(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のオイル流路からオイルが流入する中空部を備える本体と、
前記中空部に流入したオイルをピストンに向けて噴射するノズルと、
前記中空部に設けられ、オイル圧が設定圧以下の場合に閉じて前記オイル流路と前記中空部との連通を遮断するオイル圧式遮断手段と、を備えるオイルジェットにおいて、
前記オイル圧式遮断手段は、前記オイル流路に面して設けられて前記オイル流路と前記中空部とを接続する内部流路を備え、
前記内部流路が前記オイル流路に面する表面に、オイル温が設定温度以下の場合に閉じて前記オイル流路と前記内部流路との連通を遮断するオイル温式遮断手段が設けられていることを特徴とするオイルジェット。
【請求項２】
前記設定温度は５０℃であり、前記設定圧は１５０ｋＰａであることを特徴とする請求項１に記載のオイルジェット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルジェットに関し、より詳細には、オイルの噴射によってピストンの冷却を行うオイルジェットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、内燃機関のオイル流路からオイルが流入する中空部と、当該中空部に流入した冷却用のオイルをピストンに向けて噴射するノズルと、当該中空部に設けられ、オイル圧によって開閉する圧力開閉式の第１バルブ機構とを備えるオイルジェットにおいて、第１バルブ機構よりもオイル流れ方向の上流側（つまり、オイル流路側の中空部）に、オイル温によって開閉する感温開閉式の第２バルブ機構を設けたオイルジェットが開示されている。このオイルジェットにおいて、第２バルブ機構には、低温時に縮む性質を有する形状記憶合金バネが用いられている。形状記憶合金バネが収縮すると、上記第２バルブ機構が作動するので上記オイル流路から上記中空部内へのオイル流入が遮断される。そのため、上記オイルジェットによれば、オイル温が低いときにピストンへのオイル噴射を禁止できる。従って、例えば機関始動直後に低温オイルによってピストンが過冷却されるのを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０１２６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記オイルジェットは、形状記憶合金バネの性質上、オイル温が高温まで上昇しないとオイル噴射できないという欠点を有する。つまり、オイル圧が高圧であっても、オイル温が低い場合にはオイル噴射が禁止されてしまう。ここで、ピストンの温度上昇速度は、オイル温の上昇速度と完全に一致するものではない。例えばエンジン始動後や暖機途中での急加速、高負荷登坂走行の際には、オイル温の上昇よりも短時間でピストンが高温化する場合がある。そのため、ピストンが高温化しているにも関わらず、オイル温が低いという理由でオイル噴射が禁止されてしまえば、ピストンの焼き付きや溶損といった不具合が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、ピストンの温度上昇に的確に対応したオイル噴射が可能なオイルジェット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】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、
内燃機関のオイル流路からオイルが流入する中空部を備える本体と、
前記中空部に流入したオイルをピストンに向けて噴射するノズルと、
前記中空部に設けられ、オイル圧が設定圧以下の場合に閉じて前記オイル流路と前記中空部との連通を遮断するオイル圧式遮断手段と、を備えるオイルジェットにおいて、
前記オイル圧式遮断手段は、前記オイル流路に面して設けられて前記オイル流路と前記中空部とを接続する内部流路を備え、
前記内部流路が前記オイル流路に面する表面に、オイル温が設定温度以下の場合に閉じて前記オイル流路と前記内部流路との連通を遮断するオイル温式遮断手段が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記設定温度は５０℃であり、前記設定圧は１５０ｋＰａであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、オイル圧式遮断手段の内部通路が内燃機関のオイル通路に面する表面に、当該内部通路と当該オイル流路との連通を遮断するオイル温式遮断手段が設けられているので、オイル温が低い場合であってもオイル圧が高ければオイル流路と中空部とを連通してピストンにオイルを噴射できる。そのため、エンジン始動後の急加速によりオイル圧が高くなるような場合には、オイル温の上昇を待たずにピストンを冷却できる。一方、オイル圧が低い場合には、オイル温の上昇に応じたオイル噴射ができるので、ピストンの過冷却をも防止できる。よって、本発明によれば、ピストンの温度に的確に対応したオイル噴射が可能となるので、ピストン信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態のオイルジェット１０を備える内燃機関の構成を説明するための模式図である。
