JPH1089035A

JPH1089035A - 内燃機関の潤滑回路における油圧制御装置

Info

Publication number: JPH1089035A
Application number: JP24464196A
Authority: JP
Inventors: Naoya Kato; 直也加藤; Hiroyuki Fukunaga; 博之福永; Toru Saito; 徹斉藤
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の潤滑油の油温が高く、回転数が低
い運転状態においても、潤滑回路に付設された油圧駆動
装置に供給される潤滑油圧が不足しないように、しか
も、被潤滑箇所への潤滑油の供給状態に支障を生じない
ようにする。【解決手段】潤滑油通路の途中に設けられた分岐部に
おいて分岐して、潤滑油の一部を少なくとも一つの油圧
駆動装置へ供給する油圧駆動用油路を備えている内燃機
関の潤滑回路において、分岐部の下流側の被潤滑箇所へ
の潤滑油通路１８に直列に挿入される油圧制御装置。こ
の例の油圧制御弁２２は、弁ハウジング２５の中に入口
通路３６、出口通路３７、隔壁３８、シリンダ室３５が
形成され、シリンダ室３５の中にダイヤフラム弁２６
と、それを付勢するスプリング２７がキャップ２４の螺
着によって同時に組み付けられる。弁ハウジング２５の
周囲の隙間には常時連通しているバイパス油路４６が形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の潤滑回
路における油圧制御装置に係り、特に、回路内を循環し
て流れる加圧された潤滑油の一部を利用して駆動される
何らかの油圧駆動装置を備えている潤滑回路において使
用するのに適した、油圧調整弁を含む油圧制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の潤滑回路を循環して流れる加
圧された潤滑油の一部を分流させて、バルブタイミング
可変機構（ＶＶＴ）のような油圧駆動装置を駆動する設
計は従来から行われている。図１１にそのような油圧駆
動装置としてのバルブタイミング可変機構の一例を示
す。このバルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）１は図１
２に示す６気筒のエンジン２に適用されるものである。
これらの図において３は吸気弁或いは排気弁、４はカム
シャフト、５はバルブタイミング可変機構１の油圧ピス
トン、６は油圧ピストン５へ送る油圧を切り換え制御す
る油圧制御弁で、そのスプール７はソレノイド８によっ
て左右に移動されて、油圧ピストン５へ接続された油圧
制御弁６のポート９，１０のいずれかへ加圧された潤滑
油を供給するように、油路を切り換え制御するようにな
っている。油圧制御弁６のポート１１はＶＶＴ油路１２
によって潤滑回路における分岐部１３に接続されて、加
圧された潤滑油の供給を受ける。

【０００３】エンジン２の潤滑回路は、図１２に示され
ているように、オイルパン１４から潤滑油を吸い上げて
加圧するオイルポンプ１５と、その吐出側の油圧を略一
定の高さに調整するために過剰な量の潤滑油をオイルパ
ン１４へ戻すリリーフ弁型の調圧弁１６と、潤滑油を濾
過するオイルフィルタ１７と、前述の分岐部１３におい
てＶＶＴ油路１２を分岐させている本流側の潤滑油路１
８と、潤滑油路１８が接続する先のメインホール１９
と、メインホール１９から分岐しているメインジャーナ
ル油路２０や動弁系油路２１等の多くの潤滑油供給通路
と、それらに接続して加圧された潤滑油の供給を受ける
図示しない多くの被潤滑箇所と、それらの被潤滑箇所か
ら排出される潤滑油をオイルパン１４へ戻す図示しない
リターン油路等から構成される。

【０００４】オイルパン１４の潤滑油はオイルポンプ１
５によって加圧され、調圧弁１６によって一定の油圧に
調圧されて、オイルフィルタ１７、分岐部１３、本流側
の潤滑油路１８を経てメインホール１９へ供給される。
そしてメインホール１９から分岐するメインジャーナル
油路２０や動弁系油路２１等の多くの潤滑油供給通路に
よって被潤滑箇所へ供給されて、軸受やカム、ピストン
とシリンダの摺動部分等の被潤滑箇所を潤滑或いは冷却
する。

