JP5796334B2 - リリーフバルブ - Google Patents

Description

本発明は、リリーフバルブに関し、特にオイルポンプ等に用いられるリリーフバルブに関する。

従来、例えばオイルポンプ等に用いられるリリーフバルブとして、流入口（以下、オイル流入穴という）及び、排出口（以下、リリーフ穴という）を有するバルブ本体の中空部に、ピストンとスプリングとを設けたリリーフバルブが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このリリーフバルブは、オイル流入穴の圧力（油圧）が高くなると、ピストンがリリーフ穴側に移動して、オイル流入穴とリリーフ穴との連通が許容されることで、リリーフ穴からオイルを排出させている。

特開２００７−２７０９２７号公報

ところで、一般的なリリーフバルブのリリーフ穴は円形状に形成されている。そのため、オイル流入穴とリリーフ穴との連通が許容されるバルブの開弁開始時に、リリーフ穴の開口面積が急激に変化することになり、圧力の急激な変動を引き起こす可能性がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目的は、バルブ開弁開始時に圧力が急激に変動することを効果的に抑制することにある。

上述の目的を達成するために、本発明のリリーフバルブは、筒状の中空部を有するバルブ本体と、前記中空部に摺動可能に設けられるピストンと、前記バルブ本体に設けられ、前記中空部にオイルを流入させる流入口と、前記バルブ本体に設けられ、前記中空部からオイルを排出させる排出口と、前記ピストンを前記流入口側に付勢するスプリングとを備え、前記ピストンは、前記スプリングの付勢力により前記流入口側に移動されると、前記流入口と前記排出口との連通を遮断する一方、前記中空部に流入するオイルの油圧により前記排出口側に移動されると、前記流入口と前記排出口との連通を許容し、前記排出口の前記流入口側に位置する縁部には、前記ピストンの移動方向に向けてＶ字状に切欠いた切欠部が設けられており、前記排出口は円形状に形成されるとともに、前記切欠部は、前記排出口の開口縁周の一部をＶ字状に切欠いて形成されることを特徴とする。

また、前記切欠部を、前記排出口の前記流入口から反対側に位置する縁部にさらに設けてもよい。

本発明のリリーフバルブによれば、バルブ開弁開始時に圧力が急激に変動することを効果的に抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係るリリーフバルブを示す模式的な断面図である。 （ａ）は第一実施形態に係るリリーフバルブのオイル流入穴とリリーフ穴との連通が遮断された状態を示す模式的な断面図、（ｂ）は第一実施形態に係るリリーフバルブのオイル流入穴とリリーフ穴との連通が許容された状態を示す模式的な断面図である。 本発明の第一実施形態に係るリリーフバルブ及び、従来のリリーフバルブの圧力変動を比較した図である。 本発明の第二実施形態に係るリリーフバルブを示す模式的な断面図である。 （ａ）は第二実施形態に係るリリーフバルブのオイル流入穴とリリーフ穴との連通が遮断された状態を示す模式的な断面図、（ｂ）は第二実施形態に係るリリーフバルブのオイル流入穴とリリーフ穴との連通が許容された状態を示す模式的な断面図である。 本発明の第二実施形態に係るリリーフバルブ及び、従来のリリーフバルブの圧力変動を比較した図である。

以下、図１〜３に基づいて、本発明の第一実施形態に係るリリーフバルブについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

本実施形態のリリーフバルブ１は、例えば図示しないエンジン等にオイルを供給するオイルポンプの油路に設けられるもので、図１に示すように、バルブ本体２と、オイル流入穴３と、リリーフ穴４と、ピストン５と、スプリング６とを備え構成されている。なお、本実施形態において、オイル流入穴３は本発明の流入口に相当し、リリーフ穴４は本発明の排出口に相当する。

バルブ本体２は、円筒状のバルブボディ２ａと、バルブボディ２ａの一端側開口を閉鎖する底蓋２ｂと、バルブボディ２ａの他端側開口を閉鎖する上蓋２ｃとを備え構成されている。すなわち、バルブ本体２の内部には、これらバルブボディ２ａの内周面、底蓋２ｂの内側面及び、上蓋２ｃの内側面によって円筒状の中空部２ｄが形成されている。また、底蓋２ｂにはオイル流入穴３が設けられ、バルブボディ２ａにはリリーフ穴４が設けられている。

