(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油路（１５）に油圧が所定値を超えたら潤滑油（１２）を逃がすリリーフ弁機構（２０）が備えられており、オイルポンプ（１４）から吐出した潤滑油（１２）を、前記油路（１５）を介して潤滑対象部（１６）へ送る内燃機関の潤滑構造において、
前記リリーフ弁機構（２０）は、油圧が第１の所定値以下のときに第１弁体（２６）が弁閉に保持され、油圧が前記第１の所定値を超えたときに前記第１弁体（２６）が弁開となり潤滑油（１２）を第１リリーフ通路（２１）へ逃がす第１リリーフ弁（２５）と、
油圧が前記第１の所定値より高い第２の所定値以下のときに弁閉状態であり、前記第２の所定値を超えた場合には、弁開して潤滑油（１２）を第２リリーフ通路（２２）へ逃がす第２リリーフ弁（３２）とを備え、
前記第２の所定値は、前記油路（１５）内に掛かる圧力が最大となる油圧のピークと前記第１の所定値との間の値で、且つ前記油圧のピークの近傍の値であり、
前記第１リリーフ弁（２５）は、付勢作用で第１弁体（２６）を弁閉位置に保持する付勢手段（２８）を備え、
前記第２リリーフ弁（３２）は、回転手段（４０）で回転駆動される回転弁体（３３）であり、油圧が前記第２の所定値以下のときに付勢手段（２８）の付勢作用で弁閉位置に保持され、油圧が前記第２の所定値を超えたときに付勢手段（２８）に抗して弁開位置へ移動され且つ回転弁体（３３）に設けられている弁穴（３５）が第２リリーフ通路（２２）に臨むように構成されていることを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
【請求項２】
前記回転弁体（３３）の一端に前記第１弁体（２６）が設けられ、前記第２リリーフ弁（３２）の付勢手段（２８）は前記第１リリーフ弁（２５）の前記付勢手段（２８）を兼ね、前記回転弁体（３３）に設けられた中空部（３４）が前記油路（１５）に連通していると共に前記弁穴（３５）を介して前記第２リリーフ通路（２２）へ連通可能とされていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の潤滑構造。
【請求項３】
前記回転手段（４０）は、オイルポンプ軸（４１）と前記回転弁体（３３）とに渡された伝動手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の潤滑構造。
【請求項４】
前記付勢手段（２８）に対して前記第１弁体（２６）を回転自在にするスラスト軸受（２９）を備え、前記中空部（３４）は、前記スラスト軸受（２９）を貫通し、前記付勢手段（２８）は、前記スラスト軸受（２９）を介して前記第１弁体（２６）を付勢することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の潤滑構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
オイルポンプから吐出した潤滑油を、油路を介して潤滑対象部へ送り、前記油路に油圧が所定値を超えたら潤滑油を逃がすリリーフ弁機構が備えられている内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１４０６１７公報（図２、図３）
【０００３】
特許文献１の図２で、符号２５はオイルポンプ、符号５４はリリーフバルブである。このリリーフバルブ５４は、特許文献１の図３（ａ）（ｂ）に詳細な構造が示されている。
すなわち、油圧が所定値以下のときには（ａ）に示されるように、弁体５４ｂがリリーフ通路５４ｎを閉じる。油圧が所定値を超えると（ｂ）に示されように、コイルばね５４ｄが縮められて弁体５４ｂが移動し、潤滑油がリリーフ通路５４ｎへ逃げる。油圧が下がると弁体５４ｂは弁閉位置へ戻る。すなわち、弁体５４ｂが弁開位置と弁閉位置を往復移動することで、油圧が所定値以上に上昇することを防止する。
【０００４】
ところで、本発明者らが調査したところ、内燃機関が低回転状態にあるときの油圧変動と高回転状態にあるときの油圧変動に差があり、且つ高回転になるほど短い周期で油圧が変動することが判った。
