JP2005076627A - Piston cooling device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のピストン冷却装置に関し、特にオイルをピストンの背面に吹き付けてピストンを冷却するオイルジェットに関する。 The present invention relates to a piston cooling device for an internal combustion engine, and more particularly to an oil jet that cools a piston by spraying oil onto the back surface of the piston.
従来は、下記に記載する特許文献1に示される。図7(特許文献1の図1)に示すように、プランジャケーシング3のシリンダ3a内には周方向にクリアランスを保ってプランジャ13を収納配置するとともに、その端面から延出する突出部14をプランジャ支持孔10に嵌合させてある。プランジャ13の周面にはスプリング係止部としてのフランジ15が突設してプランジャケーシング3の内周面に摺接させるとともに、該フランジ15には図8(特許文献1の図2)に示すように扇形の油路16を4等分して形成してある。また、該フランジ15と環状部材9との間に開弁圧設定用スプリング17を配設して、プランジャ13の端面を底壁7に押し付けて入力ポート6を閉鎖している。さらにプランジャ13と底壁7との間に開弁圧補正用スプリング18を配設して、プランジャ13をプランジャ支持孔10側へ付勢している。入力ポート6の直径D1とプランジャ13の直径D3との差をシール性能に影響を与えない範囲で極力小さくするとともに、プランジャ13の端部を環状部材9のプランジャ支持孔10に直接嵌合させてある。 Conventionally, it is shown in Patent Document 1 described below. As shown in FIG. 7 (FIG. 1 of Patent Document 1), the
従来は、入力ポート6の直径D1とプランジャ13の直径D3との差をシール性能に影響を与えない範囲で小さく設定されているので、入力ポート6の内径およびプランジャ13の外径およびプランジャケーシング3の内径を精度よく加工しなければならず、加工精度を要した。そのため、入力ポート6とプランジャ13とから形成される環状のシール面積が左右均等でなく偏り、オイルが洩れる恐れがある。本発明は、これを解決するために、高精度なシール面を必要とせず、常に安定したシール面を得ることのできる内燃機関のピストン冷却装置を提供することを課題とする。 Conventionally, the difference between the diameter D1 of the
請求項1に記載の発明は、シリンダブロック内に形成されたメインオイル通路内のオイルを、オイル通路を有するシール面を備えた弁座と、該弁座を開閉するシート面を備えた弁体と、前記弁体を前記オイル通路を閉方向に付勢する弾性部材とからなるオイルジェットを介してピストンの背面にオイルを吹き付ける内燃機関のピストン冷却装置であって、前記弁座には凸状のシール面を備え、前記弁体には平らなシート面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする。なお、特許請求の範囲に記載する弾性部材は明細書に記載するばねに相応する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a valve body including a valve seat having a seal surface having an oil passage, and a seat surface for opening and closing the valve seat. And a piston cooling device for an internal combustion engine that sprays oil onto the back surface of the piston via an oil jet comprising an elastic member that biases the valve body in the closing direction. The valve body is provided with a flat seat surface so that the oil passage is opened and closed by separating the seal surface from the seat surface. The elastic member described in the claims corresponds to the spring described in the specification.
弁座に凸状のシール面を備え、弁体に平らなシート面を備えたことにより、狭いシール面積による開閉時のヒステリシスが小さくシール性が安定する。 Since the valve seat is provided with a convex sealing surface and the valve body is provided with a flat seat surface, the hysteresis at the time of opening and closing due to a narrow sealing area is small and the sealing performance is stabilized.
請求項2に記載の発明は、シリンダブロック内に形成されたメインオイル通路内のオイルを、オイル通路を有するシート面を備えた弁座と、該弁座を開閉するシール面を備えた弁体と、前記弁体を前記オイル通路を閉方向に付勢する弾性部材とからなるオイルジェットを介してピストンの背面にオイルを吹き付ける内燃機関のピストン冷却装置であって、前記弁座には平らなシート面を備え、前記弁体には凸状のシール面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a valve body including a valve seat having a seat surface having an oil passage, and a seal surface for opening and closing the valve seat. And a piston cooling device for an internal combustion engine that sprays oil onto the back surface of the piston via an oil jet comprising an elastic member that urges the oil passage in a closing direction of the oil passage, and is flat on the valve seat A seat surface is provided, and the valve body is provided with a convex seal surface so that the oil passage is opened and closed by separating the seal surface from the seat surface.
