JP4555353B2 - オイルジェット装置 - Google Patents

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。

一方、ピストンには、オイルによる冷却効果を向上するために、その裏側にオイルを一時的に格納することのできる冷却チャネルが設けられたものがある。

このようなピストンに対してオイルを供給するオイルジェット装置においては、冷却チャネルの入口により高精度にオイルを供給（噴出）することが要求されている。

このようなオイルジェット装置においては、所定の圧力以上の加圧オイルが供給されていない場合には、オイルを供給しないようにするために、弁が設けられている。弁としては、ボールを弁体として用いているボール弁や、プランジャを弁体として用いるプランジャ弁が知られている。

ボール弁を用いたオイルジェット装置においては、加圧オイルがボールを押すことによって、加圧オイルがオイルジェット装置内部に流入し、オイルをピストンに供給することとなる。この場合には、ボールが横方向に揺動することによって加圧オイルに乱流が発生しやすく、その結果、オイルを安定してピストンに供給することができず、冷却チャネルの入口に捕集される確率（捕集率）を向上することができない。

このような問題に対して、ボール弁を用いたオイルジェット装置において、弁体の揺動を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

一方、プランジャ弁を用いたオイルジェット装置においては、一般には、プランジャが移動した際に、ピストンへオイルを供給することができるようにするために、オイルが流入される流入孔の近傍にピストンへオイルを供給するための横方向にまっすぐ伸びる横孔が設けられる。

このプランジャ弁においては、プランジャを流入孔に付勢しておくための弾性部材を設けておく必要がある。このため、オイルジェット装置は、プランジャの下側に弾性部材を格納しておく部分を備えておく必要がある。このため、オイルジェット装置の横孔よりも下の部分の長さが長くなってしまい、装置サイズが大きくなり、コスト高を招く。また、オイルジェット装置は、エンジンブロックに取り付けられるので、このように横孔よりも下の部分が長いと、エンジンブロック外に出ている部分が長くなってしまい、エンジンの組込みに悪影響を及ぼすおそれがある。

特表２００７−５０５２８１号公報

上記した特許文献１に記載された技術をプランジャ弁に適用すると、ピストンへオイルを供給する孔をオイルジェット装置の下方に設けることができる。

しかしながら、特許文献１に記載された技術によると、弁胴の形状が複雑であるので、弁胴を加工する方法が、例えば、焼結や、鋳造等に限定されてしまう。さらに、鋳造での加工を行う場合には、弁胴の形状が複雑なので、弁胴を構成するための金型の作成が困難であるとともにコストがかかるという問題がある。

また、ボール弁のオイルジェット装置においても、上記したプランジャ弁のオイルジェット装置と同様に、弁胴を加工する方法が限られてしまったり、弁胴を加工することが困難であったり、コストがかかったりする問題がある。

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、オイルを排出するための排出孔をオイルの供給孔から離れた位置に容易且つ適切に備えることのできる技術を提供することにある。また、その目的は、オイルジェット装置を容易に加工することができる技術を提供することにある。

上記目的達成のため、本発明の一観点に係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において、内部に所定方向に伸びる空間を形成する側壁を有する弁胴と、弁胴の空間に、側壁と間隔をあけて所定方向へ移動可能に収容され、所定方向への移動によって、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弁部材とを有し、弁胴は、所定方向の一端側に設けられ、加圧オイル供給源から空間内に加圧オイルが供給される供給孔が形成された供給孔部と、所定方向の他端側近傍に設けられ、空間内から外部に前記加圧オイルを排出させる排出孔が形成された排出孔部とを有し、更に、弁胴と別体で構成され、弁部材の移動領域の所定方向に垂直な方向の外側における側壁との間の空間の一部のみに収容される被収容部を有し、被収容部は、所定方向に伸びて形成され、弁胴の内側面の一部のみと接触するとともに、弁部材の最外部の一部のみと接触して弁部材の所定方向への移動を案内するよう形成されている。

