(57)【要約】【課題】予定したタイミングで冷却対象にオイルを噴射し得るオイルジェットを提供する。【解決手段】オイルジェット１０では、コイルばね４０は、ボール３０に当接するボール側端４１がボール３０の表面形状に合わせて巻回径が拡がる蔓巻状に一巻き以上巻回されている。これにより、ボール３０には、コイルばね４０のボール側端４１において二巻き以上のばね端部が当接する。そのため、コイルばね４０のばね端部の一巻きだけがボール３０に当接している場合に比べて、ボール３０はコイルばね４０の径方向に移動することが難しくなる。したがって、ボール３０の揺動が起こり難くなることから、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０やボール３０の摩耗を抑えることが可能になる。よって、経時変化によるボール弁の開弁圧の低下が抑制されるため、予定したタイミングで冷却対象にオイルを噴射することができる。【選択図】図１
2016035207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧オイルが流入する導入路、前記導入路に流入したオイルが流れ込む圧力室、および、前記導入路と前記圧力室の間に介在する弁シート、がそれぞれ形成される弁ボディと、
前記弁ボディの圧力室に収容されており前記弁シートに着座すると前記導入路と前記圧力室の間の連通を遮断するボールと、
前記弁ボディの圧力室に収容されており一端側が前記圧力室の底部に当接し他端側が前記ボールに当接して前記ボールを前記弁シートの着座方向に付勢するコイルばねと、
を備え、前記導入路に流入するオイルのオイル圧が前記コイルばねの付勢力を超えた場合に前記弁シートから前記ボールが離座してオイルが前記圧力室に流れ込み、前記圧力室のオイル圧が噴射圧に達すると前記圧力室に連通したノズルから冷却対象に向けてオイルを噴射するオイルジェットであって、
前記コイルばねは、前記ボールに当接する前記他端側が前記ボールの表面形状に合わせて巻回径が拡がる蔓巻状に一巻き以上巻回されていることを特徴とするオイルジェット。
【請求項２】
前記圧力室の底部には、前記コイルばねのコイル内を通る棒状ガイドが設けられており、この棒状ガイドは、その軸径が前記コイルばねのコイル内径よりも僅かに小径であり、かつ、その軸長が前記コイルばねの全圧縮時のばね長よりも長い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】
前記コイルばねは、前記圧力室の底部に当接する前記一端側が巻回径が拡がる蔓巻状に一巻き以上巻回されていることを特徴とする請求項１または２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等の冷却対象に向けてオイルを噴射するオイルジェットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷却対象に向けてオイルを噴射するオイルジェットとして、例えば、下記特許文献１に開示されるボール弁を内蔵した「オイルジェット」がある。このようなボール弁タイプのオイルジェットでは、弁ボディに形成された弁シートに対してコイルばねの付勢力によりボールを押しつける。これにより、ボールが弁シートに着座する。そのため、弁シートを境界に上流側と下流側の連通が遮断される。つまり、ボール弁が閉弁する。
【０００３】
上流側に供給される加圧オイルの圧力がコイルばねの付勢力（セット荷重）を超えた場合には、ボールが弁シートから離座して開弁する。すると、下流側にオイルが流れ込むため、下流側のオイル圧が噴射圧に到達してノズルからオイルが噴射される。一方、上流側のオイル圧がコイルばねの付勢力を下回ると、ボールは弁シートに着座して閉弁する。これにより、オイルが下流側に流れ込まなくなることから、オイルの噴射が中止される。
【０００４】
このようにボール弁タイプのオイルジェットでは、ボールが弁シートに対して離座と着座を繰り返すことにより、ボール弁が開閉して所定のタイミングで冷却対象にオイルを噴射することが可能になる。なお、下記特許文献１の図２に開示されているオイルジェット（１）においては、弁シート（２ｂ）から離座したボール（６）が、プラグ（７）から立ち上がるプラグピンに当接するまでコイルばね（５）を圧縮し得るようにボール弁が構成されている。なお、括弧内の符号は、特許文献１に記載されているものに一致する（以下同じ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ボールが着座や離座をする過程において、コイルばねの端部でボールが踊るように揺れる場合がある。即ち、上記特許文献１のオイルジェット（１）では、コイルばね（５）の端部がボール（６）に対して安定して当接していないときには、離座したボール（６）が加圧オイルの複雑な流れに押されてコイルばね（５）の端部で転がるような挙動をする場合がある。このような場合にボール（６）が踊るように揺れる。
