(57)【要約】【課題】冷間時におけるオイル噴射を制御可能なピストンクーリングジェットを提供する。【解決手段】ピストンクーリングジェット１は、本体側流路２０を有する本体２と、ノズル側流路３０を有するノズル３と、本体側流路２０とノズル側流路３０とを連通、遮断可能な弁体４と、弁体４を付勢する付勢部材５と、を備える。付勢部材５は、ばね定数の異なる複数のばね部５０、５１を有する。弁体４は、付勢部材５の付勢力と、オイルＯの油圧の押圧力と、により駆動される。ピストンクーリングジェット１は、本体側流路２０とノズル側流路３０とを連通する開弁状態と、開弁状態に対して、付勢力が押圧力を上回ることにより弁体４が移動し、本体側流路２０とノズル側流路３０とを遮断する第一閉弁状態と、開弁状態に対して、付勢力が押圧力を下回ることにより弁体４が移動し、本体側流路２０とノズル側流路３０とを遮断する第二閉弁状態と、に切り替え可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルが流れる本体側流路を有する本体と、
ノズル側流路を有するノズルと、
該本体側流路と該ノズル側流路とを連通、遮断可能な弁体と、
該弁体を付勢する付勢部材と、
を備えるピストンクーリングジェットであって、
前記付勢部材は、ばね定数の異なる複数のばね部を有し、
前記弁体は、該付勢部材の付勢力と、前記オイルの油圧の押圧力と、により駆動され、
前記本体側流路と前記ノズル側流路とを連通する開弁状態と、
該開弁状態に対して、該付勢力が該押圧力を上回ることにより該弁体が移動し、該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第一閉弁状態と、
該開弁状態に対して、該付勢力が該押圧力を下回ることにより該弁体が移動し、該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第二閉弁状態と、
に切り替え可能なことを特徴とするピストンクーリングジェット。
【請求項２】
前記開弁状態は、前記油圧が低圧側しきい値以上高圧側しきい値以下の状態であり、
前記第一閉弁状態は、該油圧が該低圧側しきい値未満の状態であり、
前記第二閉弁状態は、該油圧が該高圧側しきい値超過の状態である請求項１に記載のピストンクーリングジェット。
【請求項３】
前記本体は、前記弁体を往復動可能に収容する収容室を有し、
該弁体は、前記開弁状態において前記本体側流路と前記ノズル側流路とを連通する連通孔と、該連通孔の往復動方向一方に配置され前記第一閉弁状態において該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第一遮断部と、該連通孔の往復動方向他方に配置され前記第二閉弁状態において該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第二遮断部と、を有する請求項１または請求項２に記載のピストンクーリングジェット。
【請求項４】
複数の前記ばね部は、直列に配置される請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のピストンクーリングジェット。
【請求項５】
前記付勢部材は、第一コイルばねと、該第一コイルばねの径方向外側に配置され該第一コイルばねよりも短軸の第二コイルばねと、を有し、
複数の前記ばね部は、径方向から見て、該第一コイルばねが単独で配置されている第一ばね部と、該第一コイルばねと該第二コイルばねとが重複して配置されている第二ばね部と、を有する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のピストンクーリングジェット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのピストンの背面にオイルを噴射することにより、ピストンを冷却するピストンクーリングジェットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンクーリングジェットは、エンジンのシリンダブロックに取り付けられている。ピストンクーリングジェットは、シリンダブロックのメインオイルギャラリに連通している。メインオイルギャラリは、エンジンのオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェットには、油圧式バルブ機構が配置されている。
【０００３】
メインオイルギャラリのオイルの油圧が所定のしきい値以上になると、ピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構が開く。このため、メインオイルギャラリのオイルが、ピストンクーリングジェットにより、ピストンの背面に噴射される。当該噴射により、ピストンが冷却される。
【０００４】
