(57)【要約】【課題】  羽打ち音を低減した内燃機関の始動装置を提供する。【解決手段】  内燃機関の始動装置１はリングギア１０と、リングギア１０に噛合いリングギア１０を駆動させるスタートギアとしてのピニオンギア２０とを備える。リングギア１０は上死点に対応する上死点位置１３と下死点に対応する下死点位置１４とを有する。リングギア１０は上死点位置１３において第１領域１１を含み、上死点位置１３と下死点１４との間で内燃機関の膨張行程に対応する第２領域１２を含む。第２領域１２におけるリングギア１０とピニオンギア２０との間のバックラッシュは、第１領域１１におけるリングギア１０とピニオンギア２０との間のバックラッシュよりも小さい。【選択図】        図１
2006161786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを有する内燃機関のクランクシャフトとともに回転するリングギアと、
内燃機関の始動時に前記リングギアに噛合い前記リングギアを駆動するスタートギアとを備え、
前記リングギアは、ピストンの上死点に対応する上死点位置とピストンの下死点に対応する下死点位置とを有し、
前記リングギアは、前記上死点位置において第１領域を含み、前記上死点位置と下死点位置との間で内燃機関の膨張行程に対応する第２領域を含み、前記第２領域における前記リングギアと前記スタートギアとの間のバックラッシュは、前記第１領域における前記リングギアと前記スタートギアとの間のバックラッシュよりも小さい、内燃機関の始動装置。
【請求項２】
前記スタートギアは前記リングギアの径方向にスライド可能であり、内燃機関の始動時に前記リングギアに近づくように径方向にスライドして前記リングギアに噛合う、請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項３】
内燃機関の始動時には前記第１領域に前記スタートギアが噛合うように前記リングギアの位相を制御する制御装置をさらに備えた、請求項２に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項４】
内燃機関のクランクシャフトとともに回転するリングギアと、
内燃機関の始動時に前記リングギアに噛合い前記リングギアを駆動するスタートギアとを備え、
前記リングギアは、内燃機関の膨張行程時に前記スタートギアと噛合う部分を有し、その部分でのリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュは他の部分でのリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュよりも小さい、内燃機関の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の始動装置に関し、より特定的には、歯打ち音の発生を低減することが可能な内燃機関の始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の始動装置は、たとえば実開平４−２４６６８号公報（特許文献１）、特開２００２−１３００９８号公報（特許文献２）、特開昭６４−１５４６１号公報（特許文献３）、特開昭６４−１５４６３号公報（特許文献４）に開示されている。
【特許文献１】実開平４−２４６６８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３００９８号公報
【特許文献３】特開昭６４−１５４６１号公報
【特許文献４】特開昭６４−１５４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１ではリングギアとスタータのピニオンギアとの間の噛合いを異ならせるエンジン始動装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２ではリングギアとスタータのピニオンギアとの噛合いを異ならせたエンジン始動装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３および特許文献４では、スタータがギアの径方向にスライドして噛合う構成が開示されている。
【０００６】
しかしながら、いずれの従来の技術においても、内燃機関の膨張行程での歯打ち音を低減することができないという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、膨張行程における歯打ち音を低減することが可能な内燃機関の始動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った内燃機関の始動装置は、ピストンを有する内燃機関のクランクシャフトとともに回転するリングギアと、内燃機関の始動時にリングギアに噛合いリングギアを駆動するスタートギアとを備える。リングギアは、ピストンの上死点に対応する上死点位置とピストンの下死点に対応する下死点位置とを有し、リングギアは、上死点位置において第１領域を含み、上死点位置と下死点位置との間で内燃機関の膨張行程に対応する第２領域を含み、第２領域におけるリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュは、第１領域におけるリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュよりも小さい。
【０００９】
このように構成された内燃機関の始動装置では膨張行程に対応する第２領域におけるリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュは第１領域におけるリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュよりも小さいため、膨張行程ではリングギアとスタートギアとの間の隙間が小さくなる。その結果、膨張行程においてリングギアがピストンで駆動された場合であってもスタートギアとリングギアとの間の歯打ち音を防止できる。その結果、膨張行程での歯打ち音が低減した内燃機関の始動装置を低減することができる。
