(57)【要約】【課題】  広範囲にオイルを噴射することができるとともに、装置の小型化及び低コスト化を実現可能なオイルジェット装置を提供する。【解決手段】  本発明のオイルジェット装置１０は、オイルを導くオイル通路１１ａが形成されたベース１１と、オイル通路１１ａと連通するようにしてベース１１に接続される基端部１２ａとピストン４に向けてオイルを噴出する噴口１３が設けられた先端部１２ｂとを有するノズル１２と、を備える。ノズル１２の先端部１２ｂは、基端部１２ａに対する向きを変更できるようにして基端部１２ａに連結されている。【選択図】      図２
2006090296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルを導くオイル通路が形成されたベースと、前記オイル通路と連通するようにして前記ベースに接続される基端部とピストンに向けてオイルを噴出する噴口が設けられた先端部とを有するノズルと、を備えたオイルジェット装置であって、
前記ノズルの前記先端部は、前記基端部に対する向きを変更できるようにして前記基端部に連結されていることを特徴とするオイルジェット装置。
【請求項２】
前記先端部と前記基端部とは所定の軸線を中心に回転可能に連結されており、
前記先端部を前記所定の軸線に関する回転方向のいずれか一方に付勢する付勢手段を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のオイルジェット装置。
【請求項３】
前記ピストン及び前記先端部の少なくともいずれか一方に設けられ、前記ピストンの往復運動に同期して前記基端部に対する前記先端部の向きを変更する永久磁石を更に具備することを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルジェット装置。
【請求項４】
前記ピストンは、オイルを循環させるための冷却通路と、前記冷却通路と連通し前記ピストンの頂面の反対側に開口するオイル導入口とを有し、
前記永久磁石は、その磁力により前記先端部が前記オイル導入口に向けられた状態で保持される位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のオイルジェット装置。
【請求項５】
前記ピストンには、前記先端部と接触して該先端部の向きを変更させる接触部が設けられ、前記ノズルは、前記ピストンの往復運動に伴って前記接触部と前記先端部とが接触可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストン等に向けてオイルを噴射するオイルジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オイルジェット装置として、ピストン冷却用の噴射ノズルとシリンダ潤滑用の噴射ノズルとを有し、これらの噴射ノズルのそれぞれと連通する供給口を油圧の大きさに応じて切り替えることにより、二つの噴射ノズルを使い分けてピストンの冷却とシリンダの潤滑とをそれぞれ行うものがある（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３１７５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このオイルジェット装置は二つの噴射ノズルを備えているため、装置の大型化やコストの増大を招く問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は広範囲にオイルを噴射することができるとともに、装置の小型化及び低コスト化を実現可能なオイルジェット装置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】
【０００６】
本発明のオイルジェット装置は、オイルを導くオイル通路が形成されたベースと、前記オイル通路と連通するようにして前記ベースに接続される基端部とピストンに向けてオイルを噴出する噴口が設けられた先端部とを有するノズルと、を備えたオイルジェット装置であって、前記ノズルの前記先端部は、前記基端部に対する向きを変更できるようにして前記基端部に連結されていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この発明によれば、ノズルの先端部の向きを変化させてオイルを噴射することができるので、広範囲にオイルを噴射することができる。しかも、複数のノズルを設ける必要がないので、装置の小型化及び低コスト化を実現できる。
【０００８】
本発明のオイルジェット装置において、前記先端部と前記基端部とは所定の軸線を中心に回転可能に連結されており、前記先端部を前記所定の軸線に関する回転方向のいずれか一方に付勢する付勢手段を更に具備してもよい（請求項２）。この形態によれば、付勢手段によってノズルの先端部に作用する力とノズルに供給されるオイルによって先端部に作用する力とが釣り合う位置にノズルの先端部が向けられる。例えば、油圧の変動幅を考慮して付勢手段の強さを設定することにより、油圧の変動を利用して基端部に対する先端部の向きを適宜に変更できる。
【０００９】
