(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動用電動モータの出力軸に連結されたモータ側回転要素と、
エンジンの出力軸に連結されたエンジン側回転要素と、
前記モータ側回転要素と前記エンジン側回転要素との間に介装され、当該始動用電動モータから当該エンジンへのみ駆動力の伝達を行わしめるオーバランニングクラッチと
を有するスタータ装置において、
前記オーバランニングクラッチの内輪要素は前記モータ側回転要素に一体的に設けられ、前記オーバランニングクラッチの外輪要素は前記エンジン側回転要素に一体的に設けられると共に前記エンジンの出力軸と常に連動しており、
前記オーバランニングクラッチと同軸上には、前記モータ側回転要素を構成要素とし、前記オーバランニングクラッチへの潤滑油の供給に供される潤滑油供給手段を備えたことを特徴とするスタータ装置。
【請求項２】
始動用電動モータの出力軸に連結されたモータ側回転要素と、
エンジンの出力軸に連結されたエンジン側回転要素と、
前記モータ側回転要素と前記エンジン側回転要素との間に介装され、当該始動用電動モータから当該エンジンへのみ駆動力の伝達を行わしめるオーバランニングクラッチと
を有するスタータ装置において、
前記オーバランニングクラッチの内輪要素は前記モータ側回転要素に一体的に設けられ、前記オーバランニングクラッチの外輪要素は前記エンジン側回転要素に一体的に設けられると共に前記エンジンの出力軸と常に連動しており、
前記オーバランニングクラッチと同軸上には、前記エンジン側回転要素を構成要素とすると共に、該エンジン側回転要素と一体に回転し、前記モータ側回転要素に形成された供給路を介して前記オーバランニングクラッチへ潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備えたことを特徴とするスタータ装置。
【請求項３】
前記オーバランニングクラッチはディスエンゲージ型であって、前記エンジンの始動後は、前記オーバランニングクラッチはディスエンゲージ状態となり、前記電動モータが停止した時点で前記潤滑油供給手段による潤滑油の供給が停止されることを特徴とする請求項１に記載のスタータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンを始動するスタータ装置に係り、詳しくはオーバランニングクラッチの潤滑性の向上等を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自動車等に搭載されるエンジンには、始動時にクランクシャフト等の出力軸を外部から回転させるべく、電動モータやオーバランニングクラッチ等からなるスタータ装置が付設されている。
図８に示したものは、一般的なマグネチックシフト式スタータ装置（第１従来技術）であり、電動モータのロータシャフト９にスプライン係合したクラッチスリーブ７１や、エンジン側のリングギヤ３に噛み合うピニオン５、クラッチスリーブ７１とピニオン５との間に介装されたオーバランニングクラッチ（ローラ式ワンウェイクラッチ）１１、図示しないマグネットスイッチに連結されたシフトレバー７３等からなっている。このスタータ装置では、シフトレバー７３によりクラッチスリーブ７１と伴に図中右方に駆動されたピニオン５がリングギヤ３に噛み合うと、同時に電動モータのロータシャフト９が回転を開始し、ピニオン５によりリングギヤ３（すなわち、エンジンのクランクシャフト）が回転駆動される。図８中、符号７５で示した部材はロータシャフト９とピニオン５との間に介装された軸受リングである。
【０００３】
第１従来技術のスタータ装置では、クラッチスリーブ７１とピニオン５との軸方向への分離が鋼板プレス成形品のカバー７７とワッシャ７９とにより防止されている。また、オーバランニングクラッチ１１内には潤滑用のグリースが封入されており、ワッシャ７９とパッキン８１とによりグリースの漏洩防止が図られている。
【０００４】
一方、図９に示したものは、常時噛合式スタータ装置（第２従来技術）であり、電動モータ１のロータシャフト９に固着されたドライブスプロケット８３と、エンジン側のドリブンスプロケット８５と、ドライブスプロケット８３とドリブンスプロケット８５とを連結するチェーン８７と、エンジンのクランクシャフト８９とドリブンスプロケット８５との間に介装されたオーバランニングクラッチ（スプラグ式ワンウェイクラッチ）１１とからなっている。このスタータ装置では、電動モータ１が回転すると、その回転がドライブスプロケット８３、チェーン８７、ドリブンスプロケット８５に伝達され、クランクシャフト８９が回転駆動される。図９中、符号９１で示した部材はドリブンスプロケット８５とクランクシャフト８９との間に介装された軸受リングであり、符号９３で示した部材は電動モータ１に一体化された減速ギヤヘッドである。
【０００５】
