JP2014009603A - オイルジェット - Google Patents

Abstract

【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は、オイル通路６２に開口するオイル供給ポート６、シリンダ４及びオイル噴射ポート１０を備える。ボディー２内にはシリンダ４の底面を形成する可動底３０が収容される。可動底３０には突起部４２が貫通し、可動底３０と突起部４２との間には環状のリーク孔３２が形成されている。シリンダ４にはピストン弁２０が収容される。ピストン弁２０はシリンダ４内に差圧室８を形成する。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１６によってオイル噴射ポート１０を塞ぐ位置に付勢され、可動底３０は第２バネ１８によって支持されている。可動底３０の移動距離に応じてリーク孔３２の奥行長が変わる。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

特開２０１１−０６４１５５号公報

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。

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。

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。

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。

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、突起部、可動底、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、シリンダ及びオイル噴射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端には開口を有している。オイル噴射ポートはシリンダの側面に開口している。

突起部はボディーの内部に設けられてシリンダの他端の開口に向けて突き出ている。突起部の先端には円柱面が備えられている。可動底はシリンダの底面を形成する部材であって、ボディーの内部を摺動可能に取り付けられている。可動底には突起部が貫通する円筒形の貫通孔が形成されている。可動底がボディーの内部を摺動するとき、貫通孔の円筒面と突起部の円柱面との間には所定幅の環状の隙間が保持されるようになっている。第２のバネはボディーの内部に配置されて可動底を支持している。

ピストン弁はシリンダに収容されて可動底との間に閉区画を形成している。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可動底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。

可動底の貫通孔の円筒面と突起部の円柱面との間に設けられた環状の隙間は、閉区画からオイルを漏出させるリーク孔として機能する。このリーク孔の奥行長である貫通孔の円筒面と突起部の円柱面との重なりの長さは、可動底の第２のバネを押し下げる方向への移動距離に応じて短くなるようにされている。

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。

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。

第１の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。

ところで、高粘度のオイルが使用されている場合、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ことがある。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オイルの漏出量が減少するためである。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。

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、閉区画内の油圧が上昇すると、第２バネによって支持されている可動底が閉区画内の油圧によって押し下げられる。リーク孔は可動底の貫通孔の円筒面と突起部の円柱面との間に設けられた環状の隙間であって、その奥行長は貫通孔の円筒面と突起部の円柱面との重なりの長さであるので、閉区画内の油圧によって可動底が押し下げられるとその押し下げられた距離に応じてリーク孔の奥行長は短くなる。リーク孔から漏出するオイルの流量はリーク孔の奥行長に反比例することから、オイルの漏出が促進されることで閉区画内の油圧は低下し、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。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、使用されているオイルの種類によらず、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。

本発明に係るオイルジェットにおいては、好ましくは第２バネは非線形バネとする。非線形バネによって可動底を支持することにより、閉区画内の油圧の変化に対する可動底の移動量の変化率を閉区画内の油圧に応じて変化させることができる。これによれば、油温の変化に対する可動底の移動量の変化率を一定にすることができる。

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、使用されているオイルの種類によらず、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。

本発明の実施の形態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１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットの可動底の構成と作用について説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットの低粘度オイルが使用された場合の動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットの低粘度オイルが使用された場合の動作を説明するための図である。 油温とオイル粘度との関係を示す図である。 可動底が固定の場合の油温と開弁圧との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットの高粘度オイルが使用された場合の動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットの高粘度オイルが使用された場合の動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットにおける第２バネのバネ特性を示す図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットにおける油温と差圧室の油圧との関係と、油温と可動底のストロークとの関係とを併せて示す図である。 本発明の実施の形態に係るオイルジェットの開弁圧特性を示す図である。 突起部の構成の変形例を示す図３に対応する図である。 突起部の構成の変形例を示す図３に対応する図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