弁座に平らなシート面を備え、弁体に凸状のシール面を備えたことにより、狭いシール面積による開閉時のヒステリシスが小さくシール性が安定する。 By providing a flat seat surface on the valve seat and a convex sealing surface on the valve body, the hysteresis at the time of opening and closing due to a narrow seal area is small and the sealing performance is stable.
請求項3に記載の発明は、シリンダブロック内に形成されたメインオイル通路内のオイルを、オイル通路を有するシール面を備えた弁座と、該弁座を開閉するシート面を備えた弁体と、前記弁体を前記オイル通路を閉方向に付勢する弾性部材とからなるオイルジェットを介してピストンの背面にオイルを吹き付ける内燃機関のピストン冷却装置であって、前記弁座には先細り形状のシール面を備え、前記弁体には平らなシート面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a valve body including a valve seat having a seal surface having an oil passage and a seat surface for opening and closing the valve seat. And a piston cooling device for an internal combustion engine that sprays oil onto the back surface of the piston via an oil jet comprising an elastic member that urges the oil passage in a closing direction of the oil passage, wherein the valve seat has a tapered shape The valve body is provided with a flat seat surface so that the oil passage is opened and closed by separating the seal surface from the seat surface.
弁座に先細り形状のシール面を備え、弁体に平らなシート面を備えたことにより、狭いシール面積による開閉時のヒステリシスが小さくシール性が安定する。 Since the valve seat is provided with a tapered sealing surface and the valve body is provided with a flat seat surface, hysteresis at the time of opening and closing due to a narrow sealing area is small and the sealing performance is stabilized.
請求項4に記載の発明は、シリンダブロック内に形成されたメインオイル通路内のオイルを、オイル通路を有するシート面を備えた弁座と、該弁座を開閉するシール面を備えた弁体と、前記弁体を前記オイル通路を閉方向に付勢する弾性部材とからなるオイルジェットを介してピストンの背面にオイルを吹き付ける内燃機関のピストン冷却装置であって、 前記弁座には平らなシート面を備え、前記弁体には先細り形状のシール面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a valve body including a valve seat having a seat surface having an oil passage, and a seal surface for opening and closing the valve seat. And a piston cooling device for an internal combustion engine that sprays oil onto the back surface of the piston via an oil jet comprising an elastic member that biases the valve body in a closing direction of the oil passage, and is flat on the valve seat A seat surface is provided, and the valve body is provided with a taper-shaped seal surface, whereby the oil passage is opened and closed by separating the seal surface from the seat surface.
弁座に平らなシート面を備え、弁体に先細り形状のシール面を備えたことにより、狭いシール面積による開閉時のヒステリシスが小さくシール性が安定する。 Since the valve seat is provided with a flat seat surface and the valve body is provided with a tapered sealing surface, the hysteresis at the time of opening and closing due to a narrow sealing area is small and the sealing performance is stabilized.
本発明の構成によれば、弁座もしくは弁体のいずれかのシール面が凸状(先細り形状)で幅の狭いシール面形状であり、他方が平らなシート面であるため、弁体が左右方向に多少ずれてもシール面積が変化せず、常に所定の調圧力が得られるとともに、シール面にスラッジが蓄積されないという効果がある。 According to the configuration of the present invention, the sealing surface of either the valve seat or the valve body is convex (tapered) and has a narrow sealing surface shape, and the other is a flat seat surface. Even if it is slightly deviated in the direction, the seal area does not change, a predetermined pressure regulation is always obtained, and sludge is not accumulated on the seal surface.
