(57)【要約】【課題】エンジンの始動・停止が頻繁に行われ大きな振動が発生しても一方向クラッチがスムーズに動作すると共に、小型化を達成できる始動回転力伝達機構を提供する。【解決手段】始動用モータから回転力が伝達されるリングギヤ１０と、エンジンのクランク軸４に対して前記リングギヤ１０を回転可能に支持する転がり軸受１１と、前記クランク軸４と一体回転する円板状の回転体１２と、前記モータによって回転する前記リングギヤ１０の一方向の回転力を前記回転体１２へ伝達し、他方向の回転力を転動体３７へ伝達する一方向クラッチ１３と、前記一方向クラッチ１３に外嵌固定されて潤滑剤が外部へ漏れるのを防止するシール部材４３と、を備え、前記シール部材４３と前記回転体１２で軸方向の移動を規制し、さらに前記シール部材４３の軸方向に等配に設けられた弾性体４３ａ、４３ｂおよびコイルばね５０で前記転動体３７を弾性支持した。【選択図】図１
2013194775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動用モータから回転力が伝達されるリングギヤと、エンジンのクランク軸に対して前記リングギヤを回転可能に支持する転がり軸受と、前記クランク軸と一体回転する円板状の回転体と、前記モータによって回転する前記リングギヤの一方向の回転力を前記回転体へ伝達し、他方向の回転力を転動体に伝達する一方向クラッチを備える始動回転力伝達機構において、前記一方向クラッチは、前記転動体が、外周側に円筒状軌道面が形成された内輪と、その内輪の外側に同心的に配置されるとともに、自身の内周面に回転半径が周方向に沿って変化する内周カム面が形成された外輪と、前記円筒状軌道面と前記内周カム面との間に形成されるラジアル方向空隙と、前記回転板とで形成される軸方向の空間に潤滑剤が充填され、前記潤滑剤が外部へ漏れるのを防止するシール部材が前記外輪に外嵌され、前記シール部材と前記回転板で軸方向の移動を規制し、さらに前記シール部材の軸方向に等配に設けられた断面コ形状の弾性体および前記外輪の外周面上に設けられたばね支持体と前記転動体との間に圧縮状態で配置され、前記弾性体および前記コイルばねで前記転動体を弾性支持したことを特徴とした始動回転力伝達機構。
【請求項２】
請求項１に記載の始動回転力伝達機構において、前記一方向クラッチは、前記転動体が円筒ころで、前記回転体と前記シール部材の径方向中間部の中心径寸法が、前記転動体に接する端部の中心径寸法よりも大きい構造を特徴とした始動回転力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを始動させるために、始動用モータの回転力をエンジンのクランク軸に伝達させる始動回転力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載されているエンジンを始動させるための機構として、エンジンクランク軸と、エンジンの近傍に設けられている始動用モータとの間にエンジンクランク軸と一体のフライホイールの外周部にリングギヤが設けられた機構があり、このリングギヤを通じて始動用モータの回転力がクランク軸に伝達され、エンジンを始動させている。そして、従来では、リングギヤに対して始動用モータのピニオンを軸方向に往復移動させることで、ピニオンとリングギヤとが噛み合った状態（エンジン始動時）と、この噛み合いを解除した状態（エンジン始動後）とに切り替えている。
【０００３】
近年、車両の燃費向上を目的として、車両が停止している間、エンジンを停止するアイドリングストップ機能が注目されている。この機能を備えたエンジンの場合、エンジンの始動と停止が繰り返し行われる。
このため、上記のようなピニオンを軸方向に移動させる機構の場合では、タイムラグの発生、ギヤ噛み合い部の劣化などの問題が生じることから、例えば特許文献１のような、リングギヤに一方向クラッチを組み合わせた伝達機構が提案されている。
【０００４】
この一方向クラッチを備えた伝達機構によれば、始動用モータに連結されたピニオンがリングギヤと噛み合った状態で、始動用モータの回転力をリングギヤを通じてクランク軸へ伝達して、エンジンを始動させることができると共に、エンジン始動後において、クランク軸側の回転数がリングギヤの回転数よりも高くなると、空転しクランク軸への回転力の伝達が遮断される。
【０００５】
特許文献１に記載の伝達機構は、図５に示しているように、クランク軸９１と一体回転する円板状の回転体９２と、転がり軸受９３によってクランク軸９１に対して回転可能に支持されていると共に始動用モータに連結されたピニオン１０３から回転力が伝達されるリングギヤ９４とを備えている。そして、回転体９２と、リングギヤ９４との間に、一方向クラッチ９０が設けられており、この一方向クラッチ９０は、始動用モータによって回転するリングギヤ９４の一方向の回転力を、回転体９２へ伝達することができ、他方向の回転力の伝達を遮断することができる。
