(57)【要約】【課題】長寿命化を図ることができるとともに、騒音を低減することができるエンジン始動装置を得ることを目的とする。【解決手段】回転可能なモータ軸２の先端部７には、モータ軸２の周囲に配置されているアウター部１４を有し、モータ軸２と同軸な出力軸８が回転自在に装着されている。出力軸８は、エンジンに常時連結されている。モータ軸２には、モータ軸２と一体に回転するインナー部１６が取り付けられている。インナー部１６とアウター部１４との間には、インナー部１６の回転をアウター部１４へ伝達するスプラグ２２が配置されている。また、モータ軸２は、モータ軸ブラケット５により回転自在に軸支されている。モータ軸ブラケット５には、出力軸８がモータ軸２と同軸に軸支されるように出力軸ブラケット１０が嵌め合わされている。【選択図】        図１
2004183559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ本体と、上記モータ本体から延出されている回転可能なモータ軸とを有しているモータ、
上記モータ軸の周囲に配置されているアウター部を有し、上記モータ軸の先端部に上記モータ軸と同軸に回転自在に装着され、上記モータ軸の回転をエンジンに伝達する出力軸、及び
上記モータ軸と上記アウター部との間に配置され、上記モータ軸の回転を同一回転数で上記出力軸に伝達するクラッチ部
を備えていることを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
上記クラッチ部は、上記モータ軸と一体に回転するインナー部と、上記インナー部及び上記アウター部の間に配置され、上記インナー部の回転を上記アウター部へ伝達する伝達体とを有しており、
上記インナー部及び上記モータ軸の互いの結合面には、段差部とスプライン部とがそれぞれ形成されており、上記段差部同士の嵌め合わせと上記スプライン部同士の嵌め合わせにより、上記インナー部の上記モータ軸に対する位置決めがなされていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
上記伝達体は、上記アウター部とともに回転されるようになっており、上記アウター部が所定回転数以上になると遠心力により上記インナー部から開離するようになっていることを特徴とする請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
上記所定回転数は、上記エンジンのアイドリング時の上記出力軸の回転数よりも低くなっていることを特徴とする請求項３に記載のエンジン始動装置。
【請求項５】
上記クラッチ部及び上記アウター部は、上記モータ軸を回転自在に軸支するモータ軸ブラケット、及び上記出力軸を回転自在に軸支する出力軸ブラケットによって囲まれており、
上記モータ軸ブラケット及び上記出力軸ブラケットは、上記出力軸が上記モータ軸と同軸になるように互いに嵌め合わされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のエンジン始動装置。
【請求項６】
上記出力軸は、上記モータ軸の上記先端部が挿入されている凹部をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のエンジン始動装置。
【請求項７】
少なくとも上記アウター部の一部は、オイルに浸されており、上記アウター部の回転により上記インナー部、上記伝達体及びアウター部に上記オイルが行き渡るようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のエンジン始動装置。
【請求項８】
上記クラッチ部及び上記アウター部は、上記モータ軸を回転自在に軸支するモータ軸ブラケット、及び上記出力軸を回転自在に軸支する出力軸ブラケットによって囲まれており、
上記モータ軸と上記モータ軸ブラケットとの間、上記出力軸と上記出力軸ブラケットとの間、及び上記モータ軸ブラケットと上記出力軸ブラケットとの間には、上記オイルの漏れを防止するためのシール部材が配置されていることを特徴とする請求項７に記載のエンジン始動装置。
【請求項９】
上記モータ軸ブラケット及び上記出力軸ブラケットの何れか一方には、上記オイルを供給するための給油口が設けられていることを特徴とする請求項８に記載のエンジン始動装置。
【請求項１０】
