(57)【要約】【課題】  スタータモータを発電機及び電動機として有効に利用し得るとともに、それを低コスト且つ簡易な構成で実現することの可能な動力伝達システムを提供する。【解決手段】  モータ（２０１）と、その回転を第１所定割合で変速させてエンジン（１５０）へＯＷＣ内蔵ギア（３１０）を含む経路を通じて伝え、前記エンジンの回転はＯＷＣ内蔵ギア（３２０）のギア部（３２２）がＯＷＣ部（３２１）よりも高速回転することによって前記モータへ伝えない第１伝達手段と、前記エンジンの回転を前記第１所定割合とは異なる第２所定割合で変速させて前記モータへＯＷＣ内蔵ギア（３２０）を含む経路を通じて伝え、前記モータの回転はＯＷＣ内蔵ギア（３１０）のギア部（３１２）がＯＷＣ部（３１１）よりも高速回転することによって前記エンジンへ伝えない第２伝達手段とを備えている。【選択図】      図１
2005138784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの回転を第１所定割合で変速させてエンジンへ伝え前記エンジンの回転は前記モータへ伝えない第１伝達手段と、
前記エンジンの回転を前記第１所定割合とは異なる第２所定割合で変速させて前記モータへ伝え前記モータの回転は前記エンジンへ伝えない第２伝達手段と
を備えたことを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２】
前記第１所定割合は、前記モータの回転の減速比としての意味を有するとともに、前記第２所定割合は、前記エンジンの回転の増速比としての意味を有し、
前記第２所定割合は、前記第１所定割合に比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達システム。
【請求項３】
前記第１伝達手段及び前記第２伝達手段はワンウェイクラッチを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達システム。
【請求項４】
前記第１伝達手段は、第１のワンウェイクラッチ内蔵ギア、並びに、前記第１のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記モータとの間を全体として第１の変速比で接続する第１のギア群、及び、前記第１のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記エンジンとの間を全体として第２の変速比で接続する第２のギア群を含み、前記第１の変速比及び前記第２の変速比は前記第１所定割合を構成し、
前記第２伝達手段は、第２のワンウェイクラッチ内蔵ギア、並びに、前記第２のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記エンジンとの間を全体として第３の変速比で接続する第３のギア群、及び、前記第２のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記モータとの間を全体として第４の変速比で接続する第４のギア群を含み、前記第３の変速比及び前記第４の変速比は前記第２所定割合を構成し、
前記第１のギア群の回転は前記第４のギア群の回転と連動するととともに、前記第２のギア群の回転は前記第３のギア群の回転と連動し、
前記エンジンから見た前記第３の変速比、前記第４の変速比及び前記第１の変速比の積算値は、前記エンジンから見た前記第２の変速比よりも小さく、且つ、前記モータから見た前記第１の変速比、前記第２の変速比及び前記第３の変速比の積算値は、前記モータから見た前記第４の変速比よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の動力伝達システム。
【請求項５】
前記エンジンから見た前記第３の変速比、前記第４の変速比及び前記第１の変速比の積算値は、前記エンジンから見た前記第２の変速比とほぼ等しいことを特徴とする請求項４に記載の動力伝達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスタータモータからエンジンへ等といった異種機器間の動力伝達を行う動力伝達システムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの自発的な回転をスタートさせるために、いわゆるスタータモータ（電動機）を含む動力伝達システムが用いられている。このスタータモータはバッテリから電力の供給を受けて回転し所定の動力を発生させるが、該動力は該スタータモータに接続された数種のギア等（以下、「伝達系」ということがある。）を介してエンジンに伝達されることになる（クランキング）。エンジンでは、このスタータモータの補助による回転が行われている最中に所定の燃料噴射等が行われることで、該エンジン内の燃焼室において爆発が生じ、これによってエンジンの自発的な回転が行われることになる。このようなエンジン始動に用いられる装置の例としては、例えば以下の特許文献１に開示されているようなものを挙げることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０２０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようなエンジン始動に用いられる装置には次のような問題点がある。すなわち、前記のスタータモータは、基本的にエンジン始動を補助するという目的以外の目的で使用されることがないから、当該エンジンが運用される全体的な期間を通してみると、該スタータモータが使用されている全時間はわずかなものであって、総合的な観点から見たシステム全体の効率性が悪いという点である（例えば、スタータモータを設ける以上その設置場所を確保する必要があるが、前記のように使用時間が僅かであるにも関わらず一定の設置場所が奪われることを考えると、当該エンジンを搭載するシステム全体の無用な大型化を招く可能性があるし、また各種機器のレイアウトを考える上での設計自由度を損ねると考えることができる。）。
