(57)【要約】【課題】ピストンの冷却空洞を通過するオイルの流量を精度良く求める。【解決手段】ピストン９０の冷却空洞（例えば第１冷却空洞９２）を通過するオイルの流量を測定するオイル測定装置１は、ピストン９０を上下方向において往復動させる駆動部３０と、ピストン９０のオイルの流入口９１ａから離間した位置に設けられ、ピストン９０の往復動中に流入口９１ａへ向けてオイルを噴射する噴射部４０と、冷却空洞を通過したオイルが流れる内径が異なる複数の管（内管５１）を有し、ピストン９０の往復動の際に重なって配置された複数の管が上下方向に沿って相対的に移動する配管部５０と、配管部５０を通過したオイルを収容する収容部６０と、を備える。【選択図】図１
2019138632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストンの冷却空洞を通過するオイルの流量を測定するオイル測定装置であって、
前記ピストンを所定方向において往復動させる駆動部と、
前記ピストンのオイルの流入口から離間した位置に設けられ、前記ピストンの往復動中に前記流入口へ向けてオイルを噴射する噴射部と、
前記冷却空洞を通過したオイルが流れる内径が異なる複数の管を有し、前記ピストンの往復動の際に重なって配置された前記複数の管が前記所定方向に沿って相対的に移動する配管部と、
前記配管部を通過したオイルを収容する収容部と、
を備える、オイル測定装置。
【請求項２】
前記配管部は、内径が異なり半径方向において一部が重なって配置される第１管、第２管及び第３管を有し、
内径が最も小さい前記第１管及び内径が最も大きい前記第３管は、前記所定方向の一端側で前記ピストンのオイルの流出口に連結されており、
前記第１管と前記第３管の間に位置する前記第２管は、前記所定方向の他端側で筐体に連結されている、
請求項１に記載のオイル測定装置。
【請求項３】
前記第１管及び前記第３管は、前記ピストンの上下方向への往復動の際に、前記第２管に対して非接触状態で前記所定方向に移動し、
前記第１管及び前記第３管の下端部は、それぞれ前記第２管の上端部よりも下方に位置する、
請求項２に記載のオイル測定装置。
【請求項４】
前記配管部は、
前記ピストンの半径方向において外側に位置する第１冷却空洞を通過したオイルが流れる第１配管部と、
前記ピストンの半径方向において中央側に位置する第２冷却空洞を通過したオイルが流れる第２配管部とである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のオイル測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関のピストンの冷却空洞を通過するオイルを測定するオイル測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等の内燃機関のシリンダ内には、高速で上下動するピストンが設けられている。ピストン内部には、冷却用のオイルが流れる冷却空洞（クーリングチャンネルとも呼ばれる）が形成されており、オイルが冷却空洞を流れることでピストンが冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６５６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のオイルは、上下動するピストンから離れて位置する噴射部からピストンの流入口へ向けて噴射されている。このため、噴射されたオイルの一部は、ピストンの流入口へ入らず、冷却空洞を通過しない。このようなオイルの噴射方式においては、ピストンの上下動中に冷却空洞を通過するオイルの流量を精度良く求めることができなかった。
【０００５】
そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ピストンの冷却空洞を通過するオイルの流量を精度良く求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様においては、内燃機関のピストンの冷却空洞を通過するオイルの流量を測定するオイル測定装置であって、前記ピストンを所定方向において往復動させる駆動部と、前記ピストンのオイルの流入口から離間した位置に設けられ、前記ピストンの往復動中に前記流入口へ向けてオイルを噴射する噴射部と、前記冷却空洞を通過したオイルが流れる内径が異なる複数の管を有し、前記ピストンの往復動の際に重なって配置された前記複数の管が前記所定方向に沿って相対的に移動する配管部と、前記配管部を通過したオイルを収容する収容部と、を備える、オイル測定装置を提供する。
