JP2006283677A - 流路切替バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】 オイルの流路回路における流路切替バルブにおいて、２つの出力流路の切替を１つの入力流路の流路切替を機械方式と電磁バルブ方式にそれぞれ分けて行うことができる流路切替バルブを提供すること。
【解決手段】 バルブケーシング１の円周内室１ａ内に扇形状の弁体Ａが前記円周内室１ａの直径方向中心に位置する揺動軸７に揺動自在に設けられ、前記円周内室１ａは、１箇所の入力流路、２箇所の第１及び第２出力流路とそれぞれ連通されること。入力流路から流入するオイルの吐出圧力が設定圧力より小さいときは、前記バルブケーシング１に設けられた弾性体が弁体Ａを付勢することにより前記弧状閉鎖面２が前記第２出力流路が閉鎖されると共に、吐出圧力が設定圧力を超えたときは、前記バルブケーシング１に設けられた電磁駆動部Ｂの動作による前記揺動軸７の回動にて弁体Ａを揺動させ前記弧状閉鎖面２が前記第１出力流路が閉鎖されるように制御されること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オイルの流路回路における流路切替バルブにおいて、２つの出力流路の切替を１つの入力流路の流路切替を機械方式と電磁バルブ方式にそれぞれ分けて行うことができる流路切替バルブに関する。

従来技術としては、特許文献１に示すように、切替バルブ２０において、パワートレイン用回路３２から流路としてフィードバック通路３６として設け、切替バルブ２０の入力流路としている（図５参照）。これは、切替バルブ２０の入力用の流路として新たに流路（フィードバック通路３６）を設けたことで、コストアップの要因となり、また、製品レイアウトとして複雑となっている。また、特許文献２では、同様に機械式であり、別体のバルブとスプリングの精度によって切替圧力にバラツキが生じるおそれがある。また、回路としては一流路切替で、スプリング、バルブに異常が起きて、切替不能となった場合、エンジン等の機器に支障を生じるおそれがある。
特開２００３−１９３８１９ 特開平１１−２５７０４０４号

このように、従来技術では、切替バルブにおいて、フィードバック通路を必須としており、油路切替バルブが構成されている。このため、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、流路切替バルブにおいて２つの出力流路の切替を流路切替バルブの入力流路のみの必要油圧によって流路切替を行うことができ、且つ流路切替バルブ関連の設置レイアウトを簡単にすることを実現することである。

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、バルブケーシングの円周内室内に、弧状閉鎖面を有する扇形状の弁体が前記円周内室の直径方向中心に位置する揺動軸に揺動自在に設けられ、前記円周内室は、１箇所の入力流路、２箇所の第１及び第２出力流路とそれぞれ連通され、前記入力流路から流入するオイルの吐出圧力が設定圧力より小さいときは、前記バルブケーシングに設けられた弾性体が弁体を付勢することにより前記弧状閉鎖面にて前記第２出力流路が閉鎖されると共に、吐出圧力が設定圧力を超えたときは、前記バルブケーシングに設けられた電磁駆動部の動作による前記揺動軸の回動により弁体を揺動させ前記弧状閉鎖面にて前記第１出力流路が閉鎖されるように制御されてなる流路切替バルブとしたことにより、上記課題を解決した。請求項２の発明は、前述の構成において、前記第１及び第２出力流路を、リリーフバルブ側出力流路及びオイルパン側出力流路としてなる流路切替バルブとしたことにより、上記課題を解決した。

次に、請求項３の発明は、円周内室を有するバルブケーシングと、弧状閉鎖面を有する扇形状の弁体と、前記円周内室にて前記弁体を揺動させる揺動軸と、前記バルブケーシングに連通する入力流路，第１出力流路，第２出力流路と、前記弁体を付勢する弾性体と、該弾性体に抗して前記弁体を揺動させる電磁駆動部と、該電磁駆動部を動作させる制御手段とからなり、前記入力流路から流入するオイルの吐出圧力が設定圧力より小さいときは、前記弾性体によって付勢された前記弁体の弧状閉鎖面にて、前記第２出力流路は閉鎖されると共に、吐出圧力が設定圧力を超えたときは、前記電磁駆動部の動作による弁体の揺動にて前記第１出力流路は閉鎖され、流路が前記第１出力流路から前記第２出力流路に切り替わり、前記２つの異なる出力流路に流出できるように制御されてなる流路切替バルブとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項４の発明は、前述の構成において、前記制御手段は、油圧センサ又は回転センサ等によるエンジンの運転状態を検知できるセンサによって、前記電磁駆動部Ｂを動作するようにしてなる流路切替バルブとしたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明は、前述の構成において、前記弾性体は、コイル状のリターンスプリングとしてなり、該リターンスプリングは前記バルブケーシング内にて前記揺動軸を包囲するようにしてなる流路切替バルブとしたことにより、上記課題を解決した。請求項６の発明は、前述の構成において、前記電磁駆動部は、前記揺動軸が前記弁体と共に揺動するものとし、前記揺動軸の一部又は全体が鉄心部として構成され、バルブケーシング１には前記揺動軸を駆動させるコイルが設けられてなる流路切替バルブとしたことにより、上記課題を解決したものである。