ここで、エンジンの暖機が完了しピストンが高温の場合は、ピストンクーリングジェットによりピストンを冷却する方が好ましい。しかしながら、エンジンの暖機が未完了でピストンが低温の場合（以下、「冷間時」と称す。）は、ピストンを早期に昇温させる必要がある。このため、冷間時にピストンクーリングジェットを用いてピストンを冷却すると、ピストンの昇温を阻害してしまう。また、ピストンの背面に噴射されたオイルは、クランクシャフトに落下する。ここで、冷間時においては、オイルの油温が低い。このため、オイルの粘度が高い。したがって、粘度の高いオイルがクランクシャフトに落下することになり、クランクシャフトの回転抵抗（オイルに対する攪拌抵抗）が大きくなってしまう。このような理由から、冷間時においては、オイルを噴射しない方が好ましい。しかしながら、従来のピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構は、エンジンの温度ではなく、メインオイルギャラリの油圧に応じて開閉する。このため、冷間時においても、ピストンクーリングジェットが作動してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２６１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２６５０号公報
【特許文献３】特開２００７−３２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この点に鑑み、特許文献１、２には、油圧式バルブ機構と、温度式バルブ機構と、を備えるピストンクーリングジェットが開示されている。これらの文献に記載されているピストンクーリングジェットによると、油圧式バルブ機構が、オイルの油圧に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。また、温度式バルブ機構が、オイルの温度に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。このため、冷間時においては、温度式バルブ機構が閉じることにより、オイルの噴射を停止することができる。また、エンジンの暖機完了後でピストンが高温の場合（以下、「温間時」と称す。）であって、オイルの油圧が低い場合には、温度式バルブ機構が開くものの、油圧式バルブ機構が閉じることにより、オイルの噴射を停止することができる。また、温間時であって、オイルの油圧が高い場合には、温度式バルブ機構および油圧式バルブ機構が開くことにより、オイルの噴射を許容することができる。
【０００７】
しかしながら、温度に応じて開閉するバルブ機構には、Ｎｉ−Ｔｉ系合金（形状記憶合金）製のコイルばねが用いられている。すなわち、温度に応じてばね定数が変化するコイルばねが用いられている。このため、バルブ機構、延いてはピストンクーリングジェットの製造コストが高くなってしまう。また、二つのバルブ機構（油圧式バルブ機構、温度式バルブ機構）が配置されているため、ピストンクーリングジェットの構造が複雑化してしまう。また、ピストンクーリングジェットが大型化してしまう。
【０００８】
また、特許文献３には、エンジン回転速度に応じてオイルの噴射を制御するピストンクーリングジェットが開示されている。すなわち、同文献記載のピストンクーリングジェットは、油圧式バルブ機構と、電子制御式バルブ機構（ソレノイドバルブ）と、を備えている。ソレノイドバルブは、油圧式バルブの上流側（メインオイルギャラリ側）に配置されている。同文献記載のピストンクーリングジェットによると、当該ソレノイドバルブの開閉制御により、温間時であってエンジン回転速度が高い場合に、オイルの噴射を停止することができる。
【０００９】
しかしながら、同文献には、冷間時のオイル噴射の制御に関する記載はない。また、二つのバルブ機構（油圧式バルブ機構、電子制御式バルブ機構）が配置されているため、ピストンクーリングジェットの構造が複雑化してしまう。また、ピストンクーリングジェットが大型化してしまう。また、車両の電子制御の回路構成が複雑化してしまう。
【００１０】
本発明のピストンクーリングジェットは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、冷間時におけるオイルの噴射を制御可能であって、構造が簡単で、小型化が可能なピストンクーリング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】
【００１１】
（１）上記課題を解決するため、本発明のピストンクーリングジェットは、オイルが流れる本体側流路を有する本体と、ノズル側流路を有するノズルと、該本体側流路と該ノズル側流路とを連通、遮断可能な弁体と、該弁体を付勢する付勢部材と、を備えるピストンクーリングジェットであって、前記付勢部材は、ばね定数の異なる複数のばね部を有し、前記弁体は、該付勢部材の付勢力と、前記オイルの油圧の押圧力と、により駆動され、前記本体側流路と前記ノズル側流路とを連通する開弁状態と、該開弁状態に対して、該付勢力が該押圧力を上回ることにより該弁体が移動し、該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第一閉弁状態と、該開弁状態に対して、該付勢力が該押圧力を下回ることにより該弁体が移動し、該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第二閉弁状態と、に切り替え可能なことを特徴とする。
