JP2018076808A - オイルジェット装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】低コストかつ容易に製造可能な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1において、加圧オイル供給源から供給される加圧オイルを外部に供給するためのオイルジェット装置1であって、金属材料を冷間鍛造加工することにより成形され、加圧オイル供給源から外部への加圧オイルの供給を調整するための弁体部30を収容する弁胴20と、金属材料を冷間鍛造加工することにより成形され、弁胴20を支持し、エンジンブロック5に当接され平坦状をなす第1主面13を有する支持部10と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、加圧オイル供給源から供給される加圧オイルを外部に供給するためのオイルジェット装置に関する。
近年、ガソリンエンジンや、ディーゼルエンジンの高出力、高性能化が行われており、エンジンのピストンに発生する熱を冷却することが重要となってきている。
このために、例えば、ピストンの裏側を冷却するために、オイルジェット装置が使用されている。オイルジェット装置は、加圧されたオイル(加圧オイル)をピストンの裏側に対して供給することにより、ピストンを冷却することができる。
オイルジェット装置は、加圧オイル供給源から加圧オイルを導入するための弁胴部とエンジンブロックにオイルジェット装置を装着するための取付部とを有する本体部と、弁胴内に配置され加圧オイルの外部へ供給を制御するための弁体部と、ピストンの裏側に加圧オイルを供給するためのノズルとを備えている。
そして、弁胴部と取付部とを有する本体部は、粉末冶金により一体的に成形されている。弁胴部の一部は取付部から突出し、当該突出部がエンジンブロックに挿入され加圧オイル供給源からオイルを受け入れるように構成されている。
しかし、従来のオイルジェット装置では、本体部全体を粉末冶金により成形しているため、高価な金属粉末材料を多く使用する必要があり、安価なオイルジェット装置を提供することができない。また、突出部を有する形状の製品をプレス成形するためには、複雑な構成の金型を用意する必要があり、製造コストがかかってしまう。さらに、取付部の端面の平たん度、および、突出部の側面と取付部の端面との直角度が悪く、オイル漏れを防止するために、突出部にOリングを設けて、弁胴部の被支持部の外径の公差を厳しくする必要があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、低コストかつ容易に製造可能なオイルジェット装置を提供することである。
上記目的達成のため、本発明の一態様であるオイルジェット装置は、加圧オイル供給源から供給される加圧オイルを外部に供給するためのオイルジェット装置であって、金属材料を冷間鍛造加工することにより成形され、前記加圧オイル供給源から外部への前記加圧オイルの供給を調整するための弁体部を収容する弁胴と、金属材料を冷間鍛造加工することにより成形され、前記弁胴を支持し、被取付対象物に当接され平坦状をなす第1主面を有する支持部と、を備える。
また、前記支持部は、平板状をなし、前記弁胴を支持する弁胴支持部と、ボルトが挿入されるボルト挿入部とを備え、前記ボルト挿入部の厚さは、前記弁胴支持部の厚さよりも薄く構成され、前記ボルト挿入部には、冷間鍛造加工によりボルトを挿入するためのボルト挿入孔が形成されても良い。また、外部に向けてオイルを噴射するためのノズルをさらに備え、前記弁胴支持部の角であって、その側面の一部には切欠き面が形成され、前記切欠き面には前記ノズルを挿入するためのノズル挿入孔が形成されていても良い。
また、前記弁胴支持部は、前記第1主面の反対側に位置する第2主面を有し、前記弁胴支持部の厚さ方向に沿って弁胴挿入孔が形成され、前記弁胴は、円筒状をなし、前記弁胴挿入孔に圧入される被支持部と、前記被支持部に対し前記第1主面よりも前記第2主面側において接続され、前記第1主面よりも前記加圧オイルが供給される側に突出する突出部と、を有し、前記突出部は、前記被支持部よりも直径が小さく構成され、前記突出部の外周面と前記弁胴挿入孔を形成する内周面との間に隙間が形成されても良い。
