(57)【要約】【課題】ピストンリングに対してむらなく潤滑油を供給することができ、ピストンリング背面へ潤滑油の蓄積を効率良く行うことができるピストン及びレシプロエンジンを提供する。【解決手段】ピストン２０には、ピストンリング２２が装着されるピストンリング溝よりも先端側の外周面に潤滑油を円周方向に拡散する誘導溝２３が形成される。誘導溝２３は、先端側から後端側に向けて傾斜するように形成され、先端頂部Ａが潤滑油の供給箇所１２に対応する位置に形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンリングが装着されるピストンリング溝よりも先端側の外周面に潤滑油を円周方向に拡散する誘導溝を形成したことを特徴とするピストン。
【請求項２】
前記誘導溝は、先端側から後端側に向けて傾斜するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記誘導溝の先端頂部は、前記潤滑油の供給箇所に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
前記誘導溝は、前記先端頂部を基準にして軸方向に対して線対称に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のピストン。
【請求項５】
前記誘導溝は、周方向に均等配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のピストン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のピストンを用いたことを特徴とするレシプロエンジン。
【請求項７】
前記ピストンが摺動するシリンダ内壁に潤滑油を供給する給油孔が形成されることを特徴とする請求項６に記載のレシプロエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン及びこれを用いたレシプロエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
レシプロエンジン用のシリンダ内壁とピストン外周の間を潤滑する潤滑油を保持するために潤滑油溝を形成したピストンが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に係るエンジン用ピストンでは、ピストン外周面のピストンリング溝下方の凹部以外の全面に、切削条痕による独立した多数の細溝が軸方向と交差する横波型に形成されている。この横波型の細溝は、ピストンの軸方向すなわち上下方向に互いに密接させて平行に形成され、各細溝はピストンの周方向にサインカーブによる６つの谷間を山部間に等間隔で設けた形状になるようバイトによって加工したものである。
【０００４】
そして、このピストンがシリンダの内壁に沿って摺動する際に、細溝が横波型で長く、しかも潤滑油が細溝の山部から谷部に流入することによって、ピストンの凹部へ逃げにくくなり、多量の潤滑油を細溝とシリンダの内壁との間に保持でき、また潤滑油を細溝とシリンダの内壁との間に保持でき、また潤滑油の高圧部が広く、これらの圧力も高くなるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１４９１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された発明では、潤滑油溝はバイトによる切削条痕であって、軸方向と交差する（ピストンリングと平行になる）ように形成した横波型の細溝である。このため、細溝の谷部に保持されている潤滑油はすぐに流出してしまうことから、特に直径の大きいシリンダでは、摺動面を潤滑する潤滑油を長期的に保持しておくことが困難となる問題を有している。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ピストンリングに対してむらなく潤滑油を供給することができ、また、ピストンリング背面へ潤滑油の蓄積を効率良く行うことができるピストン及びそれを用いたレシプロエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るピストン、レシプロエンジンでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明に係るピストンは、ピストンリングが装着されるピストンリング溝よりも先端側の外周面に潤滑油を円周方向に拡散する誘導溝を形成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ピストンリングへ潤滑油をむらなく供給し、ピストンリングの背面へ潤滑油を効率良く蓄積することができる。したがって、潤滑油が摺動面に広範囲に亘って供給されるので、ピストンリングとシリンダの焼き付きを防止することができる。
【００１０】
また、前記誘導溝は、先端側から後端側に向けて傾斜するように形成されることを特徴とする。
