JP6480813B2

JP6480813B2 - 油量制御バルブ

Info

Publication number: JP6480813B2
Application number: JP2015113673A
Authority: JP
Inventors: 紀夫今井
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: JP2016223423A

Description

本発明は、ハウジングの内部に往復移動可能に配置される弁体を具備する油量制御バルブに関する。

従来、ハウジングの内部に往復移動可能に配置される弁体を具備する油量制御バルブの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１には、エンジンのクランクシャフトに供給する油量を制御する油量制御装置が記載されている。具体的には、特許文献１には、ハウジング内を往復移動可能なバルブと、バルブを互いに反対方向に付勢する感温スプリング及びバイアススプリングを具備する油量制御装置が記載されている。特許文献１に記載の油量制御装置には、オイルが流出する第一流出通路と、前記第一流出通路よりも小流量な第二流出通路とが形成されている。前記油量制御装置は、低温時においては、バイアススプリングの付勢力によりバルブが第一流出通路を閉じ、第二流出通路をオイルが流れるように形成される。一方、前記油量制御装置は、高温時においては、感温スプリングの付勢力によりバルブが第一流出通路を開き、この第一流出通路をオイルが流れるように形成される。

これにより、特許文献１に記載の油量制御装置は、低温時に、供給する油量を減らすことができるので、摺動部を早期に昇温させることができる。このため、機械的摩擦損失を低減させることができる。

しかしながら、特許文献１に記載の油量制御装置においては、高温時は、常に第一流出通路を開いた状態となる。つまり、特許文献１に記載の油量制御装置は、油圧にかかわらず油温のみで油量の制御を行うものであるため、様々な状況に応じて適切な油量の制御を行うのは困難であった。

特開２０１４−１５２６２３号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、油温と油圧に応じて、供給する油量を制御することができる油量制御バルブを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、略筒状に形成され、オイルの吸入口と吐出口とを有するハウジングと、前記ハウジングの内部に前記ハウジングの軸方向に摺動可能に配置されると共に、前記吸入口及び前記吐出口と連通する軸方向一側の第一の空間と、軸方向他側の第二の空間とを区分し、前記吸入口、前記第一の空間、前記吐出口を流通する前記オイルの油圧により前記軸方向他側へ付勢される弁体と、前記弁体を前記軸方向他側へ付勢すると共に、温度に応じて付勢力を変化させる第一のばねと、前記弁体を前記軸方向一側へ付勢する第二のばねと、を具備し、前記弁体は、前記軸方向一側から他側へと摺動するに従い、前記オイルの流量が大きくなるように形成され、前記吸入口は、前記ハウジングの側面及び前記軸方向一側の底面のうちいずれか一方に形成され、前記吐出口は、前記ハウジングの側面及び前記軸方向一側の底面のうちいずれか他方に形成され、前記弁体が摺動して前記軸方向一側の底面に当接することにより、前記底面に形成される前記吸入口又は前記吐出口が閉じられ、前記弁体はさらに、前記ハウジングの側面を摺動する大径部と、前記大径部の前記軸方向一側に連続して形成されると共に、前記大径部よりも小径に形成される小径部と、を具備し、前記大径部は、常に、前記ハウジングの側面に形成される前記吸入口又は前記吐出口よりも前記軸方向他側にあり、前記小径部は、当該小径部の側面及び前記軸方向一側の頂面において開口するように形成されて、前記弁体が摺動して前記ハウジングの前記軸方向一側の前記底面に当接したときに、前記吸入口と前記吐出口とを連通する貫通孔を具備するものである。

請求項２においては、前記第一のばねは、温度が高くなるに従い前記軸方向他側への付勢力が増大し、温度が低くなるに従い前記軸方向他側への付勢力が減少するように形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、油温と油圧に応じて、供給する油量を制御することができる。また、吸入口又は吐出口が弁体により閉じられた場合にも、オイルを供給することができる。また、油圧を常に弁体に付与することができる。

