JPS61283763A - 自動２輪車等の始動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスタータモータのピニオンギヤとクランク軸と
を連動連結するスタータ系ギヤ伝動機構を備えた自動２
輪車等の始動装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来の始動装置は、始動時にスタータモータのピニオン
ギヤが軸方向に突出してギヤ伝動機構のギヤに噛合い、
始動後はピニオンギヤが引込むようになっている。

ところが上記のような始動装置では次のような不具合が
ある。

（１）ピニオンギヤの突出時に「カキーン」というピニ
オンギヤの大きな飛込み音が発生すると共にピニオンギ
ヤが傷み易い。

（２）突出動作用のリレー回路をスタータモータに組込
む必要があり、スタータモータのコストが高い。

（３）ピニオンギヤの突出ストロークを確保するために
軸方向に広いスペースが必要となり、コンパクト性に問
題が生じる。

（４）始動時のスタータモータの回転時に、クランク軸
に高い負荷がかかった場合には、ギヤ伝動機構内のギヤ
が傷む。

（５）始動後でスタータモータのピニオンギヤが停止し
ている場合であって、クランク軸に逆転現象が生じた時
に、その逆回転がピニオンギヤに伝わり、ピニオンギヤ
が高速で逆回転させられ、それによりスタータモータ内
の軸受等が傷む。

なお、第７図に示すようにスタータ系ギヤ伝動機構６０
のギヤ２０とピニオンギヤ２２を常時噛合式に構成し、
Ｉｌｉ撃トルク等を吸収するためにコイルばね５３のダ
ンパー機構５０を備えた始動装置はあるが、クランク軸
２にかかる衝撃を一時吸収できるだけであり、しかも逆
転現象の発生毎にストッパービン４５が衝突することに
より、ビン５５の表面やギヤ１８．２０の端面が変形し
、両ギヤ１８．２０の相対的な回動が円滑に行なわれな
くなり、ダンパーとしての機能の低下が早い。

（問題を解決するための手段） 上記問題を解決するために本発明は、スタータモータの
ピニオンギヤをギヤ伝動機構に常時噛合わせると共に、
ワンウェイクラッチを介してギヤ伝動機構をクランク軸
に連結し、ギヤ伝動機構内のいずれかのギヤの内周面を
テーパー面に形成し、該テーパー面を軸部の外周テーパ
ー面あるいは他のギヤのリム部の外周テーパー面にテー
パー嵌合し、皿ばねで上記テーパー面を有するギヤを軸
方向に付勢して両テーパー面同志を圧接することにより
、コーン型のトルクリミッタ−兼ブレーキ装置を構成し
ている。

（実施例） 第１図は本発明を適用した自動２輪車の始動装置であり
、この第１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にはマグネット７が固着されている
。マグネット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
ンウェイクラッチ１２を介してバブ５に連結している。

ワンウェイクラッチ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。

フリーホイルギヤ１０は減速小ギヤ１７ａ１減速大ギヤ
１７ｂ、始動用第２ギヤ１８、始動用軸１９及びリング
状の始動用第１ギヤ２０を介してスタータモータ２１の
ピニオンギヤ２２に連動連結している。軸１９とリング
状の第１１！ヤ２０の間にトルクリミッタ−兼ブレーキ
装置２３が構成されている。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、両筒１、第２．１！ヤ
２０．１８によっても減速されるようになっている。ま
た第１ギヤ２０の歯は第２ギヤ１８の歯よりも小さいモ
ジュールのものが形成されている。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ＩＩＳ！
Ｉ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だ
けスターター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２
２は軸方向には移動せずに常時第１ギＡ７２０に噛合っ
ている。

また第２ギヤ１８は減速穴ギヤ１７ｂに常時合い、減速
小ギヤ１７ａはフリーホイルギヤ１０に常時噛合ってい
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に伝わるようになっている。

トルクリミッタ−兼ブレーキ装Ｍ２３の拡大図を示す第
２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の矢印Ａ側（クラン
クケースカバー側）の隣りにはおねじ１９ａが形成され
ている。７ランジ２６の外周面は矢印Ａ側にゆくに従い
小径になるチーパル面２６ａとして形成され、リング状
第１ギヤ２０の内周面は矢印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、リング状第１ギ
Ａア２０はフランジ２６にテーパー嵌合している。両テ
ーパー面２０ａ、２６ａのテーパー角θは同一であり、
一方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Ａｔ　１８はおねじ１９ａに螺挿される
と共に、逆矢印Ａ側にボス部１８ａを一体に備え、ボス
部１８ａの外周には矢印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の逆矢印Ａ
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
矢印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１８の間に縮設され、それにより第
１ギＡ７２０を逆矢印へ方向に付勢し、両デーバー面ｇ
Ｏａ、２６ａ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
（セット圧力）を調節したり、あるいはテーパー面２０
ａ、２６ａ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。図示の実施例では、回転トルク
が４〜６　Ｋｙ　ｒｒｔになると両テーパー面２０ａ、
２６ａ間に滑りが生じるように調節している。