本発明のオイルジェット装置において、前記ピストン及び前記先端部の少なくともいずれか一方に設けられ、前記ピストンの往復運動に同期して前記基端部に対する前記先端部の向きを変更する永久磁石を更に具備してもよい（請求項３）。この形態によれば、ノズルの先端部を駆動するための外部エネルギー無しに、ノズルの先端部の向きをピストンの位置に応じて変更することができる。この形態において、オイルを循環させるための冷却通路と、これに連通しピストンの頂面の反対側に開口するオイル導入口とをピストンが有している場合には、前記永久磁石は、その磁力により前記先端部が前記オイル導入口に向けられた状態で保持される位置に設けられていてもよい（請求項４）。これによれば、ピストンに形成された冷却通路へ効率的にオイルを供給することができるので、ピストンの冷却を効果的に行うことができる。
【００１０】
また、本発明のオイルジェット装置において、前記ピストンには、前記先端部と接触して該先端部の向きを変更させる接触部が設けられ、前記ノズルは、前記ピストンの往復運動に伴って前記接触部と前記先端部とが接触可能な位置に設けられてもよい（請求項５）。この形態によれば、ピストンの往復運動に伴って、ノズルの先端部がピストンに設けられた接触部と接触して向きが変更される。従って、先端部の向きを変更させるために余分な装置を設ける必要がない。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、ノズルの基端部に対する先端部の向きを変更できるようにしてノズルの基端部と先端部とが連結されているので、広範囲にオイルを噴射することができるとともに、装置の小型化及び低コスト化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
図１は本発明のオイルジェット装置が設けられた内燃機関の要部を示したものである。内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された複数（図では一つのみ示している）の気筒３と、クランクシャフト５にコンロッド６を介して連結され、気筒３内を往復運動するピストン４とを備えている。シリンダブロック２には、内燃機関１の各部へオイルポンプ（不図示）にて圧送された潤滑油（オイル）を導く供給通路７が形成されている。オイルジェット装置１０は供給通路７に臨むようにしてシリンダブロック２に取り付けられている。オイルジェット装置１０には供給通路７を介してオイルが供給される。供給通路７には、オイルジェット装置１０に供給されるオイルの油圧が許容範囲内となるようにチェックバルブ８が設けられている。供給通路７内の油圧が予め設定された許容限度以上になると、チェックバルブ８が作動して供給通路７内のオイルがリリーフ通路９へ導かれる。
【００１３】
図２に詳しく示したように、オイルジェット装置１０は、ベース１１と、ベース１１に接続されたノズル１２とを有している。ベース１１には図１の供給通路７と連通してオイルを導くオイル通路１１ａと、シリンダブロック２にオイルジェット装置１０を取り付けるためのフランジ部１１ｂとがそれぞれ形成されている。ノズル１２は、オイル通路１１ａと連通するようにしてベース１１に接続された基端部１２ａと、ピストン４（図１）に向けてオイルを噴出する噴口１３が形成された先端部１２ｂとを有している。基端部１２ａと先端部１２ｂとは可動連結部１２ｃにて軸線ＣＬを中心に回転可能に連結されている。
【００１４】
図３及び図４に示したように、可動連結部１２ｃは、基端部１２ａに接続された中空の外側円筒部材１５と、先端部１２ｂに接続されるとともに外側円筒部材１５に内嵌めされた中空の内側円筒部材１６とを備えている。外側円筒部材１５には、先端部１２ｂの外径に対応させた幅及び先端部１２ｂの可動域に対応させた長さを有する長孔１５ａが外周に沿って形成されている。内側円筒部材１６には、基端部１２ａと連通する孔１６ａが形成されている。孔１６ａの位置及び大きさは先端部１２ｂの可動域に対応させて適宜に設定される。これにより、図４の矢印に示したように、基端部１２ａに導かれたオイルは孔１６ａ及び内側円筒部材１６を介して先端部１２ｂに導かれる。先端部１２ｂは、図２及び図３のＡ又はＢの方向に軸線ＣＬを中心に長孔１５ａに沿って回転できる。
【００１５】
図２及び図５に示したように、オイルジェット装置１０は付勢手段としてのねじりバネ２０を備えている。ねじりバネ２０は可動連結部１２ｃを跨ぐようにして、端部２０ａ，２０ａのそれぞれが基端部１２ａに設けられた基端側ガイド２１と先端部１２ｂに設けられた先端側ガイド２２とによって支持されて取り付けられている。本実施形態では、ねじりバネ２０によって先端部１２ｂが図２のＢの方向に付勢されている。なお、先端側ガイド２２に関する構造は図５に示した基端側ガイド２１の構造と同一である。
【００１６】
以上のオイルジェット装置１０によれば、図１の供給通路７の油圧が高いときには、先端部１２ｂがねじりバネ２０の弾性力に抗して図２のＡ方向に、この油圧が低いときには先端部１２ｂがねじりバネ２０の弾性力によりＢ方向に戻される。オイルポンプ（不図示）による油圧の変動幅を考慮してねじりバネ２０のバネ定数を設定することにより、油圧の変動を利用して先端部１２ｂの基端部１２ａに対する向きを適宜に変更できる。
