JPH0461192B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関のクランク軸にワンウエイク
ラツチを介して接続したフリーホイルギヤと、ス
タータモータの出力ピニオンギヤとを、減速ギヤ
を介して接続し、減速ギヤを互いに圧接するテー
パー面を隔てて外側のリングギヤと内側のハブ軸
に分割してトルクリミツターを形成した内燃機関
の始動装置に関する。

（従来技術） 本件出願人は内燃機関のスタータモータ式始動
装置に採用することのできるトルクリミツターに
ついて各種の提案を行つている（例えば特開昭61
−282644、特開昭61−290259、実開昭62−
106028、実開昭62−2839）。これらのトルクリミ
ツターはギヤ伝動機構内の一部の減速ギヤ内にテ
ーパー面形式のトルクリミツターを形成したもの
であり、１つの減速ギヤを互いに圧接するテーパ
ー面を隔てた外側のリングギヤと内側のハブ軸に
分割した構造を備えている。。ところがそのよう
なトルクリミツターをクランク軸とスタータモー
タの間のギヤケース内の霧状潤滑油（ミスト）雰
囲気内に配置すると、機関始動時にクランク軸が
急に逆方向の衝撃を受けるケツチン現象を生じた
時に、トルクリミツターを形成している内外テー
パー面の部分で増速された衝撃的な摺動が発生す
るため異常摩耗が生じたり極端な場合は焼付く恐
れがある。

（発明の目的） 本発明はトルクリミツターを形成している内外
のテーパー面の間の相対的な摺動速度（周速度）
を半減して前記異常摩耗や焼付き現象を回避する
ことを目的としている。

（発明の構成） 本発明はクランク軸２にワンウエイクラツチ１
２を介して嵌合したフリーホイルギヤ１０と、ス
タータモータ２１の出力ピニオンギヤ２２とを、
減速ギヤを介して接続し、減速ギヤを皿ばね２９
により互いに圧接方向に付勢したテーパー面２０
ａ，２６ａを隔てて外側のリングギヤ２０と内側
のハブ軸１９に分割し、対向したテーパー面間に
テーパー筒状カラー３０を摺動自在に介装してト
ルクリミツターを形成し、リングギヤ２０とハブ
軸１９を霧状潤滑油雰囲気内に配置し、カラーー
３０に小径側と大径側の両側縁から軸方向幅の中
間部で一定区間Ｌ１だけ重複するように交互に凹
入した複数個の霧状潤滑油導入用切欠３２，３３
を設け、カラー３０をそれに対向する内側と外側
のテーパー面２０ａ，２６ａとは異質な金属で形
成したことを特徴とする内燃機関の始動装置であ
る。

内外のテーパー面間に摺動自在に配置したテー
パー筒状カラーの作用により、外側のテーパー面
とカラーの間の相対的摺動速度と、カラーーと内
側テーパー面間の相対的摺動速度の和が内外テー
パー面間の相対摺動速度に成るため、個々の摺動
部分における相対速度（周速度）が略半減する。

（実施例） 第２図は自動２輪車の始動装置に本発明を適用
した例であり、この第２図において、クランクケ
ース１に回転自在に支持されたクランク軸２はク
ランクケースカバー３内に延出し、クランク軸２
の先端部には発電機用ハブ５が固着されている。
ハブ５にはフライホイール６が固着され、フライ
ホイール６にはマグネツト７が固着されている。
マグネツト７に対向するコイル８はクランクケー
スカバー３に固着されている。

ハブ５の隣にはフリーホイルギヤ１０が配置さ
れ、フリーホイルギヤ１０は軸受メタル１１を介
してクランク軸２に回転自在に支承されると共
に、スプラグタイプのワンウエイクラツチ１２を
介してハブ５に連結している。ワンウエイクラツ
チ１２のアウター１３はボルト１５によりハブ５
に固着され、フリーホイルギヤ１０と一体のイン
ナー１６とアウター１３の間にスプラグ等のカム
が配置され、クランク軸２を正回転（矢印Ｒ）さ
せる回転力のみをフリーホイルギヤ１０からクラ
ンク軸２に伝達するように構成されている。従つ
て始動後はワンウエイクラツチ１２が空転する
が、始動時にクランク軸２がケツチン現象により
逆Ｒ方向の衝撃トルクを受けると、ワンウエイク
ラツチ１２がロツクされ、逆回転がクランク軸２
からフリーホイルギヤ１０に伝達されることにな
る。

