(57)【要約】【課題】被動歯車駆動条件の成立時に駆動源からの動力により被動歯車を駆動する場合に、被動歯車駆動条件が成立してから被動歯車を駆動するまでに要する時間を短縮する。【解決手段】Ｓ１０１において、被動歯車１６の回転速度Ｎ１が設定速度Ｎ０よりも低いときは、Ｓ１０２〜Ｓ１０４において、被動歯車駆動条件の非成立時にもかかわらず、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動するまで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。そして、駆動歯車予備移動動作後において、被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させて、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いにより被動歯車１６を駆動する被動歯車駆動動作を行う。【選択図】図６
2014077409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの動力が伝達されることで所定方向に回転する回転軸と、
回転軸にその軸線方向に移動可能な状態で係合する駆動歯車と、
駆動歯車が軸線方向の所定噛合位置にある場合に駆動歯車と噛み合う被動歯車と、
駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのを抑制するための移動抑制装置と、
駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の他方側の非噛合位置にあり、回転軸が前記所定方向に回転するときに、駆動歯車に軸線方向の一方側への移動力を作用させる移動力発生機構と、
を備え、
被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により被動歯車を駆動する歯車嵌脱装置であって、
被動歯車の回転速度が設定速度よりも低いときに、前記被動歯車駆動条件の非成立時にもかかわらず、駆動歯車が被動歯車と噛み合う位置に移動するまで、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行い、
前記駆動歯車予備移動動作後において、前記被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させて、駆動歯車と被動歯車との噛み合いにより被動歯車を駆動する被動歯車駆動動作を行う、歯車嵌脱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車嵌脱装置であって、
被動歯車の回転速度をＮ１、駆動歯車の回転速度をＮ２、被動歯車の歯数をＺ１、駆動歯車の歯数をＺ２とすると、前記駆動歯車予備移動動作においては、
Ｎ１＝Ｎ２×Ｚ２／Ｚ１≠０
が成立したら、回転軸の回転を停止させる、歯車嵌脱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の歯車嵌脱装置であって、
駆動歯車は、前記所定噛合位置で移動抑制装置に当接することで、軸線方向の一方側への移動が抑制され、
前記駆動歯車予備移動動作においては、駆動歯車が移動抑制装置に当接したら、回転軸の回転を停止させる、歯車嵌脱装置。
【請求項４】
請求項１に記載の歯車嵌脱装置であって、
前記駆動歯車予備移動動作においては、被動歯車の回転速度に基づいて、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更する、歯車嵌脱装置。
【請求項５】
請求項１に記載の歯車嵌脱装置であって、
駆動源は電動機であり、
前記駆動歯車予備移動動作においては、電動機の温度に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更する、歯車嵌脱装置。
【請求項６】
請求項１に記載の歯車嵌脱装置であって、
駆動源は、電源から供給される電力により動力を発生する電動機であり、
前記駆動歯車予備移動動作においては、電源の電圧に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更する、歯車嵌脱装置。
【請求項７】
動力を発生する駆動源と、
請求項１〜６のいずれか１に記載の歯車嵌脱装置と、
を備え、
被動歯車と連結されたエンジンの始動を行う、エンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の嵌脱動作を行う歯車嵌脱装置、及びこの歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の嵌脱動作を行う歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１のエンジン始動装置は、第１のコイルの吸引力を利用してピニオンギヤをエンジンのリングギヤ側へ押し出す働きを有するソレノイド装置と、第２のコイルの吸引力を利用してモータの通電回路に設けられるメイン接点を開閉する電磁スイッチと、を備える。ソレノイド装置と電磁スイッチは、両者を軸方向に直列に並べて一体的に構成されるとともに、第１のコイルと第２のコイルとの間に両者の磁気回路の一部を形成する磁性プレートを共用して配置している。エンジン始動条件が成立し、エンジン始動指令の出力を受けてエンジンの始動を行う場合は、まず第１のコイルに通電してピニオンギヤをエンジンのリングギヤ側へ押し出す。ピニオンギヤがリングギヤに当接した後は、第２のコイルに通電してモータの出力軸を回転させる。モータの出力軸の回転を受けてピニオンギヤがリングギヤと噛み合うと、ピニオンギヤからリングギヤに回転力が伝達されてエンジンのクランキングが行われる。
【０００３】
また、歯車の嵌脱動作を行う歯車嵌脱装置の関連技術として、セルフシンクロナスシフティングクラッチ（ＳＳＳクラッチ）が下記特許文献２に開示されている。特許文献２のＳＳＳクラッチでは、切換スリーブは、同期回転数に達するまで蒸気タービンの回転数で回転し、同期回転数に達すると発電機軸の切換部の爪によってしっかり保持される。同期回転数を超えると、切換スリーブは、ねじによって蒸気タービンの方向に軸線方向移動を生じる。その後に切換スリーブの歯と発電機軸の歯との係合が起き、これらの歯を介して駆動トルクの伝達が起きる。一方、蒸気タービンの回転数が同期回転数より低下すると、切換スリーブは、ねじによって蒸気タービンと反対方向に軸線方向移動を生じ、切換スリーブの歯と発電機軸の歯との係合が解除されることで、駆動トルクの伝達が遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３８１０３号公報
【特許文献２】特表２０１０−５０６１１３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１２／５３５５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のエンジン始動装置では、エンジン始動条件が成立してから（エンジン始動指令の出力を受けてから）エンジンを始動するまでに、第１のコイルに通電してピニオンギヤ（駆動歯車）をエンジンのリングギヤ（被動歯車）と噛み合う位置まで移動させる動作と、第２のコイルに通電してモータの出力軸を回転させてピニオンギヤとリングギヤとの噛み合いによりエンジンのクランキングを行う動作が必要になる。このように、ピニオンギヤをエンジンのリングギヤと噛み合う位置まで移動させる分、エンジンの始動にタイムラグが発生し、エンジン始動条件が成立してから（エンジン始動指令の出力を受けてから）エンジンが始動するまでに要する時間が長くなる。また、ピニオンギヤとリングギヤを噛み合わせた状態で待機させようとすると、第１のコイルに通電し続ける状態を維持する必要があり、電力を消費する。
【０００６】
また、特許文献２のＳＳＳクラッチでは、発電機（被動側）の駆動条件が成立し、発電機駆動指令の出力を受けて駆動側（蒸気タービン）の動力により被動側（発電機軸）を駆動する場合は、切換スリーブの歯を蒸気タービンの方向に発電機軸の歯と係合するまで軸線方向移動させる動作と、切換スリーブの歯と発電機軸の歯との係合により駆動トルクを伝達する動作が必要になる。このように、切換スリーブの歯を発電機軸の歯と係合するまで軸線方向移動させる分、発電機の駆動にタイムラグが発生し、発電機駆動条件が成立してから（発電機駆動指令の出力を受けてから）発電機（被動側）が駆動するまでに要する時間が長くなる。
【０００７】
本発明は、被動歯車駆動条件の成立時に駆動源からの動力により被動歯車を駆動する場合に、被動歯車駆動条件が成立してから被動歯車を駆動するまでに要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る歯車嵌脱装置及びエンジン始動装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００９】
本発明に係る歯車嵌脱装置は、駆動源からの動力が伝達されることで所定方向に回転する回転軸と、回転軸にその軸線方向に移動可能な状態で係合する駆動歯車と、駆動歯車が軸線方向の所定噛合位置にある場合に駆動歯車と噛み合う被動歯車と、駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのを抑制するための移動抑制装置と、駆動歯車が前記所定噛合位置より軸線方向の他方側の非噛合位置にあり、回転軸が前記所定方向に回転するときに、駆動歯車に軸線方向の一方側への移動力を作用させる移動力発生機構と、を備え、被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により被動歯車を駆動する歯車嵌脱装置であって、被動歯車の回転速度が設定速度よりも低いときに、前記被動歯車駆動条件の非成立時にもかかわらず、駆動歯車が被動歯車と噛み合う位置に移動するまで、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行い、前記駆動歯車予備移動動作後において、前記被動歯車駆動条件の成立時に、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させて、駆動歯車と被動歯車との噛み合いにより被動歯車を駆動する被動歯車駆動動作を行うことを要旨とする。