係るオイルジェット装置によると、被収容部により弁部材を所定方向に適切に案内でき、また、被収容部が、弁部材の移動領域の所定方向に垂直な方向の外側における側壁との間の空間の一部のみに収容されているだけであるので、供給孔から供給された加圧オイルを、被収容部以外の空間を通して排出孔へ流すことができる。したがって、排出孔を供給孔から離れた位置、例えば、他端側近傍に備えることができる。また、弁胴には、内部が所定方向に伸びる空間を形成すればよいので、種々の方法を用いて容易に製作することができる。また、被収容部は、弁胴とは別体であるので、弁胴の外部で加工することができるので、加工方法が限定されない。

また、上記オイルジェット装置において、弁部材の移動領域の外側における側壁との間の空間における、被収容部が収容されていない空間は、所定方向に伸び、少なくとも一端側から排出孔部の排出孔に至ることのできる長さを有しており、弁胴は、被収容部が収容されていない空間が、排出孔に対向する位置となるように案内部を位置決めする位置決め部を更に有するようにしてもよい。

係るオイルジェット装置によると、被収容部が収容されていない空間を適切に排出孔に対向するようにすることができるので、供給孔から供給された加圧オイルを、被収容部以外の空間を通して適切に排出孔へ流すことができる。

また、上記オイルジェット装置において、弁胴の側壁の空間は、略円柱状をしているとともに、弁部材の最外部の所定方向への移動領域は、略円柱状をしており、被収容部は、一端側における所定方向に垂直な面での断面形状が、弁胴の側壁の内側面の円に沿う第１円弧部分と、弁部材の最外部の移動領域の外周に沿う第２円弧部分とを有する略Ｃ字状の案内部を少なくとも１以上有するようにしてもよい。係るオイルジェット装置によると、弁胴が略円筒形状であるので、種々の方法、例えば、焼結、鋳造、切削加工等によって容易に作成することができる。また、被収容部は、弁胴とは別体であり、簡易な構成であるので、弁胴の外部で容易に加工することができる。

また、上記オイルジェット装置において、排出孔は、側壁の側面に設けられており、被収容部は、排出孔と対向する所定方向の少なくとも一部の範囲において、側壁の全周の内側面と接触しない非接触部を有するようにしてもよい。

係るオイルジェット装置によると、排出孔と対向する一部の範囲において、側壁の全周内側と非接触部とは接触しないので、側壁と非接触部との間の空間をオイルが通って排出孔に流れることができるので、弁部材の移動領域の外側における側壁との間の空間における、被収容部が収容されていない空間が、排出孔とどのような位置関係にあっても、供給孔から供給された加圧オイルを適切に排出孔へ流すことができる。

また、上記オイルジェット装置において、排出孔は、弁胴の他端側近傍の側壁に、排出孔の中心軸が弁胴の空間の中心軸と距離を隔てて形成され、排出孔が側壁の内側面上に位置するようにしてもよい。係るオイルジェット装置によると、排出孔の弁胴の内部空間への開口面積を大きくとることができ、加圧オイルへの乱流の発生を適切に防止することができる。このため、例えば、ノズルによる目標位置への供給の精度を向上させることができる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、本発明の第１実施形態に係るオイルジェット装置について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るオイルジェット装置の一部断面構成図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係るオイルジェット装置における台座部及び案内部の構成図である。なお、図１における弁胴の空間内部は、説明上、図３におけるＡ−Ａ断面図に対応している。

オイルジェット装置１は、弁胴２と、取付部１１とを有する。取付部１１には、図示しないエンジンブロックにオイルジェット装置１を装着するためのボルトを通す取付孔１１ａが形成されている。

弁胴２は、内部に軸Ｘ方向に伸びる略円柱状の空間Ｃが形成され、空間Ｃが図面下方に開放された形状の側壁３と、空間Ｃの上方端に設けられ、加圧オイル供給源からの加圧オイルが供給される供給孔４ａが形成されている供給孔部４と、空間Ｃの下方端近傍に設けられ、加圧オイルを外部に排出する排出孔５ａが形成された排出孔部５とを有する。弁胴２の側壁３の下方端においては、台座部９をはめ込むための段差が形成されたはめ込み部６が備えられている。本実施形態では、例えば、側壁部３、供給孔部４、排出孔部５、及び取付部１１がダイカストにより一体成形されている。本実施形態では、側壁３が、内部に略円柱状の空間Ｃが形成され、空間Ｃが図面下方に開放された形状であるので、ダイカスト時に必要な金型を容易且つ低コストで作成することができる。なお、側壁３の内部が略円柱状であるので、他の加工方法（例えば、切削）によっても容易に加工することができる。

