JP2014070614A - ピストンクーリングジェット - Google Patents

Abstract

【課題】圧力調整通路に異物が詰まりにくいピストンクーリングジェットを提供することを課題とする。
【解決手段】ピストンクーリングジェット１は、ハウジング２と、ハウジング２から外側に突設されピストン９１にオイルＯを噴射可能なノズル３と、ハウジング２の内部を往復動可能であって、表側からエンジン側オイル通路９００の油圧による荷重Ｆｕが加わり、エンジン側オイル通路９００に連通するバルブ側オイル通路４００を有するバルブ本体４０を有するバルブ４と、ハウジング２の内部において、バルブ本体４０の裏側に区画され、バルブ側オイル通路４００に連通する圧力室２１と、圧力室２１とハウジング２の外部との間に配置され、バルブ側オイル通路４００の延在方向に対して、交差する方向に延在する圧力調整通路Ｂと、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンのピストンの裏面にオイルを噴射することにより、ピストンを冷却するピストンクーリングジェットに関する。

ピストンクーリングジェットは、エンジンのシリンダブロックに取り付けられている。ピストンクーリングジェットは、シリンダブロックのメインオイルギャラリに連通している。メインオイルギャラリは、エンジンのオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェットには、油圧式バルブ機構が配置されている。

メインオイルギャラリのオイルの油圧が所定のしきい値以上になると、ピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構が開く。このため、メインオイルギャラリのオイルが、ピストンクーリングジェットにより、ピストンの裏面に噴射される。当該噴射により、ピストンが冷却される。

ここで、ピストンが高温の温間時においては、ピストンクーリングジェットによりピストンを冷却する方が好ましい。しかしながら、ピストンが低温の冷間時においては、ピストンを早期に昇温させる必要がある。このため、冷間時にピストンクーリングジェットを用いてピストンを冷却すると、ピストンの昇温を阻害してしまう。また、ピストンの裏面に噴射されたオイルは、クランクシャフトに落下する。ここで、冷間時においては、オイルの油温が低い。このため、オイルの粘度が高い。したがって、粘度の高いオイルがクランクシャフトに落下することになり、クランクシャフトの回転抵抗（オイルに対する攪拌抵抗）が大きくなってしまう。このような理由から、冷間時においては、オイルを噴射しない方が好ましい。しかしながら、従来のピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構は、エンジンの温度ではなく、メインオイルギャラリの油圧に応じて開閉する。このため、冷間時においても、ピストンクーリングジェットが作動してしまう。

この点に鑑み、特許文献１には、油圧用バルブ機構部と、油温用バルブ機構部と、を備えるピストンクーリングジェットが開示されている。同文献のピストンクーリングジェットによると、油圧用バルブ機構部が、オイルの油圧に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。また、油温用バルブ機構部が、オイルの油温に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。

油圧用バルブ機構部には、一つのコイルスプリングが使用されている。また、油温用バルブ機構部には、二つのコイルスプリングが使用されている。油温用バルブ機構部の二つのコイルスプリングは、閉止部材を介して、オイルの通路方向に沿って直列に並んでいる。二つのコイルスプリングのうち、上側（上流側）のコイルスプリングは形状記憶合金製の形状記憶スプリングである。当該コイルスプリングの付勢力は、温度により変化する。二つのコイルスプリングのうち、下側（下流側）のコイルスプリングは、バイアススプリングである。

冷間時においては、バイアススプリングの方が、形状記憶スプリングよりも、付勢力が大きい。このため、オイルの通路が閉じている。したがって、オイルの噴射を停止することができる。

一方、温間時においては、形状記憶スプリングの方が、バイアススプリングよりも、付勢力が大きい。このため、オイルの通路が開いている。したがって、オイルの噴射を許容することができる。

特開２０１１−１２６５０号公報

しかしながら、同文献記載のピストンクーリングジェットによると、合計三つのコイルスプリングが必要である。このため、ピストンクーリングジェットの構造が複雑である。また、部品点数が多い。

また、同文献記載のピストンクーリングジェットによると、三つのコイルスプリングのうち、一つのコイルスプリングを、形状記憶合金製とする必要がある。このため、ピストンクーリングジェットの製造コストが高くなる。

この点に鑑み、本発明者は、新規のピストンクーリングジェットを開発した。ただし、当該ピストンクーリングジェットは、従来技術ではない。当該ピストンクーリングジェットは、ハウジングと、バルブと、プラグと、ホルダと、コイルスプリングと、を備えている。

ホルダは、ホルダ側孔を備えている。ホルダは、ハウジングの下側部分に収容されている。プラグは、ハウジングの下端の開口を封止している。プラグからは、上側に向かってシャフトが突設されている。シャフトは、ハウジングに収容されている。シャフトは、ホルダ側孔に挿通されている。ホルダ側孔の内周面と、シャフトの外周面と、の間には、リーク隙間が区画されている。

