JP2003184549A - Valve means - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ンを冷却する装置に好適に用いられる弁装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve device suitable for use in a device for cooling a piston of an internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内燃機関のピストンを冷却する装置とし
て、シリンダ下端部にピストン裏面側へ向けて潤滑油を
噴射するオイルジェットが公知である（実開平４−１０
５９３５号公報参照）。このようなオイルジェットで
は、冷却用流体としての潤滑油の逆流を防止するチェッ
ク弁が好適に用いられる。チェック弁のケーシングは、
一般的には鋳造された後に流体通路が切削加工され、こ
の流体通路に潤滑油の逆流を防止するチェックボールが
配設される。また、機関始動時のような冷間状態で冷却
が行われることのないように、チェックボールを閉弁方
向へ付勢するスプリング等の付勢部材が設けられる。更
に、冷間状態を除く機関運転状態でチェックボールを良
好に開弁状態に維持するように、好ましくは開弁状態の
チェックボールが突き当てられるストッパ面がケーシン
グ等に形成される。2. Description of the Related Art As a device for cooling a piston of an internal combustion engine, an oil jet for injecting lubricating oil toward the rear surface of the piston at the lower end of the cylinder is known (actual flat blade 4-10).
5935). In such an oil jet, a check valve that prevents backflow of lubricating oil as a cooling fluid is preferably used. The check valve casing is
Generally, the fluid passage is cut after being cast, and a check ball for preventing the backflow of the lubricating oil is arranged in the fluid passage. Further, an urging member such as a spring for urging the check ball in the valve closing direction is provided so that cooling is not performed in a cold state such as when the engine is started. Further, in order to maintain the check ball in the valve open state satisfactorily in the engine operating state except the cold state, the stopper surface against which the valve open state check ball abuts is preferably formed in the casing or the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】冷間状態を除く機関運
転状態では、球体であるチェックボールがストッパ面に
突き当てられた状態で、流体通路内を潤滑油が流れるた
め、この潤滑油の流れの影響等によりチェックボールが
回転し、チェックボールとストッパ面や付勢部材との間
の摺接部分で摩耗が進行するおそれがある。特に、内燃
機関のピストン冷却装置に適用されるチェック弁におい
ては、配置個所の関係等により、ストッパ面の近傍で流
体通路を略直角に折曲させることがあり、チェックボー
ルが更に回転し易く、上記の摩耗が進行し易い。このよ
うな摩耗に起因して、摩耗粉（コンタミナント）がチェ
ック弁の下流側に配設されるノズル等に詰まり、潤滑油
の流れが阻害されるおそれがある。また、付勢部材側が
摩耗することにより、チェック弁の開弁圧力が変化し、
所期の性能が得られなくなるおそれがある。In the engine operating state except the cold state, the lubricating oil flows in the fluid passage with the check ball, which is a sphere, butted against the stopper surface. The check ball may rotate due to the influence of the above, and wear may progress at the sliding contact portion between the check ball and the stopper surface or the biasing member. In particular, in a check valve applied to a piston cooling device of an internal combustion engine, the fluid passage may be bent at a substantially right angle in the vicinity of the stopper surface due to the relationship of the arrangement location, etc., and the check ball may rotate more easily. The above wear is likely to proceed. Due to such abrasion, abrasion powder (contaminant) may be clogged in a nozzle or the like arranged on the downstream side of the check valve, and the flow of lubricating oil may be hindered. Also, the valve opening pressure of the check valve changes due to wear of the biasing member side,
The desired performance may not be obtained.
【０００４】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、製造が容易で、かつ、チェックボール周
りの摩耗を十分に抑制し得る新規な弁装置を提供するこ
とを一つの目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a novel valve device which is easy to manufacture and which can sufficiently suppress wear around the check ball. I am trying.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る弁装置は、
流体通路が内部に形成されたケーシングと、上記流体通
路に配設されたチェックボールと、このチェックボール
を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、を有している。この
弁装置は、典型的には内燃機関のピストン冷却装置に適
用される。すなわち、上記ケーシングが、内燃機関のシ
リンダ下端部に固定され、上記流体が、上記流体通路を
通して内燃機関のピストンへ噴射され、このピストンを
冷却する潤滑油である。The valve device according to the present invention comprises:
It has a casing having a fluid passage formed therein, a check ball arranged in the fluid passage, and an urging member for urging the check ball in the valve closing direction. This valve device is typically applied to a piston cooling device of an internal combustion engine. That is, the casing is fixed to the lower end of the cylinder of the internal combustion engine, the fluid is injected into the piston of the internal combustion engine through the fluid passage, and the lubricating oil cools the piston.
