(57)【要約】【課題】外輪の剛性を高める場合に、ステータコイルの冷却性を確保できるエンジンの始動装置を提供する。【解決手段】スタータクラッチ２３は、ロータ（スタータ部材）１５と共に回転する外輪２６と、該外輪２６とスタータギヤ２２との間に介在されたカム２７とを備え、上記ロータ１５には貫通孔１５ｄが上記外輪２６と軸方向に対向するように形成され、上記外輪２６の上記貫通孔１５ｄの径方向外側縁１５ｄ′′と対向する外周部と内周部との間に段部Ｓが形成され、この段部Ｓにより、上記外周部が内周部より薄肉になっている。【選択図】      図３
2007309209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタータモータで駆動されるスタータギヤと、エンジン始動軸に結合されたスタータ部材と、該スタータ部材と上記スタータギヤとの間に介設され、スタータギヤからスタータ部材側への回転のみを伝達するスタータクラッチとを備えたエンジンの始動装置であって、
上記スタータクラッチは、上記スタータ部材と共に回転する外輪と、該外輪と上記スタータギヤとの間に介在されたクラッチ部材とを備え、
上記スタータ部材には上記外輪と軸方向に対向するように貫通孔が形成され、 外輪における、上記貫通孔の周縁のうち少なくとも上記スタータ部材の中心から最も径方向外方に位置する部分に対向する外周部と、上記クラッチ部材側の内周部との間に段部が形成され、該段部により、上記外周部が上記内周部よりも薄肉に形成されていることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
請求項１において、上記外輪とスタータ部材とは別体に形成されており、上記段部は、上記外輪の上記スタータ部材との対向面側に形成された肉抜部により構成されていることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項３】
請求項２において、上記肉抜部は、上記貫通孔と軸方向に重なっていることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項４】
請求項２において、上記肉抜部は、鍛造により成形されたものであることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項５】
請求項２において、上記貫通孔の径方向内側縁と上記肉抜部の径方向内側縁とが径方向に略一致していることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項６】
請求項１において、上記外輪とスタータ部材とは一体に形成されており、上記段部は、上記外輪の外周部に形成された凹部により構成されており、該凹部は上記貫通孔と軸方向に重なっていることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項７】
請求項６において、上記凹部は、外輪の外周部の全周に渡る凹状溝であることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項８】
請求項６において、上記貫通孔の径方向内側縁と上記凹部の内側縁とが径方向に略一致していることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項９】
スタータモータで駆動されるスタータギヤと、エンジン始動軸に結合されたスタータ部材と、該スタータ部材と上記スタータギヤとの間に介設され、スタータギヤからスタータ部材側への回転のみを伝達するスタータクラッチとを備えたエンジンの始動装置であって、
上記スタータクラッチは、上記スタータ部材と共に回転する外輪と、該外輪と上記スタータギヤとの間に介在されたクラッチ部材とを備え、
上記スタータ部材には上記外輪と軸方向に対向するように貫通孔が形成され、 上記スタータ部材における上記外輪に対向する部分に段部が形成され、該段部により、上記スタータ部材における上記貫通孔の部分が、スタータ部材におけるエンジン始動軸側の部分よりも薄肉に形成されていることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項１０】
