JPH09112267A - 内燃機関のピストン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温度領域では噴射口を開口すると共に、低
温度領域で噴射口を完全に閉じることができる内燃機関
のピストン冷却装置を提供する。 【解決手段】 オイルジェット本体２１にピストン冷却
用オイル導管２８を連通設置すると共に、オイルジェッ
ト本体２１のピストン冷却オイル収容室に摺動可能に設
けられたバルブ２５の外周壁に環状溝２５ａを形成する
と共に、ピストン冷却オイル室に環状溝２５ａに対向す
る収容孔２２ａを形成して、この収容孔２２ａと環状溝
２５ａに低融点合金３０を充填し、この低融点合金３０
が凝固しているときにバルブ２５がオイル供給口２４を
閉塞するようにしてバルブ閉時保持機構を構成し、所定
温度以上の低融点合金３０の溶融時に収容孔２２ａと環
状溝２５ａ内の低融点合金３０を互いに切離して、バル
ブ２５を作動させてオイル供給口２４を開口するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関のピスト
ン冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のピストン冷却装置には
例えば実開昭６３−１２６５１６号公報に記載されたも
のがある。このピストン冷却装置では、図１３に示すよ
うに、シリンダーブロック２の例えばスラスト側の下部
に、ばね付勢された開閉弁４に連通するジェットパイプ
５を設け、シリンダーブロック２に設けたオイル通路内
３のオイル圧力で開閉弁４が開いて、オイル通路３から
冷却オイルがジェットパイプ５に供給されると、ピスト
ン本体１を形成するクラウン部１ａの冠面１ｂの裏側に
向かってジェットパイプ５の先端の噴出孔６から冷却オ
イルが噴射されるようになっている。

【０００３】そして、冷却オイルの噴流は一対のピンボ
ス部に装着したピストンピン７とスカート部８とで形成
される隙間８ａを広がりながら通過してクラウン部１ａ
の冠面１ｂの裏側に到達した後、衝突して反対側に広が
りながら流れた後、スカート部８に沿って流れ落ちるよ
うにしてあり、このような冷却オイルの連続噴射によっ
てクラウン部１ａの冠面１ｂを裏側から冷却するように
なっている。

【０００４】また、図１４（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、オイルを噴射するジェットパイプ５の先端には高低
両温度領域に応じて噴射方向が略一定で噴射断面積を変
える螺旋部材６が設られており、高温度領域では噴出孔
６ａを拡開すると共に、低温度領域では噴出孔６ａを絞
るようにしてある。

【０００５】また、図１５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ジェットパイプ５の先端に高低両温度領域に応じて
噴出孔９ａの断面積を変える円錐部材９が設られている
ものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ジェットパイプ５の先端に設けた噴出孔
６ａ、９ａを拡開する螺旋部材６や円錐部材９では低温
度領域で噴出孔６ａ、９ａを完全に閉じることができ
ず、また開閉の繰り返しによって部材に塑性変形を生じ
て噴出孔６ａ、９ａが拡がって完全に閉塞できないこと
があるという問題点を有していた。

【０００７】この発明は上記の従来の問題点を解決する
もので、高温度領域では噴射口を開くと共に、低温度領
域で噴射口を完全に閉じることができる内燃機関のピス
トン冷却装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明の内燃機関のピストン冷却装置は、オイル
ジェット本体にピストン冷却用オイル導管を連通設置す
ると共に、前記オイルジェット本体のピストン冷却オイ
ル収容室に摺動可能に設けられて、前記ピストン冷却用
オイル導管へのオイル供給口を開閉する圧力弁と、所定
温度領域以下で凝固して前記圧力弁が前記オイル供給口
を閉塞するように作動させる低融点合金から成るバルブ
閉時保持機構とを配備し、このバルブ閉時保持機構は、
低融点合金が所定温度領域以上で溶融したとき、前記圧
力弁が前記オイルジェット本体の油圧と共に前記オイル
供給口を開口するようにした構成を有している。

【０００９】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記圧力弁の外周壁に環状溝を形成すると共
に、前記ピストン冷却オイル収容室に前記環状溝に対向
する収容孔を形成して、この収容孔および前記環状溝
に、前記低融点合金を充填し、この低融点合金が凝固し
ているときに前記圧力弁が前記オイル供給口を閉塞する
ようにして前記バルブ閉時保持機構を構成し、所定温度
以上の前記低融点合金の溶融時に前記収容孔と前記環状
溝内の低融点合金を互いに切離して、前記圧力弁を作動
させて、前記オイル供給口を開口するようにした構成を
有している。

【００１０】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記オイルジェット本体のピストン冷却オイル
収容室の内壁に前記オイル供給口との間に段部を形成
し、この段部に前記オイル供給口と前記ピストン冷却用
オイル導管との間を開閉すべく前記圧力弁を着座させて
おり、また前記圧力弁と前記ピストン冷却オイル収容室
の底部との間で前記低融点合金が充填される合金充填室
を形成すると共に、この合金充填室内に前記圧力弁が前
記オイル供給口を閉塞する方向に付勢するリターンスプ
リングを配設している。

