(57)【要約】【課題】油温に応じて開弁圧が機械的に自動調整されるオイルジェットを提供する。【解決手段】オイルジェット１００のボディー２には、オイル通路６２に開口するオイル供給ポート６と、一方の端部がオイル供給ポート６に連通し他方の端部は閉塞されたシリンダ４と、シリンダ４の側面に開口するオイル噴射ポート１０とが設けられる。シリンダ４にはピストン弁２０が収容される。ピストン弁２０はシリンダ４内に閉区画である差圧室８を形成する。差圧室８はピストン弁２に設けられたオリフィス２２を介してオイル供給ポート６に連通している。ピストン弁２０の外周面には差圧室８と連通する溝２４が形成されている。ピストン弁２０は第１バネ１６と第２バネ１８とによってオイル噴射ポート１０を塞ぐ位置に付勢される。さらに、ボディー２には、差圧室８からボディー２の外へオイルを漏出させるリーク孔４２が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック内のオイル通路に開口するオイル供給ポートと、一方の端部が前記オイル供給ポートに連通し他方の端部は閉塞されたシリンダと、前記シリンダの側面に開口するオイル噴射ポートとを有するボディーと、
前記シリンダに収容されて前記シリンダ内に閉区画を形成するピストン弁であって、前記閉区画を前記オイル供給ポートの側に連通させるオリフィスと、外周の少なくとも一部に形成されて前記閉区画と連通する溝とを備えるピストン弁と、
前記ピストン弁を前記オイル噴射ポートの側に付勢する第１のバネと、
前記ピストン弁を前記閉区画の側に付勢する第２のバネとを備え、
前記ボディーには、前記閉区画から前記ボディーの外へオイルを漏出させるリーク孔が形成され、
前記第１のバネ及び第２のバネは、前記オイル通路内の圧力と前記閉区画内の圧力との差圧が所定範囲内にあるときに前記オイル噴射ポートを塞ぐ位置に前記ピストン弁が位置し、前記オイル通路内の圧力と前記閉区画内の圧力との差圧が前記所定範囲の下限から外れたときに前記溝と前記オイル噴射ポートとが連通するようにバネ長さ及びバネ定数を調整されていることを特徴とするオイルジェット。
【請求項２】
前記溝は前記ピストン弁の外周全体に形成された環状の溝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。
【請求項３】
前記溝は前記ピストン弁の外周側から軸線側に向けて下側に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルジェット。
【請求項４】
前記シリンダの底部から前記閉区画内に挿入され、前記ピストン弁の移動範囲を制限する柱状のストッパをさらに備え、
前記リーク孔は前記ボディーに形成された前記ストッパを通すための孔と前記ストッパの側面との間にできた隙間であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のオイルジェット。
【請求項５】
前記隙間は前記ストッパの周囲を囲む環状の隙間であることを特徴とする請求項４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、内燃機関のピストンの冷却に用いられるオイルジェットに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダブロックには加圧されたオイルが流れるオイル通路が形成されている。オイルジェットはこのオイル通路から供給されるオイルをピストンやピストンとシリンダボアとの間に噴射し、それにより高温になったピストンを冷却する装置である。従来一般的に用いられているオイルジェットは、油圧に応じて弁を開閉させる仕組みを有している。具体的には、弁体はバネによって油圧に抗する方向に付勢されており、弁体が油圧により受ける力がバネの力を上回ったときに、弁体が弁座から離れて弁が開くようになっている。油圧は内燃機関の回転数の上昇に応じて増大する一方、回転数が高まるほどピストンの温度も高くなることから、上記仕組みによればピストンが高温になる状況でオイルを噴射してピストンを冷却し、ピストンの温度が高くない状況ではオイルの噴射を停止することで過冷却を防止することができる。
