JP5800739B2 - ピストンクーリングジェット - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのピストンの背面にオイルを噴射することにより、ピストンを冷却するピストンクーリングジェットに関する。

ピストンクーリングジェットは、エンジンのシリンダブロックに取り付けられている。ピストンクーリングジェットは、シリンダブロックのメインオイルギャラリに連通している。メインオイルギャラリは、エンジンのオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェットには、油圧式バルブ機構が配置されている。

メインオイルギャラリのオイルの油圧が所定のしきい値以上になると、ピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構が開く。このため、メインオイルギャラリのオイルが、ピストンクーリングジェットにより、ピストンの背面に噴射される。当該噴射により、ピストンが冷却される。

ここで、エンジン始動後であってエンジンの暖機が完了しピストンが高温の場合は、ピストンクーリングジェットによりピストンを冷却する方が好ましい。しかしながら、エンジン始動後であってエンジンの暖機が未完了でピストンが低温の場合（以下、「冷間時」と称す。）は、ピストンを早期に昇温させる必要がある。このため、冷間時にピストンクーリングジェットを用いてピストンを冷却すると、ピストンの昇温を阻害してしまう。また、ピストンの背面に噴射されたオイルは、クランクシャフトに落下する。ここで、冷間時においては、オイルの油温が低い。このため、オイルの粘度が高い。したがって、粘度の高いオイルがクランクシャフトに落下することになり、クランクシャフトの回転抵抗（オイルに対する攪拌抵抗）が大きくなってしまう。このような理由から、冷間時においては、オイルを噴射しない方が好ましい。しかしながら、従来のピストンクーリングジェットの油圧式バルブ機構は、エンジンの温度ではなく、メインオイルギャラリの油圧に応じて開閉する。このため、冷間時においても、ピストンクーリングジェットが作動してしまう。

この点に鑑み、特許文献１には、油圧用バルブ機構部と、油温用バルブ機構部と、を備えるピストンクーリングジェットが開示されている。同文献のピストンクーリングジェットによると、油圧用バルブ機構部が、オイルの油圧に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。また、油温用バルブ機構部が、オイルの油温に応じて、オイルの噴射状態を切り替える。

油温用バルブ機構部には、二つのコイルスプリングが使用されている。二つのコイルスプリングは、閉止部材を介して、オイルの流路方向に沿って直列に並んでいる。二つのコイルスプリングのうち、上方（上流側）のコイルスプリングは形状記憶合金製の形状記憶スプリングである。当該コイルスプリングの付勢力は、温度により変化する。二つのコイルスプリングのうち、下方（下流側）のコイルスプリングは、バイアススプリングである。

冷間時においては、バイアススプリングの方が、形状記憶スプリングよりも、付勢力が大きい。このため、オイルの流路が閉じている。したがって、オイルの噴射を停止することができる。

一方、エンジンの暖機完了後でピストンが高温の場合（以下、「温間時」と称す。）においては、形状記憶スプリングの方が、バイアススプリングよりも、付勢力が大きい。このため、オイルの流路が開いている。したがって、オイルの噴射を許容することができる。

特開２０１１−１２６５０号公報

このように、特許文献１のピストンクーリングジェットによると、形状記憶スプリングの付勢力と、バイアススプリングの付勢力と、のバランスにより、流路を開閉している。このため、閉止部材を上下双方向に確実に作動させることができる。しかしながら、油温用バルブ機構部に合計二つのコイルスプリングが使用されているため、同文献記載のピストンクーリングジェットは、部品点数が多く、構造が複雑である。

本発明のピストンクーリングジェットは上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、冷間時におけるオイルの噴射を停止可能であって、構造が簡単なピストンクーリングジェットを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のピストンクーリングジェットは、オイルが流れる流路を有する本体と、該オイルの油温により付勢力が変化する形状記憶合金製の油温用付勢部材と、該油温用付勢部材に付勢され所定のストロークで該流路内を移動可能な油温感知弁と、を有する油温用バルブ機構部と、油圧用付勢部材と、該油圧用付勢部材に付勢され所定のストロークで該流路内を移動可能な油圧感知弁と、を有する油圧用バルブ機構部と、を備え、該油温感知弁は該油圧感知弁の上流側に離接可能に配置され、該油温感知弁と該油圧感知弁とは、ストローク方向が一致し、該油温用バルブ機構部と該油圧用バルブ機構部とは、該ストローク方向に対して交差する方向に並置され、冷間低圧時、該冷間低圧時よりも該オイルの油圧が高い冷間高圧時、該冷間低圧時よりも該油温が高い温間低圧時、該温間低圧時よりも該油圧が高い温間高圧時のうち、該冷間低圧時、該冷間高圧時、該温間低圧時においては、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより該流路を閉じ、該温間高圧時においては、該油温感知弁と該油圧感知弁とが離間していることにより該流路を開くことを特徴とする。

