JP4462213B2 - 内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造 - Google Patents

内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造 Download PDF

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Description

本発明は、内燃機関の回転出力軸に対してワンウェイクラッチを介して始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止する内燃機関始動回転力伝達機構の潤滑構造に関する。
車両用などの内燃機関において、始動用モータからの回転力を内燃機関の回転出力軸であるクランク軸に伝達するための内燃機関始動回転力伝達機構として、始動用モータ側のピニオンギヤとリングギアとを常時噛み合い状態とする構成が知られている（例えば特許文献１参照）。
このような常時噛み合い式の内燃機関始動回転力伝達機構においては、リングギヤとクランク軸（特許文献１では更にフライホイールを介している）との間にワンウェイクラッチを介在させている。このことで始動用モータにて回転される場合のリングギヤの回転力はワンウェイクラッチを介してクランク軸に伝達される。そして内燃機関運転が開始して内燃機関出力によりクランク軸が回転するとワンウェイクラッチが解放されて、クランク軸の回転力はリングギヤ側に伝達されないようにされている。
特開２０００−２７４３３７号公報（第３頁、図１）
このようなワンウェイクラッチやその他の回転部材に対しては潤滑油を供給して潤滑や冷却を行う必要があるが、内燃機関運転中においてはフライホイールなどのクランク軸側の部材は回転しているが、ワンウェイクラッチを介して隣接するリングギヤは回転を停止している。したがってリングギヤ側では潤滑油が停滞して貯留しやすくなっている。
リングギヤ側に潤滑油が貯留されてくると、隣接するワンウェイクラッチやフライホイールが回転しているため、貯留した潤滑油の油面がワンウェイクラッチやフライホイールにて激しく撹拌されるおそれがあり、このことにより気泡混入やスラッジ堆積が発生しやすくなる。
このように気泡混入やスラッジ堆積が生じると、潤滑や冷却が阻害されてワンウェイクラッチや軸受などに支障を来したり、あるいはシール部材にスラッジが噛み込んでシール性を阻害する問題が生じる。
本発明は、内燃機関の回転出力軸に対してワンウェイクラッチを介して始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止する内燃機関始動回転力伝達機構において潤滑油の油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる潤滑構造を目的とするものである。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造は、内燃機関の回転出力軸に連結されたアウターレース部材と、始動用モータからの回転駆動力が伝達されると共に一部が内燃機関側から前記アウターレース部材に対向するリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチと、前記リングギヤと前記アウターレース部材との間隙を前記ワンウェイクラッチを内燃機関側にしてオイルシールするシール部材とを備えた内燃機関始動回転力伝達機構における潤滑構造であって、前記リングギヤにて、前記ワンウェイクラッチが配置されている部分と前記シール部材が配置されている部分との間の領域に、表裏に貫通するオイル戻し孔が回転軸周りに複数個設けられ、前記リングギヤの回転位相に関わらず、前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線よりも下方に、いずれかの前記オイル戻し孔の少なくとも一部が存在することを特徴とする。
このようにオイル戻し孔を、リングギヤにおいてワンウェイクラッチが配置されている部分とシール部材が配置されている部分との間の領域に設けている。このことにより内燃機関の始動完了により始動用モータ停止に伴ってリングギヤの回転が停止した場合においても、シール部材より上部において対向しているリングギヤとアウターレース部材との間の潤滑油はオイル戻し孔から内燃機関側に排出される。このためリングギヤとアウターレース部材との間での潤滑油の貯留量は抑制されるので、貯留した潤滑油の油面高さは抑制され、アウターレース部材に油面が到達しないか、あるいは到達してもアウターレース部材は貯留した潤滑油内に深く入らない。このため回転しているアウターレース部材による油面撹拌が抑制されて気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
また、複数個のオイル戻し孔の配置が上述した関係にてなされることにより、内燃機関始動後にシール部材上に貯留する潤滑油の油面位置が調節できる。このことにより容易に内燃機関運転時に貯留される潤滑油量が常に適切に調節でき、効果的に気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
請求項２に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造は、内燃機関の回転出力軸に連結されたアウターレース部材と、始動用モータからの回転駆動力が伝達されると共に一部が内燃機関側から前記アウターレース部材に対向するリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチと、前記リングギヤと前記アウターレース部材との間隙を前記ワンウェイクラッチを内燃機関側にしてオイルシールするシール部材とを備えた内燃機関始動回転力伝達機構における潤滑構造であって、前記リングギヤにて、前記ワンウェイクラッチが配置されている部分と前記シール部材が配置されている部分との間の領域に、表裏に貫通するオイル戻し孔が回転軸周りに複数個設けられ、前記リングギヤの回転位相に関わらず、前記ワンウェイクラッチのアウターレースの下側にて接する水平線よりも下方に、いずれかの前記オイル戻し孔の少なくとも一部が存在することを特徴とする。
