WO2015108099A1

WO2015108099A1 - オイルジェットバルブの取付構造

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Publication number: WO2015108099A1
Application number: PCT/JP2015/050910
Authority: WO
Inventors: 真也高▲崎▼; 永治宮地
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2016-07-17
Also published as: CN105917087B; JP2015135075A; DE112015000423T5; US9822676B2; JP6030585B2; US20160326920A1; CN105917087A

Abstract

　オイルジェットバルブの取付構造は、内燃機関にシール部材を介して固定されるブラケットと、ブラケットの内部で延びる取付凹部と、内燃機関の内部で延びる挿入孔と、オイルジェットバルブと、オイルジェットバルブに形成される第１段差部と、取付凹部に形成される第２段差部と、第１段差部と第２段差部との間に配設される係止部材とを含んでいる。オイルジェットバルブは第１端と第２端とを有しており、第１端が取付凹部に挿入されるとともに第２端が挿入孔に挿入される。第１段差部は幅大部と幅小部とからなる。第２段差部は幅大部と幅小部とからなる。第１段差部の幅大部の幅が第２段差部の幅小部の幅よりも小さい。第１段差部の幅大部の幅が取付凹部の内面における第１段差部の幅大部に対向する部分の幅よりも小さい。

Description

オイルジェットバルブの取付構造

　本発明は、オイルジェットへのオイル供給量を制御するオイルジェットバルブを内燃機関に取り付ける取付構造に関する。

　内燃機関のピストンにオイルを噴射するオイルジェットが知られている（特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の内燃機関は、オイルが供給されるオイルジェット通路と、オイルジェット通路に接続されたオイルジェットと、オイルジェット通路からオイルジェットへのオイル供給量を調節するためのオイルジェットバルブとを備えている。また上記内燃機関には内燃機関の外部と上記オイルジェット通路とを連通する挿入孔が形成されており、この挿入孔にはオイルジェットバルブが挿入されて固定されている。さらにオイルジェットバルブの外面には外方に向けて突出する形状のフランジが形成されており、このフランジと内燃機関の外面との間にシール部材が挟持されている。このシール部材により、内燃機関の挿入孔とオイルジェットバルブとの間隙を通じた機関外部へのオイル漏れが抑えられる。

特開平１１－１８２２４２号公報

　上述したオイルジェットバルブの取付構造では、内燃機関における挿入孔の形成角度がずれたり、オイルジェットバルブの固定に際してその固定角度がずれたりした場合に、同バルブのフランジと内燃機関の外面（詳しくは、挿入孔の周縁）との対向面の平行度が低くなってしまう。そして、この場合にはフランジや内燃機関の外面とシール部材との接触部分の面圧を十分に高くすることができなくなって、同シール部材によるシール性能の低下を招くおそれがある。

　本発明の目的は、オイルジェットバルブの取付部分におけるオイル漏れを好適に抑えることのできるオイルジェットバルブの取付構造を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明の一態様にかかるオイルジェットバルブの取付構造は、内燃機関にシール部材を介して固定されるブラケットと、前記ブラケットの内部で延びるとともに前記内燃機関と対向する対向面で開口する取付凹部と、前記内燃機関の内部で延びるとともに前記ブラケットと対向する対向面で開口する挿入孔と、第１端と第２端とを有しており、前記第１端が前記取付凹部に挿入されるとともに前記第２端が前記挿入孔に挿入された状態で前記内燃機関に取付けられるオイルジェットバルブと、前記オイルジェットバルブに形成される段差形状の第１段差部であって、前記取付凹部への挿入方向に対し垂直な方向において大きい前記オイルジェットバルブの幅を有しているとともに前記取付凹部へ挿入される前記オイルジェットバルブの挿入部分である幅大部と同幅大部よりも前記内燃機関寄りに形成されて前記垂直な方向において小さい前記オイルジェットバルブの幅を有している幅小部とからなる前記第１段差部と、前記取付凹部に形成される段差形状の第２段差部であって、前記垂直な方向において大きい前記取付凹部の幅を有している幅大部と同幅大部よりも前記内燃機関寄りに形成されて前記垂直な方向において小さい前記取付凹部の幅を有している幅小部とからなる前記第２段差部と、前記第１段差部と前記第２段差部との間に挟まれる位置に配設される係止部材と、を含んでいる。前記第１段差部の幅大部の幅が前記第２段差部の幅小部の幅よりも小さい。前記第１段差部の幅大部の幅が前記取付凹部の内面における前記第１段差部の幅大部に対向する部分の幅よりも小さい。

