(57)【要約】【課題】エンジン本体の大型化を抑えることができ、潤滑手段の選択の自由度が高く、既存のエンジンに適用する場合の改造規模を小さくできる内燃機関の始動装置を提供する。【解決手段】始動モータ６の回転がギヤ列８を介してクランク軸７に伝達される内燃機関の始動装置４において、始動装置４がエンジン本体２の前面外部に着脱可能に配置される。ギヤ列８に含まれるクランクギヤ１４は、補機類駆動用ベルト３が巻きかけられるクランクプーリー２１よりも外側に配置される。ギヤ列８は、ハウジング９とハウジングカバー１０とで密閉されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動モータと、前記始動モータの回転をクランク軸に伝達するギヤ列とを備えた内燃機関の始動装置において、前記クランク軸を収容するエンジン本体の外部に当該エンジン本体に対して着脱可能なベースが配置され、前記ベース上に前記ギヤ列と前記始動モータとが取り付けられていることを特徴とする内燃機関の始動装置。
【請求項２】
前記ギヤ列を構成するギヤのうち、前記クランク軸と一体回転可能なクランクギヤを、前記エンジン本体の外部に配置された補機類駆動用ベルトが巻きかけられるクランクプーリーよりも外側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項３】
前記クランクギヤが前記クランク軸と同軸上に配置され、前記クランク軸端面にねじ止めされていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項４】
前記クランク軸の外周に前記クランクギヤと一体回転可能な中空のクランクギヤ軸がかぶせられており、前記クランクギヤ軸の端部が前記クランク軸の端部に設けられたねじにて抜け止めされていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項５】
前記クランクギヤと一体回転可能なクランクギヤ軸の端部にねじ軸が設けられ、このねじ軸が前記クランク軸の端部に設けられためねじにねじ込まれて、前記クランクギヤが前記クランク軸に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項６】
前記クランクプーリーが前記クランクギヤ軸にて抜け止めされていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項７】
前記ベースがハウジングとハウジングカバーとを備えており、前記ギヤ列が前記ハウジングの内部に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の始動装置。
【請求項８】
前記ハウジングと前記ハウジングカバーとによって前記ベースが密閉容器状に構成されていることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は始動モータによりクランク軸を回転させる内燃機関の始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の始動装置として、始動モータの出力軸とクランク軸との間に始動系ギヤ列が設けられ、その始動系ギヤ列の途中にワンウェイクラッチが設けられることにより、始動系ギヤ列に含まれる一部のギヤがクランク軸とともに回転するいわゆる常時噛み合い式の始動装置が知られている（特許文献１参照）。この始動装置では、始動系ギヤ列はクランク軸の軸端部に配置されたゼネレータとともに、クランクケース側面とクランクケース蓋体とで形成される空間に収容され、その始動系ギヤ列はクランクケース蓋体で支持されている。その他に、本発明に関連する先行技術として特許文献２〜６が存在する。
【特許文献１】
特許第３１８９０２０号公報
【特許文献２】
特開平１０−７７９３６号公報
【特許文献３】
特開２００１−２３４８３６号公報
【特許文献４】
特開２０００−８７８３３号公報
【特許文献５】
特開平８−２６１１１７号公報
【特許文献６】
実開昭６３−１７７６６６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、始動系ギヤ列をエンジン本体の内部に配置した場合には、エンジン本体が全体的に大型化する。特にクランク軸の方向に関するエンジン本体の全長が大きくなるので、エンジンルームにエンジンを搭載する際の制限が増す。また、既存のエンジンに常時噛み合い式の始動装置を搭載する場合、始動系ギヤ列をエンジン本体の内部に配置するためにエンジンを大幅に改造する必要があり、それに伴ってエンジンルームも改造する必要が生じる。