【０００７】
また、コイルばね（５）の内側に位置するプラグ（７）のプラグピンの軸径がコイルばね（５）の内径に比べて極度に小さい場合やプラグピンの軸長が極度に短い場合には、プラグピンがコイルばね（５）を十分に支持することができない。そのため、ボール（６）に圧縮されるときにおいて、コイルばね（５）が倒れるように傾き得ることから、このような場合にもボール（６）が踊るように揺れることがある。
【０００８】
このようにボール（６）がコイルばね（５）の端部で揺動すると、コイルばね（５）のボール側の端部やボール（６）自体が摩耗したり、コイルばね（５）のプラグ側の端部やコイルばね（５）が当接するプラグ（７）の受け座面（３ｅ）も摩耗したりする。これらの摩耗は、オイルジェットの稼動時間の経過に従って増加するとともに、出荷時に設定されたコイルばねの付勢力に影響を与え得る。つまり、コイルばねやボール等の摩耗が進むと、コイルばね（５）のセット荷重が弱まる。そのため、ボール弁の開弁圧の低下を招く。このような開弁圧の低下は、予定したタイミングでオイルジェットが冷却対象にオイルを噴射することを難しくする。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、予定したタイミングで冷却対象にオイルを噴射し得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】
【００１０】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載された請求項１の技術的手段を採用する。この手段によると、コイルばねは、弁ボディの圧力室に収容されており、一端側が圧力室の底部に当接し、他端側がボールに当接して、ボールを弁シートの着座方向に付勢する。そして、このコイルばねは、ボールに当接する他端側がボールの表面形状に合わせて巻回径が拡がる蔓巻状に一巻き以上巻回されている。これにより、ボールには、コイルばねの他端側において二巻き以上のコイルばねの端部が当接する。そのため、コイルばねの端部の一巻きだけがボールに当接する場合に比べて、ボールはコイルばねの径方向に移動することが難しくなる。コイルばねの他端側において、弁シートから離座したボールがコイルばねから離れたり揺動したりすることが起こり難くなることから、ボールの揺動に起因したコイルばねやボールの摩耗を抑えることが可能になる。
【００１１】
また、特許請求の範囲に記載された請求項２の技術的手段を採用する。この手段によると、弁ボディの圧力室の底部に設けられる棒状ガイドは、その軸径がコイルばねのコイル内径よりも僅かに小径であり、かつ、その軸長がコイルばねの全圧縮時のばね長よりも長い。これにより、コイルばねの内径に対して棒状ガイドの軸径が極度に小さい場合や棒状ガイドの軸長が極度に短い場合に比べて、棒状ガイドによりコイルばねを確実に支持することが可能になる。そのため、ボールに押されて圧縮されてもコイルばねが、倒れたり傾いたりするようなコイルばねの振れが抑えられる。コイルばねの振れによるボールの揺動が起こり難くなることから、ボールの揺動に起因したコイルばねやボールの摩耗をさらに抑えることが可能になる。
【００１２】
さらに、特許請求の範囲に記載された請求項３の技術的手段を採用する。この手段によると、コイルばねは、圧力室の底部に当接する一端側が巻回径が拡がる蔓巻状に一巻き以上巻回されている。これにより、弁ボディの圧力室の底部には、コイルばねの一端側において二巻き以上のコイルばねの端部が当接する。そのため、コイルばねの端部の一巻きだけが圧力室の底部に当接する場合に比べて、当接するコイルばねの接触面積が増加する。コイルばねの一端側において、圧力室の底部に対する単位面積当たりに加わる圧力（面圧）が減少することから、ボールの揺動に起因したコイルばね（特に一端側）や圧力室の底部の摩耗を抑えることが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、コイルばねの他端側において、弁シートから離座したボールがコイルばねから離れたり揺動したりすることが起こり難くなることから、ボールの揺動に起因したコイルばねやボールの摩耗を抑えることが可能になる。したがって、経時変化による開弁圧の低下が抑制されるため、予定したタイミングで冷却対象にオイルを噴射することができる。
【００１４】
請求項２の発明では、コイルばねの振れによるボールの揺動が起こり難くなることから、ボールの揺動に起因したコイルばねやボールの摩耗をさらに抑えることが可能になる。したがって、経時変化による開弁圧の低下が一層抑制されるため、予定したタイミングで安定して冷却対象にオイルを噴射することができる。
【００１５】
