JP2015155649A - リリーフ弁装置 - Google Patents

Abstract

【目的】車両用エンジン等のオイルポンプにおいて、特に油温が低い状態で、エンジンの中回転数域での油圧上昇を抑え、効率の向上と耐久性の向上を実現することができるリリーフ弁装置とすること。
【構成】弁体４と、弁通路２と、弁通路２の小径通路部２１と大径通路部２２との何れか一方側に設けられる第１排出部３３と、他方側に設けられる第２排出部３４とを有する弁ハウジングＡとからなるリリーフバルブと、小径通路部２１と大径通路部２２の何れか一方側と連通する主リリーフ流路３１と、他方側と連通する補助リリーフ流路３２と、補助リリーフ流路３２に装着され補助リリーフ流路３２を連通又は遮断するソレノイドバルブ６と、弁体４を油圧による力の方向と反対方向に弾性付勢するバネ８とからなること。弁体４の弁通路２内におけるストロークの終端位置又は終端位置の手前付近で第２排出部３４は開き状態としてなること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用エンジン等のオイルポンプにおいて、特に油温が低い状態で、エンジンの中回転数域での油圧上昇を抑え、効率の向上と耐久性の向上を実現することができるリリーフ弁装置に関する。

出願人は、既に従来技術として開示された特許文献１（特開平５−２６０２４号）の問題点を解決するための発明を行っている。特許文献１の問題点は、機械式リリーフ弁を２段階で作動させるために、スプリングの取付け長の長さを変えるという構成としたもので、そのスプリングの長さを変えるために、スプリングの左右両側から油圧を供給する手段をとっている。

その左右への油圧の掛け方の切替は、ソレノイドバルブでの油路の切替で行っているが、機械式リリーフ弁の左右両側から油圧を供給するために、油路を左右両側に設ける必要があり、機械式リリーフ弁設置の全長が長くなってしまう。また、機械式リリーフ弁の構成が、弁体とコイルスプリングだけでなく、ピストンも加わって構成部品点数が増えるため、その部品もレイアウト（設計）に組み込む必要があり、これらの点についても、機械式リリーフ弁設置の全長が長くする原因となっている。

特開平５−２６０２４号公報 特開２０１２−２０２３４５号公報

この特許文献１では、前述したように、リリーフ弁設置の全長が長く、そのために小型化することができないという問題点を有しており、これを解決するために、特許文献２（特開２０１２−２０２３４５号公報）が本出願人により示されたものである。この特許文献２では、通常時の作動は何ら問題無く、十分な効果を発揮するものである。

ところで、特許文献２におけるリリーフ弁装置は、搭載車両によっては、取り付ける空間が狭く、リリーフ弁装置を配置するスペースが十分に取れない場合がある。そこで、リリーフ弁装置を配置するスペースが十分に取れない場合は、リリーフ弁装置のサイズを小さくする必要がある。

例えば、主排出流路の開口面積を小さくしてリリーフ弁装置のサイズを小さくすることがある。また、リリーフ弁（弁体）が軸方向に移動できる量（ストローク量）を制限してリリーフ弁装置のサイズを小さくすることもある。そして、高い油温の場合では、リリーフ弁装置は、エンジンの低回転数域，中回転数域及び高回転数域で目標に沿うリリーフ動作を行うことができる。

ところで、特許文献２では、低い油温のために油の粘性が高い状態の場合には、以下のような現象が起きる可能性がある。主排出流路の開口面積が小さい場合は、油は通り難くなるため、油圧の上昇がより顕著になり、同じエンジン回転数でもリリーフ弁はより上側（バネ８がより縮む側）に移動させられる。

エンジンの中回転数域では、高い油温では通常のリリーフ動作により、中回転数域の略全域に亘って略一定の低い油圧を維持することができ、燃費を良好にすることができる。ところが、エンジンの中回転数域で、低い油温の場合では、中回転数域の後期で且つ高回転数域の直前で、油圧によってリリーフ弁が移動可能な範囲の限界点、つまりストロークの終端に到達するまでリリーフ弁が移動を続ける場合がある。

そして、リリーフ弁のストロークの終端に到達すると、オイルを排出する主排出流路の開口面積は大きくならず、リリーフ動作が油圧の上昇に追いつかなくなる。その結果、エンジン回転数の上昇に伴って油圧が上昇してしまう。さらに、装置を小型にすることで、リリーフ弁のストロークの量も短く制限されている場合では、リリーフ弁が上側に移動できる量も少なくなり、エンジンの中回転数域で、リリーフ弁は移動可能な限界にすぐに到達してしまう。

