JP6976871B2 - 可変リリーフバルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、開弁圧を調整可能な可変リリーフバルブ装置に関する。

エンジンは、各駆動部を潤滑するため、エンジンの底部に配設されたオイルパンに貯留されたオイルがオイル循環回路を循環してこれら各駆動部に供給されるように構成されている。

オイル循環回路には、オイルパンに貯留されたオイルを圧送するためのオイルポンプが介装されており、このオイルポンプは、通常はエンジンにより駆動される。オイルポンプはエンジン回転速度に比例してオイルを吐出することになり、エンジン回転速度が低速であるときにはオイルポンプの吐出量は少なく、エンジン回転速度が高速になるほどオイルポンプの吐出量は多くなる。

エンジン回転速度が高速になるほどオイル循環回路内での圧力は高くなるため、オイル循環回路にはオイルが高圧になると開弁してオイルの一部をオイルパンに戻すためのリリーフバルブが設けられており、近年では、エンジン回転速度に応じて開弁圧を調整可能なリリーフバルブ装置も開発され採用されている（特許文献１）。

開弁圧を調整可能なリリーフバルブ装置によれば、例えばエンジンが低速回転域、中速回転域、高速回転域の何れであっても、オイルを適正な圧力でエンジンの各駆動部へ供給することが可能である。

特開２０１７−３６８３０号公報

上記特許文献１に開示されたリリーフバルブ装置では、ハウジング内を摺動する弁体は、順に第１の弁部、当該第１の弁部よりも外径の大きな第２の弁部及び第３弁部の３つの弁部からなり、第２の弁部と第３弁部との間を通り抜けるようにしてオイルの主通路が形成され、第１の弁部に高圧のオイルが作用することで弁体が開弁作動して主通路からオイルの一部がオイルパンに戻される一方、第２の弁部の主通路とは反対側の受圧面にオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）により調圧されたオイルが作用することで弁体の開弁圧を調整可能に構成されている。

ここで、オイルコントロールバルブにより調圧されて第２の弁部を押圧するオイルは、圧力室からオリフィスを介して常時オイルパンに戻すように構成されている。このようにオリフィスがオイルコントロールバルブから圧力室に供給されたオイルを常にオイルパンに戻すように構成されていると、オイルコントロールバルブからオイルを供給すると同時にオイルの一部がオリフィスを経て排出されることになり、圧力室内のオイルの圧力を十分に上げることができず、故に第２の弁部を十分に押圧できず、開弁圧の下げ幅が減少するとともに、応答性よく開弁圧を調整できないという問題がある。

また、上述のように第２の弁部と第３弁部との間を通り抜けるようにしてオイルの主通路が形成されており、弁体の軸部をも考慮して主通路の通路容積を確保すべくハウジングを大きくする必要があり、オイル通路設計の自由度が制限されるという問題もある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成にして応答性よく開弁圧を調整可能な可変リリーフバルブ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の可変リリーフバルブ装置は、先端が第１受圧面をなす第１の弁部と第１の弁部側に第１受圧面第１の弁部よりも受圧面積の大きな第２受圧面を有した大径の第２の弁部とが同軸にして軸方向に離間して形成された弁体と、内部を弁体が軸方向で摺動し、内周面が第１の弁部及び第２の弁部のそれぞれの摺動範囲で各外径に対応した内径となるよう段部を有して２段に形成されるとともに第１の弁部と第２の弁部との間に段部を跨いで圧力室が形成され、弁体の第１受圧面側が流体通路に開口するシリンダと、弁体を流体通路側に付勢するようシリンダ内に設けられたスプリングと、シリンダのうち第１の弁部の摺動する部分に開口して設けられ、弁体が第１受圧面で流体通路を流れる流体の圧力を受けることによりスプリングの付勢力に抗してシリンダ内を摺動することで開弁する弁孔と、弁孔と連通するリリーフ通路と、一端が圧力室に開口するとともに他端が流体通路に開口する第１連通路と、第１連通路から分岐してリリーフ通路に開口する第２連通路と、第１連通路と第２連通路との分岐部に介装され、流体通路と圧力室との連通と圧力室とリリーフ通路との連通とを切り換えることの可能な切換弁と、を備えて構成される。