本発明の一実施形態のオイルジェットバルブの取付構造が適用される内燃機関の概略構成を示す略図。図１の内燃機関およびブラケットの断面図。図２のオイルジェットバルブおよびその周辺の断面構造を拡大して示す断面図。図３のシール部材の平面図。図３のオイルジェットバルブの外面と取付凹部の内面との関係を示す部分断面図。（ａ）および（ｂ）は、取付過程におけるオイルジェットバルブ周辺の部分断面図。変形例のオイルジェットバルブの外面と取付凹部の内面との関係を示す部分断面図。

　以下、オイルジェットバルブの取付構造の一実施形態について説明する。
　図１または図２に示すように、内燃機関１０には、オイルを貯留するオイルパン１１と、オイルパン１１内のオイルを圧送するオイルポンプ１２とが設けられている。また、内燃機関１０の内部にはオイルジェット通路１３が形成されている。このオイルジェット通路１３にはオイルポンプ１２から圧送されたオイルが供給される。さらに、内燃機関１０の内部にはピストン１４に向けてオイルを噴射して吹き付けるオイルジェット１５が取付られている。オイルジェット１５は、オイルジェット通路１３に接続されている。

　内燃機関１０にはオイルジェットバルブ２０（詳しくは、内部に弁体が往復移動可能に設けられたスリーブ）が取り付けられている。このオイルジェットバルブ２０の開弁時には、オイルジェット通路１３を通じたオイルジェット１５へのオイルの供給が許容されて、同オイルジェット１５からオイルが噴射される。一方、オイルジェットバルブ２０の閉弁時には、オイルジェット通路１３を通じたオイルジェット１５へのオイル供給が停止されて、同オイルジェット１５からのオイル噴射も停止される。

　内燃機関１０は、その周辺機器として、例えばマイクロコンピュータなどからなる電子制御装置１６を備えている。電子制御装置１６は、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサの検出信号を取り込むとともに、それら検出信号に基づき各種の演算を行い、その演算結果に基づいてオイルジェットバルブ２０の作動制御など、機関運転にかかる各種制御を実行する。

　次に、オイルジェットバルブ２０の取付構造について説明する。
　図２または図３に示すように、内燃機関１０にはオイルジェットバルブ２０の取付けに用いられるブラケット３０が固定されている。オイルジェットバルブ２０は、ブラケット３０に係止された状態で、同ブラケット３０ともども内燃機関１０に取付けられる。内燃機関１０の内部には、上記ブラケット３０と対向する面において開口するとともに前記オイルジェット通路１３まで延びる形状の挿入孔１７が形成されている。また、ブラケット３０の内部には、上記内燃機関１０と対向する面において開口する形状の取付凹部３１が形成されている。そして、上記オイルジェットバルブ２０は第１端と第２端とを有しており、第１端がブラケット３０の取付凹部３１に挿入および係止された状態であり、且つ第２端が内燃機関１０の挿入孔１７に挿入された状態で内燃機関１０に取付けられる。

　本実施形態では、内燃機関１０とブラケット３０との間にシール部材４０を挟んだ状態でのボルト締結を通じて、同内燃機関１０にブラケット３０が締結固定されている。図４に示すように、シール部材４０は、固定用のボルトを挿通する挿通孔４１とオイルジェットバルブ２０が挿通される挿通孔４２とを備えている。このシール部材４０によって、内燃機関１０とブラケット３０との間からのオイル漏れが抑えられている。ちなみに、内燃機関１０（図３）およびブラケット３０には、オイルジェットバルブ２０を配設する通路（挿入孔１７および取付凹部３１）の他にも、内燃機関１０の内部とブラケット３０の内部とを連通する通路（例えば、図２における通路１８）が形成されている。そのため、シール部材４０（図４）には、それら通路が通過する貫通孔４３も形成されている。