また、前記弁胴支持部は、前記第1主面の反対側に位置する第2主面を有し、
前記被支持部は、前記弁胴支持部の厚さ方向に対し直交する方向に突出し前記第2主面に当接するフランジ部を備えても良い。
また、前記弁胴支持部は、その厚さ方向に沿って弁胴挿入孔が形成され、前記弁胴は、円筒状をなし、前記弁胴挿入孔に圧入される被支持部と、前記被支持部に対し接続され、前記第1主面よりも前記加圧オイルが供給される側に突出する突出部と、を有し、前記被支持部は、前記厚さ方向の長さが、前記弁胴支持部の厚さより短く構成されても良い。
また、前記突出部の直径は、前記被支持部の直径よりも大きく構成され、前記被支持部と前記突出部により形成される段差部の段差面は、前記厚さ方向に対し直交し、前記第1主面に当接しても良い。
また、前記支持部および前記弁胴は、炭素鋼を冷間鍛造加工することにより成形されても良い。
本発明によれば、低コストかつ容易に製造可能なオイルジェット装置を提供することができる。
第1の実施形態に係るオイルジェット装置の部分断面図を示す。 第1の実施形態に係るオイルジェット装置を加圧オイルの供給側に対する反対側から見た平面図を示す。 第1の実施形態に係るオイルジェット装置の製造(組立)工程を示す図である。 第2の実施形態に係るオイルジェット装置の部分断面図を示す。 第2の実施形態に係るオイルジェット装置を加圧オイルの供給側に対する反対側から見た平面図を示す。
本発明の第1の実施形態に係るオイルジェット装置について、図面を参照して説明する。本実施形態におけるオイルジェット装置は、加圧オイル供給源から供給される加圧オイルを外部に供給するためのオイルジェット装置である。
図1は、第1の実施形態に係るオイルジェット装置1の部分断面図を示す。図2は、オイルジェット装置1を加圧オイルの供給側に対する反対側から見た平面図を示す。なお、図1に示したオイルジェット装置1の部分断面図は、図2のI−I線に沿った部分断面図である。
オイルジェット装置1は、本体部2と、ノズル3とを備える。
本体部2は、支持部10と、弁胴20と、弁体部30とを備える。
支持部10は、板状の鋼材(例えば、炭素鋼)等を多段階で冷間鍛造加工(フォーマー)することにより成形され、平面視略矩形状をなしている。支持部10は、弁胴支持部11と、ボルト挿入部12とを備える。弁胴支持部11およびボルト挿入部12は、第1主面13と、第2主面14と、第3主面15と、傾斜面16と、側面17とにより構成されている。第1主面13と、第2主面14と、第3主面15とは、平坦状をなし、互いに平行である。第2主面14、第3主面15、および傾斜面16は、厚さ方向において、第1主面13の反対側に位置し、傾斜面16は、第2主面14と第3主面15とを接続している。側面17は、第1主面13、第2主面14、および第3主面15に対し直交するように接続されている。なお、第1主面11には、後述のように被取付対象物であるエンジンブロック5に当接される。
第1主面13は、弁胴支持部11およびボルト挿入部12に共通する面であり、第2主面14は弁胴支持部11を構成し、第3主面15はボルト挿入部12を構成している。ボルト挿入部12は、弁胴支持部11よりも薄く構成されている。また、弁胴支持部11の角であって、側面17の一部には、切欠き面18が形成されている。切欠き面18は、鍛造加工時に形成される。
弁胴支持部11には、弁胴20が挿入される弁胴挿入孔11aおよびノズル3を挿入するためのノズル挿入孔11bが形成され、ボルト挿入部12には、エンジンブロックに取り付ける時にボルト4(図3(f))が挿入されるボルト挿入孔12aが形成されている。弁胴挿入孔11aは、弁胴支持部11の厚さ方向に延びて貫通し、第1主面13および第2主面14に開口している。ボルト挿入孔12aは、ボルト挿入部12の厚さ方向に延びて貫通し、第1主面13および第3主面15に開口している。ノズル挿入孔11bは、一端が切欠き面18に開口し、他端が弁胴挿入孔11aに開口するように形成されている。弁胴挿入孔11aとノズル挿入孔11bとは、互いに直交するように形成されている。