【図２】オイルジェット１０の断面模式図である。
【図３】中油温域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。
【図４】低油温、中油圧域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。
【図５】中油温、中油圧域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。
【図６】低油温、低油圧域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。
【図７】実施形態のオイルジェット１０のオイル噴射可能領域を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［オイルジェットの構造］
以下、図１乃至図７を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態のオイルジェット１０を備える内燃機関の構成を説明するための模式図である。図１に示すように、内燃機関１２は、内部にピストン１４を有するシリンダブロック１６を備えている。シリンダブロック１６の下端部付近には、図示しないオイルポンプから吐出されたオイルが流れるオイル通路１８が形成されている。なお、本実施形態において、当該オイルポンプには、エンジン回転により駆動し、所定の吐出圧力・流量特性を有する機械式のオイルポンプを用いるものとする。
【００１１】
オイルジェット１０は、オイル通路１８のピストン１４内面方向に噴射可能な位置に取り付けられている。図２は、オイルジェット１０の断面模式図である。オイルジェット１０は、オイルジェット本体２０と、オイルジェット本体２０にろう付け等により取り付けられたオイルノズル２２とを備えている。オイルジェット本体２０には、内部流路２４が形成されている。内部流路２４は、オイルノズル２２の内部流路であるオイル噴射通路２６と連通している。
【００１２】
内部流路２４には、上下移動することで内部流路２４を開閉する圧力系圧力弁２８が設けられている。圧力系圧力弁２８は、弾性部材３０（例えばコイルスプリング）によって内部流路２４を閉じる方向に付勢されている。但し、圧力系圧力弁２８よりも上流側のオイル圧が設定圧ＰＯＩＬ（例えば１５０ｋＰａ）以上に上昇すると、弾性部材３０による付勢力を上回る力が加わるので圧力系圧力弁２８が下方に移動する。圧力系圧力弁２８が下方移動すると内部流路２４が開く。内部流路２４が開けば、オイル噴射通路２６とオイル通路１８とが内部流路２４を介して連通する。弾性部材３０の下方には、圧力系圧力弁２８と弾性部材３０とを支持する圧入などで固定するアダプタ３２が設けられている。
【００１３】
圧力系圧力弁２８には、その中心部を貫通する内部流路３４が形成されている。また、内部流路３４の上方には、感温変形部材３６（例えば形状記憶合金、バイメタル）が設けられている。感温変形部材３６は内部流路３４を閉塞するように設けられている。但し、オイル通路１８を流れるオイル温が設定温度ＴＯＩＬ（例えば５０℃）以上に上昇すると、感温変形部材３６が変形するので内部流路３４の閉塞状態が解除される。内部流路３４の閉塞状態が解除された場合は、オイル噴射通路２６とオイル通路１８とが内部流路２４，３４を介して連通する。
【００１４】
［オイルジェットの動作］
次に、図３乃至図６を参照しながら、オイルジェット１０の動作について、オイル温（以下「油温」ともいう。）およびオイル圧（以下「油圧」ともいう。）に対応させつつ説明する。なお、以下の説明において、低油温域および中油温域は、設定温度ＴＯＩＬを境界とする２つの温度領域を表すものとし、低油圧域および中油圧域は、設定圧ＰＯＩＬを境界とする２つの圧力領域を表すものとする。
【００１５】
図３は、中油温域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。図３に示すように、中油温域においては、感温変形部材３６が変形し内部流路３４の閉塞状態が解除される。そのため、図３に矢印で示すように、オイル通路１８を流れるオイルは、内部流路３４，２４を経由してオイル噴射通路２６に流入する。オイル噴射通路２６に流入したオイルは、オイルノズル２２からピストン１４の内面に向けて噴射される。なお、中油温域よりも高油温の高油温域におけるオイルジェット１０の動作は、本図と同様である。
【００１６】
図４は、低油温、中油圧域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。低油温域においては、感温変形部材３６は内部流路３４を閉塞するので、オイル通路１８から内部流路３４にオイルが流入することはない。一方、中油圧域では、圧力系圧力弁２８が下方移動する。そのため、図４に矢印で示すように、オイル通路１８を流れるオイルは、圧力系圧力弁２８の下方移動により形成された隙間を通って内部流路２４に流入し、オイル噴射通路２６に流入する。オイル噴射通路２６に流入したオイルは、オイルノズル２２からピストン１４の内面に向けて噴射される。なお、中油圧域よりも高油圧の高油圧域、かつ、低油温域におけるオイルジェット１０の動作は、本図と同様である。
【００１７】
