JPS6361502B2

JPS6361502B2 -

Info

Publication number: JPS6361502B2
Application number: JP57127616A
Authority: JP
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1988-11-29
Also published as: JPS5918265A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、自動車や自動二輪車の内燃機関の始
動装置に関するもので、特にピニオンギヤを分割
して衝撃緩衝部材を適切に組込むことによりギヤ
部等の破損が防止された耐久性の良い始動装置を
提案するものである。

従来、自動二輪車等の内燃機関を始動させる為
の装置として、所謂ベンデイツクス式、或いは慣
性摺動式と称される始動装置は良く知られてい
る。第１図にその始動装置の代表的な１例を示し
た。第１図において、始動モータ（不図示）から
動力の伝達を受けるドリブンギヤ１が軸着される
回転軸２に、一方向クラツチ装置の駆動部である
クラツチアウタ３が、嵌合面に刻設されたヘリカ
ルスプライン４を介して軸方向に摺動可能に外挿
されている。そして、一方向クラツチ５を介して
これの被動部であるピニオンギヤ６が、前記回転
軸２に軸受７を介して回転自在かつ軸方向にも摺
動自在に外挿され、さらに、コイルスプリング８
が、その１端を前記ピニオンギヤ６の端面に円筒
状のスプリングカバー９の内側に曲折された先端
部を介して当接させ、外挿されている。スプリン
グカバー９は、大口径カバー９ａと略肉厚分だけ
それより口径が小さい略椀形状の小口径カバー９
ｂが互いに軸方向に摺動可能に接合されて構成さ
れており、従つて軸方向長さが伸縮自在となる。
前記小口径カバー９ｂは、回転軸２に外挿され、
ストツパ１０により軸方向に移動しないよう固定
されている。又、前記クラツチアウタ３の括れた
部分の外側には、円盤を放射状に略３分割した形
状のガバナウエイト１１ａがクラツチアウタ３に
固着された放射状に三つ叉に分岐するウエイトホ
ルダ１１ｂにより均等に支持され円環状のスプリ
ング１１ｃにより外側からその弾発力で締めつけ
られ一体的に固定されて構成される遠心力ガバナ
装置１１が、外挿されている。そして、更にその
外側には、Ａ部に段差を有する略椀形状を成すウ
エイトガイド１２が、その内部に遠心力ガバナ装
置１１及びクラツチアウタ３の１部を収容する態
様で回転軸２に外挿され、Ｃ型止メ輪又はプツシ
ユ１３で固定されている。

叙上の如く構成された始動装置において、始動
モータ（不図示）をオンしてドリブンギヤ１とこ
れを軸着する回転軸２を急高速回転させると、ヘ
リカルスプライン４が機能して、クラツチアウタ
３、クラツチ５及びピニオンギヤ６から成る摺動
可能な一方向クラツチ装置は回転軸２上を慣性力
で矢印で示される方向のドリブンギヤ１側に一体
に摺動する。そして、ピニオンギヤ６が近傍に突
出するリングギヤ１４と衝突し、上述の摺動作用
に対して逆方向の抵抗力を受けると、上記一体摺
動部分は回転軸２と同方向に回転を開始し、適切
な位置でピニオンギヤ６がリングギヤ１４と噛合
する。即ち、ピニオンギヤ６は回転しながら摺動
してその歯部がリングギヤ１４の歯部に喰い込
み、互いの歯部の噛合が完了する。ここで、回転
軸２は急高速回転を開始する為、前記一体摺動部
分には大きい慣性摺動力が作用し、ピニオンギヤ
６とリングギヤ１４の双方の端面が衝突して噛合
する時には激しい衝撃を伴う。この為、頻繁に双
方のギヤの歯部が破損したり端面が欠けて所謂端
面ダレが発生して双方のギヤの消耗が甚しく、こ
れが始動装置の寿命を縮める大きな要因となつて
いた。