【０００５】
そこで、従来においても、スタータモータをエンジン始動の補助動力発生源として使用するのみでなく、エンジンが自発的に回転している期間においては、該スタータモータを発電機として使用することが行われていた。これは、例えば、前記の伝達系に電磁クラッチを設けることにより実現することができる。前記の特許文献１に開示されている車両用回転機械駆動システムはまさにこのような伝達系を備える構成であって、エンジン始動の際には、スタータモータが当該エンジンへの補助動力の供与の目的に用いられる一方、エンジンの自発的な回転が達成された後には、パワステポンプ及びブレーキポンプ等を駆動するための動力源として利用される例が開示されている。
【０００６】
しかしながら、このような電磁クラッチを設ける形態では、スタータモータを発電機として利用するにあたって当該電磁クラッチの作動という余計な一過程が絡んでくる分、システム全体の信頼性を低下させるおそれがあるし、システムの構成・構造もより複雑になってしまう。また、電磁クラッチは比較的高価であるからシステム全体の高コスト化を招くことにもなる。といって、電磁クラッチの設置・使用を回避するべく、スタータモータとエンジンとを前記のようにギア等を介して「素直」に連結することを考えるのでは、当該スタータモータを電動機及び発電機として利用することは容易には実現され得ない。なぜなら、通常、スタータモータの回転数とエンジンのクランキングに必要な回転数とは相当程度離れている（前者の方が後者に比べて相当程度大きい。）ことから、これらスタータモータ及びエンジン間に挟まれる伝達系のギア比はそれ相応の値がとられている必要があるが、これでは、エンジン側から動力を受け取ったスタータモータは極めて高速で回転してしまうことになってしまうからである。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、スタータモータを発電機及び電動機として有効に利用し得るとともに、それを低コスト且つ簡易な構成で実現することの可能な動力伝達システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔１〕
本発明の動力伝達システムは、上記課題を解決するため、モータと、前記モータの回転を第１所定割合で変速させてエンジンへ伝え前記エンジンの回転は前記モータへ伝えない第１伝達手段と、前記エンジンの回転を前記第１所定割合とは異なる第２所定割合で変速させて前記モータへ伝え前記モータの回転は前記エンジンへ伝えない第２伝達手段とを備えている。
【０００９】
本発明の動力伝達システムによれば、モータ及びエンジン間において二通りの回転動力の伝達の態様が想定されている。その第一は、モータからエンジンへの回転動力の伝達（以下、「第１伝達態様」ということがある。）である。この場合、第１伝達手段が用いられるとともに当該伝達においては第１所定割合による変速（より好ましくは、減速）が行われる。これによれば、停止しているエンジンを始動するための補助動力源としてモータを用いることができる。一方、その第二は、エンジンからモータへの回転動力の伝達（以下、「第２伝達態様」ということがある。）である。この場合、第２伝達手段が用いられるとともに当該伝達においては第２所定割合による変速（より好ましくは、増速）が行われる。これによれば、自発的に回転しているエンジンの動力を受けることでモータを発電機として利用することができる。
【００１０】
そして、本発明では特に、第１伝達手段ではエンジンの回転がモータへ伝わらないようになっており、第２伝達手段ではモータの回転がエンジンへ伝わらないようになっているのである。すなわち、前者によれば、モータからエンジンへ動力伝達が行われている際に、これに基づき回転させられているエンジンの回転がいわば逆方向に作用してモータの動作に影響を及ぼすことがなく、後者によれば、エンジンからモータへ動力伝達が行われている際に、これに基づき回転させられているモータの回転がエンジンの動作に影響を及ぼすことがないから、第１及び第２伝達態様という二通りの動力伝達態様を実現し得るにもかかわらず、システム全体として動作不良等の不具合を起こすことがない。しかも、前記の第１所定割合は第２所定割合とは異なっているから、例えば、第１伝達態様では、より大きな減速が必要であり、第２伝達態様では、それ程大きな増速は必要でない、などといった二つの要求を同時に満たすことができる。
【００１１】
以上により結局、本発明によれば、モータを電動機として利用する際にエンジン始動にとって好適な変速比を実現することができると同時に、モータを発電機として利用する際に好適な変速比をも実現することができる。しかも、このような効果が得られるにもかかわらず、本発明によれば、従来技術のように電磁クラッチ等を用いる必要がなく、その構成・構造は極めて簡易にすることが可能であるから、前述の効果はより安価に且つより信頼性高く実現されることになる。
【００１２】
〔２〕
本発明の動力伝達システムの一態様では、前記第１所定割合は、前記モータの回転の減速比としての意味を有するとともに、前記第２所定割合は、前記エンジンの回転の増速比としての意味を有し、前記第２所定割合は、前記第１所定割合に比べて小さい。
【００１３】
