(57)【要約】【課題】リリーフバルブのリリーフ油圧を可変とするリリーフバルブ構造を簡単な構造で実現する。【解決手段】オイルポンプ１１から吐出されたオイルが入力ポート４３から導入される弁収容室と、前記弁収容室に摺動自在に収容され、一端側に設けた受圧室面でオイルの圧力を受けるスプール弁と、前記スプール弁が摺動することにより開口するリリーフポート４４と、前記スプール弁を前記一端側に付勢するリターンスプリング４２とを備えるリリーフバルブ３０を備えるリリーフバルブ構造において、前記弁収容室の他端に設けた背圧室と、前記背圧室に連通する導出油路３６と、一端が導出油路３６に連結されるとともに他端がドレン油路５７に連結されてエンジン１の回転に同期して回転する遠心ガバナー７１によって、導出油路３６からドレン油路５７に流れる油量をコントロールする油圧可変機構７０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプ（１１）から吐出されたオイルが入力ポート（４３）から導入される弁収容室（４０）と、前記弁収容室（４０）に摺動自在に収容され、一端（４０Ａ）側に設けた受圧室面（４１Ａ）でオイルの圧力を受けるスプール弁（４１）と、前記スプール弁（４１）が摺動することにより開口するリリーフポート（４４）と、前記スプール弁（４１）を前記一端（４０Ａ）側に付勢するリターンスプリング（４２）とを備えるリリーフバルブ（３０）を備えるリリーフバルブ構造において、
前記弁収容室（４０）の他端（４０Ｂ）に設けた背圧室（２２）と、前記背圧室（２２）に連通する導出油路（３６）と、
一端が前記導出油路（３６）に連結されるとともに他端がドレン油路（５７）に連結されてエンジン（１）の回転に同期して回転する遠心ガバナー（７１）によって、前記導出油路（３６）から前記ドレン油路（５７）に流れる油量をコントロールする油圧可変機構（７０）とを有することを特徴とするリリーフバルブ構造。
【請求項２】
前記入力ポート（４３）に繋がる入力油路（３２）を分岐して分岐油路（３７）を設けるとともに、該分岐油路（３７）にオリフィス（３８）を設け、該分岐油路（３７）を前記導出油路（３６）に連通させたことを特徴とする請求項１記載のリリーフバルブ構造。
【請求項３】
前記スプール弁（４１）のリリーフ油圧（Ｐ２）は、前記リターンスプリング（４２）の付勢力と背圧面に加わる油圧との合計の大きさとほぼ同一としたことを特徴とする請求項１または２記載のリリーフバルブ構造。
【請求項４】
前記オイルポンプ（１１）の下流側に、背圧（Ｑ）をコントロールされる前記リリーフバルブ（３０）と並行して、背圧をコントロールされない別のリリーフバルブ（３１）を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のリリーフバルブ構造。
【請求項５】
前記リリーフバルブ（３０）は、油圧が所定値以上になった際に前記リリーフポート（４４）を開口する可変開口機構（８５）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のリリーフバルブ構造。
【請求項６】
前記可変開口機構（８５）は、前記スプール弁（４１）の外周を摺動自在に設けられた外套部材（４９）と、前記外套部材（４９）を閉弁方向に押圧する第２リターンスプリング（５３）とを設け、油圧が所定値以上に成った際、前記外套部材（４９）を摺動して前記リリーフポート（４４）を開口することを特徴とする請求項５記載のリリーフバルブ構造。
【請求項７】
前記油圧可変機構（７０）は、軸に前記ドレン油路（５７）と連絡する油路（７３）が設けられエンジン（１）の回転に同期して回転する回転軸（７２）と、前記ドレン油路（５７）と連通し前記回転軸（７２）の周面（７２Ａ）に開口する開口孔（７４）と、該開口孔（７４）を開閉するボール部材（７５）と、該ボール部材（７５）の外周に嵌装され、前記ボール部材（７５）と反対側にウェイト部（７９）が設けられ、支点（７７）を中心に揺動して前記ボール部材（７５）の離脱を抑えるウェイト部材（７６）とを有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のリリーフバルブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リリーフバルブ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の回転により駆動されるオイルポンプから吐出されるオイルの最高油圧をコントロールするために、オイルポンプの下流にリリーフバルブが設けられるリリーフバルブ構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。ばねによってリリーフ油圧が設定される通常のリリーフバルブはリリーフ油圧が一定であるため、リリーフ油圧は内燃機関の高回転時に対応した高い油圧に設定されるが、特許文献１のリリーフバルブ構造では、リリーフバルブの背圧室に供給する油圧を変更することで、リリーフバルブのリリーフ油圧を可変にしている。