【０００４】
そこで、本発明はエンジン本体の大型化を抑えることができ、既存のエンジンに適用する場合の改造規模を小さくできる内燃機関の始動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、始動モータと、前記始動モータの回転をクランク軸に伝達するギヤ列とを備えた内燃機関の始動装置において、前記クランク軸を収容するエンジン本体の外部に、当該エンジン本体に対して着脱可能なベースを配置し、前記ベース上に前記ギヤ列と前記始動モータとを取り付けたことにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００６】
この装置によれば、始動装置の要部を構成するギヤ列及び始動モータがエンジン本体の外部に配置されるので、エンジン本体内部に始動装置の収容スペースを特別に設ける必要がなくなる。始動装置はエンジン本体の一部で突出するにとどまるので、エンジン全体としての大型化を抑制できる。エンジン本体周囲の利用可能なスペースに合わせて始動装置の構成及びその取付位置を定めることにより、エンジンルーム全体を拡張する必要がなくなる。このため、エンジンやエンジンルームに関して、大規模な改造をせずにエンジンを搭載することができる。また、ギヤ列が同一のベース上に配置されるので、ギヤ同士の軸心間距離や軸の平行度を容易に確保することができる。
【０００７】
本発明の始動装置においては、前記ギヤ列を構成するギヤのうち、前記クランク軸と一体回転可能なクランクギヤを、前記エンジン本体の外部に配置された補機類駆動用ベルトが巻きかけられるクランクプーリーよりも外側に配置してもよい（請求項２）。この形態によれば、補機類駆動用ベルトの位置を変更せずに始動装置を追加できる。
【０００８】
前記始動装置においては、前記クランクギヤが前記クランク軸と同軸上に配置され、前記クランク軸端面にねじ止めされてもよい（請求項３）。この形態によれば、クランク軸の先端にクランクギヤを追加設置することとなり、既存クランク軸への改造を小規模に抑えて、クランクギヤを容易に所定の位置に固定することができる。
【０００９】
前記始動装置においては、前記クランク軸の外周に前記クランクギヤと一体回転可能に中空のクランクギヤ軸が嵌合され、前記クランクギヤ軸の端部が前記クランク軸の端部に設けられたねじにて抜け止めされてもよい（請求項４）。
【００１０】
あるいは、前記クランクギヤと一体回転可能なクランクギヤ軸の端部にねじ軸が設けられ、このねじ軸が前記クランク軸の端部に設けられためねじにねじ込まれて、前記クランクギヤが前記クランク軸に取り付けられてもよい（請求項５）。
【００１１】
さらに、クランクギヤをクランク軸端面にねじ止めする場合においては、前記クランクプーリーが前記クランクギヤ軸にて抜け止めされてもよい（請求項６）。クランクギヤ軸の端部をクランクプーリーのボス部に接触させ、クランク軸方向への移動を阻止するので、クランクプーリーの脱落を容易に防止することができる。クランクプーリーの抜け止め用部品を別に設ける必要がないので、部品点数削減に効果がある。
【００１２】
前記始動装置においては、前記ベースがハウジングとハウジングカバーとを備えており、前記ギヤ列が前記ハウジングの内部に配置されてもよい（請求項７）。この場合にはギヤ列に含まれる全てのギヤがベース内に収容されて外部に露出しない利点がある。
【００１３】
また、前記ハウジングと前記ハウジングカバーとによって前記ベースが密閉容器状に構成されていてもよい（請求項８）。この形態によれば、ギヤ列の潤滑をエンジンの潤滑とは別系統にして、エンジンへの異物混入やオイル劣化を抑制できる。エンジンオイル以外の潤滑材を使用することが可能となるので、潤滑手段の自由度を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の始動装置を車両の動力源としての内燃機関に適用した一実施形態を示している。内燃機関はピストンの往復運動を回転運動に変換するレシプロ式のガソリンエンジン１（以下、エンジンと略称する。）として構成されている。エンジン１は、シリンダブロック２ａとクランクケース２ｂとを組み合わせたエンジン本体２を備えている。シリンダブロック２ａとクランクケース２ｂとは、エンジンの基本構造を構成するために必要な剛性を確保できるように金属材料の鋳造によって形成されている。エンジン本体２の前面外部には、エンジン１の動力を利用してオルタネータや油圧ポンプ等の補機類を駆動するための補機類駆動用ベルト３が配置されている。エンジン本体２の補機類駆動用ベルト３よりもさらに外側には、始動装置４が設けられている。