請求項９において、上記外輪とスタータ部材とは別体に形成されており、上記段部は、上記スタータ部材の外輪との対向面に外輪側に突出するよう形成された段差部により構成されており、上記貫通孔の径方向外縁は上記段差部の外周面より外側に位置していることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れかにおいて、上記エンジン始動軸はクランク軸であり、上記スタータ部材は、クランク軸に取付けられた発電機のロータであることことを特徴とするエンジンの始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタータモータによりスタータクラッチを介してエンジン始動軸を回転駆動するようにしたエンジンの始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にエンジンの始動装置は、スタータモータで回転駆動されるスタータギヤと、クランク軸に結合された発電機のロータと、上記スタータギヤからロータへの回転のみを伝達するスタータクラッチとを備えている。このスタータクラッチは、上記ロータに共に回転するよう固定された外輪と、該外輪と上記スタータギヤとの間に介在されたカムとを有している。
【０００３】
また上記発電機においては、上記ロータに対向するよう配置されたステータコイルを冷却するために、上記ロータにステータコイルを冷却した空気や冷却用エンジンオイルが流通する冷却孔を形成するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−４５６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の始動装置では、スタータクラッチの外輪の剛性の如何よっては該外輪が変形し、場合によってカムが滑ってエンジン始動がスムーズに行なわれないおそれがある。
【０００５】
ここで、外輪の剛性を高めるために、径方向の寸法を大きくすることが考えられる。しかしながら、外輪の径寸法を単に大きくすると、該外輪がロータの冷却孔を塞いでしまうおそれがあり、その結果ステータコイルの冷却性が悪化するという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、外輪の径方向寸法を大きくして剛性を高める場合に、ステータコイルの冷却性を確保できるエンジンの始動装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、スタータモータで駆動されるスタータギヤと、エンジン始動軸に結合されたスタータ部材と、該スタータ部材と上記スタータギヤとの間に介設され、スタータギヤからスタータ部材側への回転のみを伝達するスタータクラッチとを備えたエンジンの始動装置であって、
上記スタータクラッチは、上記スタータ部材と共に回転する外輪と、該外輪と上記スタータギヤとの間に介在されたクラッチ部材とを備え、
上記スタータ部材には上記外輪と軸方向に対向するように貫通孔が形成され、 外輪における、上記貫通孔の周縁のうち少なくとも上記スタータ部材の中心から最も径方向外方に位置する部分に対向する外周部と、上記クラッチ部材側の内周部との間に段部が形成され、該段部により、上記外周部が上記内周部よりも薄肉に形成され、又は上記スタータ部材における上記外輪に対向する部分に段部が形成され、該段部により、上記スタータ部材における上記貫通孔の部分が、スタータ部材におけるエンジン始動軸側の部分よりも薄肉に形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る始動装置によれば、外輪のスタータ部材の貫通孔と対向する部分に段部を形成したので、又はスタータ部材の貫通孔部分に段部を形成したので、外輪の外径を貫通孔に対向する大きさとした場合にも、上記貫通孔が塞がれるのを上記段部により回避でき、これにより、例えば、発電機のロータをスタータ部材とした場合のステータコイルの冷却性を確保できる。
【０００９】
そして、本発明では、外輪の外径を該外輪がスタータ部材の貫通孔に軸方向に対向する程度まで大きくすることにより、冷却性を確保しつつ剛性を高めることができ、外輪の変形によってクラッチ部材が滑るのを防止でき、エンジン始動をスムーズに行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態（第１実施形態）によるエンジンの始動装置を説明するための図である。
【００１２】
図において、１は、自動二輪車，不整地走行三，四輪車，スノーモービル等の小型車両に搭載される４サイクルエンジンを示している。該エンジン１は、クランク軸３が収容されたクランクケース４の上部にシリンダブロック５を一体形成し、これにシリンダヘッド６，ヘッドカバー７を順次積層して結合し、上記クランクケース４の下合面にオイルパン８を接続した概略構造を有している。
【００１３】
上記クランク軸３には、上記シリンダブロック５内に配置された不図示のピストンがコンロッド９を介して連結されており、該クランク軸３は上記クランクケース４に形成された各ボス部４ａ，４ａにより平軸受１０，１０を介して回転自在に支持されている。
【００１４】
