リリーフ弁装置
【目的】エンジンの低・中回転では効率化を図るために吐出圧と流量を低減させながらも、高回転では潤滑や冷却を確保するためにより多くの吐出圧と流量を確保することができるリリーフ弁装置とすること。
【構成】ハウジングＡと、リリーフ弁４と、小径通路部２１と大径通路部２２とからなる弁通路２と、小径通路部２１とハウジング外部Ａとを連通する主排出流路３３と、小径通路部２１に連通する主リリーフ流路３１と、大径通路部２２に連通する補助リリーフ流路３２と、補助リリーフ流路３２に装着されるソレノイドバルブ６と、バネ８とからなること。ソレノイドバルブ６は、エンジン回転数の増減に応じて補助リリーフ流路３２と大径通路部２２との連通又は遮断のいずれか一方となるように切替制御され、遮断時には大径通路部２２内のオイル排出が行われること。
【構成】ハウジングＡと、リリーフ弁４と、小径通路部２１と大径通路部２２とからなる弁通路２と、小径通路部２１とハウジング外部Ａとを連通する主排出流路３３と、小径通路部２１に連通する主リリーフ流路３１と、大径通路部２２に連通する補助リリーフ流路３２と、補助リリーフ流路３２に装着されるソレノイドバルブ６と、バネ８とからなること。ソレノイドバルブ６は、エンジン回転数の増減に応じて補助リリーフ流路３２と大径通路部２２との連通又は遮断のいずれか一方となるように切替制御され、遮断時には大径通路部２２内のオイル排出が行われること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジン等のオイルポンプにおいて、エンジンの低・中回転では効率化を図るために吐出圧と流量を低減させながらも、高回転では潤滑や冷却を確保するためにより多くの吐出圧と流量を確保することができるリリーフ弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジン回転数の大小（高低）により、リリーフ圧を変化させるリリーフ弁は開示されている。従来技術である特許文献１（特開平５−２６０２４号）では、エンジン回転数の大小（高低）により、第１リリーフ圧、第２リリーフ圧を設定している。特許文献１の 図２では、コイルスプリング17の付勢力に、油圧で抗する弁体15とピストン16
とからなる機械式のリリーフ弁と、ソレノイドバルブ19を有した、リリーフ弁が開示されている。
【０００３】
弁体15とピストン16との間にコイルスプリング17が圧縮状態で介装され、エンジン回転数でソレノイドバルブ19のオン・オフ（ｏｎ，ｏｆｆ）を制御することにより、連通路18を介してピストン16への油圧がオン・オフされ、ピストン16が左右に動き、コイルスプリング17の取付け長が変化する。それにより機械式リリーフ弁のリリーフ圧の大きさも変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２６０２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、機械式リリーフ弁を２段階で作動させるために、スプリングの取付け長の長さを変えるという構成としている。そのスプリングの長さを変えるために、スプリングの左右両側から油圧を供給する手段をとっているが、その左右への油圧の掛け方の切替は、ソレノイドバルブでの油路の切替で行っている。機械式リリーフ弁の左右両側から油圧を供給するために、油路を左右両側に設ける必要があり、機械式リリーフ弁設置の全長が長くなってしまう。
【０００６】
また、機械式リリーフ弁の構成が、弁体15とコイルスプリング17だけでなく、ピストン16も加わって構成部品点数が増えるため、その部品もレイアウト（設計）に組み込む必要があり、そのレイアウト分の機械式リリーフ弁設置の全長が長くなってしまう。
【０００７】
さらに、弁体15及びピストン16と、油圧により可動する部品が二つあり、二つの可動する部品があるということは、それぞれの可動する部品の動作保証及び寸法保証をしなくてはならず、構造、機構が複雑になり、加工、組立ても高精度である必要があり、動作保証も難しくこのようなことからコストも上がってしまう。
【０００８】
エンジン回転数が高回転のとき、機械式リリーフ弁の背面のピストン16に油圧を掛け、ピストン16を左に移動させ、スプリングの取付け長の長さを短くすることにより、第１リリーフ圧より高い第２リリーフ圧でのリリーフを行うようにしているが、そのピストン16に油圧を掛ける切替のとき、機械式リリーフバルブの前面の弁体15に油圧が掛かっている状態で、背面のピストン16を左に移動させるので、コイルスプリング17に前面、背面の両側から同時に油圧が掛かることになる。
【０００９】
そのため弁体15、ピストン16の挙動が不安定になる可能性がある。本発明の目的（解決すべき技術的課題）は、車両用エンジン等のオイルポンプにおいて、エンジンの低・中回転では効率化を図るために吐出圧と流量を低減させながらも、高回転では潤滑や冷却を確保するためにより多くの吐出圧と流量を確保することができるリリーフ弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、ハウジングと、主受圧面を有する小径部と段差箇所を補助受圧面とした大径部とからなるリリーフ弁と、小径通路部と大径通路部とからなる弁通路と、前記小径通路部とハウジング外部とを連通する主排出流路と、前記小径通路部に連通する主リリーフ流路と、前記大径通路部に連通する補助リリーフ流路と、該補助リリーフ流路に装着されるソレノイドバルブと、前記リリーフ弁をリリーフ圧方向と反対方向に弾性付勢するバネとからなり、前記ソレノイドバルブは、エンジン回転数の増減に応じて補助リリーフ流路と前記大径通路部との連通又は遮断のいずれか一方となるように切替制御されると共に遮断時には前記大径通路部内のオイル排出が行われる構成としてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１１】
請求項２の発明を、請求項１において、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐されてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記リリーフ弁の小径部の軸方向寸法は、前記小径通路部の通路全長よりも長く形成されてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１２】
請求項４の発明を、請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記リリーフ弁の内部には、前記主受圧面から前記大径部の外周側面に亘って連通する弁内流路が形成されてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項４において、前記大径通路部には予備排出流路が形成され、前記弁内流路の前記大径部側の流路開口は、前記予備排出流路に連通可能としてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、まず第１に動作保証する部品数は最少とし、構造、機構が簡易になり、加工、組立ても簡単になり、コストを低く抑えることができる。第２にエンジン回転数において、低回転域，中回転及び高回転域のそれぞれの回転領域において、最も適正な圧力のオイルを供給することができる。すなわち、低回転から中回転では効率化を図るために油圧オイルの吐出圧、流量を下げ、高回転域では潤滑や冷却用に必要な高い吐出圧、流量を確保でき、エンジンの信頼性を向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明では、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐される構成としたことにより、流路の構造を簡単にすることができ、より一層小型化を実現できる。請求項３の発明では、リリーフ弁の小径部の軸方向寸法は、前記小径通路部の通路全長よりも長く形成される構成としたので、小径通路部を大径通路部の小径通路部の境界付近に連通するのみで、補助受圧面はリリーフオイルを受圧し易い構造にすることができる。
