JP6926803B2 - Hydraulic oil supply device with flow control valve and flow control valve - Google Patents
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Description
本発明は、流体圧により開度を変更して流量を制御する流量制御弁および流量制御弁を備えた作動油供給装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic oil supply device including a flow rate control valve and a flow rate control valve that control the flow rate by changing the opening degree according to the fluid pressure.
従来、底部に受圧面を有し、側壁の外周面に環状凹部が形成された有底筒状の弁体と、弁体を収容するハウジングとを備えた流量制御弁が知られている(例えば、特許文献1〜2参照)。この流量制御弁は、内燃機関の回転数に応じて駆動する機械式オイルポンプから吐出された作動油の流量(油圧)を制御するために用いられている。具体的には、機械式オイルポンプから吐出された作動油が、弁開閉時期制御装置やピストンジェット等に連通する第1油路と、メインギャラリに連通する第2油路とに分配され、流量制御弁が、これら第1油路と第2油路とに流通する作動油の流量(油圧)を制御する。 Conventionally, a flow control valve having a bottomed tubular valve body having a pressure receiving surface at the bottom and an annular recess formed on the outer peripheral surface of the side wall and a housing for accommodating the valve body is known (for example). , Patent Documents 1 and 2). This flow rate control valve is used to control the flow rate (flood control) of the hydraulic oil discharged from the mechanical oil pump that is driven according to the rotation speed of the internal combustion engine. Specifically, the hydraulic oil discharged from the mechanical oil pump is distributed to the first oil passage that communicates with the valve opening / closing timing control device, the piston jet, etc., and the second oil passage that communicates with the main gallery, and the flow rate. The control valve controls the flow rate (hydraulic pressure) of the hydraulic oil flowing through the first oil passage and the second oil passage.
特許文献1〜2に記載の流量制御弁は、ハウジングの一部に弁体の受圧面に連通する連通路を形成しており、第1油路又は第2油路を流通する作動油を連通路を介して受圧面に作用させることで、作動油の流通方向に直交する方向に弁体が移動するように構成されている。
The flow control valve described in
特許文献1に記載の流量制御弁は、第2油路の経路上に配置されており、弁体(文献ではスプール)の側壁に油路断面積の異なる2つの環状凹部(文献では第一連通路,第二連通路)を設け、内燃機関の回転数に応じてメインギャラリに供給される第2油路の油圧を段階的に変化させている。これにより、内燃機関の回転数に応じて必要な油圧を設定することが可能となるので、ポンプの無駄な仕事量を減少させて燃費の向上を図ることができると記載されている。 The flow control valve described in Patent Document 1 is arranged on the path of the second oil passage, and two annular recesses (the first series in the document) having different oil passage cross-sectional areas on the side wall of the valve body (spool in the document). A passage (passage, second passage) is provided, and the oil pressure of the second oil passage supplied to the main gallery is changed stepwise according to the rotation speed of the internal combustion engine. As a result, it is possible to set the required flood control according to the rotation speed of the internal combustion engine, so that it is possible to reduce the wasteful work amount of the pump and improve the fuel efficiency.
特許文献2に記載の流量制御弁は、第1油路と第2油路との経路上に夫々流入口および流出口を有するハウジングと、第1油路の流入口および流出口に連通する第1環状凹部(文献では第1凹部)と第2油路の流入口および流出口に連通する第2環状凹部(文献では第2凹部)とを有する弁体とを備えている。内燃機関の回転数が上がり始める初期段階では第1油路に連通する第1環状凹部の油路断面積を第2油路に連通する第2環状凹部の油路断面積より大きく設定している。そして、回転数が上がり始めて弁体が移動するに従って、第1環状凹部の油路断面積が次第に小さくなり、第2環状凹部の油路断面積が次第に大きくなるように構成することで、第2油路の油圧上昇勾配を第1油路の油圧上昇勾配よりも小さくしている。これにより、オイルポンプの駆動損失を低減して、燃費の悪化を抑制することができると記載されている。
The flow rate control valve described in
従来の流量制御弁は、メインギャラリに連通する第2油路を流通する作動油の流量を最適なものにして燃費の悪化を抑制することができるが、弁体の移動方向が作動油の流通方向(油路)に直交しているため、油路の周囲に流量制御弁用の設置スペースを設ける必要がある。このため、油路に直交する方向に流量制御弁用の大きな穴加工が別途必要となり、加工コストが上昇すると共に、様々な機器が密集する内燃機関にあっては流量制御弁の設置スペースが限定されるので、設計自由度が低下してしまう。 The conventional flow rate control valve can optimize the flow rate of the hydraulic oil flowing through the second oil passage communicating with the main gallery and suppress the deterioration of fuel efficiency, but the movement direction of the valve body is the flow of the hydraulic oil. Since it is orthogonal to the direction (oil passage), it is necessary to provide an installation space for the flow control valve around the oil passage. For this reason, it is necessary to separately drill a large hole for the flow control valve in the direction orthogonal to the oil passage, which increases the machining cost and limits the installation space of the flow control valve in an internal combustion engine in which various devices are densely packed. Therefore, the degree of freedom in design is reduced.
また、ハウジングの一部に形成された連通路を介して弁体の受圧面に油圧を作用させる構成であるため、連通路の油路断面積の設定が適正でない場合は応答性の低下を招くおそれがある。 Further, since the structure is such that the hydraulic pressure is applied to the pressure receiving surface of the valve body through the communication passage formed in a part of the housing, the responsiveness is deteriorated if the oil passage cross-sectional area of the communication passage is not set appropriately. There is a risk.
そこで、簡便な構成で応答性を確保すると共に設計自由度の高い安価な流量制御弁およびこの流量制御弁を備えた作動油供給装置が望まれている。 Therefore, an inexpensive flow rate control valve having a simple configuration and ensuring responsiveness and a high degree of freedom in design, and a hydraulic oil supply device equipped with this flow rate control valve are desired.
流量制御弁の特徴構成は、流体の圧力が作用する受圧面を有し、当該受圧面に前記圧力が作用することにより前記流体の流通方向に沿って移動可能な直動部材と、前記圧力に対抗して前記直動部材を付勢する付勢部材と、第一孔部と第二孔部とを含む第一底部を有し、前記直動部材の移動を案内する有底筒状の案内部材と、第三孔部と第四孔部とを含む第二底部を有し、前記直動部材の移動に連動して前記案内部材に対して相対回転する有底筒状の回動部材と、を備え、前記第一孔部と前記第三孔部とが常時連通した状態で前記第一底部と前記第二底部とが当接しており、前記第二孔部と前記第四孔部とは、前記回動部材の前記案内部材に対する相対回転により連通面積が変更可能に構成されている点にある。 The characteristic configuration of the flow control valve is that it has a pressure receiving surface on which the pressure of the fluid acts, and the linear motion member that can move along the flow direction of the fluid by the pressure acting on the pressure receiving surface and the pressure. A bottomed tubular guide having a urging member for urging the linear motion member and a first bottom portion including a first hole portion and a second hole portion to guide the movement of the linear motion member. A bottomed tubular rotating member having a member and a second bottom portion including a third hole portion and a fourth hole portion and rotating relative to the guide member in conjunction with the movement of the linear motion member. , And the first bottom portion and the second bottom portion are in contact with each other in a state where the first hole portion and the third hole portion are always in communication with each other. The point is that the communication area can be changed by the relative rotation of the rotating member with respect to the guide member.
