(57)【要約】【課題】圧力調整通路を確保できると共に、部品点数が少なく、組付作業が簡単なピストンクーリングジェットを提供することを課題とする。【解決手段】ピストンクーリングジェット１は、エンジン側オイル通路９００に連通する開口部２６と、開口部２６に対向する底部２７と、を有するハウジング２と、ハウジング２から突設されピストン９１にオイルＯを噴射可能なノズル３と、ハウジング２の内部を往復動可能であって、開口部２６側からエンジン側オイル通路９００の油圧による荷重が加わるバルブ本体４０を有するバルブ４と、ハウジング２の内部において、バルブ本体４０と底部２７との間に区画される圧力室２１と、バルブ本体４０を軸方向に貫通し、開口部２６と、圧力室２１と、を連通するバルブ側オイル通路４００と、ハウジング２を貫通し、圧力室２１と、ハウジング２の外部と、を連通する圧力調整通路Ｂと、を備える。【選択図】図４
2014070609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状であって、エンジン側オイル通路に連通する開口部と、該開口部に軸方向に対向する底部と、を有するハウジングと、
該ハウジングから径方向外側に突設されピストンにオイルを噴射可能なノズルと、
該ハウジングの内部を軸方向に往復動可能であって、該開口部側から該エンジン側オイル通路の油圧による荷重が加わるバルブ本体を有するバルブと、
該ハウジングの内部において、該バルブ本体と該底部との間に区画される圧力室と、
該バルブ本体を軸方向に貫通し、該開口部と、該圧力室と、を連通するバルブ側オイル通路と、
該ハウジングを貫通し、該圧力室と、該ハウジングの外部と、を連通する圧力調整通路と、
を備えるピストンクーリングジェット。
【請求項２】
前記底部は、底部側孔を有し、
前記バルブは、前記バルブ本体から該底部側に突設され該底部側孔に挿通されるシャフトを有し、
前記圧力調整通路は、該底部側孔の内周面と、該シャフトの外周面と、の間に区画されている請求項１に記載のピストンクーリングジェット。
【請求項３】
前記バルブ側オイル通路は、オリフィスを有し、
前記圧力調整通路は、開口幅が該オリフィスよりも小さく、総開口面積が該オリフィスよりも大きいリーク隙間である請求項１または請求項２に記載のピストンクーリングジェット。
【請求項４】
前記開口部は、前記ハウジングの軸方向一端が、径方向内側に、加締められることにより形成されている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のピストンクーリングジェット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのピストンの裏面にオイルを噴射することにより、ピストンを冷却するピストンクーリングジェットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンクーリングジェットは、エンジンのシリンダブロックに取り付けられている。ピストンクーリングジェットは、シリンダブロックのメインオイルギャラリに連通している。メインオイルギャラリは、エンジンのオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェットには、油圧式バルブ機構が配置されている。
【０００３】
メインオイルギャラリのオイルの油圧が所定のしきい値以上になると、ピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構が開く。このため、メインオイルギャラリのオイルが、ピストンクーリングジェットにより、ピストンの裏面に噴射される。当該噴射により、ピストンが冷却される。
【０００４】
ここで、ピストンが高温の温間時においては、ピストンクーリングジェットによりピストンを冷却する方が好ましい。しかしながら、ピストンが低温の冷間時においては、ピストンを早期に昇温させる必要がある。このため、冷間時にピストンクーリングジェットを用いてピストンを冷却すると、ピストンの昇温を阻害してしまう。また、ピストンの裏面に噴射されたオイルは、クランクシャフトに落下する。ここで、冷間時においては、オイルの油温が低い。このため、オイルの粘度が高い。したがって、粘度の高いオイルがクランクシャフトに落下することになり、クランクシャフトの回転抵抗（オイルに対する攪拌抵抗）が大きくなってしまう。このような理由から、冷間時においては、オイルを噴射しない方が好ましい。しかしながら、従来のピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構は、エンジンの温度ではなく、メインオイルギャラリの油圧に応じて開閉する。このため、冷間時においても、ピストンクーリングジェットが作動してしまう。
【０００５】