ピストン５は、有底の円筒状に形成されており、底部を構成する受圧部５ａと、摺動接触面を構成する円筒部５ｂとを有する。また、ピストン５は、受圧部５ａの外側面をオイル流入穴３側に向けた状態で、円筒部５ｂの外周面がバルブボディ２ａの内周面と摺動可能となるように中空部２ｄ内に収容されている。

スプリング６は、一端部を上蓋２ｃの内側面に固定され、他端部をピストン５の受圧部５ａの内側面に固定されて、中空部２ｄ内に伸縮自在に収容されている。すなわち、スプリング６はピストン５をオイル流入穴３側（図１中の矢印Ｘ方向）に向けて付勢している。そして、ピストン５がリリーフ穴４よりもオイル流入穴３側に移動すると、オイル流入穴３とリリーフ穴４との連通が遮断されるように構成されている（図２（ａ）参照）。

オイル流入穴３は、図示しないオイルポンプの油路から中空部２ｄへオイルを流入させるもので、バルブ本体２の底蓋２ｂに設けられている。すなわち、このオイル流入穴３の圧力（油圧）が高くなり中空部２ｄにオイルが流入すると、ピストン５はスプリング６の付勢力に抗してオイル流入穴３とは反対側（図１中の矢印Ｙ方向）に移動される。そして、ピストン５が中空部２ｄ内を摺動移動してリリーフ穴４に到達すると、オイル流入穴３とリリーフ穴４との連通が許容されるように構成されている（図２（ｂ）参照）。

リリーフ穴４は、中空部２ｄ内から図示しないオイルポンプの油路にオイルを排出させるもので、バルブボディ２ａの所定位置に設けられている。このリリーフ穴４は、円形状に形成されるとともに、オイル流入穴３側に位置する開口縁に切欠部４ａが設けられている。この切欠部４ａは、オイル流入穴３側に位置するリリーフ穴４の開口縁周の一部を、ピストン５の移動方向（図１中の矢印Ｘ方向）に向けてＶ字状に切欠いて形成されている。すなわち、リリーフ穴４は、その開口面積が切欠部４ａの先端部からリリーフ穴４の中心に向かって次第に大きくなるように形成されている。

以下、本発明の第一実施形態に係るリリーフバルブ１の作用効果について説明する。

図２（ａ）に示す状態から、オイル流入穴３の圧力（油圧）が所定値以上に上昇して中空部２ｄにオイルが流入すると、ピストン５はリリーフ穴４側へと移動される。その後、図２（ｂ）に示すように、ピストン５の受圧部５ａがリリーフ穴４に到達して、オイル流入穴３とリリーフ穴４との連通が許容されると、リリーフ穴４からオイルの排出が開始される（バルブの開弁開始）。このバルブの開弁開始時において、ピストン５が切欠部４ａの先端部からバルブ本体２の上蓋２ｃ側に向けてさらに移動すると、リリーフ穴４の開口面積は次第に大きくなるように変化する。

すなわち、図３に示すように、リリーフ穴を単に円形とした従来のリリーフバルブに比べて、本実施形態のリリーフバルブ１によれば、リリーフ穴４にＶ字状の切欠部４ａを設けたことにより、バルブの開弁開始時におけるリリーフ穴４の開口面積（オイル排出流量）は緩やかに変化することになる（図３中の領域Ａ参照）。

したがって、バルブの開弁開始時における急激な圧力変動を抑制することが可能となり、圧力脈動や振動の発生を効果的に抑止することができるとともに、油路部品等の耐久性や静寂性を向上することができる。

次に、本発明の第二実施形態に係るリリーフバルブ１０を図４〜６に基づいて説明する。

図４に示すように、本実施形態のリリーフバルブ１０は、リリーフ穴１４の縁周上に二個の切欠部１４ａ，１４ｂを設けたものである。なお、第一実施形態と同一の構成要素については同一の符号を用いて説明する。

リリーフ穴１４は、円形状に形成されるとともに、オイル流入穴３側に位置する開口縁に第１切欠部１４ａが設けられ、オイル流入穴３から反対側に位置する開口縁に第２切欠部１４ｂが設けられている。