　ここで、上述のようにオイルジェットバルブ２０を取付ける場合に、仮に圧入固定やボルト締結による固定などによってオイルジェットバルブ２０をブラケット３０に強固に固定すると、以下のような不都合が生じるおそれがある。

　この場合には、内燃機関１０へのブラケット３０の固定に際してオイルジェットバルブ２０が内燃機関１０の挿入孔１７に挿入されるときに、内燃機関１０における挿入孔１７の形成角度とブラケット３０におけるオイルジェットバルブ２０の固定角度との関係によって内燃機関１０とブラケット３０との相対位置が定まるようになる。そのため、製造公差などによる挿入孔１７の形成角度のずれや、オイルジェットバルブ２０のブラケット３０への固定時における固定角度のずれが、内燃機関１０とブラケット３０との相対位置にずれを生じさせてしまう。そして、こうした相対位置のずれは内燃機関１０とブラケット３０との合わせ面の平行度を低下させるために、内燃機関１０やブラケット３０とシール部材４０との接触部分の面圧を十分に高くすることができなくなって、シール部材４０によるシール性能を低下させるおそれがある。

　この点をふまえて本実施形態では、オイルジェットバルブ２０のブラケット３０への取付構造として以下のような構造を採用している。
　図３または図５に示すように、オイルジェットバルブ２０は、同バルブ２０の前記取付凹部３１への挿入方向Ｌに垂直な方向において円形状の断面を有するように形成されている。またオイルジェットバルブ２０の外面には、その周囲全周にわたって円環形状で突出するフランジ２１が形成されている。これにより、オイルジェットバルブ２０の外面には、フランジ２１の突端と、同フランジ２１よりも上記内燃機関１０寄りの部分（小径部２４）と、それらを繋ぐ上記フランジ２１の側面（段差面２２）とによって段差形状の第１段差部２３が形成されている。なお本実施形態では、フランジ２１の突端が前記取付凹部３１へ挿入されるオイルジェットバルブ２０の挿入部分である。また、フランジ２１の突端はオイルジェットバルブ２０の幅大部に相当する。オイルジェットバルブ２０の幅大部は、上記取付凹部３１への挿入方向Ｌに対して垂直な方向において、前記突端よりも内燃機関１０寄りのオイルジェットバルブ２０の部分の幅と比較して大きいオイルジェットバルブ２０の幅（図３の上下方向の長さ）を有している。フランジ２１の突端は、大きい外径を有しているオイルジェットバルブ２０の大径部に相当する。また、上記小径部２４が、上記取付凹部３１への挿入方向Ｌに対して垂直な方向において小さいオイルジェットバルブ２０の幅を有している幅小部に相当する。

　ブラケット３０の取付凹部３１は、オイルジェットバルブ２０の同取付凹部３１への挿入方向Ｌに垂直な方向において円形状の断面を有するように形成されている。また取付凹部３１の内面には、上記オイルジェットバルブ２０の周囲全周にわたって円環形状で延びる溝３２が形成されている。これにより、取付凹部３１の内面には、溝３２の底と、取付凹部３１の内面における上記溝３２よりも内燃機関１０寄りの部分（小径部３６）と、それらを繋ぐ上記溝３２の側面（段差面３３）とによって段差形状の第２段差部３４が形成されている。なお本実施形態では、溝３２の底が取付凹部３１の幅大部に相当する。取付凹部３１の幅大部は、前記挿入方向Ｌに対して垂直な方向において、前記溝３２よりも内燃機関１０寄りの取付凹部３１の部分と比較して大きい取付凹部３１の幅を有している。溝３２の底は、大きい内径を有している取付凹部３１の大径部に相当する。また、小径部３６が、前記挿入方向Ｌに対して垂直な方向において小さい取付凹部３１の幅を有している幅小部に相当する。