バルブは、ハウジング（シャフトよりも上の部分）に往復動可能に収容されている。バルブは、ハウジングの内部を、上側の受圧室と下側の圧力室とに、可動的に仕切っている。バルブには、オリフィスが配置されている。コイルスプリングは、圧力室に収容されている。コイルスプリングは、バルブを付勢している。受圧室は、エンジンのメインオイルギャラリに連通している。メインオイルギャラリのオイルは、受圧室→オリフィス→圧力室→リーク隙間という、上下方向に延在するオイル経路を辿って、外部に流出する。

当該ピストンクーリングジェットは、圧力室の上流側にオリフィスを、圧力室の下流側にリーク隙間を、備えている。このため、オイルの油温および油圧に応じて、圧力室の内圧を変化させることができる。また、当該内圧の変化を利用して、開弁位置と閉弁位置との間で、バルブを往復動させることができる。

このように、新規のピストンクーリングジェットによると、油温および油圧に応じたオイル噴射制御を、単一のコイルスプリングを用いて実行することができる。このため、ピストンクーリングジェットの構造が簡単である。また、部品点数が少ない。また、新規のピストンクーリングジェットによると、コイルスプリングを、敢えて形状記憶合金製とする必要がない。このため、ピストンクーリングジェットの製造コストが低くなる。

当該新規のピストンクーリングジェットの場合、圧力室の内圧を制御するために、オイル経路（メインオイルギャラリから、受圧室、オリフィス、圧力室、リーク隙間を経由して、外部に至る経路）を確保する必要がある。しかしながら、オイルには、例えば、スラッジ、摩耗粉、ゴミ、エンジン製造時の加工粉などの異物が混入している場合がある。異物がオイル経路に詰まると、オイルが円滑に流れにくくなる。このため、圧力室の内圧を制御しにくくなる。とりわけ、リーク隙間は、開口幅が小さい。また、オリフィスと、圧力室と、リーク隙間と、は上下方向に略一列に並んでいる。このため、リーク隙間には、異物が詰まりやすい。

本発明のピストンクーリングジェットは、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、圧力調整通路に異物が詰まりにくいピストンクーリングジェットを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のピストンクーリングジェットは、ハウジングと、該ハウジングから外側に突設されピストンにオイルを噴射可能なノズルと、該ハウジングの内部を往復動可能であって、表側からエンジン側オイル通路の油圧による荷重が加わり、該エンジン側オイル通路に連通するバルブ側オイル通路を有するバルブ本体を有するバルブと、該ハウジングの内部において、該バルブ本体の裏側に区画され、該バルブ側オイル通路に連通する圧力室と、該圧力室と該ハウジングの外部との間に配置され、該バルブ側オイル通路の延在方向に対して、交差する方向に延在する圧力調整通路と、を備えることを特徴とする。

本発明のピストンクーリングジェットによると、バルブ側オイル通路の延在方向と、圧力調整通路の延在方向と、が交差している。このため、バルブ側オイル通路から流れ出た異物（例えば、スラッジ、摩耗粉、ゴミ、エンジン製造時の加工粉など）が、圧力調整通路に流れ込みにくい。したがって、圧力調整通路に異物が詰まりにくい。よって、圧力室の内圧を、確実に制御することができる。

ところで、オイルは、エンジンを、一例として、オイルパン→ポンプ→オイルフィルタ→シリンダブロック→ピストンクーリングジェット→再びオイルパンという経路で循環している。エンジン製造直後においては、シリンダブロックに、エンジン製造時の加工粉が残留している場合がある。このため、エンジン製造直後にエンジンを駆動すると、加工粉は、オイルフィルタを通過する前に、ピストンクーリングジェットに流れ込んでしまう。したがって、圧力調整通路に異物が詰まりやすくなる。この点、本発明のピストンクーリングジェットによると、エンジン製造直後にエンジンを駆動する場合であっても、圧力調整通路に異物が詰まりにくい。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記バルブ側オイル通路は、オリフィスを有し、前記圧力調整通路は、開口幅が該オリフィスよりも小さく、総開口面積が該オリフィスよりも大きいリーク隙間である構成とする方がよい。本構成によると、オイルの油温および油圧に応じて、圧力室の内圧を簡単に調整することができる。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記ハウジングは、筒状を呈し、前記バルブ側オイル通路は、該ハウジングの軸方向に延在し、前記圧力調整通路は、該ハウジングの側壁を、該ハウジングの該軸方向に対して交差する方向に貫通する構成とする方がよい。

本構成によると、バルブ側オイル通路は、ハウジングの軸方向（筒軸方向）に延在している。一方、圧力調整通路は、軸方向に対して交差する方向に延在している。このため、圧力調整通路に異物が詰まりにくい。

（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記ハウジングは、前記側壁を貫通するホルダ取付孔を有し、該ホルダ取付孔に配置され、ホルダ側孔を有するホルダと、該ホルダ側孔に挿通されるシャフトと、を備え、前記圧力調整通路は、該ホルダ側孔の内周面と、該シャフトの外周面と、の間に区画される構成とする方がよい。本構成によると、圧力調整通路が、ホルダとシャフトとにより形成されている。このため、圧力調整通路の形状の自由度が高い。

