JP7114204B2 - Relief valve - Google Patents
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Description
本発明は、リリーフバルブに関する。特に、車両用の内燃機関の内部潤滑及びこれに付随する各種液圧装置に作動液圧を供給する潤滑油系統に組み込まれるものに関する。 The present invention relates to relief valves. More particularly, it relates to a lubricating oil system that supplies working hydraulic pressure to internal lubrication of an internal combustion engine for a vehicle and to various hydraulic devices associated therewith.
車両用内燃機関では、オイルパン(オイルタンク)に貯留された潤滑油をオイルポンプにより圧送して機関各部の潤滑を行う。同時に、可変バルブタイミング機構やチェーンテンショナ等の液圧装置に対しても、これを作動させるための作動液圧として潤滑油を供給している。オイルポンプは、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の供与を受けて回転し、潤滑油を吸込み吐出する。 2. Description of the Related Art In a vehicle internal combustion engine, lubricating oil stored in an oil pan (oil tank) is pumped by an oil pump to lubricate various parts of the engine. At the same time, the lubricating oil is supplied as working hydraulic pressure for actuating hydraulic devices such as a variable valve timing mechanism and a chain tensioner. The oil pump rotates by receiving rotational driving force from the crankshaft of the internal combustion engine, and sucks and discharges lubricating oil.
一般に、液圧回路には、安全弁としてリリーフバルブが組み込まれる。周知の通り、リリーフバルブは、回路内の流体の圧力が所定のセット圧(リリーフ圧)を超えて過剰となった場合に開弁し、高圧液の一部を逃がして回路内の流体の圧力をセット圧以下に抑制する働きをする。 In general, a hydraulic circuit incorporates a relief valve as a safety valve. As is well known, a relief valve opens when the pressure of the fluid in the circuit exceeds a predetermined set pressure (relief pressure) and releases part of the high-pressure liquid to relieve the pressure of the fluid in the circuit. is suppressed below the set pressure.
車載の潤滑油系統では、エンジン回転数によらず、少なくとも可変バルブタイミング機構等を作動させるのに十分な作動液圧力が必要である。オイルポンプの能力は、この必要な作動液圧力を常時供給できるように設計されている。加えて、エンジン回転数の高い運転領域では、機関の焼き付きを防止するべく、潤滑油系統を流れる潤滑油をさらに高圧化し、より多くの量の潤滑油を機関各部に供給することが求められる。 A vehicle-mounted lubricating oil system requires at least sufficient hydraulic fluid pressure to operate a variable valve timing mechanism and the like, regardless of the engine speed. The capacity of the oil pump is designed to provide this required hydraulic fluid pressure at all times. In addition, in the operating region where the engine speed is high, it is required to further increase the pressure of the lubricating oil flowing through the lubricating oil system and supply a larger amount of lubricating oil to each part of the engine in order to prevent engine seizure.
単純なリリーフバルブでは、セット圧は一意に定まる。そのセット圧を高回転の運転領域において要求される圧力に設定すると、低中回転の運転領域においてオイルポンプが不必要に高い圧力で潤滑油を圧送し続けることとなり、機械的損失につながる。このような損失を低減するべく、高回転時に要求される高いセット圧と、低中回転時に要求される低いセット圧との二段階のセット圧をもつリリーフバルブを採用することが考えられる。 A simple relief valve has a unique set pressure. If the set pressure is set to the pressure required in the high speed operating region, the oil pump will continue to pump lubricating oil at an unnecessarily high pressure in the low to medium speed operating region, leading to mechanical loss. In order to reduce such loss, it is conceivable to employ a relief valve having two stages of set pressure, a high set pressure required at high rotation and a low set pressure required at low to medium rotation.
既知のスプール式のリリーフバルブ(例えば、下記特許文献を参照)では、スプール弁体を包有するスリーブの周壁に複数のドレンポートを穿ち設け、低中回転時に一段目のドレンポートのみを開き、高回転時に一段目のドレンポートとともに二段目ドレンポートを開くように構成している。 In a known spool-type relief valve (see, for example, the following patent document), a plurality of drain ports are provided on the peripheral wall of a sleeve that contains a spool valve body, and only the drain port at the first stage is opened at low and medium speeds, and high It is configured to open the second stage drain port together with the first stage drain port during rotation.