【００１５】
次に図２、図３を参照して、始動装置４の詳細を説明する。始動装置４は、図３に示すベース５と、ベース５に取り付けられた始動モータ６（図１）と、始動モータ６の回転をクランク軸７に伝達するギヤ列８とを備えている。ベース５は、中空の突部９ａを複数個備えたハウジング９と、ハウジング９に取り付けられたハウジングカバー１０とを備えている。ベース５は、突部９ａをエンジン本体２の前面外部に密着させた状態で、突部９ａの中空部に通したボルトをエンジン本体２にねじ込むことにより、エンジン本体２に対して着脱可能に取り付けられている。ベース５は、始動装置４を支持するのに必要な剛性を確保するために、金属材料で構成されている。
【００１６】
図３に示したように、ハウジング９には、底板９ｂと、底板９ｂの外周に直立した状態で設けられた側板９ｃと、側板９ｃの全周に沿って延びるフランジ９ｄとが、一体に成形されている。底板９ｂは、下部底板９ｅと、下部底板９ｅの上部に配置された上部底板９ｆとを備えており、下部底板９ｅと上部底板９ｆは溶接により一体に接合されている。フランジ９ｄには、複数のねじ穴９ｇが設けられている。ハウジングカバー１０は、フランジ９ｄの外周と同じ外形を備えている。ハウジングカバー１０にはボス部１０ａが設けられ、ハウジングカバー１０の周囲には、複数のボルト取付孔１０ｂがねじ穴９ｇと同一の配置で設けられている。ハウジングカバー１０をハウジング９に密着させて、ねじ穴９ｇにボルトをねじ込むことにより、ハウジングカバー１０がハウジング９に対して着脱可能に取り付けられて、ハウジング９の内部が密閉される。
【００１７】
図２に示すように、ギヤ列８は、スタータギヤ１１と、スタータギヤ１１と噛み合うドリブンギヤ１２と、ドリブンギヤ１２と同軸的に設けられた中間ギヤ１３と、中間ギヤ１３と噛み合うように設けられたクランクギヤ１４とを備えている。これらのギヤ１１、１２、１３及び１４はいずれも、ハウジング９の内部に収容されている。
【００１８】
図３に示すように、スタータギヤ１１の中心には、出力軸１５が一体に成形されている。その出力軸１５が下部底板９ｅに設けられた穴９ｈに回転自在に嵌合することによって、スタータギヤ１１は、その中心線の回りを回転自在に支持されている。出力軸１５の軸端１５ａはハウジング９の外部に突出し、その軸端１５ａが始動モータ６（図１）と直結されている。ドリブンギヤ１２の中心には、支持軸１６が一体に設けられている。支持軸１６は、その両端が下部底板９ｅとボス部１０ａとに同心上に設けられた軸受１７、１８に嵌合することにより、出力軸１５と平行な軸線上に回転自在に支持されている。支持軸１６上にはクラッチ手段としてのワンウェイクラッチ１９が設けられ、このワンウェイクラッチ１９の外周面に中間ギヤ１３が嵌合している。ワンウェイクラッチ１９は支持軸１６から中間ギヤ１３への回転伝達を許容し、中間ギヤ１３から支持軸１６への回転伝達を阻止する。
【００１９】
クランクギヤ１４の中心には、クランクギヤ１４と一体回転可能な中空のクランクギヤ軸２０が設けられており、その内周面にはスプライン２０ａが設けられている。クランク軸７の先端部７ａは、補機類駆動用ベルト３の駆動用のクランクプーリー２１と、ハウジング９に設けた開口部９ｉとを貫通して、ハウジングカバー１０に設けられた開口部１０ｃに達している。クランク軸７の先端部７ａの外周面にも、スプライン７ｂが設けられている。スプライン２０ａ、７ｂを噛み合わせつつクランク軸７の先端部７ａにクランクギヤ軸２０を嵌め合わせることによって、クランクギヤ１４とクランク軸７とが一体回転可能に連結される。さらに、ハウジングカバー１０の開口部１０ｃからクランク軸７の先端部７ａに抜け止めボルト２２がねじ込まれることによって、クランクギヤ１４がクランク軸７から抜け止めされる。この際に、クランクプーリー２１のボス部２１ａが、クランクギヤ軸２０の端面と対向して、クランクプーリー２１も抜け止めされる。なお、ハウジング９とハウジングカバー１０のそれぞれの開口部９ｉ、１０ｃはオイルシール２５にて密封される。
