WO2014203766A1

WO2014203766A1 - 弁構造

Info

Publication number: WO2014203766A1
Application number: PCT/JP2014/065301
Authority: WO
Inventors: 淳一宮島; 正人井筒; 貴俊渡邊
Original assignee: 株式会社山田製作所
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2014-12-24
Also published as: JP2015025551A; JP5650861B1

Abstract

　弁体５と、一端側に流入流路１２Ａが形成された弁体通路１１に流出孔２Ａと、背圧逃し孔３と、ハンチング防止孔４とを有する弁ハウジングＡ1と、弁体５を弁体通路１１の流入流路１２Ａ側に付勢する弾性部材６とからなること。ハンチング防止孔４は流出孔２Ａと背圧逃し孔３との間に位置すること。エンジンの低回転数域では弁体５は流出孔２Ａを閉じると共にハンチング防止孔４は開き、中回転数域及び高回転数域では弁体５は流出孔２Ａを開くと共にハンチング防止孔４を閉じ状態としてなること。

Description

弁構造

　本発明は、車両用エンジン等のオイルポンプを含むオイル回路において、弁が作動するときに、生じるハンチング現象を極めて簡単な構成にて抑制することができる弁構造に関する。

　自動車のエンジンに潤滑油を供給するオイルポンプには、圧力制御を行うためのリリーフ弁装置や、可変容量タイプのオイルポンプに対して油路切替制御を行う油路切替弁装置が装着されている。まず、リリーフ弁構造は、オイルポンプ内で供給オイルが高圧となったときに、機器に悪影響を与えないためにオイルを別のルートに逃がして、オイルの圧力を一定以下に維持するものである。

　このリリーフ弁構造において、リリーフが開始された直後に、ハンチングが生じることがある。特に、エンジンの中回転数域から高回転数域に変化した直後の領域で、オイルポンプのリリーフ弁がハンチング動作を行うことが多い。ハンチングが起きると、油圧が激しく増減し、弁体が特に軸方向に激しく振動する。

　図１１はこの状況をグラフに示したものである。これによれば、中回転数域の中期から後期に亘って、激しく振動している。そして、ハンチングにより、オイル回路に配置された部品が激しく振動し、これによって大きな異音が発生するといった不具合が生じる。また、油路切替弁装置についても、油路切替弁が作動して、油路が切り替わるときにハンチングが発生する。これによって、油路切替弁の下流側の部位や部品が激しく振動し、大きな異音が発生するという同様の課題が存在する。

特開２００１－２６３０２６号公報

　ハンチングを防止する手段としては、リリーフ弁或いは油路切替弁に備わっているコイルバネ等のスプリングのバネ定数を変えたり、リリーフ弁或いは油路切替弁の弁の重量を変えたりすることによって、リリーフ弁或いは油路切替弁の共振点をずらすことがある。このような手段では、特性の異なる種々のオイルポンプやリリーフ弁装置又は油路切替弁装置に対して、リリーフ弁或いは油路切替弁や、これらに装着されるスプリング等の部品に、適正なものを用意しなければならない。したがって、部品の共通化ができず、多品種少量生産となり、コストが上昇する等の欠点がある。

　また、特許文献１に開示されているようにリリーフ弁回りの機構自体にダンパー機構を具備したものが存在する。この特許文献１では、リリーフ弁或いは油路切替弁の背圧室側と、オイルポンプの吸入側とを温度感応部材により開閉する弁部材を配し、低温時にこの弁部材を開とし、低温時のリリーフ弁装置或いは油路切替弁装置の弁体のダンピング作用を解消させる手段が開示されている。そして、弁部材が通路を閉じているときは、オリフィスを介して背圧室をオイルポンプの吸入側に連通させ、ダンピング効果を得ている。

　このように、高温時にはダンピング効果が存在し、リリーフ弁装置或いは油路切替弁装置がハンチングを起こすことは無くなるものと思われるが、オイルが低温時にはダンピング効果が解消されるため、リリーフ弁装置或いは油路切替弁装置がハンチングを起こすおそれがある。

　また、特許文献１では、温度感応部材を必要とするため、コストが高く、また仮に温度感応部材が故障して弁部材が開のままとなった場合は、ダンピング効果を得ることが叶わなくなるものである。そこで、本発明の目的（解決しようとする技術的課題）は、極めて、簡単な構造にて、リリーフ弁装置或いは油路切替弁装置における弁体のハンチングを抑制することにある。

　請求項１の発明では、弁体と、一端側に流入流路が形成された弁体通路に流出孔と、背圧逃し孔と、ハンチング防止孔とを有する弁ハウジングと、前記弁体を前記弁体通路の前記流入流路側に付勢する弾性部材とからなり、前記ハンチング防止孔は前記流出孔と前記背圧逃し孔との間に位置し、エンジンの低回転数域では前記弁体は前記流出孔を閉じると共に前記ハンチング防止孔は開き、中回転数域及び高回転数域では前記弁体は前記流出孔を開くと共に前記ハンチング防止孔を閉じ状態としてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。

　請求項２の発明では、弁体と、一端側に流入流路が形成された弁体通路に流出孔と、背圧逃し孔と、ハンチング防止孔とを有する弁ハウジングと、前記弁体を前記弁体通路の前記流入流路側に付勢する弾性部材とからなり、前記ハンチング防止孔は前記流出孔と前記背圧逃し孔との間に位置し、前記弁体の軸方向有効長さは、前記流入流路の流入開口の位置から前記ハンチング防止孔までの最小距離及び前記流出孔と前記ハンチング防止孔までの最大距離よりも短く形成され、且つ前記流出孔と前記ハンチング防止孔までの最小距離よりも長く形成されてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。

　請求項３の発明では、弁体と、一端側に流入流路が形成された弁体通路に流出孔と、背圧逃し孔と、ハンチング防止孔とを有する弁ハウジングと、前記弁体を前記弁体通路の前記流入流路側に付勢する弾性部材とからなり、前記ハンチング防止孔は前記流出孔と前記背圧逃し孔との間に位置し、前記弁体が前記流入流路の流入開口の周囲に当接状態で前記流入流路及び流出孔を閉じ状態とすると共に、前記ハンチング防止孔は開き状態とし、前記弁体が前記流入流路から離間することによって前記流出孔の開き状態と共に前記ハンチング防止孔の閉じ状態となり、前記背圧逃し孔は常時開き状態としてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。