【００１５】
請求項４の発明では、前記リリーフ弁の内部には、前記小径部の受圧面から前記大径部の外周側面に亘って連通する弁内流路が形成されたことにより、リリーフオイルの一部が主受圧面から前記弁内通路を介して大径部の外周側面より弁通路（大径通路部）内に供給される。このオイルは、リリーフ弁と弁通路との間の隙間に満たされることにより、リリーフ弁が弁通路を移動する際の潤滑油としての役目を果たすことができる。
【００１６】
請求項５の発明では、大径通路部には予備排出流路が形成され、前記弁内流路の前記大径部側の流路開口は、前記予備排出流路に連通可能としているので、万が一、ソレノイドバルブが故障したとしても、リリーフ弁によって２段回のリリーフが行え、装置の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の構成及びエンジンのオイル供給回路を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）のソレノイドバルブにおける（イ）部拡大図で接続流路と補助リリーフ流路とを開状態とした略示断面図、（Ｄ）は（Ａ）のソレノイドバルブにおける（イ）部拡大図で接続流路と補助排出流路とを開状態とした略示断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１実施形態の低回転域におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態の低回転域から中回転域に移行する過程におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１実施形態の中回転域におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第１実施形態の高回転域におけるリリーフが行われないときの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第１実施形態の高回転域におけるリリーフが行われたときの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の低回転域から高回転域に移行する過程を示すエンジン回転数と油圧の関係を示すグラフである。
【図８】（Ａ）は本発明の第２実施形態の構成及びエンジンのオイル供給回路を示す断面図、（Ｂ）はリリーフオイルをリリーフ弁の潤滑油として使用したときの状態を閉めす要部拡大断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は第２実施形態のリリーフ作用を示すリリーフ弁の拡大略示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明には、複数の実施形態が存在し、まず第１実施形態について説明する。本発明の構成は、主に、ハウジングＡ、ソレノイドバルブ６、リリーフ弁４、バネ８とからなる。ハウジングＡの筐体１には、ソレノイドバルブ６が装着され、リリーフ弁４が収納される〔図１（Ａ）参照〕。
【００１９】
筐体１には、弁通路２，主リリーフ流路３１，補助リリーフ流路３２等が形成されている。前記弁通路２は、リリーフ弁４が収納される部位である。弁通路２は、内径の異なる円筒形状の小径通路部２１及び大径通路部２２とが同一軸線状に形成されている。具体的には、前記筐体１の表面対して開口側に直径寸法が大きい大径通路部２２が形成され、その奥側に直径寸法が小さい小径通路部２１が形成されている。
【００２０】
そして、前記小径通路部２１と前記大径通路部２２との境目は、平坦な円周状の段差面部２３が存在する。ここで、本発明において、上下方向は、特に限定されるものではないが、説明を理解し易いものとするために、弁通路２の通路方向を上下方向とし、該弁通路２の大径通路部２２が小径通路部２１よりも上方となるように設定した場合に、大径通路部２２側を上方とする〔図１（Ａ）参照〕。
【００２１】
前記主リリーフ流路３１は、筐体１の外部から前記弁通路２の小径通路部２１下方側の先端面に向かって連通形成された流路である〔図１（Ａ）参照〕。主リリーフ流路３１は、前記弁通路２に対して直角方向に形成されているが、その形成状態については限定されない。主リリーフ流路３１の先端箇所は、前記弁通路２の小径通路部２１の先端面（奥側面）と連通するように形成されている。つまり、後述するリリーフ弁４の主受圧面４１ａがリリーフされるオイルの圧力を受け易いように構成されている。
【００２２】
弁通路２の小径通路部２１には、筐体１の外部に連通する主排出流路３３が形成されている。該主排出流路３３は、主リリーフ流路３１から小径通路部２１に流れ込んだリリーフオイルをオイルポンプに戻すための流路である。
【００２３】
補助リリーフ流路３２は、筐体１内部にて、前記主リリーフ流路３１から分岐形成されたものである。補助リリーフ流路３２には、前記主リリーフ流路３１を流れるオイルの一部が流入するようになっている〔図１（Ｃ）参照〕。また、補助リリーフ流路３２は、前記主リリーフ流路３１から分岐されず、ハウジングＡ内に主リリーフ流路３１とは、別の独立した流路で構成されることもある。ただし、この場合には、オイルポンプ９１とエンジン９２との間の循環流路において、補助リリーフ流路３２は、主リリーフ流路３１よりも下流側に位置している。
【００２４】
補助リリーフ流路３２の上方側先端（分岐する部位の反対側）には、ソレノイドバルブ室３２３が形成されている。該ソレノイドバルブ室３２３には、後述するソレノイドバルブ６の方向制御部６１が収納される。ここで、ソレノイドバルブ６は、筐体１の外部から装着されるものであり、ソレノイドバルブ６の組付けのために、補助リリーフ流路３２の上方側端部は筐体１の表面に貫通する。
【００２５】
前記補助リリーフ流路３２は、前記ド弁通路２の大径通路部２２にソレノイドバルブ６を介して連通している。また、補助リリーフ流路３２において、ソレノイドバルブ６と大径通路部２２との間の流路を接続流路３２１と称する。該接続流路３２１は、補助リリーフ流路３２に属するものであり、補助リリーフ流路３２を構成する一部である。
【００２６】
そして、補助リリーフ流路３２は、前記ソレノイドバルブ６によって、大径通路部２２と連通及び遮断のいずれか一方に切り替えられる構成となっている。さらに、補助リリーフ流路３２から前記ソレノイドバルブ６を介して補助排出流路３２２が形成されている。該補助排出流路３２２は、オイルをポンプの吸入側に戻す役目をなす。前記接続流路３２１及び補助排出流路３２２の補助リリーフ流路３２内側の開口は共にソレノイドバルブ室３２３の範囲内にまとめて形成されている。
【００２７】
リリーフ弁４は、小径部４１と大径部４２とから構成され、共に円筒形状に形成されており、軸方向に沿って小径部４１と大径部４２とが一体形成されたものである。リリーフ弁４は、前記小径部４１を下方とし、前記大径部４２を上方として軸方向が垂直となる状態で使用される。小径部４１の下端は、主受圧面４１ａであり、小径部４１と大径部４２との境目に形成される段差部が補助受圧面４２ａとなる。
【００２８】
前記リリーフ弁４の軸方向寸法は、前記弁通路２の小径通路部２１の通路全長よりも長く形成されている。具体的には、小径部４１の軸方向全長が小径通路部２１の全長よりも僅かに大きい寸法であればよい。これによって、弁通路２に収納されたリリーフ弁４は、補助受圧面４２ａと、弁通路２の段差面との間に常時空隙が生じることになり、補助受圧面４２ａは、リリーフオイルの圧力を受け易い構造にできる。
【００２９】
ソレノイドバルブ６は、方向制御部６１と電磁制御部６２とから構成されている。方向制御部６１は、補助リリーフ流路３２のソレノイドバルブ室３２３内に収納され、電磁制御部６２は、その一部が筐体１に形成された窪み状の設置部１１に装着される。ソレノイドバルブ６の方向制御部６１と、前記ソレノイドバルブ室３２３との間には、油路を密閉状に仕切るためのＯリングが装着され、オイル漏れを防止する。ソレノイドバルブ６は、ハウジングＡにねじ止め等の固定手段により固定される。