請求項１の発明においては、流路切替バルブにおいて２つ以上の出力流路の切替を１つの入力流路の必要（設定）油圧によって流路切替ができるため、入力流路のための管流路を増加する必要がなく、流路回路も簡素とすることができる。また流路の切替を電磁駆動部および弾性体による機械方式の構成としたので、流路切替を早く行なうことができ、切替は油圧特性（温度等）に左右されることなく安定した切替ができる。さらに、入力流路と流路切替バルブにおける通常の流路を構成しているときには、弾性体は弁体をオイルパン側流路方向を閉鎖するように付勢しているので、この状態は電磁バルブがＯＦＦ（オフ）の状態で、電力は使用されていないことから、電力の使用量が軽減される。

さらに、弾性体は、フェールセーフとしての役目を有することができ、弾性体をリターンスプリングとしたときに電子制御系並びに電磁誘導装置の故障時により弁体制御ができない場合、流路として、リリーフバルブ側を開放、連通させてエンジンの焼き付きを防止できるのでバルブ機能として信頼性が高いものにできる。次に、請求項２の発明においては、前記第１及び第２出力流路を、リリーフバルブ側出力流路及びオイルパン側出力流路としてなることにより、リリーフバルブ側出力流路及びオイルパン側出力流路の切替えを、１箇所の入力流路にて簡単に制御できる。

請求項３の発明は、前記電磁駆動部をセンサ等の機器による制御手段を介して行なうことで、センサにより、精度の高い状態で電磁駆動部を作動させることができ、正確に流路の切替を行なうことができる。その他の効果は請求項１の発明と略同等である。請求項４の発明は、制御手段に油圧又は回転センサ等によるエンジンの運転状態を検知できるセンサを使用することで、流体の変化に正確に応じて電磁駆動部の作動させることができ、より一層正確に流路の切替を行なうことができる。次に、請求項５の発明は、リターンスプリングにより、スムーズな切替え動作を提供でき、構造を簡単にすることができる。次に、請求項６発明においては、電磁駆動部の機構を揺動軸に鉄心部を装着する等、揺動軸を略そのままの状態で使用することができ、構造を最も簡単にできる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図４はオイルの流路回路である。オイルポンプユニットＰＹはオイルポンプＰ１とオイルポンプＰ２とからなり、オイルパンＱよりそれぞれ吸入される。オイルポンプＰ２の吐出側の流路は、リリーフバルブＲＶを経由し、エンジンへオイルを圧送している。尚、リリーフバルブＲＶに流れ込むオイルの圧力によって、オイルパンＱ側へ油路を切り替える。オイルポンプＰ１の吐出側の流路は流路切替バルブに接続され、該流路切替バルブで、設定圧力以下であればリリーフバルブＲＶ側へ、それ以上であればオイルパンＱ側へ油路を切り替えるように構成されている。

本発明の流路切替バルブは、図１に示すように、弾性体による機械式動作方法と、電磁駆動部Ｂによる電磁式動作方法が具備されたものである。本発明は、主にバルブケーシング１、弁体Ａ、弾性体、揺動軸７、及び電磁駆動部Ｂにて構成されている。そのバルブケーシング１は、扁平な円筒形状に形成された円周内室１ａを有している。その円周内室１ａの円周状の内壁面は、内周側面１ａ₁ と称される。そして円周内室１ａには、入力流路９、第１出力流路としてのリリーフバルブ側出力流路１０、第２出力流路としてのオイルパン側出力流路１１が連通しており、これらの前記内周側面１ａ₁ にはそれぞれの入力開口９ａ，第１出力開口１０ａ，第２出力開口１１ａが適宜の間隔をおいて形成されている。

これら入力開口９ａ，第１出力開口１０ａ，第２出力開口１１ａの具体的な位置関係は、図１（Ｂ）に示すように、略Ｔ字形状の流路となるように形成され、前記入力開口９ａと第１出力開口１０ａとは、前記円周内室１ａの直径中心を通して直線状に位置しており、また前記入力開口９ａと第２出力開口１１ａとは、直径中心を通して、直角となる位置関係となっている。

