JP5392798B2 - ２段リリーフバルブを備えたエンジン用オイル供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、２段リリーフバルブを備えたエンジン用オイル供給装置に関し、より詳細には、オイル供給装置がエンジンの中速区間と高速区間の２段階で供給油圧をリリーフさせることによって、潤滑を必要とするエンジンの部分への過多な油圧供給が防止され、エンジンの回転負荷を低減し、燃費を向上させることができる２段リリーフバルブを備えたエンジン用オイル供給装置に関する。

一般的に、エンジンには、ピストンとクランク軸のように、作動部位に潤滑作用を可能にする潤滑装置を必要とする。特に、潤滑装置には、オイルのような作動油を潤滑作用が必要な部位に供給することができるオイルポンプのようなオイル供給装置を必要とする。

特に、ローター方式のオイル供給装置は、エンジン速度に比例して吐出される作動流量が調節され得るように、クランクシャフトに連結して使用する。したがって、既存のオイル供給装置は、エンジン速度に比例して吐出する作動油の流量が大きくなる。

しかしながら、このようなオイル供給装置は、潤滑を必要とする部分の潤滑状態に関係なく、エンジン速度に比例して作動油を吐出するので、エンジンの燃費を低下させる要因として作用した。すなわち、初期始動時には、十分な量の作動油が供給されないため、エンジン速度に比例して十分な作動油を供給する必要があるが、エンジン速度が中速と高速であるときには、十分な量の作動油が供給され得る状態なので、エンジン速度に比例して作動油を供給する場合、必要以上に多い作動油が供給される。また、このように中速と高速で過多な量の作動油を供給せるためには、オイル供給装置において不要な動力消耗をもたらすので、エンジンの燃費を低下させる要因として作用した。

本発明は、前述のような点に鑑みてなされたもので、その目的は、十分な潤滑作用が行われない低速時には、エンジン速度に比例して十分な量の作動油を供給し、円滑な潤滑作用が行われる中速と高速の範囲では、作動油の流量を減少させて、クランクシャフトに加えられる回転負荷を低減させることによって、適切な流量供給により潤滑作用を高めることができると共に、エンジン負荷を低減させ、燃料消耗量を減少させて、燃費を向上させることができる２段リリーフバルブを備えたエンジン用オイル供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の実施例による２段リリーフバルブを備えたエンジン用オイル供給装置は、オイルの出入りが可能になるように入口側と出口側が備えられたオイルポンプハウジングと；該オイルポンプハウジングの内部に装着され、エンジン速度に比例して駆動されるローターと；入口側と出口側との間の作動油圧によって作動するリリーフバルブと；入口側とリリーフバルブとの間に形成された第１及び第２流路と；を含み、リリーフバルブは、エンジン回転数に比例して低速−中速−中高速−高速で弾性支持を受けながら開弁され、中速と高速では、一定の出口側の作動流量が第１または第２流路を通じて入口側にリターンすることを特徴とする。

特に、リリーフバルブは、ローターが低速で回転する時に、出口側の作動油圧に関係なく、第１及び第２流路を閉塞し、ローターが中速で回転するときに、出口側の油圧によって開弁されると共に、出口側作動油の一部を第２流路を通じて入口側にリターンさせ、ローターが中高速で回転するときに、出口側の作動油圧によってさらに開弁されると共に、第１及び第２流路を閉塞し、ローターが高速で回転するときに、出口側の油圧によって開弁されると共に、出口側の作動油の一部を第１流路を通じて入口側にリターンさせることを特徴とする。

また、リリーフバルブは、両端がそれぞれ入口側と出口側から分岐された分岐管に連結されるように設置されるバルブハウジングと；中速で出口側と第２流路とが連通するように流路孔が形成され、高速で出口側と第１流路とを連通させるようにバルブハウジングの内部に装着された弁体と；バルブハウジングの内部に装着され、出口側から流入される作動油圧力によって作動する弁体に復元力を提供する弾性バネと；を含む。