【００３０】
前記ソレノイドバルブ６は、方向を制御する役目のバルブであり、方向制御部６１を有し、該方向制御部６１によって、前記補助リリーフ流路３２，接続流路３２１及び補助排出流路３２２の間における流れ方向を制御する。方向制御部６１は、接続流路３２１を常時オイルが流通可能となる基幹流路とし、該接続流路３２１と補助リリーフ流路３２との連通、又は接続流路３２１と補助排出流路３２２との連通のいずれか一方を選択切り替えするものである。
【００３１】
ソレノイドバルブ６の制御動作は、前記電磁制御部６２によって行われる。また、接続流路３２１と補助リリーフ流路３２との連通、又は接続流路３２１と補助排出流路３２２との連通いずれか一方が選択されているときは、他方の連通は遮断された状態であり、オイルの流通は不可能となっている。
【００３２】
ソレノイドバルブ６の方向制御部６１は、円筒形状をなしており、略同等直径の円筒空隙部であるソレノイドバルブ室３２３内に収納されている〔図１（Ａ）参照〕。方向制御部６１は、軸方向制御流路６１ａと、第１直径方向制御流路６１ｂと、第２直径方向制御流路６１ｃとを有している。軸方向制御流路６１ａは、方向制御部６１の軸方向下端の端面にオイルが流入する開口を有しており、前記主リリーフ流路３１を流れるオイルの一部が補助リリーフ流路３２に流入するようになっている〔図１（Ｃ）参照〕。
【００３３】
また、第１直径方向制御流路６１ｂ及び第２直径方向制御流路６１ｃは、軸方向に沿って上下異なる２箇所に形成され、第１直径方向制御流路６１ｂは下方に位置し第２直径方向制御流路６１ｃは上方に位置する。第１直径方向制御流路６１ｂと第２直径方向制御流路６１ｃは、前記軸方向制御流路６１ａによって連通される。軸方向制御流路６１ａと下方側の第１直径方向制御流路６１ｂとが交わる箇所は、弁室６１ｄとして構成され、該弁室６１ｄには球体状の弁部材６４が収納されている〔図１（Ｃ），（Ｄ）参照〕。
【００３４】
下方側の第１直径方向制御流路６１ｂは、前記接続流路３２１と連通するようになっている。また、上方側の第２直径方向制御流路６１ｃは前記補助排出流路３２２と連通している。さらに、第１直径方向制御流路６１ｂの両端部を直径として、方向制御部６１の外周には、一周ぐるりと回るように外周溝６１ｅが形成され、第２直径方向制御流路６１ｃの両端部を直径として、方向制御部６１の外周には一周ぐるりと回るように外周溝６１ｆが形成されている。
【００３５】
該外周溝６１ｅ，６１ｆによって、方向制御部６１の設置は回転方向自由にできる。前記弁部材６４は、通常は、ソレノイドバルブ６がオフ（ｏｆｆ）の状態で操作軸６３により弁室６１ｄの下方に押え付けられ、軸方向制御流路６１ａと下方側の第１直径方向制御流路６１ｂとの連通を遮断し、リリーフオイルの流入を不可能にしている〔図１（Ｄ）参照〕。
【００３６】
また、前記電磁制御部６２は操作軸６３を有しており、該操作軸６３は軸方向に沿って昇降するように往復移動する。この動作は、電磁制御部６２の電磁制御により行われる。操作軸６３は、下降することにより前記弁部材６４を下方に向かって押圧してリリーフオイルの流入を遮断する〔図１（Ｄ）参照〕。また、操作軸６３が上昇することにより弁部材６４を解放し、リリーフオイルの流入が可能となるようにする〔図１（Ｃ）参照〕。
【００３７】
次に、ソレノイドバルブ６の方向制御作用について説明する。本発明のリリーフ弁装置は、オイルポンプ９１とエンジン９２とのオイル循環流路Ｓ内に組み込まれる。オイル循環流路Ｓからオイルの一部がハウジングＡの主リリーフ流路３１に流入する。主リリーフ流路３１の流入するオイルは、弁通路２の小径通路部２１と連通しており、オイルはそのままリリーフ弁４の主受圧面４１ａを押圧する。
【００３８】
また、主リリーフ流路３１を流入したオイルの一部は補助リリーフ流路３２にも流入する。該補助リリーフ流路３２に流入したオイルは、ソレノイドバルブ６によって方向が制御され、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１とが連通（開）又は遮断（閉）の状態とされ、補助リリーフ流路３２と弁通路２の大径通路部２２とが連通又は遮断される。
【００３９】
ソレノイドバルブ６がオフ（ｏｆｆ）のとき、電磁制御部６２の操作軸６３は、方向制御部６１内の弁部材６４を下方に押え付ける状態となり、弁室６１ｄにて軸方向制御流路６１ａと補助リリーフ流路３２との流入口を遮断する。これによって、補助リリーフ流路３２からのリリーフオイルの流入を停止する。また、大径通路部２２と接続流路３２１と補助排出流路３２２とは連通している。これによって、大径通路部２２は大気と繋がっており、大径通路部２２内は空間が密閉されることは無く、リリーフ弁４の移動が阻害されることは無い。
【００４０】
ソレノイドバルブ６がオン（ｏｎ）のとき、電磁制御部６２の操作軸６３は、上昇し、方向制御部６１内の弁部材６４を押付けから開放し、自由な状態にする。これによって、弁室６１ｄにて軸方向制御流路６１ａと補助リリーフ流路３２との流入口が開き可能となり、補助リリーフ流路３２からのリリーフオイルの流入の勢いが弁部材６４を上方に押し上げて、方向制御部６１内にリリーフオイルが流入する。
【００４１】
そして、弁部材６４は弁室６１ｄにおいて、下方側の第１直径方向制御流路６１ｂと、上方側の第２直径方向制御流路６１ｃとを連通する開口を遮断する。これによって、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１と大径通路部２２とが連通され、リリーフオイルは、大径通路部２２内に送り込まれ、リリーフオイルがリリーフ弁４の補助受圧面４２ａを押圧することができる。
【００４２】
次に、エンジン９２の各回転数領域における本発明のリリーフ動作を説明する。本発明のリリーフ弁装置では、エンジン９２の回転数Ｎｅに応じたリリーフ動作が行われるものであり、回転数Ｎｅは、低回転域，中回転域，高回転域でリリーフ動作が変化する。
【００４３】
まず、エンジン回転数Ｎｅが低回転域のリリーフ動作について述べる（図２参照）。ここで、低回転域とは、０（ゼロ）から回転数Ｎｅが約1000rpmの範囲である。ソレノイドバルブ６は、操作命令によりオフ（ｏｆｆ）状態になっている。電磁制御部６２では、操作軸６３は、弁部材６４を押え付け、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａとの連通を遮断する。このとき大径部４２が収納されている大径通路部２２と、接続流路３２１と、補助排出流路３２２とは連通している。
【００４４】
これによって、大径通路部２２は、大気と連通するように開放されている〔図２（Ｂ）参照〕。リリーフオイルの油圧は、主リリーフ流路３１を流れるリリーフオイルのみがリリーフ弁４の主受圧面４１ａに掛かる状態となる〔図２（Ａ）参照〕。しかし、低回転域では、リリーフオイルの圧力は低く、リリーフ弁４は略不動のままで、リリーフすることはない。
【００４５】
次に、エンジン９２の中回転域のリリーフ動作について述べる（図３、図４参照）。中回転域とは、回転数Ｎｅが約1000rpmから約3500rpmの範囲である。この中回転域では、ソレノイドバルブ６がオン（ｏｎ）になり、電磁制御部６２では、操作軸６３は、弁部材６４の押え付けを解除し、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａとの連通可能とする。
【００４６】
解放状態の弁部材６４は、リリーフオイルの圧力で押し上げられ、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａと第１直径方向制御流路６１ｂとが連通し、同時にリリーフオイルの圧力で押し上げられた弁部材６４は、軸方向制御流路６１ａと第２直径方向制御流路６１ｃとの連通を遮断する〔図３（Ｂ）参照〕。これによって、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１とが方向制御部６１を介して連通する。