フリーホイルギヤ１０は減速小ギヤ１７ａ、減
速大ギヤ１７ｂ、始動用第２ギヤ１８、始動用軸
１９（ハブ軸）及びリング状の始動用第１ギヤ２
０（リングギヤ）を介してスタータモータ２１の
出力ピニオンギヤ２２に連動連結している。軸１
９とリング状の第１ギヤ２０の間にトルクリミツ
ター２３が構成される。始動用の軸１９はクラン
クケースカバー３及びギヤケース２５に軸受メタ
ルを介して回転自在に支持されている。第１ギヤ
２０の外径は第２ギヤ１８の外径よりも大きく、
両第１、第２ギヤ２０，１８によつても減速され
るようになつている。両減速ギヤ１７ａ，１７ｂ
は互いに一体に形成されると共に支軸２７に回転
自在に支持され、支軸２７はクランクケースカバ
ー３及びギヤケース２５に支持されている。クラ
ンクケースカバー３内にはクランク軸２の回転に
より生じる霧状潤滑油（ミスト）が充満してい
る。スタータモータ２１のピニオンギヤ２２から
クランク軸２のフリーホイルギヤ１０までのスタ
ータ系のギヤ伝動機構は常時噛合い式である。即
ち従来のように始動時にだけスタータモータのピ
ニオンギヤが突出してギヤに噛合う型式のもので
はなく、図示のようにピニオンギヤ２２は軸方向
には移動せずに常時第１ギヤ２０に噛合つてい
る。また第２ギヤ１８は減速大ギヤ１７ｂに常時
噛合い、減速小ギヤ１７ａはフリーホイルギヤ１
０に常時噛合つている。スタータ系ギヤ伝動機構
の減速比は例えば１／30である。即ちスタータモ
ータ２１の回転数は１／30に減速されてクランク
軸２に伝わるようになつている。

トルクリミツター２３の拡大図を示す第１図に
おいて、軸１９には外向きのフランジ２６が一体
に形成されると共に、フランジ２６のＡ側（クラ
ンクケースカバー側）の隣にはおねじ１９ａが形
成されている。フランジ２６の外周面はＡ側にゆ
くに従い小径になるテーパー面２６ａとして形成
され、リング状第１ギヤ２０の内周面はＡ側にゆ
くに従い小径になるテーパー面２０ａとして形成
され、両テーパー面２０ａ，２６ａの間にテーパ
ー筒状カラー３０が摺動自在に介装されている。
カラー３０は第３図、第４図のように、小径端に
内向きフランジ３１を備え、小径側と大径側の両
側縁から交互に複数個のミスト導入用切欠３２，
３３が形成されており、両切欠３２，３３はカラ
ー３０の幅の中間部で区間Ｌ１（例えば３mm）だ
け重複するように、深さが定められている。カラ
ー３０の内外周のテーパー面３０ａ，３０ｂは、
それぞれ対応するテーパー面２０ａ，２６ａと等
しいテーパー角θ（第１図）を備え、しかも材質
は軸１９、第１ギヤ２０（鋼材）より堅い鋼材
（例えばSK5）で形成されている。

従つてリング状第１ギヤ２０は異種金属のカラ
ー３０を介してフランジ２６にテーパー嵌合した
形になる。テーパー面２０ａ，２６ａ，３０ａ，
３０ｂのテーパー角θが同一であり、接合部のテ
ーパー面が相手側のテーパー面に食込んでしまわ
ない程度の角度（図示の実施例では６度）に形成
されている。第２ギヤ１８はおねじ１９ａに螺挿
されると共に、Ｂ側にボス部１８ａを一体に備
え、ボス部１８ａの外周にはＡ側から順に金属製
シム２８及び皿ばね２９が嵌合している。ボス部
１８ａのＢ側の端面はフランジ２６の側面に当接
している。皿ばね２９はその内周端縁がシム２８
を介して第２ギヤ１８に圧接し、皿ばね２９の外
周端部が第１ギヤ２０のＡ側の側面に圧接してい
る。即ち皿ばね２９は第１ギヤ２０と第２ギヤ１
８の間に縮設され、それにより第１ギヤ２０をＢ
側に付勢し、テーパー面２０ａ，３０ｂ間及びテ
ーパー面２６ａ，３０ａ間に圧接力を与えてい
る。

シム２８の厚さを変更することによりばね２９
の付勢力（セツト圧力）を調節したり、あるいは
テーパー面２０ａ，２６ａ，３０ａ，３０ｂのテ
ーパー角θを変更することにより、最大トルク容
量を調節する。

（作用） 第２ギヤ１８（第１図）を締付けてばね２９の
軸方向の力が第１ギヤ２０にかかつた場合には、
テーパー面２６ａと直角方向の面圧は軸方向に比
べて非常に大きくなる。従つて小さな接触面積で
大きな最大トルク容量を設定できる。組立て前に
は各テーパー面に例えばモリコートグリス等が塗
布される。

エンジンを始動する際に第２図のスタータモー
タ２１を作動させると、ピニオンギヤ２２から減
速されて第１ギヤ２０に伝達される回転トルク
は、トルクリミツター２３のトルク容量範囲内で
第１ギヤ２０から軸１９に伝達され、さらに第２
ギヤ１８、減速ギヤ１７ｂ，１７ａ、フリーホイ
ルギヤ１０、ワンウエイクラツチ１２及びハブ５
を介してクランク軸２に減速して伝達される。

