(57)【要約】【課題】熱処理工程を大幅に簡素化してコストを低減できるエンジン始動用トルク伝達装置１を提供する。【解決手段】トルク伝達装置１は、最外径部の全周にリングギヤ７が形成された第１の回転体２と、転がり軸受８を介して第１の回転体２と相対回転可能に組み付けられ、且つ、エンジンのクランク軸３に固定される第２の回転体４と、第１の回転体２と第２の回転体４との間でトルクの伝達を断続する一方向クラッチ５等を備える。このクラッチ５は、第１の回転体２の回転が伝達されるクラッチインナ５ａに転がり軸受８の外輪８ａを用いて構成され、その外輪８ａの軸方向一端側が第１の回転体２の内周に圧入固定されている。  上記の構成によれば、リングギヤ７のみに高周波焼き入れを行うことができるので、従来品と比較した場合に熱処理工程を大幅に簡素化できる。【選択図】図１
2010007505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタータが発生するトルクをエンジンのクランク軸に伝達するエンジン始動用トルク伝達装置であって、
前記スタータのピニオンギヤに常時噛み合うリングギヤを有する第１の回転体と、
この第１の回転体に転がり軸受を介して相対回転可能に組み付けられ、且つ、前記クランク軸に連結される第２の回転体と、
前記第１の回転体が前記スタータに駆動されて回転する時に、前記第１の回転体から前記第２の回転体へトルクを伝達し、前記第２の回転体が前記エンジンに駆動されて回転する時に、前記第２の回転体から前記第１の回転体へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチとを備え、
この一方向クラッチは、前記第１の回転体と一体に回転するクラッチインナと、このクラッチインナの径方向外側に配置されて前記第２の回転体と一体に回転するクラッチアウタと、前記クラッチインナと前記クラッチアウタとの間でトルクの伝達を断続する働きを有するクラッチ係合子とを有し、前記転がり軸受の外輪を前記クラッチインナに用いたことを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、
前記クラッチ係合子の軸方向一端側に配置されると共に、前記クラッチアウタの内周に固定され、前記転がり軸受の外輪の外周面に摺接するシール部材を備えることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、
前記転がり軸受の外輪は、軸方向の他端側が前記クラッチインナとして用いられ、且つ、軸方向の一端側に係合する係合部材を介して前記第１の回転体に相対回転不能に固定されていることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、
前記転がり軸受の外輪は、軸方向の他端側が前記クラッチインナとして用いられ、且つ、軸方向の一端側が前記第１の回転体の内周に圧入固定されていることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
【請求項５】
請求項４に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、
前記転がり軸受は、軸方向の一端側が軸方向に延伸して設けられ、その延伸部を含む前記外輪の軸方向一端側が前記第１の回転体の内周に圧入固定されていることを特徴とするエンジン始動用トルク伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのリングギヤにクラッチを内蔵し、このクラッチを介してリングギヤからエンジンのクランク軸にスタータの駆動トルクを伝達してエンジンを始動させるエンジン始動用トルク伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の原因の一つである自動車の排ガス対策として、例えば、交差点での信号停止時にエンジンを自動停止させるアイドリングストップシステムが実用化されている。同システムに採用される従来技術として、特許文献１に記載された内燃機関の始動装置がある。この始動装置は、外周にリングギヤが設けられた第１の回転体と、エンジンのクランク軸に固定された第２の回転体（例えばフライホイール）と、第１の回転体と第２の回転体との間に配設される一方向クラッチとを備えている。
エンジン始動時には、スタータの駆動トルクがピニオンギヤからリングギヤに伝達されて、そのリングギヤを有する第１の回転体が回転することにより、第１の回転体の回転がクラッチを介して第２の回転体に伝達されてエンジンをクランキングする。一方、エンジンの始動により、第２の回転体の回転速度が第１の回転体の回転速度を上回ると、クラッチが空転して第２の回転体から第１の回転体へのトルク伝達が遮断される。