（５）好ましくは、上記（３）の構成において、前記圧力調整通路は、前記ハウジングの前記側壁に形成される構成とする方がよい。本構成によると、圧力調整通路が、ハウジングの側壁に直接形成されている。このため、圧力調整通路を形成するための部品を、敢えて配置する必要がない。したがって、部品点数が少なくなる。

（６）好ましくは、上記（３）ないし（５）のいずれかの構成において、前記ハウジングの前記軸方向は、上下方向である構成とする方がよい。異物は、自重により、圧力室を下側に移動しやすい。これに対して、圧力調整通路は、ハウジングの側壁に配置されている。このため、本構成によると、圧力調整通路に異物が詰まりにくい。

（７）好ましくは、上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、前記バルブは、前記圧力室に配置され、前記バルブ側オイル通路の下流側の開口と、前記圧力調整通路の上流側の開口と、が直線的に連通するのを遮断する仕切壁を有する構成とする方がよい。本構成によると、圧力調整通路に対する異物の流入を、仕切壁が抑制することができる。このため、圧力調整通路に異物が詰まりにくい。

本発明によると、圧力調整通路に異物が詰まりにくいピストンクーリングジェットを提供することができる。

第一実施形態のピストンクーリングジェットの配置図である。 同ピストンクーリングジェットの斜視図である。 同ピストンクーリングジェットの分解斜視断面図である。 同ピストンクーリングジェットの閉弁状態の上下方向断面図である。 同ピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図である。 図４の枠ＶＩ内の拡大図である。 図５の枠ＶＩＩ内の拡大図である。 第二実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態におけるバルブ付近の上下方向拡大断面図である。 第三実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態におけるバルブ付近の上下方向拡大断面図である。 第四実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態におけるバルブ付近の上下方向拡大断面図である。

以下、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
［ピストンクーリングジェットの配置］
まず、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置について説明する。図１に、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置図を示す。図１に示すように、エンジン９は、シリンダブロック９０と、ピストン９１と、コンロッド９２と、クランクシャフト９３と、を備えている。

ピストン９１は、コンロッド９２を介して、クランクシャフト９３に接続されている。ピストン９１は、シリンダブロック９０内を、上下方向に往復動可能である。シリンダブロック９０には、メインオイルギャラリ９００が形成されている。メインオイルギャラリ９００は、本発明の「エンジン側オイル通路」の概念に含まれる。メインオイルギャラリ９００は、エンジン９のオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェット１は、シリンダブロック９０に取り付けられている。

なお、図１に示すピストンクーリングジェット１は、開弁状態である。図１に点線で示すように、ピストンクーリングジェット１は、メインオイルギャラリ９００内のオイルＯを、ピストン９１の下面（裏面、つまり燃焼室と反対側の面。）に噴射可能である。

［ピストンクーリングジェットの構成］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの構成について説明する。以下の図において、上側は、本発明の「表側」に対応している。また、下側は、本発明の「裏側」に対応している。図２に、本実施形態のピストンクーリングジェットの斜視図を示す。図３に、同ピストンクーリングジェットの分解斜視断面図を示す。図４に、同ピストンクーリングジェットの閉弁状態の上下方向断面図を示す。図５に、同ピストンクーリングジェットの開弁状態の上下方向断面図を示す。図６に、図４の枠ＶＩ内の拡大図を示す。図７に、図５の枠ＶＩＩ内の拡大図を示す。

図１〜図７に示すように、ピストンクーリングジェット１は、ハウジング２と、ノズル３と、バルブ４と、ホルダ５と、プラグ６と、隔壁８と、コイルスプリング７０と、ブラケット７１と、を備えている。

（ハウジング２、ブラケット７１）
ハウジング２は、鋼製であって、円筒状を呈している。図１に示すように、ハウジング２は、ブラケット７１を介して、シリンダブロック９０に、ボルト（図略）により固定されている。図４、図５に示すように、ハウジング２は、受圧室２０と、圧力室２１と、ハウジング側ノズル連通孔２２と、第一段差部２３と、第二段差部２４と、ホルダ取付孔２５と、を備えている。

受圧室２０および圧力室２１は、ハウジング２の内部に区画されている。受圧室２０と圧力室２１とは、後述するバルブ４により、仕切られている。すなわち、受圧室２０は、バルブ４の上側に配置されている。一方、圧力室２１は、バルブ４の下側に配置されている。バルブ４の動きに応じて、受圧室２０および圧力室２１の体積は、変化する。

ハウジング側ノズル連通孔２２は、ハウジング２の側周壁の左側を貫通している。ハウジング側ノズル連通孔２２の断面は、真円状を呈している。ホルダ取付孔２５は、ハウジング２の側周壁の右側を貫通している。ホルダ取付孔２５の断面は、真円状を呈している。ホルダ取付孔２５は、ハウジング側ノズル連通孔２２よりも、下側に配置されている。