又、ピニオンギヤ６がリングギヤ１４と適切に
噛合し内燃機関を始動させ安定駆動に達するまで
の所謂クランキング初期やその圧縮工程時及び逆
回転現象のケツチン発生時等には、負荷が大きく
なる為に双方の歯面間で大きい衝撃力が発生し、
ここでもギヤの破損等の消耗が助長されていた。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであつ
て、始動装置のピニオンギヤが内燃機関側のギヤ
に飛び込んで噛合する際の激しい衝撃を緩和する
ことにより、ギヤ等の伝達機構部品の寿命が延び
耐久性が大幅に向上された内燃機関の始動装置を
提供することを目的とする。本発明の特徴とする
ところは、始動モータで回転される回転軸にクラ
ツチアウタを第１のヘリカルスプラインで嵌合
し、このクラツチアウタに一方向クラツチを介し
て回転軸からの回転力のみを伝達するクラツチイ
ンナと連結し、このクラツチインナと一体的に回
転し、リングギヤと噛合うピニオンとを備える内
燃機関の始動装置において、前記クラツチインナ
が前記回転軸に外挿されるとともに前記ピニオン
ギヤがクラツチインナに対して軸方向に摺動可能
にクラツチインナに外挿され、噛合する前記リン
グギヤの端面と対向する前記ピニオンギヤの端面
とは反対の端面側に衝撃緩衝部材が隣接され、さ
らに、前記クラツチインナと前記ピニオンギヤと
は前記第１のヘリカルスプラインとは螺旋方向が
逆方向の第２のヘリカルスプラインで嵌合してい
る点である。

次に、本発明の具体的な実施例について、添付
の図面に基づき説明する。第２図は、本発明によ
る自動二輪車の始動装置を示す図中で上半分を切
断した断面図である。尚、第１図に示した前記従
来実施例と同一の部品は同一符号で表わした。第
２図において、始動モータ（不図示）の回転の伝
達を受けるドリブンギヤ１が回転軸２の１端側に
軸着されている。この回転軸２の他端側には、一
方向クラツチ装置の駆動部を構成するクラツチア
ウタ３ａが嵌合面に形成された第１ヘリカルスプ
ライン４ａを介して軸方向に摺動可能に外挿され
ている。このクラツチアウタ３ａは外形が２段に
括れた略椀形状をなし、その小径部には、ガバナ
ウエイト１１ａ、ウエイトホルダ１１ｂ及び環状
スプリング１１ｃで構成される遠心力ガバナ装置
１１が装着されている。遠心力ガバナ装置１１
は、円盤を放射状に略３分割した形状の３個のガ
バナウエイト１１ａが、クラツチアウタ３に外挿
固着された放射状に均等に三つ叉状に分岐するウ
エイトホルダ１１ｂにより均等に支持され、一括
して外側か巻着された環状スプリング１１ｃによ
りその弾発力で締付けられ一体的に固定されて構
成されており、従つて、クラツチアウタ３ａと一
体的に回転すると共に、遠心力により３個のガバ
ナウエイト１１ａが夫々軸径方向に移動し、３個
のガバナウエイト１１ａで定義する外径を拡大す
る。そして、Ａ部に段差が形成された略椀形状を
成すウエイトガイド１２が、その内部に前記遠心
力ガバナ装置１１及びクラツチアウタ３ａの小径
部から大径部の１部を収容して被う態様で回転軸
２に外挿され、Ｃ型止メ輪又はプツシユ１３で固
定されている。一方、クラツチアウタ３ａの椀形
状をした大径部の内側には、スプリング（不図
示）ところ（不図示）を適数個づつ組合せて構成
され一方向回りの回転のみを伝達する一方向クラ
ツチ５が、椀側部内周面に沿つて装着されてい
る。