本構成の流量制御弁は、付勢部材の付勢力を上回る流体圧が受圧面に作用することにより流体の流通方向に沿って移動する直動部材と、直動部材を案内する有底筒状の案内部材と、直動部材の移動に連動して案内部材に対して相対回転する有底筒状の回動部材とを備えている。つまり、直動部材が流路方向に沿って移動し、この直動部材の移動に連動して回動部材を回転させているので、流路に直交する方向に移動する弁体を設けていない。このため、流路と同軸方向に流量制御弁を配置することが可能となり、流路に直交する方向に大きな穴加工を行う必要がない。その結果、流路の穴を拡大するだけで流量制御弁用の設置スペースを確保することができる。よって、加工コストが低減されると共に、流路の周囲に大きなスペースを必要とせずに設計自由度を高めることができる。 The flow control valve of this configuration has a linear motion member that moves along the flow direction of the fluid by acting on the pressure receiving surface with a fluid pressure that exceeds the urging force of the urging member, and a bottomed tubular shape that guides the linear motion member. The guide member is provided with a bottomed tubular rotating member that rotates relative to the guide member in conjunction with the movement of the linear motion member. That is, since the linear motion member moves along the flow path direction and the rotating member is rotated in conjunction with the movement of the linear motion member, the valve body that moves in the direction orthogonal to the flow path is not provided. .. Therefore, the flow control valve can be arranged coaxially with the flow path, and it is not necessary to make a large hole in the direction orthogonal to the flow path. As a result, the installation space for the flow control valve can be secured only by enlarging the hole in the flow path. Therefore, the processing cost can be reduced, and the degree of freedom in design can be increased without requiring a large space around the flow path.
また、本構成では、案内部材の第一孔部と回動部材の第三孔部とを常時連通させ、案内部材の第二孔部と回動部材の第四孔部とが、回動部材の相対回転によって連通面積が変更可能に構成されている。これにより、第一孔部と第三孔部とが連通するのみの小流量モードと、第二孔部と第四孔部との連通面積を次第に増加させることで流体圧の上昇勾配を緩やかにする流量漸増モードと、全ての孔部が連通する大流量モードとの設定が可能となる。これらのモード設定は、流体の流通方向に沿って移動する直動部材の受圧面に流体圧を作用させることで行われるので、流体の圧損を小さくして直動部材の応答性を高めることができる。 Further, in this configuration, the first hole portion of the guide member and the third hole portion of the rotating member are always communicated with each other, and the second hole portion of the guide member and the fourth hole portion of the rotating member are connected to each other. The communication area can be changed by the relative rotation of. As a result, the small flow rate mode in which the first hole and the third hole only communicate with each other and the communication area between the second hole and the fourth hole are gradually increased to gently increase the gradient of the fluid pressure. It is possible to set a flow rate gradual increase mode and a large flow rate mode in which all the holes communicate with each other. Since these modes are set by applying fluid pressure to the pressure receiving surface of the linear motion member that moves along the flow direction of the fluid, it is possible to reduce the pressure loss of the fluid and improve the responsiveness of the linear motion member. can.
このように、簡便な構成で応答性を確保すると共に設計自由度の高い安価な流量制御弁を提供できた。 In this way, it was possible to provide an inexpensive flow control valve with a high degree of freedom in design while ensuring responsiveness with a simple configuration.
他の特徴構成は、前記直動部材は、前記受圧面を含む円環状の鍔状部と、前記鍔状部から延出した延出部とを有し、当該延出部には貫通孔部が形成されており、前記案内部材における前記第一底部から延出した第一側壁部には、前記流通方向に沿う第一長孔が形成されており、前記回動部材における前記第二底部から延出した第二側壁部には、前記第一長孔に対して傾斜した第二長孔が形成されており、前記貫通孔部と前記第一長孔と前記第二長孔とに亘って配置され、前記貫通孔部に支持されたピン状部材を備え、前記直動部材の移動により、前記ピン状部材が前記第二長孔の縁部に当接しながら移動して前記回動部材が前記案内部材に対して相対回転する点にある。 Another characteristic configuration is that the linear motion member has an annular flange-shaped portion including the pressure receiving surface and an extending portion extending from the flange-shaped portion, and the extending portion has a through hole portion. Is formed, and a first elongated hole along the flow direction is formed in the first side wall portion extending from the first bottom portion of the guide member, and from the second bottom portion of the rotating member. A second elongated hole inclined with respect to the first elongated hole is formed in the extended second side wall portion, and extends over the through hole portion, the first elongated hole, and the second elongated hole. A pin-shaped member arranged and supported by the through hole portion is provided, and by moving the linear motion member, the pin-shaped member moves while abutting on the edge portion of the second elongated hole, and the rotating member moves. It is at a point where it rotates relative to the guide member.
本構成では、ピン状部材が支持された貫通孔部を有する直動部材が案内部材に対して相対回転することなく流体の流通方向に沿って移動することで、案内部材の第一長孔に沿ってピン状部材が移動し、この第一長孔に対して傾斜した回動部材の第二長孔にピン状部材が当接して、回動部材の案内部材に対する相対回転が実現する。このように、回動部材の案内部材に対する相対回転は、各部材に孔を加工してピン状部材を挿入するだけで実現されるので、製造が極めて容易である。 In this configuration, the linear motion member having the through hole portion in which the pin-shaped member is supported moves along the flow direction of the fluid without rotating relative to the guide member, thereby forming the first elongated hole of the guide member. The pin-shaped member moves along the pin-shaped member, and the pin-shaped member abuts on the second elongated hole of the rotating member that is inclined with respect to the first elongated hole, and the relative rotation of the rotating member with respect to the guide member is realized. As described above, the relative rotation of the rotating member with respect to the guide member is realized only by processing a hole in each member and inserting the pin-shaped member, so that the manufacturing is extremely easy.
他の特徴構成は、前記直動部材、前記案内部材および前記回動部材は、何れも円筒形状であって同じ軸芯上に配置されると共に、前記受圧面が前記案内部材および前記回動部材の端部と隣り合う状態で前記案内部材および前記回動部材よりも径方向外側に配置されており、前記案内部材の前記端部には、前記受圧面への前記流体の流通を許容する連通路が形成されている点にある。 Another characteristic configuration is that the linear motion member, the guide member, and the rotating member are all cylindrical and arranged on the same axis, and the pressure receiving surface is the guide member and the rotating member. The guide member and the rotating member are arranged radially outside the guide member so as to be adjacent to the end portion of the guide member, and the end portion of the guide member allows the flow of the fluid to the pressure receiving surface. It is at the point where the passage is formed.
本構成では、直動部材、案内部材および回動部材は何れも円筒形状であって同じ軸芯上に配置されているため、回動部材の端部の径方向内側に流路が形成される。このとき、案内部材および回動部材の端部に隣り合った径方向外側に直動部材の受圧面を形成し、案内部材の端部に連通路を形成しているので、流体が円滑に受圧面の方向に流動し、直動部材の応答性を高めることができる。 In this configuration, since the linear motion member, the guide member, and the rotating member are all cylindrical and arranged on the same axis, a flow path is formed inside the end of the rotating member in the radial direction. .. At this time, since the pressure receiving surface of the linear motion member is formed on the radial outer side adjacent to the end portions of the guide member and the rotating member and the continuous passage is formed at the end portion of the guide member, the fluid smoothly receives the pressure. It flows in the direction of the surface, and the responsiveness of the linear motion member can be enhanced.
他の特徴構成は、前記直動部材、前記案内部材および前記回動部材は、装着部位となるハウジングと当該ハウジングに装着されるカバーとの合わせ面に形成された凹部に収容されている点にある。 Another characteristic configuration is that the linear motion member, the guide member, and the rotating member are housed in a recess formed on a mating surface between a housing to be mounted and a cover to be mounted on the housing. be.
本構成では合わせ面に凹部を形成しているので、流路の加工に合わせて、流量制御弁用に流路の周囲を拡げる加工が極めて容易である。 In this configuration, since the concave portion is formed on the mating surface, it is extremely easy to expand the circumference of the flow path for the flow control valve in accordance with the processing of the flow path.
第一の流量制御弁としての特徴構成は、前記受圧面が前記流通方向の上流側に配置されていると共に、前記第一底部および前記第二底部が前記流通方向の下流側に配置されており、前記直動部材が移動する前の初期状態では、前記第一孔部および前記第三孔部のみが連通しており、前記直動部材の移動に伴って、前記第二孔部および前記第四孔部の連通を開始し、前記直動部材の移動が完了した移動完了状態では、前記第二孔部および前記第四孔部が完全に連通する点にある。 The characteristic configuration of the first flow control valve is that the pressure receiving surface is arranged on the upstream side in the flow direction, and the first bottom portion and the second bottom portion are arranged on the downstream side in the flow direction. In the initial state before the linear motion member moves, only the first hole portion and the third hole portion communicate with each other, and as the linear motion member moves, the second hole portion and the first hole portion and the first hole portion communicate with each other. In the movement completed state in which the communication of the four holes is started and the movement of the linear motion member is completed, the second hole and the fourth hole are completely communicated with each other.