第一段差部２３は、ハウジング２の内部の上端（軸方向一端）付近に配置されている。第一段差部２３は、下側から上側に向かって縮径するテーパ面状を呈している。第一段差部２３は、後述するバルブ４の上死点（閉弁位置）を決定している。第二段差部２４は、ハウジング２の内部の下端（軸方向他端）付近に配置されている。第二段差部２４は、下側から上側に向かって縮径する階段状を呈している。第二段差部２４は、後述する隔壁８の取付位置を決定している。

（ノズル３、バルブ４）
図４、図５に示すように、ノズル３は、鋼製であって、長軸円筒状を呈している。ノズル３は、ハウジング２の側周壁の左側から、径方向外側に突設されている。図１に示すように、ノズル３の上端（軸方向一端）は、ピストン９１の方向を向いている。ノズル３の下端（軸方向他端）は、ハウジング２のハウジング側ノズル連通孔２２に接続されている。

バルブ４は、鋼製であって、バルブ本体４０と、スカート４１と、を備えている。スカート４１は、本発明の「仕切壁」の概念に含まれる。バルブ本体４０は、バルブ側オイル通路４００と、バルブ側スプリング座４０１と、を備えている。バルブ側オイル通路４００は、バルブ本体４０を上下方向（軸方向）に貫通している。バルブ側オイル通路４００の断面は、真円状を呈している。バルブ側オイル通路４００は、バルブ本体４０の径方向中心に配置されている。バルブ側オイル通路４００の中間部分には、オリフィス（絞り部）Ａが配置されている。オリフィスＡの断面は、真円状を呈している。バルブ側オイル通路４００の水平方向（軸直方向）の通路断面積は、オリフィスＡにおいて、局所的に縮小されている。

バルブ側スプリング座４０１は、バルブ本体４０の外周面の下側部分に、全周的に配置されている。バルブ側スプリング座４０１は、下側から上側に向かって拡径する階段状を呈している。

スカート４１は、バルブ本体４０の下面から、下側（圧力室２１側）に向かって突設されている。スカート４１は、上下方向に延びる円筒状を呈している。バルブ側オイル通路４００の下端（下流端）の開口は、スカート４１の径方向内側に配置されている。図５、図７に示すように、スカート４１の下端は、バルブ４の下死点（開弁位置）を決定している。すなわち、開弁状態において、スカート４１の下端は、後述する隔壁８の上面に当接している。スカート４１の下端には、四個の切欠部４１０が配置されている。四個の切欠部４１０は、周方向に９０°ずつ離間して配置されている。開弁状態において、四個の切欠部４１０は、スカート４１の径方向内側と径方向外側とを連通している。

（隔壁８、コイルスプリング７０）
図３〜図７に示すように、隔壁８は、鋼製であって、円板状を呈している。隔壁８は、ハウジング２の第二段差部２４に当接するように、ハウジング２の下端の開口に固定されている。圧力室２１は、バルブ本体４０と隔壁８との間に区画されている。隔壁８は、隔壁側スプリング座８０１を備えている。隔壁側スプリング座８０１は、隔壁８の上面に配置されている。隔壁側スプリング座８０１は、円環リブ状を呈している。

図３〜図７に示すように、コイルスプリング７０は、鋼製であって、バルブ側スプリング座４０１と、隔壁側スプリング座８０１と、の間に介装されている。コイルスプリング７０は、バルブ４を、上側（開弁状態から閉弁状態に切り替える方向）に付勢している。

（ホルダ５、プラグ６）
図３〜図７に示すように、ホルダ５は、鋼製であって、右側に開口する有底円筒状を呈している。ホルダ５は、ハウジング２のホルダ取付孔２５に固定されている。ホルダ５は、底部５０と、筒部５１と、を備えている。

底部５０の左面は、圧力室２１に露出している。底部５０は、円板状を呈している。底部５０は、ホルダ側孔５００を備えている。ホルダ側孔５００は、底部５０の径方向中央に配置されている。ホルダ側孔５００は、底部５０を左右方向（ハウジング２の径方向）に貫通している。ホルダ側孔５００の断面は、真円状を呈している。筒部５１は、底部５０の右側（ハウジング２の径方向外側）に連なっている。筒部５１は、円筒状を呈している。

図３〜図７に示すように、プラグ６は、鋼製であって、左側（ハウジング２の径方向内側）に突出する画鋲状を呈している。プラグ６は、ホルダ５と共に、ハウジング２の側周壁に配置されている。プラグ６は、底部６０と、凸部６１と、シャフト６２と、を備えている。

底部６０は、円板状を呈している。底部６０は、ハウジング２の側周壁のホルダ取付孔２５を、右側から覆っている。凸部６１は、底部６０の左面から突設されている。凸部６１は、短軸円柱状を呈している。凸部６１は、ホルダ５の内部に収容されている。凸部６１は、ホルダ５により位置決めされている。ここで、凸部６１の外周面と、筒部５１の内周面と、は隙間無く当接している。すなわち、筒部５１は、凸部６１つまりシャフト６２の、ホルダ側孔５００に対する径方向位置を決定している。凸部６１は、四つのプラグ側オイル通路６１０を備えている。四つのプラグ側オイル通路６１０は、各々、左右方向に延在している。四つのプラグ側オイル通路６１０の断面は、各々、真円状を呈している。四つのプラグ側オイル通路６１０は、９０°ずつ離間して配置されている。図６、図７に示すように、四つのプラグ側オイル通路６１０は、各々、後述するリーク隙間Ｂの下流側の開口と、ハウジング２の外部と、を左右方向に連通している。