特にワンウェイクラッチのアウターレース以内の構成による油面撹拌が激しいことが考えられる。このため上述したごとくの関係に複数個のオイル戻し孔の配置を設定することで、内燃機関始動後にシール部材上に貯留する潤滑油の油面位置を調節することができ、効果的に気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
請求項３に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造では、請求項１又は２において、前記アウターレース部材は最外周部に前記ワンウェイクラッチのアウターレースを形成し、前記オイル戻し孔の内周側端部は、前記ワンウェイクラッチのアウターレースの径方向位置近傍に存在することを特徴とする。
このようにオイル戻し孔の内周側端部をワンウェイクラッチのアウターレースの位置近傍に存在させることにより、オイル戻し孔の径方向の高さを十分に確保することができ、シール部材より上部において対向しているリングギヤとアウターレース部材との間に供給される潤滑油を迅速に排出できる。このためシール部材上に貯留される潤滑油量を抑制できる。
しかしオイル戻し孔の内周側端部はアウターレース近傍であるため、オイル戻し孔に至る潤滑油経路の間隙が比較的狭い状態となるので、ワンウェイクラッチ側からシール部材側に急激に大量の潤滑油が排出されることが無い。このためワンウェイクラッチに必要な潤滑油量を確保できると同時にシール部材上に貯留される潤滑油量を抑制でき、潤滑油の油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
請求項４に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造では、請求項１〜３のいずれかにおいて、潤滑油の油面位置が、少なくとも内燃機関の定常運転時にて、前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線にほぼ一致する位置よりも下方となるように、前記オイル戻し孔の配置、個数及び形状のいずれか１つ又は２つ以上が設定されていることを特徴とする。
このように潤滑油の油面位置を、アウターレース部材の外周部分に対する上記水平線にほぼ一致する位置以下とすることで、潤滑油の油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を十分に抑制できる。
請求項５に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記シール部材は、前記アウターレース部材に形成されたアウターレースよりも外周側から、該アウターレースの外周部に摺動状態で接触すると共に、潤滑油の油面位置は、少なくとも内燃機関の定常運転時にて、前記アウターレースと前記シール部材との摺動接触部の下側にて接する水平線にほぼ位置することを特徴とする。
このように油面位置を、アウターレースとシール部材との摺動接触部の下側にて接する水平線にほぼ位置させている。このことにより、潤滑油の油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できると同時に、アウターレースとシール部材との摺動接触部に十分に潤滑油を供給でき、シール部材の潤滑と冷却とを十分に実行することができる。
請求項６に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記オイル戻し孔が複数設けられた場合に、前記リングギヤの中心点による点対称の位相位置にて、前記オイル戻し孔同士が重複していないことを特徴とする。
オイル戻し孔が複数設けられた場合には、オイル戻し孔同士を、リングギヤの中心点による点対称の位相位置に重複しないように配置することで、リングギヤ全体の曲げ強度を維持させることができる。このことによりリングギヤの変形を防止してシール部材によるオイルシールをより確実なものとすることができる。
請求項７に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記リングギヤは、前記シール部材の配置部分よりも径方向外側にて、スポークと該スポーク間の空隙領域とが周方向に交互に形成されているスポーク領域が存在すると共に、前記空隙領域の径方向での幅が最大である位相位置とは重複しないように前記オイル戻し孔の位相位置配置が設定されていることを特徴とする。
このように軽量化や組み立て作業性などの観点から、シール部材の配置部分よりも径方向外側にて上記スポーク領域を形成している場合がある。このような場合に、オイル戻し孔の位相位置配置は、スポーク間の空隙領域にて径方向での幅が最大である位相位置とは重複しないように設定する。このことにより、前記請求項６と同様にリングギヤ全体の曲げ強度を維持してリングギヤの変形を防止しシール部材によるオイルシールをより確実なものとすることができる。
請求項８に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記ワンウェイクラッチの上流側での流路断面積Ａ１、前記ワンウェイクラッチの下流側での流路断面積Ａ２、及び前記オイル戻し孔の流路断面積Ａ３の関係が、前記リングギヤの回転位相位置に関わらずＡ１≦Ａ２≦Ａ３の関係に設定されていることを特徴とする。
このことにより各流路断面積Ａ１，Ａ２，Ａ３での潤滑油の流量Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の関係を内燃機関の広い運転領域において「Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ３」となる。このため潤滑油の適量がワンウェイクラッチに供給されることになり、必要以上にワンウェイクラッチ配置空間に潤滑油が滞留することがなく、この空間での潤滑油の油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