また、前記誘導溝の先端頂部は、前記潤滑油の供給箇所に対応する位置に形成されることを特徴とする。
また、前記誘導溝は、前記先端頂部を基準にして軸方向に対して線対称に形成されていることを特徴とする。
また、前記誘導溝は、周方向に均等配置されることを特徴とする。
これにより、潤滑油をピストンリングの全体にむらなく拡散して供給することができる。
【００１１】
第２の発明に係るレシプロエンジンは、第１の発明に係るピストンを用いたことを特徴とする。
また、前記ピストンが摺動するシリンダ内壁に潤滑油を供給する給油孔が形成されることを特徴とする。
これにより、ピストンリングとシリンダの焼き付きを確実に防止することができ、長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ピストンリングへ潤滑油をむらなく供給し、ピストンリングの背面へ潤滑油を効率良く蓄積することができる。したがって、潤滑油が摺動面に広範囲に亘って供給されるので、ピストンリングとシリンダの焼き付きを防止することができる。
よって、レシプロエンジンの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る船舶用レシプロエンジンの概略構成を示す一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るピストン及びシリンダを示す断面図である。
【図３】ピストンリングとピストンリング溝を示す拡大断面図である。
【図４】給油孔と誘導溝の相対位置関係を示す図である。
【図５】誘導溝の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るピストン及びレシプロエンジンの実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る船舶用レシプロエンジン１の概略構成を示す一部断面図である。
船舶用レシプロエンジン１は、シリンダ１０、シリンダ１０の内周壁１１に摺動可能に挿嵌されたピストン２０、ピストン２０の底面に連結されたピストンロッド８、ピストンロッド８の一端に連結されたコネクティングロッド４、コネクティングロッド４に連結された回転駆動軸２等を備えている。
そして、ピストン２０は、回転駆動軸２を介して回転駆動されるコネクティングロッド４により上下方向（鉛直方向に配置した場合）に往復移動するように構成されている。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係るピストン及びシリンダを示す断面図である。
図２に示すように、シリンダ１０の内周壁１１には潤滑油Ｌをピストン２０に対して供給する複数の給油孔１２が形成されている。給油孔１２は、例えば８つ形成され、シリンダ１０の内周壁１１において、ピストン２０の摺動方向の同一位置、かつ、周方向に均等な間隔に形成（均配）されている。
【００１６】
ピストン２０の外周面には、４本のピストンリング溝２１が形成されており、これらピストンリング溝２１にはピストンリング２２が装着される。ピストンリング２２は、給油孔１２から内周壁１１に給油された潤滑油Ｌをピストン２０の上下運動により掻き上げ、掻き下げを行い、ピストンリング２２の外周とシリンダ１０の内周壁１１との摺動面の潤滑を行っている。
【００１７】
図３は、ピストンリングとピストンリング溝を示す拡大断面図である。
図３に示すように、ピストンリング２２の背面とピストンリング溝２１の底面との間に隙間１５が形成される。この隙間１５には、潤滑油Ｌが蓄積されるようになっている。つまり、シリンダ１０とピストン２０の間に供給された潤滑油Ｌは、ピストン２０の上昇移動によりピストンリング２２によって掻き上げられ、ピストンリング２２の上面とピストンリング溝２１の隙間を通して隙間１５に蓄積されるようになっている。
【００１８】
図４は、給油孔と誘導溝の相対位置関係を示す図である。すなわち、図４は、上下に往復運動しているピストン２０（誘導溝２３）から見た給油孔１２の位置関係を表しており、給油孔１２（破線）が上下方向に延びる帯状の領域として示されている。
【００１９】
図４に示すように、ピストン２０の外周面には、給油孔１２から給油された潤滑油Ｌを円周方向に拡散する複数の誘導溝２３が形成されている。誘導溝２３は、各ピストンリング溝２１（ピストンリング２２）の直上、すなわち先端側に円周方向に沿って８つ形成されている。つまり、シリンダ１０の内周壁１１に形成された各給油孔１２とピストン２０の外周面に形成された誘導溝２３とは同一数である。
なお、ピストン２０の先端とは、シリンダ１０に装着した際にシリンダ・ヘッド（燃焼室）側となる端部であり、後端とは、ピストンロッド８側の端部である。
【００２０】
各誘導溝２３は、扁平状への字形に形成されており、への字形の中間点に形成された頂部（先端頂部）Ａから両側の側端部（後端部）Ｂに向けて傾斜する一定長さの溝として形成される。つまり、ピストン２０の先端側から後端側に向けて傾斜するように形成される。
