(57)【要約】【課題】駆動軸と被駆動体の被駆動軸とを接続するカップリングの潤滑構造において、駆動軸に形成される油路から機関の潤滑部分へ潤滑油を供給しつつ、同油路の下流に設けられるカップリングに十分な潤滑油を供給する。【解決手段】カップリングの潤滑構造は、排気カムシャフト１と、排気カムシャフト１の端部およびサプライポンプ３の被駆動シャフト３１を接続するオルダムカップリング２とを備える。同潤滑構造は、オルダムカップリング２側が下流となるように排気カムシャフト１の内部に軸線Ｌの方向に沿って形成されてカム１５及びカムジャーナル１６に潤滑油を供給する主油路６２と、オルダムカップリング２側が下流となるように排気カムシャフト１の内部に軸線Ｌの方向に沿って形成されてオルダムカップリング２のみに潤滑油を供給する副油路６５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、
前記駆動軸の端部および被駆動体の被駆動軸を接続するカップリングと、
前記カップリング側が下流となるように前記駆動軸の内部に軸線方向に沿って形成されて機関の潤滑部分に潤滑油を供給する主油路と、
前記カップリング側が下流となるように前記駆動軸の内部に軸線方向に沿って形成されて前記カップリングのみに潤滑油を供給する副油路とを備える
ことを特徴とするカップリングの潤滑構造。
【請求項２】
請求項１に記載のカップリングの潤滑構造において、
前記副油路は前記カップリングの回転中心のみに潤滑油を供給する
ことを特徴とするカップリングの潤滑構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカップリングの潤滑構造において、
前記副油路は、前記主油路の最上流部から分岐する
ことを特徴とするカップリングの潤滑構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカップリングの潤滑構造において、
前記カップリングには、前記副油路からの潤滑油のみが供給される
ことを特徴とするカップリングの潤滑構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカップリングの潤滑構造において、
前記駆動軸は吸気カムシャフト及び排気カムシャフトのいずれか一方であり、前記被駆動体は高圧燃料を供給するサプライポンプである
ことを特徴とするカップリングの潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カップリングの潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に車両用の内燃機関においては、ブレーキ力のアシストに用いるためにブレーキブースターにバキュームポンプにて発生させた負圧を供給している。また、筒内に直接燃料を噴射する内燃機関にあっては、燃料噴射弁にサプライポンプにて高圧化した燃料を供給している。そして、このような負圧供給用のバキュームポンプや燃料供給用のサプライポンプをカムシャフトのトルクを利用して駆動しようとする場合、カムシャフトの両端部にバキュームポンプ及びサプライポンプをそれぞれ設ける構成が一般的である。更に、このような構成にあっては、ポンプの被駆動軸であるポンプシャフトとカムシャフトとの間にカップリングを設けることにより、それらシャフト間に生じる軸偏心を許容するようにしている。カップリングの構成としては、例えばオルダムカップリングを用いる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、カムシャフトは回転変動を伴うため、カムシャフトとカップリングとの接続部（以下、「接続部」と略記する）には摩擦が生じることとなり、この接続部の潤滑が必要となる。ここで、接続部を潤滑する方法として、シリンダヘッドカバー内に飛散するオイルミストによる雰囲気潤滑を利用する方法があるが、大きなトルクを伝達するカップリングでは潤滑が不十分となり易い。また、オイルジェット等によりカップリングの外部から潤滑油を供給する方法もあるが、カムシャフトから伝達されるトルクにより高速回転するカップリングでは、供給した潤滑油が遠心力により飛散するため、カップリングの内部の潤滑が不十分となり易い。さらに、接続部を単独で潤滑するための構造を内燃機関に設けようとすると、同機関の構造が複雑化するおそれがある。
【０００４】
そこで、上記特許文献１にあっては、カムシャフトの内部に形成された油路をカムシャフトの端部に設けられたカップリングまで延長し、カップリングの内部へ潤滑油を供給する潤滑構造を採用している。カップリングの内部へ供給された潤滑油は、カップリングが回転する際に働く遠心力によりカップリングの中心から外周に向けて飛散する。このため、このような構成を採用することにより、接続部を単独で潤滑する構造を設けることによる装置の大型化を回避しつつ、接続部を潤滑することができるようになる。