本発明の実施の形態に係るオイルジェットの構成は図１、図２及び図３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６０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６０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６２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６２内の油圧は低く、回転数が高くなるにつれてオイル通路６２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６２に開口するオイル供給ポート６が形成されている。

ボディー２には、オイル供給ポート６を入口とする貫通孔が形成されている。その貫通孔のオイル供給ポート６の側はシリンダ４になっている。貫通孔の出口には後述するプラグ４０が嵌め込まれている。これにより、ボディー２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。ボディー２にはオイル噴射ノズル５０がロウ付けなどによって取り付けられている。オイル噴射ノズル５０に形成されたオイル噴射通路５２はオイル噴射ポート１０に連通されている。オイル噴射ノズル５０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。なお、図１にはオイル噴射ノズル５０は一本のみ示されているが、オイル噴射ポート１０をシリンダ４の周方向に複数形成することによって複数本のオイル噴射ノズル５０をボディー２に取り付けることもできる。

ボディー２の内部には、シリンダ４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１６、可動底３０及び第２バネ１８が収容されている。可動底３０は厚みの有る円盤状の部品であって、中央に円筒状の貫通孔を有している。第２バネ１８は不等ピッチのコイル状の圧縮バネ（すなわち非線形バネ）であり、可動底３０とプラグ４０との間に挟まれている。可動底３０はシリンダ４よりも大径であり、第２バネ１８によってシリンダ４の出口部に形成されたストッパ１４に押し付けられている。これにより、可動底３０はシリンダ４の底面として機能している。なお、可動底３０の外径は可動底３０を収容するボディー２の内径よりもわずかに大きく、可動底３０はボディー２の内部を摺動できるようになっている。

シリンダ４の入口にはピストン弁２０の弁座１２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１２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１６は等ピッチのコイル状の圧縮バネであって、ピストン弁２０と可動底３０との間に配置されてピストン弁２０を弁座１２に押し付けている。これにより、シリンダ４内には、ピストン弁２０と可動底３０とによって挟まれた閉区画８が形成されている。ピストン弁２０には、この閉区画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６０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、次に説明す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。

プラグ４０のシリンダ４の側の面、つまり、第２バネ１８を支持している面には、シリンダ４の内部に向けて突き出た突起部４２が形成されている。突起部４２は先端側が太く根元側が細い形状であり、先端側は円柱状に形成されている。突起部４２の先端は可動底３０に形成された貫通孔を貫通している。図２に示すように、突起部４２の先端の円柱面４４と可動底３０に形成された貫通孔の円筒面３４との間には、環状隙間３２が作られている。この環状隙間３２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３２と称する。このようなリーク孔３２がシリンダ４の底面に形成されることで、差圧室８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６２の油圧と差圧室８の油圧との間に差圧が発生する。

なお、リーク孔３２を通って差圧室８から漏れ出るオイルの流量は、リーク孔３２の奥行長が長いほど小さくなる。詳しくは、漏出するオイルの流量はリーク孔３２の奥行長に反比例する。リーク孔３２の奥行長Ｌは、図３に示すように、突起部４２の円柱面４４と可動底３０の円筒面３４との重なりの長さとして定義される。突起部４２の円柱面４４と可動底３０の円筒面３４との上下方向の位置関係は、可動底３０がストッパ１４に当たっている場合に、突起部４２の円柱面４４の下端と可動底３０の円筒面３４の下端とが揃うように調整されている。よって、可動底３０がストッパ１４に当たっている場合にリーク孔３２の奥行長Ｌは最長となり、可動底３０のストッパ１４からの移動距離が大きくなるにつれてリーク孔３２の奥行長Ｌは短くなる。

可動底３０とプラグ４０との間の空間は、リーク孔３２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４８となっている。オイル排出室４８は、プラグ４０に形成された複数のオイル排出孔４６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４６の総流路断面積はリーク孔３２の流路断面積よりも格段に大きい。このため、リーク孔３２からオイル排出室４８に漏出したオイルは、オイル排出室４８やオイル排出孔４６に充満することなく、オイル排出孔４６を伝って速やかにボディー２の外へ排出される。