シャフト６２は、凸部６１の左面から突設されている。シャフト６２は、短軸円柱状を呈している。シャフト６２の断面は、真円状を呈している。シャフト６２は、ホルダ側孔５００の径方向内側を貫通している。

シャフト６２とホルダ側孔５００とは、同軸上に配置されている。リーク隙間Ｂは、シャフト６２の外周面と、ホルダ側孔５００の内周面と、の間に区画されている。リーク隙間Ｂは、円環状を呈している。リーク隙間Ｂの径方向幅（開口幅）は、オリフィスＡの直径（開口幅）よりも、小さく設定されている。また、リーク隙間Ｂの上下方向（ハウジング２の軸方向）の通路断面積（総開口面積）は、オリフィスＡの水平方向（ハウジング２の径方向）の通路断面積（総開口面積）よりも、大きく設定されている。

［ピストンクーリングジェットのバルブに加わる荷重］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットのバルブに加わる荷重について、簡単に説明する。図４、図５に示すように、バルブ本体４０の上面には、上側から、メインオイルギャラリ９００のオイルＯの油圧による荷重Ｆｕが加わる。一方、バルブ本体４０の下面には、下側から、コイルスプリング７０の付勢力による荷重Ｆｄ１が加わる。並びに、バルブ本体４０の下面には、下側から、圧力室２１の内圧（オイルＯの油圧）による荷重Ｆｄ２が加わる。

このように、バルブ本体４０には、上側から荷重Ｆｕが、下側から荷重Ｆｄ１、Ｆｄ２が、加わる。これらの荷重の大小関係に応じて、バルブ本体４０つまりバルブ４は、上下方向に往復動する。なお、バルブ４には、ピストンクーリングジェット１の取付方向に応じて、バルブ４の自重や浮力などによる荷重も作用するが、ここでは、説明の便宜上、割愛する。

［ピストンクーリングジェットの動き］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの動きについて説明する。前述したように、バルブ４には、上側から荷重Ｆｕが、下側から荷重Ｆｄ１、Ｆｄ２が、加わる。これらの荷重の大小関係に応じて、バルブ４は、上下方向に往復動する。つまり、ピストンクーリングジェット１は、図４に示す閉弁状態と、図５に示す開弁状態と、に切り替わる。

荷重Ｆｄ２を決定しているのは、圧力室２１の内圧である。圧力室２１内の内圧は、圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１と、圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２と、の関係により変化する。

すなわち、圧力室２１には、オリフィスＡを経由して、オイルＯが流入する。このため、オイルＯの密度をρ、受圧室２０内（つまり図１に示すメインオイルギャラリ９００内）の油圧をＰａ、圧力室２１内の油圧をＰｂ、流量係数をＫ１、オリフィスＡの流路断面積をＳとすると、ベルヌーイの定理により、オリフィスＡを通過するオイルＯの流量、つまり圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１は、以下の式（１）から導出される。

式（１）から、圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１は、オイルＯの密度ρの影響を受けることが判る。ここで、オイルＯの密度ρは、オイルＯの油温が変化しても、あまり変化しない。このため、冷間時（エンジン９始動後であって、エンジン９の暖機が未完了で、ピストン９１が低温の場合）から温間時（エンジン９の暖機完了後でピストン９１が高温の場合）に至るまで、オイルＯの密度ρは、あまり変化しない。したがって、冷間時から温間時に至るまで、圧力室２１に流入するオイルＯの流量Ｑ１は、あまり変化しない。

これに対して、圧力室２１からは、リーク隙間Ｂを経由して、オイルＯが流出する。このため、オイルＯの粘度をη、係数をＫ２、大気圧をＰｃとすると、ハーゲン・ポアズイユの法則により、リーク隙間Ｂを通過するオイルＯの流量、つまり圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２は、以下の式（２）から導出される。

式（２）から、圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２は、オイルＯの粘度ηの影響を受けることが判る。ここで、オイルＯの粘度ηは、オイルＯの油温が変化すると、大きく変化する。このため、冷間時から温間時に至る際に、オイルＯの粘度ηは、大きく変化する。したがって、冷間時から温間時に至る際に、圧力室２１から流出するオイルＯの流量Ｑ２は、大きく変化する。具体的には、油温が上昇すると粘度ηは低下する。このため、式（２）から、流量Ｑ２は増加する。

このように、油温の変化に対する流量Ｑ１の変化に対して、油温の変化に対する流量Ｑ２の変化は、大きい。このため、油温が高いほど、リーク隙間ＢからオイルＯが漏れやすくなる。したがって、油温が高いほど、圧力室２１内の内圧が小さくなる。よって、油温が高いほど、荷重Ｆｄ２は小さくなる。

