JP2017133457A - オイル供給装置、及び切替バルブ - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の運転状況に応じて油路を切り替え可能なオイル供給装置を提供する。【解決手段】オイル供給装置100は、空冷オイルクーラ10と、当該空冷オイルクーラ10へのオイルの流通状態を切り替える切替バルブ1と、当該切替バルブ1にオイルを供給する第1油路31と、切替バルブ1から空冷オイルクーラ10へオイルを供給する第2油路32と、切替バルブ1の状態を制御する制御バルブ40と、を備え、切替バルブ40は、ハウジング51と、当該ハウジング51に内包される弁体52と、ハウジング51内の一端側に弁体52を付勢して第1油路31と第2油路32とを連通状態及び遮断状態の一方にする付勢部材53と、ハウジング51内の他端側に付勢部材53に抗して弁体52を移動させ、第1油路31と第2油路32とを連通状態及び遮断状態の他方にする制御バルブ40からの油圧を供給する油圧供給孔54と、を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関の潤滑および温度調節を行うオイルと熱交換する空冷オイルクーラへのオイルの供給を制御するオイル供給装置、及びこのようなオイル供給装置に用いられる切替バルブに関する。
従来、車両には、内燃機関の潤滑および温度調節を行うオイルの流通を制御する制御装置が利用されてきた。この種の技術として例えば特許文献1及び2に記載のものがある。
特許文献1に記載の切替バルブは、弁体とシリンダ部とを備えて構成される。シリンダ部には複数のポートが開口して設けられる。弁体は、シリンダ部に前後自在に挿入され、手動操作に基づいてシリンダの軸線方向に前後動する。また、弁体には、複数のランド部とそれらのランド部の間のバリー部とが形成され、弁体の軸線方向での位置に応じて、所定のポート部同士がバリー部を介して連通され、或いはランド部によって遮断されるように構成されている。各ランド部の中心軸線を貫通するようにシャフト部が設けられ、シャフト部の先端部には弁体に軸線方向の操作力を与えて弁体を前後動させる操作部が形成されている。ランド部と操作部との間には圧縮コイルばねが配置され、ランド部がシャフト部の先端側に押圧されている。
特許文献2に記載のオイル供給装置は、目標油圧が相対的に高い第1油圧系統と、目標油圧が第1油圧系統の目標油圧よりも相対的に低い第2油圧系統と、オイルポンプから吐出されたオイルを第1油圧系統及び第2油圧系統に分岐させて供給する供給油路と、オイルポンプから吐出されたオイルを、供給油路を経由させて第1油圧系統及び第2油圧系統に供給することにより供給油路の油圧を相対的に高圧に調圧する状態と、オイルポンプから吐出されるオイルを第2油圧系統に供給し、かつ、供給経路と第1油圧系統との間におけるオイルの流通を遮断することにより供給油路の油圧を相対的に低圧に調圧する状態とに切り替える切替装置とを備えて構成される。
特許文献1及び2に記載の技術は、上記のように圧縮コイルばねや手動によって油路を切り替えてオイルの流通を制御する。このため、内燃機関の回転数や付加、油温、油圧等のエンジン情報に基づいて油路を切り替えることができず、また、一定圧でしか油路の切り替えができない。
そこで、内燃機関の運転状況に応じて適切に油路を切り替えることが可能なオイル供給装置及びこのようなオイル供給装置に用いられる切替バルブが求められる。
本発明に係るオイル供給装置の特徴構成は、内燃機関の潤滑および温度調節を行うオイルと外気との間で熱交換を行う空冷オイルクーラと、前記空冷オイルクーラへの前記オイルの流通状態を切り替える切替バルブと、前記切替バルブに前記オイルを供給する第1油路と、前記切替バルブから前記空冷オイルクーラへ前記オイルを供給する第2油路と、前記第1油路から前記オイルが供給され、前記切替バルブの状態を制御する制御バルブと、を備え、前記切替バルブは、ハウジングと、前記ハウジングに内包される弁体と、前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジング内の一端側に前記弁体を付勢して前記第1油路と前記第2油路とを連通状態及び遮断状態の一方にする付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ハウジング内の他端側に前記付勢部材に抗して前記弁体を移動させ、前記第1油路と前記第2油路とを前記連通状態及び前記遮断状態の他方にする前記制御バルブからの油圧を供給する油圧供給孔と、を有する点にある。