この第一の流量制御弁は、エンジンの回転数に応じて駆動するオイルポンプと、前記オイルポンプからの作動油が供給される共通油路と、前記共通油路から分岐して弁開閉時期制御装置、ターボチャージャおよびピストンジェットの少なくとも1つに連通する第1油路と、前記共通油路から分岐してメインギャラリに連通する第2油路と、を備えた作動油供給装置の前記第2油路に設けられていると好適である。 The first flow control valve has an oil pump driven according to the rotation speed of the engine, a common oil passage to which hydraulic oil is supplied from the oil pump, and a valve opening / closing timing control by branching from the common oil passage. The second oil supply device comprising a first oil passage communicating with at least one of a device, a turbocharger and a piston jet, and a second oil passage branching from the common oil passage and communicating with the main gallery. It is preferable that it is provided in the oil passage.
本構成の第一の流量制御弁は、初期状態において第一孔部および第三孔部のみが連通した小流量モードに設定され、エンジン回転数が上昇するに連れてオイルポンプから受圧面に作用する吐出圧が高まって直動部材が移動することにより、第二孔部および前記第四孔部の連通を開始し、直動部材の移動完了状態において全ての孔部が連通する大流量モードに設定される。この第一の流量制御弁をメインギャラリに連通する第2油路に設けることで、エンジン始動時など低回転域ではメインギャラリが小流量モードとなるので、メインギャラリに比べて比較的油圧が必要とされる弁開閉時期制御装置等に対して優先的に油圧を作用させることが可能となる。その結果、弁開閉時期制御装置の場合、最適な位相制御が迅速に実行され、燃費を向上させることができる。また、エンジン回転数が上昇するに連れてメインギャラリが大流量モードに移行するので、メインギャラリで必要となる油圧も確保することができる。 The first flow rate control valve of this configuration is set to a small flow rate mode in which only the first hole and the third hole communicate with each other in the initial state, and acts on the pressure receiving surface from the oil pump as the engine speed increases. When the discharge pressure is increased and the linear motion member moves, communication between the second hole portion and the fourth hole portion is started, and when the movement of the linear motion member is completed, all the holes are communicated in a large flow rate mode. Set. By providing this first flow control valve in the second oil passage that communicates with the main gallery, the main gallery is in a small flow mode in the low speed range such as when the engine is started, so relatively hydraulic pressure is required compared to the main gallery. It is possible to preferentially apply the oil pressure to the valve opening / closing timing control device or the like. As a result, in the case of the valve opening / closing timing control device, the optimum phase control is quickly executed, and the fuel consumption can be improved. Further, as the engine speed increases, the main gallery shifts to the large flow rate mode, so that the oil pressure required for the main gallery can be secured.
第二の流量制御弁としての特徴構成は、前記受圧面が前記流通方向の下流側に配置されていると共に、前記第一底部および前記第二底部が前記流通方向の上流側に配置されており、前記直動部材が移動する前の初期状態では、前記第二孔部および前記第四孔部が完全に連通しており、前記直動部材の移動に伴って、前記第二孔部および前記第四孔部の連通面積が次第に減少し、前記直動部材の移動が完了した移動完了状態では、前記第一孔部および前記第三孔部のみが連通する点にある。 The characteristic configuration of the second flow control valve is that the pressure receiving surface is arranged on the downstream side in the flow direction, and the first bottom portion and the second bottom portion are arranged on the upstream side in the flow direction. In the initial state before the linear motion member moves, the second hole portion and the fourth hole portion are completely in communication with each other, and as the linear motion member moves, the second hole portion and the fourth hole portion and the said The communication area of the fourth hole portion gradually decreases, and in the movement completed state in which the movement of the linear motion member is completed, only the first hole portion and the third hole portion communicate with each other.
この第二の流量制御弁は、上記作動油供給装置の前記第1油路に設けられていると好適である。 It is preferable that the second flow rate control valve is provided in the first oil passage of the hydraulic oil supply device.
本構成の第二の流量制御弁は、初期状態において全ての孔部が連通した大流量モードに設定され、エンジン回転数が上昇するに連れてオイルポンプから受圧面に作用する吐出圧が高まって直動部材が移動することにより、第二孔部および前記第四孔部の連通面積が減少し、直動部材の移動完了状態において第一孔部および第三孔部のみが連通する小流量モードに設定される。この第二の流量制御弁を弁開閉時期制御装置等に連通する第1油路に設けることで、エンジン始動時など低回転域では弁開閉時期制御装置等が大流量モードとなるので、弁開閉時期制御装置等に対して油圧を確実に作用させることが可能となる。また、エンジン回転数が上昇するに連れて弁開閉時期制御装置等が小流量モードに移行するので、弁開閉時期制御装置等に必要となる油圧を確保しつつ、メインギャラリで必要となる油圧を優先的に確保することができる。 The second flow rate control valve of this configuration is set to a large flow rate mode in which all the holes communicate with each other in the initial state, and the discharge pressure acting on the pressure receiving surface from the oil pump increases as the engine speed increases. The movement of the linear motion member reduces the communication area between the second hole and the fourth hole, and the small flow mode in which only the first hole and the third hole communicate with each other when the linear motion member is completely moved. Is set to. By providing this second flow rate control valve in the first oil passage that communicates with the valve opening / closing timing control device, etc., the valve opening / closing timing control device, etc. is in the large flow rate mode in the low speed range such as when the engine is started, so that the valve opening / closing time control valve is opened / closed. It is possible to reliably apply the oil pressure to the timing control device and the like. In addition, as the engine speed increases, the valve opening / closing timing control device, etc. shifts to the small flow rate mode, so while ensuring the flood control required for the valve opening / closing timing control device, etc., the oil pressure required for the main gallery can be obtained. It can be secured with priority.
また、上記作動油供給装置の他の特徴構成として、前記第一の流量制御弁は、前記第2油路に設けられており、前記第二の流量制御弁は、前記第1油路に設けられていると好適である。 Further, as another characteristic configuration of the hydraulic oil supply device, the first flow rate control valve is provided in the second oil passage, and the second flow control valve is provided in the first oil passage. It is preferable that the oil is used.
本構成では、上記第一の流量制御弁をメインギャラリに連通する第2油路に設け、上記第二の流量制御弁を弁開閉時期制御装置等に連通する第1油路に設けている。エンジン始動時など低回転域ではメインギャラリが小流量モードとなると共に弁開閉時期制御装置等が大流量モードとなるので、メインギャラリに比べて比較的油圧が必要とされる弁開閉時期制御装置等に対して優先的に油圧を作用させることが可能となる。その結果、弁開閉時期制御装置の場合、最適な位相制御が迅速に実行され、燃費を向上させることができる。また、エンジン回転数が上昇するに連れて弁開閉時期制御装置等が小流量モードに移行しつつメインギャラリが大流量モードに移行するので、弁開閉時期制御装置等に必要となる油圧を確保しつつ、メインギャラリで必要となる油圧を優先的に確保することができる。 In this configuration, the first flow rate control valve is provided in the second oil passage communicating with the main gallery, and the second flow rate control valve is provided in the first oil passage communicating with the valve opening / closing timing control device and the like. In the low speed range such as when the engine is started, the main gallery is in the small flow mode and the valve opening / closing timing control device is in the large flow mode. It is possible to preferentially act on the oil pressure. As a result, in the case of the valve opening / closing timing control device, the optimum phase control is quickly executed, and the fuel consumption can be improved. In addition, as the engine speed increases, the valve opening / closing timing control device, etc. shifts to the small flow rate mode, while the main gallery shifts to the large flow rate mode. At the same time, it is possible to preferentially secure the flood control required in the main gallery.
