(57)【要約】【課題】確実に圧力室にオイルを流入させることが可能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、ハウジング２と、ハウジング２から外側に突設されピストン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、表側からエンジン側オイル通路９００の油圧による荷重Ｆｕが加わり、エンジン側オイル通路９００に連通するバルブ側オイル通路４０を有するバルブ４と、エンジン側オイル通路９００とノズル３との連通を許容する開弁状態において、バルブ４の位置を規制する開弁位置規制部６２と、ハウジング２の内部において、バルブ４の裏側に区画される圧力室２１と、圧力室２１とハウジング２の外部との間に配置される圧力調整通路Ｂと、開弁状態において、バルブ側オイル通路４０と、圧力室２１と、の連通を確保する連通確保部７２と、を備えることを特徴とする。【選択図】図６
2014070608.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り、該エンジン側オイル通路に連通するバルブ側オイル通路を有するバルブと、
該エンジン側オイル通路と該ノズルとの連通を許容する開弁状態において、該バルブの位置を規制する開弁位置規制部と、
該ハウジングの内部において、該バルブの裏側に区画される圧力室と、
該圧力室と該ハウジングの外部との間に配置される圧力調整通路と、
該開弁状態において、該バルブ側オイル通路と、該圧力室と、の連通を確保する連通確保部と、
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】
前記バルブの裏側に配置されホルダ側孔を有するホルダと、
該バルブの裏側に配置され、該ホルダ側孔に挿通され、前記開弁状態において、該バルブの裏面が、表面に着座するシャフトと、を備え、
前記リーク隙間は、該ホルダ側孔の内周面と該シャフトの外周面との間に区画され、
前記開弁位置規制部は、該シャフトであり、
前記連通確保部は、該バルブの該裏面および該シャフトの該表面のうち、少なくとも一方に凹設される溝である請求項２に記載のピストンクーリングジェット。
【請求項４】
前記バルブの裏側に配置されホルダ側孔を有するホルダと、
該バルブの裏側に配置され、該ホルダ側孔に挿通され、前記開弁状態において、該バルブの裏面が、表面に着座するシャフトと、を備え、
前記リーク隙間は、該ホルダ側孔の内周面と該シャフトの外周面との間に区画され、
前記開弁位置規制部は、該シャフトであり、
前記連通確保部は、該シャフトを、該表面から該外周面まで貫通するシャフト側オイル通路である請求項２に記載のピストンクーリングジェット。
【請求項５】
前記開弁位置規制部は、前記ハウジングの内周面に配置される凸部であり、
前記連通確保部は、前記バルブの前記裏面と前記リーク隙間との間に区画される隙間である請求項２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、リーク隙間と、コイルスプリングと、を備えている。バルブは、ハウジング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、受圧室と圧力室とに、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。圧力室の下流側には、リーク隙間が配置されている。リーク隙間は、外部に連通している。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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、オリフィスとリーク隙間とを用いて、オイルの油温、油圧に応じて、圧力室の内圧を制御する必要がある。このため、確実に、オリフィスと、リーク隙間と、を連通させる必要がある。言い換えると、確実に圧力室にオイルを流入させる必要がある。
【００１６】
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、確実に圧力室にオイルを流入させることが可能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】
【００１７】
（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り、該エンジン側オイル通路に連通するバルブ側オイル通路を有するバルブと、該エンジン側オイル通路と該ノズルとの連通を許容する開弁状態において、該バルブの位置を規制する開弁位置規制部と、該ハウジングの内部において、該バルブの裏側に区画される圧力室と、該圧力室と該ハウジングの外部との間に配置される圧力調整通路と、該開弁状態において、該バルブ側オイル通路と、該圧力室と、の連通を確保する連通確保部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のピストンクーリングジェットは、連通確保部を備えている。このため、上述した新規のピストンクーリングジェット（従来技術ではない）と比較して、開弁状態において、確実に、バルブ側オイル通路と圧力室とを連通させることができる。したがって、確実に圧力室にオイルを流入させることができる。すなわち、開弁状態において、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。
【００１９】
（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。
【００２０】
本構成によると、開弁状態において、確実に、オリフィスと、リーク隙間と、を連通させることができる。すなわち、開弁状態において、エンジン側オイル通路→バルブ側オイル通路（オリフィス）→圧力室→リーク隙間→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。
【００２１】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記バルブの裏側に配置されホルダ側孔を有するホルダと、該バルブの裏側に配置され、該ホルダ側孔に挿通され、前記開弁状態において、該バルブの裏面が、表面に着座するシャフトと、を備え、前記リーク隙間は、該ホルダ側孔の内周面と該シャフトの外周面との間に区画され、前記開弁位置規制部は、該シャフトであり、前記連通確保部は、該バルブの該裏面および該シャフトの該表面のうち、少なくとも一方に凹設される溝である構成とする方がよい。
【００２２】
本構成によると、開弁状態において、バルブの裏面が、シャフトの表面に着座する。このため、バルブの開弁位置を規制することができる。また、バルブの裏面と、シャフトの表面と、が当接しているにもかかわらず、溝を介して、バルブ側オイル通路から、圧力室に、オイルを流動させることができる。すなわち、開弁状態において、エンジン側オイル通路→バルブ側オイル通路（オリフィス）→溝→圧力室→リーク隙間→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。
【００２３】