請求項２においては、油温が低いときに、供給する油量を少なくすることができる。

本発明の一実施形態に係る油量制御バルブを具備する潤滑油供給機構の全体的な構成を示した模式図。油量制御バルブの閉弁状態を示した断面図。油量制御バルブの開弁状態を示した断面図。開弁圧と油圧の関係を表すグラフを示した図。オイルの流量と油圧の関係を表すグラフを示した図。温度及びエンジンの回転数の違いによる、油量制御バルブの開閉状態を示した図。開弁圧と油圧の関係の第二の態様を表すグラフを示した図。第二の態様における温度及びエンジンの回転数の違いによる、油量制御バルブの開閉状態を示した図。

以下の説明においては、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。

以下では、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る油量制御バルブ１００が用いられるエンジン１の構成の概要及びエンジン１におけるオイルの流れについて説明する。

エンジン１は、４つの気筒を具備する直列４気筒型である。エンジン１は、オイルポンプ１１、オイルフィルタ１２、メインギャラリ１３、メインメタル／コンロッドメタル１４、ピストンジェット１５、チェーンジェット１６、チェーンテンショナー１７、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）１８、ラッシュアジャスタ（ＨＬＡ）１９、カムジャーナル２０、カムシャワー２１及び油量制御バルブ１００を具備する。

オイルポンプ１１は、オイルパン（不図示）に貯溜されたオイルを吸入して当該オイルを下流へ圧送するものである。オイルポンプ１１は前記エンジン１によって駆動されると共に、当該エンジン１の回転数に応じた回転数で駆動される。オイルポンプ１１の下流には、オイルからゴミなどを取り除くためのオイルフィルタ１２が配置される。

オイルフィルタ１２を流通したオイルは、メインギャラリ１３、及びクランク軸（不図示）を支持するメインメタルとコンロッド（不図示）を支持するコンロッドメタル（以下、メインメタル／コンロッドメタル１４と称す）へと送られる。メインギャラリ１３の中途部には、メインメタル／コンロッドメタル１４へ供給される油量を制御する油量制御バルブ１００が配置される。

また、オイルフィルタ１２を流通したオイルは、ピストンジェット１５、チェーンジェット１６、チェーンテンショナー１７、可変バルブタイミング機構１８、ラッシュアジャスタ１９、カムジャーナル２０及びカムシャワー２１へと送られる。

次に、図１から図３を用いて、本発明の一実施形態に係る油量制御バルブ１００の構成について説明する。

油量制御バルブ１００は、下流側へ供給（流通）するオイルの流量を制御するものである。具体的には、油量制御バルブ１００は、オイルポンプ１１からメインギャラリ１３を介してメインメタル／コンロッドメタル１４へ流通するオイルの流量を制御するものである。油量制御バルブ１００は、メインギャラリ１３の中途部に配置される。油量制御バルブ１００は、ハウジング１１０、弁体１２０、形状記憶合金ばね１３０及びバイアスばね１４０を具備する。

ハウジング１１０は、油量制御バルブ１００の外郭を形成するものである。ハウジング１１０は、軸線方向を上下方向に向けた有底円筒状に形成される。ハウジング１１０は、上部ハウジング１１１及び下部ハウジング１１２を具備する。

上部ハウジング１１１は、ハウジング１１０の上部を形成するものである。上部ハウジング１１１は、軸線方向を上下方向に向けた円筒状に形成される。上部ハウジング１１１の上端側には、底壁が形成される。上部ハウジング１１１の下端側は、開放される。上部ハウジング１１１には、吸入口１１１ａ及び吐出口１１１ｂが形成される。

吸入口１１１ａは、上流のオイルポンプ１１から流通してきたオイルをハウジング１１０の内部に吸入する開口部である。吸入口１１１ａは、上部ハウジング１１１の側壁を左右方向（軸線方向と垂直な方向）に貫通するように形成される。吸入口１１１ａは、断面視（左右方向から見て）略円形状に形成される。吸入口１１１ａは、上部ハウジング１１１の上端部近傍に形成される。

吐出口１１１ｂは、ハウジング１１０の内部のオイルを下流のメインメタル／コンロッドメタル１４へ吐出（排出）する開口部である。吐出口１１１ｂは、上部ハウジング１１１の底壁（上端側の壁）を上下方向に貫通するように形成される。吐出口１１１ｂは、断面視（上下方向から見て）略円形状に形成される。吐出口１１１ｂは、平面視において、上部ハウジング１１１の底壁の略中央に形成される。