上記モータ本体は、電機子鉄心及び電機子コイルを有し上記モータ軸と一体に回転する電機子と、上記電機子の周囲に配設されている複数の界磁磁極を持つネオジュームフェライトマグネットとを有していることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載のエンジン始動装置。
【請求項１１】
上記電機子コイルは、上記モータ軸の周囲で上記電機子鉄心から軸線方向に延出されたコイルエンドを有しており、
上記モータ軸は、上記コイルエンドの内周側で上記モータ軸ブラケットによって回転自在に軸支されていることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等のエンジンを始動するためのエンジン始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジン始動装置においては、モータ軸の回転は、遊星減速機を介してクラッチに伝達される。遊星減速機の回転軸は、モータ軸の周囲に配設されている。クラッチは、クラッチの出力軸がモータ軸と同軸になるように、遊星減速機の回転軸に取り付けられている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９９１９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のエンジン始動装置では、クラッチの出力軸は、モータ軸の周囲に配設された減速機の回転軸に取り付けられているので、モータ軸に対して偏芯しやすい。この偏芯により、クラッチの寿命が短くなる虞がある。
また、減速機内のギア音が騒音となる虞がある。
【０００５】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、長寿命化を図ることができるとともに、騒音を低減することができるエンジン始動装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエンジン始動装置は、モータ本体と、モータ本体から延出されている回転可能なモータ軸とを有しているモータ、モータ軸の周囲に配置されているアウター部を有し、モータ軸の先端部にモータ軸と同軸に回転自在に装着され、モータ軸の回転をエンジンに伝達する出力軸、及びモータ軸とアウター部との間に配置され、モータ軸の回転を同一回転数で出力軸に伝達するクラッチ部を備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエンジン始動装置を示す縦断面図である。図において、モータ１は、モータ本体２８と、モータ本体２８から延出された回転可能なモータ軸２とを有している。モータ本体２８は、モータ軸２と一体に回転する電機子３と、隙間を介して電機子３を取り囲んでいる固定子４とを有している。モータ軸２は、モータ軸ブラケット５に軸受６を介して回転自在に軸支されている。モータ軸ブラケット５は、固定子４に取り付けられている。
なお、モータ軸２は、モータ１の反モータ軸ブラケット５側に配置されたリヤブラケット２９によっても回転自在に軸支されている。
【０００８】
電機子３は、モータ軸２に同軸に固定された電機子鉄心３０と、電機子鉄心３０の外周部に配置された電機子コイル３１とを有している。電機子コイル３１は、モータ軸２の軸線方向に延出されたコイルエンド３２を有している。ここでは、電機子鉄心３０の外径は約６０ｍｍである。
【０００９】
固定子４は、６極の界磁磁極を持つネオジュームフェライトマグネット３３を有している。ネオジュームフェライトマグネット３３は、６極の界磁磁極が電機子３の周囲に均等に配設されるように配置されている。
【００１０】
モータ軸２の先端部７には、出力軸８が軸受９を介して回転自在に装着されている。出力軸８は、モータ軸２と同軸に配置されている。モータ軸ブラケット５には、出力軸ブラケット１０が嵌め合わされている。出力軸８は、出力軸ブラケット１０に軸受１１を介して回転自在に軸支されている。即ち、出力軸８は、モータ軸２の先端部７及び出力軸ブラケット１０により、モータ軸２と同軸に回転自在に軸支されている。
【００１１】
出力軸８は、軸受１１が取り付けられている軸部１２と、軸部１２のモータ軸２側の周囲から軸線に対して垂直方向に延出されている延出部１３と、延出部１３の周縁部に形成されモータ軸２の周囲に配置されているアウター部１４と、モータ軸２の先端部７が挿入されている凹部１５とを有している。軸部１２、延出部１３、アウター部１４及び凹部１５は、モータ軸２と同軸に配置されている。