【０００６】
一方向クラッチ９０は、リングギヤ９４に固定された内輪９６と、回転体９２に固定された外輪９７と、これら内外輪の間に設けられた保持器９５に移動を規制されている複数の転動体９８とを有した構造であり、一方向クラッチ９０の内輪９６が、転がり軸受９３の外輪９９に外嵌した構成となっている。さらに、この伝達機構では、一方向クラッチ９０の径方向外側に、シール１００が設けられている。
このように、転がり軸受９３、一方向クラッチ９０及びシール１００を径方向に並べて配置することで、エンジン本体（シリンダブロック）１０１とその軸方向隣りに設置されるトランスミッション１０２との間の狭い空間に、伝達機構を設置するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３２４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記始動回転力伝達機構で、エンジン始動装置は始動と停止が頻繁で振動が大きくなりやすくこの振動により、転動体９８が振動するため、転動体９８と内外輪９６，９７との噛み合いがスムーズに行われず一方クラッチが動作しない場合がある。このため、一方向クラッチ９０の転動体９８の振動を低減するため、転動体９８に付勢力を与える付勢力ばね９５ａを用いている。
このように、一方向クラッチ９０に付勢力ばね９５ａを用いているので、付勢力ばね９５ａを設ける分、一方向クラッチ９０の軸方向が長くなり大型化している。
【０００９】
そこで本発明の目的は、エンジンの始動・停止が頻繁に行われ大きな振動が発生しても一方向クラッチがスムーズに動作すると共に、小型化を達成できる始動回転力伝達機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、始動用モータから回転力が伝達されるリングギヤと、エンジンのクランク軸に対して前記リングギヤを回転可能に支持する転がり軸受と、前記クランク軸と一体回転する円板状の回転体と、前記モータによって回転する前記リングギヤの一方向の回転力を前記回転体へ伝達し、他方向の回転力を転動体へ伝達する一方向クラッチを備える始動回転力伝達機構において、前記一方向クラッチは、前記転動体が、外周側に円筒状軌道面が形成された内輪と、その内輪の外側に同心的に配置されるとともに、自身の内周面に回転半径が周方向に沿って変化する内周カム面が形成された外輪と、前記円筒状軌道面と前記内周カム面との間に形成されるラジアル方向空隙と、前記回転板とで形成される軸方向の空間に潤滑剤が充填され、前記潤滑剤が外部へ漏れるのを防止するシール部材が前記外輪に外嵌され、前記シール部材と前記回転板で軸方向の移動を規制し、さらに前記シール部材の軸方向に等配に設けられた断面コ形状の弾性体および前記外輪の外周面上に設けられたばね支持体と前記転動体との間に圧縮状態で配置され、前記弾性体および前記コイルばねで前記転動体を弾性支持したことを要旨としている。
【００１１】
本発明によれば、一方向クラッチが、転がり軸受と径方向内側から外側に向かって径方向に並んで配置されて、さらに、一方向クラッチの転動体をシール部材と回転体で軸方向に規制しているため、転動体の保持器を省略できるため、軸方向にコンパクトにできる。同時に付勢コイルばねと弾性体で転動体を弾性支持しているため、弾性体が転動体の振動を吸収して一方向クラッチがスムーズに動作することができる。そのため、小型化と動作機能性の両立した一方向クラッチを用いた始動回転力伝達機構を提供することができる。
【００１２】
さらに、請求項２に記載の発明は、前記一方向クラッチは、前記転動体が円筒ころで、前記回転体と前記シール部材の径方向中間部の中心径寸法が、前記転動体に接する端部の中心径寸法よりも大きい構造を要旨としている。
【００１３】
本発明によれば、転動体が円筒ころで、円筒ころの端面の中心より大きい径で支持することで、転動体の傾きを抑えながら軸方向の移動を規制し、かつ円周方向のスムーズな移動ができるため、一方向クラッチの機能が安定して、小型化と動作機能性の両立した一方向クラッチを用いた始動回転力伝達機構を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンジンの始動・停止が頻繁に行われ大きな振動が発生しても一方向クラッチがスムーズに動作すると共に、小型化を達成できる始動回転力伝達機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の始動回転力伝達機構、及び、この伝達機構が設けられているエンジン本体（シリンダブロック）の一部を示す断面図。
