(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機に駆動されると共に、外周にヘリカルスプラインを有する出力軸、駆動部材と従動部材とを有し、駆動部材が前記出力軸のヘリカルスプラインと係合する一方向クラッチ、この一方向クラッチの前記従動部材に一方の端部が結合され、他方の端部にヘリカルスプラインを有するピニオン軸、このピニオン軸のヘリカルスプラインと係合し、前記ピニオン軸の移動により内燃機関のリングギヤと噛み合うピニオンを備え、前記出力軸のヘリカルスプラインと前記ピニオン軸のヘリカルスプラインとが前記電動機の駆動による回転方向とは反回転方向に同一の捻れ角度を有して設定されたことを特徴とする内燃機関始動装置。
【請求項２】
ピニオン軸の先端部に取り付けられたピニオン脱落防止用のストッパと、ピニオン軸に嵌挿されてピニオンをストッパ側に押圧するバネとを有し、ストッパとピニオンとの間にこのバネの押圧力に抗して所定の空隙を保持するための弾性部材を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関始動装置。
【請求項３】
ピニオン軸の先端部に溝とリードとが交互に設けられ、ストッパの内径がこの溝とリードとに合致する形状とされてピニオン軸に係合されると共に、ピニオン軸のリードにはストッパの脱落防止用の突起が一条置きに設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リングギヤに対する噛み合いと離脱とが確実になし得るピニオン移送機構を備えた内燃機関始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の始動は、始動用の電動機に装着されたピニオンを内燃機関のリングギヤと噛み合わせることによりなされるが、始動を円滑に行うためにはこのピニオンとリングギヤとの噛み合い、および、離脱を確実なものとする必要があり、例えば、特開昭６４−５６９６６号公報に開示された技術は、ピニオンとリングギヤとの噛み合いを確実なものにするための技術の一例である。図５はこの公報に開示された技術を第一の従来例として示したもので、図において、１は始動用電動機の軸、２はこの軸１に設けられたギヤ、３は一方向クラッチのクラッチアウタ、４はクラッチアウタ３の外周に設けられ、軸１に設けられたギヤ２と噛み合うクラッチギヤ、５は一方向クラッチのローラ、６はクラッチインナ、７と８とはこのクラッチインナ６をハウジング９に保持するベアリングである。
【０００３】
１０はクラッチインナ６とはヘリカルスプライン１１により係合保持されたピニオン軸、１２はピニオン軸１０とヘリカルスプライン１３により係合するピニオンであり、ヘリカルスプライン１１とヘリカルスプライン１３とは電動機の回転方向に対して反回転方向に捻れて形成され、その捻れ角はヘリカルスプライン１３の方が大きくされている。１４はピニオン軸１０上でピニオン１２の位置を規制するストッパ、１５はピニオン１２をストッパ１４側に押圧するバネ、１６はバネ１５を受けるワッシャ、１７はピニオン１２とピニオン軸１０とを戻すピニオン戻しバネ、１８はピニオン１２とピニオン軸１０とを移送するシフトレバー、１９は内燃機関のリングギヤである。
【０００４】
このように構成された第一の従来例の内燃機関始動装置において、始動の操作がなされるとシフトレバー１８がピニオン戻しバネ１７に抗してピニオン軸１０をリングギヤ１９側に移送し、電動機が所定値に制限されたトルクで駆動されてクラッチアウタ３とローラ５とクラッチインナ６とを介してピニオン軸１０とピニオン１２が駆動される。ピニオン１２はピニオン軸１０と共に移送されてリングギヤ１９と噛み合い内燃機関を始動するが、ピニオン軸１０とピニオン１２とは移送時にヘリカルスプライン１１のリード角に従って回転しながら移送され、もしピニオン１２とリングギヤ１９との歯面が衝突して噛み合わないときにはピニオン軸１０の移送によってバネ１５が撓み、ピニオン１２がヘリカルスプライン１１とヘリカルスプライン１３とのリード角の差により回転してリングギヤ１９との噛み合いを完了し、噛み合い完了と共に電動機が通電されて内燃機関を始動する。
【０００５】
