JP2014098345A - 内燃機関のオイルジェット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チェック弁機構の大型化を招くことなしにオイルジェット噴射量の変化の適正化を図ることができる内燃機関のオイルジェット装置を提供する。
【解決手段】オイルジェット装置５のオイルジェット機構５１にチェックボール機構６３を、オイルジェット切り換え機構５２にオイルジェット切り換えバルブ８をそれぞれ設ける。油圧の上昇量に対する油量の変化であるオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性をチェックボール機構６３の油量変化特性よりも小さくし、且つオイルジェット切り換えバルブ８の開放タイミングをチェックボール機構６３の開放タイミングよりも低圧側に設定する。これにより、チェックボール機構６３の開放時におけるオイルジェット噴射量がオイルジェット切り換えバルブ８によって制限されることになり、オイルジェット噴射量が過剰になるといったことが回避される。
【選択図】図２

Description

本発明は内燃機関のオイルジェット装置に係る。特に、本発明は、オイルジェットの噴射特性の改良に関する。

従来、例えば特許文献１および特許文献２に開示されているように、エンジン（内燃機関）には、被潤滑部分や被冷却部分にエンジンオイル（潤滑油）を供給するためのオイル供給系が設けられている。また、このオイル供給系にはオイルジェット装置が接続されており、オイルポンプから吐出されたエンジンオイルの一部がオイルジェット装置に供給されてピストン裏面側に噴射されるようになっている（以下、このオイル噴射をオイルジェットという）。このオイルジェットによりピストンを冷却し、例えばノッキングの発生を防止することができる。

また、特許文献３および特許文献４にも開示されているように、オイルジェット装置に設けられているオイルジェットノズルにはチェック弁機構（例えばチェックボール機構等）が備えられている。このチェック弁機構は、作用する油圧が所定値に達するとチェックボール等の弁体がスプリングの付勢力に抗して移動することで油路を開放してオイルジェットを実行する構成となっている。

特開２００８−１９７５０号公報 特開２０１０−２３６４３８号公報 特開２００３−８３０２０号公報 特開２０１０−２８１２４４号公報

ところで、前記チェック弁機構は、その配置スペースの制約から小型化が図られており、前記弁体の移動ストロークは短くなっている。このため、チェック弁機構に作用する油圧が所定値に達すると弁体が最大ストローク位置まで短時間のうちに移動してチェック弁機構の開度が最大となる。このため、このチェック弁機構の開閉動作に伴うオイルジェット噴射量としては、チェック弁機構に作用する油圧が所定値に達するまではチェック弁機構が全閉となってオイルジェット噴射量が「０」となっているのに対し、チェック弁機構に作用する油圧が所定値に達するとチェック弁機構が全開になってオイルジェット噴射量が最大になる。

本発明の発明者は、オイルジェット装置におけるオイルジェット噴射量の適正化について検討した。そして、ピストン温度が比較的低いエンジン運転領域（例えばエンジンの低回転領域）ではオイルジェットは不要であるのに対し、ピストン温度が所定温度を超えてその温度が上昇していくエンジン運転領域（例えばエンジンの高回転領域）では、ピストン温度が前記所定温度を超えたことに伴ってオイルジェットを開始し、ピストン温度が適正な範囲内に維持されるようにオイルジェット噴射量も調整していく必要があることに着目した。

ところが、前記オイルジェットノズルに設けられているチェック弁機構は、前述した如く、作用する油圧が所定値に達すると全閉から全開に短時間のうちに切り換わるといった特性を有しているため、ピストン温度に応じたオイルジェット噴射量の適正化を図ることが困難であった。つまり、チェック弁機構に作用する油圧が所定値に達してチェック弁機構が開放した時点においては、ピストン温度を適正化するために必要なオイルジェット噴射量は比較的少ないにも拘わらず、チェック弁機構は略全開となってしまうためオイルジェット噴射量が過剰になる。このため、オイル上がり（ピストンとシリンダボアとの間のクリアランスから燃焼室内へのオイルの侵入）を促進させてしまうことになったり、クランクケース内におけるオイル飛散量が多くなってクランクシャフトによるオイル攪拌抵抗が増大し燃料消費率の悪化に繋がったりする。

なお、前記チェック弁機構の開放開始から全開に至るまでの期間を長く確保するためには、前記弁体のストロークを長くする必要があるが、これではチェック弁機構の大型化を招いてしまうため実用性に欠ける。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チェック弁機構の大型化を招くことなしにオイルジェット噴射量の変化の適正化を図ることができる内燃機関のオイルジェット装置を提供することにある。

−発明の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、オイルジェットノズルに備えられたチェック弁機構の油量変化特性と、その上流側に配設された開度調整バルブの油量変化特性とを適切に設定し、チェック弁機構が開放するタイミングでの油量が、前記開度調整バルブの油量変化特性による制約を受けることで、オイルジェット噴射量が過剰になることを阻止している。

−解決手段−
具体的に、本発明は、給油路の油圧に応じて開閉するチェック弁機構と、このチェック弁機構の上流側に設けられた開度調整バルブとを備え、前記チェック弁機構および開度調整バルブが共に開放状態にある場合に前記給油路でのオイルの流通を許容してオイルジェットノズルからのオイルジェットを実行する内燃機関のオイルジェット装置を前提とする。このオイルジェット装置に対し、前記開度調整バルブの油量変化特性を、前記チェック弁機構の油量変化特性よりも、油圧の上昇に伴う油量の増加割合を小さく設定すると共に、前記チェック弁機構が閉鎖状態から開放状態に切り換わる際には、その開放に伴う油量が、開度調整バルブの油量変化特性によって制限される構成としている。

この特定事項により、前記チェック弁機構の全閉状態から全開状態への切り換わりは短時間のうちに行われ、チェック弁機構の油量変化特性としては比較的油量を多くする状態となるが、前記開度調整バルブの油量変化特性が、チェック弁機構の油量変化特性よりも、油圧の上昇に伴う油量の増加割合が小さく設定されているため、この開度調整バルブの油量変化特性によって油量が制限されることになり、オイルジェット噴射量も少量に抑えられることになる。このため、オイルジェット噴射量が過剰になるといったことが回避され、オイル上がりが促進されてしまうことがなくなり、また、オイル飛散量が少なくなってクランクシャフトによるオイル攪拌抵抗の低減が図れて燃料消費率を改善できる。

前記開度調整バルブの油量変化特性として、より具体的には、前記チェック弁機構が開放する油圧値よりも、前記開度調整バルブの開放が開始される油圧値の方を低く設定している。

これにより、チェック弁機構が開放するタイミングにあっては、既に開度調整バルブの開度がある程度大きくなっており、チェック弁機構が開放された時点では、適切な油圧でのオイルジェットが可能になる。つまり、チェック弁機構の開放と同時に、例えばピストンの裏面に到達可能な圧力でオイルジェットが開始されることになり、ピストンの冷却開始時期を適切に設定することができる。このように本解決手段では、オイルジェット開始タイミングをチェック弁機構によって規定し、その際のオイルジェット噴射量を開度調整バルブによって規定することができる。

前記開度調整バルブの油量変化特性およびその構成として以下のものも挙げられる。前記チェック弁機構が開放する油圧値よりも、前記開度調整バルブの開放が開始される油圧値の方を高く設定すると共に、前記開度調整バルブに、その閉鎖状態であっても、オイルジェットノズルに向けてオイルを供給する給油許容部を設けた構成である。

この構成によれば、開度調整バルブが閉鎖状態となっていても、給油許容部を通過してオイルジェットノズルに向けてオイルが供給された状態となっている。但し、前記給油路の油圧が所定値未満である場合にはチェック弁機構は閉鎖状態であり、オイルジェットは実行されない。そして、給油路の油圧が所定値に達するとチェック弁機構が開放状態となり、適切な油圧でのオイルジェットが可能になる。つまり、本解決手段においても、チェック弁機構の開放と同時に、例えばピストンの裏面に到達可能な圧力でオイルジェットが開始されることになり、ピストンの冷却開始時期を適切に設定することができる。