　上記取付凹部３１の溝３２にはスナップリング３５が嵌め込まれている。スナップリング３５は、一方の面がオイルジェットバルブ２０の第１段差部２３の段差面２２に対向するとともに他方の面が取付凹部３１の第２段差部３４の段差面３３に対向した状態で、それら第１段差部２３および第２段差部３４の間に挟まれる位置に配設されている。

　図５に示すように、本実施形態では、取付凹部３１の小径部３６の内半径Ｄ１と比較して、オイルジェットバルブ２０のフランジ２１の突端の外半径Ｄ２が小さくなっている。また、上記フランジ２１の突端の外半径Ｄ２が、取付凹部３１の内面における上記フランジ２１の突端が対向する部分（対向部３７）の内半径Ｄ３よりも小さくなっている。さらに、オイルジェットバルブ２０のフランジ２１よりも上記内燃機関１０から離間している部分（図５における右側の部分）の外半径Ｄ４が、同部分に対向する取付凹部３１の内面の内半径Ｄ５よりも小さくなっている。なお図５では、理解を容易にするために上記外半径Ｄ２と内半径Ｄ３との差や外半径Ｄ４と内半径Ｄ５との差を誇張して示しているが、実際の差はこれよりも小さい。

　以下、こうしたオイルジェットバルブ２０の取付構造を採用することによる作用効果について説明する。
　先ず、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、オイルジェットバルブ２０の外面におけるフランジ２１突端の外半径Ｄ２（図５参照）が、ブラケット３０の取付凹部３１内面における小径部３６の内半径Ｄ１（図５参照）よりも小さい。そのため、図６（ａ）中に白抜きの矢印で示すように、ブラケット３０にオイルジェットバルブ２０を取付ける際に、同オイルジェットバルブ２０の第１端をブラケット３０の取付凹部３１に挿入することができる。また本実施形態では、オイルジェットバルブ２０の前記取付凹部３１への挿入方向Ｌに垂直な断面が円形状に形成されており、取付凹部３１の上記挿入方向Ｌに垂直な断面が円形状に形成されている。そのため、オイルジェットバルブ２０のブラケット３０への取付けを、外面が断面円形状のものを断面円形状で延びる凹部に挿入するといったように、その位置決めにかかる作業が簡素な作業を通じて行うことができる。

　しかも、図６（ｂ）に示すように、オイルジェットバルブ２０の第１端を取付凹部３１に挿入したときに、同オイルジェットバルブ２０外面の小径部２４と取付凹部３１内面の小径部３６との間に間隙が形成される。そのため図６（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、スナップリング３５を、縮めた状態で上記間隙を通過させて、オイルジェットバルブ２０の第１段差部２３の段差面２２（具体的には、フランジ２１の側面）に突き当たる位置まで移動させることができる。そして、その位置でスナップリング３５を拡げることにより、同スナップリング３５を取付凹部３１の溝３２に嵌め込むことができる。

　これによりスナップリング３５は、取付凹部３１の溝３２内面との係合を通じて上記挿入方向Ｌへの移動が規制された状態になるとともに、オイルジェットバルブ２０外面の第１段差部２３と取付凹部３１内面の第２段差部３４との間に挟まれた状態になる。そのため、このスナップリング３５にオイルジェットバルブ２０の第１段差部２３の段差面２２が当接することにより、同オイルジェットバルブ２０の上記取付凹部３１からの脱出が規制される。このようにスナップリング３５によって、オイルジェットバルブ２０の第１端がブラケット３０の取付凹部３１に脱出不能な状態で支持されるようになる。

　さらに本実施形態では、オイルジェットバルブ２０をブラケット３０に取付けた状態でも、オイルジェットバルブ２０と取付凹部３１との間に間隙（いわゆるガタ）が形成される。また、オイルジェットバルブ２０のフランジ２１の側面（段差面２２）と取付凹部３１内部に固定されたスナップリング３５との係合を通じて、オイルジェットバルブ２０の第１端が取付凹部３１内に係止されている。そのため、オイルジェットバルブ２０と取付凹部３１との間隙の分だけ同オイルジェットバルブ２０端部は取付凹部３１の内部で移動可能になっており、その移動を通じて、図６（ｂ）中に黒塗りの矢印で示すように、オイルジェットバルブ２０の先端が揺動可能になっている。