このように、リリーフバルブのリリーフ油圧を可変とし、内燃機関の中低速回転域でのリリーフ油圧を下げることで、中低速回転域でのオイルポンプの負荷を低減でき、動力の損失を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９１６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のリリーフバルブ構造では、オイルの粘度をセンサーで検出し、この検出結果に基づいてＥＣＵがコントロールバルブを切り替えて、上記背圧室の油圧をコントロールするため、リリーフバルブの全体構造が複雑になり、コストも増加するという課題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、リリーフバルブのリリーフ油圧を可変とするリリーフバルブ構造を簡単な構造で実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、オイルポンプ（１１）から吐出されたオイルが入力ポート（４３）から導入される弁収容室（４０）と、前記弁収容室（４０）に摺動自在に収容され、一端（４０Ａ）側に設けた受圧室面（４１Ａ）でオイルの圧力を受けるスプール弁（４１）と、前記スプール弁（４１）が摺動することにより開口するリリーフポート（４４）と、前記スプール弁（４１）を前記一端（４０Ａ）側に付勢するリターンスプリング（４２）とを備えるリリーフバルブ（３０）を備えるリリーフバルブ構造において、前記弁収容室（４０）の他端（４０Ｂ）に設けた背圧室（２２）と、前記背圧室（２２）に連通する導出油路（３６）と、一端が前記導出油路（３６）に連結されるとともに他端がドレン油路（５７）に連結されてエンジン（１）の回転に同期して回転する遠心ガバナー（７１）によって、前記導出油路（３６）から前記ドレン油路（５７）に流れる油量をコントロールする油圧可変機構（７０）とを有することを特徴とする。
この構成によれば、リリーフバルブの弁収容室の一端側の受圧室面でオイルの圧力を受けるスプール弁と、スプール弁が摺動することにより開口するリリーフポートと、弁収容室の他端に設けた背圧室と、背圧室に連通する導出油路と、一端が導出油路に連結されるとともに他端がドレン油路に連結されてエンジンの回転に同期して回転する遠心ガバナーによって導出油路からドレン油路に流れる油量をコントロールする油圧可変機構とが設けられ、リリーフポートが開口するリリーフ油圧を機械式で可変とすることができ、リリーフ油圧を可変とするリリーフバルブ構造を簡単な構造で実現できる。
【０００６】
また、上記構成において、前記入力ポート（４３）に繋がる入力油路（３２）を分岐して分岐油路（３７）を設けるとともに、該分岐油路（３７）にオリフィス（３８）を設け、該分岐油路（３７）を前記導出油路（３６）に連通させた構成としても良い。
この場合、入力ポートに繋がる入力油路を分岐して分岐油路を設けるとともに、この分岐油路にオリフィスを設けて導出油路に連通させるため、入力油路から分岐した分岐油路から導出油路に供給される油圧で背圧室の背圧をコントロールでき、簡単な構造でリリーフ油圧をコントロールできる。また、背圧室の油圧及びリターンスプリングの付勢力でリリーフ油圧が設定されるため、リターンスプリングの付勢力を小さくでき、小型のリターンスプリングを使用できる。
【０００７】
また、前記スプール弁（４１）のリリーフ油圧（Ｐ２）は、前記リターンスプリング（４２）の付勢力と背圧面に加わる油圧との合計の大きさとほぼ同一としても良い。
この場合、スプール弁のリリーフ油圧は、リターンスプリングの付勢力と背圧面に加わる油圧との合計の大きさとほぼ同一であるため、導出油路の油量のわずかな変化でリリーフ油圧をコントロールできる。
さらに、前記オイルポンプ（１１）の下流側に、背圧（Ｑ）をコントロールされる前記リリーフバルブ（３０）と並行して、背圧をコントロールされない別のリリーフバルブ（３１）を設けた構成としても良い。
この場合、オイルポンプの下流側に、背圧をコントロールされるリリーフバルブと並行して、背圧をコントロールされない別のリリーフバルブが設けられるため、エンジンの回転が速くなりリリーフバルブの背圧が高くなりすぎた際、オイルポンプの油圧が過度に高くなることを防止できる。
【０００８】
また、前記リリーフバルブ（３０）は、油圧が所定値以上になった際に前記リリーフポート（４４）を開口する可変開口機構（８５）を有する構成としても良い。
この場合、リリーフバルブは、油圧が所定値以上になった際にリリーフポートを開口する可変開口機構を有するため、エンジンの回転が速くなりリリーフバルブの背圧が高くなりすぎた際、上述の別のリリーフバルブを設けなくともオイルポンプの油圧が過度に高くなることを防止できる。
また、前記可変開口機構（８５）は、前記スプール弁（４１）の外周を摺動自在に設けられた外套部材（４９）と、前記外套部材（４９）を閉弁方向に押圧する第２リターンスプリング（５３）とを設け、油圧が所定値以上に成った際、前記外套部材（４９）を摺動して前記リリーフポート（４４）を開口する構成としても良い。