（４）好ましくは、上記（２）の構成において、前記バルブの裏側に配置されホルダ側孔を有するホルダと、該バルブの裏側に配置され、該ホルダ側孔に挿通され、前記開弁状態において、該バルブの裏面が、表面に着座するシャフトと、を備え、前記リーク隙間は、該ホルダ側孔の内周面と該シャフトの外周面との間に区画され、前記開弁位置規制部は、該シャフトであり、前記連通確保部は、該シャフトを、該表面から該外周面まで貫通するシャフト側オイル通路である構成とする方がよい。
【００２４】
本構成によると、開弁状態において、バルブの裏面が、シャフトの表面に着座する。このため、バルブの開弁位置を規制することができる。また、バルブの裏面と、シャフトの表面と、が当接しているにもかかわらず、シャフト側オイル通路を介して、バルブ側オイル通路から、圧力室に、オイルを流動させることができる。すなわち、開弁状態において、エンジン側オイル通路→バルブ側オイル通路（オリフィス）→シャフト側オイル通路→圧力室→リーク隙間→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。
【００２５】
（５）好ましくは、上記（２）の構成において、前記開弁位置規制部は、前記ハウジングの内周面に配置される凸部であり、前記連通確保部は、前記バルブの前記裏面と前記リーク隙間との間に区画される隙間である構成とする方がよい。
【００２６】
本構成によると、開弁状態において、バルブが凸部に当接する。このため、バルブの開弁位置を規制することができる。また、バルブが凸部に当接した状態（つまり開弁状態）において、バルブの裏面と、リーク隙間と、の間には、隙間が確保されている。このため、隙間を介して、バルブ側オイル通路から、圧力室に、オイルを流動させることができる。すなわち、開弁状態において、エンジン側オイル通路→バルブ側オイル通路（オリフィス）→隙間→圧力室→リーク隙間→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。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、開弁状態において、確実に、圧力室にオイルを流入させることが可能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】
【００２８】
【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バルブとプラグとの斜視図である。
【図５】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６】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７】図６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バルブとプラグとの斜視図である。
【図９】第三実施形態のピストンクーリングジェットの開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開弁状態の上下方向拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
［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バルブとプラグとの斜視図を示す。図５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６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。
【００３４】
図１〜図６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、ホルダ５と、プラグ６と、コイルスプリング７０と、ブラケット７１と、溝７２と、を備えている。
【００３５】
（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５、図６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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、後述するホルダ５の取付位置を決定している。
【００３８】
（ノズル３、バルブ４）
図５、図６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。
【００３９】
バルブ４は、鋼製であって、円柱状を呈している。バルブ４は、バルブ側オイル通路４０と、バルブ側スプリング座４４と、を備えている。バルブ側オイル通路４０は、バルブ４を上下方向（軸方向）に貫通している。バルブ側オイル通路４０の断面は、真円状を呈している。バルブ側オイル通路４０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４０の下側部分には、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４０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。
【００４０】
バルブ側スプリング座４４は、バルブ４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４４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。
【００４１】
（ホルダ５、コイルスプリング７０）
図７に、図６の枠ＶＩＩ内の拡大図を示す。図３、図５〜図７に示すように、ホルダ５は、鋼製であって、下側に開口する有底円筒状を呈している。ホルダ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の内部に収容されている。ホルダ５は、底部５０と、筒部５１と、を備えている。
【００４２】
底部５０は、バルブ４の下側に配置されている。底部５０は、円板状を呈している。底部５０は、ホルダ側孔５００と、ホルダ側スプリング座５０１と、を備えている。ホルダ側孔５００は、底部５０の径方向中央に配置されている。ホルダ側孔５００は、底部５０を上下方向に貫通している。ホルダ側孔５００の断面は、真円状を呈している。ホルダ側スプリング座５０１は、底部５０の上面に配置されている。ホルダ側スプリング座５０１は、ホルダ側孔５００の径方向外側に配置されている。ホルダ側スプリング座５０１は、円環リブ状を呈している。筒部５１は、底部５０の下側に連なっている。筒部５１は、円筒状を呈している。
【００４３】
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４４と、ホルダ側スプリング座５０１と、の間に介装されている。図５、図６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。
【００４４】
（プラグ６）
図３〜図７に示すように、プラグ６は、鋼製であって、上側に突出する画鋲状を呈している。プラグ６は、ハウジング２の下側の開口を封止している。プラグ６は、底部６０と、凸部６１と、シャフト６２と、を備えている。
【００４５】
