(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（２０）から供給される電力で回転作動するスタータモータ（２１）と、クランクシャフト（２）との間に、スタータモータ（２１）の回転動力を減速してクランクシャフト（２）に伝達し得る始動用動力伝達手段（２２）が設けられるエンジンの始動装置において、シリンダヘッド（３７）に開閉作動可能に配設される排気弁（３８）を開閉作動するロッカアーム（４２）に設けられる係合腕（４２ａ）に係合するデコンプカム（４６）ならびに該デコンプカム（４６）を回動可能としてデコンプカム（４６）に連結されるアクチュエータ（４７）を有するとともに前記アクチュエータ（４７）の作動に応じて前記排気弁（３８）を押し下げて開弁し得るデコンプ手段（４８）と、クランクシャフト（２）の回転数を検出する回転数検出器（５２）と、前記スタータモータ（２１）の作動開始に伴って前記アクチュエータ（４７）の作動を開始するとともに前記回転数検出器（５２）で検出される回転数が設定回転数に達するまでは前記アクチュエータ（４７）の作動を継続するようにして該アクチュエータ（４７）の作動を制御する制御手段（４９）とを備えることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
前記始動用動力伝達手段（２２）には、クランクシャフト（２）よりも高速で回転するようにして該クランクシャフト（２）に常時連結されるクラッチ部材（３３）を一構成要素とするワンウエイクラッチ（２４）が介設されることを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの始動装置に関し、特に、バッテリから供給される電力で回転作動するスタータモータと、クランクシャフトとの間に、スタータモータの回転動力を減速してクランクシャフトに伝達し得る始動用動力伝達手段が設けられるエンジンの始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる装置は、たとえば特許第３０７００８６号公報等で既に良く知られている。このものでは、単気筒エンジンにおいて、エンジン始動時のクランクシャフトの逆転作用に対してスタータモータを保護するためのトルクリミッタ機構を始動用動力伝達手段に設けることで、強度を過大に設定することなくスタータモータおよび始動用動力伝達手段の小型化を図るようにしている。また特開平４−１４８００８号公報等で開示されるように、単気筒エンジンの始動時に最初の圧縮行程でデコンプ手段により排気弁を開くことでクランクシャフトの逆転作用に対してスタータモータを保護するようにして、スタータモータおよび始動用動力伝達手段を、その強度を過大に設定することなく小型化するようにしたものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、単気筒エンジンでは、上述の従来技術のようにトルクリミッタ機構やデコンプ手段を設けることで、スタータモータおよび始動用動力伝達手段の小型化を図ることが可能であるが、多気筒エンジンに、上記従来技術をそのまま適用することは困難である。すなわち多気筒エンジンでは、クランクシャフトのイナーシャが大きい割に点火のタイミングが早いことに起因して、リッミタ荷重を大きく設定しないとクランクシャフトを始動することが困難となり、またクランク角が小さい範囲でデコンプ手段を作動させることも困難であるので、多気筒エンジンのスタータモータおよび始動用動力伝達手段の小型、軽量化を図ることが困難となっている。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、多気筒エンジンであってもスタータモータおよび始動用動力伝達手段の小型、軽量化を図ることを可能としたエンジン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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、バッテリから供給される電力で回転作動するスタータモータと、クランクシャフトとの間に、スタータモータの回転動力を減速してクランクシャフトに伝達し得る始動用動力伝達手段が設けられるエンジンの始動装置において、シリンダヘッドに開閉作動可能に配設される