【００１０】
本発明の一態様では、被動歯車の回転速度をＮ１、駆動歯車の回転速度をＮ２、被動歯車の歯数をＺ１、駆動歯車の歯数をＺ２とすると、前記駆動歯車予備移動動作においては、
Ｎ１＝Ｎ２×Ｚ２／Ｚ１≠０
が成立したら、回転軸の回転を停止させることが好適である。
【００１１】
本発明の一態様では、駆動歯車は、前記所定噛合位置で移動抑制装置に当接することで、軸線方向の一方側への移動が抑制され、前記駆動歯車予備移動動作においては、駆動歯車が移動抑制装置に当接したら、回転軸の回転を停止させることが好適である。
【００１２】
本発明の一態様では、前記駆動歯車予備移動動作においては、被動歯車の回転速度に基づいて、駆動源からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更することが好適である。
【００１３】
本発明の一態様では、駆動源は電動機であり、前記駆動歯車予備移動動作においては、電動機の温度に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更することが好適である。
【００１４】
本発明の一態様では、駆動源は、電源から供給される電力により動力を発生する電動機であり、前記駆動歯車予備移動動作においては、電源の電圧に基づいて、電動機からの動力により回転軸を前記所定方向に回転させる時間を変更することが好適である。
【００１５】
また、本発明に係るエンジン始動装置は、動力を発生する駆動源と、本発明に係る歯車嵌脱装置と、を備え、被動歯車と連結されたエンジンの始動を行うことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被動歯車の回転速度が設定速度よりも低いときに、被動歯車駆動条件の非成立時にもかかわらず、駆動源からの動力により駆動歯車を被動歯車と噛み合う位置まで予め軸線方向の一方側へ移動させておく。したがって、その後の被動歯車駆動条件の成立時に駆動源からの動力により被動歯車を駆動する際には、駆動歯車は既に被動歯車と噛み合う位置にあるため、駆動歯車を被動歯車と噛み合う位置まで軸線方向の一方側へ移動させることによるタイムラグを無くすことができる。その結果、被動歯車駆動条件が成立してから被動歯車を駆動するまでに要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図３】電子制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図６】電子制御装置が駆動歯車予備移動動作を行うときの処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】電子制御装置が駆動歯車予備移動動作を行うときの処理の他の例を示すフローチャートである。
【図８】被動歯車の回転速度Ｎ１と目標駆動時間Ｔ０との関係を表す特性マップの例を示す図である。
【図９】電動機の温度τと目標駆動時間Ｔ０との関係を表す特性マップの例を示す図である。
【図１０】バッテリーの電圧Ｖと目標駆動時間Ｔ０との関係を表す特性マップの例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図１５】本発明の実施形態２に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図１６】本発明の実施形態３に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態３に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図１８】本発明の実施形態３に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図１９】本発明の実施形態３に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図２０】本発明の実施形態３に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図２１】本発明の実施形態４に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態４に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図２３】本発明の実施形態４に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図２４】本発明の実施形態４に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【図２５】本発明の実施形態４に係るエンジン始動装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１９】
「実施形態１」
図１は、本発明の実施形態１に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。駆動源１０は、例えば電動機（モータ）により構成することができ、その出力軸に動力を発生させることが可能である。電源としてのバッテリー６０と駆動源（電動機）１０との間に設けられたスイッチ６２がオフ状態であるときは、バッテリー６０の直流電力が電動機１０に供給されず、電動機１０は動力を発生しない。一方、スイッチ６２がオフ状態からオン状態に切り替わると、バッテリー６０の直流電力が電動機１０に供給されることで、電動機１０が動力を発生する。スイッチ６２のオン状態とオフ状態の切り替えは、電子制御装置（ＥＣＵ）６４により制御される。
【００２０】
回転軸１２は、駆動源１０の出力軸に機械的に連結されており、ベアリング１３を介してハウジング１５に回転自在に支持されている。回転軸１２の軸線方向（図１の左右方向）に関する移動は固定されている。回転軸１２は、駆動源１０からの動力が伝達されることで、所定の一方向（以下所定方向とする）に回転する。回転軸１２の外周面には、ねじ（おねじ）２２が形成されている。
【００２１】
駆動歯車１４は、平歯車であり、外周部に歯１４ａが形成された外歯車により構成することができる。駆動歯車１４の中心部には、回転軸１２を通すための貫通穴が形成されており、貫通穴の内周面には、ねじ（めねじ）２４が形成されている。回転軸１２は駆動歯車１４の貫通穴を貫通して通されており、回転軸１２に形成されたおねじ２２と駆動歯車１４に形成されためねじ２４とのねじ係合により、駆動歯車１４が回転軸１２に支持されている。ねじ２２，２４は、軸線方向の一方側（図１の左側）から他方側（図１の右側）へ向かうにつれて回転軸１２の回転方向（所定方向）と同方向に螺旋して形成されている。図１は、ねじ２２，２４が右ねじである例を示している。
【００２２】
駆動歯車１４の回転が停止した状態で回転軸１２が所定方向（図１の例では駆動源１０側（図の右側）から回転軸１２を見た場合に反時計方向）に回転する場合や、駆動歯車１４の所定方向の回転速度が回転軸１２の所定方向の回転速度より低い場合等、回転軸１２が駆動歯車１４に対して所定方向に相対的に回転する場合は、回転軸１２と駆動歯車１４とのねじ係合により、駆動歯車１４に対する回転軸１２の相対回転運動が、回転軸１２の軸線方向に沿った駆動歯車１４の直線運動に変換されることで、駆動歯車１４が回転軸１２の軸線方向の一方側（図１の左側、駆動源１０から離れる側）へ移動する。一方、回転軸１２の回転が停止した状態で駆動歯車１４が所定方向に回転する場合や、駆動歯車１４の所定方向の回転速度が回転軸１２の所定方向の回転速度より高い場合等、回転軸１２が駆動歯車１４に対して所定方向と逆方向（図１の例では駆動源１０側（図の右側）から回転軸１２を見た場合に時計方向）に相対的に回転する場合は、駆動歯車１４が回転軸１２の軸線方向の他方側（図１の右側、駆動源１０に近づく側）へ移動する。このように、駆動歯車１４は、回転軸１２にその軸線方向に移動可能な状態で係合する。なお、駆動歯車１４に対する回転軸１２の相対回転に応じて、駆動歯車１４を回転軸１２に対して軸線方向に移動させるための構成は、回転軸１２と駆動歯車１４とのねじ係合に限られるものではなく、例えば、回転軸１２と駆動歯車１４とのヘリカルスプライン係合により駆動歯車１４を回転軸１２に支持してもよいし、ボールねじ機構を介して駆動歯車１４を回転軸１２に支持してもよい。
【００２３】
被動歯車１６は、平歯車であり、外周部に歯１６ａが形成された外歯車により構成することができる。被動歯車１６は、エンジン３０の出力軸に機械的に連結されている。図２に示すように、駆動歯車１４が軸線方向の所定噛合位置にあるときは、駆動歯車１４の歯１４ａと被動歯車１６の歯１６ａが噛み合う。一方、図１に示すように、駆動歯車１４が所定噛合位置より軸線方向の他方側の非噛合位置にあるときは、駆動歯車１４の歯１４ａと被動歯車１６の歯１６ａは噛み合わない。
【００２４】
回転軸１２における所定噛合位置より軸線方向の一方側には、移動抑制装置としてのストッパ２６が取り付けられている。駆動歯車１４が所定噛合位置（被動歯車１６と噛み合う位置）まで移動したときに、駆動歯車１４の軸線方向の一端部がストッパ２６に当接することで、駆動歯車１４が所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのが抑制される。
【００２５】
