(57)【要約】【課題】暖機運転時にはピストンを冷却しないピストン冷却装置を簡単かつ安価に提供する。【解決手段】オイルポンプ側で開口する上流側ポート８ｃおよびオイルジェット２１側で開口する下流側ポート８ｄを有するチェック弁８をオイルジェット２１の上流側通路に備え、チェック弁８が、上流側ポート８ｃと下流側ポート８ｄの方向に移動する移動体２３と、上流側ポート８ｃを閉止するよう移動体２３を付勢するばね部材２４と、移動体２３が上流側ポート８ｃの方向に移動したとき移動体２３が着座して上流側ポート８ｃを閉止する第１シート２５と、開口２６ａを有し、移動体２３と下流側ポート８ｄとの間に設けられ、移動体２３が下流側ポート８ｄの方向に移動したとき移動体２３が着座して開口２６ａを閉止する第２シート２６と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図３
2010084732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転中にオイルジェットからピストンに潤滑油を噴射して前記ピストンを冷却するようにしたピストン冷却装置において、
オイルポンプ側で開口する上流側ポートおよびオイルジェット側で開口する下流側ポートを有するチェック弁をオイルジェットの上流側通路に備え、
前記チェック弁が、上流側ポートと下流側ポートの方向に移動する移動体と、
上流側ポートを閉止するよう前記移動体を付勢するばね部材と、
前記移動体が前記上流側ポートの方向に移動したとき前記移動体が着座して前記上流側ポートを閉止する第１シートと、
開口を有し、前記移動体と前記下流側ポートとの間に設けられ、前記移動体が前記下流側ポートの方向に移動したとき前記移動体が着座して前記開口を閉止する第２シートと、
を備えたことを特徴とするピストン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン冷却装置、詳しくはエンジンの暖機運転中にピストンの冷却を停止するようにしたピストン冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンの運転中は、エンジンの各部の潤滑と冷却を行うために潤滑油（以下、単にオイルという。）がエンジン内部に圧送されて循環している。特に、エンジンの暖機運転中では、ピストンを冷却しないで暖める必要があるため、オイルジェットからオイルをピストンに噴射するのを停止するが、エンジンの暖機運転後ではオイルジェットからオイルをピストンに噴射してピストンを冷却している。
【０００３】
従来、この種のピストン冷却装置として、特許文献１に記載された装置が知られている。この装置は、エンジンの暖機運転中にオイル通路内の油圧の上昇を回避してオイルポンプの負担を軽減するとともにオイルジェットからオイルをピストンに噴射するのを停止している。エンジンの暖機運転後は、オイルジェットからオイルをピストンに噴射してピストンを冷却している。
【０００４】
また、従来、特許文献１の外に特許文献２および特許文献３に記載された装置も知られている。特許文献２の装置は、温度に感応するスプリングを用いオイルの温度によりスプリングの付勢力を変化させ、逆止弁の作動を制御するようにしたものである。
【０００５】
また、特許文献３の装置は、設定スプリングと弁体を介して対向させ、オイルの温度の変化に対応してオイルジェットからのオイルの噴射を許容したり、許容しなかったりして制御している。すなわち、エンジンの暖機運転中はオイルの温度が低くなっているので、温度感応型スプリングの付勢力が低下してオイルジェットからオイルが噴射されないようにし、エンジンの暖機運転後はオイルの温度が高くなるために、温度感応型スプリングの付勢力が高まりオイルジェットからオイルが噴射されるようにしている。
【特許文献１】特開２００７−１０７４８５号公報
【特許文献２】特開平０６−１８５６４２号公報
【特許文献３】実開昭６０−０３９７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来のピストンの冷却装置は、ピストンの低温時にオイルをピストンに噴射するのを停止することができるが、いずれもオイルの噴射のオンオフのためにピストン冷却装置が複雑な構造となってしまうため、ピストン冷却装置の製造コストが増大してしまった。