好ましくは、流体はオイルであり、切換弁は分岐部にスプール弁部が介装された電磁式のオイルコントロールバルブであって、オイルコントロールバルブは、印加する駆動電圧の周期に対する時間割合であるデューティ比を可変させてスプール弁部のスプールの作動位置を制御することにより、流体通路から圧力室に供給されるオイルの流量を調節するのがよい。

好ましくは、弁体とオイルコントロールバルブのスプール弁部とは、互いに軸線が平行となるように配設されてなるのがよい。

本発明の可変リリーフバルブ装置によれば、弁体を第１の弁部と当該第１の弁部よりも受圧面積の大きな第２受圧面を有した大径の第２の弁部で構成し、弁体の先端である第１の弁部の第１受圧面を流体通路の流体で押圧するようにしてスプリングの付勢力に抗して弁体をシリンダ内で摺動させて第１の弁部で弁孔を開弁し、流体の一部をリリーフ通路に排出させる一方、切換弁を切り換えて流体通路の流体の一部を第１連通路を介して第１の弁部と第２の弁部の間の圧力室に供給して第２の弁部の第２受圧面を押圧するようにしている。これにより、弁体とシリンダとを簡易に構成しつつ、第２受圧面の押圧力で上記第１受圧面の押圧力をアシストするようにでき、弁体の開弁圧を変更可能である。

そして、第１の弁部と第２の弁部の間の圧力室は、上記特許文献１に開示される構成と異なり、供給された流体が常時排出されるようにはなっていないため、圧力室に供給された流体は、弁体とシリンダとの間の微小隙間から多少の流体洩れはあるものの、殆ど全量が即座に第２受圧面を押圧することになり、弁体の開弁圧を応答性よく変更することができる。

また、上記特許文献１に開示されるような流体をシリンダの中央部を通過させつつ流体の一部を排出する構造とは異なり、弁体の先端側の第１の弁部で弁孔を開閉して流体通路を流れる流体をリリーフ通路に排出させるので、流体通路の流路径をシリンダの直径よりも小さくしたり、或いは流量を確保するためにシリンダの直径を大きくしたりすることもなく、流体通路からシリンダに流体を導入する通路や第１連通路及び第２連通路を自由に設定することができる。

本発明の可変リリーフバルブ装置が用いられるエンジンのオイル循環システムの概略構成図である。 本発明に係る可変リリーフバルブ装置の断面図であって、併せて弁体の作動を説明する図である。 開弁圧が調整されている状態を示す可変リリーフバルブ装置の断面図である。 エンジン回転速度Ｎeとオイル循環回路を流れるオイルの圧力Ｐとの関係を示す図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の可変リリーフバルブ装置が用いられるエンジンのオイル循環システムの概略構成図である。

内燃機関であるエンジン１には、各駆動部を潤滑するため、流体の一つとして潤滑油であるエンジンオイル（以下、単にオイルという）が各駆動部に供給されており、エンジン１の底部には各駆動部を経て滴下するオイルを貯留するオイルパン２が配設されている。

実線矢印で示すように、オイルは、オイルパン２から流体通路であるオイル循環回路４を通りエンジン１の上部に設けられたメインギャラリ６に循環している。
オイル循環回路４には、オイルパン２側から順に、ろ過機能を有するオイルストレーナ８、オイルを圧送するためのオイルポンプ１０、オイルフィルタ１４及び本発明に係る可変リリーフバルブ装置１６が介装されている。

