JP4422824B2 - エンジンブロックへの冷却ノズルの取付方法、及び、冷却ノズルとエンジンブロックとの組合構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却ノズル(オイルノズル)又はオイルスプレーを往復ピストンの下側に向けて配置するためのエンジンブロックへの冷却ノズルの取付方法、及び、冷却ノズルとエンジンブロックとの組合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
冷却ノズル(オイルノズル)又はオイルスプレーをピストンの下側に向けて配置して、ピストンを冷却することは周知である。このために、冷却ノズルはエンジンブロックに押さえねじによって固定され、その押さえねじを介してエンジンブロックのオイルギャラリーに連結される。従来は、ノズルの基部又は取付カラーの孔に挿通された押さえねじが、エンジンブロック内において冷却ノズルを正確に位置決めして心合わせする手段としての役目を担っていたが、冷却ノズルの位置決めに絶対に必要な精度を確保するためには、エンジンブロック内の孔の穴開け及びねじ切り加工の双方において、非常に正確な機械加工が要求される。これに関連して、クランクシャフト及びコネクティングロッドとピストンとの間の隙間は、通常では5mmであり、最小では3mmのこともあり得るということに留意すべきである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的の一つは、高精度機械加工に頼らずに冷却ノズル(オイルノズル)の正確な心合わせ位置決めを確実に達成でき、しかも、オイルが自由に邪魔されることなく冷却ノズルに流れ込むことを保証し得るようなエンジンブロックへの冷却ノズルの取付方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の実施形態によれば、冷却ノズルをエンジンブロックに取付ける方法が提供される。この冷却ノズルは、円筒状外表面を持つ環状の取付カラーと、この取付カラーからほぼ半径方向に延出するチューブとをそれぞれ有している。この第1の実施形態に係る取付方法は、エンジンブロック内のオイルギャラリーと交差する孔をエンジンブロックに開ける工程と、冷却ノズルの取付カラーを受け止めて位置決めするために、孔の開口の周囲のシリンダーブロックの表面に円筒状凹部を機械加工する工程と、孔にねじを切る工程と、円筒状凹部の中に冷却ノズル(オイルノズル)の取付カラーを設置する工程と、押さえねじを取付カラーを介してねじ孔に挿入して円筒状凹部の中に取付カラーを保持する工程とから成り、前記押さえねじにより、オイルがエンジンブロック内のオイルギャラリーから冷却ノズルの取付カラーに流れ込むのが許容される。
【0005】
本発明において、エンジンブロック内のオイルノズルの位置は、ねじ孔と押さえねじの位置では決まらず、ねじ孔のまわりのエンジンブロックの表面に機械加工された凹部とオイルノズルの取付カラーの外表面との係合によって決まる。この結果、孔の中にねじ溝を切っている最中に心合わせミスが発生しその結果押さえねじに心合わせミスが発生しても、エンジンブロック内のオイルノズルの正確な位置決めには影響しない。
【0006】
エンジンブロック内でのオイルノズルの位置決め精度の改善に加えて、従来ではオイルノズルが取付けられるエンジンブロックの全表面を平らに加工しなければならなかったのに対して、本発明ではオイルノズルが取付けられる円筒状凹部だけが機械加工されたシーリング面であればよいという点で、本発明はコスト削減をもたらす。
【0007】
この発明の好ましい態様においては、円筒状凹部と孔は適切な形の穴開け工具を使って同時に形成される。これによって、より大きなコスト削減が達成されるだけでなく、孔が円筒状凹部内で確実に中心に合わせられると共に、オイルノズルの取付カラーが密封される表面に対して確実に垂直となる。
【0008】
押さえねじの表面に一つ以上の軸方向に延びるオイル溝を有する空隙を設け、そしてその空隙の中に溝よりも浅いねじを切ることによって押さえねじを形成するのが更に好ましい。これにより、エンジンブロック内のオイルギャラリーからオイルノズルの取付カラーにオイルが流れ込むための溝を有する押さえねじを、単一の機械加工作業によって形成することができる。
【0009】
オイルノズルの取付カラーの中心をエンジンブロックに対して正確に位置決めすることに加えて、取付カラーから半径方向に延びるオイルノズルのチューブのオリエンテーション(配向方向)を正確に決めることが必要である。
【0010】
この目的を達成するために、オイルノズルの基部の一部を形成しかつ取付カラーからほぼ半径方向に延びるアーム上に、位置決め用スピゴットを突設し、かつエンジンブロックに第2の孔を開け、この第2の孔にて上述の位置決め用スピゴットを受け止めることを可能ならしめる。