排気弁を開閉作動するロッカアームに設けられる係合腕に係合するデコンプカムならびに該デコンプカムを回動可能としてデコンプカムに連結されるアクチュエータを有するとともに前記アクチュエータの作動に応じて前記排気弁を押し下げて開弁し得るデコンプ手段と、クランクシャフトの回転数を検出する回転数検出器と、前記スタータモータの作動開始に伴って前記アクチュエータの作動を開始するとともに前記回転数検出器で検出される回転数が設定回転数に達するまでは前記アクチュエータの作動を継続するようにして該アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、スタータモータの作動開始に応じて該スタータモータからの動力が始動用動力伝達手段を介してクランクシャフトに伝達されることになるが、スタータモータの作動開始に応じてデコンプ手段のアクチュエータが作動して排気弁が押し下げられて開弁するので、エンジンの圧縮行程での燃焼室圧力を低下させることでエンジンの起動トルクを大幅に低減することができる。しかもデコンプ手段によって排気弁が押し下げられて開弁した状態が終了するのは、クランクシャフトの回転数が設定回転数に達してからであり、エンジンの圧縮行程での燃焼室圧力が通常の状態まで増大してもクランクシャフトが充分なイナーシャを有しているので、エンジンを確実に始動させることができる。このようにしてエンジンの始動時に必要な起動トルクを低下させることができ、しかも点火のタイミングにかかわらずクランクシャフトの回転数が設定回転数に達するまでデコンプ手段を作動し続けるので、多気筒エンジンであってもスタータモータおよび始動用動力伝達手段の小型、軽量化を図ることが可能となる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記始動用動力伝達手段には、クランクシャフトよりも高速で回転するようにして該クランクシャフトに常時連結されるクラッチ部材を一構成要素とするワンウエイクラッチが介設されることを特徴とし、かかる構成によれば、ワンウエイクラッチの一構成要素であるクラッチ部材が発揮する比較的大きなイナーシャをクランクシャフトのイナーシャとして有効利用し、エンジンの始動性を向上することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの一部構成を示す断面図、図２はエンジンの飛行機への搭載状態を示す側面図、図３は図２の３−３線に沿う断面図、図４は図２の４−４線に沿う拡大断面図である。
【００１０】
先ず図１において、このエンジンＥは、たとえば自動車、自動二輪車および飛行機等に搭載される水平対向型の多気筒たとえば２気筒のエンジンであり、クランクケース１で回転自在に支承されるクランクシャフト２が備える複数のクランクピン部２ａ，２ａ…には、コンロッド４，４…の大端部がそれぞれ連結され、各コンロッド４，４…の小端部は、クランクシャフト２の軸線を含む平面への投影では一部を相互に重ね合わせた配置となる複数のシリンダボア３，３…にそれぞれ摺動自在に嵌合されるピストン（図示せず）に連結される。
【００１１】
クランクシャフト２の一端部はクランクケース１から突出されており、該クランクシャフト２の一端部には発電機５のロータ６が同軸に連結され、該発電機５のステータ７は、クランクケース１に固定される支持板８に固定的に支持される。しかもクランクケース１には発電機５を覆うカバー９が締結される。
【００１２】
クランクケース１および支持板８間でクランクシャフト２には第１ギヤ１０が固定されており、この第１ギヤ１０に噛合する第２ギヤ１１が固定される回転軸１２がクランクケース１および支持板８で回転自在に支承される。また回転軸１２には第３ギヤ１３が一体に設けられており、第３ギヤ１３は、動弁装置４５に連なる第４ギヤ１４に噛合される。
【００１３】
カバー９には、ウォータポンプ１５が取付けられており、該ウォータポンプ１５のポンプ軸１６は前記回転軸１２に同軸にかつ相対回転不能に連結され、ウォータポンプ１５にもクランクシャフト２からの回転動力が伝達される。
【００１４】
カバー９には、一対のケース部材１８，１９を結合して成るギヤケース１７が結合されており、バッテリ２０から供給される電力で回転作動するようにしてクランクケース１外に配置されるスタータモータ２１が、クランクシャフト２と平行な回転軸線を有してギヤケース１７に支持され、このスタータモータ２１およびクランクシャフト２間に始動用動力伝達手段２２が設けられる。
