JP4887917B2 - オルダム継手の潤滑構造 - Google Patents

Description

この発明は、オルダム継手（オルダムカップリング）の潤滑構造に関する。

オルダム継手は、図６のような構成または図７のような構成のものがよく用いられる。

図６において、１１は駆動源側に連結される入力軸であり、１２は負荷側に連結される出力軸であり、これらの間にフローティングカム１３が介装される。フローティングカム１３は、円板の片面に径方向へ延びる凸部１４ａが設けられ、反対側の片面に凸部１４ａの延びる径方向と直交する径方向へ延びる凸部１４ｂが設けられる。入力軸１１の後端面に円板の径方向へ延びる溝１５ａが形成され、凸部１４ａが溝１５ａと摺動可能に係合する。出力軸１２の前端面に円板の径方向へ延びる溝１５ｂが形成され、凸部１４ｂが溝１５ｂと摺動可能に係合する。このため、フローティングカム１３は、凸部１４ａ，１４ｂと溝１５ａ，１５ｂとの係合により、各軸１１，１２との相対回転が規制され、凸部１４ａ，１４ｂが溝１５ａ，１５ｂに沿って摺動するため、これら軸１１，１２間の芯ズレを吸収しつつ、入力軸１１から出力軸１２へ回転を伝達することができる。各軸１１，１２は、ハウジング（図示省略）に軸受を介して回転自在に支持され、フローティングカム１３を含む継手要素がハウジングに収装される。

図７において、２１は駆動源側に連結される入力軸であり、２２は負荷側に連結される出力軸であり、これらの間にフローティングカム２３が介装される。フローティングカム２３は、楕円板の外周から径方向へ突き出る互いに対称の突起２４と、楕円板の中央に突起２４が突き出る径方向と直交する径方向へ延びる穴２５と、を備える。入力軸２１は、後端部にフローティングカム２３を収容する凹部２６が形成され、その周壁にフローティングカム２３の突起２４を径方向へ摺動可能に支持する溝２７が形成される。出力軸２２は、前端面にフローティングカム２３の穴２５に沿って摺動可能に嵌合する凸部２８が設けられる。このため、フローティングカム２３は、突起２４と溝２５との係合および穴２５と凸部２８との嵌合により、各軸２１，２２との相対回転が規制され、突起２４が溝２７に沿って摺動および穴２５に沿って凸部２８が摺動するため、これら軸２１，２２間の芯ズレを吸収しつつ、入力軸２１から出力軸２２へ回転を伝達することができる。各軸２１，２２は、ハウジング（図示省略）に軸受を介して回転自在に支持され、フローティングカム２３を含む継手要素がハウジングに収装される。

図６の場合、フローティングカム１３についても、凸部１４ａ，１４ｂと溝１５ａ，１５ｂとの係合部を含めてハウジングの内部に露出するため、ハウジングの内部へ潤滑油を供給すると、凸部１４ａ，１４ｂと溝１５ａ，１５ｂとの摺動面を良好に潤滑することができる。

図７の場合、フローティングカム２３は、凹部２６に収容され、突起２４と溝２７との係合部は、ハウジングの内部に露出するものの、穴２５と凸部２８との嵌合部は、凹部２６の内側のさらにフローティングカム２３の奥に隠され、ハウジングの内部に露出しないため、潤滑油の供給経路として入力軸２１（または出力軸２２）を軸方向へ貫通する油路２９が備えられるのである（特許文献１，特許文献２）。油路２９は、凹部２６の底面中央に開口され、そこから潤滑油は、穴２５と凸部２８との摺動面を潤滑しつつ、遠心力で外径方向へ流れ、凸部２４と溝２７との摺動面を潤滑する（図８，図９、参照）。
特開２００４−０９２５０４号 特開２０００−２５７５７１号

図７のようなオルダム継手においては、潤滑油の供給経路として軸（入力軸２１または出力軸２２）に油路２９を備えるが、負荷や駆動源を含むレイアウト上の制約から、軸２１の油路２９への給油が困難な場合が想定される。例えば、負荷がエンジンに搭載される燃料ポンプの場合、燃料ポンプは、エンジンの側面に配置される。オルダム継手は、エンジンのフロントプレートに支持され、出力軸２２が燃料ポンプの回転軸を構成する一方、入力軸２１の前端側にギヤトレーンの従動ギヤが取り付けられる。その場合、オルダム継手は、ギヤトレーンと燃料ポンプとの間に介在するため、油路２９への給油が困難となってしまうのである。

