JP2000186520A - 圧油供給回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油の供給回路において、ポンプの吐出路
より抵抗体を経て主油路に達する潤滑油を、流量調整弁
によって回路外に排出する動力損失を解消する。 【解決手段】 ポンプ４４の吐出路４５と吸入路４３と
を安全弁５５を備えた保護油路４６で連結した構成にお
いて、ポンプ４４の吐出路４５と吸入路４３との間を更
にバイパス油路２にて接続し、該バイパス油路２に、油
圧感応室１８が主油路５１に連通し主油路５１の油圧に
応じて吐出路４５の圧油を吸入路４３に逃がす油圧感応
弁４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧油供給回路、特に
内燃機関の潤滑油供給回路の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来使用されている内燃機関の潤
滑油供給回路の概念図を示す。図３において４１は油槽
である。該油槽４１は潤滑油４０を溜めると共に図示し
ない内燃機関各所を潤滑して戻る潤滑油４０を集めて冷
却し、再循環に備える機能を担当している。

【０００３】４２はストレーナであり、４４はポンプで
ある。前記ストレーナ４２の入口は前記油槽４１の潤滑
油４０の最深部に開口させ、他端の出口は前記ポンプ４
４の吸入路４３の入口に連結されている。

【０００４】前記ポンプ４４の吐出路４５は、熱交換器
４８の入口に連通する供給油路４７と、公知の安全弁５
５を介して前記吸入路４３に連通する保護油路４６とに
分岐している。安全弁５５は、吐出路４５の油圧が例え
ば８Ｋｇ／ｃｍ²の設定圧に達すると、発条５５ａに抗
して弁体５５ｂを移動させ、吐出路４５の圧油を保護油
路４６を介して吸入路４３に逃がすようになっている。

【０００５】５０は濾過器であり、５１は主油路であ
る。前記濾過器５０の入口は前記熱交換器４８の出口と
油路４９により連通しており、前記濾過器５０の出口は
前記主油路５１に連通している。

【０００６】該主油路５１には、流量制御弁５６が備え
られていると共に、主油路５１は内燃機関の潤滑油供給
部分に通じる支油路５２，５３，５４に分岐されてい
る。

【０００７】図４は前記流量制御弁５６の拡大断面図で
ある。図４において６０は弁本体である。該弁本体６０
の内部には上下に有底の円筒室６１が穿孔されており、
該円筒室６１内には、予荷重を与えられた発条６７によ
って下方から上部の弁座６３に圧着されるようにした弁
体６５が摺動自在に挿入されている。該弁体６５は、そ
の外周によって前記円筒室６１を、上部の油圧感応室６
９と、細孔６８により大気（油槽４１内）に連通された
大気室７０とに気密に仕切っている。

【０００８】前記発条６７は、弁体６５の下端内側に穿
孔された円孔６６にその上部が収容されており、また弁
体６５の上端は、円錐台状に形成されて油圧感応室６９
内の室壁６２下面の弁座６３に着座されるようになって
いる。

【０００９】前記発条６７の予荷重は、例えば油圧感応
室６９の油圧が４Ｋｇ／ｃｍ²を越えた時弁体６５が弁
座６３から離れて、油圧感応室６９と排出口６４が連が
り圧油を大気（油槽４１内）に逃がす荷重に設定されて
いる。

【００１０】次に、図３、図４に示した従来装置の作用
を説明する。図３において潤滑油４０は所要の耐荷重性
を確保するため粘性を付与されている。この潤滑油４０
の粘性は低温で高く、高温になると低くなる。

【００１１】図３の装置においてポンプ４４を作動する
と、油槽４１内の潤滑油４０は吸入路４３により吸引さ
れ昇圧されて吐出路４５に吐出される。さらに、吐出路
４５に吐出された潤滑油４０は、供給油路４７を介して
抵抗体である熱交換器４８及び濾過器５０を経た後、主
油路５１に供給され、支油路５２，５３，５４を介して
内燃機関の各潤滑油供給部分に供給される。

【００１２】一般にポンプ４４が作動すると、吸入路４
３側は主として潤滑油４０の粘性による抵抗のために負
圧となり、吐出路４５側は前記潤滑油４０の粘性による
熱交換器４８及び濾過器５０の抵抗のため正圧となる。
潤滑油４０の温度が低い場合には、吸入路４３側の負圧
及び吐出路４５側の正圧は共に高くなる。即ち、吸入路
４３と吐出路４５との差圧は大きくなる。逆に潤滑油４
０の温度が高くなると前記負圧及び正圧は共に低くなっ
て差圧は減少する。