　請求項４の発明では、請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記ハンチング防止孔は、前記弁体通路の軸方向に沿って配列された複数の孔にて構成されてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記ハンチング防止孔は前記弁体通路に沿う細長孔としてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。

　請求項６の発明を、請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記ハンチング防止孔と前記背圧逃し孔とは細長孔状に一体形成されてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。請求項７の発明を、請求項１，２，３，４，５又は６の何れか１項の記載において、前記流出孔と前記ハンチング防止孔とは、前記弁ハウジング外部にて連通する構成としてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。

　請求項８の発明を、請求項１，２，３，４，５，６又は７の何れか１項の記載において、前記弁体は、リリーフ弁とし、前記流入流路は前記弁体をリリーフ移動させるリリーフ流路とし、前記流出孔はリリーフ流出孔としたリリーフ動作を行う弁構造としたことにより、上記課題を解決した。

　請求項９の発明を、請求項１，２，３，４，５，６又は７の何れか１項の記載において、前記弁体は、第１大径部と第２大径部と前記第１大径部と前記第２大径部との間に位置する細径軸部とからなり、前記流入流路は前記油路切替弁を切替移動させる切替流路とし、前記流出孔は切替排出孔とし、該切替排出孔と前記ハンチング防止孔との間に第１切替流出孔と第２切替流出孔と、前記第１切替流出孔と前記第２切替流出孔との間に位置する切替流入孔が形成され、前記第１切替流出孔は前記第１大径部にて開閉され、前記第２切替流出孔は前記第２大径部にて開閉されてなる弁構造としたことにより、上記課題を解決した。

　請求項１の発明では、エンジンの低回転数域では弁体は前記流出孔を閉じると共に前記ハンチング防止孔は開き、中回転数域及び高回転数域では前記弁体は前記流出孔を開くと共に前記ハンチング防止孔を閉じ状態としたことにより、中回転数域及び高回転数域において、弁体よりも後方側の弁体通路内のオイル又は空気の抵抗力を増加させることにより、ハンチングによる弁体の共振を抑制することができる。

　弁体が弁体通路を後方側に移動し、流出孔を開くと共にハンチング防止孔を閉じ、これによって、弁体よりも後方側の弁体通路のオイル又は空気の排出又は流入は背圧逃し孔のみとなり、弁体よりも後方側のオイル又は空気の出入をし難くすることで、抵抗圧力が増加し、弁体の共振を押さえることができる。

　請求項２の発明では、弁体の軸方向有効長さは、前記流入流路の開口の位置から前記ハンチング防止孔までの最小距離及び前記流出孔と前記ハンチング防止孔までの最大距離よりも短く形成され、且つ前記流出孔と前記ハンチング防止孔までの最小距離よりも長く形成されたことにより、以下の動作となる。

　まず、弁体が油圧によって、弁体通路の後方側に移動すると、流出孔を開くことになるが、該流出孔が開くときには、ハンチング防止孔は閉じた状態にすることができる。該ハンチング防止孔が閉じることにより、背圧逃し孔のみが開き状態となり、弁体通路における弁体よりも後方側の空気，油を弁体通路から抜け難くすることになり、弁体のハンチングによる共振を抑制する。請求項３の発明は、請求項１及び請求項２の発明と同等の効果を奏する。

　請求項４の発明では、ハンチング防止孔は、前記弁体通路の軸方向に沿って配列された複数の孔にて構成されたことにより、弁体よりも後方側の弁体通路に溜まるオイル又は空気の抵抗力を段階的に変化させ、これによって、それぞれの状況に応じたハンチングによる弁体の共振を抑制することができる。

　請求項５の発明では、前記ハンチング防止孔は弁体通路に沿う細長孔としたことにより、弁体の後方側への移動に伴ってハンチング防止孔の開口面積が次第に小さくなり、ハンチング防止孔からのオイル又は空気の排出量を次第に少なくすることができる。

　これによって、弁体が後方側へ移動するときの該弁体に対するオイル又は空気による抵抗は、急激に大きくなることなく、次第に徐々に大きくなり、ハンチング防止動作における弁体への衝撃を小さくしつつ、ハンチングによる弁体の共振を抑制することができる。

　請求項６の発明では、前記ハンチング防止孔と前記背圧逃し孔とは細長孔状に一体形成されたことにより、ハンチング防止孔と背圧逃し孔とが一体的に連通形成されるので、ハンチング防止孔と背圧逃し孔とをそれぞれ別々に形成する場合よりも簡単な構成にすることができる。

　そして、前記ハンチング防止孔は、請求項５と同様に弁体通路に沿う細長孔となり、弁体の後方側への移動に伴って、ハンチング防止孔の開口面積が次第に小さくなり、オイル又は空気による抵抗を徐々に大きくするものである。よって、ハンチング防止における弁体への衝撃を小さくしつつ、ハンチングによる弁体の共振を防止することができる。

　請求項７の発明では、流出孔と前記ハンチング防止孔とは、弁ハウジング外部にて連通する構成としたことにより、流出孔から排出されたオイルは背圧逃し孔及びハンチング防止孔を通って弁体通路に導入されることもあり、弁体よりも後方側の弁体通路内にはオイル又は空気を常時所定量を確保することができる。これによって、弁体のハンチングによる共振をより一層強力に抑制することができる。

　請求項８の発明では、本発明における弁構造をリリーフ弁構造とすることによって、リリーフ動作時におけるハンチングの発生を防止できる。請求項９の発明では、本発明における弁構造を油路切替弁構造とすることによって、油路切替動作時におけるハンチングの発生を防止できる。