請求項３の発明では、コイルばねの一端側において、圧力室の底部に対する面圧が減少することから、ボールの揺動に起因したコイルばね（特に一端側）や圧力室の底部の摩耗を抑えることが可能になる。したがって、経時変化による開弁圧の低下がより一層抑制されることから、予定したタイミングでさらに安定して冷却対象にオイルを噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るオイルジェットの構成例を示す部分断面図であり、主にボディの断面形状を示すものである。
【図２】本実施形態のオイルジェットの動作例を示す説明図であり、図２(A)はボールがシートに着座している状態、図２(B)はボールがシートから離座してガイド部の頂部に当接する直前の状態、を示すものである。
【図３】図３(A)は図１に示す一点鎖線３Ａ内の拡大図であり、図３(B)は図１に示す一点鎖線３Ｂ内の拡大図である。
【図４】本実施形態のオイルジェットの改変例を示す説明図であり、図４(A)および図４(B)は、図３(A)に相当するもの、図４(C)は図３(B)に相当するもの、である。
【図５】比較例によるボールの揺動例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のオイルジェットの実施形態について各図を参照して説明する。本実施形態に係るオイルジェット１０は、エンジン（内燃機関）を構成するシリンダやピストン等の冷却対象に向けて冷却用のオイル（以下「冷却オイル」という）を噴射する。これにより、運転中のエンジンをその内部から冷却して、ピストンやシリンダの劣化を抑制したり、燃費を向上したりする。そのため、冷却オイルの噴射方向がピストンの裏側を向くように各ピストンに対応して複数のオイルジェット１０がエンジンブロックに取り付けられている。なお、冷却オイルは、例えば、エンジンオイルであり、オイルポンプにより加圧されてオイルジェット１０に供給されている。
【００１８】
オイルジェット１０の構成例とその動作概要を図１および図２に基づいて説明する。図１には、オイルジェット１０の構成例を示す部分断面図が図示されている。これには、主にボディ２０の断面形状が表されている。図２には、オイルジェット１０の動作例を示す説明図が図示されている。図２(A)には、ボール３０がシート２５に着座している状態のオイルジェット１０が表されており、図２(B)には、ボール３０がシート２５から離座してガイド部５３の頂部５３ａに当接する直前の状態のオイルジェット１０’が表されている。
【００１９】
図１に示すように、オイルジェット１０は、ボディ２０、ボール３０、コイルばね４０、プラグ５０、ノズル６０、ブラケット７０により構成されている。オイルジェット１０は、図略のエンジンブロックに形成されるオイルギャラリ（オイル流路）に連通可能にエンジンブロックに固定され得るように構成されている。
【００２０】
ボディ２０は、金属からなる円筒状の筒状部材であり、一端側から他端側に向けて貫通するように、流入口２３、導入路２４、シート２５、圧力室２６、プラグ固定穴２８等が連通して内部に形成されている。これらは、いずれもボディ２０の長手方向に延びる中心軸に対して同心状に形成されている。流入口２３が一端側に開口し、プラグ固定穴２８が他端側に開口している。ボディ２０は、例えば、鍛造加工により成形される。なお、ボディ２０は、特許請求の範囲に記載の「弁ボディ」に相当し得る。
【００２１】
本実施形態では、ボディ２０の一端側には小径部２１が形成されており、また小径部２１の外周面には雄ねじ部２１ａが形成されている。この雄ねじ部２１ａは、エンジンブロックのオイルギャラリの開口部に形成される雌ねじ部に螺合可能に構成されている。これにより、オイルギャラリの開口部に小径部２１をねじ締結することによって、図略のオイルポンプから圧送される冷却オイルをボディ２０に供給することが可能になる。また、オイルジェット１０をエンジンブロックに取り付けることも可能になる。これに対して、ボディ２０の他端側には、その外径が小径部２１よりも大径に設定された大径部２２が形成されている。これにより、オイルジェット１０をエンジンブロックに取り付ける際に、後述するように、小径部２１が貫通するブラケット７０を当該エンジンブロックと大径部２２との間に狭持することを可能にしている。
【００２２】
小径部２１には、ボディ２０の一端側に開口する流入口２３が形成されている。この流入口２３の他端側、即ち開口する一端側の反対側には、導入路２４が連通している。導入路２４は、ボディ２０の他端側に向けて長手方向ほぼ中央まで延びて形成されており、さらにボディ２０の他端側に向けて内径が拡がるすり鉢状のシート２５を介して圧力室２６に連通している。
【００２３】
シート２５は、圧力室２６から導入路２４に向けて縮径する円錐台形状（テーパ状）に形成されている。これにより、導入路２４よりも大径かつ圧力室２６よりも小径に直径が設定されるボール３０の着座を可能にしており、ボール３０とともにボール弁を形成する。なお、シート２５は、特許請求の範囲に記載の「弁シート」に相当し得る。