次に、本実施の形態に係るオイルジェット１００の動作について説明する。なお、説明に使用する図４，５，８，９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。

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６２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１６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１６の付勢力との合力がオイル通路６２内の油圧による力以上になっていれば、図４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。

オイル通路６２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１６の付勢力との合力よりも大きくなった場合には、図５の模式図に示すように、ピストン弁２０はオイル通路６２から供給されるオイルに押されて弁座１２から離れる。すなわち、ピストン弁２０が開弁し始める。

このときのオイル通路６２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６２内の油圧Ｐ_M/Gと差圧室８内の油圧Ｐ_IN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。

一方、差圧室８からはリーク孔３２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３２を通過するオイルの流量Ｑ２は差圧室８内の油圧Ｐ_INと大気圧Ｐ_OUT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。

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３２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。

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３２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３２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６２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３２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３２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。

ただし、図６に示すように、油温とオイル粘度との関係はオイルの種類によって異なる。仮にリーク孔３２の奥行長が固定であるとすると、リーク孔３２から漏出するオイルの流量はオイル粘度に反比例する。このため、低粘度オイルと高粘度オイルとでは、同じ油温で比較した場合の差圧室８内の油圧には違いが生じる。その結果、図７に示すように、低粘度オイルを使用した場合と高粘度オイルを使用した場合とでは、油温に対する開弁圧の特性は異なったものになる。ピストン弁２０を付勢する第１バネ１６のバネ特性は、ある基準のオイルにおいて狙いの開弁圧特性が得られるように設計される。このため、図７に示すようなオイルの種類による開弁圧特性の違いがある場合には、所望の開弁圧でピストン弁２０が開かないといった問題や、逆に所望の開弁圧に達する前にピストン弁２０が開いてしまうという問題が生じるおそれがある。前者の問題はピストンの焼き付きの原因となる可能性があり、後者の問題は内燃機関の暖機を遅らせる可能性があるから、どちらの問題も起こらないようにしたい。

上記の課題に鑑みてなされた工夫が、シリンダ４の底面を第２バネ１８によって支持された可動底３０とし、可動底３０の移動距離に応じてリーク孔３２の奥行長を変化させることである。

高粘度オイルが使用されている場合、油温が低くオイル粘度の高い冷間時は、オイル通路６２内の油圧の力によって生じるピストン弁２０の動きにリーク孔３２からのオイルの漏出量が追いつかず、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。これにより差圧室８内の油圧が上昇すると、図８の模式図に示すように、第２バネ１８によって支持されている可動底３０は差圧室８内の油圧によって押し下げられる。リーク孔３２の奥行長は可動底３０の円筒面と突起部４２の円柱面との重なりの長さであるので、差圧室８内の油圧によって可動底３０が押し下げられると、その押し下げられた距離に応じてリーク孔３２の奥行長は短くなる。リーク孔３２から漏出するオイルの流量はリーク孔３２の奥行長に反比例することから、リーク孔３２の奥行長が短くなることによりオイルの漏出が促進される。

オイルの漏出が促進されることで差圧室８内の油圧は低下する。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６２内の油圧によって押し下げられる。その結果、図９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、オイル噴射ノズル５０からのオイル噴射が開始される。

ここで、本実施の形態に係るオイルジェット１００で用いられる第２バネ１８のバネ特性を図１０に示す。第２バネ１８は、バネ荷重に対するバネ変位量の変化率が一定ではない非線形バネである。より詳しくは、図１０に示すように、バネ変位量が所定値以下の領域ではバネ定数は第１の値をとり、バネ変位量が所定値より大きい領域ではバネ定数が第１の値より大きい第２の値をとるように設計された非線形バネである。このような非線形バネによって可動底３０を支持することにより、差圧室８内の油圧の変化に対する可動底３０の移動量の変化率を差圧室８内の油圧に応じて変化させることができる。