上記リリーフ弁の弁体５４ｂは、低回転のときには圧力変動に十分に追従してリリーフ作用を発揮することが確認できた。
【０００５】
しかし、高回転になると弁体５４ｂの移動速度より圧力変動の速度が上回り、結果、弁体５４ｂの移動量（リフト量）が小さくなる場合がある。
【０００６】
したがって、高回転時により好ましくリリーフ作用を発揮させることができる潤滑構造が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、内燃機関において、高回転時により好ましくリリーフ作用を十分に発揮させることができる潤滑構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、油路に油圧が所定値を超えたら潤滑油を逃がすリリーフ弁機構が備えられており、オイルポンプから吐出した潤滑油を、前記油路を介して潤滑対象部へ送る内燃機関の潤滑構造において、
前記リリーフ弁機構は、油圧が第１の所定値以下のときに第１弁体が弁閉に保持され、油圧が前記第１の所定値を超えたときに前記第１弁体が弁開となり潤滑油を第１リリーフ通路へ逃がす第１リリーフ弁と、
油圧が前記第１の所定値より高い第２の所定値以下のときに弁閉状態であり、前記第２の所定値を超えた場合には、弁開して潤滑油を第２リリーフ通路へ逃がす第２リリーフ弁
とを備え、
前記第２の所定値は、前記油路内に掛かる圧力が最大となる油圧のピークと前記第１の所定値との間の値で、且つ前記油圧のピークの近傍の値であり、
前記第１リリーフ弁は、付勢作用で第１弁体を弁閉位置に保持する付勢手段を備え、
前記第２リリーフ弁は、回転手段で回転駆動される回転弁体であり、油圧が前記第２の所定値以下のときに付勢手段の付勢作用で弁閉位置に保持され、油圧が前記第２の所定値を超えたときに付勢手段に抗して弁開位置へ移動され且つ回転弁体に設けられている弁穴が第２リリーフ通路に臨むように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、回転弁体の一端に第１弁体が設けられ、第２リリーフ弁の付勢手段は第１リリーフ弁の付勢手段を兼ね、回転弁体に設けられた中空部が油路に連通していると共に弁穴を介して第２リリーフ通路へ連通可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、回転手段は、オイルポンプ軸と回転弁体とに渡された伝動手段であることを特徴とする。
請求項４に係る発明では、付勢手段に対して第１弁体を回転自在にするスラスト軸受を備え、中空部は、スラスト軸受を貫通し、付勢手段は、スラスト軸受を介して第１弁体を付勢することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、回転速度に依存しない第１リリーフ弁と回転速度に追従する第２リリーフ弁とで、リリーフ作用を発揮させ、潤滑油を逃がすようにした。第２リリーフ弁は、低回転時は少量の潤滑油を逃がし、高回転時は大量の潤滑油を逃がす。
したがって、高回転時により好ましくリリーフ作用を発揮させることができる。
【００１４】
加えて、請求項１に係る発明では、第２の所定値は、油路内に掛かる圧力が最大となる油圧のピークと第１の所定値との間の値で、且つ油圧のピークの近傍の値に設定した。第２の所定値より小さな第１の所定値で、第１リリーフ弁を開閉させ、油圧のピーク近傍値で第２リリーフ弁を開閉させる。このため、油圧がピークに達すると、第１リリーフ弁及び第２リリーフ弁の両方で油を逃がして、速やかに油圧の平準化を促す。
【００１５】
さらに加えて、請求項１に係る発明では、回転速度に依存しない第１リリーフ弁と回転速度に追従する第２リリーフ弁とで、リリーフ作用を発揮させ、潤滑油を逃がすようにした。第２リリーフ弁は、低回転時は少量の潤滑油を逃がし、高回転時は大量の潤滑油を逃がす。
この際に、付勢手段と回転手段とで、第１リリーフ弁と第２リリーフ弁を作動させる。