【００１２】
モータ軸２の軸受６と軸受９との間の部分には、モータ軸２と一体に回転するインナー部１６が取り付けられている。インナー部１６の中央には、モータ軸２が貫装された貫通孔１７が形成されている。モータ軸２のインナー部１６が取り付けられている表面には、モータ軸２の軸線に沿って延びるスプライン部１８と、スプライン部１８の軸受６側に軸線周りに沿って延びる段差部１９とが形成されている。貫通孔１７の内面にも、モータ軸２のスプライン部１８及び段差部１９に対応してスプライン部２０及び段差部２１が形成されている。即ち、インナー部１６及びモータ軸２の互いの結合面には、段差部１９，２１とスプライン部１８，２０とが形成されている。
【００１３】
インナー部１６は、モータ軸２に対して、段差部１９，２１の嵌め合わせにより軸線方向及び軸線に垂直な方向について位置決めされ、スプライン部１８，２０の嵌め合わせにより周方向について位置決めされている。即ち、段差部１９，２１同士の嵌め合わせとスプライン部１８，２０同士の嵌め合わせにより、インナー部１６のモータ軸２に対する位置決めがなされている。
【００１４】
インナー部１６とアウター部１４との間には、インナー部１６の回転をアウター部１４へ伝達する伝達体である複数のスプラグ２２が配置されている。各スプラグ２２は、揺動可能に配置されている。即ち、各スプラグ２２は、インナー部１６とアウター部１４との間で突っ張って保持されるロック位置と、アウター部１４に当接してインナー部１６から開離する開離位置との間で往復変位可能になっている。また、スプラグ２２とアウター部１４との間には、各スプラグ２２をロック位置側に付勢するばね（図示しない）が配置されている。さらに、各スプラグ２２の重心の位置は、開離位置側へ偏っている。従って、アウター部１４の回転数がインナー部１６の回転数よりも大きくなると、各スプラグ２２はロック位置から開離位置に向かって微小に変位されてインナー部１６からアウター部１４への回転動力の伝達が無くなり、出力軸８の回転数が所定速度以上になると、各スプラグ２２は遠心力によりばねの付勢に逆らって開離位置へ変位される。ここでは、所定回転数は、アイドリング時の出力軸８の回転数よりも若干低く設定されている。
【００１５】
インナー部１６の回転は、各スプラグ２２がロック位置にあるときにアウター部１４へ伝達され、各スプラグ２２が開離位置にあるときにはアウター部１４へ伝達されない。各スプラグ２２がロック位置にあるとき、出力軸８はモータ軸２と同一回転数で回転される。
【００１６】
なお、クラッチ部２３（ワンウェイクラッチ）は、インナー部１６及びスプラグ２２を有している。また、クラッチ部２３は、上述のようにスプラグ２２がインナー部１６から開離されるディスエンゲージ方式となっている。さらに、クラッチ部２３及びアウター部１４は、モータ軸ブラケット５及び出力軸ブラケット１０によって囲まれ、保護されている。
【００１７】
出力軸８の軸部１２の先端部２４には、プーリ２５がナット２６により固定されている。エンジンのクランク軸（図示しない）には、クランクプーリ（図示しない）が固定されている。プーリ２５とクランクプーリとの間には、伝達ベルト（図示しない）が巻き掛けられている。出力軸８の回転は、伝達ベルト及びクランクプーリを介してクランク軸へ伝達される。プーリ２５とクランクプーリとは、伝達ベルトにより常時連結されている。
【００１８】
次に、動作について説明する。
まず、モータ１への通電により、モータ軸２と一体にインナー部１６が回転される。このとき、スプラグ２２はばねの付勢によりロック位置にあり、アウター部１４はインナー部１６に対してロック状態となる。これにより、インナー部１６の回転動力が出力軸８に伝達され、エンジンのクランク軸が回転される。
【００１９】
クランク軸の回転によりエンジンが始動されると、エンジンの駆動によりクランク軸及び出力軸８の回転数が上昇する。そして、アウター部１４の回転数がインナー部１６の回転数よりも大きくなり所定回転数に達すると、各スプラグ２２は遠心力により開離位置に変位される。これにより、インナー部１６とアウター部１４との間のロック状態が解除され、インナー部１６は空転状態となる。即ち、モータ１からの回転動力は、出力軸８へ伝達されなくなる。この後、モータ１の通電は停止され、エンジンはアイドリング状態となる。
【００２０】
