JPH06185642A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上流の流体の温度変化に速やかに応答して開
弁圧を変化させる逆止弁の構造を提供することを目的と
する。 【構成】 逆止弁４は、油通路２と油通路３との間に設
置されている。潤滑油は、油通路２から逆止弁４に達
し、逆止弁４開弁時に油通路３へ流出する。弁体１２
は、ケーシング６内を移動して、油出口１０を開閉す
る。スプリング１３は、弁体１２を弁体止め金１８に付
勢し、弁体１２を閉弁位置に保持する。サーモワックス
１９は、ケーシング６内の潤滑油温度に感応して体積が
変化する。スプリング２０によってサーモワックス１９
に付勢されている弁体案内１４は、サーモワックス１９
の体積変化を受けてその位置をかえ、弁体１２の開弁圧
を変化させる。オリフィス２１は、弁体１０の上流側空
間７と下流側空間８とを連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、流体の温度によって
開弁圧が変化する逆止弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の逆止弁を内燃機関のピストン冷却
装置に適用した例として、図６に示すようなものがある
（例えば、実開昭６０−３９７２９号公報等参照）。

【０００３】シリンダブロック１０１に設けられた油通
路１０２と、ピストン裏面に油通路１０２の潤滑油を噴
射するオイルジェット１０３との間に逆止弁１０４が設
けられている。

【０００４】逆止弁１０４は、ケーシング１０６と、ケ
ーシング内流路を開閉する弁体１１２と、弁体１１２を
閉弁方向に付勢する付勢手段としてのスプリング１１３
と、弁体を開弁方向に付勢し、かつその付勢力が潤滑油
温度に感応して変化する開弁圧変化手段としての温度感
応式スプリング１１４とを有している。温度感応式スプ
リング１１４の付勢力は、温度が高くなるほど大きくな
る。

【０００５】上流側から弁体１１２にかかる油圧による
力と、温度感応式スプリング１１４の付勢力との和が、
閉弁方向に付勢するスプリング１１３の付勢力よりも大
きくなったときに逆止弁１０４が開弁し、ピストン裏面
に潤滑油が噴射され、ピストンが冷却される。

【０００６】ピストンの冷却が必要でない機関低負荷運
転時には潤滑油の温度が低く、温度感応式スプリング１
１４の付勢力が小さいので、逆止弁１０４は開弁しにく
くなる。よって、機関運転状態に合わせ、不必要な潤滑
油の噴射を低減することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来装置にあっては、機関運転状態を正確に反映する
潤滑油の温度と温度感応式スプリング１１４が検知する
潤滑油の温度との間にズレが生じるという問題があっ
た。すなわち、閉弁時にケーシング１０６内の潤滑油は
停滞しており、温度感応式スプリング１１４付近の潤滑
油の温度は、機関全体を循環している潤滑油の温度と等
しくない。例えば、閉弁時に機関全体を循環している潤
滑油の温度が上昇した場合、ケーシング１０６内には温
度上昇した潤滑油が流入しないので、この部分の潤滑油
温度は伝熱によってゆっくりと上昇することになり、ピ
ストンの冷却が必要であるにもかかわらず、しばらくの
間、温度感応式スプリング１１４の付勢力が小さく、開
弁しにくい状態が続き、開弁のタイミングが遅れる可能
性があった。

【０００８】この発明は、逆止弁の開閉状態にかかわら
ず、上流の流体の温度変化に速やかに応答して開弁圧を
変化させる逆止弁の構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は、流体回路中に設けられるケーシング
と、該ケーシング内を移動して該ケーシング内の流路を
開閉する弁体と、該弁体を、流体圧に抗して閉弁位置に
付勢する付勢手段と、前記ケーシング内の流体温度に感
応して前記弁体の開弁圧を変化させる開弁圧変化手段
と、前記弁体の上流側流路と下流側流路とを連通する絞
り構造と、を有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成に基づき、作用を説明する。