【特許文献１】特開２０００−２７４３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記の始動装置では、第１の回転体の最外径部にリングギヤが形成され、第１の回転体の最内径部にクラッチインナが設けられている。このリングギヤとクラッチインナには、耐摩耗性および耐疲労強度向上のために熱処理（焼き入れ）が行われるが、リングギヤとクラッチインナとで焼き入れの種類が異なる。具体的には、クラッチインナには浸炭焼き入れを行い、リングギヤには高周波焼き入れを行う。この熱処理の工程を説明すると、先ず、クラッチインナを除く部分（リングギヤを含む第１の回転体の大部分）に防炭剤を塗布した後、ガス雰囲気の炉中にてクラッチインナに浸炭焼き入れを行う。この後、先に塗布した防炭剤を取り除き、更に、炉中での焼き入れに伴って第１の回転体に発生する歪みを除去した後、リングギヤに高周波焼き入れを行う。この様に、従来技術に係る始動装置の構造では、熱処理工程が大変複雑であり、それに伴うコストが高くなる問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、熱処理工程を大幅に簡素化してコストを低減できるエンジン始動用トルク伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、スタータが発生するトルクをエンジンのクランク軸に伝達するエンジン始動用トルク伝達装置であって、スタータのピニオンギヤに常時噛み合うリングギヤを有する第１の回転体と、この第１の回転体に転がり軸受を介して相対回転可能に組み付けられ、且つ、クランク軸に連結される第２の回転体と、第１の回転体がスタータに駆動されて回転する時に、第１の回転体から第２の回転体へトルクを伝達し、第２の回転体がエンジンに駆動されて回転する時に、第２の回転体から第１の回転体へのトルク伝達を遮断する一方向クラッチとを備え、この一方向クラッチは、第１の回転体と一体に回転するクラッチインナと、このクラッチインナの径方向外側に配置されて第２の回転体と一体に回転するクラッチアウタと、クラッチインナとクラッチアウタとの間でトルクの伝達を断続する働きを有するクラッチ係合子とを有し、転がり軸受の外輪をクラッチインナに用いたことを特徴とする。
【０００５】
例えば、転がり軸受の一例として、ＪＩＳ規格品であるボールベアリングは、もともと熱処理されている硬質な材質（ＳＵＪ２等）で構成されているため、ボールベアリングの外輪をクラッチインナに用いるからと言って、新たに熱処理（浸炭焼き入れ）を行う必要はない。つまり、転がり軸受の外輪を新たに熱処理することはなく、そのままクラッチインナとして使用できる。一方、リングギヤを有する第１の回転体は、リングギヤを除く部分に防炭処理（防炭剤を塗布する処理）を行う必要はなく、リングギヤのみに高周波焼き入れを行うことができ、且つ、炉中での焼き入れを行う必要もないので、熱処理に伴う歪みが発生することもない。これにより、第１の回転体にリングギヤとクラッチインナとが一体に設けられている従来品と比較した場合に、熱処理工程を大幅に簡素化できると共に、従来では別々の部品である転がり軸受の外輪とクラッチインナとを共用することで、部品点数を削減できるので、コストの大幅な低減が可能である。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、クラッチ係合子の軸方向一端側に配置されると共に、クラッチアウタの内周に固定され、転がり軸受の外輪の外周面に摺接するシール部材を備えることを特徴とする。
上記の構成によれば、シール部材をクラッチアウタの外周に配置する場合と比較した場合に、シール部材が摺接する摺接面の周速を小さくできるので、シール部材の耐久性を向上できる。また、シール部材をクラッチアウタの外周に配置する場合と比較して、シール部材をクラッチ係合子により近接して配置できるので、クラッチに使用される潤滑剤（例えばグリース）の量を少なくでき、特に高価なスクワレンをグリースに使用する場合には、コストを低く抑えることができる。
【０００７】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、転がり軸受の外輪は、軸方向の他端側がクラッチインナとして用いられ、且つ、軸方向の一端側に係合する係合部材を介して第１の回転体に相対回転不能に固定されていることを特徴とする。
係合部材の一例として、キーによる固定が考えられる。すなわち、第１の回転体と外輪とが当接する両者の当接面（第１の回転体の内周面と外輪の外周面）にそれぞれキー溝を凹設し、両者のキー溝にキーを挿入することで、第１の回転体と外輪との相対回転を規制できる。