（Ａ）は本発明におけるリリーフ弁構造を備えたポンプボディの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ1－Ｘ1矢視拡大断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の（Ｉ）部拡大図、（Ｄ）は（Ｂ）の弁体を後方側に移動させた状態の（Ｉ）部拡大図である。（Ａ）は本発明におけるリリーフ弁構造においてエンジンの低回転数域において弁体の状態を示す本発明の拡大縦断側面図、（Ｂ）はエンジンの中回転数域（前期）において弁体の状態を示す本発明の拡大縦断側面図、（Ｃ）はエンジンの中回転数域（中期）において弁体によりリリーフ排出孔が開き始め且つハンチング防止孔が閉じ始めた状態の拡大縦断側面図。（Ａ）は本発明におけるリリーフ弁構造においてエンジンの中回転数域（後期）において弁体によりリリーフ排出孔が半開し且つハンチング防止孔が全閉した状態の拡大縦断側面図、（Ｂ）はエンジンの高回転数域（前期）において弁体によりリリーフ排出孔が全開し且つハンチング防止孔が全閉した状態の拡大縦断側面図、（Ｃ）はエンジンの高回転数域（後期）において弁体がさらに弁体通路の後方側に移動した状態の拡大縦断側面図である。（Ａ）は本発明におけるリリーフ弁構造の第２実施形態におけるエンジンの低回転数域において弁体によりリリーフ排出孔が全閉し且つ２つのハンチング防止孔が全開した状態の拡大縦断側面図、（Ｂ）はエンジンの中回転数域（後期）において弁体によりリリーフ排出孔が半開し且つハンチング防止孔の一つが全閉した状態の拡大縦断側面図、（Ｃ）はエンジンの高回転数域（前期）において弁体によりリリーフ排出孔が全開し２つのハンチング防止孔が全閉した拡大縦断側面図である。（Ａ）は本発明におけるリリーフ弁構造の第３実施形態におけるエンジンの低回転数域において弁体によりリリーフ排出孔が全閉し且つハンチング防止孔が全開した状態の拡大縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ2－Ｘ2矢視図、（Ｃ）はエンジンの中回転数域（後期）において弁体によりリリーフ排出孔が半開し且つハンチング防止孔の一部が閉じた状態の拡大縦断側面図である。（Ａ）は本発明におけるリリーフ弁構造の第４実施形態におけるエンジンの低回転数域において弁体によりリリーフ排出孔が全閉し且つハンチング防止孔が全開した状態の拡大縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ3－Ｘ3矢視図、（Ｃ）はエンジンの中回転数域（後期）において弁体によりリリーフ排出孔が半開し且つハンチング防止孔の一部が閉じた状態の拡大縦断側面図である。（Ａ）は本発明における油路切替弁構造を可変容量オイルポンプに使用された構成で且つ第１切替孔からオイルが流出する状態の断面図、（Ｂ）は本発明における油路切替弁構造の断面図である。（Ａ）は本発明における油路切替弁構造において弁体が移動して第２切替孔からオイルが流出する状態の断面図、（Ｂ）は本発明における油路切替弁構造において流出孔からオイルが排出された状態の断面図である。（Ａ）は本発明における油路切替弁構造のハンチング防止孔を長孔とした実施形態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ4－Ｘ4矢視図、（Ｃ）は本発明における油路切替弁構造のハンチング防止孔と背圧逃し孔とを連続形成した実施形態の断面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＸ5－Ｘ5矢視図である。本発明の特性を示すグラフである。従来技術の特性を示すグラフである。

　以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本発明における弁構造には２つの種類が存在し、一つはリリーフ弁構造であり、もう一つは、油路切替弁構造である。まず、本発明の弁構造において、リリーフ弁構造としたものについて説明し、その次に油路切替弁構造としたものについて説明する。リリーフ弁構造は、弁ハウジングＡ1と弁体５とから主に構成される〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕。

　また、リリーフ弁構造と油路切替弁構造については、共に共通する上位概念となる流入流路１２Ａと、流出孔２Ａとを有している。リリーフ弁構造と油路切替弁構造におけるそれぞれの役割に応じて、さらに個別の名称を有している。具体的には前記流入流路１２Ａにおいては、リリーフ弁構造ではリリーフ流路１２と称し、油路切替弁構造では切替流路１８と称する。そして、流出孔２Ａにおいては、リリーフ弁構造では、リリーフ排出孔２と称し、油路切替弁構造では切替排出孔１９と称する。

　まず、リリーフ弁構造の第１実施形態から説明する。リリーフ弁構造は、エンジンブロック側に組み込まれることもあるが、ポンプボディＡの一部に組み込まれることが多い〔図１（Ａ）参照〕。また、リリーフ弁構造は、ポンプボディＡに組み込まれた実施形態として説明する。なお、本発明におけるリリーフとは、本発明のリリーフ弁構造が組み込まれたオイル回路内のオイルの圧力が設定値を超えた場合に、そのオイルの一部を回路外に排出することをいう。

　弁ハウジングＡ１は、ポンプボディＡの一部に形成されている〔図１（Ａ）参照〕。弁ハウジングＡ1の内部には、弁体通路１１とリリーフ流路１２とが設けられ、弁体通路１１とリリーフ流路１２とが軸方向に連続して形成されている。具体的には、前記弁体通路１１の軸方向一端が前記リリーフ流路１２と連通する構造である〔図１（Ｂ），（Ｄ）参照〕。ここで、弁体通路１１は、軸方向において前記リリーフ流路１２と連通する側を弁体通路１１の前方側とし、軸方向において該リリーフ流路１２と反対側を弁体通路１１の後方側とする。そして、前記リリーフ流路１２は、後述する弁体５をリリーフ移動させるためにオイルが流入するリリーフ流入路となる。

　前記弁ハウジングＡ1は、前記ポンプボディＡ内の所定位置に略半割り円筒形状に膨出形成されたものである。弁体通路１１には、弁体５が配置され、該弁体５が弁体通路１１の軸方向に沿って前方側と後方側とを往復移動するものである。