この点に鑑み、特許文献１には、油圧用バルブ機構部と、油温用バルブ機構部と、を備えるピストンクーリングジェットが開示されている。同文献のピストンクーリングジェットによると、油圧用バルブ機構部が、オイルの油圧に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。また、油温用バルブ機構部が、オイルの油温に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。
【０００６】
油圧用バルブ機構部には、一つのコイルスプリングが使用されている。また、油温用バルブ機構部には、二つのコイルスプリングが使用されている。油温用バルブ機構部の二つのコイルスプリングは、閉止部材を介して、オイルの通路方向に沿って直列に並んでいる。二つのコイルスプリングのうち、上側（上流側）のコイルスプリングは形状記憶合金製の形状記憶スプリングである。当該コイルスプリングの付勢力は、温度により変化する。二つのコイルスプリングのうち、下側（下流側）のコイルスプリングは、バイアススプリングである。
【０００７】
冷間時においては、バイアススプリングの方が、形状記憶スプリングよりも、付勢力が大きい。このため、オイルの通路が閉じている。したがって、オイルの噴射を停止することができる。
【０００８】
一方、温間時においては、形状記憶スプリングの方が、バイアススプリングよりも、付勢力が大きい。このため、オイルの通路が開いている。したがって、オイルの噴射を許容することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１２６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、同文献記載のピストンクーリングジェットによると、合計三つのコイルスプリングが必要である。このため、ピストンクーリングジェットの構造が複雑である。また、部品点数が多い。
【００１１】
また、同文献記載のピストンクーリングジェットによると、三つのコイルスプリングのうち、一つのコイルスプリングを、形状記憶合金製とする必要がある。このため、ピストンクーリングジェットの製造コストが高くなる。
【００１２】
この点に鑑み、本発明者は、新規のピストンクーリングジェットを開発した。ただし、当該ピストンクーリングジェットは、従来技術ではない。当該ピストンクーリングジェットは、ハウジングと、バルブと、プラグと、ホルダと、コイルスプリングと、カラーと、を備えている。
【００１３】
カラーは、ハウジングの上端に配置されている。プラグは、ハウジングの下端に配置されている。ハウジングの内部には、上側から下側に向かって、バルブと、コイルスプリングと、ホルダと、が収容されている。
【００１４】
ホルダには、ホルダ側孔が穿設されている。プラグは、ホルダを下側から覆っている。プラグからは、上側に向かってシャフトが突設されている。シャフトは、下側から上側に、ホルダ側孔に挿通されている。ホルダ側孔の内周面とシャフトの外周面との間には、リーク隙間が区画されている。
【００１５】
バルブは、ハウジングの内部を、上側の受圧室と下側の圧力室とに、可動的に仕切っている。バルブには、オリフィスが配置されている。コイルスプリングは、圧力室に収容されている。コイルスプリングは、バルブを上側に付勢している。受圧室は、エンジンのメインオイルギャラリに連通している。メインオイルギャラリのオイルは、受圧室→オリフィス→圧力室→リーク隙間という経路を辿って、外部に流出する。
【００１６】
当該ピストンクーリングジェットは、圧力室の上流側にオリフィスを、圧力室の下流側にリーク隙間を、備えている。このため、オイルの油温および油圧に応じて、圧力室の内圧を変化させることができる。また、当該内圧の変化を利用して、開弁位置と閉弁位置との間で、バルブを往復動させることができる。
【００１７】
このように、新規のピストンクーリングジェットによると、油温および油圧に応じたオイル噴射制御を、単一のコイルスプリングを用いて実行することができる。また、新規のピストンクーリングジェットによると、コイルスプリングを、敢えて形状記憶合金製とする必要がない。このため、ピストンクーリングジェットの製造コストが低くなる。
【００１８】
しかしながら、当該新規のピストンクーリングジェットの場合、リーク隙間を確保するために、シャフト付きのプラグと、ホルダと、が必要である。このため、部品点数が多くなる。また、部品点数が多いため、組付作業が煩雑になる。
【００１９】
本発明のピストンクーリングジェットは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、圧力調整通路を確保できると共に、部品点数が少なく、組付作業が簡単なピストンクーリングジェットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
