JP4527061B2 - ピストン冷却用オイルジェット - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のピストン冷却用オイルジェットに関する。

エンジンのシリンダブロックに取り付けられた、ピストン冷却用のオイルジェットに関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これは、ケーシング内に収容孔を形成し、この中にスプリングで付勢された弁体であるボールを収容した後、スリーブを収容孔の端部に圧入している。スプリングで収容孔の入口方向に付勢されたボールは、スリーブの弁座部に当接して収容孔内をシリンダブロックに形成された冷却油の供給路から遮断している。供給路内の油圧が上昇すると、スプリングの付勢力に抗してボールが弁座部から離れて開弁し、ボールは収容孔内のストッパ部に当接する。
特開２００３−１８４５４９公報（第３頁、第１図）

上述した従来技術においては、弁体であるボールと当接する弁座部を、収容孔に圧入したスリーブによって形成しているため、ボール等を内蔵するボデー部材として２部材を必要とし、切削によってそれぞれを形成する工程に加えて、双方を組付ける工程を要し、製造が困難であることによりコスト高となっていた。本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、製造が容易で低コストなピストン冷却用オイルジェットを提供することを目的とする。

本発明は、内部にオイル室を備えたボデーと、該オイル室と連通するように、前記ボデーに固定された噴出ノズルを具備し、内燃機関のシリンダブロックに取り付けられることにより、前記オイル室が前記シリンダブロックに形成された油路と連通するとともに、前記噴出ノズルが前記シリンダブロック内のピストンに向けられ、前記オイル室内には弁体および該弁体を一方向に付勢する弾性体が収容され、前記弁体は前記オイル室内に形成された弁座と係合し、前記オイル室を前記油路と遮断するとともに、前記油路内の油圧が所定値以上となることにより、前記弾性体による付勢力に抗して、前記弁体が前記弁座から離れ、前記オイル室に導入された前記油路内の冷却油を、前記噴出ノズルから前記ピストンに対して噴射するピストン冷却用オイルジェットにおいて、前記ボデーの端部をかしめて、前記弁体を前記オイル室内に封入することにより、前記ボデーの端部内面に、前記弁体が係合する前記弁座が形成される。

このようにすると、弁座を有するボデーを単一部材で形成することができるため、部品点数を削減できる。また、ボデーに弁座を形成するための切削工程を必要とすることもない。

本発明の実施態様として、次の構成が好ましい。
（１）ボデーの外周面にはブラケット部材が圧入され、ブラケット部材が取付ボルト等でシリンダブロックに固定される。これにより、ボデーにブラケット部材をロウ付け等する必要がなく、製造が容易で低コストにできるとともに、ブラケット部材のボデーへの取付強度も大きくすることができる。
（２）ボデーをブラケット部材に挿入し、ブラケット部材がシリンダブロックに固定される際に、ボデーがブラケット部材とシリンダブロックとの間に挟まれて固定される。これにより、ボデーにブラケット部材をロウ付け等する必要がない。
（３）オイル室は、冷間鍛造加工によりボデーに形成される。これにより、オイル室を切削にて形成する必要がなく、工程時間を短縮でき、製造コストを低減することができる。

部品点数を削減できるため、各部品を形成する工程を低減できるとともに、組付け工程をなくすことができ、製造が容易で低コストなピストン冷却用オイルジェットにすることができる。また、ボデーに弁座を形成するための切削工程を必要とすることがないため、よりいっそう低コストに製造することができる。

本発明の実施形態を図１乃至図７によって説明する。図２に示すように、本実施形態によるピストン冷却用オイルジェット１（以下、オイルジェットと呼ぶ）は、鉄、アルミニウム等の金属によって形成されたボデー２を備えている。ボデー２の内部にはスプリング孔２１が形成され、スプリング孔２１はこれよりも大径の弁室２２と連結されており、弁室２２は外部に開口している。スプリング孔２１と弁室２２とはテーパ面２３によって接続されており、テーパ面２３上には、その円周上に等間隔に４個のスリット２４が形成されている。尚、スプリング孔２１と弁室２２とが包括されて、本発明のオイル室に該当する。