　前記リリーフ流路１２は、ポンプボディＡ内に設けられたオイルポンプの吐出ポート１５からの吐出分岐流路１５ａと連通している。そして、前記吐出ポート１５に吐出されるオイルが所定値を超え高圧となったときには、吐出分岐流路１５ａから弁ハウジングＡ1内に装着された弁体５に加えられる圧力による力により、弁体５を弁体通路１１内の前方側から後方側に向かって移動させ、リリーフ流路１２を介して前記弁体通路１１内にオイルが送り込まれ、リリーフ動作を行うものである。

　リリーフ流路１２は、弁体通路１１と連通している。具体的にはリリーフ流路１２のリリーフ開口１２ａと弁体通路１１とが連通している。リリーフ開口１２ａは、円錐状斜面として形成され、弁体通路１１側に向かうに従い次第に直径が大きくなるように形成されている〔図１（Ｄ）参照〕。リリーフ開口１２ａは、後述する弁体５の面取部５３が当接する部分であり、この状態で静止するときの弁体５を、該弁体５の初期位置状態とする〔図１（Ｂ），（Ｃ）参照〕。

　前記弁ハウジングＡ1で且つ弁体通路１１には、リリーフ排出孔２，背圧逃し孔３，ハンチング防止孔４が形成され、前記弁体通路１１の軸方向の前方から後方に沿ってリリーフ排出孔２，ハンチング防止孔４，背圧逃し孔３の順番に形成されている〔図１（Ｂ），（Ｃ）参照〕。

　リリーフ排出孔２，背圧逃し孔３及びハンチング防止孔４は、前記弁ハウジングＡ1の内部（弁体通路１１）と外部とを連通する部位である。また、リリーフ排出孔２，背圧逃し孔３及びハンチング防止孔４は、前記弁ハウジングＡ1の外部にて相互に連通し合う構成である。

　背圧逃し孔３とハンチング防止孔４とは、弁体通路１１の軸方向に沿って異なる位置に形成されており、ハンチング防止孔４は、背圧逃し孔３よりも前記リリーフ流路１２寄り、つまり弁体通路１１の軸方向において前方側に位置している。そして、ハンチング防止孔４は、背圧逃し孔３とリリーフ排出孔２との間に位置することになる。

　ハンチング防止孔４は、弁体５によって開閉され、閉じ状態又は開き状態となる。また、背圧逃し孔３は常時開き状態にある。背圧逃し孔３とハンチング防止孔４とは、同等の大きさであり、具体的には同一直径の円形貫通孔である。

　また、背圧逃し孔３とハンチング防止孔４との大きさが異なるように設定することもある。具体的には、背圧逃し孔３がハンチング防止孔４よりも小さく形成されたり、或いは背圧逃し孔３がハンチング防止孔４よりも大きく形成される。

　背圧逃し孔３は、呼吸孔とも称され、弁体５の弁体通路１１における軸方向の往復移動において弁体５がオイルの圧力によって弁体通路１１をリリーフ流路１２とは反対側に移動しようとするときに、弁体通路１１内のオイルは空気による抵抗圧力を弁体通路１１から弁ハウジングＡ1の外部に排出し、弁体５の移動を円滑に行う役目をなすものである。

　背圧逃し孔３は、弁体５によって閉じられることはなく、常時開き状態にある。また、ハンチング防止孔４も、前述した呼吸孔としての役目をなすものであるが、弁体５の往復移動によって開閉される。

　リリーフ排出孔２は、貫通孔であり、通常は、背圧逃し孔３及びハンチング防止孔４よりも面積が大きく、円形状，長方形状，又は台形状とすることもある。また、図１（Ａ）に示すように、弁ハウジングＡ1の軸方向に直交する方向，即ち幅方向に、２つの貫通孔が適宜の間隔をおいて略左右対称的に配列形成されている〔図１（Ａ）参照〕。

　ポンプボディＡの内部には、ポンプを構成するロータ室１３が形成されている。該ロータ室１３内に外歯を設けたインナーロータ８１と、内歯を設けたアウターロータ８２と、が互いに歯合しつつ偏心して内装されている。

　インナーロータ８１とアウターロータ８２とは、図１（Ａ）において想像線（２点鎖線）にて開示されている。インナーロータ８１は具体的には、トロコイドタイプのものである。そして、ロータ室１３に形成された吸入ポート１４からオイルの吸入を行い、吐出ポート１５からオイルを吐出して機器へ循環させるものである。

　次に、弁体５は、円筒外周側部５１と受圧頂部５２とから構成され、前記円筒外周側部５１は円筒形状に形成され、該円筒外周側部５１の前方側に円盤形状の前記受圧頂部５２が形成されている。円筒外周側部５１と受圧頂部５２との間には、円錐状側面とした面取部５３が形成されている。

　本発明において弁体５の全長は円筒外周側部５１の軸方向後方側端部から受圧頂部５２までの長さを言うが、前記リリーフ排出孔２及びハンチング防止孔４を閉じるのは円筒外周側部５１となる。該円筒外周側部５１のみの軸方向長さ寸法を有効長さＬｓと称する。

　そして、弁体５が初期位置状態のときには、面取部５３が前記弁体通路１１のリリーフ開口１２ａ　に当接し、前記リリーフ流路１２と前記弁体通路１１とのオイルの流通を遮断し、リリーフ流路１２を閉じ状態とする〔図１(Ｃ)，図２（Ａ）参照〕。

　前記面取部５３は、前記リリーフ流路１２のリリーフ開口１２ａ　に面接触し、リリーフ流路１２のリリーフ開口１２ａを閉じるものである。円筒外周側部５１は、軸方向に沿って、いずれの位置でも直径が同一である円筒形状である。受圧頂部５２は、リリーフ流路１２に流入するオイルの圧力を受ける部位であり、圧力によって弁体５は弁体通路１１内を移動する。

　弁ハウジングＡ1の弁体通路１１に収納された弁体５は、受圧頂部５２をリリーフ流路１２側に向けて配置される〔図１（Ｂ），（Ｃ）参照〕。そして、弁体通路１１には弾性部材６が装着されており、該弾性部材６により弁体５は、常時、弁体通路１１の前方側つまり、リリーフ流路１２側に弾性的に付勢される。