本発明のピストンクーリングジェットによると、主に、オイルの油圧による荷重と、油温用付勢部材の付勢力と、のバランスにより油温感知弁を駆動することができる。すなわち、バイアススプリングの代わりに、油圧を利用して、油温感知弁を駆動することができる。このため、バイアススプリングを配置する必要がない。したがって、油温用バルブ機構部、延いてはピストンクーリングジェットの部品点数を削減することができる。よって、ピストンクーリングジェットの構造を簡単にすることができる。

また、本発明のピストンクーリングジェットによると、油温感知弁と油圧感知弁とが離接することにより、オイルの流路が開閉される。このため、油温感知弁専用の弁座および油圧感知弁専用の弁座を、ピストンクーリングジェットに、別途、配置する場合と比較して、ピストンクーリングジェットの構造を簡単にすることができる。また、ピストンクーリングジェットのストローク方向の長さ（以下、「軸長」と称す。）を短くすることができる。

また、本発明のピストンクーリングジェットによると、冷間時（冷間低圧時、冷間高圧時）においては、油圧感知弁が油温感知弁に当接していることにより、流路を閉じることができる。このため、オイルの噴射を停止することができる。

一方、温間時（温間低圧時、温間高圧時）においては、油圧感知弁が油温感知弁に離接することにより、流路を開閉することができる。具体的には、温間低圧時においては、流路を閉じることにより、オイルの噴射を禁止することができる。また、温間高圧時においては、流路を開くことにより、オイルの噴射を許容することができる。

また、本発明のピストンクーリングジェットによると、冷間時から温間時に移行する際の温度上昇により、油温用付勢部材の付勢力を大きくすることができる。このため、油圧による荷重に抗して、油圧感知弁を移動させることができる。

また、本発明のピストンクーリングジェットによると、油温用付勢部材が形状記憶合金製である。このため、適切な形状回復温度（変態温度）を設定することにより、油温に応じて、確実に油温感知弁を作動させることができる。

また、前記特許文献１のピストンクーリングジェットの場合、油温用バルブ機構部と油圧用バルブ機構部とが直列に並んでいる。このため、軸長が長かった。これに対して、本発明のピストンクーリングジェットによると、油温用バルブ機構部と油圧用バルブ機構部とが並列に並んでいる。このため、ピストンクーリングジェットの軸長を短くすることができる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記油圧による荷重を含み、前記油温感知弁に上流側から加わる押圧荷重を上流側第一荷重Ｆｕ１、前記油温用付勢部材の付勢力を含み、該油温感知弁に下流側から加わる押圧荷重を下流側第一荷重Ｆｄ１、該油圧による荷重を含み、前記油圧感知弁に上流側から加わる押圧荷重を上流側第二荷重Ｆｕ２、前記油圧用付勢部材の付勢力を含み、該油圧感知弁に下流側から加わる押圧荷重を下流側第二荷重Ｆｄ２として、前記冷間低圧時においては、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２かつ（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＞（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立し、該油温感知弁および該油圧感知弁が各々の前記ストロークの上流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより前記流路を閉じ、前記冷間高圧時においては、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２かつ（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＜（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立し、該油温感知弁および該油圧感知弁が各々の該ストロークの下流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより該流路を閉じ、前記温間低圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２の関係が成立し、該油温感知弁および該油圧感知弁が各々の該ストロークの上流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより該流路を閉じ、前記温間高圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＜Ｆｕ２の関係が成立し、該油温感知弁が該ストロークの上流端に位置し、該油圧感知弁が該ストロークの下流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが離間していることにより該流路を開く、構成とする方がよい。

上流側第一荷重Ｆｕ１は、油温感知弁に上流側から加わる押圧荷重である。上流側第一荷重Ｆｕ１は、主にオイルの油圧による荷重である。下流側第一荷重Ｆｄ１は、油温感知弁に下流側から加わる押圧荷重である。下流側第一荷重Ｆｄ１は、主に油温用付勢部材の付勢力である。

上流側第二荷重Ｆｕ２は、油圧感知弁に上流側から加わる押圧荷重である。上流側第二荷重Ｆｕ２は、主にオイルの油圧による荷重である。下流側第二荷重Ｆｄ２は、油圧感知弁に下流側から加わる押圧荷重である。下流側第二荷重Ｆｄ２は、主に油圧用付勢部材の付勢力である。

本構成によると、冷間低圧時において、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２の関係が成立している。このため、油温感知弁と油圧感知弁とが当接している。また、冷間低圧時において、（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＞（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立している。このため、油温感知弁および油圧感知弁が各々のストロークの上流端に位置している。