而して、上記一方向クラツチ５の被動部は、本
発明によつて略円筒状のクラツチインナ３ｂとこ
れに外挿されるピニオンギヤ６とに分割されてい
る。このクラツチインナ３ｂは、内外両周面に段
差が形成されており、その大外径部の１端側が上
記一方向クラツチ５と摺接すべくその内部に挿入
されると共に、回転軸２に軸受７を介して回転自
在かつ軸方向にも摺動自在に外挿されている。そ
して、略椀形状を成すクラツチカバー５ａが、同
様に椀形状を成すクラツチアウタ３ａの大径部の
口縁部を抱きかかえる如き態様でクラツチインナ
３ｂの段差部に外挿されている。このクラツチカ
バー５ａは、その中心部の挿通孔が可及的に小さ
く穹設されており、従つて一方向クラツチ５をカ
バーするだけでなくクラツチアウタ３ａとクラツ
チインナ３ｂを軸方向にずれないように拘束する
機能も果すが、挿通孔が小さい為組込むことが容
易でない。然るに、本発明においては、被動部が
ピニオンギヤ６とクラツチインナ３ｂに分割され
る為、上記の如く有用なクラツチカバー５ａも容
易に組込むことができる。

そして、クラツチインナ３ｂの一方向クラツチ
５と摺接する大外径部側とは反対側の小外径部に
は、ピニオンギヤ６が、前記第１ヘリカルスプラ
イン４ａと形成されているネジの螺旋方向が反対
である、即ち逆ネジが形成された、第２ヘリカル
スプライン４ｂを介して、軸方向に慣性摺動可能
に外挿されている。このピニオンギヤ６の外周面
には、歯部６ａが全周に突設されており、ピニオ
ンギヤ６が矢印の方向に慣性摺動させられた時に
近傍に突出するエンジン駆動用リングギヤ１４と
適切に噛合可能な構成となつている。そして、ピ
ニオンギヤ６の図中右側先端にはサークリツプ６
ｂとストツパ６ｃがクラツチインナ３ｂに外挿さ
れており、ピニオンギヤが単独にリングギヤ１４
側へ摺動するのを防止している。又、クラツチイ
ンナ３ｂには、第２ヘリカルスプライン４ｂの図
中左側に隣接して逃げ溝３ｃが刻設されており、
後述する如くピニオンギヤ６がリングギヤ１４に
衝突して後退する場合の逃げ場となる。

而して、ピニオンギヤ６と一方向クラツチ５を
カバーするクラツチカバー５ａとの間には、二枚
の単一の皿バネを互いに外縁を合わせ従つて中央
部が膨らむ態様に重ねて構成されている皿バネ１
５が、クラツチインナ３ｂに外挿されている。こ
の２枚の皿バネ１５に夫々穿設されている挿通孔
の周縁部の一方は、クラツチインナ３ｂの外周面
に形成された段差に係止されているが、他方は直
接ピニオンギヤ６の端面に当接している。従つ
て、皿バネ１５の弾発力は、段差に係止された方
の周縁部が支点となり、ピニオンギヤ６をリング
ギヤ１４側へ付勢すべく作用する。

クラツチインナ３ｂの回転軸２と軸受け７を介
して対向する内周面も２段に形成されており、一
方向クラツチ５と接する側とは反対側の端部の内
径が他より大きく確保され、空間Ｂが形成されて
いる。この空間Ｂには、回転軸２に外挿されてい
るコイルスプリング８の１端側が収容され、その
端面を段差面Ｃに当接されている。このコイルス
プリング９の他端側は、回転軸２に外挿されてい
る細長い椀形状をしたスプリングカバー９の椀内
部に収容され、その端面をスプリングカバー９の
椀底部に当接させている。スプリングカバー９
は、ストツパ１０により軸方向に移動しないよう
に固定されている。従つて、クラツチインナ３ｂ
は、コイルスプリング８の弾発力により、常にク
ラツチアウタ３ａ側に付勢されている。