【０００３】
以下の特許文献１に記載されたオイルジェットも、油圧に応じて弁を開閉させるためのバネ機構を備えている。このオイルジェットは、さらに、油温に応じてオイルの噴射量を変化させる仕組みも有している。その仕組みとは、弁の上流に配置された絞り部材である。絞り部材には複数の絞り孔が形成されている。これらの絞り孔を通過する際にはオイルは流動抵抗を受け、その大きさはオイルの粘度が高いほど大きくなる。このため、オイルの温度が低くオイルの粘度が高いときには絞り孔を通過するオイルの流量は少なくなり、オイルの温度が高くオイルの粘度が低いときには絞り孔を通過するオイルの流量は多くなる。このような仕組みにより、油圧の上昇によって弁が開いたとき、それが機関始動直後の冷間時であれば油温が低いことからオイルの噴射量は抑制され、暖機完了後であれば油温の上昇によってオイルの噴射量は増大されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０６４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のオイルジェットは油圧だけでなく油温によっても作動状態が変化するように構成されている。油温は油圧とともにピストンの温度状態に密接に関連することから、油温にも応じてオイルジェットの作動状態が切り替わる構成によれば、単に油圧に応じて弁が開閉するだけの一般的なオイルジェットに比べて、オイルの噴射によるピストンの冷却をより適切に行うことができると考えられる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のオイルジェットには問題がある。特許文献１に記載のオイルジェットは、オイルの流路に絞り部材が配置されているため、オイルが絞り部材を通過する際に圧力損失が発生する。油温が高くなってオイルの粘度が低くなれば発生する圧力損失は小さくなるものの、絞り部材が配置されていないオイルジェットに比較すれば圧力損失は大きい。その分だけ、高温時にピストンに噴射されるオイルの噴射量は少なくなってしまう。さらに、油圧が上昇しても油温が十分に高くなるまではオイルの噴射量は抑制されるため、冷間状態の内燃機関が高回転で運転されたような場合には、ピストンが高温になっているにもかかわらず十分な量のオイルが噴射されないおそれがある。
【０００７】
以上述べた問題は、弁が開くときの開弁圧を油温に応じて変化させることで解決することができる。つまり、油温が低いときには開弁圧を高くし、油温が高くなるにつれて開弁圧を低くできれば、特許文献１に記載の各オイルジェットで生じているような問題は発生しない。ただし、その手段はあくまでも機械式のオイルジェットであることが望ましい。ソレノイドによって弁を開閉するオイルジェットであれば、油圧や油温に応じて弁の開閉を電気的に操作することができる。しかし、信頼性とコストについて勘案するならば、機械式のオイルジェットのほうが有利だからである。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、油温に応じて開弁圧が機械的に自動調整される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】
【０００９】
本発明に係るオイルジェットは少なくともボディー、ピストン弁、第１バネ及び第２バネを備えている。ボディーは内燃機関のシリンダブロックに取り付けられるオイルジェットの本体部であって、オイル供給ポート、シリンダ及びオイル噴射ポートを有している。オイル供給ポートはボディーがシリンダブロックに取り付けられたときにシリンダブロック内のオイル通路に開口するように形成されている。シリンダはその一方の端部がオイル供給ポートに連通し他方の端部は閉塞されている。オイル噴射ポートはシリンダの側面に開口している。
【００１０】