　そのため、内燃機関１０（図３）にブラケット３０を固定する際に、内燃機関１０の挿入孔１７へのオイルジェットバルブ２０の挿入を、同オイルジェットバルブ２０の先端の揺動が許容された状態で行うことができる。したがって、内燃機関１０における挿入孔１７の形成角度が所望の角度からずれている場合であっても、そうしたずれに合わせてオイルジェットバルブ２０が傾いた状態で挿入孔１７にオイルジェットバルブ２０が挿入されるようになる。これにより、オイルジェットバルブ２０の外面と挿入孔１７の内面との接触によって妨げられることなく、内燃機関１０とブラケット３０との合わせ面の平行度が高くなるように内燃機関１０にブラケット３０を取り付けることができる。そのため、内燃機関１０およびブラケット３０の合わせ面と同合わせ面の間に配設されるシール部材４０との接触部分の面圧を十分に高くすることができ、それら合わせ面からのオイル漏れを好適に抑えることができる。

　以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する利点が得られるようになる。
　（１）内燃機関１０およびブラケット３０の合わせ面からのオイル漏れを好適に抑えることができる。

　（２）スナップリング３５を、縮めた状態でオイルジェットバルブ２０の外面と取付凹部３１の内面との間隙を通過させて、同オイルジェットバルブ２０の第１段差部２３の段差面２２に突き当たる位置まで移動させることができる。そして、その位置でスナップリング３５を拡げることにより、同スナップリング３５を第１段差部２３と第２段差部３４との間に挟まれる位置に配設することができる。

　（３）オイルジェットバルブ２０の前記取付凹部３１への挿入方向Ｌに垂直な断面を円形状に形成し、取付凹部３１の上記挿入方向Ｌに垂直な断面を円形状に形成した。そのため、オイルジェットバルブ２０のブラケット３０への取付けを、その位置決めにかかる作業が簡素な作業を通じて行うことができる。

　なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　・スナップリング３５に代えて、かしめ加工を通じて取付凹部３１の溝３２に係止されるかしめ部材を設けるようにしてもよい。かしめ部材は、次のようにして配設することができる。先ず、オイルジェットバルブ２０の外面と取付凹部３１の内面との間隙を通じてかしめ部材を第１段差部２３の段差面２２に突き当たる位置まで移動させる。そして、その位置で、かしめ加工によってかしめ部材を塑性変形させて、同かしめ部材の外縁を取付凹部３１の溝３２に係合させる。なお、こうした取付構造では、かしめ部材が係止部材に相当する。

　・上記実施形態では、オイルジェットバルブ２０の外面にフランジ２１を形成するとともに、取付凹部３１の内面に溝３２を形成した。これに代えて、図７に示すように、オイルジェットバルブ５０の外面に大きい外径を有している大径部５１と小さい外径を有している小径部５２とからなる段差形状の第１段差部５３を設けてもよい。さらに、取付凹部６１の内面に大きい内径を有している大径部６２と小さい内径を有している小径部６３とからなる段差形状の第２段差部６４を設けてもよい。この場合、第１段差部５３の大径部５１の外径を第２段差部６４の小径部６３の内径よりも小さくすればよい。こうした取付構造によっても、上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。

　・オイルジェットバルブの取付凹部への挿入方向に対して垂直な方向における同オイルジェットバルブの外面形状や取付凹部の内面形状を、断面多角形状にしたり断面楕円形状にしたりするなど、円形以外の断面形状にすることができる。そうした形状としては、オイルジェットバルブの第１端をブラケットの取付凹部に挿入可能な形状であって、同オイルジェットバルブの第２端を内燃機関の挿通孔に挿入可能な形状であれば、任意の形状を採用することができる。