この発明は、このようなオルダム継手において、軸（入力軸または出力軸）を通しての給油が困難な場合に対処しえる手段の提供を目的とする。

第１の発明は、駆動源側に連結する入力軸と、負荷側に連結する出力軸と、これらを回転自在に支持するハウジングと、これら軸間の何れか一方の軸端面に開口する凹部に収容されて前記入力軸と前記出力軸との芯ズレを吸収しつつ前記入力軸から前記出力軸へ回転を伝達するフローティングカムと、を備えるオルダム継手の潤滑構造において、外部からの潤滑油により前記フローティングカムと前記入力軸との摺動面および前記フローティングカムと前記出力軸との摺動面を潤滑するべく、前記フローティングカムを収容する前記凹部の周壁の一部にフローティングカムを前記ハウジングの内部に露出させる切り欠きを設ける一方、一端がハウジング内面の前記切り欠きに対応する部位に開口すると共に他端がハウジング外面に開口する第１油路を設け、前記第１油路のハウジング内面側の開口部を絞るオリフィスを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、駆動源側に連結する入力軸と、負荷側に連結する出力軸と、これらを回転自在に支持するハウジングと、前記入力軸と前記出力軸との芯ズレを吸収しつつ前記入力軸から前記出力軸へ回転を伝達するフローティングカムと、を備えるオルダム継手において、前記フローティングカムは、外周から径方向へ突き出る互いに対称の突起、中央に前記突起が突き出る径方向と直交する径方向へ延びる穴、を備えるものであり、前記入力軸と前記出力軸との何れか一方は、軸端部に前記フローティングカムを収容する凹部、その周壁に前記フローティングカムの前記突起と径方向へ摺動可能に係合する溝、を備えてなり、同じく他方は、軸端面に前記フローティングカムの前記穴とその長手方向へ摺動可能に嵌合する凸部、を備えるものにあって、外部からの潤滑油により前記フローティングカムと前記入力軸との摺動面および前記フローティングカムと前記出力軸との摺動面を潤滑するべく、前記フローティングカムを収容する前記凹部の周壁の一部に前記フローティングカムを前記ハウジングの内部に露出させる切り欠きを設ける一方、一端がハウジング内面の前記切り欠きに対応する部位に開口すると共に他端がハウジング外面に開口する第１油路を設け、前記第１油路のハウジング内面側の開口部を絞るオリフィスを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、駆動源側に連結する入力軸と、負荷側に連結する出力軸と、これらを回転自在に支持するハウジングと、これら軸間の何れか一方の軸端面に開口する凹部に収容されて前記入力軸と前記出力軸との芯ズレを吸収しつつ前記入力軸から前記出力軸へ回転を伝達するフローティングカムと、を備えるオルダム継手の潤滑構造において、外部からの潤滑油により前記フローティングカムと前記入力軸との摺動面および前記フローティングカムと前記出力軸との摺動面を潤滑するべく、前記フローティングカムを収容する前記凹部の周壁の一部にフローティングカムを前記ハウジングの内部に露出させる切り欠きを設ける一方、一端がハウジング内面の前記切り欠きに対応する部位に開口すると共に他端がハウジング外面に開口する第１油路を設け、前記第１油路のハウジング外面側の開口に給油管を接続する一方、潤滑油の排出経路として前記凹部の底面に一端が開口すると共に他端が反対側の軸端面に開口する第２油路を設けたことを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明に係るオルダム継手の潤滑構造において、潤滑油の排出経路として前記入力軸を支持する転がり軸受を経由して前記ハウジングの前面に開口する第３油路を設けたことを特徴とする。

第５の発明は、第３の発明または第４の発明に係るオルダム継手の潤滑構造において、前記第１油路のハウジング内面側の開口部を絞るオリフィスを設けたことを特徴とする。

第１の発明においては、フローティングカムを収容する凹部の周壁にフローティングカムをハウジングの内部に露出させる切り欠きを備えるため、潤滑油が凹部の内側へ進入しやすくなり、第１油路から切り欠きへ潤滑油を圧送することにより、各軸とフローティングカムとの摺動面を十分に潤滑することができる。また、第１油路を流れる潤滑油は、オリフィスにより、流速が加速され、ハウジング内面側の開口から凹部の切り欠きへ噴射される。そのため、潤滑油が凹部の内側からフローティングカムの奥へ入り込みやすくなり、各軸とフローティングカムとの摺動面を良好に潤滑することができる。