ピストン弁はシリンダに収容されてシリンダ内に閉区画を形成している。ピストン弁には閉区画をオイル供給ポートの側に連通させるオリフィスが形成されている。また、ピストン弁の外周の少なくとも一部には閉区画と連通する溝が形成されている。第１のバネはピストン弁をオイル噴射ポートの側に付勢している。第２のバネはピストン弁を閉区画の側に付勢している。第１のバネ及び第２のバネは、オイル通路内の圧力と閉区画内の圧力との差圧が所定範囲内にあるときにオイル噴射ポートを塞ぐ位置にピストン弁が位置し、オイル通路内の圧力と閉区画内の圧力との差圧が所定範囲の下限から外れたときに溝とオイル噴射ポートとが連通するようにバネ長さ及びバネ定数を調整されている。
【００１１】
さらに、本発明に係るオイルジェットにおいて、ボディーには、シリンダ内の閉区画からボディーの外へオイルを漏出させるリーク孔が形成されている。リーク孔の形状としては様々な形状を採ることができる。シリンダの底部から閉区画内に挿入され、スリーブ弁を貫通してピストン弁の移動範囲を制限する柱状のストッパをオイルジェットが備える場合には、ボディーに形成されたストッパを通すための孔とストッパの側面との間にできる隙間によってリーク孔を構成することができる。その場合のリーク孔の形状はストッパの周囲を囲む環状の隙間とすることができる。
【００１２】
本発明に係るオイルジェットが有する上記の構成によれば、ピストン弁によってオイル噴射ポートが開閉される。ピストン弁には、シリンダブロック内のオイル通路を流れるオイルの圧力と第２のバネによる付勢力とが作用すると同時に、それとは逆の方向に、閉区画内のオイルの圧力と第１のバネによる付勢力とが作用する。そして、ピストン弁が閉区画内の油圧から受ける力と第１のバネによる付勢力との合力よりも、ピストン弁がオイル通路内の油圧から受ける力と第２のバネによる付勢力との合力のほうが大きくなったとき、ピストン弁はオイル通路から供給されるオイルに押されてオイル噴射ポートを塞ぐ位置から移動する。これによりオイル噴射ポートとオイル供給ポートとが連通し、オイル噴射ポートへオイルが供給されてオイルの噴射が達成される。
【００１３】
閉区画の油圧は、オリフィスを通って閉区画に流入するオイルの流量と、リーク孔を通って閉区画から漏出するオイルの流量との関係によって変化する。本発明に係るオイルジェットにおいて、オリフィスとリーク孔とは流量を決定する因子において違いがある。流量と圧力との関係がベルヌーイの定理にしたがうオリフィスでは、オイル密度が流量を左右する。より詳しくは、オリフィスを通過してオイル噴射ポート側から閉区画内に流入するオイルの流量はオイル密度の１／２乗に反比例する。一方、ハーゲン・ポアズイユの法則によって流量が決まるリーク孔では、オイル粘度が流量を左右する。より詳しくは、リーク孔を通過してシリンダの閉区画からボディーの外部へ漏出するオイルの流量はオイル粘度に反比例する。ここで重要なことは、オイル密度とオイル粘度とでは油温に対する感度が大きく異なることである。油温の変化に対するオイル密度の変化はほとんどなく、内燃機関におけるオイルの通常温度域においては、オイル密度はほぼ一定とみなすことができる。これに対して、油温の変化に対するオイル粘度の変化は極めて大きい。オイルの油種にもよるが、冷間時のオイル粘度は暖機後のオイル粘度よりも１０倍以上高い。このため、同一の閉区画内の圧力で比較した場合、オリフィスから閉区画内に流入するオイルの流量は油温によって大きく変化しないものの、リーク孔から漏出するオイルの流量は油温が高くなるほど増大する。リーク孔から漏出するオイルの流量が大きいほど閉区画内の油圧の低下も大きい。
【００１４】
ピストン弁の位置が一定であれば第１のバネと第２のバネの各付勢力は一定であることから、ピストン弁を移動させるのに必要なオイル通路内の油圧、すなわち開弁圧は閉区画内の油圧によって決まる。暖機の完了後のように油温が高い場合には、オイル粘度が低いために閉区画内からオイルが漏れやすくなり、結果、閉区画内の圧力が低くなることから開弁圧は低くなる。一方、冷間時のように油温が低い場合には、オイル粘度が高いために閉区画内からオイルが漏れにくく、結果、閉区画内の圧力が高くなることから開弁圧も高くなる。つまり、本発明に係るオイルジェットが有する上記の構成によれば、油温が高いほど開弁圧は低く油温が低いほど開弁圧は高くなるように開弁圧は機械的に自動調整される。