カムプレート３２は、駆動歯車１４（非噛合位置）より軸線方向の他方側に配置され、ハウジング１５に機械的に連結されていることで回転が固定されている。カムプレート３２における駆動歯車１４との対向面（軸線方向一方側の端面）にはカム面３２ｂが形成されており、駆動歯車１４におけるカムプレート３２（カム面３２ｂ）との対向面（軸線方向他方側の端面）にはカム面１４ｂが形成されている。駆動歯車１４が軸線方向の非噛合位置（図１に示す状態）にあるときは、駆動歯車１４のカム面１４ｂがカムプレート３２のカム面３２ｂと接触している。駆動歯車１４が軸線方向の非噛合位置にあるときに、駆動歯車１４がカムプレート３２に対して相対的に回転してカムプレート３２と駆動歯車１４との間に位相差が発生すると、カムプレート３２のカム面３２ｂが駆動歯車１４のカム面１４ｂを軸線方向の一方側へ押圧する。これによって、カムプレート３２から駆動歯車１４に軸線方向の一方側への押付力が作用し、カムプレート３２に対する駆動歯車１４の相対回転が抑制される。なお、カムプレート３２と駆動歯車１４との位相差の発生に応じてカムプレート３２から駆動歯車１４に押付力を作用させるためのカム面１４ｂ，３２ｂの構成自体は、トルクカム機構を適用して実現可能であるため詳細な説明を省略する。
【００２６】
電子制御装置６４は、例えば図３に示すような機能ブロックを含んで構成することが可能である。被動歯車停止条件判定部としてのエンジン停止条件判定部７１は、エンジン３０の運転時に、被動歯車停止条件としてエンジン停止条件が成立したか否かを判定する。エンジン停止条件の具体例としては、車両のシフトレンジがＮレンジまたはＰレンジのときには、「車両が停止状態」かつ「アクセルオフ」（アクセルペダルが踏み込まれていない状態）であり、シフトレンジがＤレンジのときには、「車両が停止状態」かつ「アクセルオフ」（アクセルペダルが踏み込まれていない状態）かつ「ブレーキオン」（ブレーキペダルが踏み込まれている状態）である条件等を挙げることができるが、他の条件を用いることも可能である。エンジン停止条件判定部７１は、エンジン停止条件（被動歯車停止条件）が成立したと判定した場合は、被動歯車停止指令としてエンジン停止指令を出力することで、エンジン３０の燃料噴射を停止してエンジン３０の運転を停止する。これによって、アイドリングストップを行うことができる。一方、エンジン停止条件が成立していないと判定した場合は、エンジン停止指令は出力されず、エンジン３０の運転停止は行われない。
【００２７】
被動歯車駆動条件判定部としてのエンジン始動条件判定部７２は、エンジン３０の運転停止時に、被動歯車駆動条件としてエンジン始動条件が成立したか否かを判定する。エンジン始動条件の具体例としては、上記のエンジン停止条件が成立しなくなった状態や、エンジン始動用キーのポジションが「ＯＮ」から「ＳＴＡＲＴ」に切り替わった条件等を挙げることができるが、他の条件を用いることも可能である。エンジン始動条件判定部７２は、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）が成立したと判定した場合は、被動歯車駆動指令としてエンジン始動指令を駆動源制御部７４へ出力する。一方、エンジン始動条件が成立していないと判定した場合は、エンジン始動指令は出力されない。
【００２８】
駆動源制御部７４は、スイッチ６２のオン状態とオフ状態の切り替え制御を行うことで、駆動源１０の駆動制御を行う。駆動源制御部７４は、エンジン始動条件判定部７２からのエンジン始動指令（被動歯車駆動指令）の出力を受けて、スイッチ６２をオン状態に制御することで、駆動源１０に動力を発生させる。
【００２９】
駆動歯車１４が軸線方向の非噛合位置にあり（駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合っておらず）、駆動歯車１４のカム面１４ｂがカムプレート３２のカム面３２ｂと接触している状態（図１に示す状態）で、駆動源１０に動力を発生させると、駆動源１０からの動力により回転軸１２が所定方向（図１の例では駆動源１０側（図の右側）から回転軸１２を見た場合に反時計方向）に回転する。駆動歯車１４は回転軸１２とともに所定方向に回転しようとするが、カムプレート３２と駆動歯車１４との位相差の発生に応じて、回転の固定されたカムプレート３２から駆動歯車１４に軸線方向の一方側への押付力が作用し、カムプレート３２に対する駆動歯車１４の所定方向の相対回転が拘束される。これによって、回転軸１２が駆動歯車１４に対して所定方向に相対的に回転し、駆動歯車１４が軸線方向の一方側（被動歯車１６側）へ移動する。
【００３０】
駆動歯車１４を被動歯車１６と噛み合わせるためには、駆動歯車１４を非噛合位置から軸線方向の一方側（被動歯車１６側）へ移動させる必要がある。ただし、駆動歯車１４は、無負荷状態では、回転軸１２と一体で回転し、軸線方向には移動しない。回転軸１２の回転時に、駆動歯車１４の軸線方向への移動を開始させるためには、回転軸１２と駆動歯車１４との間に回転差を発生させる必要があり、そのためには、駆動歯車１４の回転を拘束または低減するための抵抗力を駆動歯車１４に作用させて駆動歯車１４に負荷をかける必要がある。本実施形態では、駆動歯車１４が非噛合位置にあり、回転軸１２が所定方向に回転するときに、回転の固定されたカムプレート３２から駆動歯車１４に軸線方向の一方側への押付力を抵抗力として作用させて駆動歯車１４に負荷をかけることで、駆動歯車１４の所定方向の回転を拘束または低減することができる。これによって、駆動歯車１４を軸線方向の一方側へ移動させるための力をカムプレート３２から駆動歯車１４へ作用させることができ、駆動歯車１４の軸線方向一方側（被動歯車１６側）への移動を開始させることができる。
【００３１】
駆動歯車１４が非噛合位置から軸線方向の一方側へ移動すると、図４に示すように、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合い始める。カムプレート３２は、駆動歯車１４が非噛合位置にあるときから被動歯車１６と噛み合うまで、カム面３２ｂが駆動歯車１４のカム面１４ｂを軸線方向の一方側へ押圧し続けることで、駆動歯車１４に軸線方向の一方側への押付力を抵抗力（軸線方向の一方側へ移動させるための力）として作用させ続ける。その際に、カムプレート３２が駆動歯車１４を押圧する範囲（駆動歯車１４の移動距離）は、カム面１４ｂ，３２ｂのプロフィールの設計により調整可能である。駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合った後は、エンジン３０の回転要素を含む被動歯車１６側の回転要素が駆動歯車１４の負荷となるため、カムプレート３２から駆動歯車１４に押付力が作用しなくても、回転軸１２が駆動歯車１４に対して所定方向に相対的に回転し続け、回転軸１２の回転運動が駆動歯車１４の直線運動に変換され続けることで、駆動歯車１４が軸線方向の一方側へ移動し続ける。そして、図２に示すように、駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動すると、駆動歯車１４の軸線方向の一端部がストッパ２６に当接することで、駆動歯車１４の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。
【００３２】
駆動歯車１４がストッパ２６に当接して軸線方向一方側への移動が拘束された状態で、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させ続けると、回転軸１２の回転運動が駆動歯車１４の直線運動に変換されなくなり、駆動歯車１４が回転軸１２とともに所定方向に回転する。したがって、駆動源１０の動力が駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いによりエンジン３０の出力軸（被動歯車１６）に伝達されることで、被動歯車１６が駆動されてエンジン３０のクランキングが行われる。その結果、駆動源１０の動力を用いてエンジン３０を始動することができる。したがって、駆動源制御部７４は、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）の成立時に、エンジン始動条件判定部７２からのエンジン始動指令（被動歯車駆動指令）の出力を受けて、駆動源１０に動力を発生させることで、被動歯車１６を駆動してエンジン３０を始動することができる。なお、ストッパ２６は回転軸１２とともに回転するため、駆動歯車１４がストッパ２６に当接した状態で回転しても、駆動歯車１４とストッパ２６との間に摩擦による損失は発生しない。
【００３３】
エンジン３０の始動後に、エンジン３０（被動歯車１６）が回転している状態で、駆動源１０による動力の発生を停止させると、図５に示すように、駆動歯車１４が回転軸１２に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車１４が所定噛合位置から非噛合位置まで軸線方向の他方側へ移動する。図１に示すように、駆動歯車１４が非噛合位置まで移動した状態では、駆動源１０（回転軸１２）の回転は停止し、駆動歯車１４の回転も停止し、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合っておらず、駆動歯車１４のカム面１４ｂがカムプレート３２のカム面３２ｂと接触する。そのため、エンジン３０の始動後は、エンジン３０（被動歯車１６）が回転していても、駆動歯車１４とカムプレート３２との間等に、摺動による引き摺り損失等の機械的損失及び騒音は発生しない。
【００３４】
上記に説明したように、駆動歯車１４と回転軸１２との回転差により駆動歯車１４を軸線方向に移動させることができるため、駆動源１０の駆動により、被動歯車１６に対する駆動歯車１４の嵌脱動作と、駆動歯車１４と被動歯車１６の噛み合いを介した被動歯車１６の駆動動作との両方が可能となる。ただし、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させてエンジン３０を始動する（被動歯車１６を駆動する）ためには、回転軸１２の所定方向の回転に伴って駆動歯車１４を非噛合位置（図１の状態）から所定噛合位置（図２の状態）まで軸線方向の一方側へ移動させて被動歯車１６と噛み合わせる必要がある。エンジン始動条件が成立してから、駆動歯車１４を非噛合位置から軸線方向の一方側へ移動させる場合は、駆動歯車１４が非噛合位置から所定噛合位置まで移動する分、エンジン３０の始動（被動歯車１６の駆動）にタイムラグが発生する。
【００３５】