このような特徴構成とすれば、内燃機関の運転状況に応じて制御バルブを制御することで、切替バルブによりオイルを空冷オイルクーラに流通させるか否か設定することができる。したがって、内燃機関の運転状況に応じて適切に油路を切り替えることが可能となる。
また、前記弁体は、前記一端側の第1弁部と、前記他端側の第2弁部と、前記第1弁部と前記第2弁部とを連結する軸部とを有し、前記第1弁部の外径と前記第2弁部の外径とが同じであると好適である。
このような構成とすれば、弁体をコンパクトに形成できるので、制御バルブを小型化できる。
あるいは、前記弁体は、前記一端側の第1弁部と、前記他端側の第2弁部と、前記第1弁部と前記第2弁部とを連結する軸部とを有し、前記第2弁部の外径は前記第1弁部の外径よりも大きく構成することも可能である。
このような構成とすれば、ハウジング内の他端側に付勢部材に抗して弁体を移動させる際に、第2弁部が第1油路からのオイルの圧力を受ける受圧面積を大きくすることができるので、弁体をハウジングの他端側に移動させ易くできる。
また、前記空冷オイルクーラと並列に、前記オイルと冷却水との間で熱交換を行う水冷オイルクーラが備えられていると好適である。
このような構成とすれば、例えば車両の走行速度が走行風を期待できるものである場合にはオイルを空冷オイルクーラに流通させ、車両の走行速度が走行風を期待できるものでない場合にはオイルを水冷オイルクーラに流通させることができる。したがって、車両の走行速度に応じて適切にオイルを冷却することが可能となる。
あるいは、前記空冷オイルクーラと直列に、前記オイルと冷却水との間で熱交換を行う水冷オイルクーラが備えられていても良い。
このような構成とすれば、オイルを冷却したい場合には空冷オイルクーラ及び水冷オイルクーラにオイルを流通させ、オイルを冷却したくない場合には空冷オイルクーラ及び水冷オイルクーラの双方にオイルを流通させないようできる。したがって、オイルの冷却効果を高めつつ、オイルの暖機も図ることができる。
また、本発明に係る切替バルブの特徴構成は、オイルと外気との間で熱交換を行い、内燃機関の潤滑および温度調節を行う空冷オイルクーラへの前記オイルの流通状態を切り替える切替バルブであって、ハウジングと、前記ハウジングに内包される弁体と、前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジング内の一端側に前記弁体を付勢して前記切替バルブに前記オイルを供給する第1油路と前記切替バルブから前記空冷オイルクーラへ前記オイルを供給する第2油路とを連通状態及び遮断状態の一方にする付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ハウジング内の他端側に前記付勢部材に抗して前記弁体を移動させ、前記第1油路と前記第2油路とを前記連通状態及び前記遮断状態の他方にする制御バルブからの油圧を供給する油圧供給孔と、を有する点にある。
このような特徴構成とすれば、上述したオイル供給装置と同様に、内燃機関の運転状況に応じて制御バルブを制御することで、切替バルブによりオイルを空冷オイルクーラに流通させるか否か設定することができる。したがって、内燃機関の運転状況に応じて適切に油路を切り替えることが可能となる。
本実施形態に係るオイル供給装置100及び当該オイル供給装置100に用いられる切替バルブ1について説明する。図1には、切替バルブ1及びオイル供給装置100の構成が示される。
本実施形態のオイル供給装置100は、空冷オイルクーラ10、水冷オイルクーラ20、切替バルブ1、第1油路31、第2油路32、制御バルブ40が備えられる。
空冷オイルクーラ10は、内燃機関の潤滑および温度調節を行うオイルと外気との間で熱交換を行う。内燃機関とは、車両に搭載されるガソリン等の燃料を燃焼させて動力を出力する原動機である。内燃機関が動力を出力する際、内燃機関は燃料の燃焼により熱せられるが、内燃機関はこの時の熱を放熱すべくオイルが流通される。内燃機関の冷却に応じてオイルが熱せられるが、空冷オイルクーラ10は、車両の走行に応じた走行風を利用して当該オイルを冷却する。
本実施形態では、空冷オイルクーラ10と並列に、オイルと冷却水との間で熱交換を行う水冷オイルクーラ20も備えられる。「並列に備えられる」とは、空冷オイルクーラ10を流通したオイルが水冷オイルクーラ20に流通されず、且つ、水冷オイルクーラ20を流通したオイルが空冷オイルクーラ10に流通されないように、空冷オイルクーラ10と水冷オイルクーラ20とが配置されていることをいう。水冷オイルクーラ20は、例えば車両に搭載されるラジエータに流通される冷却水を利用してオイルを冷却する。