【００２４】
圧力室２６は、ボディ２０の長手方向ほぼ中央から他端側に向けて円柱形状を成すように形成されている。本実施形態では、圧力室２６にボール３０とコイルばね４０を収容している。圧力室２６には、ボディ２０の径方向に向けてボディ２０を貫通する流出口２７が、例えば、ボディ２０の周方向に１８０度間隔で二箇所に形成されている。つまり、ボディ２０を所定位置で径方向に輪切り状に切断すると、二箇所の流出口２７が一字状に表れるように流出口２７が配置されている。
【００２５】
プラグ固定穴２８は、圧力室２６の他端側、即ちシート２５に繋がる一端側の反対側に連通している。プラグ固定穴２８は、プラグ５０を圧入することによりボディ２０の他端側開口を閉塞するために設けられている。本実施形態では、プラグ固定穴２８の内径は、圧力室２６よりも大径かつプラグ５０の外径よりも僅かに小径に設定されている。これにより、プラグ固定穴２８にプラグ５０を圧入することを可能にしている。また、本実施形態では、プラグ固定穴２８の周壁の複数箇所に固定爪２９を設けている。プラグ固定穴２８にプラグ５０を圧入した後、これらの固定爪２９を径方向内側に向けて折り曲げることにより、プラグ５０がボディ２０から離脱することを防止している。なお、図１においては、折り曲げ後の固定爪２９を図示している。
【００２６】
ボール３０は、金属からなる球体である。ボール３０の外径は、導入路２４の内径よりも大経、かつ、圧力室２６の内径よりも小径に設定されている。ボール３０は、次に説明するコイルばね４０によりシート２５の方向に付勢された状態で、圧力室２６に収容されている。つまり、ボール３０は、シート２５に着座状態で圧力室２６内に位置しており、前述したように、シート２５とともにボール弁を構成する。図２に示すように、このボール弁は、ボール３０の着座により閉弁し（図２(A)を参照のこと）、またボール３０の離座により開弁する（図２(B)を参照のこと）。
【００２７】
コイルばね４０は、例えば、ピアノ線や硬鋼線等のばね鋼から成る線材をコイル状に巻回した圧縮コイルスプリング（付勢手段）である。本実施形態では、コイルばね４０は、コイル状に線材が巻回されるコイル部と、線材の端部であり拡径するように蔓巻状に一巻き以上巻回されているばね端部と、により構成されている。コイルばね４０は、一端側のばね端部がプラグ５０に当接し、他端側のばね端部がボール３０に当接するように圧力室２６に収容される。これにより、コイルばね４０は、ボール３０をシート２５の方向に付勢する。つまり、コイルばね４０は、プラグ固定穴２８に圧入されるプラグ５０により圧縮状態でボディ２０内に位置している。なお、ばね端部の構成については後述する。
【００２８】
プラグ５０は、プラグ固定穴２８に圧入されることにより、ボディ２０の他端側の開口を液密に閉塞する部材であり、ベース部５１、ばね当接部５２およびガイド部５３により構成されている。ベース部５１は、外径がプラグ固定穴２８の内径よりも僅かに大径に設定される肉厚の円盤形状に形成されている。また、ばね当接部５２とガイド部５３は、プラグ５０がプラグ固定穴２８に圧入された際に圧力室２６の方向に向くベース部５１の一端面側の中央に形成されている。これらは、いずれもベース部５１と同軸状に形成されている。なお、ベース部５１は、特許請求の範囲に記載の「圧力室の底部」に相当し得る。
【００２９】
ばね当接部５２は、コイルばね４０の一端側が当接するコイルばね４０の受け座であり、ベース部５１の一端面側の中央に一段高く盛り上がる低背の円柱形状に形成されている。つまり、プラグ５０を径方向側から見ると、ベース部５１に対して凸形状を成すようにばね当接部５２が形成されている。ばね当接部５２は、コイルばね４０の受け座として機能する必要から、その外径がコイルばね４０の他端側のばね端部の外径よりも大径に設定されている。ばね当接部５２の中央には、突出するように立ち上がるガイド部５３が形成されている。
【００３０】
ガイド部５３は、コイルばね４０をその内側から支える円柱形状を成す棒状の支持部材である。本実施形態では、ガイド部５３の軸径は、コイルばね４０のコイル部の内径（コイル内径）よりも僅かに小径に設定されている。また、ガイド部５３の軸長は、コイルばね４０が圧力室２６内に組み付けられた状態であるセット長の半分以上であり、かつ、コイルばね４０が全圧縮された状態におけるばね長よりも僅かに長くなるように設定されている。なお、ガイド部５３は、特許請求の範囲に記載の「棒状ガイド」に相当し得る。
【００３１】