そして、誘導溝２３における頂部Ａは、シリンダ１０の内周壁１１に形成された各給油孔１２に対応する位置に形成される。
【００２１】
したがって、シリンダ１０の内周壁１１に形成された各給油孔１２からシリンダ１０とピストン２０の間に潤滑油Ｌが供給されると、潤滑油Ｌの一部は、ピストン２０の上下運動により、各ピストンリング溝２１（ピストンリング２２）の直上に形成された各誘導溝２３の頂部Ａから誘導溝２３内に流れ込む。
そして、誘導溝２３内に流れ込んだ潤滑油Ｌは、頂部Ａから両側端部Ｂに向けて流下し、更に、両側端部Ｂから再びシリンダ１０とピストン２０の間に流れ出る。つまり、潤滑油Ｌは、誘導溝２３に沿ってピストン２０の周方向に拡散する。
【００２２】
このように、シリンダ１０の各給油孔１２から供給された潤滑油Ｌは、誘導溝２３に沿ってピストン２０の周方向に拡散するので、ピストンリング２２の上面には潤滑油Ｌがむらなく供給される。
【００２３】
こうして、給油孔１２から吐出された潤滑油Ｌは、各ピストンリング２２の上面にむらなく供給され、さらにピストンリング２２の背面に形成される隙間１５に確実に蓄積される。つまり、潤滑油Ｌは、誘導溝２３を介してピストン２０の周方向に拡散して、ピストンリング２２の外周とシリンダ１０の内周壁１１との摺動面を良好に潤滑する。
【００２４】
このように、ピストンリング２２が装着されるピストンリング溝２１の上部外周面に給油孔１２から供給される潤滑油Ｌを円周方向に拡散する誘導溝２３を形成することにより、ピストンリング２２の上面へ潤滑油Ｌをむらなく供給し、ピストンリング２２の背面へ潤滑油Ｌを効率良く蓄積することができる。つまり、本実施形態においては、給油孔１２を３倍（頂部Ａと２つの側端部Ｂ）にしたのと同様の効果を得ることができる。
【００２５】
これにより、ピストン２０の上下に配置された各ピストンリング２２の背面に蓄積された潤滑油Ｌが摺動面に広範囲に亘って供給されるので、ピストンリング２２とシリンダ１０の内周壁１１の焼き付きを防止することができる。
【００２６】
前述した実施の形態で示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２７】
例えば、誘導溝２３は、への字形に形成した例に付き説明したが、これに限らない。誘導溝は所定幅に亘って傾斜した溝として形成されれば良く、直線傾斜溝やハの字状の溝として形成することもできる。
【００２８】
すなわち、図５（ａ）に示すように、誘導溝２４は、一端を先端頂部とし他端を後端部とする直線状の傾斜溝として形成される。そして、この頂部は給油孔１２の位置に対応している。したがって、給油孔１２から吐出した潤滑油Ｌは、誘導溝２４の先端頂部から後端部に向けて流下する。これにより、ピストンリング２２の上面へ潤滑油Ｌをむらなく供給し、ピストンリング２２の背面へ潤滑油Ｌを効率良く蓄積することができる。
【００２９】
また、図５（ｂ）に示すように、誘導溝２５は、ハ字状の傾斜溝として形成される。すなわち、一端を先端頂部とし他端を後端部とする直線状の一対の傾斜溝が、各頂部を近接させつつ、頂部近傍を基準として軸方向に対して線対称に配置する。
そして、誘導溝２５の各頂部は、それぞれ給油孔１２の位置に対応しており、給油孔１２から吐出した潤滑油Ｌは、誘導溝２５の両頂部からそれぞれ流入して後端部に向けて流下する。これにより、ピストンリング２２の上面へ潤滑油Ｌをむらなく供給し、ピストンリング２２の背面へ潤滑油Ｌを効率良く蓄積することができる。
【００３０】
また、誘導溝は直線形状でなく、円弧形であってもよい。また、誘導溝の深さも均一の場合に限らず、不均等であってもよい。また、一つの誘導溝を複数の給油孔に対応するようにしてもよい。
このように、誘導溝の形状、数、給油孔との位置関係は、潤滑油Ｌの供給（拡散）効率等に応じて適宜変更することが好ましい。
【００３１】
また、上記実施形態では、ピストンの周方向に同一形状の誘導溝を複数設ける場合について説明したが、異形状の誘導溝を複数設ける場合であってもよい。給油孔１２がシリンダ１０の内周壁１１の周方向に不均一に配置される場合に有効である。
【００３２】
また、上記実施形態では、ピストンの先端側を鉛直方向に上側に向けて配置した場合について説明したが、ピストンを傾斜、水平配置及び倒立するように配置した場合であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…船舶用レシプロエンジン、  １０…シリンダ、  １１…内周壁（シリンダ内壁）、  １２…給油孔（供給箇所）、  ２０…ピストン、  ２１…ピストンリング溝、  ２２…ピストンリング、  ２３，２４，２５…誘導溝、  Ａ…頂部（先端頂部）、  Ｂ…側端部（後端部）、  Ｌ…潤滑油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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