従来のリリーフバルブのドレンポートは、スリーブの軸心方向、即ちスプール弁体が摺動し進退する方向に対して直交する方向にスリーブの周壁を貫いて形成してある。それ故、スプール弁体が変位してそのランドがドレンポートを開通させる瞬間に、ドレンポートに急激に流体が流れ込み、流量の急変が起こる。この流量の急変は、異音を発生させる原因となり得る。 The drain port of the conventional relief valve is formed through the peripheral wall of the sleeve in the axial direction of the sleeve, that is, in the direction perpendicular to the direction in which the spool valve body slides and advances and retreats. Therefore, at the moment when the spool valve body is displaced and the land opens the drain port, the fluid abruptly flows into the drain port, causing a sudden change in the flow rate. This sudden change in flow rate can cause abnormal noise.
しかも、リリーフバルブのスプール弁体は、回路内の流体の圧力の変動を受けて常に動いており、その動きが大きくなって意図せずドレンポート(特に、一段目のドレンポート)が開き、異音が生じてそれがユーザに知覚されることがあった。 Moreover, the spool valve element of the relief valve is constantly moving due to fluctuations in the pressure of the fluid in the circuit. A sound could be produced and perceived by the user.
以上の問題に着目してなされた本発明は、リリーフバルブのスプール弁体の動きによって異音が発生することを抑制ないし回避しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which has been made in view of the above problems, is intended to suppress or avoid abnormal noise caused by movement of a spool valve element of a relief valve.
本発明では、筒状をなすスリーブと、前記スリーブ内で流体の圧力を受けてスリーブに対し相対的に当該スリーブの軸心方向に沿って摺動し進退するスプール弁体と、前記スリーブの一端側に開通し流体を導入する導入ポートと、前記スリーブの周壁を当該スリーブの軸心方向に直交しない斜め方向に、当該スリーブの内周側から外周側に向かうにつれて前記導入ポートから遠ざかるように貫通しており、余剰の流体を逃がす一段目のドレンポートと、前記スリーブの周壁における前記一段目のドレンポートよりも前記導入ポートから離れた箇所を貫通しており、余剰の流体を逃がす二段目のドレンポートと、前記スプール弁体を前記ドレンポートの開度を縮小させる方向に弾性付勢するスプリングとを具備するリリーフバルブを構成した。 In the present invention, a sleeve having a cylindrical shape, a spool valve body that receives fluid pressure in the sleeve and slides relative to the sleeve along the axial direction of the sleeve to advance and retreat, and one end of the sleeve. an introduction port that is open to the side and introduces a fluid, and penetrates the peripheral wall of the sleeve in an oblique direction that is not orthogonal to the axial direction of the sleeve so as to move away from the introduction port as it goes from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the sleeve. A first-stage drain port for releasing excess fluid and a second- stage drain port for releasing excess fluid penetrate through a portion of the peripheral wall of the sleeve that is farther from the introduction port than the first-stage drain port. and a spring that elastically biases the spool valve body in a direction to reduce the opening of the drain port.
前記一段目のドレンポートの、周壁の内周面に現れる開口は、その開口の当該スリーブの軸心方向に平行な方向の内寸がその方向に対し垂直な方向の内寸よりも大きいオーバル状をなすことがある。 The first-stage drain port has an opening that appears on the inner peripheral surface of the peripheral wall, and has an oval shape in which the inner dimension of the opening in the direction parallel to the axial direction of the sleeve is larger than the inner dimension in the direction perpendicular to that direction. can be made .