ばねに代表される付勢手段と、ギヤに代表される回転手段とは、簡単に構成でき、潤滑構造を単純な構造にすることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明では、回転弁体の一端に第１弁体が設けられ、第２リリーフ弁の付勢手段は第１リリーフ弁の付勢手段を兼ねさせた。
第１リリーフ弁と第２リリーフ弁とを別個に配置した場合に比較して、第２リリーフ弁に第１リリーフ弁を一体化した本発明では、部品点数の削減及び小型化が達成できる。
【００１７】
請求項３に係る発明では、回転手段は、オイルポンプ軸と回転弁体とに渡された伝動手段とした。オイルポンプ軸の回転速度は内燃機関の回転速度に比例している。このようなオイルポンプ軸で回転弁体を回転させれば、回転速度に比例して潤滑油を逃がすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る内燃機関の潤滑油の回路図であり、オイルパン１１に溜められている潤滑油１２は、ストレーナー１３を介してオイルポンプ１４で汲み上げられ、加圧される。加圧された潤滑油は、油路１５を介して潤滑対象部１６に送られる。潤滑を終えた潤滑油は、戻り通路１７を介してオイルパン１１へ戻される。
油路１５には、リリーフ弁機構２０が備えられている。このリリーフ弁機構２０から第１リリーフ通路２１と第２リリーフ通路２２とを用いて潤滑油を逃がすことができる。
【００１９】
リリーフ弁機構２０の詳細な構造を次図で説明する。
図２は本発明に係るリリーフ弁機構の構造を示す図であり、リリーフ弁機構２０は、シリンダブロック２３に設けられている油路１５に、備えられる機構であって、油路１５から分岐させた円柱状の分岐油路２４と、この分岐油路２４に摺動自在に嵌められている円板状の第１弁体２６と、この第１弁体２６が油路１５側へ抜け出さないように分岐油路２４に設けられている止め輪２７と、この止め輪２７へ第１弁体２６を付勢するために分岐油路２４の奥に設けられている圧縮ばねなどの付勢手段２８と、この付勢手段２８に対して第１弁体２６を回転自在にするスラスト軸受２９と、止め輪２７に隣接して分岐油路２４に形成されている第１弁座３１と、第１弁体２６から油路１５と逆側に延びている円筒状の回転弁体３３と、この回転弁体３３の途中に設けられ中空部３４から外周面へ通じている弁穴３５と、この弁穴３５を囲うようにシリンダブロック２３側に形成されている第２弁座３６とからなる。
【００２０】
また、リリーフ弁機構２０は回転手段４０で駆動される。
回転手段４０は、例えばオイルポンプ軸４１と回転弁体３３とに渡された伝動手段４２である。
この伝動手段４２は、例えばオイルポンプ軸４１に設けられている駆動ギヤ４３と、回転弁体３３に設けられている従動ギヤ４４で構成される。伝動手段４２は一対のスプロケットと１本のチェーンであっても良い。
【００２１】
詳細には、伝動手段４２は、オイルポンプ軸４１の一端にボルト４５で止められている駆動ギヤ４３と、この駆動ギヤ４３に噛み合い且つ回転弁体３３の一端にボルト４６で止められている従動ギヤ４４とからなる。回転弁体３３とシリンダブロック２３との間にオイルシール４７を介在させて潤滑油の漏れを防止する。
【００２２】
そして、第１弁体２６と第１弁座３１と付勢手段２８と第１リリーフ通路２１とで第１リリーフ弁２５が構成させる。油路１５の油圧が所定値以下であれば、付勢手段２８の付勢作用が勝り、第１弁体２６が第１弁座３１に臨む。すなわち、第１リリーフ弁２５は弁閉状態にある。
【００２３】
また、回転弁体の弁穴３５と第２弁座３６と第２リリーフ通路２２と回転手段４０とで第２リリーフ弁３２が構成される。
以上に説明したように、ばねに代表される付勢手段と、ギヤに代表される回転手段とは、簡単に構成でき、潤滑構造を単純な構造にすることができる。
【００２４】
図３は図２の３−３線断面図であり、第２弁座３６は完全な円周壁であるため、回転弁体３３が３６０°回転しても、弁穴３５は第２弁座３６で塞がれ続ける。すなわち、第２リリーフ弁３２は弁閉状態にある。
【００２５】
次に、所定値（第１の所定値又は第２の所定値）以下であった油圧が、所定値を超えるときの作用を、図２で説明する。