以下に、本発明に係る流量制御弁の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、流量制御弁VをエンジンEに設置される作動油供給装置10に組み込んだ一例を説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
Hereinafter, embodiments of the flow control valve according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the flow control valve V is incorporated in the hydraulic
図1に、第一実施形態に係る作動油供給装置10および作動油供給装置10による作動油(流体の一例)の供給先の構成を模式的に表すブロック図を示す。図1に示すように、作動油供給装置10は、オイルポンプ11,オイルフィルタ12,リリーフバルブ13,共通油路14,第1油路15,第2油路16,流量制御弁Vを備えている。
FIG. 1 shows a block diagram schematically showing a configuration of a supply destination of hydraulic oil (an example of a fluid) by the hydraulic
図1には、作動油供給装置10以外にも、第1油路15を流通した作動油が供給される弁開閉時期制御装置1,ターボチャージャ3,ピストンジェット4と、弁開閉時期制御装置1における作動油の供給先を切り換えるオイルコントロールバルブ5と、オイルコントロールバルブ5の切り換えを制御するECU6(エンジンコントロールユニット)と、作動油を貯留するオイルパン7と、第2油路16を流通した作動油が供給されるメインギャラリ2とが表されており、これらはエンジンEを構成している。
In FIG. 1, in addition to the hydraulic
オイルポンプ11は、オイルパン7から作動油を汲み上げて共通油路14に作動油を吐出し、この吐出圧力により作動油は共通油路14を流通する。オイルポンプ11の回転軸は、エンジンEのクランクシャフト(不図示)に連結固定され、クランクシャフトの回転駆動力により機械的に駆動される。共通油路14の途中にはオイルフィルタ12が配設され、オイルストレーナで濾過されなかった作動油中の小さなごみやスラッジが濾過される。リリーフバルブ13は、オイルポンプ11からの作動油の吐出圧力が所定値を超えたときに開弁し、所定圧力値以上の作動油が共通油路14を流通しないようにするために設けられている。
The
共通油路14は分岐点17で分岐し、そこから第1油路15と第2油路16が延在している。第2油路16を流通する作動油は流量制御弁Vに流入する。流量制御弁Vは、共通油路14を流通する作動油の第1油路15と第2油路16への分配比率を、オイルポンプ11の回転数に応じて変化させるために設けられている。流量制御弁Vの詳細については後述する。
The
共通油路14は、分岐点17よりも上流側で分岐して、ターボチャージャ3,ピストンジェット4の夫々に作動油を供給している。また、共通油路14は、分岐点17で分岐し、第1油路15を経由して弁開閉時期制御装置1に作動油を供給している。弁開閉時期制御装置1,ターボチャージャ3,ピストンジェット4の構造および動作については、公知であるため詳細な説明は省略する。本実施形態では、弁開閉時期制御装置1,ターボチャージャ3,ピストンジェット4を挙げたがこれらに限定されるものではないし、ターボチャージャ3,ピストンジェット4を分岐点17よりも下流側で分岐させても良い。また、1つの車両に弁開閉時期制御装置1,ターボチャージャ3,ピストンジェット4の全てが備えられている必要はなく、上記3つの内、少なくとも1つが備えられている構成であっても良い。
The
第1油路15の弁開閉時期制御装置1側の端部には、オイルコントロールバルブ5が配設されている。オイルコントロールバルブ5は、電磁制御型であって、弁開閉時期制御装置1の進角油路1aおよび遅角油路1bへの作動油の供給,排出,給排遮断の制御が可能である。オイルコントロールバルブ5は、スプール式に構成され、ECU6による給電量の制御によりソレノイドを駆動し、ソレノイドに連結されたスプールの位置を切り換える。具体的には、スプールの位置を切り換えることにより、進角油路1aへのオイル供給と遅角油路1bからの作動油排出、進角油路1aからの作動油排出と遅角油路1bへの作動油供給、進角油路1aおよび遅角油路1bへの作動油給排遮断、の3種類の動作への切り換えが制御可能である。
An
共通油路14は、分岐点17で分岐し、流量制御弁Vが設けられた第2油路16を経由してメインギャラリ2に作動油を供給している。メインギャラリ2とは、図示しないピストン,シリンダ,クランクシャフトの軸受等の摺動部材全体を含んでいる。これらは、エンジンEの回転が上昇するにつれて高速で作動するので、エンジンEの回転が高回転になるほど、冷却,潤滑のために多量の作動油を必要とする。また、メインギャラリ2には、車両に備えられ、油圧により駆動されるその他の装置も含むものとする。
The
〔流量制御弁の構造〕
次に、流量制御弁Vについて図1〜図6を参照して詳細に説明する。
[Structure of flow control valve]
Next, the flow rate control valve V will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
図1〜図6に示すように、流量制御弁Vは、装着部位となるエンジンブロックEb(ハウジングの一例)と、エンジンブロックEbに装着されるタイミングチェーンカバーEa(カバーの一例)との合わせ面20に形成された凹部21に収容されている。これにより、流量制御弁V用の凹部21の加工が極めて容易である。本実施形態では、凹部21をエンジンブロックEbに形成しているが、凹部21をタイミングチェーンカバーEaに形成しても良い。また、ハウジングやカバーとして、エンジンブロックEbやタイミングチェーンカバーEaに限定されず、シリンダヘッドカバーやクランクカバー等であっても良い。
As shown in FIGS. 1 to 6, the flow control valve V is a mating surface of the engine block Eb (an example of a housing) to be mounted and the timing chain cover Ea (an example of a cover) mounted on the engine block Eb. It is housed in the
流量制御弁Vは、直動部材31と、直動部材31を付勢する圧縮コイルスプリングS(付勢部材の一例)と、直動部材31の移動を案内する案内部材32と、直動部材31の移動と連動して回動する回動部材33と、棒状の案内ピン34(ピン状部材の一例)と、棒状の規制ピン35とを備えている。これら直動部材31,案内部材32および回動部材33は、何れも円筒形状であって同一の軸芯X(作動油の流通方向)を有しており、径方向外側から径方向内側に向かってこの順に配置されている。
The flow control valve V includes a
直動部材31は、油圧(流体の圧力)が作用する円環状の受圧面31aを含む鍔状部31Aと、鍔状部31Aの内周側から軸芯X方向に沿って円筒状に延出した筒状部31B(延出部の一例)とを有している(図6参照)。換言すると、受圧面31aは、筒状部31Bの端部を径方向外側に環状に突出させた鍔状部31Aの一方の円環面で構成されている。直動部材31は、受圧面31aに作用した油圧が圧縮コイルスプリングSの付勢力を上回ると作動油の流通方向の下流側に向かって移動する。鍔状部31Aの外周面と凹部21の内壁との隙間は、作動油が漏れ難いような微小のクリアランスに設定されている。筒状部31Bには、互いに対向する一対の貫通孔部31bが円形状に形成されており、一対の貫通孔部31bに単一の案内ピン34の両端が支持されて固定されている(図6参照)。
なお、貫通孔部31bは、案内ピン34の外形に適合する形状に構成している限り、円形状に限定されず、矩形状等に構成しても良い。また、貫通孔部31bに対する案内ピン34の固定方法は、圧入,融着等でも良いし、案内ピン34の端部に抜け止め部材を装着しても良く、特に限定されない。また、案内ピン34を分割して構成し、一対の案内ピン34を一対の貫通孔部31bに固定しても良い。
The
The through
圧縮コイルスプリングSは、受圧面31aに作用する油圧に対抗する方向に直動部材31を付勢している。この圧縮コイルスプリングSは、直動部材31の筒状部31Bの外周に沿って配置されており、直動部材31の鍔状部31Aのうち受圧面31aとは反対側にある他方の円環面に当接している。エンジンブロックEbには外部と連通する貫通孔9が形成されており、この貫通孔9は、圧縮コイルスプリングSの収容空間の空気が排出される背圧抜き孔として機能する。また、この貫通孔9は、鍔状部31Aの外周面と凹部21の内壁との隙間から漏れ出た作動油を排出する機能も有している。なお、圧縮コイルスプリングSは、設計油圧以上になると直動部材31が移動するような付勢力に設定されている。
The compression coil spring S urges the