【００１５】
ところで、極低温下では、閉区画内のオイル粘度が極めて高くなることによってリーク孔からのオイルの漏出が進まず、閉区画内の油圧が大きく上昇する場合がある。閉区画内の油圧の過度の上昇はオイルジェットの部品を破損させてしまうおそれがある。また、閉区画内の油圧の上昇はピストン弁の開弁方向への動きを妨げるため、極低温下ではオイル噴射が全く行われなくなるおそれもある。
【００１６】
しかし、本発明に係るオイルジェットが有する上記の構成によれば、閉区画内の油圧が大きく上昇すると、ピストン弁がオイル通路内の油圧から受ける力と第２のバネによる付勢力との合力よりも、ピストン弁が閉区画内の油圧から受ける力と第１のバネによる付勢力との合力のほうが大きくなることにより、ピストン弁はオイル供給ポートの側に移動する。これにより、ピストン弁に形成された溝を介してオイル噴射ポートと閉区画とが連通する。溝は、好ましくは、ピストン弁の外周全体に環状に形成されていることが好ましい。そうすることで、ピストン弁が回転したとしても、オイル噴射ポートと閉区画とを確実に連通させることができる。また、溝は、ピストン弁の外周側から軸線側に向けて下側に傾斜して形成されていることも好ましい。そうすることで、内燃機関の停止後も溝にはオイルが残留し、次回の始動時には残留したオイルがピストン弁とシリンダとの間の潤滑油として作用するからである。
【００１７】
オイル噴射ポートと閉区画とが溝を介して連通することで、閉区画内のオイルはオイル噴射ポートから排出される。オイル噴射ポートに排出されたオイルはピストンに向けて噴射されるので、極低温下での耐スカッフ性が担保される。また、閉区画内のオイルが外部に排出されることによって閉区画内の油圧は低下するので、油圧の過度の上昇による部品の破損も防止される。そして、閉区画内の油圧の低下によりピストン弁は再び閉区画の側に移動し、釣り合いの位置であるオイル噴射ポートを閉塞する位置にて停止する。これにより、ピストン弁の溝を介したオイル噴射は停止され、極低温下にて必要以上のオイルが噴射されることは防止される。
【発明の効果】
【００１８】
上述の通り、本発明に係るオイルジェットによれば、開弁圧を油温に応じて機械的に自動調整することができる。また、極低温下における油圧の過度の上昇を防ぎつつ適量のオイルをピストンに噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るオイルジェットの構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るオイルジェットのピストン弁の構成を示す平面図と縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るオイルジェットの動作を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るオイルジェットの動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るオイルジェットの動作を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るオイルジェットの変形例の構成を模式的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２１】
本発明の実施の形態に係るオイルジェットの構成は図１、図２及び図３を用いて説明することができる。図１の縦断面図に示すように、本実施の形態に係るオイルジェット１００は内燃機関のシリンダブロック６０に取り付けられるボディー２を備えている。シリンダブロック６０にはオイルポンプによって加圧されたオイルが流れるオイル通路６２が形成されている。オイルポンプは内燃機関のクランクシャフトから受ける動力によって駆動されるため、内燃機関の回転数が低いときにはオイル通路６２内の油圧は低く、回転数が高くなるにつれてオイル通路６２内の油圧も高くなっていく。ボディー２には、このオイル通路６２に開口するオイル供給ポート６が形成されている。