第２従来技術のスタータ装置では、クランクシャフト８９内に潤滑油ギャラリ９５が形成されており、この潤滑油ギャラリ９５から供給された潤滑油が潤滑油孔９７，９９を介してオーバランニングクラッチ１１や軸受リング９１に供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したスタータ装置は、製造コストや耐久性等の点で問題を有しており、それぞれに改善が望まれていた。
例えば、第１従来技術では、マグネットスイッチやシフトレバー７３等多数の部品を必要とするため、装置構成が複雑になると同時に製造コストも当然に上昇する。また、オーバランニングクラッチ１１に封入されたグリースが長期間の運転により劣化するため、オーバランニングクラッチ１１を構成するローラ等の摩耗による引摺トルクの増大等を防ぐには、定期的なオーバホールを行う必要があった。
【０００７】
また、第２従来技術では、潤滑油供給源たるオイルポンプがエンジンの前部等に設けられていることが多いため、長時間停止後の始動時にはオーバランニングクラッチ１１の潤滑が所定時間にわたって行われない虞があった。更に、エンジンの運転中においても、オーバランニングクラッチ１１が常時係合あるいは空転状態となるため、第１従来技術のものに較べてオーバランニングクラッチ１１の作動頻度が遙かに高く、潤滑油ギャラリ９５や潤滑油孔９７の塵埃による詰まりの影響等を受けやすかった。
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、オーバランニングクラッチの潤滑性の向上等を図ったスタータ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明では、始動用電動モータの出力軸に連結されたモータ側回転要素と、エンジンの出力軸に連結されたエンジン側回転要素と、前記モータ側回転要素と前記エンジン側回転要素との間に介装され、当該始動用電動モータから当該エンジンへのみ駆動力の伝達を行わしめるオーバランニングクラッチとを有するスタータ装置において、前記オーバランニングクラッチの内輪要素は前記モータ側回転要素に一体的に設けられ、前記オーバランニングクラッチの外輪要素は前記エンジン側回転要素に一体的に設けられると共に前記エンジンの出力軸と常に連動しており、前記オーバランニングクラッチと同軸上には、前記モータ側回転要素を構成要素とし、前記オーバランニングクラッチへの潤滑油の供給に供される潤滑油供給手段を備えたものを提案する。
この発明では、始動時において、モータ側回転要素が回転すると、潤滑油供給手段も同時に作動を開始して、オーバランニングクラッチに瞬時に潤滑油が供給され始める。
【０００９】
また、請求項１の発明では、装置の体格が小さく抑えられると共に、重量も軽減される。
【００１０】
また、請求項２の発明では、始動用電動モータの出力軸に連結されたモータ側回転要素と、エンジンの出力軸に連結されたエンジン側回転要素と、前記モータ側回転要素と前記エンジン側回転要素との間に介装され、当該始動用電動モータから当該エンジンへのみ駆動力の伝達を行わしめるオーバランニングクラッチとを有するスタータ装置において、前記オーバランニングクラッチの内輪要素は前記モータ側回転要素に一体的に設けられ、前記オーバランニングクラッチの外輪要素は前記エンジン側回転要素に一体的に設けられると共に前記エンジンの出力軸と常に連動しており、前記オーバランニングクラッチと同軸上には、前記エンジン側回転要素を構成要素とすると共に、該エンジン側回転要素と一体に回転し、前記モータ側回転要素に形成された供給路を介して前記オーバランニングクラッチへ潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備えたものを提案する。
この発明では、装置の体格や重量を小さく抑えながら、エンジン運転中には常時オーバランニングクラッチへの潤滑油の供給が行われる。
【００１１】
また、請求項３の発明では、請求項１のスタータ装置において、前記オーバランニングクラッチがディスエンゲージ型であるものを提案する。
この発明では、エンジンが始動して所定の回転数に達すると、オーバランニングクラッチのトルク伝達部材と内輪とが摺接しなくなり、両部材の摩耗や引摺トルクの発生等が起こらなくなる。
【００１２】
また、請求項３の発明では、請求項１のスタータ装置において、前記エンジンの始動後は、前記オーバランニングクラッチがディスエンゲージ状態となり、前記電動モータが停止した時点で前記潤滑油供給手段による潤滑油の供給が停止されるものを提案する。
この発明では、潤滑油供給手段が不必要に駆動されなくなり、駆動損失の低減が実現される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスタータ装置の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は第１実施形態に係るスタータ装置の縦断面図であり、図２は図１中のＡ−Ａ断面図であり、図３は同実施形態での動力伝達経路を示すスケルトン図である。尚、第１実施形態は、請求項２の発明を具現化したものである。
