JP2021046831A - 動力伝達装置の潤滑油供給構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプから各要素へ供給する潤滑油の過剰供給を抑制可能とする動力伝達装置の潤滑油供給構造を提供すること。【解決手段】一端に油供給口２１を有し、他端側に接続されたオイルポンプ３０から送出される潤滑油を伝搬する油供給管２０と、軸方向の一端が油供給管２０の一端に対して回転可能に接続されたシャフト１０と、を備え、シャフト１０は、当該シャフト１０が油供給管２０に対して回転している際、常時、油供給口２１と連通した状態となるように配設される第１油取入口１１ａと、間欠的に、油供給口２１と連通した状態となるように配設される第２油取入口１２ａとを有している動力伝達装置の潤滑油供給構造。【選択図】図１

Description

本開示は、動力伝達装置の潤滑油供給構造に関する。

従来、シャフト内に油路を形成した動力伝達装置の潤滑油供給構造が知られている。

この種の動力伝達装置の潤滑油供給構造においては、典型的には、エンジンで生成された動力を利用して、オイルポンプを動作させる。そして、潤滑油は、オイルポンプからシャフト内の油路に送出され、当該シャフト内の油路を介して、動力伝達装置に設けられたギヤやベアリングなどの各要素に供給される（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１８−０６３０３８号公報

ところで、従来技術に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造においては、エンジンで動力が連続的に生成されており、オイルポンプが、当該エンジンの動作と連動するため、当該オイルポンプからは、潤滑油が、各要素に連続的に供給される構成となっている。

その故、当該潤滑油供給構造においては、少量の潤滑油で足りる要素に対しても潤滑油が多量に供給されており、供給過剰な状態が発生している。そして、このような状態は、オイルポンプにおける機械損失の増大を招いており、燃費悪化の要因となっている。

そこで、本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、オイルポンプから各要素へ供給する潤滑油の過剰供給を抑制可能とする動力伝達装置の潤滑油供給構造を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
一端に油供給口を有し、他端側に接続されたオイルポンプから送出される潤滑油を伝搬する油供給管と、
軸方向の一端が前記油供給管の前記一端に対して回転可能に接続されたシャフトと、
を備え、
前記シャフトは、
当該シャフトの前記一端に形成された第１油取入口を介して、前記油供給口から供給される前記潤滑油を取り入れ、当該シャフトの側壁に形成された第１排出口に向かって通流させる第１油路と、
当該シャフトの前記一端に形成された第２油取入口を介して、前記油供給口から供給される前記潤滑油を取り入れ、当該シャフトの側壁に形成された第２排出口に向かって通流させる第２油路と、を有し、
前記第１油取入口と前記第２油取入口とは、前記シャフトの径方向に離間して配設され、
前記第１油取入口は、前記シャフトが前記油供給管に対して回転している際、常時、前記油供給口と連通した状態となるように配設され、
前記第２油取入口は、前記シャフトが前記油供給管に対して回転している際、間欠的に、前記油供給口と連通した状態となるように配設されている、
動力伝達装置の潤滑油供給構造である。

本開示に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造によれば、オイルポンプから各要素へ供給する潤滑油の過剰供給を抑制することができる。

一実施形態に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造構成を示す図 一実施形態に係る動力伝達装置において、カムシャフトの端部に形成された第１油取入口及び第２油取入口の配設位置と、油供給管の油供給口の配設位置の位置関係を示す図 一実施形態に係る動力伝達装置において、カムシャフトの端部に形成された第１油取入口及び第２油取入口の配設位置と、油供給管の油供給口の配設位置の位置関係を示す図

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

尚、以下では、本開示に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造を、車両のエンジンのバルブ開閉機構として配設されるカムシャフトに適用した一例について説明する。

図１は、本実施形態に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕの構成を示す図である。尚、図１は、カムシャフト１０の長手方向に沿って切断して見た断面図に相当する。

動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕは、カムシャフト１０、油供給管２０、及びオイルポンプ３０を備えている。

カムシャフト１０は、例えば、エンジンにおける直列に配置された三つの気筒に渡って延在している。そして、カムシャフト１０は、自身の軸方向の一端側（以下、「第１端部」と称する）が油供給管２０に接続され、自身の軸方向の他端側（以下、「第２端部」と称する）がタイミングベルト６０に接続されている。

カムシャフト１０は、第２端部側に接続されたタイミングベルト６０を介して伝達されるエンジンのクランクシャフト（図示せず）からの外力により、クランクシャフトの回転と連動して回転する。