第２の発明においては、フローティングカムを収容する凹部の周壁にフローティングカムをハウジングの内部に露出させる切り欠きを備えるため、潤滑油が凹部の内側へ進入しやすくなり、第１油路から切り欠きへ潤滑油を圧送することにより、軸（入力軸または出力軸）の溝とフローティングカムの突起との摺動面ばかりでなく、フローティングカムの穴と軸（出力軸または入力軸）の凸部との摺動面を十分に潤滑することができる。また、第１油路を流れる潤滑油は、オリフィスにより、流速が加速され、ハウジング内面側の開口から凹部の切り欠きへ噴射される。そのため、潤滑油が凹部の内側からフローティングカムの奥へ入り込みやすくなり、各軸とフローティングカムとの摺動面を良好に潤滑することができる。

第３の発明においては、潤滑油は第１油路から凹部へ供給され、凹部の主に切り欠きから凹部の内側に入り込み、軸端部の凹部の底面に一端が開口すると共に他端が反対側の軸端面に開口する第２油路を通して排出される。第２油路により、潤滑油の排出が促進され、凹部の内側からフローティングカムの内側へ進みつつ凹部の底面に開口する第２油路へ至る潤滑油の流れも促進され、各軸とフローティングカムとの摺動面を効率よく良好に潤滑することができる。

第４の発明においては、第３油路により、転がり軸受を潤滑しつつ、潤滑油の排出が促進され、ハウジング内部の油圧を低く抑えつつ、各軸とフローティングカムとの摺動面を効率よく良好に潤滑することができる。

第５の発明においては、第１油路を流れる潤滑油は、オリフィスにより、流速が加速され、ハウジング内面側の開口から凹部の切り欠きへ噴射される。そのため、潤滑油が凹部の内側からフローティングカムの奥へ入り込みやすくなり、各軸とフローティングカムとの摺動面を良好に潤滑することができる。

図に基づいて、この発明に係る実施形態を説明する。

図１，図２において、３４はオルダム継手のハウジングであり、２つのブロック３４ａ，３４ｂから組み立てられる。ブロック３４ａに入力軸３１が軸受３５を介して支持され、ブロック３４ｂに出力軸３２が軸受３６を介して支持される。ハウジング３４の内部において、これら軸３１，３２間にフローティングカム３３が介装される。３７はブロック３４ａ，３４ｂ間を締結するボルトである。

フローティングカム３３は、楕円板の外周から径方向へ突き出る互いに対称の突起３８と、楕円板の中央に突起３８が突き出る径方向と直交する径方向へ延びる穴３９と、を備える。入力軸３１は、後端部にフローティングカム３３を収容する凹部４０が形成され、その周壁にフローティングカム３３の突起３８を径方向へ摺動可能に支持する溝４１が形成される。出力軸３２の前端は、フローティングカム３３の穴３９に沿って径方向へ摺動可能に嵌合する凸部４２が形成される。

ハウジング３４の内部において、フローティングカム３３は、突起３８と溝４１との係合および穴３９と凸部４２との嵌合により、各軸３１，３２との相対回転が規制され、突起３８が溝４１に沿って摺動および穴３９に沿って凸部４２が摺動するため、これら軸３１，３２間の芯ズレを吸収しつつ、入力軸３１から出力軸３２へ回転を伝達することができる。

フローティングカム３３と入力軸３１との摺動面およびフローティングカム３３と出力軸３２との摺動面を潤滑するべく、凹部４０の周壁にフローティングカム３３をハウジング３４の内部に露出させる切り欠き４５が形成され、ハウジング３４を径方向へ貫通する第１油路４６が設けられる。凹部４０の切り欠き４５は、溝４１の両壁部４８を残して円周上の対称位置に配置され、第１油路４６は、一端がハウジング内面の切り欠き４５に対応する部位に開口すると共に他端がハウジング外面に開口する。

第１油路４６のハウジング外面側の開口に後述の給油管（パイプ）の一端が接続される。第１油路４６のハウジング内面側の開口は、給油管からの潤滑油を噴射するオリフィス４６ａ（図２、参照）に設定される。第１油路４６は、給油管との連結（接続）時において、フロントプレート４９との干渉を避ける上から、ハウジング内面側の開口からハウジング外面側の開口へ斜めに形成することが望ましく、斜めの第１油路４６’（図１、参照）と直交する平面をもって斜めに座面（接続用のコネクタの締付面）を形成すると良い。５０はフロントプレート４９にハウジング３４（ブロック３４ａ）を締結するボルトである。