スプリング孔２１内にはバルブスプリング３（本発明の弾性体に該当する）が挿入されるとともに、弁室２２内には弁体としてのボール（鋼球）４が収容されている。バルブスプリング３およびボール４を内蔵した後、ボデー２の端部２５の全周を、半径方向内方へと折り曲げるようにかしめて、バルブスプリング３によって付勢されたボール４を弁室２２内に封入し、その抜け止めを行っている。バルブスプリング３は、一端がスプリング孔２１の底面に着座するとともに、他端がボール４に当接して圧縮されることにより、その弾性力によってボール４をボデー２の開口に向けて付勢している。これにより、ボデー２の端部２５の内面には、ボール４と係合して、スプリング孔２１および弁室２２と外部との連通を遮断する弁座２５ａが、その全周に渡って形成されている。

ボデー２の外周壁には、スプリング孔２１と連通したノズル孔２６が貫通し、このノズル孔２６には、金属によるチューブ材によって形成された噴出ノズル５が挿入され、噴出ノズル５はスプリング孔２１に連通するように、ロウ付けによってボデー２に固定されている。また、ボデー２の外周面には段付部２７が形成され、この段付部２７に当接するように、取付ブラケット６が取り付けられている。取付ブラケット６は金属による板材によって形成され、シリンダブロック７への取り付けのために、ボルト孔６１が設けられている。取付ブラケット６には更に挿通孔６２が貫通し、この挿通孔６２に、図２おいて上方よりボデー２の外周面を圧入し、取付ブラケット６の上面を段付部２７に当接させている。

図１に示すように、内燃機関であるエンジンのシリンダブロック７には、シリンダライナ７１を介して、ピストン８が上下移動可能に取り付けられている。また、シリンダブロック７中には、図示しないオイルポンプから吐出された冷却用の潤滑油（冷却油）が循環する油路７２が形成されている。取付ブラケット６のボルト孔６１に貫通させた取付ボルト９を、シリンダブロック７に締め付けて、取付ブラケット６をシリンダブロック７に固定することにより、オイルジェット１がシリンダブロック７に取り付けられる。これにより、オイルジェット１の上部が油路７２内に突出し、ボデー２の開口を介して、スプリング孔２１および弁室２２が油路７２と連通するとともに、噴出ノズル５の先端部がピストン８の下面に向けられる。

ボール４がバルブスプリング３からの付勢力を受けて、ボデー２の弁座２５ａに係合している時、ボデー２のスプリング孔２１および弁室２２と、シリンダブロック７の油路７２との連通は遮断されている。油路７２内の冷却油の圧力が所定値以上になると、バルブスプリング３の付勢力に抗して、ボール４を図１において下方に押し下げることにより、ボール４が弁座２５ａから離れて開弁され、ボール４はボデー２のテーパ面２３に当接して静止する。これにより、油路７２内の冷却油が、ボデー２の開口を介して弁室２２内に進入し、弁室２２内に進入した冷却油は、テーパ面２３のスリット２４を介してスプリング孔２１内に進んだ後、噴出ノズル５からピストン８の下面に噴射され、ピストン８の冷却を行う（図３示）。尚、テーパ面２３は、開弁時にボール４が当接して静止することにより、冷却油の圧力による過大な圧縮によってバルブスプリング３が座屈したり、オイルジェット１内にサージングが発生することを防いでいる。

次に、図４乃至図７に基づいて、オイルジェット１の製造方法について概説する。最初に、ボデー２の素材２Ａに対し、室温中において、金型で打撃する冷間鍛造（冷鍛）加工によって、スプリング孔２１、弁室２２、テーパ面２３、スリット２４および段付部２７を形成する（図４示）。次に、素材２Ａの外周面にドリル等によりノズル孔２６を穿孔してボデー２を完成する（図５示）。その後、取付ブラケット６の挿通孔６２に、ボデー２の下部外周面を圧入して、取付ブラケット６の上面を段付部２７に当接させて固定する（図６示）。

次に、ボデー２のスプリング孔２１内に、バルブスプリング３を挿入後、ボール４でバルブスプリング３を圧縮した状態にして、ボデー２の端部２５を全周に渡って半径方向内方に向けてかしめ、ボール４の抜け止めを行う(図７示）。この時、バルブスプリング３の取付長が所定長さ範囲内になるように、端部２５のかしめ量を管理しながら行う。最後に、ボデー２のノズル孔２６に、噴出ノズル５の端部を挿入した後、ロウ付けにて固定してオイルジェット１を完成させる（図２示）。尚、ボデー２に対して取付ブラケット６を圧入した後、噴出ノズル５をボデー２にロウ付けし、その後、ボデー２を洗浄した後、バルブスプリング３およびボール４を封入し、ボデー２の端部２５をかしめてもよい。

