JP2012021510A - オイルジェット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルがオイルジェットノズルから必要以上に噴射されることを抑制することにより、オイルポンプが必要以上に駆動されることを抑制して、エンジンの燃費を向上させる。
【解決手段】エンジン１に取り付けられ、エンジン１のオイルギャラリ７に連通するオイル供給部１１及びオイル供給部１１からオイルが供給されるオイル導入部１２を有するオイルジェット本体１３と、オイルジェット本体１３に接続され、オイル導入部１２に供給されたオイルをエンジン１のピストン６に向けて噴射するオイルジェットノズル１４と、オイルジェット本体１３のオイル供給部１１とオイル導入部１２との間に介設されたオイルジェットバルブ１５と、オイルの温度に応じてオイルジェットバルブ１５を開閉弁させる開閉弁手段２５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのピストンを冷却するために用いられるオイルジェット装置に関する。

ディーゼルエンジンや、高出力ガソリンエンジンにおいては、ピストンを冷却するためにオイルジェット装置が用いられる。

例えば図４に示すように、オイルジェット装置４０は、エンジンのシリンダブロックに取り付けられ、エンジンのオイルギャラリに連通するオイル供給部４１及びオイル供給部４１からオイルが供給されるオイル導入部４２を有するオイルジェット本体４３と、オイルジェット本体４３に接続され、オイル導入部４２に供給されたオイルをエンジンのピストンに向けて噴射するオイルジェットノズル４４と、オイルジェット本体４３のオイル供給部４１とオイル導入部４２との間に介設されたオイルジェットバルブ４５とを備えている。

オイルジェットバルブ４５は、例えば、オイルジェット本体４３のオイル供給部４１内に摺動可能に設けられたピストン４６と、オイル供給部４１内に配設され、ピストン４６の移動を所定範囲に規制するストッパ４７と、ピストン４６によってオイル供給部４１とは反対側に区画形成された背圧部５０内に配設され、ピストン４６を閉方向（ストッパ４７側）に付勢するスプリング４８とを有している。

このようなオイルジェットバルブ４５では、オイル供給部４１内の油圧が所定圧力以上になると、ピストン４６がスプリング４８による付勢力に抗して開方向（図４中の下方向）に移動し、オイル供給部４１とオイル導入部４２とを連通する連通穴４９が開かれる（開弁）。オイルジェットバルブ４５が開弁すると、オイルがオイル供給部４１からオイル導入部４２に供給され、オイルがオイルジェットノズル４４から噴射される。

一方、オイル供給部４１内の油圧が下がり所定圧力未満となると、ピストン４６がスプリング４８で押し上げられて閉方向（図４中の上方向）に移動し、オイル供給部４１とオイル導入部４２とを連通する連通穴４９が閉じられる（閉弁）。オイルジェットバルブ４５が閉弁すると、オイルはオイル供給部４１からオイル導入部４２に供給されず、オイルはオイルジェットノズル４４から噴射されない。

特開２００９−２０３７９８号公報

上述のように、一般的に、油圧に応じて開閉弁するオイルジェットバルブ４５がオイルジェット装置４０に用いられている。

オイルジェットバルブ４５の開閉弁はオイル供給部４１内の油圧（即ち、エンジンのオイルギャラリ内の油圧）で決まるが、オイル供給部４１内の油圧はエンジン回転数に比例するため、オイルジェット装置４０の作動線は図５（ａ）の実線Ｌ１で示されるようになる。即ち、オイルジェット装置４０によるオイル噴射とオイル噴射停止とが、エンジン回転数に応じて切り替わるようになっている。

しかしながら、エンジンのピストン温度は単位時間当たりの燃料流量（即ち、等馬力線）に比例するので、オイルジェット装置４０の作動線は図５（ｂ）の実線Ｌ２で示されるようになるのが好ましい。即ち、オイルジェット装置４０によるオイル噴射とオイル噴射停止とが、単位時間当たりの燃料流量に応じて切り替わるようになることが好ましい。

従って、図４に示されるオイルジェット装置４０では、図５（ｃ）の作動線Ｌ１とＬ２との間の範囲Ａで無駄にオイルをオイルジェットノズル４４から噴射することになる。そのため、エンジンのオイルギャラリにオイルを供給するオイルポンプとして可変流量オイルポンプを用いた場合、オイルポンプが図５（ｃ）の範囲Ａで無駄に仕事をし、エンジンの燃費が悪化する虞がある。

そこで、本発明の目的は、オイルがオイルジェットノズルから必要以上に噴射されることを抑制することにより、オイルポンプが必要以上に駆動されることを抑制して、エンジンの燃費を向上させることにある。