ボルト挿入孔12aは、冷間鍛造加工時に形成される。すなわち、ボルト挿入部12、冷間鍛造加工によりボルト挿入孔12aを形成可能な厚さに構成されている。また、弁胴挿入孔11aおよびノズル挿入孔11bは、冷間鍛造加工後に、機械加工(ミーリング加工等)により形成されている。弁胴支持部11は、ノズル3を挿入するためのノズル挿入孔11bを形成する必要があるため、ボルト挿入部12よりも厚く構成されている。
弁胴20は、円筒状の鋼材等(例えば、炭素鋼)を多段階で冷間鍛造加工(フォーマー)することにより成形され、略円筒形状をなしている。弁胴20には、その軸Xに沿って貫通する貫通孔20aが形成されている。貫通孔20aは、直径が異なる3つの孔により構成されており、第2主面12側から軸Xに沿って直径が小さくなるように構成されている。
また、弁胴20は、被支持部21と、突出部22とを有し、被支持部21が弁胴支持部11の弁胴挿入孔11aに圧入されることにより、弁胴支持部11に支持されている。弁胴20は、その軸Xが弁胴支持部11の厚さ方向に平行をなした状態で弁胴支持部11に支持されている。被支持部21には、貫通孔20aとノズル挿入孔11bとに連通する排出孔21aが形成されている(図3(c)も参照)。被支持部21には、ザグリ部21Bが設けられ、ザグリ部21Bにより、排出孔21aの貫通孔20a側の直径が、ノズル挿入孔11b側の直径よりも小さくなるように構成されている。また、排出孔21aのノズル挿入孔11b側の直径は、ノズル挿入孔11bとほぼ同じ直径を有する。
被支持部21には、突出部22とは反対側の端部に、外方(軸Xに直交する方向(厚さ方向))に突出するフランジ部23が設けられている。フランジ部23は、第2主面14に当接し、弁胴20が第1主面13側に抜け出るのを防止している。
被支持部21の外径部と突出部22の外径部との境界部分には、全周にわたってテーパ状の段差部24が形成されている。段差部24により、突出部22は、被支持部21よりも、直径が僅かに小さく構成されている。段差部24は、第1主面13よりも第2主面14側に位置している。よって、突出部22の外周面25は、弁胴挿入孔11aを形成する内周面11Cに接触しておらず、突出部22の外周面25と弁胴挿入孔11aの内周面11Cとの間には、隙間26が形成されている。突出部22の大部分は、第1主面13から軸Xに沿って突出している。突出部22の先端から、図示せぬ加圧オイル供給源からの加圧オイルが弁胴20内へ導入される。突出部22の外周面25は、第1主面13と直角をなしている。
弁体部30は、弁体であるボール31と、ばね32と、台座部33とを有し、弁胴20の貫通孔20a内に収容されている。台座部33は、断面が凸字状の段付き円柱状をなし、フランジ部23側から貫通孔20aに挿入され、台座部33を囲う被支持部21をカシメポンチすることにより被支持部21に対し固定されている。ばね32は、台座部33の突起に支持され、ボール31を付勢している。ボール31は、はね32により、突出部22の内周面側に設けられた弁座27に向かって常に付勢されている。
このような構成において、図示せぬ加圧オイル供給源からの加圧オイルが所定の圧力以下であれば、ボール31は、ばね32による付勢により弁座26に当接したままであり(閉弁状態)、加圧オイルが所定の圧力を超えれば、ばね32の付勢力に抗してボール31が弁座27から離間する(開弁状態)。
ノズル3は、基端部3Aと、噴出部3Bとを有し、基端部3Aは、ノズル挿入孔11bおよび排出孔21aのノズル挿入孔11b側部分に挿入され、弁胴支持部11に対し、亜鉛合金ろう等のろう付けにより固定されている。このように、ノズル挿入孔11bと排出孔21aのノズル挿入孔11b側部分とが、ノズル挿入孔として機能する。なお、亜鉛合金ろうは、ノズル3の基端部3Aと弁胴支持部11との接触面のみならず、弁胴支持部11と弁胴20の被支持部21との接触面にもいきわたる。噴出端部3Bから外部に向けて加圧オイルが噴出される。例えば、オイルジェット装置1が、エンジンブロック5に取り付けられた時には、噴出部3Bからピストンの裏側の冷却チャネル入口に加圧オイルが噴出される。また、図1、2に示すように、ノズル3は、その軸Yが、弁胴20の軸Xに対し直交し且つ交わるように、弁胴支持部11に接続されている