カムシャフト１０の外周には、当該カムシャフト１０の軸方向に沿って、複数のカム部１５、及び複数のジャーナル部１４が、当該カムシャフト１０と一体的に設けられている。ジャーナル部１４は、エンジンのシリンダヘッドに設けられたジャーナル軸受４０に軸支されている。又、カム部１５は、ロッカーアーム（図示せず）のローラ５０と当接するように配設されている。そして、カム部１５は、カムシャフト１０の回転に伴って、ローラ５０を介して、バルブスプリング（図示せず）を付勢し、これによりバルブ（図示せず）の開閉状態を変化させる。

カムシャフト１０は、第１端部側において、油供給管２０に対して、回転可能に接続されている。尚、カムシャフト１０は、第１端部にベアリング部１３を有し、油供給管２０は、当該ベアリング部１３にて、カムシャフト１０に回転可能に支持されている。これより、カムシャフト１０は、油供給管２０の外周を、自身の軸方向回りに回転する。

オイルポンプ３０は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）の回転に伴って伝達された駆動力により駆動し、エンジン内の潤滑油貯留部（図示せず）から潤滑油を吸入して油供給管２０に圧送する。

油供給管２０は、カムシャフト１０の第１端部に接続された油供給口２１と、オイルポンプ３０に接続された油流入口２２と、を有している。そして、油供給管２０は、オイルポンプ３０から送出される潤滑油をカムシャフト１０に伝搬する。

ここで、油供給管２０の油供給口２１は、カムシャフト１０の第１端部において、カムシャフト１０の回転中心に対して、カムシャフト１０の径方向に偏位した位置に接続されている（図２Ａ、図２Ｂを参照）。これにより、カムシャフト１０が回転した際、後述するカムシャフト１０内の第２油路１２と連通した状態となるタイミングは、間欠的なものとなる。

次に、カムシャフト１０内に形成された油路構造の詳細について、説明する。

図２Ａ、図２Ｂは、カムシャフト１０の端部に形成された第１油取入口１１ａ及び第２油取入口１２ａの配設位置と、油供給管２０の油供給口２１の配設位置の位置関係を示す図である。尚、図２Ａは、カムシャフト１０が、第１回転位相位置に存在するときの状態を表し、図２Ｂは、カムシャフト１０が、第２回転位相位置に存在するときの状態を表している。

カムシャフト１０は、自身の内部に、自身の軸方向に沿って略平行に延在する第１油路１１及び第２油路１２を有している。尚、第１油路１１及び第２油路１２は、互いに非連通状態となるように形成されている。

第１油路１１は、カムシャフト１０の第１端部に形成された第１油取入口１１ａ、及び、カムシャフト１０の第１端部と第２端部との中間位置の側壁に形成された第１排出口１１ｂを有している。そして、第１油路１１は、第１油取入口１１ａを介して油供給管２０の油供給口２１から供給される潤滑油を取り入れ、第１排出口１１ｂに向かって通流させる。

第１油取入口１１ａは、カムシャフト１０の第１端部を軸方向に貫通するように形成され、油供給管２０の油供給口２１と対向するように配設されている。第１油取入口１１ａの形状は、円形状、楕円形状又は四角形状等、任意の形状であってよい（ここでは、円形状）。

第１排出口１１ｂは、カムシャフト１０の軸方向に沿って延在する第１油路１１から、カムシャフト１０の径方向に向かって分岐し、カムシャフト１０の側壁及びジャーナル部１４を貫通するように形成されている。そして、第１排出口１１ｂは、例えば、第１油路１１に圧送される潤滑油を、ジャーナル部１４とジャーナル軸受４０の間の領域に供給する。

第２油路１２は、カムシャフト１０の第１端部に形成された第２油取入口１２ａ、及び、カムシャフト１０の第１端部と第２端部との中間位置の側壁に形成された第２排出口１２ｂを有している。そして、第２油路１２は、第２油取入口１２ａを介して油供給管２０の油供給口２１から供給される潤滑油を取り入れ、第２排出口に向かって通流させる。

第２油取入口１２ａは、カムシャフト１０の第１端部を軸方向に貫通するように形成され、油供給管２０の油供給口２１と対向するように配設されている。第２油取入口１２ａの形状は、円形状、楕円形状又は四角形状等、任意の形状であってよい（ここでは、円形状）。

第２排出口１２ｂは、カムシャフト１０の軸方向に沿って延在する第２油路１２から、カムシャフト１０の径方向に向かって分岐し、カムシャフト１０の側壁及びカム部１５を貫通するように形成されている。そして、第２排出口１２ｂは、例えば、第２油路１２に圧送される潤滑油を、カム部１５とローラ５０との間の領域に供給する。