上記クランク軸３の軸方向端部３ａは、クランクケース４から外側に突出しており、該クランク軸端部３ａには発電機１２が装着されている。この発電機１２は、上記クランクケース４に装着されたカバー部材１３により気密に覆われている。なお、図１は、カバー部材１３，発電機１２を外した状態を示している。
【００１５】
上記発電機１２は、上記クランク軸端部３ａに装着されたロータ１５と、上記カバー部材１３に装着されたステータコイル１７とを有している。
【００１６】
上記ロータ１５は、上記クランク軸３に共に回転するようキー嵌合されたテーパ状のボス部１５ａと、該ボス部１５ａの軸方向内側縁部からクランク軸直角方向に延びる円板状のフランジ部１５ｂと、該フランジ部１５ｂの外周縁部から上記ステータコイル１７の外周を囲むようにクランク軸方向外側に延びる環状のロータ部１５ｃとを有し、該ロータ部１５ｃの内周面にはマグネット１８が配置されている。上記ロータ１５は、クランク軸端部３ａの端面に螺着されたロックボルト１９により軸方向に移動不能に固定されている。
【００１７】
上記ステータコイル１７は、上記カバー部材１３にボルト１６により固定された鉄芯１７ａにコイル１７ｂを巻き付けた構造を有し、上記マグネット１８と径方向に若干の隙間をあけて対向している。
【００１８】
上記ロータ１５のフランジ部１５ｂの外周寄り部分に、複数の貫通孔１５ｄが周方向に所定間隔をあけて形成されている。該各貫通孔１５ｄは周方向に延びる長孔形状となっている。なお、上記貫通孔１５ｄを円形としても勿論かまわない。
【００１９】
クランク軸３の回転に伴ってロータ１５が回転すると、該ロータ１５の遠心力により該ロータ１５内の冷却用オイルａが各貫通孔１５ｄを通過して外側に流出し、該冷却用オイルａの流れによってステータコイル１７が冷却される。
【００２０】
上記エンジン１は始動装置２を備えている。該始動装置２は、クランクケース４の上壁部に配置固定されたスタータモータ２０と、該スタータモータ２０により中間ギヤ２１を介して駆動されるスタータギヤ２２と、上記クランク軸（エンジン始動軸）３に結合された上記ロータ（スタータ部材）１５と、該ロータ１５と上記スタータギヤ２２との間に介設され、該スタータギヤ２２からロータ側への回転のみを伝達するスタータクラッチ２３とを備えている。
【００２１】
上記スタータモータ２０は、クランク軸３と平行に配置され、該スタータモータ２０の出力ギヤ２０ａは、上記クランクケース４に形成された挿通孔４ｂを挿通してカバー部材１３内に突出している。
【００２２】
上記中間ギヤ２１は、上記クランクケース４とカバー部材１３とに架け渡して支持された中間軸２１ａに軸支され、上記出力ギヤ２０ａに噛合する中間大ギヤ２１ｂと、上記スタータギヤ２２に噛合する中間小ギヤ２１ｃとを有している。
【００２３】
上記スタータギヤ２２は円筒状のボス部２２ａを有しており、該ボス部２２ａが軸受２５を介してクランク軸３により相対回転可能に支持されている。
【００２４】
上記スタータクラッチ２３は、上記ロータ１５とは別体に形成され、該ロータ１５のフランジ部１５ｂに対向するよう配置された環状の外輪２６と、該外輪２６と上記スタータギヤ２２のボス部２２ａとの間に配置されたカム（クラッチ部材）２７とを備えている。該カム２７は、スタータモータ２０側から外輪２６ひいてはクランク軸３側への回転のみを伝達し、クランク軸３側からの回転がスタータモータ２０側に伝達されるのを阻止している。
【００２５】
上記外輪２６は、ロータ１５のフランジ部１５ｂの外周寄り部分に形成された各貫通孔１５ｄに軸方向に対向する程度までその外径が大きく設定されている。これにより外輪２６の最大伝達トルクに充分に耐え得る剛性が確保されている。
【００２６】
上記外輪２６の外周部には複数のボルト孔２６ａが周方向に所定間隔をあけて形成されている。上記フランジ部１５ｂの外輪２６との対向面には、該外輪２６の円形の嵌合部２６ｂが嵌合する位置決め部１５ｅが形成されている。上記外輪２６は、嵌合部２６ｂを位置決め部１５ｅに嵌合させて径方向に位置決めし、各ボルト孔２６ａに挿入されたボルト２８を上記フランジ部１５ｂに締め付けることにより、上記ロータ１５に該ロータ１５と共に回転するよう位置決め固定されている。
【００２７】
そして上記外輪２６の、上記各貫通孔１５ｄに対向する部分には該部分を上記カム２７側部分より薄肉とする肉抜部２６ｃが形成されている。該各肉抜部２６ｃと、上記ロータ１５の、外輪側に突出する段差部１５ｅ′とにより段部Ｓが形成されている。この段部Ｓは、ロータ１５の各貫通孔１５ｄの周縁と、上記外輪２６のロータの貫通孔１５ｄとの対向面との間に位置しており、換言すれば外輪２６における、上記貫通孔１５ｄのうち少なくとも上記スタータ部材１５の中心から最も径方向外方に位置する部分に対向する外周部Ｄｏと、上記クラッチ部材２７側の内周部Ｄｉとの間に位置している。また上記段部Ｓは、上述の冷却用オイルａが貫通孔１５ｄを通過する際の空気流の抵抗とならない十分な寸法に設定するのが望ましい。なお、上記肉抜部２６ｃは、少なくとも貫通孔１５ｄの周縁の最も径方向外方に位置する径方向外側縁１５ｄ′′部分と、上記外輪２６の上記対向面との間に段差Ｓができるように形成すれば良い。