次に、オイルジェット装置1の製造(組立)方法について図3に基づき説明する。
まず、図3(a)に示すように、板状の鋼材等を多段階で冷間鍛造加工することにより製造した鍛造部品である第1支持部基材40と、円筒状の鋼材等を多段階で冷間鍛造加工することにより製造した鍛造部品である弁胴基材50とを用意する。第1支持部基材40は、弁胴挿入孔11aおよびノズル挿入孔16を有しない以外は、支持部10と同様の構成を有し、弁胴基材50は、排出孔21aを有しない以外は弁胴20と同様の構成を有する。
次に、図3(b)に示すように、第1支持部基材40に対し、ミーリング加工により、弁胴挿入孔11aを形成し、第2支持部基材41を製造する。
次に、図3(c)に示すように、弁胴基材50の被支持部21を、第2主面14側から第2支持部基材41の弁胴挿入孔11aに圧入し、ミーリング加工により、第2支持部基材41に対しノズル挿入孔11bを形成し、被支持部21に対し排出孔21aを形成する。なお、排出孔21aは、被支持部21にザグリ部21Bが設けられるように形成される。
第2支持部基材41に対しノズル挿入孔16が形成されたことにより、支持部基材40は上記の支持部10となり、弁胴基材50に排出口21aが形成されたことにより、弁胴基材50は上記の弁胴20となる。
次に、図3(d)に示すように、弁胴支持部11のノズル挿入孔11bおよび弁胴20の排出孔21aにノズル3の基端部3Aを挿入し、亜鉛合金ろうによりろう付けをすることにより、ノズル3を弁胴支持部11に対し固定する。上記のように、この亜鉛合金ろうは、ノズル3の基端部3Aと弁胴支持部11との接触面のみならず、弁胴支持部11と弁胴20の被支持部21との接触面にもいきわたる。
次に、図3(d)に示すように、弁胴20の貫通孔20aに対し、弁体部30を挿入して、台座部33を囲う被支持部21のフランジ部23の端面に矢印Aで示すようにカシメポンチを行い、弁体部30を弁胴20に対し固定する。カシメポンチは、図2に点線で示すように、フランジ部23の端面において、円周方向で90°ずつずれた4箇所の領域Sに対して行う(図3(d)には2箇所のみ図示している。)。
以上のようにして、オイルジェット装置1が製造される。
そして、図3(e)に示すように、支持部10のボルト挿入孔14にボルト4が挿入されることにより、オイルジェット装置1はエンジンブロック5に対し取り付けられる。
上記のように、オイルジェット装置1は、支持部10および弁胴20が鋼材等を鍛造加工することにより成形された鍛造品であるため、オイルジェット装置1を構成する材料として、金属粉末を使用しないオイルジェット装置1を提供することができる。これにより、比較的高価な材料である金属粉末しないので、安価なオイルジェット装置1を提供することができる。また、鍛造加工により第1主面13が形成されるので、第1主面13を良好な平たん度にすることができ、オイルジェット装置1をエンジンブロック5に対し密着させることができ、オイル漏れを防止することができる。又、支持部10に切欠き面18を設ける事でパイプを斜めに挿入することができる。
また、ボルト挿入部12の厚さは、弁胴支持部11の厚さよりも薄く構成され、ボルト挿入部12には、冷間鍛造加工によりボルト4を挿入するためのボルト挿入孔12aが形成されている。このように、ボルト4を挿入するためのボルト挿入孔12aが冷間鍛造加工により形成されているので、支持部10の成形を容易に行うことができ、支持部10を低コストで製造することができる。又、ボルト挿入部である第3主面15を第2主面14より薄くすることで材料費を低減することができる。
突出部22は、被支持部21よりも直径が小さく構成され、突出部22の外周面25と弁胴挿入孔11aを形成する内周面11Cとの間に隙間26が形成されている。これにより、エンジンブロック5のエッジとの干渉を防止することができ、オイルジェット装置1をエンジンブロック5に対し密着させた状態で取り付けることができ、Oリングを設けることなくオイル漏れを防止することができる。又、弁胴20の被支持部21の外径を厳しくする必要がなくなる。