【００１２】
本発明のピストンクーリングジェットは、本体と、ノズルと、弁体と、付勢部材と、を備えている。付勢部材は、ばね定数の異なる複数のばね部を有している。ピストンクーリングジェットは、開弁状態と、第一閉弁状態と、第二閉弁状態と、に切り替え可能である。
【００１３】
開弁状態においては、本体側流路とノズル側流路とが連通している。第一閉弁状態においては、開弁状態に対して、付勢力が押圧力を上回ることにより、弁体が移動している。このため、本体側流路とノズル側流路とが遮断されている。反対に、第二閉弁状態においては、開弁状態に対して、付勢力が押圧力を下回ることにより、弁体が移動している。このため、本体側流路とノズル側流路とが遮断されている。
【００１４】
冷間時のエンジン始動直後においては、オイルの油温が低い。このため、オイルの粘度が高く、オイルの油圧が過度に高い。したがって、従来のピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構によると、ピストンクーリングジェットが作動してしまう。つまり、ピストンにオイルを噴射してしまう。
【００１５】
この点、本発明のピストンクーリングジェットによると、油圧が低く、付勢部材の付勢力が油圧の押圧力を上回る状態（第一閉弁状態）のみならず、油圧が過度に高く、付勢部材の付勢力が油圧の押圧力を下回る状態（第二閉弁状態）においても、本体側流路とノズル側流路とを遮断することができる。このため、エンジン始動直後のオイルの油圧が過度に高い状態であっても、第二閉弁状態により、ピストンに対するオイルの噴射を遮断することができる。
【００１６】
このように、本発明のピストンクーリングジェットによると、冷間時におけるオイルの噴射を制御することができる。このため、ピストンの温度を早期に昇温させることができる。また、ピストンの過冷却を抑制することができる。また、エンジンの暖機を早期に完了させることができる。また、粘度の高いオイルがクランクシャフトに落下しにくいため、クランクシャフトの回転抵抗（オイルに対する攪拌抵抗）が大きくなるのを抑制することができる。
【００１７】
また、本発明のピストンクーリングジェットによると、温度式バルブ機構や電子制御式バルブ機構を配置する必要がない。このため、構造が簡単で、小型化が可能である。
【００１８】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記開弁状態は、前記油圧が低圧側しきい値以上高圧側しきい値以下の状態であり、前記第一閉弁状態は、該油圧が該低圧側しきい値未満の状態であり、前記第二閉弁状態は、該油圧が該高圧側しきい値超過の状態である構成とする方がよい。
【００１９】
本構成によると、油圧が低圧側しきい値以上であって高圧側しきい値以下の場合、本体側流路とノズル側流路とを連通することができる。つまり、ピストンにオイルを噴射することができる。一方、油圧が、低圧側しきい値未満の場合や高圧側しきい値超過の場合には、本体側流路とノズル側流路とを遮断することができる。つまり、オイルの噴射を停止することができる。
【００２０】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記本体は、前記弁体を往復動可能に収容する収容室を有し、該弁体は、前記開弁状態において前記本体側流路と前記ノズル側流路とを連通する連通孔と、該連通孔の往復動方向一方に配置され前記第一閉弁状態において該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第一遮断部と、該連通孔の往復動方向他方に配置され前記第二閉弁状態において該本体側流路と該ノズル側流路とを遮断する第二遮断部と、を有する構成とする方がよい。
【００２１】
本構成によると、弁体の往復動方向に沿って、第一遮断部と連通孔と第二遮断部とが並んでいる。第一遮断部により第一閉弁状態を、連通孔により開弁状態を、第二遮断部により第二閉弁状態を、それぞれ達成することができる。
【００２２】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、複数の前記ばね部は、直列に配置される構成とする方がよい。
【００２３】
例えば、直列に並ぶ二つのばね部（ただし、本構成のばね部の配置数は二つに限定しない。）に外力が加わる場合、一方のばね部のばね定数をｋ１、変形量をｘ１、他方のばね部のばね定数をｋ２（＞ｋ１）、変形量をｘ２とすると、以下の式（１）が成立する。
ｘ１／ｘ２＝ｋ２／ｋ１  ・・・式（１）
式（１）から、複数のばね部が直列に並ぶ場合、ばね定数が大きいばね部よりも、ばね定数が小さいばね部の方が、外力に対して変形しやすいことが判る。本構成によると、複数のばね部間の変形容易度の差を利用して、開弁状態、第一閉弁状態、第二閉弁状態を切り替えることができる。
【００２４】
（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記付勢部材は、第一コイルばねと、該第一コイルばねの径方向外側に配置され該第一コイルばねよりも短軸の第二コイルばねと、を有し、複数の前記ばね部は、径方向から見て、該第一コイルばねが単独で配置されている第一ばね部と、該第一コイルばねと該第二コイルばねとが重複して配置されている第二ばね部と、を有する構成とする方がよい。
