(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入する第１ポートと流体を排出する第２ポートとを有するバルブボディと、
前記バルブボディに軸芯に沿って形成された収容空間の内部で摺動するように前記軸芯を中心とする円筒状で、前記第１ポートに連通する流入口、及び、前記第２ポートに連通する排出口を備えたスリーブと、
前記第１ポートからの前記流体の圧力を受けつつ前記スリーブの内部で前記軸芯に沿う方向に摺動し、前記流入口に近接して前記排出口を閉じる閉じ状態と、前記流入口から離間することにより前記流入口からの流体を前記排出口から排出する開き状態とを作り出すバルブと、
前記バルブに対して前記第１ポートからの流体圧に抗う方向に付勢力を付与する付勢部材と、
前記スリーブの前記第１ポートの反対側の背面に対して流体圧を作用させることで、このスリーブを第１ポート側の低圧機能位置に設定し、前記背面に対する流体圧の作用を解除することで前記スリーブの前記第１ポート側の端面に作用する流体圧で前記スリーブを前記第１ポートと反対側の高圧機能位置に設定するバルブ位置変更機構とを備え、
前記スリーブの前記高圧機能位置の方向への移動限界を設定するストッパーが、前記軸芯を中心にして、この軸芯を取り囲む位置で前記軸芯を中心とする円周状の領域に等間隔で複数個形成されているリリーフ圧変更機能付きリリーフバルブ。
【請求項２】
前記スリーブの内部空間に嵌め込まれることにより、前記スリーブの内面に摺接するガイド面を外周に形成したガイド体が前記バルブボディに備えられると共に、このガイド体の基端位置に前記ストッパーが一体的に形成され、このストッパーと前記ガイド面との間に前記ガイド面より小径となる溝部が形成されている請求項１記載のリリーフ圧変更機能付きリリーフバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リリーフバルブ、特にエンジン潤滑系の油圧調整に用いられるリリーフ圧力が変更可能なリリーフバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
リリーフバルブは、油圧回路の圧力が設定圧以上になると、リリーフバルブの内部に設けられている余剰油の逃し路を開くことによって、油圧回路の圧力上昇を抑制するものである。
【０００３】
この種のリリーフバルブは、例えば、非特許文献１のように、ボディ、バルブ、スプリング、リテーナ、プラグ、リテーナとプラグ間にオイルを導入する油路、及び、オイル導入をコントロールする背圧用コントロールバルブで構成される。
【０００４】
このリリーフバルブにおいて、リテーナとプラグ間にオイルが導入されない場合には、リテーナはプラグ端面位置にありスプリング長が長くセットされて、バルブ開弁圧が低圧に設定される。一方、リテーナとプラグ間にオイルが導入される場合には、リテーナが上昇してスプリングを収縮させ、バルブ開弁圧が高圧に設定される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】公技番号２００６−５０５９４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リリーフ圧変更機能付きリリーフ弁の一例として、図１０及び図１１に示す構成のものを想定できる。つまり、この比較例では、オイルポンプ２０から流体が供給される供給用流路１０に接続する第１ポート１１と流体を排出する第２ポート１２とを有するバルブボディ２に軸芯Ｘに沿って収容空間が形成されている。この収容空間に対して軸芯Ｘに沿って移動自在にスリーブ４を備え、このスリーブ４の内部で軸芯Ｘに沿って移動自在にバルブ５を備え、このバルブ５を突出付勢するバネ６を備えている。スリーブ４の端部には第１ポート１１に連通する流入孔７と、側面には第２ポート１２に連通する排出口８が形成され、このスリーブ４の内面に摺接する軸状のガイド体２５がバルブボディ２に備えられている。
【０００７】
スリーブ４は所定の直径となる第１摺接面４ａと、この第１摺接面４ａより大径となる第２摺接面４ｂとが形成され、第１摺接面４ａの短部に端面４Ａが形成され、第２摺接面４ｂの側の端部に背面４Ｂが形成されている。収容空間のうち背面４Ｂが面する領域に背圧空間Ｂが形成され、この背圧空間Ｂに流体圧を供給する制御油路１６が形成されている。この制御油路１６を介して流体が供給された場合には、スリーブ４の背面４Ｂに作用する流体圧により、図１０に示す如くスリーブ４を第１ポート側の作動端の低圧機能位置まで移動させ、この制御油路１６から背圧空間Ｂの流体が排出された（圧力をなくす）場合には、図１１に示す如くスリーブ４を第１ポート１１の反対側の端部の高圧機能位置まで移動させることが可能となる。