底部６０は、円板状を呈している。底部６０は、ハウジング２の下側の開口を、下側から覆っている。凸部６１は、底部６０の上面から突設されている。凸部６１は、短軸円柱状を呈している。凸部６１は、ホルダ５の内部に収容されている。凸部６１は、ホルダ５により位置決めされている。ここで、凸部６１の外周面と、筒部５１の内周面と、は隙間無く当接している。すなわち、筒部５１は、凸部６１つまりシャフト６２の、ホルダ側孔５００に対する径方向位置を決定している。凸部６１は、四つのプラグ側オイル通路６１０を備えている。四つのプラグ側オイル通路６１０は、各々、軸方向に延在している。四つのプラグ側オイル通路６１０の断面は、各々、真円状を呈している。四つのプラグ側オイル通路６１０は、９０°ずつ離間して配置されている。図５、図６に示すように、四つのプラグ側オイル通路６１０は、各々、リーク隙間Ｂと、ハウジング２の外部と、を上下方向（軸方向）に連通している。
【００４６】
シャフト６２は、凸部６１の上面から突設されている。シャフト６２は、長軸円柱状を呈している。シャフト６２の上面は、平面状を呈している。シャフト６２の断面は、真円状を呈している。シャフト６２は、ホルダ側孔５００の径方向内側を貫通している。図７に示すように、開弁状態において、シャフト６２の上面と、バルブ４の下面と、は当接している。すなわち、シャフト６２の上面は、バルブ４の下死点（開弁位置）を決定している。
【００４７】
シャフト６２とホルダ側孔５００とは、同軸上に配置されている。リーク隙間Ｂは、シャフト６２の外周面と、ホルダ側孔５００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。
【００４８】
（溝７２）
図４、図７に示すように、溝７２は、バルブ４の下面に凹設されている。下側から見て、溝７２は、＋（プラス）状に延在している。溝７２は、バルブ側オイル通路４０に連通している。図７に示すように、開弁状態において、バルブ４の下面は、シャフト６２の上面に、当接している。図４にハッチングで示すように、バルブ４の下面とシャフト６２の上面との間には、溝７２の凹形状に応じて、オイル通路が区画されている。このため、バルブ４の下面とシャフト６２の上面とが当接しているにもかかわらず、開弁状態において、バルブ側オイル通路４０と圧力室２１とは、溝７２を介して繋がっている。
【００４９】
［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５、図６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。
【００５０】
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。
【００５１】
［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５に示す閉弁状態と、図６に示す開弁状態と、に切り替わる。
【００５２】
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。
【００５３】
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】
2014070608.tif 000003
【００５４】
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。
【００５５】
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】
2014070608.tif 000004
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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５に示す閉弁状態から、図６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。
【００５９】
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５に示す閉弁状態から、図６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。
【００６０】
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。
【００６１】
［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、図６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。
【００６２】
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。
【００６３】
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のバルブ４の下面には、溝７２が凹設されている。このため、開弁状態において、確実に、オリフィスＡと、リーク隙間Ｂと、を連通させることができる。すなわち、開弁状態において、メインオイルギャラリ９００からハウジング２の外部まで、圧力室２１の内圧調整用のオイルＯを流すことができる。
【００６４】
また、図６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の下面が、シャフト６２の上面に着座する。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。
【００６５】
＜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、バルブではなくシャフトに溝が凹設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。
【００６６】
図８に、本実施形態のピストンクーリングジェットのバルブとプラグとの斜視図を示す。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に示すように、バルブ４の下面は、平面状を呈している。バルブ４の下面には、バルブ側オイル通路４０（援用する第一実施形態の図７参照）の下端の開口が配置されている。一方、シャフト６２の上面には、溝７２が凹設されている。溝７２は、上側から見て＋状に延在している。図８にハッチングで示すように、開弁状態において、バルブ４の下面とシャフト６２の上面との間には、溝７２の凹形状に応じて、オイル通路が区画されている。
【００６７】
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。また、本実施形態のピストンクーリングジェットのシャフト６２の上面には、溝７２が配置されている。このため、開弁状態において、バルブ４の下面とシャフト６２の上面とが当接しているにもかかわらず、バルブ側オイル通路４０と圧力室２１（援用する第一実施形態の図７参照）とを、連通させることができる。
【００６８】
＜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、ハウジングの内周面に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。
【００６９】
図９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９に示すように、バルブ４の下面は、平面状を呈している。また、シャフト６２の上面は、平面状を呈している。
【００７０】
