JP3179934U - リリーフバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプにおいて、吐出されるオイルの一部を余剰のオイルとして逃がし、要求油圧特性に合致した油圧特性を容易に得ることができるリリーフバルブを提供する。
【解決手段】弁体６が往復移動自在とした弁通路が形成された弁ハウジング２と、弁通路における弁体６の移動方向の一端側に形成されたリリーフ流入部２２と、弁通路に形成された第１リリーフ排出部３と、該第１リリーフ排出部３と離間した位置となるように弁通路に形成された第２リリーフ排出部４とからなる。第１リリーフ排出部３は、弁ハウジング２の周方向に並設される２個の排出孔から構成される。両排出孔は異なる大きさの円とする。
【選択図】図１

Description

本考案はオイルポンプにおいて、吐出されるオイルの一部を余剰のオイルとして逃がすもので、特に要求油圧特性に合致した油圧特性を容易に得ることができるリリーフバルブに関するものである。

従来、オイルポンプには、リリーフバルブが装着されているものが多い。このリリーフバルブは、オイルポンプから吐出されるオイルの一部を余剰のオイルとして逃がす機能を有する機構である。つまり、油圧をエンジンの回転数に比例させないことで要求油圧を確保すると共に、オイルポンプに無駄仕事を発生させず、ポンプ効率を向上させようとするものである。上記油圧特性を達成するために、リリーフバルブ側面の壁に２つ以上の開口孔を設けた構成の特許文献１が存在する。

特許文献１において、第１リリーフ孔の形状を略三角形状又は略へ字形状とした実施形態が存在する。この実施形態では、頂角部を閉側とし、その軸方向の寸法Ｌ１が周方向の寸法Ｌ２より短くなる略扁平二等辺三角形状としたものである。

これによって、第１リリーフ孔は、２個の円形状としたものよりも、周方向に沿って連続した孔であり、総合的に開口面積が大きくなる。よって、オイルのリリーフ流量をより一層、増大させることができ、オイルの吐出圧が過度に上昇することに対して応答良く、抑制することができる。

特開２０１１−３８４０３号公報

特許文献１では、前述したように、第１リリーフ孔を、円形状としたもの以外に、略三角形状又は略へ字形状をなす構成としたものが含まれている。第１リリーフ孔を、略三角形状又は略へ字形状とした構成は、開口面積が広くなるので、オイルリリーフ量も増加させることができる。

また、リリーフ開始時及びリリーフ終了時における、リリーフ流量も、その三角形又は「ヘ」字形状を製造時において適宜設定することによって調整することができる。したがって、オイルの吐出圧の上昇により、一層応答良く、抑制することができる。

しかし、第１リリーフ孔を略三角形状又は略へ字形状の貫通孔に形成するためには、対応した略三角形状や略へ字形状の複雑形状な鋳抜きピンの製造、又はドリルで面方向に複雑な孔形状の加工を必要とするため、コストや製造時間が増加してしまうという課題が存在する。そこで、本考案の解決しようとする技術的課題（目的）は、前記オイル排出孔を略三角形状の孔や略へ字形状の孔とした場合と略同等の効果を奏するものを極めて簡単な加工にて実現できることにある。

そこで、考案者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の考案を、弁体が往復移動自在とした弁通路が形成された弁ハウジングと、前記弁通路における前記弁体の移動方向の一端側に形成されたリリーフ流入部と、前記弁通路に形成された第１リリーフ排出部と、該第１リリーフ排出部と離間した位置となるように前記弁通路に形成された第２リリーフ排出部とからなり、前記第１リリーフ排出部は、前記弁ハウジングの周方向に並設される２個の排出孔から構成されると共に、両排出孔は異なる大きさの円としてなるリリーフバルブとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の考案を、請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の両排出孔は、真円形状としてなるリリーフバルブとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の考案を、請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の両排出孔は、楕円形状としてなるリリーフバルブとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４の考案を、請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の一方の排出孔は真円形状とし、他方の排出孔は楕円形状としてなるリリーフバルブとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項５の考案を、請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の両排出孔は、長孔としてなるリリーフバルブとしたことにより、上記課題を解決した。請求項６の考案を、請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の一方の排出孔は真円形状とし、他方の排出孔は長孔としてなるリリーフバルブとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の考案では、第１リリーフ排出部を、大小２個の排出孔にて構成されたものである。両排出孔は、その開口面積が異なる大きさとしたものである。そして、一方側の排出孔に対して、他方側の排出孔をさらに大なるサイズとしている。

