(57)【要約】【課題】長寿命化を図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３には、サンギヤ１７が固定されている。サンギヤ１７の周囲には、モータ軸３の回転により公転可能な複数の遊星ギヤ１９が配置されている。モータ軸３の先端部９には、各遊星ギヤ１９の公転により回転する減速機軸１０が軸受１１を介して装着されている。減速機軸１０には、減速機軸１０と一体に回転するインナー部３１が固定されている。減速機軸１０の先端部には、出力軸２３が軸受２４を介して装着されている。出力軸２３は、インナー部３１の周囲に配置されたアウター部２９を有している。インナー部３１とアウター部２９との間には、減速機軸１０の回転を出力軸２３へ伝達可能な複数のスプラグ３３が配置されている。【選択図】        図１
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【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、
上記モータ軸の先端部に上記モータ軸と同軸に回転自在に装着された減速機軸と、上記モータ軸の回転を上記減速機軸に減速して伝達する減速伝達部とを有する減速機構部、
上記減速機軸の周囲に配置されているアウター部を有し、上記減速機軸の先端部に上記減速機軸と同軸に回転自在に装着され、上記減速機軸の回転をエンジンに伝達する出力軸、及び
上記減速機軸と上記アウター部との間に配置され、上記減速機軸の回転を上記出力軸に伝達可能なクラッチ部
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】
上記減速機軸には、上記モータ軸の先端部が挿入された凹部が設けら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】
上記出力軸には、上記減速機軸の先端部が挿入された凹部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
上記減速伝達部は、上記モータ軸とともに回転するように上記モータ軸に設けられたモータ軸ギヤと、上記モータ本体に対して固定され、かつ上記モータ軸ギヤの周囲に配置された環状のインターナルギヤと、上記モータ軸ギヤと上記インターナルギヤとの間に配置され、上記モータ軸ギヤの回転により上記モータ軸ギヤの周囲を公転される遊星ギヤとを有し、
上記減速機軸は、上記遊星ギヤの公転により回転され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３の何れか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、上記減速機軸を回転自在に軸支する減速機軸ブラケット、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、
上記減速機軸ブラケット及び上記出力軸ブラケットは、上記出力軸が上記減速機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】
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５の何れかに記載のエンジン始動装置。
【請求項７】
上記減速機軸と上記減速機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、及び上記減速機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６に記載のエンジン始動装置。
【請求項８】
上記減速機軸ブラケット及び上記出力軸ブラケットの少なくともいずれか一方には、上記減速機軸ブラケット及び上記出力軸ブラケットによって囲まれた空間の気圧を調整するための圧力調整弁が設けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のエンジン始動装置。
【請求項９】
上記減速機構部による減速比は、４〜９の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項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、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た複数の界磁磁極を持つフェライト磁石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。
【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、複数の遊星ギヤを有する遊星減速機を介してクラッチに伝達される。各遊星ギヤは、モータ軸の回転によりモータ軸の周囲を公転可能になっている。クラッチの出力軸は、各遊星ギヤによって支持されており、各遊星ギヤの公転により回転される（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、クラッチの出力軸が各遊星ギヤの回転軸によって支持されているので、クラッチの出力軸の軸線はモータ軸の軸線に対してずれやすい。即ち、クラッチの出力軸はモータ軸に対して偏心しやすい。この偏心により、クラッチの寿命が短くなる虞がある。