この場合、可変開口機構は、スプール弁の外周を摺動自在に設けられた外套部材と、外套部材を閉弁方向に押圧する第２リターンスプリングとを設け、油圧が所定値以上に成った際、外套部材を摺動してリリーフポートを開口するため、簡単な構造で可変開口機構を設けることができる。
【０００９】
さらに、前記油圧可変機構（７０）は、軸に前記ドレン油路（５７）と連絡する油路（７３）が設けられエンジン（１）の回転に同期して回転する回転軸（７２）と、前記ドレン油路（５７）と連通し前記回転軸（７２）の周面（７２Ａ）に開口する開口孔（７４）と、該開口孔（７４）を開閉するボール部材（７５）と、該ボール部材（７５）の外周に嵌装され、前記ボール部材（７５）と反対側にウェイト部（７９）が設けられ、支点（７７）を中心に揺動して前記ボール部材（７５）の離脱を抑えるウェイト部材（７６）とを有する構成としても良い。
この場合、油圧可変機構は、ドレン油路と連絡する油路が設けられエンジンの回転に同期して回転する回転軸と、ドレン油路と連通し回転軸の周面に開口する開口孔と、開口孔を開閉するボール部材と、ボール部材の外周に嵌装され、ボール部材と反対側にウェイト部が設けられ、支点を中心に揺動してボール部材の離脱を抑えるウェイト部材とを有し、回転軸の回転に伴って支点を中心にウェイト部が外側に移動することで、ウェイト部材がボール部材の離脱を抑える力が変化するため、簡単な構成でリリーフバルブのリリーフ油圧を可変とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るリリーフバルブ構造では、弁収容室の他端に設けた背圧室と、背圧室に連通する導出油路と、一端が導出油路に連結されるとともに他端がドレン油路に連結されてエンジンの回転に同期して回転する遠心ガバナーによって導出油路からドレン油路に流れる油量をコントロールする油圧可変機構とが設けられ、背圧室の油圧をコントロールする機構を、エンジンの回転に同期して回転する遠心ガバナーによって機械式で設けることができるため、リリーフポートが開口するリリーフ油圧を機械式で可変とすることができ、リリーフ油圧を可変とするリリーフバルブ構造を簡単な構造で実現できる。
【００１１】
また、入力ポートに繋がる入力油路を分岐して分岐油路を設けるとともに、この分岐油路にオリフィスを設けて導出油路に連通させるため、分岐油路から導出油路に供給される油圧で背圧室の背圧をコントロールでき、簡単な構造でリリーフ油圧をコントロールできる。また、背圧室の油圧及びリターンスプリングの付勢力でリリーフ油圧が設定されるため、リターンスプリングの付勢力を小さくでき、小型のリターンスプリングを使用できる。
また、スプール弁のリリーフ油圧は、リターンスプリングの付勢力と背圧面に加わる油圧との合計の大きさとほぼ同一であるため、導出油路の油量のわずかな変化でリリーフ油圧をコントロールできる。
【００１２】
また、背圧をコントロールされるリリーフバルブと並行して、背圧をコントロールされない別のリリーフバルブが設けられるため、油圧可変機構の回転が速くなりリリーフバルブの背圧が高くなりすぎた際、オイルポンプの油圧が過度に高くなることを防止できる。
さらに、リリーフバルブは、油圧が所定値以上になった際にリリーフポートを開口する可変開口機構を有するため、エンジンの回転が速くなりの回転が速くなりリリーフバルブの背圧が高くなりすぎた際、上述の別のリリーフバルブを設けなくとも、オイルポンプの油圧が過度に高くなることを防止できる。
【００１３】
また、可変開口機構は、油圧が所定値以上に成った際、外套部材を摺動してリリーフポートを開口するため、簡単な構造で可変開口機構を設けることができる。
また、油圧可変機構は、ドレン油路と連絡する油路が設けられエンジンの回転に同期して回転する回転軸と、ドレン油路と連通し回転軸の周面に開口する開口孔と、開口孔を開閉するボール部材と、ボール部材の外周に嵌装され、ボール部材と反対側にウェイト部が設けられ、支点を中心に揺動してボール部材の離脱を抑えるウェイト部材とを有し、回転軸の回転に伴って支点を中心にウェイト部が外側に移動することで、ウェイト部材がボール部材の離脱を抑える力が変化するため、簡単な構成でリリーフバルブのリリーフ油圧を可変とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るリリーフバルブ構造を示す構成図である。
【図２】リリーフバルブの断面図である。
【図３】遠心ガバナーを示す図である。
【図４】エンジンの回転数とリリーフバルブ構造のリリーフ油圧との関係を示すグラフである。
【図５】リリーフバルブがリリーフ油圧に達した状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係るリリーフバルブ構造について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るリリーフバルブ構造を示す構成図である。