【００２８】
上記肉抜部２６ｃは、鍛造により成形されたものであり、上記貫通孔１５ｄと軸方向に重なっている。また上記肉抜部２６ｃの軸方向の肉厚は、外輪２６の他の部位であるロータ締結部の軸方向肉厚の１／２以上となっている。さらに肉抜部２６ｃの上記貫通孔１５ａとの対向面と、リングギヤ２２の軸方向外端面との間にはＳ１だけ段差が設けられており、該リングギヤ２２が上記段差Ｓを通って流れる冷却用オイルの流れを阻害するのを防止している。
【００２９】
上記肉抜部２６ｃの径方向内側縁２６ｃ′と、貫通孔１５ｄの径方向内側縁１５ｄ′とは、クランク軸直角方向に略一致している。この肉抜部２６ｃの内側縁２６′は、径方向外側に傾斜するようアール状に形成されている。また上記肉抜部２６ｃの径方向外側縁２６ｃ′′と、貫通孔１５ｄの径方向外側縁１５ｄ′′とは、クランク軸直角方向に略一致している。
【００３０】
メインキー（不図示）のスイッチ操作により、スタータモータ２０の回転が、中間大ギヤ２１ｂ，中間小ギヤ２１ｃより減速されてスタータギヤ２２に伝達され、該スタータギヤ２２の回転がカム２７を介して外輪２６に伝達され、該外輪２６がロータ１５を介してクランク軸３を回転駆動する。エンジンが始動すると、クランク軸３の回転はカム２７が空転することから、スタータモータ２０側に伝達されることはない。
【００３１】
クランク軸３の回転によってロータ１５が回転すると、該ロータ１５の遠心力でもって該ロータ１５内の空気や冷却用オイルａが各貫通孔１５ｄから段部Ｓを通過して外部に流れ、このオイル流等によってステータコイル１７が冷却される。
【００３２】
本実施形態によれば、上記ロータ１５の各貫通孔１５ｄと、上記外輪２６のロータ１５との対向面との間に段部Ｓを形成したので、外輪２６を貫通孔１５ｄに対向する大きさとした場合にも、上記貫通孔１５ｄが塞がれることはなく、該貫通孔１５ｄを通過する空気や冷却用オイルａの流れを十分に確保することができ、ステータコイル１７の冷却性を高めることができる。
【００３３】
また、外輪２６を、ロータ１５の外周部に形成された各貫通孔１５ｄに軸方向に対向する程度まで大径に形成することができ、最大伝達トルクに対する剛性を高めることができる。その結果、外輪２６が変形することによるカム２７の滑りを防止でき、エンジン始動をスムーズに行なうことができる。
【００３４】
本実施形態では、上記外輪２６をロータ１５とは別体に形成し、該外輪２６に肉抜部２６ｃを形成することにより上記段部Ｓを構成したので、外輪２６の剛性を確保しつつ、空気や冷却用オイルａが貫通孔１５ｄを通過するのに十分な段部Ｓを確保することができる。
【００３５】
上記肉抜部２６ｃを貫通孔１５ｄと軸方向に重なる形状に形成し、冷却用オイルａの通過に必要な部分のみに肉抜部２６ｃを形成するようにしたので、外輪２６の剛性を確保することができる。
【００３６】
また上記肉抜部２６ｃを鍛造により成形したので、外輪２６を成形する際に肉抜部２６ｃを同時に形成でき、機械加工等により別途形成する場合に比べてコストを低減できる。
【００３７】
本実施形態では、上記貫通孔１５ｄの径方向内側縁１５ｄ′と、上記肉抜部２６ｃの径方向内側縁２６ｃ′とを径方向に略一致させたので、貫通孔１５ｄを通過する空気や冷却用オイルａの流れをより一層スムーズにできる。
【００３８】
図５，図６は、本発明の第２実施形態による始動装置を説明するための図である。図中、図３，図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３９】
本実施形態では、ロータ１５の貫通孔１５ｄの周縁のロータ中心から最も径方向外方に位置する外側縁１５ｄ′′部分と、上記外輪２６のロータの貫通孔１５ｄとの対向面との間に段部Ｓ′を形成しており、基本的な構造は第１実施形態と略同様である。
【００４０】
そして上記段部Ｓ′は、ロータ１５の外輪２６との対向面に外輪２６側に突出する段差部１５ｇを形成することにより構成されている。該段差部１５ｇは、ロータ１５の対向面の外周縁部を他の部分より薄肉にすることにより形成されており、換言すれば、上記段部Ｓ′により、上記スタータ部材１５における上記貫通孔１５ｄの部分が、スタータ部材１５におけるエンジン始動軸側の部分より薄肉に形成されている。上記貫通孔１５ｄの径方向外側縁１５ｄ′′は、上記段差部１５ｇの外周面より外側に位置している。
【００４１】
本第２実施形態では、段部Ｓ′を、ロータ１５の外輪２６との対向面側に形成された段差部１５ｇにより構成したので、該外輪２６の軸方向の肉厚を十分に確保することができ、最大伝達トルクに対する剛性をより一層高めることができる。