このように、リリーフ弁のストロークの終端に達しても、前述したように、主排出流路の排出開口面積は、それ以上は大きくならず、エンジン回転数がさらに、上昇した場合に油圧を低い状態で保つことができず、エンジン回転数の上昇に伴って油圧が上昇してしまうようになる。そして、油温が低い場合で、且つエンジンの中回転数域における高回転数寄りの領域で、リリーフ弁のストロークの終端に到達してしまうことがあり、このような場合は油圧が上昇し、そのためにエンジンのフリクション（摩擦）が上昇し、燃費が低下することとなる。

図１３のグラフでは、中回転数域の後期で且つ高回転数域の直前で油圧が上昇することを示したものである。図１３の中で円形点線で囲まれた部分は、中回転数域における油圧の上昇状態である。そして、この油圧上昇部分では、燃費が悪くなることになる。また、リリーフ弁がストロークの終端まで移動することでバネが最大限縮むことになり、該バネにヘタリが起きて、該バネの耐久性も低下する恐れがある。

なお、バネのヘタリとは、バネが使用中にその負荷方向へ塑性変形を生じてしまい、バネは元の形状に戻り難くなり、バネ荷重が低下してしまうことである。本発明の目的（解決すべき技術的課題）は、車両用エンジン等のオイルポンプにおいて、特に油温が低い状態において、エンジンの中回転数域での油圧上昇を抑え、効率及び耐久性の向上を実現することにある。

そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、小径部と大径部とからなる弁体と、小径通路部と大径通路部とを有する弁通路と、前記小径通路部と前記大径通路部との何れか一方側に設けられる第１排出部と、他方側に設けられる第２排出部とを有する弁ハウジングとからなるリリーフバルブと、前記小径通路部と前記大径通路部の何れか一方側と連通する主リリーフ流路と、他方側と連通する補助リリーフ流路と、該補助リリーフ流路に装着され該補助リリーフ流路を連通又は遮断するソレノイドバルブと、前記弁体を油圧による力の方向と反対方向に弾性付勢するバネとからなり、前記弁体の前記弁通路内におけるストロークの終端位置又は該終端位置の手前付近で前記第２排出部は開き状態としてなるリリーフ弁装置。としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記第１排出部は前記小径通路部に連通し、前記第２排出部は前記大径通路部に設けられてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１において、前記第１排出部は前記大径通路部に連通し、前記第２排出部は前記小径通路部に設けられてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記第２排出部は、前記第１排出部と連通する構成としてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４の何れか１項の記載において、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐されてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、弁体の弁通路内におけるストロークの終端位置又は該終端位置の手前付近で前記第２排出部は開き状態とする構成としたので、弁体がストロークの終端位置又はその手前で第２排出部が開き、第１排出部と共に弁通路内のオイルを排出することができる。

これによって、特に低い油温におけるエンジンの中回転数域の後期で高回転数域の直前での油圧上昇を抑えることができ、中回転数域を安定した低い油圧にすることができ、よってエンジン側のフリクション（摩擦）を抑制し、もって燃費向上を図ることができる。

また、弁体がストロークの終端位置又は該終端位置に到達する手前、つまり到達する以前に弁体は第２排出部を開き、第１排出部と共に弁通路内のオイルを排出することができる。これによって、弁体を弾性付勢するバネは限界までは縮むことがなく、余裕を有しており、ヘタリが生ずることなく、バネの耐久性を向上させることができる。

第２排出部は、弁体のストローク量が最大付近に配置されるので、通常の制御時には影響を及ぼすことは無く、油温の高低に係らず通常は目標通りの制御を行うことができる。第２排出部は、高い油温ではリリーフされることは無く、低い油温の場合のみストローク量が最大となった時にリリーフが行われる位置に配置した。

これにより、油圧が高くなりがちな低い油温のみの更に油圧が跳ね上がるエンジン回転数より僅かに低いエンジン回転数である中回転数域における高回転数域寄りの狭いエンジン回転数領域での油圧を低減し、その他の油温、エンジン回転数では通常、目標通りの制御を行うことができる。

請求項２の発明では、第１排出部は小径通路部に連通し、第２排出部は大径通路部に設けられる構成としたものであり、その他の構成は請求項１と同等であり、よって請求項１と同等の効果を奏する。請求項３の発明では、第１排出部は大径通路部に連通し、第２排出部は小径通路部に設けられる構成としたものであり、その他の構成は請求項１と同等であり、よって請求項１と同等の効果を奏する。