このように、本実施形態では空冷オイルクーラ10と水冷オイルクーラ20とが並列に設けられている。そこで、切替バルブ1は、空冷オイルクーラ10及び水冷オイルクーラ20の何れか一方へオイルが流通するようにオイルの流通状態を切り替える。
切替バルブ1へは、ポンプPがオイルパン90からオイルを汲み上げ、第1油路31を介してオイルが供給される。また、切替バルブ1と空冷オイルクーラ10との間には、第2油路32が設けられ、切替バルブ1から空冷オイルクーラ10へは、当該第2油路32を介してオイルが供給される。一方、切替バルブ1と水冷オイルクーラ20との間には、第3油路33が設けられ、切替バルブ1から水冷オイルクーラ20へは、当該第3油路33を介してオイルが供給される。
切替バルブ1は、上述したように第2油路32を介して空冷オイルクーラ10へオイルを供給するように、或いは第3油路33を介して水冷オイルクーラ20へオイルを供給するように制御されるが、このような切替バルブ1の状態は制御バルブ40により制御される。制御バルブ40は、制御部41からの制御指示に応じて、第1油路31を介して供給されるオイルを切替バルブ1に供給したり、遮断したりして切替バルブ1を制御する。制御バルブ40は、例えば公知のソレノイドバルブや電磁バルブを用いて構成すると良い。
なお、制御バルブ40は、前記制御指示がある時にオイルを切替バルブ1に供給するように構成しても良いし、前記制御指示がない時にオイルを切替バルブ1に供給するように構成しても良い。このようなソレノイドバルブや電磁バルブの弁体に、オイルに含まれる異物が噛み込まれるのを防止すべく、第1油路31と制御バルブ40との間には、当該異物を取り除くフィルタ42が設けられる。また、制御バルブ40からオイルパン90にオイルを排出する排出路45への空気の逆流を防止するために、当該排出路45にチェックバルブ46を設けると良い。
ここで、制御部41は、車両や内燃機関の運転状況に応じて制御バルブ40を制御するように構成すると好適である。具体的には、車両の走行速度が予め設定された速度より速い場合には走行風が期待できることから空冷オイルクーラ10によりオイルの冷却を行うように制御し、車両の走行速度が予め設定された速度以下の場合には走行風が期待できないことから水冷オイルクーラ20によりオイルの冷却を行うように制御すると良い。また、例えば車両の走行速度に拘らず、内燃機関の負荷状態によって制御することも可能である。なお、上述した「予め設定された速度」は車両の外気温度に応じて設定されると好適である。このような場合、外気温度が高い程、「予め設定された速度」を高く設定し、外気温度が低い程、「予め設定された速度」を低く設定することで、冷却効果を高めることができる。
切替バルブ1は、ハウジング51、弁体52、付勢部材53、油圧供給孔54を有する。ハウジング51は筒状に構成される。本実施形態ではハウジング51は円筒状に構成される。この円筒状の外周面に上述した第1油路31、第2油路32、第3油路33が設けられる。ハウジング51は、金属を用いて構成することも可能であるし、樹脂を用いて構成することも可能である。
弁体52は、ハウジング51に内包される。弁体52は、ハウジング51の一端側から他端側へハウジング51の軸方向に沿って往復移動可能に設けられる。本実施形態では、弁体52は、第1弁部61と第2弁部62と軸部63とを有する。第1弁部61は、ハウジング51内の一端側に設けられ、第2弁部62はハウジング内の他端側に設けられる。詳細は後述するが、本実施形態では第2油路32が設けられる側が一端側にあたり、第3油路33が設けられる側が他端側にあたる。第1弁部61と第2弁部62とは、ハウジング51の軸方向に延出して設けられる軸部63により連結される。本実施形態では、ハウジング51の内径はハウジング51の軸方向の位置に拘らず一様に設定される。このため、第1弁部61の外径と第2弁部62の外径とは互いに同じように構成され、ハウジング51の内周面を摺動可能にハウジング51の内径よりも小さく構成される。
付勢部材53は、ハウジング51内に設けられ、当該ハウジング51内の一端側に弁体52を付勢して第1油路31と第2油路32とを連通状態にする。付勢部材53とは、例えばコイルバネを用いて構成される。このような付勢部材53は、ハウジング51内の軸方向一端側に配置された弁体52と、ハウジング51の軸方向他端側の端面72との間の付勢部材室80に設けられる。