【００２５】
第二ばね部は、第一コイルばねと第二コイルばねとが並列接続されることにより、形成されている。また、第一ばね部と第二ばね部とは直列接続されている。ここで、第一コイルばねのばね定数をＫ１、第二コイルばねのばね定数をＫ２とすると、第一ばね部のばね定数Ｋｔ１はＫ１となる。一方、第二ばね部のばね定数Ｋｔ２は、以下の式（２）から導出される。
Ｋｔ２＝Ｋ１＋Ｋ２  ・・・式（２）
式（２）から、第二ばね部のばね定数Ｋｔ２は、第一ばね部のばね定数Ｋｔ１よりも、大きくなる。式（２）のＫｔ１を式（１）のｋ１に、式（２）のＫｔ２を式（１）のｋ２に、それぞれ代入すると、第二ばね部よりも第一ばね部の方が、オイルの油圧の押圧力に対して、変形しやすいことが判る。
【００２６】
本構成によると、第一ばね部および第二ばね部が共に変形しないことにより、第一閉弁状態を達成することができる。また、第一ばね部および第二ばね部が共に変形することにより、第二閉弁状態を達成することができる。また、第一ばね部が変形し第二ばね部が変形しないことにより、開弁状態を達成することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、冷間時におけるオイルの噴射を制御可能であって、構造が簡単で、小型化が可能なピストンクーリングジェットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第一実施形態のピストンクーリングジェットの配置図である。
【図２】図１の枠ＩＩ内の拡大図である。
【図３】同ピストンクーリングジェットの第一閉弁状態における軸方向断面図である。
【図４】同ピストンクーリングジェットの第二閉弁状態における軸方向断面図である。
【図５】冷間時のエンジン回転速度とメインオイルギャラリの油圧との相関図である。
【図６】温間時のエンジン回転速度とメインオイルギャラリの油圧との相関図である。
【図７】第二実施形態のピストンクーリングジェットの第一閉弁状態における軸方向断面図である。
【図８】第三実施形態のピストンクーリングジェットの第二閉弁状態における軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明する。
【００３０】
＜第一実施形態＞
［ピストンクーリングジェットの配置］
まず、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置について説明する。図１に、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置図を示す。図１に示すように、エンジン９は、シリンダブロック９０と、ピストン９１と、コンロッド９２と、クランクシャフト９３と、を備えている。ピストン９１は、コンロッド９２を介して、クランクシャフト９３に接続されている。ピストン９１は、シリンダブロック９０内を、上下方向に往復動可能である。シリンダブロック９０には、メインオイルギャラリ９００が形成されている。メインオイルギャラリ９００は、エンジン９のオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェット１は、シリンダブロック９０に取り付けられている。なお、図１に示すピストンクーリングジェット１は、開弁状態である。図１に太線矢印で示すように、ピストンクーリングジェット１は、メインオイルギャラリ９００内のオイルＯを、ピストン９１の背面（下面。燃焼室と反対側の面）に噴射可能である。
【００３１】
［ピストンクーリングジェットの構成］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの構成について説明する。図２に、図１の枠ＩＩ内の拡大図を示す。図２に示すように、ピストンクーリングジェット１は、本体２と、ノズル３と、弁体４と、付勢部材５と、を備えている。
【００３２】
本体２は、鋼製であって、上方に開口する有底円筒状（カップ状）を呈している。本体２の上端は、シリンダブロック９０に固定されている。本体２の内部には、収容室２ａが区画されている。収容室２ａは、後述する弁体４の底壁により、上方の本体側流路２０と、下方の付勢部材収容室２１と、に分割されている。本体側流路２０は、図１に示すメインオイルギャラリ９００と連通している。収容室２ａの上端には、径方向内側に張り出すストッパ部２０１が形成されている。収容室２ａの底面からは、二重円状に、二つのばね座２００ａ、２００ｂが突設されている。
【００３３】
ノズル３は、鋼製であって、長軸筒状を呈している。ノズル３は、本体２の側周壁から、径方向外側に突設されている。図１に示すように、ノズル３の先端は、上方つまりピストン９１の方向を向いている。ノズル３の内部には、ノズル側流路３０が区画されている。ノズル側流路３０は、後述する弁体４により、本体側流路２０と連通、遮断可能である。
【００３４】