【００１１】更に、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記圧力弁はコップ状を呈しており、その底部
内側に一端が前記ピストン冷却オイル収容室の底部に着
座する前記リターンスプリングの他端を着座させるよに
してもよい。

【００１２】更にまた、この発明の内燃機関のピストン
冷却装置は、前記合金充填室の一部に、前記低融点合金
の溶融時に前記圧力弁の開弁動を許容するための空室を
形成する場合があり、また、前記ピストン冷却オイル収
容室の底部に一端が大気に開口するブリーザ管部を立設
し、このブリーザ管に前記合金充填室の前記空室を大気
に連通させる連通孔を形成する場合がある。

【００１３】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記圧力弁の底部内側に、前記リターンスプリ
ングであるコイルスプリングの一端を着座させて前記圧
力弁と共に移動する有底の筒体を立設し、この筒体の側
面に前記合金充填室を筒内空間に連通させる連通孔を形
成して構成している。

【００１４】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記圧力弁を、ボール弁形状とすると共に、こ
の圧力弁と前記リターンスプリングとしてのコイルスプ
リングとの間にスプリング受け座を有するロッド体を介
在させて構成している。

【００１５】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記ピストン冷却室の底部に、一端が合金充填
室に連通する連通孔を形成し、この連通孔の他端側を金
属ベローズで閉塞して、この金属ベローズの変形によ
り、前記圧力弁の開弁動を許容することも考えられる。

【００１６】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記オイルジェット本体の前記ピストン冷却オ
イル収容室の内壁に、前記オイル供給口との間に段部を
形成し、この段部に前記オイル供給口と前記ピストン冷
却用オイル導管との間を開閉すべく前記圧力弁を着座さ
せており、またこの圧力弁と前記ピストン冷却オイル室
の底部との間で前記低融点合金を充填する合金充填室を
形成すると共に、この合金充填室内に一端が大気に開口
するベローズ体を配置し、このベローズ体を前記ピスト
ン冷却オイル室の底部に固着して、前記ベローズ体の弾
性力を前記圧力弁の復帰力として利用して前記リターン
スプリングを構成する場合もある。

【００１７】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記ピストン冷却室の底部を、ベローズ体で構
成し、このベローズ体の弾性力を前記圧力弁の復帰力と
して利用したり、前記ピストン冷却室の底部と前記圧力
弁との間に第一のベローズ体を配設すると共に、前記底
部の外側に第二のベローズ体を配設して、第一および第
二のベローズ体が形成する一対の空間を連通させて、前
記低融点合金を充填する合金充填室を形成して、前記第
一のベローズ体の弾性力を前記圧力弁の復帰力として利
用して前記リターンスプリングを構成することも考えら
れる。

【００１８】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記圧力弁の外周壁に環状溝を形成すると共
に、前記ピストン冷却オイル室壁に前記環状溝に対向す
る収容穴を形成して、この収容穴および前記環状溝に、
ベローズ体に充填された低融点合金が凝固したときに前
記圧力弁の開弁状態を保持するボール体を設けて前記バ
ルブ閉時保持機構を構成し、前記低融点合金の所定温度
以上における溶融時に前記ボール体を前記環状溝から脱
出可能として前記圧力弁を冷却オイルの油圧により動作
させて、前記オイル供給口を開口するようにしている。

【００１９】また、この発明の内燃機関のピストン冷却
装置は、前記圧力弁の底部内側と前記ピストン冷却室の
底部との間にロッドを立設し、前記底部は一対の弾性板
とこの両弾性板を互いに離間させて合金充填室を形成す
る環状板材から構成し、前記合金充填室内に低融点合金
を充填して、この低融点合金の溶融時に前記ロッドが前
記底部を弾性変形させて、前記圧力弁の開弁動を許容す
るようにしたり、さらには、前記圧力弁の底部内側と前
記ピストン冷却室の底部との間に前記リターンスプリン
グの一端を着座させて前記圧力弁と共に移動するロッド
を立設し、前記底部の外側に弾性体を配設して、前記ロ
ッド下端と前記弾性体との間に前記低融点合金を充填す
る合金充填室を形成して、この低融点合金の溶融時に前
記ロッドが前記弾性体を弾性変形させて、前記圧力弁の
開弁動を許容することが考えられる。

【００２０】ここで、低融点合金は、ビスマス（Ｂ
ｉ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、カドニウム（Ｃｄ）、
アンチモン（Ｓｂ）或いはインジウム（Ｉｎ）などの低
融点金属を適宜組み合わせることにより、任意の温度領
域に応じて溶融・凝固する性質が得られ、しかもその組
成を変えることによって溶融・凝固の温度領域を任意に
選択することができ、これによって、ピストンの高温度
領域では低融点合金が溶融して冷却油圧と共に圧力弁が
オイル供給口を開口して冷却油を噴射させ、低温度領域
では凝固して圧力弁がオイル供給口を閉塞して冷却油の
噴射を遮断することができる。しかも、低融点合金は、
他の合金が配合されない限り設定温度の変動がないの
で、圧力弁の作動は正確であり、噴射口の開口・閉塞を
確実に行うことができる。