（１）上記課題を解決するため、本発明のピストンクーリングジェットは、筒状であって、エンジン側オイル通路に連通する開口部と、該開口部に軸方向に対向する底部と、を有するハウジングと、該ハウジングから径方向外側に突設されピストンにオイルを噴射可能なノズルと、該ハウジングの内部を軸方向に往復動可能であって、該開口部側から該エンジン側オイル通路の油圧による荷重が加わるバルブ本体を有するバルブと、該ハウジングの内部において、該バルブ本体と該底部との間に区画される圧力室と、該バルブ本体を軸方向に貫通し、該開口部と、該圧力室と、を連通するバルブ側オイル通路と、該ハウジングを貫通し、該圧力室と、該ハウジングの外部と、を連通する圧力調整通路と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明のピストンクーリングジェットの圧力調整通路は、ハウジングを利用して形成されている。このため、前記新規のピストンクーリングジェット１のように、圧力調整通路を形成するためにホルダを配置する場合と比較して、部品点数が少なくて済む。また、部品点数が少ないため、組付作業が簡単である。また、部品点数が少なく、組付誤差が小さいため、圧力調整通路の寸法精度が高くなる。
【００２２】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記底部は、底部側孔を有し、前記バルブは、前記バルブ本体から該底部側に突設され該底部側孔に挿通されるシャフトを有し、前記圧力調整通路は、該底部側孔の内周面と、該シャフトの外周面と、の間に区画されている構成とする方がよい。
【００２３】
本構成によると、圧力調整通路は、バルブのシャフトの外周面と、底部の底部側孔の内周面と、の間に区画されている。すなわち、圧力調整通路を形成する二つの部材のうち、一方はバルブと、他方はハウジングと、各々一体化されている。このため、シャフトとバルブとが別体である場合や、ハウジングと底部とが別体である場合と比較して、部品点数が少なくて済む。
【００２４】
また、バルブが移動するのに伴って、シャフトは、底部に対して、相対的に移動する。このため、圧力調整通路に異物が詰まりにくい。また、圧力調整通路に詰まった異物を、排出しやすい。
【００２５】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記バルブ側オイル通路は、オリフィスを有し、前記圧力調整通路は、開口幅が該オリフィスよりも小さく、総開口面積が該オリフィスよりも大きいリーク隙間である構成とする方がよい。本構成によると、オイルの油温および油圧に応じて、圧力室の内圧を簡単に調整することができる。
【００２６】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記開口部は、前記ハウジングの軸方向一端が、径方向内側に、加締められることにより形成されている構成とする方がよい。
【００２７】
本構成によると、まず、ハウジングの内部に所望の部材（少なくともバルブ）を収容し、ハウジングの軸方向一端を加締めることにより、開口部の形成と、ハウジング内部の部材の封入と、を同時に行うことができる。このため、さらに組付作業が簡単になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、圧力調整通路を確保できると共に、部品点数が少なく、組付作業が簡単なピストンクーリングジェットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第一実施形態のピストンクーリングジェットの配置図である。
【図２】同ピストンクーリングジェットの斜視図である。
【図３】同ピストンクーリングジェットの分解斜視断面図である。
【図４】同ピストンクーリングジェットの閉弁状態の上下方向断面図である。
【図５】同ピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図である。
【図６】図５の枠ＶＩ内の拡大図である。
【図７】第二実施形態のピストンクーリングジェットの閉弁状態の上下方向断面図である。
【図８】同ピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図である。
【図９】その他の実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明する。
【００３１】
＜第一実施形態＞
［ピストンクーリングジェットの配置］
まず、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置について説明する。図１に、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置図を示す。図１に示すように、エンジン９は、シリンダブロック９０と、ピストン９１と、コンロッド９２と、クランクシャフト９３と、を備えている。
【００３２】
ピストン９１は、コンロッド９２を介して、クランクシャフト９３に接続されている。ピストン９１は、シリンダブロック９０内を、上下方向に往復動可能である。シリンダブロック９０には、メインオイルギャラリ９００が形成されている。メインオイルギャラリ９００は、本発明の「エンジン側オイル通路」の概念に含まれる。メインオイルギャラリ９００は、エンジン９のオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェット１は、シリンダブロック９０に取り付けられている。