下部ハウジング１１２は、ハウジング１１０の下部を形成するものである。下部ハウジング１１２は、軸線方向を上下方向に向けた円筒状に形成される。下部ハウジング１１２の上端側は、開放される。上部ハウジング１１１の下端側には、底壁が形成される。下部ハウジング１１２は、上部ハウジング１１１の下端側に配置されて、上部ハウジング１１１と嵌合される。下部ハウジング１１２には、嵌合部１１２ａ及びドレン孔１１２ｂが形成される。

嵌合部１１２ａは、上部ハウジング１１１と嵌合する部分である。嵌合部１１２ａは、下部ハウジング１１２の上端側に形成される。嵌合部１１２ａは、上方に突出する円筒状に形成される。嵌合部１１２ａの外径は、下部ハウジング１１２のその他の部分の外径よりも小さく、上部ハウジング１１１の内径と略同じに形成される。嵌合部１１２ａは、その側壁の外側の面が上部ハウジング１１１の側壁の内側の面に接するようにして、上部ハウジング１１１に嵌合される。

ドレン孔１１２ｂは、ハウジング１１０と後述する弁体１２０との間から下方に漏れたオイルを、ハウジング１１０の外部へ排出するものである。ドレン孔１１２ｂは、下部ハウジング１１２の底壁（下端側の壁）を上下方向に貫通するように形成される。ドレン孔１１２ｂは、断面視（上下方向から見て）略円形状に形成される。ドレン孔１１２ｂは、平面視において、下部ハウジング１１２の底壁の略中央に形成される。

弁体１２０は、オイルの流量を制御するものである。弁体１２０は、軸線方向を上下方向に向けた略円柱状に形成される。弁体１２０は、ハウジング１１０の内部に、ハウジング１１０の軸線方向に摺動可能に配置される。具体的には、弁体１２０は、その上端部が上部ハウジング１１１の底壁の内側の面（以下、天井面という）と当接する位置と、その下端部が下部ハウジング１１２の上面と当接する位置との間を、ハウジング１１０の軸線方向に往復移動可能に配置される。弁体１２０は、大径部１２１及び小径部１２２を具備する。

大径部１２１は、弁体１２０の下部を形成するものである。大径部１２１の外径は、上部ハウジング１１１の内径と略同じに形成される。大径部１２１は、上部ハウジング１１１の側面（側壁の内側の面）を摺動可能に形成される。大径部１２１は、摺動可能範囲において、吸入口１１１ａよりも常に下方に位置するように形成される。すなわち、大径部１２１は、弁体１２０が最も上方に位置するとき（弁体１２０の上端部が上部ハウジング１１１の天井面と当接するとき）において、吸入口１１１ａの下端部よりも下方に位置するように形成される。大径部１２１には、凹部１２１ａが形成される。

凹部１２１ａは、大径部１２１の下方側の底面が上方に凹んで形成される部分である。凹部１２１ａは、円柱状に凹んで形成される。

小径部１２２は、弁体１２０の上部を形成するものである。小径部１２２は、大径部１２１の上方に連続して形成される。小径部１２２の外径は、大径部１２１の外径よりも小さく形成される。つまり、小径部１２２は、その側面と上部ハウジング１１１の側壁の内側の面との間に隙間が空くように形成される。小径部１２２には、貫通孔１２２１が形成される。

貫通孔１２２１は、小径部１２２を貫通して形成される孔である。貫通孔１２２１は、第一貫通孔１２２１ａ及び第二貫通孔１２２１ｂを具備する。

第一貫通孔１２２１ａは、吸入口１１１ａと対向する側が開放され、小径部１２２を左右方向（吸入口１１１ａの軸線方向と同じ方向）に貫通するように形成される。第一貫通孔１２２１ａは、断面視（左右方向から見て）略円形状に形成される。

