(57)【要約】【課題】ボールを弁体として使用しているオイルジェット装置において、オイルの圧力が設定圧の付近で変動することでボールがふらつく現象を抑制して、騒音・振動を抑制する。【解決手段】弁室１１のうちオイル入口１２に連続した部分に、テーパ部１９と連続した小径のガイド部１８を設けて、ガイド部１８に複数条の螺旋溝２０を形成している。開弁時には、オイルが螺旋運動をしてボール１４を押すため、ボール１４は軸心回りに旋回しつつ、ガイド部１８から速やかに離反する。このため、圧力差が僅かでも、ボール１４をガイド部１８から的確に離脱させて、開弁状態を保持できる。閉弁時には、ボール１４は自身の旋回運動によって螺旋溝２０に沿って速やかに閉じ位置に移動する。いずれにしても、ボール１４がガイド部１８でふらつくことはないため、ボールの衝突による振動・騒音を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルギャラレリーに連通したオイル入口とピストンに向けてオイルを噴出させるノズルに連通したオイル出口とを有する弁室に、前記オイル入口を塞ぐボールが移動自在に配置されており、前記ボールをばねでオイル入口に向けて付勢している構成であって、
前記弁室のうち前記オイル入口に連続した部位に、弁室の他の部位よりも小径でボールの外径よりは大径のガイド部を設けて、前記ガイド部の内面に螺旋溝を形成している、
内燃機関のオイルジェット装置。
【請求項２】
前記螺旋溝は多条溝である、
請求項１に記載した内燃機関のオイルジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関において、ピストンを冷却するオイルジェット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、クランク室の上端部下面にオイルジェット装置を設けて、ピストンをオイルで冷却することは広く行われている。このオイルジェット装置では、弁体として一般にボールが使用されていて、ボールを弁室のオイル入口にばねで付勢しており、機関の回転数がある程度以上に高くなってオイルポンプによるオイルの吐出圧が設定圧を超えると、ボールがばねに抗して後退してオイルがノズルから吐出するようになっている。
【０００３】
オイルジェット装置には多くの提案が成されており、その例として特許文献１には、オイル入口をスリット状等の絞り孔の群で構成し、暖機運転のようにオイルの粘度が高い状態では流れにくくして、機関が昇温してオイルの粘度が低くなったら容易に流れるように、オイルの流通性を温度に応じて自動調節することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、機関の回転数が高くなるとオイルポンプからのリリーフオイルの量が増えることに着目して、オイルポンプからのリリーフオイルをオイルジェット装置に導くことが開示されている。この場合も、オイルジェット装置には、ボールをばねで押している弁装置が組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６４１５５号公報
【特許文献２】実開昭５８−６２１２１号のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のとおり、オイルジェット装置は、機関の回転数が設定値以上に高くなってオイルの圧力が高くなると弁が開いて（ボールが逃げ移動して）内部をオイルが流れるように設定されているが、オイルの圧力が設定値の周辺で止まっていると、ボールが僅かに動いてからばねで押されて戻り、再び動いてまた戻るという小刻みの動きを繰り返しやすい。或いは、オイル入口が僅かに開いた状態に維持されて、ボールが横に振れ動く現象も生じやすい。
【０００７】
すると、ボールがオイル入口又は内周面に小刻みに当たって振動及び騒音が発生したり、オイルの圧力変動がメインギャラリーのオイルを介してチェーンケースに伝わって、チェーンケースが膜振動して異音を発生させたりすることがあった。
【０００８】
本願発明は、かかる現状を改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者がオイルジェット装置におけるボールの動きを子細に観察したところ、ボールがオイル入口から離れたり近づいたりするにおいて、ボールは、単純に弁室の軸心に沿って移動するのではなく、弁室の軸心回りに旋回動するように振れ動きながら軸方向に移動する現象が見られた。別の見方をすると、ボールは、弁室の内面に沿って軸心回りに公転しながら軸方向に上下動しているのであり、従って、ボールは螺旋運動をしながら移動していた。本願発明は、このボールの動きに着目して成されたものである。
【００１０】
本願発明のオイルジェット装置は、オイルギャラレリーに連通したオイル入口とピストンに向けてオイルを噴出させるノズルに連通したオイル出口とを有する弁室に、前記オイル入口を塞ぐボールが移動自在に配置されており、前記ボールをばねでオイル入口に向けて付勢している、という基本構成になっている。
【００１１】