エンジン１は、自動二輪車等の車両のエンジンであり、エンジン１の潤滑個所にオイルを送る潤滑装置１０を備えている。
潤滑装置１０は、エンジン１のクランクケースに設けられており、複数の歯車列を介してエンジン１のクランクシャフト（不図示）と連結されてエンジン１の回転と同期して駆動されるオイルポンプ１１と、オイルポンプ１１によって送出されるオイルを貯留するオイルパン１２と、オイルポンプ１１をエンジン１の各潤滑個所に連通させるオイルギャラリ１３と、オイルポンプ１１の吐出圧が所定値を超えないように油圧を制限するリリーフバルブ構造１４とを備えている。オイルポンプ１１の吸入口は、吸入油路１５によってオイルパン１２に接続される。
【００１６】
リリーフバルブ構造１４は、オイルギャラリ１３に接続されるリリーフバルブ３０と、リリーフバルブ３０のリリーフ油圧よりも高圧のリリーフ油圧に設定される高圧用リリーフバルブ３１（別のリリーフバルブ）とを有している。リリーフバルブ構造１４には、リリーフバルブ３０のリリーフ油圧を可変にする油圧可変機構７０が接続され、油圧可変機構７０は、エンジン１の回転に同期して回転する遠心ガバナー７１を有している。
リリーフバルブ３０の入口は、オイルポンプ１１の吐出口よりも下流側でオイルギャラリ１３から分岐する入力油路３２によってオイルギャラリ１３と接続される。リリーフバルブ３０の出口は、排出油路３３によってオイルポンプ１１の吸入油路１５に接続される。
高圧用リリーフバルブ３１の入口は、オイルポンプ１１の吐出口よりも下流側でオイルギャラリ１３から分岐する油路３４によってオイルギャラリ１３と接続される。高圧用リリーフバルブ３１の出口は、油路３５によってオイルポンプ１１の吸入油路１５に接続される。
【００１７】
図２は、リリーフバルブ３０の断面図である。
図２に示すように、リリーフバルブ３０は、オイルポンプ１１から吐出されたオイルが導入される円筒状の弁収容室４０と、弁収容室４０に摺動自在に収容される円柱状のスプール弁４１と、スプール弁４１を弁収容室４０の一端４０Ａ側に付勢するリターンスプリング４２と、リリーフバルブ３０の入口となる入力ポート４３と、リリーフバルブ３０の出口となるリリーフポート４４と、弁収容室４０の他端４０Ｂを閉塞するとともにリターンスプリング４２を支持する閉塞部材４５とを備えて構成される。
【００１８】
弁収容室４０の一端４０Ａ側には、入力ポート４３に連通する受圧室２１が形成される。
スプール弁４１は、弁収容室４０の内周面４０Ｃに摺接する円筒状の基部４６と、基部４６よりも小径の円柱状に形成され、基部４６と略同軸に受圧室２１へ延びる軸部４７とを有している。基部４６の内部には、リターンスプリング４２の端部が当接するばね支持穴４６Ａが形成され、スプール弁４１は、ばね支持穴４６Ａと閉塞部材４５との間で圧縮された状態で配置されるリターンスプリング４２によって常に押圧されており、その先端の受圧室面４１Ａは一端４０Ａに当接している。受圧室面４１Ａには、面取り部４１Ｂが形成されており、入力ポート４３の油圧は、面取り部４１Ｂを含む受圧室面４１Ａを介してスプール弁４１の軸方向に作用する。
【００１９】
また、基部４６と閉塞部材４５との間の空間は、スプール弁４１を一端４０Ａ側へ押圧する油圧が供給される背圧室２２となっている。ここでは、スプール弁４１を一端４０Ａ側へ押圧する油圧を背圧Ｑと呼ぶ。
本実施の形態では、背圧室２２に背圧Ｑを供給することで、リターンスプリング４２の付勢力と背圧室２２の油圧力との両方の力によってスプール弁４１を一端４０Ａ側へ付勢し、背圧室２２の背圧Ｑを油圧可変機構７０によってコントロールすることで、リリーフバルブ３０が作動してリリーフバルブ３０からオイルが排出される圧力、すなわち、リリーフ油圧を可変としている。背圧室２２の壁部には、背圧室２２の入口となる背圧ポート５６が形成される。また、基部４６において背圧室２２に露出する部分は、背圧Ｑを受ける背圧面となっている。
【００２０】
スプール弁４１の軸部４７には、軸部４７に嵌合する外套部材４９が設けられる。外套部材４９は、弁収容室４０の内周面４０Ｃに摺接する円筒状の筒部５０と、筒部５０における一端４０Ａ側の端部において基部４６に摺動自在に嵌合する嵌合部５１とを有している。
【００２１】
また、筒部５０の内周面と軸部４７の外周面との間には軸方向に延びるばね収容部５２が形成されており、ばね収容部５２には、外套部材４９を一端４０Ａ側に付勢する第２リターンスプリング５３が収容される。第２リターンスプリング５３は、基部４６と嵌合部５１との間で圧縮された状態で配置されている。第２リターンスプリング５３及びリターンスプリング４２はコイルばねである。
ばね収容部５２は、ばね収容部５２の近傍の弁収容室４０の壁部に形成された空気孔５５を介して外部に連通しており、スプール弁４１及び外套部材４９が移動する際には、弁収容室４０の空気が空気孔５５から排出されるため、スプール弁４１及び外套部材４９がスムーズに作動する。
【００２２】