また、冷間高圧時において、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２の関係が成立している。このため、油温感知弁と油圧感知弁とが当接している。また、冷間高圧時において、（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＜（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立している。このため、油温感知弁および油圧感知弁が各々のストロークの下流端に位置している。

また、温間低圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２の関係が成立している。このため、油温感知弁と油圧感知弁とが当接している。また、油温感知弁および油圧感知弁が各々のストロークの上流端に位置している。

また、温間高圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＜Ｆｕ２の関係が成立している。このため、油温感知弁がストロークの上流端に位置している。並びに、油圧感知弁がストロークの下流端に位置している。したがって、油温感知弁と油圧感知弁とが離間している。このように、本構成によると、温間高圧時の場合に限って、流路を開くことができる。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記油温感知弁の前記ストロークの上流端を直接的に規制し、前記油圧感知弁の前記ストロークの上流端を該油温感知弁を介して間接的に規制する上流端ストッパ部と、該油圧感知弁の該ストロークの下流端を直接的に規制し、該油温感知弁の該ストロークの下流端を該油圧感知弁を介して間接的に規制する下流端ストッパ部と、を備える構成とする方がよい。

本構成によると、油温感知弁のストロークおよび油圧感知弁のストロークを、簡単に設定することができる。また、油温感知弁専用の下流端ストッパ部および油圧感知弁専用の上流端ストッパ部を、ピストンクーリングジェットに、別途、配置する場合と比較して、ピストンクーリングジェットの構造を簡単にすることができる。

（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記油温感知弁は、スリーブ弁であり、前記油圧感知弁は、該スリーブ弁の軸方向から見て、該スリーブ弁の径方向内側に配置され、該スリーブ弁に下流側から離接するボール弁である構成とする方がよい。本構成によると、流路を閉じるためのリング状のシール部を簡単に設定することができる。

（４−１）好ましくは、上記（４）の構成において、前記スリーブ弁と、該スリーブ弁が摺接する前記流路の内面と、の間には、前記オイルを前記油温用付勢部材に導入するリーク溝が配置されている構成とする方がよい。本構成によると、油温用付勢部材がオイルに接触することができる。このため、油温に対する油温用付勢部材の応答性が向上する。

本発明によると、冷間時におけるオイルの噴射を停止可能であって、構造が簡単なピストンクーリングジェットを提供することができる。

第一実施形態のピストンクーリングジェットの配置図である。 図１の枠ＩＩ内の拡大図である。 同ピストンクーリングジェットの分解透過斜視図である。 同ピストンクーリングジェットの冷間低圧時、温間低圧時における軸方向部分断面図である。 同ピストンクーリングジェットの冷間高圧時における軸方向部分断面図である。 第二実施形態のピストンクーリングジェットの冷間高圧時における軸方向部分断面図である。 第三実施形態のピストンクーリングジェットの冷間高圧時における軸方向部分断面図である。

以下、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
［ピストンクーリングジェットの配置］
まず、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置について説明する。図１に、本実施形態のピストンクーリングジェットの配置図を示す。図１に示すように、エンジン９は、シリンダブロック９０と、ピストン９１と、コンロッド９２と、クランクシャフト９３と、を備えている。ピストン９１は、コンロッド９２を介して、クランクシャフト９３に接続されている。ピストン９１は、シリンダブロック９０内を、上下方向に往復動可能である。シリンダブロック９０には、メインオイルギャラリ９００が形成されている。メインオイルギャラリ９００は、エンジン９のオイル循環回路の一部を構成している。ピストンクーリングジェット１は、シリンダブロック９０に取り付けられている。なお、図１に示すピストンクーリングジェット１は、温間高圧時の状態である。図１に太線矢印で示すように、ピストンクーリングジェット１は、メインオイルギャラリ９００内のオイルＯを、ピストン９１の背面（下面。燃焼室と反対側の面）に噴射可能である。

［ピストンクーリングジェットの構成］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの構成について説明する。図２に、図１の枠ＩＩ内の拡大図を示す。図３に、本実施形態のピストンクーリングジェットの分解透過斜視図を示す。図２、図３に示すように、ピストンクーリングジェット１は、本体２と、油温用バルブ機構部３と、油圧用バルブ機構部４と、上流端ストッパ部５と、スプリング座部材６と、ノズル７と、を備えている。

本体２は、鋼製であって、円筒状を呈している。本体２の上端は、図１に示すシリンダブロック９０に固定されている。本体２の内部には、流路２０が区画されている。流路２０は、上下方向に延在している。流路２０は、メインオイルギャラリ９００と連通している。流路２０の上端部付近には、下向きに拡径する段差部が設定されている。当該段差部には、上流端ストッパ部５が設定されている。

ノズル７は、鋼製であって、長軸筒状を呈している。ノズル７は、本体２の側周壁から、径方向外側に突設されている。図１に示すように、ノズル７の先端は、上方つまりピストン９１の方向を向いている。ノズル７の内部には、流路７０が区画されている。流路７０の左端（上流端）は、本体２の流路２０に接続されている。