オイルポンプ１０は、エンジン１の駆動力によって回転作動してオイルを圧送するポンプであり、エンジン１の回転速度に応じてオイルの吐出量及び吐出圧が変化するよう構成されている。なお、オイルポンプ１０の吐出口の近傍には、エンジン１の回転速度が上昇した際に過度に高圧のオイル圧がオイル循環回路４内に発生することを防止するため、リリーフバルブ１２が安全弁として設けられている。リリーフバルブ１２は、開弁圧が第１の所定圧に設定されており、オイルポンプ１０の吐出圧が第１の所定圧に達すると開弁してオイルの一部を破線矢印で示すようにオイルポンプ１０の上流側でオイル循環回路４に戻すよう構成されている。

可変リリーフバルブ装置１６は、開弁圧を変更可能なリリーフバルブである。可変リリーフバルブ装置１６は、例えば、上記リリーフバルブ１２の開弁圧である第１の所定圧以下の範囲において、オイルポンプ１０の吐出圧にかかわらず、可変リリーフバルブ装置１６の開弁圧を変更可能である。可変リリーフバルブ装置１６の開弁圧を変更することで、エンジン１の各駆動部を潤滑するオイルの圧力を低下させることが可能である。

図２には、本発明に係る可変リリーフバルブ装置１６の断面図が示されており、以下、可変リリーフバルブ装置１６の構成について説明する。
可変リリーフバルブ装置１６には、断面円形の弁体２０と弁体２０を軸方向で摺動可能に収容する円筒状のシリンダ３０とが設けられている。シリンダ３０の一端には、オイル循環回路４に向けて流入通路３１が延び、当該流入通路３１はオイル循環回路４に開口している。

弁体２０は、軸部２１を挟んで同軸且つ軸方向に離間して第１の弁部２２と第２の弁部２６とを有している。第１の弁部２２は、先端に流入通路３１から流入するオイルの圧力を受ける第１受圧面２３を有し、第２の弁部２６は、第１の弁部２２よりも大径にして第１受圧面２３よりも受圧面積の広い第２受圧面２７を有している。また、弁体２０の後端側には、シリンダ３０の内部に収容されるようにしてスプリング２８が配設されている。スプリング２８の一端は第２受圧面２７の背部で弁体２０と当接し、他端はシリンダ３０の底壁３２に当接しており、弁体２０は、スプリング２８によって流入通路３１側に向けて付勢されている。

シリンダ３０は、内周面が弁体２０の第１の弁部２２の外径に対応する内径の小径部３４と第２の弁部２６の外径に対応する内径の大径部３６の２段で構成されており、小径部３４と大径部３６の間には段部３５が形成されている。段部３５はテーパ部３５ａと周縁部３５ｂとを含み、周縁部３５ｂは、スプリング２８によって付勢される弁体２０の流入通路３１側への移動を規制する機能を有している。

シリンダ３０と並列にしてリリーフ通路４０が延びており、リリーフ通路４０は、図１中に破線矢印で示すように、オイルパン２に連通している。シリンダ３０の小径部３４とリリーフ通路４０とは、弁孔４２によって連通している。弁孔４２は、シリンダ３０の小径部３４に開口しており、弁体２０がシリンダ３０内を往復動して第１の弁部２２が小径部３４を移動することによって開閉する。即ち、第１の弁部２２の第１受圧面２３を押圧するオイルの圧力による力がスプリング２８の付勢力よりも十分に小さいときには、弁体２０はスプリング２８によって流入通路３１側に向けて付勢されているため、弁孔４２は第１の弁部２２によって閉じられる。これにより、オイル循環回路４を流れるオイルがリリーフ通路４０へ流れることはない。一方、第１の弁部２２の第１受圧面２３を押圧するオイルの圧力による力がスプリング２８の付勢力よりも大きくなると、弁体２０は、二点鎖線で示すようにスプリング２８の付勢力に抗して底壁３２側に向けて移動し、弁孔４２は開かれる。これにより、オイル循環回路４を流れるオイルの一部は、二点鎖線で示すように流入通路３１から弁孔４２を通ってリリーフ通路４０へ排出される。