軸部４７の端部において、受圧室面４１Ａからわずかに基部４６側に移動した位置の外周面には、外套部材４９の外径よりも小径に形成されたリング状の係止部材５４が係合されている。第２リターンスプリング５３によって付勢される外套部材４９は、嵌合部５１の端面５１Ａが係止部材５４に当接することで、一端４０Ａ側への移動を規制され、一端４０Ａと端面５１Ａとの間には隙間が設けられ、この隙間を介して外套部材４９に軸方向の油圧が作用する。端面５１Ａにおいて係止部材５４に当接しない外縁部５１Ｂは、受圧室２１に露出して入力ポート４３からの油圧を受ける。外縁部５１Ｂは面取りされている。
【００２３】
入力ポート４３には入力油路３２（図１）が接続され、リリーフポート４４には排出油路３３（図１）が接続される。
リリーフポート４４は、弁収容室４０の壁部において入力ポート４３よりも他端４０Ｂ側に設けられた孔である。入力ポート４３に供給される油圧によってスプール弁４１及び外套部材４９を軸方向に押すように作用する力が、リターンスプリング４２の付勢力と背圧室２２の油圧力とを合わせた力よりも大きい場合に、スプール弁４１及び外套部材４９が一体に他端４０Ｂ側へ移動することで、リリーフポート４４は、弁収容室４０が外側に連通するように開口する。これにより、リリーフポート４４と入力ポート４３とが連通し、入力ポート４３のオイルがリリーフポート４４から排出され、入力油路３２を介して入力ポート４３に繋がるオイルギャラリ１３の油圧が低下することになり、オイルポンプ１１の負荷が低減される。
ここで、第２リターンスプリング５３の付勢力は、リターンスプリング４２の付勢力と所定の背圧室２２の油圧力とを合わせた付勢力よりも大きくなるように設定されているため、通常時においては第２リターンスプリング５３は変位せず、スプール弁４１及び外套部材４９は、入力ポート４３の油圧に押されて一体に移動する。
【００２４】
図１に示すように、リリーフバルブ３０の背圧ポート５６には、導出油路３６が接続され、導出油路３６によって背圧ポート５６と遠心ガバナー７１とが接続される。また、リリーフバルブ３０の入力ポート４３に接続される入力油路３２は、途中で分岐された分岐油路３７を有し、分岐油路３７は導出油路３６に接続される。分岐油路３７にはオリフィス３８が設けられ、分岐油路３７を通るオイルの油圧はオリフィス３８を通過することで減少する。
【００２５】
導出油路３６は、分岐油路３７と導出油路３６との分岐部３９で分岐しており、背圧ポート５６に接続される背圧側導出油路３６Ａと、遠心ガバナー７１の入口に接続される可変機構側導出油路３６Ｂとを有している。遠心ガバナー７１の出口にはドレン油路５７が接続され、ドレン油路５７は遠心ガバナー７１をオイルパン１２に接続する。
入力油路３２のオイルの一部は、分岐油路３７及び導出油路３６を通って分岐部３９で分岐し、分岐部３９を流れるオイルの一部は、背圧側導出油路３６Ａを通って背圧ポート５６に流れ、残りのオイルは可変機構側導出油路３６Ｂを通って遠心ガバナー７１に流れる。
また、背圧ポート５６及び遠心ガバナー７１には、オリフィス３８によって入力油路３２の油圧よりも減圧されたオイルが供給される。
【００２６】
油圧可変機構７０は、リリーフバルブ３０と、遠心ガバナー７１と、分岐油路３７と、遠心ガバナー７１の一端に連結される導出油路３６と、遠心ガバナー７１の他端に連結されるドレン油路５７とを備えている。
図３は、遠心ガバナー７１を示す図であり、図３（ａ）は側面断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【００２７】
遠心ガバナー７１は、遠心ガバナー７１の回転による遠心力に応じて、遠心ガバナー７１からドレン油路５７に排出されるオイルの流れをコントロールする機械式のガバナーである。
図３に示すように、遠心ガバナー７１は、オイルポンプ１１のロータ（不図示）と一体に回転するポンプ駆動軸７２（回転軸）に設けられる。すなわち、ポンプ駆動軸７２は、エンジン１の回転に同期して回転される回転軸である。
遠心ガバナー７１は、ポンプ駆動軸７２と、ポンプ駆動軸７２内に形成され、可変機構側導出油路３６Ｂ（図１）とドレン油路５７（図１）とを連絡する軸内油路７３（ドレン油路と連絡する油路）と、ポンプ駆動軸７２の外周面７２Ａ（周面）に開口して軸内油路７３をドレン油路５７に連通させる開口孔７４と、開口孔７４を開閉するボール部材７５と、ボール部材７５の外周側に嵌装され、ボール部材７５の離脱を抑えるウェイト部材７６と、ウェイト部材７６をポンプ駆動軸７２に軸支する支持軸７７（支点）とを備えている。
【００２８】
軸内油路７３は、可変機構側導出油路３６Ｂが接続されるポンプ駆動軸７２の一端から軸方向に延び、軸内油路７３の終端部に連通する開口孔７４によって径方向の外側に連通する。開口孔７４は、外周面７２Ａに穿設され、軸内油路７３に直交する孔部７４Ａと、外周面７２Ａから軸内油路７３に向かうにつれて縮径する円錐状の座面部７４Ｂとを有している。
ボール部材７５は、座面部７４Ｂに嵌合可能な直径を有し、座面部７４Ｂに嵌合することで開口孔７４を閉じ、座面部７４Ｂから離脱することで開口孔７４を開く。
【００２９】