【０００５】また、分岐部１３において加圧された潤滑
油の一部が分流し、ＶＶＴ油路１２によって油圧駆動装
置の一つであるバルブタイミング可変機構１へ供給され
て、ソレノイド８によって作動される油圧制御弁６にお
いてスプール７によってポート９，１０を開閉すること
により、加圧された潤滑油が油圧ピストン５の両側の作
動室のいずれかに供給される。それによって、図示しな
いクランクシャフトに対するカムシャフト４の回転位相
が変化して、吸気弁或いは排気弁３の開閉の時期が変化
する。この例のようなバルブタイミング可変機構１以外
の何らかの油圧駆動装置が設けられている場合にも、同
様に潤滑回路の分岐部１３のような位置から分流する加
圧された潤滑油によって駆動のための油圧が供給され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなエンジン２
の潤滑回路において、潤滑油の油温が高くて粘度が低下
している状態で、エンジンが低い回転数で運転されるこ
とによってオイルポンプ１５の吐出量が減少していると
きは、図２１に示すように、オイルポンプ１５の吐出側
における潤滑油の油圧が著しく低下する。その結果、油
圧が調圧弁１６の設定油圧よりも低くなり、潤滑回路の
分岐部１３における油圧も所定の高さまで達しないとい
う状態が起こり得る。このような状態であっても、本流
側の潤滑油路１８に接続される潤滑回路の方は、高油
温、低粘度の潤滑油によって潤滑回路の圧力損失が少な
くなることもあって、通常は被潤滑箇所の潤滑に必要な
程度の油量は十分に確保されるのであまり問題にはなら
ないが、分岐部１３において分岐するＶＶＴ油路１２に
接続されたバルブタイミング可変機構１のような油圧駆
動装置の方は、例えば油圧ピストン５を迅速に目的の位
置へ移動させたり、その制御位置を保持するのに必要な
比較的高い油圧が得られないために、制御応答性が悪化
したり、制御後に十分に高い制御安定性が得られないと
いうような油圧不足による問題が生じる（図２２参
照）。

【０００７】本発明は、従来技術における前述のような
問題に対処して、内燃機関の潤滑油の油温が高くて回転
数が低い運転状態においても、潤滑回路に付設された何
らかの油圧駆動装置に供給される潤滑油の油圧が不足し
ないように、しかも被潤滑箇所への潤滑油の供給状態に
支障を生じないように、潤滑回路の油圧を自動的に適当
な高さに調整することができるような内燃機関の潤滑回
路における油圧制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された内燃機関の潤滑回路における油圧制御装置
を提供する。

【０００９】請求項１記載の解決手段によれば、油圧制
御装置は潤滑油通路における油圧駆動用油路への分岐部
の下流側の、被潤滑箇所への潤滑油通路に直列に挿入さ
れるので、ダイヤフラム弁はその上流側の潤滑油圧から
受ける力と、弾性手段の付勢力が釣り合う位置へ移動し
て弁間隙を拡縮する。ダイヤフラム弁の上流側の潤滑油
圧が比較的低いときは、ダイヤフラム弁は閉弁するか、
或いは弁間隙が縮小する方向に移動するので、ダイヤフ
ラム弁の上流側にある潤滑油通路の分岐部の潤滑油圧が
上昇し、それによって油圧駆動用油路の潤滑油圧も上昇
するので、油圧駆動装置は必要な潤滑油圧を与えられ
て、高い応答性と制御安定性が保障されて正常に作動す
る。それと並行して、ダイヤフラム弁の開度とは無関係
に、バイパス通路が被潤滑箇所へ最小限の潤滑油量を供
給するので、被潤滑箇所の潤滑も支障なく行われる。

【００１０】請求項２記載の解決手段によれば、油圧制
御装置がその一部として弁ハウジングを備えており、こ
の弁ハウジングに潤滑油通路に接続する入口通路と出口
通路や、それらの間を区画してダイヤフラム弁との間に
弁間隙を形成する隔壁が設けられているだけでなく、シ
リンダ室が形成されて、その中にダイヤフラム弁を摺動
可能に受け入れられる。更にシリンダ室には弾性手段の
少なくとも一部が収容されるので、弁ハウジングの中に
油圧制御装置の主要部が全て組み付けられる。従って、
弁ハウジングの中にダイヤフラム弁やスプリングのよう
な弾性手段を予め仮組みしたものを、対象の潤滑油路が
形成されたエンジンブロックなどに装着することによっ
て、容易に油圧制御装置を完成させることができる。

【００１１】請求項３記載の解決手段によれば、弁ハウ
ジングが、対象となる位置へ取り付けられるときに、そ
の周囲の少なくとも一部に隙間が形成されるようにし
て、その隙間をバイパス通路として利用する。請求項４
記載の解決手段によれば、弁ハウジング２５を取り付け
るべき対象として、内部に潤滑油通路が形成されたエン
ジンブロックの開口部が選択されるので、弁ハウジング
を開口部に単に装着するだけで潤滑油通路に対して直列
にダイヤフラム弁が形成される。また、請求項５記載の
解決手段によれば、弁ハウジングと弾性手段が、エンジ
ンブロックの開口部に螺着されるキャップによって同時
にエンジンブロックの内部に装着される。従って、いず
れの場合も油圧制御装置の構造が簡単になるだけでな
く、組み付けが容易になり、工程数も減少してコストが
安くなる。