開度調整バルブを開閉作動させるための具体構成としては以下のものが挙げられる。つまり、前記開度調整バルブを開閉作動させるための油圧を切り換える制御バルブを設ける。また、この制御バルブに第１ポートおよび第２ポートを備えさせる。第１ポートは、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルジェットノズルに向けて供給するメインオイル通路に連通している。第２ポートは、前記開度調整バルブの背圧空間に連通している。また、前記開度調整バルブに、前記給油路を閉鎖する方向への付勢力を付与する。そして、前記制御バルブが第１ポートと第２ポートとを連通させる切り換え状態にある場合には、前記背圧空間にメインオイル通路からの油圧が作用することによって前記開度調整バルブが前記給油路内に向けて前進して給油路を閉鎖する一方、前記制御バルブが第１ポートと第２ポートとを遮断する切り換え状態にある場合には、前記背圧空間に作用する油圧が解除されることによって前記開度調整バルブが前記給油路内から後退して給油路を開放する構成としている。

この構成により、制御バルブの第１ポートと第２ポートとが連通すると、メインオイル通路の油圧が、第１ポートおよび第２ポートを経て開度調整バルブの背圧空間に導入される。この背圧空間に導入された油圧および前記付勢力の作用により開度調整バルブが前進移動して給油路を閉鎖することになる。その結果、オイルジェットノズルに向けてのオイルの供給は停止される。一方、制御バルブの第１ポートと第２ポートとが遮断されると、メインオイル通路の油圧は開度調整バルブの背圧空間に導入されず、開度調整バルブが後退移動して給油路を開放することになる（例えば開度調整バルブの先端部に作用する油圧によって開度調整バルブが後退移動して給油路を開放することになる）。その結果、オイルジェットノズルに向けてオイルが供給されることになる。このように制御バルブの切り換え動作に連動して開度調整バルブに作用する油圧を切り換えて開度調整バルブの開閉が行われるため、制御バルブの機能としては給油路の切り換え機能のみを備えておればよく、比較的小型なものとして実現できる。このため、オイル消費量の比較的多いオイルジェット装置であっても、その小型化を図ることが可能である。

また、前記制御バルブに、前記第１ポートと第２ポートとを遮断する切り換え状態にある場合に、前記第２ポートに連通して前記背圧空間のオイルを排出するドレンポートを設けている。

これによれば、第１ポートと第２ポートとを遮断させて開度調整バルブを後退移動させる際に、この開度調整バルブの背圧空間の油圧を下降させることが可能となり、第１ポートと第２ポートとを遮断させるのと略同時に開度調整バルブの後退移動が開始されることになり、制御性が良好になる。

本発明では、チェック弁機構が閉鎖状態から開放状態に切り換わる際に、その開放に伴う油量を、開度調整バルブの特性によって制限するようにしている。このため、チェック弁機構が開放状態に切り換わった際にオイルジェット噴射量が過剰になるといったことが回避できる。

実施形態に係るエンジンのオイル供給系統の概略構成を示す図である。 オイルジェット装置およびその周辺の断面図であって、オイルジェット切り換えバルブおよびチェックボール機構の閉鎖状態を示す図である。 オイルジェット装置およびその周辺の断面図であって、オイルジェット切り換えバルブおよびチェックボール機構の開放状態を示す図である。 ＯＳＶの制御系を示すブロック図である。 図５（ａ）はチェックボール機構の油量変化特性を、図５（ｂ）はオイルジェット切り換えバルブの油量変化特性を、図５（ｃ）はオイルジェット装置全体としての油量変化特性を、図５（ｄ）は油量変化に伴うピストン温度の推移をそれぞれ示す図である。 図６（ａ）はチェックボール機構の閉鎖状態を、図６（ｂ）はチェックボール機構の開放状態をそれぞれ示す断面図である。 図７（ａ）はオイルジェット切り換えバルブの全閉状態を、図７（ｂ）はオイルジェット切り換えバルブの半開状態を、図７（ｃ）はオイルジェット切り換えバルブの全開状態をそれぞれ示す断面図である。 変形例１に係るピストンジェットノズルを示す断面図である。 変形例１に係るオイルジェット切り換えバルブおよびその周辺部を示す断面図である。 変形例１における図５に相当する図である。 変形例２における図５（ｃ）に相当する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用の多気筒（例えば直列４気筒）ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。

−エンジンのオイル供給系統−
図１は、本実施形態に係るエンジン（内燃機関）１のオイル供給系統の概略構成を示す図である。この図１に示すように、エンジン１は、エンジン本体を構成するシリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２と、このシリンダブロック１２の下端部に取り付けられたオイルパン１３と、エンジン１の内部潤滑や内部冷却等のためのエンジンオイル（以下、単に「オイル」という場合もある）をエンジン１内で循環させるオイル供給系統２とを備えている。

前記エンジン１の内部には、ピストン１４、クランクシャフト１５、カムシャフト１６等の複数の被潤滑部材や被冷却部材が収容されている。

前記シリンダブロック１２には、４つのシリンダが形成されている。これらシリンダは、気筒配列方向（図中左右方向）に亘って配置されており、その内部に前記ピストン１４が図中上下方向に往復移動可能に収容されている。

オイル供給系統２は、オイルパン１３に貯留されているオイルが、このオイルパン１３から吸い出されて前記各被潤滑部材や被冷却部材へ供給され、これら被潤滑部材や被冷却部材からオイルパン１３内に還流し得るように構成されている。

オイルパン１３内の底部近傍には、このオイルパン１３の内部に貯留されているオイルを吸い込むための吸込口３１ａを有するオイルストレーナ３１が配置されている。このオイルストレーナ３１は、シリンダブロック１２に設けられたオイルポンプ３２に対し、ストレーナ流路３１ｂを介して接続されている。

上記オイルポンプ３２は、周知のロータリポンプから構成されており、そのロータ３２ａは、クランクシャフト１５と共に回転するように、このクランクシャフト１５と機械的に結合されている。このオイルポンプ３２は、シリンダブロック１２の外部に設けられたオイルフィルタ３３のオイル入口に対し、オイル輸送路３４を介して接続されている。また、オイルフィルタ３３のオイル出口は、被潤滑部材や被冷却部材に向かうオイル流路として設けられたオイル供給路３５と接続されている。なお、オイルポンプ３２としては電動オイルポンプであってもよい。

前記オイル供給路３５を経てオイルが供給されるオイル供給系統２の具体構成について以下に説明する。

このオイル供給系統２は、オイルパン１３からオイルストレーナ３１を介して汲み上げたオイルを、オイルポンプ３２によって各被潤滑部材に供給して潤滑油として利用したり、ピストン１４等の被冷却部材に供給して冷却油として利用したり、油圧作動機器に供給して作動油として利用したりするようになっている。

具体的に、オイルポンプ３２から圧送されたオイルは、オイルフィルタ３３を経た後、気筒列方向に沿って延びるメインオイルホール（メインギャラリ；メインオイル通路）２１に送り出される。このメインオイルホール２１の一端側および他端側には、シリンダブロック１２からシリンダヘッド１１に亘って上方に延びるオイル通路２２，２３が連通されている。

メインオイルホール２１の一端側（図１における左側）に連通されているオイル通路２２は、さらに、チェーンテンショナ側通路２４と、ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）側通路２５とに分岐されている。

チェーンテンショナ側通路２４に供給されたオイルは、タイミングチェーンの張力を調整するためのチェーンテンショナ４１の作動油として利用される。一方、ＶＶＴ側通路２５に供給されたオイルは、ＯＣＶ（Ｏｉｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）用オイルフィルタ４２ａを経て、ＶＶＴ用ＯＣＶ４２ｂおよび可変バルブタイミング機構４２，４３の作動油として利用される。

一方、メインオイルホール２１の他端側（図１における右側）に連通されているオイル通路２３は、ラッシュアジャスタ側通路２６とシャワーパイプ側通路２７とに分岐されている。

ラッシュアジャスタ側通路２６は、吸気側通路２６ａと排気側通路２６ｂとに更に分岐されている。吸気側通路２６ａにあっては、各気筒の吸気バルブに対応して配設されたラッシュアジャスタ４４，４４，…の給油路に連通され、この給油路を経たオイルがラッシュアジャスタ４４の作動油として利用されるようになっている。同様に、排気側通路２６ｂにあっては、各気筒の排気バルブに対応して配設されたラッシュアジャスタ４５，４５，…の給油路に連通され、この給油路を経たオイルがラッシュアジャスタ４５の作動油として利用されるようになっている。

なお、このラッシュアジャスタ側通路２６は、各カムシャフト１６のジャーナル部にもオイルを分岐供給し、この各カムシャフト１６とシリンダヘッド１１のジャーナル軸受け部との間、および、各カムシャフト１６と図示しないカムキャップのジャーナル軸受け部との間の潤滑が行われるようになっている。