【００１５】
始動用動力伝達手段２２は、スタータモータ２１の出力を減速して伝達するようにしてギヤケース１７内に収納される減速ギヤ列２３と、ギヤケース１７内に収納されるワンウエイクラッチ２４と、減速ギヤ列２３およびワンウエイクラッチ２４間に設けられるダンパばね２５と、ワンウエイクラッチ２４の一部を構成するクラッチ部材としてのクラッチアウタ３３に締結されるフライホイール２６と、フライホイール２６に同軸に連なる回転軸２７と、クランクシャフト２の第１ギヤ１０に噛合するようにして回転軸２７に一体に形成される第５ギヤ２８とを備える。
【００１６】
減速ギヤ列２３の一部を構成するギヤ２９には、ギヤケース１７内で両端部を支持された支軸３０で回転自在に支承されたギヤ３１が備える円筒状の軸部３１ａが圧入されるのであるが、軸部３１ａに表面処理を施すことにより、過大なトルクの入力時にギヤ２９に対して軸部３１ａを滑らせることができる。すなわち軸部３１ａおよびギヤ２９でトルクリミッタ機構を構成することができる。
【００１７】
ワンウエイクラッチ２４は、減速ギヤ列２３にダンパばね２５を介して連結されるクラッチインナ３２と、前記クラッチアウタ３３とを備えるものであり、クラッチインナ３２に減速ギヤ列２３側から入力される一方向への回転動力をクラッチアウタ３３側に伝達するが、エンジンＥの始動に応じてクランクシャフト２に連なるクラッチアウタ３３の前記一方向への回転速度がクラッチインナ３２の回転速度を上回ったときにはクラッチインナ３２およびクラッチアウタ３３間の動力伝達を遮断する。
【００１８】
回転軸２７は、一端をギヤケース１７内に突入するようにして、クランクケース１およびカバー９で回転自在に支承されており、ギヤケース１７内で回転軸２７の一端部にフライホイール２６がスプライン結合され、フライホイール２６の外面に係合するボルト３４が回転軸２７に螺合される。
【００１９】
回転軸２７の他端部に一体に形成されてクランクシャフト２の第１ギヤ１０に噛合する第５ギヤ２８は、第１ギヤ１０よりも小径に形成されており、回転軸２７とともに回転するフライホイール２６およびクラッチアウタ３３は、クランクシャフト２に常時連結されるとともにクランクシャフト２よりも高速で回転することになる。
【００２０】
スタータモータ２１およびバッテリ２０間にはリレー３６が設けられており、スタータスイッチ３５の接・断に応じてリレー３６が接・断作動することにより、スタータモータ２１へのバッテリ２０からの電力供給および供給停止すなわちスタータモータ２１の作動および作動停止が制御される。
【００２１】
ところで、エンジンＥのシリンダヘッド３７には各気筒毎に排気弁３８…が開閉作動可能に配設されており、排気弁３８は、排気弁３８の開閉作動軸線と同軸であるリフタハウジング３９を有してシリンダヘッド３７に固定されるホルダ４０、該ホルダ４０に固定支持されたロッカシャフト４１で揺動可能に支承されるロッカアーム４２、該ロッカアーム４２の一端に上方に向けての押圧力を作用せしめるプッシュロッド４３、ならびにロッカアーム４２の他端および排気弁３８間に介在してリフタハウジング３９に摺動可能に嵌合されるリフタ４４等を備える動弁装置４５で開閉駆動される。
【００２２】
前記動弁装置４５におけるロッカアーム４２の他端側に設けられた係合腕４２ａにはデコンプカム４６が係合されており、このデコンプカム４６と、デコンプカム４６を回動可能としてデコンプカム４６に連結されるアクチュエータとしてのソレノイド４７とでデコンプ手段４８が構成される。
【００２３】
而して該デコンプ手段４８は、そのソレノイド４７の作動によるデコンプカム４６の回動により、排気弁３８を押し下げて開弁することが可能であり、ソレノイド４７の作動は、制御手段４９により制御される。
【００２４】
制御手段４９には、スタータモータ２１の作動開始時期を検出するためにスタータスイッチ３５が接続されており、また発電機５におけるロータ６の外周面に対向する位置でカバー９に取り付けられることでクランクシャフト２の回転数を検出する回転数検出器５２の検出値も制御手段４９に入力される。
【００２５】