【００４７】
リリーフオイルは、補助リリーフ流路３２，方向制御部６１，接続流路３２１との連通により大径通路部２２に流れ込む。そして、大径通路部２２に流入したリリーフオイルが、リリーフ弁４の補助受圧面４２ａを押圧し、主リリーフ流路３１から小径通路部２１に流入したリリーフオイルが小径通路部２１の主受圧面４１ａを押圧する動作と共にリリーフ弁４を移動させる〔図３（Ａ）参照〕。
【００４８】
これによって、リリーフ弁４は主受圧面４１ａ及び補助受圧面４２ａのそれぞれを押圧するリリーフオイルによって、リリーフ弁４の受圧面積が増えることにより、バネ８に抗する力が増える。そのためにリリーフ弁４はバネ８を圧縮する方向に一気に移動を行う。
【００４９】
エンジン９２の中回転域で回転数Ｎｅが増加するに伴い、リリーフ弁４は前述したように移動を続行するものである。これにより、小径部４１の主受圧面４１ａが主排出流路３３の位置に到達し、リリーフオイルが主排出流路３３から排出可能となり、第１回目のリリーフが開始される〔図４（Ａ）参照〕。これによって、エンジン９２の回転数Ｎｅの中回転域で最適なリリーフが行われ、オイル圧力を適正に維持することができる。
【００５０】
次に、エンジン９２の回転数Ｎｅが高回転域のリリーフ動作について述べる（図５、図６参照）。高回転域の回転数Ｎｅは約3500rpm以上である。ソレノイドバルブ６は再びオフに切り替えられる〔図５（Ｂ）参照〕。すなわち、補助リリーフ流路３２と、接続流路３２１との連通は遮断され、補助リリーフ流路３２から大径通路部２２にはリリーフオイルは流入しなくなり、主リリーフ流路３１から主受圧面４１ａのみへのリリーフオイルの押圧となる〔図５（Ａ）参照〕。
【００５１】
したがって、リリーフ弁４は主受圧面４１ａのみが受圧することとなり、受圧面積が減ることにより、バネ８に抗する力が減り、リリーフ弁４はバネ８の弾性力によって、小径通路部２１側に押し戻されることとなり、再び主排出流路３３がリリーフ弁４によって塞がれ、リリーフオイルのリリーフが停止する〔図５（Ａ）参照〕。リリーフ弁４が押し戻されるときには、接続流路３２１と第２直径方向制御流路６１ｃと補助排出流路３２２とが連通しているので、大径通路部２２内のオイルは、前記通路を介して排出され、リリーフ弁４の戻りは円滑に行われる〔図５（Ｂ）参照〕。
【００５２】
エンジン９２の回転数Ｎｅは高い（約3500rpm）状態であり、さらに回転数Ｎｅが増加すると、即座にリリーフオイルの圧力は増加し、リリーフ弁４の主受圧面４１ａのみに掛かっているリリーフオイルの圧力が増加する。これによって、リリーフ弁４は、再びバネ８の弾性力を超えてを圧縮する方向にリリーフ弁４を一気に動かし、小径部４１が再び主排出流路３３を開放し、第２回目のリリーフが開始される〔図６（Ａ）参照〕。この第２回目のリリーフ圧力は、第１回目より高圧となる。
【００５３】
そして、エンジン９２のＮｅが高回転域でさらに増加しても、ソレノイドバルブ６はオフ状態となっており、リリーフオイルは主受圧面４１ａにのみに掛かっており、回転数上昇と共にリリーフ弁４は、常に第２回目のリリーフがなされている状態とし、適正圧力を維持する〔図６（Ａ）参照〕。
【００５４】
図７は、エンジン９２の回転数Ｎｅが低回転域，中回転域及び高回転域における油圧Ｐの状態を示すグラフである。本発明によれば、この図７のグラフからも明らかなように、中回転域では、その始まりから終わりまで、油圧Ｐの変化は緩やかであるが、高回転域では油圧Ｐは急激に上昇し、オイルを高圧にすることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態を図８に基づいて説明する。前記リリーフ弁４の内部には、弁内流路４３が形成されたものである。該弁内流路４３は、具体的には、前記小径部４１の主受圧面４１ａから前記大径部４２の外周側面４２ｂとの間に亘って形成される流路である〔図８（Ａ），（Ｃ）等参照〕。
【００５６】
弁内流路４３は、軸方向流路４３ａと直径方向流路４３ｂとから構成され、軸方向流路４３ａと直径方向流路４３ｂとは連通している。軸方向流路４３ａは、小径部４１の主受圧面４１ａに流路の開口が位置しており、直径方向流路４３ｂは、大径部４２の外周側面４２ｂに流路の開口が位置している。
【００５７】
弁内流路４３の役目（作用）は、主リリーフ流路３１から弁通路２の小径通路部２１に送り込まれるリリーフオイルの一部が前記軸方向流路４３ａの流路開口から流入し、軸方向流路４３ａから直径方向流路４３ｂを流れて、大径部４２の外周側面４２ｂに位置する流路開口からリリーフオイルが吐出される。
【００５８】
吐出されたリリーフオイルは、大径部４２の外周側面４２ｂと大径通路部２２との間の隙間に満たされ、さらに、リリーフオイルが前記隙間に供給されることによって、リリーフ弁４が弁通路２を移動する際の、潤滑油として作用する〔図８（Ｂ）参照〕。これによって、リリーフ弁４と弁通路２との摺動性を円滑且つ良好にすることができる。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態では、前記弁通路２の大径通路部２２には、予備排出流路３４が形成され、リリーフ弁４には、第２実施形態と同様に弁内流路４３が形成されている。リリーフ弁４がリリーフオイルの圧力によって、移動するときに、弁内流路４３の直径方向流路４３ｂの流路開口が前記予備排出流路３４に到達すると、リリーフオイルが予備排出流路３４に流れてオイルポンプ９１に戻される。
【００６０】
また、リリーフ弁４によるリリーフ動作が行われる場合には、まず、予備排出流路３４からのリリーフが行われ、次に、主排出流路３３からのリリーフが行われる〔図８（Ｃ），（Ｄ）参照〕。予備排出流路３４は、万が一、ソレノイドバルブ６が故障したときに、リリーフ弁４によって２段回でオイルリリーフができるようにしたものである。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ…ハウジング、２…弁通路、２１…小径通路部、２２…大径通路部、
３１…主リリーフ流路、３２…補助リリーフ流路、３２１…接続流路、
３２２…補助排出流路、３３…主排出流路、３４…予備排出流路、
４…リリーフ弁、４１…小径部、４１ａ…主受圧面、４２ａ…補助受圧面、
４２…大径部、６…ソレノイドバルブ、８…バネ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジン等のオイルポンプにおいて、エンジンの低・中回転では効率化を図るために吐出圧と流量を低減させながらも、高回転では潤滑や冷却を確保するためにより多くの吐出圧と流量を確保することができるリリーフ弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジン回転数の大小（高低）により、リリーフ圧を変化させるリリーフ弁は開示されている。従来技術である特許文献１（特開平５−２６０２４号）では、エンジン回転数の大小（高低）により、第１リリーフ圧、第２リリーフ圧を設定している。特許文献１の 図２では、コイルスプリング17の付勢力に、油圧で抗する弁体15とピストン16
とからなる機械式のリリーフ弁と、ソレノイドバルブ19を有した、リリーフ弁が開示されている。
【０００３】
弁体15とピストン16との間にコイルスプリング17が圧縮状態で介装され、エンジン回転数でソレノイドバルブ19のオン・オフ（ｏｎ，ｏｆｆ）を制御することにより、連通路18を介してピストン16への油圧がオン・オフされ、ピストン16が左右に動き、コイルスプリング17の取付け長が変化する。それにより機械式リリーフ弁のリリーフ圧の大きさも変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２６０２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、機械式リリーフ弁を２段階で作動させるために、スプリングの取付け長の長さを変えるという構成としている。そのスプリングの長さを変えるために、スプリングの左右両側から油圧を供給する手段をとっているが、その左右への油圧の掛け方の切替は、ソレノイドバルブでの油路の切替で行っている。機械式リリーフ弁の左右両側から油圧を供給するために、油路を左右両側に設ける必要があり、機械式リリーフ弁設置の全長が長くなってしまう。
