(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、シリンダブロック７０のオイル通路７２に開口するオイル供給ポート６、シリンダ４、オイル噴射ポート１０及びオイル排出ポート１２が設けられる。シリンダ４にはピストン弁２０とスリーブ弁３０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を形成し、スリーブ弁３０は差圧室８に収容される。ピストン弁２０には差圧室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が形成される。ピストン弁２０は第１バネ１４によってオイル噴射ポート１０を塞ぐ位置に付勢され、スリーブ弁３０は第２バネ１６によってオイ排出ポート１２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５２が形成される。【選択図】図１
2013217202.tif 000002
【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、前記シリンダの側面において前記オイル噴射ポートよりも前記シリンダの底側に開口するオイル排出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し、且つ、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を備えるピストン弁と、
前記閉区画に収容されて前記シリンダの側面に沿って摺動可能なスリーブ弁と、
前記ピストン弁とスリーブ弁との間に配置されて前記オイル噴射ポートを塞ぐ位置に前記ピストン弁を付勢する第１のバネと、
前記スリーブ弁と前記シリンダの底面との間に配置されて前記オイル排出ポートを塞ぐ位置に前記スリーブ弁を付勢する第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、前記ピストン弁が前記シリンダの底側に移動したときには、前記ピストン弁による前記オイル噴射ポートの閉塞が解かれて前記オイル噴射ポートと前記オイル供給ポートとが連通するよりも先に、前記スリーブ弁による前記オイル排出ポートの閉塞が解かれて前記オイル排出ポートと前記閉区画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】
前記ボディーに取り付けられて前記オイル噴射ポートに接続された第１のオイル噴射ノズルと、
前記ボディーに取り付けられて前記オイル排出ポートに接続された第２のオイル噴射ノズルとをさらに備え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】
前記シリンダの底部から前記閉区画内に挿入され、前記スリーブ弁を貫通して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又は２に記載のオイルジェット。
【請求項４】
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３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、スリーブ弁、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、オイル噴射ポート及びオイル排出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、オイル排出ポートはシリンダの側面においてオイル噴射ポートよりもシリンダの底側に開口している。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、スリーブ弁はその閉区画に収容されてシリンダの側面に沿って摺動可能になっている。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。第１のバネはピストン弁とスリーブ弁との間に配置されてオイル噴射ポートを塞ぐ位置にピストン弁を付勢している。第２のバネはスリーブ弁とシリンダの底面との間に配置されてオイル排出ポートを塞ぐ位置にスリーブ弁を付勢している。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。さらに、第１のバネ及び第２のバネは、ピストン弁がシリンダの底側に移動したときには、ピストン弁によるオイル噴射ポートの閉塞が解かれてオイル噴射ポートとオイル供給ポートとが連通するよりも先に、スリーブ弁によるオイル排出ポートの閉塞が解かれてオイル排出ポートと閉区画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。
【００１０】
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。これによりピストン弁は開弁状態になって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。
【００１１】
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。
【００１２】
バネの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やにくく、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。
【００１３】
なお、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。また、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をリーク孔として形成することもできる。さらに、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。
【００１４】
ところで、油温が低くオイル粘度が高いときには、ピストン弁がシリンダの底側に動き始めるのに伴い閉区画内の油圧が上昇する場合がある。リーク孔から漏出するオイルの流量はオイル粘度に反比例するため、オイル粘度が高いとピストン弁の動きにリーク孔からのオイルの漏出量が追いつかず、ピストン弁によって閉区画内のオイルが圧縮されるためである。閉区画内の油圧の上昇はピストン弁の動きを鈍らせ、オイル供給ポートとオイル噴射ポートの連通を妨げることになる。
【００１５】
