(57)【要約】【課題】燃焼室へのオイル上がりに起因するデポジットの発生を抑制できるオイルジェット装置を提供する。【解決手段】弁体３０は、弁体３０の内部に設けられており上流端がオイル流入口１４に接続可能であり、且つ下流端が供給口１６に接続可能である連通路３５を有する。弁体３０がオイル流入口１４から流入するオイルの圧力とコイルばね２０の付勢力とに基づいて変位するときの弁体３０の位置が、閉位置と、開位置と、弁体３０が変位する方向における閉位置と開位置との間の位置である中間位置とに切り替え可能である。中間位置においては、弁体３０の位置が、連通路３５の上流端がオイル流入口１４に接続され且つ連通路３５の下流端が供給口１６に接続され、連通路３５を通じてオイル流入口１４から供給口１６に流れるオイルの流量が、開位置において前記供給口１６から噴射ノズル１２に供給されるオイルの量よりも少ない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル流入口及び前記オイル流入口に連通される収容部を有するハウジングと、オイルを噴射する噴射ノズルと、前記ハウジングに設けられており前記収容部のオイルを前記噴射ノズルに供給する供給口と、前記収容部の内部に設けられた弁体と、前記オイル流入口を閉鎖する方向に向けて前記弁体を付勢する付勢部材と、を備えるオイルジェット装置であって、
前記弁体は、前記弁体の内部に設けられており上流端が前記オイル流入口に接続可能であり、且つ下流端が前記供給口に接続可能である連通路を有し、
前記弁体が前記オイル流入口から流入するオイルの圧力と前記付勢部材の付勢力とに基づいて変位するときの当該弁体の位置が、
前記弁体により前記オイル流入口及び前記供給口の少なくとも一方が閉鎖され、且つ前記連通路の前記下流端が前記供給口に接続されていない閉位置と、
前記弁体により前記オイル流入口及び前記供給口のいずれもが閉鎖されていない開位置と、
前記弁体が変位する方向における前記閉位置と前記開位置との間の位置であって、前記連通路の前記上流端が前記オイル流入口に接続され且つ前記連通路の前記下流端が前記供給口に接続され、前記連通路を通じて前記オイル流入口から前記供給口に流れるオイルの流量が、前記開位置において前記供給口から前記噴射ノズルに供給されるオイルの量よりも少ない中間位置と、に切り替え可能である、
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、内燃機関のピストンを冷却するオイルジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、シリンダ内のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェット装置を備えている（例えば、特許文献１参照）。オイルジェット装置は、内燃機関のオイル通路から供給されるオイルをピストンの背面に噴射する噴射ノズルを有している。噴射ノズルから噴射されたオイルによってピストンが冷却されることでピストン温度の過度な上昇が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７１９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、オイルジェット装置によりピストンが過冷却された場合、ピストンが熱収縮することでピストンとシリンダとの間のクリアランスが大きくなる。これにより、オイルジェット装置から噴射されたオイルが燃焼室に流入するオイル上がりが起こり、燃焼室にデポジットが発生しやすくなる。また、ピストンの過冷却による燃焼室の表面温度の過度な低下によりデポジットの発生が助長される。
【０００５】