案内部材32は、直動部材31よりも径方向内側に配置された有底筒状に構成されており、第一底部32Aと、第一底部32Aから円筒状に延出した第一円筒部32B(第一側壁部の一例)とを有している(図6参照)。第一底部32Aは、中央に位置する第一孔部32aと第一孔部32aの周囲に位置する複数の第二孔部32b(本実施形態では等間隔に4箇所)とを含んでいる(図3参照)。第一孔部32aおよび第二孔部32bは、夫々円形状に構成されており、第一孔部32aの油路断面積が1つの第二孔部32bの油路断面積よりも小さく設定されている。第一孔部32aの中心は、軸芯X上にあり、複数の第二孔部32bの中心は、夫々軸芯Xから等距離に配置されて同一円周上に位置している。
また、本実施形態における夫々の第二孔部32bの孔径は、軸芯Xを通る接線どうしの成す角が45度以上(本実施形態では45度)となるように設定されている。
The
Further, the hole diameter of each of the
第一円筒部32Bには、第一底部32Aとは反対側の端部に互いに対向する一対の丸孔32cと、延出方向の中央付近に互いに対向する一対の第一長孔32dとが形成されている(図6参照)。一対の丸孔32cには、丸孔32cの奥行きよりも長い一対の規制ピン35が、その両端が丸孔32cから突出して夫々固定されており、これら規制ピン35の径方向外側が直動部材31の鍔状部31Aの内周側に当接することにより、圧縮コイルスプリングSの付勢力による直動部材31の移動が規制されている(図2参照)。また、規制ピン35のうち第一円筒部32Bの径方向内側に突出した部分が回動部材33の開口端部に当接することにより、案内部材32の第一底部32Aと回動部材33の第二底部33Aとの当接状態を維持するように、回動部材33の軸芯X方向への移動を規制する。なお、丸孔32cは、規制ピン35の外形に適合する形状に構成している限り、円形状に限定されず、矩形状等に構成しても良いし、個数も限定されない。例えば、一対の規制ピン35に代えて、一対の丸孔32cを貫通する単一の規制ピン35で構成しても良い。また、丸孔32cに対する規制ピン35の固定方法は、圧入,融着等でも良いし、規制ピン35の端部に抜け止め部材を装着しても良く、特に限定されない。
The first
第一円筒部32Bに形成された一対の第一長孔32dは、軸芯X方向(作動油の流通方向)に平行に延びている。これら一対の第一長孔32dには、直動部材31の貫通孔部31bに支持される案内ピン34が貫通挿入されている。直動部材31が油圧により移動する前の初期状態では、案内ピン34が一対の第一長孔32dの一端32daに当接しており(図2の状態)、直動部材31が移動した後の移動完了状態では、案内ピン34が一対の第一長孔32dの他端32dbに当接する(図4の状態)。ここで、第一長孔32dの一端32daは、第一底部32Aから遠い側の端部であり、他端32dbは、第一底部32Aから近い側の端部である。図2の初期状態から図4の移動完了状態になるまで、案内ピン34が一対の第一長孔32dの側辺に摺接することにより、直動部材31の移動が案内部材32によって案内されて、直動部材31が案内部材32に対して相対回転することなく、軸芯Xに沿う方向に移動する。
The pair of first
第一円筒部32Bのうち第一底部32Aとは反対側の端部であって丸孔32cよりも第一底部32Aから遠い箇所には、軸芯Xに沿って突出した複数の突起部32e(本実施形態では等間隔に4箇所)が形成されている(図6参照)。これら複数の突起部32eがタイミングチェーンカバーEaに当接し、第一底部32AがエンジンブロックEbの凹部21の底側段部21aと密着することにより、案内部材32の軸芯X方向の移動が規制されている。これら複数の突起部32eの間には、直動部材31の受圧面31aへの作動油の流通を許容する連通路18が形成されている(図1〜図2参照)。
At the end of the first
回動部材33は、案内部材32よりも径方向内側に配置された有底筒状に構成されており、第二底部33Aと、第二底部33Aの外周側から円筒状に延出した第二円筒部33B(第二側壁部の一例)とを有している(図6参照)。これら第二底部33Aと第二円筒部33Bに囲まれた内部空間が第2油路16を構成している。第二底部33Aは、中央に位置する第三孔部33aと第三孔部33aの周囲に位置する複数の第四孔部33b(本実施形態では等間隔に4箇所)とを含んでいる(図3参照)。第三孔部33aの中心は、軸芯X上にあり、複数の第四孔部33bの中心は、夫々軸芯Xから等距離に配置されて同一円周上に位置している。また、本実施形態における夫々の第四孔部33bの孔径は、軸芯Xを通る接線どうしの成す角が45度以上(本実施形態では45度)となるように設定されている。上述したように、規制ピン35の径方向内側に突出した部分が回動部材33の開口端部に当接することにより、案内部材32の第一底部32Aと回動部材33の第二底部33Aとの当接状態が維持されている。また、規制ピン35により回動部材33の開口端部がタイミングチェーンカバーEaから離間しており、この離間した空間によって直動部材31の受圧面31aへの作動油の流通を許容する連通路18が閉塞されない(図2参照)。
The rotating
第三孔部33aおよび第四孔部33bは、夫々円形状に構成されており、第三孔部33aの油路断面積が1つの第四孔部33bの油路断面積よりも小さく設定されている(図3参照)。第三孔部33aは、案内部材32の第一孔部32aと同一の油路断面積および同一の中心位置を有しており、第一孔部32aと第三孔部33aとは常時連通している。また、第四孔部33bは、案内部材32の第二孔部32bと同一の油路断面積を有しており、第四孔部33bの中心は、第二孔部32bの中心に対して同一円周上に位置し、且つ相対位相が45度ずれている。
The
第二円筒部33Bには、延出方向の中央付近に軸芯Xに沿う方向に対して傾斜した一対の第二長孔33dが形成されている(図6参照)。つまり、一対の第二長孔33dは、案内部材32の一対の第一長孔32dに対して傾斜している。これら一対の第二長孔33dには、直動部材31の貫通孔部31bに支持される案内ピン34が貫通挿入されている。
つまり、案内ピン34は、案内部材32および回動部材33を径方向に貫通した状態で直動部材31に固定されている。これにより、直動部材31が油圧により第一長孔32dに沿って直線移動すると、案内ピン34も回転することなく直線移動する。このとき、上述したように、第二長孔33dは第一長孔32dに対して傾斜しているので、案内ピン34が一対の第二長孔33dの側辺(縁部)に摺接した状態で一端32daから他端32dbに向かって移動するに連れて、回動部材33が軸芯Xを中心に回動する。直動部材31が移動する前の初期状態では、案内ピン34が一対の第二長孔33dの一端33daに当接しており(図2の状態、図6参照)、直動部材31が移動した後の移動完了状態では、案内ピン34が一対の第二長孔33dの他端33dbに当接する(図4の状態、図6参照)。このとき、案内部材32の第一長孔32dが軸芯X方向(作動油の流通方向)に平行に延び、回動部材33の第二長孔33dが第一長孔32dに対して傾斜しているので、案内部材32は直動部材31に対して相対回転しない一方、回動部材33は案内部材32および直動部材31に対して相対回転することとなる。
In the second
That is, the
また、本実施形態では、案内ピン34が第二長孔33dの一端33daから他端33dbまで移動するときに回動部材33が軸芯Xを中心に回転する角度は、隣り合う2つの第四孔部33bの中心が軸芯Xに対して成す角度(本実施形態では90度)の半分、つまり45度となるように設定されている。その結果、案内部材32の第一長孔32dに案内されながら、直動部材31に支持された案内ピン34が第二長孔33dの内部を移動すると、図3の状態から図5の状態となる。つまり、直動部材31が移動する前の初期状態では、図3の示すように第一孔部32aと第三孔部33aのみが常時連通し、第二孔部32bと第四孔部33bが連通しない小流量モードである。これは、第一孔部32aと第三孔部33aとが同一の中心位置(軸芯X)且つ同一の油路断面積を有しているので重なり、夫々の第二孔部32bや夫々の第四孔部33bの孔径は、軸芯Xを通る接線どうしの成す角が45度以上に設定され且つ第二孔部32bの中心と第四孔部33bの中心との相対位相が45度ずれているので、第二孔部32bと第四孔部33bとが重ならないためである。
直動部材31が移動している状態では、図3から図5の状態へと移行するように案内部材32の第二孔部32bと回動部材33の第四孔部33bとの連通面積が次第に大きくなる流量漸増モードとなる。直動部材31が移動した後の移動完了状態(回動部材33が案内部材32に対して45度回転した状態)では、図5に示すように全ての孔部32a,32b,33a,33bが完全に連通した大流量モードとなる。
Further, in the present embodiment, when the
In the state where the
このように、直動部材31の貫通孔部31bと案内部材32の第一長孔32dと回動部材33の第二長孔33dとに亘って案内ピン34が配置されており、第二長孔33dが第一長孔32dに対して傾斜しているので、直動部材31の移動に伴って回動部材33が案内部材32に対して相対回転し、第二孔部32bと第四孔部33bとの対向する面積が漸増する。その結果、第一孔部32aと第三孔部33aのみが常時連通する小流量モードと、第一孔部32aと第三孔部33aの連通に加えて第二孔部32bと第四孔部33bとの連通面積が次第に増加して第2油路16を流通する作動油の流量が緩やかに増加する流量漸増モードと、全ての孔部32a,32b,33a,33bが完全に連通した大流量モードとの設定が可能になる。これらのモード設定は、作動油の流通方向に沿って移動する直動部材31の受圧面31aに油圧を作用させることで行われるので、作動油の圧損を小さくして直動部材の応答性を高めることができる。しかも、案内部材32の複数の突起部32eの間や回動部材33の開口端部に形成された連通路18に隣り合う状態で、直動部材31の受圧面31aを設けているので、作動油の圧損が極めて小さくなる。