【００１７】
（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態を示した図であり、（ａ）はピストンが上死点の状態を、（ｂ）はピストンが下死点の状態をそれぞれ示している。これらの図において、図１と同一の構成については同一の符号が付されている。以下では、第１実施形態と同一構成の説明は省略し相違点のみ説明する。図６（ａ）及び（ｂ）に示したように、この形態のピストン４０には、オイルを循環させるための冷却通路４０ａと、冷却通路４０ａと連通しピストン４０の頂面の反対側に開口するオイル導入口４０ｂとが設けられている。冷却通路４０ａはピストン４０の周方向に沿ったリング形状である。オイルがオイル導入口４０ｂから冷却通路４０ａに供給されると、そのオイルは冷却通路４０ａ内を循環し、ピストンと熱交換が行われてピストン４０が冷却される。
【００１８】
また、ピストン４０のスカート部には永久磁石２５が取り付けられている。この形態では、図６（ｂ）に示された下死点のときにノズル１２の先端部１２ｂへ永久磁石２５の磁力が作用して、先端部１２ｂがピストン４０のオイル導入口４０ｂに向けられた状態で保持される。従ってこの形態によれば、ノズル１２の先端部１２ｂが永久磁石２５の磁力によって引き寄せられるようにしてオイル導入口４０ｂへ向けられるので、ピストン４０の冷却通路４０ａへ向けて効果的にオイルを供給することができる。この実施形態においては、図２に示したねじりバネ２０を取り付けなくてもよいが、これを取り付けるときには、図２のＡ方向に付勢されるように取り付けることが好ましい。この場合において、永久磁石２５の磁力が先端部１２ｂに作用していないとき、言い換えると、例えば図６（ａ）のように、先端部１２ｂが永久磁石２５の影響を実質的に受けないときには、予め設定した方向（例えばピストン４０の頂面裏）にノズル１２の先端部１２ｂを向けておくこともできるし、先端部１２ｂの向きを油圧の変動を利用して第１実施形態と同様に変化させることもできる。
【００１９】
（第３実施形態）
図７（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３実施形態を示した図である。これらの図において、上述の形態と同一構成には同一符号が付してある。以下、上述の形態との相違点のみを説明する。図７（ａ）及び（ｂ）に示したように、本実施形態では、シリンダブロック２に電磁ソレノイド２６が設けられ、電磁ソレノイド２６を駆動するドライバ２７が設けられている。電磁ソレノイド２６はドライバ２７から供給される励磁電流の大きさに応じてその磁力が変化する。このため、励磁電流を制御することによりノズル１２の先端部１２ｂの向きを任意に変更することができる。ねじりバネ２０のバネ定数と電磁ソレノイド２６から発生する磁力とのバランスを考慮して励磁電流値を決定し、その値の励磁電流を電磁ソレノイド２６に供給することにより、先端部１２ｂの向きを所定方向に保持しておくこともできる。また、この形態では、内燃機関の回転数（回転速度）、オイルの温度、油圧等の各種パラメータに応じてオイルの噴射対象箇所を自由に設定、制御することもできるので、例えば、低負荷時には気筒３の内壁へ、高負荷時にはピストン４０の頂面裏及びオイル導入口４０へと、内燃機関の運転条件に応じてオイルを吹き分けることもできる。
【００２０】
（第４実施形態）
図８（ａ）及び（ｂ）は本発明の第４実施形態を示した図である。これらの図において、上述の実施形態と同一構成には同一符号が付してある。以下、上述の形態との相違点のみを説明する。図８（ａ）及び（ｂ）に示したように、この形態では、ノズル１２の先端部１２ｂの向きを変更するためのカム２８がシリンダブロック２に設けられている。カム２８には、クランクシャフト５の回転が例えばチェーン機構２９等の伝達手段を介して伝達される。カム２８のカム面には先端部１２ｂがねじりバネ２０によって押し付けられ、ピストン４０が上死点（図８（ａ））のときにピストン４０の頂面裏に、ピストン４０が下死点（図８（ｂ））のときにオイル導入口４０ｂに、ノズル１２の先端部１２ｂがそれぞれ向くようにカム２８のプロフィールが設計されている。これによれば、ノズル１２の先端部１２ｂの向きをピストン４０の往復運動と正確に同期させることができる。カム２８のプロフィールを適宜に変更することにより、先端部１２ｂの動作を自由に変更することもできる。
【００２１】
（第５実施形態）
図９及び図１０は本発明の第５実施形態を示した図である。これらの図において、上述の実施形態と同一構成には同一符号が付してある。以下、上述の形態との相違点のみを説明する。図９において、（ａ）はピストン５０が上死点に位置した状態を、（ｂ）はピストン５０が下死点に位置した状態をそれぞれ示している。図１０は図９（ｂ）のIX-IX線断面図である。これらの図に示したように、ピストン５０には、ノズル１２の先端部１２ｂと接触して先端部１２ｂの向きを変更させる接触部５０ａがピストン５０の下端部に設けられている。図１０に詳しく示したように、ノズル１２は先端部１２ｂが接触部５０ａと接触可能な位置に設けられており、接触部５０ａはノズルの長手方向に延びる側壁５１に形成され、先端部１２ｂと接触部５０ａとが接触する際に先端部１２ｂの一部が側壁５１にて隠される。