図１１は、本実施の形態に係るオイルジェット１００における油温と差圧室８内の油圧との関係と、油温と可動底３０のストローク（ストッパ１４に当接した位置からの可動底３０の移動量）との関係とを併せて示す図である。図１１に示すように、低粘度オイルと高粘度オイルとでは同一の油温における差圧室８内の油圧に差があり、その油圧差は油温に応じて変化する。より詳しくは、油温が低いほど低粘度オイルと高粘度オイルとの間の油圧差は大きく、しかも油温に対する油圧差の変化率は一定ではない。図１１には、低粘度オイルを基準にして狙いの開弁圧特性が決定された場合において、高粘度オイルが使用されたときの油温に対する可動底３０のストロークの変化を示している。第２バネ１８が図１０に示すようなバネ特性を有していることから、本実施の形態に係るオイルジェット１００によれば、油温の変化に対する可動底３０のストロークの変化率を略一定にすることができる。

そして、図１２は、本実施の形態に係るオイルジェット１００に係るオイルジェットの開弁圧特性を示す図である。本実施の形態に係るオイルジェット１００によれば、シリンダ４の底面を非線形バネである第２バネ１８によって支持された可動底３０とし、可動底３０の移動距離に応じてリーク孔３２の奥行長を変化させることにより、オイルの種類が変わったときの油温に対する開弁圧の変化を抑えることができる。これにより、低粘度オイルが使用された場合でも高粘度オイルが使用された場合でも同様の開弁圧特性を得ることができる。

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。さらに、オイルの種類が変わったときの油温に対する開弁圧の変化を抑えることができる。

なお、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、突起部４２の形状は図１３や図１４に示す変形例のような形状であってもよい。図１３に示す変形例では、突起部４２の根元側の胴部４３１はテーパ状になっている。図１４に示す変形例では、突起部４２の根元側の胴部４３２にはＲが付けられている。いずれにしても、可動底３０の円筒面３４との間でリーク孔３２を形成する円柱面４４が突起部４２の先端側に形成されており、かつ、先端側の径が根元側よりも太くなっていればよい。

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 弁座
１４ ストッパ
１６ 第１バネ
１８ 第２バネ
２０ ピストン弁
２２ オリフィス
３０ 可動底
３２ リーク孔（環状隙間）
３４ 円筒面
４０ プラグ
４２ 突起部
４４ 円柱面
４６ オイル排出孔
４８ オイル排出室
５０ オイル噴射ノズル
６０ シリンダブロック
６２ オイル通路
１００ オイルジェット

Claims (2)

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、一端が前記オイル供給ポートに連通し他端に開口を有するシリンダと、前記シリンダの側面に開口するオイル噴射ポートとを有するボディーと、
   前記ボディーの内部に設けられて前記シリンダの他端の開口に向けて突き出た、先端に円柱面を備える突起部と、
   前記突起部が貫通する円筒形の貫通孔を有し、当該貫通孔の円筒面と前記突起部の円柱面との間に所定幅の環状の隙間を保持しつつ前記ボディーの内部を摺動可能な、前記シリンダの底面を形成する可動底と、
   前記シリンダに収容されて前記可動底との間に閉区画を形成し、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、
   前記ピストン弁と前記可動底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、
   前記ボディーの内部に配置されて前記可動底を支持する第２のバネと、を備え、
   前記環状の隙間は前記閉区画からオイルを漏出させるリーク孔として機能し、当該リーク孔の奥行長である前記貫通孔の円筒面と前記突起部の円柱面との重なりの長さは、前記可動底の前記第２のバネを押し下げる方向への移動距離に応じて短くなることを特徴とするオイルジェット。
2. 前記第２のバネは非線形バネであることを特徴とする請求項１に記載のオイルジェット。

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