本発明によれば、リリーフバルブのスプール弁体の動きによって異音が発生することを抑制ないし回避できる。 According to the present invention, it is possible to suppress or avoid abnormal noise caused by movement of the spool valve body of the relief valve.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態のリリーフバルブ1及びその適用対象となる車載内燃機関の潤滑油系統の液圧回路を示す。オイルポンプ7は、オイルパン8に貯留されている流体たる潤滑油を吸引して吐出する。このオイルポンプ7は、例えばトロコイド形の既知の液圧ポンプであり、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の供与を受け、クランクシャフトに従動して回転する。オイルポンプ7による潤滑油の吐出圧力及び吐出流量は、原則として、エンジン回転数が高まるほど大きくなる。
One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
オイルポンプ7が吐出する潤滑油は、内燃機関のカムシャフト周り等の高負荷の潤滑部9や、クランクシャフト周り、ピストン外周(シリンダボア内周)等の低負荷の潤滑部9を潤滑する目的で供給される。のみならず、クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相差を調節する可変バルブタイミング機構や、クランクシャフトとカムシャフトとの間で動力伝達を行うタイミングチェーンの張力を調整するチェーンテンショナ等といった液圧装置0にも、作動液圧として供給される。
The lubricating oil discharged by the
液圧回路に組み込むリリーフバルブ1は、オイルポンプ7から潤滑部9及び液圧装置0に向けて圧送される潤滑油の圧力を所望のセット圧に調圧する役割を担う。オイルポンプ7は、例えば、内燃機関のタイミングチェーンやチェーンテンショナ等を覆うフロントカバー(タイミングチェーンカバー、チェーンケース)に組み付けられる。そして、図2に示すように、リリーフバルブ1は、フロントカバーに対し固定されてオイルポンプ7を被覆するオイルポンプカバー5に設けられる。
The
オイルポンプカバーの内面には、オイルポンプ7の吸込口61に面するオイルポンプ室に面する領域51と、オイルポンプ7の吐出口62に面するオイルポンプ室に面する領域52と、それら領域51、52を隔てる隔壁53とを備えている。その上で、吐出口62側の液圧を導入する導入ポート21と、吐出口62側の液圧の一部を吸込口61側に還流させて逃がす一段目のドレンポート(リリーフ通路)22と、吐出口62側の液圧の一部を吸込口61側に還流させて逃がす二段目のドレンポート23とを形成してある。
The inner surface of the oil pump cover has a
潤滑油系統では、エンジン回転数によらず、少なくとも可変バルブタイミング機構等を作動させるのに十分な液圧力が必要である。オイルポンプ7の能力は、この液圧力を常時供給できるように設計されている。加えて、エンジン回転数の高い運転領域では、機関の焼き付きを防止するべく、潤滑油系統を流れる潤滑油をさらに高圧化し、多量の潤滑油を潤滑部9に供給することが求められている。
The lubricating oil system requires sufficient hydraulic pressure to operate at least the variable valve timing mechanism and the like regardless of the engine speed. The capacity of the
上述の要請に応えるべく、本実施形態のリリーフバルブ1は、低中回転の運転領域において可変バルブタイミング機構等の液圧装置0を作動させるのに必要十分な低位のセット圧と、高回転の運転領域において潤滑部9を確実に潤滑できるような高位のセット圧との、二段階のセット圧を持つ。
In order to meet the above requirements, the
図1及び図3に示しているように、本実施形態のリリーフバルブ1は、筒状をなすスリーブ2と、スリーブ2内で当該スリーブの軸心A方向に沿って摺動し進退するスプール弁体3と、スリーブ2の周壁を貫通している複数のドレンポート22、23と、スプール弁体3をドレンポート22、23の開度を縮小させる方向に弾性付勢するスプリング4とを具備する。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
スリーブ2は、その内周が略円筒状をなし、その一端側に導入ポート21が開通している。導入ポート21からは、オイルポンプ7が吐出し、液圧回路を流動する高圧の潤滑油が流入する。その潤滑油の圧力は、スプール弁体3をドレンポート22、23の開度を拡大させる方向に押圧する。
The inner periphery of the
ドレンポート22、23はそれぞれ、オイルポンプ7の上流、またはオイルパン8に至る流下路に接続する。
The
スプール弁体3は、その外周がスリーブ2の内周に当接ないし極近接する略円筒状をなすランドを有し、そのランドによってドレンポート22、23を閉鎖する役割を担う。そして、スプール弁体3の軸心A方向に沿った進退動作を通じて、ドレンポート22、23の開度が拡縮する。
The
導入ポート21からスリーブ2内に導入される潤滑油の圧力、即ちオイルポンプ7の吐出圧力が増大するほど、スプール弁体3が、スプリング4の発揮する弾性付勢力に抗して、図1に示す初期位置(つまりは、導入ポート21)から離反するように変位する。導入ポート21から導入される潤滑油の圧力が低位のセット圧を超えると、図3に示しているように、リリーフバルブ1において閉じていた一段目のドレンポート22が開き、余剰の潤滑油が導入ポート21から一段目のドレンポート22を通じてオイルポンプ7の上流またはオイルパン8に至る流下路に逃がされる。これにより、低中回転の運転領域にあって、内燃機関の潤滑部9及び液圧装置0に供給する潤滑油圧を低位のセット圧近傍に制御する。
As the pressure of the lubricating oil introduced into the