シリンダ３０内の第１の弁部２２と第２の弁部２６との間に段部３５を跨いで形成された閉空間は、第２の弁部２６の第２受圧面２７に圧力を作用させるためのオイルを貯留する圧力室３８を構成しており、圧力室３８にオイル通路５０が開口している。また、オイル通路５２がオイル循環回路４に開口し、オイル通路５４がリリーフ通路４０に開口している。オイル通路５２はオイル通路５０と連通し、これらオイル通路５０とオイル通路５２とが第１連通路として機能する。また、オイル通路５４はオイル通路５０から分岐して第２連通路として機能する。

オイル通路５０とオイル通路５４との分岐部には切換弁として電磁式のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）６０が介装されている。オイルコントロールバルブ６０は、スプール弁部６１と電磁ユニット６５で構成され、スプール弁部６１がオイル通路５０とオイル通路５４との分岐部に位置されている。スプール弁部６１はスリーブ６２とスリーブ６２内を摺動するスプール６３とで構成されている。スリーブ６２は、オイル通路５２に開口する弁孔６２ａとオイル通路５０に開口する弁孔６２ｂを外周面に有し、オイル通路５４に開口する弁孔６２ｃを先端部に有している。また、スプール６３には、周方向に溝６３ａが形成され、先端部６３ｂには凹部６３ｃが形成されている。そして、スリーブ６２の弁孔６２ｃの周縁部とスプール６３の凹部６３ｃとの間にはスプール６３を電磁ユニット６５側に付勢するスプリング６４が配設されている。これにより、オイルコントロールバルブ６０は、スプール６３を電磁ユニット６５によってスリーブ６２内で突没作動させ、弁孔６２ａ及び弁孔６２ｂに対する溝６３ａの位置と弁孔６２ｂに対する先端部６３ｂの位置とを変えることで、オイル通路５０とオイル通路５２との連通とオイル通路５０とオイル通路５４との連通との切り換えが可能である。

また、オイルコントロールバルブ６０のスプール弁部６１と弁体２０とは、互いの軸線が平行になるように配設されている。
オイルコントロールバルブ６０は、電磁ユニット６５がコネクタ６６を介してコントロールユニット１００に電気的に接続されている。

電磁ユニット６５を非通電としてオイルコントロールバルブ６０をオフ（ＯＦＦ）にすると、スプール６３はスプリング６４の付勢力によって電磁ユニット６５側に押圧されて先端部６３ｂが弁孔６２ｂを開くように位置し、オイル通路５０とオイル通路５２との流通を遮断する一方、オイル通路５０とオイル通路５４とを連通させる。これにより、オイル循環回路４と圧力室３８との流通が遮断される一方、圧力室３８に供給されたオイルがオイル通路５４を経てリリーフ通路４０に排出可能とされる。
上記図２は、このようにオイルコントロールバルブ６０をオフ（ＯＦＦ）とした状態を示す。

一方、電磁ユニット６５に通電してオイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）にすると、オイルコントロールバルブ６０は、スプリング６４の付勢力に抗して弁孔６２ａと弁孔６２ｂとが溝６３ａを介して連通するようにスプール６３を作動させ、オイル通路５０とオイル通路５２とを連通させる一方、オイル通路５０とオイル通路５４との流通を遮断する。これにより、圧力室３８とリリーフ通路４０との連通が遮断される一方、オイル循環回路４と圧力室３８とが連通し、オイル循環回路４からオイル通路５２及びオイル通路５０を経て圧力室３８へオイルが供給される。

図３には、このようにオイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）としてオイル循環回路４と圧力室３８とを連通し、圧力室３８にオイルが供給された状態の可変リリーフバルブ装置の断面図が示されている。