【００１４】
第１実施形態のスタータ装置は、図示しないキースイッチにより駆動制御される電動モータ１と、エンジン側のリングギヤ３に噛み合うピニオン５が形成されたピニオンシャフト７と、モータ側回転要素たる電動モータ１のロータシャフト９とエンジン側回転要素たるピニオンシャフト７との間に介装されたオーバランニングクラッチ１１とを主要構成部材としている。図１中に符号１３で示した部材はギヤケース１５の保持孔１７に内嵌した軸受リングであり、ピニオンシャフト７を回動自在に支持している。また、符号１９で示した部材はモータケース２１の保持孔２３に内嵌した軸受リングであり、ロータシャフト９を回動自在に支持している。
【００１５】
オーバランニングクラッチ１１は、図４に示したように、ロータシャフト９に固着された内輪３１と、ピニオンシャフト７から延設された外輪３３と、内輪３１と外輪３３との間に介装されたトルク伝達部材である複数個のスプラグ３５と、スプラグ３５を保持する内外保持器３７，３９と、スプラグ３５を係合方向に付勢するリボンスプリング４１と、内輪３１と外輪３３との開口端に嵌入したエンドベアリング４３とからなっている。尚、オーバランニングクラッチ１１はディスエンゲージ型であり、外輪３３の回転数が所定値を超えると、遠心力によりスプラグ３５が傾斜し、スプラグ３５と内輪３１との接触が断たれる。
【００１６】
第１実施形態の場合、ギヤケース１５の後端面には、図２に示すように、潤滑油供給手段たる内接ギヤポンプ５１が取り付けられている。内接ギヤポンプ５１は、ポンプハウジング５３とフロントカバー５５との間に回転自在に保持されたアウタギヤ５７と、エンジン側回転要素たるピニオンシャフト７に固着されてアウタギヤ５７と噛み合うインナギヤ５９と、ポンプハウジング５３に突設されたクレセント６１とからなっている。また、ポンプハウジング５３にはオーバランニングクラッチ１１と内接ギヤポンプ５１とを連通する潤滑油吸入孔６３が形成される一方、ピニオンシャフト７、ロータシャフト９および内輪３１には内接ギヤポンプ５１とオーバランニングクラッチ１１とを連通する潤滑油吐出孔６５，６７，６９が形成されている。
【００１７】
以下、第１実施形態の作用を述べる。
エンジン停止時に運転者がキースイッチを操作すると、電動モータ１のロータシャフト９が回転し始め、その回転がオーバランニングクラッチ１１を介してピニオンシャフト７に伝達される。すると、ピニオン５に噛み合ったリングギヤ３が回転駆動され、図示しない点火装置の作用によってエンジンが始動する。始動後にエンジンの回転数が上昇し、リングギヤ３を介してクランクシャフトに連結されたピニオンシャフト７（外輪３３）の回転数が所定値に達すると、スプラグ３５と内輪３１との接触が断たれ、オーバランニングクラッチ１１がディスエンゲージ状態となる。しかる後、始動を確認した運転者がエンジンのキースイッチを逆操作すると、電動モータ１のロータシャフト９の回転が停止するが、オーバランニングクラッチ１１がディスエンゲージ状態となっているため、引摺トルクによる動力損失は発生せず、エンジンの燃費等が向上する。
【００１８】
さて、始動時に電動モータ１に駆動されてピニオンシャフト７が回転すると、内接ギヤポンプ５１内ではインナギヤ５９とアウタギヤ５７とが図２中に矢印で示した方向に回転し、潤滑油吸入孔６３から吸入された潤滑油が吐出される。吐出された潤滑油は、潤滑油吐出孔６５，６７，６９を経由してオーバランニングクラッチ１１内に供給され、スプラグ３５や内外輪３１，３３等の潤滑を行った後、再び潤滑油吸入孔６３から内接ギヤポンプ５１に吸入される。
【００１９】
このように、第１実施形態のスタータ装置では、電動モータ１の回転開始と同時にオーバランニングクラッチ１１への潤滑油の供給が行われるため、摺動部材の摩耗が極めて小さく抑えられることになる。図５はスタータ装置の使用時間とオーバランニングクラッチ１１の摩耗量（ストラット角の変化量）との関係を表したグラフであるが、破線で示した第２従来技術では比較的短時間で摩耗量が使用限度（一点鎖線で示す）を超えるのに対し、実線で示した本実施形態のスタータ装置では初期摩耗の後は摩耗の進行がごく小さくなることが判る。
【００２０】
図６は第２実施形態に係るスタータ装置の縦断面図であり、図７は同実施形態での動力伝達経路を示すスケルトン図である。尚、第２実施形態は、請求項１、３の発明を具現化したものである。
【００２１】
図６に示したように、第２実施形態のスタータ装置は、第１実施形態と同様に、電動モータ１と、ピニオンシャフト７と、オーバランニングクラッチ１１とを主要構成部材としているが、内接ギヤポンプ５１が電動モータ１の前端面に取り付けられ、インナギヤ５９もモータ側回転要素たるロータシャフト９に固着されている。また、内接ギヤポンプ５１とオーバランニングクラッチ１１とを連通する潤滑油吐出孔６５，６７，６９は、ロータシャフト９と内輪３１とに形成されている。尚、本実施形態の内接ギヤポンプ５１にも、第１実施形態と同様、ディスエンゲージ型が用いられている。尚、図６中に符号７０で示した部材は潤滑油の封入に供されるオイルシールである。