【０００６】そして本発明は、上記ケーシングに、開弁
状態のチェックボールが突き当てられるストッパ面が形
成され、このストッパ面を含めた上記ケーシングが焼結
金属により一体的に成形されていることを特徴としてい
る。「焼結」とは、周知のように、金属粉末を主原料と
し、これを金型中で圧縮成形した後、炉中で加熱して焼
結させ、所定の強度と形状をもった製品を得る技術であ
る。According to the present invention, a stopper surface is formed on the casing against which a check ball in a valve opened state is abutted, and the casing including the stopper surface is integrally formed of sintered metal. It has a feature. "Sintering" is, as is well known, a metal powder as a main raw material, which is compression-molded in a mold and then heated and sintered in a furnace to obtain a product having a predetermined strength and shape. It is a technique to gain.
【０００７】このような焼結金属で成形されたケーシン
グでは、例えば鋳造されたものに比して寸法精度が良い
ので、流体通路や外表面等の機械加工を大幅に省略又は
簡略化でき、製造コストの低減化を図ることができる。
また、焼結金属で成形されたケーシングのストッパ面
は、例えば鋳造後に仕上げ加工が施されたストッパ面に
比し、チェックボールに対する面圧が高くなる。このた
め、チェックボールがストッパ面に突き当てられた状態
で回転方向へ摺動しようとしても、チェックボールとス
トッパ面との間に十分なフリクションが作用して、この
チェックボールの不用意な回転を極力防止することがで
きる。このため、チェックボール周りの摩耗が低減さ
れ、摩耗粉の発生や開口圧の変化を十分に抑制すること
ができる。The casing formed of such a sintered metal has better dimensional accuracy than, for example, a cast product, so that machining of fluid passages, outer surfaces, etc. can be greatly omitted or simplified. The cost can be reduced.
In addition, the stopper surface of the casing formed of sintered metal has a higher surface pressure against the check ball than the stopper surface that is finished after casting, for example. Therefore, even if the check ball abuts against the stopper surface and tries to slide in the rotation direction, sufficient friction acts between the check ball and the stopper surface to prevent inadvertent rotation of the check ball. It can be prevented as much as possible. Therefore, the wear around the check ball is reduced, and it is possible to sufficiently suppress the generation of wear powder and the change in the opening pressure.
【０００８】特に上記流体通路がストッパ面の近傍で所
定角度で折曲しているような場合には、チェックボール
が回転し易いので、本発明が非常に有効である。Especially, when the fluid passage is bent at a predetermined angle in the vicinity of the stopper surface, the present invention is very effective because the check ball easily rotates.
【０００９】好ましくは、上記チェックボールが閉弁時
に着座する座面が形成された弁座用スリーブを有し、こ
の弁座用スリーブは、上記流体通路の上流側端部を部分
的に大径化した大径部に圧入され、上記流体通路の長手
方向で互いに対向する弁座用スリーブの端面と大径部の
底面との間に所定の隙間が確保されている。この隙間に
より、弁座用スリーブやケーシングが熱膨張等によりあ
る程度変形することが許容されており、その信頼性・耐
久性が向上する。Preferably, the check ball has a valve seat sleeve having a seating surface on which the check ball is seated when the valve is closed, and the valve seat sleeve has a part of the upstream end of the fluid passage having a large diameter. A predetermined gap is secured between the end surface of the valve seat sleeve and the bottom surface of the large diameter portion that are press-fitted into the enlarged large diameter portion and face each other in the longitudinal direction of the fluid passage. This clearance allows the valve seat sleeve and the casing to be deformed to some extent due to thermal expansion, etc., and the reliability and durability thereof are improved.
【００１０】上記焼結金属の密度は、６．０ｇ／ｃｍ3
未満では所期の強度が得られず、８．０ｇ／ｃｍ3を越
えると製造が困難でコストも嵩むので、好ましくは６．
０〜８．０ｇ／ｃｍ3の範囲、特に好ましくは６．６ｇ
／ｃｍ3である。The density of the above-mentioned sintered metal is 6.0 g / cm 3
If it is less than 8.0 g, the desired strength cannot be obtained, and if it exceeds 8.0 g / cm 3 , the production is difficult and the cost increases.
