド１２が、その内部に前記遠心力ガバナ装置
１１及びクラツチアウタ３ａの大径部の１部を収
容して被う態様で回転軸２に外挿され、Ｃ型止メ
輪又はブツシユ１３によつて固定されている。

クラツチアウタ３ａの椀形状をなす大径部の内
側には、内周面に沿つてスプリング（不図示）と
ころ（不図示）を組合せて構成され一方向回りの
回転のみを伝達する一方向クラツチ５が装着され
ている。そして、更にその内側には、略円筒状し
たクラツチインナ３ｂが挿入され、このクラツチ
インナ３ｂは回転軸２に軸受７を介して回転自在
で且つ軸方向にも摺動自在に外挿されている。５
ａは一方向クラツチ５を保護するクラツチカバー
である。

而して、クラツチインナ３ｂの一方向クラツチ
５と接触する側の反対側には、嵌合面に刻設され
た前記第１ヘリカルスプライン４ａと螺旋方向が
等しい第２ヘリカルスプライン４ｂを介して、ピ
ニオンギヤ６が嵌合外挿されている。クラツチイ
ンナ３ｂとピニオンギヤ６とは軸方向に空間Ｇが
形成され軸方向にわずかに摺動可能になつてい
る。ピニオン６の歯部は、回転軸２が回転を開始
し、第１ヘリカルスプライン４ａが機能してクラ
ツチアウタ３ａからピニオンギヤ６に至る摺動体
が矢印で示す軸方向に慣性摺動して飛び出した
時、２点鎖線で示される如くその近傍に突出する
自動二輪車のエンジンを駆動するリングギヤ１４
と適切に噛合できる様に、その外周面上に突出す
る態様で形成されている。

クラツチインナ３ｂの回転軸２と軸受７を介し
て対向する内周面も２段に形成されており、一方
向クラツチ５と接する側とは反対側の端部の内径
が他より大きく確保されて空間Ｂが形成されてい
る。この空間Ｂには、回転軸２に外挿されている
コイルスプリング８の一端側が、その端面を段差
面Ｃに当接されて収容されている。このコイルス
プリング９の他端側は、回転軸２に外挿されてい
る略椀形状をなすスプリングカバー９の椀内部に
収容され、その端面をスプリングカバー９の椀底
部に当接させている。スプリングカバー９はスト
ツパ１０により軸方向に移動しない様に固定され
ている。従つてクラツチインナ３ｂは、コイルス
プリング８の弾発力により、常にクラツチアウタ
３側に付勢されている。

ここで、本発明の特徴とする点である第１及び
第２ヘリカルスプライン４ａ，４ｂの螺旋方向に
付いて、第３ａ、第３ｂ図及び第４ａ、第４ｂ図
に基づき説明する。第３ａ図は回転軸２の外周面
とクラツチアウタ３ａの内周面に刻設された第１
ヘリカルスプライン４ａを示す分解斜視図であ
り、第３ｂ図は前記両者がヘリカルスプライン嵌
合した状態を示す模式的断面図で、実線が回転軸
２に刻設された雄側のヘリカルスプラインを表わ
し、２点鎖線がクラツチアウタ３ａに刻設された
雌側のヘリカルスプラインを表わしている。又第
４ａ、第４ｂ図同様に、クラツチインナ３ｂとピ
ニオンギヤ６の嵌合面に刻設された第２ヘリカル
スプライン４ｂを示す分解斜視図と模式的断面図
である。第３ａ図と第４ａ図及び第３ｂ図と第４
ｂ図を対比すると、夫々のヘリカルスプラインの
螺旋方向、即ち平面的には模式的断面図に於ける
傾斜方向、が一致していることが分る。従つて回
転軸２が矢印Ｄで示される如く回転すれば、その
回転力Ｆはヘリカルスプラインの傾斜方向分力
F₁と軸方向分力F₂に分解され、クラツチアウタ
３ａはその軸方向分力F₂により軸方向の矢印Ｅ
の方向に慣性摺動せしめられる。一方、第２ヘリ
カルスプライン４ｂは、オーバーラン時にリング
ギヤ１４側から強制回転を受け、逆に外挿されて
いるピニオンギヤ６がD′の方向にクラツチイン
ナ３ｂを回転させる時に効果を奏する。即ち、ピ
ニオンギヤ６の回転力F′はヘリカルスプラインの
傾斜方向分力F₁′と軸方向分力F₂に分解され、ク
ラツチインナ３ｂには矢印E′の方向の慣性摺動力
が作用し、この力が後述する如く摺動部分が瞬発
的に蹴り戻される時の衝撃力を緩和するのに効果
を発揮する。尚、この夫々のヘリカルスプライン
の螺旋方向については、その回転方向と傾斜方向
が一致しておれば良く、螺旋角度、即ち平面的に
は夫々の断面図に於ける傾斜角度θまでを一致さ
せる必要はない。即ち、夫々のヘリカルスプライ
ンの傾斜が夫々の断面図に於いて互いに右上がり
に対しては右上がりで一致しておれば良い。