一方の排出孔と、これよりもさらに大なるサイズとした排出孔によって、第１リリーフ排出部を構成する２個の大きさの異なる排出孔とし、弁ハウジングの周方向に並設させ、且つ２つの排出孔を近接させることにより、疑似的に略三角形状又は略「へ」字形状の排出孔を構成することができる。

さらに、第１リリーフ排出部を構成する２個の排出孔は、それぞれが通常市販品のドリルを使用するだけで形成することができる。つまり、排出孔を扁平三角形状としたり、或いは「ヘ」字形状とするための専用刃物或いは専用金型等は不要となり、新たに製作するコスト及び時間も不要となり、しかも、必要な油圧要求特性を得ることができる。

請求項２の考案では、第１リリーフ排出部を構成する２個の大小の排出孔は、真円形状とすることにより、それぞれの直径に対応するドリルのみで形成することができ、最も簡単で効率的な形成作業となり、且つ低価格にて提供することができる。

請求項３の考案では、第１リリーフ排出部を構成する２個の大小の排出孔は、楕円形状とすることにより、２個の大小の排出孔を比較的簡単に形成することができると共に、さらに、排出孔の開口面積を広くして、オイルリリーフ量をより多くすることができる。

請求項４の考案では、第１リリーフ排出部の一方は、真円形状とし、他方は楕円形状とすることにより、第１リリーフ排出部の形状をより一層、三角形状又は「ヘ」字形状に近似したものにできる。また、よりきめ細やかな油圧調整を行うことができる。

請求項５の考案では、前記両第１リリーフ排出部の両排出孔は、長孔としてなることにより、第１リリーフ排出部の両排出孔をドリルの水平加工等の切削加工により、極めて簡単に形成することができる。その他の効果は、請求項３の効果と略同等である。また、請求項６の考案では、第１リリーフ排出部の長孔とした排出孔の形成を極めて簡単にできる。その他は、請求項４の効果と略同等である。

（Ａ）は本考案のリリーフバルブが具備されたポンプの平面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｃ）の（Ｂ）の（イ）部拡大図、（Ｄ）は（Ｃ）のＹ1−Ｙ1矢視断面図である。 図１（Ｂ）のＸ1−Ｘ1矢視断面図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は第１リリーフ排出部における小排出孔と大排出孔の配置例を示す拡大略示図である。 （Ａ）は第１リリーフ排出部における小排出孔と大排出孔を通常の楕円形状とした実施形態の要部拡大図、（Ｂ）は小排出孔を通常の楕円形状とし大排出孔を真円とした要部拡大図、（Ｃ）は小排出孔を真円とし大排出孔を通常の楕円とした要部拡大図である。 （Ａ）乃至は（Ｃ）は低回転時の第１リリーフ排出部と弁体とのリリーフ動作を示す作用図、（Ｄ）は中回転時の弁体の動作を示す作用図、（Ｅ）は高回転時の弁体の動作を示す作用図である。 （Ａ）は第１リリーフ排出部における小排出孔と大排出孔を長孔とした実施形態の要部拡大図、（Ｂ）は小排出孔を長孔とし大排出孔を真円とした要部拡大図、（Ｃ）は小排出孔を真円とし大排出孔を長孔とした要部拡大図である。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。ポンプハウジングＡは、図１（Ａ）に示すように、ロータ室１と弁ハウジング２が形成されている。前記ロータ室１内に内歯を設けたアウターロータ８１と外歯を設けたインナーロータ８２とが互いに歯合しつつ偏心して内装されている。

