JP5095441B2 - オイルジェット及びオイル供給システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のピストンとシリンダとの間にオイル（潤滑油）を強制的に供給するオイルジェット及びオイル供給システムに関する。

この種の従来のオイルジェットとしては、種々提供されており、その一つとして以下の特許文献１に記載されたものがある。

概略を説明すれば、このオイルジェットは、内燃機関のシリンダブロックのクランク室の上端部に取り付けられたバルブボディと、該バルブボディの内部軸方向に形成されたバルブ穴と、該バルブ穴の下端部に形成されたオイル供給孔と、バルブ穴の上端部側部に形成されたオイル吐出孔と、バルブ穴内に上下摺動自在に設けられて、前記オイル供給孔の内部開口を開閉するボール弁体と、該ボール弁体を閉方向に付勢するスプリングと、から主として構成されている。

そして、前記オイル供給孔に供給されたオイル圧力によって前記ボール弁体がスプリングのばね力に抗して開作動してオイル供給孔からバルブ穴に流入したオイルを、オイル吐出孔を介してノズルを通ってピストンとシリンダとの間に噴射するようになっている(特許文献１の図５ａ参照)。

しかし、このオイルジェットは、オイルが前記オイル供給孔からボール弁体を押し上げて開作動させてバルブ穴に流入すると、このバルブ穴内の背圧とオイル供給孔内の圧力との差圧が小さくなってボール弁体が即座に閉作動してしまう。このため、ボール弁体が頻繁に開閉作動を繰り返して変動を起こしてしまう。

一方、同じ従来の公報中には、別異のオイルジェットが記載され、これは、円筒状のバルブボディの内部にオイルジェットシリンダが設けられ、該オイルジェットシリンダの下部側壁に前記オイル供給孔と連通する通孔が形成されており、該通孔が前記オイルジェットシリンダの外周面とバルブボディの内周面との間を通ってバルブボディの上端壁に形成されたオイル吐出孔に連通している。また、前記バルブボディのバルブ穴内には、オイルジェットピストンが摺動自在に設けられていると共に、該オイルジェットピストンを、前記通孔を閉塞する方向に付勢するスプリングが設けられている。

そして、前記オイル供給孔に供給されたオイルがオイルジェットピストンをスプリングのばね力に抗して押圧することによって、通孔を開成するため、オイルは、前記通孔からバルブボディの外周側を通ってオイル吐出孔を介してノズルを通ってピストンとシリンダとの間に噴射するようになっている(図６ａ参照)。

したがって、この後者の従来技術では、オイル供給孔に供給されたオイルがオイルジェットピストンの背圧室に流入しないことから、前者の従来技術のようなオイルジェットピストンの開閉変動の発生を抑制することができる。
特開２００６−３１２９３６号公報(図５ａ、図６ａ)

しかしながら、前記後者のオイルジェットにあっては、オイルジェットピストンがスプリングのばね力に抗して大きく後退移動することによって初めて前記通孔を開成するようになっていることから、該オイルジェットピストンのストローク量が大きくなってしまう。この結果、オイルジェット全体の軸方向の長さが大きくなって大型化と重量の増加が余儀なくされている。