【図２】図１の一方クラッチのＩ−Ｉ断面図。
【図３】図２のA―A断面図。
【図４】（a）本発明のシール外観図、（ｂ）A’―A’断面。
【図５】一方向クラッチを備えている従来の始動回転力伝達機構、及び、この伝達機構が設けられているエンジン本体の一部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の始動回転力伝達機構１、及び、この伝達機構１が設けられているエンジン本体（シリンダブロック２）の一部を示す断面図である。この伝達機構１は、エンジンのシリンダブロック２と、その軸方向隣りに設置されるトランスミッション３との間の空間に配置されるものであり、始動用モータＭの回転力を、後述のリングギヤ１０及び一方向クラッチ１３を用いてエンジンのクランク軸４に伝達し、エンジンを始動させることができる。なお、始動用モータＭは、シリンダブロック２の近傍に設けられている。
【００１７】
以下、この伝達機構１の構成について説明する。図１において、伝達機構１は、始動用モータＭによって回転するピニオン５と噛み合った状態にあり当該ピニオン５から回転力が伝達されるリングギヤ１０と、エンジンのクランク軸４に対してリングギヤ１０を回転可能に支持する転がり軸受１１と、クランク軸４と一体回転する円板状の回転体１２と、リングギヤ１０と回転体１２との間に設けられている一方向クラッチ１３と、クランク軸４側から流れてくるエンジンオイルが漏れるのを防止するシール１４とを備えている。
【００１８】
そして、転がり軸受１１及び一方向クラッチ１３が、この順で径方向内側から外側に向かって径方向に並んで直線的に配置されている。この配置を、以下、径方向配置と呼ぶ。なお、前記直線的とは、図１の断面図に示しているように、転がり軸受１１の軸方向寸法の範囲内に、一方向クラッチ１３の少なくとも一部が存在している状態を意味する。つまり、転がり軸受１１、及び一方向クラッチ１３は、径方向の設置位置については異なるが、軸方向の設置位置が重なっている。
【００１９】
リングギヤ１０は、円環状であり、ピニオン５と噛み合う外周側のギヤ部２１と、転がり軸受１１に外嵌固定されている内周側の内筒部２２と、内筒部２２とギヤ部２１とを連結している円環部２３とを有している。リングギヤ１０（ギヤ部２１、内筒部２２及び円環部２３）は、クランク軸４の中心線Ｃと同心上に配置されている。円環部２３は、その径方向中間部から軸方向に突出した筒形状の中間筒部２４と、この径方向内側に設けられ軸方向に膨らむようにして折れ曲がっている折れ曲がり部２５とを有して内筒部２２に連結している。
【００２０】
転がり軸受１１は、クランク軸４に外嵌している内輪３１と、外輪３２と、内輪３１と外輪３２との間に介在している複数の転動体３３とを有している。また、転動体３３は玉であり、特に、この転がり軸受１１は、単列の転動体（玉）３３を備えた四点接触玉軸受である。転がり軸受１１は、クランク軸４と同心上に配置されている。
【００２１】
回転体１２は、ボルト８によってフライホイール６と共にクランク軸４に固定されており、クランク軸４と一体回転可能である。回転体１２は、外周側に設けられている筒形状の第１円筒部３４を有しており、回転体１２（第１円筒部３４）は、クランク軸４と同心上に配置されている。
【００２２】
図２に示すように、 一方向クラッチ１３は、回転体１２の第１円筒部３４とリングギヤ１０の中間筒部２４との間に介在している複数の円筒ころ３７を有している。つまり、この一方向クラッチ１３は、第１円筒部３４をクラッチ外輪とし、中間筒部２４をクラッチ内輪としているころ式のものである。
また、シール４３が、一方向クラッチ１３の軸方向片側に回転体１２の第１円筒部３４の外周部に嵌合装着されている。シール４３は、図３に示すように回転体１２の第１円筒部３４の外周面に嵌合して取り付けられている芯金４１ｄと、この芯金４３ｄに固着されているゴム製のシールリップ４３ｃと芯金４１ｄの側面部に軸方向に固着延長した弾性体４３ａ、４３ｂを有している。シールリップ４３ｃは、円環部２３の内筒部２４の外周面２４ａに摺動している。
【００２３】
シール４３の側面部の弾性体４３ａ、４３ｂは、内筒部２４に対して周方向および軸方向に位置決めされた状態で内筒部２４に外装されるとともに、シール４３の側面部の円周方向複数箇所に円周方向に貫通する溝部４３ｄが形成され、各溝部４３ｄのそれぞれにコイルばね５０が１つずつ収納される。
【００２４】