【００１１】付勢手段は、流体圧に抗して弁体を閉弁位
置に付勢する。

【００１２】開弁圧変化手段は、開弁状態となるのに必
要な流体圧をその時点のケーシング内の流体温度に適応
した大きさに設定する。

【００１３】弁体の上流側流路と下流側流路とは絞り構
造によって連通されており、閉弁時であってもケーシン
グ内に若干の流れが存在する。よって、弁の開閉状態に
係わらず上流の流体がケーシング内に流入し、開弁圧変
化手段は、上流の流体温度の変化を速やかに検知する。

【００１４】逆止弁は、上記作用を実現するための全て
の構成要素をそのケーシング内に有しており、流体回路
に特別な加工をすることなく設置することができる。

【００１５】

【実施例】以下の実施例は、本発明による逆止弁を内燃
機関のピストン冷却装置に適用したものである。

【００１６】本発明に係る第１実施例を、図１から図３
を参照して説明する。

【００１７】図１Ａは、潤滑油温度が低い場合の逆止弁
の断面図であり、図１Ｂは、潤滑油温度が高い場合の逆
止弁断面図である。また、２つの図はいずれも閉弁状態
の図である。

【００１８】２はシリンダブロック１に設けられた上流
側流路としての油通路で、３は同じく下流側流路として
の油通路である。油通路２と３との間に逆止弁４が設置
され、固定板５によってシリンダブロック１に固定され
ている。

【００１９】弁体案内１４は、弁体１２を貫通する４本
の弁体案内柱１５と、弁体案内柱１５の両端に結合され
る弁体案内端部１６、１７と、弁体案内柱１５に取り付
け固定される弁体止め金１８とから構成されている。弁
体案内柱１５は、弁体１２を安定に並進運動させる。各
弁体案内端部１６、１７の外周部は、ケーシング６内周
面に摺動可能に支持されており、弁体案内１４は、ケー
シング６に対して並進可能となっている。弁体止め金１
８は、弁体１２の弁体案内１４に対する、図１の右方向
への移動を拘束している。

【００２０】弁体１２は、ケーシング内部を２つの空間
に区画している。上流側空間７は、油入口９を介して油
通路２と通じており、弁体１２直上流の上流側流路とな
っている。同様に、下流側空間８は、油逃し穴１１、２
２を介して油通路３と通じており、弁体１２直下流の下
流側流路となっている。

【００２１】弁体１２の外周部は、ケーシング６内周面
に対して並進摺動し、ケーシング６の側部に設けられた
油出口１０を閉鎖開放することで、油入口９から上流側
空間７を経て油出口１０にいたるケーシング６内の流路
を開閉する。

【００２２】弁体１２は、弁体１２と弁体案内端部１６
との間に設けられた付勢手段としてのスプリング１３に
よって弁体止め金１８に付勢され、油出口１０を閉鎖す
る位置に保持されている。

【００２３】弁体案内端部１７とケーシング６と固定板
５とで囲まれた空間には温度上昇ににともなって体積が
増加するサーモワックス１９が封入されている。弁体案
内１４は、弁体案内端部１６とケーシング６端部との間
に設けられたスプリング２０によってサーモワックス１
９に付勢されている。弁体案内１４とスプリング２０と
サーモワックス１９とによって開弁圧変化手段を構成し
ている。

【００２４】弁体１２には、絞り構造としてオリフィス
２１が設けられている。オリフィス２１によって空間７
と８とが連通されている。弁体１２の上流側流路と下流
側流路とを連通するにあたり、弁体１２自体に絞り構造
を設けることが、加工の容易さからみて有利である。

【００２５】図３に示すように、油通路２はオイルポン
プ２３に、油通路３は各気筒毎に設けられたピストン冷
却用オイルジェット２４にそれぞれ接続されている。

【００２６】上記構成に基づき、作用を説明する。

【００２７】オイルポンプ２３から吐出される潤滑油
は、油通路２６によって主軸受部や動弁系へ送られる
他、一部が油通路２から逆止弁４に達し、逆止弁４開弁
時に油通路３を通って各オイルジェット２４からピスト
ン裏面に噴射される。噴射された潤滑油は、オイルパン
２５に回収される。