【0011】
第1の孔(円筒状凹部)と同じ直径の第2の孔を形成することが、両方の孔に同じ穴開けスピンドルを使用できるので、好ましい。さらに、オイルノズルの半径方向に延びるアーム上の位置決め用スピゴットは、エンジンブロック内のオイルノズルのオリエンテーションに影響を与えずに、エンジンブロック内の2つの孔間の間隔にいくらかの誤差を許容するために、2つの正反対に向かい合った平面を持つように形成することが好ましい。
【0012】
本発明の第2に実施形態によれば、エンジンブロックに取付けられて、オイルを往復ピストンの下側に向けるオイルノズルが提供される。そして、
a) オイルノズルは、円筒状外表面を有する環状の取付カラーと、この取付カラーからほぼ半径方向に突出するチューブとで構成され、
b) エンジンブロックは、エンジンブロックの表面に開けられ、かつ、エンジンブロック内のオイルギャラリーと交差するように穴開けされてねじが切られたねじ孔と、孔の開口の周囲のシリンダーブロックの表面に機械加工され、オイルノズルの取付カラーを受け止めて位置決めする円筒状凹部とを有するように形成され、
c) 押さえねじは、取付カラーを介してねじ孔に挿入されてその取付カラーをエンジンブロックの円筒状凹部内で保持すると共に、オイルをエンジンブロック内のオイルギャラリーからオイルノズルの取付カラーに流れ込ませるように機能する、
ことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明の位置実施形態につき添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
【0014】
図1はエンジンブロック10の一つのシリンダーの断面図であり、図1に示す状態では、ピストン12がその行程の最下部に配置されている。ピストン12を冷却するために、冷却ノズル(オイルノズル)14からオイルがピストン12の下側に向けて噴射されるようになっている。図2に明瞭に示されているように、この冷却ノズル14は、環状の取付カラー16と半径方向に延びるアーム18とから成る基部を有している。2つの平面22,24を有する位置決め用スピゴット20が、そのアーム18から突出している。使用中においては、エンジンオイルがその環状カラー16に入り、そして半径方向に延びるチューブ38を介して排出孔40に流れ、そこからオイルは噴流として排出される。
【0015】
上述の冷却ノズル14は、環状カラー16の中心孔26を介して、エンジンブロック10に開けられかつねじが切られたねじ孔30に螺着される押さえねじ28によって、エンジンブロック上10に保持されている。このねじ孔30は、エンジンオイルポンプによって加圧されたオイルが入っているオイルギャラリー32又は旋条内に延びている。
【0016】
図1から明瞭に分かるように、冷却ノズル(噴射ノズル)14のために利用できるスペースは非常に限られていて、ピストン12のスカート部34やクランクシャフト等の如何なる部分との衝突をも避けなければならないので、冷却ノズル14の正確な位置決めが要求され、その配設位置は図1において円36で示される領域に限定される。
【0017】
従来では、ピストン12の冷却ノズル14が取付られているエンジンブロック10の下面全部が平坦に加工され、そして各冷却ノズル14の配設位置がエンジンブロック10に対してこれを保持する押さえねじ28の取付位置によって決められるようになっている。このため、ねじ孔30の穴開けにおいてだけでなく、ねじ切りにおいても精度が要求される。
【0018】
ここで、図3を参照すると、本発明においては、冷却ノズル14の取付カラー16は平坦面上に設置されるのではなく、押さえねじ28を受け止めるねじ孔30を囲む円筒状凹部44内に挿入された状態で設置されている。この円筒状凹部44は、ねじ孔30を開けるのに使用された工具と同じものを使用して形成される。周知の如く、ねじ孔を開けるときの精度は、ねじ孔の中心を決めるときの精度よりも高く、従って円筒状凹部44の位置は押さえねじ28の中心軸よりも高い精度で決めることができる。同様に、環状の取付カラー16の位置も円筒状凹部44の配設位置によって決定され、そのため、より正確に位置決めすることができる。ねじ孔30を開けるのと円筒状凹部44を掘るのとに同じ工具が使用されるので、この二つは自動的に同心となり、円筒状凹部44のシール面はねじ孔30の軸に対して自動的に垂直となる。
【0019】