更にリングギヤとアウターレース部材との間の潤滑油量についても抑制されるので、前述のごとく油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
請求項９に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造では、請求項１〜８のいずれかにおいて、内燃機関側のオイルパン側には、前記オイル戻し孔から戻される潤滑油を前記オイルパンの潤滑油貯留部側に落とすためのオイル落とし孔が形成された壁部が設けられていると共に、前記オイル落とし孔の形状及び配置により、少なくとも内燃機関の定常運転時にて前記オイル戻し孔より内部の潤滑油の油面が前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線を越えないようにしたことを特徴とする。
また、請求項１０に記載の内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造は、内燃機関の回転出力軸に連結されたアウターレース部材と、始動用モータからの回転駆動力が伝達されると共に一部が内燃機関側から前記アウターレース部材に対向するリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチと、前記リングギヤと前記アウターレース部材との間隙を前記ワンウェイクラッチを内燃機関側にしてオイルシールするシール部材とを備えた内燃機関始動回転力伝達機構における潤滑構造であって、前記リングギヤにて、前記ワンウェイクラッチが配置されている部分と前記シール部材が配置されている部分との間の領域に、表裏に貫通するオイル戻し孔を設け、内燃機関側のオイルパン側には、前記オイル戻し孔から戻される潤滑油を前記オイルパンの潤滑油貯留部側に落とすためのオイル落とし孔が形成された壁部が設けられていると共に、前記オイル落とし孔の形状及び配置により、少なくとも内燃機関の定常運転時にて前記オイル戻し孔より内部の潤滑油の油面が前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線を越えないようにしたことを特徴とする。
オイルパン側からの潤滑油逆流を防止するために、オイルパン側にオイル落とし孔が形成された壁部が設けられていることがある。このような場合にオイル落とし孔の形状・配置を上述のごとく設定することによって、オイルパン側からの潤滑油逆流を防止しつつ、リングギヤとアウターレース部材との間に貯留する潤滑油の油面高さを適切に抑制できる。したがってアウターレース部材による油面撹拌が抑制されて気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
［実施の形態１］
車両用内燃機関においてクランク軸２の後端部２ａ近傍に設けられた内燃機関始動回転力伝達機構を図１の縦断面図に示す。このクランク軸２の後端部２ａはクラッチあるいはトルクコンバータ側へ内燃機関の回転駆動力を伝達する側である。図２はクランク軸２を図１に示す垂直面Ａ−Ａで破断した右側（後方側）の構成を示した断面図である。
シリンダブロック４とラダービーム６とによりジャーナル軸受部が構成されて、クランク軸２はジャーナル２ｂの部分で回転可能にシリンダブロック４に支持されている。このことによりクランク軸２は、後端部２ａがシリンダブロック４の後部下方から突出した状態で配置されている。このクランク軸２の後端部２ａに形成された大径部８の周面には、ころがり軸受、ここでは玉軸受１０を介してリングギヤ１２が取り付けられ、後端面にはアウターレース部材１４、フライホイール（又はドライブプレート）１６がボルト１８により固定されている。このことによりアウターレース部材１４は、フライホイール１６と共にクランク軸２と連動して回転する。
リングギヤ１２は、図３，４に示すごとく中心部が大きく開口すると共に、径方向にて全周に渡って直角に屈曲された屈曲部１２ａを設けた円板である。図３の(Ａ)は正面側から見た斜視図、(Ｂ)は正面図、(Ｃ)は右側面図、図４の(Ａ)は背面側から見た斜視図、(Ｂ)は背面図、(Ｃ)は左側面図である。
リングギヤ１２の中心内縁部分にはフランジ状にワンウェイクラッチ２０用のインナーレース２２を設けている。リングギヤ１２の外周部にはリング状にギヤ部１２ｂを備えている。リングギヤ１２は、インナーレース２２の部分で、ワンウェイクラッチ２０とは反対側、すなわち中心側（回転軸Ｃ側）にて、前述したごとく玉軸受１０を介してクランク軸２の大径部８の外周に取り付けられている。尚、玉軸受１０は大径部８の外周面に対して圧入にて取り付けられ、この玉軸受１０の外周にインナーレース２２が嵌合されている。このためワンウェイクラッチ２０が解放状態にある時には、玉軸受１０の存在によりリングギヤ１２はクランク軸２の回転とは独立して自由回転可能である。
リングギヤ１２のギヤ部１２ｂは、図２に示したごとくクランク軸２よりも下部側にて始動用モータ２６にて回転されるピニオンギヤ２８に常時噛み合わされており、内燃機関始動時にピニオンギヤ２８を介して始動用モータ２６から回転力を受けることによりリングギヤ１２が回転する。
インナーレース２２と屈曲部１２ａとを連絡している平板リング状の中心部領域１２ｃ（請求項の「ワンウェイクラッチが配置されている部分とシール部材が配置されている部分との間の領域」に相当）には、オイル戻し孔１２ｄが回転軸Ｃ周りに等位相間隔で中心部領域１２ｃの表裏に貫通して形成されている。ここでは７つのオイル戻し孔１２ｄが設けられているが、このオイル戻し孔１２ｄは、全て同一形状である。図３の(Ｂ)に示すごとく、このオイル戻し孔１２ｄの占める位相領域αに対して回転軸Ｃの点対称位置に相当する中心部領域１２ｃの部分には他のオイル戻し孔１２ｄは存在しないように、オイル戻し孔１２ｄは形成及び配置されている。