【００３３】
なお、図１に示すピストンクーリングジェット１は、開弁状態である。図１に点線で示すように、ピストンクーリングジェット１は、メインオイルギャラリ９００内のオイルＯを、ピストン９１の下面（裏面、つまり燃焼室と反対側の面。）に噴射可能である。
【００３４】
［ピストンクーリングジェットの構成］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの構成について説明する。以下の図において、上下方向は、本発明の「軸方向」に対応している。図２に、本実施形態のピストンクーリングジェットの斜視図を示す。図３に、同ピストンクーリングジェットの分解斜視断面図を示す。図４に、同ピストンクーリングジェットの閉弁状態の上下方向断面図を示す。図５に、同ピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図を示す。
【００３５】
図１〜図５に示すように、ピストンクーリングジェット１は、ハウジング２と、ノズル３と、バルブ４と、コイルスプリング７０と、ブラケット７１と、を備えている。
【００３６】
（ハウジング２、ブラケット７１）
ハウジング２は、鋼製であって、円筒状を呈している。図１に示すように、ハウジング２は、ブラケット７１を介して、シリンダブロック９０に、ボルト（図略）により固定されている。図４、図５に示すように、ハウジング２は、受圧室２０と、圧力室２１と、第一段差部２３と、第二段差部２４と、開口部２６と、底部２７と、ノズル取付孔２８と、を備えている。
【００３７】
開口部２６は、ハウジング２の上端（軸方向一端）に開設されている。受圧室２０は、開口部２６の径方向内側に区画されている。底部２７は、ハウジング２の下端（軸方向他端）に開設されている。底部２７の径方向中央には、底部側孔２７０が穿設されている。底部側孔２７０は、底部２７を上下方向に貫通している。底部側孔２７０の断面は、真円状を呈している。底部側孔２７０の内径は、底部側孔２７０の上下方向全長に亘って、一定である。
【００３８】
圧力室２１は、ハウジング２の内部に区画されている。受圧室２０と圧力室２１とは、後述するバルブ４のバルブ本体４０により、仕切られている。すなわち、受圧室２０は、バルブ本体４０の上側に配置されている。一方、圧力室２１は、バルブ本体４０の下側に配置されている。バルブ４の動きに応じて、受圧室２０および圧力室２１の体積は、変化する。
【００３９】
第一段差部２３は、ハウジング２の内周面に形成されている。第一段差部２３は、開口部２６の下側に配置されている。第一段差部２３は、下側から上側に向かって縮径する階段状を呈している。図４に示すように、第一段差部２３は、バルブ４の上死点（閉弁位置）を決定している。第二段差部２４は、ハウジング２の内周面に形成されている。第二段差部２４は、第一段差部２３と、底部２７と、の間に配置されている。第二段差部２４は、上側から下側に向かって縮径するテーパ状を呈している。図５に示すように、第二段差部２４は、バルブ４の下死点（開弁位置）を決定している。ノズル取付孔２８は、ハウジング２の側周壁を貫通している。ノズル取付孔２８は、第一段差部２３と、第二段差部２４と、の間に配置されている。
【００４０】
（ノズル３、バルブ４）
図４、図５に示すように、ノズル３は、鋼製であって、長軸円筒状を呈している。ノズル３は、ハウジング２の側周壁から、径方向外側に突設されている。図１に示すように、ノズル３の上端（軸方向一端）は、ピストン９１の方向を向いている。ノズル３の下端（軸方向他端）は、ハウジング２のノズル取付孔２８に挿入されている。
【００４１】
バルブ４は、樹脂製であって、バルブ本体４０と、シャフト４１と、を備えている。バルブ４は、射出成形により、一体的に作製されている。バルブ本体４０は、バルブ側オイル通路４００と、バルブ側スプリング座４０１と、を備えている。
【００４２】
バルブ側オイル通路４００は、バルブ本体４０を上下方向（軸方向）に貫通している。バルブ側オイル通路４００の水平方向（軸直方向）の通路断面積は、受圧室２０の水平方向の断面積に対して、縮小されている。バルブ側オイル通路４００の断面は、真円状を呈している。バルブ側オイル通路４００は、バルブ本体４０の径方向中央に対して、ずれて配置されている。バルブ側オイル通路４００の中間部分には、オリフィス（絞り部）Ａが配置されている。オリフィスＡの断面は、真円状を呈している。バルブ側オイル通路４００の水平方向（軸直方向）の通路断面積は、オリフィスＡにおいて、局所的に縮小されている。
【００４３】
バルブ側スプリング座４０１は、バルブ本体４０の下側部分に、円環状に配置されている。バルブ側スプリング座４０１は、下側から上側に向かって拡径する階段状を呈している。
【００４４】
シャフト４１は、バルブ本体４０の下面から、下側（圧力室２１側）に向かって突設されている。シャフト４１は、バルブ本体４０の径方向中央に配置されている。シャフト４１は、上下方向に延びる長軸円柱状を呈している。シャフト４１の断面は、真円状を呈している。シャフト４１の外径は、シャフト４１の上下方向全長に亘って、一定である。