冷却ノズル14の基部のオリエンテーション(配向方向)を決めるために、より浅い第2の孔42が、好ましくは同じ工具を使用して、エンジンブロック10に開けられ、冷却ノズル14の基部に繋がるアーム18の端部のスピゴット20を受け止める。このスピゴット20の両側面は平面22,24なので、もしこの第2の孔42がスピゴット20よりも少し大きな直径を持っていれば、エンジンブロック10に対する冷却ノズル14の角度的位置に大きな影響を与えることなく、ねじ孔30と第2の孔42との間の間隔に若干の許容誤差を与えることができる。
【0020】
ところで、従来では、上述の押さえねじ28が冷却ノズル14の基部の位置決めに使用されていたので、押さえねじ28の外径は取付カラー16の中心孔26の直径と同じでなければならなかった。さらに、オイルがオイルギャラリー32から冷却ノズル14の取付カラー16に流れ込むことができるような通路を設けるように機械加工する必要があった。
【0021】
これとは対照的に、本発明では、押さえねじ28は、冷却ノズル14の位置決めのために使用していない。それどころか、押さえねじ28は取付カラー16の中心孔26の中心から外れることも起こり得るので、押さえねじ28の軸部(ステム)と環状の取付カラー16との間にクリアランス(隙間)があってもよく、むしろ、そのクリアランスがなければならない。このため、取付カラー16内に配置される押さえねじ28の軸部の部分50を図4に示されるようにしてもよい。この場合、心合わせミスを見込み、そしてオイルがチューブ38や排出孔40に流れるための環状ギャップを構成するために、縮小した直径を持つ前記軸部の部分50が取付カラー16内に配置される。また、押さえねじ28の軸部の部分50は、ねじ部54よりも深い一つ以上の軸方向に延びるオイル溝(面溝)52を有するように形成してもよい。これらの溝52は、押さえねじ28の空隙(ブランク領域)に形成してもよく、そしてこれらはねじ54よりも深いので、雄ねじによって影響されることはない。その結果、押さえねじ28は単一の作業により簡単に形成でき、しかもその寸法の中にはエンジンブロック10上における冷却ノズル14の心合わせに決定的な影響を与えるものは何も無い。
【0022】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、高精度機械加工に頼らずに冷却ノズル(オイルノズル)の正確な心合わせ位置決めを確実に達成でき、しかも、オイルが自由に邪魔されることなく冷却ノズルに流れ込むことを保証することができる。また、エンジンブロック内の冷却ノズルの位置は、ねじ孔と押さえねじの位置では決まらず、ねじ孔のまわりのエンジンブロックの表面に機械加工された凹部と冷却ノズルの取付カラーの外表面との係合によって決まるため、孔の中にねじ溝を切っている最中に心合わせミスが発生しその結果押さえねじに心合わせミスが発生しても、エンジンブロック内における冷却ノズルの位置決めを正確に行なうことができる。また、従来では冷却ノズルが取付けられるエンジンブロックの全表面を平らに加工しなければならなかったのに対して、本発明では冷却ノズルが取付けられる円筒状凹部だけが機械加工されたシーリング面であればよいので、加工コストの削減が可能である。さらに、円筒状凹部及びねじ孔を適切な形の穴開け工具を使って同時に形成することにより、より大きなコスト削減が可能となるばかりでなく、ねじ孔が円筒状凹部内で確実に中心に合わせられると共に、冷却ノズルの取付カラーが密封される表面に対して確実に垂直にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】冷却ノズルを備えたエンジンブロックの断面図である。
【図2】冷却ノズルを上側から見た概略平面図である。
【図3】所定の位置に取付けられた冷却ノズルを備えたエンジンブロックの部分断面図である。
【図4】冷却ノズルを所定の位置に取付けるために使用される押さえねじの側面図である。
Claims (9)
- 円筒状の外表面を有する環状の取付カラー(16)と、この取付カラー(16)からほぼ半径方向に延出するチューブ(38)とを備える冷却ノズル(14)を、エンジンブロック(10)に取付けるための取付方法において、
前記エンジンブロック(10)内のオイルギャラリー(32)と交差するように、前記エンジンブロック(10)に孔(30)を開ける工程と、
前記冷却ノズル(14)の前記取付カラー(16)を受け止めて位置決めするために、前記孔(30)の周囲のシリンダーブロック(10)の表面に円筒状凹部(44)を機械加工する工程であって、前記円筒状凹部(44)及び前記孔(30)は、一方では前記凹部(44)と前記孔(30)が同心であり、他方では前記凹部(44)の機械加工された密封面が前記孔(30)の軸と直交するように、適切な形状を備えた穴開け工具を用いて同時に形成される工程と、
前記孔(30)にねじを切る工程と、
