(57)【要約】【課題】圧力調整通路に異物が詰まりにくい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、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を噴射するノズル３と、ハウジング２の内部を往復動可能であって、表側からエンジン側オイル通路９００の油圧による荷重Ｆｕが加わるバルブ本体４０と、バルブ本体４０から裏側に突設されるシャフト４１と、を有するバルブ４と、バルブ本体４０の裏側に配置されシャフト４１が挿通され、内周面に異物排出部５００を有する隔壁側孔５０を有する隔壁５と、ハウジング２の内部においてバルブ本体４０と隔壁５との間に区画される圧力室２１と、バルブ本体４０の表側と圧力室２１とを連通するバルブ側オイル通路４００と、隔壁側孔５０の内周面とシャフト４１の外周面との間に区画される圧力調整通路Ｂと、を備える。【選択図】図５
2014070613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングから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往復動可能であって、表側から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と、該バルブ本体から裏側に突設されるシャフトと、を有するバルブと、
該バルブ本体の裏側に配置され、該シャフトが挿通され、内周面に異物排出部を有する隔壁側孔を有する隔壁と、
該ハウジングの内部において、該バルブ本体と該隔壁との間に区画される圧力室と、
該バルブ本体の表側と、該圧力室と、を連通するバルブ側オイル通路と、
該隔壁側孔の内周面と該シャフトの外周面との間に区画される圧力調整通路と、
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に記載のピストンクーリングジェット。
【請求項３】
前記異物排出部は、径方向内側に突出し、前記隔壁側孔の内周面に環状に延在する環状リブである請求項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】
前記異物排出部は、径方向内側に突出し、前記隔壁側孔の内周面に螺旋状に延在する螺旋状リブである請求項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５】
前記隔壁は、前記圧力室に露出する表面に、前記隔壁側孔に向かって凹む異物収集凹部を有している請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のピストンクーリングジェット。
【請求項６】
前記バルブ側オイル通路は、前記バルブ本体を表裏方向に貫通している請求項１ないし請求項５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、を備えている。
【００１３】
ホルダは、ホルダ側孔を備えている。ホルダは、ハウジングの下側部分に収容されている。プラグは、ハウジングの下端の開口を封止している。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、ハウジングに収容されている。シャフトは、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。
【００１４】
バルブは、ハウジング（シャフトよりも上の部分）に往復動可能に収容されている。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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。このため、ピストンクーリングジェットの構造が簡単である。また、部品点数が少ない。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。
【００１７】
当該新規のピストンクーリングジェットの場合、圧力室の内圧を制御するために、オイル経路（メインオイルギャラリから、受圧室、オリフィス、圧力室、リーク隙間を経由して、外部に至る経路）を確保する必要がある。しかしながら、オイルには、例えば、スラッジ、摩耗粉、ゴミ、エンジン製造時の加工粉などの異物が混入している場合がある。異物がオイル経路に詰まると、オイルが円滑に流れにくくなる。このため、圧力室の内圧を制御しにくくなる。とりわけ、リーク隙間は、開口幅が小さい。このため、リーク隙間には、異物が詰まりやすい。
【００１８】
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、圧力調整通路に異物が詰まりにくい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】
【００１９】
（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、ハウジングと、該ハウジングから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往復動可能であって、表側から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と、該バルブ本体から裏側に突設されるシャフトと、を有するバルブと、該バルブ本体の裏側に配置され、該シャフトが挿通され、内周面に異物排出部を有する隔壁側孔を有する隔壁と、該ハウジングの内部において、該バルブ本体と該隔壁との間に区画される圧力室と、該バルブ本体の表側と、該圧力室と、を連通するバルブ側オイル通路と、該隔壁側孔の内周面と該シャフトの外周面との間に区画される圧力調整通路と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明のピストンクーリングジェットのバルブのシャフトは、隔壁側孔に挿通されている。ハウジングの内部をバルブが往復動する際、シャフトは、隔壁側孔の径方向内側、つまり異物排出部の径方向内側を移動する。この際、異物排出部は、圧力調整通路に詰まった異物（例えば、スラッジ、摩耗粉、ゴミ、エンジン製造時の加工粉など）を、圧力調整通路から排出することができる。このため、圧力調整通路に異物が詰まりにくい。したがって、エンジン側オイル通路→バルブ側オイル通路→圧力室→圧力調整通路→外部という経路（途中に他の通路が介在していてもよい）で、圧力室の内圧調整用のオイルを流すことができる。よって、圧力室の内圧を、確実に制御することができる。
【００２１】