これにより、コイルばね４０のコイル部の内側には、セット長の半分以上の長さのガイド部５３がコイルばね４０に対して僅かな隙間を空けて位置する。そのため、図２(A)に示すようにボール３０による圧縮前のコイルばね４０においても、また図２(B)に示すようにボール３０’による圧縮後のコイルばね４０’においても、コイルばね４０，４０’の倒れ込みを抑制する。なお、コイルばね４０の特性により倒れ込みが生じ難い場合には、ガイド部５３の長さを、セット長の半分未満の長さに設定してもよい。
【００３２】
また、コイルばね４０を圧縮するボール３０は、コイルばね４０を全圧縮する手前においてガイド部５３の頂部５３ａに当接し得る（図２(B)を参照のこと）。これにより、コイルばね４０は、最も圧縮された場合においても全圧縮には至らないため、ばねのへたりを抑えることができる。「ばねのへたり」とは、コイルばね４０に対してオイルジェット１０の出荷当初に設定されていたセット荷重が得られなくなること、またはコイルばね４０の自由長がオイルジェット１０の出荷当初よりも短くなることをいう。
【００３３】
ノズル６０は、オイルジェット１０がエンジンブロックに取り付けられた状態でその先端がピストンの裏側方向に向くように、曲げ加工が施された金属パイプである。先端部には、それ以外の基端部等の流路６１の内径よりも流路径が絞られた噴出口６３が形成されている。これに対して、ノズル６０の基端部は、ブラケット７０内に挿入されており、次に説明するブラケット７０の環状流路７３に連通している。本実施形態では、ノズル６０は、ブラケット７０とともにインサート成形されたり、ブラケット７０に形成されるノズル取付穴７２に圧入されたりして、ブラケット７０に固定される。
【００３４】
ブラケット７０は、ノズル６０をボディ２０に取り付けるとともにノズル６０の流路６１をボディ２０の導入路２４に連通させるために、流出口２７が形成された小径部２１の周囲を覆う部材である。ブラケット７０は、オイルジェット１０をエンジンブロックに取り付ける工程においてエンジンブロックに小径部２１をねじ締結する際に、エンジンブロックと大径部２２との間に挟み込まれてエンジンブロックにボディ２０と共締めされる。これにより、ブラケット７０は小径部２１の周囲に組み付けられる。
【００３５】
本実施形態では、ブラケット７０は、アルミダイカスト成形により、ボディ取付穴７１を有する肉厚の円筒形状に形成されている。ボディ取付穴７１は、その内径がボディ２０の小径部２１の外径とほぼ同径に設定されている。また、ボディ取付穴７１の内周壁には、流出口２７の直径よりも溝幅が広い幅広の周溝が全周に亘って形成されている。これにより、ブラケット７０がボディ２０に組み付けられた場合にこの周溝が小径部２１の外周壁に塞がれることによって環状流路７３を形成し得るように構成されている。環状流路７３には、ノズル６０を取り付けるために設けられるノズル取付穴７２が連通している。
【００３６】
オイルジェット１０は、このように構成されることによって、導入路２４に供給される冷却オイルのオイル圧がコイルばね４０のセット荷重を超えた場合にボール３０がシート２５から離座して、圧力室２６に冷却オイルが流れ込む。これにより、圧力室２６に流入した冷却オイルが圧力室２６内に充満し、さらに流出口２７およびブラケット７０の環状流路７３を介して冷却オイルがノズル６０に流れ込む。そのため、圧力室２６内のオイル圧が、流路径の絞られた噴出口６３から噴射され得る噴射圧に達すると、ノズル６０から冷却対象に向けて冷却オイルが噴射される。
【００３７】
次に、コイルばね４０の構成を図３および図４を参照して説明する。図３(A)には、図１に示す一点鎖線３Ａ内の拡大図が図示されており、図３(B)には、図１に示す一点鎖線３Ｂ内の拡大図が図示されている。図４には、オイルジェット１０の改変例を示す説明図が図示されている。
【００３８】
コイルばね４０は、前述した通り、コイル部とばね端部により構成されている。即ち、図３(A)に示すように、コイルばね４０のボール側端４１のばね端部は、コイル部のコイル内径Ｄａと同径に巻回されるばね巻部４１ａと、ボール３０の表面形状、つまり球形状に合わせた内径Ｄｂに巻回される拡径巻部４１ｂと、により構成されている。この図の例では、拡径巻部４１ｂは一回分巻回されている。
【００３９】
また、図３(B)に示すように、コイルばね４０のプラグ側端４３のばね端部も、ボール側端４１と同様に、コイル部のコイル内径Ｄａと同径に巻回されるばね巻部４３ａと、内径Ｄｂに巻回される拡径巻部４３ｂと、により構成されている。この図の例では、拡径巻部４３ｂは一回分巻回されている。つまり、本実施形態のコイルばね４０は、ボール側端４１と拡径巻部４３ｂがそれぞれ同様に構成されている。これにより、ボール側端４１とプラグ側端４３の構成が異なる場合に比べて、プラグ５０のガイド部５３にコイルばね４０を挿入して圧力室２６内に組み付ける工程において、コイルばね４０の組み付け方向を確認する必要がなくなる。
【００４０】