In this way, the
また、本実施形態では、直動部材31,案内部材32および回動部材33を同じ軸芯X上に配置し、直動部材31の移動に連動して回動部材33を案内部材32に対して相対回転させる構成であるため、第2油路16と同軸方向に流量制御弁Vを配置することが可能となる。その結果、第2油路16に直交する方向に大きな穴加工を行う必要がなく、エンジンブロックEbに形成される第2油路16の穴を拡大するだけで流量制御弁V用の設置スペースを確保することができる。よって、加工コストが低減されると共に、第2油路16の周囲に大きなスペースを必要とせずに設計自由度を高めることができる。しかも、回動部材33の案内部材32に対する相対回転は、各部材31,32,33に孔加工して案内ピン34を挿入するだけで実現されるので、製造が極めて容易である。
Further, in the present embodiment, the
図7には、図1に示すように第2油路16に流量制御弁Vを設置した場合におけるエンジンEの回転数と第1油路15および第2油路16の油圧との関係図が示されている。つまり、上述したように、流量制御弁Vは、作動油の流通方向の下流側に案内部材32の第一底部32Aおよび回動部材33の第二底部33Aを配置し、作動油の流通方向の上流側に直動部材31の受圧面31aを配置している。
FIG. 7 shows the relationship between the rotation speed of the engine E and the flood pressure of the
エンジンEの低回転領域では、オイルポンプ11から吐出される油圧が十分に高まっておらず、直動部材31の受圧面31aに作用する油圧が圧縮コイルスプリングSの付勢力より小さいため、案内部材32の第一孔部32aと回動部材33の第三孔部33aのみが連通している(図2〜図3参照)。その結果、第1油路15に分配される作動油の流量(油圧)が大きく、第2油路16に分配される作動油の流量(油圧)が小さい小流量モードとなる。これによって、エンジン始動時など低回転域では、メインギャラリ2に比べて比較的油圧が必要とされる弁開閉時期制御装置1に対して優先的に油圧を作用させることができる。その結果、弁開閉時期制御装置1の最適な位相制御が迅速に実行され、燃費を向上させることができる。
In the low rotation region of the engine E, the oil pressure discharged from the
エンジンEの中回転領域では、直動部材31の受圧面31aに作用する油圧が圧縮コイルスプリングSの付勢力より大きくなり、第二孔部32bと第四孔部33bとの連通面積が次第に増加する流量漸増モードとなる(図3から図5の状態に次第に移行する)。これにより、弁開閉時期制御装置1に対して必要とされる油圧を確保しながら、第2油路16に分配される作動油の流量を次第に増加させ、メインギャラリ2で必要とされる油圧を確保することができる。
In the medium rotation region of the engine E, the flood pressure acting on the
エンジンEの高回転領域では、直動部材31の移動が完了することにより、案内ピン34が案内部材32の第一長孔32dの他端32dbおよび回動部材33の第二長孔33dの他端33dbに当接し、全ての孔部32a,32b,33a,33bが連通した大流量モードとなる(図4〜図5参照)。これにより、エンジンEの回転数が高まるに連れて、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15やメインギャラリ2に連通する第2油路16に供給される作動油の流量(油圧)が共に増加する。そして、エンジンEの回転数が所定回転数以上となり、オイルポンプ11から吐出される油圧が十分に高まるとリリーフバルブ13が開弁し、それ以上弁開閉時期制御装置1やメインギャラリ2に供給される作動油の油圧は上昇しない。
In the high rotation region of the engine E, when the movement of the
図8〜図9には、上述した第一実施形態と基本構成が同一の流量制御弁Vを第1油路15に配置した第二実施形態が示されている。本実施形態では、流量制御弁VがシリンダヘッドカバーEcとタイミングチェーンカバーEaとの合わせ面20に形成された凹部21に収容されている。なお、以下では、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15に第二実施形態における流量制御弁Vを配置する例を示すが、弁開閉時期制御装置1,ピストンジェット4およびターボチャージャ3の少なくとも1つに連通する油路に第二実施形態における流量制御弁Vを設けても良い。つまり、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15に加えて、ピストンジェット4に連通する油路に第二実施形態における流量制御弁Vを設けても良く、特に限定されない。
8 to 9 show a second embodiment in which the flow control valve V having the same basic configuration as the first embodiment described above is arranged in the
図8に示すように、第二実施形態では、第一実施形態と比べて、作動油の流通方向の上流側に案内部材32の第一底部32Aおよび回動部材33の第二底部33Aを配置し、作動油の流通方向の下流側に直動部材31の受圧面31aを配置した点が異なる。つまり、受圧面31aには、流量制御弁Vを通過した後の第1油路15の油圧が作用する。また、直動部材31が移動する前の初期状態では、図5および図8に示すように全ての孔部32a,32b,33a,33bが連通した大流量モードとなり、直動部材31が移動した後の移動完了状態では、図3に示すように第一孔部32aおよび第三孔部33aのみ連通した小流量モードとなるように、第二孔部32bの中心と第四孔部33bの中心との相対位相が設定されている点が第一実施形態と異なっている。
As shown in FIG. 8, in the second embodiment, the
本実施形態では、図9に示すように、エンジンEの低回転領域では、オイルポンプ11から吐出される油圧が十分に高まっておらず、直動部材31の受圧面31aに作用する油圧が圧縮コイルスプリングSの付勢力より小さいため、全ての孔部32a,32b,33a,33bが連通した大流量モード(図5参照)となっている。その結果、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15やメインギャラリ2に連通する第2油路16に供給される作動油の油圧が共に増加する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, in the low rotation region of the engine E, the flood pressure discharged from the
エンジンEの中回転領域では、直動部材31の受圧面31aに作用する油圧が圧縮コイルスプリングSの付勢力より大きくなり、第二孔部32bと第四孔部33bとの連通面積が次第に減少して油圧勾配が緩やかになる油圧勾配低下モードとなる(図5から図3の状態に次第に移行する)。これにより、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15の油圧の上昇勾配を減少させつつ、メインギャラリ2に連通する第2油路16の油圧を大きな上昇勾配で増加させるので、弁開閉時期制御装置1に供給する油圧を確保しつつメインギャラリ2で必要とされる油圧を確保することができる。なお、圧縮コイルスプリングSの付勢力,第二孔部32bと第四孔部33bとの連通面積,作動油の油圧との関係によっては、油圧勾配低下モードで、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15の油圧が略一定となることも有り得る。
In the medium rotation region of the engine E, the flood pressure acting on the
エンジンEの高回転領域では、直動部材31の移動が完了することにより、案内ピン34が案内部材32の第一長孔32dの他端32dbおよび回動部材33の第二長孔33dの他端33dbに当接し、案内部材32の第一孔部32aと回動部材33の第三孔部33aのみが連通する小流量モードとなる(図3参照)。これにより、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15の油圧を略一定に維持しつつ、メインギャラリ2に連通する第2油路16の油圧を大きな上昇勾配で増加させるので、メインギャラリ2で必要とされる油圧を確保することができる。そして、エンジン回転数が所定回転数以上となり、オイルポンプ11から吐出される油圧が十分に高まるとリリーフバルブ13が開弁し、それ以上弁開閉時期制御装置1やメインギャラリ2に供給される作動油の油圧は上昇しない。
In the high rotation region of the engine E, when the movement of the
図10〜図11には、上述した第一実施形態および第二実施形態と基本構成が同一の流量制御弁Vを第1油路15および第2油路16に配置した第三実施形態が示されている。