油路１５の油圧が第１の所定値を超えると、第１弁体２６に矢印（１）の力が作用し、付勢手段２８に抗して第１弁体２６、回転弁体３３、弁穴３５、スラスト軸受２９及び従動ギヤ４４が一括して矢印（２）方向に移動を開始する。この移動に伴って、先ず、油路１５と第１リリーフ通路２１が連通状態になる。この状態は図４で説明する。
【００２６】
油路１５の油圧が、第１の所定値より高い第２の所定値を超えると、弁穴３５が第２リリーフ通路２２と連通状態になる。このときには、油路１５と第１リリーフ通路２１との連通状態は継続する。この状態は図４で説明する。
【００２７】
すなわち、第１弁体２６と第１リリーフ通路２１と弁穴３５と第２リリーフ通路２２の位置関係は、油圧が第１の所定値以下のときに第１弁体２６が弁閉に保持され、油圧が第１の所定値を超えたときに第１弁体２６が弁開となり油を第１リリーフ通路２１へ逃がし、油圧が第１の所定値より高い第２の所定値以下のときに弁閉状態であり、第２の所定値を超えた場合には、弁開して油を第２リリーフ通路２２へ逃がすように設定されている。
【００２８】
このように、回転弁体３３などの移動量は油圧の大きさに比例して定まる。移動量の最大値を見込んで、駆動ギヤ４３の歯幅が決められている。これで、駆動ギヤ４３から従動ギヤ４４が外れる心配はなくなる。
【００２９】
図４は第１リリーフ弁及び第２リリーフ弁が弁開状態にあるときの説明図であり、油圧が第１の所定値を超えると、第１弁体２６が第１弁座３１から離れて、潤滑油が矢印（３）のように第１リリーフ通路２１に逃げる。
次に、油圧が第２の所定値を超えると、中空部３４及び弁穴３５を通じて、潤滑油が矢印（４）のように第２リリーフ通路２２に逃げる。
【００３０】
なお、駆動ギヤ４３と従動ギヤ４４は、オイルポンプ（図１、符号１４）の吐出圧力がピークになる近傍において、弁穴３５が第２リリーフ通路２２に面する（臨む）ように同期させるべく、それらの回転方向の位置調整（位相調整）がなされて組み合わさせる。
【００３１】
図５は図４の５−５線断面図であり、弁穴３５が第２リリーフ通路２２に臨んでいるときには、弁穴３５を通じて、潤滑油が矢印（４）のように第２リリーフ通路２２に逃げる。ただし、回転弁体３３が回転して、弁穴３５が第２リリーフ通路２２に臨んでいないときには、弁穴３５は第２弁座３６で塞がれるため弁閉状態になる。
図６は第２リリーフ弁の作用説明図であり、回転弁体が１回転する間に、弁開状態が１回だけ現れる。ただし、大部分の時間帯は弁閉状態となる。
【００３２】
次に、リリーフ弁機構２０の必要性を内燃機関の回転速度との関係で検討する。
図７は内燃機関の回転速度とリリーフ量との関係を説明する図であり、（ａ）は低回転域における油路１５の圧力、（ｂ）は低回転域における第１弁体のリフト量を示し、（ｃ）は中回転域における油路１５の圧力、（ｄ）は中回転域における第１弁体のリフト量を示し、（ｅ）は高回転域における油路１５の圧力、（ｆ）は高回転域における第１弁体のリフト量を示す。
す。
【００３３】
（ａ）において、実線は第１リリーフ弁２５が無い場合を示し、破線は第１リリーフ弁２５が有る場合を示す。（ｂ）において、実線は、第１弁体２６のリフト量を示す。
すなわち、低回転域では、油圧のピークの近傍において第１弁体のリフト量が最大になるように追従する。この結果、過剰な油を第１リリーフ通路２１から逃がすことができる。
【００３４】
（ｃ）において、実線は第１リリーフ弁２５が無い場合を示し、破線は第１リリーフ弁２５が有る場合を示す。（ｄ）において、実線は現実の第１弁体２６のリフト量を示し、鎖線は理想とする第１弁体２６のリフトの特性を示す。
すなわち、（ｃ）の油圧のピークの近傍において、（ｄ）で鎖線で示すようにリフト量が最大になることが望まれる。
しかし、中回転域では、（ｄ）で実線で示す第１弁体のリフト量が最大になる位置は、（ｃ）に示す油圧のピークとなる位置より遅れることになる。そのため、油圧のピーク時における油のリリーフ量は大きくとることが難しくなる。この結果、（ｃ）に破線で示すリリーフ付きにおいても圧力の変動が発生する。
【００３５】
高回転域を示す（ｅ）、（ｆ）では、（ｃ）、（ｄ）で現れたその影響が、より顕著に表れる。
【００３６】