ところで、オイルは、エンジンを、一例として、オイルパン→ポンプ→オイルフィルタ→シリンダブロック→ピストンクーリングジェット→再びオイルパンという経路で循環している。エンジン製造直後においては、シリンダブロックに、エンジン製造時の加工粉が残留している場合がある。このため、エンジン製造直後にエンジンを駆動すると、加工粉は、オイルフィルタを通過する前に、ピストンクーリングジェットに流れ込んでしまう。したがって、圧力調整通路に異物が詰まりやすくなる。この点、本発明のピストンクーリングジェットによると、エンジン製造直後にエンジンを駆動する場合であっても、圧力調整通路から異物を排出することができる。
【００２２】
（２）好ましくは、上記（１）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。
【００２３】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記異物排出部は、径方向内側に突出し、前記隔壁側孔の内周面に環状に延在する環状リブである構成とする方がよい。本構成によると、バルブの往復動に伴って、シャフトが隔壁側孔の径方向内側、つまり環状リブの径方向内側を移動することにより、異物を、圧力調整通路から排出することができる。
【００２４】
（３−１）好ましくは、上記（３）の構成において、前記環状リブの表面は、表側から裏側に向かって縮径するテーパ面状を呈している構成とする方がよい。本構成によると、異物が、表側（圧力室側）から裏側（外部側）に移動しやすい。一方、異物が、裏側（外部側）から表側（圧力室側）に移動しにくい。このため、異物を、圧力室から外部に排出しやすい。
【００２５】
（４）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記異物排出部は、径方向内側に突出し、前記隔壁側孔の内周面に螺旋状に延在する螺旋状リブである構成とする方がよい。本構成によると、バルブの往復動に伴って、シャフトが隔壁側孔の径方向内側、つまり螺旋状リブの径方向内側を移動することにより、異物を、圧力調整通路から排出することができる。
【００２６】
（４−１）好ましくは、上記（４）の構成において、前記螺旋状リブの表面は、表側から裏側に向かって縮径するテーパ面状を呈している構成とする方がよい。本構成によると、異物が、表側（圧力室側）から裏側（外部側）に移動しやすい。一方、異物が、裏側（外部側）から表側（圧力室側）に移動しにくい。このため、異物を、圧力室から外部に排出しやすい。
【００２７】
（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記隔壁は、前記圧力室に露出する表面に、前記隔壁側孔に向かって凹む異物収集凹部を有している構成とする方がよい。本構成によると、圧力室の異物を、異物収集凹部に集めることができる。また、集めた異物を、異物排出部により、隔壁側孔を介して、外部に排出することができる。このように、本構成によると、圧力調整通路のみならず、圧力室から、簡単に異物を排出することができる。
【００２８】
（６）好ましくは、上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記バルブ側オイル通路は、前記バルブ本体を表裏方向に貫通している構成とする方がよい。本構成によると、ハウジングに加工を施すことなく、バルブ側オイル通路を確保することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、圧力調整通路に異物が詰まりにくい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】
【００３０】
【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４の枠ＶＩ内の拡大図である。
【図７】図５の枠ＶＩＩ内の拡大図である。
【図８】第二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拡大断面図である。
【図９】第三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拡大断面図である。
【図１０】第四実施形態のピストンクーリングジェットの隔壁の隔壁側孔の内周面の周方向展開図である。
【図１１】（ａ）は、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その１）の隔壁の上下方向拡大断面図である。（ｂ）は、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その２）の隔壁の上下方向拡大断面図である。（ｃ）は、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その３）の隔壁の上下方向拡大断面図である。（ｄ）は、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その４）の隔壁の上下方向拡大断面図である。
【図１２】その他の実施形態（その５）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。
【図１３】その他の実施形態（その６）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。
【図１４】その他の実施形態（その７）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】
【００３１】
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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
［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、上側は、本発明の「表側」に対応している。また、下側は、本発明の「裏側」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。
【００３６】
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、隔壁５と、コイルスプリング７０と、ブラケット７１と、リブ７３と、を備えている。
【００３７】
（ハウジング２、ブラケット７１、リブ７３）
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、ハウジング側ノズル連通孔２２と、第一段差部２３と、第二段差部２４と、を備えている。
【００３８】
受圧室２０および圧力室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により、仕切られている。すなわち、受圧室２０は、バルブ４の上側に配置されている。一方、圧力室２１は、バルブ４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】