【０００６】
また、機械式リリーフ弁の構成が、弁体15とコイルスプリング17だけでなく、ピストン16も加わって構成部品点数が増えるため、その部品もレイアウト（設計）に組み込む必要があり、そのレイアウト分の機械式リリーフ弁設置の全長が長くなってしまう。
【０００７】
さらに、弁体15及びピストン16と、油圧により可動する部品が二つあり、二つの可動する部品があるということは、それぞれの可動する部品の動作保証及び寸法保証をしなくてはならず、構造、機構が複雑になり、加工、組立ても高精度である必要があり、動作保証も難しくこのようなことからコストも上がってしまう。
【０００８】
エンジン回転数が高回転のとき、機械式リリーフ弁の背面のピストン16に油圧を掛け、ピストン16を左に移動させ、スプリングの取付け長の長さを短くすることにより、第１リリーフ圧より高い第２リリーフ圧でのリリーフを行うようにしているが、そのピストン16に油圧を掛ける切替のとき、機械式リリーフバルブの前面の弁体15に油圧が掛かっている状態で、背面のピストン16を左に移動させるので、コイルスプリング17に前面、背面の両側から同時に油圧が掛かることになる。
【０００９】
そのため弁体15、ピストン16の挙動が不安定になる可能性がある。本発明の目的（解決すべき技術的課題）は、車両用エンジン等のオイルポンプにおいて、エンジンの低・中回転では効率化を図るために吐出圧と流量を低減させながらも、高回転では潤滑や冷却を確保するためにより多くの吐出圧と流量を確保することができるリリーフ弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、ハウジングと、主受圧面を有する小径部と段差箇所を補助受圧面とした大径部とからなるリリーフ弁と、小径通路部と大径通路部とからなる弁通路と、前記小径通路部とハウジング外部とを連通する主排出流路と、前記小径通路部に連通する主リリーフ流路と、前記大径通路部に連通する補助リリーフ流路と、該補助リリーフ流路に装着されるソレノイドバルブと、前記リリーフ弁をリリーフ圧方向と反対方向に弾性付勢するバネとからなり、前記ソレノイドバルブは、エンジン回転数の増減に応じて補助リリーフ流路と前記大径通路部との連通又は遮断のいずれか一方となるように切替制御されると共に遮断時には前記大径通路部内のオイル排出が行われる構成としてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１１】
請求項２の発明を、請求項１において、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐されてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記リリーフ弁の小径部の軸方向寸法は、前記小径通路部の通路全長よりも長く形成されてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。
【００１２】
請求項４の発明を、請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記リリーフ弁の内部には、前記主受圧面から前記大径部の外周側面に亘って連通する弁内流路が形成されてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項４において、前記大径通路部には予備排出流路が形成され、前記弁内流路の前記大径部側の流路開口は、前記予備排出流路に連通可能としてなるリリーフ弁装置としたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、まず第１に動作保証する部品数は最少とし、構造、機構が簡易になり、加工、組立ても簡単になり、コストを低く抑えることができる。第２にエンジン回転数において、低回転域，中回転及び高回転域のそれぞれの回転領域において、最も適正な圧力のオイルを供給することができる。すなわち、低回転から中回転では効率化を図るために油圧オイルの吐出圧、流量を下げ、高回転域では潤滑や冷却用に必要な高い吐出圧、流量を確保でき、エンジンの信頼性を向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明では、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐される構成としたことにより、流路の構造を簡単にすることができ、より一層小型化を実現できる。請求項３の発明では、リリーフ弁の小径部の軸方向寸法は、前記小径通路部の通路全長よりも長く形成される構成としたので、小径通路部を大径通路部の小径通路部の境界付近に連通するのみで、補助受圧面はリリーフオイルを受圧し易い構造にすることができる。
【００１５】
請求項４の発明では、前記リリーフ弁の内部には、前記小径部の受圧面から前記大径部の外周側面に亘って連通する弁内流路が形成されたことにより、リリーフオイルの一部が主受圧面から前記弁内通路を介して大径部の外周側面より弁通路（大径通路部）内に供給される。このオイルは、リリーフ弁と弁通路との間の隙間に満たされることにより、リリーフ弁が弁通路を移動する際の潤滑油としての役目を果たすことができる。
【００１６】
請求項５の発明では、大径通路部には予備排出流路が形成され、前記弁内流路の前記大径部側の流路開口は、前記予備排出流路に連通可能としているので、万が一、ソレノイドバルブが故障したとしても、リリーフ弁によって２段回のリリーフが行え、装置の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の構成及びエンジンのオイル供給回路を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）のソレノイドバルブにおける（イ）部拡大図で接続流路と補助リリーフ流路とを開状態とした略示断面図、（Ｄ）は（Ａ）のソレノイドバルブにおける（イ）部拡大図で接続流路と補助排出流路とを開状態とした略示断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１実施形態の低回転域におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態の低回転域から中回転域に移行する過程におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１実施形態の中回転域におけるリリーフオイルの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第１実施形態の高回転域におけるリリーフが行われないときの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の第１実施形態の高回転域におけるリリーフが行われたときの作用を示す略示断面図、（Ｂ）はソレノイドバルブの作用を示す拡大略示断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の低回転域から高回転域に移行する過程を示すエンジン回転数と油圧の関係を示すグラフである。