Range of 0 to 8.0 g / cm 3 , particularly preferably 6.6 g
/ Cm 3 .
【００１１】[0011]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ストッパ
面を含めてケーシングを焼結金属により一体的に成形し
たので、鋳造する場合に比して機械加工を大幅に省略・
削減することができ、製造の容易化・低コスト化を図る
ことができる。また、ストッパ面に突き当てられるチェ
ックボールやスプリング等の付勢手段の摩耗を抑制し、
摩耗粉の発生や開弁圧力の低下を十分に抑制することが
できる。As described above, according to the present invention, since the casing including the stopper surface is integrally formed by the sintered metal, machining is largely omitted as compared with the case of casting.
The number can be reduced, and the manufacturing can be facilitated and the cost can be reduced. In addition, it suppresses the wear of the biasing means such as the check ball and spring that are abutted against the stopper surface,
It is possible to sufficiently suppress the generation of abrasion powder and the decrease in valve opening pressure.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１を参照して、内燃機関のシリ
ンダブロック１０には、ピストン１１が嵌合するシリン
ダ１２が形成されているとともに、このシリンダ１２の
近傍をクランク軸方向へ延びる主供給油路１３と、この
主供給油路１３から分岐して各シリンダ１２に沿って下
方へ延びる分岐供給油路１４と、が形成されている。分
岐供給油路１４が開口するシリンダブロック１０のシリ
ンダ下端部１５には、ピストン１１を冷却するオイルジ
ェット（冷却装置）が配設されている。このオイルジェ
ットは、主供給油路１３及び分岐供給油路１４を経由し
て供給される冷却用流体としての潤滑油をピストン１１
の裏面側へ向けて噴射するノズル１６と、この潤滑油の
逆流を防止する弁装置としてのチェック弁２０と、を有
している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a cylinder block 10 of an internal combustion engine is provided with a cylinder 12 into which a piston 11 is fitted, and a main portion extending in the vicinity of the cylinder 12 in the crankshaft direction. A supply oil passage 13 and a branch supply oil passage 14 that is branched from the main supply oil passage 13 and extends downward along each cylinder 12 are formed. An oil jet (cooling device) that cools the piston 11 is provided at the cylinder lower end portion 15 of the cylinder block 10 in which the branch supply oil passage 14 opens. This oil jet uses the lubricating oil as the cooling fluid supplied via the main supply oil passage 13 and the branch supply oil passage 14 as the piston 11
It has a nozzle 16 for injecting toward the back side of the above, and a check valve 20 as a valve device for preventing the backflow of the lubricating oil.
【００１３】チェック弁２０は、取付ボルト２１により
シリンダ下端部１５に固定されるケーシング２２と、こ
のケーシング２２の内部に形成された流体通路２３に配
設される球状のチェックボール２４と、このチェックボ
ール２４を閉弁方向へ付勢する付勢部材としてのスプリ
ング２５と、を有している。ケーシング２２には、開弁
状態のチェックボール２４が突き当てられるストッパ面
２６が形成されている。The check valve 20 includes a casing 22 fixed to the cylinder lower end portion 15 by a mounting bolt 21, a spherical check ball 24 arranged in a fluid passage 23 formed inside the casing 22, and a check ball And a spring 25 as a biasing member that biases the ball 24 in the valve closing direction. The casing 22 is formed with a stopper surface 26 against which the check ball 24 in the valve open state abuts.
【００１４】流体通路２３は、分岐供給油路１４に連通
してシリンダ軸方向（図の上下方向）へ延びる上流側通
路２７と、この上流側通路２７からシリンダ中心側へ向
けて略直角に折曲する下流側通路２８と、を有してい
る。下流側通路２８には、上記のノズル１６が圧入によ
り固定されている。上流側通路２７の上流側端部（入口
部）には、部分的に大径化した大径部２９が形成されて
おり、この大径部２９に、筒状をなす弁座用スリーブ３
０が圧入により固定されている。閉弁時には、弁座用ス
リーブ３０の先端面３１に形成された座面３２にチェッ
クボール２４が着座する。The fluid passage 23 is connected to the branch supply oil passage 14 and extends in the cylinder axial direction (vertical direction in the drawing), and an upstream passage 27 is bent at a substantially right angle from the upstream passage 27 toward the cylinder center. And a downstream passage 28 that bends. The nozzle 16 is fixed to the downstream passage 28 by press fitting. A large-diameter portion 29 having a partially increased diameter is formed at an upstream end (inlet portion) of the upstream-side passage 27. The large-diameter portion 29 has a tubular sleeve 3 for a valve seat.