潤滑油の排出経路として第２油路５１が入力軸３１に設けられる。第２油路５１は、一端が凹部４０の底面中央に開口すると共に他端が反対側の軸端面に開口する。また、入力軸３１の軸受３５としてボールベアリング（転がり軸受）が用いられ、ハウジング３４の内部から潤滑油がボールベアリング３５の隙間を抜けてギヤトレーンへ排出されるようになっている。つまり、ボールベアリング３５を用いることにより、潤滑油の排出経路として第３油路５２が設けられる。

オルダム継手の負荷としてエンジンに搭載されるフューエルポンプが出力軸に連結される。図３において、５６がフューエルポンプであり、シリンダブロック５５の側面に配置される。オルダム継手のハウジング３４は、エンジン前面のフロントプレート４９に支持され、出力軸３２がフューエルポンプ５６の回転軸を構成する一方、入力軸３１の前端側にギヤトレーン５９の従動ギヤ５７（図１、参照）が取り付けられる。６１はオルダム継手の第１油路４６に一端が接続される給油管であり、その他端はシリンダブロック５５の油道（オイルギャラリ）出口に接続される。

図３において、５８はバキュームポンプであり、バキュームポンプ５８についても、オルダム継手が用いられる。バキュームポンプ５８は、ギヤトレーンの前面に配置される。オルダム継手のハウジングは、ギヤトレーン５９のカバー６０に支持され、出力軸がバキュームポンプ５８の回転軸を構成する一方、入力軸の前端側にギヤトレーン５９の従動ギヤが取り付けられるのである。

バキュームポンプ５８のオルダム継手は、図１において、フロントプレート４９とギヤトレーンのカバー６０が入れ替わり、ギヤトレーン５９の従動ギヤ５７がバキュームポンプ用の従動ギヤに変わるだけであり、他の構成については、変更がないため、図１と同一の部位に同一の符号を援用し、図示は省略する。図３において、６２はバキュームポンプ５８のオルダム継手の第１油路４６に一端が接続される給油管であり、その他端はシリンダブロック５５の油道（オイルギャラリ）出口に接続される。

図５は、エンジンの給油経路を例示するものであり、オイルパン６３内の潤滑油は、オイルポンプ６４の駆動により、オイルクーラ６５，オイルフィルタ６６，シリンダブロック５５へ供給される。大半は、シリンダブロック５５からシリンダヘッド６８を経由してギヤトレーン５９からオイルパン６３へ戻され、一部がシリンダブロック５５からフューエルポンプ５６のオルダム継手，バキュームポンプ５８のオルダム継手を経由してギヤトレーン５９からオイルパン６３へ戻されるのである。

オルダム継手において、給油管６１または６２からの圧油は、第１油路４６を流れてハウジング内面側の開口から凹部４０へ供給される。第１油路４６は、ハウジング内面側の開口にオリフィス４６ａが設定され、潤滑油の流れを加速するため、潤滑油を凹部４０へ噴射させることができる。凹部４０の周壁にフローティングカム３３をハウジング３４の内部に露出させる切り欠き３５を備えるため、潤滑油が凹部４０の内側からさらにフローティングカム３３の奥へ入り込み、凹部４０の底面中央に一端が開口する第２油路５１を通して反対側の軸端面からギヤトレーン５９へ排出される（図４、参照）。潤滑油の一部は、ハウジング３４の内部から第３油路５２を通してボールベアリング３５からギヤトレーン５９へ排出される。

第２油路５１により、潤滑油の排出が促進され、凹部４０の内側からフローティングカム３３の内側へ進みつつ凹部４０の底面に開口する第２油路５１へ至る潤滑油の流れも促進され、各軸３１，３２とフローティングカム３３との摺動面を効率よく良好に潤滑することができる。第３油路５２により、ボールベアリング３５を潤滑しつつ、潤滑油の排出が促進され、ハウジング内部の油圧を低く抑えつつ、各軸３１，３２とフローティングカム３３との摺動面を効率よく良好に潤滑することができる。ボールベアリング３５については、第３油路５２の潤滑油により、良好な潤滑が確保されるので、潤滑剤（グリス等）が不要となる。

この結果、負荷や駆動源を含むレイアウト上の制約から、軸（入力軸３１または出力軸３２）を通しての給油が困難な場合においても、外部からの給油によって各軸３１、３２とフローティングカム３３との摺動面を十分に潤滑しえるのである。図１において、６５はオイルシールであり、第２油路５１および第３油路５２により、ハウジング内部の油圧が低く抑えられるので、良好なシール性が得られる。

