JP2017133457A - オイル供給装置、及び切替バルブ - Google Patents

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。

国際公開第２０１３／０１８２０３号パンフレット 特開２０１１−９４６８４号公報

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。

切替バルブ及びオイル供給装置の構成を模式的に示した図である。 切替バルブ及びオイル供給装置の構成を模式的に示した図である。 その他の実施形態に係る切替バルブ及びオイル供給装置の構成を模式的に示した図である。 その他の実施形態に係る切替バルブ及びオイル供給装置の構成を模式的に示した図である。 その他の実施形態に係るオイル供給装置の構成を模式的に示した図である。 その他の実施形態に係るオイル供給装置の構成を模式的に示した図である。

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、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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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