　弾性部材６は、具体的にはコイルスプリングが使用される〔図１（Ｂ）参照〕。弾性部材６は、弁体通路１１の軸方向において後方側つまり、リリーフ流路１２とは反対側となる位置に装着された支持部材１６によって固定される。

　弁体５は、弁ハウジングＡ1内において、リリーフ圧力がかからない無負荷の状態のときの位置を弁体５の初期位置という。そして、この初期位置では、弁体通路１１内で、弁体５の面取部５３は、リリーフ開口１２ａに当接し、リリーフ流路１２は、閉じられた状態となる。

　本発明では、ハンチング防止孔４は、リリーフ排出孔２と背圧逃し孔３との間に位置する。そして、弁体５の軸方向有効長さＬｓは、前記流入流路１２Ａの流入開口１２ａの位置から前記ハンチング防止孔４までの最小距離Ｌａよりも短く形成される。
　すなわち、

　である。

　また、弁体５の軸方向有効長さＬｓは、前記リリーフ排出孔２と前記ハンチング防止孔４までの最大距離Ｌｂよりも短く形成される。
　すなわち、

　である。

　また、弁体５の軸方向有効長さＬｓは、前記リリーフ排出孔２と前記ハンチング防止孔４までの最小距離Ｌｃよりも長く形成される。
　すなわち、

　である。

　以上の構成によって、弁ハウジングＡ1内における弁体５の初期位置、つまり、弁体５が弁体通路１１のリリーフ流路１２寄りの位置に配置された状態では、以下のようになる。リリーフ流路１２は閉じ状態で、リリーフ排出孔２は、弁体５の円筒外周側部５１によって閉じられた状態となる〔図１（Ｂ）参照〕。また、背圧逃し孔３及びハンチング防止孔４は、開き状態である。

　次に、本発明におけるエンジンの低回転数域、中回転数域及び高回転数域におけるリリーフ動作を説明する。ここで、本発明における弾性部材６は、コイルスプリングとしたものであり、初期位置における弁体５を弁体通路１１の後方側から前方側のリリーフ開口１２ａに向かって弾性付勢するものである。

　そして、弁体５が受けるリリーフ時の圧力による力は、コイルスプリングとした弾性部材６が有する所定の弾性力を超えない限りコイルスプリングは縮まないものとする。すなわち、オイルの圧力による力が所定値を超えない限り、弁体５は弾性部材６によって不動状態となる。

　エンジンの始動から低回転数域（アイドリング状態も含む）の場合には、図２（Ａ），図４に示すように、ポンプが作動しても、吐出圧は低い。したがって、弁体５の受圧頂部５２が受ける圧力による力よりも、弾性部材６による弾性力が上回っているので弁体５は、弁体通路１１内で初期位置の状態が維持される〔図２（Ａ）参照〕。したがって、リリーフ（オイルの排出）は行われない。この弁体５の初期位置では、リリーフ排出孔２は閉じ状態で、ハンチング防止孔４は開き状態である。

　エンジンの低回転数域での範囲内で、回転数が増加して、弁体５の受圧頂部５２が受ける圧力も増加するが、この圧力による力に対して、弾性部材６の弾性力が上回るように設定される。したがって、低回転数域では、弁体５は初期位置で不動状態が維持される。

　そのために、低回転数域では、リリーフ流路１２は閉じたままの状態であり（図４参照）、低回転数域では図１０のグラフに示すようにポンプによる油圧は回転数に略比例するように上昇する。

　次に、エンジンが中回転数域では、まずその前期において、弁体５の受圧頂部５２がリリーフ流路１２から受ける油圧の力が、弾性部材６の弾性力を上回り、弁体５は弁体通路１１の軸方向の後方側（リリーフ流路１２とは反対側）に向かって移動し始める〔図２（Ｂ）参照〕。

　弁体通路１１を後方側に移動する弁体５において、該弁体５よりも後方側の弁体通路１１には、オイル又は空気等が充満している。このオイル又は空気は、弁体５の移動に抵抗する抵抗力Ｐｔとして働く。前記背圧逃し孔３は、これらを弁ハウジングＡ1の外部に排出して、弁体５の移動動作を円滑にする役目をなす。

　また、同様にハンチング防止孔４は、これが開き状態である限り、前記背圧逃し孔３と同様の役目をなす。つまり、背圧逃し孔３とハンチング防止孔４が共に開いているときには、弁体５より後方側に充満しているオイル又は空気が前記背圧逃し孔３と前記ハンチング防止孔４の両方から弁ハウジングＡ1の外部に排出される。そして、ハンチング防止孔４が閉じると、背圧逃し孔３のみから弁体５の後方側に充満しているオイル又は空気が弁ハウジングＡ１の外部に排出される。

　そして、中回転数域の中期では、油圧が上昇し続け、前記弁体５も移動動作を続け、円筒外周側部５１の前端がリリーフ排出孔２を通過し、リリーフ排出孔２を開き始める。このとき、円筒外周側部５１の後端は、ハンチング防止孔４を閉じ始める〔図２（Ｃ）参照〕。

　そして、中回転数域の後期においては、弁体５が移動して、リリーフ排出孔２が全開となり、ハンチング防止孔４は全閉となる〔図３（Ａ）参照〕。つまり、弁体５がリリーフ排出孔２を開き始めるときの油圧よりも僅かに高い油圧となったときに、リリーフ排出孔２が全開で、ハンチング防止孔４が全閉となる。

　前述したように、ハンチング防止孔４が弁体５によって閉じられたときから、弁体５よりも後方側の弁体通路１１内のオイル又は空気は、背圧逃し孔３のみから排出されることとなる。これによって、弁体通路１１内のオイル又は空気による弁体５への移動に対する抵抗力Ｐｔが増加していくことになり、弁体５の後方側への移動は、抑制される。

　そして、ハンチングは、弁体５のリリーフ動作が行われ始めたときから発生する。このときハンチング防止孔４が弁体５にて閉じられ、背圧逃し孔３のみから弁体５よりも後方側のオイル又は空気が排出される。これによって、オイル又は空気の排出される量が少なくなり、オイル又は空気による抵抗力Ｐｔが増加し、ハンチングによる弁体５の共振が抑制されることになる。