そこで、本実施形態では、エンジン３０（被動歯車１６）の回転速度Ｎ１が設定速度Ｎ０よりも低いときに、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）の非成立時にもかかわらず、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動するまで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。そして、駆動歯車予備移動動作後において、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）の成立時に、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させて、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いによりエンジン３０を始動する（被動歯車１６を駆動する）被動歯車駆動動作を行う。以下、電子制御装置６４が駆動歯車予備移動動作を行うときの処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１では、エンジン３０（被動歯車１６）の回転速度Ｎ１が設定速度Ｎ０よりも低いか否かが駆動源制御部７４で判定される。エンジン３０（被動歯車１６）の回転速度Ｎ１は、回転速度センサ８１により検出される。設定速度Ｎ０は、エンジン３０のアイドリング回転速度よりも低く、且つクランキングを行わずに燃料噴射だけでエンジン３０を始動可能な回転速度よりも低くなるように設定される。さらに、被動歯車１６の歯数をＺ１、駆動歯車１４の歯数をＺ２、スイッチ６２のオン状態での駆動源１０の回転速度をＮ３とすると、設定速度Ｎ０は、Ｎ３×Ｚ２／Ｚ１よりも低くなるように設定される。Ｎ１≧Ｎ０の場合（ステップＳ１０１の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳになるまで、ステップＳ１０１の処理（判定）が繰り返される。一方、被動歯車１６の回転が停止している場合、あるいは被動歯車１６が微速回転している場合等、Ｎ１＜Ｎ０の場合（ステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０２に進む。
【００３７】
ステップＳ１０２では、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）の非成立、つまりエンジン始動条件判定部７２から駆動源制御部７４へエンジン始動指令（被動歯車駆動指令）が出力されていないにもかかわらず、駆動源制御部７４でスイッチ６２がオン状態に制御されることで、駆動源１０が駆動される。前述のように、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させることで、駆動歯車１４が軸線方向の一方側（被動歯車１６側）へ移動する。
【００３８】
ステップＳ１０３では、駆動歯車１４の回転速度をＮ２とすると、Ｎ１＝Ｎ２×Ｚ２／Ｚ１≠０が成立したか否かが駆動源制御部７４で判定される。駆動歯車１４の回転速度Ｎ２は、回転速度センサ８２により検出される。Ｎ１＝Ｎ２×Ｚ２／Ｚ１≠０が成立していない場合（ステップＳ１０３の判定結果がＮＯの場合）は、駆動歯車１４と被動歯車１６が同期して回転する条件が成立しておらず、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動した条件が成立していないと判定することができる。その場合は、ステップＳ１０２に戻り、スイッチ６２のオン状態（駆動源１０の駆動）が維持され、回転軸１２の所定方向の回転に伴う駆動歯車１４の軸線方向一方側への移動が引き続き行われる。一方、Ｎ１＝Ｎ２×Ｚ２／Ｚ１≠０が成立した場合（ステップＳ１０３の判定結果がＹＥＳの場合）は、駆動歯車１４と被動歯車１６が同期して回転する条件が成立し、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動した条件が成立したと判定することができる。その場合は、ステップＳ１０４に進む。このように、Ｎ１＝Ｎ２×Ｚ２／Ｚ１≠０が成立したか否かを判定することで、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動した否かを判定することができる。
【００３９】
ステップＳ１０４では、駆動源制御部７４でスイッチ６２がオフ状態に制御されることで、駆動源１０の駆動が停止する。これによって、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置まで移動した状態で、回転軸１２の回転が停止する。以上の処理によって、駆動歯車予備移動動作を実行することができる。
【００４０】
駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件の非成立、つまりエンジン始動条件判定部７２から駆動源制御部７４へエンジン始動指令が出力されていないときは、駆動源制御部７４でスイッチ６２がオフ状態に制御されることで、駆動源１０の駆動が停止した状態（回転軸１２の回転が停止した状態）が維持される。一方、駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件が成立、つまりエンジン始動条件判定部７２から駆動源制御部７４へエンジン始動指令が出力されると、駆動源制御部７４でスイッチ６２がオン状態に制御されることで、駆動源１０が駆動される。前述のように、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させることで、駆動歯車１４が回転軸１２とともに所定方向に回転し、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いによりエンジン３０を始動する（被動歯車１６を駆動する）ことができ、被動歯車駆動動作を実行することができる。
【００４１】
なお、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０３では、駆動歯車１４の軸線方向位置を検出する位置センサを用いて、駆動歯車１４が所定噛合位置（被動歯車１６と噛み合う位置）まで移動したか否かを駆動源制御部７４で判定することも可能である。位置センサは接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。位置センサで検出された駆動歯車１４の軸線方向位置が所定噛合位置に達していない場合は、ステップＳ１０２に戻り、位置センサで検出された駆動歯車１４の軸線方向位置が所定噛合位置に達した場合は、ステップＳ１０４に進む。
【００４２】
また、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０３では、駆動歯車１４がストッパ２６に当接したか否かを駆動源制御部７４で判定することで、駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動したか否かを判定することも可能である。例えば駆動歯車１４がストッパ２６に当接するときの圧力を検出する圧力センサを設置し、圧力センサで検出された圧力が設定圧力よりも低い場合は、駆動歯車１４がストッパ２６に当接していない（駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動していない）と判定してステップＳ１０２に戻り、圧力センサで検出された圧力が設定圧力以上の場合は、駆動歯車１４がストッパ２６に当接した（駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動した）と判定してステップＳ１０４に進む。また、駆動歯車１４がストッパ２６に当接したときにストッパ２６の歪みを感知する歪みセンサを設置し、歪みセンサで感知された歪みが設定値よりも小さい場合は、駆動歯車１４がストッパ２６に当接していないと判定してステップＳ１０２に戻り、歪みセンサで感知された歪みが設定値以上の場合は、駆動歯車１４がストッパ２６に当接したと判定してステップＳ１０４に進むことも可能である。また、駆動歯車１４がストッパ２６に当接したときに当接部を通じて電流が流れる通電回路を設置し、通電回路に電流が流れない場合は、駆動歯車１４がストッパ２６に当接していないと判定してステップＳ１０２に戻り、通電回路に電流が流れた場合は、駆動歯車１４がストッパ２６に当接したと判定してステップＳ１０４に進むことも可能である。
【００４３】
以上説明した本実施形態によれば、被動歯車１６の回転が停止しているとき、あるいは被動歯車１６が微速回転しているとき等、被動歯車１６の回転速度Ｎ１が設定速度Ｎ０よりも低いときに、エンジン始動条件の非成立時（エンジン始動指令の非出力時）にもかかわらず駆動歯車予備移動動作を実行することで、エンジン始動条件の成立前（エンジン始動指令の出力前）に、駆動歯車１４を被動歯車１６と噛み合う位置に予め軸線方向の一方側へ移動させて待機させておく。そして、駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件の成立時（エンジン始動指令の出力時）に、被動歯車駆動動作を実行してエンジン３０を始動する際には、駆動歯車１４は既に被動歯車１６と噛み合う位置にあるため、駆動歯車１４を被動歯車１６と噛み合う位置まで軸線方向の一方側へ移動させることによるタイムラグを無くすことができる。したがって、エンジン始動条件が成立してから（エンジン始動指令が出力されてから）エンジン３０を始動する（被動歯車１６を駆動する）までに要する時間を短縮することができる。その結果、エンジン３０の始動性を向上させることができる。なお、駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動してストッパ２６に当接した状態で駆動源１０を駆動し続けると、被動歯車１６が駆動されるが、駆動歯車予備移動動作の実行の際には、駆動歯車１４の所定噛合位置への移動直後（ストッパ２６への当接直後）に駆動源１０の駆動を停止させるため、エンジン３０が始動することはない。