本実施形態では、付勢部材53は弁体52をハウジング内の一端側に、すなわち軸方向一端側の端面71側に付勢するように構成される。この時、制御バルブ40は当該制御バルブ40を介して第1油路31からのオイルを切替バルブ1に供給しないように制御される。このため、図1に示されるように第1油路31と第2油路32とが連通状態とされ、第1油路31と第3油路33とは遮断状態とされる。したがって、ポンプPから吐出されたオイルは、空冷オイルクーラ10に流通され、空冷オイルクーラ10を介してオイルが冷却される。
なお、ハウジング51の内周面と弁体52(第2弁部62)との間を通って付勢部材室80に流入するオイルが、当該付勢部材室80に滞留することを防止するために、ハウジング51に排出孔81を設け、当該排出孔81に連通する排出路82を介してオイルパン90にオイルを排出すると良い。
油圧供給孔54は、ハウジング51に設けられ、当該ハウジング51内の他端側に付勢部材53に抗して弁体52を移動させ、第1油路31と第2油路32とを遮断状態にする制御バルブ40からの油圧を供給する。油圧供給孔54は、ハウジング51の軸方向一端側の端面71にハウジング51の内側と外側とを連通する開口孔として設けられる。この油圧供給孔54には制御バルブ40からの連通路49が連通され、制御バルブ40が当該制御バルブ40を介して第1油路31からのオイルを切替バルブ1に供給するように制御された場合に、油圧供給孔54に連通路49を介して所定の油圧が供給される。
この時の切替バルブ1の状態が図2に示される。制御バルブ40から連通路49を介して油圧供給孔54に油圧が供給され、当該油圧が付勢部材53の付勢力より大きい場合には、付勢部材53がハウジング51の軸方向他端の端面72側に縮み、これに伴い弁体52がハウジング51の軸方向に沿って移動する。これにより、第1油路31と第2油路32とが遮断状態となり、第1油路31と第3油路33とが連通状態となる。したがって、ポンプPから吐出されたオイルは、水冷オイルクーラ20に流通され、水冷オイルクーラ20を介してオイルが冷却される。
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、切替バルブ1は、付勢部材53がハウジング51内の一端側に弁体52を付勢して第1油路31と第2油路32とを連通状態にし、油圧供給孔54に制御バルブ40から油圧が供給されると第1油路31と第2油路32とを遮断状態にするとして説明したが、例えば図3に示されるように付勢部材53がハウジング51内の一端側に弁体52を付勢して第1油路31と第2油路32とを遮断状態にし、油圧供給孔54に制御バルブ40から油圧が供給されると図4に示されるように第1油路31と第2油路32とを連通状態にし、第1油路31と第3油路33とを遮断状態にするように構成することも可能である。この場合には、図3及び図4に示されるように、図1及び図2の構成に対して空冷オイルクーラ10と水冷オイルクーラ20との位置を入れ替えると良い。
上記実施形態では、切替バルブ1は、付勢部材53がハウジング51内の一端側に弁体52を付勢して第1油路31と第2油路32とを連通状態にし、油圧供給孔54に制御バルブ40から油圧が供給されると第1油路31と第2油路32とを遮断状態にするとして説明したが、例えば図3に示されるように付勢部材53がハウジング51内の一端側に弁体52を付勢して第1油路31と第2油路32とを遮断状態にし、油圧供給孔54に制御バルブ40から油圧が供給されると図4に示されるように第1油路31と第2油路32とを連通状態にし、第1油路31と第3油路33とを遮断状態にするように構成することも可能である。この場合には、図3及び図4に示されるように、図1及び図2の構成に対して空冷オイルクーラ10と水冷オイルクーラ20との位置を入れ替えると良い。
上記実施形態では、弁体52は、第1弁部61の外径と第2弁部62の外径とが同じであるように構成されているとして説明したが、第2弁部62の外径が第1弁部61の外径よりも大きく構成することも可能である。このような例が、図3及び図4に示される。このように弁体52を構成することにより、ハウジング51内の他端側に付勢部材53に抗して弁体52を移動させる際に、第2弁部62が第1油路31からのオイルの圧力を受ける受圧面積を大きくすることができるので、弁体52をハウジング51の他端側(端面72側)に移動させ易くできる。
上記実施形態では、空冷オイルクーラ10と並列に、水冷オイルクーラ20が備えられるとして説明したが、空冷オイルクーラ10と直列に、水冷オイルクーラ20を備えることも可能である。この場合、例えば図5に示されるように、ポンプPから吐出されたオイルは水冷オイルクーラ20に流通され、第1油路31を介して切替バルブ1に供給される。切替バルブ1に供給されたオイルは、当該切替バルブ1の流通状態によって、第2油路32を介して空冷オイルクーラ10へ供給するようにしたり、或いは第4油路34を介して空冷オイルクーラ10をバイパスするようにしたりすることが可能である。