【００２２】
ボディー２には、オイル供給ポート６を入口とするシリンダ４が形成されている。シリンダ４はボディー２を貫通して形成されるが、その出口は後述するホルダー４０によって蓋をされている。これにより、シリンダ４の中には、一方の端部は開放され他方の端部は閉塞された空間が形成されている。シリンダ４の側面で入口の近くには、シリンダ４よりも小径のオイル噴射ポート１０が開口している。ボディー２にはオイル噴射ノズル５０がロウ付けなどによって取り付けられており、オイル噴射ノズル５０に形成されたオイル噴射通路５２がオイル噴射ポート１０に連通されている。オイル噴射ノズル５０の先端は内燃機関のピストンの裏面やピストンとシリンダボアとの間に向けられている。なお、図１にはオイル噴射ノズル５０は一本のみ示されているが、オイル噴射ポート１０をシリンダ４の周方向に複数形成することによって複数本のオイル噴射ノズル５０をボディー２に取り付けることもできる。
【００２３】
シリンダ４にはピストン弁２０と２つのバネ１６，１８が収容されている。シリンダ４の入口近くにはリング状のバネ座１４が取り付けられている。２つのバネ１６，１８は何れもコイル状の圧縮バネである。第１バネ１６はピストン弁２０とシリンダ４の底面との間に配置されてピストン弁２０をシリンダ４の入口の側に付勢し、第２バネ１８はピストン弁２０とバネ座１４との間に配置されてピストン弁２０をシリンダ４の底面の側に付勢している。
【００２４】
また、シリンダ４内には、ピストン弁２０の移動範囲を制限するためのストッパ３２が設けられている。ストッパ３２は円柱形状を有し、シリンダ４の底部からシリンダ４内に突き出ている。シリンダ４の底部はボディー２に埋め込まれたホルダー４０によって形成されている。ホルダー４０にはストッパ３２が一体化されたプラグ３０が嵌め込まれていて、ストッパ３２はホルダー４０に形成された孔よりシリンダ４内に挿入されている。なお、ホルダー４０及びプラグ３０はボディー２とは別ピースではあるが、ボディー２の一部とみなすことができる。
【００２５】
シリンダ４内には、ピストン弁２０とシリンダ４の側面及び底部とによって囲まれた閉区画８が形成されている。ピストン弁２０には、この閉区画８をオイル供給ポート６の側に連通させるオリフィス２２が形成されている。図２はピストン弁２０の詳細な構成を示している。図２の（ａ）はピストン弁２０を上方から見た平面図であり、図２の（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。オリフィス２２がピストン弁２０に形成されていることにより、オイルジェット１００をシリンダブロック６０に取り付けたときには閉区画８内にはオリフィス２２を介してオイルが満たされる。ただし、閉区画８の油圧には、後述するリーク孔４２の作用によりオイル通路６２の油圧に対する差圧が発生させられる。以下、この閉区画８を差圧室と称する。ピストン弁２０を支持する２つのバネ１６，１８のバネ長さ及びバネ定数は、オイル通路６２内の圧力と差圧室８内の圧力との差圧が所定範囲内にあるときにオイル噴射ポート１０を塞ぐ位置にピストン弁２０が位置するように調整されている。ここでは、オイル通路６２に油圧が発生していない内燃機関の停止状態においてピストン弁２０がオイル噴射ポート１０を塞ぐように、２つのバネ１６，１８のバネ長さ及びバネ定数の調整が行われている。
【００２６】
また、図２に示すように、ピストン弁２０の外周面の下半面には、外周全体を一周する環状の溝２４が形成されている。溝２４は、ピストン弁２０の外周側から軸線側に向けて下側に傾斜して形成されている。さらに、ピストン弁２０には、溝２４を差圧室８に連通させる連通孔２６が形成されている。図２では連通孔２６は一箇所にのみ形成されているが、複数個所に連通孔２６を形成することもできる。ピストン弁２０を支持する２つのバネ１６，１８のバネ長さ及びバネ定数は、オイル通路６２内の圧力と差圧室８内の圧力との差圧が上記の所定範囲の下限から外れたときに、ピストン弁２０が上方に移動して溝２４とオイル噴射ポート１０とが連通するように調整されている。