【００４４】
次に、電子制御装置６４が駆動歯車予備移動動作を行うときの他の処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。図７のフローチャートのステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０４は、図６のフローチャートのステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４と同様である。図７のフローチャートのステップＳ２０３では、スイッチ６２をオン状態にしている時間、すなわち駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる時間Ｔ１が目標駆動時間Ｔ０を超えたか否かが駆動源制御部７４で判定される。目標駆動時間Ｔ０は、駆動歯車１４が非噛合位置（図１の状態）から所定噛合位置（図２の状態）まで移動するのに要する時間よりも若干長くなるように設定され、実験的に設定される。Ｔ１≦Ｔ０の場合（ステップＳ２０３の判定結果がＮＯの場合）は、駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動していないと判定してステップＳ２０２に戻り、回転軸１２の所定方向の回転に伴う駆動歯車１４の軸線方向一方側への移動が引き続き行われる。一方、Ｔ１＞Ｔ０の場合（ステップＳ２０３の判定結果がＹＥＳの場合）は、駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動したと判定してステップＳ２０４に進み、駆動源１０の駆動を停止させて回転軸１２の回転を停止させる。図７のフローチャートの処理によれば、駆動歯車１４の回転速度Ｎ２を検出することなく、駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車１４を被動歯車１６と予め噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン３０を始動するまでに要する時間を短縮することができる。
【００４５】
なお、駆動歯車予備移動動作の実行時には、被動歯車１６の回転速度Ｎ１が高いほど、被動歯車１６と噛み合い可能な回転速度Ｎ１×Ｚ１／Ｚ２まで駆動歯車１４の回転速度Ｎ２を増加させるのに要する時間が増加し、その結果、駆動歯車１４が非噛合位置から所定噛合位置まで移動するのに要する時間が増加する。そこで、図７のフローチャートのステップＳ２０３では、被動歯車１６の回転速度Ｎ１に基づいて目標駆動時間Ｔ０を変更することで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる時間Ｔ１を被動歯車１６の回転速度Ｎ１に応じて変更することも可能である。その際には、例えば図８に示すような、被動歯車１６の回転速度Ｎ１と目標駆動時間Ｔ０との関係を表す特性マップを予め作成し、電子制御装置６４の記憶装置に記憶しておく。図８に示す特性マップは、被動歯車１６の回転速度Ｎ１の増加に対して目標駆動時間Ｔ０が増加する特性を有する。図８（ａ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０に対する被動歯車１６の回転速度Ｎ１の傾き（増加割合）が一定の特性であり、図８（ｂ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０が増加するほど目標駆動時間Ｔ０に対する被動歯車１６の回転速度Ｎ１の増加割合が徐々に小さくなる特性であり、図８（ｃ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０が増加するほど目標駆動時間Ｔ０に対する被動歯車１６の回転速度Ｎ１の増加割合が徐々に大きくなる特性であり、駆動源（電動機）１０の立ち上がり性能に応じて電子制御装置６４の記憶装置に記憶する特性マップを選択する。そして、図７のフローチャートのステップＳ２０３では、記憶装置に記憶された特性マップにおいて、回転速度センサ８１で検出された被動歯車１６の回転速度Ｎ１に対応する目標駆動時間Ｔ０が設定される。これによって、被動歯車１６の回転速度Ｎ１が高いほど、目標駆動時間Ｔ０が長く設定され、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる時間Ｔ１が長くなる。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行の際に、被動歯車１６の回転速度Ｎ１にばらつきがあっても、駆動歯車１４を被動歯車１６と確実に噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン３０を始動するまでに要する時間を短縮することができる。
【００４６】
また、駆動歯車予備移動動作の実行時には、駆動源（電動機）１０の温度τが低いほど、電動機１０のフリクションが増加して電動機１０の起動時間が延び、その結果、駆動歯車１４が非噛合位置から所定噛合位置まで移動するのに要する時間が増加する。そこで、図７のフローチャートのステップＳ２０３では、電動機１０の温度τに基づいて目標駆動時間Ｔ０を変更することで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる時間Ｔ１を電動機１０の温度τに応じて変更することも可能である。その際には、例えば図９に示すような、電動機１０の温度τと目標駆動時間Ｔ０との関係を表す特性マップを予め作成し、電子制御装置６４の記憶装置に記憶しておく。図９に示す特性マップは、電動機１０の温度τの増加に対して目標駆動時間Ｔ０が減少する特性を有する。図９（ａ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０に対する電動機１０の温度τの傾き（減少割合）が一定の特性であり、図９（ｂ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０が増加するほど目標駆動時間Ｔ０に対する電動機１０の温度τの減少割合が徐々に大きくなる特性であり、図９（ｃ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０が増加するほど目標駆動時間Ｔ０に対する電動機１０の温度τの減少割合が徐々に小さくなる特性であり、電動機１０の温度特性に応じて電子制御装置６４の記憶装置に記憶する特性マップを選択する。そして、図７のフローチャートのステップＳ２０３では、記憶装置に記憶された特性マップにおいて、温度センサで検出された電動機１０の温度τに対応する目標駆動時間Ｔ０が設定される。これによって、電動機１０の温度τが低いほど、目標駆動時間Ｔ０が長く設定され、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる時間Ｔ１が長くなる。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行の際に、電動機１０の温度τにばらつきがあっても、駆動歯車１４を被動歯車１６と確実に噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン３０を始動するまでに要する時間を短縮することができる。
【００４７】
また、駆動歯車予備移動動作の実行時には、バッテリー６０の電圧Ｖが低いほど、駆動源（電動機）１０の起動時における回転速度の立ち上がりが低くなり、その結果、駆動歯車１４が非噛合位置から所定噛合位置まで移動するのに要する時間が増加する。そこで、図７のフローチャートのステップＳ２０３では、バッテリー６０の電圧Ｖに基づいて目標駆動時間Ｔ０を変更することで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる時間Ｔ１をバッテリー６０の電圧Ｖに応じて変更することも可能である。その際には、例えば図１０に示すような、バッテリー６０の電圧Ｖと目標駆動時間Ｔ０との関係を表す特性マップを予め作成し、電子制御装置６４の記憶装置に記憶しておく。図１０に示す特性マップは、バッテリー６０の電圧Ｖの増加に対して目標駆動時間Ｔ０が減少する特性を有する。図１０（ａ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０に対するバッテリー６０の電圧Ｖの傾き（減少割合）が一定の特性であり、図１０（ｂ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０が増加するほど目標駆動時間Ｔ０に対するバッテリー６０の電圧Ｖの減少割合が徐々に大きくなる特性であり、図１０（ｃ）の例においては、目標駆動時間Ｔ０が増加するほど目標駆動時間Ｔ０に対するバッテリー６０の電圧Ｖの減少割合が徐々に小さくなる特性であり、電動機１０の電圧特性に応じて電子制御装置６４の記憶装置に記憶する特性マップを選択する。そして、図７のフローチャートのステップＳ２０３では、記憶装置に記憶された特性マップにおいて、電圧センサで検出されたバッテリー６０の電圧Ｖに対応する目標駆動時間Ｔ０が設定される。これによって、バッテリー６０の電圧Ｖが低いほど、目標駆動時間Ｔ０が長く設定され、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる時間Ｔ１が長くなる。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行の際に、バッテリー６０の電圧Ｖにばらつきがあっても、駆動歯車１４を被動歯車１６と確実に噛み合わせた状態で待機させておくことができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン３０を始動するまでに要する時間を短縮することができる。
【００４８】
「実施形態２」
図１１，１２は、本発明の実施形態２に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態２の説明では、実施形態１と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１と同様である。