【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、モータ軸の先端部にモータ軸と同軸に回転自在に装着された減速機軸と、モータ軸の回転を減速機軸に減速して伝達する減速伝達部とを有する減速機構部、減速機軸の周囲に配置されているアウター部を有し、減速機軸の先端部に減速機軸と同軸に回転自在に装着され、減速機軸の回転をエンジンに伝達する出力軸、及び減速機軸とアウター部との間に配置され、減速機軸の回転を出力軸に伝達可能な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について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２と、モータ本体２から延出された回転可能なモータ軸３とを有している。モータ本体２は、モータ軸３と一体に回転する電機子４と、隙間を介して電機子４を取り囲んでいる固定子５とを有している。
【０００８】
電機子４は、モータ軸３に固定された電機子鉄心６と、電機子鉄心６の外周部に配置された電機子コイル７とを有している。電機子４は、電機子コイル７への通電によりモータ軸３の軸線を中心としてモータ軸３と一体に回転される。
【０００９】
固定子５は、６極の界磁磁極を持つフェライト磁石８を有している。フェライト磁石８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３の先端部９には、減速機軸１０が軸受１１を介して回転自在に装着されている。減速機軸１０は、モータ軸３と同軸に配置されている。また、減速機軸１０は、モータ本体２に固定された略円筒状の減速機軸ブラケット１２に軸受１３を介して軸支されている。即ち、減速機軸１０は、モータ軸３及び減速機軸ブラケット１２により、モータ軸３と同軸に回転自在に軸支されている。
【００１１】
減速機軸１０は、モータ軸３の軸線に沿って延びた回転軸部１４と、回転軸部１４のモータ１側の端部周面から径方向外側へ延出された円板状の回転板部１５とを有している。回転軸部１４のモータ１側の端部には、モータ軸３の先端部９が挿入された凹部１６が設けられている。軸受１１は、凹部１６に配置されている。また、軸受１３は、回転軸部１４の外周面に取り付けられている。
【００１２】
先端部９よりもモータ本体２側のモータ軸３の部分には、モータ軸３と一体に回転するモータ軸ギヤであるサンギヤ１７が固定されている。また、減速機軸ブラケット１２の内面には、環状のインターナルギヤ１８がサンギヤ１７の周囲に配置されるように固定されている。サンギヤ１７とインターナルギヤ１８との間には、複数の遊星ギヤ１９が配置されている。各遊星ギヤ１９は、サンギヤ１７及びインターナルギヤ１８に噛合されている。また、回転板部１５には、各遊星ギヤ１９を取り付けるための複数の支持軸２０が周方向に沿って等間隔に固定されている。各遊星ギヤ１９は、支持軸２０にそれぞれ回転自在に取り付けられている。各遊星ギヤ１９は、モータ軸３の回転により、支持軸２０を中心に回転されながらサンギヤ１７の周囲を移動される。即ち、各遊星ギヤ１９は、モータ軸３の回転により、サンギヤ１７の周囲を公転される。各遊星ギヤ１９の公転により、減速機軸１０は減速機軸１０の軸線を中心に回転される。
なお、減速伝達部であるギヤ部２１は、サンギヤ１７、インターナルギヤ１８及び複数の遊星ギヤ１９を有している。ギヤ部２１は、モータ軸３の回転を減速機軸１０に減速して伝達するようになっている。
また、減速機構部２２は、減速機軸１０とギヤ部２１とを有している。
【００１３】
回転軸部１４の先端部には、出力軸２３が軸受２４を介して回転自在に装着されている。出力軸２３は、減速機軸１０と同軸に配置されている。また、出力軸２３は、減速機軸ブラケット１２に嵌め合わされて固定された出力軸ブラケット２５に軸受２６を介して軸支されている。即ち、出力軸２３は、減速機軸１０及び出力軸ブラケット２５により、減速機軸１０と同軸に回転自在に軸支されている。
【００１４】
出力軸２３は、回転軸部１４の軸線に沿って延びた軸部２７と、軸部２７のモータ１側の端部周面から径方向外側へ延出された延出部２８と、延出部２８の周縁部に形成され、回転軸部１４の周囲に配置されたアウター部２９とを有している。軸部２７のモータ１側の端部には、回転軸部１４の先端部が挿入された凹部３０が設けられている。軸受２４は、凹部３０に配置されている。また、軸受２６は、軸部２７の外周面に取り付けられている。
【００１５】
回転軸部１４の軸受１３と軸受２４との間の部分には、減速機軸１０と一体に回転するインナー部３１が取り付けられている。インナー部３１の中央には、回転軸部１４が貫装された貫通孔３２が形成されている。回転軸部１４のインナー部３１が取り付けられている部分の外周面、及び貫通孔３２の内周面には、回転軸部１４の軸線に沿って延びるスプライン部と、回転軸部１４の軸線周りに沿って延びる段差部とがそれぞれ形成されている。インナー部３１は、スプライン部同士及び段差部同士が嵌め合わされる（スプライン結合される）ことにより、回転軸部１４に対して位置決めされている。
【００１６】
インナー部３１とアウター部２９との間には、インナー部３１の回転をアウター部２９へ伝達する伝達体である複数のスプラグ３３が配置されている。各スプラグ３３は、揺動可能に配置されている。即ち、各スプラグ３３は、インナー部３１とアウター部２９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２９に当接してインナー部３１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、各スプラグ３３とアウター部２９との間には、各スプラグ３３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３３の重心の位置は、開離位置側へ偏っている。
【００１７】