シャワーパイプ側通路２７も、吸気側通路２７ａと排気側通路２７ｂとに分岐されている。吸気側通路２７ａにあっては、吸気カムシャフトのカムロブに対応して図示しないオイル散布孔が形成されており、この吸気側通路２７ａを流れるオイルがオイル散布孔から吸気カムシャフトのカムロブとロッカアームのローラ部との接触部分に向けて散布されることで、この両者の潤滑に寄与するようになっている。同様に、排気側通路２７ｂにあっても、排気カムシャフトのカムロブに対応して図示しないオイル散布孔が形成されており、この排気側通路２７ｂを流れるオイルがオイル散布孔から排気カムシャフトのカムロブに散布されることで、この両者の潤滑に寄与するようになっている。

−オイルジェット装置−
前記オイル供給系統２には、ピストン１４を冷却するためのオイルジェット装置５が備えられている。以下、このオイルジェット装置５について説明する。

図２は、オイルジェット装置５およびその周辺の断面図である。この図２は、後述するオイルジェット切り換えバルブ（開度調整バルブ）８が閉鎖されている状態を示している（オイルジェット切り換えバルブ８が開放されている状態については図３を参照）。なお、便宜上、図２および図３では、ＯＳＶ７を水平方向（軸線方向を水平方向）に配置させ、油圧センサ１０５を鉛直方向（軸線方向を鉛直方向）に配置させている。

図２に示すようにオイルジェット装置５は、オイルジェット機構５１とオイルジェット切り換え機構５２とを備えている。

前記オイルジェット機構５１は、各気筒それぞれに対応して配設された複数（本実施形態では４個）のピストンジェットノズル（オイルジェットノズル）６，６，…、および、前記オイルジェット切り換え機構５２のオイルジェット切り換えバルブ８が開放状態にある際に、前記メインオイルホール２１から流入したオイルをピストンジェットノズル６に向けて供給するオイルジェットギャラリ（給油路）５３を備えている。

一方、オイルジェット切り換え機構５２は、前記メインオイルホール２１に連通するオイルジェット流路５４、このオイルジェット流路５４に接続されたＯＳＶ（Ｏｉｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｖａｌｖｅ；制御バルブ）７、および、オイルジェット切り換えバルブ８を備えている。

以下、オイルジェット機構５１およびオイルジェット切り換え機構５２それぞれの具体構成について説明する。

（オイルジェット機構）
前記オイルジェットギャラリ５３は、前記シリンダブロック１２の内部に形成されており、上流端が前記オイルジェット切り換え機構５２を介してメインオイルホール２１に連通可能となっている。また、このオイルジェットギャラリ５３の下流側は各気筒に対応して分岐しており、この分岐された油路それぞれの下流端近傍には前記ピストンジェットノズル６が配設されている。これにより、前記オイルジェット切り換え機構５２のオイルジェット切り換えバルブ８が開放状態にある際（図３を参照）には、前記メインオイルホール２１からオイルジェット切り換え機構５２を経てオイルジェットギャラリ５３に向けてオイルが供給されるようになっている（オイルジェット切り換え機構５２におけるオイルジェット切り換えバルブ８の開閉動作については後述する）。

ピストンジェットノズル６は、本体部６１と、この本体部６１に取り付けられた管状のノズル６２とを備えている。

前記本体部６１の内部にはチェックボール機構（チェック弁機構）６３が収容されている。このチェックボール機構６３の構成として具体的には、前記本体部６１の内部に、上下方向に貫通する貫通孔６１ａが形成されている。この貫通孔６１ａは、その上端開口が前記オイルジェットギャラリ５３に連通している。また、この貫通孔６１ａの内径寸法としては、上側部分が小径（以下、小径部分という）とされ、下側部分が大径（以下、大径部分という）とされている。そして、この小径部分の下端が弁座６１ｂとなっている。

この貫通孔６１ａの内部には、前記弁座６１ｂに当接可能なチェックボール６３ａと、このチェックボール６３ａを弁座６１ｂに向けて押圧する圧縮コイルバネで成るスプリング６３ｂとが収容されている。チェックボール６３ａの外径寸法は、前記貫通孔６１ａの小径部分よりも大きく、且つ大径部分よりも小さく設定されている。さらに、本体部６１の下端には、前記貫通孔６１ａの下端開口を閉鎖すると共に、スプリング６３ｂの下端が当接するプラグ６３ｃが装着されている。これにより、スプリング６３ｂは、前記弁座６１ｂとプラグ６３ｃとの間で圧縮されている。

一方、前記ノズル６２は、その内部空間が前記本体部６１の貫通孔６１ａの大径部分に連通していると共に、前記本体部６１から略水平方向に延びた後、略鉛直上方に延び、その上端部に、前記ピストン１４の裏面に向かう噴射孔が形成されている。

この構成により、前記オイルジェットギャラリ５３から前記貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧が所定圧未満である場合には、前記スプリング６３ｂの付勢力によってチェックボール６３ａが前記弁座６１ｂに当接することで前記貫通孔６１ａは閉鎖される（チェックボール機構６３の閉鎖状態；図２を参照）。この場合、ノズル６２の噴射孔からのオイルジェットは実行されない。

一方、前記オイルジェットギャラリ５３から前記貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧が所定圧以上に達すると、前記スプリング６３ｂの付勢力に抗してチェックボール６３ａが前記弁座６１ｂから離脱して貫通孔６１ａを開放し（チェックボール機構６３の開放状態；図３を参照）、オイルジェットギャラリ５３から貫通孔６１ａに流入したオイルがノズル６２に流れ込む。これにより、ノズル６２に流れ込んだオイルがピストン１４の裏面に向けて噴射されることになる。このオイルジェットによりピストン１４が冷却され、例えば筒内温度の過上昇を抑制してノッキングの発生を防止できるようになっている。なお、チェックボール機構６３が開放する油圧の値は、前記スプリング６３ｂのバネ定数が適宜設定されることによって調整される。

（オイルジェット切り換え機構）
前記オイルジェット切り換え機構５２のオイルジェット流路５４は、前記シリンダブロック１２の内部に形成されており、上流端が前記メインオイルホール２１に連通している。また、このオイルジェット流路５４は、下流端がＯＳＶ７に繋がるパイロット流路５４ａと、下流端が前記オイルジェット切り換えバルブ８の先端面に対向するオイルジェット導入油路５４ｂとを有している。

前記オイルジェット切り換えバルブ８は、前記シリンダブロック１２の内部に形成された圧力空間（以下、バルブ背圧空間８１という）に収容されている。このバルブ背圧空間８１は、一端側（図中の上端側）が前記ＯＳＶ７の内部空間に連通し、他端側（図中の下端側）が前記オイルジェットギャラリ５３およびオイルジェット導入油路５４ｂに連通している。

このバルブ背圧空間８１に収容されているオイルジェット切り換えバルブ８は、円筒形状の胴部８２と、この胴部８２の下端に一体形成された円板形状の弁部８３とを有した有底円筒形状となっている。胴部８２の外径寸法は前記バルブ背圧空間８１の内径寸法に略一致している。また、弁部８３の外径寸法は前記オイルジェット導入油路５４ｂの内径寸法よりも僅かに大きく設定されており、オイルジェット切り換えバルブ８が前進移動（図中の下側に移動）してオイルジェット導入油路５４ｂの下流端の外縁部に当接した状態では、このオイルジェット導入油路５４ｂの下流端開口を閉鎖するようになっている。また、このオイルジェット切り換えバルブ８は、圧縮コイルバネで成るスプリング８４によって前記オイルジェット導入油路５４ｂに向かう方向への付勢力が付与されている。このため、バルブ背圧空間８１の内圧とオイルジェット導入油路５４ｂの内圧とが略同一になった場合には、このスプリング８４の付勢力によってオイルジェット切り換えバルブ８がオイルジェット導入油路５４ｂ側へ移動し、このオイルジェット導入油路５４ｂが閉鎖することになる（オイルジェット切り換えバルブ８の閉鎖状態；図２の状態を参照）。一方、オイルジェット導入油路５４ｂの内圧が、バルブ背圧空間８１の内圧とスプリング８４の付勢力との和よりも高くなった場合には、このスプリング８４の付勢力に抗してオイルジェット切り換えバルブ８がオイルジェット導入油路５４ｂから後退する方向に移動し（バルブ背圧空間８１の内部に引き込まれ）、このオイルジェット導入油路５４ｂが開放することになる（オイルジェット切り換えバルブ８の開放状態；図３の状態を参照）。