本発明は、前記従来のオイルジェットの技術的課題に鑑みて案出されたもので、前記請求項１に記載の発明は、内燃機関のピストンにオイルを供給するオイルジェットであって、少なくとも一端側が開放されるように軸方向に延びる円筒状のオイルジェットシリンダが一体に形成された第１部材と、前記オイルジェットシリンダの内周面とほぼ同形状の外周面を有し、前記オイルジェットシリンダに対して摺動自在に設けられたオイルジェットピストンと、前記オイルジェットピストンの冠面の面積よりも小さな面積の開口部を有するオイル供給部を備え、前記オイルジェットシリンダの一端側の開口端と前記オイル供給部の開口部が対向して配置され、前記オイルジェットシリンダの開口端と軸方向へ離間するように前記第１部材に固定されたプレート状の第２部材と、前記オイルジェットシリンダの開口端と前記第２部材の下面との間の前記オイル供給部の開口部の周囲全体に形成されたオイル導入室と、前記オイルジェットシリンダの開口端と反対側に配置され、前記オイルジェットピストンを前記オイル供給部の開口部方向へ付勢する付勢部材と、前記第１部材の内周とオイルジェットシリンダの外周との間に設けられ、前記オイル導入室を経由してオイルを吐出する吐出通路と、を備えたことを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、オイル供給システムに関し、とりわけ、ボディの底面から内燃機関のピストンの摺動方向に沿って延出された円筒状のオイルジェットシリンダを一体に有すると共に、前記ボディの内周とオイルジェットシリンダの外周との間に形成された吐出通路を有するオイルジェット本体と、前記オイルジェットシリンダの内燃機関のピストン側に、前記オイルジェットシリンダの開口端と軸方向へ離間するように前記オイルジェット本体に固定され、前記オイルジェットシリンダの軸方向に沿って開口する開口面積が前記オイルジェットシリンダの一端側の開口面積よりも小さなオイル供給部と、該オイル供給部の開口部孔縁に形成されたストッパ部と、を有するプレート部材と、前記オイルジェットシリンダ内に摺動自在に設けられ、前記オイル供給部からオイルが供給されるオイル導入室と該オイル導入室に供給されるオイル圧よりも低圧に維持される背圧室とを隔成すると共に、冠面が前記ストッパ部に当接することによって前記オイル供給部の開口部を閉止するオイルジェットピストンと、該オイルジェットピストンを前記オイル供給部の開口部側へ付勢する付勢部材と、を備え、前記オイル供給部の開口部から流出したオイルを、該開口部の周囲全体に形成されたオイル導入室からオイルパン側に延びる前記吐出通路を経由して前記内燃機関のピストン側に向かって吐出することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、例えばオイルポンプからオイル供給部に圧送されたオイルが、前記開口部からオイルジェットピストンの冠面に作用して付勢部材の付勢力に抗してオイルジェットピストンが僅かながらも後退移動すると、そのままオイル導入室に導入されて吐出通路に流入し、ここから吐出されることになる。

したがって、オイルジェットピストンのストローク量が小さくてもオイルを速やかに吐出することができるので、オイルジェットの軸方向の長さを十分に小さくすることが可能になる。この結果、オイルジェットの小型化と軽量化が図れる。

請求項１９に記載の発明も請求項１の発明と同様な作用効果が得られる。

以下、本発明のオイルジェット及びオイル供給システムをいわゆるレシプロ型内燃機関に適用した実施形態を図面に基づいて詳述する。

〔第１実施の形態〕
すなわち、前記内燃機関１は、図３に示すように、シリンダブロック２のクランクケース３で隔成されたクランク室４の内部にクランクシャフト５が図外の軸受けによって回転自在に支持されている。また、クランクケース３の上部に形成された円筒状のシリンダ壁６の内部には、前記クランクシャフト５とコンロッド７を介して連結されたピストン８が摺動自在に設けられている。

前記シリンダ壁６の壁内には、冷却水が循環するウォータジャケット９が形成されていると共に、前記クランクケース３とシリンダ壁６との間の隔壁１０の内部には、図外のオイルポンプから吐出されたオイル（潤滑油)を各機関の各摺動部などに供給するメインオイルギャラリー１１が形成されている。

そして、前記隔壁１０には、前記シリンダ壁６の内周面とピストン８との間などに冷却用及び潤滑用のオイルを供給するオイルジェット１２が取り付けられている。

このオイルジェット１２は、図１及び図２に示すように、金属材によって形成されたオイルジェット本体(第１部材)であるボディ１３と、該ボディ１３の底壁１３ａ内底面から一体に立ち上がった円筒状のオイルジェットシリンダ１４と、前記ボディ１３の上端部開口１３ｂの内部に固定された円環プレート状の第２部材（プレート部材）である通路構成部１５と、前記オイルジェットシリンダ１４の内部に上下摺動自在に設けられたオイルジェットピストン１６と、ボディ１３の底壁１３ａの内底面とオイルジェットピストン１６の冠部との間の背圧室１４ａに弾装されて、該オイルジェットピストン１６を前記通路構成部１５方向へ付勢する付勢部材であるバルブスプリング１７と、基端部１８ａが前記ボディ１３の周壁下端部に固定されて、先端部１８ｂが上方へ折曲形成されたノズル１８と、を備えている。

前記ボディ１３は、金属粉末射出成形によって有底円筒状に一体に成形され、下端部に有する大径部１３ｂの外側部に前記隔壁１０にボルト１９によって固定されるブラケット２０が一体に設けられていると共に、上端開口１３ｃの下部に段差径状の環状位置決め部１３ｄが形成されている。前記ブラケット２０は、ほぼボディ１３の側部から延出形成されていると共に、先端部に前記ボルト１９が挿通するボルト挿通孔２０ａが貫通形成されている。

前記オイルジェットシリンダ１４は、ボディ１３と一体に成形され、その長さが底壁１３ａ側からボディ１３のほぼ２／３程度の長さに設定されていると共に、外周面とボディ１３の内周面との間に吐出通路２１を隔成している。また、前記背圧室１４ａは、底壁１３ａのほぼ中央に上下方向へ貫通形成された通孔１３ｅを介してクランク室４と連通しており、したがって、前記背圧室１４ａには、前記通孔１３ｅを介してクランク室４内の低圧が導入されるようになっている。