　次に、エンジンが高回転数域では、その前期においては、油圧が上昇し続けることで、弁体５が弁体通路１１の後方側に移動しようとする。このとき、ハンチング防止孔４は閉じられており、弁体５よりも後方側の弁体通路１１に充満されているオイル又は空気による抵抗力Ｐｔはさらに増加し、弁体５のハンチング現象による共振をより一層強力に抑制する〔図３（Ｂ），（Ｃ）参照〕。このように、エンジンの中回転数域の終りから高回転数域の始めにかけて発生する弁体５のハンチングによる共振が抑制される。

　また、前述したように、前記リリーフ排出孔２と、前記背圧逃し孔３，前記ハンチング防止孔４とは、弁ハウジングＡ1の外部にて連通する構成となっている。これによって、リリーフ排出孔２から排出されたオイルは、背圧逃し孔３及びハンチング防止孔４から流入して、弁体５よりも後方側の弁体通路１１に送り込まれることができる。そして、弁体５よりも後方側の弁体通路１１体通路内には、オイル又は空気を常時所定量を確保することができ、弁体５のハンチングによる共振をより一層強力に抑制することができる。

　次に、リリーフ弁構造の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、ハンチング防止孔４が複数設けられたものである。ハンチング防止孔４の個数は適宜設定されるものであり、具体的例として、２個形成されたものについて説明する。２個のハンチング防止孔４は、第１ハンチング防止孔４１及び第２ハンチング防止孔４２であり、弁ハウジングＡ1の軸方向に沿って、一列に配列される。

　第２ハンチング防止孔４２は、第１ハンチング防止孔４１よりも背圧逃し孔３に近い位置に形成されている。第１ハンチング防止孔４１は、第２ハンチング防止孔４２よりもリリーフ排出孔２に近い位置に形成されている。この実施形態において、弁体通路１１を弁体５が後方側に移動すると、まず第1ハンチング防止孔４１が弁体５によって閉じられる〔図４（Ｂ）参照〕。

　そして、さらに弁体５が後方側に移動すると，第２ハンチング防止孔４２が閉じる。このようにして、弁体５よりも後方側の弁体通路１１内のオイル又は空気の抵抗力Ｐｔは段階的に増加してゆくことになる。これによって、弁体５は、油圧の増加に応じて適正なオイル又は空気の適正な抵抗力Ｐｔを受けることになり、ハンチングの抑制ができる。

　さらに、第１ハンチング防止孔４１及び第２ハンチング防止孔４２のそれぞれの孔の開口面積を適宜変更することもできる。このようにすることで、抵抗力Ｐｔの大きさも適宜変更でき、理想的なハンチングの抑制ができる。

　次に、リリーフ弁構造の第３実施形態を説明する。この第３実施形態は、前記ハンチング防止孔４は、弁体通路１１に沿う細長孔として形成されたものである（図５参照）。この細長孔としたハンチング防止孔４は、具体的にはスリット形状としたものが好適である〔図５（Ｂ）参照〕。

　このような構成としたことによって、弁体通路１１内の弁体５よりも後方側のオイル又は空気が、弁体５の後方側への移動によって細長孔としたハンチング防止孔４から排出される量は、弁体５がハンチング防止孔４の前方側から後方側に向かって閉じ始めることで、次第に少なくなるように制限される。

　これによって、弁体５が後方側へ移動するときの該弁体５に対するオイル又は空気による抵抗力Ｐｔは、急激に大きくなることなく、次第に、徐々に大きくなり、ハンチング防止動作における弁体５にかかる衝撃を小さくしつつ、ハンチングによる弁体５の共振を抑制することができる。

　この第３実施形態では、中回転数域後期において弁体５が弁体通路１１の後方側に移動して、リリーフ排出孔２を半開状態としたときに、細長孔としたハンチング防止孔４の一部を閉じることになる〔図５（Ｃ）参照〕。高回転数域では、さらに弁体５が弁体通路１１の後方側に移動して、細長孔としたハンチング防止孔４を全閉することになり、弁体５の後方側への移動に対する抵抗力Ｐｔは、より一層大きくなる。

　次に、リリーフ弁構造の第４実施形態を説明する。この第４実施形態は、ハンチング防止孔４と背圧逃し孔３とが連通され、一体となって一つの細長孔状に形成され、且つその長手方向が弁体通路１１の長手方向に沿うものとしたものである（図６参照）。そして、弁体通路１１の長手方向に沿う一体形成の細長孔の後方側端部寄りの部分を背圧逃し孔３とし、その他の部分（領域）をハンチング防止孔４としたものである〔図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。つまり、背圧逃し孔３とハンチング防止孔４とが一体形成されてなる細長孔のほとんどの部分（領域）がハンチング防止孔４の範囲であり、細長孔の一部が背圧逃し孔３の部分となる。

　このような構成によって、弁体５の後方側への移動に伴ってハンチング防止孔４の開口面積が次第に狭くなり、ハンチング防止孔４からのオイル又は空気の排出量を次第に少なくすることができる。

　これによって、弁体が後方側へ移動するときの該弁体に対するオイル又は空気による抵抗は、急激に大きくなることなく、次第に、徐々に大きくなり、ハンチング防止動作における弁体への衝撃を小さくしつつ、ハンチングによる弁体の共振を抑制することができる。この第４実施形態では、中回転数域後期において弁体５が弁体通路１１の後方側に移動して、リリーフ排出孔２を半開状態としたときに、細長孔状のハンチング防止孔４の一部を閉じることになる〔図６（Ｃ）参照〕。

　次に、本発明の弁構造を油路切替弁構造とした構成について説明する。該油路切替弁構造は、弁体５によって油路を切り替える役目をなすバルブである。図７（Ａ）は、油路切替弁構造が可変容量オイルポンプ９のオイル吐出量の制御に適用されたものである。油路切替弁構造における弁体５は、油路切替弁として使用される。