【００２０】
以上の実施形態によれば、始動装置４がエンジン本体２の外部に配置されるので、エンジン本体２の内部に始動装置４の収容スペースを特別に設ける必要がなくなる。始動装置４のエンジン本体２外部への突出をエンジン本体２の下部前面方向のみに制限できるので、エンジン１の上部前面に対向して配置されるエンジンルームの強度メンバーと始動装置４とが干渉せず、エンジンルームの構造を変更する必要がない。なお、エンジンルームの強度メンバーがエンジン１の下部前面に配置された場合は、ギヤ列８をクランク軸７よりも上側に配置してもよい。始動装置４をエンジン本体２の上部前面に配置できるので、始動装置４とエンジンルームの強度メンバーとの干渉を避けることができる。
【００２１】
ギヤ列８を構成するギヤのうち、スタータギヤ１１の軸中心線と、ドリブンギヤ１２と中間ギヤ１３の軸中心線との距離と平行度は、ハウジング９の下部底板９ｅに設けられた穴９ｈと９ｊの加工精度で決まるので、軸心間距離や軸の平行度を容易に確保することができる。ハウジング９は、中間ギヤ１３の軸中心線に対して垂直に加工された突部９ａの端面と、突部９ａに対向するエンジン本体２の表面にクランク軸７に対して垂直に設けられた座面とを密着させて取り付けられるので、クランクギヤ１４と中間ギヤ１３との軸の平行度を容易に確保することができる。
【００２２】
また、ギヤ列８を構成するギヤのうち、クランクギヤ１４が、補機類駆動用ベルト３が巻きかけられるクランクプーリー２１よりも外側に配置されているので、補機類駆動用ベルト３の位置を変更せずに始動装置４を追加できる。
【００２３】
さらに、クランクギヤ１４がクランク軸７と同軸上に配置され、クランク軸７の端面にねじ止めされるので、クランク軸７の先端にクランクギヤ１４を追加設置することとなり、既存クランク軸への改造を小規模に抑えて、クランクギヤ１４をクランク軸７に容易に固定することができる。
【００２４】
ギヤ列８はベース５上に取り付けられて、エンジン本体２に対して一体で着脱可能であるので、エンジン本体２の外面にギヤ列８を容易に配置できる。また、ギヤ列８が、ハウジング９とハウジングカバー１０とで密閉されているので、エンジン本体２の内部の潤滑とギヤ列８の潤滑とを別系統にすることができる。ギヤ列８に最適な潤滑材を適用できるので、ギヤ列８を構成するギヤの寿命向上に効果がある。
【００２５】
（第２の実施形態）
図４を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、図４において図１〜図３との共通部分には同一の参照符号を付してある。
【００２６】
図４に示すように、第２の実施形態の始動装置４は、第１の実施形態の始動装置４（図３）と比較して、クランクギヤ１４のクランク軸７への取り付け構造が相違している。
【００２７】
クランク軸７の先端部７ａは、クランクプーリー２１のボス部２１ａを貫通し、ボス部２１ａの端面に達している。クランク軸７の先端部７ａに対向する位置には、クランクギヤ１４と一体回転可能な円柱状のクランクギヤ軸２３が設けられている。クランクギヤ軸２３の軸端部２３ａは、ハウジング９に設けた開口部９ｉを貫通して、クランク軸７の先端部７ａに対向している。クランクギヤ軸２３の軸端部２３ａの中心線上には、ねじ軸２４が備えられている。ねじ軸２４をクランク軸７の先端部７ａに設けためねじ７ｃにねじ込むことによって、クランクギヤ１４とクランク軸７とが一体回転可能に連結される。この際に、クランクプーリー２１のボス部２１ａは、クランクギヤ軸２３の軸端部２３ａと対向して抜け止めされる。なお、ハウジング９とハウジングカバー１０のそれぞれの開口部９ｉ、１０ｃはオイルシール２５にて密封される。
【００２８】
以上の実施形態によれば、クランクギヤ軸２３が抜け止めボルト２２（図３）の機能も具備するので、クランクプーリー２１の抜け止め用の部品を別に設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。なお、接着剤を塗布したねじ軸２４をめねじ７ｃにねじ込むことによって、ゆるみ止めとすればなおよい。また、クランクギヤ軸２３は、クランク軸７の先端部７ａの長さの変更やスプライン７ｂ（図３）の加工などの改造を必要とせずに、クランク軸７の先端部７ａに配置される。エンジン本体２に大規模な改造を加えずに始動装置４を配置できるので、本発明の始動装置の有無によるエンジンの仕様変更に対して容易に対応できる。
