JP2017180132A - オイル噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの冷却空洞にオイルを適切に供給できると共に、所定の位置に適切に供給できるようにする。【解決手段】エンジン１のピストン１３の裏面側にオイルを噴射するオイルジェット２１において、ピストン１３に形成されたクーリングチャネル１３ａの入口となるチャネル開口１３ｂに向けてオイルを噴射可能に配置されるノズル２３を備え、ノズル２３の先端部２３ａには、ノズル２３の内周面からノズル２３の外側面まで貫通する少なくとも１以上の切り込み２３ｂを形成するようにする。切り込み２３ｂは、ピストン１３にピストンピン１４を介して取り付けられるコネクティングロッド１６の小端部１６ａと、ピストンピン１４との接続部分１６ｂ側に延びて形成されていてもよい。【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダ内に冷却や潤滑のためにオイルを噴射させるオイル噴射装置に関する。

従来、エンジンのシリンダ内のピストンを冷却するために、シリンダ内にオイルを噴射するオイル噴射ノズルを備えたオイルジェットが知られている。また、ピストンの内部に冷却のためにオイルを流通させる冷却空洞を形成し、オイルジェットにより冷却空洞にオイルを噴射するようにして、冷却空洞に効率良くオイルを供給する技術が知られている。

近年、冷却や潤滑を行うために、ピストンの内部だけでなく、ピストンの裏面や、コネクティングロッドの小端部等にオイルを噴射させることが要請されている。

これに対して、ノズルの先端に２つの噴孔が形成されたノズルピースを取り付けて、冷却空洞と、コネクティングロッド小端部付近とにオイルが噴射されるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ノズルの先端部の開口周囲の面取り部分の中心を、オイル流路の中心軸に対してシリンダ中心側に偏心させることにより、冷却空洞へのオイルの供給を行うとともに、シリンダ中心側の広範囲にオイルを噴射させることのできる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−３７２４号公報 特開２００９−７９５７５号公報

例えば、冷却空洞に効率良くオイルを供給するために、ピストンが下死点の位置にある場合に、オイルジェットのノズルの先端の位置がピストンの冷却空洞の入口の近傍となるように調整されることがある。

このようにノズルの先端の位置が調整されている場合においては、ピストンが下死点近傍にあると、ノズルの先端の面に複数の噴孔が形成されていても、或いはノズルの先端の面の面取り中心がシリンダ中心側に偏心されていても、オイルはノズルの先端の面よりもピストン側にしか噴射されないので、ほとんどのオイルが冷却空洞の入口に供給されてしまう。したがって、ノズルの先端がピストンの裏面に近い状態において、冷却空洞以外のピストンの裏面側の各部にオイルを効果的に供給することができない。

更に、ノズルの先端に複数の噴孔が形成されたノズルピースを取り付ける場合には、ノズルピースの加工や、取り付けに手間がかかるという問題もある。

本発明は、オイルをピストンの冷却空洞に適切に供給できると共に、冷却空洞以外の所定の位置に適切に供給することのできる技術を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の一観点に係るオイル噴射装置は、内燃機関のピストンの背面側にオイルを噴射するオイル噴射装置において、ピストンに形成された冷却空洞の入口に向けてオイルを噴射可能に配置されるノズルを備え、ノズルの先端部には、ノズルの内周面からノズルの外側面まで貫通する少なくとも１以上の切り込みが形成されている。

上記オイル噴射装置において、切り込みは、ピストンの軸中心側に延びて形成されていてもよい。

また、上記オイル噴射装置において、切り込みは、ピストンにピストンピンを介して取り付けられるコネクティングロッドの小端部と、ピストンピンとの接続部位側に延びて形成されていてもよい。

また、上記オイル噴射装置において、切り込みのノズルの基端側の端面は、ノズルの先端側に向かう方向に対して鋭角を成すように形成されていてもよい。

本発明によれば、オイルをピストンの冷却空洞に適切に供給できると共に、冷却空洞以外の所定の位置に適切に供給することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの一部の模式的な断面図である。 図２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るオイルジェットの斜視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すオイルジェットの範囲Ｌの拡大図である。 図３（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るエンジンにおけるオイルジェットのノズルの配置位置を説明する図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）における範囲Ｍの拡大図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るオイルジェットを備えるエンジンを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの一部の模式的な断面図である。なお、図１は、ピストンが下死点に位置している場合の状態を示している。

内燃機関の一例としてのエンジン１は、シリンダブロック１０と、ピストン１３と、コネクティングロッド１６と、オイル噴射装置の一例としてのオイルジェット２１とを備える。シリンダブロック１０には、所定の方向（図１の例では、上下方向）に延びる円筒状のシリンダ１１が形成されている。シリンダ１１には、ピストン１３が所定方向に往復移動可能に収容されている。