請求項４の発明は、第２排出部は、第１排出部と連通する構成としたものであり、リリーフにおける回路を簡素化することができる。請求項５の発明では、補助リリーフ流路は、主リリーフ流路から分岐されてなる構成としたことにより、主リリーフ流路と補助リリーフ流路の構造を簡素化でき、より一層、装置の小型化を実現することができる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態の構成を備えたエンジンのオイル供給回路を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（α）部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）のソレノイドバルブにおける（β）部拡大図で接続流路と補助リリーフ流路とを開状態とした略示断面図、（Ｄ）は（Ａ）のソレノイドバルブにおける（β）部拡大図で接続流路と補助排出流路とを開状態とした略示断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の低回転数域におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）は（Ａ）の(I)部におけるソレノイドバルブの動作を示す詳細断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の中回転数域の初期におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）は（Ａ）の(II)部におけるソレノイドバルブの動作を示す詳細断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の中回転数域の中期におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）は（Ａ）の(III)部におけるソレノイドバルブの動作を示す詳細断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の中回転数域の後期におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）は（Ａ）の(IV)部におけるソレノイドバルブの動作を示す詳細断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の高回転数域の開始直後におけるリリーフが行われないときの作用を示す略示断面図、（Ｂ）は（Ａ）の(V)部におけるソレノイドバルブの動作を示す詳細断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態の高回転数域におけるリリーフが行われたときの作用を示す略示断面図、（Ｂ）は（Ａ）の(VI)部におけるソレノイドバルブの動作を示す詳細断面図である。 本発明の第２実施形態の低回転数域におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図である。 本発明の第２実施形態の中回転数域の初期におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図である。 本発明の第２実施形態の中回転数域の後期におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図である。 本発明の第２実施形態の高回転数域におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図である。 本発明における低油温状態でのエンジン回転数と油圧の関係を示すグラフである。 従来技術における低油温状態でのエンジン回転数と油圧の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明には、複数の実施形態が存在し、まず第１実施形態について説明する。本発明の構成は、主にハウジングＡ、弁体４、ソレノイドバルブ６、バネ８等からなる。ハウジングＡの筐体１には、弁体４が収納され、ソレノイドバルブ６が装着される〔図１（Ａ）参照〕。

筐体１には、弁通路２，主リリーフ流路３１，補助リリーフ流路３２等が形成されている。前記弁通路２は、弁体４が収納される部位である。弁通路２は、内径の異なる円筒形状の小径通路部２１及び大径通路部２２とが同一軸線状に形成されている。具体的には、前記筐体１の表面に対して開口側に直径寸法が大きい大径通路部２２が形成され、その奥側に直径寸法が小さい小径通路部２１が形成されている。

そして、前記小径通路部２１と前記大径通路部２２との境目は、平坦な円周状の段差面部２３が存在する。ここで、本発明において、上下方向は、特に限定されるものではないが、説明を理解し易いものとするために、弁通路２の通路方向を上下方向とし、該弁通路２の大径通路部２２が小径通路部２１よりも上方となるように設定した場合に、大径通路部２２側を上方とする〔図１（Ａ）参照〕。

前記主リリーフ流路３１は、筐体１の外部から前記弁通路２の小径通路部２１下方側の先端面に向かって連通形成された流路である〔図１（Ａ）参照〕。主リリーフ流路３１は、前記弁通路２に対して直角方向に形成されているが、その形成状態については限定されない。主リリーフ流路３１の先端箇所は、前記弁通路２の小径通路部２１の先端面（奥側面）と連通するように形成されている。つまり、後述する弁体４の主受圧面４１ａがリリーフ（排圧，排出）されるオイルの圧力を受け易いように構成されている。

弁通路２の小径通路部２１には、筐体１の外部に連通する第１排出部３３が形成されている。該第１排出部３３は、主リリーフ流路３１から小径通路部２１に流れ込んだリリーフオイルをオイルポンプ９１の吸入側又は図示しないオイルパンに戻すための機能を有する。

補助リリーフ流路３２は、筐体１内部にて、前記主リリーフ流路３１から分岐形成されたものである。補助リリーフ流路３２には、前記主リリーフ流路３１を流れるオイルの一部が流入するようになっている〔図１（Ｃ）参照〕。また、補助リリーフ流路３２は、前記主リリーフ流路３１から分岐されず、ハウジングＡ内に主リリーフ流路３１とは、別の独立した流路で構成されることもある。

ただし、この場合には、オイルポンプ９１とエンジン９２との間の循環流路において、補助リリーフ流路３２は、主リリーフ流路３１よりも下流側であり、特に図示しないオイルフィルターよりも下流に配置すれば脈動の少ない油圧で制御を行えるため、より好ましい。