このようにコイルばね４０を構成することにより、ボール側端４１においては、ばね巻部４１ａに加えて拡径巻部４１ｂもボール３０に当接する。そのため、ばね巻部４１ａだけがボール３０に当接する場合に比べて、ボール３０をコイルばね４０の径方向に移動し難くすることが可能になる。つまり、ボール側端４１によるボール３０の保持力が高まる。これにより、シート２５から離座したボール３０がコイルばね４０から離れたり揺動したりすることが起こり難くなるため、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０やボール３０の摩耗を抑えることができる。
【００４１】
また、プラグ側端４３においては、ばね巻部４３ａよりも巻回径が大きい拡径巻部４３ｂがばね当接部５２に当接する。ばね巻部４３ａよりも拡径巻部４３ｂの方がばね線材が長いため、ばね巻部４３ａに比べると、拡径巻部４３ｂの方がばね当接部５２に対する接触面積が大きくなる。これにより、コイルばね４０がばね当接部５２に当接することによる単位面積当たりに加わる圧力が低下するため、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０のプラグ側端４３やプラグ５０のばね当接部５２の摩耗を抑えることができる。
【００４２】
なお、図４に示すように、ボール側端４１を、ボール３０の表面形状に合わせて巻回径が拡がる蔓巻状として、例えば、球形状に合わせた内径Ｄｂの拡径巻部４１ｂおよび内径Ｄｃ（＞Ｄｂ）の拡径巻部４１ｃにより構成される二重巻きにしてもよい（図４(A)を参照のこと）。また、例えば、球形状に合わせた内径Ｄｂの拡径巻部４１ｂ、内径Ｄｃ（＞Ｄｂ）の拡径巻部４１ｃおよび内径Ｄｄ（＞Ｄｃ）の拡径巻部４１ｄにより構成される三重巻きにしてもよい（図４(B)を参照のこと）。これにより、ボール側端４１によるボール３０のさらに保持力が高まるため、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０やボール３０の摩耗をより効果的に抑えることができる。
【００４３】
このような拡径巻部４１ｂ，４１ｃ等は、その巻回数が増加するほど、ボール３０の保持力を高めることが可能になる。しかしその反面、図４(A)および図４(B)に示すように、拡径巻部４１ｂ，４１ｃ等と圧力室２６の内周壁との間隔が狭くなる。これらの間隔が広いほど、離座したボール３０の周囲を冷却オイルが流れ易い。そのため、拡径巻部４１ｂ，４１ｃ等の巻回数は、実験や計算機シミュレーション等の結果に基づく、ボール側端４１によるボール３０の保持力と、ボール３０の周囲の冷却オイルの流れ易さと、のトレードオフにより定められる。
【００４４】
また、図４(C)に示すように、コイルばね４０のプラグ側端４３を、ばね当接部５２の表面形状に合わせた同心円状に巻回径が拡がる蔓巻状として、例えば、拡径巻部４３ｂの内径Ｄｂ（図３(B)を参照のこと）よりも大径の内径Ｄｂ’に設定された拡径巻部４３ｂ’に巻回してもよい。これにより、ばね巻部４３ａに加えて拡径巻部４３ｂ’もばね当接部５２に当接する。そのため、ばね巻部４３ａだけがばね当接部５２に当接する場合に比べると、ばね当接部５２に対する接触面積が２倍以上に増加する。したがって、コイルばね４０がばね当接部５２に当接することによる単位面積当たりに加わる圧力が格段に低下するため、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０のプラグ側端４３やプラグ５０のばね当接部５２の摩耗をより効果的に抑えることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、例えば、ボール３０、コイルばね４０、プラグ５０の間においては、ボール３０の硬度が最も高く、コイルばね４０の硬度が最も低くなるように、それぞれの硬さが設定されている。
【００４６】
ここで、図５を参照して、比較例のオイルジェット１００によるボール３０の揺動例について説明する。図５には、比較例によるボール３０の揺動例を示す説明図が図示されている。なお、図５に示す矢印は、冷却オイルの流れを表す。比較例のオイルジェット１００は、本実施形態のオイルジェット１０と比べて、コイルばね１４０とプラグ１５０の構成が異なる。即ち、オイルジェット１００を構成するコイルばね１４０は、ボール側端１４１およびプラグ側端１４３がいずれも本実施形態のコイルばね４０が有する拡径巻部４１ｂ，４３ｂを備えていない。つまり、拡径するように蔓巻状に一巻き以上巻回されているばね端部を、比較例のコイルばね１４０は備えていない。また、プラグ１５０は、ベース部１５１のばね当接部１５２に形成されるガイド部１５３がその基端部１５４を除いて細長に形成されている。
【００４７】