始動直後にはクランク軸２の逆転現象（いわゆ
るケツチン現象）が生じて各ギヤ１０，１７ａ，
１７ｂ，１８，２０に過大な負荷がかかることが
あるが、その場合には第１ギヤ２０の回転トルク
がトルクリミツター２３の容量より大きくなるの
で、軸１９に対して第１ギヤ２０は滑り、第１ギ
ヤ２０に過大なトルクがかかるのを防止し、第１
ギヤ２０の破損等を防ぐ。その際、内外テーパー
面２０ａ，２６ａ接合部ではそれぞれ相対的に摺
動が生ずる。

またスタータモータ２１が停止している時にク
ランク軸２に逆転現象が生じた場合には、クラン
ク軸２の逆回転がフリーホイルギヤ１０等を介し
て始動用の軸１９に伝わり、さらに第１ギヤ２０
を介してピニオンギヤ２２を逆回転させようとす
る。逆回転初期のトルクは大変大きいので、テー
パー面型式のトルクリミツターを備えていること
により、逆回転初期において第１ギヤ２０に対し
て軸１９は滑り、その後はテーパー面２０ａ，３
０ｂ及びテーパー面２６ａ，３０ａ間の摩擦力に
より軸１９の逆回転にブレーキをかけ、軸１９及
び第２ギヤ１８等の回転速度を落す。

軸１９が低速になつてトルクが小さくなつた後
に軸１９と第１ギヤ２０が完全に連結されるの
で、たとえピニオンギヤ２２が逆回転してもその
速度は遅く、スタータモータ２１内の軸受等が加
熱損傷する心配はない。

ちなみにトルクリミツター２３を備えていない
始動装置に逆回転現象が生じた場合には、スター
タモータが急激に逆回転し、しかも逆回転数が大
きくなり、それによりスタータモータの軸受等を
損傷する恐れがある。これに対してブレーキ機構
としても作用するテーパー面型式のトルクリミツ
ターを備えていると、トルクリミツターとしての
作用により急激な逆回転をなくすことができると
共に、ブレーキ作用により逆回転速度を小さく押
えることができ、スタータモータの軸受等の損傷
を防止する。しかも本発明のカラー３０を採用す
ると、テーパー面部分における相対的な摺動速度
が内外で２分割され、各摺動部における相対速度
は大幅に減少する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によるとカラー３０
を採用したので、ケツチン現象が生じた時に内外
テーパー面部分における摺動速度が従来のものよ
りも略半減し、異常摩耗や焼付現象を確実に防止
することがき、始動装置の耐久性が向上する。

更に、本発明においてはカラー３０に小径側と
大径側の両側縁から軸方向幅の中間部で一定区間
Ｌ１だけ重複するように交互に凹入した複数個の
霧状潤滑油（ミスト）導入用切欠３２，３３を設
けたので、周囲のミストが切欠３２，３３内に円
滑に入り、強制的な潤滑機構を設けることなく、
テーパー面の潤滑が一挙に改善される。即ちミス
トは切欠３２と切欠３３の奥まで入り、区間Ｌ１
の幅内では全周にわたり両切欠３２，３３からミ
ストが供給される形になるので、テーパー摺動面
全体の油膜が確保される。又区間Ｌ１で重複する
切欠３２，３３によりカラー３０の可撓性が増大
して相手のテーパー面にしつくりと添い、面圧が
各部分で均一になり、局部的な摩耗が確実に防止
される利点が生ずる。又カラー３０を、それに対
向する内側と外側のテーパー面とは異質な金属で
形成しているので、同種金属を圧接する場合に比
べてなじみ性が悪くなり、この面から見ても耐焼
付性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は要部の縦断面図、第２図は本発明を自
動２輪車に適用した場合の縦断面図、第３図は第
１図、第２図中のカラー単体の縦断面拡大図、第
４図は第３図の矢視部分正面図である。 ２…クランク軸、１０…フリーホイルギヤ、１
２…ワンウエイクラツチ、１９…始動用軸（ハブ
軸）、２０…始動用第１ギヤ（リングギヤ）、２０
ａ，２６ａ…テーパー面、２１…スタータモー
タ、２２…出力ピニオンギヤ、３０…カラー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クランク軸２にワンウエイクラツチ１２を介
   して嵌合したフリーホイルギヤ１０と、スタータ
   モータ２１の出力ピニオンギヤ２２とを、減速ギ
   ヤを介して接続し、減速ギヤを皿ばね２９により
   互いに圧接方向に付勢したテーパー面２０ａ，２
   ６ａを隔てて外側のリングギヤ２０と内側のハブ
   軸１９に分割し、対向したテーパー面間にテーパ
   ー筒状カラー３０を摺動自在に介装してトルクリ
   ミツターを形成し、リングギヤ２０とハブ軸１９
   を霧状潤滑油雰囲気内に配置し、カラー３０に小
   径側と大径側の両側縁から軸方向幅の中間部で一
   定区間Ｌ１だけ重複するように交互に凹入した複
   数個の霧状潤滑油導入用切欠３２，３３を設け、
   カラー３０をそれに対向する内側と外側のテーパ
   ー面２０ａ，２６ａとは異質な金属で形成したこ
   とを特徴とする内燃機関の始動装置。