本實用新型涉及調(diào)整工作流體的壓力的安全閥(relief valve),具體而言,涉及調(diào)整泵的噴出壓力的安全閥。
背景技術(shù):
以往,已知有在發(fā)動機(jī)與油泵之間配置有調(diào)整油泵的噴出壓力的安全閥的技術(shù)(例如,參照專利文獻(xiàn)1-2),其中,上述油泵使工作流體在發(fā)動機(jī)的被潤滑部件循環(huán)。該安全閥具有外殼與閥體,上述外殼具有工作流體所流通的內(nèi)部流路和從該內(nèi)部流路排出工作流體的釋放口,上述閥體在外殼的內(nèi)部往復(fù)移動。使工作流體的壓力作用于該閥體的上表面的同時,使彈簧的作用力在與該壓力相對的方向上作用于閥體。在該壓力超過彈簧的作用力時,釋放口打開,通過將工作流體排出至油泵的上游側(cè)來降低油泵的噴出壓力。
關(guān)于專利文獻(xiàn)1的安全閥有如下記載:其具備保持彈簧的與閥體相反的一側(cè)的端部并且能夠往復(fù)移動的支承部,并將從油泵排出的工作流體通過三通閥供給至支承部的背面。在發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時,控制三通閥以向支承部的背面供給工作流體,并通過使彈簧縮短來增加釋放壓力。另一方面,在發(fā)動機(jī)的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時,控制三通閥以排出位于支承部的背面的工作流體,并通過使彈簧伸長來降低釋放壓力。由此,流通至發(fā)動機(jī)的工作流體的壓力降低,并促進(jìn)預(yù)熱。
專利文獻(xiàn)2中公開了以下技術(shù)方案:在油泵與安全閥之間具備切換閥,通過對切換閥進(jìn)行打開操作來增大閥體的受壓面積,從而輔助安全閥開閥。即,形成為在將彈簧的作用力保持不變的狀態(tài)下,通過增減閥體的受壓面積,能夠在高壓釋放模式與低壓釋放模式之間進(jìn)行選擇的結(jié)構(gòu)。此外,在對切換閥進(jìn)行開閉操作時,通過對設(shè)于油泵與切換閥之間的電磁閥進(jìn)行開關(guān)控制,從而相對切換閥的卷軸進(jìn)行工作流體的供給/排出。
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-191634號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2014-98326號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在用于發(fā)動機(jī)的潤滑、冷卻的油泵中,存在通過將釋放壓力設(shè)定為通常模式與低壓模式之間的中壓模式,來提高泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,從而謀求燃料消耗的改善的情況。然而,在以往的安全閥中,閥體的釋放壓力被限定為2級設(shè)定,因此具有改善的余地。
此外,在以往的安全閥中,由于使工作流體的壓力作用于閥體的上表面,因此如果不導(dǎo)入比較大的壓力則無法開閥,在需要快速開閥的情況下響應(yīng)性較差。并且,在專利文獻(xiàn)1的安全閥中,由于其為使用工作流體來使支承部往復(fù)移動的結(jié)構(gòu),因此需要一定的時間來達(dá)到所期望的釋放壓力。此外,專利文獻(xiàn)2的安全閥由于通過電磁閥來對切換閥進(jìn)行開閉操作,因此在將工作流體導(dǎo)入安全閥前容易發(fā)生延時,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
因此,人們希望合理地構(gòu)成一種響應(yīng)性優(yōu)越、能夠設(shè)定各種釋放壓力的安全閥。
安全閥的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:其具有外殼、閥體、以及作用力調(diào)整機(jī)構(gòu);上述外殼具有工作流體所流通的內(nèi)部流路與從所述內(nèi)部流路排出工作流體的釋放口;上述閥體具有第一受壓部、第二受壓部、以及第一凹部,上述第一受壓部承受在上述內(nèi)部流路中流通的工作流體的壓力,上述第二受壓部與該第一受壓部相對并連結(jié),以大于上述第一受壓部的受壓面積承受上述壓力,上述第一凹部為有底筒狀,其形成于該第二受壓部中受壓面的相反側(cè),上述閥體能夠在上述外殼的內(nèi)部往復(fù)移動;上述作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)具有彈簧、支承部、以及電動機(jī),上述彈簧的一端保持于上述第一凹部,并向與上述壓力相對的方向施力,上述支承部形成有保持上述彈簧的另一端的有底筒狀的第二凹部,上述電動機(jī)調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度并使上述支承部往復(fù)移動。
根據(jù)本結(jié)構(gòu),由于利用第一受壓部與第二受壓部的面積差來開閥,因此能夠通過相對較小的來自工作流體的壓力來開閥,響應(yīng)性得到提高。并且,雖然施加于閥體的壓力通過彈簧作用于使支承部退回的方向,但是由于該壓力較小,因此能夠?qū)⑹怪С胁客鶑?fù)移動的電動機(jī)的驅(qū)動力設(shè)定得較小,從而謀求小型化。
另一方面,如果如本結(jié)構(gòu)般通過電動機(jī)來使支承部往復(fù)移動,從而調(diào)整彈簧的作用力,則當(dāng)例如希望在一定程度上較大的壓力下開閥時,能夠通過壓縮彈簧而將作用力設(shè)定得較大來增大釋放壓力。即,如果調(diào)整電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度,則可任意地設(shè)定支承部的位置,從而對彈簧的安裝長度(set length)進(jìn)行多級的變更,因此,能夠設(shè)定與彈簧的作用力相對應(yīng)的各種釋放壓力。因此,在將本結(jié)構(gòu)的安全閥應(yīng)用于調(diào)整發(fā)動機(jī)的油泵的噴出壓力的情況下,由于能夠設(shè)定釋放壓力的高壓模式、低壓模式以外的多個壓力模式,因此能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速等來選擇泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率最高的釋放壓力。
進(jìn)一步地,如果如本結(jié)構(gòu)般通過電動機(jī)來改變彈簧的安裝長度,則沒有必要像以往那樣使用電磁閥、三通閥來改變流路,因此能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)來提高響應(yīng)性。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:在上述第一凹部的側(cè)壁形成有貫通孔部,上述貫通孔部在上述第一凹部的可動區(qū)域內(nèi)與上述釋放口連通。
但是,在將彈簧配置于閥體與支承部之間,并使支承部相對閥體相對移動的情況下,存在于彈簧的收容空間的空氣、從閥體與外殼的空隙侵入的工作流體會成為背壓阻力,阻礙閥體、支承部的往復(fù)移動。
因此,如果如本結(jié)構(gòu)般在第二受壓部的第一凹部的側(cè)壁形成在第一凹部的可動區(qū)域內(nèi)與釋放口連通的貫通孔部,則可將彈簧收容空間的背壓釋放至外部,實現(xiàn)閥體、支承部的順暢的往復(fù)移動。并且,釋放口兼具背壓釋放孔的功能,因此沒有必要在外殼另外形成背壓釋放孔,因而本結(jié)構(gòu)較為合理。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:在上述外殼的側(cè)壁貫穿形成有與上述彈簧的收容空間連通的背壓孔部;上述背壓孔部在上述第一凹部和上述第二凹部最接近時,與上述收容空間連通。