【０００８】
このように構成されたリリーフ弁では、スリーブ４を高圧機能位置に設定した後に低圧機能位置に切り換える場合には、スリーブ４の背面４Ｂに全面に流体の圧力を作用させることが理想であり、この全面に対して迅速に流体の圧力を作用させるために背面４Ｂを背圧空間Ｂの内壁面より少し浮き上がらせる必要がある。そこで、図に示す如くガイド体２５の端部にストッパーＳを備えることも考えられるが、このストッパーが単一である場合には、高圧機能位置に設定されたスリーブ４の背面４Ｂと単一のストッパーＳとが軸芯Ｘと離間する位置で接触するため、スリーブ４の第１摺接面４ａや第２摺接面４ｂの一部が収容空間に強く接触する状態に陥ることも考えられた。
【０００９】
このようにスリーブ４に対して偏った力が作用する状況では、スリーブ４が高圧機能位置にある状態において背圧空間Ｂに流体が供給された場合に、偏った力によって接触する部位の摩擦によりスリーブ４の移動に遅れを招くことになり、応答速度を低下させることに繋がることも考えられた。特に、このように偏った接触が発生する場合には、偏った摩耗も招くことになり改善の余地がある。
【００１０】
本発明の目的は、スリーブの位置の変更によりリリーフ圧を切り換えるリリーフ弁において、スリーブが作動端に達した状態で偏った圧力の作用を解消する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の特徴は、流体が流入する第１ポートと流体を排出する第２ポートとを有するバルブボディと、
前記バルブボディに軸芯に沿って形成された収容空間の内部で摺動するように前記軸芯を中心とする円筒状で、前記第１ポートに連通する流入口、及び、前記第２ポートに連通する排出口を備えたスリーブと、
前記第１ポートからの前記流体の圧力を受けつつ前記スリーブの内部で前記軸芯に沿う方向に摺動し、前記流入口に近接して前記排出口を閉じる閉じ状態と、前記流入口から離間することにより前記流入口からの流体を前記排出口から排出する開き状態とを作り出すバルブと、
前記バルブに対して前記第１ポートからの流体圧に抗う方向に付勢力を付与する付勢部材と、
前記スリーブの前記第１ポートの反対側の背面に対して流体圧を作用させることで、このスリーブを第１ポート側の低圧機能位置に設定し、前記背面に対する流体圧の作用を解除することで前記スリーブの前記第１ポート側の端面に作用する流体圧で前記スリーブを前記第１ポートと反対側の高圧機能位置に設定するバルブ位置変更機構とを備え、
前記スリーブの前記高圧機能位置の方向への移動限界を設定するストッパーが、前記軸芯を中心にして、この軸芯を取り囲む位置で前記軸芯を中心とする円周状の領域に等間隔で複数個形成されている点にある。
【００１２】
この構成によると、軸芯を中心にして、この軸芯を取り囲む位置にストッパーが形成されているので、スリーブが高圧機能位置にセットされた状態では、ストッパーに当接することでスリーブの背面側の移動限界が決まることにより、スリーブの背面とバルブボディの内壁面との間に隙間を確保する。これと同時に、スリーブに対して偏った圧力が作用する不都合を解消し、スリーブの姿勢を安定させて保持できる。
その結果、スリーブの位置の変更によりリリーフ圧を切り換えるリリーフ弁において、スリーブが作動端に達した状態で偏った圧力の作用を解消し応答性を向上させ、偏った摩耗も解消できるものとなった。
また、軸芯を中心とする円周状の領域に等間隔で形成されたストッパーにより偏りなく圧力を受け、しかも、ストッパーの隙間の空間を介して作動油の給排を行えるため低圧機能位置と高機能位置との切り換えを迅速に行える。
【００１５】
本発明は、前記スリーブの内部空間に嵌め込まれることにより、前記スリーブの内面に摺接するガイド面を外周に形成したガイド体が前記バルブボディに備えられると共に、このガイド体の基端位置に前記ストッパーが一体的に形成され、このストッパーと前記ガイド面との間に前記ガイド面より小径となる溝部が形成されても良い。
【００１６】
これによると、ガイド体とガイド面とストッパーとの間にガイド面より小径の溝部が形成されているので、ガイド面を仕上げる際ための工具が溝部にオーバハングしてもストッパの部位に工具が達して不必要な加工が行われることはなく、加工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】低圧機能状態にあるリリーフバルブを示す図である。