前記冷却ノズル(14)の前記取付カラー(16)を前記凹部(44)内に設置する工程と、
オイルを前記エンジンブロック(10)内のオイルギャラリー(32)から前記冷却ノズル(14)の前記取付カラー(16)に流れ込ませることができ、前記取付カラー(16)内で半径方向に遊びがある押さえねじ(28)を、前記取付カラー(16)を介して前記ねじ孔(30)に挿入して前記取付カラー(16)を前記凹部(44)内に保持する工程と、
前記押さえねじ(28)によって前記取付カラー(16)を前記凹部(44)の前記密封面に対して密封する工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記押さえねじ(28)は、軸方向に延びる一つ以上のオイル溝(52)をその表面に有するねじブランクを用意し、前記オイル溝(52)よりも浅いねじ(54)を前記ねじブランクに切ることによって形成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 位置決め用スピゴット(20)が、前記冷却ノズル(14)の基部の一部を形成し、かつ、前記取付カラー(16)からほぼ半径方向に延びるアーム(18)の上に突設され、前記位置決め用スピゴット(20)を受け止めるための第2の孔(42)が前記エンジンブロック10内に開けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第2の孔(42)は、前記第1の孔(30)と同じ直径に形成され、前記第2の孔(42)が前記第1の孔(30)と同じ工具を用いて開けられることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- オイルを往復ピストン(12)の下側に向けて方向づけるためにエンジンブロック(10)に取付けられる冷却ノズル(14)とエンジンブロック(10)との組合構造において、
前記冷却ノズル(14)は、円筒状の外表面を有する環状の取付カラー(16)と、前記取付カラー(16)からほぼ半径方向に延出するチューブ(38)とを備え、
前記エンジンブロック(10)には、前記エンジンブロック(10)の表面に開けられ、前記エンジンブロック(10)内のオイルギャラリー(32)と交差するようにドリル加工されタッピング加工されたねじ孔(30)が形成され、
前記エンジンブロック(10)には、前記シリンダーブロック(10)の表面に機械加工された円筒状凹部(44)がさらに形成され、前記シリンダーブロック(10)は前記冷却ノズル(14)の取付カラー(16)を受け止めて位置決めするための前記孔(30)の開口を囲んでおり、前記円筒状凹部(44)及び前記孔(30)は、一方では前記凹部(44)と前記孔(30)が同心であり、他方では前記凹部(44)の機械加工された密封面が前記孔(30)の軸と直交するように、適切な形状を備えた穴開け工具を用いて同時に形成され、
押さえねじ(28)が、前記取付カラー(16)を介して前記ねじ孔(30)に、半径方向に遊びがあるように挿入され、前記取付カラー(16)を前記凹部(44)内に保持し、前記取付カラー(16)を前記凹部(44)の前記密封面に対して密封し、前記押さえねじ(28)によりオイルを前記エンジンブロック(10)内のオイルギャラリー(32)から前記冷却ノズル(14)の前記取付カラー(16)に流れ込ませるようになっていることを特徴とする組合構造。 - 前記押さえねじ(28)が、小径部(50)を有するねじ軸(54)と、前記ねじ軸(54)の表面を前記小径部(50)からねじ部を介して前記押さえねじ(28)の自由端にまで軸方向に沿って延在するオイル溝(52)とを有していることを特徴とする請求項5に記載の組合構造。
- 位置決め用スピゴット(20)が、前記冷却ノズル(14)の基部の一部を形成し、かつ、前記取付カラー(16)からほぼ半径方向に延びるアーム(18)に突設され、前記位置決め用スピゴット(20)を受け止めるための第2の孔(42)が前記エンジンブロック(10)内に形成されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の組合構造。
- 前記第2の孔(42)は、前記第1の孔(30)と同じ直径に形成され、前記第2の孔(42)が前記第1の孔(30)と同じ工具を用いて開けられていることを特徴とする請求項7に記載の組合構造。
- 前記位置決め用スピゴット(20)は、前記第2の孔(42)より小さい外径を有し、前記エンジンブロック(10)に開けられた前記孔(30,42)の間の距離の許容誤差を増すために、2つの平面(22,24)を有していることを特徴とする請求項7又は8に記載の組合構造。
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