(57)【要約】【課題】シリンダボア側面に積極的にオイルを当て、潤滑状態を向上させると共に下死点付近でピストンが焼き付くことがないボアジェット付きピストンオイルジェットを提供する。【解決手段】オイルジェット２に、シリンダボア１１下部であって、クランク軸２０の回転に伴なってピストン１４からのスラスト荷重が作用する領域に向かってオイルを噴射する補助噴射ノズル４２を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルギャラリを有するシリンダブロックに形成されたシリンダボアと、前記シリンダボア内に摺動自在に設けられたピストンと、前記ピストンの往復運動によりコンロッドを介して回転されるクランク軸と、前記シリンダブロック内に設けられ、前記オイルギャラリからのオイルをピストン背面に向けて噴射する主噴射ノズルを有するオイルジェットとを備えた内燃機関において、
前記オイルジェットに、前記シリンダボア下部であって、前記クランク軸の回転に伴なって前記ピストンからのスラスト荷重が作用する領域に向かってオイルを噴射する補助噴射ノズルを設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記補助噴射ノズルは、前記主噴射ノズルの途中に分岐して設けられる請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記オイルジェットは、前記オイルギャラリと連通するオイル導入通路を有し、該オイル導入通路に所定の圧力で開弁するチェックバルブを備えた請求項１又は２記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関するもので、特にディーゼルエンジン等の内燃機関のピストン及びシリンダボアを冷却するボアジェット付きピストンオイルジェットを備えた内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、従来からエンジン１内部には、ピストン１４の背面側に向けてシリンダボア１１底部側方からオイルジェット２ａでオイルを噴射することで、ピストン１４の冷却および潤滑を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このオイルジェット２ａは、シリンダブロック１０に取り付けられ、オイルギャラリ１３からのオイルを上方に向けた主噴射ノズル４ａよりピストン１４の背面に向けて噴射しており、ピストン１４の背面を冷却したり、クーリングチャンネル１６にオイルを流して冷却するには有効である。
【０００３】
しかしながら、シリンダボア１１とピストン１４との当りが強くて、その部分の潤滑が十分でないと油膜切れを起こして、シリンダボア１１とピストン１４との間で焼き付きが生じる。この場合、焼き付きが生じる箇所がシリンダボア１１の上側の場合はピストン１４の熱膨張によるが、シリンダボア１１の中程から下側の場合はその部分の潤滑が足りなくて起こる。またシリンダボア１１内の潤滑は、上方へ噴出したオイルが下方へ落ちていってその飛沫がかかることで行っているが、十分でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０２４１８号公報
【特許文献２】特開２００７−１８２８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで図５に示すように、ピストン１４はピストンピン１５に軸支され、コンロッド１８、クランクピン１９によって下から支持されており、エンジン１の燃焼室（図示せず）での爆発力を受けてピストン１４はクランク軸２０の回転方向に強く圧接されながら摺動する。エンジン１の高出力化に伴ない、ピストン１４とシリンダボア１１壁面の冷却・潤滑が追いつかず、上記したように油膜切れを起こして焼き付きが発生する場合がある。
【０００６】