上記のオイル測定装置によれば、ピストンの往復動に連動して配管部が上下方向に沿って伸縮するので、冷却空洞を通過したオイルが、ピストンの往復動の際に適切に落下して収容部に収容される。そして、収容部に収容されたオイルの重量等を量ることで、冷却空洞を通過したオイルの流量を高精度に求めることができる。
【０００７】
また、前記配管部は、内径が異なり半径方向において一部が重なって配置される第１管、第２管及び第３管を有し、内径が最も小さい前記第１管及び内径が最も大きい前記第３管は、前記所定方向の一端側で前記ピストンのオイルの流出口に連結されており、前記第１管と前記第３管の間に位置する前記第２管は、前記所定方向の他端側で筐体に連結されていることとしてもよい。
【０００８】
また、前記第１管及び前記第３管は、前記ピストンの上下方向への往復動の際に、前記第２管に対して非接触状態で前記所定方向に移動し、前記第１管及び前記第３管の下端部は、それぞれ前記第２管の上端部よりも下方に位置することとしてもよい。
【０００９】
また、前記配管部は、前記ピストンの半径方向において外側に位置する第１冷却空洞を通過したオイルが流れる第１配管部と、前記ピストンの半径方向において中央側に位置する第２冷却空洞を通過したオイルが流れる第２配管部とであることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、ピストンの冷却空洞を通過するオイルの流量を精度良く求めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一の実施形態に係るオイル測定装置１の構成を示す模式図である。
【図２】ピストン９０が下方に移動した際のオイル測定装置１の構成を示す模式図である。
【図３】三重管構成の配管部５０の断面構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜オイル測定装置の構成＞
本発明の一の実施形態に係るオイル測定装置の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、一の実施形態に係るオイル測定装置１の構成を示す模式図である。図２は、ピストン９０が下方に移動した際のオイル測定装置１の構成を示す模式図である。なお、図１及び図２の実線の矢印はオイルの流れを示し、破線はオイルの噴射状態を示す。
【００１４】
オイル測定装置１には、内燃機関であるエンジンのピストン９０が上下方向に往復動（すなわち、上下動）可能に取り付けられている。ピストン９０には、流入部９１と、第１冷却空洞９２と、第２冷却空洞９３と、連通部９４と、第１流出部９５と、第２流出部９６とが設けられている。なお、ピストン９０は、ここでは透明の素材で構成されているため、内部のオイルの液面を把握できる。
【００１５】
流入部９１は、先端の流入口９１ａからオイルがピストン９０内に流入する通路である。第１冷却空洞９２は、ピストン９０の半径方向において外側に環状に形成された空洞である。第１冷却空洞９２は、流入部９１と連結されており、流入部９１を介してオイルが流入する。第２冷却空洞９３は、ピストン９０の半径方向において中央側に形成された空洞である。第２冷却空洞９３は、連通部９４を介して第１冷却空洞９２と連通しており、第１冷却空洞９２内のオイルが流入する。第１流出部９５は、第１冷却空洞９２と連結されており、第１冷却空洞９２内のオイルを排出するための通路である。第２流出部９６は、第２冷却空洞９３と連結されており、第２冷却空洞９３内のオイルを排出するための通路である。
【００１６】
オイル測定装置１は、ピストン９０の第１冷却空洞９２及び第２冷却空洞９３を通過するオイルの流量を測定するための測定装置である。オイル測定装置１は、図１に示すように、筐体１０と、支柱２０と、駆動部３０と、噴射部４０と、配管部５０、５５と、収容部６０、６２と、測定部７０、７２とを有する。
【００１７】
筐体１０は、オイル測定装置１の骨格を成している。筐体１０は、側壁１１、１２と、底壁１３と、上壁１４とを連結した構造となっている。
【００１８】