【図８】（Ａ）は本発明の第２実施形態の構成及びエンジンのオイル供給回路を示す断面図、（Ｂ）はリリーフオイルをリリーフ弁の潤滑油として使用したときの状態を閉めす要部拡大断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は第２実施形態のリリーフ作用を示すリリーフ弁の拡大略示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明には、複数の実施形態が存在し、まず第１実施形態について説明する。本発明の構成は、主に、ハウジングＡ、ソレノイドバルブ６、リリーフ弁４、バネ８とからなる。ハウジングＡの筐体１には、ソレノイドバルブ６が装着され、リリーフ弁４が収納される〔図１（Ａ）参照〕。
【００１９】
筐体１には、弁通路２，主リリーフ流路３１，補助リリーフ流路３２等が形成されている。前記弁通路２は、リリーフ弁４が収納される部位である。弁通路２は、内径の異なる円筒形状の小径通路部２１及び大径通路部２２とが同一軸線状に形成されている。具体的には、前記筐体１の表面対して開口側に直径寸法が大きい大径通路部２２が形成され、その奥側に直径寸法が小さい小径通路部２１が形成されている。
【００２０】
そして、前記小径通路部２１と前記大径通路部２２との境目は、平坦な円周状の段差面部２３が存在する。ここで、本発明において、上下方向は、特に限定されるものではないが、説明を理解し易いものとするために、弁通路２の通路方向を上下方向とし、該弁通路２の大径通路部２２が小径通路部２１よりも上方となるように設定した場合に、大径通路部２２側を上方とする〔図１（Ａ）参照〕。
【００２１】
前記主リリーフ流路３１は、筐体１の外部から前記弁通路２の小径通路部２１下方側の先端面に向かって連通形成された流路である〔図１（Ａ）参照〕。主リリーフ流路３１は、前記弁通路２に対して直角方向に形成されているが、その形成状態については限定されない。主リリーフ流路３１の先端箇所は、前記弁通路２の小径通路部２１の先端面（奥側面）と連通するように形成されている。つまり、後述するリリーフ弁４の主受圧面４１ａがリリーフされるオイルの圧力を受け易いように構成されている。
【００２２】
弁通路２の小径通路部２１には、筐体１の外部に連通する主排出流路３３が形成されている。該主排出流路３３は、主リリーフ流路３１から小径通路部２１に流れ込んだリリーフオイルをオイルポンプに戻すための流路である。
【００２３】
補助リリーフ流路３２は、筐体１内部にて、前記主リリーフ流路３１から分岐形成されたものである。補助リリーフ流路３２には、前記主リリーフ流路３１を流れるオイルの一部が流入するようになっている〔図１（Ｃ）参照〕。また、補助リリーフ流路３２は、前記主リリーフ流路３１から分岐されず、ハウジングＡ内に主リリーフ流路３１とは、別の独立した流路で構成されることもある。ただし、この場合には、オイルポンプ９１とエンジン９２との間の循環流路において、補助リリーフ流路３２は、主リリーフ流路３１よりも下流側に位置している。
【００２４】
補助リリーフ流路３２の上方側先端（分岐する部位の反対側）には、ソレノイドバルブ室３２３が形成されている。該ソレノイドバルブ室３２３には、後述するソレノイドバルブ６の方向制御部６１が収納される。ここで、ソレノイドバルブ６は、筐体１の外部から装着されるものであり、ソレノイドバルブ６の組付けのために、補助リリーフ流路３２の上方側端部は筐体１の表面に貫通する。
【００２５】
前記補助リリーフ流路３２は、前記ド弁通路２の大径通路部２２にソレノイドバルブ６を介して連通している。また、補助リリーフ流路３２において、ソレノイドバルブ６と大径通路部２２との間の流路を接続流路３２１と称する。該接続流路３２１は、補助リリーフ流路３２に属するものであり、補助リリーフ流路３２を構成する一部である。
【００２６】
そして、補助リリーフ流路３２は、前記ソレノイドバルブ６によって、大径通路部２２と連通及び遮断のいずれか一方に切り替えられる構成となっている。さらに、補助リリーフ流路３２から前記ソレノイドバルブ６を介して補助排出流路３２２が形成されている。該補助排出流路３２２は、オイルをポンプの吸入側に戻す役目をなす。前記接続流路３２１及び補助排出流路３２２の補助リリーフ流路３２内側の開口は共にソレノイドバルブ室３２３の範囲内にまとめて形成されている。
【００２７】
リリーフ弁４は、小径部４１と大径部４２とから構成され、共に円筒形状に形成されており、軸方向に沿って小径部４１と大径部４２とが一体形成されたものである。リリーフ弁４は、前記小径部４１を下方とし、前記大径部４２を上方として軸方向が垂直となる状態で使用される。小径部４１の下端は、主受圧面４１ａであり、小径部４１と大径部４２との境目に形成される段差部が補助受圧面４２ａとなる。
【００２８】
前記リリーフ弁４の軸方向寸法は、前記弁通路２の小径通路部２１の通路全長よりも長く形成されている。具体的には、小径部４１の軸方向全長が小径通路部２１の全長よりも僅かに大きい寸法であればよい。これによって、弁通路２に収納されたリリーフ弁４は、補助受圧面４２ａと、弁通路２の段差面との間に常時空隙が生じることになり、補助受圧面４２ａは、リリーフオイルの圧力を受け易い構造にできる。
【００２９】
ソレノイドバルブ６は、方向制御部６１と電磁制御部６２とから構成されている。方向制御部６１は、補助リリーフ流路３２のソレノイドバルブ室３２３内に収納され、電磁制御部６２は、その一部が筐体１に形成された窪み状の設置部１１に装着される。ソレノイドバルブ６の方向制御部６１と、前記ソレノイドバルブ室３２３との間には、油路を密閉状に仕切るためのＯリングが装着され、オイル漏れを防止する。ソレノイドバルブ６は、ハウジングＡにねじ止め等の固定手段により固定される。
【００３０】
前記ソレノイドバルブ６は、方向を制御する役目のバルブであり、方向制御部６１を有し、該方向制御部６１によって、前記補助リリーフ流路３２，接続流路３２１及び補助排出流路３２２の間における流れ方向を制御する。方向制御部６１は、接続流路３２１を常時オイルが流通可能となる基幹流路とし、該接続流路３２１と補助リリーフ流路３２との連通、又は接続流路３２１と補助排出流路３２２との連通のいずれか一方を選択切り替えするものである。
【００３１】
ソレノイドバルブ６の制御動作は、前記電磁制御部６２によって行われる。また、接続流路３２１と補助リリーフ流路３２との連通、又は接続流路３２１と補助排出流路３２２との連通いずれか一方が選択されているときは、他方の連通は遮断された状態であり、オイルの流通は不可能となっている。
【００３２】
ソレノイドバルブ６の方向制御部６１は、円筒形状をなしており、略同等直径の円筒空隙部であるソレノイドバルブ室３２３内に収納されている〔図１（Ａ）参照〕。方向制御部６１は、軸方向制御流路６１ａと、第１直径方向制御流路６１ｂと、第２直径方向制御流路６１ｃとを有している。軸方向制御流路６１ａは、方向制御部６１の軸方向下端の端面にオイルが流入する開口を有しており、前記主リリーフ流路３１を流れるオイルの一部が補助リリーフ流路３２に流入するようになっている〔図１（Ｃ）参照〕。
【００３３】
また、第１直径方向制御流路６１ｂ及び第２直径方向制御流路６１ｃは、軸方向に沿って上下異なる２箇所に形成され、第１直径方向制御流路６１ｂは下方に位置し第２直径方向制御流路６１ｃは上方に位置する。第１直径方向制御流路６１ｂと第２直径方向制御流路６１ｃは、前記軸方向制御流路６１ａによって連通される。軸方向制御流路６１ａと下方側の第１直径方向制御流路６１ｂとが交わる箇所は、弁室６１ｄとして構成され、該弁室６１ｄには球体状の弁部材６４が収納されている〔図１（Ｃ），（Ｄ）参照〕。
【００３４】
下方側の第１直径方向制御流路６１ｂは、前記接続流路３２１と連通するようになっている。また、上方側の第２直径方向制御流路６１ｃは前記補助排出流路３２２と連通している。さらに、第１直径方向制御流路６１ｂの両端部を直径として、方向制御部６１の外周には、一周ぐるりと回るように外周溝６１ｅが形成され、第２直径方向制御流路６１ｃの両端部を直径として、方向制御部６１の外周には一周ぐるりと回るように外周溝６１ｆが形成されている。
【００３５】
