JP6376859B2 - 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。

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、粉末冶金により形成され、前記弁胴を支持する支持部とを備える。

また、前記支持部は、平板状をなし、その厚さ方向に延びる弁胴挿入孔が形成され、前記弁胴は、前記弁胴挿入孔に挿入されて前記支持部に支持される被支持部と、前記支持部から突出する突出部とを備えても良い。

また、前記弁胴を通過した前記加圧オイルを前記外部に供給するためのノズルを更に備え、前記支持部および前記被支持部には、前記支持部の側面から延びるノズル挿入孔が形成され、前記ノズルの基端部は、前記ノズル挿入孔に挿入され、前記支持部および前記被支持部に対し固定されても良い。

また、前記弁胴は、前記突出部の側面が前記厚さ方向と平行をなすように、前記支持部に支持されても良い。

また、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

また、前記弁胴は、前記厚さ方向に直交する方向に突出するフランジ部を有しても良い。

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。

本発明の実施形態に係るオイルジェット装置の一部断面構成図を示す。 、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。 オイルジェット装置の製造（組立）工程を示す図である。

本発明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、本実施形態に係るオイルジェット装置の一部断面構成図を示す。図２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。

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、金属粉末（例えば、鉄系の粉末）を金型でフォーミングし、焼結することにより製品を製造する、いわゆる粉末冶金により成形された焼結品である。また、支持部１０は、平板状をなし、第１主面１１と、第２主面１２と、側面１３と有する。第１主面１１および第２主面１２は、平坦状をなし、互いに平行である。側面１３は、第１主面１１と第２主面１２とに直交するように接続されている。なお、第１主面１１がエンジンブロックに対向する面である。

また、支持部１０には、エンジンブロックに取り付ける時にボルト４（図３（ｅ））が挿入されるボルト挿入孔１４と、弁胴２０が挿入される弁胴挿入孔１５と、ノズル３を挿入するためのノズル挿入孔１６が形成されている。ボルト挿入孔１４および弁胴挿入孔１５は、支持部１０の厚さ方向に延びて貫通し、第１主面１１および第２主面１２で開口している。ノズル挿入孔１６は、一端が側面１３で開口し、他端が弁胴挿入孔１５に開口するように形成されている。弁胴挿入孔１５とノズル挿入孔１６とは、互いに直交するように形成されている。また、弁胴挿入孔１５の第１主面１１側には段差部１７が形成されている。なお、支持部１０は、ボルト挿入孔１４および弁胴挿入孔１５を有するように粉末冶金法により成形される。

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が支持部１０の弁胴挿入孔１５に圧入されることにより、支持部１０に支持されている。弁胴２０は、その軸Ｘが支持部１０の厚さ方向とは平行をなすように支持部１０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１６とに連通する排出孔２１ａが形成されている（図３（ｂ）も参照）。被支持部２１には、段差部２１Ｂが設けられ、段差部２１Ｂにより、排出孔２１ａの貫通孔２０ａ側の直径が、ノズル挿入孔１６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１６側の直径は、ノズル挿入孔１６とほぼ同じ直径を有する。突出部２２は、第１主面１１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。また、被支持部２１の外周面２３および突出部２２の外周面（外面）２４は、軸Ｘに平行に延び、突出部２２の外周面（外面）２４は、第１主面１１と直角をなしている。

また、弁胴２０には、外方（軸Ｘに直交する方向）に突出するフランジ部２５が設けられており、フランジ部２５は、段差部１７に配置されるように構成されている。そして、フランジ部２５の上面２５Ａは第１主面１１に対し、面一もしくはわずかに第２主面１２側（例えば０．０２ｍｍ）に位置するように構成されている。また、フランジ部２５の上面２５Ａは、突出部２２の外周面２４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筒状をなし、第２主面１２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２６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が弁座か２５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１６および排出孔２１ａのノズル挿入孔１６側部分に挿入され、支持部１０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１６と排出孔２１ａのノズル挿入孔１６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と支持部１０との接触面のみならず、支持部１０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、支持部１０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、粉末冶金法で製造した焼結品である支持部基材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。支持部基材４０は、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、弁胴基材５０の被支持部２１を支持部基材４０の弁胴挿入孔１５に圧入し、ミーリング加工により、支持部基材４０に対しノズル挿入孔１６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に段差部２１Ｂが設けられるように形成される。