【特許文献１】特開２００４−９２６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記内燃機関では、上述のようにカムシャフトの両端部に各ポンプをそれぞれ配設する構成を採用している。この場合、カムシャフトのバキュームポンプ側の端部に潤滑油が供給されて、カムシャフトとバキュームポンプとの間に配設される第１のカップリングへ潤滑油が供給される。また、カムシャフトに供給された潤滑油の一部はカムシャフトの内部に形成された油路を流れて、カムシャフトとサプライポンプとの間に配設される第２のカップリングへ供給される。すなわち、カムシャフトの油路の上流において第１のカップリングに潤滑油を供給し、同油路の下流において第２のカップリングに潤滑油を供給している。
【０００６】
しかしながら、このようにカムシャフトの油路に潤滑油を供給し、同油路の下流において第２のカップリングに潤滑油を供給するような構成では、以下のような問題が無視できないものとなる。
【０００７】
すなわち、カムシャフトの油路を流れる潤滑油は、サプライポンプの第２のカップリングに供給されるだけでなく、カムシャフトのカムロブやカムジャーナル等にも供給される。このため、カムシャフトの油路においては、その下流の油圧が上流の油圧と比較して低くなる。その結果、サプライポンプのカップリングに供給される潤滑油が少量となり、カップリングを十分に潤滑することができないといった問題が生じる。
【０００８】
なお、こうしたカップリングを十分に潤滑することができないといった問題は、サプライポンプに限る問題ではなく、内燃機関の駆動軸と被駆動体の被駆動軸とをカップリングを介して接続する構成であれば、上記のような潤滑不足の問題は概ね共通して発生し得る。
【０００９】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動軸と被駆動体の被駆動軸とを接続するカップリングの潤滑構造において、駆動軸に形成される油路から機関の潤滑部分へ潤滑油を供給しつつ、同油路の下流に設けられるカップリングに十分な潤滑油を供給することのできるカップリングの潤滑構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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に記載の発明は、駆動軸と、前記駆動軸の端部および被駆動体の被駆動軸を接続するカップリングと、前記カップリング側が下流となるように前記駆動軸の内部に軸線方向に沿って形成されて機関の潤滑部分に潤滑油を供給する主油路と、前記カップリング側が下流となるように前記駆動軸の内部に軸線方向に沿って形成されて前記カップリングのみに潤滑油を供給する副油路とを備えることを要旨としている。
【００１１】
同構成によれば、カップリング側が下流となるように駆動軸の内部に軸線方向に沿って形成されて機関の潤滑部分に潤滑油を供給する主油路を備えているため、主油路を通じて潤滑油が機関の潤滑部分に供給される。また、カップリング側が下流となるように駆動軸の内部に軸線方向に沿って形成されてカップリングのみに潤滑油を供給する副油路を備えているため、副油路を流れる潤滑油の油圧がカップリングに到達するまでに低下することを抑制することができる。その結果、駆動軸に形成される主油路から機関の潤滑部分へ潤滑油を供給しつつ、同主油路の下流に設けられるカップリングに十分な潤滑油を供給することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカップリングの潤滑構造において、前記副油路は前記カップリングの回転中心のみに潤滑油を供給することを要旨としている。
カップリングは駆動軸のトルクが伝達されて回転するため、カップリングに供給した潤滑油には遠心力が働く。このため、潤滑油がカップリングの回転中心から外周に向けて流れるため、カップリングの回転中心付近は特に潤滑油が不足し易い。
【００１３】
同構成によれば、副油路はカップリングの回転中心のみに潤滑油を供給するため、カップリングの回転中心付近における潤滑油の不足を抑制することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のカップリングの潤滑構造において、前記副油路は、前記主油路の最上流部から分岐することを要旨としている。
【００１４】
主油路を流れる潤滑油は機関の潤滑部分に供給されるため、主油路の下流の油圧は上流の油圧と比較して低くなる。
同構成によれば、副油路は主油路の最上流部から分岐するため、副油路内の油圧を最も高くすることができる。このため、主油路の下流に設けられるカップリングに十分な潤滑油を確実に供給することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカップリングの潤滑構造において、前記カップリングには、前記副油路からの潤滑油のみが供給されることを要旨としている。