オイル通路５０とオイル通路５２とを連通させるようにスプール６３が作動すると、圧力室３８にオイル循環回路４からオイルが供給され、オイルの圧力が第１受圧面２３の裏側の軸部２１周りの面と第２受圧面２７とに作用する。このとき、第２の弁部２６は第１の弁部２２よりも大径であるとともに段部３５にはテーパ部３５ａが形成されていることから、オイルの圧力は第１受圧面２３の裏側の軸部２１周りの面と第２受圧面２７との面積差分だけ第２受圧面２７側に多く作用し、第２受圧面２７側に押圧力が発生する。即ち、オイルは矢印で示すようにスプリング２８の付勢力に抗して弁体２０を底壁３２側に押圧するように第２受圧面２７に作用し、第１受圧面２３に作用するオイルの押圧力に加えて第２受圧面２７に作用するオイルの押圧力が弁体２０に作用する。これにより、第２受圧面２７に作用するオイルの押圧力が第１の弁部２２の第１受圧面２３に作用するオイル循環回路４のオイルの押圧力をアシストすることになる。故に、弁体２０がスプリング２８の付勢力に抗して底壁３２側に向けて移動し易くなり、弁孔４２が開弁し易くなる。即ち、弁体２０の開弁圧が低くなるように変更される。

また、オイルコントロールバルブ６０は、所謂デューティ制御が可能である。即ち、オイルコントロールバルブ６０は、コントロールユニット１００からの指令によって電磁ユニット６５に印加する駆動電圧の周期に対する時間割合であるデューティ比を０％〜１００％まで可変させ、スプール６３の作動位置を制御可能である。なお、デューティ比が０％の場合とはオイルコントロールバルブ６０がオフ（ＯＦＦ）の場合に相当し、デューティ比が１００％の場合とはオイルコントロールバルブ６０がオン（ＯＮ）の場合に相当する。これにより、オイル通路５０とオイル通路５２との連通の度合いを調整し、オイル循環回路４からオイル通路５２及びオイル通路５０を経て圧力室３８に供給されるオイルの流量を適宜調節することが可能である。

以下、このように構成された本発明に係る可変リリーフバルブ装置の作用及び効果について説明する。
エンジン１の回転速度が低回転域にあり、オイルポンプ１０の吐出圧が小さくオイル循環回路４を流れるオイルの圧力が小さい場合には、オイルコントロールバルブ６０はオフ（ＯＦＦ）としてオイル循環回路４から圧力室３８に供給されるオイルの流通を停止する。これにより、第２受圧面２７に作用するオイルの押圧力が無くなり、弁孔４２は開き難くなる。このとき、弁体２０はスプリング２８の付勢力により図２に実線で示すように位置し、オイル循環回路４を流れるオイルは、オイル循環回路４からリリーフ通路４０へ排出されることがなく、故に圧力が下がらず、十分にオイル循環回路４からエンジン１の各駆動部に循環可能となる。

エンジン１の回転速度が徐々に上昇し、例えばエンジン１及び本発明に係る可変リリーフバルブ装置を搭載した車両が平坦な道を一定速度で走っている場合など、エンジン１の負荷が小さい任意の回転速度Ｎe1になると、オイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）としてオイル通路５０とオイル通路５２とを連通し、オイル循環回路４から圧力室３８にオイルを供給する。

これにより、オイル循環回路４から圧力室３８にオイルが供給され、第２受圧面２７に作用するオイルの押圧力によって第１の弁部２２の第１受圧面２３に作用するオイル循環回路４のオイルの押圧力が徐々にアシストされ、弁体２０の開弁圧が低下する。

エンジン１の回転速度が小さいときには、オイル循環回路４のオイルの圧力は低いため、第２受圧面２７に作用するオイルの押圧力と第１の弁部２２の第１受圧面２３に作用するオイルの押圧力との和も小さく、弁体２０は弁孔４２を開く位置までは到達しない。即ち、エンジン１の回転速度が小さくオイル循環回路４のオイルの圧力が低いときには、オイルコントロールバルブ６０がオン（ＯＮ）であっても、オイルはオイル循環回路４からリリーフ通路４０へ排出されることなく、故に圧力が下がらず、十分にオイル循環回路４からエンジン１の各駆動部に循環可能である。

