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

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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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