また、ロータ室１には、吸入ポート１１と吐出ポート１２とがそれぞれ形成されている〔図１（Ａ）参照〕。リリーフバルブ装置は、弁ハウジング２と弁体６とから構成される〔図１（Ｂ），（Ｃ），図２参照〕。

前記弁ハウジング２には、図２に示すように、弁体６が摺動する弁通路２１が形成され、その内部を弁体６が摺動する。弁通路２１の長手方向の一端にはリリーフ流入部２２が形成され、弁通路２１とリリーフ流入部２２とは連通している。弁通路２１の長手方向は、弁体６が移動する方向である。前記弁ハウジング２は、具体的には前記ポンプハウジングＡ内の所定位置に略半割円筒形状に膨出形成されたものである〔図１（Ｄ）参照〕。

また、前記リリーフ流入部２２は、前記吸入ポート１１と、リリーフ室２３を介して連通している。そして、吐出ポート１２に高圧が生じたときには、該吐出ポート１２からリリーフ流入部２２を介して弁ハウジング２内の弁通路２１にオイルが送り込まれ、弁体６を押圧して移動させる（図５参照）。

弁通路２１は、リリーフ流入部２２と連通する側を軸方向における始端部とする。前記リリーフ流入部２２の内径と弁通路２１の内径は異なり、弁通路２１とリリーフ流入部２２との間に生じる径の差による段差面が軸方向の始端面となり、リリーフ動作が行われていないときには、前記始端面に弁体６の頭部６１が当接する。

その弁ハウジング２の弁通路２１には、長手方向に沿って前記リリーフ流入部２２側から第１リリーフ排出部３及び第２リリーフ排出部４が形成されている（図２参照）。ここで、第１リリーフ排出部３は、第２リリーフ排出部４よりもリリーフ流入部２２に近い位置に存在する（図２参照）。

すなわち、弁通路２１に装着された弁体６は、前記リリーフ流入部２２から吐出圧の力によって、弁体６が弁通路２１に沿って移動するときに、弁体６の頭部６１が最初に第１リリーフ排出部３に到達し、さらに吐出圧の力がかかると、第２リリーフ排出部４に到達するものである。

第１リリーフ排出部３は、第２リリーフ排出部４と近接状態であるが、それぞれが独立した部位であり、両者が交わり且つ連通する構成ではない。前記第１リリーフ排出部３は、小排出孔３１と大排出孔３２とから構成されている（図１及び図２参照）。前記小排出孔３１と前記大排出孔３２とは、前記弁通路２１の内周側と前記弁ハウジング２の外部とが連通する貫通構造となる。

また、小排出孔３１と大排出孔３２とは、前記弁通路２１の周方向に沿って並設される。この並設状態では、小排出孔３１と大排出孔３２とは、それぞれの中心位置が前記弁通路２１の周方向における任意の一線上において一致する場合と、前記一線状において軸方向にずれて配置される場合が存在する。

前記リリーフ室２３は、オイルを吸入ポート１１に戻す役割をなすものである。前記リリーフ室２３は、前記弁ハウジング２を囲むようにして、周囲に側壁面２４，２４が形成されている。図１（Ａ），（Ｂ），（Ｄ）に示すように、前記側壁面２４，２４は、前記弁ハウジング２を挟むように適宜の間隔をおいて平行に形成されたものである。

この両側壁面２４，２４内では、前記弁ハウジング２が略半割り円筒形状に膨出形成された円筒状面の一部が露出するようにして形成されている〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕。その露出された部分に前記第１リリーフ排出部３及び第２リリーフ排出部４が形成されている（図１参照）。