本実施形態は、第一実施形態と第二実施形態とを組み合わせている。以下の説明では、第一実施形態と同様の流量制御弁Vを第一の流量制御弁V1とし、第二実施形態と同様の流量制御弁Vを第二の流量制御弁V2として説明する。なお、以下では、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15に第二の流量制御弁V2を配置する例を示すが、弁開閉時期制御装置1,ピストンジェット4およびターボチャージャ3の少なくとも1つに連通する油路に第二の流量制御弁V2を設けても良い。つまり、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15に加えて、ピストンジェット4に連通する油路に第二の流量制御弁V2を設けても良く、特に限定されない。
10 to 11 show a third embodiment in which the flow control valves V having the same basic configuration as those of the first and second embodiments described above are arranged in the
This embodiment is a combination of the first embodiment and the second embodiment. In the following description, the flow rate control valve V similar to that of the first embodiment will be referred to as the first flow rate control valve V1, and the flow rate control valve V similar to that of the second embodiment will be referred to as the second flow rate control valve V2. In the following, an example in which the second flow rate control valve V2 is arranged in the
図11に示すように、エンジンEの低回転領域では、オイルポンプ11から吐出される油圧が十分に高まっておらず、直動部材31の受圧面31aに作用する油圧が圧縮コイルスプリングSの付勢力より小さい。このため、第一の流量制御弁V1では、案内部材32の第一孔部32aと回動部材33の第三孔部33aのみが連通する小流量モードとなっている(図2〜図3参照)。一方、第二の流量制御弁V2では、全ての孔部32a,32b,33a,33bが連通した大流量モード(図5参照)となっている。その結果、第1油路15に分配される油量(油圧)が大きく、第2油路16に分配される油量(油圧)が小さくなる。これによって、エンジン始動時など低回転域では、メインギャラリ2に比べて比較的油圧が必要とされる弁開閉時期制御装置1に対して優先的に油圧を作用させることができる。
As shown in FIG. 11, in the low rotation region of the engine E, the oil pressure discharged from the
エンジンEの中回転領域では、直動部材31の受圧面31aに作用する油圧が圧縮コイルスプリングSの付勢力より大きくなる。このため、第一の流量制御弁V1では、第二孔部32bと第四孔部33bとの連通面積が次第に増加する流量漸増モードとなり、第二の流量制御弁V2では、第二孔部32bと第四孔部33bとの連通面積が次第に減少して油圧勾配が緩やかになる油圧勾配低下モードとなる。これにより、メインギャラリ2に連通する第2油路16の油圧を次第に増加させつつ、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15の油圧の上昇勾配を減少させ、メインギャラリ2で必要とされる油圧を確保することができる。
In the medium rotation region of the engine E, the flood pressure acting on the
エンジンEの高回転領域では、直動部材31の移動が完了することにより、案内ピン34が案内部材32の第一長孔32dの他端32dbおよび回動部材33の第二長孔33dの他端33dbに当接する。このため、第一の流量制御弁V1では、全ての孔部32a,32b,33a,33bが連通した大流量モードとなり(図4〜図5参照)、第二の流量制御弁V2では、案内部材32の第一孔部32aと回動部材33の第三孔部33aのみが連通する小流量モードとなる(図3参照)。これにより、弁開閉時期制御装置1に連通する第1油路15の油圧を略一定に維持しつつ、メインギャラリ2に連通する第2油路16の油圧を大きな上昇勾配で増加させるので、メインギャラリ2で必要とされる油圧を確保することができる。そして、エンジン回転数が所定回転数以上となり、オイルポンプ11から吐出される油圧が十分に高まるとリリーフバルブ13が開弁し、それ以上弁開閉時期制御装置1やメインギャラリ2に供給される作動油の油圧は上昇しない。
In the high rotation region of the engine E, when the movement of the
[その他の実施形態]
(1)上述した実施形態では、案内部材32の第一底部32Aおよび回動部材33の第二底部33Aに形成した第二孔部32bおよび第四孔部33bを丸孔で構成したが、図12に示すように、中心側に頂点を有する三角孔で構成しても良い。このとき、各三角孔の中心角を、(360度/第二孔部32bおよび第四孔部33bの合計孔数)以上に設定する。この場合、第一底部32Aおよび第二底部33Aに対する第二孔部32bおよび第四孔部33bの占有面積を有効に確保できるので、流量制御弁Vの小型化が図られる。なお、孔部32a,32b,33a,33bの形状や数量は特に限定されず、必要油圧に応じて適宜設計すれば良い。例えば、第二孔部32bおよび第四孔部33bを三角孔ではなく扇形状の孔に設定すると、第一底部32Aおよび第二底部33Aに対する第二孔部32bおよび第四孔部33bの占有面積をさらに有効に確保することができる。
[Other Embodiments]
(1) In the above-described embodiment, the
(2)上述した実施形態における直動部材31,案内部材32,回動部材33の配置は、直動部材31の移動により回動部材33が案内部材32に対して相対回転可能に構成されている限り、特に限定されない。例えば、図13に示すように、径方向外側から径方向内側に向かって、案内部材32,直動部材31,回動部材33をこの順で配置しても良い。
この場合、直動部材31の受圧面31aは、筒状部31Bの開口端部に形成された環状端面で構成される。このような配置であれば、案内部材32の外周面をエンジンブロックEbの凹部21の内周面に密着させることが可能となるので、シール性を高めることができる。その他の作用効果は、上述した実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。
(2) In the arrangement of the
In this case, the
(3)案内ピン34が挿入される貫通孔部31b,第一長孔32d,第二長孔33dの個数や配置は特に限定されない。また、第一長孔32dを、軸芯X方向に対し第二長孔33dの傾斜方向と反対方向に傾斜させても良い。この場合、第一長孔32dや第二長孔33dの孔長を短縮することができる。
(3) The number and arrangement of the through
(4)直動部材31,案内部材32および回動部材33の少なくとも何れか1つの軸芯Xをずらして配置しても良い。
(4) At least one of the
(5)上述した実施形態では第一孔部32aや第三孔部33aを、第一底部32Aや第二底部33Aの中央に配置したが、第一底部32Aや第二底部33Aの外周側に環状に形成しても良い。
(5) In the above-described embodiment, the
(6)上述した実施形態において、小流量モードであるときに第二孔部32bおよび第四孔部33bが僅かに連通するように孔径や相対位相が設定されていても良いし、大流量モードであるときに第二孔部32bおよび第四孔部33bの一部が連通するように孔径や相対位相が設定されていても良い。
(6) In the above-described embodiment, the hole diameter and relative phase may be set so that the
(7)上述した実施形態では、流量制御弁Vを作動油供給装置10に組み込んだ例を示したが、冷却水を循環させる経路に流量制御弁Vを設置しても良い。
(7) In the above-described embodiment, the flow rate control valve V is incorporated in the hydraulic
本発明は、流体圧により開度を変更して流量を制御する流量制御弁に利用可能である。 The present invention can be used for a flow rate control valve that controls the flow rate by changing the opening degree according to the fluid pressure.