【００４５】
図６に、図５の枠ＶＩ内の拡大図を示す。図６に示すように、シャフト４１は、底部２７の底部側孔２７０に、挿通されている。シャフト４１と底部側孔２７０とは、同軸上に配置されている。リーク隙間Ｂは、シャフト４１の外周面と、底部側孔２７０の内周面と、の間に区画されている。リーク隙間Ｂは、円環状を呈している。リーク隙間Ｂの径方向幅（開口幅）は、オリフィスＡの直径（開口幅）よりも、小さく設定されている。また、リーク隙間Ｂの水平方向（軸直方向）の通路断面積（総開口面積）は、オリフィスＡの水平方向（軸直方向）の通路断面積（総開口面積）よりも、大きく設定されている。
【００４６】
（コイルスプリング７０）
図６に示すように、コイルスプリング７０は、鋼製であって、バルブ側スプリング座４０１と、底部２７の上面と、の間に介装されている。コイルスプリング７０は、径方向内側からバルブ本体４０により、径方向外側からハウジング２により、保持されている。このため、バルブ４が上下方向に往復動する際、コイルスプリング７０が、がたつきにくい。図４、図５に示すように、コイルスプリング７０は、バルブ４を、上側（開弁状態から閉弁状態に切り替える方向）に付勢している。
【００４７】
［ピストンクーリングジェットの組付方法］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの組付方法について説明する。図３に点線で示すように、組付前の状態においては、ハウジング２の上端は、絞られていない。つまり、開口部２６、第一段差部２３は形成されていない。また、ハウジング２の底部２７には、底部側孔２７０が形成されていない。また、ハウジング２の側周壁には、ノズル取付孔２８が形成されていない。また、ハウジング２の内周面には、第二段差部２４は形成されていない。すなわち、ハウジング２は、上側に開口する有底円筒状（カップ状）を呈している。
【００４８】
ピストンクーリングジェット１の組付方法は、ハウジング加工工程と、ノズル取付工程と、部材収容工程と、加締め工程と、を有している。ハウジング加工工程においては、ハウジング２の内周面に、第二段差部２４を形成する。また、ハウジング２の底部２７の径方向中央に、底部側孔２７０を穿設する。また、ハウジング２の側周壁に、ノズル取付孔２８を穿設する。
【００４９】
ノズル取付工程においては、ハウジング２のノズル取付孔２８に、ノズル３を取り付ける。部材収容工程においては、まず、ハウジング２の内部に、ハウジング２の上端開口から、コイルスプリング７０を挿入する。次に、ハウジング２の内部に、ハウジング２の上端開口から、バルブ４を挿入する。この際、バルブ４のシャフト４１を、底部側孔２７０に挿通する。
【００５０】
加締め工程においては、ハウジング２の上端を径方向内側に縮径させる。ハウジング２の上端は、点線で示す形状から、実線で示す形状に、塑性変形する。このため、ハウジング２の上端には、開口部２６が形成される。また、第一段差部２３が形成される。また、ハウジング２の内部に、コイルスプリング７０とバルブ４とが、封入される。その後、ハウジング２を、ブラケット７１に取り付ける。このようにして、本実施形態のピストンクーリングジェット１は組み付けられる。
【００５１】
［ピストンクーリングジェットのバルブに加わる荷重］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットのバルブに加わる荷重について、簡単に説明する。図４、図５に示すように、バルブ本体４０の上面には、上側から、メインオイルギャラリ９００のオイルＯの油圧による荷重Ｆｕが加わる。一方、バルブ本体４０の下面には、下側から、コイルスプリング７０の付勢力による荷重Ｆｄ１が加わる。並びに、バルブ本体４０の下面には、下側から、圧力室２１の内圧（オイルＯの油圧）による荷重Ｆｄ２が加わる。
【００５２】
このように、バルブ本体４０には、上側から荷重Ｆｕが、下側から荷重Ｆｄ１、Ｆｄ２が、加わる。これらの荷重の大小関係に応じて、バルブ本体４０つまりバルブ４は、上下方向に往復動する。なお、バルブ本体４０には、ピストンクーリングジェット１の取付方向に応じて、バルブ４の自重や浮力などによる荷重も作用するが、ここでは、説明の便宜上、割愛する。
【００５３】
［ピストンクーリングジェットの動き］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの動きについて説明する。前述したように、バルブ４には、上側から荷重Ｆｕが、下側から荷重Ｆｄ１、Ｆｄ２が、加わる。これらの荷重の大小関係に応じて、バルブ４は、上下方向に往復動する。つまり、ピストンクーリングジェット１は、図４に示す閉弁状態と、図５に示す開弁状態と、に切り替わる。
【００５４】
荷重Ｆｄ２を決定しているのは、圧力室２１の内圧である。圧力室２１内の内圧は、圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１と、圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２と、の関係により変化する。