【００１２】請求項６記載の解決手段によれば、ダイヤ
フラム弁をバイパスして、いつでも被潤滑箇所へ最小限
の潤滑油量を供給することができるバイパス通路として
特別の通路を設ける必要もなく、ダイヤフラム弁の開度
が最小になった状態における弁間隙がバイパス通路とし
て利用される。従って、油圧制御装置の構造がきわめて
簡単なものになり、部品の組み付けも容易になるのでコ
ストを低減させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態として、
図１及び図２に油圧制御装置の主要部となる油圧制御弁
２２の構造を示す。従来技術を示す図１２のエンジン２
について言えば、この実施形態の油圧制御弁２２は、潤
滑回路の分岐部１３とメインホール１９との間の、本流
側の潤滑油路１８に挿入設置されるものである。潤滑油
路１８は通常、エンジンブロック２３の内部に形成され
る。なお、本発明は、油圧制御弁２２そのものの構造
や、それを設置する内燃機関の潤滑油供給通路における
位置等に特徴を有するが、それ以外の点、即ち内燃機関
自体の基本的な構造や、油圧駆動装置の構造等に特徴を
有するものではないから、図１１や図１２に示した従来
技術としての内燃機関や潤滑回路の構造は本発明の実施
形態においても使用可能なものであり、それらについて
の説明は、本発明の実施形態の説明においても同じ参照
符号を使用することによって重複する説明を省略するこ
とにする。

【００１４】第１の実施形態における油圧制御弁２２
は、簡単に言うとキャップ２４と、弁ハウジング２５
と、比較的肉厚の薄い円板形のピストン弁としてのダイ
ヤフラム弁２６と、スプリング２７と、Ｏリング２８と
いう５個の部品から構成されている。キャップ２４は、
エンジンブロック２３と同質の鉄或いはアルミニウムの
ような金属材料から製作され、ねじ部２９によって、エ
ンジンブロック２３の外面に環状に隆起して形成された
取り付け部３０に螺着される。それによって他の４個の
部品が同時にエンジンブロック２３の所定の位置に固定
される。キャップ２４は、図５から図７に詳細に示され
ているように、それを締めつけるためのレンチが係合す
る二面幅部３１を有するフランジ部分３２と、外周にね
じ部２９を形成された短い円筒部分３３からなってお
り、図６における円筒部分３３の環状の下端面には、Ｏ
リング２８を収容する環状の溝３４が形成されている。

【００１５】弁ハウジング２５は耐熱、耐油性の合成樹
脂或いは金属材料から製作され、図８から図１０に示す
ような形状、構造を有する。即ち、その内部には、図８
において上部に前述のダイヤフラム弁２６とスプリング
２７を収容するシリンダ室３５と、下部の左右に入口通
路３６及び出口通路３７が形成され、通路３６及び３７
の間に、それらを隔てるための隔壁３８が、ダイヤフラ
ム弁２６と接触することができるようにシリンダ室３５
の下部まで延びて形成されている。弁ハウジング２５の
外部には、エンジンブロック２３において潤滑油路１８
に垂直に開口する穴３９よりも所定の寸法だけ小さい外
径を有する円筒面４０が形成されて、キャップ２４の内
部に形成された有底の穴４１に嵌合するようになってい
る。

【００１６】円筒面４０の一部には図８に示すような縦
の背面油量逃がし溝４２を設けることができる。また、
円筒面４０の他の一部には、図９及び図１０に示すよう
に、半径方向に突出する縦のキー４３が形成されてい
て、キャップ２４の有底の穴４１に形成されたキー溝４
４に係合して、キャップ２４と弁ハウジング２５の相対
的な回転方向の位置のずれを防止するようになってい
る。仮組みされた油圧制御弁２２がエンジン２の組み立
てラインまで搬送されてエンジン２に組み付けられると
きまで、キャップ２４から弁ハウジング２５が脱落しな
いように、弁ハウジング２５の円筒面４０の基部に、キ
ャップ２４の有底の穴４１の口部の直径よりも僅かに大
きい半径方向の突出部を形成する二面幅部やバーリング
部を設けて、それが有底の穴４１内に圧入されるように
することもできる。ダイヤフラム弁２６は耐熱性及び耐
油性のある合成樹脂或いは金属から製作される。キャッ
プ２４のフランジ部分３２の上面には、図５に示す矢印
４５のような指標を付けることにより通路３６及び３７
の方向を表示し、油圧制御弁２２がエンジンブロック２
３上で正しい方向に組み付けられるようにする。