【００１３】図３において潤滑油４０の温度が特に低い
場合には、前記吸入路４３の負圧は大きく、吐出路４５
側の圧力は過度に高くなる。前記吐出路４５側の高圧力
は連通する熱交換器４８、濾過器５０を破損する恐れが
ある。

【００１４】また前記吸入路４３側の大きな負圧は、気
泡発生によってポンプ４４のケースの壁面を損傷するキ
ャビテーションを誘発する恐れがある。

【００１５】このため、吐出路４５の圧力が安全弁５５
の設定圧、例えば８Ｋｇ／ｃｍ²に達すると、安全弁５
５の弁体５５ｂが発条５５ａに抗して作動することによ
り開き、吐出路４５側の圧油の一部を吸入路４３側に逃
がす。これにより、前記吐出路４５の正圧を抑制し、前
記吸入路４３の負圧を軽減する。

【００１６】上記により吐出路４５の圧力は所定の圧力
に押さえられるので、前記熱交換器４８及び濾過器５０
が破損する懸念は解消する。

【００１７】一方、潤滑油４０の温度が高い場合には、
該潤滑油４０の粘性が低くなるため、通常吸入路４３の
負圧は小さく、吐出路４５の潤滑油４０の圧力も安全弁
５５の開弁圧力より低いために熱交換器４８、濾過器５
０を通過して主油路５１に安定供給される。

【００１８】しかし、ポンプ４４は内燃機関の回転軸に
直結しているため、内燃機関の回転が上昇すると、ポン
プ４４はこれに比例した量の潤滑油４０を供給する。こ
のため、吸入路４３内の負圧は前記供給量に比例して大
きくなり、また、前記吐出路４５内の圧力も安全弁５５
の開弁圧に近づきつつその圧力で熱交換器４８、濾過器
５０を介して主油路５１に必要量を超えて潤滑油４０を
供給する。その結果、主油路５１内の圧力が流量制御弁
５６の流量調整圧力４Ｋｇ／ｃｍ²に達し開弁する。こ
れにより過剰な圧油は排出口６４より排出されて油槽４
１に戻ることになる。

【００１９】また、上記において流量制御弁５６は次の
ように作用する。

【００２０】主油路５１から流量制御弁５６の油圧感応
室６９に導かれた油圧は、弁体６５に上部から作用し、
発条６７の弾発力に抗して弁体６５を押し下げようとす
る。油圧が４Ｋｇ／ｃｍ²を越えると油圧の弁体６５に
作用する荷重が発条６７の弾発力を越えて弁体６５を弁
座６３から離すようになり、弁体６５の上面全面に作用
する油圧と発条６７の弾発力とバランスする所まで下降
し、排出口６４の一部を開く。

【００２１】排出口６４が開かれると、弁体６５に作用
していた圧油の一部は排出口６４を経て外部に排出さ
れ、油圧感応室６９の圧力は低下する。こうして油圧感
応室６９内の油圧が減少した分だけ弁体６５は押し上げ
られ排出口６４の開度が減少する。このようにして、油
圧感応室６９における油圧による弁体６５の押し下げ力
と発条６７の弾発力とがバランスすることによって排出
口６４の開度が決まり、４Ｋｇ／ｃｍ²を越える圧力分
の量の圧油が排出口６４より排出されて支油路５２，５
３，５４に供給される潤滑油４０の流量が調節される。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
においては、特に潤滑油４０の温度が高い場合に、前述
の如くポンプ４４は高回転高負荷で作動して安全弁５５
に設定された８Ｋｇ／ｃｍ²に近い高い圧力で常時加圧
を行うことになり、このために主油路５１の油圧が常時
４Ｋｇ／ｃｍ²以上となって、余剰分の潤滑油４０を常
時流量制御弁５６の排出口６４から排出することにな
る。よって、ポンプ４４が無駄な仕事をすることになっ
て内燃機関の動力の損失が増加する問題を有していた。

【００２３】また、従来装置では、ポンプ４４の吸入路
４３の負圧が増加することにより潤滑油４０中に気泡が
発生してキャビテーションを発生させる懸念があるとい
う問題があった。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点を解決すべくなしたもので、油槽よりポンプに連通す
る吸入路と、前記ポンプの吐出路より潤滑油の抵抗体を
介して支油路に連通する主油路と、前記ポンプの吐出路
から吸入路に安全弁を介して連通する保護油路とを有す
る圧油供給回路であって、前記ポンプの吐出路と前記吸
入路との間を更にバイパス油路にて接続し、該バイパス
油路に、油圧感応室が前記主油路に連通し主油路の油圧
に応じて吐出路の圧油を吸入路に逃がす油圧感応弁を設
けたことを特徴とする圧油供給回路、に係るものであ
る。