第二貫通孔１２２１ｂは、吐出口１１１ｂと対向する側が開放され、下方に延びるように形成される。第二貫通孔１２２１ｂは、第一貫通孔１２２１ａと交わるところまで延び、当該第一貫通孔１２２１ａと連通するように形成される。第二貫通孔１２２１ｂは、断面視（上下方向から見て）略円形状に形成される。

このように構成される弁体１２０により、ハウジング１１０の内部は、弁体１２０の上方に位置する第一の空間Ｓ１と、弁体１２０の下方に位置する第二の空間Ｓ２とに区分される。

第一の空間Ｓ１は、上部ハウジング１１１と弁体１２０との間に形成される空間である。より詳細には、第一の空間Ｓ１は、主に上部ハウジング１１１の側壁の内側の面及び天井面と、小径部１２２の側面と、大径部１２１の上面とにより囲まれて形成される。

第二の空間Ｓ２は、下部ハウジング１１２の内部と大径部１２１の凹部１２１ａとにより形成される空間である。より詳細には、第二の空間Ｓ２は、主に下部ハウジング１１２の側壁の内側の面及び底壁の内側の面と、凹部１２１ａの側壁の内側の面と底面とにより囲まれて形成される。

形状記憶合金ばね１３０は、Ｎｉ−Ｔｉ合金（形状記憶合金）製の圧縮コイルばねである。形状記憶合金ばね１３０は、圧縮した状態で第一の空間Ｓ１に配置される。より詳細には、形状記憶合金ばね１３０は、小径部１２２の側面を囲うように、大径部１２１の上面と上部ハウジング１１１の天井面との間に配置される。これにより、形状記憶合金ばね１３０は、弁体１２０を下方に付勢する。

形状記憶合金ばね１３０は、温度が高くなるに従いばね定数が大きく（硬く）なり、温度が低くなるに従いばね定数が小さく（柔らかく）なるように形成される。つまり、形状記憶合金ばね１３０は、温度が高くなるに従い下方への付勢力が増大し、温度が低くなるに従い下方への付勢力が減少するように形成される。

バイアスばね１４０は、ばね鋼製の圧縮コイルばねである。バイアスばね１４０は、圧縮した状態で第二の空間Ｓ２に配置される。より詳細には、バイアスばね１４０は、大径部１２１の凹部１２１ａの底面と下部ハウジング１１２の底壁の内側の面との間に配置される。これにより、バイアスばね１４０は、弁体１２０を上方に付勢する。なお、バイアスばね１４０のばね定数は、温度によらず略一定である。

次に、図２から図４を用いて、本実施形態に係る油量制御バルブ１００の開閉動作について説明する。

バイアスばね１４０は、弁体１２０（大径部１２１の凹部１２１ａの底面）に対して、当該バイアスばね１４０の付勢力により、上方への圧力Ｐ１を加えている。前述の如く、バイアスばね１４０のばね定数は、オイルの温度によらず略一定である。このため、図２に示す如く、弁体１２０が上方に摺動して上部ハウジング１１１の天井面に当接しているとき、バイアスばね１４０による上方への圧力Ｐ１は略一定である。

形状記憶合金ばね１３０は、弁体１２０（大径部１２１の上面）に対して、当該形状記憶合金ばね１３０の付勢力により、下方への圧力Ｐ２を加えている。前述の如く、形状記憶合金ばね１３０のばね定数は、温度が高くなるに従い大きくなり、温度が低くなるに従い小さくなる。このため、形状記憶合金ばね１３０による下方への圧力Ｐ２は、仮に変形量が同一であれば、形状記憶合金ばね１３０の温度が高くなるに従い増大し、前記温度が低くなるに従い減少する。形状記憶合金ばね１３０の温度は、第一の空間Ｓ１を流通するオイルの温度（油温）によって変化するので、形状記憶合金ばね１３０による下方への圧力Ｐ２は、仮に変形量が同一であれば、油温が高くなるに従い増大し、油温が低くなるに従い減少する。

オイルが流通していないとき、形状記憶合金ばね１３０による下方への圧力Ｐ２と、バイアスばね１４０による上方への圧力Ｐ１のみが、弁体１２０に加えられているとする。圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とは、弁体１２０に対して、上下方向において互いに反対方向に力を加えている。したがって、弁体１２０は、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とが釣り合う位置まで、上下方向に摺動しようとする。