【００１０】
より好ましくは、スタートギアはリングギアの径方向にスライド可能であり、内燃機関の始動時にリングギアに近づくように径方向にスライドしてリングギアに噛合う。
【００１１】
好ましくは、内燃機関の始動時には第１領域にスタートギアが噛合うようにリングギアの位相を制御する制御装置をさらに備える。
【００１２】
この発明に従った内燃機関の始動装置は、内燃機関のクランクシャフトとともに回転するリングギアと、内燃機関の始動時にリングギアに噛合いリングギアを駆動するスタートギアとを備える。リングギアは、内燃機関の膨張行程時にスタートギアと噛合う部分を有し、その部分でのリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュは他の部分でのリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュよりも小さい。
【００１３】
このように構成された内燃機関の始動装置では、膨張行程においてピニオンギアと噛合うリングギアの部分のバックラッシュが小さいので、膨張行程における歯打ち音の発生を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に従えば、歯打ち音の発生を低減することができる内燃機関の始動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った内燃機関の始動装置の模式図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った内燃機関の始動装置１は、ピストン３４に接続されてクランクシャフト３１とともに回転するリングギア１０と、内燃機関の始動時にリングギア１０に噛合いリングギア１０を駆動させるスタートギアとしてのピニオンギア２０とを備える。リングギア１０は、ピストン３４の上死点に対応する上死点位置１３とピストン３４の下死点に対応する下死点位置１４とを有する。リングギア１０は上死点位置１３において第１領域１１を含み、上死点位置１３と下死点位置１４との間で内燃機関の膨張行程に対応する第２領域１２を含む。
【００１７】
第２領域１２におけるリングギア１０とピニオンギア２０との間のバックラッシュは、第１領域１１におけるリングギア１０とピニオンギア２０との間のバックラッシュよりも小さい。内燃機関の始動時には、第２領域１２と異なるリングギア１０の部分（第１領域１１）にピニオンギア２０が噛合うように制御装置としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）５０はリングギア１０の位相を制御する。
【００１８】
内燃機関の始動装置１は、内燃機関のクランクシャフト３１に接続されてピストンとともに回転するリングギア１０と、内燃機関の始動時にリングギア１０に噛合いリングギア１０を駆動されるスタートギアとしてのピニオンギア２０とを備える。リングギア１０は、内燃機関の膨張行程時にピニオンギア２０と噛合う第２領域１２を有し、その部分でのリングギア１０とピニオンギア２０との間のバックラッシュは他の部分でのリングギアとスタートギアとの間のバックラッシュよりも小さい。
【００１９】
リングギア１０はクランクシャフト３１に接続されてクランクシャフト３１とともに回転する。クランクシャフト３１は内燃機関の出力軸であり、クランクシャフト３１にはクランクアーム３２がリングギア１０の径方向（ラジアル方向）に延びるように設けられる。クランクアーム３２はコネクティングロッド３３と接続され、コネクティングロッド３３の先端にはピストン３４が取付けられる。ピストン３４はシリンダ壁３５で囲まれた空間内を往復運動し、燃料の燃焼によりピストン３４は下方向へ押圧されるように力を受ける。この力がコネクティングロッド３３およびクランクアーム３２により回転力に変換され、クランクシャフト３１が回転する。
【００２０】
図１では、ピストン３４が上死点にある状態を示しており、圧縮行程終了時または排気行程終了時となる。クランクアーム３２の延長線上にリングギア１０の上死点位置１３および下死点位置１４が位置している。リングギア１０は、ピニオンギアとの噛合い率が低い（バックラッシュが大きい）第１領域１１と、ピニオンギア２０との噛合い率の高い（バックラッシュの小さい）第２領域１２とを有する。リングギア１０は環状であり、その外周部分に歯面が形成されている。この歯はスパーギアまたはスパイラルギアのいずれであってもよい。図１では、リングギア１０は右回りに回転する。リングギア１０の回転はクランクシャフト３１の回転と同期している。
【００２１】
ピニオンギア２０は図示しないセルモータに接続されており、ピニオンギア２０はセルモータにより回転する。ピニオンギア２０は内燃機関の始動時にのみリングギア１０と噛合い、リングギア１０を回転させる。これによりクランキングが起こりエンジンが始動する。ピニオンギア２０の位置は噛合い率の低い、すなわちバックラッシュの大きい第１領域１１とされる。これは、ピニオンギア２０はスタート時のみリングギア１０と噛合い、他の場合ではピニオンギア２０はリングギア１０から離れて位置するため、リングギア１０にピニオンギア２０を噛合いやすくするためである。
【００２２】
リングギア１０の向い合う部分に上死点位置１３および下死点位置１４が設けられる。上死点位置１３および下死点位置１４はともに１８０°位相がずれた領域となる。上死点位置１３は圧縮行程が終了した位置および排気行程が終了した位置であり、下死点位置１４は吸入行程が終了した位置および膨張行程が終了した位置である。
【００２３】