【００１６】
同構成によれば、カップリングには副油路からの潤滑油のみが供給されるため、カップリングに潤滑油が過剰に供給されることを抑制することができる。
具体的には、請求項５に記載の発明によるように、前記駆動軸は吸気カムシャフト及び排気カムシャフトのいずれか一方であり、前記被駆動体は高圧燃料を供給するサプライポンプであるといった構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を内燃機関におけるカップリングの潤滑構造に具体化した一実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
図１に示すように、排気カムシャフト１の一方の端部にはサプライポンプ３が配設されるとともに、排気カムシャフト１の他方の端部にはバキュームポンプ４が配設されている。
【００１８】
排気カムシャフト１には、内燃機関の各気筒に対応して所定間隔毎にカム１５が設けられている。排気カムシャフト１のカムジャーナル１６は、シリンダヘッドに設けられた軸受け部５２とベアリングキャップ５３とにより回転可能に支持されている。
【００１９】
排気カムシャフト１の左端部の近傍には、大径部１４が形成されている。大径部１４には、大径カムジャーナル１２及びカムスプロケット１３が形成されている。大径カムジャーナル１２は、内燃機関のシリンダヘッドに設けられる大径軸受け部５０と大径ベアリングキャップ５１とにより回転可能に支持されている。また、カムスプロケット１３は内燃機関のクランクシャフトに設けられるクランクスプロケットとチェーンを介して連結しており、クランクシャフトから排気カムシャフト１に伝達されるトルクにより同排気カムシャフト１が軸線Ｌを中心に回転させられる。
【００２０】
排気カムシャフト１の右端部の近傍には、中径部１７が形成されている。排気カムシャフト１の中径部１７とサプライポンプ３の被駆動シャフト３１との間にはオルダムカップリング２が設けられており、排気カムシャフト１と被駆動シャフト３１とがオルダムカップリング２を介して接続されている。すなわち、駆動軸である排気カムシャフト１のトルクがオルダムカップリング２を介して被駆動軸であるサプライポンプ３の被駆動シャフト３１に伝達されて、被駆動体のサプライポンプ３が駆動する。なお、排気カムシャフト１とサプライポンプ３との接続構造の詳細については後述する。
【００２１】
ここで、排気カムシャフト１に形成される潤滑油の油路構造について説明する。
排気カムシャフト１の内部には軸線Ｌの方向に沿って主油路６２が形成されている。主油路６２は、上記大径部１４側の端部が開口して開口部６２ａを形成するとともに、上記中径部１７側の端部が閉塞されている。大径部１４の大径カムジャーナル１２には、その外周に凹状のジャーナル溝６０が形成されるとともに、その内部に径方向に延びる大径ジャーナル油孔６１が形成されている。ジャーナル溝６０は大径ジャーナル油孔６１を通じて主油路６２に接続されている。ジャーナル溝６０には、大径軸受け部５０に形成される油路５０ａが接続されている。
【００２２】
また、排気カムシャフト１のカム１５には、主油路６２とカム１５の外周面とを連通するカム油孔６３が形成されている。また、カムジャーナル１６には、主油路６２とカムジャーナル１６の外周面とを連通するジャーナル油孔６４が形成されている。
【００２３】
更に、排気カムシャフト１の内部には、主油路６２と平行に軸線Ｌの方向に沿って副油路６５が形成されている。副油路６５は、上記大径部１４側の端部が主油路６２に連通しており、上記中径部１７側の端部が同中径部１７の回転中心において開口して開口部６５ａを形成している。副油路６５は、主油路６２の大径ジャーナル油孔６１との接続部、すなわち主油路６２の最上流部から分岐している。そして、副油路６５は、途中で分岐することなく、主油路６２から開口部６５ａまで形成されている。
【００２４】
続いて、排気カムシャフト１とサプライポンプ３との接続構造について説明する。
まず、排気カムシャフト１の中径部１７、オルダムカップリング２、及びサプライポンプ３の被駆動シャフト３１の構成の詳細について図２乃至図４を参照して説明する。
【００２５】
図２に、排気カムシャフト１の中径部１７の構成の詳細を示す。
図２に示すように、中径部１７には、その周縁に環状凸部１８が形成されている。この環状凸部１８には、その周方向に１８０°の間隔を隔てて二つの切欠部１９が形成されている。
【００２６】
図３に、オルダムカップリング２の構成の詳細を示す。