【００２７】
差圧室８の底部はホルダー４０によって形成されているが、ホルダー４０にはストッパ３２を差圧室８内に挿入するための孔が開けられている。その孔とストッパ３２の周面との間にはわずかな隙間４２が作られている。より詳しくは、図３に示すように、ストッパ３２の周囲を囲む環状の隙間４２が作られている。この環状隙間４２は差圧室８内のオイルをボディー２の外へ漏出させるために設けられていて、その流路断面積は差圧室８の断面積に比較すれば格段に小さく形成されている。以下、この環状隙間をリーク孔４２と称する。このようなリーク孔４２がボディー２に形成されることで、差圧室８からボディー２の外へオイルが漏れ出し、それにより差圧室８内の油圧が低下する。つまり、オイル通路６２の油圧と差圧室８の油圧との間に差圧が発生する。
【００２８】
ホルダー４０とプラグ３０との間には、リーク孔４２から漏れ出たオイルを外部へ排出するためのオイル排出室４４が形成されている。オイル排出室４４は、プラグ３０に形成された複数のオイル排出孔３４を介してボディー２の外へ連通されている。オイル排出孔３４の総流路断面積はリーク孔４２の流路断面積よりも格段に大きい。このため、リーク孔４２からオイル排出室４４に漏出したオイルは、オイル排出室４４やオイル排出孔３４に充満することなく、オイル排出孔３４を伝って速やかにボディー２の外へ排出される。
【００２９】
次に、本実施の形態に係るオイルジェット１００の動作について説明する。なお、説明に使用する図４−６中には各状態におけるオイルの流れを矢印線で示している。
【００３０】
図４は内燃機関が停止しているときのオイルジェット１００の状態を示している。内燃機関の停止状態では、オイル通路６２内の圧力と差圧室８内の圧力との間に差圧が発生しない。このため、ピストン弁２０は第１バネ１６による付勢力と第２バネ１８による付勢力とが釣り合う位置で停止する。このときのピストン弁２０の停止位置はオイル噴射ポート１０を塞ぐ位置に調整されているので、内燃機関が停止しているときにオイル噴射ノズル５０からオイルが排出されることはない。
【００３１】
内燃機関が始動された場合は、オイルポンプによってオイル通路６２内のオイルが加圧されることにより、ピストン弁２０にはオイル通路６２内の油圧がオイル供給ポート６側から作用するようになる。また、ピストン弁２０のオリフィス２２を通って差圧室８にオイルが流入することにより、差圧室８内でも油圧が上昇していく。オイル通路６２内の油圧による力と第２バネ１８による付勢力との合力はピストン弁２０に対して開弁方向の力として作用し、差圧室８内の油圧による力と第１バネ１６による付勢力との合力はピストン弁２０に対して開弁を妨げる方向の力として作用する。これらの２つの方向の力がピストン弁２０に作用することにより、ピストン弁２０は２つの力が釣り合う位置に移動していく。具体的には、オイル通路６２内の油圧の上昇に伴い、オイル通路６２内の油圧と差圧室８内の油圧との間の圧力差が拡大するにつれて、ピストン弁２０はシリンダ４の底側に徐々に押し下げられていく。
【００３２】
そして、オイル通路６２内の油圧と差圧室８内の油圧との間の圧力差がさらに拡大し、オイル通路６２内の油圧と差圧室８内の油圧との差圧が上記の所定範囲の上限を超えると、図５の模式図に示すように、ピストン弁２０によるオイル噴射ポート１０の閉塞は解除される。これによりオイル噴射ポート１０とオイル供給ポート６とが連通し、オイル噴射ポート１０へオイルが供給されてオイルノズル５０からのオイル噴射が達成される。
【００３３】
このときのオイル通路６２内の油圧、すなわち、開弁圧は差圧室８内の油圧によって決まる。差圧室８内の油圧は差圧室８に入るオイルの流量と差圧室８から出るオイルの流量との関係によって変化する。差圧室８にはオリフィス２２を通ってオイルが流入するため、その流量Ｑ１は次の式１で表されるようにベルヌーイの定理にしたがう。つまり、オリフィス２２を通過するオイルの流量Ｑ１はオイル通路６２内の油圧ＰM/Gと差圧室８内の油圧ＰINとの差圧の１/２乗に比例し、オイル密度ρの１／２乗に反比例する。なお、式１においてＣは流量係数、Ａはオリフィス２２の流路断面積である。