７ランジ２６のテーパー面２６ａには環状の潤滑油溝３
１が形成されており、該溝３１は゛軸１９と直角な油孔
３２を介してねじ回し用工具ビン挿入穴３３に連通して
いる。ビン挿入穴３３は例えば円周方向に等間隔を隔て
て３個形成されると共に、逆矢印Ａ側の端部が開口し、
ミスト状の潤滑油がビン挿入穴３３及び油孔３２を通っ
てｆｆ１ｌｉｌ油溝３１の供給されるようになっている
。

（作用） エンジンを始動する際に第１図のスタータモータ２１を
作動させると、ビニオンギＡア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、トルクリミッタ−
兼ブレーキ装置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ｔ
１７ｂ、１７ａ。

フリーホイルギヤ１０、ワンウェイクラッチ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の逆回転現象（いわゆるケッ
チン現象）が生じて各ギヤ１０．１７ａ１１７ｂ、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ギヤの２０の回転トルクがトルクリミッタ−兼ブ
レーキ装ｗｉ２３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。

即ちトルクリミッタ−兼ブレ・−キ装′ａ２３はトルク
リミッタ−として働き、過大な負荷を逃す。

スタータモータ２１が停止している時にクランク軸２に
逆転現象等が生じた場合には、クランク軸２の逆回転が
フリーホイルギヤ１０等を介して増速されて始動用の軸
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、逆回転初期において第１ギヤ２０に対
して軸１９は滑り、それと同時及びその後は両テーパー
面２０ａ、２６ａ間のａｍ力により軸１９の逆回転にブ
レーキをか番プ、軸１９及び第２ギヤ１８等の回転速度
を落す。

軸１９が低速になってトルクが小さくなった後に軸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。即ちト
ルクリミッタ−兼ブレーキ装置２３は主としてブレーキ
装置として働き、高速の逆回転がピニオンギヤに伝わる
のを防ぐ。

トルクリミツタ−兼ブレーキ装置ｆ！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、第６図のグ
ラフ×２で示すようにスターターモが急激に逆回転し、
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
キ装置としても作用するテーパー面型式のトルクリミッ
タ−兼ブレーキ装訂を備えていると、グラフ×１で示す
ようにトルクリミッタ−としての作用により急激な逆回
転を逃がすことかできると共に、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。第６図の縦軸はスタータモー
タの回転速度であり、スタータモータの発生電圧から測
定し、横軸は時間である。

また組立て時において、第２ギヤ１８を締付けて第５図
のようにばね２９の軸方向の力Ｆが第１ギヤ２０にかか
った場合には、テーパー面２６ａと直角方向の面圧Ｆ１
は軸方向の力Ｆに比べて非常に大きくなる（　Ｆ　１−
　Ｆ／ｓｉｎθ）従っ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。

また組立て前には両テーパー面２０ａ、２６ａにモリコ
ートグリスが塗布される。

なお第１図のようにトルクリミッタ−兼ブレーキ装置２
３を最もピニオンギヤ側の第１ギヤ２０に設けていると
、クランク軸２側のフリーホイルギヤ１０あるいは減速
ギヤ１７ａ、１７ｂに設ける場合に比べ、トルクリミッ
タ−兼ブレ・−主装置２３自体の最大トルク容量が小さ
くて済む。従ってテーパー面２０ａ１２６ａ間の接触面
積も小さくて済む。

（別の実施例） （１）第３図に示す実施例において、第２ギヤ１８は軸
１９と一体に形成され、軸１９とは別体の７ランジ２６
は軸１９のおねじ１９ａに螺着されている。フランジ２
６の外周テーパー面２６゛ａにリング状の第１ギヤ２０
はテーパー嵌合している。

両テーパー面２０ａ、２６ａは矢印Ａ側にゆくに従い小
径となるように傾斜している。即ち第１ギヤ２０をテー
パー嵌合したフランジ２６を締付けることにより、第１
ギｒ　２０’と第２ギヤ１８の間に皿ばね２９を縮設し
、最大トルク容量を設定している。また第１図と同様に
第１ギヤ２０はスターターモータのピニオンギヤに噛合
い、第２ギヤ２０は減速ギヤ及びワンウェイクラッチ等
を介してクランク軸のギヤに噛合う。

なお第２図と同じ部品には第２図と同じ部品番号を付し
ている。またテーパー面の角度は４度〜８度の間が適切
である。

（２）第４図に示すトルクリミッタ−兼ブレーキ装置は
、第２ギヤ１８のリム部４５を逆矢印Ａ側に延長し、リ
ム部４５の外周面にテーパー面４５ａを形成し、該テー
パー面４５ａに第１ギヤ２０の内周デーパ−面２０ａを
テーパー嵌合している。

リム部４５の内周側にはボス部４６が一体に形成され、
ボス部４６の外周に形成されたおねじ４６ａにナツト４
７が螺着され、ナツト４７の段部４７ａと第１ギヤ２０
の側面の間に皿ばね２９が縮設されている。皿ばね２９
は内周端部がシム２８を介してナツト４７の段部４７ａ
に当接し、外周端部が第１ギヤ２０に当接している。ボ
ス部４６は回転自在な軸に圧入される。あるいはボス部
４６は軸に回転自在に嵌合し、該軸をクランクケースカ
バー等に回転自在に支承する。