【００１７】以上のような形状、構造を有するキャップ
２４の有底の穴４１内に、ダイヤフラム弁２６とスプリ
ング２７を挿入した弁ハウジング２５の円筒面４０を挿
入して油圧制御弁２２の仮組み体を構成し、エンジン２
の組み立てライン上で、キャップ２４の円筒部分３３に
形成された環状の溝３４にＯリング２８を挿入した状態
で、円筒部分３３のねじ部２９をエンジンブロック２３
の取り付け部３０に螺合することにより、図１に示した
ようにエンジン２の本体に対する油圧制御弁２２の組み
付けを完了する。それによって、エンジンブロック２３
の穴３９と弁ハウジング２５との間に、通路３６及び３
７をバイパスするバイパス油路４６が形成される。

【００１８】本流側の潤滑油路１８に設けられている油
圧制御弁２２は、前述のような構成を有するから、エン
ジン２の運転状態において隔壁３８の前後の入口通路３
６と出口通路３７の潤滑油の圧力の差（差圧ΔＰ）、従
って油圧制御弁２２に作用する油圧の大きさに応じて自
動的にダイヤフラム弁２６が移動して、隔壁３８との間
に形成される弁間隙を開閉することになる。図１及び図
２は、エンジン２が低い回転数で運転される時のよう
に、油圧制御弁２２に作用する油圧（差圧ΔＰ）が所定
の値よりも小さいために、スプリング２７の付勢力が勝
ってダイヤフラム弁２６が隔壁３８に接触して閉弁位置
をとっている状態を示している。この状態では通路３６
及び３７の間の直接の連通が生じていないために、所定
の大きさの断面積を有するバイパス油路４６のみによっ
て、本流側の潤滑油路１８には被潤滑箇所の潤滑に必要
な程度の比較的少量の潤滑油の流れが生じている。

【００１９】図１及び図２のように、ダイヤフラム弁２
６が閉弁して、本流側の潤滑油路１８が油圧制御弁２２
のバイパス油路４６のみによって分岐部１３からの潤滑
油をメインホール１９へ供給している状態では、本流側
の潤滑油路１８は、バイパス油路４６の限られた断面積
のために生じる圧力損失によって適度の大きさの流れの
抵抗を有するものとなるので、分岐部１３においてはＶ
ＶＴ油路１２のような油圧駆動装置へ供給される油路の
潤滑油の圧力及び流量が増加することになる。それによ
って、潤滑油の温度が高い状態でエンジン２が低速回転
して、オイルポンプ１５の吐出圧力が低下していても、
油圧駆動装置に必要な油圧及び油量の潤滑油を供給する
ことが可能になる。

【００２０】これに対して、エンジン２が高負荷、高回
転のような状態でオイルポンプ１５の吐出圧力が高くな
ると、油圧制御弁２２における通路３６及び３７の差圧
ΔＰが大きくなるので、図３及び図４に示すように、ダ
イヤフラム弁２６が移動して油圧制御弁２２が開弁位置
をとり、増加した潤滑油を分岐部１３から本流側の潤滑
油路１８と油圧制御弁２２の内部を通してメインホール
１９へ送り込み、バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）
１のような油圧駆動装置への潤滑油供給量を概ね一定に
保つ働きをする。勿論、オイルポンプ１５が吐出する潤
滑油圧が更に上昇すると、ダイヤフラム弁２６に作用す
る油圧による力がスプリング２７の付勢力を越える時に
調圧弁１６が開弁するので、分岐部１３においては本流
側の潤滑油路１８の所定値以上の油圧の上昇は阻止され
て、メインホール１９へ供給される潤滑油の油量が増加
する。なお、図示例の場合、ダイヤフラム弁２６の移動
に伴うシリンダ室３５内の圧力の上昇は、弁ハウジング
２５に形成された背面油量逃がし溝４２によってシリン
ダ室３５が出口通路３７側に連通しているので避けられ
るが、背面油量逃がし溝４２がどのような場合にも必要
になるという訳ではなく、それに代わり得る他の構造を
とってもよい。

【００２１】このような第１の実施形態の油圧制御装置
における潤滑油圧の制御システムを図１３に模式的に示
す。図中４７はメインジャーナル油路２０に接続される
主軸受である。また、図１４は油圧制御弁２２の開弁特
性を例示するもので、横軸に油圧制御弁２２に作用する
油圧、即ち通路３６及び３７の差圧ΔＰをとり、縦軸に
潤滑油路１８の断面積に対する油圧制御弁２２の開口の
面積の比率をとって、油圧制御弁２２の開閉による通路
断面積比の変化を示している。なお、通路断面積比の値
が最低の場合でも０にならないのは、油圧制御弁２２の
外周部分にバイパス油路４６を設けているためである。