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、ピストン弁がオイル通路内の油圧によってシリンダの底側に押されて移動する際、ピストン弁によるオイル噴射ポートの閉塞が解かれるよりも先に、スリーブ弁によるオイル排出ポートの閉塞が解かれてオイル排出ポートと閉区画とが連通する。オイル排出ポートと閉区画とが連通することで閉区間内のオイルはオイル排出ポートから排出され、それにより閉区間内の油圧は大きく低下し、ピストン弁はオイル噴射ポートを開放する位置まで移動する。これによりピストン弁は確実に開弁状態になって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。
【００１６】
本発明に係るオイルジェットにおいては、オイル排出ポートから排出されるオイルはピストンの冷却に利用してもよい。オイル噴射ポートに接続されるオイル噴射ノズルをボディーに取り付けることで、排出オイルのピストンの冷却への利用が可能となる。オイル排出ポートはオイル噴射ポートよりも先に開くようになっているので、ピストン弁が降下してオイル噴射ポートが開くまでの間、オイル排出ポートから排出されるオイルを利用してピストンを冷却することができる。このことは閉区画内の圧力の上昇によってオイル噴射ポートが開くまでに時間を要する低油温時に特に有効である。
【発明の効果】
【００１７】
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、オイル粘度の高い低油温時であってもピストン弁を確実に開弁させてオイル噴射を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１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】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１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４】本発明の実施の形態１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１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１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２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８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】リーク孔の本数の変形例を示す図７のＢ−Ｂ線断面図に対応する図である。
【図１０】リーク孔の形状の変形例を示す図７のＢ−Ｂ線断面図に対応する図である。
【図１１】リーク孔を形成する位置の変形例を示す図７に対応する図である。
【図１２】リーク孔を形成する位置の変形例を示す図７に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
【００２０】
本発明の実施の形態１に係るオイルジェットの構成は図１及び図２を用いて説明することができる。図１の縦断面図に模式的に示すように、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７０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７０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７２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７２内の油圧は低く、回転数が高くなるにつれてオイル通路７２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７２に開口するオイル供給ポート６が形成されている。
【００２１】
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５０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。さらに、シリンダ４の側面においてオイル噴射ポート１０よりもシリンダ４の底側には、オイル噴射ポート１０とほぼ同径のオイル排出ポート１２が開口している。ボディー２には２本のオイル噴射ノズル６０，６４がロウ付けなどによって取り付けられている。そのうちの第１オイル噴射ノズル６０に形成されたオイル噴射通路６２はオイル噴射ポート１０に連通されている。そして、第２オイル噴射ノズル６４に形成されたオイル噴射通路６６はオイル排出ポート１２に連通されている。これらオイル噴射ノズル６０，６４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。
【００２２】
シリンダ４には、その入口側（オイル供給ポート６の側）から順に、ピストン弁２０、第１バネ１４、スリーブ弁３０及び第２バネ１６が収容されている。シリンダ４の入口にはピストン弁２０の弁座１８が形成されている。前述のオイル噴射ポート１０は、ピストン弁２０が弁座１８に着座したときにピストン弁２０によって閉塞される位置に形成されている。第１バネ１４と第２バネ１６はともにコイル状の圧縮バネである。これらのバネ１４，１６は、ピストン弁２０を弁座１８に着座させると同時に、スリーブ弁３０をオイル排出ポート１２を塞ぐ位置に位置させている。スリーブ弁３０のオイル排出ポート１２に対向する側には、スリーブ弁３０の内側から外側に連通する連通孔３４が形成されている。各バネ１４，１６のバネ長さは、ピストン弁２０が着座している状態において、スリーブ弁３０の連通孔３４がオイル排出ポート１２よりもオイル噴射ポート１０の側にわずかにずれるように、つまり、スリーブ弁３０の連通孔３４とオイル排出ポート１２とがぎりぎり連通しないように調整されている。また、各バネ１４，１６のバネ長さ及びバネ定数は、ピストン弁２０がシリンダ４の底側に押されて移動する際、ピストン弁２０によるオイル噴射ポート１０の閉塞が解かれるよりも先に、連通孔３４を介してオイル排出ポート１２と差圧室８とが連通するように調整されている。
【００２３】
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４２が設けられている。ストッパ４２は円柱形状を有し、シリンダ４の底部からシリンダ４内に突き出してスリーブ弁３０の中央の孔３２を貫通している。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５０によって形成されている。ホルダー５０にはストッパ４２が一体化されたプラグ４０が嵌め込まれていて、ストッパ４２はホルダー５０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５０及びプラグ４０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。