支柱２０は、上下動するピストン９０を支える柱である。支柱２０は、ここでは４本設けられている。なお、ピストン９０の上方に、ピストン９０を支持する支持軸が設けられていてもよい。
【００１９】
駆動部３０は、ピストン９０を上下方向において往復動させる。駆動部３０は、駆動源であるモータ３２と、動力伝達軸３４、３５とを有する。モータ３２は、筐体１０の上部に設けられている。動力伝達軸３４はモータ３２によって図１の矢印方向に回転する。動力伝達軸３５は、動力伝達軸３４に連結しており、動力伝達軸３４の回転に連動して往復動（上下動）する。動力伝達軸３５が往復動することで、動力伝達軸３５と連結したピストン９０も往復動する。
【００２０】
噴射部４０は、ピストン９０の流入口９１ａから離間した位置に設けられており、ピストン９０の往復動中に流入口９１ａへ向けてオイルを噴射するオイルジェットである。噴射部４０は、ピストン９０の往復動の際に、オイルを継続して噴射するノズル４１を有する。ノズル４１は、ピストン９０の流入口９１ａの下方に位置している。噴射部４０は、筐体１０の固定部１５に固定されている。噴射部４０には、油圧ユニット４５からオイルが供給されており、供給されたオイルを噴射している。
【００２１】
配管部５０は、第１冷却空洞９２を通過したオイルが流れる三重管を有する第１配管部である。配管部５０は、ピストン９０の往復動の際に、第１冷却空洞９２から第１流出部９５を介して落下したオイルを収容部６０へ向かって流す管路である。配管部５０においては、ピストン９０の往復動の際に、三重管が上下方向に沿って相対的に移動する。これにより、配管部５０は、図１に示すようにピストン９０が上下方向の上方に位置する際には、三重管が延びた状態となり、図２に示すようにピストン９０が上下方向の下方に位置する際には、三重管が縮んだ状態となる。これにより、ピストン９０が往復動する際に、例えば蛇腹式の管路の際に発生しうる管路の捻れを防止できる。
【００２２】
配管部５０は、三重管として、互いに半径が異なり一部が重なって配置された内管５１、中管５２及び外管５３を有する。内管５１は半径が最も小さい第１管に該当し、中管５２は内管５１と外管５３の間に位置する第２管に該当し、外管５３は半径が最も大きい第３管に該当する。
【００２３】
内管５１及び外管５３は、上下方向の一端側で第１流出部９５（具体的には流出口）に連結されている。そして、内管５１及び外管５３は、図１及び図２に示すように、ピストン９０の往復動に連動して往復動する。また、内管５１及び外管５３の下端部は、それぞれ中管５２の上端部よりも下方に位置している。なお、内管５１の下端部と外管５３の下端部は上下方向で一致している必要はなく、一方が他方よりも上下方向に移動していてもよい。
【００２４】
中管５２は、上下方向の他端側で筐体１０に連結されている。例えば、中管５２の他端側は、筐体１０の隔壁１６に固定されている。中管５２は、内管５１及び外管５３とは連結されておらず、内管５１及び外管５３の間に隙間が形成されている。このため、ピストン９０が往復動する際に、内管５１及び外管５３は、中管５２に対して非接触状態で往復動する。
【００２５】
ここで、配管部５０の三重管構成によるオイルの流れについて、図３を参照しながら説明する。
図３は、三重管構成の配管部５０の断面構成を示す模式図である。第１流出部９５から落下したオイルは、図３に示すように内管５１に続いて中管５２を通過する。この際、内管５１の下端部５１ａが中管５２の上端部５２ａよりも下方に位置するので、内管５１の下端部５１ａは、内管５１を通過するオイルが内管５１と中管５２の間の隙間５４ａから外部へ漏れることを防止できる。また、外管５３の下端部５３ａが中管５２の上端部５２ａよりも下方に位置するので、配管部５０外のオイルが外管５３と中管５２の間の隙間５４ｂから配管部５０内へ入り込むことを防止できる。このように、配管部５０を三重管構成にすることで、第１流出部９５から落下したオイルのみを収容部６０へ適切に収容することができる。なお、配管部５０外のオイルが隙間５４ｂに入り込むことを更に防止するために、下端部５３ａを中管５２の方へ折り曲げるか、シール部材を配置してもよい。
【００２６】