補助リリーフ流路３２の上方側先端（分岐する部位の反対側）には、ソレノイドバルブ室３２３が形成されている。該ソレノイドバルブ室３２３には、後述するソレノイドバルブ６の方向制御部６１が収納される。ここで、ソレノイドバルブ６は、筐体１の外部から装着されるものであり、ソレノイドバルブ６の組付けのために、補助リリーフ流路３２の上方側端部は筐体１の表面に貫通する。

前記補助リリーフ流路３２は、前記弁通路２の大径通路部２２にソレノイドバルブ６を介して連通している。また、補助リリーフ流路３２において、ソレノイドバルブ６と大径通路部２２との間の流路を接続流路３２１と称する。該接続流路３２１は、補助リリーフ流路３２に属するものであり、補助リリーフ流路３２を構成する一部である。

そして、補助リリーフ流路３２は、前記ソレノイドバルブ６によって、大径通路部２２と連通及び遮断のいずれか一方に切り替えられる構成となっている。さらに、補助リリーフ流路３２から前記ソレノイドバルブ６を介して補助排出流路３２２が形成されている。該補助排出流路３２２は、オイルをオイルポンプ９１の吸入側又はオイルパンに戻す役目をなす。前記接続流路３２１及び補助排出流路３２２の補助リリーフ流路３２内側の開口は共にソレノイドバルブ室３２３の範囲内にまとめて形成されている。

また、大径通路部２２には、第２排出部３４が形成されている。該第２排出部３４は、弁通路２の大径通路部２２に流れ込んだリリーフオイルをオイルパンに向かって解放したり、或いはオイルポンプ９１の吸入側に接続され、オイルをオイルポンプ９１に戻す役目をなすものである。

第２排出部３４は、特に、油温が低い場合におけるオイルのリリーフ動作又は排出動作で使用される。前記第２排出部３４は、油温が低い状態で、前記補助リリーフ流路３２が連通状態で、且つ弁体４を圧力を受ける方向とは反対方向に弾性付勢するバネ８の最大収縮時における前記弁体４の到達位置又は該到達位置よりも僅かに手前付近で開き状態となる構成としている。

つまり、弁体４は、主リリーフ流路３１及び補助リリーフ流路３２から弁通路２に流入するオイルの圧力によって、バネ８の弾性付勢方向に抗して移動し、そのストロークＳの終端ｔとなる位置又はその直前付近で、弁体４が前記第２排出部３４を開き、オイルを弁通路２の外部に排出させるものである。ここで、弁体４のストロークＳは、油温が低い状態において、弁体４がオイル圧力を受けていない静止した初期状態からオイル圧力を受けて弁体４を弾性付勢するバネ８が最大限に収縮した状態となる位置までの行程の長さである。

また、ストロークＳの終端ｔとは、油温が低い状態において、弁体４を弾性付勢するバネ８が最大限収縮したときの弁体４の位置である。したがって、ストロークＳの終端ｔ位置又はその手前付近とは、弁体４が終端ｔに到達しない位置で、バネ８は最大限に収縮せず、縮み代を有する状態である。

また、ストロークＳの始端は、弁体４が油圧を受けずバネ８の弾性付勢力のみを受けて停止している位置となる。したがって、前記第２排出部３４の弁通路２に形成される位置は、前記ストロークＳの終端ｔの位置よりも手前側又はその付近で且つ弁体４が通過することによって開き可能となる位置に形成されるものである。

弁体４は、小径部４１と大径部４２とから構成され、共に円筒形状に形成されており、軸方向に沿って小径部４１と大径部４２とが一体形成されたものである。弁体４は、前記小径部４１を下方とし、前記大径部４２を上方として軸方向が垂直となる状態で使用される。小径部４１の下端は、主受圧面４１ａであり、小径部４１と大径部４２との境目に形成される段差部が補助受圧面４２ａとなる。

前記弁体４の軸方向寸法は、前記弁通路２の小径通路部２１の通路全長よりも長く形成されている。具体的には、小径部４１の軸方向全長が小径通路部２１の全長よりも僅かに大きい寸法であればよい。これによって、弁通路２に収納された弁体４は、補助受圧面４２ａと、弁通路２の段差面との間に常時空隙が生じることになり、補助受圧面４２ａは、リリーフオイルの圧力を受け易い構造にできる。

ソレノイドバルブ６の具体的な実施形態としては、方向制御部６１と電磁制御部６２とから構成されている。方向制御部６１は、補助リリーフ流路３２のソレノイドバルブ室３２３内に収納され、電磁制御部６２は、その一部が筐体１に形成された窪み状の設置部１１に装着される。ソレノイドバルブ６の方向制御部６１と、前記ソレノイドバルブ室３２３との間には油路を密閉状に仕切るためのＯリングが装着され、オイル漏れを防止する。ソレノイドバルブ６は、ハウジングＡにねじ止め等の固定手段により固定される。