【００２１】上記の低融点合金は次のような成分、性質
などを有するものである。即ち、一般にビスマス（Ｂ
ｉ）、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、カドミュム（Ｃｄ）、
インジュウム（Ｉｎ）などの低融点金属は互いに共晶を
作って融点を下げるので、これらの金属を適当に組み合
わせることによりさらに低い温度で溶融する合金が得ら
れる。そして、その組み合わせは、表１の「ビスマスを
主成分とする低融点合金の種類と性質」に示すようなも
のがある。そして、表３は、日本金属学会編「金属デー
タブック」に記載されたものを中心としてまとめたもの
であり、凝固収縮量は、２５mm×２５mm×２５mmの立方
体を試験片を鋳造し、５時間経過後の正規の寸法との差
を測定した値を示している。表１によれば、例えば、符
号（ｄ）は７０℃で溶融するように記載されている。そ
して、これらの溶融開始温度は表の成分比によって任意
に変えることができる。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第一の実施の形
態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。図
１はこの発明のピストン冷却装置を備える内燃機関の断
面図、図２は同ピストン冷却装置の断面図である。

【００２４】図に示すように、内燃機関ピストンのピス
トン本体１０はクラウン部１１とスカート部１２とから
形成されている。クラウン部１１の外周部には複数本の
リング溝１３が形成されており、各リング溝１３にはそ
れぞれリング１４が挿入されている。また、スカート部
１２の内面にはクラウン部１１の冠面１１ａの裏側から
延在する一対のピンボス部１５が対設されており、これ
らのピンボス部１５にはピストンピン１６が装着されて
いる。

【００２５】このようなピストン本体１０は、シリンダ
ブロック１７のシリンダ１８内に摺動可能に収納され
て、ピストンピン１６に一端を連結したコネクティング
ロッド１９を介して図示しないクランクシャフトに連結
支持されると共に、各リング１４がシリンダ１８の内周
壁に常時圧接している。そして、ピストン本体１０はク
ラウン部１１の冠面１１ａに燃焼圧力を受けてシリンダ
１８内を摺動し、コネクティングロッド１８を介してク
ランクシャフトに動力を伝達するようになっている。

【００２６】また、シリンダブロック１７の例えばスラ
スト側の下部にはオイル通路２０が形成され、このオイ
ル通路２０の分岐通路２０ａにはオイルジェット本体２
１が設置されている。つまり、分岐通路２０ａには筒状
のハウジング２２の上端部が螺合され、このハウジング
２２の上端寄りにはオイル通路２０と連通した段部２
３、下端には閉塞部材２６がそれぞれ設けられ、また周
壁部にはオイル供給口２４が設けられている。またハウ
ジング２２の内部はピストン冷却オイル収容室を形成し
ており、このピストン冷却オイル収容室にはコップ状の
バルブ（圧力弁）２５が摺動可能に嵌入されて、閉塞部
材２６との間に縮設したリターンスプリング２７による
付勢によって段部２３に着座している。

【００２７】また、バルブ２５の円周上には環状溝２５
ａが形成されており、この環状溝２５ａに対向する位置
のハウジング２２には収容孔２２ａが形成されて、この
収容孔２２ａから後述する低融点合金３０が注入されて
環状溝２５ａと収容孔２２ａとに充填され、この低融点
合金３０が凝固しているときにバルブ２５がオイル供給
口２４を閉塞するようにしてあり、このバルブ２５と低
融点合金３０とでバルブ閉時保持機構が構成されてい
る。

【００２８】そして、エンジン始動による燃焼室の温度
上昇により低融点合金３０が溶融した後、オイル通路内
２０のオイル圧力が所定以上となった時、リターンスプ
リング２７の力に打ち勝ってバルブ２５が下動して段部
２３から離間しながらオイル供給口２４を開放するよう
になっている。

【００２９】また、ハウジング２２のオイル供給口２４
にはクランク室内に延在するピストン冷却用オイル導管
２８の基端２８ｂが連結されており、このオイル導管２
８の先端には噴出孔２８ａが形成されて、一対のピンボ
ス部１５とピストンピン１６とスカート部１２とで形成
される隙間１２ａを通してクラウン部１１の冠面１１ａ
の裏側を指向している。

【００３０】以上のように構成されたピストン冷却装置
は、低融点合金３０の温度をＴ、低融点合金の融点をＴ
₀ とすると、エンジン始動直後の雰囲気温度の低い時は
Ｔ＜Ｔ₀ であり、バルブ２５に油圧が負荷しても低融点
合属３０がバルブ２５の環状溝２５ａとハウジング２２
の収容孔２２ａとに充填して凝固しているため、バルブ
２５は動かない。従ってオイル供給口２４が閉鎖してい
るので噴出孔２８ａからオイルは出ない。