如果如本結(jié)構(gòu)般使背壓孔部與彈簧的收容空間連通,則可將空氣、工作流體向外部排出,從而實現(xiàn)閥體、支承部的順暢的往復(fù)移動。并且,由于其為將背壓孔部設(shè)于外殼的側(cè)壁這樣簡單的結(jié)構(gòu),因此本結(jié)構(gòu)較為合理。
另一方面,如上所述,閥體承受工作流體的壓力而往復(fù)移動,與此同時,支承部因電動機(jī)而往復(fù)移動,因此閥體的第一凹部、支承部的第二凹部的位置頻繁變化,有可能會堵塞背壓孔部。然而,如果如本結(jié)構(gòu)般使背壓孔部在第一凹部與第二凹部最接近時與彈簧的收容空間連通,則閥體、支承部總在背壓阻力減輕的狀態(tài)下移動。其結(jié)果為,能夠進(jìn)一步提高安全閥的響應(yīng)性。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:在上述第二凹部的側(cè)壁形成有貫通孔部,在上述外殼的上述側(cè)壁貫穿形成有在上述第二凹部的可動區(qū)域內(nèi)與上述第二凹部的上述貫通孔部連通的背壓孔部。
一般來說,支承部配置于閥體的下方側(cè)。因此,如果如本結(jié)構(gòu)般使支承部的貫通孔部與外殼的背壓孔部在第二凹部的可動區(qū)域內(nèi)連通,則能夠通過重力使從外殼與閥體的空隙中漏出的工作流體落下,并從該背壓孔部迅速排出。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:在上述閥體與上述支承部之間具有限制上述閥體向上述支承部側(cè)移動的移動阻止部。
如上所述,使彈簧收容空間在閥體、支承部的可動區(qū)域內(nèi)與形成于外殼的釋放口或背壓孔部連通。另一方面,在對閥體施加允許壓力以上的壓力的情況下,可能會出現(xiàn)第一凹部的貫通孔部不與釋放口連通,或第一凹部堵塞背壓孔部的情況。因此,通過如本結(jié)構(gòu)般設(shè)置限制閥體的超過可動區(qū)域的移動的移動阻止部,能夠維持彈簧收容空間與釋放口或背壓孔部連通的狀態(tài),因此能夠可靠地將存在于彈簧收容空間的工作流體、空氣排出。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:上述電動機(jī)為步進(jìn)電動機(jī)。
通過如本結(jié)構(gòu)般將步進(jìn)電動機(jī)用于支承部的移動控制,能夠精細(xì)地設(shè)定與脈沖數(shù)相對應(yīng)的步進(jìn)角,因此能夠高精度地設(shè)定支承部的位置。因此,可容易地設(shè)定各種釋放壓力。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:上述安全閥具有基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu),上述基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)在上述步進(jìn)電動機(jī)工作時,使上述支承部抵接于上述外殼的指定部位,以使上述步進(jìn)電動機(jī)失調(diào),并設(shè)定上述步進(jìn)電動機(jī)的基準(zhǔn)位置。
對于步進(jìn)電動機(jī)來說,即使在施加所期望的電壓來進(jìn)行驅(qū)動的情況下,如果作用于閥體的壓力大于電動機(jī)的保持轉(zhuǎn)矩,則可能會發(fā)生阻止電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的失調(diào)現(xiàn)象。在發(fā)生該失調(diào)現(xiàn)象的情況下,由于無法把握支承部的當(dāng)前位置,即使電動機(jī)以指定量進(jìn)行旋轉(zhuǎn),也無法設(shè)定至期望的釋放壓力。
因此,在本結(jié)構(gòu)中進(jìn)行如下設(shè)置:在電動機(jī)工作時,使支承部抵接于外殼的指定部位,以使電動機(jī)失調(diào),并在使支承部往復(fù)移動的基礎(chǔ)上設(shè)定電動機(jī)的基準(zhǔn)位置。這可以考慮例如使電動機(jī)以支承部的最大移動距離所對應(yīng)的步進(jìn)角工作以使支承部移動至上限位置,或者降低電動機(jī)的保持電壓以使支承部移動至下限位置。無論在哪種情況下,都是在使支承部往復(fù)移動的基礎(chǔ)上設(shè)定電動機(jī)的基準(zhǔn)位置,因此在電動機(jī)下次工作時,支承部的機(jī)械移動位置與電動機(jī)識別的電氣移動位置一致。其結(jié)果為,能夠正確地調(diào)整彈簧的作用力。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:上述安全閥具有測量上述工作流體的壓力的壓力傳感器、與調(diào)整上述電動機(jī)的驅(qū)動力的控制部;上述控制部基于目標(biāo)壓力與通過上述壓力傳感器測得的測定壓力,來決定上述支承部的移動距離與上述電動機(jī)的響應(yīng)時間。
根據(jù)本結(jié)構(gòu),基于目標(biāo)壓力與實測壓力來決定支承部的移動距離及響應(yīng)時間。其結(jié)果為,能夠高精度且迅速地進(jìn)行使實測壓力接近目標(biāo)壓力的控制,因此能夠提高泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。此外,例如,在發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇上升的情況下,能夠進(jìn)行迅速改變彈簧的作用力,向發(fā)動機(jī)供給更多工作流體的控制,因此能夠良好地維持發(fā)動機(jī)的狀態(tài)。
其它的結(jié)構(gòu)特征在于以下點:上述安全閥具有測量上述工作流體的溫度的溫度傳感器與調(diào)整上述電動機(jī)的驅(qū)動力的控制部;當(dāng)上述溫度傳感器測得的測定溫度在第一溫度以下時,上述控制部設(shè)定為向上述電動機(jī)施加第一電壓的高電壓模式;在上述測定溫度超過上述第一溫度時,上述控制部設(shè)定為向上述電動機(jī)施加小于上述第一電壓的第二電壓的低電壓模式。
作用于閥體的壓力根據(jù)工作流體的粘度而有所不同,因此對抗該壓力來使支承部往復(fù)移動的電動機(jī)所需要的驅(qū)動力也不同。因此,在本結(jié)構(gòu)中,在工作流體溫度較低而粘度較高的情況下,作用于閥體的壓力也高,因此將施加于電動機(jī)用于驅(qū)動的電壓設(shè)定為高電壓模式。另一方面,在工作流體溫度較高而粘度較低的情況下,由于作用于閥體的壓力較低,因此將施加于電動機(jī)用于驅(qū)動的電壓設(shè)定為低電壓模式。由此,可尋求對電動機(jī)的外加電壓的最優(yōu)化,并節(jié)省功率消耗。并且,如果設(shè)定為低電壓模式,則由于電動機(jī)的自發(fā)熱量變小,因此電動機(jī)的耐用性提高。相反地,當(dāng)工作流體溫度較低時,由于電動機(jī)周圍氣溫較低,即使將對電動機(jī)的外加電壓持續(xù)設(shè)定為高電壓模式,也不易降低電動機(jī)的耐用性。
附圖說明
圖1為實施方式1所涉及的流路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為表示安全閥在最低壓力設(shè)定時的閉閥狀態(tài)的截面圖。