ここで、前述した第１及び第２ヘリカルスプラ
イン４ａ，４ｂの螺旋方向について、第３ａ、第
３ｂ図及び第４ａ、第４ｂ図に基づき詳細に説明
する。第３ａ図は回転軸２の外周面とクラツチア
ウタ３ａの内周面に刻設された第１ヘリカルスプ
ライン４ａを示す分解斜視図であり、第３ｂ図は
前記両者がヘリカルスプライン嵌合した状態を示
す模式的断面図で、実線が回転軸２に刻設された
雄側のヘリカルスプラインを表わし２点鎖線がク
ラツチアウタ３ａに刻設された雌側のヘリカルス
プラインを表わしている。又、第４ａ図、第４ｂ
図も、同様にクラツチインナ３ｂとピニオンギヤ
６の嵌合面に刻設された第２ヘリカルスプライン
４ｂを示す分解斜視図と模式的断面図である。第
３ａ図と第４ａ図及び第３ｂ図と第４ｂ図を対比
すると、夫々のヘリカルスプラインの螺旋方向、
即ち平面的には模式的断面図における傾斜方向、
が互いに逆方向になつていることが分る。かくの
如く構成された第１ヘリカルスプライン４ａにお
いて、回転軸２が矢印Ｄで示される如く回転すれ
ば、その回転力Ｆはヘリカルスプラインの傾斜方
向分力F₁と軸方向分力F₂に分解され、クラツチ
アウタ３ａはその軸方向分力F₂により軸方向の
矢印Ｅの方向に慣性摺動せしめられる。一方、第
２ヘリカルスプライン４ｂにおいては、クラツチ
インナ３ｂがクラツチアウタ３ａと同回転方向Ｄ
に回転すると、螺旋方向が前記第１ヘリカルスプ
ラインと逆である為、その回転力F′は第２ヘリカ
ルスプライン４ｂの傾斜方向分力F₁′と軸方向に
分解され、ピニオンギヤ６はその軸方向分力
F₂′により前記矢印Ｅとは逆方向の矢印E′の方向
に慣性摺動せしめられる。従つて、ピニオンギヤ
６は、後述する如く、噛合い時の激しい衝撃を後
退しつつ吸収して相手側のリングギヤに噛合で
き、従来技術の場合に比して噛合時の衝撃力が顕
著に緩和される。尚、この夫々のヘリカルスプラ
インの螺旋方向については、その捩れ方向が互い
に逆になつておれば良く、その螺旋角度、即ち平
面的には夫々の断面図における傾斜角度θ、を一
致させる必要はない。即ち、夫々のヘリカルスプ
ラインの傾斜が、夫々の断面図において互いに右
上りに対しては左上りと逆になつておれば良い。