上記のようなエンジン始動装置では、出力軸８がモータ軸２の先端部７にモータ軸２と同軸に装着されているので、出力軸８がモータ軸２に対して偏芯しにくくなる。従って、例えばインナー部１６とスプラグ２２とが互いに偏りなく接触され、クラッチ部２３の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
また、モータ軸２にはクラッチ部２３が直接取り付けられているので、従来の減速機のギヤ音がなくなり、騒音を抑制することができる。さらに、モータ軸の回転数の減速比が小さいので、高いクランキング回転数で燃料を増量せずにエンジン始動でき、燃費を向上させることができる。
【００２２】
また、出力軸８の回転はエンジンに常時伝達されるようになっているので、エンジン始動時に出力軸８をエンジンへの連結のために移動させる必要がない。このことから、モータ軸２の回転と出力軸８の移動との間のタイミングに関係なくモータ１を駆動することができる。従って、モータ１駆動用のスイッチをモータ１から切り離して配置することができ、モータ１の周囲の省スペース化を図ることができる。
【００２３】
また、インナー部１６の貫通孔１７にはスプライン部１８及び段差部１９が形成され、モータ軸２にはスプライン部２０及び段差部２１が形成されており、スプライン部１８，２０及び段差部１９，２１がそれぞれ互いに嵌め合わされているので、インナー部１６をモータ軸２に容易に取り付けることができる。
【００２４】
また、モータ軸ブラケット５及び出力軸ブラケット１０は、出力軸８がモータ軸２と同軸になるように互いに嵌め合わされているので、出力軸８は、モータ軸２の先端部７だけでなく出力軸ブラケット１０によってもモータ軸２に同軸に支持され、さらに偏芯されにくくなり、クラッチ部２３の長寿命化をさらに図ることができる。
【００２５】
また、モータ軸２の先端部７は、出力軸８の凹部１５に挿入されているので、モータ軸２の軸線方向の長さを短くすることができる。
【００２６】
また、エンジンが始動してアウター部１４の回転数が所定回転数以上になると、スプラグ２２は遠心力によりインナー部１６から完全に開離されるようになっているので、空転状態におけるスプラグ２２とインナー部１６との間の摩擦熱の発生を簡単な構成で回避することができる。
【００２７】
また、スプラグ２２がインナー部１６から開離される出力軸８の回転数は、アイドリング時の出力軸８の回転数よりも若干低く設定されているので、エンジン始動時にはモータ軸２の回転をエンジンのクランク軸へ伝達し、エンジン始動後のアイドリング状態、及びアイドリング時よりも回転数の高い通常運転時には回転の伝達を解除することができる。従って、スプラグ２２とインナー部１６とが必要以上に接触することを防止して、摩擦熱による温度上昇及び焼き付き等を防止することができ、クラッチ部２３の長寿命化を図ることができる。
【００２８】
また、モータ１は、６極の界磁磁極を持つネオジュームフェライトマグネット３３を有しているので、モータ軸２の回転トルクを大きくすることができ、減速機を用いずにモータ１からエンジン始動に必要な回転をエンジンへ伝達することができ、しかもモータ１を小型化することができる。
【００２９】
なお、上記の例では、モータ１の電機子鉄心３０の外径が６０ｍｍ、ネオジュームフェライトマグネット３３の界磁磁極が６極とされているが、これに限定されることはない。エンジンのクランクプーリの径が１１０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度、プーリ２５の径が６０ｍｍ〜７０ｍｍ程度である場合には、電機子鉄心３０の外径は６０ｍｍ〜９０ｍｍ、ネオジュームフェライトマグネット３３の界磁磁極は６極以上であることが望ましい。
【００３０】
また、上記の例では、スプラグ２２は、アイドリング時の出力軸８の回転数よりも若干低い回転数でインナー部１６から開離されるようになっているが、エンジン始動に必要な回転数よりも高い回転数であれば、さらに低い回転数で開離されるようになっていても構わない。
【００３１】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２によるエンジン始動装置を示す縦断面図である。図において、モータ軸２とモータ軸ブラケット５との間、出力軸８と出力軸ブラケット１０との間、及びモータ軸ブラケット５と出力軸ブラケット１０との間には、シール部材４１，４２，４３がそれぞれ配置されている。シール部材４１は、軸受６とインナー部１６との間に配置されている。シール部材４２は、軸受１１と延出部１３との間に配置されている。シール部材４３は、アウター部１４の周囲のモータ軸ブラケット５と出力軸ブラケット１０とが互いに嵌め合わされている部分に配置されている。