リングギヤ１２の屈曲部１２ａとギヤ部１２ｂとを接続する外周領域１２ｅには、７つの空隙領域１２ｆが形成されており、空隙領域１２ｆ間にスポーク１２ｇが形成されている。このように空隙領域１２ｆとスポーク１２ｇとからなるスポーク領域が存在することでリングギヤ１２が軽量化されている。この空隙領域１２ｆとオイル戻し孔１２ｄとの位相領域関係は、図３の(Ｂ)に示すごとくオイル戻し孔１２ｄの形成領域を径方向外部に延伸した範囲がスポーク１２ｇの付け根の幅以内となるようにされている。このことによりオイル戻し孔１２ｄが存在する位相位置は、空隙領域１２ｆの径方向での幅Ｄが最大である位相位置、すなわち図示する最大幅領域Ｍには重複しない。
アウターレース部材１４は、図５に示すごとく中心部が開口部１４ａを形成すると共に、最外周部に直立する縁状にワンウェイクラッチ２０用のアウターレース３０を設けた円板である。開口部１４ａを取り囲むようにクランク軸２の大径部８にボルト締結するためのボルト貫通孔１４ｂが複数、ここでは８つ設けられている。図５の(Ａ)は正面図、(Ｂ)は背面図、(Ｃ)は右側面図、(Ｄ)は正面から見た斜視図、（Ｅ）は背面から見た斜視図である。
アウターレース部材１４を、図１に示したごとくクランク軸２の大径部８の端面に取り付けることでリングギヤ１２に対して組み合わせた場合には、アウターレース３０はリングギヤ１２側のインナーレース２２に径方向にて対向して配置される。このアウターレース３０の配置時に、あるいは配置に先立って、リングギヤ１２側のインナーレース２２上には、スプラグ２０ａを有するケージ２０ｂが配置されるので、スプラグ２０ａを、インナーレース２２とアウターレース３０とにより挟持することでワンウェイクラッチ２０が構成される。
このように構成されたワンウェイクラッチ２０は、リングギヤ１２側からアウターレース部材１４へ、始動用モータ２６のトルクを伝達する一方向（図２における矢印にて示す時計回り方向）での回転の場合には、アウターレース部材１４とリングギヤ１２とを係合状態とする。このことにより始動用モータ２６の出力によりクランク軸２を回転させることができる。内燃機関が運転を開始することで内燃機関出力によってクランク軸２に連動するアウターレース部材１４の回転が、始動用モータ２６の出力によるリングギヤ１２の回転よりも速くなると、リングギヤ１２の回転はアウターレース部材１４に対して相対的に逆方向の回転となる。このためワンウェイクラッチ２０は解放状態となり、ピニオンギヤ２８とリングギヤ１２とが常時噛み合い状態でも、内燃機関始動後における始動用モータ２６の停止は可能となる。
玉軸受１０とワンウェイクラッチ２０との潤滑のために、シリンダブロック４内の油路４ａを介して図示矢線のごとく潤滑油Ｏｊが玉軸受１０に対して噴射されている。又、シリンダブロック４内やクランク軸２内の油路から潤滑油Ｏｒがクランク軸２のジャーナル２ｂの摺動面に供給され、この潤滑油Ｏｒも一部が玉軸受１０側へ流れている。玉軸受１０へ流れたこれら潤滑油Ｏｊ，Ｏｒは、玉軸受１０内を通過して、更にワンウェイクラッチ２０へも流れ込む。
この潤滑油Ｏｊ，Ｏｒが外部へ漏出することを防止するために、リング状シール部材として第１オイルシール部材３２と第２オイルシール部材３４とが備えられている。第１オイルシール部材３２は、アウターレース部材１４のアウターレース３０とリングギヤ１２の屈曲部１２ａとの間に配置されている。第１オイルシール部材３２は、屈曲部１２ａの内周面側に嵌合することでリングギヤ１２側に固定されている。このことで第１オイルシール部材３２の内周側に形成されているシールリップ３２ａは、アウターレース３０の外周面であるシール摺動面３０ａに摺動可能に接触することで摺動接触部を構成している。こうして第１オイルシール部材３２はアウターレース部材１４とリングギヤ１２との間のオイルシールを実行している。
第２オイルシール部材３４は、屈曲部１２ａに対して第１オイルシール部材３２とは反対側（外側）に配置されている。この第２オイルシール部材３４は、クランク軸２より上方側では主にシリンダブロック４の円弧状シール嵌合部４ｂの内周面に、クランク軸２より下方側では主にオイルパン３６の後端にある円弧状シール嵌合部３６ａの内周面に嵌合することで、図示する位置に固定されている。このことで第２オイルシール部材３４の内周側に形成されているシールリップ３４ａは、屈曲部１２ａの外周面に摺動可能に接触している。こうしてリングギヤ１２と内燃機関（ここではシリンダブロック４及びオイルパン３６）との間のオイルシールを実行している。
前述したごとく内燃機関始動時に始動用モータ２６によりリングギヤ１２が回転されるが、内燃機関の運転開始後は始動用モータ２６の回転出力は停止され、ワンウェイクラッチ２０での滑りによりリングギヤ１２の回転は停止する。この内燃機関運転時においては、前述したごとく供給される潤滑油Ｏｊ，Ｏｒは玉軸受１０内を通過し、回転しているアウターレース部材１４に到達する。更に図６に矢線Ｆ１にて示すごとく玉軸受１０のアウターレース１０ａとアウターレース部材１４との間隙、及びインナーレース２２とアウターレース部材１４との間隙からワンウェイクラッチ２０の配置空間２１に流れ込み、ワンウェイクラッチ２０に対する潤滑を実行する。
その後、図６に矢線Ｆ２にて示すごとく、アウターレース３０とリングギヤ１２の中心部領域１２ｃとの間隙から、第１オイルシール部材３２が配置されている屈曲部１２ａ上の空間１２ｈに流れ込む。この空間１２ｈは屈曲部１２ａ側に固定された第１オイルシール部材３２により外部に対して油密が形成されている。回転が停止しているリングギヤ１２の屈曲部１２ａ上の空間１２ｈには、図２，６に水平破線ハッチングにて示すごとく、潤滑油の貯留部Ｏｓが形成される。