【００５５】
すなわち、圧力室２１には、オリフィスＡを経由して、オイルＯが流入する。このため、オイルＯの密度をρ、受圧室２０内（つまり図１に示すメインオイルギャラリ９００内）の油圧をＰａ、圧力室２１内の油圧をＰｂ、流量係数をＫ１、オリフィスＡの流路断面積をＳとすると、ベルヌーイの定理により、オリフィスＡを通過するオイルＯの流量、つまり圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１は、以下の式（１）から導出される。
【数１】
2014070609.tif 000003
【００５６】
式（１）から、圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１は、オイルＯの密度ρの影響を受けることが判る。ここで、オイルＯの密度ρは、オイルＯの油温が変化しても、あまり変化しない。このため、冷間時（エンジン９始動後であって、エンジン９の暖機が未完了で、ピストン９１が低温の場合）から温間時（エンジン９の暖機完了後でピストン９１が高温の場合）に至るまで、オイルＯの密度ρは、あまり変化しない。したがって、冷間時から温間時に至るまで、圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１は、あまり変化しない。
【００５７】
これに対して、圧力室２１からは、リーク隙間Ｂを経由して、オイルＯが流出する。このため、オイルＯの粘度をη、係数をＫ２、大気圧をＰｃとすると、ハーゲン・ポアズイユの法則により、リーク隙間Ｂを通過するオイルＯの流量、つまり圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２は、以下の式（２）から導出される。
【数２】
2014070609.tif 000004
【００５８】
式（２）から、圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２は、オイルＯの粘度ηの影響を受けることが判る。ここで、オイルＯの粘度ηは、オイルＯの油温が変化すると、大きく変化する。このため、冷間時から温間時に至る際に、オイルＯの粘度ηは、大きく変化する。したがって、冷間時から温間時に至る際に、圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２は、大きく変化する。具体的には、油温が上昇すると粘度ηは低下する。このため、式（２）から、流量Ｑ２は増加する。
【００５９】
このように、油温の変化に対する流量Ｑ１の変化に対して、油温の変化に対する流量Ｑ２の変化は、大きい。このため、油温が高いほど、リーク隙間ＢからオイルＯが漏れやすくなる。したがって、油温が高いほど、圧力室２１内の内圧が小さくなる。よって、油温が高いほど、荷重Ｆｄ２は小さくなる。
【００６０】
油温が低い冷間時においては、荷重Ｆｄ２が大きい。このため、ピストンクーリングジェット１を、図４に示す閉弁状態から、図５に示す開弁状態に、切り替える際、大きな荷重Ｆｕが必要になる。つまり、開弁圧が大きくなる。
【００６１】
一方、油温が高い温間時においては、荷重Ｆｄ２が小さい。このため、ピストンクーリングジェット１を、図４に示す閉弁状態から、図５に示す開弁状態に、切り替える際、小さな荷重Ｆｕで足りる。つまり、開弁圧が小さくなる。
【００６２】
このように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、油温に応じて開弁圧を自動的に調整している。
【００６３】
［作用効果］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの作用効果について説明する。図５に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１は、油温および油圧に応じたオイル噴射制御を、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂ、コイルスプリング７０を用いて実行することができる。このため、ピストンクーリングジェット１の構造が簡単である。また、部品点数が少ない。
【００６４】
また、油温に応じてピストンクーリングジェットを作動させる従来技術として、形状記憶合金製のスプリングが用いられる。すなわち、油温に応じてばね定数が変化するスプリングが用いられる。この点、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、形状記憶合金製のスプリングは必要ない。このため、ピストンクーリングジェット１の製造コストが低くなる。
【００６５】
また、図５に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、開弁状態において、バルブ４が第二段差部２４に当接する。このため、バルブ４の開弁位置を規制することができる。また、コイルスプリング７０の最大圧縮量を規制することができる。したがって、コイルスプリング７０がへたりにくい。