特に、燃焼室での爆発力によりピストン１４が片側に寄せられるスラスト側におけるシリンダボア１１壁面は、ピストン１４下降時に面圧が高くなるため、シリンダボア１１の下部であって、クランク軸２０の回転に伴ってピストン１４からのスラスト荷重が作用する領域であるＡ部（図５に太線で示した部分）にオイル切れが生じることになる。オイル切れが生じることによって、ピストン１４とシリンダボア１１間の潤滑が不十分となって、摩擦抵抗が増加し、下死点付近でピストン１４が焼き付くことになる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シリンダボア側面に積極的にオイルを当て、潤滑状態を向上させると共に下死点付近でピストンが焼き付くことがない内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の内燃機関は、オイルギャラリを有するシリンダブロックに形成されたシリンダボアと、前記シリンダボア内に摺動自在に設けられたピストンと、前記ピストンの往復運動によりコンロッドを介して回転されるクランク軸と、前記シリンダブロック内に設けられ、前記オイルギャラリからのオイルをピストン背面に向けて噴射する主噴射ノズルを有するオイルジェットとを備えた内燃機関において、前記オイルジェットに、前記シリンダボア下部であって、前記クランク軸の回転に伴なって前記ピストンからのスラスト荷重が作用する領域に向かってオイルを噴射する補助噴射ノズルを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また前記補助噴射ノズルは、前記主噴射ノズルの途中に分岐して設けられてもよい。
【００１０】
また前記オイルジェットは、前記オイルギャラリと連通するオイル導入通路を有し、該オイル導入通路に所定の圧力で開弁するチェックバルブを備えたものであってもよい。
【００１１】
上記構成によれば、オイルギャラリ内のオイルを主噴射ノズルによりピストン背面及びクーリングチャンネルに噴射するのに加えて、補助噴射ノズルによりシリンダボア下部に噴射することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる内燃機関によれば、シリンダボア側面に積極的にオイルを当て、潤滑状態を向上させると共に下死点付近でピストンが焼き付くことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るボアジェット付きピストンオイルジェットを取り付けたエンジンの要部を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示すボアジェット付きピストンオイルジェットの断面図である。
【図３】図３は、ボデイとノズル部の平面図である。
【図４】図４は、別の形態のボアジェット付きピストンオイルジェットを示す断面図である。
【図５】図５は、従来のオイルジェットを取り付けたエンジンの要部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
なお、図１〜図４の本実施形態において、図５の従来例で示した部材と同等の機能を有する部材については同一の符号を付して説明する。
【００１６】
図１に示すように、エンジン（内燃機関）１は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０に形成されたシリンダボア１１内に摺動自在に設けられたピストン１４とを有する。ピストン１４は、ピストンピン１５、コンロッド１８及びクランクピン１９を介してクランク軸２０に連結されている。ピストン１４が往復運動することで、この往復運動がコンロッド１８により回転運動に変換され、クランク軸２０が回転する。図１に示す上死点では、ピストン１４はクランク軸２０から最も離れた位置に存在し、コンロッド１８がピストン１４の往復運動方向に対して平行に配置される。
【００１７】
ピストン１４には、ピストン１４を内部から積極的に冷却するため、オイルが循環される環状のクーリングチャンネル１６が形成されている。図示していないが、ピストン１４の垂直方向にクーリングチャンネル１６にオイルを流入するオイル流入穴及びオイルを流出するオイル流出穴が形成されている。
【００１８】
シリンダブロック１０には、オイルギャラリ（メインオイル通路）１３が形成されており、このオイルギャラリ１３は図示しないオイルポンプに接続され、高圧のオイルを流通させるようになっている。シリンダボア１１の下端部近傍位置において、シリンダブロック１０にはボアジェット付きピストンオイルジェット２（以下、オイルジェット２という）が設けられている。オイルジェット２は、オイルギャラリ１３から供給される高圧のオイル（潤滑油）を、クーリングチャンネル１６、ピストン１４の背面及びシリンダボア１１下部に噴射するようになっている。