弁胴２の排出孔部５には、外部の目標位置、例えば、ピストンの裏側の冷却チャネル入口に加圧オイルを供給（噴出）させるためのノズル１４が接続される。

弁胴２の空間Ｃには、弁部材の一例としてのプランジャ７が収容される。プランジャ７は、略円筒状の形状をし、供給孔４ａ側の面が平面となっている。

プランジャ７は、図２に示す１以上（本実施形態では、２つ）の案内部１０によって軸Ｘに沿った方向に案内されるようになっている。案内部１０は、側壁３の内側面に沿う曲面（第１円弧部分の集合）１０ａと、プランジャ７の外側面に沿う曲面（第２円弧部分の集合）１０ｂとを有し、軸Ｘに垂直な面での断面形状が略Ｃ字状（略扇状）となっている。ここで、１以上の案内部１０が被収容部に相当する。

案内部１０は、空間Ｃにおける、プランジャ７の最も外側部分（最外部）が移動する領域（移動領域）の外側と、側壁３の内側面との間の空間の一部のみを占めるようになっており、案内部１０の占める空間以外の空間１２は、上端側から下端側に伸びて、供給孔４ａから排出孔５ａまでの加圧オイルの流路となるようになっている。案内部１０の下端側は台座部９に接続されている。本実施形態では、台座部９及び案内部１０とは、弁胴２と別体となっており、台座部９と、案内部１０とは、一体に成形されている。このように台座部９及び案内部１０は、弁胴２とは別体であるので、弁胴２の外部で加工することができるので、種々の加工方法（例えば、焼結、切削等）により加工が可能である。

弁胴２の上端近傍には、案内部１０の占める空間以外の空間１２の上端側部分に対応する形状を有している位置決め部１３が形成されている。この位置決め部１３は、空間１２が排出孔５ａと対向する位置にくるように案内部１０の収容される位置を規定するようになっている。したがって、プランジャ７が開弁位置に移動した場合に、供給孔４ａから供給された加圧オイルが、空間１２を通って排出孔５ａに流れることができる。

更に、プランジャ７は、台座部９に支持されている付勢部の一例のばね８により図面上方の供給孔４ａを塞ぐように付勢されている。

弁胴２にプランジャ７を収容する際には、台座部９にばね８を支持させ、案内部１０に沿うようにプランジャ７を案内部１０に挿入した後に、弁胴２の空間Ｃに対して案内部１０の間の空間１２が位置決め部１３に係合するように、これらを図面下方から押し込めて、台座部９が弁胴２のはめ込み部６にはめ込まれるようにし、その後、弁胴２の下方端の周囲をかしめて、台座部９を弁胴２に固定するようにしている。本実施形態では、空間１２が位置決め部１３に係合するように配置されるので、空間１２と排出孔５ａとが対向して連通するようになる。

このような構成により、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、プランジャ７は、ばね８による付勢により供給孔４ａを塞ぐ位置（閉弁位置）に位置し、加圧オイルが所定の圧力を超えれば、ばね８による付勢が加圧オイルの圧力に屈することとなり、プランジャ７は、図面下方の位置（開弁位置）に移動することとなる。この際、供給孔４ａと排出孔５ａとは、プランジャ７と弁胴２との間の空間１２を介して連通するので、加圧オイルが供給孔４ａからこの空間１２を通って排出孔５へと流れることとなる。

図３は、本発明の一実施形態に係るオイルジェット装置における弁胴への案内部の組込み状態及び排出孔の状態を示す図である。なお、図３は、オイルジェット装置１の下面図であり、説明上オイルジェット装置１の一部の構成（例えば、台座部９）については、取り除いている。

弁胴２の側壁３の内側面３ａは、弁胴２のはめ込み部６の内側面６ａより内側に位置する。弁胴２の側壁３の内側面３ａの内側には、案内部１０が収容される。案内部１０の外側面１０ａは、側壁３の内側面３ａの曲面に沿う形状をしている。案内部１０の内側には、プランジャ７が収容される。本実施形態では、プランジャ７と側壁３との間の空間のうちの一部のみを案内部１０が占めるようになっており、この空間の案内部１０以外の空間１２が供給孔４ａから排出孔５ａまでの加圧オイルの流路として利用されることとなる。