前記弁体Ａは、略扇形状の立体であり、その横断平面形状が扇形状である。具体的には、図１（Ａ），（Ｃ）に示すように、中心角が直角となる（１／４）円弧とした立体扇形状である。その弁体Ａの外周側面が弧状閉鎖面２であり、該弧状閉鎖面２の円周方向の両端面は、弧状中心に向かって平坦な面に形成されている。その一方側が第１案内面３ａであり、また、その第１案内面３ａの反対側に位置する面は、第２案内面３ｂである。さらに、前記弁体Ａには、円弧状扇形の頂面５及び底面６が存在する〔図１（Ａ），図１（Ｂ）参照〕。

前記弧状閉鎖面２は、前記弁体Ａが揺動動作を行なうと共に、前記内周側面１ａ₁ に沿って摺動し、前記第１出力開口１０ａ又は第２出力開口１１ａを閉鎖する役目をなしている〔図２（Ａ）乃至（Ｄ）参照〕。また、前記円周内室１ａの内周側面１ａ₁ には、前記弁体Ａの揺動範囲を規制するための第１ストッパ１２及び第２ストッパ１３が設けられている。前記弁体Ａの揺動動作によって、第１ストッパ１２に第２案内面３ｂが当接したり、又は第２ストッパ１３に第１案内面３ａが当接して、前記弧状閉鎖面２が第２出力開口１１ａ又は前記第１出力開口１０ａを確実に閉鎖することができるようになっている〔図２（Ａ），（Ｃ）参照〕。

また、前記第１案内面３ａは、前記入力流路９から入力開口９ａを介して吐出された流体を前記第１出力開口１０ａからリリーフバルブ側出力流路１０へ送りだす役目を行なう部位である。前記第２案内面３ｂは、前記弁体Ａが揺動して流路が切り替わったときに入力流路９から第２出力開口１１ａを介してオイルパン側出力流路１１へ送り出す流体を案内をする役目をなす部位である〔図２（Ａ）参照〕。

その弁体Ａは、後述する揺動軸７を介して、前記バルブケーシング１の円周内室１ａ内を所定範囲内で揺動し、前記弁体Ａの弧状閉鎖面２は、前記円周内室１ａの内周側面１ａ₁ と油密状態を保持しつつ摺動可能となっている。その揺動軸７は、図１（Ａ）に示すように、前記バルブケーシング１の円周内室１ａの直径方向中心に位置して設けられている。この揺動軸７に前記弁体Ａが装着される。

また、前記弁体Ａとバルブケーシング１との間には、弾性体としてリターンスプリング８が装着される。該リターンスプリング８は、コイルバネであり、その長手方向一端が弁体Ａの底面６側に差し込むようにして係止固着され、他端はバルブケーシング１側に差し込むようにして係止固着される。具体的には、バルブケーシング１には、スプリング室１ｂが設けられている。該スプリング室１ｂは、前記円周内室１ａに直径中心が同一となるようにして隣接して設けられたものである。

また、該スプリング室１ｂには、前記揺動軸７が挿入されており、前記弾性体としてのリターンスプリング８は、前記揺動軸７を包囲するようにして、リターンスプリング８の長手方向他端がスプリング室１ｂの底部箇所に係止固着される。このリターンスプリング８は、常時は、前記弁体Ａの弧状閉鎖面２が第２出力開口１１ａを閉鎖するように弾性付勢するものである。このリターンスプリング８は、弾性力を有していれば、如何なる材質、形成のものも含まれる。

この弾性体としてのリターンスプリング８は、前記入力流路９から流入するオイルの吐出圧力が設定圧力より小さいときに、前記弁体Ａの弧状閉鎖面２が前記第２出力流路（オイルパン側出力流路１１）の第２出力開口１１ａを閉鎖する位置に留まらせるように前記弁体Ａを弾性的に付勢させるものである。具体的には、そのリターンスプリング８は、前記弁体Ａを前記第１ストッパ１２の当接させた状態に弾性付勢するものである。

さらに、前記弾性体としてのリターンスプリング８には、フェールセーフとしての役目もある。これは、電磁駆動部Ｂを含む電子制御系並びに電磁誘導装置の故障時により電子制御による、前記弁体Ａの制御ができなくなった場合（電源ＯＮしない場合）、前記弾性体としてのリターンスプリング８によって、前記第１出力流路（リリーフバルブ側出力流路１０）と連通する流路として固定し、エンジンの焼き付きを防止することができるものである。