【図２】低圧機能状態でリリーフ状態のリリーフバルブを示す図である。
【図３】高圧機能状態にあるリリーフバルブを示す図である。
【図４】高圧機能状態でリリーフ状態のリリーフバルブを示す図である。
【図５】スリーブの構造を示す斜視図ある。
【図６】ストッパーの構造を示す断面図である。
【図７】ストッパーの構造を示す平面図及び斜視図である。
【図８】別実施形態（ａ）のストッパーの構造を示す断面図である。
【図９】別実施形態（ａ）のストッパーの構造を示す平面図及び斜視図である。
【図１０】低圧機能状態の比較例のリリーフバルブを示す図である。
【図１１】高圧機能状態の比較例のリリーフバルブを示す図である。
【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。
図１〜図５に示すように、バルブボディ２にスリーブ４を収容し、このスリーブ４の内部にバルブ５を収容することによりリリーフ圧の切り換えが可能なリリーフ圧変更機能付きリリーフバルブ１が構成されている。
【００１９】
このリリーフバルブ１はエンジンで駆動されるオイルポンプ２０によりエンジンのオイルパン２１の流体（オイル）を吸引し、エンジンの潤滑系に供給する油路系に備えられるものであり、電磁操作式の切換弁１５の操作によりスリーブ４の位置を切り換えてリリーフ圧の切り換えを実現している（切り換え作動形態は後述する）。また、本発明のリリーフバルブ１は流体として水のようにオイル以外の液体を制御対象にして良く、また、ガスを制御対象にしても良い。
【００２０】
バルブボディ２には、オイルポンプ２０からの流体（オイル）が供給される供給用流路１０と、この供給用流路からの流体（オイル）が流入する第１ポート１１と、流体を排出する第２ポート１２と、第１ポート１１と第２ポート１２に連通する位置に軸芯Ｘに沿って形成された収容空間とを備えている。
【００２１】
収容空間は、前記第１ポート１１側に所定内径のシリンダ状内面が形成され、第１ポート１１の反対側に前記所定内径より大径のシリンダ状内面が形成された構造を有している。この収容空間のうち軸芯Ｘに沿う方向の一方の端部に前記第１ポート１１が連通し、この軸芯Ｘに沿う方向の中間で軸芯Ｘに直交する方向から第２ポート１２が連通している。更に、この収容空間のうち第１ポート１１の反対側の端部には背圧空間Ｂが形成され、この背圧空間Ｂに連通する制御油路１６がバルブボディ２に形成されている。
【００２２】
この収容空間の内面に摺接する状態で軸芯Ｘの方向に移動自在にスリーブ４を収容しており、更に、このスリーブ４の内面に摺接する状態で軸芯Ｘの方向に移動自在にバルブ５を収容している。スリーブ４の第１ポート１１と反対側の内周に嵌り込んでスリーブ４をガイドする軸状のガイド体２５と、バルブ５を第１ポート１１の方向に付勢するバネ６（付勢部材の一例）を備えている。
【００２３】
スリーブ４は、全体的に軸芯Ｘを中心とし、端部に流入口７が形成された円筒状であり、側面に複数の排出口８が形成され、１つの開放口９が形成されている。また、このスリーブ４のうち、第１ポート１１に対向する端部に端面４Ａが形成され、これと反対側に平坦な形状の背面４Ｂが形成されている。このスリーブ４の端面４Ａの近い領域には収容空間の所定内径の部位に内嵌する第１摺接面４ａと、背面４Ｂに近い領域には収容空間の大径部に内嵌する第２摺接面４ｂとが形成され、第１摺接面４ａと第２摺接面４ｂとの中間の領域には収容空間の内壁には摺接しないように収容空間の内径より小径となる外周面４ｃが形成されている。
【００２４】
尚、収容空間の内壁に摺接しない外周面４ｃを備えているので、スリーブ４の作動時における摺動抵抗を低減している。前記開放口９は、供給用流路１０の圧力上昇に伴いバルブ５が作動する際に、このバルブ５の背面側の流体を第２ポート１２に逃がす位置に形成されている。
【００２５】