案内部１０の軸Ｘ側の面（内側面）１０ｂは、プランジャ７の外周面に沿う曲面に形成されているので、プランジャ７は、案内部１０の内側面１０ｂに案内されて、軸Ｘの方向に適切に移動することができる。プランジャ７は、供給孔４ａ側の面は平面となっており、供給孔４ａの範囲４ｂを完全に覆うことができるようになっている。

このような構成により、プランジャ７が閉弁位置に位置する場合には、プランジャ７の供給孔４ａ側の面により供給孔４ａが完全に塞がれることとなる。一方、プランジャ７が開弁位置に位置する場合には、空間１２を通って、供給孔４ａから供給された加圧オイルが排出孔５ａへと流れることとなる。

排出孔部５は、排出孔５ａの中心軸Ｙが側壁３の内部の空間Ｃの中心軸Ｘと距離が隔てられるように形成され、排出孔５ａは、側壁３の内側面上に形成されている。本実施形態では排出孔部５は、軸Ｘに垂直な面での側壁３の内側面３ａの断面円に対する接線と略一致するように、排出孔５ａが伸びて形成されている。これによって、弁胴２の空間Ｃ側に対する排出孔５ａの開口面積を、排出孔の中心軸Ｙが中心軸Ｘに向いている場合における弁胴２の空間Ｃ側に対する排出孔の開口面積より大きくすることができる。このように、空間Ｃに対する排出孔５ａの開口面積を大きくすることができるので、空間Ｃ側から排出孔５ａに加圧オイルが流れやすくなり、加圧オイルへの乱流の発生を低減することができる。

このようなオイルジェット装置１では、加圧オイル供給源から供給される加圧オイルが所定の圧力以下の場合には、プランジャ７は、ばね８による付勢により供給孔４ａを塞ぐ閉弁位置に位置し、ノズル１４から外部の目標位置に加圧オイルが供給されることがない。一方、加圧オイル供給源から供給される加圧オイルが所定の圧力を超えた場合には、ばね８による付勢が加圧オイルの圧力に屈してプランジャ７が開弁位置に移動することとなり、加圧オイルが供給孔４ａから側壁３の内部の空間に流入し、案内部１２以外の空間１２を通って、排出孔５ａへ進み、排出孔５ａからノズル１４を流れて、目標位置に加圧オイルが供給（噴出）される。

次に、本発明の第２実施形態に係るオイルジェット装置を説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係るオイルジェット装置の一部断面構成図であり、図５は、本発明の第２実施形態に係るオイルジェット装置における台座部及び案内部の構成図である。なお、図４における弁胴の空間内部は、説明上、図５におけるＢ−Ｂ断面図に対応している。また、図４及び図５においては、図１に示すオイルジェット装置と同様な機能要素には、同一の符号を付している。

第２実施形態に係るオイルジェット装置１は、図１に示す第１実施形態に係るオイルジェット装置において、位置決め部１３を備えないようにすると共に、案内部１０に変えて案内部２１を備えるようにしたものである。

本実施形態のオイルジェット装置１は、少なくとも１以上（本実施形態では、２つ）の案内部２１を有する。案内部２１は、それぞれ略Ｃ字状（略扇状）の第１部分２１ａと、第２部分（非接触部）２１ｂとを有する。案内部２１は、軸Ｘ方向の長さｌ（例えば、弁胴２に装着した際に、プランジャ７の閉弁位置と同一の高さに到達する長さ）であり、第１部分２１ａは、供給孔４ａ側に設けられ、第２部分２１ｂは、台座部９側の長さｍの範囲に設けられている。ここで、長さｍとしては、例えば、案内部２１を弁胴２に装着した際に、排出孔５ａの高さ以上である。これにより、軸Ｘ方向において、排出孔５ａの全範囲と第２部分２１ｂとが対向するようになる。

第１部分２１ａは、外面側が弁胴２の側壁３の内側面に沿う形状をし、また、内面側がプランジャ７の外側面に沿う形状をしている。また、第２部分２１ｂは、外側面が弁胴２の側壁３と接触せず、側壁３との間の全周に亘って空間Ｃｒを形成可能であり、また、内面側がプランジャ７の外側面に沿う形状をしている。