　この場合には、オイルジェットバルブやブラケットを次のような形状に形成すればよい。オイルジェットバルブに段差形状の第１段差部を形成する。第１段差部は、取付凹部へ挿入されるオイルジェットバルブの挿入部分であるとともに取付凹部への挿入方向に対し垂直な方向において大きいオイルジェットバルブの幅を有している幅大部と、同幅大部よりも内燃機関寄りに形成されて小さいオイルジェットバルブの幅を有している幅小部と、を有するように形成される。またブラケットの取付凹部に段差形状の第２段差部を形成する。第２段差部は、上記挿入方向に対し垂直な方向において大きい取付凹部の幅を有している幅大部と、同幅大部よりも内燃機関寄りに形成されて小さい取付凹部の幅を有している幅小部と、を有するように形成される。そして、第１段差部の幅大部の幅を第２段差部の幅小部の幅よりも小さくするとともに、第１段差部の幅大部の幅を取付凹部の内面における上記第１段差部の幅大部に対向する部分の幅よりも小さくする。こうしたオイルジェットバルブの取付構造によれば、上記（１）や（２）に記載の利点に準じた利点を得ることができる。

Claims

　内燃機関にシール部材を介して固定されるブラケットと、
　前記ブラケットの内部で延びるとともに前記内燃機関と対向する対向面で開口する取付凹部と、
　前記内燃機関の内部で延びるとともに前記ブラケットと対向する対向面で開口する挿入孔と、
　第１端と第２端とを有しており、前記第１端が前記取付凹部に挿入されるとともに前記第２端が前記挿入孔に挿入された状態で前記内燃機関に取付けられるオイルジェットバルブと、
　前記オイルジェットバルブに形成される段差形状の第１段差部であって、前記取付凹部への挿入方向に対し垂直な方向において大きい前記オイルジェットバルブの幅を有しているとともに前記取付凹部へ挿入される前記オイルジェットバルブの挿入部分である幅大部と同幅大部よりも前記内燃機関寄りに形成されて前記垂直な方向において小さい前記オイルジェットバルブの幅を有している幅小部とからなる前記第１段差部と、
　前記取付凹部に形成される段差形状の第２段差部であって、前記垂直な方向において大きい前記取付凹部の幅を有している幅大部と同幅大部よりも前記内燃機関寄りに形成されて前記垂直な方向において小さい前記取付凹部の幅を有している幅小部とからなる前記第２段差部と、
　前記第１段差部と前記第２段差部との間に挟まれる位置に配設される係止部材と、を備え、
　前記第１段差部の幅大部の幅が前記第２段差部の幅小部の幅よりも小さく、
　前記第１段差部の幅大部の幅が前記取付凹部の内面における前記第１段差部の幅大部に対向する部分の幅よりも小さい、オイルジェットバルブの取付構造。
　請求項１に記載のオイルジェットバルブの取付構造において、
　前記オイルジェットバルブの外面にはその周囲全周にわたって突出するフランジが形成されており、
　前記フランジの突端が前記第１段差部の幅大部であって、
　前記外面における前記フランジよりも前記内燃機関寄りの部分が前記第１段差部の幅小部であり、
　前記取付凹部の内面には前記オイルジェットバルブの周囲全周にわたって延びる環状の溝が形成されており、
　前記溝の底が前記第２段差部の幅大部であって、
　前記取付凹部の内面における前記溝よりも前記内燃機関寄りの部分が前記第２段差部の幅小部である、
オイルジェットバルブの取付構造。
　請求項１または２に記載のオイルジェットバルブの取付構造において、
　前記係止部材は、スナップリングである、
オイルジェットバルブの取付構造。
　請求項１～３のいずれか一項に記載のオイルジェットバルブの取付構造において、
　前記オイルジェットバルブは、該オイルジェットバルブの前記取付凹部への挿入方向に垂直な方向において円形状の断面を有しており、
　前記第１段差部の幅大部は大きい前記オイルジェットバルブの外径を有している大径部であって、前記第１段差部の幅小部は小さい前記オイルジェットバルブの外径を有している小径部であり、
　前記取付凹部は、前記オイルジェットバルブの前記取付凹部への挿入方向に垂直な方向において円形状の断面を有しており、
　前記第２段差部の幅大部は大きい前記取付凹部の内径を有している大径部であって、前記第２段差部の幅小部は小さい前記取付凹部の内径を有している小径部である、
オイルジェットバルブの取付構造。