1 弁開閉時期制御装置
2 メインギャラリ
3 ターボチャージャ
4 ピストンジェット
11 オイルポンプ
14 共通油路
15 第1油路
16 第2油路
18 連通路
20 合わせ面
21 凹部
31 直動部材
31A 鍔状部
31B 筒状部(延出部)
31a 受圧面
31b 貫通孔部
32 案内部材
32A 第一底部
32B 第一円筒部(第一側壁部)
32a 第一孔部
32b 第二孔部
32d 第一長孔
33 回動部材
33A 第二底部
33B 第二円筒部(第二側壁部)
33a 第三孔部
33b 第四孔部
33d 第二長孔
34 案内ピン(ピン状部材)
E エンジン
Ea タイミングチェーンカバー(カバー)
Eb エンジンブロック(ハウジング)
S 圧縮コイルスプリング(付勢部材)
V 流量制御弁
V1 第一の流量制御弁
V2 第二の流量制御弁
X 軸芯
1 Valve opening / closing
31a
32a
33a
E Engine Ea Timing Chain Cover (Cover)
Eb engine block (housing)
S compression coil spring (biasing member)
V Flow control valve V1 First flow control valve V2 Second flow control valve X Shaft core
Claims (9)
前記圧力に対抗して前記直動部材を付勢する付勢部材と、
第一孔部と第二孔部とを含む第一底部を有し、前記直動部材の移動を案内する有底筒状の案内部材と、
第三孔部と第四孔部とを含む第二底部を有し、前記直動部材の移動に連動して前記案内部材に対して相対回転する有底筒状の回動部材と、を備え、
前記第一孔部と前記第三孔部とが常時連通した状態で前記第一底部と前記第二底部とが当接しており、
前記第二孔部と前記第四孔部とは、前記回動部材の前記案内部材に対する相対回転により連通面積が変更可能に構成されている流量制御弁。 A linear motion member having a pressure receiving surface on which the pressure of the fluid acts and being movable along the flow direction of the fluid by the pressure acting on the pressure receiving surface.
An urging member that urges the linear motion member against the pressure, and
A bottomed tubular guide member having a first bottom portion including a first hole portion and a second hole portion and guiding the movement of the linear motion member,
It has a second bottom portion including a third hole portion and a fourth hole portion, and includes a bottomed tubular rotating member that rotates relative to the guide member in conjunction with the movement of the linear motion member. ,
The first bottom portion and the second bottom portion are in contact with each other in a state where the first hole portion and the third hole portion are always in communication with each other.
The second hole portion and the fourth hole portion are flow control valves configured such that the communication area can be changed by the relative rotation of the rotating member with respect to the guide member.
前記案内部材における前記第一底部から延出した第一側壁部には、前記流通方向に沿う第一長孔が形成されており、
前記回動部材における前記第二底部から延出した第二側壁部には、前記第一長孔に対して傾斜した第二長孔が形成されており、
前記貫通孔部と前記第一長孔と前記第二長孔とに亘って配置され、前記貫通孔部に支持されたピン状部材を備え、
前記直動部材の移動により、前記ピン状部材が前記第二長孔の縁部に当接しながら移動して前記回動部材が前記案内部材に対して相対回転する請求項1に記載の流量制御弁。 The linear motion member has an annular flange-shaped portion including the pressure receiving surface and an extending portion extending from the flange-shaped portion, and a through hole portion is formed in the extending portion.
A first elongated hole along the flow direction is formed in the first side wall portion extending from the first bottom portion of the guide member.
A second elongated hole inclined with respect to the first elongated hole is formed in the second side wall portion extending from the second bottom portion of the rotating member.
A pin-shaped member arranged over the through hole portion, the first elongated hole, and the second elongated hole and supported by the through hole portion is provided.
The flow rate control according to claim 1, wherein the pin-shaped member moves while abutting on the edge of the second elongated hole due to the movement of the linear motion member, and the rotating member rotates relative to the guide member. valve.
前記案内部材の前記端部には、前記受圧面への前記流体の流通を許容する連通路が形成されている請求項1又は2に記載の流量制御弁。 The linear motion member, the guide member, and the rotating member are all cylindrical and arranged on the same axis, and the pressure receiving surface is adjacent to the guide member and the end portion of the rotating member. In the state, it is arranged radially outside the guide member and the rotating member.
The flow rate control valve according to claim 1 or 2, wherein a communication passage that allows the flow of the fluid to the pressure receiving surface is formed at the end of the guide member.
前記直動部材が移動する前の初期状態では、前記第一孔部および前記第三孔部のみが連通しており、前記直動部材の移動に伴って、前記第二孔部および前記第四孔部の連通を開始し、前記直動部材の移動が完了した移動完了状態では、前記第二孔部および前記第四孔部が完全に連通する請求項1から4のいずれか一項に記載の流量制御弁。 The pressure receiving surface is arranged on the upstream side in the distribution direction, and the first bottom portion and the second bottom portion are arranged on the downstream side in the distribution direction.
In the initial state before the linear motion member moves, only the first hole portion and the third hole portion communicate with each other, and as the linear motion member moves, the second hole portion and the fourth hole portion are in communication with each other. 6. Flow control valve.
前記直動部材が移動する前の初期状態では、前記第二孔部および前記第四孔部が完全に連通しており、前記直動部材の移動に伴って、前記第二孔部および前記第四孔部の連通面積が次第に減少し、前記直動部材の移動が完了した移動完了状態では、前記第一孔部および前記第三孔部のみが連通する請求項1から4のいずれか一項に記載の流量制御弁。 The pressure receiving surface is arranged on the downstream side in the distribution direction, and the first bottom portion and the second bottom portion are arranged on the upstream side in the distribution direction.
In the initial state before the linear motion member moves, the second hole portion and the fourth hole portion are completely in communication with each other, and as the linear motion member moves, the second hole portion and the fourth hole portion are in perfect communication with each other. Any one of claims 1 to 4 in which the communication area of the four holes gradually decreases and only the first hole and the third hole communicate with each other in the movement completed state in which the linear motion member has been moved. The flow control valve described in.
エンジンの回転数に応じて駆動するオイルポンプと、
前記オイルポンプからの作動油が供給される共通油路と、
前記共通油路から分岐して弁開閉時期制御装置、ターボチャージャおよびピストンジェットの少なくとも1つに連通する第1油路と、
前記共通油路から分岐してメインギャラリに連通する第2油路と、を備え、
前記流量制御弁は、前記第2油路に設けられている作動油供給装置。 A hydraulic oil supply device including the flow control valve according to claim 5.
An oil pump that drives according to the engine speed,
A common oil passage to which hydraulic oil is supplied from the oil pump, and
A first oil passage that branches off from the common oil passage and communicates with at least one of a valve opening / closing timing controller, a turbocharger, and a piston jet.
A second oil channel that branches off from the common oil channel and communicates with the main gallery is provided.
The flow rate control valve is a hydraulic oil supply device provided in the second oil passage.
エンジンの回転数に応じて駆動するオイルポンプと、
前記オイルポンプからの作動油が供給される共通油路と、
前記共通油路から分岐して弁開閉時期制御装置、ターボチャージャおよびピストンジェットの少なくとも1つに連通する第1油路と、
前記共通油路から分岐してメインギャラリに連通する第2油路と、を備え、
前記流量制御弁は、前記第1油路に設けられている作動油供給装置。 A hydraulic oil supply device including the flow control valve according to claim 6.
An oil pump that drives according to the engine speed,
A common oil passage to which hydraulic oil is supplied from the oil pump, and
A first oil passage that branches off from the common oil passage and communicates with at least one of a valve opening / closing timing controller, a turbocharger, and a piston jet.
A second oil channel that branches off from the common oil channel and communicates with the main gallery is provided.
The flow rate control valve is a hydraulic oil supply device provided in the first oil passage.
エンジンの回転数に応じて駆動するオイルポンプと、
前記オイルポンプからの作動油が供給される共通油路と、
前記共通油路から分岐して弁開閉時期制御装置、ターボチャージャおよびピストンジェットの少なくとも1つに連通する第1油路と、
前記共通油路から分岐してメインギャラリに連通する第2油路と、を備え、
前記第一の流量制御弁は、前記第2油路に設けられており、
前記第二の流量制御弁は、前記第1油路に設けられている作動油供給装置。 The flow rate control valve according to claim 5 is a first flow rate control valve, the flow rate control valve according to claim 6 is a second flow rate control valve, and the first flow rate control valve and the second flow rate control. A hydraulic oil supply device equipped with a valve
An oil pump that drives according to the engine speed,
A common oil passage to which hydraulic oil is supplied from the oil pump, and
A first oil passage that branches off from the common oil passage and communicates with at least one of a valve opening / closing timing controller, a turbocharger, and a piston jet.
A second oil channel that branches off from the common oil channel and communicates with the main gallery is provided.
The first flow control valve is provided in the second oil passage, and is provided.
The second flow rate control valve is a hydraulic oil supply device provided in the first oil passage.
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