支持部基材４０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（ｃ）に示すように、支持部１０のノズル挿入孔１６および弁胴２０の排出口２０ａ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を支持部１０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と支持部１０との接触面のみならず、支持部１０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、被支持部２１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が粉末冶金により形成される焼結品であり、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を構成する材料に占める金属粉末の割合を減少させることができる。これにより、比較的高価な材料である金属粉末の使用量を減少させることができるので、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、支持部１０は、平板状をなし、その厚さ方向に延びる弁胴挿入孔１５が形成され、弁胴２０の被支持部２１が弁胴挿入孔１５に挿入されて弁胴２０は支持部１０に支持されている。このように、焼結品である支持部１０が平板状をなしているので、圧粉工程で使用する金型を簡略化することができ、オイルジェット装置１を容易かつ低コストで製造することができる。さらに、支持部１０を構成する第１主面１１を良好な平たん度にすることができる。

また、ノズル３の基端部３Ａが、支持部１０の側面から延び、ノズル挿入孔１６および排出孔２１ａの一部からなるノズル挿入孔に挿入され、支持部１０および弁胴２０の被支持部２１に対し固定されている。よって、ノズル３の基端部３Ａを、軸Ｘに沿う方向（支持部１０の厚さ方向）において弁胴２０が支持部１０から抜けるのを防止する抜け止めとして機能させることができる。

また、弁胴２０は、その突出部２２の外周面２４が、支持部１０の厚さ方向と平行をなすように、支持部１０に対し固定されている。そして、支持部１０は、平板状をなしているので、その第１主面１１は優れた平たん度を有し、弁胴２０は、冷間鍛造により成形されているので、支持部１０の第１主面１１と、弁胴２０の突出部２２の外周面（側面）２４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、オイル漏れを防止することができる。従って、突出部２２にＯリングを嵌める溝を形成して、Ｏリングを当該溝に嵌めて突出部２２に装着する必要がなくなるので、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、弁体部３０を収容する弁胴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、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。

また、弁胴２０は、支持部１０の厚さ方向に直交する方向に突出するフランジ部２５を有する。そして、弁胴２０は、冷間鍛造加工にて成形されているので、フランジ部２５の上面２５Ａと突出部２２の外周面２４との直角度を容易に確保することができる。

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、焼結品である支持部１０の材料は、鉄系の粉末であったが、これに限らず、銅系、鉄銅系、ステンレス系の粉末であっても良い。また、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。

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：オイルジェット装置、３：ノズル、３Ａ：基端部、１０：支持部、１１：第１主面、１５：弁胴挿入孔、１６：ノズル挿入孔、２０：弁胴、２１：被支持部、２２：突出部、２４：外周面、２５：フランジ部、３０：弁体部

Claims (4)

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、
   粉末冶金により形成され、前記弁胴を支持する支持部と、を備え、
   前記支持部は、平板状をなし、第１主面および第２主面を有し、その厚さ方向に延びる弁胴挿入孔が形成され、
   前記弁胴は、前記弁胴挿入孔に挿入されて前記支持部に支持される被支持部と、前記支持部の前記第１主面から突出する突出部とを備え、
   前記弁胴は、前記厚さ方向に直交する方向に突出するフランジ部を有し、
   前記フランジ部は、前記支持部の前記第１主面側に形成された段差部内に配置され
   前記フランジ部の前記突出部側の面は、前記第１主面よりも前記第２主面側に位置する、オイルジェット装置。
2. 前記弁胴を通過した前記加圧オイルを前記外部に供給するためのノズルを更に備え、
   前記支持部および前記被支持部には、前記支持部の側面から延びるノズル挿入孔が形成され、
   前記ノズルの基端部は、前記ノズル挿入孔に挿入され、前記支持部および前記被支持部に対し固定されている請求項１に記載のオイルジェット装置。
3. 前記弁胴は、前記突出部の側面が前記厚さ方向と平行をなすように、前記支持部に支持されている請求項１または請求項２に記載のオイルジェット装置。
4. 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３のいずれか一項に記載のオイルジェット装置。
   

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