油温が低い冷間時においては、荷重Ｆｄ２が大きい。このため、ピストンクーリングジェット１を、図４に示す閉弁状態から、図５に示す開弁状態に、切り替える際、大きな荷重Ｆｕが必要になる。つまり、開弁圧が大きくなる。

一方、油温が高い温間時においては、荷重Ｆｄ２が小さい。このため、ピストンクーリングジェット１を、図４に示す閉弁状態から、図５に示す開弁状態に、切り替える際、小さな荷重Ｆｕで足りる。つまり、開弁圧が小さくなる。

このように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、油温に応じて開弁圧を自動的に調整している。

［作用効果］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの作用効果について説明する。図４〜図７に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１は、油温および油圧に応じたオイル噴射制御を、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂ、コイルスプリング７０を用いて実行することができる。このため、ピストンクーリングジェット１の構造が簡単である。また、部品点数が少ない。

また、油温に応じてピストンクーリングジェットを作動させる従来技術として、形状記憶合金製のスプリングが用いられる。すなわち、油温に応じてばね定数が変化するスプリングが用いられる。この点、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、形状記憶合金製のスプリングは必要ない。このため、ピストンクーリングジェット１の製造コストが低くなる。

また、図５、図７に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、開弁状態において、バルブ４のスカート４１の下端が隔壁８の上面に当接する。このため、バルブ４の開弁位置を規制することができる。また、コイルスプリング７０の最大圧縮量を規制することができる。したがって、コイルスプリング７０がへたりにくい。

また、図６、図７に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、バルブ側オイル通路４００の延在方向（上下方向、ハウジング２の軸方向）と、リーク隙間Ｂの延在方向（左右方向、ハウジング２の径方向）と、が交差している。このため、バルブ側オイル通路４００から流れ出た異物Ｐが、リーク隙間Ｂに流れ込みにくい。したがって、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まりにくい。よって、圧力室２１の内圧を、確実に制御することができる。

また、図６、図７に示すように、バルブ側オイル通路４００の下流側の開口と、リーク隙間Ｂの上流側の開口と、が上下方向に一列に並んでいない。このため、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まりにくい。

また、エンジン９の製造直後においては、シリンダブロック９０に、製造時の加工粉が残留している場合がある。このため、製造直後にエンジン９を駆動すると、加工粉は、オイルフィルタを通過する前に、ピストンクーリングジェット１に流れ込んでしまう。したがって、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まりやすくなる。この点、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、製造直後にエンジン９を駆動する場合であっても、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まりにくい。

また、図６、図７に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、リーク隙間Ｂが、ホルダ５とシャフト６２とにより形成されている。このため、リーク隙間Ｂの形状の自由度が高い。

また、図４〜図７に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、ハウジング２の軸方向は、上下方向である。このため、自重により、異物Ｐが、圧力室２１を下側に移動しやすい。したがって、異物Ｐが、隔壁８の上面に溜まりやすい。これに対して、リーク隙間Ｂは、ハウジング２の側周壁に配置されている。また、リーク隙間Ｂは、隔壁８の上側に配置されている。このため、リーク隙間Ｂに異物Ｐが詰まりにくい。

また、図６、図７に示すように、本実施形態のピストンクーリングジェット１のバルブ４は、スカート４１を備えている。スカート４１は、閉弁状態（図６）から開弁状態（図７）に亘って、バルブ側オイル通路４００の下端の開口（下流側の開口）と、リーク隙間Ｂの左端の開口（上流側の開口）と、が直線的に連通するのを遮断している。このため、バルブ側オイル通路４００を流れ出たオイルＯは、スカート４１の下端の四個の切欠部４１０を介して、スカート４１の径方向内側から径方向外側に、移動する。言い換えると、オイルＯは、スカート４１を下側に大きく迂回して、径方向内側から径方向外側に移動する。このため、オイルＯに混入した異物Ｐは、スカート４１を迂回する際に、隔壁８の上面に堆積する。このように、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、スカート４１がオイルＯの流動方向を規制することにより、リーク隙間Ｂに対する異物Ｐの流入を、抑制することができる。

＜第二実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、バルブに、筒状のスカートの代わりに、板状の仕切壁が配置されている点である。また、バルブの開弁位置を決定するリブが配置されている点である。また、バルブの回転を規制する、被ガイドリブおよびガイド溝部が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。

図８に、本実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態におけるバルブ付近の上下方向拡大断面図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号で示す。図８に示すように、バルブ本体４０の下面からは、平板状の仕切壁４２が突設されている。仕切壁４２は、上下方向に延在している。仕切壁４２は、バルブ側オイル通路４００の下端の開口と、リーク隙間Ｂの左側の開口と、の間に介在している。

バルブ本体４０の外周面の右側からは、被ガイドリブ４０２が突設されている。被ガイドリブ４０２は、上下方向に延在している。一方、ハウジング２の内周面の右側には、ガイド溝部２６が凹設されている。ガイド溝部２６は、上下方向に延在している。バルブ４の動きに応じて、被ガイドリブ４０２は、ガイド溝部２６を、上下方向に移動可能である。被ガイドリブ４０２とガイド溝部２６とは、周方向に係合している。このため、バルブ４は、自身の軸回りに回転することができない。