【０００８】
（請求項４の発明）
請求項１または２に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、転がり軸受の外輪は、軸方向の他端側がクラッチインナとして用いられ、且つ、軸方向の一端側が第１の回転体の内周に圧入固定されていることを特徴とする。
この場合、圧入代を適切に設定するだけで、容易に、且つ、確実に第１の回転体と転がり軸受の外輪とを固定できる。
【０００９】
（請求項５の発明）
請求項４に記載したエンジン始動用トルク伝達装置において、転がり軸受は、軸方向の一端側が軸方向に延伸して設けられ、その延伸部を含む外輪の軸方向一端側が第１の回転体の内周に圧入固定されていることを特徴とする。
この場合、圧入長さを長く設定できるので、その分、固定強度を増すことができ、且つ、圧入による外輪の変形や歪みを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は実施例１に係るエンジン始動用トルク伝達装置（以下、トルク伝達装置１と略して呼ぶ）の断面図である。
本実施例のトルク伝達装置１は、図１に示す様に、スタータ（図示せず）に駆動されて回転する第１の回転体２と、この第１の回転体２と軸方向（図示左右方向）に近接して配置され、且つ、エンジンのクランク軸３に固定される第２の回転体４と、第１の回転体２と第２の回転体４との間に設けられるクラッチ５と、このクラッチ５に使用される潤滑剤（例えばグリース）の流出を防止するシール部材６等より構成される。
【００１２】
第１の回転体２は、円板状に設けられて、その最外径部の全周にリングギヤ７が形成され、このリングギヤ７にスタータのピニオンギヤ（図示せず）が常時噛み合っている。
第２の回転体４は、例えば、ＭＴ車用のフライホイールまたはＡＴ車用のドライブプレートであり、転がり軸受８を介して第１の回転体２と相対回転可能に組み付けられている。この第２の回転体４は、最内径部にボス部４ａが設けられ、このボス部４ａに形成された軸方向の貫通孔にボルト９を通し、そのボルト９をクランク軸３に締め付けて固定されている。
転がり軸受８は、外輪８ａと内輪８ｂとの間に複数のボール８ｃが転動自在に配置されたボールベアリングであり、外輪８ａの軸方向一端側が第１の回転体２の内周に圧入固定され、内輪８ｂが第２の回転体４のボス部４ａの外周に隙間嵌めされている。なお、外輪８ａと内輪８ｂとの間には、ボール８ｃの軸方向両側にそれぞれシール性を保持するためのシール板８ｄが取り付けられている。
【００１３】
クラッチ５は、転がり軸受８の外輪８ａを使用したクラッチインナ５ａと、このクラッチインナ５ａの径方向外側に配置され、第２の回転体４に固定されるクラッチアウタ５ｂと、クラッチインナ５ａとクラッチアウタ５ｂとの間でトルクの伝達を断続するクラッチ係合子５ｃ（例えば、ローラ、スプラグ、カム等）等より構成される。このクラッチ５は、第１の回転体２がスタータに駆動されて回転すると、第１の回転体２に固定された転がり軸受８の外輪８ａ、すなわち、クラッチインナ５ａが回転することにより、クラッチ係合子５ｃを介してクラッチインナ５ａの回転がクラッチアウタ５ｂに伝達される。一方、第２の回転体４がエンジンに駆動されて回転する時は、クラッチアウタ５ｂとクラッチインナ５ａとの間でクラッチ係合子５ｃが空転することにより、クラッチアウタ５ｂからクラッチインナ５ａへのトルク伝達を遮断する。
【００１４】
シール部材６は、軸方向にクラッチ係合子５ｃと第１の回転体２との間に配置されると共に、外周端がクラッチアウタ５ｂの内周に圧入等により固定され、内周端が転がり軸受８の外輪８ａの外周面に摺接することにより、クラッチアウタ５ｂとクラッチインナ５ａとの間を気密にシールしている。
【００１５】
続いて、トルク伝達装置１の作動を説明する。
ａ）エンジン始動時
第１の回転体２がスタータにより駆動されて回転すると、クラッチ５が係合状態（クラッチ係合子５ｃを介してクラッチインナ５ａとクラッチアウタ５ｂとが連結された状態）となり、第１の回転体２→クラッチ５→第２の回転体４→クランク軸３の順にトルクが伝達されてクランキングを開始する。
ｂ）エンジン始動後
クランキングからエンジンが完爆してクランク軸３の回転が第２の回転体４に伝達され、その第２の回転体４の回転速度が第１の回転体２の回転速度を上回ると、クラッチ５が空転状態となって、第２の回転体４から第１の回転体２へのトルク伝達が遮断される。これにより、エンジンの回転がスタータ側に入力されることはない。
【００１６】
（実施例１の効果）
本実施例のトルク伝達装置１は、転がり軸受８の外輪８ａをクラッチインナ５ａに用いたことにより、以下の効果を得ることができる。