アウター部２９の回転数がインナー部３１の回転数よりも大きくなると、各スプラグ３３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３１からアウター部２９への回転動力の伝達が無くなる。出力軸２３の回転数がさらに増加し、アウター部２９の回転数が所定速度以上になると、各スプラグ３３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２３の回転数よりも若干低く設定されている。
【００１８】
インナー部３１の回転は、各スプラグ３３がロック位置にあるときにアウター部２９へ伝達され、各スプラグ３３が開離位置にあるときにはアウター部２９へ伝達されない。各スプラグ３３がロック位置にあるとき、出力軸２３は減速機軸１０と同一回転数で回転される。
【００１９】
なお、クラッチ部３４（ワンウェイクラッチ）は、インナー部３１及びスプラグ３３を有している。また、クラッチ部３４は、上述のようにスプラグ３３がインナー部３１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３４及びアウター部２９は、減速機軸ブラケット１２及び出力軸ブラケット２５によって囲まれている。
【００２０】
また、軸部２７の先端部には、プーリ３５がナット３６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３５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２３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３５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。
【００２１】
モータ軸３の回転は、減速機構部２２内で減速され、プーリ３５及びクランクプーリ間の外径比によりさらに減速されて、クランク軸へ伝達される。通常のモータをエンジン始動装置に用いた場合、エンジンの始動に必要なクランク軸のトルク及び回転数を確保するために、モータからエンジンのクランク軸までの全体の減速比が１０〜１５程度に設定されることから、モータ１からクランク軸までの減速比が１０〜１５程度になるように、減速機構部２２による減速比と、プーリ２５及びクランクプーリ間の外径比による減速比とが設定されている。ここでは、プーリ３５及びクランクプーリ間の外径比による減速比が１．８〜２．５の範囲内に設定され、減速機構部２２内での減速比が４〜９の範囲内に設定されている。
【００２２】
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３と一体にサンギヤ１７が回転される。これにより、各遊星ギヤ１９がサンギヤ１７の周囲を公転される。このとき、減速機軸１０も各遊星ギヤ１９の公転速度で減速機軸１０の軸線を中心にインナー部３１と一体に回転される。
【００２３】
このときの各スプラグ３３はばねの付勢によりロック位置にあり、アウター部２９がインナー部３１に対してロック状態となっている。このことから、出力軸２３は、インナー部３１と同一回転数で回転される。これにより、エンジンのクランク軸が回転され、エンジンが始動される。
【００２４】
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２３の回転数が上昇する。そして、アウター部２９の回転数がインナー部３１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３３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３１とアウター部２９との間のロック状態が解除され、インナー部３１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２３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。
【００２５】
上記のようなエンジン始動装置では、減速機軸１０がモータ軸３の先端部９にモータ軸３と同軸に回転自在に装着され、出力軸２３が減速機軸１０の先端部に減速機軸１０と同軸に回転自在に装着されているので、減速機軸１０がモータ軸３に対して偏心しにくくなり、また出力軸２３が減速機軸１０に対して偏心しにくくなる。このことから、例えば各遊星ギヤ１９の公転が円滑になされ、またインナー部３１と各スプラグ３３とが互いに偏りなく接触される。従って、減速機構部２２及びクラッチ部３４の長寿命化を図ることができ、エンジン始動装置全体の長寿命化を図ることができる。
【００２６】
また、減速機軸１０には、モータ軸３の先端部９が挿入された凹部１６が設けられているので、エンジン始動装置のモータ軸３の軸線方向の長さを短くすることができ、エンジン始動装置を小型化することができる。
【００２７】
また、出力軸２３には、回転軸部１４の先端部が挿入された凹部３０が設けられているので、エンジン始動装置のモータ軸３の軸線方向の長さを短くすることができ、エンジン始動装置をさらに小型化することができる。
【００２８】
また、ギヤ部２１は、モータ軸３とともに回転するサンギヤ１７と、サンギヤ１７の周囲に配置された環状のインターナルギヤ１８と、サンギヤ１７及びインターナルギヤ１８間に配置され、サンギヤ１７の周囲を公転される複数の遊星ギヤ１９とを有しているので、大きな減速比の減速機構部２２を簡単な構成で容易に作製することができる。
【００２９】
また、減速機軸ブラケット１２及び出力軸ブラケット２５は、出力軸２３が減速機軸１０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２３は、回転軸部１４の先端部だけでなく出力軸ブラケット２５によっても減速機軸１０に同軸に支持され、さらに偏心されにくくなり、クラッチ部２３の長寿命化をさらに図ることができる。
【００３０】
