(57)【要約】【課題】  クーリングチャンネル内のオイルの流動が効率的にできるようにして、ピストンの充分な冷却が可能な内燃機関を提供する。【解決手段】  ピストン１０内部に形成されたクーリングチャンネル３０と、該クーリングチャンネル３０に連通されオイルジェットから噴射されるオイルを受入れるオイル導入孔３２とを備えるピストンを有する内燃機関において、前記ピストン１０の外周部と前記クーリングチャンネル３０とを連通するオイル排出孔３４を設けると共に、該オイル排出孔３４よりも下方のピストン外周部に縦溝３６を設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン内部に形成されたクーリングチャンネルと、該クーリングチャンネルに連通されオイルジェットから噴射されるオイルを受入れるオイル導入孔とを備えるピストンを有する内燃機関において、
前記ピストンの外周部と前記クーリングチャンネルとを連通するオイル排出孔を設けると共に、該オイル排出孔よりも下方のピストン外周部に縦溝を設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記オイル排出孔は、ピストンリング取付け部の下側に形成された環状凹部の底面に開口されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記ピストンが下死点位置にあるときに前記環状凹部が対向するボア位置に排出案内孔を設けたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、より詳しくはピストン周辺の潤滑と冷却を改善したピストンを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、エンジンオイルによる潤滑や冷却の良否が機関の性能と寿命を左右する重要な要素である。とりわけ、燃焼室の一部を構成するピストンヘッド周辺の潤滑や冷却は、高熱の燃焼ガスに曝されることから他の部分に比較して困難である。そこで、かかるピストンの冷却性能を向上させるための技術が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ピストンリング取付け部とスカート端部との間にスカートの周方向に沿ったオイル溜め用凹部を形成すると共に、このオイル溜め用凹部にピストン内部に貫通する貫通孔を形成したピストンが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、一端がピストンのオイルリング溝下方に開口し、他端がピストン内側壁面に開口するオイル逃し孔を有する一方、オイルジェットからピストン内側壁面にオイルが噴射される内燃機関のピストンが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、冷却空洞内の冷却オイルをオイル導入孔とその反対側で排出するオイル導出孔を有し、該オイル導入孔にピストン温度が所定値以上のときに開く形状記憶合金製の遮蔽板が設けられたピストンが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、冷却空洞からスカート部にかけて貫通する複数個の油連通穴が設けられたピストンが開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献５には、ピストンのオイルリング溝の底と排油孔を介して連通するオイルギャラリーを形成し、それからの逃し孔をオイルジェットからの噴射油と干渉しない位置に開口させたピストンが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２２５５９６号公報
【特許文献２】実開平２−１０７７５０号公報
【特許文献３】実開平２−７８７５１号公報
【特許文献４】実開平１−１４２５４９号公報
【特許文献５】実開昭６３−９６２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した特許文献に開示されたピストンにおいて、ピストン内部に冷却空洞（クーリングチャンネル）が形成され、これに対しオイルジェットから噴射される冷却オイルを、オイル導入孔を介して導入すると共にオイル導出孔から排出させることにより、ピストンの冷却を図るようにしたピストンにおいて、その冷却が適切に行なわれるためには、かかる冷却用のオイルがクーリングチャンネル内を適切に流動することが必要である。このためには、クーリングチャンネル内に適切な量の冷却オイルが導入されると共に、それに見合った適切な量の冷却オイルが排出されねばならない。
【００１０】
しかしながら、ピストンは上下方向に運動しているので、ピストンの下降時はピストンとオイルジェットから噴射される冷却オイルとの相対速度が大きく、オイル導入孔に適切に冷却オイルが導入され難くなる。しかも、クーリングチャンネル内のオイルはピストンの下降時の慣性力によりその天井部に張り付くような挙動をとるので、オイル導出孔から冷却オイルが排出され難い状態となる。この結果、クーリングチャンネル内のオイルの流動が阻害され、ピストンの冷却が充分に行なわれないのである。上記特許文献１ないし５には種々の解決策が開示されているが、未だに改良の余地が存する。