このスリーブ４の端面４Ａには、図５に示すように、全周にわたる平坦な外周面と、外周面より第１ポート１１の側に位置し、全周にわたる平坦な内周面と、外周面から内周面にかけて径が小さくなる方向に傾斜して連続する傾斜面が形成されている。さらに、端面４Ａには、内周面から外周面にかけて切り欠き部４ｄが形成されている。このような構造であるため、スリーブ４が第１ポート１１の側に作動した場合には、端面４Ａがバルブボディ２の第１ポートの側の当接面２Ａに当接する。このとき端面４Ａと当接面２Ａとが密接することで、端面４Ａの外周面への流体通路が狭められ、第１ポートの流体が端面４Ａの外周面に流れ難い状態になることがある。このような不都合を解消するために、端面４Ａに切り欠き部４ｄが形成されている。このような構造から、第１ポート１１の流体が、切り欠き部４ｄを通じて端面４Ａの外周面全体に流れ込み、第１ポート１１の流体圧を端面４Ａの外周面にまで行き渡り、スリーブ４の動作を円滑なものにしている。
【００２６】
バルブ５は、スリーブ４の内部空間に内嵌する外径を有する軸状であり、スリーブ４の内面に接触する状態で軸芯Ｘに沿って移動自在に備えられている。また、内部には軸芯Ｘに沿ってバネ収容空間が形成され、このバネ収容空間とガイド体２５との間に前述したバネ６が介装されている。
【００２７】
ガイド体２５は、図６及び図７に示すように、このガイド体２５より大径のベース部２６を介してプレート２７に対して直交する姿勢で形成されている。プレート２７をボルト２８でバルブボディ２に連結することによりバルブボディ２と一体化し収容空間を閉塞することで前述した背圧空間Ｂが形成される。また、ガイド体２５は軸芯Ｘを中心に配置されるものであり、このガイド体２５のうちベース部２６との境界部分に（プレート２７の近傍位置に）は軸芯Ｘを中心にして、この軸芯Ｘを取り囲む位置に複数のストッパーＳが一体的に形成されている。
【００２８】
ストッパーＳは、スリーブ４の背圧空間Ｂの方向への移動限界を決めるものであり、複数のストッパーＳの当接面は、スリーブ４の背面４Ｂに当接した状態でスリーブ４の長手方向を軸芯Ｘに対して平行に維持するように、夫々の当接面が軸芯Ｘに直交する姿勢の仮想平面と一致する位置に形成されている。また、ストッパーＳは、このスリーブ４の背面４Ｂとプレート２７の内面（バルブボディ２の内面の一例）との距離を所定値に維持するように機能する。このようにスリーブ４の移動限界を決める場合には、複数のストッパーＳがスリーブ４の移動限界を決めるのでスリーブ４に対して偏った力が作用する不都合を抑制できるものにしている。
【００２９】
特に、本発明のリリーフ圧変更機能付きリリーフバルブ１では、スリーブ４が軸芯Ｘに沿って移動する際には、スリーブ４の内面がガイド体２５の外周のガイド面２５ａに摺接する状態で移動することになる。ガイド面２５ａは高精度で加工し仕上げられるものであり、このように高精度で仕上げる際の加工時に工具がストッパーＳを不必要に切削しないように、ガイド面２５ａとストッパーＳとの中間にガイド面２５ａより小径の溝部２５ｂが形成されている。
【００３０】
また、切換弁１５は、供給用流路１０からの作動油の圧力を制御油路１６に作用させるように中間油路１４が形成されている。この中間油路１４と切換弁１５と制御油路１６とで本発明のバルブ位置変更機構が構成されている。
【００３１】
〔作動形態〕
このような構成から、切換弁１５を供給位置に操作することにより、図１及び図２に示すように、供給用流路１０の流体が中間油路１４と制御油路１６とを介して背圧空間Ｂに供給され、スリーブ４は低圧機能位置（低圧機能状態）に設定される。つまり、スリーブ４の端面４Ａに対して第１ポート１１から流体圧が作用すると同時に、スリーブ４の背面４Ｂに作用することになり、端面４Ａと背面４Ｂとの受圧面積の差からスリーブ４が第１ポート１１の側に移動し、スリーブ４の端面４Ａの外周部分がバルブボディ２の当接面２Ａに当接する低圧機能位置の移動端に達する。
【００３２】
スリーブ４が低圧機能位置に設定された状態で供給用流路１０の圧力が上昇した際には、図２に示すように、バネ６の付勢力に抗してバルブ５が第１ポート１１から離間する方向に変位し、このスリーブ４の端部が排出口８の位置に達することにより第１ポート１１の余剰流体が排出口８から第２ポート１２に排出され、オイルパンに還流することになりリリーフ弁として機能する。
【００３３】
これに対し、切換弁１５を排出位置に操作することにより、図３及び図４に示すように、供給用流路１０の流体からの圧力が遮断されると同時に、制御油路１６の流体が排出され、スリーブ４は高圧機能位置（高圧機能位置）に設定される。つまり、エンジンが稼動する状態ではスリーブ４の端面４Ａに対しては第１ポート１１から流体圧が常に作用しており、スリーブ４の背面４Ｂに作用する流体圧がなくなることから、端面４Ａに作用する流体圧からスリーブ４が高圧機能位置の移動端に達し、スリーブ４の背面４ＢがストッパーＳに当接して限界位置に達する。