この態様によれば、モータからエンジンへの動力伝達は、前者の回転数が減速されて実現されることになり、エンジンからモータへの動力伝達は、前者の回転数が増速されて実現されることになる。これにより、モータをエンジン始動の補助動力源として利用することに加えて、当該モータを発電機として利用することをより好適に実現することができる。しかも、本態様では、第１所定割合と第２所定割合とにおいて、前者が後者よりも大きいという関係が成立する。例えば、第１伝達態様では減速比としての第１所定割合を“５０”（念のため、減速比が５０ということは、モータの回転数が１／５０倍にされてエンジンに伝達されることを意味する。）とし、第２伝達態様では増速比としての第２所定割合を“４”などとすることが可能（５０＞４）であり、このような減速比及び増速比を実現すれば、前記の効果をより確実に享受することができる。
【００１４】
なお、本態様にいう「割合」が大きいとか小さいとかの比較は、上述のように、より回転速度の大きい方及び小さい方のそれぞれから、より回転速度の小さい方及び大きい方に沿った、つまり減速方向及び増速方向のいずれか一方の方向に沿った１以上の値として定義される回転数比でもって行われ得る。ただし、本態様と同じことを別の表現で種々言い表し得ること（例えば、前述のように減速比“５０”と表現するのではなく、第１所定割合を“１／５０”と表現すること）はいうまでもない。この場合、本態様にいう「小さい」は、場合により「大きい」になり得ることに注意を要する。
【００１５】
〔３〕
本発明の動力伝達システムの他の態様では、前記第１伝達手段及び前記第２伝達手段はワンウェイクラッチを含む。
【００１６】
この態様によれば、第１及び第２伝達手段がワンウェイクラッチを含むことから、前述したような動作を実現するための当該第１及び第２伝達手段を好適に構成することができる。
【００１７】
なお、ここにいう「ワンウェイクラッチ」としては、その内周側にワンウェイクラッチ部を備え、外周側にギア部を備えたワンウェイクラッチ内蔵ギアを採用すると好ましい。これを用いれば、当該ワンウェイクラッチ内蔵ギアに噛み合うギアを備えることで、第１及び第２伝達手段を更に好適に構成することができる。
【００１８】
なお、以下では、簡単のため、「ワンウェイクラッチ」を“ＯＷＣ”と表記する。
【００１９】
〔４〕
本発明の動力伝達システムの他の態様では、前記第１伝達手段は、第１のワンウェイクラッチ内蔵ギア、並びに、前記第１のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記モータとの間を全体として第１の変速比で接続する第１のギア群、及び、前記第１のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記エンジンとの間を全体として第２の変速比で接続する第２のギア群を含み、前記第１の変速比及び前記第２の変速比は前記第１所定割合を構成し、前記第２伝達手段は、第２のワンウェイクラッチ内蔵ギア、並びに、前記第２のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記エンジンとの間を全体として第３の変速比で接続する第３のギア群、及び、前記第２のワンウェイクラッチ内蔵ギアと前記モータとの間を全体として第４の変速比で接続する第４のギア群を含み、前記第３の変速比及び前記第４の変速比は前記第２所定割合を構成し、前記第１のギア群の回転は前記第４のギア群の回転と連動するととともに、前記第２のギア群の回転は前記第３のギア群の回転と連動し、前記エンジンから見た前記第３の変速比、前記第４の変速比及び前記第１の変速比の積算値は、前記エンジンから見た前記第２の変速比よりも小さく、且つ、前記モータから見た前記第１の変速比、前記第２の変速比及び前記第３の変速比の積算値は、前記モータから見た前記第４の変速比よりも大きい。
【００２０】
この態様によれば、第１及び第２伝達手段が各種のギア群及びＯＷＣ内蔵ギアを含むことから、本発明に係る動力伝達システムをより好適に構成することができる。
【００２１】
そして、本態様では特に、前述のように定義される第１の変速比、第２の変速比、第３の変速比及び第４の変速比（以下、簡単のため、それぞれＧ１，Ｇ２，Ｇ３及びＧ４ということがある。）間には、前記エンジンからみてＧ３・Ｇ４・Ｇ１＜Ｇ２なる関係が成立し、且つ、前記モータからみてＧ１・Ｇ２・Ｇ３＞Ｇ４なる関係が成立している。
【００２２】
このうち前者によれば、エンジンからモータへの動力伝達において、エンジンの回転数がＧ３及びＧ４による変換を受けて（具体的には例えば、増速されて）伝達される場合、この増速された回転数（以下、“Ｎ１”とする。）で回転することとなる第４のギア群は、第１のギア群と連動して回転することになるから、当該第１のギア群もまた回転数Ｎ１で回転することになる。そして、この第１のギア群は第１のＯＷＣ内蔵ギアと接続されているから、当該第１のＯＷＣ内蔵ギアには、当該回転数Ｎ１にＧ１が掛け合わされた回転数（以下、“Ｎ１´”とする。）の回転動力が伝達されることになる。ここでモータからエンジンへの動力伝達が減速方向で行われるなら、Ｇ１＜１であり、Ｎ１´＜Ｎ１となる。一方で、このような回転動力の伝達と同時に、エンジンの回転は第２のギア群を介することでＧ２の変換を受け、第１のＯＷＣ内蔵ギアには、その変換後の回転数（以下、“Ｎ２”とする。）の回転動力も伝達されることになる。ここでモータからエンジンへの動力伝達が減速方向で行われるなら、Ｇ２＞１であり、Ｎ２＞Ｎｅ（但し、“Ｎｅ”はエンジンの回転数。）となる。そうすると、第１のＯＷＣ内蔵ギアは回転数Ｎ１´及びＮ２という二つの回転動力の伝達を受けることになるが、この場合、当該第１のＯＷＣ内蔵ギアと第１のギア群及び第２のギア群との接続関係が好適に設定されている、具体的には例えば、第１のギア群は、第１のＯＷＣ内蔵ギアのＯＷＣ部に接続され、第２のギア群は第１のＯＷＣ内蔵ギアのギア部に噛み合わされているのであれば、当該第１のＯＷＣ内蔵ギアのＯＷＣ部を回転数Ｎ１´で、ギア部を回転数Ｎ２で回転させることが可能となる。ここでＧ１乃至Ｇ４には、Ｇ３・Ｇ４・Ｇ１＜Ｇ２なる関係が成立しているのであるから、結局、ギア部はＯＷＣ部よりも高速で回転させられるということになる。したがって、本態様によれば、ＯＷＣ内蔵ギアの公知の性能により、当該第１のＯＷＣ内蔵ギアを空転させることが可能となるのである。他方、このようなことは、エンジンからモータへの動力伝達においても、Ｇ１・Ｇ２・Ｇ３＞Ｇ４なる関係が成立していることで、第２のＯＷＣ内蔵ギアについても同様にあてはまることになる。