また、前記円周内室１ａに設けた第１ストッパ１２は、図２（Ａ）に示すように、前記弾性体としてのリターンスプリング８による弾性力にて前記弧状閉鎖面２が第２出力開口１１ａを閉鎖した状態となるように前記弁体Ａを留めておく役目をなす。さらに第２ストッパ１３は、図２（Ｃ）に示すように、前記弁体Ａの第１案内面３ａが設定圧以上の場合に、前記電磁駆動部Ｂにより揺動軸７が回動し、揺動する弁体Ａの弧状閉鎖面２が第１出力開口１０ａを閉鎖する位置となるように、前記弁体Ａを正確に留める役目をなす。

前記揺動軸７は、前記バルブケーシング１の円周内室１ａの直径方向中心に位置して設けられている。この揺動軸７に前記弁体Ａが装着される。該揺動軸７は、金属材又は合成樹脂にて形成されている。前記揺動軸７は、それ自身が軸周方向に回動自在に枢支され、前記弁体Ａと共に揺動するものである。その弁体Ａと揺動軸７とは、一体的に形成されたり、或いは、別部材として弁体Ａと揺動軸７とが接合される実施形態も存在する。また、前記揺動軸７は、軸本体７ａと揺動円筒部７ｂとから構成され、前記軸本体７ａがバルブケーシング１内に、軸周方向に固定される。さらに前記弁体Ａは、揺動円筒部７ｂに接合されたり、或いは一体的に形成される。そして前記揺動円筒部７ｂが前記軸本体７ａに回動自在に装着され、前記弁体Ａが揺動円筒部７ｂと共に前記軸本体７ａを中心として揺動することができるものである〔図３（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。

次に、電磁駆動部Ｂの構成の第１実施形態としては、前記揺動軸７は一部又は全体が、鉄心部１５として構成されたものであり、前記バルブケーシング１には、コイル室１ｃが設けられ、該コイル室１ｃにコイル１４が収納配置されている。そのコイル室１ｃは、前記円周内室１ａに隣接して設けられたもので、前記スプリング室１ｂとは、前記円周内室１ａを間に介して配置されたものである。前記揺動軸７は、前記バルブケーシング１内にて軸周方向に回動する構成となっており、前記鉄心部１５はリング状に形成され、前記揺動軸７の軸方向端部の周囲に装着されている〔図１（Ａ）乃至（Ｃ）参照〕。そして、前記鉄心部１５は、前記コイル１４に包囲されるように構成され、該コイル１４に通電させて、前記鉄心部１５と共に揺動軸７を回動させて前記弁体Ａを揺動させる。

さらに、電磁駆動部Ｂの構成の第２実施形態としては、前記揺動軸７が軸本体７ａと揺動円筒部７ｂとから構成されたものが使用されるものであって、前記揺動円筒部７ｂに鉄心部１５が装着されるものである。そして、前記コイル１４に通電されることにより、揺動円筒部７ｂと共に該揺動円筒部７ｂに接合された（又は一体的に形成された）弁体Ａが揺動動作を行うものである。前記電磁駆動部Ｂの作動は、制御手段１６によって行われる。該制御手段１６は、エンジン内部の油圧やエンジンの回転数等をパラメータとし、感知する油圧センサや回転センサ等によるエンジンの運転状態を検知できるセンサ１６ａを備えた制御を行うものである〔図３（Ａ）乃至（Ｂ）参照〕。

エンジンの回転数は、ＥＣＵによって監視され、エンジンが低回転の場合は、前記弁体Ａの弧状閉鎖面２が、オイルパン側出力流路１１（第２出力流路）を閉じる位置とし、オイルはリリーフバルブ側出力流路１０（第１出力流路）と連通される。さらに、エンジンが高回転の場合には弁体Ａの弧状閉鎖面２がリリーフバルブ側出力流路１０（第１出力流路）を閉ざす位置とし、オイルパン側出力流路１１（第２出力流路）と連通する。

本発明の流路切替バルブの作用について説明する。車両エンジンの通常回転の場合、すなわち、オイルの吐出圧力が設定圧力より小さいときは、前記弁体Ａは、リターンスプリング８の弾性力Ｔによって付勢され、前記弧状閉鎖面２が第２出力流路であるオイルパン側出力流路１１の第２出力開口１１ａを閉鎖している。そして、前記バルブケーシング１の入力流路９から流入して、前記リリーフバルブ側出力流路１０（第１出力流路）に連通し、オイル（流体）は、リリーフバルブ側に流出する〔図２（Ａ）参照〕。