前記目的を達成するために、本発明は、エンジンに取り付けられ、該エンジンのオイルギャラリに連通するオイル供給部及び該オイル供給部からオイルが供給されるオイル導入部を有するオイルジェット本体と、該オイルジェット本体に接続され、前記オイル導入部に供給されたオイルを前記エンジンのピストンに向けて噴射するオイルジェットノズルと、前記オイルジェット本体の前記オイル供給部と前記オイル導入部との間に介設されたオイルジェットバルブと、オイルの温度に応じて前記オイルジェットバルブを開閉弁させる開閉弁手段とを備えたものである。

前記開閉弁手段は、ワックスペレットから構成されても良い。

本発明によれば、オイルがオイルジェットノズルから必要以上に噴射されることを抑制することにより、オイルポンプが必要以上に駆動されることを抑制して、エンジンの燃費を向上させることができるという優れた効果を奏する。

図１（ａ）は本発明の一実施形態に係るオイルジェット装置の側断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線断面図である。 図２（ａ）は低油温時におけるオイルジェット装置の側断面図であり、図２（ｂ）は高油温時におけるオイルジェット装置の側断面図である。 図３は、オイルジェット装置が用いられるエンジンの概略図である。 図４は、従来のオイルジェット装置の側断面図である。 図５（ａ）〜図５（ｃ）は、トルク−エンジン回転数線図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図３に示すように、本実施形態に係るオイルジェット装置１０が用いられるエンジン１は、例えば、上部側に配設されるシリンダヘッド（図示せず）と、下部側に配設されるクランクケース（図示せず）と、シリンダヘッドとクランクケースとの間に配設されるシリンダブロック２とを備えている。シリンダブロック２の上部に形成されたシリンダボア３内には、クランクシャフト４にコンロッド５を介して連結されたピストン６が摺動可能に配設されている。また、シリンダブロック２には、図示しないオイルポンプ（本実施形態では、可変流量オイルポンプ）から供給されたオイルを貯留するオイルギャラリ７が形成されている。

図１及び図３に示すように、本実施形態に係るオイルジェット装置１０は、エンジン１のシリンダブロック２に取り付けられ、エンジン１のオイルギャラリ７に連通するオイル供給部１１及びオイル供給部１１からオイルが供給されるオイル導入部１２を有するオイルジェット本体１３と、オイルジェット本体１３に接続され、オイル導入部１２に供給されたオイルをエンジン１のピストン６に向けて噴射するオイルジェットノズル１４と、オイルジェット本体１３のオイル供給部１１とオイル導入部１２との間に介設されたオイルジェットバルブ１５と、油温（オイルの温度）に応じてオイルジェットバルブ１５を開閉弁させる開閉弁手段とを備えている。

図１に示すように、本実施形態のオイルジェット本体１３は、貫通穴１６が形成された円環状の第一ボディ１７と、第一ボディ１７の貫通穴１６に挿入された第二ボディ１８とから構成されている。第二ボディ１８は、先端部にネジ部分が形成されたロッド部１９と、ロッド部１９に一体に結合された頭部２０とからなり、第一ボディ１７（オイルジェット本体１３）をエンジン１のシリンダブロック２に取り付けるボルトとしても機能する。

第一ボディ１７には、第一ボディ１７の周方向に沿って延びる円環状の第一通路２１が形成されている。第一ボディ１７の貫通穴１６に第二ボディ１８が挿入されると、第一ボディ１７の第一通路２１と第二ボディ１８のロッド部１９とによって、上記のオイル導入部１２が区画形成される。

第二ボディ１８には、ロッド部１９先端から頭部２０にかけて第二ボディ１８の軸線方向に沿って延びる第二通路２２と、ロッド部１９中間部に第二ボディ１８の軸線方向と直交して貫通形成された連通穴２３と、頭部２０に第二ボディ１８の軸線方向に沿って貫通形成された背圧調整穴２４とが形成されている。後述するワックスペレット２５が第二ボディ１８の第二通路２２内に収容されると、第二通路２２とワックスペレット２５とによって、上記のオイル供給部１１とオイル供給部１１とは反対側の背圧部２６とが区画形成される。

本実施形態のオイルジェットノズル１４は、パイプからなり、オイルジェット本体１３（第一ボディ１７）に複数（図示例では、二つ）接続されている。具体的には、各オイルジェットノズル１４は、基端部１４ａがオイルジェット本体１３（第一ボディ１７）に固定され、先端部１４ｂが上方へ延びるように形成されている（図３参照）。