圖3為安全閥的分解立體圖。
圖4為表示安全閥在最低壓力設(shè)定時的全開狀態(tài)的截面圖。
圖5為表示安全閥在最高壓力設(shè)定時的閉閥狀態(tài)的截面圖。
圖6為表示安全閥在最高壓力設(shè)定時的全開狀態(tài)的截面圖。
圖7為整體控制流程的示意圖。
圖8為決定對電動機(jī)的外加電壓的控制流程的示意圖。
圖9為對電動機(jī)的外加電壓的概念圖。
圖10為實施方式2所涉及的流路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖11為安全閥的立體圖。
圖12為沿圖11的XII-XII線的截面圖。
圖13為沿圖11的XIII-XIII線的截面圖。
圖14為表示安全閥在最低壓力設(shè)定的全開狀態(tài)的截面圖。
圖15為表示安全閥在最高壓力設(shè)定的閉閥狀態(tài)的截面圖。
圖16為表示安全閥在最高壓力設(shè)定的全開狀態(tài)的截面圖。
圖17為實施方式2所涉及的防脫落部件的立體圖。
圖18為實施方式3所涉及的壓力調(diào)整的示意圖。
圖19為實施方式4所涉及的壓力調(diào)整的示意圖。
圖20為表示另一實施方式1的背壓釋放結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖21為表示另一實施方式2的止動銷的截面圖。
圖22為表示另一實施方式3的防脫落部件的截面圖。
具體實施方式
以下,根據(jù)附圖對本實用新型所涉及的安全閥的實施方式進(jìn)行說明。在本實施方式中,以調(diào)整油泵6(以下,簡稱為泵6。)的噴出壓力的安全閥X為例進(jìn)行說明,其中,上述油泵6使發(fā)動機(jī)油(工作流體的一個例子。以下,簡稱為工作油。)循環(huán)至發(fā)動機(jī)E。但是,并不限定于以下的實施方式,在不偏離本實用新型的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。
[實施方式1的整體結(jié)構(gòu)]
如圖1所示,泵6配置于貯存工作油的油盤7與發(fā)動機(jī)E之間,使工作油循環(huán)至發(fā)動機(jī)E的活塞、氣缸、曲軸的軸承等被潤滑部件。
貯存于油盤7的工作油通過泵6的工作而被汲取上來,經(jīng)過吸入流路71流入泵6的吸入口61。由于與內(nèi)轉(zhuǎn)子63的旋轉(zhuǎn)中心和外轉(zhuǎn)子64的旋轉(zhuǎn)中心的偏心量相對應(yīng)的噴出壓力的作用,從吸入口61流入泵6的工作油從噴出口62排出。
從泵6噴出的工作油經(jīng)第一流路72的濾油器F過濾后,供給至發(fā)動機(jī)E。本實施方式中的安全閥X配置于泵6與發(fā)動機(jī)E之間,并與從第一流路72分支出的第二流路74連接。在本實施方式中,使第二流路74在濾油器F的下游側(cè)分支。由此,可抑制混入工作油的異物流入安全閥X的頻率。另一方面,將在來自于泵6的噴出壓力由于濾油器F的堵塞等而急劇上升的情況下開閥的止逆閥G配置于在泵6與濾油器F之間從第一流路72分支出的第三流路73上。應(yīng)予說明,安全閥X也可以配置于泵6與濾油器F之間,并沒有特別限定。此外,止逆閥G也可以由安全閥構(gòu)成,沒有特別限定。
流經(jīng)第二流路74而被導(dǎo)入安全閥X的工作油流通于安全閥X的內(nèi)部流路18。當(dāng)安全閥X處于開閥狀態(tài)時,流通于內(nèi)部流路18的工作油向第四流路75排出,通過排放流路78回到油盤7。其結(jié)果為,工作油在來自于泵6的噴出壓力減小的狀態(tài)下流向發(fā)動機(jī)E。另一方面,在安全閥X為閉閥狀態(tài)時,來自于泵6的噴出壓力并不減小,并且工作油循環(huán)至發(fā)動機(jī)E。也就是說,安全閥X具有調(diào)整從泵6噴出的工作油的壓力的功能。此外,在安全閥X的上方連接有第五流路76,該第五流路76也與排放流路78連通。從安全閥X的外殼1與閥體2的空隙中漏出的工作油通過該第五流路76而被排出。
應(yīng)予說明,第四流路75、第五流路76也可以不與排放流路78合流而直接與油盤7連通,也可以與在泵6和油盤7之間的吸入流路71連通。
在泵6的下游側(cè)的第一流路72上具備溫度傳感器T和壓力傳感器P。將壓力傳感器P的測定壓力Pd、溫度傳感器T的測定溫度Td輸入調(diào)整電動機(jī)M的驅(qū)動力的控制部9,詳細(xì)情況將在后面陳述。進(jìn)一步地,雖然圖中未示出,但也向控制部9輸入從設(shè)置于曲軸的旋轉(zhuǎn)傳感器測得的發(fā)動機(jī)E的實際轉(zhuǎn)速、從調(diào)節(jié)閥開度等測得的發(fā)動機(jī)E的負(fù)載信息等。
[安全閥]
如圖2所示,安全閥X具有外殼1、閥體2、彈簧3、保持器4(支承部的一個例子)和電動機(jī)M。下面,將閥體2側(cè)作為上方,將電動機(jī)M側(cè)作為下方進(jìn)行適當(dāng)說明。
在外殼1的側(cè)壁形成有導(dǎo)入從泵6噴出的工作油的導(dǎo)入口11與將被導(dǎo)入的工作油排出的釋放口12。此外,在外殼1的上方形成有排放口13,上述排放口13作為閥體2移動時的呼吸孔,并排出漏出的工作油。
在外殼1的內(nèi)周面形成有收容閥體2、彈簧3與保持器4的圓筒狀的內(nèi)孔部14。此外,外殼1在內(nèi)孔部14圍成的空間中,在導(dǎo)入口11與釋放口12之間具有從泵6噴出的工作油所流通的內(nèi)部流路18。如圖3所示,導(dǎo)入口11及釋放口12的截面形成為矩形,并且釋放口12的截面積形成為大于導(dǎo)入口11的截面積。此外,如圖2所示,釋放口12的徑向長度形成為大于內(nèi)孔部14的徑向長度。應(yīng)予說明,導(dǎo)入口11、釋放口12也可以不形成為矩形,而形成為圓形等各種形狀。
閥體2收容于外殼1的內(nèi)部,承受流通于內(nèi)部流路18的工作油的壓力而往復(fù)移動。閥體2與外殼1的內(nèi)孔部14滑動接觸的同時閥體2的往復(fù)移動被內(nèi)孔部14引導(dǎo)。該閥體2至少能夠在從圖2所示的位置到圖4所示的位置的可動區(qū)域19內(nèi)往復(fù)移動。
閥體2具有承受流通于內(nèi)部流路18的工作油的壓力的第一受壓部21與第二受壓部22。第二受壓部22在彈簧3側(cè)與第一受壓部21相對配置,通過連結(jié)部件23與第一受壓部21連結(jié)。
在第一受壓部21形成有承受流通于內(nèi)部流路18的工作油的壓力的第一受壓面21a與位于該第一受壓面21a相反側(cè)的截錐體狀的頂面部21b。在第二受壓部22形成有以大于第一受壓面21a的受壓面積承受流通于內(nèi)部流路18的工作油的壓力的第二受壓面22a以及位于第二受壓面22a相反側(cè)的有底筒狀的第一凹部22b。如圖3所示,在第二受壓部22的外表面形成有環(huán)狀槽22c,在該環(huán)狀槽22c設(shè)有多個與釋放口12連通的貫通孔部22d。應(yīng)予說明,貫通孔部22d也可以為一個,也可以不形成環(huán)狀槽22c,并沒有特別限定。
閥體2在從第二受壓部22堵塞釋放口12的無法排出位置(參照圖2)到第二受壓部22的第一凹部22b的下端部接觸釋放口12的下端部的排出全開位置(參照圖4)的可動區(qū)域19內(nèi)往復(fù)移動。即,第一凹部22b的貫通孔部22d形成為在第一凹部22b的可動區(qū)域19a(特別是閥體2移動至圖4的位置的情況下)內(nèi)與釋放口12連通的結(jié)構(gòu),并成為閥體2往復(fù)移動時的呼吸孔。