【００６６】
また、図４に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、閉弁状態において、バルブ４が第一段差部２３に当接する。このため、バルブ４の閉弁位置を規制することができる。また、コイルスプリング７０の最大伸張量を規制することができる。
【００６７】
また、図４、図５に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１のリーク隙間Ｂは、バルブ４のシャフト４１の外周面と、底部２７の底部側孔２７０の内周面と、の間に区画されている。すなわち、リーク隙間Ｂを形成する二つの部材のうち、一方はバルブ４と、他方はハウジング２と、各々一体化されている。このため、シャフト４１とバルブ４とが別体である場合や、ハウジング２と底部２７とが別体である場合と比較して、部品点数が少なくて済む。また、部品点数が少ないため、組付作業が簡単である。また、部品点数が少なく、組付誤差が小さいため、リーク隙間Ｂの寸法精度が高くなる。
【００６８】
また、バルブ４が移動するのに伴って、シャフト４１は、底部２７に対して、相対的に移動する。このため、リーク隙間Ｂに異物が詰まりにくい。また、リーク隙間Ｂに詰まった異物を、排出しやすい。
【００６９】
また、シャフト４１は底部側孔２７０から下側に突出可能である。このため、バルブ４がバルブ本体４０だけからなり、シャフト４１がハウジング２の内部に固定されており、バルブ４がシャフト４１の上面に、着座、離座可能な場合と比較して、ハウジング２延いてはピストンクーリングジェット１の上下方向長さを短くすることができる。すなわち、ピストンクーリングジェット１を小型化することができる。したがって、図１に示すように、ピストンクーリングジェット１が、クランクシャフト９３などの隣接部材に、干渉するおそれが小さい。
【００７０】
また、クランクシャフト９３周囲のスペースが狭小な場合であっても、ピストンクーリングジェット１を設置することができる。すなわち、本実施形態のピストンクーリングジェット１は搭載性が高い。
【００７１】
また、図４、図５に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１のシャフト４１の外径は、軸方向全長に亘って一定である。並びに、底部側孔２７０の内径は、軸方向全長に亘って一定である。このため、閉弁状態から開弁状態に亘って、リーク隙間Ｂの開口幅が変化しにくい。
【００７２】
また、図３に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１のバルブ側オイル通路４００は、バルブ本体４０に形成されている。このため、ハウジング２に加工を施すことなく、バルブ側オイル通路４００を配置することができる。
【００７３】
また、図３に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１の開口部２６、第一段差部２３は、ハウジング２の上端が径方向内側に加締められることにより、形成されている。このため、開口部２６の形成と、第一段差部２３の形成と、バルブ４、コイルスプリング７０の封入と、を同時に行うことができる。この点においても、組付作業が簡単である。
【００７４】
＜第二実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、ハウジングに第二段差部が形成されていない点である。また、バルブにスカート部が形成されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００７５】
図７に、本実施形態のピストンクーリングジェットの閉弁状態の上下方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。図８に、本実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００７６】
図７、図８に示すように、ハウジング２の内周面には、第二段差部が形成されていない。一方、バルブ４のバルブ本体４０の下面からは、円筒状のスカート部４０３が、下側に向かって突設されている。図８に示す開弁状態において、スカート部４０３の下端は、底部２７の上面に、当接する。スカート部４０３の下端は、バルブ４の下死点（開弁位置）を決定している。
【００７７】
本実施形態のピストンクーリングジェット１と、第一実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、ハウジング２の内周面に第二段差部を形成する必要がない。このため、ハウジング２の構造が簡単である。
【００７８】
また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、コイルスプリング７０は、径方向内側からスカート部４０３により、径方向外側からハウジング２により、保持されている。このため、バルブ４が上下方向に往復動する際、コイルスプリング７０が、がたつきにくい。