被支持部21は、弁胴支持部21の厚さ方向に対し直交する方向に突出し第2主面14に当接するフランジ部23を備える。よって、弁胴20が、支持部10から第1主面13側へ抜けるのを防止することができる。又、弁胴20の被支持部21のザグリ部21Bにノズル3の基端部3Aを挿入することにより、弁胴20が支持部10から第2主面14側へ抜けることを防止することができる。
また、支持部10および弁胴20は、炭素鋼の冷間鍛造加工により成形されている。そして、炭素鋼は、材料費が安価であるので、支持部10および弁胴20を安価に製造することができ、ひいては安価なオイルジェット装置1を提供することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係るオイルジェット装置101について図4、5を参照して説明する。
図4は、第1の実施形態に係るオイルジェット装置101の部分断面図を示す。図5は、オイルジェット装置を加圧オイルの供給側に対する反対側から見た平面図を示す。なお、図4に示したオイルジェット装置1の部分断面図は、図5のIV−IV線に沿った部分断面図である。また、第1の実施形態のオイルジェット装置1と同じ構成については、同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
図4に示すように、弁胴挿入孔11aの第2主面14側には、径方向の内方の突出する環状の突部17が設けられている。
弁胴120は、円筒状の鋼材等(例えば、炭素鋼)を多段階で冷間鍛造加工(フォーマー)することにより成形され、略円筒形状をなしている。弁胴120には、その軸Xに沿って貫通する貫通孔120aが形成されている。貫通孔120aは、直径が異なる2つの孔により構成されており、第2主面14側から軸Xに沿って直径が小さくなるように構成されている。
弁胴120は、被支持部121と、突出部122とを有し、被支持部121が弁胴支持部11の弁胴挿入孔11aに圧入されることにより、弁胴支持部11に支持されている。被支持部121は、弁胴支持部11を貫通せず、第2主面14側の端部が突部17に当接するように構成されている。すなわち、被支持部121の軸Xに沿う長さは、弁胴支持部11の厚さよりも短く構成されている。
突出部122の直径は、被支持部121の直径よりも大きく構成されている。これにより、段差部124が形成され、段差部124の段差面127は、軸Xに直交し、第1主面13に当接している。また、突出部122の外周面125は、第1主面13と直角をなしている。当該構成により、弁胴120の被支持部121は、第1主面13側から弁胴挿入孔11aに圧入され、弁胴120は弁胴支持部11に支持される。
弁体部30の台座部33は、それを囲う弁胴支持部11をカシメポンチすることにより弁胴支持部11に対し固定されている。
上記のオイルジェット装置101によれば、弁胴挿入孔11aに圧入される被支持部121は、厚さ方向(X軸に沿う)の長さが、弁胴支持部11の厚さより短く構成されている。かかる構成によれば、被支持部121を弁胴支持部11よりも短く構成したので、弁胴120の材料費をさらに安くすることができる。
また、突出部122の直径は、被支持部121の直径よりも大きく構成されている。これにより、段差部124が形成され、段差部124の段差面127は、軸Xに直交し、第1主面13に当接している。このため、弁胴支持部11の第1主面13と、弁胴120の突出部122の外周面125とのなす角度において優れた直角度を確保することができる。よって、オイルジェット装置101をエンジンブロック5に対し密着させた状態で取り付けることができ、オイル漏れを防止することができる。
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限られず、他の様々な態様に適用可能である。
例えば、鍛造部品である支持部10および弁胴20の材料は、炭素鋼であったが、これに限らず、アルミニウム、銅、ステンレス鋼であっても良い。又、ろう付け材は、亜鉛合金であったが、これに限らず他の金属ろうであるアルミ、真鍮、銀、銅であっても良い。
また、ノズル挿入孔は、軸Xに対して直行する方向に形成されていたが、必ずしも直交する必要はなく、交差する方向であっても良い。