彈簧3在與作用于閥體2的工作油的壓力相對的方向(導(dǎo)入口11側(cè))上對閥體2施力。彈簧3的一端被閥體2的第一凹部22b支承,彈簧3的另一端被后述的保持器4的第二凹部42支承。
保持器4形成為有底筒狀,在外殼1的內(nèi)部往復(fù)移動。在保持器4與外殼1的內(nèi)孔部14滑動接觸的同時保持器4的往復(fù)移動被引導(dǎo)。如圖3所示,保持器4具有第二凹部42與突出部41a,上述第二凹部42為有底筒狀,并保持彈簧3的另一端(閥體2的相反側(cè)的端部),上述突出部41a為使第二凹部42的相反側(cè)(電動機(jī)M側(cè))的端部41沿直徑向外方向突出成環(huán)狀。如圖5所示,突出部41a與形成于外殼1的內(nèi)孔部14的臺階部16抵接來決定保持器4的上限位置OS。
如圖3所示,在保持器4的端部41的中央以形成切口的方式形成有滑孔部41b,電動機(jī)M的軸51滑動插入該滑孔部41b。此外,如圖2所示,以彈簧3的收容空間與保持器4與電動機(jī)M之間的空間連通的方式形成有貫穿滑孔部41b的側(cè)方的孔部41c。
在本實施方式中的電動機(jī)M由調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度并使保持器4往復(fù)移動的步進(jìn)電動機(jī)構(gòu)成。應(yīng)予說明,步進(jìn)電動機(jī)已為公知,因此省略詳細(xì)的說明。
電動機(jī)M具有箱體52,在該箱體52的內(nèi)部收容有定子線圈54與轉(zhuǎn)子53,上述定子線圈54接收到來自后述控制部9的信號而通電,上述轉(zhuǎn)子53受到來自定子線圈54的磁通而旋轉(zhuǎn)。此外,電動機(jī)M具有與保持器4連接的軸51,在軸51的外表面形成有與轉(zhuǎn)子53的內(nèi)螺紋部53a螺紋連接的外螺紋部51a。
由于轉(zhuǎn)子53旋轉(zhuǎn),與形成于轉(zhuǎn)子53的內(nèi)表面的內(nèi)螺紋部53a螺紋連接的外螺紋部51a直線運(yùn)動。也就是說,通過轉(zhuǎn)子53的內(nèi)螺紋部53a與軸51的外螺紋部51a,構(gòu)成將電動機(jī)M的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。應(yīng)予說明,在該直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可以使用蝸輪蝸桿裝置(worm gears)等來構(gòu)成,也可以在保持器4設(shè)置與軸51的外螺紋部51a螺紋連接的內(nèi)螺紋部,無論哪種形態(tài)均可。
然后,對本實施方式中的安全閥X的組裝順序進(jìn)行說明。如圖3所示,將電動機(jī)M的軸51從徑向插入保持器4的滑孔部41b。繼而,將閥體2、后述卡環(huán)20、彈簧3、保持器4及電動機(jī)M依次插入外殼1。接著,在使形成于電動機(jī)M的箱體52的凸緣部55與形成于外殼1的凸緣部15重疊的狀態(tài)下通過螺栓B對該凸緣部55進(jìn)行緊固。此時,如圖2所示,在箱體52的凸緣部55與外殼1的凸緣部15之間安裝有環(huán)狀的密封部件S1。通過該密封部件S1可防止存在于外殼1的內(nèi)部的工作油漏出至外部。
[作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)]
圖2中表示了保持器4位于下限位置OL的狀態(tài);圖5中表示了保持器4位于上限位置OS的狀態(tài)。如上所述,電動機(jī)M使保持器4往復(fù)移動。其結(jié)果為,在從圖2所示的彈簧3延伸至最長的狀態(tài)至圖5所示的彈簧3縮短至最短的狀態(tài)之間,彈簧3的安裝長度被改變。這樣,形成通過使保持器4受電動機(jī)M的驅(qū)動力而往復(fù)移動來改變彈簧3的安裝長度的作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D。即,該作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D由彈簧3、保持器4、和電動機(jī)M構(gòu)成。
在圖2的狀態(tài)下,彈簧3的作用力最小,因此安全閥X的釋放壓力為最低壓力設(shè)定。另一方面,在圖5的狀態(tài)下,彈簧3的作用力最大,因此安全閥X的釋放壓力為最高壓力設(shè)定。
如上所述,由于本實施方式的電動機(jī)M為步進(jìn)電動機(jī),通過精細(xì)調(diào)整與施加于電動機(jī)M的脈沖數(shù)Pn相對應(yīng)的步進(jìn)角As,能夠精密設(shè)定保持器4的位置。例如,如果將1個脈沖的步進(jìn)角As設(shè)定為15度,則24個脈沖使電動機(jī)M旋轉(zhuǎn)一周。在將電動機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周時保持器4的移動距離L設(shè)為1mm的情況下,電動機(jī)M旋轉(zhuǎn)10周可使保持器4移動10mm。即,能夠根據(jù)脈沖數(shù)Pn對彈簧3的安裝長度進(jìn)行多級(如240種)的變更。并且,由于為通過電動機(jī)M來設(shè)定保持器4的位置的結(jié)構(gòu),因此能夠不受工作油的粘性、脈動等影響,高精度地調(diào)整彈簧3的作用力。
在調(diào)整了彈簧3的作用力的狀態(tài)下,工作油流通至外殼1的內(nèi)部流路18時,根據(jù)兩受壓面21a、22a的面積差施加工作油的壓力。如果該壓力大于彈簧3的作用力則閥體2開始下降,釋放口12打開,工作油排放至油盤7。如果閥體2進(jìn)一步下降,則與釋放口12的開口面積對應(yīng)的工作油量被排放。即,形成如果泵6的噴出壓力超過指定的閾值,則流通至發(fā)動機(jī)E的工作油的壓力被釋放的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示,在釋放壓力為最低壓力設(shè)定的情況下,當(dāng)與兩受壓面21a、22a的面積差相對應(yīng)的壓力上升至第一壓力時,閥體2開始下降,當(dāng)達(dá)到第二壓力時,如圖4所示,釋放口12變成全開的狀態(tài)。另一方面,如圖5所示,在釋放壓力為最高壓力設(shè)定的情況下,與兩受壓面21a、22a的面積差相對應(yīng)的壓力為大于第一壓力的第三壓力,閥體2開始下降,當(dāng)達(dá)到大于第二壓力的第四壓力時,如圖6所示,釋放口12變?yōu)槿_的狀態(tài)。
即,通過如上所述的作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D,能夠?qū)踩yX的開閥開始壓力設(shè)定在第一壓力至第三壓力之間,并將安全閥X的全開壓力任意設(shè)定于第二壓力至第四壓力之間。因此,如果根據(jù)發(fā)動機(jī)E的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來改變彈簧3的安裝長度,則能夠謀求泵6的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的最優(yōu)化。此外,如果調(diào)整電動機(jī)M的脈沖數(shù)Pn,則能夠快速改變保持器4的移動距離L。
并且,在本實施方式中,根據(jù)兩受壓面21a、22a的面積差對閥體2施加壓力。即,能夠通過相對流體壓力較小的壓力差使閥體2開閥,因此彈簧3的作用力可設(shè)定得較小。其結(jié)果為,能夠?qū)⒏淖儚椈?的安裝長度的電動機(jī)M的驅(qū)動力設(shè)定得較小,從而實現(xiàn)電動機(jī)M的小型化。