本実施形態においては、バイアスばね１４０による上方への圧力Ｐ１は、形状記憶合金ばね１３０による下方への圧力Ｐ２よりも大きく設定される。よって、オイルが流通していないときには、弁体１２０は、バイアスばね１４０による上方への付勢力により、小径部１２２の上面が上部ハウジング１１１の天井面に当接するまで上方へ摺動する。このとき、吐出口１１１ｂは、弁体１２０により閉じられている。本明細書において、弁体１２０により吐出口１１１ｂが閉じられている状態を「閉弁状態」と称す。なお、閉弁状態において、上方への圧力Ｐ１は依然として下方への圧力Ｐ２よりも勝っており、弁体１２０は上方へ付勢されている。

吐出口１１１ｂが開かれるためには、弁体１２０を下方へ摺動させる必要がある。そのためには、下方へさらなる圧力が弁体１２０に加えられることで、下方への圧力が上方への圧力を上回る必要がある。つまり、形状記憶合金ばね１３０による下方への圧力Ｐ２以外に、吐出口１１１ｂを開くために必要な下方へのさらなる圧力が、開弁圧となる。開弁圧は、上方への圧力Ｐ１から下方への圧力Ｐ２を引いた分の圧力となる。図４において、開弁圧は、太線の曲線で示されている。

形状記憶合金ばね１３０による下方への圧力Ｐ２は、より詳細には、閉弁状態となるように圧縮した状態において、所定の温度Ｔ１までは緩やかに大きくなり、温度Ｔ１から温度Ｔ１よりも高い所定の温度Ｔ２までは、温度Ｔ１までに比べて急激に大きくなる。温度Ｔ２よりも高い温度においては、形状記憶合金ばね１３０による下方への圧力Ｐ２は、略一定となる。したがって、開弁圧は、温度Ｔ１までは緩やかに小さくなり、温度Ｔ１から温度Ｔ２までは、温度Ｔ１までに比べて急激に小さくなる。温度Ｔ２よりも高い温度においては、開弁圧は、略一定となる（図４参照）。

オイルポンプ１１から流通するオイルは、吸入口１１１ａを介して第一の空間Ｓ１内に流通する。このオイルの油圧Ｐ３により、大径部１２１の上面は下方へ押圧される。

この油圧Ｐ３が開弁圧を上回ったとき、弁体１２０は下方へ押し下げられ、吐出口１１１ｂは開かれる。本明細書において、弁体１２０により吐出口１１１ｂが開かれている状態を「開弁状態」と称す。

以下、図２及び図３を用いて、閉弁状態及び開弁状態におけるオイルの流れについて説明する。

図２に示す閉弁状態においては、吐出口１１１ｂは、弁体１２０により閉じられている。よって、吸入口１１１ａと吐出口１１１ｂとの間において、第一の空間Ｓ１を介した連通は遮断されている。つまり、ハウジング１１０（の内側）と弁体１２０（の外側）との間には、油路は形成されない。

このとき、弁体１２０の第一貫通孔１２２１ａは、第一の空間Ｓ１を介して吸入口１１１ａと連通している。また、弁体１２０の第二貫通孔１２２１ｂは、直接、吐出口１１１ｂと連通している。つまり、弁体１２０の貫通孔１２２１は、吸入口１１１ａ及び吐出口１１１ｂと連通している。

したがって、吸入口１１１ａから第一の空間Ｓ１に流通してきたオイルは、大径部１２１の上面に対して油圧Ｐ３を加えると共に、第一貫通孔１２２１ａを流通する。第一貫通孔１２２１ａを流通するオイルは、第二貫通孔１２２１ｂへと流通し、吐出口１１１ｂから排出され、下流のメインメタル／コンロッドメタル１４へと流通する。

よって、弁体１２０により吐出口１１１ｂが閉じられていても、下流のメインメタル／コンロッドメタル１４へオイルを供給することができる。この貫通孔１２２１を流通するオイルの流量は、比較的小さい。