【００２３】
要するに、本態様においては、本発明にいう「伝えない」を、より好適に実現し得る構成が提供されることになり、したがって本発明に係る動力伝達システムをより好適に構成することができるのである。
【００２４】
なお、本態様にいう「第１のギア群」等に使用されている「群」とは、当該第１のギア群に相互に噛み合わされた複数のギアが含まれる場合のほか、当該第１のギア群にたった一つのギアのみが含まれる場合も特別に含む。例えば、第１のギア群が一つのギアしか含まないという場合、前記の第１の変速比は、この一つのギアと第１のＯＷＣ内蔵ギアを構成するギアとの間で定義されることになる。一方、複数のギアが含まれる場合、具体的には例えば、第２のギア群が、ｇ１，ｇ２及びｇ３の三つのギアが順次噛み合わされてなるとともに、このうちのギアｇ１が第１のＯＷＣ内蔵ギアのＯＷＣ部に接続されているなどという場合には、前記の第２の変速比は、ギアｇ１及びギアｇ２間のギア比、ギアｇ２及びｇ３間のギア比の積算値（即ち、ｇ１・ｇ２）として定義されることになる。ちなみに、本態様にいう「全体として」とは、いま述べたように「ギア群」が複数のギアから構成されている場合に、前記のような積算演算が行われることも想定した用語として使用されている。
【００２５】
また、本態様にいう「連動」とは、例えば第１のギア群の回転と前記第４のギア群の回転との「連動」を例に説明すると、第１のギア群の少なくとも一つのギアが、第４のギア群の少なくとも一つのギアと同じ回転数で回転することを意味している。かかる動作は、両ギアが例えば共通の軸によって支持されている場合を想定するとよい。また、第１及び第４のギア群ともに、前述のようにギアが一つである場合を含むが、この場合には、当該ギアが当該連動に関わらざるを得ないことになる。本態様にいう「連動」には、以上のような各場合が含まれる。
【００２６】
〔５〕
この態様では特に、前記エンジンから見た前記第３の変速比、前記第４の変速比及び前記第１の変速比の積算値は、前記エンジンから見た前記第２の変速比とほぼ等しいように構成してもよい。
【００２７】
このような構成によれば、前述のＧ３・Ｇ４・Ｇ１＜Ｇ２を満たしながらも、これに加えて、極端に言えばＧ３・Ｇ４・Ｇ１≒Ｇ２が成立する。そうすると、前述したような動作機序によれば、第１のＯＷＣ内蔵ギアを構成するＯＷＣ部の回転速度と、同ギア部の回転速度との差が極力縮められることになる。このようなことから、本構成によれば、ＯＷＣ部及びギア部間に発生し得るスプラグ磨耗の程度を極めて低減することができるから、第１のＯＷＣ内蔵ギアの寿命を優れて長期化することができる。また、スプラグ磨耗の程度が極めて低減されることにより、必ずしも潤滑油等を導入せずとも当該ＯＷＣ内蔵ギアの状態を好適に維持することも可能になると考えられる。
【００２８】
なお、かかる効果は、本構成に係る条件を満たさなくとも、前述の態様に係る構成（即ち、第１乃至第４のギア群と第１及び第２のＯＷＣ内蔵ギアを含む構成）を備えれば、多かれ少なかれ得られる。すなわち、第１及び第２伝達態様のいずれが実行されていても、実行されていない他方の伝達態様もいわば従動（前記の「連動」参照。）する関係にあるため、第１及び第２のＯＷＣ内蔵ギアでは、内外輪の回転速度差は比較的小さくなっているのである。本構成では特に、極端に言うところのＧ３・Ｇ４・Ｇ１≒Ｇ２が成立する場合に着目することで、かかる効果を最大限に享受しようとするものである。
【００２９】
また、Ｇ１・Ｇ２・Ｇ３≒Ｇ４が成立するときには、前記と同様の効果は第２のＯＷＣ内蔵ギアについても得られる。したがって、より好ましくは、本構成に係るＧ３・Ｇ４・Ｇ１≒Ｇ２に加えて、Ｇ１・Ｇ２・Ｇ３≒Ｇ４もまた成立するように、本発明の動力伝達システムを構成してもよい。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、動力伝達システムにおいて、モータを発電機及び電動機として有効に利用し得るとともに、それを低コスト且つ簡易な構成で実現することが可能となる。
【００３１】
本発明のこのような作用及び効果その他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下では、本発明の実施の形態について図１及び図２を参照しつつ説明する。ここに図１は、本実施形態の動力伝達システムの概略的な構成図であり、図２は、本実施形態の動力伝達システムの概念図である。
【００３３】
図１において、本実施形態の動力伝達システムは、エンジン１５０、スタータモータ２０１及び伝達系３００からなる。エンジン１５０及びスタータモータ２０１は、伝達系３００を介して相互に接続されており、前者の動力が後者に、また後者の動力が前者にそれぞれ伝達されるようになっている。なお、エンジン１５０及びスタータモータ２０１は公知の構成を備えるものであってよい。
【００３４】