另一方面,在將彈簧3配置于閥體2與保持器4之間,使保持器4相對于閥體2移動的情況下,存在于彈簧3的收容空間的空氣、從外殼1和閥體2的空隙侵入的工作油形成背壓阻力,阻礙閥體2、保持器4的往復(fù)移動。然而,如上所述,閥體2的第一凹部22b的貫通孔部22d形成為在第一凹部22b的可動區(qū)域19a內(nèi)與釋放口12連通的結(jié)構(gòu),因此存在于彈簧3的收容空間的空氣、工作油可被時常排出。因此,能夠使閥體2、保持器4順暢地移動。并且釋放口12兼具背壓釋放孔的功能,因此沒有必要在外殼1另外形成背壓釋放孔,因而本結(jié)構(gòu)較為合理。
如果閥體2在最低壓力設(shè)定時受到大于第二壓力的工作流體的壓力、或者在最高壓力設(shè)定時受到大于第四壓力的工作流體的壓力,則第一凹部22b的貫通孔部22d可能會不與釋放口12連通。因此,在本實施方式中,如圖4所示,也可以在閥體2的第一凹部22b與保持器4之間設(shè)置限制閥體2向保持器4側(cè)移動的卡環(huán)20(移動阻止部的一個例子)。由此,能夠可靠地排出存在于彈簧3的收容空間的空氣、工作油。該卡環(huán)20嵌入形成于外殼1的內(nèi)孔部14的槽中。應(yīng)予說明,只要移動阻止部為限制閥體2向保持器4側(cè)移動的部件,則也可以設(shè)為在外殼1的側(cè)壁突出形成止動器等形式,并沒有特別設(shè)定。
存在于該彈簧3的收容空間的工作油有時會從保持器4與外殼1的空隙漏出至保持器4與電動機(jī)M的箱體52之間的空間。但是,由于在保持器4的端部41形成孔部41c,因此工作油會回到彈簧3的收容空間,并從釋放口12排放。同時,存在于保持器4與電動機(jī)M的箱體52之間的空氣也會從孔部41c回到彈簧3的收容空間,因此不會阻礙保持器4的往復(fù)移動。
[基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)]
但是,構(gòu)成電動機(jī)M的步進(jìn)電動機(jī)即使在施加指定的電壓Vc來驅(qū)動的情況下,如果由于施加于閥體2的高壓力等原因,施加于電動機(jī)M的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大,則會發(fā)生阻止電動機(jī)M的旋轉(zhuǎn)控制或靜止控制的失調(diào)現(xiàn)象。在發(fā)生該失調(diào)現(xiàn)象的情況下,由于不能把握保持器4的當(dāng)前位置,因此即使接著使電動機(jī)M以指定的步進(jìn)角As旋轉(zhuǎn),也不會將保持器4設(shè)定于期望的位置。
因此,在本實施方式中具有基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C,上述基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C使上述保持器4的突出部41a抵接于外殼1的臺階部16以使電動機(jī)M失調(diào),來設(shè)定電動機(jī)M的基準(zhǔn)位置。也就是說,為了定期重置保持器4的位置而使電動機(jī)M失調(diào),以使得保持器4的機(jī)械移動位置與電動機(jī)M所識別的電氣移動位置不發(fā)生錯位。具體而言,如圖5所示,通過使保持器4在上限位置OS抵接于外殼1,將彈簧3的作用力設(shè)定為最大。其結(jié)果為,由于釋放壓力變?yōu)樽罡邏毫υO(shè)定,因此即使在例如在發(fā)動機(jī)E轉(zhuǎn)速較高、并且需要使工作油循環(huán)至發(fā)動機(jī)E的工作油的壓力的狀況下運(yùn)行基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C的情況下,泵6的噴出壓力也不會降低。
該基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C優(yōu)選在例如工作油溫度較高而粘度降低、壓力傳感器P的測定壓力Pd較低時運(yùn)行。由此,由于使彈簧3的作用力增大、釋放口12變成關(guān)閉狀態(tài),因此能夠確保循環(huán)至發(fā)動機(jī)E的工作油的量,從而可靠地防止發(fā)動機(jī)E的燒結(jié)。此外,也可以在發(fā)動發(fā)動機(jī)E且啟動電動機(jī)M時運(yùn)行基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C。該情況下,在發(fā)動發(fā)動機(jī)E時,無論電動機(jī)M在發(fā)動機(jī)E停止前是否失調(diào),總能夠在再次設(shè)定電動機(jī)M的基準(zhǔn)位置的狀態(tài)下運(yùn)行作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D,因此提高了控制精度。
[控制部]
圖7表示了安全閥X的控制流程??刂撇?調(diào)整電動機(jī)M的驅(qū)動力并控制保持器4的往復(fù)移動。下面,用圖7~圖9對安全閥X的控制方法進(jìn)行說明。
首先,判定是否運(yùn)行設(shè)定電動機(jī)M的基準(zhǔn)位置的基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C(#70)?;鶞?zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C可以在從啟動電動機(jī)M起每經(jīng)過指定時間時便運(yùn)行,也可以在溫度傳感器T的測定溫度Td在指定值以上或壓力傳感器P的測定壓力Pd在指定值以下時運(yùn)行,以使釋放口12變成關(guān)閉狀態(tài)。此外,由于在溫度傳感器T的測定溫度Td在指定值以下而工作油的粘度較高的情況下,電動機(jī)M容易失調(diào),因此也可以提高基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C的運(yùn)行頻率。在運(yùn)行基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C的情況下(#70判定為Yes),以最大脈沖數(shù)驅(qū)動電動機(jī)M,其中,上述最大脈沖數(shù)等同于使保持器4從下限位置OL移動到上限位置OS的距離(#701)。由此,即使保持器4位于下限位置OL附近,也能夠使保持器4移動至上限位置OS,并可靠地設(shè)定電動機(jī)M的基準(zhǔn)位置。另一方面,在保持器4位于下限位置OL與上限位置OS之間的情況下,在保持器4位于與外殼1抵接的上限位置OS,使電動機(jī)M失調(diào)并設(shè)定電動機(jī)M的基準(zhǔn)位置。
然后,測定壓力傳感器P的測定壓力Pd、溫度傳感器T的測定溫度Td、發(fā)動機(jī)E的實際轉(zhuǎn)速、基于調(diào)節(jié)閥開度的發(fā)動機(jī)負(fù)載等(#71)。然后,向發(fā)動機(jī)狀態(tài)函數(shù)(i為輸入變量的種類數(shù))輸入溫度傳感器T的測定溫度Td、發(fā)動機(jī)E的實際轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)負(fù)載,計算目標(biāo)壓力Pc(#72)。此處,發(fā)動機(jī)狀態(tài)函數(shù)為基于實驗數(shù)值或經(jīng)驗法則而函數(shù)化的函數(shù)。應(yīng)予說明,也可以使發(fā)動機(jī)狀態(tài)函數(shù)對指定的輸入變量建立映射。此時,例如在工作油的測定溫度Td較高、且發(fā)動機(jī)E的負(fù)載較大的情況下,為了可靠地防止發(fā)動機(jī)E的燒結(jié),也可以將目標(biāo)壓力Pc乘以校正系數(shù)以使釋放壓力變?yōu)樵诟邏毫υO(shè)定側(cè)。