前記ソレノイドバルブ６は、油が流れる方向を制御する役目のバルブであり、方向制御部６１を有し、該方向制御部６１によって、前記補助リリーフ流路３２，接続流路３２１及び補助排出流路３２２の間における油の流れ方向を制御する。方向制御部６１は、接続流路３２１を常時オイルが流通可能となる基幹流路とし、該接続流路３２１と補助リリーフ流路３２との連通、又は接続流路３２１と補助排出流路３２２との連通のいずれか一方を選択切り替えするものである。

ソレノイドバルブ６の制御動作は、前記電磁制御部６２によって行われる。また、接続流路３２１と補助リリーフ流路３２との連通、又は接続流路３２１と補助排出流路３２２との連通いずれか一方が選択されているときは、他方の連通は遮断された状態であり、オイルの流通は不可能となっている。

ソレノイドバルブ６の方向制御部６１は、円筒形状をなしており、略同等直径の円筒空隙部であるソレノイドバルブ室３２３内に収納されている〔図１（Ａ）参照〕。方向制御部６１は、軸方向制御流路６１ａと、第１直径方向制御流路６１ｂと、第２直径方向制御流路６１ｃとを有している。軸方向制御流路６１ａは、方向制御部６１の軸方向下端の端面にオイルが流入する開口を有しており、前記主リリーフ流路３１を流れるオイルの一部が補助リリーフ流路３２に流入するようになっている〔図１（Ｃ）参照〕。

また、第１直径方向制御流路６１ｂ及び第２直径方向制御流路６１ｃは、軸方向に沿って上下異なる２箇所に形成され、第１直径方向制御流路６１ｂは下方に位置し第２直径方向制御流路６１ｃは上方に位置する。第１直径方向制御流路６１ｂと第２直径方向制御流路６１ｃは、前記軸方向制御流路６１ａによって連通される。軸方向制御流路６１ａと下方側の第１直径方向制御流路６１ｂとが交わる箇所は、弁室６１ｄとして構成され、該弁室６１ｄには球体状の弁部材６４が収納されている〔図１（Ｃ），（Ｄ）参照〕。

下方側の第１直径方向制御流路６１ｂは、前記接続流路３２１と連通するようになっている。また、上方側の第２直径方向制御流路６１ｃは前記補助排出流路３２２と連通している。さらに、第１直径方向制御流路６１ｂの両端部を直径として、方向制御部６１の外周には、一周ぐるりと回るように外周溝６１ｅが形成され、第２直径方向制御流路６１ｃの両端部を直径として、方向制御部６１の外周には一周ぐるりと回るように外周溝６１ｆが形成されている。

該外周溝６１ｅ，６１ｆによって、方向制御部６１の設置は回転方向自由にできる。前記弁部材６４は、通常は、ソレノイドバルブ６がオフ（ＯＦＦ）の状態で操作軸６３により弁室６１ｄの下方に押え付けられ、軸方向制御流路６１ａと下方側の第１直径方向制御流路６１ｂとの連通を遮断し、リリーフオイルの流入を不可能にしている〔図１（Ｄ）参照〕。

また、前記電磁制御部６２は操作軸６３を有しており、該操作軸６３は軸方向に沿って昇降するように往復移動する。この動作は、電磁制御部６２の電磁制御により行われる。操作軸６３は、下降することにより前記弁部材６４を下方に向かって押圧してリリーフオイルの流入を遮断する〔図１（Ｄ）参照〕。また、操作軸６３が上昇することにより弁部材６４を解放し、リリーフオイルの流入が可能となるようにする〔図１（Ｃ）参照〕。

次に、ソレノイドバルブ６の方向制御作用について説明する。本発明のリリーフ弁装置は、オイルポンプ９１とエンジン９２とのオイル循環流路Ｓ内に組み込まれる。オイル循環流路Ｓからオイルの一部がハウジングＡの主リリーフ流路３１に流入する。主リリーフ流路３１に流入するオイルは、弁通路２の小径通路部２１と連通しており、オイルはそのまま弁体４の主受圧面４１ａを押圧する。

また、主リリーフ流路３１に流入したオイルの一部は補助リリーフ流路３２にも流入する。該補助リリーフ流路３２に流入したオイルは、ソレノイドバルブ６によって連通方向が制御され、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１とが連通（開）又は遮断（閉）の状態とされ、補助リリーフ流路３２と弁通路２の大径通路部２２とが連通又は遮断される。