一方、図３に示す開弁状態においては、吐出口１１１ｂは、弁体１２０により開かれている。よって、吸入口１１１ａと吐出口１１１ｂとは、第一の空間Ｓ１を介して連通している。つまり、ハウジング１１０（の内側）と弁体１２０（の外側）との間に油路が形成される。

したがって、吸入口１１１ａから第一の空間Ｓ１に流通してきたオイルは、大径部１２１の上面に対して油圧Ｐ３を加えると共に、ハウジング１１０と弁体１２０との間に形成される油路を流通する。ハウジング１１０と弁体１２０との間を流通するオイルは、吐出口１１１ｂから排出され、下流のメインメタル／コンロッドメタル１４へと流通する。

開弁状態においては、閉弁状態のときと同じく弁体１２０の貫通孔１２２１は、吸入口１１１ａ及び吐出口１１１ｂと連通している。したがって、オイルの一部は、貫通孔１２２１を介して吐出口１１１ｂへと送られる。

開弁状態においては、オイルは、貫通孔１２２１に加えてハウジング１１０と弁体１２０との間を流通することができる。よって、閉弁状態よりも、下流へ流通させるオイルの流量を大きくすることができる。

また、開弁状態において弁体１２０が下方へ摺動するに従い、ハウジング１１０と弁体１２０との間に形成される油路は広くなる。したがって、弁体１２０が下方へ摺動するに従い、オイルの流量は大きくなる。

図５は、温度がある一定の値であるときの、オイルの流量と油圧の関係を表すグラフを示した図である。仮に本実施形態に係る油量制御バルブ１００が配置されていないとすると、オイルの流量は、図５において点線の曲線で示す如く、油圧に応じて変化する。また、本実施形態の如く油量制御バルブ１００が配置されていると、油圧が開弁圧以下のとき（すなわち図２に示す閉弁状態において）、同様にオイルの流量は油圧に応じて変化するが、このときのオイルの流量は、油量制御バルブ１００が配置されていない場合と比較して小さくなる。

油圧が開弁圧よりも大きくなると、弁体１２０が下方に摺動する。この間は開弁状態となり、オイルの流量は急激に大きくなる。図３に示す如く弁体１２０が最も下方まで摺動すると、油量制御バルブ１００は全開となる。油圧が、全開となった時の油圧（全開圧）よりも大きくなると、オイルの流量は、油圧に応じて緩やかに大きくなる。

再び図４を用いて、エンジン１の回転数及び油温によるオイルの流量の変化について説明する。

オイルポンプ１１によるオイルの吐出量は、エンジン１の回転数に比例して増大する。よって、エンジン１が低回転である場合、オイルポンプ１１から油量制御バルブ１００へ送られるオイルの流量は、エンジン１が高回転である場合と比べて小さくなる。したがって、エンジン低回転時（エンジン１が低回転である時）の油圧Ｐ３は、エンジン高回転時（エンジン１が高回転である時）の油圧Ｐ３と比べて小さくなる。

図４に示す如く、油圧Ｐ３は、油温が高くなるに従い直線的に減少する。エンジン低回転時には、油圧Ｐ３は常に開弁圧よりも低い圧力となる。つまり、エンジン低回転時には、油温によらず、油量制御バルブ１００は閉弁状態となる。

これに対し、エンジン高回転時において、オイルポンプ１１から油量制御バルブ１００へ送られるオイルの流量は、エンジン低回転時と比べて大きくなる。したがって、エンジン高回転時の油圧Ｐ３は、エンジン低回転時の油圧Ｐ３と比べて大きくなる。

エンジン高回転時には、油圧Ｐ３は、油圧Ｐ３を示す直線と開弁圧を示す曲線とが交わる温度Ｔ３において、閉弁状態から開弁状態に切り替わる。換言すれば、温度Ｔ３以下の領域では、油量制御バルブ１００は、閉弁状態となる。一方、温度Ｔ３よりも高い温度の領域では、油量制御バルブ１００は開弁状態となる。

つまり、図６に示す如く、油量制御バルブ１００は、低温低回転時、高温低回転時及び低温高回転時には、閉弁状態となる。一方、油量制御バルブ１００は、高温高回転時には、開弁状態となる。