而して制御手段４９は、スタータモータ２１の作動開始に伴ってソレノイド４７の作動を開始して排気弁３８を押し下げて開弁するとともに、回転数検出器５２で検出される回転数が充分に高い値として予め設定された設定回転数に達するまでは前記ソレノイド４７の作動を継続するようにして、ソレノイド４７の作動を制御する。
【００２６】
また制御手段４９は、エンジンＥが備える点火プラグ５１，５１…を点火させる点火装置５０の作動も制御するものであり、ソレノイド４７の作動停止すなわちデコンプ手段４８の作動停止に応じて点火プラグ５１，５１…の点火を開始するように制御手段４９で点火装置５０を制御することが望ましく、また図示しない燃料噴射弁による燃料噴射開始時期も点火プラグ５１，５１…の点火開始時期と同様にデコンプ手段４８の作動停止後に定めることが望ましい。
【００２７】
ところで、このようなエンジンＥが、図２で示すように、飛行機１５０に搭載される場合には、機体１５１の前部に取付けられるカウル１５２内に、クランクシャフト２の軸線を前後方向に沿わせるようにしてエンジンＥが収容され、カウル１５２内に配置される支持フレーム１５３にエンジンＥが弾性的に支持される。
【００２８】
カウル１５２の前方には、複数枚のプロペラ１５４…を有するスピナー１５５配置されており、エンジンＥのクランクシャフト２がスピナー１５５に同軸に結合される。
【００２９】
図３を併せて参照して、エンジンＥの上方には前後方向に延びる吸気マニホールド１５６が配置されており、その吸気マニホールド１５６の前部両側と、エンジンＥが備える左右のシリンダヘッド３７，３７とが、吸気管５５，５５を介して接続される。
【００３０】
また吸気マニホールド１５６の後部には、エンジンＥよりも後方側であって前記吸気マニホールド１５６の後部下方に配置されるエアクリーナ１５７が接続される。しかもエアクリーナ１５７の下部には、エンジンＥの下方を前方側に延びる吸い込み管１５８が接続されており、該吸い込み管１５８の前端は、カウル１５２の前端下部に設けられるスクリーン１５９に臨んで開口する。
【００３１】
エンジンＥの下部の左右両側にはラジエータ１６０，１６０が配置される。これらのラジエータ１６０，１６０は，前上がりに延びる一対の第１エアダクト１６１，１６１内に収納され、両第１エアダクト１６１，１６１の下端はカウル１５２内で斜め後方に向けて開口する。また両第１エアダクト１６１，１６１の上端には、第２エアダクト１６２が共通に接続される。この第２エアダクト１６２は、前記スクリーン１５９に臨んだ空気取入れ口１６３を前端中央部に有してエンジンＥの前部の下方で左右に延びる共通ダクト部１６２ａと、該共通ダクト部１６２ａの左右両端部から後ろ上がりに延びて前記第１エアダクト１６１，１６１の上端に接続される一対の分岐ダクト部１６２ｂ，１６２ｂとを備える。
【００３２】
すなわち、エンジンＥの下部の左右両側に配置されるラジエータ１６０，１６０は、カウル１５２の前端のスクリーン１５９から空気取入れ口１６３にプロペラ１５４…から圧送された空気が、第２エアダクト１６２から左右の第１エアダクト１６１，１６１に分かれて流通することにより冷却される。
【００３３】
支持フレーム１５３は、たとえば複数のパイプ部材を組み合わせて、前記エンジンＥを後方から抱持するように形成される。一方、エンジンＥのクランクケース１９における後部のたとえば４箇所には、後方側に向かうにつれて相互間の距離が大となるように傾斜した取付け腕１６４，１６４…が、たとえばクランクシャフト２１の軸線に直交する平面内において該軸線を中心とした仮想直角四辺形の各角部に位置するようにして設けられており、それらの取付け腕１６４，１６４…が、弾性マウント１６５，１６５…を介して支持フレーム１５３に取付けられる。
【００３４】
図４を併せて参照して、弾性マウント１６５は、円筒状のカラー１６６と、該カラー１６６を同軸に囲繞するとともに支持フレーム１５３に固着される円筒状の支持筒１６７と、内、外周をカラー１６６の外周および支持筒１６７の内周に焼き付けてカラー１６６および支持筒１６７間に介装されるマウントゴム１６８とから成り、カラー１６６の両端は支持筒１６７の両端から突出する。
【００３５】
一端を取付け腕１６４に当接せしめたカラー１６６の他端には、押さえ板１６９が当接される。而して、押さえ板１６９の外面に係合する拡径頭部１７０ａを有して押さえ板１６９およびカラー１６６に挿通されるボルト１７０が、エンジンＥの取付け腕１６４に螺合され、ボルト１７０を締付けることにより、取付け腕１６４すなわちエンジンＥが支持フレーム１５３に弾性的に取付けられることになる。