【００３２】
モータ軸ブラケット５及び出力軸ブラケット１０によって囲まれている空間４４には、オイルが溜められている。オイルは、少なくともアウター部１４の一部が浸される程度にまで溜められている。オイルは、シール部材４１，４２，４３によって漏れ出ることはない。また、モータ軸ブラケット５には、空間４４にオイルを供給するための給油口４５が設けられている。
【００３３】
軸受６は、電機子鉄心３０に近づけられて配置されている。即ち、モータ軸２は、電機子コイル３１のコイルエンド３２の内周側でモータ軸ブラケット５によって回転自在に軸支されている。他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。
【００３４】
このように、少なくともアウター部１４の一部がオイルに浸されているので、アウター部１４の回転によりクラッチ部２３及びアウター部１４にオイルが行き渡るようになり、例えばクラッチ部２３の焼き付き等の故障を防止でき、クラッチ部２３の長寿命化を図ることができる。
【００３５】
また、シール部材４１，４２，４３は、モータ軸２とモータ軸ブラケット５との間、出力軸８と出力軸ブラケット１０との間、及びモータ軸ブラケット５と出力軸ブラケット１０との間にそれぞれ配置されているので、空間４４に溜められているオイルの漏れを防止でき、長期間に渡ってオイルを補給することなくクラッチ部２３の焼き付き等の故障を防止することができる。また、モータ軸ブラケット５、インナー部１６、スプラグ２２、及び出力軸８等の各パーツの組み立て途中にシール部材４１，４２，４３を組み付ければよいので、シール部材４１，４２，４３の組み付けも容易にできる。
【００３６】
また、モータ軸ブラケット５には、オイルを供給するための給油口４５が設けられているので、オイルを容易に補給することができる。
【００３７】
また、モータ軸２は、コイルエンド３２の内周側でモータ軸ブラケット５によって回転自在に軸支されているので、モータ軸２の軸線方向の長さをさらに短くすることができる。
【００３８】
なお、シール部材４１及び軸受６の位置を入れ替える、即ちシール部材４１とインナー部１６との間に軸受６を配置すると、軸受６にもオイルが行き渡るようになるので、軸受６の長寿命化も図ることができる。
【００３９】
また、上記の例では、給油口４５は、モータ軸ブラケット５に設けられているが、出力軸ブラケット１０に設けられてもよい。
【００４０】
また、上記の例では、アウター部１４の一部がオイルに浸されているが、回転の伝達に支障がないのであれば、アウター部１４だけでなくクラッチ部２３の一部がオイルに浸されていても構わない。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係るエンジン始動装置は、モータ軸の周囲に配置されているアウター部を有し、モータ軸の先端部にモータ軸と同軸に回転自在に装着され、モータ軸の回転をエンジンに伝達する出力軸、及びモータ軸とアウター部との間に配置され、モータ軸の回転を同一回転数で出力軸に伝達するクラッチ部を備えているので、出力軸がモータ軸に対して偏芯しにくくなる。従って、クラッチ部の長寿命化を図ることができる。また、従来の減速機のギヤ音がなくなり、騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるエンジン始動装置を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるエンジン始動装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  モータ、２  モータ軸、３  電機子、５  モータ軸ブラケット、７  先端部、８  出力軸、１０  出力軸ブラケット、１４  アウター部、１５  凹部、１６  インナー部、２２  スプラグ（伝達体）、２３  クラッチ部、３０  電機子鉄心、３１  電機子コイル、３２  コイルエンド、３３  ネオジュームフェライトマグネット、４１，４２，４３  シール部材、４５  給油口。
【図１】
2004183559.tif 000003
【図２】
2004183559.tif 000004