前記ＯＳＶ７は、ケーシング７１内にプランジャ７２が往復移動可能に収容されており、電磁ソレノイド７７の通電／非通電に伴うプランジャ７２の往復移動によってオイルの流路を切り換えるようになっている。

具体的に、前記ケーシング７１には、油圧導入ポート（第１ポート）７１ａ、バルブ圧力ポート（第２ポート）７１ｂ、および、ドレンポート７１ｃが形成されている。前記油圧導入ポート７１ａは、ケーシング７１の先端面に設けられ、前記パイロット流路５４ａに連通している。バルブ圧力ポート７１ｂは、ケーシング７１の側面（図２における下面）に設けられ、前記バルブ背圧空間８１に連通している。ドレンポート７１ｃは、前記バルブ圧力ポート７１ｂの形成位置よりも基端側（電磁ソレノイド７７側）におけるケーシング７１の側面に設けられ、図示しないクランクケースに繋がるドレン油路１２ａに連通している。

また、このケーシング７１内における前記油圧導入ポート７１ａおよびバルブ圧力ポート７１ｂに対応する位置には、チェックボール７３が収容されている。このチェックボール７３は、その位置によって、前記油圧導入ポート７１ａとバルブ圧力ポート７１ｂとを連通させ、且つこれら油圧導入ポート７１ａおよびバルブ圧力ポート７１ｂをドレンポート７１ｃから遮断するバルブ閉位置（図２の状態を参照）と、前記バルブ圧力ポート７１ｂとドレンポート７１ｃとを連通させ、且つこれらバルブ圧力ポート７１ｂおよびドレンポート７１ｃを油圧導入ポート７１ａから遮断するバルブ開位置（図３の状態を参照）との間で移動可能となっている。

具体的に、チェックボール７３の収容位置に対して油圧導入ポート７１ａ側にはストッパ７４が固定されている。このストッパ７４は、前記油圧導入ポート７１ａとケーシング７１の内部（チェックボール７３の収容空間）とを連通する油圧導入孔７４ａを有している。この油圧導入孔７４ａの内径寸法は前記チェックボール７３の外径寸法よりも小さく設定されている。このため、チェックボール７３がストッパ７４から後退した位置にある場合には、図２に示すように、前記油圧導入孔７４ａが開放されることになり、前記油圧導入ポート７１ａとバルブ圧力ポート７１ｂとが連通することになる。一方、チェックボール７３がストッパ７４に向けて移動してストッパ７４に当接した場合には、図３に示すように、前記油圧導入孔７４ａが閉鎖されることになり、前記油圧導入ポート７１ａとバルブ圧力ポート７１ｂとが遮断されることになる。

また、チェックボール７３の収容位置に対してドレンポート７１ｃ側にはバルブシート７５が固定されている。このバルブシート７５は、前記ドレンポート７１ｃとケーシング７１の内部（チェックボール７３の収容空間）とを連通するドレン孔７５ａを有している。このドレン孔７５ａの内径寸法は前記チェックボール７３の外径寸法よりも小さく設定されている。このため、チェックボール７３がバルブシート７５から後退した位置にある場合には、図３に示すように、前記ドレン孔７５ａが開放されることになり、前記バルブ圧力ポート７１ｂとドレンポート７１ｃとが連通することになる。一方、チェックボール７３がバルブシート７５に向けて移動してバルブシート７５に当接した場合には、図２に示すように、前記ドレン孔７５ａが閉鎖されることになり、前記バルブ圧力ポート７１ｂとドレンポート７１ｃとが遮断されることになる。

また、前記プランジャ７２は、圧縮コイルバネで成るスプリング７６によって前記チェックボール７３側に向かう付勢力が付与されていると共に、電磁ソレノイド７７によって駆動するようになっている。つまり、電磁ソレノイド７７に電圧が印加されていないときには、図３に示すように、前記スプリング７６の付勢力によってプランジャ７２がケーシング７１内において図中左側に前進移動している。この状態がＯＳＶ７のＯＦＦ状態である。一方、電磁ソレノイド７７に電圧が印加されたときには、図２に示すように、前記スプリング７６の付勢力に抗してプランジャ７２がケーシング７１内において図中右側に後退移動している。この状態がＯＳＶ７のＯＮ状態である。電磁ソレノイド７７への電圧の印加および非印加はＥＣＵ１００によって制御される。

前記ＯＳＶ７のＯＮ状態では、図２に示すように、プランジャ７２がチェックボール７３を押圧することなく、このチェックボール７３が前記パイロット流路５４ａからの油圧を受けることによりストッパ７４から後退してバルブシート７５に当接した位置となり、前記油圧導入ポート７１ａとバルブ圧力ポート７１ｂとが連通する。これにより、オイルジェット切り換えバルブ８のバルブ背圧空間８１に前記メインオイルホール２１からパイロット流路５４ａを経た油圧が導入されることになる。この場合、オイルジェット切り換えバルブ８の弁部８３の先端面および背面それぞれにメインオイルホール２１からの油圧が作用しているため、このオイルジェット切り換えバルブ８は、その背面側に設けられたスプリング８４の付勢力によってオイルジェット導入油路５４ｂ側に向けて移動する（図中の下側に移動する）。これにより、オイルジェット導入油路５４ｂの下流端はオイルジェット切り換えバルブ８によって閉鎖された状態となり、オイルジェット機構５１のオイルジェットギャラリ５３にはオイルが供給されず、オイルジェットが停止される。

一方、前記ＯＳＶ７がＯＦＦ状態になると、図３に示すように、前記スプリング７６の付勢力を受けてプランジャ７２が前進移動してチェックボール７３を押圧する。これにより、チェックボール７３がバルブシート７５から後退してストッパ７４に当接した位置となり、前記バルブ圧力ポート７１ｂとドレンポート７１ｃとが連通する。これにより、バルブ背圧空間８１のオイルがバルブ圧力ポート７１ｂおよびドレンポート７１ｃからドレン油路１２ａを経てクランクケース内にドレンされる。これによりバルブ背圧空間８１の油圧が急速に下降する。また、オイルジェット切り換えバルブ８の弁部８３の先端面にはメインオイルホール２１からの油圧が作用しているため、このオイルジェット切り換えバルブ８は、その背面側に設けられたスプリング８４の付勢力に抗してバルブ背圧空間８１の内部に向けて移動する（図中の上側に移動する）。これにより、オイルジェット導入油路５４ｂの下流端は開放されてオイルジェット機構５１のオイルジェットギャラリ５３に連通することになり、このオイルジェットギャラリ５３にオイルが供給される。そして、エンジン回転数の上昇などに伴って、このオイルジェットギャラリ５３に供給されるオイルの油圧が所定値に達すると前記ピストンジェットノズル６のチェックボール機構６３が開放し、オイルジェットが実行されてピストン１４が冷却されることになる。

このようにオイルジェット切り換え機構５２では、ＯＳＶ７の切り換え動作に連動してバルブ背圧空間８１内部の油圧を切り換えてオイルジェット切り換えバルブ８の開閉が行われるため、このＯＳＶ７は、給油路の切り換え機能のみを備えておればよく、比較的小型なものとして実現できる。これによりオイルジェット切り換え機構５２の小型化が図られている。また、オイルジェット切り換えバルブ８を後退移動させる際に、バルブ背圧空間８１の油圧を下降させるようになっているため、ＯＳＶ７の切り換えと略同時にオイルジェット切り換えバルブ８の後退移動が開始されることになり、制御性が良好になっている。

このピストン１４の冷却は、エンジン１の燃焼行程におけるノッキングの発生を防止することを主な目的としている。このため、基本的には、エンジン１の暖機中などにあってはピストン１４を冷却する要求は低く、エンジン１の暖機完了後（特に、暖機完了後の高負荷運転域や高回転域）にはピストン１４を冷却する要求が高くなる。このため、例えば、エンジン１の冷間始動の初期時には、冷却水温度が比較的低いため、ピストン１４を冷却する要求は低く、前記ＯＳＶ７がＯＮ状態となって、オイルジェットは停止される。また、エンジン１の暖機完了後の所定運転域（高負荷運転域や高回転域）においては、前記ＯＳＶ７がＯＦＦ状態となって、オイルジェットギャラリ５３にエンジンオイルが供給され、各ピストンジェットノズル６，６，…からピストン１４，１４，…の裏面側に向けてエンジンオイルが噴射される。