また、図６は他の構成を持つ第二の従来例を示すもので、この従来例においては電動機の軸１に設けられたギヤ２は出力軸２０に取り付けられたギヤ２１と噛み合うように構成されている。２２は出力軸２０に設けられたヘリカルスプライン、２３は一方向クラッチであり、一方向クラッチ２３のクラッチアウタとなる駆動部材２４はヘリカルスプライン２２と係合し、出力軸２０から伝達されるトルクは駆動部材２４からローラ２５を介してクラッチインナとなる従動部材２６に伝達され、従動部材２６と一体化されたピニオン軸２７を駆動する。
【０００６】
ピニオン軸２７の先端部に設けられたスラストスプライン２８にはピニオン２９が係合しており、図示しないシフトレバーにより一方向クラッチ２３が移送されることにより、ピニオン２９がヘリカルスプライン２２のリード角に従って回転しながら移送され、図示しないリングギヤと噛み合うように構成されている。なお、３０はピニオン２９の抜け止め用のストッパ、３１はピニオン２９をストッパ３０側に押圧するバネ、３２はストッパ３０をピニオン軸２７に固定するリングであり、ヘリカルスプライン２２は電動機の回転方向とは反回転方向に捻れて形成されている。
【０００７】
このように構成された第二の従来例の内燃機関始動装置では、始動操作がなされると図示しないシフトレバーが一方向クラッチ２３を図の右方に移送するように構成されており、一方向クラッチ２３はヘリカルスプライン２２のリード角に従って回転しながらピニオン２９と共に移送され、ピニオン２９が図示しないリングギヤと噛み合って内燃機関を始動する。もしピニオン２９とリングギヤとの歯面が衝突して噛み合わないときにはピニオン軸２７の移送によってバネ３１が撓み、ヘリカルスプライン２２のリード角によりピニオン２９が回転してリングギヤとの噛み合いを完了し、噛み合い完了と共に電動機が通電されて内燃機関を始動する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来構成の内燃機関始動装置において、例えば第一の従来例で、ピニオン１２が移送されてピニオン１２の歯の先端角部がリングギヤ１９の歯の角部、または、使用中に形成された疵の部分に当接し、さらにシフトレバー１８により押圧された場合、ピニオン１２の角部がリングギヤ１９の角部や疵にくい込む状態となってピニオン１２はヘリカルスプライン１１や１３のリード角に伴う回転ができなくなることがあり、特に、第一の従来例のようにヘリカルスプライン１３のリード角が大きい場合にはスラスト方向の力に対する回転方向の分力が小さいために回転が不能になって噛み合いができなくなることがあった。
【０００９】
このような状態で再度始動操作を行うために電動機の通電をオフにすると、シフトレバー１８が戻り、ピニオン戻しバネ１７の押圧力によりピニオン１２とピニオン軸１０とが元の位置に復帰しようとするが、この復帰は、ヘリカルスプライン１１のリード角に従ったピニオン１２の回転を伴うものであり、この回転は電動機による駆動とは同一方向の回転であるから、上記のようにピニオン１２の角部がリングギヤ１９の歯の角部や疵にくい込んだ状態ではこの回転もできないことになり、結果的には始動動作も復帰もできないロック状態となってしまう。また、上記の第二の従来例においてもピニオン２９はスラストスプライン２８によりピニオン軸２７と係合しているが、ピニオン２９の先端の角部がリングギヤの歯の角部や疵にくい込んだ状態では同様のことが発生し、復帰時におけるヘリカルスプライン２２のリード角に伴う回転ができないために、動作と復帰とが共に不可能になる。
【００１０】
また、上記のように第一の従来例ではピニオン軸１０に対するピニオン１２の抜け止めにはストッパ１４が設けられ、第二の従来例ではピニオン軸２７の先端部にストッパ３０とリング３２とが設けられているが、使用状態においてはピニオンからストッパ１４、または、ストッパ３０とリング３２に衝撃力が加わり、ストッパやリングが摩耗したり、極端な場合には脱落することがあり、特に、第一の従来例ではヘリカルスプライン１３が反回転方向に大きく捻れているためにピニオン１２からストッパ１４に加わる力は大きくなる。