伝達系３００は、より詳しくは、図に示すように複数のギア１０１乃至１０５、ワンウェイクラッチ内蔵ギア３１０及び３２０（以下、「ワンウェイクラッチ」を“ＯＷＣ”と略す。）、複数の軸６１乃至６３を備えている。なお、図１に示す複数の軸６１乃至６３の各々については、便宜上、第１軸６１、第２軸６２及び第３軸６３と番号を付けた名前で呼ぶことにする。
【００３５】
まず、スタータモータ２０１には第１軸６１が接続されており、該第１軸６１にはギア１０４及び１０３が取り付けられている。これらのギア１０４及び１０３は、第１軸６１の回転とともに回転するように、当該第１軸６１に固着されている。
【００３６】
前記のギア１０４及び１０３のうちギア１０４には、ＯＷＣ内蔵ギア３２０が噛み合わされており、該ＯＷＣ内蔵ギア３２０には第２軸６２が接続されており、更に、この第２軸６２にはギア１０５が接続されている。このギア１０５は、第２軸６２の回転とともに回転するように、当該第２軸６２に固着されている。前記のギア１０５には、ギア１０１が噛み合わされており、該ギア１０１にはクランク軸１５１が接続されている。このクランク軸１５１の一部はエンジン１５０の一部を構成する。
【００３７】
一方、前記のギア１０４及び１０３のうちギア１０３には、ギア１０２が噛み合わされており、該ギア１０２には第３軸６３が接続されている。ギア１０２は、第３軸６３の回転とともに回転するように、当該第３軸６３に固着されている。第３軸６３にはまた、ＯＷＣ内蔵ギア３１０が接続されており、該ＯＷＣ内蔵ギア３１０は、前述したギア１０１に噛み合わされている。
【００３８】
以上のうち本実施形態では特に、ＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０は、それぞれ内輪として配置されているＯＷＣ部３１１及び３２１（図１中ハッチングされている部分参照。）並びに外輪として配置されているギア部３１２及び３２２からなる。前記の第２軸６２は、ＯＷＣ内蔵ギア３２０のＯＷＣ部３２１に接続されており、第３軸６３は、ＯＷＣ内蔵ギア３１０のＯＷＣ部３１１に接続されている。ちなみに、ＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０は、回転動力を一方向にだけ伝え、逆方向には伝えないようになっている。ここで「伝えない」とは、本実施形態では特に、空転すること、即ち内輪側であるＯＷＣ部３１１及び３２１が外輪側であるギア部３１２及び３２２に対して相対的に空回りすることを意味する。なお、以上のような接続・配置関係は、ＯＷＣ内蔵ギア３１０の内輪側はスタータモータ２０１に接続され、その外輪側はエンジン１５０に接続されているのに対して、ＯＷＣ内蔵ギア３２０ではこれとはちょうど逆に、その内輪側はエンジン１５０に接続され、その外輪側はスタータモータ２０１に接続されている、とまとめることができる。
【００３９】
また、前記の構成のうち相互に噛み合わされているギア間で定まるギア比はそれぞれ所定の値をとるように設定されている。すなわち、ギア１０２及び１０３間のギア比は“Ｇｅａｒ１”と、ギア１０１及びＯＷＣ内蔵ギア３１０間のギア比は“Ｇｅａｒ２”と、ギア１０１及び１０５間のギア比は“Ｇｅａｒ３”と、ＯＷＣ内蔵ギア３２０及びギア１０４間のギア比は“Ｇｅａｒ４”とそれぞれ定められている。ちなみに、これらＧｅａｒ１乃至Ｇｅａｒ４のうちＧｅａｒ１及びＧｅａｒ２は、第１軸６１の側からみた減速比として定義され、Ｇｅａｒ３及びＧｅａｒ４は、クランク軸１５１の側からみた増速比として定義される。
【００４０】
以上述べたようなＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０、そしてギア比Ｇｅｒａ１乃至Ｇｅａｒ４の相互の関係を概念的に示すと図２のようになる。この図２において、ＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０それぞれを概念的に表象している二等辺三角形の頂点の方向は、後述する作用の説明で明らかとなるように、これらＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０それぞれが回転動力の伝達の役割を現実に担う場合における当該回転動力の伝達方向に一致している。言い換えると、ＯＷＣ内蔵ギア３１０は、スタータモータ２０１からエンジン１５０への回転動力の伝達が行われる際に当該伝達の役割を現実に担い、ＯＷＣ内蔵ギア３２０は、エンジン１５０からスタータモータ２０１への回転動力の伝達が行われる際に、当該伝達の役割を現実に担うようになっている。
【００４１】
また、前述のギア比Ｇｅａｒ１，Ｇｅａｒ２，Ｇｅａｒ３及びＧｅａｒ４間では、
Ｇｅａｒ１×Ｇｅａｒ２＞Ｇｅａｒ３×Ｇｅａｒ４  …  （１）
なる関係が成立している。
【００４２】
このような（１）式を満たす、Ｇｅａｒ１乃至Ｇｅａｒ４に代入すべき具体的な値は種々定め得ることは言うまでもないが、その設定の際には、前記のＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０の回転動力の伝達方向を勘案した上、例えばスタータモータ２０１からエンジン１５０への回転動力の伝達では回転を減速する方向で、その逆の回転動力の伝達では回転を増速する方向でということを考慮すると好ましい。より具体的には、スタータモータ２０１からエンジン１５０への回転動力の伝達では、減速比を約５０倍程度にすること（この場合、例えばスタータモータ２０１の回転数が１０，０００回転であり、エンジンの始動に必要な回転数が仮に２００回転である場合等に該当する。）、また、その逆のエンジン１５０からスタータモータ２０１への回転動力の伝達では、増速比を２〜４倍程度にすること、を目標にすると好ましい。