図３に示すように、オルダムカップリング２は肉厚の板状に形成されており、略楕円形状の本体２０と同本体２０の外周に設けられた二つの凸部２１とを有している。二つの凸部２１は、本体２０の中心を通る同一の直線上に形成されている。本体２０の中央部には、その厚さ方向に貫通する断面四角形状の貫通孔２２が形成されている。
【００２７】
図４に、サプライポンプ３の被駆動シャフト３１の構成の詳細を示す。
図４に示すように、被駆動シャフト３１は断面円形状のシャフト部３３を備えている。このシャフト部３３の端部には、その軸方向に延びる断面四角形状の接続部３４が形成されている。
【００２８】
以上のような構成を有する排気カムシャフト１の中径部１７、オルダムカップリング２、及びサプライポンプ３の被駆動シャフト３１による排気カムシャフト１とサプライポンプ３との接続構造について図５を参照して説明する。
【００２９】
図５に示すように、排気カムシャフト１の中径部１７の環状凸部１８の内側には、オルダムカップリング２が挿入される。このとき、中径部１７の切欠部１９にはオルダムカップリング２の凸部２１が嵌合される。また、オルダムカップリング２の貫通孔２２には、被駆動シャフト３１の接続部３４が嵌合される。
【００３０】
ここで、排気カムシャフト１が軸線Ｌを中心に回転すると、中径部１７の切欠部１９とオルダムカップリング２の凸部２１とが嵌合しているため、オルダムカップリング２が排気カムシャフト１と共に軸線Ｌを中心に回転する。さらに、オルダムカップリング２が軸線Ｌを中心に回転すると、オルダムカップリング２の貫通孔２２と被駆動シャフト３１の接続部３４が嵌合しているため、被駆動シャフト３１がオルダムカップリング２と共に軸線Ｌを中心に回転する。
【００３１】
以上のような接続構造により、排気カムシャフト１とサプライポンプ３の被駆動シャフト３１とが一体回転可能に接続されている。
続いて、このような構成を有する内燃機関のカップリングの潤滑構造について図１を参照して説明する。
【００３２】
図１に示すように、内燃機関のオイルポンプから大径軸受け部５０の油路５０ａに潤滑油が供給されると、潤滑油がジャーナル溝６０及び大径ジャーナル油孔６１を通じて主油路６２に供給される。
【００３３】
主油路６２に供給された潤滑油は、主油路６２と副油路６５との接続部において分岐して機関の潤滑部分へと供給される。すなわち、その潤滑油の一部は主油路６２を流れてバキュームポンプ４に供給される。また、同潤滑油の一部はオルダムカップリング２側が下流となるように主油路６２を流れてカム油孔６３を通じてカム１５に供給されるとともに、ジャーナル油孔６４を通じてカムジャーナル１６に供給される。さらに、同潤滑油の一部は副油路６５からオルダムカップリング２側が下流となるように流れて副油路６５の開口部６５ａを通じてオルダムカップリング２の回転中心に供給される。
【００３４】
このような潤滑構造により、主油路６２を流れる潤滑油はオルダムカップリング２に供給されずにバキュームポンプ４、カム１５、及びカムジャーナル１６にのみ供給される。一方、副油路６５を流れる潤滑油はオルダムカップリング２にのみ供給される。
【００３５】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に列記する作用効果が得られる。
（１）オルダムカップリング２側が下流となるように排気カムシャフト１の内部に軸線Ｌの方向に沿って形成されてカム１５及びカムジャーナル１６に潤滑油を供給する主油路６２を備えているため、主油路６２を通じて潤滑油がカム１５及びカムジャーナル１６に供給される。また、オルダムカップリング２側が下流となるように排気カムシャフト１の内部に軸線Ｌの方向に沿って形成されてオルダムカップリング２のみに潤滑油を供給する副油路６５を備えているため、副油路６５を流れる潤滑油の油圧がオルダムカップリング２に到達するまでに低下することを抑制することができる。その結果、排気カムシャフト１に形成される主油路６２から機関の潤滑部分へ潤滑油を供給しつつ、同主油路６２の下流に設けられるオルダムカップリング２に十分な潤滑油を供給することができる。  
【００３６】
（２）副油路６５はオルダムカップリング２の回転中心のみに潤滑油を供給するため、オルダムカップリング２の回転中心付近における潤滑油の不足を抑制することができる。
（３）副油路６５は主油路６２の最上流部から分岐するため、副油路６５内の油圧を最も高くすることができる。このため、主油路６２の下流に設けられるオルダムカップリング２に十分な潤滑油を確実に供給することができる。
【００３７】
（４）オルダムカップリング２には副油路６５からの潤滑油のみが供給されるため、オルダムカップリング２に潤滑油が過剰に供給されることを抑制することができる。
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【００３８】