ピストン１３には、ピストンピン１４を介してコネクティングロッド１６の小端部１６ａが回転可能な状態で取り付けられている。

ピストン１３の内部には、冷却のためにオイル（潤滑油）を流通させる冷却空洞（クーリングチャネル）１３ａが形成されている。ピストン１３の下死点側には、クーリングチャネル１３ａへの入口となるチャネル開口部１３ｂが形成されている。本実施形態では、ピストン１３が下死点に位置する場合に、オイルジェット２１の後述するノズル２３の先端面がチャネル開口部１３ｂの下面と同じ高さ位置又は、下面に近い位置となるようにオイルジェット２１が配置されている。

シリンダブロック１０の内部の下端側には、オイルジェット２１に供給するためのオイルが供給されるオイル供給路１５が設けられている。オイル供給路１５は、主オイル供給路１５ａと、副オイル供給路１５ｂとを有する。主オイル供給路１５ａには、図示しないオイルポンプからオイルが供給される。副オイル供給路１５ｂは、主オイル供給路１５ａよりも径の小さい流路であり、主オイル供給路１５ａからシリンダブロック１０のオイルジェット２１を取り付ける取付面１０ａまで連通している。副オイル供給部１５ｂの下端側には、オイルジェット取付ボルト２４の軸部２４ａの雄ねじと螺合する雌ねじが形成されている。

取付面１０ａは、シリンダ１１の下死点近傍に設けられており、オイルジェット２１が取り付けられる。取付面１０ａには、オイルジェット２１の後述する位置決め凸部２２ａが嵌め込まれる位置決め凹部１０ｂが形成されている。

図２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るオイルジェットの斜視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すオイルジェットの範囲Ｌの拡大図である。

オイルジェット２１は、本体部２２と、ノズル２３とを備え、ピストン１３の下死点側（裏面側）にオイルを噴射する。

本体部２２は、取付面１０ａに形成された位置決め凹部１０ｂに嵌め込まれることにより、オイルジェット２１の位置決めに寄与する位置決め凸部２２ａと、オイルジェット取付ボルト２４の軸部２４ａが挿通される固定孔２２ｂとを有する。固定孔２２ｂの内側面には、ノズル２３の内部の流路と連通する連通孔２２ｃが形成されている。この固定孔２２ｂにオイルジェット取付ボルト２４の軸部２４ｂを挿通させて、軸部２４ｂの雄ねじを副オイル供給路１５ｂの雌ねじに螺合させることにより、オイルジェット２１をシリンダブロック１０の取付面１０ａに取り付けることができる。オイルジェット取付ボルト２４の軸部２４ａの内部には、副オイル供給部１４ｂと連通孔２２ｃとを連通させるオイルの流路が形成されている。これにより、オイルジェット取付ボルト２４の軸部２４ａの内部を介して副オイル供給路１５ｂと連通孔２２ｃが連通することとなり、主オイル供給路１５ａに供給されるオイルを、副オイル供給路１５ｂ、及び連通孔２２ｃを介して、ノズル２３に供給することができる。

また、位置決め凸部２２ａを位置決め凹部１０ｂに嵌め込むと共に、オイルジェット取付ボルト２４を副オイル供給路１５ｂに螺合することにより、オイルジェット２１を適切な位置に位置決めできる。

ノズル２３の基端側は、シリンダブロック１０に取り付けられた際にシリンダ１１側となる本体部２２の側面に嵌め込まれ、ノズル２３の先端側は、シリンダブロック１０に取り付けられた際にシリンダ１１側に延びるように形成されている。また、ノズル２３は、オイルジェット２１がシリンダブロック１０に取り付けられた際に、先端部２３ａの先端の面（先端面）がピストン１３のチャネル開口部１３ｂと対向するように屈曲されている。

先端部２３ａには、図２（Ｂ）に示すように、ノズル２３の内周面から外側面まで貫通する少なくとも１以上の切り込み２３ｂが形成されている。切り込み２３ｂのノズル２３の基端側の端面２３ｃは、ノズル２３の先端側に向かう方向に対して鋭角を成すように形成されている。このような構成により、ノズル２３内を流れるオイルの一部は、端面２３ｃに沿って切り込み２３ｂを通過して、ノズル２３の側面方向に噴射される。

次に、エンジン１におけるオイルジェット２１のノズル２３の配置位置、及び先端部２３ａの切り込み２３ｂの形成位置について説明する。

図３（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るエンジンにおけるオイルジェットのノズルの配置位置を説明する図である。図３（Ａ）は、エンジン１のシリンダ１１の周辺を上死点側から見た図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）における範囲Ｍの拡大図である。