リブ７３は、鋼製であって、部分円弧状を呈している。リブ７３は、ハウジング２の内周面（圧力室２１の内周面）に、周方向に９０°ずつ離間して、合計四つ配置されている。リブ７３は、径方向内側に張り出している。上側または下側から見て、リブ７３は、バルブ本体４０の外周縁に、重複するように配置されている。並びに、上側または下側から見て、リブ７３は、コイルスプリング７０に、重複しないように配置されている。リブ７３は、バルブ４の下死点（開弁位置）を決定している。すなわち、開弁状態において、リブ７３は、バルブ４を下側から支持している。

本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のピストンクーリングジェットによると、被ガイドリブ４０２とガイド溝部２６とが、周方向に係合している。このため、バルブ４は、自身の軸回りに回転することができない。したがって、仕切壁４２を、バルブ側オイル通路４００の下端の開口と、リーク隙間Ｂの左側の開口と、の間にだけ、局所的に配置することができる。

＜第三実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、バルブにスカートが配置されていない点である。また、ハウジングの側周壁に、直接、リーク隙間が穿設されている点である。また、バルブの開弁位置を決定するリブが配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。

図９に、本実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態におけるバルブ付近の上下方向拡大断面図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号で示す。図９に示すように、バルブ４は、バルブ本体４０からなる。すなわち、バルブ４には、スカート４１（援用する図７参照）や仕切壁４２（援用する図８参照）が配置されていない。

リーク隙間Ｂは、ハウジング２の側周壁に穿設されている。ハウジング２の径方向外側または径方向内側から見て、リーク隙間Ｂは、スリット状（上下方向に短く、ハウジング２の周方向に長い長方形状）を呈している。リーク隙間Ｂは、ハウジング２の径方向に延在している。

リブ７３は、鋼製であって、円環状を呈している。第二実施形態と同様に、リブ７３は、バルブ４の下死点（開弁位置）を決定している。すなわち、開弁状態において、リブ７３は、バルブ４を下側から支持している。

本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のピストンクーリングジェットによると、ホルダやプラグを用いることなく、リーク隙間Ｂを形成することができる。このため、ピストンクーリングジェットの部品点数が少なくなる。また、本実施形態のピストンクーリングジェットによると、バルブ４の構造が簡単になる。

＜第四実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第三実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、複数のリーク隙間が配置されている点である。また、リーク隙間が、斜めに延在している点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。

図１０に、本実施形態のピストンクーリングジェットの開弁状態におけるバルブ付近の上下方向拡大断面図を示す。なお、図９と対応する部位については、同じ符号で示す。図１０に示すように、リーク隙間Ｂは、ハウジング２の側周壁の左右両側に配置されている。リーク隙間Ｂは、斜めに延在している。具体的には、リーク隙間Ｂは、ハウジング２の径方向内側（上流側）から径方向外側（下流側）に向かって、上昇するように延在している。

本実施形態のピストンクーリングジェットと、第三実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のピストンクーリングジェットのように、複数のリーク隙間Ｂを配置してもよい。また、リーク隙間Ｂの延在方向を、斜め方向としてもよい。

＜その他＞
以上、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図６、図７に示すように、第一実施形態においては、スカート４１の下端に、四個の切欠部４１０を配置した。しかしながら、切欠部４１０の配置数は特に限定しない。また、切欠部４１０の代わりに、スカート４１の側周壁に、貫通孔を配置してもよい。

図６、図７に示す隔壁８を異物捕集部としてもよい。例えば、隔壁８を永久磁石（アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石など）や電磁石などの磁石製とすることにより、強磁性体（鉄、コバルト、ニッケル、これらの元素を含有する合金など）を含む異物Ｐを捕集してもよい。こうすると、さらに、異物Ｐがリーク隙間Ｂに詰まりにくくなる。

図３に示すように、上記実施形態においては、ハウジング２の第二段差部２４に隔壁８を当接させ、ハウジング２の下端を加締める（縮径させる）ことにより、ハウジング２に隔壁８を固定した。しかしながら、ハウジング２に対する隔壁８の固定方法は、特に限定しない。例えば、ボルト、スクリュー、クリップ、係合爪などにより、ハウジング２に隔壁８を固定してもよい。また、ハウジング２と隔壁８とを一体化してもよい。

図４、図５に示すように、受圧室２０、圧力室２１、バルブ側オイル通路４００、ハウジング側ノズル連通孔２２、ノズル３の内部空間、オリフィスＡの、通路方向に直交する方向の断面形状は、特に限定しない。例えば、真円状、楕円状、多角形（三角形、四角形、五角形、六角形など）状などであってもよい。