【００２９】
本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内にある限り種々の形態にて実施してよい。例えばエンジンはガソリンエンジンに限定されず、ディーゼルエンジン等にも本発明は適用できる。ギヤ列８の構成も必要に応じて適宜変更してよい。例えば、図５、図６に示すように、ギヤ列８の一部に遊星歯車装置２６を備えてもよい。遊星歯車装置２６の外周部には、ワンウェイクラッチ１９が設けられている。このワンウェイクラッチ１９の外周面に中間ギヤ１３が嵌合している。遊星歯車装置２６では、始動モータ６の回転力はサンギヤとして機能するスタータギヤ１１から入力されて、遊星歯車２７を介してリングギヤ２８から出力される。遊星ギヤ２７は、スタータギヤ１１の軸線周りの回転を拘束された状態でキャリア２９に支持されており、定位置で自転のみ行うことができる。始動モータ６の回転数は、スタータギヤ１１の歯数とリングギヤ２８の歯数との比で減速される。ギヤ列８が備える減速機能とクラッチ機能の両方が遊星歯車装置２６と同軸上に具備されるので、始動装置４の小型化ができる。
【００３０】
図３において、ワンウェイクラッチ１９はクランク軸７からギヤ列８を介して始動モータ６へと伝わる方向の回転力を阻止できればよく、支持軸１６上に配置されることに限定されない。クランクギヤ軸２０のクランク軸７への取付構造を、クランクギヤ軸２０とクランク軸７とに設けたスプラインから、キーとキー溝との組み合わせに変更してもよい。また、抜け止めボルト２２をナットにして、クランク軸７の先端部７ａに取り付けたスタッドボルトと組み合わせて、クランクギヤ軸２０の抜け止めとしてもよい。
【００３１】
ハウジング９に収容されたギヤ列８の潤滑材として、エンジンオイル以外を使用してもよい。例えば、グリースやいわゆるＡＴＦをギヤ列８の潤滑材として使用してもよい。始動モータ６を、ハウジング９の内部に収容してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の始動装置によれば、始動装置がエンジン本体の外部に配置されているので、エンジン全体としての大型化を抑制できる。始動装置の構成及びその取付位置の自由度が高まるので、大規模な改造をせずにエンジンを搭載することができる。ギヤ列が同一のハウジング上に配置されているので、ギヤ同士の軸心間距離や軸の平行度を容易に確保することができる。
【００３３】
クランクギヤがクランクプーリーよりも外側に配置されているので、補機類駆動用ベルトの位置を変更せずに既存のエンジンに始動装置を追加できる。また、既存クランク軸への改造が小規模であるので、容易にクランクギヤを設置することができる。また、ギヤ列全体がハウジングの内部に収容されるので、ギヤ列の潤滑手段選択の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る始動装置が組み込まれたエンジンの要部を示す図。
【図２】第１の実施形態における始動装置の要部を示す図。
【図３】第１の実施形態における始動装置の要部を示す断面図。
【図４】第２の実施形態における始動装置の要部を示す断面図。
【図５】他のギヤ列構成の一例を示す図。
【図６】図５の要部の拡大図。
【符号の説明】
１  ガソリンエンジン
２  エンジン本体
２ａ  シリンダブロック
２ｂ  クランクケース
３  補機類駆動用ベルト
４  始動装置
５  ベース
６  始動モータ
７  クランク軸
７ａ  軸先端部
７ｃ  めねじ
８  ギヤ列
９  ハウジング
１０  ハウジングカバー
１１  スタータギヤ
１２  ドリブンギヤ
１３  中間ギヤ
１４  クランクギヤ
１５  出力軸
１６  支持軸
１７  軸受
１８  軸受
１９  ワンウェイクラッチ
２０  クランクギヤ軸
２１  クランクプーリー
２２  抜け止めボルト
２３  クランクギヤ軸
２３ａ  軸端部
２４  ねじ軸
２５  オイルシール
２６  遊星歯車装置
２７  遊星ギヤ
２８  リングギヤ
２９  キャリア
【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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