このようなコイルばね１４０やプラグ１５０を有する比較例のオイルジェット１００では、離座したボール３０をコイルばね１４０により十分に保持することができない場合や、プラグ１５０のガイド部１５３によりコイルばね１４０を十分に支持することができない場合がある。このような場合には、図５(A)および図５(B)に示すように、ボール３０が離座してからボール３０がガイド部１５３の頂部１５３ａに当接するまでの間において、ボール３０の揺れがコイルばね１４０の横振れを招き得る。これらの図において、ボール３０’、コイルばね１４０’やボール側端１４１’は、ボール３０の揺れやコイルばね１４０の横振れを表すものである。
【００４８】
このため、オイルジェット１００では、このような横振れに起因して、コイルばね１４０のプラグ側端１４３とプラグ１５０のばね当接部１５２との接触による摩耗が、コイルばね１４０のボール側端１４１とボール３０との接触による摩耗よりも促進され易い。したがって、プラグ１５０のばね当接部１５２が最も摩耗し易く、その次にコイルばね１４０のプラグ側端１４３が摩耗し易い。コイルばね１４０のボール側端１４１側は、ボール３０に次いで摩耗し難い。つまり、ばね当接部１５２が最も摩耗し易く、コイルばね１４０のプラグ側端１４３、コイルばね１４０のボール側端１４１の順に摩耗し難くなり、ボール３０が最も摩耗し難いことが本願発明者らの実験等により判明している。
【００４９】
これに対して、本実施形態のオイルジェット１０では、前述したように、ボール３０、コイルばね４０、プラグ５０の間においては、ボール３０の硬度が最も高く、コイルばね４０の硬度が最も低くなるように、それぞれの硬さが設定されている。つまり、本実施形態では、硬度の高低関係を、ボール３０＞プラグ５０＞コイルばね４０に設定している。そのため、たとえコイルばね４０が、図５に示すような横振れを生じることがあっても、プラグ５０はコイルばね４０よりも硬度が高いため、コイルばね４０のプラグ側端４３が接触することによるばね当接部５２の摩耗を低減可能にしている。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係るオイルジェット１０では、加圧オイルが流入する導入路２４、導入路２４に流入したオイルが流れ込む圧力室２６、および、導入路２４と圧力室２６の間に介在するシート２５、がそれぞれ形成されるボディ２０と、ボディ２０の圧力室２６に収容されておりシート２５に着座すると導入路２４と圧力室２６の間の連通を遮断するボール３０と、ボディ２０の圧力室２６に収容されており一端側がプラグ５０のばね当接部５２に当接し他端側がボール３０に当接してボール３０をシート２５の着座方向に付勢するコイルばね４０と、を備える。
【００５１】
そして、オイルジェット１０は、導入路２４に流入するオイルのオイル圧がコイルばね４０の付勢力を超えた場合にシート２５からボール３０が離座してオイルが圧力室２６に流れ込み、圧力室２６のオイル圧が噴射圧に達すると圧力室２６に連通したノズル６０から冷却対象に向けてオイルを噴射する。また、コイルばね４０は、ボール３０に当接するボール側端４１がボール３０の表面形状に合わせて巻回径が拡がる蔓巻状に一巻き以上巻回されている。これにより、ボール３０には、コイルばね４０のボール側端４１において二巻き以上のばね端部（ばね巻部４１ａ、拡径巻部４１ｂ，４１ｃ等）が当接する。そのため、コイルばね４０のばね端部の一巻きだけ（ばね巻部４１ａ）がボール３０に当接する場合に比べ、ボール３０はコイルばね４０の径方向に移動することが難しくなる。
【００５２】
したがって、コイルばね４０のボール側端４１において、シート２５から離座したボール３０がコイルばね４０から離れたり揺動したりすることが起こり難くなることから、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０やボール３０の摩耗を抑えることが可能になる。よって、本実施形態のオイルジェット１０は、経時変化によるボール弁の開弁圧の低下が抑制されるため、予定したタイミングで冷却対象にオイルを噴射することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るオイルジェット１０では、ボディ２０のプラグ固定穴２８に圧入されるプラグ５０には、コイルばね４０のコイル内を通るガイド部５３が設けられており、このガイド部５３は、その軸径がコイルばね４０のコイル内径よりも僅かに小径であり、かつ、その軸長がコイルばね４０の全圧縮時のばね長よりも長い。これにより、コイルばね４０の内径に対してガイド部５３の軸径が極度に小さい場合やガイド部５３の軸長が極度に短い場合に比べて、ガイド部５３によりコイルばね４０を確実に支持することが可能になる。そのため、ボール３０に押されて圧縮されてもコイルばね４０が、倒れたり傾いたりするようなコイルばね４０の振れが抑えられる。また、コイルばね４０は、最も圧縮された場合においても全圧縮には至らないため、ばねのへたりも抑えられる。
【００５４】