リブ７３は、鋼製であって、円環状を呈している。リブ７３は、ハウジング２の内周面（圧力室２１の内周面）に配置されている。リブ７３は、径方向内側に張り出している。上側または下側から見て、リブ７３は、後述するバルブ本体４０の外周縁に、重複するように配置されている。並びに、上側または下側から見て、リブ７３は、後述するコイルスプリング７０に、重複しないように配置されている。リブ７３は、後述するバルブ４の下死点（開弁位置）を決定している。すなわち、開弁状態において、リブ７３は、バルブ４を下側から支持している。
【００４０】
ハウジング側ノズル連通孔２２は、ハウジング２の側周壁を貫通している。ハウジング側ノズル連通孔２２の断面は、真円状を呈している。第一段差部２３は、ハウジング２の内部の上端（軸方向一端）付近に配置されている。第一段差部２３は、下側から上側に向かって縮径するテーパ状を呈している。第一段差部２３は、後述するバルブ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の内部の下端（軸方向他端）付近に配置されている。第二段差部２４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。第二段差部２４は、後述する隔壁５の取付位置を決定している。
【００４１】
（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のハウジング側ノズル連通孔２２に接続されている。
【００４２】
バルブ４は、鋼製であって、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。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の径方向中心に対して、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の外周面の下側部分に、全周的に配置されている。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の径方向中心に配置されている。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。シャフト４１は、リブ７３の径方向内側に挿通されている。また、シャフト４１は、後述する隔壁側孔５０に挿通されている。
【００４５】
（隔壁５、コイルスプリング７０）
図６に、図４（つまり閉弁状態）の枠ＶＩ内の拡大図を示す。図７に、図５（つまり開弁状態）の枠ＶＩＩ内の拡大図を示す。図３〜図７に示すように、隔壁５は、鋼製であって、円環状を呈している。隔壁５は、ハウジング２の第二段差部２４に当接するように、ハウジング２の下端の開口に固定されている。圧力室２１は、バルブ本体４０と隔壁５との間に区画されている。
【００４６】
隔壁５は、隔壁側孔５０と、隔壁側スプリング座５１と、を備えている。隔壁側孔５０は、隔壁５を上下方向に貫通している。隔壁側孔５０は、隔壁５の径方向中心に配置されている。隔壁側孔５０の断面は、真円状を呈している。
【００４７】
隔壁側孔５０の内周面には、複数の環状リブ５００が形成されている。複数の環状リブ５００は、各々、隔壁側孔５０の内周面から径方向内側に突出している。複数の環状リブ５００は、各々、隔壁側孔５０の内周面を一周している。複数の環状リブ５００は、各々、断面三角形状を呈している。具体的には、図６、図７に示すように、複数の環状リブ５００の上下方向断面は、各々、下向きの直角三角形状を呈している。
【００４８】
隔壁側孔５０の径方向内側には、シャフト４１が挿通されている。隔壁側孔５０とシャフト４１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、隔壁側孔５０の内周面（つまり複数の環状リブ５００）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（環状リブ５００の径方向内端と、シャフト４１の外周面と、の間の幅、つまり開口幅）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。
【００４９】
隔壁側スプリング座５１は、隔壁５の上面に配置されている。隔壁側スプリング座５１は、隔壁側孔５０の径方向外側に配置されている。隔壁側スプリング座５１は、円環リブ状を呈している。
【００５０】
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、隔壁側スプリング座５１と、の間に介装されている。図４〜図７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。
【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４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４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４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。なお、バルブ４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】
2014070613.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】
2014070613.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４〜図７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、図７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がリブ７３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〜図７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、シャフト４１の外周面と、隔壁側孔５０の内周面（つまり複数の環状リブ５００）と、の間に区画されている。すなわち、リーク隙間Ｂを形成する部材のうち一つは、バルブ４と一体化されている。このため、シャフト４１とバルブ４とが別体である場合と比較して、部品点数が少なくて済む。また、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。
【００６７】