　弁ハウジングＡ１は、リリーフ弁構造の場合と同様に、弁体通路１１と、前記リリーフ流路１２に相当する切替流路１８とが設けられる。つまり、油路切替弁構造においては、該流入流路１２Ａを切替流路１８と称する。弁体通路１１と切替流路１８とが軸方向に連続して形成され、前記弁体通路１１の軸方向一端が前記切替流路１８と連通する構造である。

　弁ハウジングＡ１は、前記リリーフ弁構造と同様に、バルブ弁体通路１１は、軸方向において前記切替流路１８と連通する側を弁体通路１１の前方側とし、軸方向において該切替流路１８と反対側を弁体通路１１の後方側とする。弁体通路１１には、弁体５が配置され、該弁体５が弁体通路１１の軸方向に沿って前方側と後方側とを往復移動するものである。

　弁ハウジングＡ１は、切替排出孔１９，背圧逃し孔３及びハンチング防止孔４を有しており、その配置は、前記リリーフ弁構造の場合と略同様である。切替排出孔１９とハンチング防止孔４との間には、第１切替流出孔７１と第２切替流出孔７２が設けられている。前記第１切替流出孔７１と前記第２切替流出孔７２との間には、切替流入孔７３が形成されている。そして、切替流入孔７３から流出したオイルは、後述する弁体５の切替動作によって、第１切替流出孔７１又は第２切替流出孔７２の何れか一方より流出するように制御されるものである。

　油路切替弁となる弁体５は、第１大径部５４と第２大径部５５と細径軸部５６とからなり、弁体５の前方側より後方側に向かって第１大径部５４，細径軸部５６，第２大径部５５の順番で同一軸線上に配列する状態で一体形成されたものである。前記第１大径部５４の前方端面は、受圧面５４ａとなっている。弁体５は弁ハウジングＡ1の弁体通路１１に対して、第１大径部５４の受圧面５４ａを切替流路１８の切替開口１８ａに向けて配置される〔図１（Ｂ），（Ｃ）参照〕。

　また、第２大径部５５の後方端部から軸方向に突出部５７が形成されることもある。該突出部５７は、弁体通路１１内に装着されたコイルスプリングとした弾性部材６の前方端部に遊挿し、弾性部材６を軸方向に安定した状態に伸縮するように支持する役目をなす。

　油路切替弁構造においても、前記リリーフ弁構造と同様に、弁体５の軸方向有効長さＬｓは、前記切替流路１８の切替開口１８ａの位置から前記ハンチング防止孔４までの最小距離Ｌａよりも短く形成される〔図７（Ｂ）参照〕。

　弁体５の軸方向有効長さＬｓは、前記切替排出孔１９と前記ハンチング防止孔４までの最大距離Ｌｂよりも短く形成される。また、弁体５の軸方向有効長さＬｓは、前記切替排出孔１９と前記ハンチング防止孔４までの最小距離Ｌｃよりも長く形成される〔図７（Ｂ）参照〕。

　油路切替弁構造における弁体５の有効長さＬｓは、第１大径部５４の軸方向前方側前端部から第２大径部５５の軸方向後方側端部までの長さとなる。第１大径部５４の軸方向全長Ｌｔは、前記切替流路１８の切替開口１８ａの位置から第１切替流出孔７１の最大距離Ｌｄよりも短くなるように形成される。つまり、弁体５が静止状態にある初期位置では、前記第１切替流出孔７１は開いた状態にある〔図７（Ｂ）参照〕。
　すなわち、

　である。

　また、弁体５の有効長さＬｓは、前記切替流路１８の切替開口１８ａの位置から第２切替流出孔７２の最大距離Ｌｅよりも長く形成されている。さらに、弁体５の前方側端部から第２大径部５５の前端までの軸方向長さＬｕは、前記切替流路１８の切替開口１８ａの位置から第２切替流出孔７２の最小距離Ｌｆよりも短く形成されている。
　すなわち、

　及び　

　である。

　つまり、弁体５が静止状態にある初期位置では、前記第２切替流出孔７２は第２大径部５５によって閉じられた状態にある〔図７（Ｂ）参照〕。そして、切替流入孔７３は、弁体５が往復移動する範囲内では、常時細径軸部５６のみが通過し、第１大径部５４及び第２大径部５５は通過しないようになっており、切替流入孔７３は常時開いた状態にある。

　油路切替弁構造において、前記リリーフ弁構造の場合と同様に、ハンチング防止孔４は複数設けられる構成が存在する。また、前記ハンチング防止孔４は、弁体通路１１に沿う細長孔として形成される構成も存在する〔図９（Ａ），（Ｂ）参照〕。さらに、ハンチング防止孔４と背圧逃し孔３とが連通され、一体となって一つの細長孔状に形成され、且つその長手方向が弁体通路１１の長手方向に沿うものとした構成も存在する〔図９（Ｃ），（Ｄ）参照〕。

　油路切替弁構造が適用された可変容量オイルポンプ９は、ポンプハウジング９１と、インナーロータ９２と、該インナーロータ９２の回転中心に対して所定の偏心量を有して回転するアウターロータ９３と、該アウターロータ９３を回転自在に包持するアウターリング９４とを備えたものである。

　ポンプハウジング９１のロータ室９１ａ内に前記インナーロータ９２，アウターロータ９３及びアウターリング９４が収納される。そして、アウターリング９４は、ロータ室９１ａ内で揺動することにより、アウターロータ９３の回転中心がインナーロータ９２の回転中心と等間隔を維持させながら移動させる。これによって、オイルの吐出量を変化させるものである。

　アウターリング９４は、外周側に操作突起９４ａを有しており、該操作突起９４ａはポンプハウジング９１の操作室９１ｂに配置され、操作突起９４ａの揺動方向両面の何れか一方にオイルが当たるように、油路切替弁構造にて操作する。前記操作室９１ｂには、第１操作油路９５及び第２操作油路９６が備わっており、前記油路切替弁構造の第１切替流出孔７１は、第１操作油路９５と連通し、第２切替流出孔７２は、第２操作油路９６と連通している。