【００３４】
スリーブ４が高圧機能位置に設定された状態で供給用流路１０の圧力が上昇した際には、図４に示すように、バネ６の付勢力に抗してバルブ５が第１ポート１１から離間する方向に変位し、このスリーブ４の端部が排出口８の位置に達することにより第１ポート１１の余剰流体が排出口８から第２ポート１２に排出され、オイルパンに還流することになりリリーフ弁として機能する。そして、スリーブ４が高圧機能位置に設定された状態でリリーフ弁として機能する際にはスリーブ４が限界位置に達しているので、リリーフ弁として機能する際にはスリーブ４が低圧機能位置に設定された状態と比較してバネ６の圧縮量が大きく高いリリーフ圧となる。
【００３５】
このように本発明によると、切換弁１５を操作することにより、流体の圧力を利用してスリーブ４の位置を変更することによりリリーフ圧の切り換えを可能にする。また、リリーフ圧を切り換える際には電動モータ等のアクチュエータを用いてバネ圧を調節するもののように機械的な作動系を用いる必要がなく構成が簡素となる。
【００３６】
特に、本発明のように軸芯Ｘを中心として、この軸芯Ｘを取り囲む位置に複数のストッパーＳを配置することにより、スリーブ４の端面４Ａに作用する流体圧によってスリーブ４の背面４Ｂが複数のストッパーＳに当接する位置まで変位した場合には、背面４Ｂからの圧力を複数のストッパーＳが均等に受け止めることになる。このような理由から、スリーブ４に作用する流体圧がスリーブ４に対して偏った方向（軸芯Ｘと非平行となる方向）に作用することがなく偏摩耗を抑制すると同時に、背圧空間Ｂに流体圧が作用した場合にスリーブ４の迅速な作動開始を可能にし、リリーフ圧を切り換える際の応答速度の高速化を実現している。
【００３７】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
【００３８】
（ａ）図８及び図９に示すように、軸芯Ｘを中心する円周状の領域に、この領域を複数に分割するように複数の円弧状のストッパーＳを形成する。このように円周状の領域を分割した形態でストッパーＳを形成することにより、複数のストッパーＳの広い面をスリーブ４の背面４Ｂに当接させてスリーブ４の傾きを確実に抑制できるものにする。
【００３９】
（ｂ）スリーブ４の背面４Ｂから軸芯Ｘに沿って突出するように、ストッパーＳをスリーブ４と一体的に形成する。このようにスリーブ４と一体的にストッパーＳを形成する構造として前述した実施形態と同様に軸芯Ｘを取り囲む位置に複数のストッパーＳを形成することや、〔別実施形態〕（ａ）のように軸芯Ｘを中心とする円周状の領域の全てに形成しても良い。そして、このようにスリーブ４と一体的にストッパーＳを形成したものでは、ガイド体２５の外周の全てをガイド面２５ａとして形成できるので加工が容易となる。
【００４０】
（ｃ）ストッパーＳをプレート２７等の部材で成るバルブボディ２に形成する。このようにバルブボディ２にストッパーＳを形成する構造として前述した実施形態と同様に軸芯Ｘを取り囲む位置に複数のストッパーＳを形成することや、〔別実施形態〕（ａ）のように軸芯Ｘを中心とする円周状の領域の全てに形成しても良い。また、プレート２７やバルブボディ２等にストッパーＳを構造としてストッパーＳを構成する部材を取り付ける構造であっても、プレート２７やバルブボディ２等と一体的に形成する構成であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るリリーフバルブは、エンジン潤滑系の油圧調整に限らず、広く、さまざまな液圧調整に用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
２          バルブボディ
４          スリーブ
４Ａ        端面
４Ｂ        背面
５          バルブ
６          付勢部材（バネ）
７          流入口
８          排出口
１１        第１ポート
１２        第２ポート
２５        ガイド体
２５ｂ      溝部
Ｓ          ストッパー
Ｘ          軸芯
【図１】
0005582341.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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