ここで、第１油取入口１１ａと第２油取入口１２ａとは、互いに非連通状態となるように、カムシャフト１０の径方向に離間して配設されている。

より詳細には、第１油取入口１１ａは、カムシャフト１０の回転中心付近に配設されている。一方、第２油取入口１２ａは、カムシャフト１０の回転中心に対してカムシャフト１０の径方向に偏位した位置に配設されている。又、油供給管２０の油供給口２１は、カムシャフト１０の回転中心に対してカムシャフト１０の径方向に偏位した位置に配設されている。

かかる構成によって、カムシャフト１０が油供給管２０に対して回転している際、第１油取入口１１ａは、常時、油供給口２１と連通した状態となる一方、第２油取入口１２ａは、間欠的に、油供給口２１と連通した状態となる。第２油取入口１２ａは、例えば、カムシャフト１０が油供給管２０に対して１回転する間のうちの１／３回転分の時間帯にのみ、油供給口２１と連通した状態となる。尚、図２Ａは、第１油取入口１１ａのみが油供給口２１と連通した状態を表している。図２Ｂは、第１油取入口１１ａと第２油取入口１２ａの両方が油供給口２１と連通した状態を表している。

これによって、エンジンが動作している際、第１油路１１には、多量の潤滑油を供給しつつ、第２油路１２には、少量の潤滑油だけを供給することが可能となる。

又、第１油取入口１１ａ及び第２油取入口１２ａの開口径は、それぞれ、第１排出口１１ｂから外部（ここでは、ジャーナル部１４とジャーナル軸受４０の間の領域）に供給する潤滑油の供給量、及び、第２排出口１２ｂから外部（ここでは、カム部１５とローラ５０との間の領域）に供給する潤滑油の供給量に基づいて設定されている。典型的には、第２油路１２（第２排出口１２ｂ）から外部に供給する先の潤滑油を少量とするため、第２油取入口１２ａの開口径は、第１油取入口１１ａの開口径よりも小さい。又、ここでは、第１油路１１の溝径は、第１油取入口１１ａの開口径と略同一に設定され、第２油路１２の溝径は、第２油取入口１２ａの開口径と略同一に設定されている。

一般に、カムシャフト１０が回転している間には、ジャーナル部１４とジャーナル軸受４０とが、強い摩擦力で常時接触した状態となる。一方、カム部１５とロッカーアームのローラ５０とが、強い摩擦力で接触した状態となるのは、カム部１５が、バルブ（図示せず）に接続されたバルブスプリングを付勢するタイミングのみであるため、間欠的である。つまり、ジャーナル部１４とジャーナル軸受４０との間には多量の潤滑油が必要となる一方、カム部１５とロッカーアームのローラ５０との間には少量の潤滑油のみで十分である。

かかる観点から、本実施形態に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕにおいては、第１油取入口１１ａ及び第２油取入口１２ａそれぞれの開口径と、第１油取入口１１ａ及び第２油取入口１２ａそれぞれと油供給口２１との位置関係とを適切に設定し、油供給管２０の油供給口２１から第１油路１１に供給する供給量については多量とし、油供給管２０の油供給口２１から第２油路１２に供給する供給量については少量としている。

次に、本実施形態に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕの作用について、説明する。

エンジンを始動した場合、エンジンの始動と同時にオイルポンプ３０が駆動され、オイルポンプ３０は、エンジン内の潤滑油貯留部から潤滑油を吸い上げ、油供給管２０に対して圧送する。そして、オイルポンプ３０から吐出された潤滑油は、油供給管２０を経由して、カムシャフト１０側に圧送される。

又、エンジンの始動に伴って、カムシャフト１０も回転する。このとき、油供給管２０の油供給口２１は、第１油取入口１１ａと常に連通した状態となる。一方、油供給管２０の油供給口２１は、カムシャフト１０が所定の回転位相位置のときにのみ、第２油取入口１２ａと連通した状態となる。即ち、油供給管２０の油供給口２１は、第２油取入口１２ａとは間欠的に連通した状態となる。これにより、油供給管２０から供給される潤滑油は、第１油路１１には常に供給される一方、第２油路１２には間欠的に供給されることになる。

第１油路１１に送出された潤滑油は、第１排出口１１ｂを介して、ジャーナル部１４とジャーナル軸受４０との間の隙間領域に供給される。又、第２油路１２に送出された潤滑油は、第２排出口１２ｂを介して、カム部１５とロッカーアームのローラ５０との間の隙間領域に供給される。このように、油供給管２０から、第１油取入口１１ａ及び第２油取入口１２ａそれぞれに供給する潤滑油の油量を調整することで、第１排出口１１ｂを介してジャーナル部１４とジャーナル軸受４０との間に供給される潤滑油の油量、及び、第２排出口１２ｂを介してカム部１５とロッカーアームのローラ５０との間に供給される潤滑油の油量が調整されることになる。