以上の如く構成された上記実施例の動作につい
て、以下に説明する。始動モータ（不図示）がオ
ンされ回転を開始し、その回転がドリブンギヤ１
に伝達され、ドリブンギヤが軸着されている回転
軸２は高速度で回転を開始する。回転軸２に第１
ヘリカルスプライン４ａを介して外挿されている
クラツチアウタ３ａは、回転軸２が第３ｂ図に於
ける矢印Ｄ方向に回転を開始したので、前述した
如く第１ヘリカルスプライン４ａの効果により矢
印Ｅの方向の慣性摺動作用を受ける。従つて、ク
ラツチアウタ３ａに一体的に固着或いは固定され
ている遠心力ガバナ装置１１、一方向クラツチ
５、クラツチインナ３ｂ及び抵抗インナ３ｂにヘ
リカルスプライン嵌合されているピンオンギヤ６
等からなる摺動体は、クラツチインナ３ｂに当接
するコイルスプリング８の弾発力に抗して、前記
慣性摺動作用により、第２図に於いて矢印で示さ
れる如く軸方向に一体的に移動する。この時ピニ
オンギヤ６の歯部が近傍に突出するリングギヤ１
４に衝突して抵抗を受ける為、上記摺動体は一体
に回転を始め、ピニオンギヤ６の歯部がリングギ
ヤ１４の歯部に飛び込み適切に噛合する。そし
て、ストツパ１０にクラツチインナ３ｂの先端が
当接して上記慣性摺動が停止され、回転軸２と前
記摺動体は一体的に回転を開始し、従つてリング
ギヤ１４も同速度で回転を開始する。また、ピニ
オンギヤ６はクラツチインナ３ｂから回転力を受
けたときに第２ヘリカルスプライン４ｂの作用に
よつてピニオンギヤ６自体もクラツチインナ３ｂ
上を慣性摺動し、クラツチインナ３ｂとピニオン
ギヤ６とはわずかな空間Ｇを形成している。

この時、クラツチアウタ３ａの外周面に装着さ
れている遠心力ガバナ装置１１はクラツチアウタ
３ａと一体的に回転し、その３個のガバナウエイ
ト１１ａは、夫々遠心力により外側に巻着された
スプリング１１ｃの弾性締付力に抗して放射状に
浮き上がる如く拡散し、ウエイトガイド１２の内
周面に当接した態様となつている。従つて、ピニ
オンギヤ６が噛合してリングギヤ１４を回転駆動
させ自動二輪車のエンジンを始動着火して安定駆
動させるまでに、エンジンの回転数が低下し不用
意にピニオンギヤ６がリングギヤ１４から離脱し
かかつても、この拡大したガバナウエイト１１ａ
が段差Ａに係止されその離脱を防止する。

リングギヤ１４が上述の如く間断することなく
本発明の始動装置の回転駆動を受け、エンジンが
安定駆動に達するべく回転速度が上昇させていく
と、今度は逆にリングギヤ１４によりピニオンギ
ヤ６が強制回転を受ける所謂オーバーラン状態に
なる。この時クラツチインナ３ｂには、第２ヘリ
カルスプライン４ｂの効果により、第５図中矢印
方向の新たにドリブンギヤ１側に摺動させる力が
作用する。又クラツチインナ３ｂは、一方向クラ
ツチの効果によりクラツチアウタ３ａ側の部分と
は切離され、自由高速回転を始める。しかしクラ
ツチアウタ３ａも、一方向クラツチ５の引きずり
トルクにより回転速度を徐々に上昇させる為、第
１ヘリカルスプライン４ａが機能し、このクラツ
チアウタ３ａには矢印の如くウエイトガイド１２
側方向への慣性摺動力が作用する。従つて、第１
ヘリカルスプライン４ａと第２ヘリカルスプライ
ン４ｂに挾まれるクラツチアウタ３ａからクラツ
チインナ３ｂに至る摺動体は、互いに方向が反対
の２種類の慣性摺動力とコイルスプリング８の付
勢力が相殺された力によりウエイトガイド１２側
へ押圧される状態となる為、従来技術による場合
に比してウエイトガイド１２の段差Ａに加わる負
荷が小さくなり、ウエイトガイド１２の摩耗が抑
制される。