【００２８】潤滑油の温度が低い場合、逆止弁４は図１
Ａのような状態にある。油圧が大きくなると弁体１２
は、スプリング１３を押し縮めて図１の左方向へ移動す
る。弁体１２が油出口１０を開放するためには、スプリ
ング１３の付勢力に抗して、弁体１２を左へｄ１以上移
動させるだけの油圧が必要である。

【００２９】潤滑油高温時には、図１Ｂに示すように、
弁体案内端部１７を介して潤滑油と接するサーモワック
ス１９の体積が増加し、この体積増加分だけ弁体案内１
４が図の左に移動する。これにより、油出口１０を開放
するのに必要な弁体１２の移動量が小さくなり、弁体１
２を左へｄ２以上移動させるだけの油圧で開弁する。

【００３０】このように、潤滑油温度によるサーモワッ
クス１９の体積変化を利用して弁体案内１４の位置を変
えることで、開弁状態となるのに必要な油圧をその時点
のケーシング６内の潤滑油温度に適応した大きさに変化
させることができる。サーモワックス１９の体積変化に
よる弁体案内１４の移動量とスプリング１３の付勢力を
調節することで、ピストンの冷却を必要としない潤滑油
低温時には、逆止弁４が開弁しないようにし、不必要な
潤滑油の噴射を抑制することができる。

【００３１】サーモワックス１９の温度による体積変化
は容易に見積もることができ、開弁圧の設定も容易であ
る。

【００３２】また、スプリング２０が完全に縮み切る位
置まで弁体案内１４が移動したときに、開弁圧が潤滑油
の噴射に必要な最低圧力となるようにすることもでき
る。

【００３３】潤滑油は、閉弁時であっても、上流側空間
７から下流側空間８へオリフィス２１を通って流れてい
る。この流れは微少なものであるが、ケーシング６内の
潤滑油が停滞することは解消される。よって、開閉状態
にかかわらず常にオイルポンプ２３からの潤滑油がケー
シング６内に流入することとなり、サーモワックス１９
が検知する潤滑油の温度と、機関全体を循環する潤滑油
の温度との間に差が生じない。よって、機関運転状態を
正確に反映する潤滑油の温度で開弁圧が設定され、適切
なタイミングでピストンの冷却を行うことができる。

【００３４】弁体１２は、オリフィス２１を通過する潤
滑油の乱流振動の作用を受ける。しかしながら、弁体１
２を貫通する弁体案内柱１５が弁体１２を安定並進させ
るので、耐久性を低下させるような有害な振動が弁体１
２に発生することはない。

【００３５】逆止弁４の取付けは、ケーシング６内に弁
体１２等が組み込まれた状態のものをシリンダブロック
１に設けられた油通路３に挿入し、固定板５によって固
定するだけであり、作業性は良好である。

【００３６】逆止弁４は、上流側流路と下流側流路とを
連通する絞り構造を含め、全ての構成要素をケーシング
６内に有しており、シリンダブロック１に特別な油通路
の加工をすることなく上記効果を得ることができる。

【００３７】本発明に係る第２実施例を、図４を参照し
て説明する。

【００３８】図４Ａは、潤滑油低温度時の逆止弁断面図
であり、図４Ｂは、潤滑油高温度時の逆止弁断面図であ
る。

【００３９】本実施例は、第１実施例と同様な作用を示
すものであるが、生産性向上のため弁体案内柱を１本と
し、弁体にオリフィスを設けない構造としている。以下
では第１実施例との相違部分のみを説明する。