本発明の目的は、燃焼室におけるデポジットの発生を抑制できるオイルジェット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためのオイルジェット装置は、オイル流入口及び前記オイル流入口に連通される収容部を有するハウジングと、オイルを噴射する噴射ノズルと、前記ハウジングに設けられており前記収容部のオイルを前記噴射ノズルに供給する供給口と、前記収容部の内部に設けられた弁体と、前記オイル流入口を閉鎖する方向に向けて前記弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記弁体は、前記弁体の内部に設けられており上流端が前記オイル流入口に接続可能であり、且つ下流端が前記供給口に接続可能である連通路を有し、前記弁体が前記オイル流入口から流入するオイルの圧力と前記付勢部材の付勢力とに基づいて変位するときの当該弁体の位置が、前記弁体により前記オイル流入口及び前記供給口の少なくとも一方が閉鎖され、且つ前記連通路の前記下流端が前記供給口に接続されていない閉位置と、前記弁体により前記オイル流入口及び前記供給口のいずれもが閉鎖されていない開位置と、前記弁体が変位する方向における前記閉位置と前記開位置との間の位置であって、前記連通路の前記上流端が前記オイル流入口に接続され且つ前記連通路の前記下流端が前記供給口に接続され、前記連通路を通じて前記オイル流入口から前記供給口に流れるオイルの流量が、前記開位置において前記供給口から前記噴射ノズルに供給されるオイルの量よりも少ない中間位置と、に切り替え可能である。
【０００７】
同構成によれば、弁体の位置が、閉位置及び開位置に加えて、オイル流入口から供給口に向かって流れるオイルの流量が閉位置のときよりも少なくなる中間位置に切り替え可能である。このため、弁体の位置を閉位置と開位置とにのみ切り替え可能な構成と異なり、弁体の位置が中間位置にある場合には、弁体の位置が開位置にある場合と比較して、噴射ノズルの噴射量を低減させることができる。これにより、ピストンの過冷却、ひいてはピストンとシリンダとの間のクリアランスの過度な増大が抑制できる。したがって、燃焼室へのオイル上がりに起因するデポジットの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】オイルジェット装置の断面図。
【図２】オイルジェット装置の弁体の位置を示す図であって、（ａ）は閉位置の状態を示す断面図、（ｂ）は中間位置の状態を示す断面図、（ｃ）は開位置の状態を示す断面図。
【図３】本実施形態のオイルジェット装置及び比較例のオイルジェット装置について、オイル流入口に流入するオイルの油圧と噴射ノズルの噴射量との関係を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１〜図３を参照して、オイルジェット装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、オイルジェット装置１０は、筒状のハウジング１１と噴射ノズル１２とを備えている。ハウジング１１は、内燃機関のシリンダブロック１００の下面に固定されている。噴射ノズル１２は、ハウジング１１の側部からピストン（図示略）に向かって延びている。オイルは、内燃機関の回転数に応じて吐出圧が変化するオイルポンプ（図示略）により、シリンダブロック１００のオイル通路１１０を通じてオイルジェット装置１０に供給される。
【００１０】
ハウジング１１の上端部には、シリンダブロック１００の下面に沿って延びる支持部１３が設けられている。オイルジェット装置１０は、支持部１３の貫通孔１３ａに挿入されたボルト９０によりシリンダブロック１００に対して固定されている。
【００１１】
ハウジング１１は、オイル流入口１４と収容部１５と供給口１６とを有している。オイル流入口１４は、シリンダブロック１００のオイル通路１１０に接続されている。収容部１５は、オイル流入口１４に連通してハウジング１１の下端部に開口している。ハウジング１１の下端部には、収容部１５の開口を閉塞するプラグ１８が取り付けられている。プラグ１８には、収容部１５のオイルを排出するドレン孔（図示略）が設けられている。供給口１６は、収容部１５と噴射ノズル１２の内部とを連通しており、収容部１５のオイルを噴射ノズル１２に供給する。オイル流入口１４、収容部１５、及び供給口１６の通路断面は円形状である。また、収容部１５の通路断面積は、オイル流入口１４の通路断面積よりも大きい。収容部１５の内壁とオイル流入口１４の内壁との間には、オイル流入口１４から下方に向かうほど内径が大きくなるすり鉢状の弁座１７が設けられている。
【００１２】
収容部１５の内部には、弁体３０が収容されている。弁体３０とプラグ１８との間には、一端がプラグ１８に固定されたコイルばね２０が設けられている。弁体３０は、コイルばね２０によりオイル流入口１４を閉鎖する方向（図１の上方）に向けて付勢されている。なお、コイルばね２０は、付勢部材の一例である。