−ＯＳＶの制御系−
図４は、前記ＯＳＶ７に係る制御系を示すブロック図である。ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転制御などを実行する電子制御装置であって、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。

ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはエンジン１の停止時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

前記ＯＳＶ７に係る制御系にあっては、ＥＣＵ１００に複数のセンサが接続されている。具体的には、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１５が所定角度だけ回転する度にパルス信号を発信するクランクポジションセンサ１０１、吸入空気量を検出するエアフロメータ１０２、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１０３、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１０４、および、前記メインオイルホール２１の内部の油圧を検出する油圧センサ１０５などが接続されており、これらセンサ１０１〜１０５からの信号がＥＣＵ１００に入力されるようになっている。前記油圧センサ１０５は図１および図２にも示すように前記メインオイルホール２１に取り付けられ、このメインオイルホール２１内部の油圧を検出する。

なお、このＥＣＵ１００は、前記各センサ以外に、周知のセンサとして、油温センサ、スロットル開度センサ、車輪速センサ、シフトポジションセンサ、ブレーキペダルセンサ、吸気温センサ、Ａ／Ｆセンサ、Ｏ₂センサ、カムポジションセンサ等（何れも図示省略）が接続されており、これらセンサからの信号も入力されるようになっている。

そして、ＥＣＵ１００は、各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１の各種アクチュエータ（スロットルモータ、インジェクタ、イグナイタ等）の制御のほか、前記ＯＳＶ７の開閉制御（オイルジェット制御）を行うようになっている。

−オイルジェット噴射特性−
次に、本実施形態の特徴であるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性について説明する。

前述したように、本実施形態におけるオイルジェット装置５は、オイルジェット機構５１およびオイルジェット切り換え機構５２を備えており、オイルジェット噴射量は、オイルジェット機構５１に備えられたチェックボール機構６３の開閉動作、および、オイルジェット切り換え機構５２に備えられたオイルジェット切り換えバルブ８の開度（上下方向の移動位置により決まる開度）によって決定される。つまり、オイルジェット切り換えバルブ８が開放してもチェックボール機構６３が閉鎖しておればオイルジェットは実行されず、オイルジェット噴射量は「０」となる。また、チェックボール機構６３が全開であってもオイルジェット切り換えバルブ８の開度によってはオイルジェット噴射量が制限される場合がある。このように、オイルジェット噴射量は、チェックボール機構６３が許容するオイル流量、および、オイルジェット切り換えバルブ８が許容するオイル流量のうち少ない側のオイル流量に規制されることになる。

本実施形態では、このチェックボール機構６３によって規定されるオイルジェット機構５１の油量変化特性（オイルジェットを行うためにオイルジェット機構５１を流れるオイルの油量特性）と、オイルジェット切り換えバルブ８によって規定されるオイルジェット切り換え機構５２の油量変化特性（オイルジェットを行うためにオイルジェット切り換え機構５２を流れるオイルの油量特性）との関係を適切に設定することにより、オイルジェット装置５全体としてのオイルジェット噴射特性を規定するようにしている。具体的には、チェックボール機構６３が閉鎖状態から開放状態に切り換わる際には、その開放に伴う油量（オイルジェット噴射量）が、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によって制限される構成としている。

以下、チェックボール機構６３の油量変化特性、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性、および、これらの油量変化特性に応じて決定されるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性それぞれについて説明する。

（チェックボール機構の油量変化特性）
図５（ａ）はチェックボール機構６３の油量変化特性であり、油圧の変化量（エンジン回転数の上昇に伴う油圧の上昇量）に対する油量（チェックボール機構６３の内部を流れるオイルの最大量；オイルジェット切り換えバルブ８による油量の制限を受けなかったと仮定した場合のオイル流量）の変化を示している。

この図５（ａ）に示すように、チェックボール機構６３は、オイルジェットギャラリ５３から貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧が所定圧Ｐ２未満である場合には、スプリング６３ｂの付勢力によってチェックボール６３ａが前記弁座６１ｂに当接することで貫通孔６１ａは閉鎖され、油量は「０」となる。つまり、図５（ａ）における期間ｔ１では、図６（ａ）に示すようにチェックボール機構６３は閉鎖状態となっている。

そして、オイルジェットギャラリ５３から貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧が所定圧Ｐ２以上に達すると、スプリング６３ｂの付勢力に抗してチェックボール６３ａが弁座６１ｂから離脱して貫通孔６１ａを開放し、オイルジェットギャラリ５３から貫通孔６１ａに流入したオイルがノズル６２に流れ込むことになる。チェックボール機構６３は小型化が図られているため、チェックボール６３ａの移動ストロークは短くなっている（例えば数ｍｍとなっている）。このため、オイルジェットギャラリ５３から貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧が所定圧Ｐ２以上に達すると、短時間のうちに（瞬時に）チェックボール機構６３は全閉状態から全開状態に移行することになる。つまり、図５（ａ）における期間ｔ２では、図６（ｂ）に示すようにチェックボール機構６３は開放状態となっている。また、このチェックボール機構６３が全開状態となった場合には、オイルジェットギャラリ５３から前記貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧の上昇に伴って油量が次第に増加していく（実際には、後述するようにオイルジェット切り換えバルブ８による油量の制限を受けるためオイルジェット噴射量も制限されることになる）。

（オイルジェット切り換えバルブの油量変化特性）
図５（ｂ）はオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性であり、油圧の変化量（エンジン回転数の上昇に伴う油圧の上昇量）に対する油量（オイルジェット導入油路５４ｂ内部を流れるオイルの最大量；チェックボール機構６３による油量の制限を受けなかったと仮定した場合のオイル流量）の変化を示している。

前記バルブ背圧空間８１に収容されているスプリング８４のバネ定数は比較的大きく設定されており、前記ＯＳＶ７がＯＦＦ状態（オイルジェット切り換えバルブ８を開放させる状態）となった後に前記オイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧が上昇する際、その油圧の上昇量に対するオイルジェット切り換えバルブ８の移動量（開放側への移動量；図２における上側への移動量）は比較的少なく設定されている。つまり、油圧が上昇していくに従ってオイルジェット切り換えバルブ８が徐々に開放していく構成となっている。具体的には、油圧の変化量に対する油量の変化量（油量変化割合）は、前記チェックボール機構６３における油量変化割合よりも小さく設定されている。また、オイルジェット切り換えバルブ８の移動ストロークが前記チェックボール機構６３のチェックボール６３ａの移動ストロークよりも長くなっていることによっても、油量変化割合は小さく設定されることになる。なお、前記スプリング８４のバネ定数およびオイルジェット切り換えバルブ８の移動ストロークは、この油量変化特性が得られるように実験またはシミュレーションに基づいて設定されている。

また、この油圧の上昇に伴う油量の変化としては、前記オイルジェットギャラリ５３の開口断面が円形であることから、オイルジェット切り換えバルブ８の開放初期時にあっては、このオイルジェット切り換えバルブ８の移動量に対するオイルジェットギャラリ５３の開口面積の増加量が少ないため、油量変化割合としては比較的低くなっている。これに対し、オイルジェット切り換えバルブ８の開放が進むに従って（バルブ開度が５０％に達するまでは）、オイルジェット切り換えバルブ８の移動量に対するオイルジェットギャラリ５３の開口面積の増加量が多くなっていくため、油量変化割合は次第に高くなっていく。そして、さらに、オイルジェット切り換えバルブ８の開放が進むと（バルブ開度が５０％を越えると）、再び、オイルジェット切り換えバルブ８の移動量に対するオイルジェットギャラリ５３の開口面積の増加量が少なくなるので、油量変化割合は低くなっていく。つまり、油圧の上昇に伴う油量の変化は、図５（ｂ）に示すように３次曲線を描くようになる。

そして、図５（ｂ）に示すように、前記オイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧が所定値Ｐ１（＜Ｐ２）に達するまでは（油圧が所定値Ｐ１となるエンジン回転数となるまでは）ＯＳＶ７がＯＮ状態とされ、オイルジェット切り換えバルブ８は閉鎖されている。つまり、図５（ｂ）における期間ｔ３では、図７（ａ）に示すようにオイルジェット切り換えバルブ８は閉鎖（全閉）状態となっている。