【００２２】

【実施例】図１４に示したような油圧制御弁２２の開弁
特性を得ようとする場合に、例えば、差圧ΔＰが０．８
ｋｇｆ／ｃｍ² で、直径１２ｍｍのダイヤフラム弁２６
のリフトが３．８ｍｍになるようにするためには、０．
８÷１００×６×６×３．１４＝０．９０ｋｇｆの力
がダイヤフラム弁２６に作用するので、スプリング２７
のばね定数は０．９０÷３．８＝０．２３５ｋｇｆ／ｍｍとなる。油圧が約２．５ｋｇｆ／ｃｍ² に達するまでダ
イヤフラム弁２６の閉弁状態を維持するには、ダイヤフ
ラム弁２６の受ける力が２．５÷１００×６×６×３．１４＝２．８ｋｇｆとなるため、スプリング２７の初期撓みｆはｆ＝２．８÷０．２３＝１２ｍｍとなる。ダイヤフラム弁２６はスプリング２７が更に４
ｍｍ撓んだときに全開状態となる。

【００２３】なお、この場合に、ばね定数をｋ，スプリ
ング２７の横弾性係数をＧ，線径をｄ，有効な巻数をＮ
a ，コイルの平均直径をＤとすると、ばね定数はｋ＝Ｇ・ｄ⁴ ／８・Ｎa ・Ｄ³ であるが、通常のばね材の横弾性係数Ｇは８０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 程度であり、線径ｄが１．２ｍｍ，有効な巻
数Ｎa が７，コイルの平均直径Ｄが１０．８ｍｍの場合
には、ｋ＝０．２３５ｋｇｆ／ｍｍとなる。なお、スプリング２７の有効な巻数Ｎa が７の
ときの総巻数は９であるから、全圧縮時のスプリング２
７の長さは１．２×９＝１０．８ｍｍとなる。弁ハウジング２５のシリンダ室３５の高さｈ₁
が１６．８ｍｍ，ダイヤフラム弁２６の厚さｈ₂ が２ｍ
ｍ，スプリング２７の初期撓みｆが１２ｍｍとすると、
シリンダ室３５の高さは、ｈ₁ −ｈ₂ ＝１０．８＋３．８＝１４．６ｍｍとなり、スプリング２７の自然長Ｌは、Ｌ＝ｈ₁ −ｈ₂ ＋ｆ＝１４．６＋１２＝２６．６ｍｍとなる。なお、シリンダ室３５の直径は、ダイヤフラム
弁２６のそれと同じ値で１２ｍｍである。

【００２４】

【他の実施形態】図１から図１０に示した第１の実施形
態としての油圧制御弁２２の、形状構造の一部を変更し
た第２の実施形態としての油圧制御弁４８を図１５及び
図１６に示す。油圧制御弁４８が油圧制御弁２２と同様
な構造をとる部分については共通の参照符号を付すこと
により説明を省略する。図１５及び図１６はそれぞれ油
圧制御弁２２についての図１及び図２と比較されるべき
ものであるが、第２の実施形態としての油圧制御弁４８
の一つの特徴は、弁ハウジング５１のうちでキャップ４
９に形成された有底の穴５０内へ挿入される部分の外周
を２段円筒形状として、その肩部に外径がキャップ４９
の有底の穴５０の内径よりも若干大きいＯリング５２を
嵌め、有底の穴５０の中へＯリング５２を少し変形させ
た状態で押し込み、それによって、油圧制御弁４８の仮
組みしたものをエンジン２の組み立てライン上でエンジ
ンブロック２３の取り付け部３０へ螺着するときまで、
キャップ４９と弁ハウジング５１の嵌合状態を維持する
ようにした点にある。この場合は図９や図１０に示した
キー４３のようなものは設けない。しかし背面油量逃が
し溝４２のようなものは設けることができる。

【００２５】また、油圧制御弁４８においては、弁ハウ
ジング５１のうちでもキャップ４９の有底の穴５０の中
へ挿入されない部分の外形は、例えば図１６に示すよう
に異形のものとしてもよい。この場合、弁ハウジング５
１の周囲にバイパス油路５３が形成される。エンジンブ
ロック２３の取り付け部３０側に形成される穴５４の形
状も弁ハウジング５１に合わせて異形のものとなる。こ
のように異形の部分を有するキャップ４９と弁ハウジン
グ５１は、図５に示す矢印４５のような指標を設けなく
ても自然に相互の位置関係が定まる。なお、バイパス油
路５３の間隔を保持すると共に、弁ハウジング５１を取
り付け部３０の穴５４内に正しく組み付けた状態でガタ
ツキを防止するために、弁ハウジング５１の外面に図１
６に示したような突起５５を設けることもできる。