このように、本実施形態に係る油量制御バルブ１００は、油温と油圧の両方で開閉を制御している。よって、様々な状況に応じて適切な油量の制御を行うことができる。

具体的には、油温が低いときには、閉弁状態とすることにより、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部へ供給されるオイルの流量を小さくすることができる。これにより、エンジン１の立ち上がり直後において、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部を早期に昇温させることができる。これにより、エンジン１の立ち上がり直後における機械的摩擦損失を低減させることができる。

また、油温が高くエンジン高回転時の場合には、開弁状態とすることにより、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部へ供給されるオイルの流量を大きくすることができる。これにより、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部を潤滑することができる。

一方、油温が高くエンジン低回転時の場合には、閉弁状態とすることにより、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部へ供給されるオイルの流量を小さくすることができる。エンジン低回転時には、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部の潤滑のためにそれほど多くのオイルを必要としない。したがって、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部への、オイルの過剰な供給を防ぐことができる。

また、油温が高くエンジン低回転時の場合に、メインメタル／コンロッドメタル１４の摺動部へ供給されるオイルの流量を小さくすることにより、オイルポンプ１１から流通するオイルの多くをエンジン１の他の部品へ供給することができる。具体的には、オイルポンプ１１から流通するオイルの多くを、特に油圧を必要とする可変バルブタイミング機構１８へ供給することができる。よって、可変バルブタイミング機構１８へ供給するオイルの量を確保するためにオイルポンプ１１の容量を大きくする必要がなくなる。ひいては、燃費向上に寄与することができる。

以上の如く、本実施形態に係る油量制御バルブ１００は、略筒状に形成され、オイルの吸入口１１１ａと吐出口１１１ｂとを有するハウジング１１０と、前記ハウジング１１０の内部に前記ハウジング１１０の軸方向に摺動可能に配置されると共に、前記吸入口１１１ａ及び前記吐出口１１１ｂと連通する軸方向一側の第一の空間Ｓ１と、軸方向他側の第二の空間Ｓ２とを区分し、前記吸入口１１１ａ、前記第一の空間Ｓ１、前記吐出口１１１ｂを流通する前記オイルの油圧により前記軸方向他側へ付勢される弁体１２０と、前記弁体１２０を前記軸方向他側へ付勢すると共に、温度に応じて付勢力を変化させる形状記憶合金ばね１３０（第一のばね）と、前記弁体１２０を前記軸方向一側へ付勢するバイアスばね１４０（第二のばね）と、を具備し、前記弁体１２０は、前記軸方向一側から他側へと摺動するに従い、前記オイルの流量が大きくなるように形成されるものである。
このように構成することにより、油温と油圧に応じて、供給する油量を制御することができる。

また、本実施形態に係る油量制御バルブ１００において、前記形状記憶合金ばね１３０は、温度が高くなるに従い前記軸方向他側への付勢力が増大し、温度が低くなるに従い前記軸方向他側への付勢力が減少するように形成されるものである。
このように構成することにより、油温が低いときに、供給する油量を少なくすることができる。

また、本実施形態に係る油量制御バルブ１００において、前記吐出口１１１ｂは、前記ハウジング１１０の前記軸方向一側の底面に形成され、前記弁体１２０が摺動して前記軸方向一側の底面に当接することにより、前記底面に形成される前記吐出口１１１ｂが閉じられるものである。
このように構成することにより、吐出口１１１ｂからのオイルの吐出を止めることができる。

また、本実施形態に係る油量制御バルブ１００において、前記弁体１２０は、摺動して前記軸方向一側の前記底面に当接したときに、前記吸入口１１１ａと前記吐出口１１１ｂとを連通する貫通孔１２２１を具備するものである。
このように構成することにより、吐出口１１１ｂが弁体１２０により閉じられた場合にも、オイルを供給することができる。