【数１】
2013249742.tif 000003
【００３４】
一方、差圧室８からはリーク孔４２を通ってオイルが漏出するため、その流量Ｑ２は次の式２で表されるようにハーゲン・ポアズイユの法則にしたがう。つまり、リーク孔４２を通過するオイルの流量Ｑ２は差圧室８内の油圧ＰINと大気圧ＰOUTとの差圧に比例し、オイル粘度ηに反比例する。なお、式２においてＢは係数である。
【数２】
2013249742.tif 000004
【００３５】
上記の２つの式から分かるように、オリフィス２２を通過するオイルの流量にはオイル密度が影響するが、リーク孔４２を通過するオイルの流量にはオイル粘度が影響する。オイル密度とオイル粘度はともに油温の影響は受けるものの、その感度は大きく異なる。すなわち、油温の変化に対するオイル密度の変化はほとんどなく、冷間時から暖機の完了までの温度域においてオイル密度はほぼ一定であるのに対し、油温の変化に対するオイル粘度の変化は極めて大きい。オイルの油種にもよるが、冷間時のオイル粘度は暖機後のオイル粘度よりも１０倍以上高い。
【００３６】
このような油温に対するオイル密度とオイル粘度の各特性により、オリフィス２２から差圧室８内に流入するオイルの流量は油温によって大きく変化しないものの、リーク孔４２から漏出するオイルの流量は油温が高くなるほど増大する。リーク孔４２から漏出するオイルの流量が大きいほど差圧室８内の油圧は低下し、ピストン弁２０によるオイル噴射ポート１０の閉塞を解除するのに必要なオイル通路６２内の油圧、すなわち開弁圧は低下する。よって、暖機完了後のように油温が高い場合には、リーク孔４２からオイルが漏れやすいために開弁圧は低く、冷間時のように油温が低い場合には、リーク孔４２からオイルが漏れにくいために開弁圧は高くなる。つまり、本実施の形態に係るオイルジェット１００によれば、開弁圧は油温が高いほど低く油温が低いほど高くなるように機械的に自動調整される。
【００３７】
ところで、例えば−３０℃のような極低温下で内燃機関を始動すると、差圧室８内のオイル粘度が極めて高くなることによってリーク孔４２からのオイルの漏出が進まず、差圧室８内の油圧が大きく上昇する可能性がある。差圧室８内の油圧の過度の上昇は関係する部品を破損させてしまうおそれがある。また、差圧室８内の油圧の上昇はピストン弁２０の開弁方向への動きを妨げるため、極低温下ではオイル噴射が全く行われなくなるおそれもある。冷間時はピストンの過冷却を防止するためにオイル噴射は控えたいが、ピストンとシリンダボアとの間にオイルが全く無くなってしまうと耐スカッフ性が低下してしまう。
【００３８】
上記の課題に鑑みてなされた工夫が、ピストン弁２０の外周面に差圧室８と連通する溝２４を形成するとともに、ピストン弁２０を上下の方向から２つのバネ１６，１８で支持することである。
【００３９】
極低温下にて差圧室８内の油圧が大きく上昇した場合、本実施の形態に係るオイルジェット１００の構成によれば、ピストン弁２０がオイル通路６２内の油圧から受ける力と第２バネ１８による付勢力との合力よりも、ピストン弁２０が差圧室８内の油圧から受ける力と第１バネ１６による付勢力との合力のほうが大きくなることにより、ピストン弁２０はオイル供給ポート６の側に押し上げられる。
【００４０】
ピストン弁２０の外周面の下半面には溝２４が形成されているので、ピストン弁２０が押し上げられると、図６の模式図に示すように、今までシリンダ４の側面に塞がれていた溝２４がオイル噴射ポート１０と連通するようになる。溝２４はピストン弁２０の外周全体に環状に形成されているので、ピストン弁２０が回転したとしても、ピストン弁２０が押し上げられれば溝２４は必ずオイル噴射ポート１０と連通する。ピストン弁２０には溝２４を差圧室８に連通させる連通孔２６が形成されていることから、溝２４とオイル噴射ポート１０とが連通することにより、溝２４を介して差圧室８とオイル噴射ポート１０とが連通するようになる。これにより、圧力が高まっている差圧室８のオイルは溝２４を通ってオイル噴射ポート１０に排出され、オイル噴射ノズル５０からピストンへ向けてオイルが噴射される。