【００２６】ところで、本発明の第１の実施形態である
油圧制御弁２２を使用して、エンジン２の色々な運転状
態において性能を試験した結果を図２４から図２６に示
す。いずれの場合も、バルブタイミング可変機構（ＶＶ
Ｔ）１のためのＯＣＶとして示した油圧制御弁６が閉弁
して、ＶＶＴ油路１２に加圧された潤滑油が供給されて
いない状態（ＶＶＴ−ＯＦＦ）と、油圧制御弁６が開弁
してＶＶＴ油路１２に加圧された潤滑油が供給されてい
る状態（ＶＶＴ−ＯＮ）におけるシステムの作動状態を
模式図として示しているほか、油圧制御弁６の作動に応
じたバルブタイミング可変機構１の進角量の変化と、メ
インホール１９の油圧の変化、オイルポンプ１５の吐出
部、ＶＶＴ油路１２及び潤滑油路１８のそれぞれの油圧
（流量）の変化を、それぞれ横軸に時間をとった線図上
に示している。

【００２７】まず図２４は、機関始動後のあまり時間が
経っていないときにエンジン２が高負荷運転されたとき
のように、油温がさほど高くなくて潤滑油の粘度が比較
的高く、しかもエンジン２の回転数が比較的高いために
オイルポンプ１５の吐出する油圧が高くなっている状態
（の状態）におけるものである。これは機関回転数が
比較的高い高負荷運転の状態であるため、被潤滑箇所へ
の潤滑油の供給を増やす必要があるので、ＶＶＴがＯＮ
であってもＯＦＦであっても、油圧制御弁２２は大きく
開いて加圧された潤滑油を多量にメインホール１９へ供
給する。

【００２８】図２５は、やはり油温がさほど高くない
が、エンジン２が低負荷運転されているために回転数が
低く、オイルポンプ１５の吐出油圧が低い状態（の状
態）でであって、ＶＶＴ−ＯＦＦのときはＶＶＴ油路１
２へ加圧された潤滑油を供給する必要がないので、油圧
制御弁２２が大きく開いて潤滑油を全てメインホール１
９を経て被潤滑箇所へ供給する。なお、このときは油圧
が低いので調圧弁１６は開弁していない。これに対して
ＶＶＴ−ＯＮの状態になると、油圧が比較的低くても油
圧駆動装置としてのバルブタイミング可変機構（ＶＶ
Ｔ）１へ加圧された潤滑油を供給する必要があるので、
油圧制御弁２２は殆ど閉じて、被潤滑箇所へはバイパス
油路４６を通過する比較的少量の潤滑油が供給され、そ
の分だけＶＶＴ油路１２への潤滑油の油量と油圧を増加
させて、バルブタイミング可変機構１の確実な作動を保
障する。

【００２９】図２６は、エンジン２の高負荷運転の後な
どにおいて油温が極めて高いが、現在は低い回転数で低
負荷運転されているために、オイルポンプ１５の吐出す
る油圧も油量も低くなっている状態（の状態）を示す
もので、そのままでは油圧駆動装置へ供給される潤滑油
の油圧が低く、先に述べたような問題が生じる可能性が
ある場合である。このような場合でも油圧駆動装置であ
るＶＶＴがＯＦＦであれば、ＶＶＴ油路１２へ加圧され
た潤滑油を供給する必要がなく、潤滑油路１８における
油圧が比較的高くなるから、油圧制御弁２２は開弁して
メインホール１９から被潤滑箇所へ全ての潤滑油を供給
するが、ＶＶＴ−ＯＮの状態になると、潤滑油路１８の
油圧が低下するので油圧制御弁２２は自動的に閉弁し
て、メインホール１９にはバイパス油路４６から必要最
小限の潤滑油を供給し、被潤滑箇所の潤滑を維持しなが
ら、被潤滑箇所への供給量を減らした分だけＶＶＴ油路
１２への潤滑油の供給量を増加させて比較的高い油圧を
維持し、バルブタイミング可変機構１の制御に支障が生
じないようにする。

【００３０】なお、図示していないがエンジン２の冷間
始動直後のように油温が極低温の時には、潤滑油の粘度
が高くなるために潤滑油路１８の油圧が高くなるので、
油圧制御弁２２は全開してメインホール１９への潤滑油
の供給量を増加させ、被潤滑箇所を十分に潤滑する。こ
のときはＶＶＴ油路１２の油圧も高くなるから、バルブ
タイミング可変機構１などの油圧駆動装置への供給油圧
も高く、高い応答性が得られるので特に問題はない。