また、減速機軸１０は、モータ軸３と同軸となるようにモータ軸３の先端部９に装着されているとともに、モータ本体２に対して固定された減速機軸ブラケット１２によっても軸支されているので、モータ軸３と減速機軸１０とは、さらに偏心されにくくなり、減速機構部２２の長寿命化をさらに図ることができる。また、ギヤ部２１でのバックラッシュが小さくなり、減速機構部２２でのギヤ音を低減することができる。
【００３１】
また、減速機構部２２内での減速比が４〜９の範囲内に設定されているので、通常出力のモータ１や通常の外径比のプーリ２５及びクランクプーリを用いることができ、エンジン始動装置の製造コストの増大を抑制することができる。
【００３２】
また、モータ本体２は、モータ軸３と一体に回転する電機子４と、電機子４の周囲に配設された複数の界磁磁界を持つフェライト磁石８とを有しているので、モータ１を安価に作製することができる。
【００３３】
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、減速機軸１０と減速機軸ブラケット１２との間、出力軸２３と出力軸ブラケット２５との間、及び減速機軸ブラケット１２と出力軸ブラケット２５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１３とインナー部３１との間に配置されている。シール部材４２は、軸受２６と延出部２８との間に配置されている。シール部材４３は、アウター部２９の周囲の減速機軸ブラケット１２と出力軸ブラケット２５とが互いに嵌め合わされている部分に配置されている。
【００３４】
減速機軸ブラケット１２及び出力軸ブラケット２５によって囲まれた空間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２９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。
【００３５】
減速機軸ブラケット１２には、空間４４の気圧を調整するための圧力調整弁４５が設けられている。圧力調整弁４５により、空間４４の気圧は、シール部材４１，４２，４３の耐久性に影響を与えない程度の許容圧力とされる。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３６】
このように、少なくともアウター部２９の一部がオイルに浸されているので、アウター部２９の回転によりクラッチ部３４及びアウター部２９にオイルが行き渡るようになり、例えばクラッチ部３４の焼き付き等の故障を防止でき、クラッチ部３４の長寿命化を図ることができる。
【００３７】
また、シール部材４１，４２，４３は、減速機軸１０と減速機軸ブラケット１２との間、出力軸２３と出力軸ブラケット２５との間、及び減速機軸ブラケット１２と出力軸ブラケット２５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３４の焼き付き等の故障を防止することができる。また、減速機軸ブラケット１２、インナー部３１、スプラグ３３、及び出力軸２３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。
【００３８】
また、減速機軸ブラケット１２には、空間４４の気圧を調整するための圧力調整弁４５が設けられているので、例えばエンジン始動装置の始動により空間４４内の温度が上昇しても、空間４４の気圧が異常に高くなることを防止することができる。このことから、シール部材４１，４２，４３は空間４４の気圧により変形しにくくなり、シール部材４１，４２，４３の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
なお、シール部材４１及び軸受１３の位置を入れ替える、即ちシール部材４１とインナー部３１との間に軸受１３を配置すると、軸受１３にもオイルが行き渡るようになるので、軸受１３の長寿命化も図ることができる。
【００４０】
また、上記の例では、圧力調整弁４５は、減速機軸ブラケット１２に設けられているが、出力軸ブラケット２５に設けられてもよい。
【００４１】
また、上記の例では、アウター部２９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２９だけでなくクラッチ部３４の一部がオイルに浸されていても構わない。
【００４２】
【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では、減速機構部の減速機軸が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、クラッチ部により減速機軸の回転が出力軸へ伝達可能になっており、出力軸が減速機軸の先端部に減速機軸と同軸に回転自在に装着されているので、減速機軸がモータ軸に対して偏心しにくくなり、出力軸が減速機軸に対して偏心しにくくなる。従って、減速機構部及びクラッチ部の長寿命化を図ることができ、エンジン始動装置の長寿命化を図ることができる。
【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  モータ本体、３  モータ軸、４  電機子、８  フェライト磁石、９  先端部、１０  減速機軸、１２  減速機軸ブラケット、１６  凹部、１７  モータ軸ギヤ、１８  インターナルギヤ、１９  遊星ギヤ、２１  減速伝達部、２２  減速機構部、２３  出力軸、２５  出力軸ブラケット、２９  アウター部、３０  凹部、３１  インナー部、３４  クラッチ部、４１，４２，４３  シール部材、４４  空間、４５  圧力調整弁。
【図１】
2005002860.tif 000003
【図２】
2005002860.tif 000004