・上記実施形態では、副油路６５と主油路６２とが連通した油路構造であったが、副油路と主油路とが連通していない、すなわち、副油路と主油路とが独立して形成されるような油路構造であってもよい。図６に副油路と主油路とが独立して形成される油路構造におけるカップリングの潤滑構造を示す。図６に示すように、この排気カムシャフト１の大径部１１４にはその外周に凹状のジャーナル溝６０及び副ジャーナル溝１６６が形成されるとともに、その内部に径方向に延びる大径ジャーナル油孔６１及び副ジャーナル油孔１６７が形成されている。大径軸受け部１５０に形成される第１の油路１５０ａはジャーナル溝６０及び大径ジャーナル油孔６１を通じて主油路６２に接続されている。副ジャーナル溝１６６は副ジャーナル油孔１６７を通じて副油路１６５に接続されている。大径軸受け部１５０に形成される第２の油路１５０ｂは副ジャーナル溝１６６及び副ジャーナル油孔１６７を通じて副油路１６５に接続されている。このような油路構造によれば、主油路６２には大径軸受け部１５０の第１の油路１５０ａからのみ潤滑油が供給され、同潤滑油がカム１５及びカムジャーナル１６に供給される。一方、副油路１６５には大径軸受け部１５０の第２の油路１５０ｂからのみ潤滑油が供給され、同潤滑油がオルダムカップリング２に供給される。
【００３９】
・上記実施形態では、副油路６５を流れる潤滑油がオルダムカップリング２の回転中心に供給されていたが、同オルダムカップリング２の回転中心以外に供給するようにしてもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、カップリングの潤滑構造は、主油路６２の大径ジャーナル油孔６１との接続部、すなわち主油路６２の最上流部から分岐する副油路６５を有して構成されていたが、図７に示すように、同接続部よりもオルダムカップリング２側の下流において分岐する副油路１６８を有して構成されていてもよい。
【００４１】
・上記実施形態では、オルダムカップリング２には、副油路６５からの潤滑油のみが供給されていたが、図８に示すように、主油路１６２及び副油路６５から潤滑油が供給されるようにしてもよい。
【００４２】
・上記実施形態では、排気カムシャフト１の端部およびサプライポンプ３の被駆動シャフト３１を接続するカップリングとしてオルダムカップリングを採用したが、その他のカップリング、例えばジョーフレックスカップリングやベローズカップリングを採用してもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、オルダムカップリング２を介して接続される被駆動体としてサプライポンプ３を採用していたが、バキュームポンプのような駆動軸から伝達されるトルクにより駆動される他の装置を採用してもよい。
【００４４】
・上記実施形態では駆動軸として排気カムシャフト１を採用していたが、吸気カムシャフトやその他のシャフトを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかるカップリングの潤滑構造の一実施形態についてその構成を示す断面図。
【図２】図１の潤滑構造についてその排気カムシャフトの中径部の構成を示す正面図及び側面図。
【図３】図１の潤滑構造についてそのオルダムカップリングの構成を示す正面図及び側面図。
【図４】図１の潤滑構造についてそのサプライポンプにおける被駆動シャフトの構成を示す正面図及び側面図。
【図５】図１の潤滑構造についてその排気カムシャフト、オルダムカップリング、及びサプライポンプの接続構造を示す斜視図。
【図６】本発明にかかるカップリングの潤滑構造についてその変形例を示す断面図。
【図７】本発明にかかるカップリングの潤滑構造について他の変形例を示す断面図。
【図８】本発明にかかるカップリングの潤滑構造について他の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１…排気カムシャフト、２…オルダムカップリング、３…サプライポンプ、４…バキュームポンプ、１２…大径カムジャーナル、１３…カムスプロケット、１４，１１４…大径部、１５…カム、１６…カムジャーナル、１７…中径部、１８…環状凸部、１９…切欠部、２０…本体、２１…凸部、２２…貫通孔、３１…被駆動シャフト、３３…シャフト部、３４…接続部、５０，１５０…大径軸受け部、５０ａ…油路、５１…大径ベアリングキャップ、５２…軸受け部、５３…ベアリングキャップ、６０…ジャーナル溝、６１…大径ジャーナル油孔、６２，１６２…主油路、６２ａ，６５ａ…開口部、６３…カム油孔、６４…ジャーナル油孔、６５，１６５，１６８…副油路、１５０ａ…第１の油路、１５０ｂ…第２の油路、１６６…副ジャーナル溝、１６７…副ジャーナル油孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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