【００１９】
以下、オイルジェット２について詳細に説明する。
【００２０】
図２に示すようにオイルジェット２は、シリンダブロック１０に固定されるボデイ２１と、このボデイ２１に取り付けられるノズル部４とからなる。ボデイ２１は、略中央に貫通孔２２が形成され、上面（シリンダブロック１０側）に位置決めピン２３が取り付けられている。位置決めピン２３は、ノズル部４を所定箇所に位置決めするためのもので、シリンダブロック１０に圧入するなどして固定される。
【００２１】
ボデイ２１の下面から貫通孔２２にボルト３を挿入し、シリンダブロック１０のねじ穴１０ａにねじ込んでボデイ２１をシリンダブロック１０に固定する。ボルト３には、図２に示すようにその軸線方向に沿って第１のオイル導入通路３１が形成され、第１のオイル導入通路３１は、ボルト３がシリンダブロック１０のねじ穴１０ａに締結された際、その一端部がオイルギャラリ１３と連通する。また、第１のオイル導入通路３１の中間部には、これと直交する第２のオイル導入通路３２が形成されている。さらに、ボルト３の外周面の一部とボデイ２１の貫通孔２２の内壁との間には、環状の間隙によって形成されるオイル溜まり部３３が設けられ、第２のオイル導入通路３２からのオイルが一時的に貯留される。
【００２２】
本実施形態では、図２に示すように、オイルジェット２内にオイルの圧力（油圧）に応じて開閉するチェックバルブ５が設けられている。このようなチェックバルブ５は、例えば第１のオイル導入通路３１内に配置された球形の弁体５２と、弁体５２を着座させる座面５１と、弁体５２を座面５１に向かって付勢するスプリング５３とを備えている。オイルギャラリ１３からのオイルの圧力がスプリング５３のばね力に打ち勝つことにより、弁体５２が座面５１から離間してオイルギャラリ１３からのオイルが、第１のオイル導入通路３１、第２のオイル導入通路３２を介してオイル溜まり部３３に供給される。オイルの圧力が減少した場合は、スプリング５３のばね力により弁体５２を座面５１に着座させてオイルの供給を遮断する。
【００２３】
上述したオイル溜まり部３３は、ノズル部４と連通している。したがって、シリンダブロック１０のオイルギャラリ１３から導出されたオイルは、第１のオイル導入通路３１、チェックバルブ５、第２のオイル導入通路３２、オイル溜まり部３３を介してノズル部４へ供給される。
【００２４】
ノズル部４は、主噴射ノズル４１と補助噴射ノズル４２とからなる。
【００２５】
主噴射ノズル４１は、ボデイ２１に取り付けられ、クーリングチャンネル１６、ピストン１４背面に向けてシリンダボア１１内を上方に突出して形成されており、図１及び図２で示す矢印ａのごとくオイルを噴射する。また主噴射ノズル４１は、図２及び図３に示すように、その基部にオイル溜まり部３３に通じる管路４３が形成されている。
【００２６】
補助噴射ノズル４２は、その軸方向を主噴射ノズル４１の軸と略平行してボデイ２１に取り付けられ、シリンダボア１１の下部であって、クランク軸２０の回転に伴ってピストン１４からのスラスト荷重が作用する領域であるＡ部（図１に太線で示した部分）に向けて図１及び図２で示す矢印ｂのごとくオイルを噴射する。補助噴射ノズル４２は、主噴射ノズル４１より短く形成され、スカート部１７に干渉しない程度でシリンダボア１１下部のＡ部に向けられている。また補助噴射ノズル４２も、図２及び図３に示すように、その基部にオイル溜まり部３３に通じる管路４４が形成されている。
【００２７】
主噴射ノズル４１から図１及び図２の矢印ａで示す方向に噴射されたオイルは、クーリングチャンネル１６に流入したり、ピストン１４背面に衝突する。補助噴射ノズル４２から矢印ｂで示す方向に噴射されたオイルは、シリンダボア１１下部のＡ部に衝突する。
【００２８】
このように構成された内燃機関は、エンジン１が運転されることによって図示しないオイルポンプよりオイルがオイルギャラリ１３に供給され、オイルジェット２の第１のオイル導入通路３１、チェックバルブ５、第２のオイル導入通路３２、オイル溜まり部３３を介してノズル部４へ供給される。