弁体４は、鋼製であって、上方に開口する有底円筒状を呈している。弁体４は、収容室２ａに収容されている。弁体４の底壁は、収容室２ａを、上方の本体側流路２０と、下方の付勢部材収容室２１と、に仕切っている。本体側流路２０にはオイルＯが流動している。付勢部材収容室２１は、本体側流路２０に対して、液密的に隔離されている。弁体４は、収容室２ａ内を、上下方向に往復動可能である。収容室２ａのストッパ部２０１は、弁体４が、収容室２ａから上方に脱落するのを防止している。弁体４の底壁下面からは、二重円状に、二つのばね座４０ａ、４０ｂが突設されている。弁体４の側周壁右側には、上方から下方に向かって、第二遮断部４３と、連通孔４１と、第一遮断部４２と、が並んで配置されている。
【００３５】
付勢部材５は、第一コイルばね５２と、第二コイルばね５３と、を備えている。付勢部材５は、付勢部材収容室２１に収容されている。付勢部材５は、収縮状態から自然長状態（外力が加わっていない状態）に戻る際の伸張力を利用して、弁体４を上方に付勢する。第一コイルばね５２、第二コイルばね５３は、各々、鋼製であって、上下方向に伸縮可能である。第一コイルばね５２は、弁体４のばね座４０ａと、収容室２ａのばね座２００ａと、の間に介装されている。第二コイルばね５３は、弁体４のばね座４０ｂと、収容室２ａのばね座２００ｂと、の間に介装されている。第二コイルばね５３は、第一コイルばね５２の径方向外側に配置されている。第二コイルばね５３は、第一コイルばね５２よりも、ばね定数が大きい。自然長状態において、第二コイルばね５３は、第一コイルばね５２よりも、軸長（上下方向長さ）が短い。
【００３６】
［開弁状態］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態について説明する。上述したように、第二コイルばね５３は、第一コイルばね５２よりも、ばね定数が大きい。図２に示すように、開弁状態においては、ばね定数の小さい第一コイルばね５２が、オイルＯの油圧の押圧力により、上方から圧縮されている。このため、第一コイルばね５２と第二コイルばね５３との軸長が略同じに揃っている。第一コイルばね５２および第二コイルばね５３（後述する第二ばね部５１）の上向きの付勢力と、オイルＯの油圧による下向きの押圧力と、は釣り合っている。開弁状態においては、連通孔４１を介して、本体側流路２０とノズル側流路３０とは連通している。このため、本体側流路２０からノズル側流路３０にオイルＯが流れ込む。つまり、図１に示すピストン９１に対して、オイルＯが噴射される。
【００３７】
［第一閉弁状態］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの第一閉弁状態について説明する。図３に、本実施形態のピストンクーリングジェットの第一閉弁状態における軸方向断面図を示す。なお、図３は、図２に対応している。図３に示すように、第一閉弁状態においては、付勢部材５（具体的には第一コイルばね５２）の上向きの付勢力の方が、オイルＯの油圧による下向きの押圧力よりも、大きい。このため、図２に示す開弁状態に対して、弁体４が上昇している。弁体４の上端は、ストッパ部２０１に当接している。弁体４が上昇することにより、連通孔４１の代わりに、第一遮断部４２が、本体側流路２０とノズル側流路３０との間に配置される。このため、本体側流路２０とノズル側流路３０とが遮断される。したがって、第一閉弁状態においては、本体側流路２０からノズル側流路３０にオイルＯが流れない。つまり、図１に示すピストン９１に対して、オイルＯが噴射されない。
【００３８】
第一閉弁状態において、付勢部材５は、第一ばね部５０と、第二ばね部５１と、を備えている。径方向から見て、第一ばね部５０には、第一コイルばね５２が配置されている。第二ばね部５１には、第一コイルばね５２と第二コイルばね５３とが重複して配置されている。第一ばね部５０と第二ばね部５１とは、上下方向に直列に並んでいる。また、第二ばね部５１の第一コイルばね５２と第二コイルばね５３とは、径方向に並列に並んでいる。
【００３９】
上述したように、第二コイルばね５３は、第一コイルばね５２よりも、ばね定数が大きい。このため、第二ばね部５１は、第一ばね部５０よりも、ばね定数が大きい。図２に示す開弁状態においては、ばね定数の小さい第一ばね部５０が、オイルＯの油圧による押圧力により、圧縮されている。一方、ばね定数の大きい第二ばね部５１は伸張している。
【００４０】
［第二閉弁状態］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの第二閉弁状態について説明する。図４に、本実施形態のピストンクーリングジェットの第二閉弁状態における軸方向断面図を示す。なお、図４は、図２に対応している。図４に示すように、第二閉弁状態においては、オイルＯの油圧による下向きの押圧力の方が、付勢部材５（具体的には第一コイルばね５２および第二コイルばね５３）の上向きの付勢力よりも、大きい。このため、図２に示す開弁状態に対して、弁体４が下降している。すなわち、ばね定数の小さい第一ばね部５０のみならず、ばね定数の大きい第二ばね部５１も、オイルＯの油圧による押圧力により、圧縮されている。弁体４が下降することにより、連通孔４１の代わりに、第二遮断部４３が、本体側流路２０とノズル側流路３０との間に配置される。このため、本体側流路２０とノズル側流路３０とが遮断される。したがって、第二閉弁状態においては、本体側流路２０からノズル側流路３０にオイルＯが流れない。つまり、図１に示すピストン９１に対して、オイルＯが噴射されない。