【００４２】
図７，図８は、本発明の第３実施形態による始動装置を説明するための図である。図中、図３〜図６と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４３】
本実施形態は、外輪３０ａとロータ３０ｂとを一体に形成し、段部Ｓ′を、上記外輪３０ａの外周部に形成された凹部３０ｃにより構成した例である。該凹部３０ｃは、外輪３０ａのロータ３０ｂとの境界部に該外輪３０ａの全周に渡って凹設された凹状溝からなり、貫通孔１５ｄとクランク軸方向に重なっている。
【００４４】
上記貫通孔１５ｄの径方向内側縁１５ｄ′と、上記凹部３０ｃの径方向内側縁（底面）３０ｃ′とは径方向に略一致している。また上記凹部３０ｃの径方向外側縁（開口端面）３０ｃ′′は、上記貫通孔１５ｄの径方向外側縁１５ｄ′′より径方向内側に位置しており、これにより径方向外側縁３０ｃ′′と貫通孔１５ｄの径方向外側縁１５ｄ′′との間には軸方向の隙間Ｓ２が形成されている。
【００４５】
本第３実施形態では、段部Ｓ′を外輪３０ａの外周部に形成された凹部３０ｃにより構成したので、外輪２６の剛性を高めることができ、エンジン始動をスムーズに行なうことができるとともに、上記段部Ｓ′により空気や冷却用オイルの流れを十分に確保することができ、上記第１実施形態と略同様の効果が得られる。
【００４６】
本実施形態では、外輪３０ａとロータ３０ｂとを一体に形成し、凹部３０ｃを外輪３０ａの全周に渡って形成された凹状溝により構成したので、部品点数を低減できる。
【００４７】
本実施形態では、貫通孔１５ｄの径方向内側縁１５ｄ′と凹部３０ｃの径方向内側縁３０ｃ′とを径方向に略一致させ、凹部３０ｃの径方向外側縁３０ｃ′′を貫通孔１５ｄの径方向外側縁１５ｄ′′より径方向内側に位置させたので、軸方向の段部Ｓ′及び軸直角方向の隙間Ｓ２の両方から空気や冷却用オイルを流すことができ、冷却性をより一層高めることが可能である。
【００４８】
なお、上記各実施形態では、ロータ１５の貫通孔１５ｄを、これの軸線がクランク軸線と平行となるよう形成したが、図９に示すように、貫通孔１５ｄの軸線ｄをクランク軸線と交差するように、つまり貫通孔１５ｄの下流側開口が外側を向くように斜めに形成することも可能であり、このようにした場合には冷却用オイルの流れをよりスムーズにすることが可能となる。
【００４９】
また、上記各実施形態では、クランク軸３をエンジン始動軸とし、ロータ１５をスタータ部材とした場合を例に説明したが、本発明のエンジン始動軸，スタータ部材は、クランク軸，ロータに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態による始動装置を備えたエンジンのクランク軸方向側面図である。
【図２】上記エンジンの断面図（図１のII-II 線断面図) である。
【図３】上記始動装置の発電機部分の断面図である。
【図４】上記始動装置のクランク軸方向側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による始動装置の断面図である。
【図６】上記始動装置のクランク軸方向側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による始動装置の断面図である。
【図８】上記始動装置のクランク軸方向側面図である。
【図９】上記第３実施形態の変形例による貫通孔の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  エンジン
２  始動装置
３  クランク軸（エンジン始動軸）
１２  発電機
１５  ロータ（スタータ部材）
１５ｄ  貫通孔
１５ｄ′  径方向内側縁
１５ｄ′′径方向外側縁
１５ｇ  段差部
１７  ステータコイル
２０  スタータモータ
２２  スタータギヤ
２３  スタータクラッチ
２６  外輪
２６ｃ  肉抜部
２６ｃ′  径方向内側縁
２６ｃ′′径方向外側縁
２７  カム（クラッチ部材）
３０ａ  外輪
３０ｂ  ロータ
３０ｃ  凹部
３０ｃ′  径方向内側縁
３０ｃ′′径方向外側縁
Ｓ，Ｓ′  段部
【図１】
2007309209.tif 000003
【図２】
2007309209.tif 000004
【図３】
2007309209.tif 000005
【図４】
2007309209.tif 000006
【図５】
2007309209.tif 000007
【図６】
2007309209.tif 000008
【図７】
2007309209.tif 000009
【図８】
2007309209.tif 000010
【図９】
2007309209.tif 000011