ソレノイドバルブ６がオフ（ＯＦＦ）のとき、電磁制御部６２の操作軸６３は、方向制御部６１内の弁部材６４を下方に押え付ける状態となり、弁室６１ｄにて軸方向制御流路６１ａと補助リリーフ流路３２との流入口を遮断する。これによって、補助リリーフ流路３２から接続流路３２１へのリリーフオイルの流入を停止する。また、大径通路部２２と接続流路３２１と補助排出流路３２２とは連通している。これによって、大径通路部２２は大気と繋がっており、大径通路部２２内は空間が密閉されることは無い。

ソレノイドバルブ６がオン（ＯＮ）のとき、電磁制御部６２の操作軸６３は、上昇し、方向制御部６１内の弁部材６４を押付けから開放し、自由な状態にする。これによって、弁室６１ｄにて軸方向制御流路６１ａと補助リリーフ流路３２との流入口が開き可能となり、補助リリーフ流路３２からのリリーフオイルの流入の勢いが弁部材６４を上方に押し上げて、方向制御部６１内にリリーフオイルが流入する。

そして、弁部材６４は弁室６１ｄにおいて、下方側の第１直径方向制御流路６１ｂと、上方側の第２直径方向制御流路６１ｃとを連通する開口を遮断する。これによって、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１と大径通路部２２とが連通され、リリーフオイルは、大径通路部２２内に送り込まれ、リリーフオイルが弁体４の補助受圧面４２ａを押圧することができる。

次に、エンジン９２の各回転数領域における本発明のリリーフ動作を説明する。本発明のリリーフ弁装置では、エンジン９２の回転数に応じたリリーフ動作が行われるものであり、回転数は、低回転数域，中回転数域，高回転数域でリリーフ動作が変化する。

ここで、本発明における低回転数域，中回転数域及び高回転数域について説明する。低回転数域は、回転数に比例して油圧が上昇する回転数域であり、エンジン回転数で言えば、車両ごとに異なるが、アイドリング回転数乃至1000rpmである。

中回転数域は、回転数に関わらず油圧が低い水準で略一定、又は１段目のリリーフ圧となる回転数域である。例えばエンジン回転数で言えば車両ごとに異なるが1000rpm乃至3500rpmである。

高回転数域は、エンジン回転数の上昇にともない、油圧を跳ね上げる制御を行うが、その油圧を跳ね上げるエンジン回転数よりもさらに高い回転数域である。また、高回転数域は、２段目のリリーフ圧となる回転数域でもある。例えばエンジン回転数で言えば車両ごとに異なるものの3500rpm以上を目安とする。以上のような油圧制御を行う。また、ここ
で、油温は通常よりも低く、粘度が高い状態とする。

まず、エンジン回転数が低回転数域のリリーフ動作について述べる（図２参照）。ここで、低回転数域とは、回転数がアイドリングから1000rpmの範囲である。つまり油圧がゼ
ロの状態から第１リリーフする油圧に切り換わるまでの回転数域である。ソレノイドバルブ６は、操作命令によりオン（ＯＮ）状態になっている。電磁制御部６２では、操作軸６３は、弁部材６４の押え付けを解除し、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａとを連通可能とする。

解放状態の弁部材６４は、リリーフオイルの圧力で押し上げられ、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａと第１直径方向制御流路６１ｂとが連通し、同時にリリーフオイルの圧力で押し上げられた弁部材６４は、軸方向制御流路６１ａと第２直径方向制御流路６１ｃとの連通を遮断する〔図２（Ｂ）参照〕。これによって、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１とが方向制御部６１を介して連通する。

リリーフオイルは、補助リリーフ流路３２，方向制御部６１，接続流路３２１との連通により大径通路部２２に流れ込む。そして、大径通路部２２に流入したリリーフオイルが、弁体４の補助受圧面４２ａを押圧し、主リリーフ流路３１から小径通路部２１に流入したリリーフオイルが小径通路部２１の主受圧面４１ａを押圧するが、力不足で動かない〔図２（Ａ）参照〕。このように、低回転数域では、リリーフオイルの圧力は低く、弁体４は略不動のままで、リリーフすることはない。

次に、エンジン９２の中回転数域のリリーフ動作について述べる（図３、図４参照）。中回転数域とは、回転数が1000rpmから3500rpmの範囲である。つまり油圧が第１リリーフから第２リリーフへ切り換わる回転数域である。この中回転数域では、ソレノイドバルブ６はオン（ＯＮ）のまま、補助リリーフ流路３２が弁通路２の大径通路部２２と連通する状態となる。具体的には、電磁制御部６２では、操作軸６３は、弁部材６４の押え付けを解除し、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａとを連通可能とする。