【００１１】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、ピニオンがリングギヤの歯の角部や疵にくい込んでも最終的には噛み合いができるようにし、もし、噛み合いが不能になっても復帰が不可能になることがなく再度の始動操作が可能であり、ストッパなどの摩耗の少ない内燃機関始動装置を得ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる内燃機関始動装置は、電動機に駆動されると共に、外周にヘリカルスプラインを有する出力軸と、駆動部材と従動部材とを有し、駆動部材が出力軸のヘリカルスプラインと係合する一方向クラッチと、この一方向クラッチの従動部材に一方の端部が結合され、他方の端部にヘリカルスプラインを有するピニオン軸と、このピニオン軸のヘリカルスプラインと係合し、ピニオン軸の移動により内燃機関のリングギヤと噛み合うピニオンとを備え、出力軸のヘリカルスプラインとピニオン軸のヘリカルスプラインとが電動機の駆動による回転方向とは反回転方向で同一の捻れ角度を有するように設定したものである。
【００１３】
また、ピニオン軸の先端に取り付けられたピニオン脱落防止用のストッパと、ピニオン軸に嵌挿されてピニオンをこのストッパ側に押圧するバネとを有し、ストッパとピニオンとの間にこのバネの押圧力に抗して所定の空隙を保持するための弾性部材を介在させるようにしたものである。
さらに、ピニオン軸の先端部に溝とリードとが交互に設けられ、ストッパの内径がこの溝とリードとに合致する形状とされてピニオン軸に係合されると共に、ピニオン軸のリードにはストッパの脱落防止用の突起が一条置きに設けられるようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による内燃機関始動装置の構成を示す断面図であり、電動機の部分は省略してピニオン移送系の部分のみを示しており、上記の第二の従来例と同一部分には同一符号が付与されている。図において、２０は図示しない電動機に駆動される出力軸、２２はこの出力軸２０に設けられたヘリカルスプライン、２３は一方向クラッチであり、一方向クラッチ２３は、ヘリカルスプライン２２と係合する駆動部材２４と、トルクを伝達するローラ２５と、ローラ２５を介して一方向にのみ駆動される従動部材２６とを有しており、従動部材２６にはピニオン軸２７が一体に構成され、ピニオン軸２７の先端部にはヘリカルスプライン３３が設けられてピニオン２９が係合している。
【００１５】
出力軸２０に設けられたヘリカルスプライン２２とピニオン軸２７に設けられたヘリカルスプライン３３とは共に図示しない電動機から駆動されるピニオン２９の回転方向に対しては反回転方向に捻れて形成され、そのリード角は等しく設定されている。また、３０はピニオン軸２７の先端部に設けられてピニオン２９の位置を規制すると共に抜け止めとなるストッパ、３１はピニオン２９をストッパ３０側に付勢するバネである。
【００１６】
このように構成されたこの発明の実施の形態１による内燃機関始動装置において、始動操作がなされると図示しない電動機から出力軸２０が所定値に制限されたトルクで駆動され、図示しないシフトレバーにより一方向クラッチ２３の駆動部材２４が従動部材２６に固定されたピニオン軸２７およびピニオン２９と共にヘリカルスプライン２２のリード角に従って回転しながら図示しないリングギヤ側に移送される。ピニオン２９が図示しないリングギヤとほぼ完全に噛み合う位置まで移送されると、図示しない移送レバーと連動して電動機に通電がなされ、内燃機関を駆動して始動させる。
【００１７】
ピニオン２９の移送の途上において、ピニオン２９の歯の先端角部が図示しないリングギヤの歯の角部、または、使用中に形成された疵の部分に押圧され、噛み合いが不能になったときにはピニオン２９はその位置にて停止するが、ヘリカルスプライン２２とヘリカルスプライン３３とはリード角が等しく設定されているので、ピニオン２９の回転が停止しても一方向クラッチ２３とピニオン軸２７との移送は継続が可能であり、この移送が所定位置に達すると電動機に通電がなされて強いトルクが働くのでピニオン２９は回転し、一方向クラッチ２３とピニオン軸２７のみが移送されている間に撓んだバネ３１の押圧力によりピニオン２９とリングギヤとの噛み合いがなされ、内燃機関の始動が可能になる。
【００１８】
また、ピニオン２９の角部がリングギヤの角部にくい込んだ状態において始動動作がなされなかったきには始動操作を中断することにより、図示しないシフトレバーが元の位置に復帰し、その復帰動作と共に一方向クラッチ２３とピニオン軸２７も元の位置に復帰するが、復帰の動きとして一方向クラッチ２３とピニオン軸２７とがヘリカルスプライン２２のリード角に従って回転するとき、同一リード角を持つヘリカルスプライン３３はピニオン２９が回転不能の状態であっても回転することができるので、結果としてピニオン２９は回転することなく軸方向に移動してリングギヤとのくい込みから離脱することが可能であり、元の位置に復帰して再始動の操作が可能となり、ロック状態になることはない。