　次に、油路切替弁構造における油路切替動作を説明する。初期状態では、弁ハウジングＡ1の切替流入孔７３から第１切替流出孔７１が連通し、オイルは第１切替流出孔７１から流出し、可変容量オイルポンプ９の第１操作油路９５にオイルを送る。

　可変容量オイルポンプ９の吐出量を増加させるために、第１切替流出孔７１から流出するオイルの圧力を増加させて、アウターリング９４を回動操作する。そして、アウターリング９４が回動することにより、アウターロータ９３の回転中心位置が移動し、吐出量を増加させることができる〔図８（Ａ）参照〕。

　そして、可変容量オイルポンプ９の吐出量を減少させるには、切替流路１８から弁体５にオイルの圧力を与えて、弁体５を移動させ、第１大径部５４にて第１切替流出孔７１を閉じ、第２大径部５５にて第２切替流出孔７２を開き、該第２切替流出孔７２から可変容量オイルポンプ９の第２操作油路９６にオイルを送る。これによって、アウターリング９４は反対方向に揺動し、吐出量を減少させる。

　弁体５は、切替流路１８からオイルの圧力を受けて移動を続けるものであるが、第１大径部５４が切替排出孔１９を通過して、該切替排出孔１９を開くことによりオイルを弁体通路１１から排出できる。さらに、弁体５が弁体通路１１を後方側に移動する過程で、背圧逃し孔３から弁体５後方側のオイルを排出すると共に、ハンチング防止孔４によってハンチングの発生を防止できる。

　弁体５は、切替流路１８からのオイルの圧力で後方側に移動し続けると、弁体５の第２大径部５５はハンチング防止孔４の開口面積を狭くし、最終的にハンチング防止孔４を全閉する〔図８（Ｂ）参照〕。これによって、前述したリリーフ弁構造における弁体５と同様に、油路切替弁構造における弁体５が後方側へ移動するときの該弁体５に対するオイル又は空気による抵抗は、急激に大きくなることなく、徐々に大きくなり、ハンチング防止動作における弁体５への衝撃を小さくしつつ、ハンチングによる弁体の共振を抑制することができる。

　Ａ1…弁ハウジング、５…弁体、１１…弁体通路、１２Ａ…流入流路、１２…リリーフ流路、１８…切替流路、２Ａ…流出孔、２…リリーフ排出孔、１９…切替排出孔、３…背圧逃し孔、４…ハンチング防止孔、５…弁体、６…弾性部材、７１…第１切替流出孔、７２…第２切替流出孔、７３…切替流入孔。

Claims

　弁体と、一端側に流入流路が形成された弁体通路に流出孔と、背圧逃し孔と、ハンチング防止孔とを有する弁ハウジングと、前記弁体を前記弁体通路の前記流入流路側に付勢する弾性部材とからなり、前記ハンチング防止孔は前記流出孔と前記背圧逃し孔との間に位置し、エンジンの低回転数域では前記弁体は前記流出孔を閉じると共に前記ハンチング防止孔は開き、中回転数域及び高回転数域では前記弁体は前記流出孔を開くと共に前記ハンチング防止孔を閉じ状態としてなることを特徴とする弁構造。
　弁体と、一端側に流入流路が形成された弁体通路に流出孔と、背圧逃し孔と、ハンチング防止孔とを有する弁ハウジングと、前記弁体を前記弁体通路の前記流入流路側に付勢する弾性部材とからなり、前記ハンチング防止孔は前記流出孔と前記背圧逃し孔との間に位置し、前記弁体の軸方向有効長さは、前記流入流路の流入開口の位置から前記ハンチング防止孔までの最小距離及び前記流出孔と前記ハンチング防止孔までの最大距離よりも短く形成され、且つ前記流出孔と前記ハンチング防止孔までの最小距離よりも長く形成されてなることを特徴とする弁構造。
　弁体と、一端側に流入流路が形成された弁体通路に流出孔と、背圧逃し孔と、ハンチング防止孔とを有する弁ハウジングと、前記弁体を前記弁体通路の前記流入流路側に付勢する弾性部材とからなり、前記ハンチング防止孔は前記流出孔と前記背圧逃し孔との間に位置し、前記弁体が前記流入流路の流入開口の周囲に当接状態で前記流入流路及び流出孔を閉じ状態とすると共に、前記ハンチング防止孔は開き状態とし、前記弁体が前記流入流路から離間することによって前記流出孔の開き状態と共に前記ハンチング防止孔の閉じ状態となり、前記背圧逃し孔は常時開き状態としてなることを特徴とする弁構造。
　請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記ハンチング防止孔は、前記弁体通路の軸方向に沿って配列された複数の孔にて構成されてなることを特徴とする弁構造。
　請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記ハンチング防止孔は前記弁体通路に沿う細長孔としてなることを特徴とする弁構造。
　請求項１，２又は３の何れか１項の記載において、前記ハンチング防止孔と前記背圧逃し孔とは細長孔状に一体形成されてなることを特徴とする弁構造。
　請求項１，２，３，４，５又は６の何れか１項の記載において、前記流出孔と前記ハンチング防止孔とは、前記弁ハウジング外部にて連通する構成としてなることを特徴とする弁構造。
　請求項１，２，３，４，５，６又は７の何れか１項の記載において、前記流入流路は前記弁体をリリーフ移動させるリリーフ流路とし、前記流出孔はリリーフ流出孔としたリリーフ動作を行うことを特徴とする弁構造。
　請求項１，２，３，４，５，６又は７の何れか１項の記載において、前記弁体は、第１大径部と第２大径部と前記第１大径部と前記第２大径部との間に位置する細径軸部とからなり、前記流入流路は前記油路切替弁を切替移動させる切替流路とし、前記流出孔は切替排出孔とし、該切替排出孔と前記ハンチング防止孔との間に第１切替流出孔と第２切替流出孔と、前記第１切替流出孔と前記第２切替流出孔との間に位置する切替流入孔が形成され、前記第１切替流出孔は前記第１大径部にて開閉され、前記第２切替流出孔は前記第２大径部にて開閉されてなることを特徴とする弁構造。