【００４１】
［ピストンクーリングジェットの冷間時の動き］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの冷間時（図１に示すエンジン９の暖機時）の動きについて説明する。図５に、冷間時のエンジン回転速度とメインオイルギャラリの油圧との相関図を示す。外気の温度は、Ｔ＝２０℃である。
【００４２】
図１に示すエンジン９を始動すると、図５に示すように、０秒から３秒までの間に、エンジン回転速度は、０ｒｐｍから１７００ｒｐｍ程度まで、急激に上昇する。また、図１に示すメインオイルギャラリ９００のオイルＯの油圧は、図５に示すように、０ｋＰａから４１０ｋＰａ程度まで、急激に上昇する。その理由は、エンジン９の始動直後は、オイルＯの油温が低く、オイルＯの粘度が高いためである。なお、図５に細線で示すように、外気の温度Ｔがさらに低い場合（極低温の場合）、オイルＯの油圧はさらに上昇する。
【００４３】
エンジン９の始動後３秒から４３秒の間においては、エンジン回転速度は、１７００ｒｐｍ程度から１０００ｒｐｍ程度まで下降する。また、オイルＯの油温は徐々に上昇し、オイルＯの粘度は低くなる。このため、オイルＯの油圧は、４１０ｋＰａ程度から３７０ｋＰａ程度まで、下降する。
【００４４】
エンジン９の始動後４３秒から５００秒の間においては、エンジン回転速度は、１０００ｒｐｍ程度から７００ｒｐｍ程度まで下降する。また、オイルＯの油温はさらに上昇し、オイルＯの粘度はさらに低くなる。このため、オイルＯの油圧は、３７０ｋＰａ程度から１７０ｋＰａ程度まで、急激に下降する。
【００４５】
エンジン９の始動後５００秒から１８００秒の間においては、エンジン回転速度は、７００ｒｐｍ程度のままである。一方、オイルＯの油温はさらに上昇し、オイルＯの粘度はさらに低くなる。このため、オイルＯの油圧は、１７０ｋＰａ程度から８０ｋＰａ程度まで、下降する。
【００４６】
エンジン９の始動後１８００秒以降は、エンジン回転速度は、７００ｒｐｍ程度のままである。また、オイルＯの油圧は、８０ｋＰａ程度のままである。このようにして、エンジン９の暖機が完了する。
【００４７】
冷間時においては、図１に示すピストンクーリングジェット１は、付勢部材５の付勢力と、オイルＯの油圧の押圧力と、のバランス状態により、上述した開弁状態と、第一閉弁状態と、第二閉弁状態と、に切り替わる。
【００４８】
具体的には、油圧が、低圧側しきい値である１７０ｋＰａ以上であって高圧側しきい値である３７０ｋＰａ以下の場合、ピストンクーリングジェット１は、図２に示す開弁状態に切り替わる。この場合、図１に示すピストン９１にオイルＯが噴射される。
【００４９】
また、油圧が１７０ｋＰａ未満の場合は、ピストンクーリングジェット１は、図３に示す第一閉弁状態に切り替わる。この場合、図１に示すピストン９１にオイルＯが噴射されない。
【００５０】
また、油圧が１７０ｋＰａ超過の場合は、ピストンクーリングジェット１は、図４に示す第二閉弁状態に切り替わる。この場合、図１に示すピストン９１にオイルＯが噴射されない。
【００５１】
このように、冷間時においては、オイルＯの油圧が低圧側しきい値（＝１７０ｋＰａ）未満の場合、および高圧側しきい値（＝３７０ｋＰａ）超過の場合に、ピストン９１に対するオイルＯの噴射を停止することができる。
【００５２】
［ピストンクーリングジェットの温間時の動き］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの温間時（図１に示すエンジン９の暖機完了後）の動きについて説明する。図６に、温間時のエンジン回転速度とメインオイルギャラリの油圧との相関図を示す。図に示すのは、油温Ｔ＝８０℃の場合と油温Ｔ＝１００℃の場合である。
【００５３】
エンジン回転速度が上昇すると、図１に示すメインオイルギャラリ９００のオイルＯの油圧は、上昇する。同じエンジン回転速度で比較すると、油温Ｔが低い方が油圧が高くなっている。その理由は、油温Ｔが低い方がオイルＯの粘度が高いからである。
【００５４】
油温Ｔ＝８０℃の場合、エンジン回転速度が１７００ｒｐｍ以上になると、油圧が１７０ｋＰａ以上になる。このため、図３に示す第一閉弁状態から図２に示す開弁状態に、ピストンクーリングジェット１が切り替わる。したがって、図１に示すピストン９１にオイルＯが噴射される。
【００５５】
油温Ｔ＝１００℃の場合、エンジン回転速度が２１００ｒｐｍ以上になると、油圧が１７０ｋＰａ以上になる。このため、図３に示す第一閉弁状態から図２に示す開弁状態に、ピストンクーリングジェット１が切り替わる。したがって、図１に示すピストン９１にオイルＯが噴射される。
【００５６】