そして、請求項１の発明では、上記基本構成において、前記弁室のうち前記オイル入口に連続した部位に、弁室の他の部位よりも小径でボールの外径よりは大径のガイド部を設けて、前記ガイド部の内面に螺旋溝を形成している。請求項２の発明は、請求項１において、前記螺旋溝は多条溝になっている。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によると、開弁時には、ガイド部においてオイルは螺旋溝に沿って流れる傾向を呈するため、オイル自体が旋回流となってボールの旋回運動を助長して、ボールをばねに抗して速やかに後退させることができる。従って、僅かの圧力差であっても、ボールをオイル入口から大きく離れた開状態に迅速に移動させることができる。その結果、ボールが僅かに移動しただけで停止して、すぐにばねで戻されてオイル入口に当たって衝撃音・振動が発生する現象を抑制できる。
【００１３】
また、ガイド部を流れるオイルは旋回流になるため、ボールの強い動圧を作用させることができると共に、ガイド部は小径であってオイルの圧力も高くなっているため、オイルによるボールの押し出し機能にも優れており、この面においても、開弁時にボールをオイル入口から大きく離れた開状態に速やかに移動させて、ボールがオイル入口の近くでふらつく現象を抑制できる。
【００１４】
オイル通路の圧力が設定値により低くなってボールが戻るに際しては、ボールが螺旋溝にガイドされることで速やかに戻り移動し、オイル入口に当接する。このため、オイルによる開き方向の力とばねによる閉じ方向の力の差が小さくても、ボールを閉じ状態に速やかに移動させることができる。
【００１５】
しかも、ガイド部は小径になっているため、オイルがオイル入口からガイド部に向かうに際して抵抗が大きくなる。このため、閉状態のボールをばねに抗して押し下げにくい状態になっており、閉じ方向に戻ったボールがオイル入口の近くでふらつきながらオイルが流れ続けるという現象は発生し難く、結果として、ボールは閉じ状態に保持される。
【００１６】
更に、オイルの圧力が設定圧の近くになっている場合、螺旋溝がないと、オイル入口が僅かに開いた状態で保持されてボールが横方向にふらついて内周面に当たる現象が生じ、これによって振動や騒音が発生することがあるが、本願発明では、ボールの旋回運動が螺旋溝にガイドされることで、ボールは螺旋溝に沿ってオイル入口と反対側に押し出されるか、又は、螺旋溝に沿ってオイル入口に向かうことにより、ボールのふらつきを防止できる。
【００１７】
つまり、ボールは、自身の旋回運動（公転運動）により、螺旋溝から逃げる切るか、またはオイル入口に当接するように速やかに移動するのであり、このため、ボールがガイド部の内周面に当たったり離れたりする現象を著しく抑制できる。従って、ボールが弁室の内周面に当たることによる振動や騒音も著しく抑制できる。
【００１８】
結局、本願発明では、圧力差が小さくても、いったん開き始めたら大きく開いた状態を維持し、いったん閉じたら閉じ状態をしっかりと維持できるのであり、これにより、ボールのふらつきを無くして騒音や振動を抑制できるのである。
【００１９】
請求項２の構成を採用すると、ガイド部の内周に多くの螺旋溝を形成しつつ螺旋溝のリード角を大きくできるため、ボールのガイド機能を的確に発揮できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明の第１実施形態を示す図であり、（Ａ）はクランク軸の軸方向から見たオイルジェット装置の縦断側面図、（Ｂ）はボールを離した状態での要部断面図、（Ｃ）は閉じ状態での要部断面図である。
【図２】開き状態での要部断面図である。
【図３】閉じ状態での要部断面図である。
【図４】第２実施形態の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（Ａ）はシリンダブロック１の一部をクランク軸の軸線方向から見た断面図であり、シリンダボア２の片側でかつシリンダボア２の下端寄りの高さ位置には、クランク軸の軸線と平行に延びるメインオイル通路３が形成されている。メインオイル通路３は、トロコイドポンプ等のオイルポンプ（図示せず）の吐出口に連通している。
【００２２】
メインオイル通路３はクランク軸の軸線と平行に延びるように形成されており、メインオイル通路３からは、シリンダボア２の外側に位置したオイルジェット用枝オイル通路４が分岐している。枝オイル通路４は、メインオイル通路３に連通した小径のオリフィス状になっており、枝オイル通路４に連通した大径の取り付け穴５を設けて、取り付け穴５は、シリンダブロック１の下面のうちシリンダボア２の下端の箇所に設けた下向き平坦面６に開口させている。そして、平坦面５にオイルジェット装置７を取り付けている。
【００２３】
オイルジェット装置７は、取り付け穴５に上半分程度が嵌まる筒部８と、筒部８の露出部に設けたノズル９とを有しており、ノズル９からオイルジェットがピストン（図示せず）の下面に向けて噴出する。筒部８にはフランジ１０を設けており、フランジ１０がビス（図示せず）でシリンダブロック１の下向き平坦面６に固定されている。
【００２４】