本発明の２段リリーフバルブを備えたエンジン用オイル供給装置によれば、次のような効果がある。
１）エンジンの初期始動時のように十分な潤滑作用が行われない場合には、多くの流量の作動油を供給し、エンジン速度が中速と高速範囲のように過多な作動油が供給される場合には、作動油の供給量を低減し、潤滑作用に必要な作動流量だけを供給させるので、潤滑効果を高めることができる。
２）中速と高速区間で作動流量を低減することによって、クランクシャフトに加えられる回転負荷が減少し、その結果として、エンジンの燃料消耗量を低減させて、燃費を向上させる効果が得られる。
３）中高速区間でエンジンに加えられるオイル供給装置による負荷を減少させるので、この区間でのエンジン出力を向上させる。
４）その構造が簡単なので、最小限の費用で本発明の効果を達成することができる。

本発明の実施例によるオイル供給装置の構成を示すために一部を破断した断面図である。 本発明の実施例によるオイル供給装置の作動状態を説明するために概略的に示す概略図である。 本発明の実施例によるオイル供給装置の作動状態を説明するために概略的に示す概略図である。 本発明の実施例によるオイル供給装置の作動状態を説明するために概略的に示す概略図である。 本発明の実施例によるオイル供給装置の作動状態を説明するために概略的に示す概略図である。 本発明の実施例によるオイル供給装置の作動油の圧力とエンジン速度の関係を示すグラフである。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例をさらに詳しく説明する。なお、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的や辞書的な意味に限定して解釈されるべきものではなく、発明者は、自身の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。

したがって、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施例に過ぎないものであって、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

（実施例）
図１は、本発明の実施例によるオイル供給装置の構成を示すために一部を破断した断面図であり、図２ａは、本発明の実施例によるオイル供給装置の作動状態を説明するために概略的に示す概略図である。図２ａで、隠線で表示された矢印は、作動油の移送方向を示す。

本発明の実施例によるオイル供給装置１０００は、エンジン速度に比例して作動流量を供給させるオイルポンプハウジング１００及びローター２００と、出力側の作動油の一部を入力側にリターンさせるためのリリーフバルブ３００と、エンジン速度が中速であるときに、オイルポンプハウジング１００から出力される作動流量の一部をリターンさせるように流路を形成させるための第１流路４００と、エンジン速度が高速であるときに、オイルポンプハウジング１００から出力される作動流量の一部をリターンさせるように流路を形成させるための第２流路５００とを含む。

以下、これらの各構成要素についてさらに具体的に説明する。
オイルポンプハウジング１００は、内部に内歯車１３０が形成されていて、両側には、作動油を流入させ、所定の圧力で流出させることができるように入口側１１０と出口側１２０が形成される。

特に、入口側１１０には、後述するリリーフバルブ３００から作動油がリターンされるように分岐管１１１が設けられ、出口側１２０には、リリーフバルブ３００に作動油を分岐させることができるように他の分岐管１２１が設けられる。これら分岐管１１１、１２１は、それぞれリリーフバルブ３００の両端に連結される。

ローター２００は、通常、エンジンのクランクシャフトと連結され、エンジンの速度と比例して駆動される回転体である。特に、ローター２００には、外周面に外歯車２１０が形成される。この外歯車２１０は、ローター２００が回転することによって、前記内歯車１３０との間に設けられる空間部を圧縮しながら、これに満たされた作動油に圧力を加えるようになる。このようなローター２００の駆動は、通常、ローター方式のオイルポンプで既によく知られた構成であって、ここでは、その詳細な説明を省略する。

リリーフバルブ３００は、両端にそれぞれ前記分岐管１１１、１２１と連結されたバルブハウジング３１０と、このバルブハウジング３１０の内部に装着され、長さ方向に動作する弁体３２０と、この弁体３２０に常時弾性力を提供する弾性バネ３３０とを含む。