ハウジング２の内周面（圧力室２１の内周面）には、円環状のリブ７３が配置されている。リブ７３は、本発明の「凸部」の概念に含まれる。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、バルブ４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、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、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。このため、バルブ４の下面とリーク隙間Ｂとの間には、上下方向幅が大きい隙間Ｃが区画されている。
【００７１】
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。また、本実施形態のピストンクーリングジェットのハウジング２の内周面には、リブ７３が配置されている。このため、開弁状態において、バルブ４の下面とリーク隙間Ｂとの間に隙間Ｃを確保することができる。したがって、バルブ側オイル通路４０と圧力室２１とを、連通させることができる。また、隙間Ｃの上下方向幅を小さくすることにより、ハウジング２の上下方向長さ、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、小さくすることができる。
【００７２】
＜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、シャフトの内部にシャフト側オイル通路が区画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。
【００７３】
図１０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１０に示すように、バルブ４の下面は、平面状を呈している。シャフト６２には、シャフト側オイル通路６２０が区画されている。シャフト側オイル通路６２０は、シャフト６２を、上面から外周面まで貫通している。
【００７４】
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。また、本実施形態のピストンクーリングジェットのシャフト６２には、シャフト側オイル通路６２０が配置されている。このため、開弁状態において、バルブ４の下面とシャフト６２の上面とが当接しているにもかかわらず、バルブ側オイル通路４０と圧力室２１とを、連通させることができる。
【００７５】
＜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。
【００７６】
上記実施形態においては、図４に示すように、バルブ４の下面に溝７２を配置した。また、図８に示すように、シャフト６２の上面に溝７２を配置した。しかしながら、バルブ４の下面およびシャフト６２の上面に、溝７２を配置してもよい。すなわち、上下に対向する溝７２が合体することにより、バルブ４の下面とシャフト６２の上面との間に、オイル通路を確保してもよい。
【００７７】
図５、図６に示すように、受圧室２０、圧力室２１、バルブ側オイル通路４０、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、プラグ側オイル通路６１０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。
【００７８】
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、環状（真円環状、楕円環状、多角形環状など）、スリット状、真円状、楕円状、多角形状などであってもよい。また、リーク隙間Ｂは、ハウジング２の側周壁に配置してもよい。こうすると、リーク隙間Ｂに、異物（金属粉など）が詰まりにくい。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
また、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂ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、リーク隙間Ｂの図形重心を通る直線長をいう。例えば、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂが真円状の場合、本発明の「開口幅」とは、直径長をいう。
【００８２】
図３、図４、図８、図１０に示すように、上側または下側から見た場合の、溝７２、シャフト側オイル通路６２０の形状は特に限定しない。＋状、−（マイナス）状、Ｙ字状などであってもよい。溝７２、シャフト側オイル通路６２０を、３０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１８０°など、等角度ごとに、放射状に配置してもよい。
【００８３】
図５、図６に示すバルブ４のバルブ側オイル通路４０のオリフィスＡよりも上側（上流側）の部分に、フィルタを配置してもよい。フィルタは、オイルＯの通過を許容する一方、異物の通過を禁止する。このため、オリフィスＡおよびリーク隙間Ｂに、異物が詰まりにくい。また、仮にフィルタに異物が詰まった場合、荷重Ｆｕが大きくなる。このため、バルブ４は、図６に示す下死点に移動する。したがって、ピストンクーリングジェット１は、開弁状態になる。よって、図１に示すように、フィルタに異物が詰まった場合であっても、確実に、ピストン９１を冷却することができる。
【００８４】
上記実施形態においては、図９に示すように、無端環状のリブ７３を配置した。しかしながら、単一または複数の、径方向内側に突出する突起を配置してもよい。複数の突起を配置する場合、ハウジング２の内周面に、等角度ごとに突起を配置してもよい。
【００８５】
上記実施形態においては、図５、図６に示すように、バルブ側オイル通路４０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４０にオリフィスＡを配置しなくてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
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：受圧室、２３：第一段差部、２４：第二段差部。
３：ノズル。
４：バルブ、４０：バルブ側オイル通路、４４：バルブ側スプリング座。
５：ホルダ、５０：底部、５００：ホルダ側孔、５０１：ホルダ側スプリング座、５１：筒部。
６：プラグ、６０：底部、６１：凸部、６１０：プラグ側オイル通路、６２：シャフト、６２０：シャフト側オイル通路。
７０：コイルスプリング、７１：ブラケット、７２：溝、７３：リブ（凸部）。
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、Ｃ：隙間、Ｏ：オイル、Ｆｄ１：荷重、Ｆｄ２：荷重、Ｆｕ：荷重。
【図１】
2014070608.tif 000005
【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】
2014070608.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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