【００４３】
更に具体的には例えば、第１軸６１の側から見た減速比として、Ｇｅｒａ１＝５、Ｇｅａｒ２＝１０とし、クランク軸１５１から見た増速比として、Ｇｅａｒ３＝２、Ｇｅａｒ４＝２などとするとよい。これによれば、スタータモータ２０１からエンジン１５０への回転動力の伝達では、減速比が５×１０＝５０となり、エンジン１５０からスタータモータ２０１への回転動力の伝達では、増速比が２×２＝４となるから、前述の好ましい減速比及び増速比が満たされる。また、前者の減速比５０は後者の増速比４よりも大きいから前記（１）式も満たされる。
【００４４】
なお、図１に示す各ギア１０１乃至１０５等の大きさは、わかりやすく図示するための縮尺が適用されているに過ぎず、この図におけるような大きさのギアを組み合わせると、Ｇｅａｒ１乃至Ｇｅａｒ４が当然に前記の（１）式、あるいは具体値の例が充たされるわけではない。
【００４５】
さて、上述のような構成となる本実施形態の動力伝達システムは、例えば図３及び図４に示すように運用され、その結果、以下に記すような効果が得られる。ここに図３及び図４は、本実施形態の動力伝達システムの運用の態様を説明するための説明図であり、図３はスタータモータを電動機として利用する場合（エンジン始動時の場合）、図４はスターモータを発電機として利用する場合（スタータモータ発電時）をそれぞれ示している。なお、各図の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ前述の図１の構成図及び図２の概念図に対応している（ただし、図３（ａ）及び図４（ａ）においてエンジン１５０の図示は省略している。）。
【００４６】
まず、エンジン始動時においては、スタータモータ２０１は電動機として機能する。すなわち、スタータモータ２０１は、図示しないバッテリから電力の供給を受けて、図１あるいは図３（ａ）に示す矢印の方向に回転する。これにより、スタータモータ２０１の回転動力は、駆動軸６１を回転させるとともにギア１０４及び１０３を回転させる。以降、ギア１０３がギア１０２に噛み合わされ、ＯＷＣ内蔵ギア３１０がギア１０１に噛み合わされていることにより、これらの順で回転動力が伝達されることになり、最終的に、クランク軸１５１が回転させられることになる（以下、このような回転動力の伝達経路を「第１伝達経路」ということがある。）。以上述べたような第１伝達経路の様子は、図３（ａ）においてハッチングによって表現されている。また、この様子は、図３（ｂ）においてもハッチングされた太線の矢印で表されており、この図によれば、ギア比Ｇｅａｒ１及びＧｅａｒ２の減速を受けたスタータモータ２０１の回転が、エンジン１５０に伝わることがより明確に示されている。
【００４７】
以上により、スタータモータ２０１の回転動力はエンジン１５０に伝達されることになり、この補助的な動力を受けてエンジン１５０がクランキングさせられる。これにより、当該エンジン１５０の始動をスムースに行うことができる。
【００４８】
ところで、この第１伝達経路による回転動力の伝達が行われている最中には、これと同時に、図３（ｂ）によく示されているように、スタータモータ２０１の回転は、ギア比Ｇｅａｒ４の変換を受けて、ＯＷＣ内蔵ギア３２０に伝達されるとともに、前述のギア比Ｇｅａｒ１及びＧｅａｒ２の減速を受けたスタータモータ２０１の回転は更に、ギア比Ｇｅａｒ３の変換を受けて、ＯＷＣ内蔵ギア３２０に伝達されるようになっている。すなわち、図３（ａ）を参照していえば、前者は、スタータモータ２０１の回転によって、第１軸６１、ギア１０４、ＯＷＣ内蔵ギア３２０のギア部３２２が回転することに対応しており、後者は、スタータモータ２０１に発する第１伝達経路を通じた回転動力の伝達過程において、ギア１０１が回転することに応じて、ギア１０５、第２軸６２、ＯＷＣギア３２０のＯＷＣ部３２１が回転することに対応している。
【００４９】
そして、このとき本実施形態では、Ｇｅａｒ１乃至Ｇｅａｒ４の各ギア比が前記の（１）式を満たすことから、ＯＷＣ内蔵ギア３２０は空転するようになっており、前述のギア部３２２及びＯＷＣ部３２１間では動力の伝達は行われない。これは、ギア部３２２の回転速度が、ＯＷＣ部３２１の回転速度よりも大きいからである。
【００５０】
すなわち、ギア部３２２は、スタータモータ２０１の回転数がギア比Ｇｅａｒ４の変換（この場合特に、第１軸６１からみて「減速」ということになる。）を受けた回転数で回転することになるから、当該回転数Ｎｇ（２）（添え字の“（２）”は、“ＯＷＣ内蔵ギア３２０”を表す。）は、スタータモータ２０１の回転数をＮｍとすると、
Ｎｇ（２）＝Ｎｍ／Ｇｅａｒ４  …  （２）
と表すことができる。
【００５１】
一方、ＯＷＣ部３２１は、スタータモータ２０１の回転数がギア比Ｇｅａｒ１及びＧｅａｒ２の減速及びギア比Ｇｅａｒ３の増速を受けた回転数で回転することになるから、当該回転数Ｎｏ（２）は、
Ｎｏ（２）＝｛Ｎｍ／（Ｇｅａｒ１×Ｇｅａｒ２）｝×Ｇｅａｒ３  …  （３）
と表すことができる。ここで（２）式の両辺それぞれを（３）式の両辺で除した式の左辺につきＮｇ（２）＞Ｎｏ（２）が成立するものとすると、
（１／Ｇｅａｒ４）＞Ｇｅａｒ３／（Ｇｅａｒ１×Ｇｅａｒ２）  …  （４）
が得られる。そして、この式を変形すれば、
Ｇｅａｒ１×Ｇｅａｒ２＞Ｇｅａｒ３×Ｇｅａｒ４  …  （１）再
が得られることになる。
【００５２】
このように、本実施形態においては、（１）式が満たされていれば、（２）式及び（３）式からＮｇ（２）＞Ｎｏ（２）が成立し、したがってギア部３２２の回転速度がＯＷＣ部３２１の回転速度よりも大きくなるから、ＯＷＣ内蔵ギア３２０は空転することになるのである。
【００５３】