【００１３】
弁体３０は、半球状の第１半球部３１及び第２半球部３２と、各半球部３１，３２を接続する円柱状の接続部３３とを有している。接続部３３の直径は、各半球部３１，３２の直径と同一である。また、接続部３３と収容部１５の内壁との間にはクリアランスがある。このクリアランスにより、弁体３０は収容部１５の内部において変位可能である。
【００１４】
接続部３３の側面の上下方向における中央には、断面半円状の凹部３４が全周にわたって設けられている。上記半円の直径は、接続部３３の上下方向の長さよりも小さい。なお、弁体３０が弁座１７に着座した状態において、凹部３４は、収容部１５の内壁のうち供給口１６よりも上方の部分により閉塞されている。以下、接続部３３の周壁のうち、凹部３４よりも上方の部分を上側壁部３３ａといい、凹部３４よりも下方の部分を下側壁部３３ｂという。
【００１５】
第１半球部３１には、オイル流入口１４に接続される第１連通路３６が設けられている。第１連通路３６は、第１半球部３１のオイル流入口１４に面する部分に開口して、弁体３０の内部に向かって延びている。接続部３３の中央には、接続部３３を径方向に貫通する第２連通路３７が設けられている。第２連通路３７は、凹部３４の内面に開口して接続部３３を径方向に貫通している。そして、接続部３３の内部において、第２連通路３７と第１連通路３６とが連通している。なお、第１連通路３６、第２連通路３７、及び凹部３４を併せて連通路３５という。
【００１６】
次に、図２及び図３を参照して、オイル流入口１４に流入するオイルの圧力（以下、油圧Ｐ）の変化に伴う噴射ノズル１２の噴射量の変化について説明する。なお、図３の実線は本実施形態のオイルジェット装置１０の一例であり、破線は連通路３５に相当する通路が設けられていない球状の弁体を有する比較例のオイルジェット装置の一例である。
【００１７】
弁体３０は、油圧Ｐとコイルばね２０の付勢力に基づいて弁体３０が変位するときの位置が、閉位置、中間位置、及び開位置に切り替えられる。
＜閉位置＞
オイル流入口１４にオイルが流入して油圧Ｐが図３に示すＰ０を超えた場合、図２（ａ）に示すように、弁座１７に着座していた弁体３０が、コイルばね２０の付勢力に抗して下方に変位する。弁体３０が弁座１７から離座した直後では、凹部３４が収容部１５の内壁により閉塞されている。この状態において、オイル流入口１４から流入したオイルは、第１連通路３６から第２連通路３７を通じて凹部３４の内面に流出する。そして、このオイルは、弁体３０の下側壁部３３ｂと収容部１５の内壁とのクリアランスから僅かに漏れ出ることとなる。このため、油圧ＰがＰ≦Ｐａのときは、油圧Ｐの上昇に伴い噴射ノズル１２の噴射量が徐々に増加する。なお、油圧ＰがＰ＝Ｐａのときの弁体３０の位置は、弁体３０の下方への変位に伴って凹部３４と供給口１６とが接続される直前の位置である。このように、連通路３５の凹部３４が供給口１６に接続されていないときの弁体３０の位置を閉位置と称する。弁体３０の位置が閉位置のときの油圧Ｐの範囲は、Ｐ０≦Ｐ≦Ｐａである。
【００１８】
＜中間位置＞
次に、油圧ＰがＰａを超えた場合、すなわち、弁体３０が閉位置よりも下方に変位した場合、図２（ｂ）に示すように、閉位置において収容部１５の内壁により閉塞されていた凹部３４が供給口１６と接続される。このため、オイル流入口１４に流入したオイルが、弁体３０の連通路３５を通じて供給口１６に流入する。これにより、図３に示すように、噴射ノズル１２の噴射量が急激に上昇する。このとき、弁体３０の上側壁部３３ａと収容部１５の内壁とのクリアランスを流れるオイルの圧力損失は、弁体３０の連通路３５を流れるオイルの圧力損失よりも大きい。したがって、オイル流入口１４に流入したオイルは、弁体３０の連通路３５を通じて供給口１６内に流入しやすくなる。このように、主として連通路３５を通じて供給口１６にオイルが流入するのは、油圧ＰがＰ＝Ｐｂになるまでである。なお、油圧ＰがＰ＝Ｐｂのときの弁体３０の位置は、オイル流入口１４と供給口１６とが、弁体３０の第１半球部３１と収容部１５の内壁との隙間４０（図２（ｃ）参照）を通じて連通する直前の位置である。なお、隙間４０は、弁体３０が下方に向かって変位することにより生ずるものである。このように、連通路３５の第１連通路３６がオイル流入口１４に接続され、且つ連通路３５の凹部３４が供給口１６に接続されるときの弁体３０の位置を中間位置と称する。弁体３０の位置が中間位置のときの油圧Ｐの範囲は、Ｐａ＜Ｐ≦Ｐｂである。