該外周溝６１ｅ，６１ｆによって、方向制御部６１の設置は回転方向自由にできる。前記弁部材６４は、通常は、ソレノイドバルブ６がオフ（ｏｆｆ）の状態で操作軸６３により弁室６１ｄの下方に押え付けられ、軸方向制御流路６１ａと下方側の第１直径方向制御流路６１ｂとの連通を遮断し、リリーフオイルの流入を不可能にしている〔図１（Ｄ）参照〕。
【００３６】
また、前記電磁制御部６２は操作軸６３を有しており、該操作軸６３は軸方向に沿って昇降するように往復移動する。この動作は、電磁制御部６２の電磁制御により行われる。操作軸６３は、下降することにより前記弁部材６４を下方に向かって押圧してリリーフオイルの流入を遮断する〔図１（Ｄ）参照〕。また、操作軸６３が上昇することにより弁部材６４を解放し、リリーフオイルの流入が可能となるようにする〔図１（Ｃ）参照〕。
【００３７】
次に、ソレノイドバルブ６の方向制御作用について説明する。本発明のリリーフ弁装置は、オイルポンプ９１とエンジン９２とのオイル循環流路Ｓ内に組み込まれる。オイル循環流路Ｓからオイルの一部がハウジングＡの主リリーフ流路３１に流入する。主リリーフ流路３１の流入するオイルは、弁通路２の小径通路部２１と連通しており、オイルはそのままリリーフ弁４の主受圧面４１ａを押圧する。
【００３８】
また、主リリーフ流路３１を流入したオイルの一部は補助リリーフ流路３２にも流入する。該補助リリーフ流路３２に流入したオイルは、ソレノイドバルブ６によって方向が制御され、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１とが連通（開）又は遮断（閉）の状態とされ、補助リリーフ流路３２と弁通路２の大径通路部２２とが連通又は遮断される。
【００３９】
ソレノイドバルブ６がオフ（ｏｆｆ）のとき、電磁制御部６２の操作軸６３は、方向制御部６１内の弁部材６４を下方に押え付ける状態となり、弁室６１ｄにて軸方向制御流路６１ａと補助リリーフ流路３２との流入口を遮断する。これによって、補助リリーフ流路３２からのリリーフオイルの流入を停止する。また、大径通路部２２と接続流路３２１と補助排出流路３２２とは連通している。これによって、大径通路部２２は大気と繋がっており、大径通路部２２内は空間が密閉されることは無く、リリーフ弁４の移動が阻害されることは無い。
【００４０】
ソレノイドバルブ６がオン（ｏｎ）のとき、電磁制御部６２の操作軸６３は、上昇し、方向制御部６１内の弁部材６４を押付けから開放し、自由な状態にする。これによって、弁室６１ｄにて軸方向制御流路６１ａと補助リリーフ流路３２との流入口が開き可能となり、補助リリーフ流路３２からのリリーフオイルの流入の勢いが弁部材６４を上方に押し上げて、方向制御部６１内にリリーフオイルが流入する。
【００４１】
そして、弁部材６４は弁室６１ｄにおいて、下方側の第１直径方向制御流路６１ｂと、上方側の第２直径方向制御流路６１ｃとを連通する開口を遮断する。これによって、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１と大径通路部２２とが連通され、リリーフオイルは、大径通路部２２内に送り込まれ、リリーフオイルがリリーフ弁４の補助受圧面４２ａを押圧することができる。
【００４２】
次に、エンジン９２の各回転数領域における本発明のリリーフ動作を説明する。本発明のリリーフ弁装置では、エンジン９２の回転数Ｎｅに応じたリリーフ動作が行われるものであり、回転数Ｎｅは、低回転域，中回転域，高回転域でリリーフ動作が変化する。
【００４３】
まず、エンジン回転数Ｎｅが低回転域のリリーフ動作について述べる（図２参照）。ここで、低回転域とは、０（ゼロ）から回転数Ｎｅが約1000rpmの範囲である。ソレノイドバルブ６は、操作命令によりオフ（ｏｆｆ）状態になっている。電磁制御部６２では、操作軸６３は、弁部材６４を押え付け、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａとの連通を遮断する。このとき大径部４２が収納されている大径通路部２２と、接続流路３２１と、補助排出流路３２２とは連通している。
【００４４】
これによって、大径通路部２２は、大気と連通するように開放されている〔図２（Ｂ）参照〕。リリーフオイルの油圧は、主リリーフ流路３１を流れるリリーフオイルのみがリリーフ弁４の主受圧面４１ａに掛かる状態となる〔図２（Ａ）参照〕。しかし、低回転域では、リリーフオイルの圧力は低く、リリーフ弁４は略不動のままで、リリーフすることはない。
【００４５】
次に、エンジン９２の中回転域のリリーフ動作について述べる（図３、図４参照）。中回転域とは、回転数Ｎｅが約1000rpmから約3500rpmの範囲である。この中回転域では、ソレノイドバルブ６がオン（ｏｎ）になり、電磁制御部６２では、操作軸６３は、弁部材６４の押え付けを解除し、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａとの連通可能とする。
【００４６】
解放状態の弁部材６４は、リリーフオイルの圧力で押し上げられ、補助リリーフ流路３２と軸方向制御流路６１ａと第１直径方向制御流路６１ｂとが連通し、同時にリリーフオイルの圧力で押し上げられた弁部材６４は、軸方向制御流路６１ａと第２直径方向制御流路６１ｃとの連通を遮断する〔図３（Ｂ）参照〕。これによって、補助リリーフ流路３２と接続流路３２１とが方向制御部６１を介して連通する。
【００４７】
リリーフオイルは、補助リリーフ流路３２，方向制御部６１，接続流路３２１との連通により大径通路部２２に流れ込む。そして、大径通路部２２に流入したリリーフオイルが、リリーフ弁４の補助受圧面４２ａを押圧し、主リリーフ流路３１から小径通路部２１に流入したリリーフオイルが小径通路部２１の主受圧面４１ａを押圧する動作と共にリリーフ弁４を移動させる〔図３（Ａ）参照〕。
【００４８】
これによって、リリーフ弁４は主受圧面４１ａ及び補助受圧面４２ａのそれぞれを押圧するリリーフオイルによって、リリーフ弁４の受圧面積が増えることにより、バネ８に抗する力が増える。そのためにリリーフ弁４はバネ８を圧縮する方向に一気に移動を行う。
【００４９】
エンジン９２の中回転域で回転数Ｎｅが増加するに伴い、リリーフ弁４は前述したように移動を続行するものである。これにより、小径部４１の主受圧面４１ａが主排出流路３３の位置に到達し、リリーフオイルが主排出流路３３から排出可能となり、第１回目のリリーフが開始される〔図４（Ａ）参照〕。これによって、エンジン９２の回転数Ｎｅの中回転域で最適なリリーフが行われ、オイル圧力を適正に維持することができる。
【００５０】
次に、エンジン９２の回転数Ｎｅが高回転域のリリーフ動作について述べる（図５、図６参照）。高回転域の回転数Ｎｅは約3500rpm以上である。ソレノイドバルブ６は再びオフに切り替えられる〔図５（Ｂ）参照〕。すなわち、補助リリーフ流路３２と、接続流路３２１との連通は遮断され、補助リリーフ流路３２から大径通路部２２にはリリーフオイルは流入しなくなり、主リリーフ流路３１から主受圧面４１ａのみへのリリーフオイルの押圧となる〔図５（Ａ）参照〕。
【００５１】
したがって、リリーフ弁４は主受圧面４１ａのみが受圧することとなり、受圧面積が減ることにより、バネ８に抗する力が減り、リリーフ弁４はバネ８の弾性力によって、小径通路部２１側に押し戻されることとなり、再び主排出流路３３がリリーフ弁４によって塞がれ、リリーフオイルのリリーフが停止する〔図５（Ａ）参照〕。リリーフ弁４が押し戻されるときには、接続流路３２１と第２直径方向制御流路６１ｃと補助排出流路３２２とが連通しているので、大径通路部２２内のオイルは、前記通路を介して排出され、リリーフ弁４の戻りは円滑に行われる〔図５（Ｂ）参照〕。
【００５２】
エンジン９２の回転数Ｎｅは高い（約3500rpm）状態であり、さらに回転数Ｎｅが増加すると、即座にリリーフオイルの圧力は増加し、リリーフ弁４の主受圧面４１ａのみに掛かっているリリーフオイルの圧力が増加する。これによって、リリーフ弁４は、再びバネ８の弾性力を超えてを圧縮する方向にリリーフ弁４を一気に動かし、小径部４１が再び主排出流路３３を開放し、第２回目のリリーフが開始される〔図６（Ａ）参照〕。この第２回目のリリーフ圧力は、第１回目より高圧となる。