然后,通過壓力差Px(測定壓力Pd-目標(biāo)壓力Pc)與發(fā)動機(jī)狀態(tài)函數(shù)計算保持器4的移動距離L(#73)。移動距離L以使測定壓力Pd接近目標(biāo)壓力Pc的方式來決定彈簧3的伸縮量。
然后,基于發(fā)動機(jī)狀態(tài)函數(shù)目標(biāo)壓力Pc、測定壓力Pd決定作為保持器4的移動速度的響應(yīng)時間Time(#74)。例如,在壓力差Px較大,且發(fā)動機(jī)E的轉(zhuǎn)速較大的情況下,為了盡快地向發(fā)動機(jī)E供給工作油,將響應(yīng)時間Time提前。另一方面,在發(fā)動發(fā)動機(jī)E時等工作油的測定溫度Td較低而粘度較高的情況下,對電動機(jī)M的負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大,因此也可以將響應(yīng)時間Time分割成多個而設(shè)定,以使得不會超過電動機(jī)M能夠適當(dāng)?shù)貑拥淖畲笞詥宇l率。在該情況下,如果將最初的第一響應(yīng)時間Time1設(shè)定為長于接著的第二響應(yīng)時間Time2及以后的響應(yīng)時間,并隨著電動機(jī)M的加速而將后述的脈沖頻率PPS設(shè)定得較高,則能夠防止電動機(jī)M的失調(diào)。
然后,設(shè)定對電動機(jī)M的外加電壓Vc(#75)。用圖8~圖9對該外加電壓Vc的設(shè)定進(jìn)行說明。在本實施方式中,在對電動機(jī)M的外加電壓Vc的設(shè)定中考慮溫度傳感器T的測定溫度Td。
一般來說,工作油的粘度與工作油的溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,如果工作油的溫度較低則粘度較高,如果工作油的溫度較高則粘度較低。此外,粘度越高則工作油的壓力增加,粘度越低則工作油的壓力降低。即,作用于閥體2的壓力與工作油的溫度呈反比,由于該壓力將形成對電動機(jī)M的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,因此如果根據(jù)工作油的溫度來決定對電動機(jī)M的外加電壓Vc,可抑制電力的浪費。
如圖8所示,首先,判定溫度傳感器T的測定溫度Td是否在第一溫度T1(例如20℃)以下(#81)。在測定溫度Td為第一溫度T1以下的情況下(#81判定為Yes),判定測定溫度Td是否在第二溫度T2(-10℃附近)以下。
但是,眾所周知,當(dāng)工作油的溫度變?yōu)闃O低溫,例如低于第二溫度T2(-10℃附近)時,粘度會急劇上升。在該情況下,可能對電動機(jī)M施加超過保持轉(zhuǎn)矩的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。因此在測定溫度Td低于第二溫度T2的情況下(#82判定為Yes),將電動機(jī)M設(shè)為有意地使之失調(diào)的失調(diào)模式(#89)。也就是說,將對電動機(jī)M的外加電壓Vc設(shè)定為在0V附近的第三電壓V4。
在測定溫度Td高于第二溫度T2的情況下(#82判定為No),設(shè)定為高電壓模式(#88),以使得能夠?qū)闺妱訖C(jī)M的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,上述高電壓模式為將對電動機(jī)M的外加電壓Vc設(shè)為高電壓V1(第一電壓,例如12V)。該情況下,即使將電動機(jī)M設(shè)定為高電壓,由于工作油溫度低,因此電動機(jī)M周圍氣溫較低,不易損害電動機(jī)M的耐用性。
另一方面,在測定溫度Td高于第一溫度T1的情況下(#81判定為No),計算作為判斷是否有必要盡快向發(fā)動機(jī)E供給工作油的判斷值的高速工作判斷值K(#83)。該高速工作判斷值K為基于例如調(diào)節(jié)閥開度等的發(fā)動機(jī)負(fù)載信息,使用映射(map)等進(jìn)行數(shù)值化的值。并以如下方式進(jìn)行定義:高速工作判斷值K越大,對發(fā)動機(jī)E供給的工作油的油量(壓力)設(shè)定得越大。應(yīng)予說明,也可以將目標(biāo)壓力Pc、測定壓力Pd、或響應(yīng)時間Time中的任一個或多個與高速工作判斷值K組合而創(chuàng)建映射。
然后,判定高速工作判斷值K是否大于指定的閾值K1(#84)。在高速工作判斷值K大于指定的閾值K1的情況下(#84判定為Yes),設(shè)定為高電壓模式以使得即使提高電動機(jī)M的響應(yīng)速度也不會發(fā)生失調(diào)(#88)。
在高速工作判斷值K為指定的閾值K1以下的情況下(#84判定為No),為抑制電動機(jī)M的驅(qū)動電力,轉(zhuǎn)換為低電壓模式。由此,能夠節(jié)約對電動機(jī)M的功率消耗,同時,能夠防止高電壓下持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致的電動機(jī)M的耐用性下降。在此,在本實施方式中,為尋求進(jìn)一步節(jié)約功率消耗,將低電壓模式分為兩種。因此,判斷測定溫度Td是否高于第三溫度T3(例如80℃)(#85)。
在測定溫度Td為第三溫度T3以下的情況下(#85判定為No),設(shè)定為低電壓模式(1)(#87),上述低電壓模式(1)為將對電動機(jī)M的外加電壓Vc設(shè)定為低電壓V2(第二電壓的一個例子,例如8V)。另一方面,在測定溫度Td高于第三溫度T3的情況下(#85判定為Yes),設(shè)定為低電壓模式(2)(#86),上述低電壓模式(2)為將對電動機(jī)M的外加電壓Vc設(shè)定為低于低電壓V2的低電壓V3(第二電壓的一個例子,例如5V以下)。這是由于工作油的粘度顯著下降,對電動機(jī)M的負(fù)載轉(zhuǎn)矩顯著變小,因而即使以較小的低電壓V3也能夠驅(qū)動電動機(jī)M。
在圖9中模式性地表示了與溫度傳感器T的測定溫度Td相對應(yīng)的對電動機(jī)M的外加電壓Vc的設(shè)定模式。如上所述,當(dāng)測定溫度Td在第一溫度T1以下時,設(shè)定為對電動機(jī)M施加高電壓V1的高電壓模式。另一方面,當(dāng)測定溫度Td超過第一溫度T1時,設(shè)定為低電壓模式,上述低電壓模式為向電動機(jī)M施加小于高電壓V1的低電壓V2或低電壓V3。此外,在測定溫度Td超過第一溫度T1,且高速工作判斷值K大于指定的閾值K1的情況下,設(shè)定為高電壓模式。進(jìn)一步地,當(dāng)測定溫度Td在低于第一溫度T1的第二溫度T2以下時,使向電動機(jī)M施加的電壓降低至小于低電壓V2或低電壓V3的第三電壓V4,并有意地使電動機(jī)M失調(diào)。由此,安全閥X的釋放壓力變?yōu)樽畹蛪毫υO(shè)定,循環(huán)至發(fā)動機(jī)E的工作油的壓力降低,因此促進(jìn)發(fā)動機(jī)E預(yù)熱。應(yīng)予說明,在發(fā)動發(fā)動機(jī)E時,為促進(jìn)發(fā)動機(jī)E預(yù)熱,也可以有意地使電動機(jī)M失調(diào)而使工作油從安全閥X放出。此外,電壓模式的分割數(shù)量可以進(jìn)一步細(xì)化,也可以將低電壓模式(1)與低電壓模式(2)合并為一個模式,還可以使外加電壓Vc隨著測定溫度Td的升高而持續(xù)降低,并沒有特別限制。