【００２２】
以下、第２実施形態の作用を述べる。
第２実施形態ではエンジン始動時におけるスタータ装置自体の作動は第１実施形態と同様であるが、内接ギヤポンプ５１の駆動形態が異なっている。すなわち、内接ギヤポンプ５１では、インナギヤ５９およびアウタギヤ５７がロータシャフト９により駆動されるため、内接ギヤポンプ５１は電動モータ１と一体に回転する。したがって、始動時におけるオーバランニングクラッチ１１への潤滑油の供給は第１実施形態と同様に行われるが、電動モータ１が停止した時点で内接ギヤポンプ５１も停止し、オーバランニングクラッチ１１への潤滑油の供給が停止される。
【００２３】
第２実施形態では、このような構成を採ったことにより、エンジン始動後には内接ギヤポンプ５１を駆動するための動力損失が発生しなくなり、第１実施形態のものに較べても更にエンジンの燃費等が向上する。尚、第１実施形態と同様に、第２実施形態の内接ギヤポンプ５１もディスエンゲージ型であるため、エンジンの運転中にはスプラグ３５と内輪３１との接触が断たれ、摺接による両部材の摩耗は発生しない。
【００２４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、潤滑油供給手段として内接ギヤポンプを用いたが、ベーンポンプやトロコイドポンプ等を用いてもよい。また、第１実施形態では、エンジン運転中に潤滑油供給手段から常に潤滑油が供給されるため、オーバランニングクラッチとしてディスエンゲージ型スプラグ式以外のワンウェイクラッチを用いることが可能である。オーバランニングクラッチは、スプラグ式のものに限られず、ローラ、カム、ポール等をトルク伝達部材としたものでも良い。その他、スタータ装置全体の具体的構造等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のスタータ装置によれば、始動用電動モータの出力軸に連結されたモータ側回転要素と、エンジンの出力軸に連結されたエンジン側回転要素と、前記モータ側回転要素と前記エンジン側回転要素との間に介装され、当該始動用電動モータから当該エンジンへのみ駆動力の伝達を行わしめるオーバランニングクラッチとを有するスタータ装置において、前記モータ側回転要素あるいは前記エンジン側回転要素のいずれか一方を構成要素とし、前記オーバランニングクラッチへの潤滑油の供給に供される潤滑油供給手段を備えるようにしたため、始動時にモータ側回転要素およびエンジン側回転要素が回転すると、潤滑油供給手段も同時に作動を開始してオーバランニングクラッチに瞬時に潤滑油が供給されることになり、オーバランニングクラッチの構成部材に潤滑不良による摩耗等が発生し難くなる。また、潤滑油供給手段をオーバランニングクラッチと同軸に配設したものにあっては、装置の体格が小さく抑えられると共に、重量も軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスタータ装置を示す縦断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１実施形態での動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図４】オーバランニングクラッチの構造を示す縦断面図である。
【図５】スタータ装置の使用時間とオーバランニングクラッチの摩耗量との関係を表したグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るスタータ装置を示す縦断面図である。
【図７】第２実施形態での動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図８】従来のマグネチックシフト式スタータ装置の一例を示す縦断面図である。
【図９】従来の常時噛合式スタータ装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１‥‥電動モータ
３‥‥リングギヤ
５‥‥ピニオン
７‥‥ピニオンシャフト
９‥‥ロータシャフト
１１‥‥オーバランニングクラッチ
３１‥‥内輪
３３‥‥外輪
３５‥‥スプラグ
５１‥‥内接ギヤポンプ
５３‥‥ポンプハウジング
５７‥‥アウタギヤ
５９‥‥インナギヤ
６３‥‥潤滑油吸入孔
６５，６７，６９‥‥潤滑油吐出孔
【図１】
0004180745.tif 000002
【図２】
0004180745.tif 000003
【図３】
0004180745.tif 000004
【図４】
0004180745.tif 000005
【図５】
0004180745.tif 000006
【図６】
0004180745.tif 000007
【図７】
0004180745.tif 000008
【図８】
0004180745.tif 000009
【図９】
0004180745.tif 000010