ただしこの貯留部Ｏｓの１つの壁部を形成しているリングギヤ１２の中心部領域１２ｃには、前述したごとく表裏に貫通するオイル戻し孔１２ｄが形成されている。このためリングギヤ１２が図２に示した回転位相位置にて停止している状態では、１つのオイル戻し孔１２ｄが最下部に存在し、このオイル戻し孔１２ｄから空間１２ｈ内の潤滑油は、図６にて矢線Ｆ３で示すごとくオイルパン３６側に戻される。内燃機関の定常運転時には、この１つのオイル戻し孔１２ｄにより、貯留部Ｏｓの油面Ｏｆは、アウターレース３０のシール摺動面３０ａの最下位置レベルＲＬ（アウターレース部材１４の外周部分の下側にて接する水平線）よりも少し下の位置でほぼ一定に維持される。
ここでリングギヤ１２が他の回転位相にて停止した例を、図７，８に示す。尚、図２，７，８により分かるようにリングギヤ１２の回転位相に関わらず、最下位置レベルＲＬよりも下方に、いずれかのオイル戻し孔１２ｄの少なくとも一部が存在するように、リングギヤ１２においてオイル戻し孔１２ｄの配置、個数及び形状が設定されている。
ここで図７の例では１つのオイル戻し孔１２ｄにより貯留部Ｏｓの油面Ｏｆのレベルが決まるが、図２の場合よりも潤滑油を戻しているオイル戻し孔１２ｄは少し上に位置している。したがって内燃機関の定常運転時には、油面Ｏｆは図２の場合よりも少し上の位置でほぼ一定となる。ここでは上記最下位置レベルＲＬに一致している。
図８の例では最下位置のオイル戻し孔１２ｄは２つである。したがってこの２つのオイル戻し孔１２ｄにより貯留部Ｏｓの油面Ｏｆは決まるが、図７の場合よりも２つのオイル戻し孔１２ｄは、更に少し上に位置している。したがって内燃機関の定常運転時には、油面Ｏｆは図７に比較しても少し上の位置でほぼ一定となる。
このように最下位置レベルＲＬよりも下に存在するオイル戻し孔１２ｄの面積は、内燃機関の定常運転時に油面Ｏｆが最下位置レベルＲＬにほぼ一致するように設定されている。このため潤滑油の貯留部Ｏｓには、内燃機関運転、特に定常運転中においては、回転しているアウターレース３０が深く沈むことはなく、アウターレース３０よりも中心側にて回転する部材により激しく撹拌されることはない。又、第１オイルシール部材３２のシールリップ３２ａとアウターレース３０のシール摺動面３０ａとの摺動部分は、図２の最低油面レベルでも油面Ｏｆの揺れにより潤滑油が接触する範囲にある。
尚、図２の最低レベルが少し低くなって油面Ｏｆの揺れによっても上記摺動部分に潤滑油が接触しないこともある。しかし特にオイル戻し孔１２ｄの内周側端部１２ｉ（図２）をアウターレース３０の位置近傍に存在させていることにより、アウターレース３０とリングギヤ１２の中心部領域１２ｃとの狭い間隙（図６の矢線Ｆ２部分）を介して潤滑油が空間１２ｈ内に噴出する。この噴出位置は上記摺動部分と同レベルであり極めて近い位置関係にあることから、潤滑油は飛沫として上記摺動部分に到達できる。
上述したごとくに油面Ｏｆのレベルを調節するオイル戻し孔１２ｄの配置、個数及び形状は、内燃機関の定常運転時の矢線Ｆ２（図６）での流量Ｖ２と、空間１２ｈ内で油面Ｏｆがシール摺動面３０ａの最下位置レベルＲＬにほぼ一致した状態での矢線Ｆ３（図６）での流量Ｖ３とが一致するように設定する。具体的には、流体力学的に矢線Ｆ２，Ｆ３部分の流路断面積、内燃機関定常運転時のアウターレース部材１４の回転数、潤滑油流動特性などに基づいて理論計算し、その後、実機による測定に基づいて、オイル戻し孔１２ｄの配置、個数及び形状のいずれか１つ又は２つ以上を設定する。あるいは最初から実機による測定に基づいて設定しても良い。更に矢線Ｆ２部分での間隙の程度について設定しても良い。
尚、前述したごとくリングギヤ１２が停止している回転位相に応じてオイル戻し孔１２ｄによるオイル戻し能力が異なるので、オイル戻し孔１２ｄについては平均的な回転位相状態での流路断面積、例えば図７に示した位相位置状態を用いても良い。あるいは最も流路断面積が小さい状態、例えば図８に示したリングギヤ１２の位相位置状態にて、油面Ｏｆが最下位置レベルＲＬにほぼ一致するレベルとなるように設計しても良い。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．リングギヤ１２の中心部領域１２ｃにオイル戻し孔１２ｄを設けている。このことにより内燃機関の始動完了後に始動用モータ２６の停止に伴ってリングギヤ１２の回転が停止した場合においても、第１オイルシール部材３２より上方に貯留する潤滑油はオイル戻し孔１２ｄから内燃機関側、ここではオイルパン３６側へ容易に排出できる。
このためリングギヤ１２とアウターレース部材１４との間に貯留する潤滑油の油面Ｏｆは高くならない。したがって特に内燃機関運転時に回転しているアウターレース３０やワンウェイクラッチ２０には油面Ｏｆが到達しない。あるいは油面Ｏｆが到達してもアウターレース３０やワンウェイクラッチ２０は貯留した潤滑油内に深く入らない。このため油面Ｏｆの撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
（ロ）．特にリングギヤ１２の回転位相に関わらずアウターレース部材１４の外周部分（シール摺動面３０ａ）の下側にて接する最下位置レベルＲＬよりも下方の領域に、いずれかのオイル戻し孔１２ｄの少なくとも一部が存在する。このことにより、内燃機関始動後に第１オイルシール部材３２より上方に存在する潤滑油の油面Ｏｆ位置が常に適切に調節されるので、効果的に気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
潤滑油の油面Ｏｆ位置は、オイル戻し孔１２ｄの設定により最下位置レベルＲＬにほぼ一致させているので、第１オイルシール部材３２上に貯留される潤滑油量を効果的に抑制でき、潤滑油の油面Ｏｆの撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。これと共に、アウターレース３０と第１オイルシール部材３２との間の潤滑と冷却とを十分に実行することができる。