例えば、転がり軸受８の一例として、ＪＩＳ規格品であるボールベアリングは、もともと熱処理されている硬質な材質（ＳＵＪ２等）で構成されているため、ボールベアリングの外輪８ａをクラッチインナ５ａに用いることにより、クラッチインナ５ａに新たに熱処理（浸炭焼き入れ）を行う必要はない。
【００１７】
一方、リングギヤ７を有する第１の回転体２は、リングギヤ７を除く部分に防炭処理（防炭剤を塗布する処理）を行う必要はなく、リングギヤ７のみに高周波焼き入れを行うことができ、且つ、炉中での焼き入れを行う必要もないので、熱処理に伴う歪みが発生することもない。これにより、第１の回転体２にリングギヤ７とクラッチインナ５ａとが一体に設けられている従来品と比較した場合に、熱処理工程を大幅に簡素化できると共に、従来では別々の部品である転がり軸受８の外輪８ａとクラッチインナ５ａとを共用することで、部品点数を削減できるので、コストの大幅な低減が可能である。
【００１８】
また、本実施例のトルク伝達装置１は、クラッチ係合子５ｃの軸方向一端側にシール部材６を配置して、クラッチアウタ５ｂとクラッチインナ５ａとの間を気密にシールする構造であるため、シール部材６をクラッチアウタ５ｂの外周に配置する場合と比較した場合に、シール部材６が摺接する摺接面の周速を小さくできるので、シール部材６の耐久性を向上できる。
また、シール部材６をクラッチアウタ５ｂの外周に配置する場合と比較して、シール部材６をクラッチ係合子５ｃにより近接して配置できるので、クラッチ５に使用される潤滑剤（例えばグリース）の量を少なくでき、特に高価なスクワレンをグリースに使用する場合には、コストを低く抑えることができる。なお、クラッチ係合子５ｃの反シール部材側は、転がり軸受８のシール機能によってシールされる。
【実施例２】
【００１９】
図２（ａ）は実施例２に係るトルク伝達装置１の断面図である。
実施例１では、転がり軸受８の外輪８ａを第１の回転体２の内周に圧入固定する例を記載したが、この実施例２では、転がり軸受８の外輪８ａが、軸方向の一端側に係合する係合部材を介して第１の回転体２に相対回転不能に固定されている。
係合部材の一例としては、例えば、図２（ｂ）に示す様に、キー１０による固定方法が考えられる。すなわち、第１の回転体２と外輪８ａとが当接する両者の当接面（第１の回転体２の内周面と外輪８ａの外周面）にそれぞれキー溝を凹設し、両者のキー溝にキー１０を挿入することで、第１の回転体２と外輪８ａとの相対回転を規制できる。
【実施例３】
【００２０】
図３は実施例３に係るトルク伝達装置１の断面図である。
この実施例３は、実施例１と同様に、転がり軸受８の外輪８ａを第１の回転体２の内周に圧入固定する例であるが、その圧入長さを長く取った例である。つまり、図３に示す様に、転がり軸受８は、軸方向の一端側が軸方向に延伸して設けられており、その延伸部８ｅを含む外輪８ａの軸方向一端側が第１の回転体２の内周に圧入固定されている。なお、第１の回転体２は、転がり軸受８の延伸部８ｅに対応して、最内径部が軸方向に長く円筒状に形成され、延伸部８ｅとの圧入長さを確保している。
上記の構成によれば、実施例１の場合と比較して、圧入長さを長く設定できるので、その分、固定強度を増すことができ、且つ、圧入による外輪８ａの変形や歪みを抑えることができる。
【００２１】
（変形例）
実施例１では、クラッチアウタ５ｂの内周側で、クラッチ係合子５ｃの軸方向一端側に近接してシール部材６を配置しているが、例えば、図１に示すクラッチアウタ５ｂの径方向外側に形成されるスペースＳにシール部材（例えばオイルシール）を配置することもできる。
また、本発明の転がり軸受８は、ボールベアリングに限定する必要はなく、例えば、転動体にころを用いたころ軸受を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】トルク伝達装置の断面図である（実施例１）。
【図２】（ａ）トルク伝達装置の断面図、（ｂ）第１の回転体と外輪との固定方法を示す断面図である（実施例２）。
【図３】トルク伝達装置の断面図である（実施例３）。
【符号の説明】
【００２３】
１    エンジン始動用トルク伝達装置
２    第１の回転体
３    クランク軸
４    第２の回転体
５    一方向クラッチ
５ａ  クラッチインナ
５ｂ  クラッチアウタ
５ｃ  クラッチ係合子
６    シール部材
７    リングギヤ
８    転がり軸受
８ａ  転がり軸受の外輪
８ｅ  転がり軸受の延伸部
１０    キー（係合部材）
【図１】
2010007505.tif 000003
【図２】
2010007505.tif 000004
【図３】
2010007505.tif 000005