【０００７】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡単、かつ安価な構成によって、オイルの低温時にピストンの暖機性を向上させることができ、燃費を向上させることができるピストン冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る自動変速機の動力伝達制御装置は、上記目的達成のため、エンジンの運転中にオイルジェットからピストンにオイルを噴射して前記ピストンを冷却するようにしたピストン冷却装置において、オイルポンプ側で開口する上流側ポートおよびオイルジェット側で開口する下流側ポートを有するチェック弁をオイルジェットの上流側通路に備え、前記チェック弁が、上流側ポートと下流側ポートの方向に移動する移動体と、上流側ポートを閉止するよう前記移動体を付勢するばね部材と、前記移動体が前記上流側ポートの方向に移動したとき前記移動体が着座して前記上流側ポートを閉止する第１シートと、開口を有し、前記移動体と前記下流側ポートとの間に設けられ、前記移動体が前記下流側ポートの方向に移動したとき前記移動体が着座して前記開口を閉止する第２シートと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成により、ピストンの高温時には、ばね部材の付勢力とつりあう油圧が移動体に作用すると、移動体が第２シートから離隔して上流側ポートから下流側ポートにオイルが供給されるため、ピストンにオイルを噴射させることができ、ピストンを冷却することができる。
また、ピストンの低温時には、ばね部材の付勢力よりも大きい油圧が移動体に作用すると、移動体が第２シートに着座して上流側ポートから下流側ポートにオイルが供給されなくなるため、ピストンにオイルを噴射させないようにすることができる。
この結果、簡単、かつ安価な構成によってピストンの低温時にピストンの暖機性を向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単、かつ安価な構成によって、ピストンの低温時にピストンの暖機性を向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るピストン冷却装置を組み込んだエンジンの概略構成を示した模式図である。
【００１２】
図１に示すように、エンジン１は、油圧制御装置２と、オイルパン３と、オイルストレーナ４と、オイルフィルタ５と、温度センサ６と、を有している。
【００１３】
油圧制御装置２は、オイルポンプ７と、チェック弁８と、第１のリリーフ弁９と、第２のリリーフ弁１０と、切替弁１１と、オイル通路１２ａと、バイパス通路１２ｂと、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）（以下、単にＥＣＵという）１３とを有している。
【００１４】
オイル通路１２ａには、図示のようにオイルストレーナ４と、オイルポンプ７と、チェック弁８と、第１のリリーフ弁９と、切替弁１１とが設けられている。また、バイパス通路１２ｂには、図示のように第２のリリーフ弁１０が設けられている。
【００１５】
オイルパン３は、図示しないカムシャフトや遊星歯車などの各潤滑要素から還流されたオイルを貯留するケースからなり、図示しないシリンダブロックの下部に設けられている。このオイルパン３に貯留されたオイル内には、オイルストレーナ４の吸入口が浸漬されており、この吸入口からオイルが吸入されるようになっている。
【００１６】
オイルフィルタ５は、オイルポンプ７の下流側のオイル通路１２ａに設けられており、オイルポンプ７から吐出されたオイルをろ過するようにしている。
【００１７】
温度センサ６は、オイルフィルタ５と切替弁１１との間のオイル通路１２ａに配置されており、温度センサ６により検知された温度情報はＥＣＵ１３に送られるようになっている。
【００１８】
チェック弁８は、オイルフィルタ５と切替弁１１との間のオイル通路１２ａに配置されており、例えば４つのピストンにそれぞれ設けられている。チェック弁８の詳細な構造については、後述する。
【００１９】
第１のリリーフ弁９は、オイルポンプ７の下流側のオイル通路１２ａに配置されている。第１のリリーフ弁９は、オイルポンプ７により吸い上げられたオイルの油圧が所定圧Ｐ２に達すると開放される。
【００２０】