バルブハウジング３１０は、内部がシリンダー形状に空いた円柱形状に形成され、両端には、それぞれ分岐管１１１、１２１と連結され、入口側１１０と出口側１２０から作動油圧を受けるように構成される。

弁体３２０は、一側に分岐管１２１を通じて作動油を供給されることができるように隔室３２１ａが形成され、他側に弾性バネ３３０が装着されることができるように座面３２２が形成される。

特に、前記隔室３２１ａには、出口側１２０の作動油を入口側１１０にリターンさせることができるように流路孔３２１が形成される。この際、流路孔３２１は、エンジン速度が中速であるときに、後述する第２流路５００と連通することができる位置に形成する。

また、隔室３２１ａは、エンジン速度が中高速以下では、第１及び第２流路４００、５００を閉塞し、エンジン速度が高速であるときには、分岐管１２１と第１流路４００が連通することができる長さで製作する。

弾性バネ３３０は、弁体３２０の後方部に弾性力を提供し、この弁体３２０がバルブハウジング３１０内で出口側１２０を閉塞する役目をする。このような弾性バネ３３０は、一端がバルブハウジング３１０の内部に支持され、他端が前記座面３２２に保持されるように設置される。

第１流路４００と第２流路５００は、入口側１１０と前記バルブハウジング３１０との間に連通可能に形成された流路である。この際、第１流路４００と第２流路５００は、これらの間に流路孔３２１が位置するように形成される。また、流路孔３２１の位置は、図２ａに示されたように、弁体３２０が弾性バネ３３０の弾性力と入口側１１０の作動油圧によって閉塞された状態にあるときである。

このように構成された第１流路４００は、前記弁体３２０によって閉塞された状態を維持するようになり、エンジンが高速で回転するときに、この弁体３２０が出口側１２０の圧力によって開弁される場合にのみ、入口側１１０と連通するように連結される。

また、第２流路５００は、弁体３２０によって閉塞された状態を維持するようになり、車両が中速で回転するときに、弁体３２０が出口側１２０の圧力によって開弁されることによって、流路孔３２１と連通し、出口側１２０と入口側１１０を連通するように連結させる。

（実施例の動作）
図２ａ〜図２ｄは、本発明の実施例によるオイル供給装置の作動状態を説明するために概略的に示す概略図であり、図３は、本発明の実施例によるオイル供給装置の作動油の圧力とエンジン速度の関係を示すためのグラフである。なお、図２ａ〜図２ｄで、隠線で表示された矢印は、作動油の移送方向を示し、実線で表示された矢印は、リターンする作動油の方向を示し、図３で、点線は、エンジン速度に比例して増加する圧力変化線を示す。

本発明の実施例によるオイル供給装置１０００は、以下で説明するように、低速区間Ａ、中速区間Ｂ、中高速区間Ｃ、そして高速区間Ｄに分けられ、これら区間によって、作動油の圧力が異なる。

まず、低速区間Ａ、例えば、エンジン速度が１０００ＲＰＭ未満では、図２ａのように、入口側１１０の圧力と弾性バネ３３０の弾性力の強さとを合わせた力の強さが、出口側１２０の圧力による力より大きいため、第１流路４００と第２流路５００がいずれも弁体３２０によって閉塞された状態になる。これにより、出口側１２０から出力される作動油の圧力は、ローター２００の回転数、すなわちエンジン速度と比例して増加する。

また、中速区間Ｂ、例えば、エンジン速度が１０００〜３０００ＲＰＭの間では、図２ｂのように、エンジン速度の増加に伴い、出口側１２０が入口側１１０の圧力より高くなる。これにより、弁体３２０がバルブハウジング３１０の長さ方向の左側に動きながら開弁されることによって、流路孔３２１が第２流路５００と連通する。

これにより、出口側１２０の圧力は、その一部が第２流路５００を通じて入口側１１０にリターンし、図３のように、エンジン速度に比例するグラフである点線の下側に圧力が低下する。