スプリング座部材６は、鋼製であって、上向きの画鋲状を呈している。スプリング座部材６は、本体２の流路２０の下端開口を封止している。スプリング座部材６は、下流端ストッパ部６０と、油圧用座６１と、油温用座６２と、を備えている。下流端ストッパ部６０は、スプリング座部材６の径方向中央に配置されている。上下方向（ストローク方向、軸方向、流路方向）から見て、油圧用座６１は、下流端ストッパ部６０の径方向外側にリング状に配置されている。上下方向から見て、油温用座６２は、油圧用座６１の径方向外側にリング状に配置されている。水平方向（ストローク方向に対して直交する方向、軸直方向、流路方向に対して直交する方向）から見て、油圧用座６１は、下流端ストッパ部６０の下方（下流側）に配置されている。水平方向から見て、油温用座６２は、油圧用座６１の下方に配置されている。

油温用バルブ機構部３は、油温用スプリング３０と、スリーブ弁３１と、を備えている。油温用スプリング３０は、本発明の「油温用付勢部材」の概念に含まれる。スリーブ弁３１は、円筒状を呈している。スリーブ弁３１は、流路２０内に収容されている。オイルＯの油圧による荷重およびスリーブ弁３１の自重は、スリーブ弁３１に、下向きの上流側第一荷重Ｆｕ１を加えている。スリーブ弁３１の下端部付近の外周面には、上向きに縮径する段差部が設定されている。図２に示すように、温間時においては、スリーブ弁３１の段差部は、上流端ストッパ部５に当接している。

油温用スプリング３０は、Ｎｉ−Ｔｉ系合金製のコイルスプリングである。油温用スプリング３０の付勢力は、温度変化により変化する。油温用スプリング３０の下端は、スプリング座部材６の油温用座６２に弾接している。油温用スプリング３０の上端は、スリーブ弁３１に弾接している。油温用スプリング３０は、スリーブ弁３１に、上向きの下流側第一荷重Ｆｄ１を加えている。

スリーブ弁３１は、上方から加わる上流側第一荷重Ｆｕ１と、下方から加わる下流側第一荷重Ｆｄ１と、のバランスに応じて、所定のストロークで上下方向に移動可能である。

油圧用バルブ機構部４は、油圧用スプリング４０と、ボール弁４１と、を備えている。油圧用スプリング４０は、本発明の「油圧用付勢部材」の概念に含まれる。ボール弁４１は、真球状を呈している。ボール弁４１は、流路２０内に収容されている。上下方向から見て、ボール弁４１は、スリーブ弁３１の径方向内側に配置されている。水平方向から見て、ボール弁４１は、スリーブ弁３１の下方に配置されている。オイルＯの油圧による荷重およびボール弁４１の自重は、スリーブ弁３１の内部を介して、ボール弁４１に、下向きの上流側第二荷重Ｆｕ２を加えている。ボール弁４１の下端部は、スプリング座部材６の下流端ストッパ部６０に離接可能である。

油圧用スプリング４０は、ばね合金製のコイルスプリングである。油圧用スプリング４０は、形状記憶合金製ではない。このため、油温用スプリング３０と比較して、温度変化に対して付勢力が略一定である。油圧用スプリング４０の下端は、スプリング座部材６の油圧用座６１に弾接している。油圧用スプリング４０の上端は、ボール弁４１に弾接している。油圧用スプリング４０は、ボール弁４１に、上向きの下流側第二荷重Ｆｄ２を加えている。

ボール弁４１は、上方から加わる上流側第二荷重Ｆｕ２と、下方から加わる下流側第二荷重Ｆｄ２と、のバランスに応じて、所定のストロークで上下方向に移動可能である。

ボール弁４１の上端部は、スリーブ弁３１の下端開口に対して、離接可能である。ボール弁４１がスリーブ弁３１に離接することにより、流路２０が開閉される。すなわち、ボール弁４１とスリーブ弁３１のとの間には、流路２０を閉じるための、リング状のシール部Ｓ（図３参照）を設定することができる。

［ピストンクーリングジェットの動き］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの動きについて説明する。

｛冷間時｝
冷間時は、エンジン始動後であって、エンジンの暖機が未完了で、ピストンが低温の場合に対応する。

（冷間低圧時）
図４に、本実施形態のピストンクーリングジェットの冷間低圧時、温間低圧時における軸方向部分断面図を示す。冷間低圧時においては、メインオイルギャラリ９００のオイルの油温は、油温用スプリング３０の形状回復温度以下である。このため、下流側第一荷重Ｆｄ１が小さくなる。また、下流側第二荷重Ｆｄ２は、油圧用スプリング４０のばね定数に依存している。このため、下流側第二荷重Ｆｄ２は略一定である。また、冷間低圧時においては、オイルの油圧が低くなる。したがって、上流側第一荷重Ｆｕ１、上流側第二荷重Ｆｕ２が小さくなる。