第２のリリーフ弁１０はオイルポンプ７の下流側のバイパス通路１２ｂに配置されている。バイパス通路１２ｂは、その上流側端がオイルポンプ７と切替弁１１の間のオイル通路１２ａに接続され、その下流側端がオイルポンプ７の上流側のオイル通路１２ａに接続されている。第２のリリーフ弁１０は、オイルポンプ７により吸い上げられたオイルの油圧が所定圧Ｐ４に達すると開放される。
【００２１】
切替弁１１は、オイルポンプ７と第１のリリーフ弁９との間のオイル通路１２ａに配置されている。切替弁１１は、ピストンの低温時すなわち暖機運転中には閉止されており、オイルの温度が所定の温度以上になったときに開放されるようになっている。
【００２２】
ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびその動作に必要な一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、動作を実行させるプログラムなどが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、バッテリを電源として作動し書換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、Ａ／Ｄ変換器やバッファなどの入力インターフェース回路および駆動回路などの出力インターフェース回路と、によって構成されている。ＥＣＵ１３には、暖機運転の完了を判定するためのオイル通路１２ａに流入されるオイルの温度が予め入力されている。ＥＣＵ１３は、オイル通路１２ａ中のオイルの温度がＥＣＵ１３に予め入力されている温度に達した情報を温度センサ６が得たとき、切替弁１１を開放する信号を切替弁１１に出力する。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態に係るピストン冷却装置の概略断面図、図３は、本発明の実施の形態に係るピストン冷却装置の一部を構成するチェック弁８の断面図である。
【００２４】
本発明に係るピストン冷却装置は、図２に示すように、エンジン１の運転中にオイルジェット２１からピストン２２にオイルＬを噴射してピストン２２を冷却するものである。
【００２５】
前述した各チェック弁８は、オイルジェット２１の上流側のオイル通路１２ａ、すなわち、オイルポンプ７とオイルジェット２１の間のオイル通路１２ａに設けられる。上流側のオイル通路１２ａは、図３に示すように、チェック弁８の壁部８ａと、底壁部８ｂによって形成される。チェック弁８は、オイルポンプ７側、すなわち、オイルポンプ７の下流側のオイル通路１２ａで開口する上流側ポート８ｃおよびオイルジェット２１側で開口する下流側ポート８ｄを有している。
【００２６】
チェック弁８は、上流側ポート８ｃと下流側ポート８ｄの方向に移動する球状の移動体２３と、上流側ポート８ｃを閉止するよう移動体２３を付勢するばね部材２４と、移動体２３が上流側ポート８ｃの方向に移動したとき移動体２３が着座して上流側ポート８ｃを閉止する第１シート２５と、開口２６ａを有し、移動体２３と下流側ポート８ｄとの間に設けられ、移動体２３が下流側ポート８ｄの方向に移動したとき移動体２３が着座して開口２６ａを閉止する第２シート２６と、を有する。前述のばね部材２４は、移動体２３に固定された一端部と、チェック弁８の底壁部８ｂに固定された他端部とを有している。また、ばね部材２４の付勢力は油圧Ｐ２と等しく設定されている。
【００２７】
移動体２３は、次の３つの状態、すなわち第１、２、３の状態をなるよう移動することができるようになっている。
【００２８】
図４は、本発明の実施の形態に係るチェック弁８の断面図であり、図４（ａ）は第１の状態を表し、図４（ｂ）は第２の状態を表し、図４（ｃ）は第３の状態を表す断面図である。
【００２９】
まず、図４（ａ）に示すように、第１の状態において、移動体２３は、上流側ポート８ｃと開口２６ａの間のオイルの圧力がＰ１のとき、ばね部材２４の付勢力がオイルの圧力Ｐ１より大きいので移動体２３がばね部材２４に付勢されて第１シート２５に着座し、上流側ポート８ｃを閉止している。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、第２の状態において、移動体２３は、上流側ポート８ｃと開口２６ａの間のオイルの圧力が所定圧Ｐ３に達すると、オイルの圧力Ｐ３がばね部材２４の付勢力より大きいので移動体２３がばね部材２４の付勢力に対抗して第２シート２６に着座し、下流側ポート８ｄを閉止している。