【００３１】以上説明した実施形態では、油圧制御弁２
２又は４８のいずれにも、バイパス油路４６又は５３を
設けてメインホール１９から被潤滑箇所へ供給する最低
の潤滑油量を確保しているが、バイパス油路４６又は５
３を設ける代わりに、図１７から図１９に示す第３の実
施形態のように、油圧制御弁２２又は４８を開度小のノ
ーマリオープン型のものとして、バイパス油路４６又は
５３を通過する油量に相当する被潤滑箇所への最低油量
を確保することもできる。図１７から図１９はそれぞれ
図１から図３と比較すべきものであるから、実質的に同
じ構造については同じ参照符号を付して説明を省略す
る。

【００３２】図１７から図１９に示す第３の実施形態の
油圧制御弁５６の特徴は、弁ハウジング２５のシリンダ
室３５内の下部にスペーサリング５７を挿入した点にあ
る。そのために、ダイヤフラム弁２６が最も下降した位
置でも隔壁３８に接触することができなくなり、図１７
に示すように通路３６及び３７の間には一定の弁間隙が
生じていて、この弁間隙がバイパス油路４６又は５３と
同様な作用をして、どのような運転状態であっても被潤
滑箇所の潤滑に必要な最小限の油量の潤滑油がメインホ
ール１９へ供給される。勿論、潤滑油路１８の油圧が高
まった時は図１９に示すようにダイヤフラム弁２６が大
きく弁間隙を開き、多量の潤滑油をメインホール１９へ
送り込むようになる。なお、スペーサリング５７を使用
しないで、シリンダ室３５の深さを予め浅く形成すると
か、隔壁３８の高さを予め低く設定するとかすれば、同
様な結果が得られる。

【００３３】図２０は、本発明の効果を確認するため
に、エンジン２を運転すると共にタイミング可変機構
（ＶＶＴ）１を作動させている状態で、ＶＶＴ油路１２
へ潤滑油を供給することによって、被潤滑箇所を代表す
るメインジャーナル油路２０と動弁系油路２１への潤滑
油の供給にどのような影響が現れるかを調べた結果を示
す図表である。図２０から判るように、ＶＶＴ油路１２
へ供給される潤滑油量の増加分（縦軸）は機関回転数に
よって異なるが、ＶＶＴ油路１２へ潤滑油を供給するこ
とによる被潤滑箇所の個々の軸受等への影響は少ない。
また、高回転において増大するＶＶＴ油路１２への油量
は、概ね調圧弁１６によってオイルパン１４へ戻される
余剰の潤滑油を活用することによって充足されており、
被潤滑箇所への潤滑油の供給油量は回転数によって大き
く変動していない。これは、本発明によって潤滑回路に
油圧制御弁２２又は４８，或いは５６を設けたことの効
果であると言える。

【００３４】以上の説明から明らかなように、本発明は
先に示した図２１の線図において、潤滑油の油温が高く
て機関回転数が低いときに、オイルポンプ１５の吐出す
る潤滑油圧が著しく低下してバルブタイミング可変機構
（ＶＶＴ）１のような油圧駆動装置に支障が生じるの
を、油圧制御弁２２等の自動的な開閉作動によって潤滑
油圧の低下を阻止することができる。また、機関回転数
の変化に対して、クランクシャフトの１回転当たりのメ
インジャーナル油量がどのように変化するかを調べた結
果を図２３に示しているが、低回転数域ではメインジャ
ーナル油量が必要以上に高くなるので、矢印の範囲とし
て示す余剰な潤滑油量Ｒを油圧駆動装置へ回して活用す
る点に本発明の特徴があると総括的に言うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す縦断正面図であ
る。