また、図5では、空冷オイルクーラ10と水冷オイルクーラ20とを直列になるように見た場合に、水冷オイルクーラ20−切替バルブ1−空冷オイルクーラ10の順で並ぶように(空冷オイルクーラ10が切替バルブ1の下流にくるように)切替バルブ1が配置されていたが、例えば図6に示されるように、空冷オイルクーラ10と水冷オイルクーラ20とを直列になるように見た場合に、水冷オイルクーラ20−空冷オイルクーラ10−切替バルブ1の順で並ぶように(切替バルブ1が空冷オイルクーラ10の下流にくるように)切替バルブ1を配置することも可能である。この場合でも、上述した構成と同様に利用することが可能である。
本発明は、内燃機関の潤滑および温度調節を行うオイルと熱交換する空冷オイルクーラへのオイルの供給を制御するオイル供給装置、及びこのようなオイル供給装置に用いられる切替バルブに用いることが可能である。
1:切替バルブ
10:空冷オイルクーラ
20:水冷オイルクーラ
31:第1油路
32:第2油路
40:制御バルブ
51:ハウジング
52:弁体
53:付勢部材
54:油圧供給孔
61:第1弁部
62:第2弁部
63:軸部
100:オイル供給装置
10:空冷オイルクーラ
20:水冷オイルクーラ
31:第1油路
32:第2油路
40:制御バルブ
51:ハウジング
52:弁体
53:付勢部材
54:油圧供給孔
61:第1弁部
62:第2弁部
63:軸部
100:オイル供給装置
Claims (6)
- 内燃機関の潤滑および温度調節を行うオイルと外気との間で熱交換を行う空冷オイルクーラと、
前記空冷オイルクーラへの前記オイルの流通状態を切り替える切替バルブと、
前記切替バルブに前記オイルを供給する第1油路と、
前記切替バルブから前記空冷オイルクーラへ前記オイルを供給する第2油路と、
前記第1油路から前記オイルが供給され、前記切替バルブの状態を制御する制御バルブと、を備え、
前記切替バルブは、ハウジングと、前記ハウジングに内包される弁体と、前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジング内の一端側に前記弁体を付勢して前記第1油路と前記第2油路とを連通状態及び遮断状態の一方にする付勢部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ハウジング内の他端側に前記付勢部材に抗して前記弁体を移動させ、前記第1油路と前記第2油路とを前記連通状態及び前記遮断状態の他方にする前記制御バルブからの油圧を供給する油圧供給孔と、を有するオイル供給装置。 - 前記弁体は、前記一端側の第1弁部と、前記他端側の第2弁部と、前記第1弁部と前記第2弁部とを連結する軸部とを有し、
前記第1弁部の外径と前記第2弁部の外径とが同じである請求項1に記載のオイル供給装置。 - 前記弁体は、前記一端側の第1弁部と、前記他端側の第2弁部と、前記第1弁部と前記第2弁部とを連結する軸部とを有し、
前記第2弁部の外径は前記第1弁部の外径よりも大きい請求項1に記載のオイル供給装置。 - 前記空冷オイルクーラと並列に、前記オイルと冷却水との間で熱交換を行う水冷オイルクーラが備えられている請求項1から3のいずれか一項に記載のオイル供給装置。
- 前記空冷オイルクーラと直列に、前記オイルと冷却水との間で熱交換を行う水冷オイルクーラが備えられている請求項1から3のいずれか一項に記載のオイル供給装置。
- オイルと外気との間で熱交換を行い、内燃機関の潤滑および温度調節を行う空冷オイルクーラへの前記オイルの流通状態を切り替える切替バルブであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに内包される弁体と、
前記ハウジング内に設けられ、前記ハウジング内の一端側に前記弁体を付勢して前記切替バルブに前記オイルを供給する第1油路と前記切替バルブから前記空冷オイルクーラへ前記オイルを供給する第2油路とを連通状態及び遮断状態の一方にする付勢部材と、
前記ハウジングに設けられ、前記ハウジング内の他端側に前記付勢部材に抗して前記弁体を移動させ、前記第1油路と前記第2油路とを前記連通状態及び前記遮断状態の他方にする制御バルブからの油圧を供給する油圧供給孔と、を有する切替バルブ。
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