【００２５】本発明の手段によれば、主油路の圧力が設
定圧力に保持されるように、バイパス油路に備えた油圧
感応弁により、ポンプ吐出路の圧油をバイパス油路を介
してポンプの吸入路に逃がすようにしているので、油温
が比較的高くポンプが高負荷高回転で作動している際に
も、従来のように主油路の圧油を流量制御弁を介して外
部に排出することがなく、よって吐出路の油圧を主油路
の圧力に対応した圧力に自動的に抑制でき、且つ吐出路
から吸入路に圧油を逃がす分だけ吸入路側の負圧を小さ
くできる。

【００２６】その結果、ポンプの負荷は、油圧感応弁を
流通する圧油の保有する仕事量及び吸入路の負圧が減少
する分だけ削減することができる。また吐出路内の圧力
を抑制し熱交換器及び濾過器を破損から予防しつつ、前
記熱交換器、濾過器を通して適量の潤滑油を主油路に供
給できる。

【００２７】さらに、前記吸入路の負圧を減少できるこ
とにより、ポンプのキャビテーションを防止する効果的
な方法ともなる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図１
及び図２により説明する。

【００２９】図１は本発明の圧油供給回路の概念図であ
る。図１において従来技術と同一部分は図３、図４と同
じ符号を付して説明を省略する。

【００３０】図１において１は本発明による圧油供給回
路である。該油圧供給回路１では図３の従来技術におけ
る流量制御弁５６を取り除いている。

【００３１】代わりに、安全弁５５を備えて吐出路４５
と吸入路４３とを連結している保護油路４６と並列に、
前記吐出路４５と吸入路４３とを連結するバイパス油路
２を設けている。

【００３２】該バイパス油路２に、前記主油路５１の圧
力に応じてバイパス油路２の開閉と流量調節を行うよう
にした油圧感応弁４を配設する。

【００３３】図２は前記油圧感応弁４の拡大図であリ、
図中１０は弁本体である。該弁本体１０内には上下に有
底の円筒室１１が穿孔されており、該円筒室１１にはそ
の下部を予荷重を与えた発条２３で支えられた弁体１２
が摺動自在に挿入されている。

【００３４】該弁体１２の円筒室１１に接している下部
シール部１４の下側内部には、円孔２２が下方より穿設
されており該円孔２２に前記発条２３の上部が収容され
ている。

【００３５】弁体１２の上部には、円筒室１１に接して
いる上部シール部１３が設けられており、上部シール部
１３の上端に形成された円錐台形が油圧感応室１８内の
室壁２５下面の弁座２４に発条２３の弾発力によって気
密に押圧されている。

【００３６】前記発条２３の予荷重は、油圧感応室１８
の油圧が４Ｋｇ／ｃｍ²を越えた時弁体１２が弁座２４
から離れる荷重に設定されている。

【００３７】該弁体１２は、その上部シール部１３、下
部シール部１４とその間を繋ぐ狭小部１７によって前記
円筒室１１を、図２の上から順に油圧感応室１８、流通
室１９、大気室２０に夫々気密に仕切っており、該大気
室２０は細孔２１により大気に連通している。

【００３８】前記弁本体１０の上下中間位置には、直径
方向に延びる入口１５及び出口１６が穿孔されている。
該入口１５、出口１６は、前記弁体１２が弁座２４に着
座した時、前記弁体１２の下部シール部１４により閉止
され、前記弁体１２が下降して流通室１９が入口１５及
び出口１６に連通した時に互いに連通するようになって
いる。

【００３９】前記油圧感応弁４の油圧感応室１８は、油
路３にて主油路５１に連通している。また、油圧感応弁
４の入口１５はバイパス油路２の一側を介して吐出路４
５に連通し、出口１６はバイパス油路２の他側を介して
吸入路４３に連通している。

【００４０】次に図１、図２に示した形態例の作用を説
明する。

【００４１】図１の装置においてポンプ４４を作動する
と、油槽４１内の潤滑油４０は吸入路４３により吸引さ
れ昇圧されて吐出路４５に吐出される。さらに、吐出路
４５に吐出された潤滑油４０は、供給油路４７を介して
抵抗体である熱交換器４８及び濾過器５０を経た後、主
油路５１に供給され、支油路５２，５３，５４を介して
内燃機関の各潤滑油供給部分に供給される。