尚、カム部１５とロッカーアームのローラ５０との間に供給された潤滑油、及び、ジャーナル部１４とジャーナル軸受４０との間に供給された潤滑油は、その後飛散して、エンジン内の潤滑油貯留部に戻ることになる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕによれば、必要な潤滑油の供給量が多い側を第１油路（即ち、常時供給油路）１１に設定し、必要な潤滑油の供給量が少ない側を第２油路（即ち、間欠供給油路）１２に設定することによって、過剰に潤滑油を供給する状態を抑制することができる。これによって、オイルポンプ３０の出力を低減することが可能であり、燃費を向上することができる。

又、第２油路１２に対して潤滑油を供給する際には、非供給時の蓄圧を利用することができるため、オイルポンプ３０の出力特性自体も、第１油路（即ち、常時供給油路）１１に対して潤滑油を供給する際に必要となる出力特性と同程度のもので充足可能となる。つまり、本実施形態に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕによれば、オイルポンプ３０の小型化を図ることも可能である。

又、本実施形態に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕにおいては、第１油取入口１１ａ及び第２油取入口１２ａそれぞれの開口径と、第１油取入口１１ａ及び第２油取入口１２ａそれぞれと油供給口２１との位置関係とを、適切に設定することによって、オイルポンプ３０自体に出力制御機能を保持させることなく、第１油路１１及び第２油路１２それぞれに供給する潤滑油の供給量の適正化を図ることが可能である。

［その他］
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

例えば、カムシャフト１０は、筒状のシャフト本体と、シャフト本体の内部に配設された詰め物（例えば、発泡ゴム）と、によって構成されてもよい。この場合、詰め物に、上記した第１油路１１及び第２油路１２を形成すればよい。

又、カムシャフト１０に形成する油路の個数は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。

又、本発明に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕは、車両のエンジンのバルブ開閉機構を構成するカムシャフト以外にも適用可能である。例えば、本発明に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造Ｕは、エンジンのクランクシャフトに適用されてもよいし、変速機中のシャフトに適用されてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る動力伝達装置の潤滑油供給構造によれば、オイルポンプから各要素へ供給する潤滑油の過剰供給を抑制することができる。

Ｕ 潤滑油供給構造
１０ カムシャフト
１１ 第１油路
１１ａ 第１油取入口
１１ｂ 第１排出口
１２ 第２油路
１２ａ 第２油取入口
１２ｂ 第２排出口
１３ ベアリング部
１４ ジャーナル部
１５ カム部
２０ 油供給管
２１ 油供給口
２２ 油流入口
３０ オイルポンプ
４０ ジャーナル軸受
５０ ローラ
６０ タイミングベルト

Claims (5)

1. 一端に油供給口を有し、他端側に接続されたオイルポンプから送出される潤滑油を伝搬する油供給管と、
   軸方向の一端が前記油供給管の前記一端に対して回転可能に接続されたシャフトと、
   を備え、
   前記シャフトは、
   当該シャフトの前記一端に形成された第１油取入口を介して、前記油供給口から供給される前記潤滑油を取り入れ、当該シャフトの側壁に形成された第１排出口に向かって通流させる第１油路と、
   当該シャフトの前記一端に形成された第２油取入口を介して、前記油供給口から供給される前記潤滑油を取り入れ、当該シャフトの側壁に形成された第２排出口に向かって通流させる第２油路と、を有し、
   前記第１油取入口と前記第２油取入口とは、前記シャフトの径方向に離間して配設され、
   前記第１油取入口は、前記シャフトが前記油供給管に対して回転している際、常時、前記油供給口と連通した状態となるように配設され、
   前記第２油取入口は、前記シャフトが前記油供給管に対して回転している際、間欠的に、前記油供給口と連通した状態となるように配設されている、
   動力伝達装置の潤滑油供給構造。
2. 前記油供給口及び前記第２油取入口は、前記シャフトの回転中心に対して前記シャフトの径方向に偏位した位置に配設されている、
   請求項１に記載の動力伝達装置の潤滑油供給構造。
3. 前記第２油取入口の開口径は、前記第１油取入口の開口径よりも小さい、
   請求項１又は２に記載の動力伝達装置の潤滑油供給構造。
4. 前記第１油取入口及び前記第２油取入口の開口径は、それぞれ、前記第１排出口から外部に供給する前記潤滑油の供給量、及び、前記第２排出口から外部に供給する前記潤滑油の供給量に基づいて設定されている、
   請求項３に記載の動力伝達装置の潤滑油供給構造。
5. 前記シャフトは、エンジンのバルブ開閉機構を構成するカムシャフトであり、
   前記第１排出口は、前記シャフトのジャーナル部に形成され、
   前記第２排出口は、前記シャフトのカム部に形成されている、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の動力伝達装置の潤滑油供給構造。

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