本発明の実施例1について、図を用いて詳細に説明する。図1はピストン冷却装置の全体を示す断面図、図2はオイルジェットの全体を示す断面図、図3はオイルジェットの閉弁時の状態を示す図、図4はシート部の一部拡大図である。図1において、内燃機関(以下、エンジンという)1はシリンダブロック2に複数のシリンダ3を並列に備える。シリンダ3内にはピストン4が上下に摺動できるように挿入される。コネクチングロッド5の一端がクランクシャフト(図示省略)に連接され、その他端はピストン4に固定されたピストンピン6と連接される。クランクシャフトが回転することにより、コネクチングロッド5が上下動するとともにピストン4がシリンダ3内を上下動する。ピストン4の上面はシリンダヘッドと合わせることにより燃焼室が形成される。ピストン4の下部にはクランクケースに通じるスカート7が形成される。 Example 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a sectional view showing the whole piston cooling device, FIG. 2 is a sectional view showing the whole oil jet, FIG. 3 is a view showing a state when the oil jet is closed, and FIG. 4 is a partially enlarged view of a seat portion. It is. In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 includes a
シリンダブロック2の下端部には、メインオイル通路8が形成され、複数のシリンダ3と平行して配設される。メインオイル通路8のシリンダ3に対応する位置にオイル通路9の一端が接続され、その他端はシリンダブロック2の下端面2aに開口している。開口10にはねじが刻設され、オイルジェット11が取り付けられる。 A
オイルジェット11は、以下のように構成される。図2および図3に示すようにユニオンボルト12はユニオンニップル13を介在してシリンダブロック2にねじ込まれる。ユニオンボルト12には有底の孔14があけられる。孔14には弁座15が所定位置まで圧入される。弁座15の下端面にはシール面15aが形成される。図3に拡大して示すように、シール面15aの断面形状は先細り形状で略V字形状(凸状)をなしている。シール面15aのシール径d1は図4に示すように弁座15に形成したオイル通路17の内径d2より少し大きい。具体的には、シール面15aの寸法はシール径d1が約1〜10mmで、半径Rが約0.1〜1mmの円弧で形成される。 The
シール面15aに対向して有底の弁体18が孔14内に摺動できるように挿入される。弁体18は、有底のカップ状で、有底側にシート面18bが形成され平面状である。孔14の底面14aと弁体18の底面19間にはばね20が挿入され、弁体18をシール面15a側へ所定のばね力で付勢している。ユニオンボルト12には孔14を横断して連通するオイル吐出口21が設けられる。ユニオンニップル13には孔22があけられ、オイル吐出口21と連通される。孔22にはノズル24の一端が圧入され固定される。ノズル24は管状で略L字状に形成される。ノズル24の他端にはオリフィス25が形成される。ノズル24の噴射方向はピストン4の背面方向を向いている。大気孔26はユニオンボルト12の孔14に連通して開口される。 The bottomed
つぎに、作用について説明する。始動時はエンジン1が冷えており、オイルの粘性が高くエンジン回転数があまり高くならない。したがって、オイルを供給するオイルポンプの吐出圧力も低くばね20の付勢力に打ち勝って開弁することはない。したがって、オイルがピストン4の背面に供給されないので、オイルによるピストン4の過冷却はない。エンジン1が暖機されエンジン回転数が上昇すると、オイルポンプの油圧が上昇し、ばね20の付勢力に打ち勝ってシール面15aから弁体18のシート面18bが離れオイルがオイル吐出口21を経由してノズル24のオリフィス25からピストン4の背面めがけて噴射される。その結果、ピストン4が適度に冷却されるとともに、ピストンピン6に潤滑油を供給し続け、軸受の焼付けを防止する。 Next, the operation will be described. At start-up, the engine 1 is cold, the oil viscosity is high, and the engine speed is not so high. Therefore, the discharge pressure of the oil pump that supplies the oil is low, and the valve does not open overcoming the urging force of the
本実施例によれば、弁座のシール面が先細り状で略V字形状(凸状)のシール面形状で、弁体が平らなシート面であるため、弁体が左右方向にずれてもシール面積が変化ぜず、常に所定の調圧力が得られ、しかもシール面が先細り状に形成されているためにスラッジが蓄積されないという効果が得られる。 According to this embodiment, the sealing surface of the valve seat is tapered and has a substantially V-shaped (convex) sealing surface shape, and the valve body is a flat seat surface. The seal area does not change, a predetermined pressure regulation is always obtained, and the effect is that sludge is not accumulated because the seal surface is tapered.