また両側壁面２４，２４の間隔が前記弁ハウジング２の半割り円筒部の略全体が露出するように設定されることもある。すなわち、両側壁面２４，２４の間には断面略半円となる弁ハウジング２の略全体が形成されることになる〔図１（Ｄ）参照〕。

第１リリーフ排出部３は、前述したように、小排出孔３１と大排出孔３２とが存在し、小排出孔３１に対して大排出孔３２は、開口面積の大きさが大きく、且つ小排出孔３１と大排出孔３２とが弁通路２１の周方向に沿って近接配置された状態で、前記小排出孔３１と大排出孔３２とは、疑似的に一つの三角形状の排出孔を形成する〔図１（Ｃ），図３参照〕。

つまり、小排出孔３１と大排出孔３２との開口を接線にて結ぶと、略三角形状となり〔図１（Ｃ），図３参照〕、或いは、略「ヘ」字形状となる。そして、小排出孔３１と大排出孔３２の軸方向の端縁を適宜の一線に対して合わせることで、小排出孔３１と大排出孔３２とが構成する三角形状は、直角三角形〔図３（Ａ），（Ｃ）参照〕及び二等辺三角形となる〔図３（Ｂ）参照〕。この位置の基準となる一線を基準線Ｌと称する。

このように、小排出孔３１に対して大排出孔３２を大なるサイズとしたことで、前述したように、第１リリーフ排出部３は、疑似的に略三角形状（又は略「へ」字形状）の排出孔を構成できる。

そして、小排出孔３１と大排出孔３２とがそれぞれの独立した貫通孔であるにも係らず、両排出孔が組み合わせられると疑似的に略三角形状の一つの貫通孔と同様の構成となり、オイルの排出動作において、排出開始及び排出終了のそれぞれで流量の変化を円滑にすることができる。これによって、リリーフ時の衝撃等を緩和することができる。

図３において、小排出孔３１と大排出孔３２とを囲む想像線（２点鎖線）は直角三角形〔図３（Ａ），（Ｃ）参照〕又は二等辺三角形〔図３（Ｂ）参照〕となることを示す。

小排出孔３１と大排出孔３２の形状は、円形状であり、この円形状には真円（略真円も含む）と楕円と長孔が含まれる。そして、小排出孔３１と大排出孔３２とを略真円とした実施形態では、両排出孔の開口面積の大小は、直径によって決定される。つまり、小排出孔３１の直径をＲ1とし、大排出孔３２の直径をＲ2とすると、

となる。

また、小排出孔３１と大排出孔３２とを楕円形状又は長孔とした場合には、開口面積によって大小が決定される。図４では、弁通路２１の長手方向に沿うように楕円の短軸が配置されるが、弁通路２１の長手方向に沿うように楕円の長軸が配置されても良く、略同等の効果を奏する。そこで、楕円の開口面積にて大小が決定されるものとした。

第１リリーフ排出部３の小排出孔３１と大排出孔３２の楕円とした実施形態では、図４に示すように略卵形状とした通常の楕円である。また第１リリーフ排出部３の小排出孔３１と大排出孔３２を長孔としたものでは、図６に示すように、正方形又は長方形等の方形状の対向する両辺にそれぞれ対称となる半円を配置した形状（陸上競技のトラック形状等）となる。小排出孔３１と大排出孔３２を長孔とすることによって、ドリルの水平加工等の切削加工により、極めて簡単に形成することができる。

また、第１リリーフ排出部３の一方の排出孔である小排出孔３１を略真円形状とし、他方の排出孔である大排出孔３２は楕円形状とすることもある。また、小排出孔３１を楕円形状とし、大排出孔３２は略真円とすることもある。この組み合わせは適宜に設定される。この場合についても、小排出孔３１と大排出孔３２との大小は、開口面積で決定されるものとした。