（ハ）．特にオイル戻し孔１２ｄの内周側端部１２ｉ（図２）をアウターレース３０の径方向位置近傍に存在させている。このことによりオイル戻し孔１２ｄの径方向の高さを十分に確保することができ、第１オイルシール部材３２より上部にあるワンウェイクラッチ２０の配置空間２１に供給される潤滑油を迅速に排出できる。このため第１オイルシール部材３２上に貯留される潤滑油量を抑制できる。
しかしオイル戻し孔１２ｄの内周側端部１２ｉにおける部分でのリングギヤ１２とアウターレース部材１４との間隙については比較的狭いままで確保されるので、ワンウェイクラッチ２０の配置空間２１から急激に大量の潤滑油が排出されることが無い。このためワンウェイクラッチ２０に必要な潤滑油量を確保できると同時に第１オイルシール部材３２上に貯留される潤滑油量を抑制でき、潤滑油の油面Ｏｆの撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
（ニ）．複数設けられたオイル戻し孔１２ｄはリングギヤ１２の中心点（回転軸Ｃ位置）での点対称の位置に、他のオイル戻し孔１２ｄは重複することはない。このようにオイル戻し孔１２ｄを配置することで、リングギヤ１２全体の曲げ強度を維持させることができる。リングギヤ１２を厚くしたりして剛性を上げる必要が無く軽量化に貢献できる。
（ホ）．前述したごとく軽量化や組み立て作業性などの観点から第１オイルシール部材３２の配置部分よりも径方向外側にてスポーク領域を形成しているが、オイル戻し孔１２ｄの位相位置配置は、空隙領域１２ｆにて径方向での幅が最大である位相位置（最大幅領域Ｍ）とは重複しないように設定している。このことによりリングギヤ１２全体の曲げ強度を維持してリングギヤ１２の変形を防止し第１オイルシール部材３２や第２オイルシール部材３４によるオイルシールをより確実なものとすることができる。
このことによりリングギヤ１２の剛性が或程度確保でき、内燃機関の定常運転時における低周波での共振を防止することが可能となる。
［実施の形態２］
本実施の形態では、図６に示した矢線Ｆ１におけるワンウェイクラッチ２０の上流側での流路断面積Ａ１と、矢線Ｆ２におけるワンウェイクラッチ２０の下流側での流路断面積Ａ２との関係が、Ａ１≦Ａ２とされている。このことにより矢線Ｆ１，Ｆ２における潤滑油の各流量Ｖ１，Ｖ２を、内燃機関の広い運転領域においてＶ１≦Ｖ２の状態にすることができる。
更に図６に示した矢線Ｆ２におけるワンウェイクラッチ２０の下流側での流路断面積Ａ２と、矢線Ｆ３におけるオイル戻し孔１２ｄの流路断面積Ａ３との関係についても、リングギヤ１２の停止位相がいかなる位相位置でもＡ２≦Ａ３とされている。このことにより矢線Ｆ２，Ｆ３における潤滑油の各流量Ｖ２，Ｖ３を、内燃機関の広い運転領域においてＶ２≦Ｖ３の状態にすることができる。
すなわち各間隙及びオイル戻し孔１２ｄの各流路は、流路断面積についてはＡ１≦Ａ２≦Ａ３の関係にあり、内燃機関の広い運転領域においてＶ１≦Ｖ２≦Ｖ３なる関係に設定されている。
他の構成については前記実施の形態１と同じである。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．内燃機関の広い運転領域において「Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ３」となるため、潤滑油の適量がワンウェイクラッチ２０に供給され、必要以上にワンウェイクラッチ２０の配置空間２１に潤滑油が滞留することがなく、この配置空間２１での潤滑油の油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
更に第１オイルシール部材３２上の空間１２ｈにも潤滑油が滞留することがなく、この空間１２ｈでの潤滑油の油面撹拌による気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。尚、前記実施の形態１にて述べたごとく、アウターレース３０とリングギヤ１２の中心部領域１２ｃとの狭い間隙（図６の矢線Ｆ２部分）を介して潤滑油が空間１２ｈ内に噴出する。このため潤滑油は飛沫として第１オイルシール部材３２のシールリップ３２ａとアウターレース３０のシール摺動面３０ａとの摺動部分に到達でき、潤滑と冷却とが行われる。
［実施の形態３］
本実施の形態では、図９に示したごとくリングギヤ１１２に設けられたオイル戻し孔１１２ｄは十分に大きい流路断面積を有しており、第１オイルシール部材１３２上の空間１１２ｈ内における潤滑油の油面Ｏｆのレベル調節の役目は果たしていない。潤滑油の油面Ｏｆのレベル調節は、オイル戻し孔１１２ｄに対向して設けられたオイルパン１３６の壁部１３６ｂに形成されたオイル落とし孔１３６ｃの形状(ここでは流路断面積Ａ１５)及び配置（ここでは高さＨ）によりなされている。
ここでオイル落とし孔１３６ｃは、内燃機関の定常運転時において、油面Ｏｆがアウターレース１３０のシール摺動面１３０ａのレベル以下にある状態にて、矢線Ｆ１４での流量Ｖ１４と矢線Ｆ１５での流量Ｖ１５とが一致するように、その形状及び位置の調節がなされている。すなわちオイル落とし孔１３６ｃの形状及び配置により、少なくとも内燃機関の定常運転時にてオイル戻し孔１１２ｄより内部の潤滑油の油面Ｏｆがアウターレース１３０のシール摺動面１３０ａの下側にて接する水平線を越えないようにしている。図９では油面Ｏｆと前記水平線のレベルは一致している状態を示している。又、矢線Ｆ１４での流量Ｖ１４は、矢線Ｆ１２（又はＦ１１）での流量Ｖ１２と、矢線Ｆ１３での流量Ｖ１３との合計である。
例えば、流量Ｖ１４、オイル落とし孔１３６ｃの流路断面積Ａ１５、オイル落とし孔１３６ｃからシール摺動面１３０ａまでの高さＨ、及び潤滑油の流量係数Ｃｆの関係が、式１を満足させるように流路断面積Ａ１５及び高さＨを設定する。
［式１］ Ｖ１４ ≦ Ｃｆ・Ａ１５√（２ｇＨ）
ここで√（）は、（）内の値の平方根を表す演算子、ｇは重力加速度である。式１の右辺は、オイル落とし孔１３６ｃからの単位時間当たりの潤滑油排出量、すなわち流量Ｖ１５を表している。