【００１９】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による内燃機関始動装置の構成を示す断面図であり、この実施の形態における内燃機関始動装置は、実施の形態１の内燃機関始動装置に対し、ピニオン２９とストッパ３０との間に弾性部材３４としてのバネを挿入し、バネ３１と弾性部材３４との力量関係をピニオン２９とストッパ３０との間に通常状態において若干の空隙が形成されるようにしたものである。
【００２０】
このように構成することにより、ピニオン２９とヘリカルスプライン３３との相互回転によりピニオン２９とストッパ３０とが衝突しても弾性部材３４により荷重が分担されるために衝撃力は小さくなり、ストッパ３０の摩耗を大幅に低減することができ、またピニオン軸２７からの脱落を防止することができる。なお図３に示すように、ピニオン２９に凹部を設けず、弾性部材３４の全圧縮状態においてピニオン２９とストッパ３０との間に空隙を形成しておくこともでき、このように構成しても同様の効果を得ることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による内燃機関始動装置の構成を示す断面図であり、この実施の形態における内燃機関始動装置は、実施の形態１および２の内燃機関始動装置に対しストッパ３０の取り付け形状を変えたもので、ピニオン軸２７の先端部には溝２７ａとリード２７ｂとを交互に設け、リード２７ｂの先端には一条飛びに突起部２７ｃを設けると共に、ストッパ３０の取付穴３０ａには突起部２７ｃの形状に合わせた大径部３０ｂを設け、ストッパ３０をピニオン軸２７に挿入の上、リード２７ｂの一ピッチ分回動させることにより抜け止めとしたものである。このように構成することにより上記の従来例に対してリングが廃止できると共に装着性が良好となり、ピニオンとの接触面積を増大させて耐摩耗性を向上させることができるものである。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明の内燃機関始動装置によれば、外周にヘリカルスプラインを有する出力軸と、このヘリカルスプラインと係合する一方向クラッチと、一方向クラッチの従動部材と一体に構成され端部にヘリカルスプラインを有してこのヘリカルスプラインに係合するピニオン有するピニオン軸とを備え、出力軸のヘリカルスプラインとピニオン軸のヘリカルスプラインとを電動機の駆動回転方向とは反回転方向で同一の捻れ角度に設定したので、ピニオンがリングギヤとくい込んでロック状態となっても電動機に通電してロック状態をはずすか、もしくは、通電を止めて復帰させることができ、ロック状態が継続して操作不能に陥ることはなく、また、ピニオンとストッパとの間に弾性部材を介在させたのでストッパの摩耗を大幅に低減することができ、さらに、ピニオン軸の先端に溝とリードとを交互に形成し、ストッパをこれに係合してリードにストッパ脱落防止用の突起を一条置きに設けたので、ストッパの装着が容易となり、接触面積が増大して耐摩耗性が向上するなど、優れた内燃機関始動装置を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の内燃機関始動装置の断面図である。
【図２】  この発明の実施の形態２の内燃機関始動装置の断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態２の内燃機関始動装置の他の構成の断面図である。
【図４】  この発明の実施の形態３の内燃機関始動装置の断面図である。
【図５】  従来の内燃機関始動装置の断面図である。
【図６】  従来の内燃機関始動装置の他の構成の断面図である。
【符号の説明】
２０  出力軸、２２、３３  ヘリカルスプライン、２３  一方向クラッチ、
２４  駆動部材、２５  ローラ、２６  従動部材、２７  ピニオン軸、
２９  ピニオン、３０  ストッパ、３１  バネ、３４  弾性部材。
【図１】
0003703698.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003703698.tif 000007