第１リリーフ排出部３を構成する２個の排出孔（小排出孔３１及び大排出孔３２）は、それぞれが通常市販品のドリルを使用するだけで形成することができる。つまり、第１リリーフ排出部３を扁平三角形状としたり、或いは「ヘ」字形状とするための専用刃物或いは専用金型等は不要となり、新たに製作するコスト及び時間も不要となる。しかも、必要な油圧要求特性を得ることができる。

弁体６は、前記弁通路２１に収納され、該弁通路２１に設けられたスプリング７の弾発力によって常時リリーフ流入部２２側に弾性付勢されている。弁体６が弁通路２１内において軸方向に移動することによって、弁通路２１終端側（スプリング７側）の空間の体積は極小時間で大きく増減する。図中符号５は、呼吸孔であって、該呼吸孔５によって弁通路２１終端側の空間の気圧は略常圧に保たれ、弁体６は滑らかに摺動することができる。

次に、本考案におけるエンジンの低回転時、中回転時及び高回転時におけるリリーフ動作を説明する。ここで、小排出孔３１と大排出孔３２のリリーフ流入部２２側寄りの端縁同士が基準線Ｌに揃う場合とする〔図３（Ａ）参照〕。

エンジンの始動から低回転時（アイドリング状態も含む）の場合には、ポンプが作動しても、しばらくは、油圧が低く、スプリング７による弾性力よりも油圧の力の方が小さいので、弁体６は、弁通路２１の軸方向端部で前記リリーフ流入部２２側寄りの位置に停止したままの状態が維持される〔図５（Ａ）参照〕。したがって、第１リリーフ排出部３を構成する小排出孔３１と大排出孔３２は閉口状態にある。

次に、エンジンの低回転域において、吐出圧がある程度まで上昇すると、弁体６が受ける吐出圧の力がスプリング７の弾性付勢力に勝り、弁通路２１の終端側に向かって移動を開始する。そして、弁体６の頭部６１は、第１リリーフ排出部３の小排出孔３１と大排出孔３２を略同時に開き始める〔図５（Ｂ）参照〕。そして、弁体６は、そのまま移動を続けると、小排出孔３１は全開状態となり、大排出孔３２は僅かに遅れて全開状態となる〔図５（Ｃ）参照〕。

そして、この時間差によって、第１リリーフ排出部３におけるリリーフオイルの排出は、常時一定ではなく、略三角形状の貫通孔とした場合のように、リリーフ量は、次第に増加したり又は減少するように設定することができ、リリーフ動作を円滑にし、リリーフ時における衝撃を緩衝することができる。また、開弁圧特性の調整も容易である。

次に、エンジンが中回転域では、頭部６１は第１リリーフ排出部３と第２リリーフ排出部４との間に位置し、第１リリーフ排出部３の小排出孔３１と大排出孔３２とは全開状態で維持される〔図５（Ｄ）参照〕。そのために、油圧は少しずつ上昇するものであり、急激な上昇とはならず、緩やかな上昇となり、中回転域の吐出圧が安定した状態の領域となる。

次に、エンジンが高回転域に到達して、吐出圧がさらに増加し続けると、弁体６の頭部６１が移動し、弁体６の頭部６１が第２リリーフ排出部４に到達して該第２リリーフ排出部４が開口し始める〔図５（Ｅ）参照〕。オイルは、第２リリーフ排出部４からも排出されるので、吐出圧は少しずつしか上昇せず、吐出圧は略安定し、エンジンの高回転域に適した吐出圧にすることができる。

なお、図５（Ａ）乃至（Ｅ）に記載された点線の矢印は、吐出圧を示す。また、太実線の矢印は第１リリーフ排出部３及び第２リリーフ排出部４から排出されるオイルを示す。

また、上記リリーフ動作は、小排出孔３１と大排出孔３２をリリーフ流入部２２側寄りの端縁同士が基準線Ｌ上に揃う場合〔図３（Ａ）参照〕としたものであるが、小排出孔３１と大排出孔３２とは、このような配置に限定されるものではなく、小排出孔３１の中心位置と、大排出孔３２の基準線Ｌとを一致させたり〔図３（Ｂ）参照〕、或いはリリーフ流入部２２側寄りとは反対側の端縁同士を基準線Ｌ上に揃うようにして配置するものとしてもよい〔図３（Ｃ）参照〕。