【００２９】
ノズル部４へ供給されたオイルは、主噴射ノズル４１の管路４３及び補助噴射ノズル４２の管路４４を通って、それぞれ主噴射ノズル４１、補助噴射ノズル４２の先端から図１及び図２の矢印ａ，ｂで示す方向にオイルが噴射される。矢印ａで示す方向に噴射されたオイルは、クーリングチャンネル１６に流入してクーリングチャンネル１６内を循環してピストン１４を内部から冷却したり、ピストン１４の背面と衝突し、ピストン１４の熱を奪う。熱を奪ったオイルは下部方向に落下し、図示しないオイルパンへ集められ、その後、図示しないオイルポンプを介して再度潤滑のために用いられる。
【００３０】
矢印ｂで示す方向に噴射されたオイルは、シリンダボア１１下部のＡ部に衝突してシリンダボア１１とピストン１４との摩擦を低減させる。すなわち、矢印ｂで示す方向に噴射されたオイルは、シリンダボア１１表面に油膜を形成し、この油膜がピストン１４と接触することでピストン１４とシリンダボア１１との直接的な接触を防止し、摩擦抵抗を低減させることが可能である。
【００３１】
なお、これまでオイルジェット２にチェックバルブ５を有する場合について説明したが、チェックバルブ５を省略してもよい。チェックバルブ５を省略することで、エンジンのスピードが低速のときからオイルジェット２でオイルを供給することができる。
【００３２】
次に、図４により他の実施形態について述べる。
【００３３】
本実施形態は、補助噴射ノズル４２を主噴射ノズル４１の途中に分岐して設けたものである。すなわち、補助噴射ノズル４２は、シリンダボア１１の下部であって、クランク軸２０の回転に伴ってピストン１４からのスラスト荷重が作用する領域であるＡ部に向けてオイルを噴射するように、主噴射ノズル４１の途中に小径の孔４５を形成して構成される。図示してないが、ボデイ２１の貫通孔２２よりボルト３がシリンダブロック１０のねじ穴１０ａにねじ込まれてボデイ２１をシリンダブロック１０に固定しており、またボルト３には、第１のオイル導入通路３１、第２のオイル導入通路３２が形成され、さらにオイル溜まり部３３が設けられ、オイル溜まり部３３に主噴射ノズル４１の管路４３が連通している。
【００３４】
本実施形態もエンジン１が運転されることによって図示しないオイルポンプよりオイルがオイルギャラリ１３に供給され、第１のオイル導入通路３１、第２のオイル導入通路３２、オイル溜まり部３３を介して主噴射ノズル４１へ供給される。主噴射ノズル４１へ供給されたオイルは矢印ａ，ｂで示す方向に噴射される。矢印ａで示す方向に供給されたオイルは、クーリングチャンネル１６に流入してクーリングチャンネル１６内を循環してピストン１４を内部から冷却したり、ピストン１４の背面と衝突し、ピストン１４の熱を奪う。矢印ｂで示す方向に噴射されたオイルはシリンダボア１１下部のＡ部に衝突してシリンダボア１１とピストン１４との摩擦を低減させる。
【００３５】
エンジン１のピストン１４は、シリンダボア１１内を高速で往復動するため、焼き付かないようにシリンダボア１１とピストン１４との間には潤滑用のオイルを供給し、またピストン１４を冷却する必要があるが、本発明によれば、オイルギャラリ１３からのオイルを主噴射ノズル４１よりピストン１４背面及びクーリングチャンネル１６に噴射してピストン１４を冷却し、補助噴射ノズル４２よりシリンダボア１１下部のＡ部に噴射してシリンダボア１１とピストン１４との間を潤滑しているので、下死点付近のシリンダボア１１に対するオイル不足により発生するピストン１４の焼き付きを防止することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  エンジン（内燃機関）
２  オイルジェット
５  チェックバルブ
１０  シリンダブロック
１１  シリンダボア
１３  オイルギャラリ
１４  ピストン
１８  コンロッド
２０  クランク軸
３１，３２  オイル導入通路
４１  主噴射ノズル
４２  補助噴射ノズル
【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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