また、上記第1実施形態では、弁部材としてボール31を用いたオイルジェット装置を例に説明したが、本願発明はこれに限られず、例えば、弁部材をプランジャとしたオイルジェット装置にも本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、ボルトによりエンジンブロックに装着されるオイルジェット装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られず、弁胴自体をボルト形状にしたオイルジェット装置にも本発明を適用することができる。
1、101:オイルジェット装置、 2:本体部、 3:ノズル、 10:支持部、 11:弁胴支持部、 11a:弁胴挿入孔、 11C:内周面 12:ボルト挿入部、 12a:ボルト挿入孔、 13:第1主面、 14:第2主面、 20、120:弁胴、 21、121:被支持部、 22、122:突出部、 23:フランジ部、 25、125:外周面、 26:隙間、 30:弁体部、 124:段差部、 127:段差面

Claims (8)

  1. 加圧オイル供給源から供給される加圧オイルを外部に供給するためのオイルジェット装置であって、
    金属材料を冷間鍛造加工することにより成形され、前記加圧オイル供給源から外部への前記加圧オイルの供給を調整するための弁体部を収容する弁胴と、
    金属材料を冷間鍛造加工することにより成形され、前記弁胴を支持し、被取付対象物に当接され平坦状をなす第1主面を有する支持部と、を備えるオイルジェット装置。
  2. 前記支持部は、平板状をなし、前記弁胴を支持する弁胴支持部と、ボルトが挿入されるボルト挿入部とを備え、
    前記ボルト挿入部の厚さは、前記弁胴支持部の厚さよりも薄く構成され、前記ボルト挿入部には、冷間鍛造加工によりボルトを挿入するためのボルト挿入孔が形成されている請求項1に記載のオイルジェット装置。
  3. 外部に向けて加圧オイルを噴射するためのノズルをさらに備え、
    前記弁胴支持部の角であって、その側面の一部には切欠き面が形成され、前記切欠き面には前記ノズルを挿入するためのノズル挿入孔が形成されている請求項2に記載のオイルジェット装置。
  4. 前記弁胴支持部は、前記第1主面の反対側に位置する第2主面を有し、前記弁胴支持部の厚さ方向に沿って弁胴挿入孔が形成され、
    前記弁胴は、円筒状をなし、前記弁胴挿入孔に圧入される被支持部と、前記被支持部に対し前記第1主面よりも前記第2主面側において接続され、前記第1主面よりも前記加圧オイルが供給される側に突出する突出部と、を有し、
    前記突出部は、前記被支持部よりも直径が小さく構成され、前記突出部の外周面と前記弁胴挿入孔を形成する内周面との間に隙間が形成されている請求項2に記載のオイルジェット装置。
  5. 前記弁胴支持部は、前記第1主面の反対側に位置する第2主面を有し、
    前記被支持部は、前記弁胴支持部の厚さ方向に対し直交する方向に突出し前記第2主面に当接するフランジ部を備える請求項4に記載のオイルジェット装置。
  6. 前記弁胴支持部は、その厚さ方向に沿って弁胴挿入孔が形成され、
    前記弁胴は、円筒状をなし、前記弁胴挿入孔に圧入される被支持部と、前記被支持部に対し接続され、前記第1主面よりも前記加圧オイルが供給される側に突出する突出部と、を有し、
    前記被支持部は、前記厚さ方向の長さが、前記弁胴支持部の厚さより短く構成されている請求項2に記載のオイルジェット装置。
  7. 前記突出部の直径は、前記被支持部の直径よりも大きく構成され、前記被支持部と前記突出部により形成される段差部の段差面は、前記厚さ方向に対し直交し、前記第1主面に当接している請求項6に記載のオイルジェット装置。
  8. 前記支持部および前記弁胴は、炭素鋼を冷間鍛造加工することにより成形される請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のオイルジェット装置。
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