［作用効果］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの作用効果について説明する。本実施形態のピストンクーリングジェットは、図２に示す開弁状態と、図３に示す第一閉弁状態と、図４に示す第二閉弁状態と、に切り替え可能である。図５に示すように、冷間時のエンジン９の始動直後（図５では３秒から４３秒の間）においては、オイルＯの粘度が高く、オイルＯの油圧が過度に高い（図５では３７０ｋＰａ超過）。したがって、従来のピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構によると、ピストンクーリングジェットが作動してしまう。つまり、図１に示すピストン９１にオイルＯを噴射してしまう。
【００５７】
この点、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、油圧が低く、付勢部材５の付勢力が油圧の押圧力を上回る状態（図３に示す第一閉弁状態）のみならず、油圧が過度に高く、付勢部材５の付勢力が油圧の押圧力を下回る状態（図４に示す第二閉弁状態）においても、本体側流路２０とノズル側流路３０とを遮断することができる。このため、エンジン９の始動直後のオイルＯの油圧が過度に高い状態であっても、第二閉弁状態により、ピストン９１に対するオイルＯの噴射を遮断することができる。
【００５８】
このように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、冷間時におけるオイルＯの噴射を制御することができる。このため、ピストン９１の温度を早期に昇温させることができる。また、ピストン９１の過冷却を抑制することができる。また、エンジン９の暖機を早期に完了させることができる。また、粘度の高いオイルＯがクランクシャフト９３に落下しにくいため、クランクシャフト９３の回転抵抗（オイルＯに対する攪拌抵抗）が大きくなるのを抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、温度式バルブ機構や電子制御式バルブ機構を配置する必要がない。このため、構造が簡単で、小型化が可能である。
【００６０】
また、図６に示すように、温間時においては、油温Ｔによらず、エンジン回転速度が上限まで上昇しても、油圧が高圧側しきい値（＝３７０ｋＰａ）を超えることはない。このため、図２に示す開弁状態から図４に示す第二閉弁状態に、ピストンクーリングジェット１が切り替わることはない。したがって、温間時においては、油圧が低圧側しきい値（＝１７０ｋＰａ）以上の全領域において、図１に示すピストン９１にオイルＯを噴射することができる。
【００６１】
また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、図３に示すように、第二ばね部５１は、第一コイルばね５２と第二コイルばね５３とが並列接続されることにより、形成されている。また、第一ばね部５０と第二ばね部５１とは直列接続されている。このため、式（２）から、第二ばね部５１のばね定数は、第一ばね部５０のばね定数よりも、大きくなる。したがって、式（１）から、第二ばね部５１よりも第一ばね部５０の方が、オイルＯの油圧の押圧力に対して、変形しやくなる。
【００６２】
本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、第一ばね部５０と第二ばね部５１との間の変形容易度の差を利用して、図２に示す開弁状態、図３に示す第一閉弁状態、図４に示す第二閉弁状態を切り替えることができる。具体的には、第一ばね部５０および第二ばね部５１が収縮しないことにより、図３に示す第一閉弁状態を達成することができる。また、第一ばね部５０および第二ばね部５１が収縮することにより、図４に示す第二閉弁状態を達成することができる。また、第一ばね部５０が収縮し第二ばね部５１が収縮しないことにより、図２に示す開弁状態を達成することができる。
【００６３】
＜第二実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、付勢部材が単一のコイルばねを備えている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００６４】
図７に、本実施形態のピストンクーリングジェットの第一閉弁状態における軸方向断面図を示す。なお、図３と対応する部位については、同じ符号で示す。図７に示すように、付勢部材５は、単一のコイルばね５４を備えている。コイルばね５４は、低ばね部５４ａと高ばね部５４ｂとを備えている。低ばね部５４ａは、高ばね部５４ｂよりも、ばね定数が小さい。低ばね部５４ａは、高ばね部５４ｂの下方に連なっている。ばね定数の小さい第一ばね部５０は低ばね部５４ａにより、ばね定数の大きい第二ばね部５１は高ばね部５４ｂにより、それぞれ構成されている。
【００６５】
第一閉弁状態から開弁状態（図２参照）に切り替わる場合は、第一ばね部５０だけが収縮し、第二ばね部５１は収縮しない。開弁状態から第二閉弁状態（図４参照）に切り替わる場合は、第一ばね部５０および第二ばね部５１が収縮する。
【００６６】
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のように、単一のコイルばね５４により付勢部材５を構成してもよい。逆に言えば、付勢部材５は、コイルばねの数によらず、複数のばね部を備えていればよい。