本実施形態では、上記の開閉弁手段は、ワックスペレット２５から構成される。ワックスペレット２５は、ワックス（図示せず）を収容するケース２７と、ケース２７内のワックスの膨張収縮に応じてケース２７に対して出没するロッド２８とから主に構成されている。

本実施形態のオイルジェットバルブ１５は、ロッド２８がオイル供給部１１側に臨んだ状態で第二ボディ１８の第二通路２２内に収容されたワックスペレット２５と、オイル供給部１１内に配設され、ワックスペレット２５のロッド２８をオイルジェット本体１３（第二ボディ１８）に対して固定するストッパ２９と、背圧部２６内に配設され、ワックスペレット２５のケース２７を閉方向（ストッパ２９側）に付勢するスプリング３０とから構成されている。

ワックスペレット２５のケース２７をオイルジェットバルブ１５の弁体として用いるために、ケース２７は第二ボディ１８の第二通路２２内を摺動可能となっている。ストッパ２９は、円盤状に形成されると共に、オイルの通過を許容する通過穴３１が複数（図示例では、四つ）形成されている。

次に、本実施形態の作用を図２を用いて説明する。

低油温時、即ちオイル供給部１１内の油温が所定温度未満のときには、ワックスペレット２５のケース２７内のワックスが固化（凝固）しているため、ワックスの体積が小さく、ケース２７からのロッド２８の飛び出し量（図２（ａ）に符号Ｐｌで示す）が小さい。そのため、図２（ａ）に示すように、ワックスペレット２５のケース２７がスプリング３０によって押し上げられ、ケース２７によってオイル供給部１１とオイル導入部１２とを連通する連通穴２３が閉じられる（閉弁）。そのため、オイル供給部１１からオイル導入部１２へのオイルの供給が遮断されて、オイルがオイルジェットノズル１４から噴射されない。

一方、高油温時、即ちオイル供給部１１内の油温が所定温度以上のときには、ワックスペレット２５のケース２７内のワックスが溶け、ワックスの体積が低油温時に比べて増える。その結果、図２（ｂ）に示すように、ケース２７からのロッド２８の飛び出し量（図２（ａ）に符号Ｐｈで示す）が低油温時に比べて増え、ワックスペレット２５のケース２７がスプリング３０による付勢力に抗して押し下げられ、オイル供給部１１とオイル導入部１２とを連通する連通穴２３が開く（開弁）。そのため、オイルがオイル供給部１１からオイル導入部１２に供給されて、オイルがオイルジェットノズル１４から噴射される。

オイル供給部１１内（オイルギャラリ７内）の油温は燃料流量に比例するので、本実施形態のオイルジェットバルブ１５を用いれば、オイルジェット装置１０の作動を図５の実線Ｌ２で示される作動とすることができる。即ち、オイルジェット装置１０によるオイル噴射とオイル噴射停止とが、単位時間当たりの燃料流量（エンジン負荷）に応じて切り替わるようにすることができる。

従って、本実施形態に係るオイルジェット装置１０によれば、オイルがオイルジェットノズル１４から必要以上に噴射されることがなく、オイルポンプが必要以上に駆動されることがないので、結果としてエンジン１の燃費を向上させることができる。

また、何らかの原因でオイル供給部１１内の油圧が極端に上がった場合は、オイル供給部１１内の油温がたとえ低くても、ワックスペレット２５のケース２７が受ける油圧による荷重がスプリング３０による付勢力に勝り、ワックスペレット２５のケース２７がスプリング３０による付勢力に抗して押し下げられる。即ち、本実施形態のオイルジェットバルブ２５は安全弁としても機能する。

１ エンジン
６ ピストン
７ オイルギャラリ
１０ オイルジェット装置
１１ オイル供給部
１２ オイル導入部
１３ オイルジェット本体
１４ オイルジェットノズル
１５ オイルジェットバルブ
２５ ワックスペレット（開閉弁手段）

Claims (2)

1. エンジンに取り付けられ、該エンジンのオイルギャラリに連通するオイル供給部及び該オイル供給部からオイルが供給されるオイル導入部を有するオイルジェット本体と、該オイルジェット本体に接続され、前記オイル導入部に供給されたオイルを前記エンジンのピストンに向けて噴射するオイルジェットノズルと、前記オイルジェット本体の前記オイル供給部と前記オイル導入部との間に介設されたオイルジェットバルブと、オイルの温度に応じて前記オイルジェットバルブを開閉弁させる開閉弁手段とを備えたことを特徴とするオイルジェット装置。
2. 前記開閉弁手段は、ワックスペレットから構成される請求項１に記載のオイルジェット装置。

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