【００３１】エンジンの暖気運転が終わるころにはＴ≧
Ｔ₀ となり、低融点合金３０が溶融開始し、Ｔ＞Ｔ₀ と
なると低融点合金３０が溶融してオイル通路内２０から
の油圧に耐えられなくなり、さらに油圧がリターンスプ
リング２７の力に打ち勝つと環状溝２５ａと収容孔２２
ａ内の低融点合金３０を互いに切離してバルブ２５が下
方に移動する。そして噴出孔２８ａに通じるオイル供給
口２４が開き噴出孔２８ａよりオイルが噴出する。

【００３２】また、エンジンを停止すると油圧はなくな
りバルブ２５はリターンスプリング２７により元の位置
にもどる。そして環状溝２５ａと収容孔２２ａとに残留
していた低融点合金３０が温度の低下とともに再び凝固
してバルブ２５がロックされる。

【００３３】この発明の第二の実施の形態は図３に示す
ように、ハウジング２２の底部に閉塞部材２６が取り付
けられており、この閉塞部材２６とバルブ２５との間で
低融点合金３０が充填される合金充填室２７ａを形成す
ると共に、この合金充填室２７ａの一部に低融点合金３
０の溶融時にバルブ２５の開弁動を許容するための空室
を形成してある。また、この閉塞部材２６の中心部には
一端が大気に開口するブリーザ管部２６ａが立設されて
おり、このブリーザ管部２６ａの他端は合金充填室２７
ａを大気に連通させる連通孔２６ｃが形成されている。
そして、ブリーザ管部２６ａから低融点合金３０がバル
ブ２５の下端面とスプリング２７の下部とを覆う程度ま
で注入されて凝固させてある。

【００３４】温度Ｔが温度Ｔ₀ を超えると低融点合金３
０が溶融する。さらに油圧がリターンスプリング２７の
力に打ち勝つとバルブ２５は下降し、噴出孔２８ａに通
じるオイル供給口２４が開き噴出孔２８ａよりオイルが
噴出する。このときバルブ２５の内部の気体はブリーザ
管部２６ａを通って閉塞部材２６の下端から大気に出る
ためバルブ２５の動きを妨げることはない。

【００３５】また、バルブ２５の下降に伴って低融点合
金３０の気体との界面が上昇するがブリーザ管部２６ａ
は十分な長さを有して低融点合金３０の流動空間を保持
するように設定されているので、低融点合金３０がブリ
ーザ管部２６ａより溢れて排出されることはない。ま
た、ハウジング２２とバルブ２５の摺動面を通して漏れ
るオイルはバルブ２５に設けられた孔２５ｂによってバ
ルブ２５内部に導かれ、さらにオイルが多くなればブリ
ーザ管部２６ａより排出される。

【００３６】この発明の第三の実施の形態は図４に示す
ように、バルブ３１がボールタイプになっており、この
バルブ３１はスプリング受座３２ａを有するロッド３２
を介してリターンスプリング２７によってバルブシート
２３に押しつけられている。ロッド３２の下部では低融
点合金３０をリターンスプリング２７の端面を覆う程度
まで注入し凝固させてロッド３２の動きを止めるように
してある。また、低融点合金３０が充填された合金充填
室２７ａは大気に開放された空気抜き２２ｂを有する空
間２２ｃと底部で連結している。

【００３７】温度Ｔが温度Ｔ₀ を超えると低融点合金３
０が溶融する。さらに油圧がリターンスプリング２７の
力に打ち勝つとボール３１はロッド３２と共に下降し、
オイル油路２０がオイル収容室３２ｂを介してオイル導
管２８に通じ、オイルが噴出孔２８ａより噴出する。こ
のときオイル収容室３２ａに隣接する空間２２ｃは低融
点合金３０を保持すると共に、空間２２ｃ内の気体は空
気抜き２２ｂを通って外部に排出される。

【００３８】この発明の第四の実施の形態は図５に示す
ように、ハウジング２２下端の閉塞部材２６に上端にフ
ランジ３３ａを備える中空のピストン（筒体）３３が内
接しており、フランジ３３ａにはリターンプリング２７
の端面が接していてピストン３３とともにバルブ２５を
押し上げている。また、低融点合金３０がリターンスプ
リングのある合金充填室２７ａとピストン筒体内３３に
充填してある。そしてピストン３３の上部にはピストン
３３の内外を連通する連通孔３３ｂが設けられており、
ハウジング２２にはバルブ２５とハウジング２２との摺
動面に一端側が接し、他端側が大気に開放された連結孔
２２ｄが穿設されている。