【００２２】
ノズル１２には上述したねじりバネ２０が設けられているため、ノズル１２の先端部１２ｂと接触部５０ａとが接触していない場合には、図９（ａ）に示したように、先端部１２ｂがピストン５０の頂面裏に向けられる。従って、上死点付近では、ピストン５０の頂面裏が先端部１２ｂから噴出された潤滑油によって冷却されてピストン５０の温度が下げられるので、ピストン５０の耐久性向上を図ることができる。一方、図９（ｂ）に示したように、ピストン５０の上死点から下死点に向かう移動に伴って、接触部５０ａがノズル１２の先端部１２ｂを押し下げるように接触して先端部１２ｂの向きがピストンピン５２に向けられるように変更される。これによって、ピストンピン５２とピストンピン５２を支持するボス５３との摺動部（図１０も参照）に潤滑油が供給され、摺動部の磨耗を回避することができる。
【００２３】
以上の形態によって、ピストン５０の往復運動に従って、ピストン５０の冷却と、上述した摺動部の潤滑とを交互に行うことができるので、摺動部の磨耗回避とピストンの軽量化の両立が可能となる。しかも、オイルポンプの吐出量を増加させることなくノズル１２から噴出される潤滑油を効率的に利用できるので、燃費悪化を防止できる。
【００２４】
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の形態で実施してよい。本発明の適用対象となる内燃機関はレシプロ式であれば特に制限されず、ガソリンエンジンであってもディーゼルエンジンであってもよい。また、オイルジェット装置によるオイルの噴射範囲を、ピストンの頂面裏だけでなく気筒の内壁にもオイルが噴射されるように設定してもよい。また、付勢手段として設けられるバネの形態は特に制限されず、板バネ等の各種バネ手段を用いてもよいし、付勢手段としてバネ手段と等価な他の構成を用いてもよい。
【００２５】
第２実施形態では、ピストン４０のスカート部のみに永久磁石２５を取り付けた形態を例示したが、ノズル１２の先端部１２ｂのみに永久磁石を取り付けてもよい。また、先端部１２ｂが永久磁石２５に引き寄せられる形態の他、スカート部と先端部１２ｂの両者に永久磁石を取り付けて、磁力の作用により引き離される形態にしてもよい。また、第４実施形態では、カム２８によりノズル１２の先端部１２ｂの向きを変化させたが、カム機構と機構的に等価なリンク機構等の回転運動を直線運動に変換する機構を用いて先端部１２ｂの向きを変化させてもよい。また、クランクシャフト５の回転の伝達手段としてチェーン機構２９に代えてベルト、ギア等の他の伝達手段を用いることもできる。また、第５実施形態において、ねじりバネ２０を省略し、ノズル１２の先端部１２ｂと接触部５０ａとが接触していない場合に、例えば潤滑油の油圧変動を利用して先端部１２ｂの向きを自由に変更できるようにしてもよい。
【００２６】
基端部１２ａと先端部１２ｂとの連結手段は上述の形態に限定されず、例えば、樹脂、バネ鋼、ゴム等の可撓性のある材料で形成し、先端部１２ｂの基端部１２ａに対する向きを変更できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のオイルジェット装置を適用した内燃機関の要部を示した図。
【図２】本発明のオイルジェット装置の正面図。
【図３】本発明のオイルジェット装置の斜視図。
【図４】図３のIII−III線断面図。
【図５】図２のII−II線断面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の要部を示した図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る内燃機関の要部を示した図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る内燃機関の要部を示した図。
【図９】本発明の第５実施形態に係る内燃機関の要部を示した図。
【図１０】図９（ｂ）のIX-IX線断面図。
【符号の説明】
【００２８】
４、４０、５０  ピストン
１０  オイルジェット装置
１１  ベース
１１ａ  オイル通路
１２  ノズル
１２ａ  基端部
１２ｂ  先端部
１３  噴口
２０  ねじりバネ（付勢手段）
２５  永久磁石
４０ａ  冷却通路
４０ｂ  オイル導入口
ＣＬ  軸線（所定の軸線）
【図１】
2006090296.tif 000003
【図２】
2006090296.tif 000004
【図３】
2006090296.tif 000005
【図４】
2006090296.tif 000006
【図５】
2006090296.tif 000007
【図６】
2006090296.tif 000008
【図７】
2006090296.tif 000009
【図８】
2006090296.tif 000010
【図９】
2006090296.tif 000011
【図１０】
2006090296.tif 000012