導入ポートから導入される潤滑油の圧力が高位のセット圧未満であるときには、二段目のドレンポートは閉じたままである。だが、その潤滑油の圧力が高位のセット圧を超えると、リリーフバルブ1において既に開いている一段目のドレンポート22とともに閉じていた二段目のドレンポート23までもが開き、余剰の潤滑油が導入ポート21から一段目のドレンポート22及び二段目のドレンポート23の双方を通じてオイルポンプ7の上流またはオイルパン8に至る流下路に逃がされるようになる。
The second stage drain port remains closed when the pressure of the lubricating oil introduced through the inlet port is below the higher set pressure. However, when the pressure of the lubricating oil exceeds the high set pressure, the already open first
しかして、本実施形態のリリーフバルブ1では、図3に示しているように、一段目のドレンポート22を、スリーブ2の周壁を当該スリーブ2の軸心A方向に直交しない斜めに傾斜した軸B方向に貫通させて形成している。これにより、スリーブ2の周壁の内周面に現れるドレンポート22の開口の形状がオーバル状(長円状、楕円状、長孔状等)となる。その開口の軸心A方向に平行な方向の内寸は、同方向に対して垂直な方向の内寸よりも大きくなる。
Thus, in the
従って、スプール弁体3が初期位置から変位して閉じていた一段目のドレンポート22を開くときに、導入ポート21から導入される潤滑油の圧力の増加量に対する一段目のドレンポート21の開口面積の拡大量が、従来のリリーフバルブと比較してより小さくなり(拡大が緩やかとなり)、一段目のドレンポート22を通じた潤滑油の流量の急変が抑制されるようになる。結果、スプール弁体3の動きによって異音が発生することを好適に抑制ないし回避できる。
Therefore, when the
加えて、潤滑油の流量及び圧力の急変が抑制されることは、各種液圧装置0の制御の応答性や精度を向上させ、さらにはオイルポンプ7による潤滑油の吐出量を不必要に増大させないことにも繋がる。これらは何れも、内燃機関の燃費性能の良化に寄与し得る。
In addition, suppressing sudden changes in the flow rate and pressure of the lubricating oil improves the responsiveness and accuracy of the control of the various
二段目のドレンポート23については、スリーブ2の周壁を当該スリーブ2の軸心A方向に直交する方向に貫通させて形成してよい。
The second-
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments detailed above. The specific configuration of each part can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
1…リリーフバルブ
2…スリーブ
21…導入ポート
22…一段目のドレンポート
23…二段目のドレンポート
3…スプール弁体
4…スプリング
5…オイルポンプカバー
A…スリーブの軸心方向
B…スリーブの軸心方向に直交しない斜め方向
1...
22 First-
Claims (2)
前記スリーブ内で流体の圧力を受けてスリーブに対し相対的に当該スリーブの軸心方向に沿って摺動し進退するスプール弁体と、
前記スリーブの一端側に開通し流体を導入する導入ポートと、
前記スリーブの周壁を当該スリーブの軸心方向に直交しない斜め方向に、当該スリーブの内周側から外周側に向かうにつれて前記導入ポートから遠ざかるように貫通しており、余剰の流体を逃がす一段目のドレンポートと、
前記スリーブの周壁における前記一段目のドレンポートよりも前記導入ポートから離れた箇所を貫通しており、余剰の流体を逃がす二段目のドレンポートと、
前記スプール弁体を前記ドレンポートの開度を縮小させる方向に弾性付勢するスプリングと
を具備するリリーフバルブ。 a cylindrical sleeve;
a spool valve body that receives fluid pressure in the sleeve and slides relative to the sleeve along the axial direction of the sleeve to advance and retreat;
an introduction port that opens at one end of the sleeve and introduces a fluid;
The peripheral wall of the sleeve is penetrated in an oblique direction that is not perpendicular to the axial direction of the sleeve so as to move away from the introduction port as it goes from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the sleeve, and the first stage that allows excess fluid to escape. a drain port;
a second-stage drain port penetrating through a portion of the peripheral wall of the sleeve that is farther from the introduction port than the first-stage drain port and that allows excess fluid to escape;
and a spring that elastically biases the spool valve body in a direction to reduce the opening of the drain port.
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