接著,在設(shè)定了電動機(jī)M的外加電壓Vc后,回到圖7的流程,計算相對于保持器4的移動距離L的脈沖數(shù)Pn=Si×(L/Li)(Si為電動機(jī)每旋轉(zhuǎn)1次的步數(shù),Li為電動機(jī)每旋轉(zhuǎn)1次的保持器的移動距離)(#76)。然后,由脈沖數(shù)Pn及響應(yīng)時間Time計算脈沖頻率PPS=Pn/Time(#77)。然后,如果按脈沖頻率PPS對電動機(jī)M施加指定的電壓Vc(#78),則電動機(jī)M以與脈沖數(shù)Pn相應(yīng)的步進(jìn)角As進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(#79)。其結(jié)果為,保持器4的位置改變移動距離L,并且通過彈簧3伸長或縮短來改變釋放壓力(#80)。由此,能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)E的狀況,選擇泵6的運(yùn)轉(zhuǎn)效率最高的釋放壓力。應(yīng)予說明,作為控制部9的控制方法,雖然表示了根據(jù)溫度傳感器T的測定溫度Td來改變對電動機(jī)M的外加電壓Vc的例子,但是也可設(shè)為根據(jù)溫度傳感器T的測定溫度Td來改變施加于電動機(jī)M的電流值的結(jié)構(gòu)。
下面,對實施方式2~4及其它實施方式進(jìn)行說明。由于基本結(jié)構(gòu)與上述實施方式1相同,因此僅對不同的結(jié)構(gòu)用附圖進(jìn)行說明。應(yīng)予說明,為使附圖易于理解,使用與實施方式1相同的部件名稱及符號進(jìn)行說明。
[實施方式2]
如圖12所示,在本實施方式中,在外殼1的側(cè)壁貫穿形成與彈簧3的收容空間連通的背壓孔部17,以代替實施方式1中的使形成于閥體2的第一凹部22b的側(cè)壁的貫通孔部22d與釋放口12連通的結(jié)構(gòu)。
在安全閥X為最低壓力設(shè)定下,當(dāng)從閥體2閉閥的圖12的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為閥體2全開的圖14的狀態(tài)時,背壓孔部17具有與在第一凹部22b和第二凹部42之間的區(qū)域大致相等的長度。此外,在安全閥X為最高壓力設(shè)定下,當(dāng)從閥體2閉閥的圖15的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為閥體2全開的圖16的狀態(tài)時,背壓孔部17的一半形成為與在第一凹部22b與第二凹部42之間的區(qū)域大致相等的長度。這樣,在閥體2的第一凹部22b與保持器4的第二凹部42最接近時,背壓孔部17與彈簧3的收容空間(至少為第一凹部22b與第二凹部42之間的區(qū)域)連通。此外,由于閥體2的移動受到固定于外殼1的卡環(huán)20的限制,因此第一凹部22b不會堵塞背壓孔部17。應(yīng)予說明,在本實施方式中,雖然背壓孔部17形成為長孔形狀,但也可以是圓形、矩形等任何形狀。此外,只要為在閥體2的第一凹部22b與保持器4的第二凹部42最接近時釋放彈簧收容空間的背壓的結(jié)構(gòu),則可以將背壓孔部17分割為多個來設(shè)置,并沒有特別限制。
如圖10~圖11所示,在本實施方式中,使釋放位于彈簧3的收容空間的空氣、工作油的背壓孔部17與第六流路77連接,上述第六流路77與排放流路78連接。由此,由于位于彈簧3的收容空間的空氣、工作油被排出至油盤7,因此能夠使保持器4順暢地往復(fù)移動。應(yīng)予說明,第六流路77也可以不與排放流路78匯合而直接與油盤7連通,也可以與泵6與油盤7之間的吸入流路71連通。
如圖12~圖13所示,在本實施方式中具有插入孔部51b的棒狀的止動銷8,來代替實施方式1中形成于保持器4的第二凹部42的突出部41a,上述孔部51b形成于電動機(jī)M的軸51的端部。即,基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)C由外殼1的臺階部16、止動銷8、和電動機(jī)M構(gòu)成。
如圖15所示,通過使該止動銷8與外殼1的臺階部16抵接,在保持器4的上限位置OS設(shè)定電動機(jī)M的基準(zhǔn)位置。如果將軸51插入保持器4的端部41的中央,同時,將止動銷8從徑向插入形成于軸51的端部的孔部51b,則電動機(jī)M將與保持器4連接。即,止動銷8兼具防止軸51脫落的功能與設(shè)定電動機(jī)M的基準(zhǔn)位置的功能。
如圖12所示,在本實施方式中,在外殼1的內(nèi)周面與保持器4的外周面之間安裝有環(huán)狀的密封部件S2,來代替實施方式1中設(shè)于外殼1與電動機(jī)M的接合面的環(huán)狀的密封部件S1。即,通過密封部件S2可防止工作油從外殼1與保持器4之間的空隙漏出至電動機(jī)M一側(cè)這樣的問題。因此在本實施方式中,不會如實施方式1般在保持器4的端部41形成孔部41c。應(yīng)予說明,釋放保持器4與電動機(jī)M之間的空氣的貫通孔部也可以設(shè)于外殼1的側(cè)壁、電動機(jī)M的箱體52。
此外,將防止密封部件S2脫落的筒狀的防脫落部件90配置于密封部件S2與電動機(jī)M之間。如圖17所示,防脫落部件90具有允許止動銷8往復(fù)移動的凹部91與允許保持器4往復(fù)移動的保持器收容部92??赏ㄟ^該凹部91保證保持器4的順暢運(yùn)動。凹部91為在防脫落部件90的底部沿徑向形成切口而形成,保持器收容部92為沿軸向貫穿防脫落部件90而形成。應(yīng)予說明,如圖14所示,凹部91為在止動銷8移動至上限位置OS時,止動銷8不與凹部91的底部抵接的形狀。由此,能夠防止止動銷8抵接于防脫落部件90而引起的密封部件S2的損傷。
[實施方式3]
如圖18所示,在本實施方式中,不是如實施方式1~2所示使用安全閥X來調(diào)整泵6的噴出壓力,而是通過調(diào)整部件的操作來改變外轉(zhuǎn)子64相對于內(nèi)轉(zhuǎn)子63的偏心量,從而調(diào)整泵6的噴出壓力。
泵6具有外殼1、內(nèi)轉(zhuǎn)子63、外轉(zhuǎn)子64、調(diào)整環(huán)65(調(diào)整部件的一個例子)、操作部65a(閥體的一個例子)、與作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D。來自于發(fā)動機(jī)E的曲軸的旋轉(zhuǎn)動力傳遞至內(nèi)轉(zhuǎn)子63,使內(nèi)轉(zhuǎn)子63在第一旋轉(zhuǎn)軸心Y1旋轉(zhuǎn)。外轉(zhuǎn)子64在相對第一旋轉(zhuǎn)軸心Y1偏心的第二旋轉(zhuǎn)軸心Y2隨內(nèi)轉(zhuǎn)子63的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
外殼1具備吸入口61與噴出口62,并具有從噴出口62噴出的工作油所流通的內(nèi)部流路18。從噴出口62噴出的工作油經(jīng)由第一流路72流向發(fā)動機(jī)E的被潤滑部件,同時,通過位于從第一流路72分支出的第二流路74上的電磁閥H流向內(nèi)部流路18。該電磁閥H形成為能夠在向內(nèi)部流路18供給工作油的供給狀態(tài)與排出內(nèi)部流路18的工作油的排放狀態(tài)間切換的結(jié)構(gòu)。應(yīng)予說明,也可以是不設(shè)有電磁閥H的結(jié)構(gòu)。