【００３１】
次に、図４（ｃ）に示すように、第３の状態において、移動体２３は、上流側ポート８ｃと開口２６ａの間のオイルの圧力がＰ２のとき、オイルの圧力Ｐ２がばね部材２４の付勢力と等しくなっているので、オイルの圧力Ｐ２とばね部材２４の付勢力とが釣り合う。そのため、移動体２３が第１シート２５と第２シート２６の間に位置し、上流側ポート８ｃと下流側ポート８ｄを開放している。
【００３２】
前述の実施例においては、移動体２３が、球状のものの場合について説明したが、本発明においては、移動体２３は、円筒状や板状体からなるものでもよい。また、第１シート２５と第２シート２６も移動体２３の形状に合わせて適宜な形状に形成することができる。移動体２３および第１、２シート２５、２６の形状は、上流側ポート８ｃと開口２６ａの間のオイルの圧力がＰ１、Ｐ３のとき、移動体２３が上流側ポート８ｃと下流側ポート８ｄを確実に閉止できるような形状にする必要がある。第１シート２５および第２シート２６は、チェック弁８の壁部８ａと別体でなく一体に形成されてもよい。
【００３３】
ここで、移動体２３が上流側ポート８ｃに閉止されているとき移動体２３を介してばね部材２４を押圧する油圧Ｐ１は、下流側ポート８ｄに閉止されているときのばね部材２４を押圧する油圧Ｐ３よりも小さい。また、オイルの圧力Ｐ２とばね部材２４の付勢力とが釣り合うため、移動体２３が第１シート２５と第２シート２６の間に位置しているときのばね部材２４を押圧する油圧Ｐ２は、Ｐ１とＰ３との間となる。また、ばね部材２４を押圧する油圧Ｐ２は、第１のリリーフ弁９の開弁設定圧と等しい。さらに、第２のリリーフ弁１０の開弁設定圧Ｐ４は、ばね部材２４を押圧する油圧Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のいずれよりも大きくなる。
【００３４】
次に作用について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るオイルポンプから供給されるオイルの圧力を示すタイムチャートである。図４において、横軸は、オイルポンプ７が駆動され始めてからの経過時間を表し、縦軸は、その経過に伴って変化するオイル通路１２ａ内のオイルの圧力を表す。
【００３５】
図４に示すように、オイルポンプ７を始動したとき、オイルパン３に貯留されているオイルがオイルポンプ７からオイル通路１２ａに圧送される（時間ｔ１）。オイルポンプ７の動作を開始した直後は、オイルの圧力は十分に高くなっていないため、オイルの圧力はＰ１となっている。
【００３６】
そのため、移動体２３は前述した第１の状態となる。すなわち、オイルの圧力Ｐ１は上流側ポート８ｃの開弁設定圧よりも低いため、移動体２３は、ばね部材２４に付勢されて第１シート２５に着座し、上流側ポート８ｃを閉止している。
【００３７】
また、時間ｔ１では、オイルの圧力Ｐ１は、第１のリリーフ弁９と第２のリリーフ弁１０とチェック弁８との開弁設定圧よりも低いため、第１のリリーフ弁９と、第２のリリーフ弁１０とチェック弁８は、いずれも閉止されている。
【００３８】
また、時間ｔ１では、オイルポンプ７の動作を開始した直後であり、オイル通路１２ａ中のオイルの温度がＥＣＵ１３に予め入力されている温度に達していないため、切替弁１１も閉止されている。そのため、オイル通路１２ａを流通するオイルは、オイルポンプ７により圧送され続けてオイルの圧力は、増加する。
【００３９】
オイルの圧力がＰ３に増加すると、移動体２３は前述した第２の状態となる。すなわち、オイルの圧力Ｐ３は、ばね部材２４の付勢力より大きくなるため、移動体２３は、ばね部材２４の付勢力に対抗して第２シート２６に着座し、下流側ポート８ｄを閉止している（時間ｔ２）。時間ｔ２では、オイルポンプ７が始動した直後であり、オイル通路１２ａ中のオイルの温度がＥＣＵ１３に予め入力されている温度に達していないため、切替弁１１も閉止されている。そのため、オイル通路１２ａを流通するオイルは、オイルポンプ７により圧送され続けているためオイルの圧力は、増加する。
【００４０】