また、車両エンジンの高回転域となった場合、すなわち、吐出圧力が設定圧力を超えた場合は、前記制御手段１６のセンサ１６ａによって、前記電磁駆動部Ｂが前記揺動軸７を回動させ、該揺動軸７が前記弁体Ａが前記弾性体（リターンスプリング８）の弾性力Ｔに抵抗して、揺動が開始させる〔図２（Ｂ）参照〕。そして、バルブケーシング１内の流路がリリーフバルブ側出力流路１０（第１出力流路）からオイルパン側出力流路１１（第２出力流路）に切り替わり、オイルは、オイルパンＱ側に流出する〔図２（Ｃ）参照〕。このとき、前記弁体Ａの弧状閉鎖面２によって、リリーフバルブ側出力流路１０（第１出力流路）は閉ざされ、油路が遮断される。

そして、吐出圧力が再度通常の圧力に戻った場合は、制御手段１６のセンサ１６ａがこの状態を感知して、電磁駆動部Ｂの通電を遮断し、前記弁体Ａは弾性体（リターンスプリング８）の弾性力Ｔにより、第２出力流路であるオイルパン側出力流路１１の第２出力開口１１ａを閉鎖するものである。

（Ａ）は本発明の第１実施形態の簡易構成図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ₁ −Ｘ₁ 矢視断面図、（Ｃ）は弁体，リターンスプリング及び一部切除した揺動軸の斜視図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は流路が切り替わる過程を示す作用図である。 （Ａ）は本発明の変形例の簡易構成図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ₂ −Ｘ₂ 矢視断面図、（Ｃ）は弁体及び揺動円筒部の斜視図である。 本発明を設けた流路回路である。 従来技術を示す簡易構成図である。

符号の説明

１…バルブケーシング、１ａ…円周内室、２…弧状閉鎖面、Ａ…弁体、
７…揺動軸、１０…リリーフバルブ側出力流路、１１…オイルパン側出力流路、
１４…コイル、１５…鉄心部。

Claims (6)

1. バルブケーシングの円周内室内に、弧状閉鎖面を有する扇形状の弁体が前記円周内室の直径方向中心に位置する揺動軸に揺動自在に設けられ、前記円周内室は、１箇所の入力流路、２箇所の第１及び第２出力流路とそれぞれ連通され、前記入力流路から流入するオイルの吐出圧力が設定圧力より小さいときは、前記バルブケーシングに設けられた弾性体が弁体を付勢することにより前記弧状閉鎖面にて前記第２出力流路が閉鎖されると共に、吐出圧力が設定圧力を超えたときは、前記バルブケーシングに設けられた電磁駆動部の動作による前記揺動軸の回動により弁体を揺動させ前記弧状閉鎖面にて前記第１出力流路が閉鎖されるように制御されてなることを特徴とする流路切替バルブ。
2. 請求項１において、前記第１及び第２出力流路を、リリーフバルブ側出力流路及びオイルパン側出力流路としてなることを特徴とする流路切替バルブ。
3. 円周内室を有するバルブケーシングと、弧状閉鎖面を有する扇形状の弁体と、前記円周内室にて前記弁体を揺動させる揺動軸と、前記バルブケーシングに連通する入力流路，第１出力流路，第２出力流路と、前記弁体を付勢する弾性体と、該弾性体に抗して前記弁体を揺動させる電磁駆動部と、該電磁駆動部を動作させる制御手段とからなり、前記入力流路から流入するオイルの吐出圧力が設定圧力より小さいときは、前記弾性体によって付勢された前記弁体の弧状閉鎖面にて、前記第２出力流路は閉鎖されると共に、吐出圧力が設定圧力を超えたときは、前記電磁駆動部の動作による弁体の揺動にて前記第１出力流路は閉鎖され、流路が前記第１出力流路から前記第２出力流路に切り替わり、前記２つの異なる出力流路に流出できるように制御されてなることを特徴とする流路切替バルブ。
4. 請求項３において、前記制御手段は、油圧センサ又は回転センサ等によるエンジンの運転状態を検知できるセンサによって、前記電磁駆動部を動作するようにしてなることを特徴とする流路切替バルブ。
5. 請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記弾性体は、コイル状のリターンスプリングとしてなり、該リターンスプリングは前記バルブケーシング内にて前記揺動軸を包囲するようにしてなることを特徴とする流路切替バルブ。
6. 請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記電磁駆動部は、前記揺動軸が前記弁体と共に揺動するものとし、前記揺動軸の一部又は全体が鉄心部として構成され、バルブケーシングには前記揺動軸を駆動させるコイルが設けられてなることを特徴とする流路切替バルブ。

Images