【００１９】
＜開位置＞
次に、油圧ＰがＰｂを超えた場合、すなわち、弁体３０が中間位置よりも下方に変位した場合、図２（ｃ）に示すように、オイル流入口１４と供給口１６とが、弁体３０の第１半球部３１と収容部１５の内壁との隙間４０を通じて連通される。このため、オイル流入口１４に流入したオイルが、隙間４０から供給口１６に流入する。これにより、図３に示すように、噴射ノズル１２の噴射量が急激に上昇する。このように、オイル流入口１４と供給口１６とが連通された後、さらに弁体３０が下方に変位すると、凹部３４が収容部１５の内壁により閉塞されることとなる。このときのオイルの流れは、オイルの流路断面積の大きい隙間４０を通るものが支配的となる。このため、上記態様にて凹部３４が閉塞されることによる噴射ノズル１２の噴射量の変化はほとんどない。このように、弁体３０によりオイル流入口１４及び供給口１６のいずれもが閉鎖されていないときの弁体３０の位置を開位置と称する。弁体３０の位置が開位置のときの油圧Ｐの範囲は、Ｐｂ＜Ｐである。
【００２０】
ここで、弁体３０の位置が中間位置にあるときの噴射ノズル１２の噴射量は、弁体３０の位置が開位置にあるときの噴射ノズル１２の噴射量よりも少ない。これは、連通路３５の通路断面積及び通路長さや、接続部３３の上側壁部３３ａ及び下側壁部３３ｂの長さなどを、噴射ノズル１２の噴射量が制限されるように設定しているためである。
【００２１】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）弁体３０が中間位置にある場合には、弁体の位置を閉位置と開位置とにのみ切り替え可能な構成と比較して、噴射ノズル１２の噴射量を低減させることができる。これにより、オイルの噴射によるピストンの過冷却が抑制され、ピストンの熱収縮の割合が小さくなる。このため、ピストンとシリンダとの間のクリアランスが過度に大きくなることが抑制できる。したがって、燃焼室へのオイル上がりに起因するデポジットの発生を抑制できる。
【００２２】
（２）弁体３０の接続部３３には、凹部３４が全周にわたって設けられている。このため、弁体３０が第１連通路３６を中心に回動した場合であっても、弁体３０が中間位置にある場合において、凹部３４と供給口１６とが常に接続されることとなる。したがって、弁体３０の回動位置によらず所望の量のオイルを噴射することができる。
【００２３】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・１つの第１連通路３６に連通する第２連通路を接続部３３の周方向に複数設けるようにしてもよい。
【００２４】
・凹部３４を省略してもよい。この場合、弁体３０は、第２連通路３７の開口が供給口１６の開口に対向するような姿勢で収容部１５に収容されることが好ましい。
・連通路３５の通路断面積及び通路長さ、接続部３３の上側壁部３３ａ及び下側壁部３３ｂの長さを適宜変更することもできる。これにより、オイルジェット装置１０の油圧と噴射ノズル１２の噴射量との特性を変更させることができる。
【００２５】
・本発明に係る付勢部材は、コイルばね２０に限定されない。他に例えば、板ばねなどの弾性力を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０…オイルジェット装置、１１…ハウジング、１２…噴射ノズル、１３…支持部、１３ａ…貫通孔、１４…オイル流入口、１５…収容部、１６…供給口、１７…弁座、１８…プラグ、２０…コイルばね、３０…弁体、３１…第１半球部、３２…第２半球部、３３…接続部、３３ａ…上側壁部、３３ｂ…下側壁部、３４…凹部、３５…連通路、３６…第１連通路、３７…第２連通路、４０…隙間、９０…ボルト、１００…シリンダブロック、１１０…オイル通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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