他の構成については前記実施の形態１と同じである。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．オイル戻し孔１１２ｄによらずにオイル落とし孔１３６ｃによっても、オイルパン１３６側からの潤滑油逆流を防止しつつ、リングギヤ１１２とアウターレース部材１１４との間に貯留する潤滑油の油面Ｏｆ高さを適切に抑制できる。したがってアウターレース部材１１４による油面Ｏｆの撹拌が抑制されて気泡混入やスラッジ堆積を抑制できる。
尚、油面Ｏｆを前記水平線のレベルより低く設定した場合でも、アウターレース１３０とリングギヤ１１２の中心部領域１１２ｃとの狭い間隙（図９の矢線Ｆ１２部分）を介して潤滑油が噴出する。このことで潤滑油の飛沫が第１オイルシール部材１３２のシールリップ１３２ａとアウターレース１３０のシール摺動面１３０ａとの摺動部分に到達し、潤滑と冷却とを行うことができる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態においては、オイル戻し孔は等位相間隔に配置されていたが、等位相間隔に配置しなくても良い。等位相間隔でなくてもリングギヤの中心点による点対称の位相位置にてオイル戻し孔同士が重複していないようにすることで、前記実施の形態１の（ニ）の効果を生じさせることができる。特にオイル戻し孔が奇数個であることにより、リングギヤの中心部領域に等位相間隔にて形成配置可能であるが、上述したごとく不等位相間隔にすることで、オイル戻し孔が偶数個でもリングギヤの中心点による点対称の位相位置にてオイル戻し孔同士が重複しないようにすることができる。
スポーク領域に形成されている空隙領域との関係も同様であり、オイル戻し孔が等位相間隔でなくても、空隙領域の径方向での幅が最大である位相位置とは重複しないように配置することで、前記実施の形態１の（ホ）の効果を生じさせることができる。
（ｂ）．前記実施の形態１において、油面Ｏｆはシール摺動面の下側にて接する水平線（最下位置レベルＲＬ）にほぼ一致させていたが、第１オイルシール部材の潤滑や冷却が直接的な油面Ｏｆによらずになされる場合は、油面Ｏｆは最下位置レベルＲＬより下となるように設定しても良い。
例えば、前記実施の形態２，３にて示したごとく、アウターレースとリングギヤの中心部領域との狭い間隙（図６の矢線Ｆ２部分、図９の矢線Ｆ１２部分）を介して潤滑油が噴出し、潤滑油の飛沫が第１オイルシール部材のシールリップとアウターレースのシール摺動面との摺動部分に到達する構成とすればよい。
（ｃ）．前記各実施の形態では、アウターレース部材の外周部分はワンウェイクラッチのアウターレースであったが、このアウターレースの外周に更に部材が突出している構成であれば、この部材の下側にて接する水平線を最下位置レベルＲＬとして、前記各実施の形態の構成を設定しても良い。このような場合でもアウターレース部材において、アウターレースより内周側の構成が、油面Ｏｆの撹拌に大きく寄与していれば、アウターレースの外周面を基準にして、前記各実施の形態のごとく油面Ｏｆを設定しても良い。
（ｄ）．前記各実施の形態において、アウターレース部材は独立して設けるのではなく、フライホイール（又はドライブプレート）にて代用しても良い。すなわちフライホイール（又はドライブプレート）にワンウェイクラッチのアウターレースを設けることで、フライホイール（又はドライブプレート）とアウターレース部材とを一体化した構成としても良く、この場合には、フライホイール（又はドライブプレート）がアウターレース部材に相当することになる。
実施の形態１の車両用内燃機関の内燃機関始動回転力伝達機構の縦断面図。 図１におけるＡ−Ａ断面図。 実施の形態１のリングギヤの構成説明図。 実施の形態１のリングギヤの構成説明図。 実施の形態１のアウターレース部材の構成説明図。 実施の形態１における潤滑油の流動状態を示す縦断面図。 実施の形態１におけるリングギヤの停止回転位相の違いを示す説明図。 実施の形態１におけるリングギヤの停止回転位相の違いを示す説明図。 実施の形態３における潤滑油の流動状態を示す縦断面図。
符号の説明
２…クランク軸、２ａ…後端部、２ｂ…ジャーナル、４…シリンダブロック、４ａ…油路、４ｂ…円弧状シール嵌合部、６…ラダービーム、８…大径部、１０…玉軸受、１０ａ…アウターレース、１２…リングギヤ、１２ａ…屈曲部、１２ｂ…ギヤ部、１２ｃ…中心部領域、１２ｄ…オイル戻し孔、１２ｅ…外周領域、１２ｆ…空隙領域、１２ｇ…スポーク、１２ｈ…空間、１２ｉ…内周側端部、１４…アウターレース部材、１４ａ…開口部、１４ｂ…ボルト貫通孔、１６…フライホイール（又はドライブプレート）、１８…ボルト、２０…ワンウェイクラッチ、２０ａ…スプラグ、２０ｂ…ケージ、２１…配置空間、２２…インナーレース、２６…始動用モータ、２８…ピニオンギヤ、３０…アウターレース、３０ａ…シール摺動面、３２…第１オイルシール部材、３２ａ…シールリップ、３４…第２オイルシール部材、３４ａ…シールリップ、３６…オイルパン、３６ａ…円弧状シール嵌合部、１１２…リングギヤ、１１２ｃ…中心部領域、１１２ｄ…オイル戻し孔、１１２ｈ…空間、１１４…アウターレース部材、１３０…アウターレース、１３０ａ…シール摺動面、１３２…第１オイルシール部材、１３２ａ…シールリップ、１３６…オイルパン、１３６ｂ…壁部、１３６ｃ…オイル落とし孔、Ｃ…回転軸、Ｍ…最大幅領域、Ｏｆ…潤滑油の油面、Ｏｊ，Ｏｒ…潤滑油、Ｏｓ…貯留部、ＲＬ…最下位置レベル。

Claims (10)

  1. 内燃機関の回転出力軸に連結されたアウターレース部材と、始動用モータからの回転駆動力が伝達されると共に一部が内燃機関側から前記アウターレース部材に対向するリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチと、前記リングギヤと前記アウターレース部材との間隙を前記ワンウェイクラッチを内燃機関側にしてオイルシールするシール部材とを備えた内燃機関始動回転力伝達機構における潤滑構造であって、