【００３９】Ｔ≧Ｔ₀ において低融点合金３０が溶融し
油圧がリターンプリング２７圧に打ち勝つと、油圧によ
ってバルブ２５が押し下げられ、オイル供給口２４が開
き噴出孔２８ａよりオイルが噴出する。すなわち、低融
点金属が溶融すると充填室２７ａの体積が減少するの
で、ピストン３３が下方に移動すると共に、バルブ２５
が油圧によって押し下げられ、オイル供給口２４が開き
噴出孔２８ａよりオイルが噴出する。

【００４０】Ｔ＜Ｔ₀ においてバルブ２５はロック状態
となる。すなわち、エンジンが停止すると油圧はなくな
り、バルブはリターンスプリング２７により元の位置に
戻る。合金充填室２７ａとピストン筒体内３３の低融点
金属が再び融合し温度の低下と共に、再び凝固しバルブ
はロック状態となる。また、バルブ２５とハウジング２
２の摺動面の隙間を通して漏れるオイルは連結孔２２ｄ
を通して外部に排出される。

【００４１】この発明の第五の実施の形態は図６に示す
ように、リターンプリング２７を支持し中央に連通孔２
６ｂを有する閉塞部材２６の下側にゴム等の弾性体で形
成されたベローズ３４を備えており、合金充填室２７ａ
とベローズ３４の内部に低融点合金３０が充填されてバ
ルブ２５の動きを規制している。

【００４２】Ｔ＞Ｔ₀ において低融点合金３０が溶融し
油圧によってバルブ２５が下方に移動すると合金充填室
２７ａの体積が減少し、低融点合金３０が閉塞部材２６
の連通孔２６ｂを通ってベローズ３４内に移動し、ベロ
ーズ３４は膨張して低融点合金３０の体積を吸収する。
このときオイル供給口２４が開き噴出孔２８ａよりオイ
ルが噴出する。また、油圧がなくなった場合はリターン
プリング２７によってバルブ２５が元にもどりベローズ
３４も収縮する。

【００４３】この発明の第六の実施の形態は図７に示す
ように、プリングの代わりに金属ベローズのような弾性
体３４が閉塞部材２６に接するように既定の寸法に縮め
られて固着されており、弾性体３４の弾性力を利用して
バルブ２５を復帰するようにしてある。そしてバルブ２
５と弾性体３４とハウジング２２で構成される合金充填
室３４ｃに低融点合金３０が充填されている。

【００４４】Ｔ＞Ｔ₀ において、低融点合金３０が溶融
し油圧によって低融点合金３０が弾性体３４に発生させ
ている圧力に打ち勝つと、バルブ２５が下降するととも
に弾性体３４もさらに縮められて、オイル供給口２４が
開きオイル導管２８に連通する。また、油圧がなくなっ
た場合は弾性体３４の弾性力によってバルブ２５が復帰
する。

【００４５】この発明の第七の実施の形態は図８示すよ
うに、前記第六の実施の形態の金属ベローズのような弾
性体３４をハウジング２２の外方に配置し、弾性体３４
の弾性力を利用してバルブ２５を復帰するようにしたも
のである。低融点合金３０は弾性体３４を既定の寸法に
延ばし、バルブ２５を押し上げるような圧力が発生する
ように充填されて凝固している。

【００４６】Ｔ＞Ｔ₀ において、低融点合金３０が溶融
し油圧によって低融点合金３０が弾性体３４に発生させ
ている圧力に打ち勝つと、バルブ２５が下降するととも
に弾性体３４もさらに延ばされて、オイル供給口２４が
開きオイル導管２８に連通する。

【００４７】この発明の第八の実施の形態は図９示すよ
うに、第一の金属ベローズ３４ａと第二の金属ベローズ
３４ｂが中間部で閉塞部材２６を介して連通しており、
閉塞部材２６はハウジング２２に固定されている。第一
の金属ベローズ３４ａはバルブ２５を復帰させる弾性力
を有していると共に、その一端はバルブ２５を押し上げ
ており、バルブ２５がオイル供給口２４を閉鎖してオイ
ルの流れを止めている。また、第二の金属ベローズ３４
ｂは縮んだ状態で成形されており、ベローズ３４ａ、３
４ｂの内部は合金充填室３４ｃを形成して、ここに低融
点合金３０が封入されて凝固している。

【００４８】Ｔ＞Ｔ₀ において低融点合金３０の溶解と
ともに金属ベローズ３４ａ、３４ｂが可動の状態にな
り、油圧が金属ベローズ３４ａの弾性力に打ち勝つとバ
ルブ２５が下降し、オイル供給口２４が開きオイル導管
２８にオイルが流れる。このときバルブ２５の下降とと
もに第一の金属ベローズ３４ａ内の低融点合金３０は第
二の金属ベローズ３４ｂ内に移動しこの金属ベローズ３
４ｂが伸ばされる。