図６、図７に示すように、リーク隙間Ｂの通路方向に直交する方向の断面形状は、特に限定しない。例えば、真円環状、楕円環状、多角形環状などの環状であってもよい。リーク隙間Ｂの断面形状を楕円環状にする場合、シャフト６２およびホルダ側孔５００の断面形状を楕円形状にすればよい。また、リーク隙間Ｂの断面形状を長方形環状にする場合、シャフト６２およびホルダ側孔５００の断面形状を長方形状にすればよい。

また、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂの開口形状が長尺状（例えば、スリット状、環状など）の場合、本発明の「開口幅」とは、オリフィスＡ、リーク隙間Ｂの短手方向幅をいう。

また、オリフィスＡの開口形状が真円状、楕円状、多角形状の場合、本発明の「開口幅」とは、オリフィスＡの図形重心を通る直線長をいう。例えば、オリフィスＡが真円状の場合、本発明の「開口幅」とは、直径長をいう。

図６、図７に示すように、上記実施形態においては、バルブ側オイル通路４００にオリフィスＡを配置した。しかしながら、バルブ側オイル通路４００にオリフィスＡを配置しなくてもよい。

図８に示すように、第二実施形態においては、バルブ４に被ガイドリブ４０２を、ハウジング２にガイド溝部２６を、各々配置した。しかしながら、バルブ４にガイド溝部２６を、ハウジング２に被ガイドリブ４０２を、各々配置してもよい。すなわち、バルブ４の回転を規制できればよい。

リブ７３の形状は特に限定しない。図９、図１０に示すように、無端環状であってもよい。また、図８に示すように、部分円弧状であってもよい。また、有端環状（Ｃ字状）であってもよい。また、リブ７３の代わりに、径方向内側に突出する突起を配置してもよい。有端環状のリブ７３や突起の配置数は特に限定しない。

１：ピストンクーリングジェット。
２：ハウジング、２０：受圧室、２１：圧力室、２２：ハウジング側ノズル連通孔、２３：第一段差部、２４：第二段差部、２５：ホルダ取付孔、２６：ガイド溝部。
３：ノズル。
４：バルブ、４０：バルブ本体、４００：バルブ側オイル通路、４０１：バルブ側スプリング座、４０２：被ガイドリブ、４１：スカート（仕切壁）、４１０：切欠部、４２：仕切壁。
５：ホルダ、５０：底部、５００：ホルダ側孔、５１：筒部。
６：プラグ、６０：底部、６１：凸部、６１０：プラグ側オイル通路、６２：シャフト。
７０：コイルスプリング、７１：ブラケット、７３：リブ
８：隔壁、８０１：隔壁側スプリング座。
９：エンジン、９０：シリンダブロック、９００：メインオイルギャラリ（エンジン側オイル通路）、９１：ピストン、９２：コンロッド、９３：クランクシャフト。
Ａ：オリフィス、Ｂ：リーク隙間、Ｆｄ１：荷重、Ｆｄ２：荷重、Ｆｕ：荷重、Ｏ：オイル、Ｐ：異物。

Claims (7)

1. ハウジングと、
   該ハウジングから外側に突設されピストンにオイルを噴射可能なノズルと、
   該ハウジングの内部を往復動可能であって、表側からエンジン側オイル通路の油圧による荷重が加わり、該エンジン側オイル通路に連通するバルブ側オイル通路を有するバルブ本体を有するバルブと、
   該ハウジングの内部において、該バルブ本体の裏側に区画され、該バルブ側オイル通路に連通する圧力室と、
   該圧力室と該ハウジングの外部との間に配置され、該バルブ側オイル通路の延在方向に対して、交差する方向に延在する圧力調整通路と、
   を備えるピストンクーリングジェット。
2. 前記バルブ側オイル通路は、オリフィスを有し、
   前記圧力調整通路は、開口幅が該オリフィスよりも小さく、総開口面積が該オリフィスよりも大きいリーク隙間である請求項１に記載のピストンクーリングジェット。
3. 前記ハウジングは、筒状を呈し、
   前記バルブ側オイル通路は、該ハウジングの軸方向に延在し、
   前記圧力調整通路は、該ハウジングの側壁を、該ハウジングの該軸方向に対して交差する方向に貫通する請求項１または請求項２に記載のピストンクーリングジェット。
4. 前記ハウジングは、前記側壁を貫通するホルダ取付孔を有し、
   該ホルダ取付孔に配置され、ホルダ側孔を有するホルダと、
   該ホルダ側孔に挿通されるシャフトと、を備え、
   前記圧力調整通路は、該ホルダ側孔の内周面と、該シャフトの外周面と、の間に区画される請求項３に記載のピストンクーリングジェット。
5. 前記圧力調整通路は、前記ハウジングの前記側壁に形成される請求項３に記載のピストンクーリングジェット。
6. 前記ハウジングの前記軸方向は、上下方向である請求項３ないし請求項５のいずれかに記載のピストンクーリングジェット。
7. 前記バルブは、前記圧力室に配置され、前記バルブ側オイル通路の下流側の開口と、前記圧力調整通路の上流側の開口と、が直線的に連通するのを遮断する仕切壁を有する請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のピストンクーリングジェット。

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