【００４９】
本実施形態では、駆動歯車１４の外周部（歯１４ａより軸線方向他方側の位置）に摩擦面１４ｃが形成されており、摩擦材３６が押圧ばね３８を介してハウジング１５に取り付けられている。駆動歯車１４が非噛合位置にあるときに、押圧ばね３８の付勢力によって摩擦材３６が駆動歯車１４の摩擦面１４ｃを径方向内側へ押圧することで、回転の固定された摩擦材３６から駆動歯車１４の摩擦面１４ｃに摩擦力が作用する。なお、押圧ばね３８の付勢力の代わりに油圧力や電磁力によっても、摩擦材３６から駆動歯車１４の摩擦面１４ｃに摩擦力を作用させることが可能であり、摩擦材３６から駆動歯車１４の摩擦面１４ｃに作用する摩擦力の大きさは、押圧ばね３８の付勢力（あるいは油圧力や電磁力）により調整可能である。
【００５０】
ストッパ２６は、回転軸１２に対する相対回転が拘束されるとともに回転軸１２に対する軸線方向の相対移動が可能な状態で、回転軸１２に支持されている。ストッパ２６を回転軸１２に支持するための構成例としては、軸線方向に沿って（あるいはほぼ沿って）延びるスプラインによる係合を適用することが可能である。さらに、回転軸１２におけるストッパ２６より軸線方向の一方側には、軸線方向に弾性を有する皿ばね２８が取り付けられている。駆動歯車１４が所定噛合位置（被動歯車１６と噛み合う位置）まで移動すると、駆動歯車１４の軸線方向の一端部がストッパ２６に当接してストッパ２６を押圧することで、ストッパ２６が軸線方向の一方側に移動して皿ばね２８が圧縮される。それに応じて、皿ばね２８がストッパ２６の軸線方向の移動量に応じた反発力（弾性力）を発生してストッパ２６を軸線方向の他方側へ押圧することで、ストッパ２６から駆動歯車１４に軸線方向の他方側への押圧力が作用する。これによって、駆動歯車１４が所定噛合位置より軸線方向の一方側へ移動するのが抑制される。
【００５１】
図１２に示すように、軸線方向の一方側から他方側へ向かうにつれて回転軸１２の回転方向（所定方向）と同方向に螺旋して回転軸１２に形成されたねじ２２のねじ山（歯）は、軸線方向の一方側に形成された狭幅ねじ山２２ａと、軸線方向の他方側に形成され、狭幅ねじ山２２ａより幅の広い広幅ねじ山２２ｂとを含む。狭幅ねじ山２２ａ間のねじ溝２２ｃの幅は、広幅ねじ山２２ｂ間のねじ溝２２ｄの幅より広い。狭幅ねじ山２２ａと広幅ねじ山２２ｂとの連結部分においては、軸線方向の一方側に段差が形成されていることで、駆動歯車保持部としての当接面２２ｅが形成されている。当接面２２ｅは、軸線方向に対してその一方側から他方側にかけて回転軸１２の回転方向（所定方向）と反対側へ傾斜して形成されている。一方、駆動歯車１４に形成されたねじ２４のねじ山（歯）２４ａ及び溝の幅は一定である。図１２では、駆動歯車１４については、説明の便宜上、内周面に形成されたねじ山２４ａ以外の構成の図示を省略している。ねじ２４のねじ山２４ａの幅は、広幅ねじ山２２ｂ間のねじ溝２２ｄの幅に等しく（あるいはほぼ等しく）、狭幅ねじ山２２ａ間のねじ溝２２ｃの幅より狭い。ねじ２４の溝の幅は、広幅ねじ山２２ｂの幅に等しく（あるいはほぼ等しく）、狭幅ねじ山２２ａの幅より広い。ねじ山２４ａの軸線方向他方側に関する端面２４ｂも、回転軸１２の当接面２２ｅと同様に、軸線方向に対してその一方側から他方側にかけて所定方向と反対側へ傾斜して形成されている。ねじ山２４ａの端面２４ｂの軸線方向に対する傾斜角度β1（０°＜β1＜９０°）は、回転軸１２の当接面２２ｅの軸線方向に対する傾斜角度α1（０°＜α1＜９０°）に等しく（あるいはほぼ等しく）、ねじ山２４ａの端面２４ｂが回転軸１２の当接面２２ｅに当接可能である。駆動歯車１４のねじ山２４ａの端面２４ｂが回転軸１２の当接面２２ｅに当接する状態で、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合うように、当接面２２ｅの軸線方向位置が設計される。なお、ねじ山２２ａ，２２ｂ，２４ａの形状については様々に設計することが可能である。
【００５２】
本実施形態でも実施形態１と同様に、エンジン３０（被動歯車１６）の回転速度Ｎ１が設定速度Ｎ０よりも低いときに、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）の非成立時にもかかわらず、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動するまで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。駆動源１０に動力を発生させて回転軸１２を所定方向（駆動源１０側（図１１の右側）から回転軸１２を見た場合に反時計方向）に回転させると、駆動歯車１４は回転軸１２とともに所定方向に回転しようとするが、回転の固定された摩擦材３６から駆動歯車１４の摩擦面１４ｃに摩擦力が作用することで、回転軸１２が駆動歯車１４に対して所定方向に相対的に回転し、駆動歯車１４が軸線方向の一方側（被動歯車１６側）へ移動する。その際には、駆動歯車１４の回転を拘束するように、摩擦材３６から駆動歯車１４の摩擦面１４ｃに作用する摩擦力の大きさを調整することも可能であるし、駆動歯車１４の回転速度が回転軸１２の回転速度より低い状態で駆動歯車１４が所定方向に回転するように、摩擦材３６から駆動歯車１４の摩擦面１４ｃに作用する摩擦力の大きさを調整することも可能である。このように、本実施形態では、駆動歯車１４が非噛合位置にあり、回転軸１２が所定方向に回転するときに、回転の固定された摩擦材３６から駆動歯車１４に摩擦力を抵抗力として作用させて駆動歯車１４に負荷をかけることで、駆動歯車１４の所定方向の回転を拘束または低減することができる。これによって、駆動歯車１４を軸線方向の一方側へ移動させるための力を摩擦材３６から駆動歯車１４へ作用させることができ、駆動歯車１４の軸線方向一方側（被動歯車１６側）への移動を開始させることができる。その際には、駆動歯車１４が非噛合位置にあるときから被動歯車１６と噛み合うまで、摩擦材３６から駆動歯車１４に摩擦力を抵抗力（軸線方向の一方側へ移動させるための力）として駆動歯車１４に作用させ続ける。駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合った後は、摩擦材３６が駆動歯車１４の摩擦面１４ｃと接触しなくなる（摩擦材３６から駆動歯車１４に摩擦力が作用しなくなる）ことで駆動歯車１４の回転が許容され、エンジン３０の回転要素を含む被動歯車１６側の回転要素が駆動歯車１４の負荷となる。
【００５３】
駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動すると、駆動歯車１４の軸線方向の一端部がストッパ２６及び皿ばね２８を軸線方向の一方側へ押圧し、その反力として駆動歯車１４に軸線方向の他方側への押圧力が作用することで、駆動歯車１４の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動する際には、駆動歯車１４のねじ山２４ａは、図１２から図１３に示すように、回転軸１２の広幅ねじ山２２ｂ間のねじ溝２２ｄから狭幅ねじ山２２ａ間のねじ溝２２ｃに相対的に移動する。そして、皿ばね２８が発生する軸線方向他方側への反発力Ｆｓｐによって、軸線方向の他方側へ押圧される。
【００５４】
駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車１４が所定噛合位置まで移動したら、駆動源１０の駆動を停止させて回転軸１２の回転を停止させるが、その際に、被動歯車１６が停止せずに回転していると、所定噛合位置にある駆動歯車１４を回転軸１２に対して回転方向（所定方向）に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ1が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用する。この被動歯車１６から作用する逆駆動力Ｆｒ1によって、駆動歯車１４が回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転すると、所定噛合位置にある駆動歯車１４が軸線方向の他方側へ移動することになる。
【００５５】
これに対して本実施形態では、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車１６の回転によって、所定噛合位置にある駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ1が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用したときは、図１４に示すように、駆動歯車１４のねじ山２４ａの端面２４ｂが回転軸１２の当接面２２ｅに当接することで、回転軸１２の当接面２２ｅから駆動歯車１４のねじ山２４ａの端面２４ｂに押圧力（反力）が作用し、この押圧力は軸線方向一方側への成分Ｆａ（＝Ｆｒ1×ｔａｎα1）を有する。この軸線方向一方側への力Ｆａが、皿ばね２８の発生する軸線方向他方側への反発力（弾性力）Ｆｓｐ以下であるときは、駆動歯車１４のねじ山２４ａの端面２４ｂが回転軸１２の当接面２２ｅに引っ掛かることで、回転軸１２に対する駆動歯車１４の所定方向の相対回転が抑制され、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が抑制される。つまり、駆動歯車１４が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ1が設定値Ｆｓｐ／ｔａｎα1以下であるときは、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が抑制される。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車１６の回転による逆駆動力Ｆｒ1が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用しても、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動を抑制して、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いを維持することができる。その際には、Ｆｓｐ／ｔａｎα1が被動歯車１６の回転による逆駆動力Ｆｒ1以上になるように、皿ばね２８の軸線方向の弾性係数、及び当接面２２ｅの軸線方向に対する傾斜角度α1を設計する。