したがって、プランジャ７は、第１部分２１ａ及び第２部分２１ｂの内側面により案内されて軸Ｘの方向に適切に移動することができる。また、第２部分２１ｂと側壁３との間の空間Ｃｒにより、プランジャ７の外側面が移動する領域（移動領域）の外側と、側壁３の内側面との間の空間における案内部２１が占める空間以外の空間１２がどの位置にあったとしても、空間１２と排出孔５ａとが連通するようになり、加圧オイルを適切に排出孔５ａに流すことができる。したがって、案内部２１を弁胴２内に収容する際に、案内部２１のはめ込み位置を考慮する必要がなく、オイルジェット装置１の加工が容易となる。

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、第２部分２１ｂを設ける範囲としては、上記したように排出孔５ａの全体と対向する範囲に限られず、例えば、排出孔５ａと、少なくとも一部が対向する範囲であればよい。

また、上記実施形態では、２つの案内部を備えるようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、案内部を１つ備えるようにしてもよく、３以上の案内部を備えるようにしてもよい。

また、上記第２実施形態では、位置決め部を備えないようにしていたが、本発明はこれに限られず、位置決め部を備えるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、弁部材としてプランジャ７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、弁部材をボール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、他の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。

本発明の第１実施形態に係るオイルジェット装置の一部断面構成図である。 本発明の第１実施形態に係るオイルジェット装置における台座部及び案内部の構成図である。 本発明の第１実施形態に係るオイルジェット装置における弁胴への案内部の組込み状態及び排出孔の状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るオイルジェット装置の一部断面構成図である。 本発明の第２実施形態に係るオイルジェット装置における台座部及び案内部の構成図である。

符号の説明

１ オイルジェット装置、２ 弁胴、３ 側壁、３ａ 内側面、４ 供給孔部、４ａ 供給孔、５ 排出孔部、５ａ 排出孔、６ はめ込み部、７ プランジャ、８ ばね、９ 台座部、１０ 案内部、１１ 取付部、１１ａ 取付孔、１２ 空間、１３ 位置決め部、１４ ノズル、２１ 案内部、２１ａ 第１部分、２１ｂ 第２部分。

Claims (1)

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において、
   内部に所定方向に伸びる空間を形成する側壁を有する弁胴と、
   前記弁胴の前記空間に、前記側壁と間隔をあけて前記所定方向へ移動可能に収容され、前記所定方向への移動によって、前記加圧オイル供給源から前記外部への前記加圧オイルの供給を調整する弁部材とを有し、
   前記弁胴は、
   前記所定方向の一端側に設けられ、前記加圧オイル供給源から前記空間内に加圧オイルが供給される供給孔が形成された供給孔部と、
   前記所定方向の他端側近傍の前記側壁の側面に設けられ、前記空間内から前記外部に前記加圧オイルを排出させる排出孔が形成された排出孔部とを有し、
   更に、
   前記弁胴と別体で構成され、前記弁部材の移動領域の前記所定方向に垂直な方向の外側における前記側壁との間の空間の一部のみに収容される被収容部を有し、
   前記被収容部は、前記所定方向に伸びて形成され、前記弁胴の内側面の一部のみと接触するとともに、前記弁部材の最外部の一部のみと接触して前記弁部材の前記所定方向への移動を案内するよう形成され、
   前記弁部材の移動領域の外側における前記側壁との間の空間における、前記被収容部が収容されていない空間は、前記所定方向に前記一端側から前記他端側まで伸びており、
   前記弁胴は、前記被収容部が収容されていない空間が、前記排出孔に対向する位置となるように前記被収容部を位置決めする位置決め部を更に有し、
   前記弁胴の前記側壁の前記空間は、略円柱状をしているとともに、前記弁部材の前記最外部の前記所定方向への移動領域は、略円柱状をしており、
   前記被収容部は、前記一端側における前記所定方向に垂直な面での断面形状が、前記弁胴の前記側壁の内側面の円に沿う第１円弧部分と、前記弁部材の前記最外部の前記移動領域の外周に沿う第２円弧部分とを有する略Ｃ字状であり、且つ前記一端側から前記他端側まで伸びる案内部を少なくとも１以上有する
   オイルジェット装置。

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