解放状態の弁部材６４は、リリーフオイルの圧力で押し上げられ、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａと第１直径方向制御流路６１ｂとが連通し、同時にリリーフオイルの圧力で押し上げられた弁部材６４は、軸方向制御流路６１ａと第２直径方向制御流路６１ｃとの連通を遮断する〔図３（Ｂ）参照〕。これによって、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１とが方向制御部６１を介して連通する。

リリーフオイルは、補助リリーフ流路３２，方向制御部６１，接続流路３２１との連通により大径通路部２２に流れ込む。そして、大径通路部２２に流入したリリーフオイルが、弁体４の補助受圧面４２ａを押圧し、主リリーフ流路３１から小径通路部２１に流入したリリーフオイルが小径通路部２１の主受圧面４１ａを押圧する動作と共に弁体４を移動させる〔図３（Ａ）参照〕。

これによって、弁体４は主受圧面４１ａ及び補助受圧面４２ａのそれぞれを押圧するリリーフオイルによって、弁体４の受圧面積が増えることにより、バネ８に抗する力が増える。そのために、弁体４はバネ８を圧縮する方向に移動を行う。

エンジン９２の中回転数域で回転数が増加するに伴い、弁体４は前述したように移動を続行するものである。これにより、小径部４１の主受圧面４１ａが第１排出部３３の軸方向位置に到達し、リリーフオイルが第１排出部３３から排出可能となり、中回転数域におけるリリーフが開始される〔図４（Ａ）参照〕。これによって、エンジン９２の回転数の中回転数域の初期及び中期における最適なリリーフが行われ、オイル圧力を低い状態で維持することができる。

ここで、本発明では、エンジン９２の中回転数域において、初期，中期，後期に区分する。そして、中回転数域の初期とは、低回転数域寄りの低い回転数域である。つまり、低回転数域から中回転数域に移行した状態からの比較的短い範囲の回転数域である。また、中回転数域の後期とは高回転数域寄りの高い回転数域のことをいう。したがって、中回転数域の中期は、初期と後期の間の回転数域のことであり、初期及び後期の回転数域よりも長い範囲の回転数域である。

油温が高く、通常の油の粘度であれば、エンジン９２の中回転数域では、図３（Ａ），図４（Ａ）に示すように、第１排出部３３からのオイルのリリーフのみで、弁体４がストロークＳにおける適宜の位置でバネ８と釣り合って停止状態となる。

これに対して、油温が低く、油の粘度も高い場合では、エンジン９２の中回転数域において、弁通路２内の油圧は、上昇を続けることになり、弁体４を移動させることになる。そして、油圧の上昇は、中回転数域の後期で、高回転数域の直前（或いは到達する瞬間）まで続くものであり、そのために弁体４は、ストロークＳの終端ｔまで移動しようとする。

そこで、前述したように、弁体４がストロークＳの終端ｔとなる位置に到達する位置又は直前付近で第２排出部３４を開き、オイルを弁通路２の外部に排出させる構成としている。これは、弁体４を弾性付勢するバネ８が最大限収縮する状態になる手前で、バネ８の収縮が終了するものである。

このように、弁体４は、そのストロークＳの終端ｔ位置又はその手前で、第２排出部３４を開き、前記第１排出部３３と共に弁通路２の小径通路部２１及び大径通路部２２内に溜まっているオイルの排出を行う。これによって、オイルの低油温且つ高粘度状態におけるエンジン９２の中回転数域における後期で且つ高回転数域に到達する直前（或いは到達する瞬間）に生じる油圧の上昇を抑え、中回転数域における油圧を低い状態で略一定となるように維持し、燃費を向上させることができる。

図１２は、本発明でのエンジン９２の油圧と回転数との関係を示すグラフである。このグラフでは、中回転数域において後期で且つ高回転数域の直前（或いは到達する瞬間）に到るまで略水平状の直線となり、圧力の急激な上昇が無いことを示している。

次に、エンジン９２の回転数が高回転数域のリリーフ動作について述べる（図６、図７参照）。高回転数域の回転数は3500rpm以上である。つまり、第２リリーフ圧切替回転数
以上の回転数域のことである。

高回転数域に到達すると、ソレノイドバルブ６は、オフ（ＯＦＦ）に切り替えられる〔図６（Ｂ）参照〕。すなわち、補助リリーフ流路３２と、接続流路３２１との連通は遮断され、補助リリーフ流路３２から大径通路部２２にはリリーフオイルの油圧は伝わらなくなり、主リリーフ流路３１から主受圧面４１ａのみへのリリーフオイルの押圧となる〔図６（Ａ）参照〕。