【００４９】この発明の第九の実施の形態は図１０示す
ように、低融点合金３０が封入されている金属ベローズ
３４ａ、３４ｂがフランジ部３４ｃで固定されたアクチ
ュエータ３５がハウジング２２の側面に設けられてお
り、このアクチュエータ３５がバルブ２５の側面に設け
た環状溝２５ａと環状溝に対向してハウジング２２に形
成された収容穴２２ａを介してボール体３６をバルブ２
５に押し付けていてバルブ２５の動きを止めるている。
そしてボール体３６とベローズ３４ａ、３４ｂに充填さ
れ凝固した低融点合金３０とがバルブ２５の閉弁状態を
保持するバルブ閉時保持機構を構成している。

【００５０】Ｔ＞Ｔ₀ において低融点合金３０の溶解と
ともに金属ベローズ３４ａ、３４ｂが可動の状態にな
り、油圧が金属ベローズ３４ａ、３４ｂの弾性力に打ち
勝つとボール体３６が環状溝２５ａから脱出してバルブ
２５が下降し、オイル供給口２４が開きオイル導管２８
にオイルが流れる。このときバルブ２５の下降とともに
金属ベローズ３４ａ内の低融点合金３０は金属ベローズ
３４ｂ内に移動し金属ベローズ３４ｂを伸ばすように作
用する。

【００５１】この発明の第十の実施の形態は図１１示す
ように、金属あるいはゴム弾性体でできた一対のダイヤ
フラム（弾性薄板）３７ａ、３７ｂがリング（環状板
材）３７ｃを介して取り付けられており、ダイヤフラム
３７ａ、３７ｂの内部は合金充填室３７ｄを形成して、
ここに低融点合金３０が封入されている。またダイヤフ
ラム３７ａ、３７ｂ、閉塞部材２６はハウジング２２に
取り付けられており、バルブ２５とダイヤフラム３７ａ
はロッド３８を介して繋がっていて、低融点合金３０の
凝固によってロッド３８がバルブ２５を押し上げてい
る。また、スプリング２７は開弁の設定圧に応じて設置
するが、Ｔ＞Ｔ₀ において低融点合金３０が溶融し油圧
がプリング２７に打ち勝つとロッド３８によってダイヤ
フラム３７ａ、３７ｂが撓んでバルブ２５が下降し、オ
イル供給口２４が開きオイル導管２８にオイルが流れ
る。

【００５２】この発明の第十一の実施の形態は、第九の
実施の形態（図１０）の二個の金属ベローズ３４ａ、３
４ｂをダイヤフラム３７ａ、３７ｂに変えて内部に低融
点合金３０を封入し、チェックボール３６をバルブ２５
に押し付けてるようにしたものである。

【００５３】この発明の第十二の実施の形態は図１２に
示すように、ピストンロッド３８が閉塞部材２６内の貫
通孔２６ｂの中間位置まで挿入されており、閉塞部材２
６の上下端がゴム弾性体３９ａ、３９ｂにて覆われてい
る。また、低融点合金３０がピストンロッド３８の下端
に接するように弾性体３９ｂとの間に形成された合金充
填室３９ｃに封入されている。閉塞部材２６の下部には
低融点合金３０が固化したときに固定するための固定部
材４０が取り付けられている。そして弾性体３９ａ、３
９ｂは低融点合金３０溶融時のピストンロッド３８の上
下の動きに合わせて変形するように構成されている。

【００５４】Ｔ＞Ｔ₀ において低融点合金３０が溶融し
油圧がプリング２７に打ち勝つとバルブ２５がピストン
ロッド３８と共に下降し、オイル供給口２４が開きオイ
ル導管２８にオイルが流れる。

【００５５】この発明の第十三の実施の形態は、第九の
実施の形態（図１２）の二個の金属ベローズ３４ａ、３
４ｂを弾性体３９ａ、３９ｂに変えて、この内部に低融
点合金３０を充填してピストンロッド３８によってボー
ル体３６をバルブ２５に押し付けてるようにしたもので
ある。

【００５６】以上のように、ハウジング２２の合金充填
室や環状溝２５ａなどに低融点合金３０を充填すること
によって、その固有の溶解開始温度を利用して低温時に
はバルブ２５あるいはボール３１の動きを止め、高温時
にはこの動きを止める働きを解除してバルブ２５やボー
ル３１の作動を可能にすることができる。また、低融点
合金３０の成分を変えることによりバルブ２５を任意の
温度でオン・オフすることができ、しかも作動は正確で
あり他の合金が配合されない限り設定温度の変動がな
い。また、前記実施例の低融点合金の融点Ｔ₀ は４０℃
＜Ｔ₀ ＜１５０℃の範囲に限定されるものではない。

【００５７】さらに、バルブ機構をそのまま生かしてあ
るので、バルブの作動のオン・オフにより油の噴射を完
全に制御することができる。しかも従来バルブをほぼそ
のまま利用できるため、大型化の必要がなく、電磁バル
ブと温度センサーからなるシステムに比べて安価であ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
低融点合金が内燃機関の任意の温度領域に応じて溶融・
凝固してバルブを作動・規制するので、ピストンの高温
度領域では低融点合金が溶融して冷却油圧と共に圧力弁
がオイル供給口を開口して冷却油を噴射させ、低温度領
域では凝固して圧力弁がオイル供給口を閉塞して冷却油
の噴射を遮断することができる。しかも低融点合金の組
成を変えることによって溶融・凝固の温度領域を任意に
選択することができ、また低融点合金は他の合金が配合
されない限り設定温度の変動がないので、任意の温度領
域で圧力弁を正確に作動させ噴射口の開口、閉塞を確実
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一の実施の形態のピストン冷却装
置を適用した内燃機関の要部断面図である。