冷間低圧時においては、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２かつ（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＞（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立している。スリーブ弁３１は上流端ストッパ部５に当接している。すなわち、スリーブ弁３１は、ストロークの上流端に位置している。ボール弁４１は、スリーブ弁３１に当接している。すなわち、ボール弁４１は、ストロークの上流端に位置している。スリーブ弁３１とボール弁４１とは、当接している。このため、スリーブ弁３１とボール弁４１との間に、リング状のシール部Ｓが形成されている。したがって、流路２０は閉じられている。よって、図１に示すように、オイルがピストン９１に噴射されることはない。

（冷間高圧時）
図５に、本実施形態のピストンクーリングジェットの冷間高圧時における軸方向部分断面図を示す。冷間高圧時においては、メインオイルギャラリ９００のオイルの油温は、油温用スプリング３０の形状回復温度以下である。このため、下流側第一荷重Ｆｄ１が小さくなる。また、下流側第二荷重Ｆｄ２は、油圧用スプリング４０のばね定数に依存している。このため、下流側第二荷重Ｆｄ２は略一定である。また、冷間高圧時においては、オイルの油温が低く、粘性が高い。このため、油圧が高くなる。したがって、上流側第一荷重Ｆｕ１、上流側第二荷重Ｆｕ２が大きくなる。

冷間高圧時においては、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２かつ（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＜（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立している。ボール弁４１は下流端ストッパ部６０に当接している。すなわち、ボール弁４１は、ストロークの下流端に位置している。スリーブ弁３１は、ボール弁４１に当接している。すなわち、スリーブ弁３１は、ストロークの下流端に位置している。スリーブ弁３１とボール弁４１とは、当接している。このため、スリーブ弁３１とボール弁４１との間に、リング状のシール部Ｓが形成されている。したがって、流路２０は閉じられている。よって、図１に示すように、オイルがピストン９１に噴射されることはない。

｛温間時｝
温間時は、エンジンの暖機完了後でピストンが高温の場合に対応する。

（温間低圧時）
図４に示すように、温間低圧時においては、メインオイルギャラリ９００のオイルの油温は、油温用スプリング３０の形状回復温度を超える。このため、下流側第一荷重Ｆｄ１が大きくなる。また、下流側第二荷重Ｆｄ２は、油圧用スプリング４０のばね定数に依存している。このため、下流側第二荷重Ｆｄ２は略一定である。また、温間低圧時においては、油圧が低くなる。このため、上流側第一荷重Ｆｕ１、上流側第二荷重Ｆｕ２が小さくなる。

温間低圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２の関係が成立している。スリーブ弁３１は上流端ストッパ部５に当接している。すなわち、スリーブ弁３１は、ストロークの上流端に位置している。ボール弁４１は、スリーブ弁３１に当接している。すなわち、ボール弁４１は、ストロークの上流端に位置している。スリーブ弁３１とボール弁４１とは、当接している。このため、スリーブ弁３１とボール弁４１との間に、リング状のシール部Ｓが形成されている。したがって、流路２０は閉じられている。よって、図１に示すように、オイルがピストン９１に噴射されることはない。

（温間高圧時）
前出の図２は、同ピストンクーリングジェットの温間高圧時における軸方向断面図を示している。図２に示すように、温間高圧時においては、メインオイルギャラリ９００のオイルの油温は、油温用スプリング３０の形状回復温度を超える。このため、下流側第一荷重Ｆｄ１が大きくなる。また、下流側第二荷重Ｆｄ２は、油圧用スプリング４０のばね定数に依存している。このため、下流側第二荷重Ｆｄ２は略一定である。また、温間高圧時においては、油圧が高くなる。このため、上流側第一荷重Ｆｕ１、上流側第二荷重Ｆｕ２が大きくなる。

温間高圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＜Ｆｕ２の関係が成立している。スリーブ弁３１は上流端ストッパ部５に当接している。すなわち、スリーブ弁３１は、ストロークの上流端に位置している。ボール弁４１は、下流端ストッパ部６０に当接している。すなわち、ボール弁４１は、ストロークの下流端に位置している。スリーブ弁３１とボール弁４１とは、上下方向に離間している。このため、流路２０は開かれている。よって、図１に示すように、オイルがピストン９１に噴射される。