そして、オイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧が所定値Ｐ１に達すると（または、この油圧が所定値Ｐ１に達するエンジン回転数に達すると）、ＯＳＶ７がＯＦＦ状態とされ、オイルジェット切り換えバルブ８は開放される。このように開放されたオイルジェット切り換えバルブ８の開度はオイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧（前記弁部８３の先端面に作用する油圧）に応じて変化する。つまり、この油圧が上昇していくに従ってオイルジェット切り換えバルブ８の開度が徐々に大きくなっていく。この場合、前述した如くバルブ背圧空間８１に収容されているスプリング８４のバネ定数は比較的大きく設定されているため、油圧の上昇量に対するオイルジェット切り換えバルブ８の移動量は比較的少なくなっており、油圧の上昇量に対する油量の増加量も比較的少なくなっている。この状態は、オイルジェット切り換えバルブ８が全開となるまで継続される。図５（ｂ）ではオイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧が所定値Ｐ４に達すると、オイルジェット切り換えバルブ８が全開となるようになっている。つまり、図５（ｂ）における期間ｔ４では、図７（ｂ）に示すようにオイルジェット切り換えバルブ８は油圧の上昇に伴って開度が次第に大きくなっていく。なお、このオイルジェット切り換えバルブ８の全開状態での油量は、前記チェックボール機構６３の全開状態での油量よりも多く設定されている。

このように、本実施形態では、ＯＳＶ７をＯＮからＯＦＦに切り換えてオイルジェット切り換えバルブ８を開放するタイミングを、前記チェックボール機構６３が開放される油圧値Ｐ２（エンジン回転数に基づいて規定される油圧値）よりも低い油圧値Ｐ１に設定している。つまり、このオイルジェット切り換えバルブ８は、チェックボール機構６３が開弁される前に開動作が開始され、その後、油圧の上昇に伴って開度が徐々に増加していく構成となっている。

そして、オイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧が所定値Ｐ４に達すると、オイルジェット切り換えバルブ８が全開となり（図７（ｃ）に示す状態となり）、オイルジェット切り換えバルブ８の開度が変化することなく、油圧の上昇に伴って油量が多くなっていく（図５（ｂ）における期間ｔ５；実際には、後述するようにチェックボール機構６３による油量の制限を受けるためオイルジェット噴射量も制限されることになる）。

（オイルジェット装置のオイルジェット噴射特性）
次に、以上のようにチェックボール機構６３の油量変化特性およびオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によって決定されるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性について説明する。

図５（ｃ）の一点鎖線は前述したチェックボール機構６３の油量変化特性（図５（ａ）で示した油量変化特性）であり、二点鎖線は前述したオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性（図５（ｂ）で示した油量変化特性）であり、実線はこれらチェックボール機構６３の油量変化特性およびオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性から決定されるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性である。このように、オイルジェット噴射量は、チェックボール機構６３が許容するオイル流量、および、オイルジェット切り換えバルブ８が許容するオイル流量のうち少ない側のオイル流量に規制される。以下、このオイル流量について具体的に説明する。

図５（ｃ）において、先ず、オイルジェット導入油路５４ｂの油圧が図中のＰ１に達するまでは前記ＯＳＶ７がＯＮ状態とされ、オイルジェット切り換えバルブ８は閉鎖状態となっている（図２および図７（ａ）に示す状態）。この場合、オイルジェットギャラリ５３には油圧が導入されず、チェックボール機構６３も閉鎖状態となっている（図２および図６（ａ）に示す状態）。このため、前記期間ｔ３ではオイルジェット噴射量は「０」となる。

そして、オイルジェット導入油路５４ｂの油圧が図中のＰ１に達すると（エンジン回転数がこの油圧Ｐ１を発生する所定回転数に達すると）、前記ＯＳＶ７がＯＦＦ状態とされ、オイルジェット切り換えバルブ８は開放動作を開始する（図７（ｂ）に示す状態を参照）。このオイルジェット切り換えバルブ８の開放動作が開始されると、前記オイルジェット導入油路５４ｂの油圧がオイルジェットギャラリ５３に導入され、このオイルジェットギャラリ５３内の油圧が徐々に上昇していく。しかし、このオイルジェットギャラリ５３内の油圧が図中Ｐ２に達するまではチェックボール機構６３の閉鎖状態は維持されるため、オイルジェットは実行されない（図５（ｃ）における期間ｔ６）。

その後、オイルジェットギャラリ５３内の油圧が図中Ｐ２（チェックボール機構６３が開放する圧力）に達すると、チェックボール機構６３の開放動作が開始される（図６（ｂ）に示す状態を参照）。前述したように前記チェックボール６３ａの移動ストロークは短いため、短時間のうちに（瞬時に）チェックボール機構６３は全閉状態から全開状態に移行することになる。しかしながら、このチェックボール機構６３に流れ込む油量は前記オイルジェット切り換えバルブ８の開度による制約を受けているため、このオイルジェット切り換えバルブ８の開度が比較的小さい期間にあっては、オイルジェット噴射量も少量に抑えられている。つまり、図５（ａ）で示したチェックボール機構６３の油量変化特性により規定される油量よりも少ない油量がオイルジェット噴射量として設定されることになる（図５（ｃ）における期間ｔ７）。具体的に、図５（ｃ）ではチェックボール機構６３が開放したタイミングでの油量（オイルジェット噴射量）は図中のＯ１となっている。また、この図５（ｃ）では、この減量された油量部分に破線の斜線を付している。

そして、このオイルジェット噴射量は、油圧の上昇に伴うオイルジェット切り換えバルブ８の開度の増大によって徐々に増加していく。この際のオイルジェットの噴射特性（油圧がＰ３に達するまでの噴射特性）としては、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性に依存する。

そして、このオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によって決定されている油量が、前記チェックボール機構６３の油量変化特性によって決定されている油量に達すると（オイルジェット導入油路５４ｂの油圧が図中のＰ３に達すると（エンジン回転数が、この油圧Ｐ３を発生する所定回転数に達すると））、オイルジェット切り換えバルブ８の開度がそれ以上大きくなっても、オイルジェット噴射量は、チェックボール機構６３の油量変化特性の制約を受け、このチェックボール機構６３の油量変化特性に従ってオイルジェットの噴射量が決定されることになる（図５（ｃ）における期間ｔ８）。

このように、オイルジェットの噴射開始時点は、チェックボール機構６３の開放タイミングによって決定され、油圧が比較的低いエンジン運転領域（期間ｔ７）では、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によってオイルジェット噴射量が決定され、油圧が比較的高いエンジン運転領域（期間ｔ８）では、チェックボール機構６３の油量変化特性によってオイルジェット噴射量が決定されるようになっている。

図５（ｄ）は、前述した油量変化に伴うピストン温度の推移を示している。この図５（ｄ）に示すように、エンジン回転数が上昇していき、それに伴って油圧も上昇していく際、油圧が図中Ｐ２に達した時点でオイルジェットが開始されることになるため、この時点でピストン温度の上昇速度は低下し始める。その後、前記オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によってオイルジェット噴射量が決定されることになるので、オイルジェット噴射量は徐々に増量されていくことになり、ピストン温度の上昇速度も徐々に低下していく。そして、油圧が図中Ｐ３に達した時点でオイルジェット噴射量が最大となり、ピストン冷却効果も最大限に発揮されることになるので、この時点でピストン温度の上昇は略停止され、適正温度が維持されることになる。

本実施形態では以下の効果を奏することができる。前述した如くチェックボール機構６３の全閉から全開への切り換わりは短時間のうちに行われ、チェックボール機構６３の全開時におけるその油量変化特性としては比較的油量を多くする状態となるが、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性は、チェックボール機構６３の油量変化特性に対して、油圧の上昇に伴う油量の増加割合が小さく設定されているため、このオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によって油量が制限されることになり、オイルジェット噴射量も少量に抑えられることになる。このため、チェックボール機構６３の開放時にオイルジェット噴射量が過剰になるといったことが回避され、オイル上がりが促進されてしまうことがなくなり、オイル飛散量が少なくなってクランクシャフト１５によるオイル攪拌抵抗の低減が図れて燃料消費率を改善できる。