0 is fixed by press fitting. When the valve is closed, the check ball 24 is seated on the seat surface 32 formed on the tip surface 31 of the valve seat sleeve 30.
【００１５】スプリング２５は、上流側通路２７から延
長形成されたスプリング収容孔３３に配置されている。
スプリング収容孔３３の内径は、上流側通路２７の内径
よりも小さく設定されている。上記のストッパ面２６
は、スプリング収容孔３３へ向けて傾斜する上流側通路
２７の内周面によって形成されており、スプリング収容
孔３３へ向けて徐々に縮径する略円錐形状をなしてい
る。The spring 25 is arranged in a spring accommodating hole 33 extending from the upstream passage 27.
The inner diameter of the spring accommodating hole 33 is set smaller than the inner diameter of the upstream passage 27. The stopper surface 26
Is formed by the inner peripheral surface of the upstream passage 27 that is inclined toward the spring accommodating hole 33, and has a substantially conical shape whose diameter gradually decreases toward the spring accommodating hole 33.
【００１６】そして本実施形態では、ストッパ面２６を
含めたケーシング２２が焼結金属により一体的に成形さ
れている。従って、ケーシング２２を焼結成形する際
に、上流側通路２７からスプリング収容孔３３へ延びる
孔、下流側通路２８を形成する孔の他、取付ボルト２１
が挿通するボルト孔３４が同時に形成される。このた
め、これらの孔を後から切削加工する必要がなく、製造
の容易化，低コスト化を図ることができる。更に言え
ば、鋳造品に比して寸法精度が良いので、精密な寸法精
度が要求される上流側通路２７の大径部２９や下流側通
路２８などを除き、機械加工による表面処理を省略する
ことができる。In this embodiment, the casing 22 including the stopper surface 26 is integrally formed of sintered metal. Therefore, when the casing 22 is sinter-molded, in addition to the hole extending from the upstream passage 27 to the spring accommodating hole 33, the hole forming the downstream passage 28, the mounting bolt 21.
At the same time, a bolt hole 34 through which is inserted. For this reason, it is not necessary to cut these holes afterwards, and it is possible to facilitate manufacturing and reduce costs. Furthermore, since the dimensional accuracy is better than that of the cast product, the surface treatment by machining is omitted except for the large diameter portion 29 of the upstream passage 27, the downstream passage 28, etc., which require precise dimensional accuracy. be able to.
【００１７】また、焼結金属は粉体によって成形されて
いるために、チェックボール２４に対するストッパ面２
６の面圧が適度に確保される。従って、チェックボール
２４がストッパ面２６に突き当てられた状態で回転しよ
うとしても、チェックボール２４とストッパ面２６との
間に十分なフリクションが生じ、チェックボール２４の
不用意な回転を極力防止することができる。この結果、
チェックボール２４とスプリング２５やストッパ面２６
との摩耗が軽減され、摩耗粉の発生やチェックボール２
４の開口圧の変化を十分に抑制することができる。Further, since the sintered metal is formed of powder, the stopper surface 2 for the check ball 24 is formed.
The surface pressure of 6 is properly secured. Therefore, even if the check ball 24 tries to rotate in a state of being abutted against the stopper surface 26, sufficient friction is generated between the check ball 24 and the stopper surface 26, and the careless rotation of the check ball 24 is prevented as much as possible. be able to. As a result,
Check ball 24, spring 25 and stopper surface 26
Wear with the check ball 2
The change in the opening pressure of No. 4 can be sufficiently suppressed.
【００１８】特に、本実施形態のチェック弁２０にあっ
ては、分岐供給油路１４に沿ってシリンダ軸方向に延び
る上流側通路２７と、シリンダ下端部１５の下方を迂回
する下流側通路２８と、が略直角に折曲しており、この
折曲部にストッパ面２６が形成されている。従って、折
曲する潤滑油の流れによってチェックボール２４が回転
し易い状況にあるため、本実施形態のようにチェックボ
ール２４の回転を抑えることが特に有効である。In particular, in the check valve 20 of this embodiment, an upstream passage 27 extending in the cylinder axial direction along the branch supply oil passage 14 and a downstream passage 28 bypassing below the lower end portion 15 of the cylinder. , Are bent at a substantially right angle, and a stopper surface 26 is formed at this bent portion. Therefore, the check ball 24 is likely to rotate due to the bending flow of the lubricating oil, and thus it is particularly effective to suppress the rotation of the check ball 24 as in the present embodiment.