また、複数の転動体３７は、回転体１２の第１円筒部３４とリングギヤ１０の中間筒部２４との間の径方向および、シール４３と回転体１２との空間の軸方向中央領域に介装され、円周方向には図２に示すように、シール４３の側面部の弾性体４３ａ、４３ｂとで保持された転動体３７を保持する円形のコイルばね５０とを備えている。
【００２５】
回転体１２は回転体１２の円筒部３４からこの径方向内側に設けられ軸方向に膨らむようにして折れ曲がっている折れ曲がり部３４ａとを有して内筒部３５に連結している。この折れ曲がり部３４ａの中心径Ｌはころ３７の中心径Ｍより大きく設定して、ころ３７の軸方向の移動を規制している。
回転体１２と反対側のシール４３は芯金の径方向内側に設けられ、回転体１２とは逆の軸方向に膨らむようにして折れ曲がっている折れ曲がり部４３ａとを有して、この折れ曲がり部３４の中心径Ｎはころ３７の中心径Ｍより大きく設定して、ころ３７の軸方向の移動を規制している。
この折れ曲がり部により、ころ３７の傾きを防止しながら、潤滑剤の通路を確保してクラッチ機能に重要なスムーズなころの円周方向移動を可能としている。
【００２６】
コイルばね５０の一端５０ａは、回転体１２の第１円筒部３４に等配に設けられた突起３４ａの周方向一方内壁３４ｂをばね座とし、他端の先端の巻部５０ｂは転動体３７の外周面に当接して、転動体３７を回転体１２の第１円筒部３４とリングギヤ１０の中間筒部２４とで形成されるくさび状空間３４ｃの狭い側（ロック状態となる側）に弾性付勢している。
【００２７】
上記一方クラッチ１３において、一方向クラッチ１３の機能を説明すると、リングギヤ１０の中間円筒部２４の回転速度が回転体１２の第１円筒部３４の回転速度よりも速くなると、一方向クラッチ１３の転動体３７がくさび状空間３４ｂの狭い側へ食い込んでロック状態となるので、リングギヤ１０は回転体１２と一体回転する。
【００２８】
リングギヤ１０の中間円筒部２４の回転速度が回転体１２の第１円筒部３４の回転速度よりも遅くなると、一方向クラッチ１３の転動体３７がロック位置から外れてくさび状空間３４ｃの広い側へ移動してフリー状態に切替わる。これにより、リングギヤ１０は回転体１２との回転動力の伝達を遮断されるが、リングギヤ１０は発電機ロータが大きな回転慣性を有するため、該遮断以降も回転を継続する。
【００２９】
以上の構成を備えた一方クラッチ１３においては、リングギヤ１０が慣性回転停止するときに、転動体３７の自励振動を防止するべく、コイルばね５０の振動減衰を促進させる弾性部４３ａ、４３ｂを備えたことを特徴とする。
【００３０】
弾性体４３ａ、４３ｂは、回転体１２の第１円筒部３４各柱部３４aのそれぞれの円周方向一方の内壁３４ｂをコイルばね５０と同じばね座とし、ばね座３４ｂにおいて、径方向内側４３ｂを径方向外側４３ａよりも円周方向一方に所定距離Ｓだけ後退させた構成としている。
【００３１】
弾性体４３ａ、４３ｂは、上記構成のように５０aの径方向内側を径方向外側に比べて後退させることで、コイルばね５０が円周方向に均等に撓むように傾斜して、コイルばね５０のころ接触側端部である先端巻部５０ｂの径方向内側が転動体３７の中央部に常に接触している。
【００３２】
弾性体４３ａ、４３ｂは使用温度範囲でコイルばね５０の弾性率が弾性部材の弾性率より大きく設定しており、弾性体４３ａ、４３ｂが高温度域で弾性率が低下してもコイルばね５０の弾性率で補うことができるとともに、弾性率が増加する低温度域でもコイルばね５０の弾性率が大きいため、転動体３７を安定して弾性支持ができる。
【００３３】
本実施形態では、上記構成の弾性体４３ａ、４３ｂを備えるから、リングギヤ１０が停止する際にコイルばね５０の先端巻部１５ｂが弾性体４３ａ、４３ｂに摩擦接触しながら、転動体３７の中央部を弾性支持するため、転動体３７の振動が弾性部４３ａ、４３ｂおよびコイルばね５０の振動が摩擦エネルギに変換されて急速に減衰することになる。その結果、転動体３７の自励振動が起因となる転動体３７のスティックスリップ現象が抑制され、上記振動の発生を防止により一方向クラッチがスムーズに動作することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１：始動回転力伝達機構
２：エンジン本体（シリンダブロック）
４：クランク軸
７：側壁
７ａ：突出部（一部）
１０：リングギヤ
１１：転がり軸受
１２：回転体
１３：一方向クラッチ
１４：シール
２１：ギヤ部
２２：内筒部
２４：中間筒部
３４：第１円筒部
３５：第２円筒部
４１：第１シール
４２：第２シール
４３：シール部材
Ｍ：始動用モータ
【図１】
2013194775.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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