【００２４】
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。スリーブ弁３０はこの閉区間８内をシリンダ４の側面に沿って摺動する。ピストン弁２０には、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。このため、オイルジェット１００をシリンダブロック７０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、次に述べる構成によりオイル通路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。なお、スリーブ弁３０の中央の孔３２はオリフィス２２に比較すれば各段に大きいので、その前後において差圧を発生させることない。
【００２５】
差圧室８の底部はホルダー５０によって形成されているが、ホルダー５０にはストッパ４２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４２の周面との間にはわずかな隙間５２が作られている。より詳しくは、図２に示すように、ストッパ４２の周囲を囲む環状の隙間５２が作られている。この環状隙間５２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るものであって、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５２と称する。このようなリーク孔５２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７２の油圧と差圧室８の油圧との間に差圧が発生する。
【００２６】
ホルダー５０とプラグ４０との間には、リーク孔５２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５４が形成されている。オイル排出室５４は、プラグ４０に形成された複数のオイル排出孔４４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４４の総流路断面積はリーク孔５２の流路断面積よりも格段に大きい。このため、リーク孔５２からオイル排出室５４に漏出したオイルは、オイル排出室５４やオイル排出孔４４に充満することなく、オイル排出孔４４を伝って速やかにボディー２の外へ排出される。
【００２７】
次に、本実施の形態に係るオイルジェット１００の動作について図３−図６を用いて説明する。なお、これらの図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。
【００２８】
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にはオイル通路７２を流れるオイルの油圧がオイル供給ポート６側から作用する。そして、それと同時に、差圧室８内の油圧と第１バネ１４による付勢力とが逆方向からピストン弁２０に作用する。前者はピストン弁２０に対して開弁方向の力として作用し、後者は閉弁方向の力として作用する。よって、差圧室８内の油圧による力と第１バネ１４の付勢力との合力がオイル通路７２内の油圧による力以上になっていれば、図３の模式図に示すように、ピストン弁２０は着座したままオイル噴射ポート１０を塞ぐ位置に保持される。つまり、ピストン弁２０は閉弁状態に維持される。また、ピストン弁２０が移動しないことから、スリーブ弁３０も動かずオイル排出ポート１２を塞ぐ位置に保持されたままとなる。
【００２９】
オイル通路７２内の油圧による力が差圧室８内の油圧による力と第１バネ１４の付勢力との合力よりも大きくなった場合には、図４の模式図に示すように、ピストン弁２０はオイル通路７２から供給されるオイルに押されて弁座１８から離れる。すなわち、ピストン弁２０が開弁し始める。
【００３０】
このときのオイル通路７２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７２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】
2013217202.tif 000003
【００３１】
一方、差圧室８からはリーク孔５２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５２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】
2013217202.tif 000004
【００３２】
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５２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。
【００３３】
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５２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５２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を開弁させるのに必要なオイル通路７２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５２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５２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。
【００３４】
ただし、リーク孔５２から漏出するオイルの流量はオイル粘度に反比例するため、油温が低くオイル粘度が高い冷間時には、ピストン弁２０の動きにリーク孔５２からのオイルの漏出量が追いつかない場合がある。この場合、ピストン弁２０によって差圧室８内のオイルが圧縮されることになるため、ピストン弁２０がシリンダ４の底側に動き始めるのに伴い差圧室８内の油圧が上昇する。差圧室８内の油圧の上昇はオイル供給ポート１０を開く方向へのピストン弁２０の動きを鈍らせる。
【００３５】