【００４０】弁体案内１４ｂは、弁体１２ｂを貫通する
弁体案内柱１５ｂと、弁体案内端部１７ｂと、弁体止め
金１８ｂとから構成されている。弁体案内柱１５は、弁
体案内柱製作時に一体に削りだされた弁体案内柱凸部１
６ｂを有している。弁体１２ｂに設ける弁体案内柱１５
ｂ用の貫通孔は、弁体１２ｂが弁体案内柱１５ｂに対し
摺動可能でかつ遊びのない内径とする。弁体案内１４ｂ
は、弁体案内柱１５ｂがケーシング６ｂ端部の弁体案内
柱支持穴２７に、弁体案内端部１７ｂの外周部がケーシ
ング６ｂ内周面に、それぞれ摺動可能に支持され、ケー
シング６ｂに対し並進可能となっている。弁体止め金１
８ｂは、合い口を持つリング形状で、弁体案内柱１５ｂ
に形成された溝にはめ込んで取り付けられる。

【００４１】弁体１２ｂの外径は、ケーシング６ｂ内径
よりも若干小さくし、ケーシング６ｂと弁体１２ｂとの
間に隙間２１ｂを形成させ、この隙間２１ｂを絞り構造
として機能させる。上流側空間７と下流側空間８とは、
隙間２１ｂによって連通されている。下流側空間８は油
逃し穴１１ｂによって油通路３と通じている。。

【００４２】弁体１２ｂは、弁体１２ｂと弁体案内柱凸
部１６ｂとの間に設けられた付勢手段としてのスプリン
グ１３ｂによって弁体止め金１８ｂに付勢され、油出口
１０を閉鎖する位置に保持されている。

【００４３】弁体案内１４ｂをサーモワックス１９に向
かって付勢するスプリング２０ｂは、弁体案内柱凸部１
６ｂとケーシング６ｂ端部との間に設けられている。

【００４４】上記構造によれば、弁体案内１４ｂ、弁体
１２ｂともに単純な形状で、加工が容易である。また、
通常のスプール弁では、弁体とケーシングとの隙間から
の漏れを抑えるため、両者の摺動面の精度を厳しくする
必要があるが、本実施例の逆止弁４ｂでは、隙間２１ｂ
からの漏れを意識的に作り出すため、弁体１２ｂの外周
面とケーシング６ｂの内周面の精度をさほど必要としな
い。両者の間に必要となるのは、両者の間に適切な大き
さの隙間２１ｂが形成されるための寸法精度だけであ
る。隙間２１ｂの大きさは、逆止弁４ｂ閉弁時に隙間２
１ｂを流れる潤滑油の流量が、機関全体を流れる潤滑油
の流量に比べ、無視できる程度であれば良い。

【００４５】本発明に係る第３実施例を、図５を参照し
て説明する。

【００４６】図５Ａは、潤滑油低温度時の逆止弁断面図
であり、図５Ｂは、潤滑油高温度時の逆止弁断面図であ
る。

【００４７】弁体案内１４ｃは、弁体１２ｃを貫通する
弁体案内柱１５ｃと弁体案内端部１７ｃとで構成されて
いる。弁体１２ｃに設ける弁体案内柱１５ｃ用の貫通孔
は、弁体１２ｃが弁体案内柱１５ｃに対し摺動可能でか
つ遊びのない内径とする。弁体案内１４ｃは、弁体案内
柱１５ｃがケーシング６ｃ端部の弁体案内柱支持穴２７
ｃに、弁体案内端部１７ｃの外周部がケーシング６ｃ内
周面に、それぞれ摺動可能に支持され、ケーシング６ｃ
に対し並進可能となっている。

【００４８】弁体１２ｃは、ケーシング内部を２つの空
間に区画している。上流側空間７は、油入口９を介して
油通路２と通じており、弁体１２ｃ直上流の上流側流路
となっている。同様に、下流側空間８は、油出口１０ｃ
を介して油通路３と通じており、弁体１２ｃ直下流の下
流側流路となっている。