【図２】図１のII−II線における横断平面図である。

【図３】第１の実施形態の図１とは異なる作動状態を示
す縦断正面図である。

【図４】図３のIV−IV線における横断平面図である。

【図５】第１の実施形態の一部を示す平面図である。

【図６】図５に示す部分の縦断正面図である。

【図７】図５及び図６に示す部分の下面図である。

【図８】第１の実施形態の他の一部を示す縦断正面図で
ある。

【図９】図８のIX−IX線における横断平面図である。

【図１０】図８及び図９に示す部分の側面図である。

【図１１】油圧駆動装置の一例としてのバルブタイミン
グ可変機構を一部切断して示す斜視図である。

【図１２】図１１のバルブタイミング可変機構を備えた
６気筒のエンジンの潤滑回路を概念的に示す斜視図であ
る。

【図１３】本発明の第１の実施形態の油圧制御装置を備
えた潤滑回路を概念的に示す模式図である。

【図１４】本発明による油圧制御弁の開弁特性を例示す
る線図である。

【図１５】本発明の第２の実施形態を示す縦断正面図で
ある。

【図１６】図１５のXVI −XVI 線における横断平面図で
ある。

【図１７】本発明の第３の実施形態を示す縦断正面図で
ある。

【図１８】図１７のXVIII −XVIII 線における横断平面
図である。

【図１９】第３の実施形態の図１７とは異なる作動状態
を示す縦断正面図である。

【図２０】本発明の効果を示す線図である。

【図２１】油温及び機関回転数とポンプの吐出油圧との
関係を示す線図である。

【図２２】油温及び油圧が油圧駆動装置の応答性に及ぼ
す影響を示す線図である。

【図２３】本発明の着眼点として機関回転数と潤滑油量
の関係を示す線図である。

【図２４】本発明による油圧制御弁を使用したエンジン
の一つの運転状態における性能を試験した結果を示す模
式図と線図である。

【図２５】本発明による油圧制御弁を使用したエンジン
の他の一つの運転状態における性能を試験した結果を示
す模式図と線図である。

【図２６】本発明による油圧制御弁を使用したエンジン
の更に他の一つの運転状態における性能を試験した結果
を示す模式図と線図である。

【符号の説明】

１…バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）２…エンジン３…吸気弁或いは排気弁４…カムシャフト５…バルブタイミング可変機構の油圧ピストン６…バルブタイミング可変機構用の油圧制御弁（ＯＣ
Ｖ）１２…ＶＶＴ油路１３…潤滑回路の分岐部１４…オイルパン１５…オイルポンプ１６…調圧弁１８…本流側の潤滑油路１９…メインホール２０…メインジャーナル油路２１…動弁系油路２２…油圧制御弁（第１の実施形態）２３…エンジンブロック２４…キャップ２５…弁ハウジング２６…ダイヤフラム弁２７…スプリング２８…Ｏリング２９…ねじ部３３…円筒部分３５…シリンダ室３６…入口通路３７…出口通路３８…隔壁３９…穴４２…背面油量逃がし溝４３…キー４６…バイパス油路４８…油圧制御弁（第２の実施形態）５１…異形の弁ハウジング５２…Ｏリング５３…バイパス油路５５…突起５６…油圧制御弁（第３の実施形態）５７…スペーサリングＲ…油圧駆動装置へ回して活用可能な余剰の潤滑油量ＯＣＶ…バルブタイミング可変機構用の油圧制御弁ＶＶＴ…バルブタイミング可変機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑油を加圧するオイルポンプと、前記
オイルポンプによって加圧された潤滑油を被潤滑箇所へ
供給する潤滑油通路と、前記潤滑油通路の途中に設けら
れた分岐部において前記潤滑油通路から分岐して、前記
潤滑油通路を流れる加圧された潤滑油の一部を少なくと
も一つの油圧駆動装置へ供給する油圧駆動用油路とを備
えている内燃機関の潤滑回路において、前記分岐部の下
流側の前記被潤滑箇所への前記潤滑油通路に直列に挿入
される油圧制御装置であって、少なくとも、上流側の潤
滑油圧を受けて移動し得るダイヤフラム弁と、前記ダイ
ヤフラム弁を前記ダイヤフラム弁の移動によって拡縮す
る弁間隙が縮小する方向に付勢する弾性手段と、前記ダ
イヤフラム弁をバイパスして前記上流側と前記下流側を
直接に連通させることにより、前記被潤滑箇所へ最小限
の潤滑油量を供給することができるバイパス通路とを備
えていることを特徴とする内燃機関の潤滑回路における
油圧制御装置。
【請求項２】前記油圧制御装置がその一部として弁ハ
ウジングを備えており、前記弁ハウジングが、上流側の
前記潤滑油通路によって前記分岐部に通じる入口通路
と、下流側の前記潤滑油通路によって前記被潤滑箇所に
通じる出口通路と、前記入口通路及び前記出口通路の間
を区画すると共に前記ダイヤフラム弁との間に弁間隙を
形成し得る隔壁と、前記ダイヤフラム弁を摺動可能に受
け入れると共に前記弾性手段の少なくとも一部を収容す
るシリンダ室とを備え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回路における油圧制御装置。
【請求項３】前記弁ハウジングが、その周囲の少なく
とも一部に隙間として前記バイパス通路を形成している
ことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の潤滑回路に
おける油圧制御装置。
【請求項４】前記弁ハウジングが、前記内燃機関の前
記潤滑油通路が形成されたエンジンブロックの開口部に
装着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の
内燃機関の潤滑回路における油圧制御装置。
【請求項５】前記弁ハウジングが、前記エンジンブロ
ックの前記開口部に螺着されるキャップによって、前記
弾性手段と共に前記エンジンブロックの内部に装着され
ていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の潤滑
回路における油圧制御装置。
【請求項６】前記バイパス通路が、前記ダイヤフラム
弁の弁間隙の最小間隙として形成されることを特徴とす
る請求項１又は２記載の内燃機関の潤滑回路における油
圧制御装置。