【００５６】
駆動歯車予備移動動作の実行後において、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）が成立すると、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させて、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いによりエンジン３０を始動する（被動歯車１６を駆動する）被動歯車駆動動作を行う。その際には、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いが維持されているため、エンジン始動条件が成立してからエンジン３０を始動するまでに要する時間を短縮することができる。
【００５７】
被動歯車駆動動作によるエンジン３０の始動後は、エンジン３０（被動歯車１６）が回転している状態で、駆動源１０による動力の発生を停止させる。エンジン３０の燃焼による加速トルクによってエンジン３０（被動歯車１６）の回転速度が大きく増加すると、所定噛合位置にある駆動歯車１４を回転軸１２に対して回転方向（所定方向）に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ2（Ｆｒ2＞Ｆｒ1）が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用する。この被動歯車１６から作用する、燃焼による逆駆動力Ｆｒ2によって、図１５に示すように、駆動歯車１４のねじ山２４ａの端面２４ｂが回転軸１２の当接面２２ｅに当接する。回転軸１２の当接面２２ｅから駆動歯車１４のねじ山２４ａの端面２４ｂに作用する押圧力（反力）の軸線方向一方側への成分Ｆａ（＝Ｆｒ2×ｔａｎα1）が、皿ばね２８の発生する軸線方向他方側への反発力（弾性力）Ｆｓｐより大きいときは、この力Ｆａによって皿ばね２８が圧縮されながらストッパ２６が軸線方向の一方側へ移動して、駆動歯車１４のねじ山２４ａの端面２４ｂが回転軸１２の当接面２２ｅから外れることで、回転軸１２に対する駆動歯車１４の所定方向の相対回転が許容され、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が許容される。つまり、駆動歯車１４が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ2が設定値Ｆｓｐ／ｔａｎα1より大きいときは、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が許容される。そのため、エンジン３０の始動後は、被動歯車１６から駆動歯車１４に作用する、燃焼による逆駆動力Ｆｒ2によって、駆動歯車１４が回転軸１２に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車１４が軸線方向の他方側へ移動する。その際には、Ｆｓｐ／ｔａｎα1がエンジン３０の始動後における燃焼による逆駆動力Ｆｒ2より小さくなるように、皿ばね２８の軸線方向の弾性係数、及び当接面２２ｅの軸線方向に対する傾斜角度α1を設計する。駆動歯車１４が所定噛合位置から非噛合位置まで移動する際には、駆動歯車１４のねじ山２４ａは、回転軸１２の狭幅ねじ山２２ａ間のねじ溝２２ｃから広幅ねじ山２２ｂ間のねじ溝２２ｄに相対的に移動する。
【００５８】
「実施形態３」
図１６は、本発明の実施形態３に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態３の説明では、実施形態１，２と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１，２と同様である。
【００５９】
本実施形態では、駆動歯車１４と軸線方向に対向するストッパ２６の軸線方向他方側の端部に段差が形成されていることで、駆動歯車保持部としての当接面２６ｄが形成されている。図１６では、説明の便宜上、駆動歯車１４の具体的構成の図示を省略しているが、実施形態１，２と同様の構成を適用可能である。ストッパ２６の当接面２６ｄは、回転軸１２の回転方向（所定方向）に対してその前側から後側にかけて軸線方向の一方側へ傾斜して形成されており、当接面２６ｄの前側端と繋がれた端面２６ｅが当接面２６ｄの後側端と繋がれた端面２６ｆより軸線方向の他方側（駆動歯車１４側）へ張り出して形成されている。ストッパ２６と軸線方向に対向する駆動歯車１４の軸線方向一方側の端部にも段差が形成されていることで、当接面１４ｄが形成されている。駆動歯車１４の当接面１４ｄも、ストッパ２６の当接面２６ｄと同様に、回転軸１２の回転方向に対してその前側から後側にかけて軸線方向の一方側へ傾斜して形成されており、当接面１４ｄの後側端と繋がれた端面１４ｆが当接面１４ｄの前側端と繋がれた端面１４ｅより軸線方向の一方側（ストッパ２６側）へ張り出して形成されている。回転軸１２の回転方向に対するストッパ２６の当接面２６ｄの傾斜角度β21（０°＜β21＜９０°）は、回転軸１２の回転方向に対する駆動歯車１４の当接面１４ｄの傾斜角度β22（０°＜β22＜９０°）に等しく（あるいはほぼ等しく）、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに当接可能である。駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに当接する状態で、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合うように、当接面２６ｄの軸線方向位置が設計される。回転軸１２に形成されたねじ２２のねじ山（歯）及び溝の幅は一定であり、ねじ２２のリード角α2（回転軸１２の回転方向に対するねじ２２の傾斜角度、０°＜α2＜９０°）は、回転軸１２の回転方向に対する当接面２６ｄ，１４ｄの傾斜角度β21，β22より小さい。
【００６０】
本実施形態でも実施形態１，２と同様に、エンジン３０（被動歯車１６）の回転速度Ｎ１が設定速度Ｎ０よりも低いときに、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）の非成立時にもかかわらず、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動するまで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車１４が軸線方向の一方側へ移動し続けると、図１７に示すように、駆動歯車１４の端面１４ｆがストッパ２６の端面２６ｅを押圧することで、ストッパ２６が軸線方向の一方側に移動して皿ばね２８が圧縮される。駆動歯車１４がストッパ２６及び皿ばね２８を軸線方向の一方側へさらに押圧して所定噛合位置まで移動すると、図１８に示すように、駆動歯車１４の端面１４ｆがストッパ２６の端面２６ｆを押圧し（あるいは駆動歯車１４の端面１４ｅがストッパ２６の端面２６ｅを押圧し）、実施形態２と同様に、その反力として駆動歯車１４に軸線方向の他方側への押圧力が作用することで、駆動歯車１４の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。
【００６１】
駆動歯車予備移動動作の実行後における被動歯車１６の回転によって、所定噛合位置にある駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ1が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用したときは、図１９に示すように、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに当接することで、駆動歯車１４の当接面１４ｄからストッパ２６の当接面２６ｄに押圧力が作用し、この押圧力は軸線方向一方側への成分Ｆａ（＝Ｆｒ1／ｔａｎβ21）を有する。この軸線方向一方側への力Ｆａが、皿ばね２８の発生する軸線方向他方側への反発力（弾性力）Ｆｓｐ以下であるときは、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに引っ掛かることで、回転軸１２に対する駆動歯車１４の所定方向の相対回転が抑制され、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が抑制される。つまり、駆動歯車１４が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ1が設定値Ｆｓｐ×ｔａｎβ21以下であるときは、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が抑制される。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車１６の回転による逆駆動力Ｆｒ1が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用しても、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動を抑制して、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いを維持することができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン３０を始動するまでに要する時間を短縮することができる。その際には、Ｆｓｐ×ｔａｎβ21が被動歯車１６の回転による逆駆動力Ｆｒ1以上になるように、皿ばね２８の軸線方向の弾性係数、及び回転軸１２の回転方向に対する当接面２６ｄの傾斜角度β21を設計する。
