特許 7339827 エンジンの始動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-29

(45)【発行日】2023-09-06

(54)【発明の名称】エンジンの始動装置

(51)【国際特許分類】

   F02N 15/02 20060101AFI20230830BHJP

   F02N 15/06 20060101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

F02N15/02 A

F02N15/02 B

F02N15/06

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019170837

(22)【出願日】2019-09-19

(65)【公開番号】P2021046843

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-08-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山岸 正典

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－０７３５８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６０－０１５９７９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｎ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンのクランク軸に連結されたプライマリホイールと、
前記プライマリホイールにダンパを介して弾性的に連結されたセカンダリホイールと、
前記プライマリホイールの外周に設けられた第１のリングギヤと、
前記セカンダリホイールの外周に設けられた第２のリングギヤと、
前記第１のリングギヤ及び前記第２のリングギヤの中心軸に沿って進退移動が可能となるようにスタータモータのモータ軸に設けられ、進出側への移動時に前記第１のリングギヤに噛み合い且つ退避側への移動時に前記第１のリングギヤから離脱する第１のピニオンギヤと、
前記第１のピニオンギヤと一体的に進退移動が可能となるように前記モータ軸に設けられ、進出側への移動時に前記第２のリングギヤに噛み合い且つ退避側への移動時に前記第２のリングギヤから離脱する第２のピニオンギヤと、を備え、
前記第１のリングギヤと前記第１のピニオンギヤとの歯数比と、前記第２のリングギヤと前記第２のピニオンギヤとの歯数比は、等しく設定され、
前記第１のリングギヤと前記第２のリングギヤのうち、前記進出側に位置する一方のリングギヤの外径が、前記退避側に位置する他方のリングギヤの外径よりも大きく設定され、且つ、前記第１のピニオンギヤと前記第２のピニオンギヤのうち、前記進出側に位置する一方のピニオンギヤの外径が、前記退避側に位置する他方のピニオンギヤの外径よりも小さく設定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】

前記他方のリングギヤの外径は、進退移動時の前記一方のピニオンギヤと干渉しない外径に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の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、スタータモータの駆動力をフライホイールに伝達してエンジンを始動させるエンジンの始動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車等の車両において、エンジンと変速機との間に設けられるフライホイールとしては、デュアルマスフライホイール（ＤＭＦ）が知られている。このデュアルマスフライホイールは、第１の質量体であるプライマリホイールと第２の質量体であるセカンダリホイールとをダンパを介して弾性的に接続した構成を有する。この構成により、デュアルマスフライホイールは、クランク軸からのトルク変動を効率的に吸収し、変速機におけるギヤの歯打ち音等を有効に抑制することが可能となっている。

【0003】

その一方で、デュアルマスフライホイールは、上述のようにプライマリホイールとセカンダリホイールとの間にダンパが介在しているため、エンジン始動時（クランキング時）において、エンジン回転数が３００～４００ｒｐｍのダンパ固有値に達した際に共振が発生する場合がある。その結果、プライマリホイールとセカンダリホイールとの間に形成されたダンパストッパ部に過大な共振トルク（３０００Ｎｍ以上）が入力され、異音の発生や各種部品の耐久性低下等を招く虞がある。

【0004】

これに対し、例えば、特許文献１には、第１の質量体と第２の質量体とが中立状態にあり且つクランク軸が所定回転数以下の場合にのみ両者を一体化する遠心クラッチを介装した技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平５－１８４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、デュアルマスフライホイールの内部に遠心クラッチを設けることは構造を複雑化させ、大幅な設計変更、組立性の低下、製造コストの高騰等を招く虞がある。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成により、エンジン始動時におけるデュアルマスフライホイールの共振を防止することができるエンジンの始動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様によるエンジンの始動装置は、エンジンのクランク軸に連結されたプライマリホイールと、前記プライマリホイールにダンパを介して弾性的に連結されたセカンダリホイールと、前記プライマリホイールの外周に設けられた第１のリングギヤと、前記セカンダリホイールの外周に設けられた第２のリングギヤと、前記第１のリングギヤ及び前記第２のリングギヤの中心軸に沿って進退移動が可能となるようにスタータモータのモータ軸に設けられ、進出側への移動時に前記第１のリングギヤに噛み合い且つ退避側への移動時に前記第１のリングギヤから離脱する第１のピニオンギヤと、前記第１のピニオンギヤと一体的に進退移動が可能となるように前記モータ軸に設けられ、進出側への移動時に前記第２のリングギヤに噛み合い且つ退避側への移動時に前記第２のリングギヤから離脱する第２のピニオンギヤと、を備え、前記第１のリングギヤと前記第１のピニオンギヤとの歯数比と、前記第２のリングギヤと前記第２のピニオンギヤとの歯数比は、等しく設定され、前記第１のリングギヤと前記第２のリングギヤのうち、前記進出側に位置する一方のリングギヤの外径が、前記退避側に位置する他方のリングギヤの外径よりも大きく設定され、且つ、前記第１のピニオンギヤと前記第２のピニオンギヤのうち、前記進出側に位置する一方のピニオンギヤの外径が、前記退避側に位置する他方のピニオンギヤの外径よりも小さく設定されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明のエンジンの始動装置によれば、簡単な構成により、エンジン始動時におけるデュアルマスフライホイールの共振を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】手動変速装置を示すスケルトン図