以上の如く構成された上記実施例の動作につい
て、以下に説明する。第２図において、まず始動
モータ（不図示）がオンされ回転を開始し、その
回転がドリブンギヤ１に伝達され、ドリブンギヤ
１が軸着されている回転軸２は高速度で回転を開
始する。回転軸２に第１ヘリカルスプライン４ａ
をして外挿されているクラツチアウタ３ａは、回
転軸２が第３ｂ図における矢印Ｄ方向に回転を開
始したので、前述した如く第１ヘリカルスプライ
ン４ａが機能して矢印Ｅの方向の慣性摺動作用を
受ける。この為、クラツチアウタ３ａに一体的に
組付けられている遠心力ガバナ装置１１、一方向
クラツチ５、クラツチインナ３ｂ及びクラツチイ
ンナ３ｂにヘリカルスプライン嵌合されているピ
ンオンギヤ６等の一体摺動部は、クラツチインナ
３ｂに当接するコイルスプリング８の弾発力に抗
して、前記慣性摺動作用により、第２図において
矢印で示される軸方向に一体的に移動する。そし
て、ピニオンギヤ６の歯部６ａが近傍に突出する
リングギヤ１４に衝突し逆方向の抵抗力を受ける
と、これと同時に、第１ヘリカルスプライン４ａ
の効果により、クラツチアウタ３ａからクラツチ
インナ３ｂに至る一体摺動部分は回転軸２と同方
向に回転を開始する。クラツチインナ３ｂが回転
を開始すると、第２ヘリカルスプライン４ｂが機
能し、ピニオンギヤ６にはクラツチインナ３ｂ側
が摺動する方向とは逆方向の新たな摺動力が作用
する。然るに、ピニオンギヤ６は皿バネ１５の弾
発力によりリングギヤ１４側へ付勢されている
為、逆方向に摺動しつつクラツチインナ３ｂと同
方向に回転し始める。ピニオンギヤ６が回り始
め、ピニオンギヤ６の歯部６ａがリングギヤ１４
の歯部に適切に噛合可能な位置になると、再びピ
ニオンギヤ６はクラツチインナ３ｂ側の摺動部分
と一体に当初の正方向、即ちドリブンギヤ１側に
向う方向、に摺動する。そして、第５図に示され
る如くクラツチインナ３ｂの先端がストツパ１０
に当たり上記正方向の摺動が停止し、ピニオンギ
ヤ６のリングギヤ１４への噛合が完了する。以上
の如く、ピニオンギヤ６は、リングギヤ１４に対
して衝突した瞬間に後退し、即ち衝撃吸収方向に
逃げつつ進行して、リングギヤ１４と適切に噛合
する。従つて、ピニオンギヤ６の飛び出しから噛
合までの動作を一段階で完了する従来技術の場合
に比べて、ギヤ同士の衝突による衝撃力が大幅に
緩和される。

ピニオンギヤ６はリングギヤ１４と適切に噛合
した後、今度は回転軸２と同期して回転し、リン
グギヤ１４を回転させてエンジンを駆動する。こ
のエンジンの駆動初期においては、ピニオンギヤ
６に加わる負荷が非常に大きく、又ピニオンギヤ
６自体も回転軸２に同期して高速度で回転させら
れる為、ピニオンギヤ６とリングギヤ１４の歯面
間に大きい衝撃力が発生する。然るに、本実施例
においては、ピニオンギヤ６とクラツチインナ３
ｂ間に介設された第２ヘリカルスプライン４ｂに
より、上記衝撃力を軸方向に変換して緩和する。
即ち、ピニオンギヤ６が逃げ溝３ｃの軸方向幅だ
け逆方向に摺動でき、その分だけ上記衝撃力が吸
収される。又、この駆動初期には前述した如くケ
ツチン現象等の異常動作が起り易いが、この場合
の衝撃も上述の如くして緩和される。

又この時、クラツチアウタ３ａの外周面に装着
されている遠心力ガバナ装置１１は、クラツチア
ウタ３ａと一体的に回転し、その３個のガバナウ
エイト１１ａは、夫々遠心力により外側に巻着さ
れたスプリング１１ｃの弾性締付力に抗して浮き
上る如く放射状に移動し、ウエイトガイド１２の
段差Ａを越えた大口径部の内周面に当接した態様
となつている。従つて、ピニオンギヤ６が噛合し
てリングギヤ１４を回転駆動させるまでに、エン
ジンの回転が低下し不用意にピニオンギヤ６がリ
ングギヤ１４から離脱しかかつても、この拡大し
たガバナウエイト１１ａが段差Ａに係合されその
離脱を防止する。