しかし、ピストン弁２０がシリンダ４の底側に押されて移動する際には、図５の模式図に示すように、ピストン弁２０の降下によってオイル噴射ポート１０が開かれるよりも先に、スリーブ弁３０の連通孔３４を介してオイル排出ポート１２と差圧室８とが連通する。これにより、オイル供給ポート６からオイル噴射ポート１０へオイルが供給されるに先立ち、差圧室８内のオイルがオイル排出ポート１２から排出されるようになる。オイル排出ポート１２から排出されたオイルは第２オイル噴射ノズル６４からピストンに向けて噴射される。これにより、ピストン弁２０が十分に降下してオイル噴射ポート１０が開くまでの間、オイル排出ポート１２から排出されるオイルを利用してピストンを冷却することができる。
【００３６】
そして、そのままオイル排出ポート１２からのオイルの排出が続くことによって差圧室８内の油圧は大きく低下する。差圧室８内の油圧が低下することでピストン弁２０はオイル通路７２内の油圧によって押し下げられる。その結果、図６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の閉塞が解かれてオイル噴射ポート１０とオイル供給ポート６とが連通する。これにより、オイル噴射ポート１０へオイルが供給されるようになり、第１オイル噴射ノズル６０からのオイル噴射が開始される。
【００３７】
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、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が降下しにくい低油温時にはスリーブ弁３０が先に開弁して差圧室８内の油圧が下げられるので、ピストン弁２０を確実に開弁させて第１オイル噴射ノズル６０からのオイル噴射を達成することができる。さらに、差圧室８内の油圧を下げるためにオイル排出ポート１２から抜き出したオイルはピストンの冷却に利用されるので、第１オイル噴射ノズル６０からの本格的なオイル噴射が始まる前のピストン温度の上昇を防ぐことができる。
【００３８】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図を参照して説明する。
【００３９】
本発明の実施の形態２に係るオイルジェット２００の構成は図７及び図８を用いて説明することができる。図７及び図８では、図１に示す実施の形態１に係るオイルジェット１００と同じ構成或いは機能を有する要素には同じ符号を付している。本実施の形態に係るオイルジェット２００と実施の形態１に係るオイルジェット１００との相違点は差圧室８からボディー２の外へオイルを漏出させるリーク孔の形状である。本実施の形態に係るオイルジェット２００では、図７及び図８に示すように、シリンダ４の底面からボディー２の外面に通じる長細孔が形成され、それがリーク孔９０として機能するようになっている。リーク孔９０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。このように形成されたリーク孔９０から漏出するオイルの流量は、前述の式２で表されるようにオイル粘度に反比例する。なお、本実施の形態に係るオイルジェット２００では、ストッパ８２が一体化されたプラグ８０がボディー２に形成されたシリンダ４の出口に嵌め込まれ、プラグ８０によってシリンダ４の底部が形成されている。
【００４０】
長細孔であるリーク孔９０から漏出するオイルの流量は油温が低いときには少なく、油温が高いときには多くなる。このため、油温が低いほど差圧室８内の油圧は高くなって開弁圧も高くなり、油温が高いほど差圧室８内の油圧は低くなって開弁圧も低くなる。つまり、本実施の形態に係るオイルジェット２００によれば、実施の形態１と同様に、開弁圧は油温に応じて機械的に自動調整される。
【００４１】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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、次のように変形して実施することができる。
【００４２】
実施の形態２において、長細孔であるリーク孔９０の本数は１本には限定されない。例えば図９に示すようにリーク孔９０を２本形成してもよいし、より多くの本数のリーク孔９０を形成してもよい。リーク孔９０の本数は、オリフィス２２の流路断面積や差圧室８の容積などを踏まえて所望の開弁圧−油温特性が得られる本数に決定すればよい。
【００４３】
実施の形態２におけるリーク孔の形状は長細孔からスリットに変更することもできる。つまり、図１０に示すようなスリットをリーク孔９４とすることもできる。このようなスリット状のリーク孔９４であっても、そのスリット長や幅を適宜に設定することによってリーク孔９４から漏出するオイルの流量を適宜に調整することができる。また、長細孔状のリーク孔と同様、スリット状のリーク孔９４も複数形成することができる。
【００４４】
さらに、実施の形態２におけるリーク孔の位置はシリンダ４の底面から別の位置に移すこともできる。例えば図１１に示すオイルジェット３００のように、ストッパ８２の頂面からボディー２の外面に通じるリーク孔９４を形成することができる。この場合のリーク孔９４の形状は長細孔であることが好ましい。また、図１２に示すオイルジェット４００のように、シリンダ４の側面からボディー２の外面に通じるリーク孔９６を形成することもできる。この場合のリーク孔９６の形状は長細孔でもよいしスリットでもよい。
【００４５】
スリーブ弁３０に設けられている連通孔３４は無くしてもよい。その場合でも、スリーブ弁３０のオイル排出ポート１２に対する初期位置を適宜調整することにより、ピストン弁２０が降下しにくい低油温時においてスリーブ弁３０によるオイル排出ポート１２の閉塞を先に解くことができる。
【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
１２  オイル排出ポート
１４  第１バネ
１６  第２バネ
１８  弁座
２０  ピストン弁
２２  オリフィス
３０  スリーブ弁
３４  連通孔
４０  プラグ
４２  ストッパ
４４  オイル排出孔
５０  ホルダー
５２  リーク孔（環状隙間）
５４  オイル排出室
６０  第１オイル噴射ノズル
６４  第２オイル噴射ノズル
７０  シリンダブロック
７２  オイル通路
８０  プラグ
８２  ストッパ
９０，９４，９６  リーク孔（長細孔）
９２  リーク孔（スリット）
１００，２００，３００，４００  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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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