【図2】スタータ作動時におけるエンジンの始動装置の要部を示す断面図

【図3】スタータ非作動時におけるエンジンの始動装置の要部を示す断面図

【図4】変形例に係り、スタータ作動時におけるエンジンの始動装置の要部を示す断面図

【図5】同上、スタータ非作動時におけるエンジンの始動装置の要部を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図１は手動変速装置を示すスケルトン図である。

【0012】

図１において、符号１は、例えば、歯車式変速装置としての手動変速装置を示す。この手動変速装置１は、エンジン１０の出力軸であるクランク軸１１に接続するクラッチ１２と、クラッチ１２を介してエンジン１０からの駆動力が入力される変速機２０と、を有して構成されている。なお、本実施形態における手動変速装置１は、車両の前後方向に沿って搭載される縦置き式の変速装置である。

【0013】

変速機２０は、エンジン１０によって駆動される回転軸としての入力軸２１と、入力軸２１に平行に設けられ駆動輪に連結される中空の出力軸２２と、を有して構成されている。そして、これら入力軸２１と出力軸２２との間には、変速機２０の変速ギヤ機構が構成されている。

【0014】

すなわち、入力軸２１には、変速ギヤとしての第１速、第２速の駆動歯車３１ａ，３２ａが固定されている。また、入力軸２１には、変速ギヤとしての第３速～第６速の駆動歯車３３ａ～３６ａが回転自在に取り付けられている。

【0015】

一方、出力軸２２には、第１速、第２速の従動歯車３１ｂ，３２ｂが回転自在に取り付けられており、第３速～第６速の従動歯車３３ｂ～３６ｂが固定されている。これらの駆動歯車３１ａ～３６ａと従動歯車３１ｂ～３６ｂとはそれぞれに噛み合って前進用の変速歯車列つまり変速段を形成する。

【0016】

出力軸２２には、第１速と第２速の変速段を動力伝達状態と中立状態とに切り換える切換機構４１が装着されている。また、入力軸２１には、第３速と第４速の変速段を動力伝達状態と中立状態とに切り換える切換機構４２と、第５速と第６速の変速段を動力伝達状態と中立状態とに切り換える切換機構４３とが装着されている。これらの切換機構４１～４３はシンクロメッシュ機構となっている。

【0017】

切換機構４１は、第１速と第２速の２つの従動歯車３１ｂ，３２ｂの間に配置されるとともに出力軸２２に固定されるシンクロハブ４１ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブ４１ｂと、を有している。このシンクロスリーブ４１ｂを従動歯車３１ｂに一体形成されたスプライン３１ｃに噛み合わせると第１速に設定され、逆に従動歯車３２ｂに一体形成されたスプライン３２ｃに噛み合わせると第２速に設定される。他の切換機構４２，４３も切換機構４１と同様の構造を備えており、入力軸２１に固定されるシンクロハブ４２ａ，４３ａと、シンクロハブ４２ａ，４３ａのそれぞれに常時噛み合うシンクロスリーブ４２ｂ，４３ｂとを有している。これらのシンクロスリーブ４２ｂ，４３ｂを駆動歯車３３ａ～３６ａのそれぞれに一体形成されたスプライン３３ｃ～３６ｃに噛み合わせることにより、変速段は第３速～第６速のいずれかに設定される。

【0018】

また、入力軸２１には後退用の駆動歯車３７ａが固定され、切換機構４１のシンクロスリーブ４１ｂには後退用の従動歯車３７ｂが固定されている。入力軸２１に対して平行に配置されたアイドル軸４４には、後退用の駆動歯車３７ａと従動歯車３７ｂとに噛み合う位置と噛み合いを外す位置とに移動自在なアイドル歯車４５が装着されている。したがって、シンクロスリーブ４１ｂを中立位置に作動させた状態のもとで、アイドル歯車４５を移動させて駆動歯車３７ａと従動歯車３７ｂとに噛み合わせると、駆動歯車３７ａ、従動歯車３７ｂおよびアイドル歯車４５からなる後退用の変速段を介して入力軸２１の回転は逆転されて出力軸２２に伝達される。