やがて、エンジンが所定の回転速度に達して安
定駆動を開始し、始動モータ（不図示）がオフさ
れ回転軸２の回転が停止すると、これにヘリカル
スプライン嵌合されているクラツチアウタ３ａも
略停止する。クラツチアウタ３ａの回転が停止す
ると、これに装着されている遠心力ガバナ装置１
１も回転を停止して遠心力が消失され、拡大して
いるガバナウエイト１１ａはスプリング１１ｃの
弾性締付力により元のクラツチアウタ３ａの外周
面上に戻りその直径を縮小する。これにより遠心
力ガバナ装置１１のストツパ機能が解除され、ク
ラツチアウタ３ａからピニオンギヤ６に至る摺動
部分は略一体となつて瞬発的に始動モータがオン
される前の元の位置に戻り、ピニオンギヤ６の歯
部もリングギヤ１４から離脱する。この場合も、
第２ヘリカルスプライン４ｂの効果によるリング
ギヤ側方向への慣性摺動力は、ピニオンギヤ６が
リングギヤ１４から離脱する時点まで作用してお
り、従来技術の場合に比べて、摺動体が始動モー
タの停止時に瞬発的に所謂蹴り戻される時の衝撃
力が著しく緩和される。

尚、本発明による始動装置に於いては、クラツ
チインナとピニオンを少なくとも２個に分割する
為、第２図で示される上記実施例のピニオンギヤ
６とクラツチカバー５ａとの間の空間部Ｇ等に皿
バネ等の緩和部材を容易に組込むことが可能とな
り、蹴り戻り時の衝撃力を更に緩和することがで
きる。又、ピニオンギヤ６先端部とストツパの間
に緩衝部材を組込み、初期駆動時のピニオンギヤ
６のリングギヤ１４への飛び込み動作を２段階で
行なわれる様に設定すれば、ピニオンギヤ６がリ
ングギヤ１４へ衝突しつつ噛合う時の衝撃力も緩
和され、始動装置の耐久性が大幅に向上される。

又、前記実施例の始動装置は、始動入力側に出
力側のピニオンギヤを引き寄せる構成となつてい
るが、出力側のピニオンギヤが入力側に対して押
出される構成としても良い。

以上詳述した如く、本発明によれば、始動装置
の摺動部分の少なくとも２箇所に螺旋方向が一致
するヘリカルスプライン機構を介在させることに
より、始動モータのオフ後に瞬発的に前記摺動部
分が蹴り戻される時の衝撃力を顕著に緩和するこ
とができる。又、皿バネ等の緩衝部材を容易に適
切な位置に組込むことができ、全ての過程での衝
撃を緩和することが可能となる。従つて始動装置
の耐久性が大幅に向上する。又、この効果は一方
向クラツチの引きずりトルクが大きい装置程有効
となる。尚、本発明は上記の特定の実施例に限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲に
於いて種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、介在させるヘリカルスプライン構造
を同螺旋方向で３個以上とすることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の始動装置を示す上半分を切断し
た断面図、第２図は本発明による始動装置の１実
施例の始動前の状態を示す上半分を切断した断面
図、第３ａ図、第３ｂ図は前記１実施例に設けら
れた第１ヘリカルスプラインの分解斜視図とその
模式的断面図、第４ａ図、第４ｂ図は前記１実施
例に設けられた第２ヘリカルスプラインの分解斜
視図と模式的断面図、第５図は前記第１実施例が
始動しピニオンギヤが相手側のリングギヤと噛合
した状態を示す上半分を切断した断面図である。 符号の説明、３，３ａ：クラツチアウタ、３
ｂ：クラツチインナ、４，４ａ：第１ヘリカルス
プライン、４ｂ：第２ヘリカルスプライン、６：
ピニオンギヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 始動モータで回転する回転軸にクラツチアウ
   タが第１ヘリカルスプラインで嵌合し、このクラ
   ツチアウタに一方向クラツチを介して回転軸から
   の回転力のみを伝達されるクラツチインナを連結
   し、このクラツチインナと一体的に回転しリング
   ギヤと噛合うピニオンを備え、回転軸とクラツチ
   アウタとの相対的移動位置で遠心力によつて拡径
   したガバナウエイトとこのガバナウエイトと係合
   するウエイトガイドとで構成されるガバナ機構を
   有する内燃機関の始動装置において、クラツチイ
   ンナとピニオンが少なくとも２個に分割されると
   共に、その分割面に第２ヘリカルスプラインが該
   設されてピニオンが摺動可能に嵌合され、前記第
   ２ヘリカルスプラインの螺旋方向が前記第１ヘリ
   カルスプラインの螺旋方向と同一であることを特
   徴とする始動装置。