ポンプ駆動軸７２において開口孔７４よりもさらにポンプ駆動軸７２の他端側には、ポンプ駆動軸７２の軸線及び開口孔７４の軸線に略直交するように軸支持孔８０が穿設され、軸支持孔８０には、支持軸７７が挿通される。支持軸７７は、ポンプ駆動軸７２の中心を通り、ポンプ駆動軸７２を径方向に貫通する。
【００３０】
ウェイト部材７６は、ポンプ駆動軸７２よりも大径の筒状に形成された筒状部材であり、ポンプ駆動軸７２の外周面７２Ａを囲うように設けられる筒部７８と、筒部７８の軸方向の端部において径方向に突出するように形成されたウェイト部７９とを有している。
筒部７８には、筒部７８を径方向に貫通する軸孔８２が設けられており、軸孔８２は筒部７８の中心を通るように筒部７８の軸線に直交して配置される。ウェイト部材７６は、支持軸７７が軸孔８２及びポンプ駆動軸７２の軸支持孔８０に挿通されることでポンプ駆動軸７２に軸支される。
筒部７８が外周面７２Ａよりも大径であるため、筒部７８と外周面７２Ａとの間には、空間が形成されている。この空間が存在することで、ウェイト部材７６は、外周面７２Ａに対して移動可能となり、支持軸７７を中心にして揺動可能である。
【００３１】
筒部７８において、支持軸７７を境にした周方向の略半分の部分は、ボール部材７５及び開口孔７４を外側から覆うボール支持部８１となっており、ボール支持部８１の内周面がボール部材７５を押圧することで、ボール部材７５は座面部７４Ｂに押し付けられて開口孔７４を閉じる。
ウェイト部７９は、ボール支持部８１の反対側の周方向の略半分の部分に形成されるとともに、軸方向において軸孔８２とは反対側の端に位置し、ボール部材７５よりも支持軸７７から離れている。詳細には、ウェイト部７９は、ポンプ駆動軸７２の軸線を挟んでボール部材７５と反対側に偏って配置されており、ウェイト部材７６は、ウェイト部７９が設けられた側が偏って重くなっている。
【００３２】
また、ボール支持部８１においてウェイト部７９と対向する部分は、切欠き部８３となっており、座面部７４Ｂの一部は、切欠き部８３を介して外側に露出している。開口孔７４が開かれた場合には、開口孔７４から排出されるオイルは、切欠き部８３を通ってドレン油路５７（図１）に流れる。
【００３３】
遠心ガバナー７１がエンジン１の回転に同期して回転すると、ウェイト部材７６に作用する遠心力は、ウェイト部７９に偏って作用する。この遠心力によってウェイト部材７６には、支持軸７７を中心にして矢印Ｘの方向に外側に揺動する力が発生し、これに伴って、ウェイト部７９の反対側のボール支持部８１はボール部材７５を押圧力Ｆで開口孔７４に押圧し、開口孔７４を閉じる。遠心ガバナー７１に作用する遠心力は、エンジン１の回転数の２乗に比例して増加するため、ボール支持部８１の押圧力Ｆは、エンジン１の回転数が高くなるほど大きくなる。
軸内油路７３の油圧が押圧力Ｆより大きくなると、ボール部材７５が座面部７４Ｂから離脱し、ウェイト部材７６は矢印Ｘの逆方向に揺動し、開口孔７４が開かれる。
【００３４】
遠心ガバナー７１の軸内油路７３には、導出油路３６からオイルが供給され、軸内油路７３の油圧力と遠心力による遠心ガバナー７１の押圧力Ｆとの釣り合いによって、開口孔７４の開度は連続的に変化し、開口孔７４からドレン油路５７に排出されるオイルの量は変化する。本実施の形態では、押圧力Ｆがエンジン１の回転数の２乗に比例して大きくなるため、開口孔７４が開かれる圧力であるガバナー側リリーフ圧は可変となり、エンジン１の回転数が高くなるほどガバナー側リリーフ圧は高くなる。
【００３５】
遠心ガバナー７１は導出油路３６によってリリーフバルブ３０の背圧室２２に接続されているため、背圧室２２の背圧Ｑは、遠心ガバナー７１のガバナー側リリーフ圧に応じて可変となる。詳細には、開口孔７４から排出されるオイルの量が多いほど、背圧室２２の背圧Ｑが低くなり、開口孔７４から排出されるオイルの量が少ないほど、背圧Ｑが高くなる。すなわち、本実施の形態では、背圧室２２の背圧Ｑが遠心ガバナー７１によってコントロールされることで、リリーフバルブ３０のリリーフ油圧が可変になっており、エンジン回転数が高いほどリリーフ油圧が高くなる。
【００３６】
図４は、エンジン１の回転数とリリーフバルブ構造１４のリリーフ油圧との関係を示すグラフである。
エンジン１の負荷は、高回転であるほど大きくなるため、図４に示すように、エンジン１に必要とされる油圧Ｐ１は、エンジン回転数に応じて高くなる。
リリーフバルブ構造１４においては、リリーフバルブ３０のリリーフ油圧は、リターンスプリング４２の付勢力と背圧室２２の背圧Ｑとの合計で得られ、背圧室２２の油圧はエンジン回転数に応じて増加するため、図４に示すように、リリーフバルブ３０のリリーフ油圧Ｐ２は、エンジン回転数の増加に応じて高くなる。リリーフ油圧Ｐ２は、エンジン１の全回転域に亘って、必要とされる油圧Ｐ１よりも所定値以上の余裕が得られるよう遠心ガバナー７１の特性とリターンスプリング４２の付勢力が設定される。この所定値は、外乱等の影響があったとしても油圧Ｐ１を下回らないだけ大きくかつ、省エネ効果を十分に得られるように設定される。