なお、（４）式を変形すれば、Ｇｅａｒ１×Ｇｅａｒ２×（１／Ｇｅａｒ３）＞Ｇｅａｒ４が得られるが、これは、本発明にいう「前記モータから見た前記第１の変速比、前記第２の変速比及び前記第３の変速比の積算値は、前記モータから見た前記第４の変速比よりも大きい」ということの具体的な表現の一例に他ならない。また、前述した具体値の例、即ち第１軸６１の側から見た減速比Ｇｅｒａ１＝５、Ｇｅａｒ２＝１０、クランク軸１５１から見た増速比Ｇｅａｒ３＝２、Ｇｅａｒ４＝２は、前記の（４）式及びその変形式を当然に満たす（（１／Ｇｅａｒ４）＝０．５＞｛（Ｇｅａｒ３／（Ｇｅａｒ１×Ｇｅａｒ２））｝＝２／（５×１０）＝０．４）。この場合更に、Ｎｍ＝１０，０００とすれば、（２）式によりＮｇ（２）＝５，０００、（３）式によりＮｏ（２）＝４００となる（後者は前者の８％）。ちなみに、このときのエンジン１５０の回転数Ｎｅは、Ｎｅ＝２００である（図３（ｂ）参照）。
【００５４】
次に、スタータモータ発電時においては、スタータモータ２０１は発電機として機能する。すなわち、スタータモータ２０１は、エンジン１５０から回転動力の供給を受けて、図１あるいは図４（ａ）に示す矢印の方向に回転する。より詳しく言えば、エンジン１５０の回転動力は、クランク軸１５１を回転させるとともにギア１０１を回転させる。以降、ギア１０１がギア１０５に噛み合わされ、ＯＷＣ内蔵ギア３２０がギア１０４に噛み合わされていることにより、これらの順で回転動力が伝達されることになり、最終的に、第１軸６１、ひいてはスタータモータ２０１が回転させられることになる（以下、このような回転動力の伝達経路を「第２伝達経路」ということがある。）。以上述べたような第２伝達経路の様子は、図４（ａ）においてハッチングによって表現されている。また、この様子は、図４（ｂ）においてもハッチングされた太線の矢印で表されており、この図によれば、ギア比Ｇｅａｒ３及びＧｅａｒ４の増速を受けたエンジン１５０の回転が、スタータモータ２０１に伝わることがより明確に示されている。
【００５５】
以上のように、エンジン１５０の回転動力は、スタータモータ２０１に伝達されることになり、この動力を受けてスタータモータ２０１は電力を発生することになる。なお、この場合においては、前記で発生した電力をスタータモータ２０１に接続された図示しないバッテリに充電しておくのでもよいし、これに代えて又は加えて、前記で発生した電力を図示しないオイルポンプ、パワステポンプ、あるいはエアコンディショナのコンプレッサ等の駆動電力として用いてもよい。
【００５６】
ところで、この第２伝達経路による回転動力の伝達が行われている最中には、これと同時に、図４（ｂ）によく示されているように、エンジン１５０の回転は、ギア比Ｇｅａｒ２の変換を受けて、ＯＷＣ内蔵ギア３１０に伝達されるとともに、前述のギア比Ｇｅａｒ３及びＧｅａｒ４の増速を受けたエンジン１５０の回転は更に、ギア比Ｇｅａｒ１の変換を受けて、ＯＷＣ内蔵ギア３１０に伝達されるようになっている。すなわち、図４（ａ）を参照していえば、前者は、エンジン１５０の回転によって、ギア１０１、ＯＷＣ内蔵ギア３１０のギア部３１２が回転することに対応しており、後者は、エンジン１５０に発する第２伝達経路を通じた回転動力の伝達過程において、ギア１０４とともにギア１０３が回転することに応じて、ギア１０２、第３軸６３、ＯＷＣギア３１０のＯＷＣ部３１１が回転することに対応している。
【００５７】
そして、このとき本実施形態では、Ｇｅａｒ１乃至Ｇｅａｒ４の各ギア比が前記の（１）式を満たすことから、ＯＷＣ内蔵ギア３１０は空転するようになっており、前述のギア部３１２及びＯＷＣ部３１１間では動力の伝達は行われない。これは、ギア部３１２の回転速度が、ＯＷＣ部３１１の回転速度よりも大きいからである。
【００５８】
すなわち、ギア部３１２は、エンジン１５０の回転数がギア比Ｇｅａｒ２の変換（この場合特に、クランク軸１５１からみて「増速」ということになる。）を受けた回転数で回転することになるから、当該回転数Ｎｇ（１）（添え字の“（１）”は、“ＯＷＣ内蔵ギア３１０”を表す。）は、エンジン１５０の回転数をＮｅとすると、
Ｎｇ（１）＝Ｎｅ×Ｇｅａｒ２  …  （５）
と表すことができる。
【００５９】
一方、ＯＷＣ部３１１は、エンジン１５０の回転数がギア比Ｇｅａｒ３及びＧｅａｒ４の増速及びギア比Ｇｅａｒ１の減速を受けた回転数で回転することになるから、当該回転数Ｎｏ（１）は、
Ｎｏ（１）＝Ｎｅ×Ｇｅａｒ３×Ｇｅａｒ４×（１／Ｇｅａｒ１）  …  （６）
と表すことができる。ここで（５）式の両辺それぞれを（６）式の両辺で除した式の左辺につきＮｇ（１）＞Ｎｏ（１）が成立するものとすると、
Ｇｅａｒ２＞Ｇｅａｒ３×Ｇｅａｒ４×（１／Ｇｅａｒ１）  …  （７）
が得られる。そして、この式を変形すれば、
Ｇｅａｒ１×Ｇｅａｒ２＞Ｇｅａｒ３×Ｇｅａｒ４  …  （１）再々
が得られることになる。
【００６０】
このように、本実施形態においては、（１）式が満たされていれば、（５）式及び（６）式からＮｇ（１）＞Ｎｏ（１）が成立し、したがってギア部３１２の回転速度がＯＷＣ部３１１の回転速度よりも大きくなるから、ＯＷＣ内蔵ギア３１０は空転することになるのである。
【００６１】
なお、（７）式は、本発明にいう「前記エンジンから見た前記第３の変速比、前記第４の変速比及び前記第１の変速比の積算値は、前記エンジンから見た前記第２の変速比よりも小さ」いということの具体的な表現の一例に他ならない。また、前述した具体値の例、即ち第１軸６１の側から見た減速比Ｇｅｒａ１＝５、Ｇｅａｒ２＝１０、クランク軸１５１から見た増速比Ｇｅａｒ３＝２、Ｇｅａｒ４＝２は、前記の（７）式を当然に満たす（Ｇｅａｒ２＝２＞Ｇｅａｒ３×Ｇｅａｒ４×（１／Ｇｅａｒ１）＝２×２×（１／５）＝０．８）。この場合更に、Ｎｅ＝６００とすれば、（５）式によりＮｇ（１）＝６，０００、（６）式によりＮｏ（１）＝８００となる（後者は前者の約１３．３％）。ちなみに、このときのスタータモータ２０１の回転数Ｎｍは、Ｎｍ＝２，４００となる（図４（ｂ）参照）。