前記通路構成部１５は、鉄系金属によって成形され、前記ボディ１３の前記位置決め部１３ｃ内に径方向へ位置決めされつつ収容されていると共に、前記上端開口１３ｃの上端縁のかしめによって上端開口１３ｃ内に軸方向に位置決めされつつ固定されている。また、この通路構成部１５は、中央軸方向にオイル供給部であるオイル供給孔２２が貫通形成されていると共に、該オイル供給孔２２の下面側の孔縁部が平坦面状のストッパ部であるストッパ面２３として構成されている。

前記オイル供給孔２２は、ボディ１３がボルト１９を介してブラケット２０によって隔壁１０に固定された状態では、上端部が前記メインオイルギャラリー１１に連通孔１１ａを介して連通していると共に、前記オイルジェットシリンダ１４に臨む下端開口部２２ａの内径が前記オイルジェットシリンダ１４の内径Ｒよりも小さく設定されている。また、上端開口部の孔縁２２ｂが、メインオイルギャラリー１１からのオイルの流入をスムーズにするために、テーパ面に形成されている。

前記オイルジェットピストン１６は、鉄系金属によって有蓋円筒状に形成されて、外径がオイルジェットシリンダ１４の内径より僅かに小さく形成されて上下摺動可能に形成されていると共に、前記オイル供給孔２２と前記背圧室１４ａとを隔成するようになっている。

また、このオイルジェットピストン１６は、バルブスプリング１７のばね力によって前記オイルジェットシリンダ１４の上端開口から進出して冠面１６ａの外周部が前記ストッパ面２３に当接することにより、前記オイル供給孔２２の下端開口部２２ａを閉止するようになっている。また、前記通孔１３ｅによって上下方向の自由な摺動が確保されている。

前記バルブスプリング１７は、オイル供給孔２２を介してオイルジェットピストン１６の冠面１６ａに作用するオイルポンプの吐出圧が所定以上になると圧縮変形してオイルジェットピストン１６を下降させるばね力に設定されている。

前記吐出通路２１は、オイルジェットシリンダ１４の外周側に円筒状の筒状通路として構成され、オイルジェットシリンダ１４の軸方向に沿って延設されていると共に、上端側が後述するオイル導入室２４に連通している一方、下端側が比較的大きな開口部２１ａを介してノズル１８の基端部１８ａ内に連通している。

また、前記通路構成部１５のストッパ面２２を含む下面全体と前記オイルジェットシリンダ１４の上端縁との間には、円形状の前記オイル導入室２４が形成されている。

このオイル導入室２４は、前記吐出通路２１と常時連通状態に形成されて、オイルジェットピストン１６の冠面１６ａがストッパ面２３から離間すると同時に、前記オイル供給孔２２と連通して内部にオイルを導入するようになっている。

前記ノズル１８は、基端部１８ａが前記ボディ１３の大径部１３ｂの下端部に形成された固定用挿通孔２６に圧入固定されており、前記固定用挿通孔２６は、前記吐出通路２１の下端部に連通形成されている。また、このノズル１８は、先端部１８ｂが先細り状に形成されていると共に、前記ピストン８の最下降位置の下死点位置では、先端部１８ｂがピストン８の内部に入り込んで該ピストン８のスカート部下端縁と折曲部付近との干渉が防止されるようになっている。

以下、この実施例の作用について説明すると、機関が駆動してオイルポンプからメインオイルギャラリー１１に圧送されたオイルが前記オイル供給孔２２を介してオイルジェットピストン１６の冠面１６ｂに作用する。

そして、機関回転数が例えば２０００〜３０００ｒｐｍの定常運転域になりオイルポンプの吐出圧が上昇すると、前記オイル供給孔２２から冠面１６ａに作用するオイル圧も上昇してオイルジェットピストン１６を、図２に示すように、バルブスプリング１７のばね力に抗して僅かながらも下降させる。そうすると、オイル供給孔２２の開口部２２ａが僅かに開成されると同時に、オイル供給孔２２とオイル導入室２４が即座に連通する。このため、オイルは、そのままオイル導入室２４に導入されて吐出通路２１に流入してここからノズル１８の基端部１８ａ内に流入して先端部１８ｂからピストン８とシリンダ１０の内周面との間などに噴射される。これによって、摺動部の冷却と潤滑性を十分に得ることができる。