本実施形態によれば、ボデー２の端部２５をかしめて、弁体であるボール４を弁室２２内に封入することにより、ボデー２の端部２５の内面に、ボール４が係合する弁座２５ａが形成される。このようにすることにより、弁座２５ａを有するボデー２を単一部材で形成することができるため、部品点数を削減でき、各部品を形成する工程を低減できるとともに、組付け工程をなくすことができ、製造が容易で低コストなピストン冷却用オイルジェット１にすることができる。また、ボデー２に弁座２５ａを形成するための切削工程を必要とすることもないため、よりいっそう低コストに製造することができる。

また、ボデー２の外周面には取付ブラケット６が圧入され、取付ブラケット６がエンジンのシリンダブロック７に固定される。これにより、ボデー２に取付ブラケット６をロウ付け等する必要がなく、製造が容易で低コストにできるとともに、取付ブラケット６のボデー２への取付強度も大きくすることができる。また、スプリング孔２１および弁室２２は、冷間鍛造加工によりボデー２に形成される。これにより、スプリング孔２１および弁室２２を切削にて形成する必要がなく、工程時間を短縮でき、製造コストを更に低減することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）ボデーを取付ブラケットの挿通孔に挿入（圧入ではない）し、取付ブラケットがシリンダブロックに固定される際に、ボデーが取付ブラケットとシリンダブロックとの間に挟まれることにより、オイルジェットがシリンダブロックに固定されるようにしてもよい。この方法によっても、ボデーにブラケット部材をロウ付け等する必要がなく、製造が容易で低コストにできる。
（２）本発明によるオイルジェットは、取付ブラケットを使用せずに、ボルトによりボデーを直接にシリンダブロックに固定してもよい。
（３）スプリング孔、弁室、スリット等は、切削によってボデーに形成してもよい。
（４）ボデーには、開弁時に弁体が当接するストッパ部を、必ずしも設けなくてもよい。

本実施形態によるオイルジェットを、シンリンダブロックに取り付けた状態を示した断面図である。 図１に示したオイルジェットの拡大断面図である。 図２に示したオイルジェットの作動状態を示す、更に拡大した断面図である。 ボデーを製造するために、素材に弁室等を形成した状態を示した断面図である。 更に、ノズル孔を形成した状態を示した断面図である。 ボデーに取付ブラケットを圧入した状態を示した断面図である。 ボデー内に、バルブスプリングおよびボールを封入した状態を示した断面図である。

符号の説明

１…ピストン冷却用オイルジェット
２…ボデー
３…バルブスプリング
４…ボール
５…噴出ノズル
６…取付ブラケット
７…シリンダブロック
８…ピストン
２１…スプリング孔
２２…弁室
２５…ボデーの端部
２５ａ…弁座
７２…油路

Claims (4)

1. 内部にオイル室を備えたボデーと、
   該オイル室と連通するように、前記ボデーに固定された噴出ノズルを具備し、
   内燃機関のシリンダブロックに取り付けられることにより、前記オイル室が前記シリンダブロックに形成された油路と連通するとともに、前記噴出ノズルが前記シリンダブロック内のピストンに向けられ、前記オイル室内には弁体および該弁体を一方向に付勢する弾性体が収容され、前記弁体は前記オイル室内に形成された弁座と係合し、前記オイル室を前記油路と遮断するとともに、前記油路内の油圧が所定値以上となることにより、前記弾性体による付勢力に抗して、前記弁体が前記弁座から離れ、前記オイル室に導入された前記油路内の冷却油を、前記噴出ノズルから前記ピストンに対して噴射するピストン冷却用オイルジェットにおいて、
   前記ボデーの端部をかしめて、前記弁体を前記オイル室内に封入することにより、前記ボデーの端部内面に、前記弁体が係合する前記弁座が形成されたことを特徴とするピストン冷却用オイルジェット。
2. 前記ボデーの外周面にはブラケット部材が圧入され、該ブラケット部材が前記シリンダブロックに固定されたことを特徴とする請求項１記載のピストン冷却用オイルジェット。
3. 前記ボデーをブラケット部材に挿入し、該ブラケット部材が前記シリンダブロックに固定される際に、前記ボデーが前記ブラケット部材と前記シリンダブロックとの間に挟まれて固定されることを特徴とする請求項１記載のピストン冷却用オイルジェット。
4. 前記オイル室は、冷間鍛造加工により前記ボデーに形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のピストン冷却用オイルジェット。

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