エンジン１の回転速度が比較的大きく、オイル循環回路４のオイルの圧力が比較的高いときには、第２受圧面２７に作用するオイルの押圧力と第１の弁部２２の第１受圧面２３に作用するオイルの押圧力との和も大きく、弁体２０は、図３に示すように弁孔４２を開く位置まで到達し、スプリング２８の付勢力に抗して開弁する。弁体２０が開弁すると、オイル循環回路４を流れるオイルの一部が弁孔４２からリリーフ通路４０へ排出され、オイル循環回路４を流れるオイルの圧力が抑制される。

エンジン１の回転速度が再び任意の回転速度Ｎe1になると、オイルコントロールバルブ６０はオフ（ＯＦＦ）とされる。これにより、スプール６３がスプリング６４の付勢力により戻され、オイル通路５０とオイル通路５４とが連通し、圧力室３８に供給されたオイルのうちスプリング２８の付勢力によって戻される弁体２０の移動に伴う圧力室３８の容積変化分のオイルがオイル通路５４を経てリリーフ通路４０に排出される。

図４には、オイルコントロールバルブ６０を例えば任意の回転速度Ｎe1でオン（ＯＮ）として弁体２０の開弁圧を変更する場合のエンジン回転速度Ｎeとオイル循環回路４を流れるオイルの圧力Ｐとの関係が示されている。実線（ＯＣＶ ＯＮ）がオイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）とする場合の関係を示し、破線（ＯＣＶ ＯＦＦ）はオイルコントロールバルブ６０をオフ（ＯＦＦ）として圧力室３８にオイルを供給せず、弁体２０の開弁圧を変更しない場合の関係を示す。図中、実線と破線との分岐点はエンジン１の回転速度Ｎeが小さい段階でオイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）とした場合において弁体２０が開弁する回転速度Ｎeを示している。この分岐点の回転速度Ｎeは、エンジン１の仕様、走行状況、オイルの温度等に応じて適宜規定されるが、エンジン１がディーゼルエンジンである場合には、例えば１０００rpm程度である。

このように、オイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）として弁体２０の開弁圧を低下させることにより、エンジン１の低回転域から中回転域にかけて、オイル循環回路４を流れるオイルの一部をリリーフ通路４０へ排出させ、オイル循環回路４を流れるオイルの圧力Ｐを低下させることができる。従って、エンジン回転速度にかかわらずオイル循環回路４を流れるオイルの圧力Ｐをほぼ一定に制御することが可能である。

ここでは、任意の回転速度Ｎe1として例えば車両が平坦な道を一定速度で走っておりエンジン１の負荷が小さい場合の回転速度Ｎeを想定し、オイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）するようにしているが、オイルコントロールバルブ６０をオフ（ＯＦＦ）からオン（ＯＮ）にする任意の回転速度Ｎe1はこれに限られるものではなく、図４中に矢印で示すように、自由に選定可能である。

なお、オイルコントロールバルブ６０は、デューティ制御が可能であることから、例えば、エンジン１の回転速度Ｎeが回転速度Ｎe1に達したときにデューティ比を一旦１００％とし、その後デューティ比が小さくなるようにオイルコントロールバルブ６０をデューティ制御するようにしてもよい。これにより、スプール６３は一旦作動すると作動位置を維持するためにそれほど大きな推力を必要としないことから、デューティ比を小さくしてもスプール６３の作動位置を保持でき、電磁ユニット６５に印加する駆動電圧を抑え、省電力化を図ることが可能である。