【図２】同ピストン冷却装置の断面図である。

【図３】この発明の第二の実施の形態のピストン冷却装
置の断面図である。

【図４】この発明の第三の実施の形態のピストン冷却装
置の断面図である。

【図５】この発明の第四の実施の形態のピストン冷却装
置の断面図である。

【図６】この発明の第五の実施の形態のピストン冷却装
置の断面図である。

【図７】この発明の第六の実施の形態のピストン冷却装
置の断面図である。

【図８】この発明の第七の実施の形態のピストン冷却装
置の断面図である。

【図９】この発明の第八の実施の形態のピストン冷却装
置の断面図である。

【図１０】この発明の第九の実施の形態のピストン冷却
装置の断面図である。

【図１１】この発明の第十の実施の形態のピストン冷却
装置の断面図である。

【図１２】この発明の第十二の実施の形態のピストン冷
却装置の断面図である。

【図１３】従来のピストン冷却装置を備えた内燃機関の
要部断面図である。

【図１４】（ａ） 同ピストン冷却装置のオイル噴出孔
の断面図である（低温時）。 （ｂ） 同ピストン冷却装置のオイル噴出孔の断面図で
ある（高温時）。

【図１５】（ａ） 同他のオイル噴出孔の断面図である
（低温時）。 （ｂ） 同他のオイル噴出孔の断面図である（高温
時）。

【符号の説明】

２１ オイルジェット本体 ２２ ハウジング ２２ａ 収容孔 ２４ オイル供給口 ２５ バルブ（圧力弁） ２５ａ 環状溝 ２８ ピストン冷却用オイル導管 ３０ 低融点合金