筒部８の内部は弁室１１になっており、筒部８の上端部には、枝オイル通路４に連通したオイル入口１２が空いており、筒部８のうちフランジ１０の直下部には、ノズル９に連通したオイル出口１３が空いている。弁室１１にはオイル入口１２を塞ぐボール１４が配置されており、ボール１４はばね１５でオイル入口１２に向けて付勢されている。ばね１５は、筒部８に装着したプラグ１６で支持されており、プラグ１６には、ばね１５を位置決めすると共にボール１４の下降限度を規制するロッド１７が設けられている。
【００２５】
弁室１１のうちオイル入口１２に近い上端部は小径のガイド部１８になっており、ガイド部１８はテーパ部１９を介してオイル入口１２に連通している（テーパ部１９はガイド部１８の一部と見做してもよい。）。ガイド部１８はボール１４の外径よりは大径であり、その内周面に複数条（２条）の螺旋溝２０を形成している。
【００２６】
本実施形態では、螺旋溝２０の曲率半径はボール１４の半径よりも遥かに小さく設定している。また、各螺旋溝２０はテーパ部螺旋溝１９までかかっている。実施形態の螺旋溝２０は２条であるが、条数を増やしてリード角を大きくすることは可能である。
【００２７】
以上の構成において、機関の回転数がある程度まで上昇してメインオイル通路３の圧力が設定値を超えると、ボール１４がばね１５に抗して下降動し、これにより、ノズル９からオイルジェットが噴出する。メインオイル通路３の圧力が設定値まで低下すると、オイル入口１２はボール１４で塞がれて、ノズル９からのオイルジェットの噴出は停止する。
【００２８】
そして、メインオイル通路３の圧力が設定値の周辺に止まっていると、ボール１４が下降したりばね１５で上昇したりと振れ動いて、ボール１４がオイル入口１２に当ったり離れたたりする現象が発生することがあり、これに起因して騒音や振動が発生することがあるが、本実施形態では、螺旋溝２０を有するガイド部１８により、ボール１４の振れ動きを抑制して、振動・騒音を抑制できる。
【００２９】
すなわち、まず、開弁時について述べると、オイルはガイド部１８の螺旋溝２０に沿って流れようとするため、オイルが旋回流となってボールを軸心回りに旋回させながら押し下げることになり、このため、ボール１４をばね１５に抗して速やかに下降させることができる。従って、オイルの圧力ガ設定圧より僅かに高いだけであっても、ボール１４をオイル入口１２から大きく離れた開状態に迅速に移動させることができる（ボール１４は旋回しながらガイド部１８の下方に迅速に押しやられる。）。
【００３０】
また、ガイド部１８を流れるオイルは旋回流になるため、ボール１４の押し出し機能にも優れており、この面においても、開弁時にボール１４をオイル入口１２から大きく離すことができて、ボール１４がオイル入口１２の近くでふらつく現象を抑制できる。
【００３１】
閉弁時には、ボール１４は螺旋溝２０にガイドされることで速やかに戻り移動し、オイル入口１２に当接する。このため、オイルの圧力が設定圧よりも僅かに小さい状態であっても、ボール１４を閉じ状態に速やかに移動させることができる。
【００３２】
しかも、ガイド部１８は他の部位よりも小径であることから、オイルがオイル入口１２からガイド部１８に向かうに際しては抵抗が大きくなるため、閉状態のボール１４をばね１５に抗して押し下げにくい状態になっており、従って、閉じ方向に戻ったボール１４がオイル入口１２の近くでふらつきながらオイルが流れ続ける現象は発生し難く、結果として、ボール１４は閉じ状態に保持される。
【００３３】
また、ボール１８は旋回運動をする傾向があることから、ボール１４がガイド部１８に位置していても、ボール１４は圧力差の正負に応じて螺旋溝２０に沿って上下いずれかの方向に速やかに逃げるため、ボール１４がガイド部１８の内周面に当ったり離れたりする現象を防止できる。
【００３４】
このように、圧力差が小さくても、いったん開き始めたらボールを旋回させつつ開き方向に速やかに移動させて大きく開いた状態を維持し、いったん閉じ始めたら閉じ状態をしっかりと維持できるのであり、これにより、ボール１４のふらつきを無くして騒音や振動を抑制できるのである。また、螺旋溝２０は多条溝であるため、リード角を大きくしてオイル及びボール１４に螺旋運動を的確にサポートすることができるのである。
【００３５】
図４に示す第２実施形態では、螺旋溝２０の曲率半径をボール１４の半径と略同じに設定している。この実施形態では、螺旋溝２０のガイド機能が高くなるため、ボール１４のガイド機能がより優れていると推測される。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本願発明はオイルジェット装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  シリンダブロック
２  シリンダボア
３  メインオイル通路
４  枝オイル通路
７  オイルジェット装置
８  筒部
９  ノズル
１１  弁室
１２  オイル入口
１３  オイル出口
１４  ボール
１５  ばね
１８  ガイド部
１９  テーパ部
２０  螺旋溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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