【００７９】
＜その他＞
以上、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００８０】
図４、図５、図７、図８に示すように、受圧室２０、圧力室２１、バルブ側オイル通路４００、ノズル３の内部空間、オリフィスＡの、通路方向に直交する方向の断面形状は、特に限定しない。例えば、真円状、楕円状、多角形状（三角形、四角形、五角形、六角形など）などであってもよい。
【００８１】
図６に示すように、リーク隙間Ｂの通路方向に直交する方向の断面形状は、特に限定しない。例えば、真円環状、楕円環状、多角形環状などの環状であってもよい。リーク隙間Ｂの断面形状を楕円環状にする場合、シャフト４１および底部側孔２７０の断面形状を楕円形状にすればよい。また、リーク隙間Ｂの断面形状を長方形環状にする場合、シャフト４１および底部側孔２７０の断面形状を長方形状にすればよい。
【００８２】
リーク隙間Ｂは、複数配置してもよい。この場合、本発明の「開口幅」とは、単一のリーク隙間Ｂの開口幅をいう。また、本発明の「総開口面積」とは、全てのリーク隙間Ｂの開口面積の総和をいう。
【００８３】
また、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂの開口形状が長尺状（例えば、スリット状、環状など）の場合、本発明の「開口幅」とは、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂの短手方向幅をいう。
【００８４】
また、オリフィスＡの開口形状が真円状、楕円状、多角形状の場合、本発明の「開口幅」とは、オリフィスＡの図形重心を通る直線長をいう。例えば、オリフィスＡが真円状の場合、本発明の「開口幅」とは、直径長をいう。
【００８５】
また、第一実施形態においては、ハウジング２の内周面に第二段差部２４を形成した。しかしながら、第二段差部２４の代わりに、径方向内側に突出する突起を配置してもよい。例えば、円環状のリブを配置してもよい。また、単数または複数の、部分円弧状のリブを配置してもよい。
【００８６】
また、上記実施形態においては、図４、図５、図７、図８に示すように、バルブ側オイル通路４００にオリフィスＡを配置した。しかしながら、バルブ側オイル通路４００にオリフィスＡを配置しなくてもよい。また、バルブ４は、鋼製であってもよい。
【００８７】
また、上記実施形態のピストンクーリングジェット１の組付方法においては、ハウジング加工工程、ノズル取付工程、部材収容工程、加締め工程の順に、各工程を実行した。しかしながら、ノズル取付工程は、ハウジング加工工程の後であれば、いつ実行してもよい。また、部材収容工程は、ハウジング加工工程の後であって加締め工程の前であれば、いつ実行してもよい。
【００８８】
また、リーク隙間Ｂの配置場所は特に限定しない。例えば、リーク隙間Ｂをハウジング２の側周壁に配置してもよい。図９に、その他の実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。図９に示すように、ハウジング２の側周壁に、開弁状態および閉弁状態において圧力室２１に連通するように、リーク隙間Ｂを穿設してもよい。
【００８９】
なお、バルブ４の下死点（開弁位置）においても、コイルスプリング７０の軸方向に隣り合う線材間には、隙間が確保されている。このため、圧力室２１からリーク隙間ＢへのオイルＯの流れが、コイルスプリング７０により阻害されるおそれはない。
【００９０】
こうすると、バルブ４にシャフトを配置しなくてもよい。また、ハウジング２の底部２７に底部側孔を配置しなくてもよい。このため、ピストンクーリングジェット１の構造が簡単になる。
【符号の説明】
【００９１】
１：ピストンクーリングジェット。
２：ハウジング、２０：受圧室、２１：圧力室、２３：第一段差部、２４：第二段差部、２６：開口部、２７：底部、２７０：底部側孔、２８：ノズル取付孔。
３：ノズル。
４：バルブ、４０：バルブ本体、４００：バルブ側オイル通路、４０１：バルブ側スプリング座、４０３：スカート部、４１：シャフト。
７０：コイルスプリング、７１：ブラケット。
９：エンジン、９０：シリンダブロック、９００：メインオイルギャラリ（エンジン側オイル通路）、９１：ピストン、９２：コンロッド、９３：クランクシャフト。
Ａ：オリフィス、Ｂ：リーク隙間、Ｆｄ１：荷重、Ｆｄ２：荷重、Ｆｕ：荷重、Ｏ：オイル。
【図１】
2014070609.tif 000005
【図２】
2014070609.tif 000006
【図３】
2014070609.tif 000007
【図４】
2014070609.tif 000008
【図５】
2014070609.tif 000009
【図６】
2014070609.tif 000010
【図７】
2014070609.tif 000011
【図８】
2014070609.tif 000012
【図９】
2014070609.tif 000013