第１切欠部１４ａは、オイル流入穴３側に位置するリリーフ穴１４の開口縁周の一部を、ピストン５の移動方向（図４中の矢印Ｘ方向）に向けてＶ字状に切欠いて形成されている。また、第２切欠部１４ｂは、オイル流入穴３から反対側に位置するリリーフ穴１４の開口縁周の一部を、ピストン５の移動方向（図４中の矢印Ｙ方向）に向けてＶ字状に切欠いて形成されている。すなわち、リリーフ穴１４は、その開口面積が第１切欠部１４ａの先端部からリリーフ穴１４の中心に向かって次第に大きくなる一方、リリーフ穴１４の中心から第２切欠部１４ｂの先端部に向かって次第に小さくなるように形成されている。

以下、本発明の第二実施形態に係るリリーフバルブ１０の作用効果について説明する。

図５（ａ）に示す状態から、オイル流入穴３の圧力（油圧）が所定値以上に上昇して中空部２ｄにオイルが流入すると、ピストン５はリリーフ穴１４側へと移動される。そして、図５（ｂ）に示すように、ピストン５の受圧部５ａが第１切欠部１４ａに到達して、オイル流入穴３とリリーフ穴１４との連通が許容されると、リリーフ穴１４からオイルの排出が開始される（バルブの開弁開始）。このバルブの開弁開始時において、ピストン５が第１切欠部１４ａの先端部からバルブ本体２の上蓋２ｃ側に向けてさらに移動すると、リリーフ穴１４の開口面積は次第に大きくなるように変化する。その後、バルブを完全に開弁すべく、ピストン５が第２切欠部１４ｂの先端部に向かってさらに移動すると、リリーフ穴１４の開口面積はピストン５の移動に伴って次第に小さくなるように変化する。

すなわち、図６に示すように、リリーフ穴を単に円形とした従来のリリーフバルブに比べて、本実施形態のリリーフバルブ１０によれば、リリーフ穴１４に二個の切欠部１４ａ、１４ｂを設けたことにより、バルブの開弁開始時のみならず、バルブの完全開弁時においても、リリーフ穴１４の開口面積（オイル排出流量）は緩やかに変化することになる（図６中の領域Ａ，Ｂ参照）。

したがって、バルブの開弁開始時及び、バルブの完全開弁時における急激な圧力変動を抑制することが可能となり、圧力脈動や振動の発生を効果的に抑止することができるとともに、油路部品等の耐久性や静寂性を向上することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、リリーフ穴４，１４は円形の縁周の一部をＶ字状に切欠いて形成されるものとして説明したが、方形に形成されるとともに、オイル流入穴３側に位置する開口縁の一辺とオイル流入穴３から反対側に位置する開口縁の一辺とをＶ字状に切欠いて形成されてもよい。この場合も、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、リリーフバルブ１，１０は、オイルポンプに限定されず、他の機器類のバルブとして広く適用することが可能である。

１，１０ リリーフバルブ
２ バルブ本体
３ オイル流入穴（流入口）
４，１４ リリーフ穴（排出口）
４ａ 切欠部
５ ピストン
６ スプリング
１４ａ 第１切欠部（切欠部）
１４ｂ 第２切欠部（切欠部）

Claims (2)

1. 筒状の中空部を有するバルブ本体と、
   前記中空部に摺動可能に設けられるピストンと、
   前記バルブ本体に設けられ、前記中空部にオイルを流入させる流入口と、
   前記バルブ本体に設けられ、前記中空部からオイルを排出させる排出口と、
   前記ピストンを前記流入口側に付勢するスプリングと、を備え、
   前記ピストンは、前記スプリングの付勢力により前記流入口側に移動されると、前記流入口と前記排出口との連通を遮断する一方、前記中空部に流入するオイルの油圧により前記排出口側に移動されると、前記流入口と前記排出口との連通を許容し、
   前記排出口の前記流入口側に位置する縁部には、前記ピストンの移動方向に向けてＶ字状に切欠いた切欠部が設けられており、
   前記排出口は円形状に形成されるとともに、
   前記切欠部は、前記排出口の開口縁周の一部をＶ字状に切欠いて形成されることを特徴とするリリーフバルブ。
2. 前記切欠部を、前記排出口の前記流入口から反対側に位置する縁部にさらに設けた請求項１に記載のリリーフバルブ。

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