また、リリーフ油圧Ｐ２は、エンジン回転数の全域に亘って、リターンスプリング４２の付勢力と背圧Ｑとの合計の大きさとほぼ同一となるように設定される。このため、導出油路３６の油量のわずかな変化によってリリーフ油圧Ｐ２をコントロールできる。
【００３７】
オイルは低温であるほど粘度が高くなるため、図４に示すように、オイルポンプ１１の吐出圧は、オイルの温度が中温（８０℃）の状態である方が、高温（１４０℃）の状態よりも高くなっており、リリーフバルブ３０を用いない場合、オイルポンプ１１の吐出圧は中温時において、必要な油圧Ｐ１よりも大幅に大きくなる。リリーフバルブ３０では、リリーフ油圧Ｐ２を、油圧が低くなる高温時の吐出圧に略重なるように高温時の吐出圧に合わせて設定している。このため、中温時には、エンジン回転数の略全域でリリーフバルブ３０が作動し、オイルポンプ１１のロスを効果的に低減できる。
スプリングのみでリリーフ油圧が設定される従来のリリーフバルブのリリーフ油圧Ｐ３は、エンジンの高回転時の高い吐出圧に合わせて一定値に設定されているため、オイルポンプ１１のロスが大きくなっている。
【００３８】
図２を参照し、リリーフバルブ３０の受圧室２１には、入力油路３２を介してオイルギャラリ１３から油圧が作用し、スプール弁４１の基部４６には、リターンスプリング４２の付勢力及び背圧室２２の背圧Ｑが作用し、受圧室面４１Ａは一端４０Ａに当接している。この状態では、リターンスプリング４２の付勢力と背圧Ｑとを合わせた力が、受圧室面４１Ａに作用する油圧力よりも大きく、リリーフバルブ３０は閉じられている。この状態から、エンジン１の回転数が変化した場合、遠心ガバナー７１を備えた油圧可変機構７０によって、図４に示す可変のリリーフ油圧Ｐ２が得られるように背圧室２２の背圧Ｑが変更される。このように、機械式の遠心ガバナー７１によって、リリーフバルブ３０のリリーフ油圧Ｐ２を可変にできるため、リリーフ油圧を可変とするリリーフバルブ構造１４を簡単な構造で実現できる。
【００３９】
図５は、リリーフバルブ３０がリリーフ油圧に達した状態の断面図である。
スプール弁４１の受圧室面４１Ａに作用する油圧力が、リターンスプリング４２の付勢力と背圧Ｑとを合わせた力よりも大きい場合、図５に示すように、リリーフバルブ３０は他端４０Ｂ側に移動し、入力ポート４３がリリーフポート４４に連通する。リリーフポート４４の開度は、受圧室２１の油圧に応じて連続的に変化し、図５の状態では、基部４６が他端４０Ｂに底付きする位置までリリーフポート４４が開いている。
【００４０】
エンジン１の回転数が高くなると、リターンスプリング４２の付勢力と背圧Ｑとを合わせた力が受圧室２１の油圧より常に大きくなりリリーフバルブ３０はリリポートを塞ぐ状態に成るが、受圧室２１の油圧がリターンスプリング４２の付勢力と背圧Ｑとを合わせた力より小さくとも、第２リターンスプリング５３の付勢力よりも外套部材４９の外縁部５１Ｂに作用する油圧が大きくなると、第２リターンスプリング５３が圧縮され、外套部材４９は他端４０Ｂ側に移動し、リリーフポート４４が開口する。すなわち、外套部材４９及び第２リターンスプリング５３は、エンジン１の回転数が高くなり、リターンスプリング４２の付勢力と背圧Ｑとを合わせた力が受圧室２１の油圧より常に大きくなり、かつ受圧室２１の油圧が所定値以上になった場合にリリーフポート４４を開口しリリーフ油圧Ｐ２が所定値を超えないように設定される。このため、リリーフ油圧Ｐ２が背圧Ｑによって２次曲線的に増加する構成であってもリリーフポート４４を開くことができ、オイルポンプ１１に過大な負荷がかかることを防止できる。
また、油圧可変機構７０がフェールし、例えば遠心ガバナー７１からオイルを排出できなくなったとしても、リリーフバルブ３０からオイルを排出できるため、オイルポンプ１１に過大な負荷がかかることを防止できる。
【００４１】
また、図１に示すように、高圧用リリーフバルブ３１は、入力油路３２と並行して設けられる油路３４に設けられ、円筒状のケース９０と、ケース９０に収容される円筒状のバルブ９１と、バルブ９１を軸方向に係止するストッパ部材９２と、バルブ９１をストッパ部材９２に付勢するスプリング９３と、バルブ９１が摺動することで開閉される排出ポート９４と、油路３４に接続される入力ポート９５とを備えた通常のリリーフバルブである。バルブ９１は、スプリング９３のみによって排出ポート９４を閉じるように付勢されており、バルブ９１には油圧による背圧は作用しない。
【００４２】
高圧用リリーフバルブ３１はリリーフバルブ３０が可変開口機構８５を有しない構造の場合用いられ、入力油圧が所定値より大きくなると、スプリング９３が圧縮されてバルブ９１が移動し、排出ポート９４が開くことで、オイルが油路３５を通ってオイルパン１２に排出される。これにより、オイルポンプ１１に過大な負荷がかかることを防止できる。
高圧用リリーフバルブ３１はリリーフバルブ３０に可変開口機構８５等が設けられ、所定入力油圧になるとリリーフポートが開口する構造のものを採用した場合には設ける必要は無い。
【００４３】