｛エンジン停止時、エンジン始動時｝
温間時からエンジン９を停止すると、メインオイルギャラリ９００からピストンクーリングジェット１に油圧による荷重が作用しなくなる。このため、上流側第一荷重Ｆｕ１および上流側第二荷重Ｆｕ２が０になる（スリーブ弁３１、ボール弁４１の自重を除く）。エンジン停止時においては、Ｆｄ１≒Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２の関係が成立している。このため、スリーブ弁３１が上流端ストッパ部５に当接した状態において、スリーブ弁３１とボール弁４１とは、当接している。すなわち、スリーブ弁３１とボール弁４１との間に、リング状のシール部Ｓが形成されている。したがって、流路２０は閉じられている。よって、図１に示すように、オイルがピストン９１に噴射されることはない。

ここで、油温用スプリング３０は、伸張しやすいものの、収縮しにくい。このため、温度上昇時（例えば冷間時から温間時への移行時）においては、油温用スプリング３０の温度が所定の形状回復温度を上回ることにより、油温用スプリング３０を上下方向に伸張することができる。

しかしながら、温度下降時（例えば温間時からエンジン停止時への移行時）においては、油温用スプリング３０の温度が所定の形状回復温度以下になっても、油温用スプリング３０は上下方向に収縮しにくい。このため、エンジン停止時において、ピストンクーリングジェット１は、図４に示す状態を保っている。

エンジン停止の状態からエンジンを始動すると、瞬間的に、オイルＯの油圧による荷重が、スリーブ弁３１、ボール弁４１に作用する。すなわち、上流側第一荷重Ｆｕ１、上流側第二荷重Ｆｕ２が瞬間的に大きくなる。このため、ピストンクーリングジェット１は、図４に示す状態から、図５に示す状態に切り替わる。

［作用効果］
次に、本実施形態のピストンクーリングジェットの作用効果について説明する。本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、図３に示すように、油温用バルブ機構部３に、バイアススプリングを配置する必要がない。このため、油温用バルブ機構部３、延いてはピストンクーリングジェット１の部品点数を削減することができる。したがって、ピストンクーリングジェット１の構造を簡単にすることができる。

また、本実施形態のピストンクーリングジェットによると、図２、図４、図５に示すように、スリーブ弁３１とボール弁４１とが離接することにより、流路２０が開閉される。このため、スリーブ弁３１専用の弁座およびボール弁４１専用の弁座を、ピストンクーリングジェット１に、別途、配置する場合と比較して、ピストンクーリングジェット１の構造を簡単にすることができる。また、ピストンクーリングジェット１の上下方向長さ（軸長）を短くすることができる。

また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、冷間低圧時においては、図４に示すように、各々のストロークの上流端において、ボール弁４１がスリーブ弁３１に当接することにより、流路２０を閉じることができる。このため、オイルＯの噴射を停止することができる。

また、冷間高圧時においては、図５に示すように、各々のストロークの下流端において、ボール弁４１がスリーブ弁３１に当接することにより、流路２０を閉じることができる。このため、オイルＯの噴射を停止することができる。

また、温間低圧時においては、図４に示すように、各々のストロークの上流端において、ボール弁４１がスリーブ弁３１に当接することにより、流路２０を閉じることができる。このため、オイルＯの噴射を停止することができる。

また、温間高圧時においては、図２に示すように、ボール弁４１とスリーブ弁３１とが離間することにより、流路２０を開くことができる。このため、オイルＯの噴射を許容することができる。

また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、図２に示すように、油温用バルブ機構部３と油圧用バルブ機構部４とが、水平方向（ストローク方向に対して交差する方向）に並置されている。このため、ピストンクーリングジェット１の上下方向長さを短くすることができる。

また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、図４に示すように、上流端ストッパ部５は、スリーブ弁３１のストロークの上流端を直接的に規制している。並びに、上流端ストッパ部５は、ボール弁４１のストロークの上流端をスリーブ弁３１を介して間接的に規制している。また、図５に示すように、下流端ストッパ部６０は、ボール弁４１のストロークの下流端を直接的に規制している。並びに、下流端ストッパ部６０は、スリーブ弁３１のストロークの下流端をボール弁４１を介して間接的に規制している。このため、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、スリーブ弁３１のストロークおよびボール弁４１のストロークを、簡単に設定することができる。また、スリーブ弁３１専用の下流端ストッパ部およびボール弁４１専用の上流端ストッパ部を、ピストンクーリングジェット１に、別途、配置する場合と比較して、ピストンクーリングジェット１の構造を簡単にすることができる。

また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、図３に示すように、油温用スプリング３０は、形状記憶合金製である。このため、所定の形状回復温度超過の温度で、下流側第一荷重Ｆｄ１を大きくすることができる。したがって、適切な形状回復温度を設定することにより、油温に応じて、確実にスリーブ弁３１を作動させることができる。

また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、図４に示すように、上方または下方（スリーブ弁３１の軸方向）から見て、ボール弁４１とスリーブ弁３１とが径方向内外に並置されている。このため、流路２０を閉じるためのリング状のシール部Ｓを簡単に設定することができる。