また、図４〜図７に示すように、バルブ４が移動するのに伴って、シャフト４１は、隔壁５に対して、相対的に上下方向に移動する。このため、例えば、図６に示す閉弁状態において、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まっている場合であっても、図７に示す開弁状態に切り替わる際に、シャフト４１が下降するのに伴って、複数の環状リブ５００により、異物Ｐを、リーク隙間Ｂから外部に排出することができる。すなわち、図６に示すように、切替（閉弁状態→開弁状態）の都度、異物Ｐは、上側の任意の一対の環状リブ５００間の隙間５００ｃから、下側の任意の一対の環状リブ５００間の隙間５００ｃに、段階的に移動する。このため、切替を複数回行うことにより、最終的には、異物Ｐを、リーク隙間Ｂから外部に排出することができる。
【００６８】
同様に、図７に示す開弁状態において、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まっている場合であっても、図６に示す閉弁状態に切り替わる際に、シャフト４１が上昇するのに伴って、複数の環状リブ５００により、異物Ｐを、リーク隙間Ｂから圧力室２１に排出することができる。
【００６９】
したがって、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まりにくい。よって、圧力室２１の内圧を、確実に制御することができる。
【００７０】
また、図４〜図７に示すように、複数の環状リブ５００の上下方向断面は、各々、下向きの直角三角形状を呈している。すなわち、図６に示すように、環状リブ５００の上面５００ａは、上側から下側に向かって縮径するテーパ面状を呈している。一方、環状リブ５００の下面５００ｂは、前後左右方向（隔壁側孔５０の径方向）に延在する水平面状を呈している。上下方向に隣り合う一対の環状リブ５００間の隙間５００ｃは、上側の環状リブ５００の下面５００ｂと、下側の環状リブ５００の上面５００ａと、の間に区画されている。下面５００ｂが水平面状に、上面５００ａがテーパ面状に、各々延在しているため、当該隙間５００ｃは、径方向内側および下側に開口している。このため、シャフト４１が上昇する際よりも、シャフト４１が下降する際の方が、異物Ｐを、リーク隙間Ｂから外部に排出しやすい。したがって、圧力室２１に異物Ｐが溜まりにくい。
【００７１】
また、エンジン９の製造直後においては、シリンダブロック９０に、製造時の加工粉が残留している場合がある。このため、製造直後にエンジン９を駆動すると、加工粉は、オイルフィルタを通過する前に、ピストンクーリングジェット１に流れ込んでしまう。したがって、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まりやすくなる。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、製造直後にエンジン９を駆動する場合であっても、リーク隙間Ｂから異物を排出することができる。
【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を確保することができる。
【００７３】
＜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、隔壁側孔に環状リブが一つだけ配置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。
【００７４】
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拡大断面図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号で示す。図８に示すように、隔壁側孔５０の内周面には、単一の環状リブ５００が配置されている。環状リブ５００の上下方向断面は、正三角形状を呈している。
【００７５】
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。本実施形態のピストンクーリングジェットのように、環状リブ５００を一つだけ配置してもよい。
【００７６】
＜第三実施形態＞
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、隔壁に異物収集凹部が配置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。
【００７７】
図９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拡大断面図を示す。なお、図６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、隔壁５の隔壁側スプリング座５１の上面には、異物収集凹部５１０が凹設されている。異物収集凹部５１０は、上側から下側に向かって縮径するテーパ面状を呈している。隔壁側孔５０は、異物収集凹部５１０の径方向中央に配置されている。すなわち、異物収集凹部５１０は、隔壁側孔５０の上端の開口に向かって、凹んでいる。
【００７８】
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。本実施形態のピストンクーリングジェットによると、圧力室２１の内部の異物Ｐが、オイルＯの流れや自重により、異物収集凹部５１０に集まりやすい。集まった異物Ｐは、閉弁状態から開弁状態に切り替わる際に、複数の環状リブ５００により、隔壁側孔５０を介して、外部に排出される。このように、本実施形態のピストンクーリングジェットによると、リーク隙間Ｂのみならず、圧力室２１から外部に、簡単に異物Ｐを排出することができる。
【００７９】
＜第四実施形態＞
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、隔壁側孔に単一の螺旋状リブが配置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。
【００８０】
図１０に、本実施形態のピストンクーリングジェットの隔壁の隔壁側孔の内周面の周方向展開図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。図１０にハッチングで示すように、隔壁側孔５０の内周面には、螺旋状リブ５０１が形成されている。螺旋状リブ５０１は、隔壁側孔５０の内周面から径方向内側に突出している。複数の螺旋状リブ５０１は、隔壁側孔５０の内周面を、三周に亘って、螺旋状に延在している。
【００８１】
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。本実施形態のピストンクーリングジェットのように、螺旋状リブ５０１を配置しても、リーク隙間から異物を排出することができる。
【００８２】
＜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。
【００８３】