やがて、エンジンが安定駆動に達し始動モータ
がオフされ回転軸２が停止すると、クラツチアウ
タ３ａも一方向クラツチ５から切離され停止しか
かるが、一方向クラツチ５を介してクラツチイン
ナ３ｂの回転に引きずられて回転する為、第１ヘ
リカルスプライン４ａの効果によりウエイトガイ
ド１２側へ戻す逆方向の相当大きい慣性摺動力が
クラツチアウタ３ａに作用し、さらにコイルスプ
リング８の弾発力も相乗して、クラツチアウタ３
ａからピニオンギヤ６に至る一体摺動部分は強力
に逆方向に押圧される。又、クラツチアウタ３ａ
が略停止しかかると、この外周に装着されている
遠心力ガバナ装置１１のガバナウエイト１１ａに
作用していた遠心力も略消失する為、夫々のガバ
ナウエイト１１ａはスプリング１１ｃの弾性締付
力により元のクラツチアウタ３ａの外周上に戻つ
て拡大した外径を縮め、そのストツパ機能を解除
する。従つて、始動モータがオフされ遠心力ガバ
ナ装置１１のストツパ機能が解除されると同時
に、上述した強力な押圧力が瞬発的に作用し、前
記一体摺動部分は激しい衝撃を伴つて始動前の位
置に戻り、ピニオンギヤ６はリングギヤ１４から
離脱する。

以上詳述した如く、本発明によれば、一方向ク
ラツチの被動部分を少なくとも２個に分割して適
切に衝撃緩衝部材を組込むことにより、ピニオン
ギヤがリングギヤに飛び込み噛合する時の衝撃を
顕著に緩和することができる。又、上記被動部分
の分割面に飛び込み用のヘリカルスプラインと螺
旋方向が異なる別のヘリカルスプラインを刻設す
ることにより、更に効果的に各種衝撃を緩和する
ことができる。従つて、ピニオンギヤの歯部等の
寿命を延ばし、始動装置の耐久性を大幅に向上す
ることができる。又、被動部を分割することによ
り、クラツチカバー等の付属部品の組込が容易と
なる上に、ピニオンギヤの仕様を多様化すること
が可能となり、始動装置の原価低減を促進する。
尚、本発明は、上記の特定の実施例に限定される
ものではなく、本発明の技術的範囲において種々
の変形が可能であることは勿論である。例えば、
皿バネの枚数は２枚だけでなく３枚以上を組合せ
ても良く、又、被動部を３個以上に分割する構成
とすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動二輪車の始動装置を示す上
半分を切断した断面図、第２図は本発明による始
動装置の１実施例である自動二輪車の始動装置の
始動前の状態を示す上半分を切断した断面図、第
３ａ図、第３ｂ図は前記１実施例に設けられた第
１ヘリカルスプラインの分解斜視図とその模式的
断面図、第４ａ図、第４ｂ図は前記１実施例に設
けられた第２ヘリカルスプラインの分解斜視図と
その模式的断面図、第５図は前記１実施例のピニ
オンギヤがリングギヤと噛合した状態を示す上半
分を切断した断面図である。符号の説明、３，３ａ：クラツチアウタ、３
ｂ：クラツチインナ、４，４ａ：第１ヘリカルス
プライン、４ｂ：第２ヘリカルスプライン、６：
ピニオンギヤ、１５：皿バネ。

Claims

【特許請求の範囲】

１始動モータで回転される回転軸にクラツチア
ウタを第１のヘリカルスプラインで嵌合し、この
クラツチアウタに一方向クラツチを介して回転軸
からの回転力のみを伝達するクラツチインナと連
結し、このクラツチインナと一体的に回転し、リ
ングギヤと噛合うピニオンとを備える内燃機関の
始動装置において、前記クラツチインナが前記回
転軸に外挿されるとともに前記ピニオンギヤがク
ラツチインナに対して軸方向に摺動可能にクラツ
チインナに外挿され、噛合する前記リングギヤの
端面と対向する前記ピニオンギヤの端面とは反対
の端面側に衝撃緩衝部材が隣接され、さらに、前
記クラツチインナと前記ピニオンギヤとは前記第
１のヘリカルスプラインとは螺旋方向が逆方向の
第２のヘリカルスプラインで嵌合していることを
特徴とする始動装置。