【００１９】座面３２が形成された弁座用スリーブ３０
の先端面３１と、これに対向する大径部２９の底面との
間には、所定の隙間が確保されている。このため、熱膨
張等による変形がある程度許容され、信頼性・耐久性が
向上する。A valve seat sleeve 30 having a seat surface 32 formed therein.
A predetermined gap is secured between the front end surface 31 of the and the bottom surface of the large diameter portion 29 facing the front end surface 31. Therefore, deformation due to thermal expansion or the like is allowed to some extent, and reliability and durability are improved.
【００２０】焼結金属の密度は、６．０ｇ／ｃｍ3未満
では所期の強度が得られず、８．０ｇ／ｃｍ3を越える
と製造が困難でコスト的に不利であるので、好ましくは
６．０〜８．０ｇ／ｃｍ3の範囲、特に好ましくは６．
６ｇ／ｃｍ3である。If the density of the sintered metal is less than 6.0 g / cm 3 , the desired strength cannot be obtained, and if it exceeds 8.0 g / cm 3 , the production is difficult and it is disadvantageous in terms of cost. The range of 6.0 to 8.0 g / cm 3 , particularly preferably 6.
It is 6 g / cm 3 .
【図１】本発明に係る弁装置（チェック弁）が適用され
た内燃機関のピストン近傍を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing the vicinity of a piston of an internal combustion engine to which a valve device (check valve) according to the present invention is applied.
【図２】閉弁状態での図１の弁装置を示す要部断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of essential parts showing the valve device of FIG. 1 in a valve closed state.
【図３】開弁状態での図１の弁装置を示す要部断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts showing the valve device of FIG. 1 in a valve opened state.
１６…ノズル ２０…チェック弁（弁装置） ２２…ケーシング ２３…流体通路 ２４…チェックボール ２５…スプリング（付勢手段） ２６…ストッパ面 ２７…上流側通路 ２８…下流側通路 16 ... Nozzle 20 ... Check valve (valve device) 22 ... Casing 23 ... Fluid passage 24 ... Check ball 25 ... Spring (biasing means) 26 ... Stopper surface 27 ... Upstream passage 28 ... Downstream passage
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Claims (5)
と、上記流体通路に配設されたチェックボールと、この
チェックボールを閉弁方向へ付勢する付勢部材と、を有
する弁装置において、 上記ケーシングに、開弁状態のチェックボールが突き当
てられるストッパ面が形成され、 このストッパ面を含めた上記ケーシングが焼結金属によ
り一体的に成形されていることを特徴とする弁装置。1. A valve device comprising: a casing having a fluid passage formed therein; a check ball provided in the fluid passage; and a biasing member for biasing the check ball in a valve closing direction. A valve device, wherein a stopper surface against which a check ball in a valve open state abuts is formed in the casing, and the casing including the stopper surface is integrally formed of sintered metal.
下端部に固定され、 上記流体が、上記流体通路を通して内燃機関のピストン
へ噴射され、このピストンを冷却する潤滑油であること
を特徴とする請求項１に記載の弁装置。2. The casing is fixed to a lower end of a cylinder of an internal combustion engine, and the fluid is lubricating oil that is injected into a piston of the internal combustion engine through the fluid passage and cools the piston. The valve device according to Item 1.
で、所定角度で折曲していることを特徴とする請求項１
又は２に記載の弁装置。3. The fluid passage is bent at a predetermined angle in the vicinity of the stopper surface.
Or the valve device according to 2.
座面が形成された弁座用スリーブを有し、 この弁座用スリーブは、上記流体通路の上流側端部を部
分的に大径化した大径部に圧入され、 上記流体通路の長手方向で互いに対向する弁座用スリー
ブの端面と大径部の底面との間に所定の隙間が確保され
ていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の弁装置。4. A valve seat sleeve having a seating surface on which the check ball is seated when the valve is closed, the valve seat sleeve having a partially enlarged upstream end of the fluid passage. 2. A predetermined gap is secured between the end surface of the valve seat sleeve and the bottom surface of the large diameter portion, which are press-fitted into the large diameter portion and face each other in the longitudinal direction of the fluid passage. The valve device according to any one of to 3.
／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の弁装置。5. The density of the sintered metal is 6.0 to 8.0 g.
/ Cm < 3 >, The valve device according to any one of claims 1 to 4 characterized by things.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
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