【００４２】この時、潤滑油４０の温度が低く粘度が十
分に高くなっていて、熱交換器４８及び濾過器５０の通
過抵抗が高くなって、吐出路４５内の圧力が所定の圧力
８Ｋｇ／ｃｍ²を超えると、図３で説明した従来技術と
同様に安全弁５５が作動して吐出路４５の加圧された潤
滑油４０が保護油路４６を介して吸入路４３に戻り、吐
出路４５内の圧力の上昇を抑制し、これにより前記熱交
換器４８及び濾過器５０の破損の懸念を解消する。

【００４３】潤滑油４０の温度が高く粘度が低い場合に
は、吐出路４５に吐出された潤滑油は、比較的低い圧力
でも熱交換器４８、濾過器５０を通過して十分な油量が
主油路５１に供給される。

【００４４】このような条件では、主油路５１に供給さ
れる油量が増加し、該主油路５１内の圧力が上昇して４
Ｋｇ／ｃｍ²に達し、このために油圧感応弁４を作動さ
せるようになる。

【００４５】上記油圧感応弁４は、次のように作用す
る。

【００４６】油圧感応弁４の油路３に圧油が作用してい
ない場合は、発条２３の弾発力により弁体１２は上部シ
ール部１３の円錐部が弁座２４に着座しており、弁体１
２の下部シール部１４はその外周で入口１５及び出口１
６を閉止し、バイパス油路２は閉じられている。

【００４７】ポンプ４４が作動して圧油が油路３より油
圧感応室１８に達すると、その圧油による荷重で発条２
３の弾発力に抗して弁体１２を下方に押し下げようとす
る。主油路５１から油圧感応弁４の油圧感応室１８に導
かれた油圧が４Ｋｇ／ｃｍ²を越えて増加すると、弁体
１２は弁座２４を離れて押し下げられ下部シール部１４
が入口１５と出口１６とを夫々一部開くようになり、狭
小部１７を介して入口１５と出口１６とが連通する。な
お入口１５、出口１６の開度は油圧感応室１８に作用す
る油圧が４Ｋｇ／ｃｍ²を超えた量により決まる。

【００４８】上記したように、前記油圧感応弁４は、前
記主油路５１の圧力が４Ｋｇ／ｃｍ ₂を越えた高さに応
じて入口１５、出口１６の開度を制御してバイパス油路
２に逃がす圧油の流量を調節するため、ポンプ４４の回
転及び油温の変動に伴う吐出路４５と主油路５１の圧力
の変動を適正に保ち、しかも吸入路４３の圧力を上昇で
きることにより、ポンプ４４の必要な駆動力を軽減する
ことができる。

【００４９】また吸入路４３側の負圧を軽減できること
により、キャビテーションの懸念を回避できる。

【００５０】なお本発明の実施の形態例では、内燃機関
の潤滑油４０の供給回路とし、該回路の中に抵抗体とし
て熱交換器４８と濾過器５０を備えた場合を例示した
が、内燃機関に限定されるものではなく、また、抵抗は
熱交換器４８、濾過器５０等に限定されるものでもな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更を加え得る
ことは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば以下のような優れた効果
を奏し得る。

【００５２】ポンプ吐出路の油圧を、主油路の圧力を保
持するのに必要な最低の圧力に自動的に保持することが
でき、しかも吸入路の負圧を軽減できるために、ポンプ
の負荷を軽減し、消費動力を大幅に低減できる。

【００５３】ポンプの吐出路の圧力を低く制御できるの
で、下流の抵抗体などの安全が確保される。

【００５４】ポンプの吸入路の負圧が軽減されることに
より、キャビテーションの懸念を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における圧油供給回路の形態例の概念図
である。

【図２】図１の油圧感応弁の拡大断面図である。

【図３】従来技術の圧油供給回路の概念図である。

【図４】図３の流量制御弁の拡大断面図である。

【符号の説明】

２ バイパス油路 ４ 油圧感応弁 １８ 油圧感応室 ４１ 油槽 ４３ 吸入路 ４４ ポンプ ４５ 吐出路 ５１ 主油路 ５２ 支油路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油槽よりポンプに連通する吸入路と、前
   記ポンプの吐出路より潤滑油の抵抗体を介して支油路に
   連通する主油路と、前記ポンプの吐出路から吸入路に安
   全弁を介して連通する保護油路とを有する圧油供給回路
   であって、前記ポンプの吐出路と前記吸入路との間を更
   にバイパス油路にて接続し、該バイパス油路に、油圧感
   応室が前記主油路に連通し主油路の油圧に応じて吐出路
   の圧油を吸入路に逃がす油圧感応弁を設けたことを特徴
   とする圧油供給回路。