【００６２】
被動歯車駆動動作によるエンジン３０の始動後には、燃焼による加速トルクによって、所定噛合位置にある駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ2（Ｆｒ2＞Ｆｒ1）が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用することで、図２０に示すように、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに当接する。駆動歯車１４の当接面１４ｄからストッパ２６の当接面２６ｄに作用する押圧力の軸線方向一方側への成分Ｆａ（＝Ｆｒ2／ｔａｎβ21）が、皿ばね２８の発生する軸線方向他方側への反発力Ｆｓｐより大きいときは、この力Ｆａによって皿ばね２８が圧縮されながらストッパ２６が軸線方向の一方側へ移動して、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄから外れることで、回転軸１２に対する駆動歯車１４の所定方向の相対回転が許容され、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が許容される。つまり、駆動歯車１４が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ2が設定値Ｆｓｐ×ｔａｎβ21より大きいときは、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が許容される。そのため、エンジン３０の始動後は、燃焼による逆駆動力Ｆｒ2によって、駆動歯車１４が回転軸１２に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車１４が軸線方向の他方側へ非噛合位置まで移動する。その際には、Ｆｓｐ×ｔａｎβ21がエンジン３０の始動後における燃焼による逆駆動力Ｆｒ2より小さくなるように、皿ばね２８の軸線方向の弾性係数、及び回転軸１２の回転方向に対する当接面２６ｄの傾斜角度β21を設計する。
【００６３】
「実施形態４」
図２１は、本発明の実施形態４に係る歯車嵌脱装置を備えるエンジン始動装置の概略構成を示す図である。以下の実施形態４の説明では、実施形態１〜３と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する構成については実施形態１〜３と同様である。
【００６４】
本実施形態では、実施形態３と比較して、ストッパ２６は、回転軸１２に対する軸線方向の相対移動が拘束されるとともに回転軸１２に対する相対回転が可能な状態で、回転軸１２に支持されている。さらに、回転軸１２の周方向に弾性を有するばね２９を介してストッパ２６と回転軸１２が接続されており、ばね２９がストッパ２６と回転軸１２の相対回転角度に応じた反発力（弾性力）を発生する。ねじ２２のリード角α2は、回転軸１２の回転方向に対する当接面２６ｄ，１４ｄの傾斜角度β21，β22より大きい。図２１では、説明の便宜上、駆動歯車１４の具体的構成の図示を省略しているが、実施形態１，２と同様の構成を適用可能である。
【００６５】
本実施形態でも実施形態１〜３と同様に、エンジン３０（被動歯車１６）の回転速度Ｎ１が設定速度Ｎ０よりも低いときに、エンジン始動条件（被動歯車駆動条件）の非成立時にもかかわらず、駆動歯車１４が被動歯車１６と噛み合う位置に移動するまで、駆動源１０からの動力により回転軸１２を所定方向に回転させる駆動歯車予備移動動作を行う。駆動歯車予備移動動作の実行により駆動歯車１４が軸線方向の一方側へ移動し続けると、図２２に示すように、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに当接し始めることで、駆動歯車１４がストッパ２６を回転軸１２の回転方向（所定方向）へ押圧し、ストッパ２６が回転軸１２に対して所定方向に相対回転してばね２９が伸びる。ばね２９が伸びることで発生する所定方向と反対側の反発力（弾性力）によって、ストッパ２６から駆動歯車１４に所定方向と反対側の反力が作用する。駆動歯車１４がストッパ２６をさらに押圧して所定噛合位置まで移動すると、図２３に示すように、駆動歯車１４の端面１４ｆがストッパ２６の端面２６ｆを押圧し（あるいは駆動歯車１４の端面１４ｅがストッパ２６の端面２６ｅを押圧し）、その反力として駆動歯車１４に軸線方向の他方側への押圧力が作用することで、駆動歯車１４の軸線方向一方側への移動が拘束されて停止する。
【００６６】
駆動歯車予備移動動作の実行後における被動歯車１６の回転によって、所定噛合位置にある駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ1が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用したときは、図２４に示すように、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに当接することで、駆動歯車１４の当接面１４ｄからストッパ２６の当接面２６ｄに押圧力が作用する。この押圧力の所定方向（回転軸１２の回転方向）の成分Ｆｒ1が、ばね２９の発生する所定方向と反対側の反発力（弾性力）Ｆｓｐ以下であるときは、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに引っ掛かることで、回転軸１２に対する駆動歯車１４の所定方向の相対回転が抑制され、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が抑制される。つまり、駆動歯車１４が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ1が設定値Ｆｓｐ以下であるときは、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が抑制される。そのため、駆動歯車予備移動動作の実行後に、被動歯車１６の回転による逆駆動力Ｆｒ1が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用しても、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動を抑制して、駆動歯車１４と被動歯車１６との噛み合いを維持することができ、エンジン始動条件が成立してからエンジン３０を始動するまでに要する時間を短縮することができる。その際には、Ｆｓｐが被動歯車１６の回転による逆駆動力Ｆｒ1以上になるように、回転軸１２の周方向に関するばね２９の弾性係数を設計する。
【００６７】
被動歯車駆動動作によるエンジン３０の始動後には、燃焼による加速トルクによって、所定噛合位置にある駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ2（Ｆｒ2＞Ｆｒ1）が被動歯車１６から駆動歯車１４に作用することで、図２５に示すように、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄに当接する。駆動歯車１４の当接面１４ｄからストッパ２６の当接面２６ｄに作用する押圧力の所定方向の成分Ｆｒ2が、ばね２９の発生する所定方向と反対側の反発力Ｆｓｐより大きいときは、この力Ｆｒ2によってばね２９が伸びながらストッパ２６が回転軸１２に対して所定方向に相対回転して、駆動歯車１４の当接面１４ｄがストッパ２６の当接面２６ｄから外れることで、回転軸１２に対する駆動歯車１４の所定方向の相対回転が許容され、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が許容される。つまり、駆動歯車１４が所定噛合位置にある場合に、駆動歯車１４を回転軸１２に対して所定方向に相対的に回転させようとする逆駆動力Ｆｒ2が設定値Ｆｓｐより大きいときは、駆動歯車１４の軸線方向他方側への移動が許容される。そのため、エンジン３０の始動後は、燃焼による逆駆動力Ｆｒ2によって、駆動歯車１４が回転軸１２に対して所定方向に相対回転し、駆動歯車１４が軸線方向の他方側へ非噛合位置まで移動する。その際には、Ｆｓｐがエンジン３０の始動後における燃焼による逆駆動力Ｆｒ2より小さくなるように、回転軸１２の周方向に関するばね２９の弾性係数を設計する。
【００６８】
なお、以上説明した駆動歯車予備移動動作及び被動歯車駆動動作の実行が可能な歯車嵌脱装置の構成（駆動歯車１４を軸線方向に移動させるための構成）は、上記に説明した構成に限られるものではなく、例えば上記特許文献３に開示されている歯車嵌脱装置の各構成を対象としても、駆動歯車予備移動動作及び被動歯車駆動動作を実行することが可能である。
【００６９】
本実施形態に係る歯車嵌脱装置の適用対象は、エンジン始動装置に限られるものではなく、例えばマニュアルトランスミッションのシンクロ機構等、回転中の歯車嵌脱操作を必要とする機構にも適用可能である。
【００７０】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  駆動源（電動機）、１２  回転軸、１３  ベアリング、１４  駆動歯車、１４ａ，１６ａ  歯、１４ｂ，３２ｂ  カム面、１４ｃ  摩擦面、１４ｄ，２２ｅ，２６ｄ  当接面、１４ｅ，１４ｆ，２４ｂ，２６ｅ，２６ｆ  端面、１５  ハウジング、１６  被動歯車、２２，２４  ねじ、２２ａ  狭幅ねじ山、２２ｂ  広幅ねじ山、２２ｃ，２２ｄ  ねじ溝、２４ａ  ねじ山、２６  ストッパ、２８  皿ばね、２９  ばね、３０  エンジン、３２  カムプレート、３６  摩擦材、３８  押圧ばね、６０  バッテリー、６２  スイッチ、６４  電子制御装置、７１  エンジン停止条件判定部、７２  エンジン始動条件判定部、７４  駆動源制御部、８１，８２  回転速度センサ。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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