また、ここでは、エンジン１の回転速度Ｎeが任意の回転速度Ｎe1に達するとオイルコントロールバルブ６０をオン（ＯＮ）、即ちデューティ比が１００％となるようにオイルコントロールバルブ６０を制御しているが、他の実施形態として、必要に応じて０％から１００％の範囲でデューティ比を適宜選択してオイルコントロールバルブ６０をデューティ制御するようにしてもよい。即ち、オイルコントロールバルブ６０により圧力室３８に供給されるオイルの流量を調節して第２の弁部２６の第２受圧面２７に作用するオイルの圧力を調整し、弁体２０の開弁圧を必要に応じて適宜変更するようにしてもよい。これにより、エンジン回転速度Ｎeとオイル循環回路４を流れるオイルの圧力Ｐとの関係を例えば図４中の実線と破線との間の矢印で示す範囲内で適宜調整可能である。なお、図４中の矢印で示す実線と破線との間隔、即ち開弁圧の変更幅に対応するオイルの圧力差は、第２受圧面２７の受圧面積の調整により適宜設定可能である。

以上説明したように、本発明に係る可変リリーフバルブ装置では、弁体２０を第１の弁部２２と当該第１の弁部２２よりも受圧面積の大きな第２受圧面２７を有した大径の第２の弁部２６で構成し、弁体２０の先端である第１の弁部２２の第１受圧面２３をオイル循環回路４を流れる流体で押圧してスプリング２８の付勢力に抗して弁体２０をシリンダ３０内で摺動させることにより第１の弁部２２で弁孔４２を開弁し、流体の一部をリリーフ通路４０に排出させる一方、オイルコントロールバルブ６０によりオイル循環回路４の流体の一部をオイル通路５０を介して第１の弁部２２と第２の弁部２６の間の圧力室３８に供給して第２の弁部２６の第２受圧面２７を押圧するようにしている。これにより、弁体２０とシリンダ３０とを簡易に構成しつつ、第２受圧面２７に作用する押圧力で第１受圧面２３に作用する押圧力をアシストするようにでき、弁体２０の開弁圧を低下させ、オイル循環回路４を流れるオイルの圧力を余剰な圧力を低下させて適正な圧力にすることができる。従って、オイル循環回路４のオイルの圧力を最低限の圧力に抑えるようにでき、オイルポンプ１０の駆動トルクを小さくしてエンジン１の燃費の向上を図ることが可能である。

また、シリンダ３０内の第１の弁部２２と第２の弁部２６との間に形成された圧力室３８は、オイル通路５０のみと連通している。即ち、圧力室３８は、オイルパンに常時連通するようには構成されていない。これより、オイル通路５０から圧力室３８にオイルが流入すると、弁体２０とシリンダ３０との間の微小隙間から多少のオイル洩れはあるものの、オイルの圧力は即座に第２の弁部２６の第２受圧面２７に作用して第１の弁部２２の第１受圧面２３に作用するオイル循環回路４のオイルの押圧力をアシスト可能となり、応答性よく弁体２０の開弁圧を変更可能である。

特に、オイルコントロールバルブ６０はデューティ制御が可能であるので、デューティ比を適宜選択してオイルコントロールバルブ６０をデューティ制御することにより、圧力室３８に供給される流体の流量をきめ細かく調節でき、弁体２０の開弁圧を必要に応じて自在に変更可能である。これにより、オイル循環回路４のオイルの圧力をエンジンの回転速度や負荷に応じた最適な圧力に調整することができ、エンジン１の省燃費化を図ることが可能である。

また、弁体２０の先端側の第１の弁部２２で弁孔４２を開閉し、オイル循環回路４のオイルの一部をリリーフ通路４０に排出するようにしている。即ち、オイル循環回路４のオイルがシリンダ３０の中央部を通過しつつ一部が排出されるような構造を有していない。これより、例えばオイル循環回路４のオイルがシリンダの中央部を通過するように構成する場合には、オイル循環回路４の流路径をシリンダ３０の直径よりも小さくしなければならずオイル循環回路４を流れるオイルの流量が制限される、或いは流量を確保するためにシリンダ３０の直径を大きくしなければならないといった制約があるが、オイル循環回路４がこのような制約を受けることもなく、流入通路３１やオイル通路５０、オイル通路５２及びオイル通路５４を自由に設定でき、オイル通路設計の自由度が向上する。