【００４１】
差圧室８のオイルがオイル噴射ポート１０に排出されることにより、差圧室８内の油圧は直ぐに低下する。これにより、差圧室８内の油圧の過度の上昇による関係部品の破損は防止される。また、オイル噴射ポート１０に排出されたオイルはピストンやピストンとピストンボアとの間に向けて噴射されるので、極低温下での耐スカッフ性が担保される。さらに、差圧室８内の油圧の低下によりピストン弁２０は再びシリンダ４の底側へ押し下げられ、冷間時の釣り合いの位置であるオイル噴射ポート１０を閉塞する位置にて停止する。これにより、差圧室８内のオイルがピストン弁２０の溝２４を介してオイル噴射ポート１０に排出されることは停止され、極低温下にて必要以上のオイルが噴射されることは防止される。
【００４２】
以上のように、本実施の形態に係るオイルジェット１００によれば、ピストン弁２０の開弁圧を油温に応じて機械的に自動調整することができる。また、ピストン弁２０に形成された溝２４の効果により、極低温下において油圧の過度の上昇を防ぎつつ適量のオイルをピストンに噴射することができる。さらに、溝２４はピストン弁２０の外周側から軸線側に向けて下側に傾斜して形成されているので、内燃機関の停止後も溝２４にはオイルが残留し、残留したオイルが次回の始動時にピストン弁２４とシリンダ４との間の潤滑油として機能するという効果も得られる。
【００４３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、リーク孔の形状は、ストッパの頂面或いは側面からボディーの外面に通じる長細孔であってもよい。或いは、シリンダの底面或いは側面からボディーの外面に通じる長細孔やスリットをリーク孔として形成することもできる。
【００４４】
また、図７に模式的に示す構成のオイルジェット１００′を採用することもできる。図７に示すオイルジェット１００では、オイル噴射ポート１０とは別に、シリンダ４の側面に開口するオイル排出ポート１２が設けられている。シリンダ４の側面におけるオイル排出ポート１２の位置は、オイル噴射ポート１０よりもシリンダ４の底に近い位置である。ピストン弁２０の大きさは、オイル噴射ポート１０とオイル排出ポート１２の両方を同時に塞ぐことができる大きさとされている。ピストン弁２０がオイル噴射ポート１０とオイル排出ポート１２の両方を塞ぐ所定位置にある状態でオイル排出ポート１２の下側に溝２４が位置するように、ピストン弁２０の外周面における溝２４の形成位置が決定されている。
【００４５】
図７に示すオイルジェット１００′の構成によれば、差圧室８内の油圧が高まってピストン弁２０が押し上げられたときには、溝２４を介して差圧室８とオイル排出ポート１２とが連通する。これにより、差圧室８のオイルは溝２４を通ってオイル排出ポート１２から排出されるので、差圧室８内の油圧の過度の上昇による関係部品の破損は防止される。図７に示すオイルジェット１００′の構成は、極低温時でもオイルの供給の必要がない場合、つまり極低温時における耐スカッフ性が他の手段にて担保されている場合に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
２  ボディー
４  シリンダ
６  オイル供給ポート
８  差圧室
１０  オイル噴射ポート
１４  バネ座
１６  第１バネ
１８  第２バネ
２０  ピストン弁
２２  オリフィス
２４  溝
２６  連通孔
３０  プラグ
３２  ストッパ
３４  オイル排出孔
４０  ホルダー
４２  リーク孔（環状隙間）
４４  オイル排出室
５０  オイル噴射ノズル
５２  オイル噴射通路
６０  シリンダブロック
６２  オイル通路
１００  オイルジェット
【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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