【００５３】
そして、エンジン９２のＮｅが高回転域でさらに増加しても、ソレノイドバルブ６はオフ状態となっており、リリーフオイルは主受圧面４１ａにのみに掛かっており、回転数上昇と共にリリーフ弁４は、常に第２回目のリリーフがなされている状態とし、適正圧力を維持する〔図６（Ａ）参照〕。
【００５４】
図７は、エンジン９２の回転数Ｎｅが低回転域，中回転域及び高回転域における油圧Ｐの状態を示すグラフである。本発明によれば、この図７のグラフからも明らかなように、中回転域では、その始まりから終わりまで、油圧Ｐの変化は緩やかであるが、高回転域では油圧Ｐは急激に上昇し、オイルを高圧にすることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態を図８に基づいて説明する。前記リリーフ弁４の内部には、弁内流路４３が形成されたものである。該弁内流路４３は、具体的には、前記小径部４１の主受圧面４１ａから前記大径部４２の外周側面４２ｂとの間に亘って形成される流路である〔図８（Ａ），（Ｃ）等参照〕。
【００５６】
弁内流路４３は、軸方向流路４３ａと直径方向流路４３ｂとから構成され、軸方向流路４３ａと直径方向流路４３ｂとは連通している。軸方向流路４３ａは、小径部４１の主受圧面４１ａに流路の開口が位置しており、直径方向流路４３ｂは、大径部４２の外周側面４２ｂに流路の開口が位置している。
【００５７】
弁内流路４３の役目（作用）は、主リリーフ流路３１から弁通路２の小径通路部２１に送り込まれるリリーフオイルの一部が前記軸方向流路４３ａの流路開口から流入し、軸方向流路４３ａから直径方向流路４３ｂを流れて、大径部４２の外周側面４２ｂに位置する流路開口からリリーフオイルが吐出される。
【００５８】
吐出されたリリーフオイルは、大径部４２の外周側面４２ｂと大径通路部２２との間の隙間に満たされ、さらに、リリーフオイルが前記隙間に供給されることによって、リリーフ弁４が弁通路２を移動する際の、潤滑油として作用する〔図８（Ｂ）参照〕。これによって、リリーフ弁４と弁通路２との摺動性を円滑且つ良好にすることができる。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態では、前記弁通路２の大径通路部２２には、予備排出流路３４が形成され、リリーフ弁４には、第２実施形態と同様に弁内流路４３が形成されている。リリーフ弁４がリリーフオイルの圧力によって、移動するときに、弁内流路４３の直径方向流路４３ｂの流路開口が前記予備排出流路３４に到達すると、リリーフオイルが予備排出流路３４に流れてオイルポンプ９１に戻される。
【００６０】
また、リリーフ弁４によるリリーフ動作が行われる場合には、まず、予備排出流路３４からのリリーフが行われ、次に、主排出流路３３からのリリーフが行われる〔図８（Ｃ），（Ｄ）参照〕。予備排出流路３４は、万が一、ソレノイドバルブ６が故障したときに、リリーフ弁４によって２段回でオイルリリーフができるようにしたものである。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ…ハウジング、２…弁通路、２１…小径通路部、２２…大径通路部、
３１…主リリーフ流路、３２…補助リリーフ流路、３２１…接続流路、
３２２…補助排出流路、３３…主排出流路、３４…予備排出流路、
４…リリーフ弁、４１…小径部、４１ａ…主受圧面、４２ａ…補助受圧面、
４２…大径部、６…ソレノイドバルブ、８…バネ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、主受圧面を有する小径部と段差箇所を補助受圧面とした大径部とからなるリリーフ弁と、小径通路部と大径通路部とからなる弁通路と、前記小径通路部とハウジング外部とを連通する主排出流路と、前記小径通路部に連通する主リリーフ流路と、前記大径通路部に連通する補助リリーフ流路と、該補助リリーフ流路に装着されるソレノイドバルブと、前記リリーフ弁をリリーフ圧方向と反対方向に弾性付勢するバネとからなり、前記ソレノイドバルブは、エンジン回転数の増減に応じて補助リリーフ流路と前記大径通路部との連通又は遮断のいずれか一方となるように切替制御されると共に遮断時には前記大径通路部内のオイル排出が行われる構成としてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項２】
請求項１において、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐されてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記リリーフ弁の小径部の軸方向寸法は、前記小径通路部の通路全長よりも長く形成されてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記リリーフ弁の内部には、前記主受圧面から前記大径部の外周側面に亘って連通する弁内流路が形成されてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項５】
請求項４において、前記大径通路部には予備排出流路が形成され、前記弁内流路の前記大径部側の流路開口は、前記予備排出流路に連通可能としてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項１】
ハウジングと、主受圧面を有する小径部と段差箇所を補助受圧面とした大径部とからなるリリーフ弁と、小径通路部と大径通路部とからなる弁通路と、前記小径通路部とハウジング外部とを連通する主排出流路と、前記小径通路部に連通する主リリーフ流路と、前記大径通路部に連通する補助リリーフ流路と、該補助リリーフ流路に装着されるソレノイドバルブと、前記リリーフ弁をリリーフ圧方向と反対方向に弾性付勢するバネとからなり、前記ソレノイドバルブは、エンジン回転数の増減に応じて補助リリーフ流路と前記大径通路部との連通又は遮断のいずれか一方となるように切替制御されると共に遮断時には前記大径通路部内のオイル排出が行われる構成としてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項２】
請求項１において、前記補助リリーフ流路は、前記主リリーフ流路から分岐されてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記リリーフ弁の小径部の軸方向寸法は、前記小径通路部の通路全長よりも長く形成されてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記リリーフ弁の内部には、前記主受圧面から前記大径部の外周側面に亘って連通する弁内流路が形成されてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【請求項５】
請求項４において、前記大径通路部には予備排出流路が形成され、前記弁内流路の前記大径部側の流路開口は、前記予備排出流路に連通可能としてなることを特徴とするリリーフ弁装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０２３４５（Ｐ２０１２−２０２３４５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９０４５（Ｐ２０１１−６９０４５）
【出願日】平成２３年３月２７日（２０１１．３．２７）
【出願人】（０００１４４８１０）株式会社山田製作所 (183)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２７日（２０１１．３．２７）
【出願人】（０００１４４８１０）株式会社山田製作所 (183)
【Ｆターム（参考）】
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