以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、リリーフバルブ３０の弁収容室４０の一端４０Ａ側の受圧室面４１Ａでオイルの圧力を受けるスプール弁４１と、スプール弁４１が摺動することにより開口するリリーフポート４４と、弁収容室４０の他端４０Ｂに設けた背圧室２２と、背圧室２２に連通する導出油路３６と、一端が導出油路３６に連結されるとともに他端がドレン油路５７に連結されてエンジン１の回転に同期して回転する遠心ガバナー７１によって導出油路３６からドレン油路５７に流れる油量をコントロールする油圧可変機構７０とが設けられ、背圧室２２の油圧をコントロールする機構を、エンジン１の回転に同期して回転する遠心ガバナー７１によって機械式で設けることができるため、リリーフポート４４が開口するリリーフ油圧Ｐ２を機械式で可変とすることができ、リリーフ油圧Ｐ２を可変とするリリーフバルブ構造を簡単な構造で実現でき、コストも低減できる。
【００４４】
また、入力ポート４３に繋がる入力油路３２を分岐して分岐油路３７を設けるとともに、この分岐油路３７に油圧を低下させるオリフィス３８を設けて分岐油路３７を導出油路３６に連通させるため、入力油路３２から分岐した分岐油路３７から導出油路３６に供給される油圧で背圧室２２の背圧Ｑをコントロールでき、簡単な構造でリリーフ油圧Ｐ２をコントロールできる。また、背圧室２２の油圧及びリターンスプリング４２の付勢力でリリーフ油圧Ｐ２が設定されるため、リターンスプリング４２の付勢力を小さくでき、小型のリターンスプリングを使用できる。
【００４５】
また、スプール弁４１のリリーフ油圧Ｐ２は、リターンスプリング４２の付勢力とスプール弁４１の背圧面に加わる油圧である背圧Ｑとの合計の大きさとほぼ同一であるため、導出油路３６の油量のわずかな変化でリリーフ油圧Ｐ２をコントロールできる。
さらに、オイルポンプ１１の下流側に、背圧Ｑをコントロールされるリリーフバルブ３０と並行して、背圧Ｑをコントロールされない高圧用リリーフバルブ３１を設けると、リリーフバルブ３０に可変開口機構８５等を設ける必要は無い。
【００４６】
また、可変開口機構８５は、スプール弁４１の外周を摺動自在に設けられた外套部材４９と、外套部材４９を閉弁方向に押圧する第２リターンスプリング５３とを設け、油圧が所定値以上に成った際、外套部材４９を摺動してリリーフポート４４を開口するため、簡単な構造で可変開口機構８５を設けることができるとともに、オイルポンプ１１に過大な負荷がかかることを防止できる。
また、油圧可変機構７０は、ドレン油路５７と連絡する油路が設けられエンジン１の回転に同期して回転するポンプ駆動軸７２と、ドレン油路５７と連通しポンプ駆動軸７２の外周面７２Ａに開口する開口孔７４と、開口孔７４を開閉するボール部材７５と、ボール部材７５の外周に嵌装され、ボール部材７５と反対側にウェイト部７９が設けられ、支持軸７７を中心に揺動してボール部材７５の離脱を抑えるウェイト部材７６とを有し、ポンプ駆動軸７２の回転に伴って支持軸７７を中心にウェイト部７９が外側に移動することで、ウェイト部材７６がボール部材７５の離脱を抑える力が変化するため、簡単な構成でリリーフバルブ３０のリリーフ油圧Ｐ２を可変とすることができる。
【００４７】
なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上記の実施の形態では、遠心ガバナー７１は、オイルポンプ１１のポンプ駆動軸７２に設けられるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、遠心ガバナーは、エンジン１の回転に同期して回転する回転軸に設けられていれば良く、例えば、クランクシャフトと同期して回転する回転軸を設け、この回転軸に遠心ガバナーを設けても良い。また、本発明は自動二輪車だけでなく、三輪車両や四輪のバギー車両にも適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  エンジン
１１  オイルポンプ
１４  リリーフバルブ構造
２２  背圧室
３０  リリーフバルブ
３１  高圧用リリーフバルブ（別のリリーフバルブ）
３２  入力油路
３６  導出油路
３７  分岐油路
３８  オリフィス
４０  弁収容室
４０Ａ  一端
４０Ｂ  他端
４１  スプール弁
４１Ａ  受圧室面
４２  リターンスプリング
４３  入力ポート
４４  リリーフポート
４９  外套部材
５３  第２リターンスプリング
５７  ドレン油路
７０  油圧可変機構
７１  遠心ガバナー
７２  ポンプ駆動軸（回転軸）
７２Ａ  外周面（周面）
７３  軸内油路（ドレン油路と連絡する油路）
７４  開口孔
７５  ボール部材
７６  ウェイト部材
７７  支持軸（支点）
７９  ウェイト部
８５  可変開口機構
Ｐ２  リリーフ油圧
Ｑ  背圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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