したがって、弁体４は主受圧面４１ａのみが受圧することとなり、受圧面積が減ることにより、バネ８に抗する力が減り、弁体４はバネ８の弾性力によって、小径通路部２１側に押し戻されることとなり、再び第１排出部３３が弁体４によって塞がれ、リリーフオイルのリリーフが停止する〔図６（Ａ）参照〕。弁体４が押し戻されるときには、接続流路３２１と第２直径方向制御流路６１ｃと補助排出流路３２２とが連通しているので、大径通路部２２内のオイルは、前記各通路を介して排出され、弁体４の戻りは円滑に行われる〔図６（Ｂ）参照〕。

エンジン９２の回転数は高い（3500rpm）状態であり、さらに回転数が増加すると、即
座にリリーフオイルの圧力は増加し、弁体４の主受圧面４１ａのみに掛かっているリリーフオイルの油圧による力が増加する。これによって、弁体４は、再びバネ８の弾性力を超えて圧縮する方向に弁体４を一気に動かし、小径部４１が再び第１排出部３３を開放し、第２回目のリリーフが開始される〔図７（Ａ）参照〕。この第２回目のリリーフ圧力は、第１回目より高圧となる。

そして、エンジン９２の回転数が高回転数域でさらに増加してもソレノイドバルブ６はオフ状態となっており、リリーフオイルの油圧による力は主受圧面４１ａにのみに掛かっており、回転数上昇と共に弁体４は、常に第２回目のリリーフがなされている状態とし、適正圧力を維持する〔図７（Ａ）参照〕。

次に、本発明の第２実施形態を図８乃至図１１に基づいて説明する。この第２実施形態では、第１実施形態と同様に、主にハウジングＡ、弁体４、ソレノイドバルブ６、バネ８等からなる。ハウジングＡの筐体１には、弁体４が収納され、ソレノイドバルブ６が装着される。そして弁通路２においては、前記第１排出部３３は、大径通路部２２に連通し、前記第２排出部３４は小径通路部２１に設けられる。

ここで第２実施形態では、上下方向において、弁通路２の小径通路部２１を上方とし、大径通路部２２を下方に設定する。主リリーフ流路３１は、筐体１の外部から前記弁通路２の大径通路部２２の上方側の先端面に向かって連通形成される。したがって、弁体４の小径部４１が上方で、大径部４２が下方となる。バネ８は大径通路部２２に装着され弁体４を上方に押し上げるように、弾性付勢している。

また、補助リリーフ流路３２は、小径通路部２１に連通しており、具体的には小径通路部２１の頂部に連通する。そして、補助リリーフ流路３２の中間箇所には、ソレノイドバルブ６が装着されており、該ソレノイドバルブ６と、小径通路部２１との間は、接続流路３２１となる。ソレノイドバルブ６の構造は、第１実施形態の場合と同様である。

第２実施形態におけるエンジン９２の低回転数域，中回転数域及び高回転数域における動作は、前述した第１実施形態と同様であるが、通常のリリーフ動作は、大径通路部２２に配置された第１排出部３３によって行われ、中回転数域における本発明の追加のオイル排出は、小径通路部２１に配置された第２排出部３４によって行われる。

Ａ…ハウジング、２…弁通路、２１…小径通路部、２２…大径通路部、
３１…主リリーフ流路、３２…補助リリーフ流路、３２１…接続流路、
３２２…補助排出流路、３３…第１排出部、３４…第２排出部、４…弁体、
４１…小径部、４１ａ…主受圧面、４２ａ…補助受圧面、４２…大径部、
６…ソレノイドバルブ、８…バネ。

Claims (5)

1. 小径部と大径部とからなる弁体と、小径通路部と大径通路部とを有する弁通路と、前記小径通路部と前記大径通路部との何れか一方側に設けられる第１排出部と、他方側に設けられる第２排出部とを有する弁ハウジングとからなるリリーフバルブと、前記小径通路部と前記大径通路部の何れか一方側と連通する主リリーフ流路と、他方側と連通する補助リリーフ流路と、該補助リリーフ流路に装着され該補助リリーフ流路を連通又は遮断するソレノイドバルブと、前記弁体を油圧による力の方向と反対方向に弾性付勢するバネとからなり、前記弁体の前記弁通路内におけるストロークの終端位置又は該終端位置の手前付近で前記第２排出部は開き状態としてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
2. 請求項１において、前記第１排出部は前記小径通路部に連通し、前記第２排出部は前記大径通路部に設けられてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
3. 請求項１において、前記第１排出部は前記大径通路部に連通し、前記第２排出部は前記小径通路部に設けられてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
4. 請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記第２排出部は、前記第１排出部と連通する構成としてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
5. 請求項１，２，３又は４の何れか１項の記載において、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐されてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
   

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