従って、上述したように、オイルコントロールバルブ６０のスプール弁部６１と弁体２０とを互いに軸線が平行となるように配置させることが可能であり、これにより可変リリーフバルブ装置を例えば図２の紙面垂直方向で薄く構成することが可能である。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、切換弁としてオイルコントロールバルブ６０を採用したが、切換弁はオイル通路５０とオイル通路５２との連通、即ちオイル循環回路４と圧力室３８との連通と、オイル通路５０とオイル通路５４との連通、即ち圧力室３８とリリーフ通路４０との連通との切り換えが可能であればよく、例えば三方弁等であってもよい。

また、上記実施形態では、オイルコントロールバルブ６０のスプール弁部６１と弁体２０とを互いに軸線が平行となるように配置させているが、これに限られるものではない。

また、上記実施形態では、可変リリーフバルブ装置がエンジン１のオイル循環回路４に介装され、流体がオイルである場合を例に説明したが、流体はオイルに限られるものではない。

４ オイル循環回路（流体通路）
１６ 可変リリーフバルブ装置
２０ 弁体
２２ 第１の弁部
２３ 第１受圧面
２６ 第２の弁部
２７ 第２受圧面
２８ スプリング
３０ シリンダ
３５ 段部
３８ 圧力室
４０ リリーフ通路
４２ 弁孔
５０、５２ オイル通路（第１連通路）
５４ オイル通路（第２連通路）
６０ オイルコントロールバルブ（切換弁）
６１ スプール弁部
６３ スプール

Claims (3)

1. 先端が第１受圧面をなす第１の弁部と該第１の弁部側に該第１の弁部よりも受圧面積の大きな第２受圧面を有した大径の第２の弁部とが同軸にして軸方向に離間して形成された弁体と、
   内部を前記弁体が前記軸方向で摺動し、内周面が前記第１の弁部及び前記第２の弁部のそれぞれの摺動範囲で各外径に対応した内径となるよう段部を有して２段に形成されるとともに前記第１の弁部と前記第２の弁部との間に該段部を跨いで圧力室が形成され、前記弁体の前記第１受圧面側が流体通路に開口するシリンダと、
   前記弁体を前記流体通路側に付勢するよう前記シリンダ内に設けられたスプリングと、
   前記シリンダのうち前記第１の弁部の摺動する部分に開口して設けられ、前記弁体が前記第１受圧面で前記流体通路を流れる流体の圧力を受けることにより前記スプリングの付勢力に抗して前記シリンダ内を摺動することで開弁する弁孔と、
   前記弁孔と連通するリリーフ通路と、
   一端が前記圧力室に開口するとともに他端が前記流体通路に開口する第１連通路と、
   前記第１連通路から分岐して前記リリーフ通路に開口する第２連通路と、
   前記第１連通路と前記第２連通路との分岐部に介装され、前記流体通路と前記圧力室との連通と前記圧力室と前記リリーフ通路との連通とを切り換え可能な切換弁と、
   を備えた可変リリーフバルブ装置。
2. 前記流体はオイルであり、前記切換弁は前記分岐部にスプール弁部が介装された電磁式のオイルコントロールバルブであって、
   前記オイルコントロールバルブは、印加する駆動電圧の周期に対する時間割合であるデューティ比を可変させて前記スプール弁部のスプールの作動位置を制御することにより、前記流体通路から前記圧力室に供給される前記オイルの流量を調節する、請求項１に記載の可変リリーフバルブ装置。
3. 前記弁体と前記オイルコントロールバルブの前記スプール弁部とは、互いに軸線が平行となるように配設されてなる、請求項２に記載の可変リリーフバルブ装置。

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