また、本実施形態のピストンクーリングジェット１によると、図４、図５に示すように、エンジン停止時からエンジン始動時に移行する際、オイルの油圧による荷重を利用して、油温用スプリング３０を圧縮している。すなわち、オイルの油圧による荷重を利用して、本来一方向性の油温用スプリング３０に、双方向性を付与している。このため、バイアススプリングが不要である。

＜第二実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、シール部Ｓの形状のみである。ここでは、相違点についてのみ説明する。

図６に、本実施形態のピストンクーリングジェットの冷間高圧時における軸方向部分断面図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。図６に示すように、スリーブ弁３１の下端開口には、部分裏球面状の座面３１ａが形成されている。座面３１ａとボール弁４１の外周面とは、曲率が等しい。また、スリーブ弁３１とボール弁４１とが当接した状態において、座面３１ａとボール弁４１の外周面とは、曲率中心が等しい。

本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また本実施形態のピストンクーリングジェットによると、シール部Ｓが線状ではなく面状になる。このため、シール性が向上する。

＜第三実施形態＞
本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとの相違点は、スリーブ弁の外周面に、リーク溝が形成されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。

図７に、本実施形態のピストンクーリングジェットの冷間高圧時における軸方向部分断面図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。図７に示すように、スリーブ弁３１の外周面には、上下二段に、複数のリーク溝３１ｂ、３１ｃが凹設されている。複数のリーク溝３１ｂ、３１ｃは、所定角度ずつ離間して配置されている。

本実施形態のピストンクーリングジェットと、第一実施形態のピストンクーリングジェットとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。また、本実施形態のピストンクーリングジェットによると、冷間高圧時においては、リーク溝３１ｂ、３１ｃを介して、オイルＯが、メインオイルギャラリ９００から油温用スプリング３０に導入される。このため、油温用スプリング３０にオイルＯが直接的に接触する。したがって、オイルＯの油温に対する、油温用スプリング３０の応答性が向上する。

また、冷間低圧時、温間低圧時、温間高圧時においては、スリーブ弁３１の段差部３１ｄの上面は、上流端ストッパ部５の下面に当接している（前出図２、図４参照）。このため、冷間低圧時、温間低圧時、温間高圧時においては、リーク溝３１ｂとリーク溝３１ｃとの連通が遮断される。したがって、冷間低圧時、温間低圧時において（前出図４参照）、リーク溝３１ｂ、３１ｃを介して、オイルＯが、メインオイルギャラリから油温用スプリング３０に導入されるのを防止することができる。言い換えると、ノズルからオイルＯが漏出するのを防止することができる。

＜その他＞
以上、本発明のピストンクーリングジェットの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

上記実施形態のピストンクーリングジェット１においては、油温用スプリング３０、油圧用スプリング４０としてコイルスプリングを用いたが、板ばね、皿ばねなど、他のスプリングを用いてもよい。また、油圧用付勢部材として、エラストマー、ゴムなどの弾性体を用いてもよい。下流端ストッパ部６０の形状は、平面状の他、円錐裏面状、部分裏球面状であってもよい。こうすると、下流端ストッパ部６０に対する、ボール弁４１の着座安定性が向上する。

油温用スプリング３０の材質は特に限定しない。形状記憶合金であればよい。例えば、Ｃｕ−Ｚｕ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金などであってもよい、形状記憶合金の形状回復温度は、形状記憶合金に、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどの元素を、数％添加または置換することにより、設定することができる。油圧用スプリング４０は、温度変化に対して、付勢力が略一定であればよい。油圧用スプリング４０の材質は特に限定しない。通常のばね合金製であればよい。ノズル７、本体２、スプリング座部材６などの材質も特に限定しない。金属、樹脂などを適宜使用することができる。

下流側第一荷重Ｆｄ１、下流側第二荷重Ｆｄ２、上流側第一荷重Ｆｕ１、上流側第二荷重Ｆｕ２の内訳は特に限定しない。例えば、スリーブ弁３１やボール弁４１の自重、浮力などを含んでいてもよい。また、ピストンクーリングジェット１の設置方向により、下流側第一荷重Ｆｄ１、下流側第二荷重Ｆｄ２、上流側第一荷重Ｆｕ１、上流側第二荷重Ｆｕ２の内訳が変わってもよい。一例として、ピストンクーリングジェット１の設置方向が、第一実施形態と上下反対の場合、スリーブ弁３１の自重は下流側第一荷重Ｆｄ１に、ボール弁４１の自重は下流側第二荷重Ｆｄ２に、それぞれ含まれることになる。

第三実施形態のピストンクーリングジェット１においては、スリーブ弁３１にリーク溝３１ｂ、３１ｃを配置したが、流路２０の内周面にリーク溝３１ｂ、３１ｃを配置してもよい。また、スリーブ弁３１の外周面にスプライン形状を付与することにより、リーク溝３１ｂ、３１ｃを配置してもよい。また、スリーブ弁３１を上下方向に貫通するリーク孔を配置してもよい。