【００６７】
＜第三実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、付勢部材が単一のコイルばねを備えている点である。また、付勢部材が、伸張状態から自然長状態に戻る際の収縮力を利用して、弁体を付勢している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００６８】
図８に、本実施形態のピストンクーリングジェットの第二閉弁状態における軸方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。図８に示すように、付勢部材５は、単一のコイルばね５５を備えている。コイルばね５５の上端は、ストッパ２０２に係止されている。一方、コイルばね５５の下端は、ストッパ４４に係止されている。コイルばね５５は、弁体４に、引張方向（上方に引き上げる方向）の付勢力を加えている。
【００６９】
コイルばね５５は、低ばね部５５ａと、高ばね部５５ｂと、を備えている。低ばね部５５ａは、高ばね部５５ｂよりも、ばね定数が小さい。低ばね部５５ａは、高ばね部５５ｂの上方に連なっている。ばね定数の小さい第一ばね部５０は低ばね部５５ａにより、ばね定数の大きい第二ばね部５１は高ばね部５５ｂにより、それぞれ構成されている。
【００７０】
第二閉弁状態から開弁状態（図２参照）に切り替わる場合は、第二ばね部５１だけが収縮し、第一ばね部５０は収縮しない。開弁状態から第一閉弁状態（図３参照）に切り替わる場合は、第一ばね部５０および第二ばね部５１が収縮する。
【００７１】
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のように、付勢部材５が、伸張状態から自然長状態に戻る際の収縮力を利用して、弁体４を付勢してもよい。つまり、付勢部材５が弁体４を引っ張ってもよい。
【００７２】
＜その他＞
以上、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７３】
上記実施形態においては、図５、図６に示すように、低圧側しきい値を１７０ｋＰａに、高圧側しきい値を３７０ｋＰａに、それぞれ設定した。しかしながら、低圧側しきい値、高圧側しきい値の設定値は特に限定しない。例えば、図６に示す温間時において、ピストン９１を冷却を開始したい油圧に、低圧側しきい値を設定してもよい。また、図５に示す冷間時に到達する油圧であって、図６に示す温間時に到達しない油圧に、高圧側しきい値を設定してもよい。
【００７４】
上記実施形態における、付勢部材５のばね部（第一ばね部５０、第二ばね部５１）の配置数、位置関係は特に限定しない。第一実施形態の付勢部材５の第一コイルばね５２、第二コイルばね５３のばね定数は特に限定しない。例えば、第一コイルばね５２および第二コイルばね５３のばね定数が等しくてもよい。また、第一コイルばね５２の方が第二コイルばね５３よりもばね定数が大きくてもよい。すなわち、第二ばね部５１の方が第一ばね部５０よりもばね定数が大きければよい。また、第一コイルばね５２と第二コイルばね５３との径方向配置は、逆であってもよい。
【００７５】
第二実施形態、第三実施形態の付勢部材５のコイルばね５４、５５における、低ばね部５４ａ、５５ａと、高ばね部５４ｂ、５５ｂと、の設定方法は限定しない。線材の径、線材の断面形状、軸方向に隣り合う線材間のピッチ、線材により形成される螺旋状のコイルの径などを調整することにより、低ばね部５４ａ、５５ａと、高ばね部５４ｂ、５５ｂと、の間にばね定数の較差を設けてもよい。また、低ばね部５４ａ、５５ａと、高ばね部５４ｂ、５５ｂと、の軸方向配置は、逆であってもよい。
【００７６】
また、付勢部材５のばね部（第一ばね部５０、第二ばね部５１）を、コイルばね以外のばね（板ばね、皿ばね、空気ばねなど）により構成してもよい。また、ばね部を、ゴム、弾性発泡体などの弾性体により構成してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１：ピストンクーリングジェット、２：本体、２ａ：収容室、３：ノズル、４：弁体、５：付勢部材、９：エンジン。
２０：本体側流路、２１：付勢部材収容室、３０：ノズル側流路、４０ａ：ばね座、４０ｂ：ばね座、４１：連通孔、４２：第一遮断部、４３：第二遮断部、４４：ストッパ、５０：第一ばね部、５１：第二ばね部、５２：第一コイルばね、５３：第二コイルばね、５４：コイルばね、５４ａ：低ばね部、５４ｂ：高ばね部、５５：コイルばね、５５ａ：低ばね部、５５ｂ：高ばね部、９０：シリンダブロック、９１：ピストン、９２：コンロッド、９３：クランクシャフト。
２００ａ：ばね座、２００ｂ：ばね座、２０１：ストッパ部、２０２：ストッパ、９００：メインオイルギャラリ。
Ｏ：オイル。
【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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【図８】
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