【0019】

切換機構４１～４３を作動させるため、それぞれのシンクロスリーブ４１ｂ～４３ｂはシフトフォーク（図示省略）に把持されており、シフトフォークの移動に伴ってシンクロスリーブ４１ｂ～４３ｂは軸方向に移動する。このシフトフォークと車室内のシフトレバー（図示省略）とは、シフトロッド（図示省略）を介して連結されており、シフトレバーの手動操作に伴うシンクロスリーブ４１ｂ～４３ｂの移動により所望の変速段が動力伝達状態に切り換えられる。

【0020】

出力軸２２の後端部には、センタディファレンシャルユニット５０が接続されている。センタディファレンシャルユニット５０は、中空の出力軸２２に挿通された前輪出力軸４６を介してフロントディファレンシャル装置４８に連結されている。さらに、センタディファレンシャルユニット５０は、トランスファギヤ列５１及び後輪出力軸４９を介してリアディファレンシャル装置（図示せず）に連結されている。なお、センタディファレンシャルユニット５０には、例えば、油圧多板式の差動制限機構（ＬＳＤ）５０ａが設けられており、前輪または後輪がスリップして差動回転が生じたときは、ＬＳＤ５０ａにより差動回転が抑制される。

【0021】

このような構成の手動変速装置１において、例えば、図２，３に示すように、クラッチ１２は、クランク軸１１に連結されたフライホイール６０と、フライホイール６０の背面側（変速機２０側）に接離可能なクラッチディスク６１と、フライホイール６０の背面側に固定されたクラッチカバー６２と、クラッチカバー６２に支持されたダイヤフラムスプリング６３と、ダイヤフラムスプリング６３の付勢力によってクラッチディスク６１をフライホイール６０側に押圧するためのプレッシャプレート６４と、図示しないレリーズフォークに連動して入力軸２１の軸方向に移動することによりプレッシャプレート６４に対するダイヤフラムスプリング６３の付勢力を解放するレリーズベアリング６５と、を有して構成されている。

【0022】

このように構成されたクラッチ１２のフライホイール６０として、本実施形態においてはデュアルマスフライホイールが採用されている。すなわち、フライホイール６０は、エンジン１０のクランク軸１１に連結されたプライマリホイール６０ａと、プライマリホイール６０ａにダンパ６０ｃを介して弾性的に連結されたセカンダリホイール６０ｂと、を有して構成されている。そして、フライホイール６０は、２つの質量体であるプライマリホイール６０ａとセカンダリホイール６０ｂとの間にダンパ６０ｃを介在させることにより、クランク軸１１からのトルク変動を効率的に吸収することが可能となっている。

【0023】

さらに、このフライホイール６０は、トランスミッションケース２に取り付けられたスタータモータ６６とともに、エンジン１０の始動装置７０を構成する。

【0024】

具体的に説明すると、スタータモータ６６からのモータ駆動力をフライホイール６０に伝達するための構成として、プライマリホイール６０ａの外周には第１のリングギヤ７１が設けられ、セカンダリホイール６０ｂの外周には第２のリングギヤ７２が設けられている。さらに、スタータモータ６６のモータ軸６６ａには、第１のリングギヤ７１に噛合可能な第１のピニオンギヤ７３と、第２のリングギヤ７２に噛合可能な第２のピニオンギヤ７４と、が設けられている。

【0025】

第１リングギヤ７１及び第２のリングギヤ７２は、ともにクランク軸１１及び入力軸２１と同軸上に配置されるよう、プライマリホイール６０ａ及びセカンダリホイール６０ｂの外周に固定されている。

【0026】

また、本実施形態において、第２のリングギヤ７２の外径は、第１のリングギヤ ７１外径よりも小径に形成されている。

【0027】

一方、第１のピニオンギヤ７３の外径は第２のピニオンギヤ７４の外径よりも小径に設定されている。これら第１，第２のピニオンギヤ７３，７４は、モータ軸６６ａに対してスプライン嵌合され、スタータモータ６６内に設けられた図示しないレバー機構により、第１，第２のリングギヤ７１，７２の中心軸Ｏに沿って一体的に進退移動することが可能となっている。

【0028】

これにより、第１のピニオンギヤ７３は、第１のリングギヤ７１と噛み合う進出位置（図２参照）と、第１のリングギヤ７１から離脱する退避位置（図３参照）と、の間で変位することが可能となっている。

【0029】

同様に、第２のピニオンギヤ７４は、第２のリングギヤ７２と噛み合う進出位置（図２参照）と、第２のリングギヤ７２から離脱する退避位置（図３参照）と、の間で変位することが可能となっている。

【0030】

すなわち、本実施形態のスタータモータ６６は、エンジン１０の始動時に、第１のピニオンギヤ７３と第１のリングギヤ７１との噛み合い、及び、第２のピニオンギヤ７４と第２のリングギヤ７２との噛み合いにより、プライマリホイール６０ａのみならずセカンダリホイール６０ｂに対しても、同時にモータ駆動力を伝達することが可能となっている。