【００４９】弁体１２ｃは、下流側からケーシング６ｃ
に取り付けられた弁座２８に着座してケーシング６ｃ内
の流路を閉鎖する。

【００５０】弁体１２ｃは、弁体１２ｃとケーシング６
ｃ端部との間に設けられた付勢手段としてのスプリング
１３ｃによって、弁座２８に付勢されている。

【００５１】弁体案内端部１７ｃとケーシング６ｃと固
定板５とで囲まれた空間には温度上昇によって体積が増
加するサーモワックス１９が封入されている。また、弁
体１２ｃと弁体案内端部１７ｃとの間に設けられたスプ
リング２９は、弁体を開弁方向に付勢している。スプリ
ング２９とサーモワックス１９によって開弁圧変化手段
を構成している。

【００５２】弁体１２ｃには絞り構造としてオリフィス
２１ｃが設けら、空間７と８とが連通されている。

【００５３】上記構成に基づき、作用を説明する。

【００５４】サーモワックス１９は、潤滑油の温度によ
って体積変化を起こす。潤滑油高温時にはサーモワック
ス１９の体積が増加し、スプリング２９が押し縮めら
れ、スプリング２９による開弁方向の付勢力が増大す
る。このため、潤滑油高温時は開弁圧が小さくなる。こ
のように、潤滑油温度によるサーモワックス１９の体積
変化を利用してスプリング２９による開弁方向の付勢力
を変えることで、開弁状態となるのに必要な油圧を、そ
の時点のケーシング６ｃ内の潤滑油温度に適応した大き
さに変化させることができる。

【００５５】潤滑油は、閉弁時であっても、上流側空間
７から下流側空間８へオリフィス２１ｃを通って流れて
いる。このため、第１実施例と同様に、機関運転状態を
正確に反映する潤滑油の温度で開弁圧が設定され、適切
なタイミングでピストンの冷却を行うことができる。

【００５６】本実施例では、スプリング２９とサーモワ
ックス１９によって開弁圧変化手段を構成しているが、
この部分に温度に感応して荷重が変化するスプリングを
用いることも考えられる。

【００５７】弁体が弁座に着座して流路を閉鎖するポペ
ット弁は、もともと閉弁時に漏れが発生しないので、本
実施例の逆止弁４ｃでは、閉弁時の微少流量をオリフィ
ス２１ｃの設定だけで自由に変えることができ、適切な
流量に設定しやすい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明は、
逆止弁の構造を、流体温度によって開弁圧を変化させる
開弁圧変化手段と、弁体の上流側流路と下流側流路とを
連通する絞り構造とを有するものとすることにより、開
弁圧の変化を、逆止弁上流の流体の温度変化に速やかに
応答させることができる。

【００５９】逆止弁は、単体で上記効果を示すよう構成
されているので、流体回路に特別な加工をすることなく
上記効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例を示す逆止弁断面図

【図２】同じく、弁体案内の詳細を示す図

【図３】同じく、本発明の逆止弁を適用した内燃機関の
ピストン冷却装置の概略図

【図４】本発明に係る第２実施例を示す逆止弁断面図

【図５】本発明に係る第３実施例を示す逆止弁断面図

【図６】従来の逆止弁を適用した内燃機関のピストン冷
却装置の断面図

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２ 油通路（上流側流路） ３ 油通路（下流側流路） ４、４ｂ、４ｃ 逆止弁 ６、６ｂ、６ｃ ケーシング ７ 上流側空間（上流側流路） ８ 下流側空間（下流側流路） １２、１２ｂ、１２ｃ 弁体 １３、１３ｂ、１３ｃ スプリング（付勢手段） １４、１４ｂ、１４ｃ 弁体案内 １９ サーモワックス ２０、２０ｂ、２９ スプリング ２１、２１ｃ オリフィス（絞り構造） ２１ｂ 隙間（絞り構造）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体回路中に設けられるケーシングと、 該ケーシング内を移動して該ケーシング内の流路を開閉
   する弁体と、 該弁体を、流体圧に抗して閉弁位置に付勢する付勢手段
   と、 前記ケーシング内の流体温度に感応して前記弁体の開弁
   圧を変化させる開弁圧変化手段と、 前記弁体の上流側流路と下流側流路とを連通する絞り構
   造と、 を有する逆止弁。