また、中高速区間Ｃ、例えば、エンジン速度が３０００〜３５００ＲＰＭの間では、図２ｃのように、出口側１２０の圧力が中速区間Ｂより高くなるにつれて、弁体３２０がさらに左側に押される。これにより、第２流路５００と連通する流路孔３２１が閉塞され、出口側１２０の圧力が入口側１１０にリターンしなくなる。

したがって、出口側１２０の圧力は増加するが、この際、中高速区間Ｃの圧力は、図３のように、中速区間Ｂで既に圧力が低くなった状態にあるので、低い圧力状態からエンジン速度に比例する圧力まで上昇する。

最後に、高速区間Ｄ、例えば、エンジン速度が３５００ＲＰＭ以上では、図２ｄのように、出口側１２０の圧力が中高速区間Ｃより高くなるにつれて、弁体３２０がさらに左側に押される。これにより、弁体３２０によって閉塞されていた第１流路４００が開放され、出口側１２０の油圧の一部が入口側１１０にリターンしつつ、図３のように出力油圧を低下させる。

以上説明したように、本発明は、車両の中速と高速区間の２段階で供給油圧をリリーフさせることによって、潤滑作用で要求される必要な量だけの作動油の流量を供給することができ、したがって、エンジンに加えられる負荷を低減することができ、燃料消耗率を減らすことができると共に、エンジン出力を向上させることができる。

１００ ハウジング
１１０ 入口側
１１１、１２１ 分岐管
１２０ 出口側
１３０ 内歯車
２００ ローター
２１０ 外歯車
３００ リリーフバルブ
３１０ バルブハウジング
３２０ 弁体
３２１ 流路孔
３２１ａ 隔室
３２２ 座面
３３０ 弾性バネ
４００ 第１流路
５００ 第２流路

Claims (1)

1. ２段リリーフバルブを備えたエンジン用オイル供給装置であって、前記エンジン用オイル供給装置は、
   作動油の出入りが可能になるように入口側（１１０）と出口側（１２０）が設けられたオイルポンプハウジング（１００）と、
   前記オイルポンプハウジング（１００）の内部に装着され、エンジン速度に比例して駆動するローター（２００）と、
   前記入口側（１１０）と前記出口側（１２０）の間の作動油圧差によって作動するリリーフバルブ（３００）と、
   前記入口側（１１０）と前記リリーフバルブ（３００）との間に形成された第１流路（４００）及び第２流路（５００）と、を含み、
   前記リリーフバルブ（３００）は、
   両端がそれぞれ前記入口側（１１０）と前記出口側（１２０）から分岐された分岐管（１１１、１２１）に連結されるように設置されるバルブハウジング（３１０）と、
   前記バルブハウジング（３１０）の内部に装着され、流路孔（３２１）が形成された弁体（３２０）と、
   前記バルブハウジング（３１０）の内部に装着され、前記出口側（１２０）から流入される作動油圧力によって作動する前記弁体（３２０）に、復元力を提供する弾性バネ（３３０）と、を含み、
   前記リリーフバルブ（３００）は、
   前記ローター（２００）が低速で回転し、前記出口側（１２０）の圧力が低い低速区間では、前記第１流路（４００）及び前記第２流路（５００）が閉塞され、
   前記ローター（２００）が中速で回転し、前記出口側（１２０）の圧力が前記低速区間より高い中速区間では、前記出口側（１２０）の作動油の一部が前記流路孔（３２１）、前記第２流路（５００）を通じて前記入口側（１１０）にリターンし、
   前記ローター（２００）が中高速で回転し、前記出口側（１２０）の圧力が前記中速区間より高い中高速区間では、前記第１流路（４００）及び前記第２流路（５００）が閉塞され、
   前記ローター（２００）が高速で回転し、前記出口側（１２０）の圧力が前記中高速区間より高い高速区間では、前記出口側（１２０）の作動油の一部が前記第１流路（４００）を通じて前記入口側（１１０）にリターンすることを特徴とするエンジン用オイル供給装置。