【0031】

この場合において、第１のリングギヤ７１の外径と第２のリングギヤ７２の外径が相違した場合にも、プライマリホイール６０ａとセカンダリホイール６０ｂとに同じ回転数の回転を伝達するため、第１のリングギヤ７１と第１のピニオンギヤ７３との歯数比と、第２のリングギヤ７２と第２のピニオンギヤ７４との歯数比は等しく設定されている。

【0032】

また、第２のリングギヤ７２の外径は、第１のピニオンギヤ７３と干渉しない外径（例えば、第１のリングギヤ７１の歯底の外径以下）に設定されている。そして、第１のピニオンギヤ７３及び第２のピニオンギヤ７４の進退移動のストロースを短く設定するため、第１のピニオンギヤ７３の退避位置は、第２のリングギヤ７２の外周と対向する位置に設定されている。

【0033】

このような実施形態によれば、エンジン１０のクランク軸１１に連結されたプライマリホイール６０ａと、プライマリホイール６０ａにダンパ６０ｃを介して弾性的に連結されたセカンダリホイール６０ｂと、プライマリホイール６０ａの外周に設けられた第１のリングギヤ７１と、セカンダリホイール６０ｂの外周に設けられた第２のリングギヤ７２と、第１のリングギヤ７１及び第２のリングギヤ７２の中心軸に沿って進退移動が可能となるようにスタータモータ６６のモータ軸６６ａに設けられ、進出側への移動時に第１のリングギヤ７１に噛み合い且つ退避側への移動時に第１のリングギヤ７１から離脱する第１のピニオンギヤ７３と、第１のピニオンギヤ７３と一体的に進退移動が可能となるようにモータ軸６６ａに設けられ、進出側への移動時に第２のリングギヤ７２に噛み合い且つ退避側への移動時に第２のリングギヤ７２から離脱する第２のピニオンギヤ７４と、を備えた構成により、フライホイール６０としてデュアルマスフライホイールを採用した場合にも、簡単な構成により、エンジン１０始動時の共振を的確に防止することができる。

【0034】

すなわち、始動装置７０は、第１のピニオンギヤ７３と第１のリングギヤ７１との組合せのみならず、第２のピニオンギヤ７３と第２のリングギヤ７２との組合せを備え、エンジン１０の始動時には、スタータモータ６６からのモータ駆動力を、プライマリホイール６０ａとセカンダリホイール６０ｂに対して同時に伝達することにより、これらプライマリホイール６０ａとセカンダリホイール６０ｂとを同位相で回転させることができる。従って、フライホイール６０としてデュアルマスフライホイールを採用した場合にも、フライホイール６０の内部構造等を大幅に変更することなく、第２のリングギヤ７２及び第２のピニオンギヤ７４を追加しただけの簡単な構成により、エンジン１０始動時の共振を的確に防止することができる。

【0035】

なお、スタータモータ６６がフライホイール６０よりもエンジン１０側に配置される構成においては、第１のリングギヤ７１の外径を第２のリングギヤ７２の外径よりも小径に設定し、且つ、第１のピニオンギヤ７３の外径を第２のピニオンギヤ７４の外径よりも大径に設定することにより、同様の効果を奏することができる。

【0036】

ここで、例えば、図４，５に示すように、モータ軸６６ａ上における第１，第２のピニオンギヤ７３，７４の進退移動のストロークを十分に長く確保でき、且つ、第１，第２のピニオンギヤ７３，７４の退避位置を第１，第２のリングギヤ７１，７２から完全にオフセットした位置設定できる場合には、第１のリングギヤ７１の外径と第２のリングギヤ７２の外径を同径に設定すると共に、第１のピニオンギヤ７３の外径と第２のピニオンギヤ７４の外径を同径に設定することも可能である。

【0037】

このように構成すれば、第１のリングギヤ７１と第１のピニオンギヤ７３との歯数比と、第２のリングギヤ７２と第２のピニオンギヤ７４との歯数比と、を同一に設定することができる。

【0038】

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。

【符号の説明】

【0039】

１ … 手動変速装置
２ … トランスミッションケース
１０ … エンジン
１１ … クランク軸
１２ … クラッチ
２０ … 変速機
２１ … 入力軸
２２ … 出力軸
６０ … フライホイール
６０ａ … プライマリホイール
６０ｂ … セカンダリホイール
６０ｃ … ダンパ
６１ … クラッチディスク
６２ … クラッチカバー
６３ … ダイヤフラムスプリング
６４ … プレッシャプレート
６５ … レリーズベアリング
６６ … スタータモータ
６６ａ … モータ軸
７０ … 始動装置
７１ … 第１のリングギヤ
７２ … 第２のリングギヤ
７３ … 第１のピニオンギヤ
７４ … 第２のピニオンギヤ
Ｏ … 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】