このように、オイルジェットピストン１６の下降ストローク量が小さくても、オイル導入室２４及び吐出通路２１、ノズル１８を介してオイルをピストン８とシリンダ壁６との間に速やかに供給することができるので、オイルジェット１２(ボディ１３)の軸方向の長さを十分に小さくすることが可能になる。この結果、オイルジェット１２の小型化と軽量化を図ることができる。

特に、前記オイル導入室２３は、その断面積が大きく、またオイル供給孔２２の開口部２２ａの周囲全体に形成されていることから、該開口部２２ａの全体からオイルが速やかに流入するので、ノズル１８への供給応答性が良好になると共に、大量のオイルを供給することができる。

また、前記通路構成部１５の下面とオイルジェットシリンダ１４の上端縁との間にオイル導入室２４を形成したことによって、オイルの供給量や範囲に悪影響を与えない空間を確保することが可能になる。

前記ボディ１３やオイルジェットシリンダ１４を金属粉末射出成形によって一体に形成したため、その成形作業が容易になると共に、成形精度が向上する。

前記吐出通路２１は、ほぼ円筒状に形成されていることから、流路断面積が大きくなりオイルの流量を十分に確保することが可能になり、ノズル１８から多量のオイルを噴射することができる。

前記オイルジェットピストン１６の冠面１６ａとストッパ面２３は、平坦面同士の面接触によって当接することから、開口部２２ａに対するシール性が向上してオイルの漏れを効果的に防止することが可能になる。

また、前記オイルジェットシリンダ１４やオイルジェットピストン１６をそれぞれ角筒状ではなく円筒状に形成したことから、その製造作業が容易であると共に、両者１４，１６間は液密的になっていることから、前記オイル導入室２４内のオイルが背圧室１４ａにリークすることはないが、隙間内に僅かに入り込んだオイルや、金属粉末により成形されたオイルジェットシリンダ１４に含浸されたオイルによってオイルジェットピストン１６の良好な摺動性が確保されている。

前記通路構成部１５は、円環状の簡単な構造で、しかも、単にボディ１３の上端部をかしめることによって固定するだけなので、その組付作業も容易になり、コストの低減化が図れる。

さらに、前記ノズル１８の基端部１８ａをボディ１３の下端部に結合したことから、ピストン８との干渉を防止することができると共に、この干渉の回避によってピストン８のストローク量を可及的に大きくすることが可能になる。

〔参考例〕
図４及び図５は参考例を示し、前記通路構成部がボディ１３に一体に形成されていると共に、オイルジェットシリンダ１４がボディ１３とは別体に形成されている。

すなわち、前記ボディ１３は、第１実施例と同じく金属粉末射出成形によってほぼ円筒状に一体に成形され、上端部１３ｆが肉厚円筒状に形成されて、その内側に前記メインオイルギャラリー１１と連通する円柱状のオイル供給孔２２が形成されている。このオイル供給孔２２は、上端開口部の孔縁２２ｂが、第１実施例と同じく、メインオイルギャラリー１１からのオイルの流入をスムーズにするために、テーパ面に形成されている。また、ボディ１３の下端開口の内周部には、段差径状の位置決め部１３ｇが形成されている。

一方、前記オイルジェットシリンダ１４は、鉄系金属材によって有底円筒状に一体に形成され、大径円盤状に形成された底部１４ｂが、前記ボディ１３の下端開口に前記位置決め部１３ｇを介してかしめによって液密的に固定されている。また、前記底部１４ｂのほぼ中央位置にはオイルジェットピストン１６の自由な摺動を確保するための通孔１４ｃが貫通形成されている。

他の構成は、前記第１実施例と同様である。

したがって、この参考例によれば、オイルジェットピストン１６の下降ストローク量を小さくすることができるので、オイルジェット１２の軸方向の長さを十分に短くすることができるなどの作用効果が得られることは勿論のこと、特にボディ１３の構造が第１実施例のものに比較して簡素化されるため、その成形作業が容易になる。

また、オイルジェットシリンダ１４は、ボディ１３とは別体となることから、その成形精度をより高めることが可能になると共に、成形の自由度が向上する。

本発明は、前記実施例の構成に限定されるものではなく、例えば、前記吐出通路２１を円筒状ではなくオイル導入室２４とノズル１８とを連通する半円筒状、あるいは細長い帯状に形成することも可能であり、また、オイル導入室２４もオイルジェットシリンダ１４の外周面から前記ノズル１８側の吐出通路２１までの大きさに小さく設定することも可能である。

本発明の第１実施例のオイルジェットを示す縦断面図である。 本実施例のオイルジェットの作用を示す縦断面図である。 本実施例のオイルジェットが適用される内燃機関の概略縦断面図である。 第２実施例のオイルジェットを示す縦断面図である。