オイルの圧力がＰ４に増加すると、第２のリリーフ弁１０が開放される（時間ｔ３）。すなわち、第２のリリーフ弁１０の開弁設定圧はＰ４となるように設定されているため、オイルの圧力がＰ４となると、第２のリリーフ弁１０が開放されて、バイパス通路１２ｂを流通するオイルがオイルポンプ７の上流側のオイル通路１２ａに戻される。そのため、オイル通路１２ａおよびバイパス通路１２ｂを流通するオイルの圧力はＰ４に保たれる。
【００４１】
オイルポンプ７の始動から一定時間が経過すると、暖機運転が完了し、ピストンが高温になる。すなわち、温度センサ６により検出されるオイルの温度がＥＣＵ１３に予め入力されている温度に達するため、切替弁１１が開放される（時間ｔ４）。その際、切替弁１１は、オイルポンプ７と第１のリリーフ弁９との間のオイル通路１２ａに配置されているため、オイル通路１２ａを流通したオイルが第１のリリーフ弁９に流入する。
【００４２】
このとき、第１のリリーフ弁９の開弁設定圧Ｐ２は流入されるオイルの圧力Ｐ４よりも低いため、第１のリリーフ弁９は開放されて、オイル通路１２ａを流通するオイルがオイルポンプ７の上流側のオイル通路１２ａに戻される。そのため、オイル通路１２ａを流通するオイルの圧力はＰ２に保たれる。
【００４３】
オイルの圧力がＰ２になると、移動体２３は前述した第３の状態となる。すなわち、オイルの圧力Ｐ２は、ばね部材２４の付勢力と等しくなっているため、オイルの圧力Ｐ２とばね部材２４の付勢力とが釣り合う。そのため、移動体２３は、第１シート２５と第２シート２６の間に位置し、上流側ポート８ｃと下流側ポート８ｄを開放している。
【００４４】
チェック弁８は、オイルポンプ７の下流側のオイル通路１２ａで開口する上流側ポート８ｃおよびオイルジェット２１側で開口する下流側ポート８ｄを有しているため、オイル通路１２ａを流通するオイルがチェック弁８を流通してオイルジェット２１から稼働しているピストン２２に向かって噴射される。このオイルの噴射により、ピストン２２の周辺が冷却される。
【００４５】
エンジン１の停止時には、図示しないクランクシャフトの運動が停止するため、オイルポンプ７の駆動が停止する（時間ｔ５）。そのため、オイルパン３に貯留されているオイルはオイルポンプ７からオイル通路１２ａに圧送されないで、オイル通路１２ａに流通する圧力が低下する（時間ｔ６）。そして、オイル通路１２ａに流通する圧力が上流側ポート８ｃの開弁設定圧よりも低くなるため、移動体２３は、ばね部材２４に付勢されて第１シート２５に着座し、上流側ポート８ｃを閉止する。そのため、チェック弁８が閉止され、オイルジェット２１から噴出されていたオイルの噴出が停止する。
【００４６】
以上説明したように、本発明に係るピストン冷却装置は、暖機運転時にオイル供給路に供給されるオイルの圧力で移動体を着座する第２シートを設けることにより、構造が簡単で製造コストも安価なピストン冷却装置を提供するという効果を有し、ピストンを冷却するピストン冷却装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係るピストン冷却装置を組み込んだエンジンの概略構成を示した模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るピストン冷却装置の概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るチェック弁の概略構成を示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るチェック弁の断面図であり、図４（ａ）は第１の状態を表し、図４（ｂ）は第２の状態を表し、図４（ｃ）は第３の状態を表す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るオイルポンプから供給されるオイルの圧力を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
８  チェック弁
８ｃ  上流側ポート
８ｄ  下流側ポート
２３  移動体
２４  ばね部材
２５  第１シート
２６  第２シート
２６ａ  開口
【図１】
2010084732.tif 000003
【図２】
2010084732.tif 000004
【図３】
2010084732.tif 000005
【図４】
2010084732.tif 000006
【図５】
2010084732.tif 000007