【００６２】
以上述べたように本実施形態の動力伝達システムによれば、エンジン始動時には、ギア比Ｇｅａｒ１及びＧｅａｒ２による変換を受けたスタータモータ２０１の回転をエンジン１５０に伝達することが可能となっていると同時に、スタータモータ２０１の発電時には、ギア比Ｇｅａｒ３及びＧｅａｒ４による変換を受けたエンジン１５０の回転をスタータモータ２０１に伝達することが可能となっている。そして、Ｇｅａｒ１乃至Ｇｅａｒ４の各値を好適に定めておけば、エンジン始動にとって好適な変速比、またスタータモータ２０１を発電機として利用する際に好適な変速比の双方を一つの構成で実現することができる。しかも、このような効果が得られるにもかかわらず、本実施形態の動力伝達システムでは、従来技術のように電磁クラッチ等が用いられているわけではなく、その構成・構造は図１等に示したように極めて簡易であるから、前述の効果はより安価に且つより信頼性高く実現されることになるのである。
【００６３】
さらに、本実施形態においては、Ｇｅａｒ１乃至Ｇｅａｒ４につき、前記の（７）式が成立することから、次のような作用効果も得られる。すなわち、前記の第２伝達経路による回転動力の伝達が行われているときには、既に述べたようにＯＷＣ内蔵ギア３１０が空転している状態にあって、この場合における該ＯＷＣ内蔵ギア３１０のＯＷＣ部３１１の回転数Ｎｇ（１）は、Ｎｇ（１）＝Ｎｍ・Ｇｅａｒ２であり（（５）式参照）、ギア部３１２の回転数Ｎｏ（１）は、Ｎｏ（１）＝Ｎｍ・Ｇｅａｒ３・Ｇｅａｒ４・（１／Ｇｅａｒ１）となっている（（６）式参照）。したがって、この場合、内輪側であるＯＷＣ部３２１と外輪側であるギア部３２２との回転速度差ΔＮは、
ΔＮ∝Ｎｇ（１）−Ｎｏ（１）  …  （８）
となる。
【００６４】
これに対して、仮に、単純にスタータモータとエンジンとを１個のＯＷＣ内蔵ギアを介して接続した場合、言い換えると、図１において第１伝達経路のみを備え第２伝達経路を備えない構成を想定した場合（図３（ａ）参照）には、該ＯＷＣ内蔵ギアにおける回転速度差ΔＮｃは、
ΔＮｃ∝Ｎｇ（１）−０  …  （９）
と表されることになる。この（９）式中、“０”は前記の（８）式におけるＮｏ（１）に対応していることが明らかである。すなわち、この場合においては、第２伝達経路が不存在であるから、エンジン１５０が自発的に回転しているときにはスタータモータは停止させておかなければならず、ＯＷＣ内蔵ギアのＯＷＣ部がギア部に対して停止しているため、内外輪の回転速度差ΔＮｃを求めるにあたって、“０”なる項が導入されてしまうのである。この結果、回転速度差ΔＮｃは比較的大きくなってしまうことになる。これに対して、（８）式では、第２伝達経路による回転動力の伝達が行われているとき、第１伝達経路はいわば従動していて、ＯＷＣ内蔵ギア３１０のＯＷＣ部３１１は回転させられていることから、回転速度差ΔＮｃは比較的小さくなるのである（一般に、ΔＮ＜ΔＮｃが成立すると考えてよい。）。なお、このようなことは、前記の（４）式について、言い換えれば第１伝達経路が利用された動力伝達時におけるＯＷＣ内蔵ギア３２０における内外輪の回転速度差についても同様にいえることが明白である。
【００６５】
以上のことから、本実施形態によれば、ＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０の内外輪の回転速度差が大きいことに起因するスプラグ磨耗の発生するおそれが少なく、該ＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０の長寿命化を図ることができる。また、このようにスプラグ磨耗の発生を抑制することができることから、本実施形態に係るＯＷＣ内蔵ギア３１０及び３２０については、特に潤滑油等の供給による潤滑特性の向上等について特段の注意を払う必要もない。
【００６６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う動力伝達システムもまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態の動力伝達システムの概略的な構成図である。
【図２】本実施形態の動力伝達システムの概念図である。
【図３】本実施形態の動力伝達システムの運用（スタータモータを電動機として利用する場合（エンジン始動時の場合））の態様を説明するための説明図であり、（ａ）は図１に対応する構成図、（ｂ）は図２に対応する概念図である。
【図４】本実施形態の動力伝達システムの運用（スターモータを発電機として利用する場合（スタータモータ発電時））の態様を説明するための説明図であり、（ａ）は図１に対応する構成図、（ｂ）は図２に対応する概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
１５０…エンジン
２０１…スタータモータ
３００…伝達系
３１０…ＯＷＣ内蔵ギア
３１１…ＯＷＣ部
３１２…ギア部
３２０…ＯＷＣ内蔵ギア
３２１…ＯＷＣ部
３２２…ギア部
１０１〜１０５…ギア
６１…第１軸
６２…第２軸
６３…第３軸
１５１…クランク軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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