本実施形態の作用説明図。
本実施例のオイルジェットの作用を示す縦断面図である。

符号の説明

１…内燃機関
４…クランク室
８…ピストン
１１…メインオイルギャラリー
１２…オイルジェット
１３…ボディ(オイルジェット本体)
１３ａ…底壁
１４…オイルジェットシリンダ
１４ａ…背圧室
１５…通路構成部
１６…オイルジェットピストン
１６ａ…冠面
１７…バルブスプリング(付勢部材)
１８…ノズル
２１…吐出通路
２２…オイル供給孔(オイル供給部)
２２ａ…下端開口部
２３…ストッパ面(ストッパ部)
２４…オイル導入室

Claims (8)

1. 内燃機関のピストンにオイルを供給するオイルジェットであって、
   少なくとも一端側が開放されるように軸方向に延びる円筒状のオイルジェットシリンダが一体に形成された第１部材と、
   前記オイルジェットシリンダの内周面とほぼ同形状の外周面を有し、前記オイルジェットシリンダに対して摺動自在に設けられたオイルジェットピストンと、
   前記オイルジェットピストンの冠面の面積よりも小さな面積の開口部を有するオイル供給部を備え、前記オイルジェットシリンダの一端側の開口端と前記オイル供給部の開口部が対向して配置され、前記オイルジェットシリンダの開口端と軸方向へ離間するように前記第１部材に固定されたプレート状の第２部材と、
   前記オイルジェットシリンダの開口端と第２部材の下面との間の前記オイル供給部の開口部の周囲全体に形成されたオイル導入室と、
   前記オイルジェットシリンダの開口端と反対側に配置され、前記オイルジェットピストンを前記オイル供給部の開口部方向へ付勢する付勢部材と、
   前記第１部材の内周とオイルジェットシリンダの外周との間に設けられ、前記オイル導入室を経由してオイルを吐出する吐出通路と、
   を備えたことを特徴とするオイルジェット。
2. 請求項１に記載のオイルジェットにおいて、
   前記第２部材を、第１部材に対してかしめによって固定したことを特徴とするオイルジェット。
3. 請求項１に記載のオイルジェットにおいて、
   前記第１部材を、焼結合金材によって成形したことを特徴とするオイルジェット。
4. 請求項３に記載のオイルジェットにおいて、
   前記第１部材を金属粉末射出成形によって成形したことを特徴とするオイルジェット。
5. 請求項１に記載のオイルジェットにおいて、
   前記第１部材は、前記第２部材に対して前記オイルジェットシリンダの軸方向及び径方向から位置決めする位置決め部を有することを特徴とするオイルジェット。
6. 請求項５に記載のオイルジェットにおいて、
   前記位置決め部を、前記第１部材に形成された段差部によって形成したことを特徴とするオイルジェット。
7. 内燃機関のピストンにオイルを供給するオイル供給システムであって、
   ボディの底面から内燃機関のピストンの摺動方向に沿って延出された円筒状のオイルジェットシリンダを一体に有すると共に、前記ボディの内周とオイルジェットシリンダの外周との間に形成された吐出通路を有するオイルジェット本体と、
   前記オイルジェットシリンダの内燃機関のピストン側に、前記オイルジェットシリンダの開口端と軸方向へ離間するように前記オイルジェット本体に固定され、前記オイルジェットシリンダの軸方向に沿って開口する開口面積が前記オイルジェットシリンダの一端側の開口面積よりも小さなオイル供給部と、該オイル供給部の開口部孔縁に形成されたストッパ部と、を有するプレート部材と、
   前記オイルジェットシリンダ内に摺動自在に設けられ、前記オイル供給部からオイルが供給されるオイル導入室と該オイル導入室に供給されるオイル圧よりも低圧に維持される背圧室とを隔成すると共に、冠面が前記ストッパ部に当接することによって前記オイル供給部の開口部を閉止するオイルジェットピストンと、
   該オイルジェットピストンを前記オイル供給部の開口部側へ付勢する付勢部材と、を備え、
   前記オイル供給部の開口部から流出したオイルを、該開口部の周囲全体に形成された前記オイル導入室からオイルパン側に延びる前記吐出通路を経由して前記内燃機関のピストン側に向かって吐出することを特徴とするオイル供給システム。
8. 請求項７に記載のオイル供給システムにおいて、
   前記ボディに設けられた前記吐出通路の端部から前記内燃機関のピストン側に延びるノズルを経由してオイルを吐出することを特徴とするオイル供給システム。

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