また、本実施形態に係る油量制御バルブ１００において、前記吸入口１１１ａは、前記ハウジング１１０の側面に形成され、前記吐出口１１１ｂは、前記ハウジング１１０の前記軸方向一側の底面に形成され、前記弁体１２０は、前記ハウジング１１０の側面を摺動する大径部１２１と、前記大径部１２１の前記軸方向一側に連続して形成されると共に、前記大径部１２１よりも小径に形成される小径部１２２と、を具備し、前記大径部１２１は、常に、前記ハウジング１１０の側面に形成される前記吸入口１１１ａよりも前記軸方向他側にあるものである。
このように構成することにより、油圧を常に弁体１２０に付与することができる。

なお、本実施形態に係る形状記憶合金ばね１３０は、本発明に係る第一のばねの実施の一形態である。
また、本実施形態に係るバイアスばね１４０は、本発明に係る第二のばねの実施の一形態である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、吸入口１１１ａは上部ハウジング１１１の側壁に形成され、吐出口１１１ｂは上部ハウジング１１１の底壁（上端側の壁）に形成されるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、吸入口１１１ａが上部ハウジング１１１の底壁（上端側の壁）に形成され、吐出口１１１ｂが上部ハウジング１１１の側壁に形成されるものであってもよい。

また、本実施形態においては、油量制御バルブ１００は、メインメタル／コンロッドメタル１４の上流側に配置されるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、油量制御バルブ１００は、チェーンジェット１６の上流側に配置されていてもよい。

また、本実施形態においては、油温が低くエンジン高回転時の場合には、油量制御バルブ１００は閉弁状態となるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。図７に示す如く、形状記憶合金ばね１３０及びバイアスばね１４０のばね定数の設定により、油温が低くエンジン高回転時の場合には、油量制御バルブ１００は、開弁状態となるものとしてもよい。このとき、図８に示す如く、油量制御バルブ１００は、低温低回転時及び高温低回転時には、閉弁状態となる。一方、油量制御バルブ１００は、低温高回転時及び高温高回転時には、開弁状態となる。

１００油量制御バルブ
１１０ハウジング
１１１ａ吸入口
１１１ｂ吐出口
１２０弁体
１２１大径部
１２２小径部
１３０形状記憶合金ばね
１４０バイアスばね
１２２１貫通孔
Ｓ１第一の空間
Ｓ２第二の空間

Claims

略筒状に形成され、オイルの吸入口と吐出口とを有するハウジングと、
前記ハウジングの内部に前記ハウジングの軸方向に摺動可能に配置されると共に、前記吸入口及び前記吐出口と連通する軸方向一側の第一の空間と、軸方向他側の第二の空間とを区分し、前記吸入口、前記第一の空間、前記吐出口を流通する前記オイルの油圧により前記軸方向他側へ付勢される弁体と、
前記弁体を前記軸方向他側へ付勢すると共に、温度に応じて付勢力を変化させる第一のばねと、
前記弁体を前記軸方向一側へ付勢する第二のばねと、
を具備し、
前記弁体は、
前記軸方向一側から他側へと摺動するに従い、前記オイルの流量が大きくなるように形成され、
前記吸入口は、前記ハウジングの側面及び前記軸方向一側の底面のうちいずれか一方に形成され、
前記吐出口は、前記ハウジングの側面及び前記軸方向一側の底面のうちいずれか他方に形成され、
前記弁体が摺動して前記軸方向一側の底面に当接することにより、前記底面に形成される前記吸入口又は前記吐出口が閉じられ、
前記弁体はさらに、
前記ハウジングの側面を摺動する大径部と、
前記大径部の前記軸方向一側に連続して形成されると共に、前記大径部よりも小径に形成される小径部と、
を具備し、
前記大径部は、常に、前記ハウジングの側面に形成される前記吸入口又は前記吐出口よりも前記軸方向他側にあり、
前記小径部は、
当該小径部の側面及び前記軸方向一側の頂面において開口するように形成されて、前記弁体が摺動して前記ハウジングの前記軸方向一側の前記底面に当接したときに、前記吸入口と前記吐出口とを連通する貫通孔を具備する、
油量制御バルブ。
前記第一のばねは、
温度が高くなるに従い前記軸方向他側への付勢力が増大し、温度が低くなるに従い前記軸方向他側への付勢力が減少するように形成される、
請求項１に記載の油量制御バルブ。