【００３６】
次にこの実施例の作用について説明すると、エンジンＥを始動せしめるべくスタータスイッチ３５を導通させてスタータモータ２１の作動を開始すると、そのスタータモータ２１からの動力が始動用動力伝達手段２２を介してクランクシャフト２に伝達されることになる。しかるに、スタータモータ２１の作動開始に応じて、制御手段４９はデコンプ手段４８のソレノイド４７を作動せしめ、デコンプカム４６により排気弁３８が押し下げられて開弁するので、エンジンＥの圧縮行程での燃焼室圧力を低下させ、エンジンＥの起動トルクを大幅に低減することができる。しかもデコンプ手段４８によって排気弁３８が押し下げられて開弁した状態が終了するのは、クランクシャフト２の回転数が設定回転数に達してからであり、エンジンＥの圧縮行程での燃焼室圧力が通常の状態まで増大してもクランクシャフト２が充分なイナーシャを有しているので、エンジンＥを確実に始動させることができ、エンジンＥの始動時に必要な起動トルクを低下させることができる。
【００３７】
デコンプ手段４８は、点火のタイミングにかかわらずクランクシャフト２の回転数が設定回転数に達するまで作動し続けるので、多気筒たとえば２気筒のエンジンＥであってもスタータモータ２１および始動用動力伝達手段２２の小型、軽量化を図ることが可能となる。
【００３８】
また始動用動力伝達手段２２には、クランクシャフト２よりも高速で回転するようにして該クランクシャフト２に常時連結されるクラッチアウタ３３を一構成要素とするワンウエイクラッチ２４が介設されており、クラッチアウタ３３が発揮する比較的大きなイナーシャをクランクシャフト２のイナーシャとして有効利用し、エンジンＥの始動性を向上することができる。特にこの実施例のようにフライホイール２６がクラッチアウタ３３に締結されていると、クラッチアウタ３３およびフライホイール２６が発揮するより大きなイナーシャをクランクシャフト２のイナーシャとして有効利用し、エンジンＥの始動性をより一層向上することができる。
【００３９】
さらにデコンプ手段４８の作動停止に応じて点火プラグ５１，５１…の点火を開始するとともに燃料噴射を開始するようにすると、エンジンＥの始動性をより一層向上することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４１】
たとえば上記実施例では多気筒のエンジンＥについて説明したが、本発明を単気筒のエンジンに適用し得ることは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、クランクシャフトの回転数が設定回転数に達するまではエンジンの圧縮行程での燃焼室圧力を低下させることでエンジンの起動トルクを大幅に低減して、エンジンを確実に始動させることができ、多気筒エンジンであってもスタータモータおよび始動用動力伝達手段の小型、軽量化を図ることが可能となる。
【００４３】
また請求項２記載の発明によれば、ワンウエイクラッチの一構成要素であるクラッチ部材が発揮する比較的大きなイナーシャをクランクシャフトのイナーシャとして有効利用し、エンジンの始動性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの一部構成を示す断面図である。
【図２】エンジンの飛行機への搭載状態を示す側面図である。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図２の４−４線に沿う拡大断面図である。
【符号の説明】
２・・・クランクシャフト
２０・・・バッテリ
２１・・・スタータモータ
２２・・・始動用動力伝達手段
２４・・・ワンウエイクラッチ
３３・・・クラッチ部材としてのクラッチアウタ
３７・・・シリンダヘッド
３８・・・排気弁
４２・・・ロッカアーム
４２ａ・・・係合腕
４６・・・デコンプカム
４７・・・アクチュエータとしてのソレノイド
４８・・・デコンプ手段
４９・・・制御手段
５２・・・回転数検出器
Ｅ・・・エンジン
【図１】
0003934912.tif 000002
【図２】
0003934912.tif 000003
【図３】
0003934912.tif 000004
【図４】
0003934912.tif 000005