また、チェックボール機構６３が開放するタイミングにあっては、既にオイルジェット切り換えバルブ８の開度がある程度大きくなっており、チェックボール機構６３が開放された時点では、適切な油圧でのオイルジェットが可能になる。つまり、チェックボール機構６３の開放と同時に、ピストン１４の裏面に到達可能な圧力でオイルジェットが開始されることになり、ピストン１４の冷却開始時期を適切に設定することができる。

−変形例１−
次に、変形例１について説明する。この変形例１は、チェックボール機構６３の油量変化特性およびオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性それぞれが前記実施形態のものと異なっている。これにより、オイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性も異なっている。以下、チェックボール機構６３の油量変化特性、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性、および、これらの油量変化特性に応じて決定されるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性それぞれについて説明する。

（チェックボール機構の油量変化特性）
本例におけるピストンジェットノズル６のチェックボール機構６３は、図８に示すように、内部に２つのスプリング６３ｄ，６３ｅが収容されている。これらスプリングは大径スプリング６３ｄと小径スプリング６３ｅで成っている。大径スプリング６３ｄは、前記弁座６１ｂとプラグ６３ｃとの間で圧縮されており、チェックボール６３ａに対して弁座６１ｂに向かう付勢力を常時付与している。一方、チェックボール６３ａが弁座６１ｂに当接している状態では、小径スプリング６３ｅはチェックボール６３ａに当接しておらず、この状態ではチェックボール６３ａに対する付勢力を付与していない。そして、前記油圧の上昇に伴ってチェックボール６３ａが弁座６１ｂから離脱して所定量だけ下方に移動した時点でチェックボール６３ａが当接することにより小径スプリング６３ｅが圧縮され、これにより小径スプリング６３ｅからチェックボール７３に対する付勢力（大径スプリング６３ｄの付勢力と同方向の付勢力）が生じる構成となっている。

なお、小径スプリング６３ｅがチェックボール６３ａに対して付勢力を常時付与し、大径スプリング６３ｄが、チェックボール６３ａが所定量だけ下方に移動した時点でチェックボール６３ａに付勢力を付与する構成としてもよい。また、各スプリング６３ｄ，６３ｅのバネ定数は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。

図１０（ａ）は本変形例に係るチェックボール機構６３の油量変化特性である。この図１０（ａ）に示すように、チェックボール機構６３は、オイルジェットギャラリ５３から前記貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧が所定圧Ｐ２未満である場合には、前記大径スプリング６３ｄの付勢力によってチェックボール６３ａが弁座６１ｂに当接することで貫通孔６１ａは閉鎖され、油量は「０」となる。つまり、図１０（ａ）における期間ｔ１ではチェックボール機構６３は閉鎖状態となっている。

そして、前記オイルジェットギャラリ５３から貫通孔６１ａの上端開口に作用する油圧が所定圧Ｐ２に達すると、前記大径スプリング６３ｄの付勢力に抗してチェックボール６３ａが前記弁座６１ｂから離脱して貫通孔６１ａを開放し、オイルジェットギャラリ５３から貫通孔６１ａに流入したオイルがノズル６２に流れ込むことになる。

その後、油圧が所定圧Ｐ５に達するまでは、大径スプリング６３ｄの付勢力のみに抗して油圧の上昇に伴って油量が増量されていく（図１０（ａ）における期間ｔ９）。そして、チェックボール６３ａが所定量だけ下方に移動した時点で小径スプリング６３ｅが当接することにより前記大径スプリング６３ｄおよび小径スプリング６３ｅそれぞれの付勢力がチェックボール６３ａに作用することになるので、この時点から、油圧の上昇量に対する油量の増加量は少なくなっていく（図１０（ａ）における期間ｔ１０）。その他の油量変化特性は前記実施形態のものと同一である。

（オイルジェット切り換えバルブの油量変化特性）
本例におけるオイルジェット切り換えバルブ８は、図９に示すように、先端部に切り欠き（給油許容部）８５が設けられており、このオイルジェット切り換えバルブ８の弁部８３がオイルジェット導入油路５４ｂの下流端の外縁部に当接した状態であっても、この切り欠き８５により形成される流路から比較的少量のオイルがオイルジェットギャラリ５３に流れ込むようになっている。

また、本変形例におけるオイルジェット切り換えバルブ８の開放動作が開始されるタイミング（前記ＯＳＶ７がＯＮからＯＦＦに切り換えられるタイミング）は、前記チェックボール機構６３が開放される油圧値よりも高い油圧値に設定されている。つまり、このオイルジェット切り換えバルブ８は、閉鎖状態であっても油量が確保され、チェックボール機構６３が開弁された後に開動作が開始され、その後、油圧の上昇に伴って開度が徐々に増加していく構成となっている。

図１０（ｂ）はオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性である。この図１０（ｂ）に示すように、本実施形態に係るオイルジェット切り換えバルブ８は、前記切り欠き８５が形成されていることにより、ＯＳＶ７がＯＮからＯＦＦに切り換えられるタイミング以前から油圧の上昇に応じて油量が増加していく（図１０（ｂ）における期間ｔ３）。また、オイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧が所定値Ｐ１に達すると（または、この油圧が所定値Ｐ１に達するエンジン回転数に達すると）、ＯＳＶ７がＯＦＦ状態とされ、オイルジェット切り換えバルブ８は開放される。このように開放されたオイルジェット切り換えバルブ８の開度はオイルジェット導入油路５４ｂに導入される油圧に応じて変化する。つまり、この油圧が上昇していくに従ってオイルジェット切り換えバルブ８の開度が徐々に大きくなっていく。この場合、前記実施形態の場合と同様にバルブ背圧空間８１に収容されているスプリング８４のバネ定数は比較的大きく設定されているため、油圧の上昇量に対するオイルジェット切り換えバルブ８の移動量は比較的少なくなっており、油圧の上昇量に対する油量の増加量も比較的少なくなっている（図１０（ｂ）における期間ｔ４）。その他の油量変化特性は前記実施形態のものと同様である。

（オイルジェット装置のオイルジェット噴射特性）
次に、以上のようにチェックボール機構６３の油量変化特性およびオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によって決定されるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性について説明する。

図１０（ｃ）の一点鎖線は前述したチェックボール機構６３の油量変化特性（図１０（ａ）で示した油量変化特性）であり、二点鎖線は前述したオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性（図１０（ｂ）で示した油量変化特性）であり、実線はこれらチェックボール機構６３の油量変化特性およびオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性から決定されるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性である。このように、オイルジェット噴射量は、チェックボール機構６３が許容するオイル流量、および、オイルジェット切り換えバルブ８が許容するオイル流量のうち少ない側のオイル流量に規制される。以下、このオイル流量について具体的に説明する。

先ず、オイルジェット導入油路５４ｂの油圧が図中のＰ２に達するまでは前記チェックボール機構６３が閉鎖されている。このため、前記切り欠き８５により形成されている流路からオイルジェットギャラリ５３にオイルが流れ込む状況であってもオイルジェット噴射量は「０」となっている（図１０における期間ｔ１）。

そして、オイルジェット導入油路５４ｂの油圧が図中のＰ２に達するとチェックボール機構６３が開放される。前述したように前記チェックボール６３ａの移動ストロークは短いため、短時間のうちにチェックボール機構６３は全閉状態から全開状態に移行することになる。しかしながら、このチェックボール機構６３に流れ込む油量は前記オイルジェット切り換えバルブ８による制約（切り欠き８５により形成されている流路による制約）を受けているため、オイルジェット噴射量も少量に抑えられている。つまり、図１０（ａ）で示したチェックボール機構６３の油量変化特性により規定される油量よりも少ない油量がオイルジェット噴射量として設定されることになる（図１０（ｃ）における期間ｔ１１）。図１０（ｃ）では、この減量された油量部分に破線の斜線を付している。

その後、オイルジェットギャラリ５３内の油圧が図中Ｐ１に達すると（エンジン回転数がこの油圧Ｐ１を発生する所定回転数に達すると）、前記ＯＳＶ７がＯＦＦ状態とされ、オイルジェット切り換えバルブ８は開放動作を開始する。このオイルジェット切り換えバルブ８の開放動作が開始されると、前記オイルジェット導入油路５４ｂの油圧がオイルジェットギャラリ５３に導入されることになる。この際のオイルジェット噴射量は、油圧の上昇に伴うオイルジェット切り換えバルブ８の開度の増大によって徐々に増加していく。つまり、この際のオイルジェットの噴射特性としては、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性に依存する（図１０（ｃ）における期間ｔ１２）。