そして、上述しように、小排出孔３１と大排出孔３２との軸方向における配置を適宜変化させることで、第１リリーフ排出部３における、リリーフ開始時付近と、リリーフ終了時付近におけるリリーフ量及び油圧も微調整することができる。

さらに、小排出孔３１と大排出孔３２とを略真円としたり、楕円としたり、或いは略真円と楕円を組み合わせたりすることで、第１リリーフ排出部３におけるリリーフ量及び油圧を最適なものに調整ができる。

前記ロータ室１に配置されたアウターロータ８１とインナーロータ８２は具体的には、インナーロータ８２の歯がトロコイド曲線に従って形成されている。そして、インナーロータ８２の歯がアウターロータ８１の歯数よりも一枚少なく、インナーロータ８２が一回転するとアウターロータ８１は、一歯分遅れて回転するように構成されている。

また、インナーロータ８２は、何れの回転角度であっても常にインナーロータ８２の歯先がアウターロータ８１の歯先又は歯底に略接触し、インナーロータ８２の隣接する歯先とアウターロータ８１との間に複数の空隙部が形成され、それぞれの空隙部の体積が１回転中に、大きくなったり、小さくなったりして吸入ポート１１からオイルの吸入を行い、吐出ポート１２からオイルを吐出して機器へ循環させるものである。

図４（Ａ）は、第１リリーフ排出部３の小排出孔３１と大排出孔３２を共に楕円としたものである。図４（Ｂ）は、小排出孔３１を楕円とし大排出孔３２を真円としたものである。さらに、図４（Ｃ）は、小排出孔３１を真円とし大排出孔３２を楕円としたものである。

さらに図６（Ａ）は、第１リリーフ排出部３の小排出孔３１と大排出孔３２を共に長孔としたものである。図６（Ｂ）は、小排出孔３１を長孔とし大排出孔３２を真円としたものである。さらに図６（Ｃ）は、小排出孔３１を真円とし大排出孔３２を長孔としたものである。上記いずれの構成例でも、小排出孔３１と大排出孔３２とはリーフ流入部２２側寄りの端縁同士を基準線Ｌ上に揃うようにして配置する構成とした（図４，図６参照）。

２…弁ハウジング、２１…弁通路、２２…リリーフ流入部、３…第１リリーフ排出部、
３１…小排出孔、３２…大排出孔、４…第２リリーフ排出部、６…弁体。

Claims (6)

1. 弁体が往復移動自在とした弁通路が形成された弁ハウジングと、前記弁通路における前記弁体の移動方向の一端側に形成されたリリーフ流入部と、前記弁通路に形成された第１リリーフ排出部と、該第１リリーフ排出部と離間した位置となるように前記弁通路に形成された第２リリーフ排出部とからなり、前記第１リリーフ排出部は、前記弁ハウジングの周方向に並設される２個の排出孔から構成されると共に、両排出孔は異なる大きさの円としてなることを特徴とするリリーフバルブ。
2. 請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の両排出孔は、真円形状としてなることを特徴とするリリーフバルブ。
3. 請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の両排出孔は、楕円形状としてなることを特徴とするリリーフバルブ。
4. 請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の一方の排出孔は真円形状とし、他方の排出孔は楕円形状としてなることを特徴とするリリーフバルブ。
5. 請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の両排出孔は、長孔としてなることを特徴とするリリーフバルブ。
6. 請求項１において、前記両第１リリーフ排出部の一方の排出孔は真円形状とし、他方の排出孔は長孔としてなることを特徴とするリリーフバルブ。

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