オルダム継手の構成図である。 オルダム継手の構成に係る説明図である。 エンジンまわりのレイアウトを例示する説明図である。 潤滑油の給排経路に係る説明図である。 エンジンの給油経路を例示する説明図である。 オルダム継手を説明する構成図である。 オルダム継手を説明する構成図である。 オルダム継手を説明する構成図である。 オルダム継手の潤滑に係る説明図である。

符号の説明

３１ 入力軸
３２ 出力軸
３３ フローティングカム
３４ ハウジング
３５ ボールベアリング
３８ 突起
３９ 穴
４０ 凹部
４１ 溝
４２ 凸部
４５ 切り欠き
４６ 第１油路
４６ａ オリフィス
５１ 第２油路
５２ 第３油路
５５ シリンダブロック
５６ フューエルポンプ
５８ バキュームポンプ
５９ ギヤトレーン
６１，６２ 給油管

Claims (5)

1. 駆動源側に連結する入力軸と、負荷側に連結する出力軸と、これらを回転自在に支持するハウジングと、これら軸間の何れか一方の軸端面に開口する凹部に収容されて前記入力軸と前記出力軸との芯ズレを吸収しつつ前記入力軸から前記出力軸へ回転を伝達するフローティングカムと、を備えるオルダム継手の潤滑構造において、外部からの潤滑油により前記フローティングカムと前記入力軸との摺動面および前記フローティングカムと前記出力軸との摺動面を潤滑するべく、前記フローティングカムを収容する前記凹部の周壁の一部にフローティングカムを前記ハウジングの内部に露出させる切り欠きを設ける一方、一端がハウジング内面の前記切り欠きに対応する部位に開口すると共に他端がハウジング外面に開口する第１油路を設け、前記第１油路のハウジング内面側の開口部を絞るオリフィスを設けたことを特徴とするオルダム継手の潤滑構造。
2. 駆動源側に連結する入力軸と、負荷側に連結する出力軸と、これらを回転自在に支持するハウジングと、前記入力軸と前記出力軸との芯ズレを吸収しつつ前記入力軸から前記出力軸へ回転を伝達するフローティングカムと、を備えるオルダム継手において、前記フローティングカムは、外周から径方向へ突き出る互いに対称の突起、中央に前記突起が突き出る径方向と直交する径方向へ延びる穴、を備えるものであり、前記入力軸と前記出力軸との何れか一方は、軸端部に前記フローティングカムを収容する凹部、その周壁に前記フローティングカムの前記突起と径方向へ摺動可能に係合する溝、を備えてなり、同じく他方は、軸端面に前記フローティングカムの前記穴とその長手方向へ摺動可能に嵌合する凸部、を備えるものにあって、外部からの潤滑油により前記フローティングカムと前記入力軸との摺動面および前記フローティングカムと前記出力軸との摺動面を潤滑するべく、前記フローティングカムを収容する前記凹部の周壁の一部に前記フローティングカムを前記ハウジングの内部に露出させる切り欠きを設ける一方、一端がハウジング内面の前記切り欠きに対応する部位に開口すると共に他端がハウジング外面に開口する第１油路を設け、前記第１油路のハウジング内面側の開口部を絞るオリフィスを設けたことを特徴とするオルダム継手の潤滑構造。
3. 駆動源側に連結する入力軸と、負荷側に連結する出力軸と、これらを回転自在に支持するハウジングと、これら軸間の何れか一方の軸端面に開口する凹部に収容されて前記入力軸と前記出力軸との芯ズレを吸収しつつ前記入力軸から前記出力軸へ回転を伝達するフローティングカムと、を備えるオルダム継手の潤滑構造において、外部からの潤滑油により前記フローティングカムと前記入力軸との摺動面および前記フローティングカムと前記出力軸との摺動面を潤滑するべく、前記フローティングカムを収容する前記凹部の周壁の一部にフローティングカムを前記ハウジングの内部に露出させる切り欠きを設ける一方、一端がハウジング内面の前記切り欠きに対応する部位に開口すると共に他端がハウジング外面に開口する第１油路を設け、前記第１油路のハウジング外面側の開口に給油管を接続する一方、潤滑油の排出経路として前記凹部の底面に一端が開口すると共に他端が反対側の軸端面に開口する第２油路を設けたことを特徴とするオルダム継手の潤滑構造。
4. 潤滑油の排出経路として前記入力軸を支持する転がり軸受を経由して前記ハウジングの前面に開口する第３油路を設けたことを特徴とする請求項３に係るオルダム継手の潤滑構造。
5. 前記第１油路のハウジング内面側の開口部を絞るオリフィスを設けたことを特徴とする請求項請求項３または請求項４に係るオルダム継手の潤滑構造。