そして、このオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によって決定されている油量が、前記チェックボール機構６３の油量変化特性によって決定されている油量に達すると（オイルジェット導入油路５４ｂの油圧が図中のＰ３に達すると（エンジン回転数が、この油圧Ｐ３を発生する所定回転数に達すると））、オイルジェット切り換えバルブ８の開度がそれ以上大きくなっても、オイルジェット噴射量は、チェックボール機構６３の油量変化特性の制約を受け、このチェックボール機構６３の油量変化特性に従ってオイルジェットの噴射量が決定されることになる。

このように、本変形例においても、オイルジェットの噴射開始時点は、チェックボール機構６３の開放タイミングによって決定され、油圧が比較的低いエンジン運転領域（期間ｔ１１，ｔ１２）では、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によってオイルジェット噴射量が決定され、油圧が比較的高いエンジン運転領域（期間ｔ８）では、チェックボール機構６３の油量変化特性によってオイルジェット噴射量が決定されるようになっている。

図１０（ｄ）は、前述した油量変化に伴うピストン温度の推移を示している。この図１０（ｄ）に示すように、エンジン回転数が上昇していき、それに伴って油圧も上昇していく際、油圧が図中Ｐ２に達した時点でオイルジェットが開始されることになるため、この時点でピストン温度の上昇速度は低下し始める。その後、前記オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によってオイルジェット噴射量が決定されることになるので、オイルジェット噴射量は徐々に増量されていくことになり、ピストン温度の上昇速度も徐々に低下していく。そして、油圧が図中Ｐ３に達した時点でオイルジェット噴射量が略最大となり、ピストン冷却効果も最大限に発揮されることになるので、この時点でピストン温度の上昇は略停止され、適正温度が維持されることになる。

本変形例においても前記実施形態の場合と同様の効果を奏することができる。つまり、チェックボール機構６３の開放時にオイルジェット噴射量が過剰になるといったことが回避され、オイル上がりが促進されてしまうことがなくなり、オイル飛散量が少なくなってクランクシャフト１５によるオイル攪拌抵抗の低減が図れて燃料消費率を改善できる。

−変形例２−
次に、変形例２について説明する。この変形例２は、前記ＯＳＶ７に代えて、開度を電気的に制御可能なＯＣＶを適用したものである。つまり、このＯＣＶへの印加電圧のＤｕｔｙ比を調整することによってＯＣＶの開度を調整するものである。

図１１は、チェックボール機構６３の油量変化特性、ＯＣＶの制御によるオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性によって決定されるオイルジェット装置５全体としての油量変化特性を示している。図中の一点鎖線はチェックボール機構６３の油量変化特性であって、前記実施形態のものと同様である。また、図中の二点鎖線はオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性であって、ＯＣＶのＤｕｔｙ制御によって設定されたものである。図中の期間ｔ１３ではＤｕｔｙ比が５０％とされ、期間ｔ１４ではＤｕｔｙ比が１００％とされている。これらＤｕｔｙ比はこれに限定されるものではなく適宜設定可能である。そして、図中の実線は、これらチェックボール機構６３の油量変化特性およびオイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性から決定されるオイルジェット装置５のオイルジェット噴射特性である。

この図１１からも明らかなように、本変形例にあっても、前記実施形態および変形例のものと同様の効果を奏することができる。

−他の実施形態−
以上説明した実施形態および各変形例では直列４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、気筒数やエンジンの形式（Ｖ型や水平対向型等）は特に限定されるものではない。また、ディーゼルエンジンに対しても本発明は適用が可能である。

また、前記実施形態および各変形例ではコンベンショナル車両（駆動力源としてエンジン１のみを搭載した車両）に本発明を適用した場合について説明したが、ハイブリッド車両（駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載した車両）に対しても本発明は適用可能である。

また、前記実施形態および各変形例では、オイルジェット導入油路５４ｂの下流端をオイルジェット切り換えバルブ８の先端面に対向させ、この先端面に対して垂直方向に油圧を作用させるものとしていた。本発明はこれに限らず、オイルジェット切り換えバルブ８の側面に傾斜面を設け、このオイルジェット切り換えバルブ８の側方から油圧を作用させることで、前記傾斜面に作用する油圧の分力によりオイルジェット切り換えバルブ８を開放させるようにしたものに対しても適用が可能である。

また、前記実施形態および各変形例では、オイルジェット切り換えバルブ８の油量変化特性として、油圧の上昇量に対する油量の変化量を比較的少なくすることを実現するためにスプリング８４のバネ定数を適宜設定するようにしていた。本発明は、これに限らず、例えばオイルジェット切り換えバルブ８の移動ストロークを長く確保することで前記油量変化特性を実現するようにしてもよい。

また、前記実施形態および各変形例では、ピストン１４を冷却するためのオイルジェット装置５に本発明を適用した場合について説明したが、シリンダ内壁面を冷却するためのオイルジェット装置に対しても本発明は適用が可能である。

本発明は、オイルジェット装置におけるオイルジェットの噴射特性の調整に適用可能である。

１ エンジン（内燃機関）
２ オイル供給系統
２１ メインオイルホール（メインオイル通路）
３２ オイルポンプ
５ オイルジェット装置
５１ オイルジェット機構
５２ オイルジェット切り換え機構
５３ オイルジェットギャラリ（給油路）
５４ オイルジェット流路
５４ａ パイロット流路
５４ｂ オイルジェット導入油路
６ ピストンジェットノズル（オイルジェットノズル）
６３ チェックボール機構（チェック弁機構）
７ ＯＳＶ（制御バルブ）
７１ａ 油圧導入ポート（第１ポート）
７１ｂ バルブ圧力ポート（第２ポート）
７１ｃ ドレンポート
８ オイルジェット切り換えバルブ（開度調整バルブ）
８１ バルブ背圧空間
８４ スプリング
８５ 切り欠き（給油許容部）
１００ ＥＣＵ

Claims (5)

1. 給油路の油圧に応じて開閉するチェック弁機構と、このチェック弁機構の上流側に設けられた開度調整バルブとを備え、前記チェック弁機構および開度調整バルブが共に開放状態にある場合に前記給油路でのオイルの流通を許容してオイルジェットノズルからのオイルジェットを実行する内燃機関のオイルジェット装置において、
   前記開度調整バルブの油量変化特性は、前記チェック弁機構の油量変化特性よりも、油圧の上昇に伴う油量の増加割合が小さく設定されていると共に、前記チェック弁機構が閉鎖状態から開放状態に切り換わる際には、その開放に伴う油量が、開度調整バルブの油量変化特性によって制限される構成となっていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
2. 請求項１記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
   前記チェック弁機構が開放する油圧値よりも、前記開度調整バルブの開放が開始される油圧値の方が低く設定されていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
3. 請求項１記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
   前記チェック弁機構が開放する油圧値よりも、前記開度調整バルブの開放が開始される油圧値の方が高く設定されていると共に、前記開度調整バルブには、その閉鎖状態であっても、オイルジェットノズルに向けてオイルを供給する給油許容部が設けられていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
4. 請求項１、２または３記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
   前記開度調整バルブを開閉作動させるための油圧を切り換える制御バルブが設けられ、
   この制御バルブは、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルジェットノズルに向けて供給するメインオイル通路に連通する第１ポート、および、前記開度調整バルブの背圧空間に連通する第２ポートを備えている一方、前記開度調整バルブには、前記給油路を閉鎖する方向への付勢力が付与されており、
   前記制御バルブが第１ポートと第２ポートとを連通させる切り換え状態にある場合には、前記背圧空間にメインオイル通路からの油圧が作用することによって前記開度調整バルブが前記給油路内に向けて前進して給油路を閉鎖する一方、前記制御バルブが第１ポートと第２ポートとを遮断する切り換え状態にある場合には、前記背圧空間に作用する油圧が解除されることによって前記開度調整バルブが前記給油路内から後退して給油路を開放する構成となっていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。
5. 請求項４記載の内燃機関のオイルジェット装置において、
   前記制御バルブには、前記第１ポートと第２ポートとを遮断する切り換え状態にある場合に、前記第２ポートに連通して前記背圧空間のオイルを排出するドレンポートが設けられていることを特徴とする内燃機関のオイルジェット装置。

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