図１では、リングギア１０の噛合い率の高い第２領域１２が対向して設けられる。これは、図１で示す内燃機関が直列４気筒エンジンであることを示している。直列４気筒エンジンでは、両端の２本のピストンの上死点および下死点位置が同一となり、中央の２本のピストンの上死点および下死点位置が同一であることが一般的である。図１では、４気筒のうち端部に位置するピストン３４を図示しており、中央に位置するピストンは、図１で示すピストン３４と１８０°ずれた位相で回転する。すなわち、両端のピストン３４が上死点に位置するときには、中央部のピストンは下死点に位置し、両端のピストン３４が下死点に位置するときは中央部のピストンは上死点に位置する。このそれぞれのピストンの圧縮行程に対応する領域が第２領域１２である。
【００２４】
なお、この例では、直列４気筒型のエンジンを示しているが、単気筒または複数気筒を有するエンジンに本発明を採用することができる。
【００２５】
また、ピストンの並び方に関しても、直列型だけでなく、Ｖ型、Ｗ型または水平対向型などのさまざまなエンジンに本発明を適用することが可能である。
【００２６】
図２および図３は、第２領域と噛合うピニオンギアを説明するための図である。図２を参照して、膨張行程の初期時に第２領域１２とピニオンギア２０が噛合う。膨張行程（爆発行程）ではピストン３４が下方向に押され、リングギア１０の回転がピストン３４により加速される。そのためリングギア１０の歯面がピニオンギア２０の歯面を押す。しかしながら、第２領域１２とピニオンギア２０との間の歯面の隙間（バックラッシュ）が小さいため、歯打ち音の低減を図ることができる。
【００２７】
図３を参照して、膨張行程の終了時まで第２領域１２がピニオンギア２０と噛合う。第２領域１２はピニオンギア２０に対し噛合い率が高い（バックラッシュが小さい）ため、リングギア１０が加速するように回転しても歯打ち音の低減を図ることができる。
【００２８】
すなわち、直列４気筒型のエンジンの場合、上死点および下死点付近では、４気筒のうち、どれかの気筒が圧縮行程にあるため、エンジンのコンプレッショントルクが増加してエンジンの回転数は低下する。
【００２９】
これに対して、上死点位置と下死点の間では、４気筒のうち、いずれかの気筒が膨張（爆発）行程にあるため、エンジンの回転数が上昇する。エンジンの回転数が上昇すると、リングギア１０の回転速度も上昇し、スタータのピニオンギア２０よりもリングギア１０の回転が速くなる。このとき、ギアとギアの隙間が大きいと、リングギア１０がピニオンギア２０を押す方向に力が加わるため、ギアとギアが一瞬離れ反対方向で接触することになる。さらに、膨張行程を経過して上死点または下死点に近づくと、エンジンの回転数が低下するので、ピニオンギア２０がリングギア１０を押すようになり、一瞬ギアとギアが離れる。これらの繰返しにより、歯打ち音が発生する。本発明では、上死点位置１３と下死点位置１４との間のギアの歯の噛合い率を高くすることで、ギアの歯の離れを防止できる。これによって、歯打ち音の発生を防止できる。
【００３０】
さらに、ピニオンギア２０の噛合い位置は、エンジンが停止したときに、噛合い率が低い第１領域１１となるように搭載する。このような制御としては、ＥＣＵ５０を用いてリングギア１０の停止位置を調整する。これにより、駆動時にピニオンギア２０とリングギア１０の噛合いを容易なものとすることができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に従った内燃機関の始動装置の模式図である。図４を参照して、この発明の実施の形態２に従った始動装置では、ピニオンギア２０にアイドルギア２１が噛合い、このアイドルギアが矢印２３で示す方向にスライドしてリングギア１０と噛合う。すなわち、スタートギアとしてのアイドルギア２１はリングギア１０の径方向（矢印２３で示す方向）にスライド可能であり、内燃機関の始動時にリングギア１０に近づく方向に径方向にスライドしてリングギア１０に噛合う。
【００３２】
スタータ非駆動時には、アイドルギア２１は、リングギア１０と離れたところで停止している。スタータ駆動時には、アイドルギア２１はリングギア１０側へスライドしてリングギア１０と噛合い、スタータの駆動トルクをエンジン側へ伝達する。
【００３３】
以上のような実施の形態２に従った内燃機関の始動装置１では、アイドルギア２１が径方向にスライドするため、従来の軸方向スライド式のスタータのようにギアの噛合い率を低下させる必要がないため、歯打ち音を小さくすることができる。
【００３４】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。
【００３５】
まず、本発明を適用するエンジンはレシプロエンジンに限られず、ロータリエンジンであってもよい。すなわち、ロータリエンジンの膨張行程においてスタートギアと噛合うリングギアの部分のバックラッシュを小さくすることでも同様の効果が得られる。
【００３６】
さらに、レシプロエンジンとしてディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンのいずれにも本発明を適用することが可能である。
【００３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
この発明は、内燃機関の分野で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態１に従った内燃機関の始動装置の模式図である。
【図２】第２領域と噛合うピニオンギアを説明するための図である。
【図３】第２領域と噛合うピニオンギアを説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態２に従った内燃機関の始動装置の模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  内燃機関の始動装置、１０  リングギア、１１  第１領域、１２  第２領域、２０  ピニオンギア、２１  アイドルギア、３１  クランクシャフト、３２  クランクアーム、３３  コネクティングロッド、３４  ピストン、３５  シリンダ壁、５０  ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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