配管部５５は、第２冷却空洞９３を通過したオイルが流れる三重管を有する第２配管部である。配管部５５は、ピストン９０の往復動の際に、第２冷却空洞９３から第２流出部９６を介して落下したオイルが流れる管路である。配管部５５においても、ピストン９０の往復動の際に、配管部５０と同様に三重管が上下方向に沿って相対的に移動する。これにより、配管部５５は、図１に示すようにピストン９０が上下方向の上方に位置する際には、三重管が延びた状態となり、図２に示すようにピストン９０が上下方向の下方に位置する際には、三重管が縮んだ状態となる。
【００２７】
配管部５５は、三重管として、互いに半径が異なり一部が重なって配置された内管５６、中管５７及び外管５８を有する。内管５６、中管５７及び外管５８の構成は、配管部５０の内管５１、中管５２及び外管５３の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、配管部５５におけるオイルの流れも、配管部５０と同様である。
【００２８】
収容部６０は、配管部５０、５５を通過したオイルを収容する。収容部６０は、配管部５０、５５の下方（具体的には、隔壁１６の下側）に箱状に２つ設けられており、配管部５０、５５から落下したオイルが収容される。
【００２９】
収容部６２は、噴射部４０が噴射したオイルのうちピストン９０の流入部９１へ流入しなかったオイルを収容する。図１に示すようにピストン９０が上下方向において上方に位置する際には、噴射部４０が噴射されて拡散したオイルの一部は、流入部９１に入らず、筐体１０の下方へ向かって落下する。そして、落下したオイルが、収容部６２に収容される。
【００３０】
測定部７０は、２つの収容部６０に収容されたオイルの重量をそれぞれ測定する。測定部７０は、例えば底壁１３上に設けられた量りであり、量りの上に収容部６０が載置されている。測定部７０の測定結果であるオイルの重量は、体積換算されることで、オイルの流量を求めることができる。例えば、測定部７０は、第１冷却空洞９２を通過して収容部６０に収容されたオイルから、当該オイルの流量を求めることができる。
【００３１】
測定部７２は、収容部６２に収容されたオイルの重量を測定する。測定部７２は、測定部７０と同様に底壁１３上に設けられた量りであり、量りの上に収容部６２が載置されている。測定部７２の測定結果であるオイルの重量は、体積換算されることで、ピストン９０内に流入しなかったオイルの流量を求めることができる。また、測定部７０及び測定部７２の測定結果を用いることで、噴射部４０が所定時間内に噴射したオイルのうち実際にピストン９０内に流入したオイルの流量を高精度に求めることができる。
【００３２】
＜本実施形態における効果＞
上述したオイル測定装置１は、ピストン９０の第１冷却空洞９２、第２冷却空洞９３を通過したオイルが流れる内径が異なる複数の管を有する配管部５０、５５を有する。配管部５０、５５においては、ピストン９０が往復動する際に、重なって配置された複数の管（例えば三重管）が上下方向に沿って相対的に移動する。
これにより、ピストン９０の往復動に連動して配管部５０、５５が上下方向に沿って伸縮するので、第１冷却空洞９２及び第２冷却空洞９３を通過したオイルが、ピストン９０の往復動の際に適切に落下して収容部６０に収容される。そして、収容部６０に収容されたオイルの重量等を量ることで、第１冷却空洞９２及び第２冷却空洞９３を通過したオイルの流量を高精度に求めることができる。
【００３３】
なお、上記では、配管部５０、５５がそれぞれ三重管構成であることとしたが、これに限定されない。例えば、配管部５０、５５は、それぞれ二重管構成（外管５３と中管５２の組み合わせ、中管５２と内管５１との組み合わせ等）であることとしてもよい。
【００３４】
また、上記では、オイル測定装置１が２つの配管部５０、５５を有することとしたが、これに限定されない。例えば、ピストン９０内に第１冷却空洞９２のみが形成されている場合には、オイル測定装置１は配管部５０を有すればよい。
【００３５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００３６】
１    オイル測定装置
３０    駆動部
４０    噴射部
５０、５５    配管部
５１、５６    内管
５２、５７    中管
５３、５８    外管
６０    収容部
９０    ピストン
９１    流入部
９２    第１冷却空洞
９３    第２冷却空洞
【図１】
2019138632.tif 000003
【図２】
2019138632.tif 000004
【図３】
2019138632.tif 000005