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルジェット本体にピストン冷却用オ
   イル導管を連通設置すると共に、前記オイルジェット本
   体のピストン冷却オイル収容室に摺動可能に設けられ
   て、前記ピストン冷却用オイル導管へのオイル供給口を
   開閉する圧力弁と、所定温度領域以下で凝固して前記圧
   力弁が前記オイル供給口を閉塞するように作動させる低
   融点合金から成るバルブ閉時保持機構とを配備し、この
   バルブ閉時保持機構は、低融点合金が所定温度領域以上
   で溶融したとき、前記圧力弁が前記オイルジェット本体
   の油圧によって前記オイル供給口を開口するようにした
   ことを特徴とする内燃機関のピストン冷却装置。
2. 【請求項２】 前記オイルジェット本体の前記ピストン
   冷却オイル収容室の内壁に前記オイル供給口との間に段
   部を形成し、この段部に前記オイル供給口と前記ピスト
   ン冷却用オイル導管との間を開閉すべく前記圧力弁を着
   座させており、また同オイル収容室内に前記圧力弁が前
   記オイル供給口を閉塞する方向に付勢するリターンスプ
   リングが配設され、前記圧力弁の外周壁に環状溝を形成
   すると共に、前記ピストン冷却オイル収容室に前記環状
   溝に対向する収容孔を形成して、この収容孔および前記
   環状溝に前記低融点合金を充填し、この低融点合金が凝
   固しているときに前記圧力弁が前記オイル供給口を閉塞
   するようにして前記バルブ閉時保持機構を構成し、所定
   温度以上の前記低融点合金の溶融時に前記収容孔と前記
   環状溝内の低融点合金とを互いに切離して、前記圧力弁
   を作動させて前記オイル供給口を開口するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の内燃機関のピストン冷却
   装置。
3. 【請求項３】 前記オイルジェット本体のピストン冷却
   オイル収容室の内壁に前記オイル供給口との間に段部を
   形成し、この段部に前記オイル供給口と前記ピストン冷
   却用オイル導管との間を開閉すべく前記圧力弁を着座さ
   せており、また前記圧力弁と前記ピストン冷却オイル収
   容室の底部との間で前記低融点合金が充填される合金充
   填室を形成すると共に、この合金充填室内に前記圧力弁
   が前記オイル供給口を閉塞する方向に付勢するリターン
   スプリングを配設したことを特徴とする請求項１記載の
   内燃機関のピストン冷却装置。
4. 【請求項４】 前記圧力弁はコップ状を呈しており、そ
   の底部内側に一端が前記ピストン冷却オイル収容室の底
   部に着座する前記リターンスプリングであるコイルスプ
   リングの他端を着座させたことを特徴とする請求項３記
   載の内燃機関のピストン冷却装置。
5. 【請求項５】 前記合金充填室の一部に、前記低融点合
   金の溶融時に前記圧力弁の開弁動を許容するための空室
   を形成したことを特徴とする請求項３又は４記載の内燃
   機関のピストン冷却装置。
6. 【請求項６】 前記ピストン冷却オイル収容室の底部に
   一端が大気に開口するブリーザ管部を立設し、このブリ
   ーザ管に前記合金充填室の前記空室を大気に連通させる
   連通孔を形成したことを特徴とする請求項５記載の内燃
   機関のピストン冷却装置。
7. 【請求項７】 前記圧力弁の底部内側に、前記リターン
   スプリングであるコイルスプリングの一端を着座させて
   前記圧力弁と共に移動する有底の筒体を立設し、この筒
   体の側面に前記合金充填室を筒内空間に連通させる連通
   孔を形成したことを特徴とする請求項５記載の内燃機関
   のピストン冷却装置。
8. 【請求項８】 前記圧力弁を、ボール弁形状とすると共
   に、この圧力弁と前記リターンスプリングであるコイル
   スプリングとの間にスプリング受け座を有するロッド体
   を介在させて構成したことを特徴とする請求項３記載の
   内燃機関のピストン冷却装置。
9. 【請求項９】 前記ピストン冷却室の底部に、一端が合
   金充填室に連通する連通孔を形成し、この連通孔の他端
   側を金属ベローズで閉塞して、この金属ベローズの変形
   により、前記圧力弁の開弁動を許容するようにしたこと
   を特徴とする請求項３記載の内燃機関のピストン冷却装
   置。
10. 【請求項１０】 前記オイルジェット本体の前記ピスト
    ン冷却オイル収容室の内壁に、前記オイル供給口との間
    に段部を形成し、この段部に前記オイル供給口と前記ピ
    ストン冷却用オイル導管との間を開閉すべく前記圧力弁
    を着座させており、またこの圧力弁と前記ピストン冷却
    オイル室の底部との間で前記低融点合金を充填する合金
    充填室を形成すると共に、この合金充填室内に一端が大
    気に開口するベローズ体を配置し、このベローズ体を前
    記ピストン冷却オイル室の底部に固着して、前記ベロー
    ズ体の弾性力を前記圧力弁の復帰力として利用して前記
    リターンスプリングを構成したことを特徴とする請求項
    １記載の内燃機関のピストン冷却装置。
11. 【請求項１１】 前記ピストン冷却室の底部を、ベロー
    ズ体で構成し、このベローズ体の弾性力を前記圧力弁の
    前記リターンスプリングとしたことを特徴とする請求項
    ３記載の内燃機関のピストン冷却装置。
12. 【請求項１２】 前記ピストン冷却室の底部と前記圧力
    弁との間に第一のベローズ体を配設すると共に、前記底
    部の外側に第二のベローズ体を配設して、第一および第
    二のベローズ体が形成する一対の空間を連通させて、前
    記低融点合金を充填する合金充填室を形成して、前記第
    一のベローズ体の弾性力を前記圧力弁の復帰力として利
    用して前記リターンスプリングを構成したことを特徴と
    する請求項３記載の内燃機関のピストン冷却装置。
13. 【請求項１３】 前記圧力弁の外周壁に環状溝を形成す
    ると共に、前記ピストン冷却オイル室壁に前記環状溝に
    対向する収容穴を形成して、この収容穴および前記環状
    溝に、ベローズ体に充填された低融点合金が凝固したと
    きに前記圧力弁の開弁状態を保持するボール体を設けて
    前記バルブ閉時保持機構を構成し、前記低融点合金の所
    定温度以上における溶融時に前記ボール体を前記環状溝
    から脱出可能として前記圧力弁を冷却オイルの油圧によ
    り動作させて、前記オイル供給口を開口するようにした
    ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のピストン冷
    却装置。
14. 【請求項１４】 前記圧力弁の底部内側と前記ピストン
    冷却室の底部との間にロッドを立設し、前記底部は一対
    の弾性板とこの両弾性板を互いに離間させて合金充填室
    を形成する環状板材から構成し、前記合金充填室内に低
    融点合金を充填して、この低融点合金の溶融時に前記ロ
    ッドが前記底部を弾性変形させて、前記圧力弁の開弁動
    を許容するようにしたことを特徴とする請求項３記載の
    内燃機関のピストン冷却装置。
15. 【請求項１５】 前記圧力弁の底部内側と前記ピストン
    冷却室の底部との間に前記リターンスプリングであるコ
    イルスプリングの一端を着座させて前記圧力弁と共に移
    動するロッドを立設し、前記底部の外側に弾性体を配設
    して、前記ロッド下端と前記弾性体との間に前記低融点
    合金を充填する合金充填室を形成して、この低融点合金
    の溶融時に前記ロッドが前記弾性体を弾性変形させて、
    前記圧力弁の開弁動を許容するようにしたことを特徴と
    する請求項３記載の内燃機関のピストン冷却装置。