調(diào)整環(huán)65從徑向外側(cè)以相對旋轉(zhuǎn)自如的方式支承外轉(zhuǎn)子64,形成為與第二旋轉(zhuǎn)軸心Y2同軸心的環(huán)狀,并與向直徑向外方向突出的操作部65a連接。如果電磁閥H變?yōu)楣┙o狀態(tài),并且向調(diào)整環(huán)65的操作部65a施加在內(nèi)部流路18中流通的工作油的壓力,則操作部65a在外殼1的內(nèi)部往復(fù)移動,從而使調(diào)整環(huán)65圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸心Y2公轉(zhuǎn)。其結(jié)果為,通過使導(dǎo)銷65b與導(dǎo)向槽65c在預(yù)期的范圍內(nèi)相互滑動,第一旋轉(zhuǎn)軸心Y1與第二旋轉(zhuǎn)軸心Y2相互接近,從而降低泵6的噴出壓力。即,形成為通過調(diào)整環(huán)65的公轉(zhuǎn)來調(diào)整外轉(zhuǎn)子64相對于內(nèi)轉(zhuǎn)子63的偏心量,從而調(diào)整泵6的噴出壓力的結(jié)構(gòu)。
在調(diào)整環(huán)65連接有作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D。作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D由彈簧3、保持器4與電動機(jī)M構(gòu)成。應(yīng)予說明,該作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)D、其它結(jié)構(gòu)具有與上述實施方式1~2相同的功能,起到相同的作用效果,因此省略對其詳細(xì)的說明。
[實施方式4]
如圖19所示,也可以設(shè)置改變外殼1的內(nèi)部流路18的流通面積的流量控制閥,來代替實施方式1~2的安全閥X。在本實施方式中,通過閥體2的第一受壓部21向內(nèi)部流路18突出、從內(nèi)部流路18退回來改變流路面積,從而調(diào)整從第一流路72流入內(nèi)部流路18的工作油的壓力。該被調(diào)整過壓力的工作油經(jīng)由第七流路79供給至發(fā)動機(jī)E。即使在本實施方式中,也能夠期望產(chǎn)生與上述實施方式1~2相同的作用效果。
[另一實施方式1]
如圖20所示,作為彈簧3的收容空間的背壓釋放結(jié)構(gòu),也可以在保持器4的第二凹部42的側(cè)壁形成貫通孔部42a,使之與形成于外殼1的側(cè)壁的背壓孔部17連通。外殼1的背壓孔部17形成為在從形成安全閥X的最低壓力設(shè)定的保持器4的下限位置OL到形成安全閥X的最高壓力設(shè)定的保持器4的上限位置OS為止的區(qū)域中的第二凹部42的可動區(qū)域19a(特別是保持器4移動至圖15的位置的情況)內(nèi)與貫通孔部42a連通,并成為閥體2、保持器4往復(fù)移動時的呼吸孔。在該情況下,與將背壓孔部17設(shè)于外殼1的上方、中央附近的情況相比,能夠迅速排出下降至保持器4的工作油。
應(yīng)予說明,也可以如圖20所示,在保持器4的外表面形成環(huán)狀槽42b。此外,也可以在外殼1的內(nèi)孔部14形成環(huán)狀槽,并使之與第二凹部42的貫通孔部42a連通,來代替環(huán)狀槽42b,或也可以擴(kuò)大外殼1的背壓孔部17的開口面積來與第二凹部42的貫通孔部42a連通,并沒有特別限定。
[另一實施方式2]
也可以如圖21所示,使止動銷8的形狀形成為十字狀,并在防脫落部件90的底部形成十字狀的切口。在該情況下,止動銷8平衡良好地沿周向延伸,因此能夠穩(wěn)定止動銷8的移動姿勢。
[另一實施方式3]
也可以如圖22所示,設(shè)為如下結(jié)構(gòu):使防脫落部件90在密封部件S2與電動機(jī)M之間抵接于外殼1,同時,使止動銷8抵接于防脫落部件90的凹部91的底面,來設(shè)定保持器4的上限位置OS。在該情況下,即使止動銷8抵接于防脫落部件90,該防脫落部件90也抵接于外殼1而停止移動,因此不會發(fā)生密封部件S2被用力推壓這樣的問題。由此,能夠可靠地防止密封部件S2的損傷。
[其它的實施方式]
(1)上述各實施方式的結(jié)構(gòu)也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。例如,也可以將實施方式1所涉及的保持器4的突出部41a設(shè)為實施方式2、另一實施方式2那樣的銷的形狀。此外,也可以像實施方式2那樣,在實施方式1的安全閥X的外殼1的內(nèi)周面與保持器4的外周面之間配置環(huán)狀的密封部件S2,并設(shè)置防止密封部件S2脫落的筒狀的防脫落部件90。
(2)對控制部9的發(fā)動機(jī)狀態(tài)函數(shù)的輸入變量至少由工作油的溫度與發(fā)動機(jī)E的轉(zhuǎn)速組成即可,也可以省略發(fā)動機(jī)E的負(fù)載信息等。即使在該情況下,通過根據(jù)工作油的粘度來設(shè)定對電動機(jī)M的外加電壓Vc,在能夠節(jié)約功率消耗的同時,如果根據(jù)發(fā)動機(jī)E的轉(zhuǎn)速調(diào)整彈簧3的作用力,能夠提高泵6的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
(3)也可以使向上述實施方式1~2的發(fā)動機(jī)E的被潤滑部件供給工作油的流路像實施方式4那樣通過外殼1的內(nèi)部流路18與第七流路79連接。
(4)在上述實施方式中的電動機(jī)M并不限定為步進(jìn)電動機(jī),也可以由例如能夠通過反饋控制來調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度的伺服電動機(jī)等構(gòu)成。
(5)關(guān)于上述實施方式所涉及的泵6,雖然表示了余擺線泵的例子,但是也可以為葉輪泵等各種形式的泵。
(6)也可以將上述實施方式所涉及的安全閥X設(shè)為調(diào)整使制冷劑循環(huán)至發(fā)動機(jī)E的水泵的噴出壓力的安全閥,并沒有特別限制。
(7)上述實施方式中的各構(gòu)成部件的形狀能夠在保證其功能的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭?/p>
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本實用新型可用于調(diào)整使工作油循環(huán)至發(fā)動機(jī)的被潤滑部件的油泵等各種工作泵的噴出壓力的安全閥。
符號說明
1 外殼
9 控制部
12 釋放口
17 背壓孔部
18 內(nèi)部流路
19a 可動區(qū)域(第二凹部的可動區(qū)域)
2 閥體
20 卡環(huán)(移動阻止部)
21 第一受壓部
22 第二受壓部
22a 第二受壓面(受壓面)
22b 第一凹部
22d 貫通孔部
3 彈簧
4 保持器(支承部)
42 第二凹部
42a 貫通孔部
C 基準(zhǔn)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)
D 作用力調(diào)整機(jī)構(gòu)
M 電動機(jī)(步進(jìn)電動機(jī))
P 壓力傳感器
Pc 目標(biāo)壓力
Pd 測定壓力
L 移動距離
T 溫度傳感器
T1 第一溫度
Td 測定溫度
Time 響應(yīng)時間
V1 高電壓(第一電壓)
V2,V3 低電壓(第二電壓)
X 安全閥