つぎに、弁体の実施例2について説明する実施例1とはシール面とシート面が逆になっている点が異なる。図5に示すように、シール面の断面形状は先細り形状で略V字形状(凸状)をなしている。弁体18の背面に先細りのシール面18aを設ける。シール面18aのシール径d1は図6に示すように、弁座15のオイル通路17の内径d2より少し大きい。具体的には、シール面18aの寸法はシール径d1が約1〜10mmで、半径Rが約0.1〜1mmで円弧状に形成される。 Next, it differs from Example 1 which demonstrates Example 2 of a valve body in the point by which the seal surface and the seat surface are reversed. As shown in FIG. 5, the cross-sectional shape of the sealing surface is a tapered shape and is substantially V-shaped (convex). A tapered sealing
本実施例によれば、弁体のシール面が先細り形状(凸状)のシール面で、弁座が平らなシート面であるため、弁体が左右方向に多少ずれてもシール面積が変化せず、常に所定の調圧力が得られる。しかもシール面が先細り形状に形成されているため、スラッジが蓄積されないという効果が得られる。 According to this embodiment, the sealing surface of the valve body is a tapered (convex) sealing surface, and the valve seat is a flat seat surface. A predetermined pressure regulation is always obtained. Moreover, since the sealing surface is formed in a tapered shape, an effect that sludge is not accumulated can be obtained.
2:シリンダブロック
4:ピストン
8:メインオイル通路
9:オイル通路
11:オイルジェット
15:弁座
15a,18a:シール面
15b、18b:シート面
18:弁体
20:ばね(弾性部材)2: Cylinder block 4: Piston 8: Main oil passage 9: Oil passage 11: Oil jet 15:
Claims (4)
前記弁座には凸状のシール面を備え、前記弁体には平らなシート面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする内燃機関のピストン冷却装置。A valve seat having a seal surface having an oil passage, a valve body having a seat surface for opening and closing the valve seat, and oil in the main oil passage formed in the cylinder block; A piston cooling device for an internal combustion engine that blows oil to the back surface of the piston via an oil jet composed of an elastic member that biases in the closing direction,
The valve seat has a convex sealing surface, and the valve body has a flat seat surface, whereby the oil passage is opened and closed by separating the seal surface from the seat surface. Engine piston cooling device.
前記弁座には平らなシート面を備え、前記弁体には凸状のシール面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする内燃機関のピストン冷却装置。A valve seat having a seat surface having an oil passage, oil in a main oil passage formed in the cylinder block, a valve body having a seal surface for opening and closing the valve seat, and the valve body in the oil passage A piston cooling device for an internal combustion engine that blows oil to the back surface of the piston via an oil jet composed of an elastic member that biases in the closing direction,
The valve seat has a flat seat surface, and the valve body has a convex sealing surface, whereby the oil passage is opened and closed by separating the sealing surface from the seat surface. Engine piston cooling device.
前記弁座には先細り形状のシール面を備え、前記弁体には平らなシート面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする内燃機関のピストン冷却装置。A valve seat having a seal surface having an oil passage, oil in a main oil passage formed in the cylinder block, a valve body having a seat surface for opening and closing the valve seat, and the valve body in the oil passage A piston cooling device for an internal combustion engine that blows oil to the back surface of the piston via an oil jet composed of an elastic member that biases in a closing direction,
The valve seat has a tapered sealing surface, and the valve body has a flat seat surface, whereby the oil passage is opened and closed by separating the sealing surface from the seat surface. Engine piston cooling device.
前記弁座には平らなシート面を備え、前記弁体には先細り形状のシール面を備えることにより、前記シート面から前記シール面を離接して前記オイル通路を開閉することを特徴とする内燃機関のピストン冷却装置。A valve seat having a seat surface having an oil passage, oil in a main oil passage formed in the cylinder block, a valve body having a seal surface for opening and closing the valve seat, and the valve body in the oil passage A piston cooling device for an internal combustion engine that blows oil to the back surface of the piston via an oil jet composed of an elastic member that biases in the closing direction,
The valve seat has a flat seat surface, and the valve body has a tapered sealing surface to open and close the oil passage by separating the seal surface from the seat surface. Engine piston cooling device.
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