    前記リングギヤにて、前記ワンウェイクラッチが配置されている部分と前記シール部材が配置されている部分との間の領域に、表裏に貫通するオイル戻し孔が回転軸周りに複数個設けられ、前記リングギヤの回転位相に関わらず、前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線よりも下方に、いずれかの前記オイル戻し孔の少なくとも一部が存在することを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  2. 内燃機関の回転出力軸に連結されたアウターレース部材と、始動用モータからの回転駆動力が伝達されると共に一部が内燃機関側から前記アウターレース部材に対向するリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチと、前記リングギヤと前記アウターレース部材との間隙を前記ワンウェイクラッチを内燃機関側にしてオイルシールするシール部材とを備えた内燃機関始動回転力伝達機構における潤滑構造であって、
    前記リングギヤにて、前記ワンウェイクラッチが配置されている部分と前記シール部材が配置されている部分との間の領域に、表裏に貫通するオイル戻し孔が回転軸周りに複数個設けられ、前記リングギヤの回転位相に関わらず、前記ワンウェイクラッチのアウターレースの下側にて接する水平線よりも下方に、いずれかの前記オイル戻し孔の少なくとも一部が存在することを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  3. 請求項１又は２において、前記アウターレース部材は最外周部に前記ワンウェイクラッチのアウターレースを形成し、前記オイル戻し孔の内周側端部は、前記ワンウェイクラッチのアウターレースの径方向位置近傍に存在することを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、潤滑油の油面位置が、少なくとも内燃機関の定常運転時にて、前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線にほぼ一致する位置よりも下方となるように、前記オイル戻し孔の配置、個数及び形状のいずれか１つ又は２つ以上が設定されていることを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  5. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記シール部材は、前記アウターレース部材に形成されたアウターレースよりも外周側から、該アウターレースの外周部に摺動状態で接触すると共に、潤滑油の油面位置は、少なくとも内燃機関の定常運転時にて、前記アウターレースと前記シール部材との摺動接触部の下側にて接する水平線にほぼ位置することを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記オイル戻し孔が複数設けられた場合に、前記リングギヤの中心点による点対称の位相位置にて、前記オイル戻し孔同士が重複していないことを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記リングギヤは、前記シール部材の配置部分よりも径方向外側にて、スポークと該スポーク間の空隙領域とが周方向に交互に形成されているスポーク領域が存在すると共に、前記空隙領域の径方向での幅が最大である位相位置とは重複しないように前記オイル戻し孔の位相位置配置が設定されていることを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記ワンウェイクラッチの上流側での流路断面積Ａ１、前記ワンウェイクラッチの下流側での流路断面積Ａ２、及び前記オイル戻し孔の流路断面積Ａ３の関係が、前記リングギヤの回転位相位置に関わらずＡ１≦Ａ２≦Ａ３の関係に設定されていることを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、内燃機関側のオイルパン側には、前記オイル戻し孔から戻される潤滑油を前記オイルパンの潤滑油貯留部側に落とすためのオイル落とし孔が形成された壁部が設けられていると共に、前記オイル落とし孔の形状及び配置により、少なくとも内燃機関の定常運転時にて前記オイル戻し孔より内部の潤滑油の油面が前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線を越えないようにしたことを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
  10. 内燃機関の回転出力軸に連結されたアウターレース部材と、始動用モータからの回転駆動力が伝達されると共に一部が内燃機関側から前記アウターレース部材に対向するリングギヤと、前記アウターレース部材と前記リングギヤとの対向部分に配置されて前記リングギヤから前記アウターレース部材への前記始動用モータによる１方向の回転力を伝達し逆方向の回転力は伝達を阻止するワンウェイクラッチと、前記リングギヤと前記アウターレース部材との間隙を前記ワンウェイクラッチを内燃機関側にしてオイルシールするシール部材とを備えた内燃機関始動回転力伝達機構における潤滑構造であって、
    前記リングギヤにて、前記ワンウェイクラッチが配置されている部分と前記シール部材が配置されている部分との間の領域に、表裏に貫通するオイル戻し孔を設け、
    内燃機関側のオイルパン側には、前記オイル戻し孔から戻される潤滑油を前記オイルパンの潤滑油貯留部側に落とすためのオイル落とし孔が形成された壁部が設けられていると共に、前記オイル落とし孔の形状及び配置により、少なくとも内燃機関の定常運転時にて前記オイル戻し孔より内部の潤滑油の油面が前記アウターレース部材の外周部分の下側にて接する水平線を越えないようにしたことを特徴とする内燃機関始動回転力伝達機構潤滑構造。
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