１：ピストンクーリングジェット、２：本体、３：油温用バルブ機構部、４：油圧用バルブ機構部、５：上流端ストッパ部、６：スプリング座部材、７：ノズル、９：エンジン。
２０：流路、３０：油温用スプリング（油温用付勢部材）、３１：スリーブ弁、３１ａ：座面、３１ｂ：リーク溝、３１ｃ：リーク溝、３１ｄ：段差部、４０：油圧用スプリング（油圧用付勢部材）、４１：ボール弁、６０：下流端ストッパ部、６１：油圧用座、６２：油温用座、７０：流路、９０：シリンダブロック、９１：ピストン、９２：コンロッド、９３：クランクシャフト、９００：メインオイルギャラリ。
Ｆｄ１：下流側第一荷重、Ｆｄ２：下流側第二荷重、Ｆｕ１：上流側第一荷重、Ｆｕ２：上流側第二荷重、Ｏ：オイル、Ｓ：シール部。

Claims (4)

1. オイルが流れる流路を有する本体と、
   該オイルの油温により付勢力が変化する形状記憶合金製の油温用付勢部材と、該油温用付勢部材に付勢され所定のストロークで該流路内を移動可能な油温感知弁と、を有する油温用バルブ機構部と、
   油圧用付勢部材と、該油圧用付勢部材に付勢され所定のストロークで該流路内を移動可能な油圧感知弁と、を有する油圧用バルブ機構部と、
   を備え、
   該油温感知弁は該油圧感知弁の上流側に離接可能に配置され、
   該油温感知弁と該油圧感知弁とは、ストローク方向が一致し、
   該油温用付勢部材と該油圧用付勢部材とは軸心が一致すると共に、該油温用付勢部材の内側に該油圧用付勢部材が配置され、
   冷間低圧時、該冷間低圧時よりも該オイルの油圧が高い冷間高圧時、該冷間低圧時よりも該油温が高い温間低圧時、該温間低圧時よりも該油圧が高い温間高圧時のうち、
   該冷間低圧時、該冷間高圧時、該温間低圧時においては、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより該流路を閉じ、
   該温間高圧時においては、該油温感知弁と該油圧感知弁とが離間していることにより該流路を開くピストンクーリングジェット。
2. 前記油圧による荷重を含み、前記油温感知弁に上流側から加わる押圧荷重を上流側第一荷重Ｆｕ１、
   前記油温用付勢部材の付勢力を含み、該油温感知弁に下流側から加わる押圧荷重を下流側第一荷重Ｆｄ１、
   該油圧による荷重を含み、前記油圧感知弁に上流側から加わる押圧荷重を上流側第二荷重Ｆｕ２、
   前記油圧用付勢部材の付勢力を含み、該油圧感知弁に下流側から加わる押圧荷重を下流側第二荷重Ｆｄ２として、
   前記冷間低圧時においては、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２かつ（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＞（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立し、該油温感知弁および該油圧感知弁が各々の前記ストロークの上流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより前記流路を閉じ、
   前記冷間高圧時においては、Ｆｄ１＜Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２かつ（Ｆｄ１＋Ｆｄ２）＜（Ｆｕ１＋Ｆｕ２）の関係が成立し、該油温感知弁および該油圧感知弁が各々の該ストロークの下流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより該流路を閉じ、
   前記温間低圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＞Ｆｕ２の関係が成立し、該油温感知弁および該油圧感知弁が各々の該ストロークの上流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが当接していることにより該流路を閉じ、
   前記温間高圧時においては、Ｆｄ１＞Ｆｕ１かつＦｄ２＜Ｆｕ２の関係が成立し、該油温感知弁が該ストロークの上流端に位置し、該油圧感知弁が該ストロークの下流端に位置し、該油温感知弁と該油圧感知弁とが離間していることにより該流路を開く、
   請求項１に記載のピストンクーリングジェット。
3. 前記油温感知弁の前記ストロークの上流端を直接的に規制し、前記油圧感知弁の前記ストロークの上流端を該油温感知弁を介して間接的に規制する上流端ストッパ部と、
   該油圧感知弁の該ストロークの下流端を直接的に規制し、該油温感知弁の該ストロークの下流端を該油圧感知弁を介して間接的に規制する下流端ストッパ部と、
   を備える請求項１または請求項２に記載のピストンクーリングジェット。
4. 前記油温感知弁は、スリーブ弁であり、
   前記油圧感知弁は、該スリーブ弁の軸方向から見て、該スリーブ弁の径方向内側に配置され、該スリーブ弁に下流側から離接するボール弁である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のピストンクーリングジェット。

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