以上の説明したように、中回転域や高回転域では、油路１５の圧力変動に対して第１弁体２６の追従遅れが生じるため、油のリリーフ量が不足する。この対策として、油圧のピークにおいて、第１弁体２６が逃がしきれなかった油をリリーフさせるべく、弁穴３５及び第２リリーフ通路２２（図４参照）を備えたのが本発明である。その作用、効果を次図で平易に説明する。
【００３７】
図８は本発明に係る潤滑構造の総合的な作用を説明する図であり、（ａ）に示すように油圧が所定値を超えた、ある値であるときに、第１リリーフ弁を介して、あるリリーフ量（第１リリーフ量）が発生する。第１リリーフ量は油圧に依存し、内燃機関の回転速度とは関連していない。
【００３８】
一方、（ｂ）に示すように、油圧が所定値を超えた、ある値であるときで且つ低回転のときには、第２リリーフ弁のリリーフ量は少量となる。油圧が所定値を超えた、ある値であるときで且つ中回転のときには、第２リリーフ弁のリリーフ量は中程度の量となり、油圧が所定値を超えた、ある値であるときで且つ高回転のときには、第２リリーフ弁のリリーフ量は大量となる。
【００３９】
すなわち、高回転時においては、低回転状態と比較して、図４に示す第１弁体２６は、油路１５から供給される油により第２リリーフ通路２２側に移動している時間が長くなり、加えて、第１弁体２６の回転数が高くなることに起因する遠心力の増加によって、弁穴３５から排出されるリリーフ量が増加する。
【００４０】
すると、リリーフ量の総和（第１リリーフ量＋第２リリーフ量）は、（ｃ）に示すように、圧力に依存する部分と、回転速度に依存する部分との合計となり、回転速度の高低によって変化する。
圧力に依存する部分だけでは、高回転時にリリーフ量が不足勝ちであった。しかし、圧力に依存する部分に回転速度に依存する部分を加えた本発明によれば、高回転時のリリーフ量が十分な量となる。
【００４１】
尚、実施例では、回転手段はオイルポンプ軸を駆動源としたが、クランク軸やカムシャフトを駆動源とすることもできる。また、回転手段は、回転速度信号に基づいて回転速度が制御されるサーボモータであってもよい。
【００４２】
実施例では、第１リリーフ弁と第２リリーフ弁とを一体化したが、第１リリーフ弁と第２リリーフ弁を別個に設けることは差し支えない。部品点数は増えるが、レイアウトの自由度が増す。
【００４３】
さらに、本発明の潤滑構造は、内燃機関の回転速度域が大きな自動二輪車に好適である。しかし、本発明の潤滑構造は、三輪車、四輪車に適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の潤滑構造は、自動二輪車の内燃機関に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る内燃機関の潤滑油の回路図である。
【図２】本発明に係るリリーフ弁機構の構造を示す図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】第１リリーフ弁及び第２リリーフ弁が弁開状態にあるときの説明図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】第２リリーフ弁の作用説明図である。
【図７】内燃機関の回転速度とリリーフ量との関係を説明する図である。
【図８】本発明に係る潤滑構造の総合的な作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１２…潤滑油、１４…オイルポンプ、１５…油路、１６…潤滑対象部、２０…リリーフ弁機構、２１…第１リリーフ通路、２２…第２リリーフ通路、２５…第１リリーフ弁、２６…第１弁体、２８…付勢手段、３１…第１弁座、３２…第２リリーフ弁、３３…回転弁体、３４…中空部、３５…弁穴、３６…第２弁座、４０…回転手段、４１…オイルポンプ軸、４２…伝動手段、４３…駆動ギヤ、４４…従動ギヤ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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