環状リブ５００、螺旋状リブ５０１の上下方向断面の形状は特に限定しない。図１１（ａ）に、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その１）の隔壁の上下方向拡大断面図を示す。図１１（ｂ）に、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その２）の隔壁の上下方向拡大断面図を示す。図１１（ｃ）に、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その３）の隔壁の上下方向拡大断面図を示す。図１１（ｄ）に、その他の実施形態のピストンクーリングジェット（その４）の隔壁の上下方向拡大断面図を示す。なお、図６と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００８４】
図１１（ａ）に示すように、環状リブ５００の上下方向断面は、二等辺三角形状であってもよい。図１１（ｂ）に示すように、環状リブ５００の上下方向断面は、長方形状であってもよい。図１１（ｃ）に示すように、環状リブ５００の上下方向断面は、下向きの鏃状であってもよい。図１１（ｄ）に示すように、環状リブ５００の上下方向断面は、半円状であってもよい。また、図１１（ｃ）に示す環状リブ５００の上下方向断面は、上向きの鏃状であってもよい。こうすると、リーク隙間の異物を、圧力室に排出しやすくなる。同様の理由から、図６に示す環状リブ５００の上下方向断面は、上向きの直角三角形状であってもよい。また、螺旋状リブ５０１の上下方向断面が、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）のような断面形状であってもよい。また、環状リブ５００、螺旋状リブ５０１の断面形状は、多角形状（三角形、四角形、五角形、六角形など）であってもよい。また、環状リブ５００、螺旋状リブ５０１の径方向頂点に、曲面状の面取部を配置してもよい。
【００８５】
バルブ側オイル通路４００の配置場所は、特に限定しない。受圧室２０（バルブ本体４０の上側）と、圧力室２１（バルブ本体４０の下側）と、を連通できればよい。図１２に、その他の実施形態（その５）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。図１３に、その他の実施形態（その６）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。図１４に、その他の実施形態（その７）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１２〜図１４において、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００８６】
図１２に示すように、ハウジング２の側周壁の内部に、孔状のバルブ側オイル通路４００を形成してもよい。こうすると、バルブ本体４０の内部、バルブ本体４０の外周面、ハウジング２の内周面に加工を施す必要がない。このため、バルブ本体４０の外周面と、ハウジング２の内周面と、の間の摺動抵抗が小さくなる。
【００８７】
図１３に示すように、ハウジング２の内周面に、溝状のバルブ側オイル通路４００を凹設してもよい。こうすると、バルブ本体４０の内部、バルブ本体４０の外周面、ハウジング２の内部に加工を施す必要がない。
【００８８】
図１４に示すように、バルブ本体４０の外周面に、溝状のバルブ側オイル通路４００を凹設してもよい。こうすると、バルブ本体４０の内部、ハウジング２の内周面、ハウジング２の内部に加工を施す必要がない。
【００８９】
なお、図１３、図１４に示すリブ７３は、部分円弧状を呈している。リブ７３は、バルブ側オイル通路４００に干渉しないように、周方向に１２０°ずつ離間して、合計三つ配置されている。
【００９０】
図３に示すように、上記実施形態においては、ハウジング２の第二段差部２４に隔壁５を当接させ、ハウジング２の下端を加締める（縮径させる）ことにより、ハウジング２に隔壁５を固定した。しかしながら、ハウジング２に対する隔壁５の固定方法は、特に限定しない。例えば、ボルト、スクリュー、クリップ、係合爪などにより、ハウジング２に隔壁５を固定してもよい。また、ハウジング２と隔壁５とを一体化してもよい。
【００９１】
図４、図５に示すように、受圧室２０、圧力室２１、バルブ側オイル通路４００、ハウジング側ノズル連通孔２２、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、多角形状などであってもよい。
【００９２】
図６、図７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および隔壁側孔５０（環状リブ５００、螺旋状リブ５０１）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および隔壁側孔５０（環状リブ５００、螺旋状リブ５０１）の断面形状を長方形状にすればよい。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
図６、図７に示すように、上記実施形態においては、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。
【００９６】
図１０に示すように、第四実施形態においては、単一の螺旋状リブ５０１を配置した。しかしながら、複数の螺旋状リブ５０１を配置してもよい。また、隔壁側孔５０の内周面における螺旋状リブ５０１の周回数は特に限定しない。好ましくは、一周（３６０°）以上である方がよい。その理由は、隔壁側孔５０の全周に亘って、螺旋状リブ５０１が配置されるからである。また、シャフト４１の外周面に、環状リブ５００、螺旋状リブ５０１を配置してもよい。
【００９７】
リブ７３の形状は特に限定しない。図６、図７に示すように、無端環状であってもよい。また、図１３、図１４に示すように、部分円弧状であってもよい。また、有端環状（Ｃ字状）であってもよい。また、リブ７３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。有端環状のリブ７３や突起の配置数は特に限定しない。
【符号の説明】
【００９８】
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、２２：ハウジング側ノズル連通孔、２３：第一段差部、２４：第二段差部。
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、４１：シャフト。
５：隔壁、５０：隔壁側孔、５００：環状リブ、５００ａ：上面、５００ｂ：下面、５００ｃ：隙間、５０１：螺旋状リブ、５１：隔壁側スプリング座、５１０：異物収集凹部。
７０：コイルスプリング、７１：ブラケット、７３：リブ。
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、Ｐ：異物。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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