第１ギヤ２０及び第２ギヤ１８は浸炭焼入れ等により表
面が硬化処理されており、ナツト４６は表面硬化処理が
なされていない単なるナツトである。

（３）トルクリミッタ−兼ブレーキ装置を、第１図の減
速ギヤ１７ａ、１７ｂの所に設けるようにすることもで
きる。

（４）自動２輪車の他に自動３輪あるいは４輪車に適用
することもできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、スタータモータのピニオ
ンギヤをギヤ伝動機構に常時噛合わせると共に、ワンウ
ェイクラッチを介して内のギヤ伝動機構をクランク軸に
連結し、ギヤ伝動機構内のいずれかのギヤの内周面をテ
ーパー面に形成し、該テーパー面を軸部の外周テーパー
面あるいは他のギヤのリム部の外周テーパー面にテーパ
ー嵌合し、皿ばねで上記テーパー面を有するギヤを軸方
向に付勢して両テーパー面同志を圧接して、コーン型の
トルクリミッタ−兼ブレーキ装置を構成しているので次
のような利点がある。

（１）スタータモータのピニオンギヤをスタータ系のギ
ヤ伝動機構に常時噛合せるＪ：うにしているので、従来
のように始動時のみ軸方向に突出して噛合うピニオンギ
ヤを備えている場合に比べ、始動時の「カキーン」とい
うピニオンギヤの大きな飛込み音をなくすことでき、ま
たそれによるピニオンギヤの傷みを防止できる。

（２）スタータモータのビニオンギＡ７をスタータ系の
ギヤ伝動機構に常時噛合せるようにしているので、従来
のように始動時のみ軸方向に突出して噛合うピニオンギ
ヤを備えている場合に比べ、突出動作用のリレー回路を
スタータモータに組込む必要がなくなり、スタータモー
タのコストが安くなる。

（３）従来のようにピニオンギヤの突出ストロ−りを確
保するための軸方向に広いスペースは必要なくなるので
、始動装置の軸方向の幅がコンパクトになる。特に自動
２輪車ではライダーの足元のスペースを充分確保できる
ようになり、好都合である。

（４）ブレーキ装置として作用するコーン型のトルクリ
ミッタ−兼ブレーキ装置をギヤ伝動機構内に備えている
ので、ピニオンギヤ停止時にクランク軸に逆転現象が発
生した場合には、両テーパー面間の摩擦によりギヤ伝動
機構の逆回転を制動して減速した後でないと逆回転がピ
ニオンギヤに伝わらない。

それによりスタータモータが高速で逆回転させられるの
を防止し、スタータモータ内の軸受の焼付等を防止し、
スタータモータの寿命を延ばす。

（５）トルクリミッタ−としても作用するトルクリミッ
タ−兼ブレーキ装置をギヤ伝動機構内に備えているので
、ピニオンギヤ回転時にクランーク軸の逆回転現象等に
より過大な負荷が生じた場合には、トルクリミッタ−と
して過大なトルク部分を逃してトルクリミッタ−のトル
ク容量範囲内でトルクをギヤ伝動機構に伝達する。

従って過大負荷時におけるギヤ伝動機構内のギヤの破損
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した自動２輪車の始動装置の縦断
面図、第２図は第１図のトルクリミッタ−兼ブレーキ装
置の拡大図、第３、第４図は別の実施例の縦断面図、第
５図は圧接力等の力°関係図、第６図は本発明を適用し
た場合のスタータモータの回転変化を示すグラフ、第７
図は従来始動装置の縦断面図である。２０・・・ギヤ、
２０ａ、２６ａ・・・テーパー面、２１・・・スタータ
モータ、２２・・・ピニオンギヤ、２３・・・トルクリ
ミッタ−兼ブレーキ装置、１８．２６・・・軸、フラン
ジ（軸部）、２９・・・皿ばね 特許出願人　川崎重工業株式会社 第１図 第２図 第４図　　　　　　第３図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スタータモータのピニオンギヤとクランク軸とを連動連
   結するスタータ系ギヤ伝動機構を備えた自動２輪車等の
   始動装置において、スタータモータのピニオンギヤをギ
   ヤ伝動機構に常時噛合わせると共に、ワンウェイクラッ
   チを介してギヤ伝動機構をクランク軸に連結し、ギヤ伝
   動機構内のいずれかのギヤの内周面をテーパー面に形成
   し、該テーパー面を軸部の外周テーパー面あるいは他の
   ギヤのリム部の外周テーパー面にテーパー嵌合し、皿ば
   ねで上記テーパー面を有するギヤを軸方向に付勢して両
   テーパー面同志を圧接することにより、コーン型のトル
   クリミッター兼ブレーキ装置を構成したことを特徴とす
   る自動２輪車等の始動装置。