図５は、中油温、中油圧域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。図３において説明したように、中油温域においては、感温変形部材３６が変形し内部流路３４の閉塞状態が解除される。また、図４において説明したように、中油圧域では、圧力系圧力弁２８が下方移動する。そのため、図５に示すように、オイル通路１８を流れるオイルは、内部流路２４および内部流路３４をそれぞれ経由してオイル噴射通路２６に流入する。オイル噴射通路２６に流入したオイルは、オイルノズル２２からピストン１４の内面に向けて噴射される。なお、高油温かつ中油圧域、中油温かつ高油圧域、および高油温かつ高油圧域におけるオイルジェット１０の動作は、本図と同様である。
【００１８】
図６は、低油温、低油圧域におけるオイルジェット１０の動作を説明するための図である。図４において説明したように、低油温域においては、感温変形部材３６は内部流路３４を閉塞する。また、低油圧域においては、圧力系圧力弁２８の付勢状態が保たれる。そのため、オイル通路１８を流れるオイルは内部流路２４，３４に流入することはない。よって、ピストン１４内面へのオイル噴射は行われない。
【００１９】
続いて、図７を参照しながら、本実施形態のオイルジェット１０による噴射特性について説明する。図７は、本実施形態のオイルジェット１０のオイル噴射可能領域を示した図である。本図から分かるように、本実施形態のオイルジェット１０によれば、中油温以上の油温域においてピストン１４にオイル噴射が可能となる（領域(i)）。例えば高油温域においては、ピストン１４が高温化しているにもかかわらず、オイル粘性の低下に伴い油圧が低下する場合がある。この点、本実施形態のオイルジェット１０によれば、油圧が低い場合でも当該領域でオイルを噴射できるので、確実にピストン１４を冷却できる。
【００２０】
また、本実施形態のオイルジェット１０によれば、低油温の油温域、かつ、中油圧以上の油圧域においてもピストン１４にオイル噴射が可能となる（領域(ii)）。ピストン１４の温度は、内燃機関１２の爆発回数（即ちエンジン回転数）やスロットル開度と相関があり、当該爆発回数が多くまたはスロットル開度が大きければピストン１４の温度が上昇する。例えばエンジン始動後や暖機途中での急加速、高負荷登坂走行の際には、油温の上昇よりも短時間でピストン１４が高温化する場合がある。この点、本実施形態のオイルジェット１０によれば、油圧が中圧〜高圧となる場合に対応する当該領域においてオイルを噴射できるので、油温が低い場合でも確実にピストン１４を冷却できる。
【００２１】
また、本実施形態のオイルジェット１０によれば、中油温以上の油温域、かつ、中油圧以上の油圧域においてもピストン１４にオイル噴射が可能となる（領域(iii)）。例えば暖機後の高負荷走行の際には、ピストン１４が高温化する。この点、本実施形態のオイルジェット１０によれば、内部流路２４、内部流路３４という２つの内部流路をそれぞれ経由させてオイルを噴射できるので、確実にピストン１４を冷却できる。
【００２２】
また、本実施形態のオイルジェット１０によれば、低油温域、かつ、低油圧域においてピストン１４にオイル噴射を禁止できる（領域(iv)）。例えば時速３０ｋｍ位までの一定速度軽負荷走行時やアイドリング時には、ピストン１４はそれほど高温化しない。この点、本実施形態のオイルジェット１０によれば、このような冷却不要領域において、オイル噴射によるピストン１４の過冷却を防止できる。
【００２３】
このように、本実施形態のオイルジェット１０によれば、ピストン１４の温度に的確に対応したオイル噴射が可能となる。従って、ピストン信頼性を向上できる。
【００２４】
ところで、上記実施形態においては、設定圧ＰＯＩＬとして１５０ｋＰａ、設定温度ＴＯＩＬとして５０℃をそれぞれ例示しているが、これは、内燃機関の運転状態に適合させた固有値であり、数値そのものを限定するものではない。即ち、本発明においては、弾性部材３０や感温変形部材３６を適宜選択することにより、これら設定値の近傍の値に設定することも可能である。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、内部流路２４が上記第１の発明における「中空部」に、圧力系圧力弁２８、弾性部材３０、アダプタ３２が上記第１の発明における「オイル圧式遮断手段」に、内部流路３４が上記第１の発明における「内部流路」に、感温変形部材３６が上記第１の発明における「オイル温式遮断手段」に、それぞれ相当している。
【符号の説明】
【００２６】
１０  オイルジェット
１２  内燃機関
１４  ピストン
１６  シリンダブロック
１８  オイル通路
２０  オイルジェット本体
２２  オイルノズル
２４，３４  内部流路
２６  オイル噴射通路
２８  圧力系圧力弁
３０  弾性部材
３２  アダプタ
３６  感温変形部材
【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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【図６】
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【図７】
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