したがって、コイルばね４０の振れによるボール３０の揺動が起こり難くなることから、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０やボール３０の摩耗をさらに抑えることが可能になる。よって、本実施形態のオイルジェット１０は、経時変化によるボール弁の開弁圧の低下が一層抑制されるため、予定したタイミングで安定して冷却対象にオイルを噴射することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態に係るオイルジェット１０では、コイルばね４０は、プラグ５０のばね当接部５２に当接するプラグ側端４３が巻回径が拡がる蔓巻状に一巻き以上巻回されている。これにより、ばね当接部５２には、コイルばね４０のプラグ側端４３において二巻き以上のばね端部（ばね巻部４３ａ、拡径巻部４３ｂ）が当接する。そのため、コイルばね４０のばね端部の一巻きだけ（ばね巻部４３ａ）がばね当接部５２に当接する場合に比べて、当接するコイルばね４０の接触面積が増加する。
【００５６】
したがって、コイルばね４０のプラグ側端４３において、プラグ５０のばね当接部５２に対する面圧が減少することから、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０（特にプラグ側端４３）やプラグ５０のばね当接部５２の摩耗を抑えることが可能になる。よって、本実施形態のオイルジェット１０は、経時変化によるボール弁の開弁圧の低下がより一層抑制されることから、予定したタイミングでさらに安定して冷却対象にオイルを噴射することができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、コイルばね４０のボール側端４１およびプラグ側端４３、つまりコイルばね４０の両端において拡径巻部４１ｂや拡径巻部４３ｂを形成した。しかし、少なくとも、ボール側端４１に拡径巻部４１ｂを形成する構成であれば、プラグ側端４３に拡径巻部４３ｂを形成しない構成を採ってもよい。このような構成の場合でも、コイルばね４０のばね端部の一巻きだけ（ばね巻部４１ａ）がボール３０に当接する場合に比べ、ボール３０はコイルばね４０の径方向に移動することが難しくなる。そのため、ボール３０の揺動に起因したコイルばね４０やボール３０の摩耗を抑えることが可能になる。そして、経時変化によるボール弁の開弁圧の低下が抑制されるため、予定したタイミングで冷却対象にオイルを噴射することができる。
【００５８】
また、上述した実施形態では、オイルジェット１０を例示して説明したが、例えば、図１に示すオイルジェット１０から、ノズル６０およびブラケット７０を取り除いた構成を採るチェック弁においても、コイルばね４０が上述したように構成されることから、経時変化によるボール弁の開弁圧の低下が抑制される。そのため、予定したタイミングで下流側にオイルを排出することができる。ボディ２０に形成される流出口２７は、プラグ５０に形成してもよい。即ち、流出口２７をボディ２０に形成することなく、プラグ５０のガイド部５３の中心軸に沿ってプラグ５０を貫通するように流出口２７を形成する。これにより、ボディ２０の一端側から他端側にオイルが通過するチェック弁を構成することが可能になる。そのため、このような構成のチェック弁においても、上述と同様に、予定したタイミングで下流側にオイルを排出することができる。
【００５９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した具体例を様々に変形または変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。さらに、本明細書または図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つ。なお、[符号の説明]の欄における括弧内の記載は、上述した各実施形態で用いた用語と、特許請求の範囲に記載の用語との対応関係を明示するものである。
【符号の説明】
【００６０】
１０…オイルジェット
２０…ボディ（弁ボディ）
２４…導入路
２５…シート（弁シート）
２６…圧力室
３０…ボール
４０…コイルばね
４１…ボール側端（他端側）
４１ａ…ばね巻部
４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ…拡径巻部
４３…プラグ側端（一端側）
４３ａ…ばね巻部
４３ｂ，４３ｂ’…拡径巻部
５０…プラグ（弁ボディ）
５１…ベース部（圧力室の底部）
５２…ばね当接部（圧力室の底部）
５３…ガイド部（棒状ガイド）
５３ａ…頂部
６０…ノズル
７０…ブラケット
【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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