オイルジェット２１のノズル２３は、シリンダ１１の外側からシリンダ１１の直下のピストンピン１４及びコネクティングロッド１６と干渉しない位置まで延びて配置されている。ノズル２３の先端部２３ａは、チャネル開口部１３ｂの直下にチャネル開口部１３ｂと対向するように先端面を向けて配置される。

ノズル２３の先端部２３ａには、切り込み２３ｂが形成されている。切り込み２３ｂは、ノズル２３の流路の中心から、例えば、ピストン１３の軸中心側、例えば、コネクティングロッド１６の小端部１６ａとピストンピン１４とが接続されている接続部位１６ｂの方向に延びるように形成されている。

先端部２３ａに切り込み２３ｂが形成されているので、ノズル２３によると、図３（Ｂ）の範囲Ｊに示すように、ノズル２３の先端部２３ａの先端面を中心とした範囲Ｊ１にオイルが噴射されるとともに、切り込み２３ｂが向く方向に対しては、ノズル２３の軸中心から範囲Ｊ１よりも遠くを含む範囲Ｊ２にオイルが噴射される。範囲Ｊ１に噴射されたオイルは、チャネル開口部１３ｂからクーリングチャネル１３ａ内に供給されることとなり、範囲Ｊ１に噴射されたオイルは、コネクティングロッド１６の小端部１６ａとピストンピン１４とが接続されている接続部位１６ｂに供給されることとなる。ここで、切り込み２３ｂは、ノズル２３の先端部２３ａの先端面から基端側（下側）の範囲に存在するので、ピストン１３が下死点又はその近傍にあって、ノズル２３の先端部２３ａの先端面がチャネル開口部１３ｂと同じ又は近傍の高さ位置となっている場合であっても、オイルの一部を適切に接続部位１６ｂの方向に噴射することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るオイルジェット２１では、ピストン１３に形成されたクーリングチャネル１３ａの入口であるチャネル開口部１３ｂに向けてオイルを噴射可能に配置されるノズル２３を備え、ノズル２３の先端部２３ａに、ノズル２３の内周面から外側面まで貫通する少なくとも１以上の切り込み２３ｂを形成するようにしたので、オイルをクーリングチャネル１３ａだけではなく、オイルを供給したい所定の位置に対して適切に供給することができる。このため、クーリングチャンネル１３ａ以外の所定の部位の冷却や潤滑の効果を向上することができる。

なお、本発明は、上述の実施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、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、ノズル２３の先端部２３ａの１箇所に切り込み２３ｂを形成するようにしていたが、本発明はこれに限られず、ノズル２３の先端部２３ａに複数の切り込みを形成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、切り込み２３ｂの基端側の端面２３ｃを、ノズル２３の先端側に向かう方向に対して鋭角を成すように形成していたが、本発明はこれに限られず、例えば、端面２３ｃをノズル２３の先端側に向かう方向に対して垂直又は鈍角を成すように形成してもよい。

また、上記実施形態では、ノズル２３の先端部２３ａの切り込み２３ｂを、ピストン１３の軸中心側に延びるように形成していたが、本発明はこれに限られず、切り込み２３ｂを、オイルを供給したい所定の位置の方向に延びるように形成してもよい。

１ エンジン
１０ シリンダブロック
１１ シリンダ
１３ ピストン
１３ａ クーリングチャネル
１３ｂ チャネル開口部
１４ ピストンピン
１５ オイル供給路
１６ コネクティングロッド
１６ａ 小端部
１６ｂ 接続部位
２１ オイルジェット
２２ 本体部
２３ ノズル
２３ａ 先端部
２３ｂ 切り込み
２３ｃ 端面
２４ オイルジェット取付ボルト

Claims (4)

1. 内燃機関のピストンの裏面側にオイルを噴射するオイル噴射装置において、
   前記ピストンに形成された冷却空洞の入口に向けてオイルを噴射可能に配置されるノズルを備え、
   前記ノズルの先端部には、前記ノズルの内周面から前記ノズルの外側面まで貫通する少なくとも１以上の切り込みが形成されている
   オイル噴射装置。
2. 前記切り込みは、前記ピストンの軸中心側に延びて形成されている
   請求項１に記載のオイル噴射装置。
3. 前記切り込みは、前記ピストンにピストンピンを介して取り付けられるコネクティングロッドの小端部と、前記ピストンピンとの接続部位側に延びて形成されている
   請求項１又は請求項２に記載のオイル噴射装置。
4. 前記切り込みの前記ノズルの基端側の端面は、前記ノズルの先端側に向かう方向に対して鋭角を成すように形成されている
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載のオイル噴射装置。
   
   
   

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