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、クーリングチャンネル内のオイルの流動が効率的にできるようにして、ピストンの充分な冷却が可能な内燃機関を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係る内燃機関は、ピストン内部に形成されたクーリングチャンネルと、該クーリングチャンネルに連通されオイルジェットから噴射されるオイルを受入れるオイル導入孔とを備えるピストンを有する内燃機関において、前記ピストンの外周部と前記クーリングチャンネルとを連通するオイル排出孔を設けると共に、該オイル排出孔よりも下方のピストン外周部に縦溝を設けたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記オイル排出孔は、ピストンリング取付け部の下側に形成された環状凹部の底面に開口されていることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記ピストンが下死点位置にあるときに前記環状凹部が対向するボア位置に排出案内孔を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記本発明の一形態によれば、ピストンの上昇行程においては、縦溝に保持されているオイルがシリンダボアに付着しているオイルに引きずられる形態でピストンに対し相対的に下向きに流動するので、その流動に惹起されてオイル排出孔内のオイルも外側に流動する。その結果、クーリングチャンネル内のオイルがピストンの外周部に吸い出され、効果的に排出されるので、ピストンの冷却効果が上がる。一方、ピストンの下降行程においては、シリンダボアに付着していたオイルが、縦溝にて集められ、オイル排出孔を介してクーリングチャンネル内に回収される。このシリンダボアに付着していたボア付着オイルはボア壁面によってピストン温度に比べてより低温に冷却されているので、このボア付着オイルをクーリングチャンネル内に再回収することで、ピストンは効率よく冷却される。
【００１６】
ここで、前記オイル排出孔が、ピストンリング取付け部の下側に形成された環状凹部の底面に開口されている形態によれば、オイル排出孔内のオイルと縦溝内のオイルとが環状凹部内に保持されるオイルにより連続されるので、上述のオイルの流動をより確実に行なわせることができる。
【００１７】
また、前記ピストンが下死点位置にあるときに前記環状凹部が対向するボア位置に排出案内孔を設ける形態によれば、ピストンが下降して下死点位置に到達したときには、環状凹部がその対向するボア位置に設けられた排出案内孔に対向することになる。すると、今まで存在していた環状凹部周りのボア付着オイルによる背圧が存在しなくなるので、結果として、オイル排出孔を介してのクーリングチャンネルから排出案内孔に向かうオイルの流動が生ずる。かくて、ピストンの冷却効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に用いられるピストンを、図面に示される実施形態について基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に用いられるピストンの側面図であり、図２の左半分はピストンピン軸に直交する面での断面図、および右半分はピストンピン軸を含む面での断面図である。
【００１９】
ピストン１０は、内燃機関のシリンダボア１００内に挿入され、燃焼室の一部を形成するキャビティ１２が画成されるピストンヘッド部１４と、ピストンピンボス１６が設けられた基部１８と、この基部１８の外周を覆うスカート部２０とを備えている。ピストンヘッド部１４の側面にはピストンリング取付け部が形成され、該ピストンリング取付け部には上方から順にコンプレッションリング用のトップリング溝２２、セカンドリング溝２４および最下のオイルリング用のオイルリング溝２６が形成されている。そして、本実施の形態では、オイルリング溝２６の下側にさらに環状凹部２８が形成されている。
【００２０】
本実施の形態によるピストン１０はいわゆる円柱状の形状ではなく、軽量化とフリクションロスの低減を図るために、相対的に側圧が小さくなるように不図示のピストンピン軸方向のスカート部２０が切り欠かれた形状とされている。
【００２１】
さらに、ピストン１０の内部には上記環状凹部２８とほぼ同じ高さ位置でキャビティ１２の斜め下方で近接する位置に環状のクーリングチャンネル３０が形成されると共に、該クーリングチャンネル３０に連通され、オイルジェット１０１から噴射されるオイル（矢印Ａで示す）を受入れるオイル導入孔３２が下向きに開口して形成されている。そして、ピストン１０の外周部、本実施の形態にあっては、環状凹部２８の底面とクーリングチャンネル３０とを連通するオイル排出孔３４が周方向にほぼ等間隔で複数個設けられている。さらに、オイル排出孔３４よりも下方のピストン外周部、本実施の形態にあっては、環状凹部２８の下方のスカート部２０に、縦溝３６がオイル排出孔３４と同様に周方向にほぼ等間隔で複数個形成されている。この縦溝３６の下端部には、後述の如く、ピストン下降時におけるオイルの再回収を効率的に行なわせるための拡幅部３６Ａが設けられている。
【００２２】
一方、図１に示すように、内燃機関のシリンダボア１００には、ピストン１０が下死点位置にあるときに環状凹部２８が対向する位置に一端が開口する排出案内孔１０２が設けられている。この排出案内孔１０２の他端は不図示のオイルパンへ向けてのオイルの排出のために、下向きに開口されている。
【００２３】
なお、図において、１７は基部１８のピストンピンボス１６に形成されたピン穴であり、このピン穴１７に不図示のピストンピンが挿入されて、ピストン１０が不図示のコネクティングロッドに連結される。
【００２４】
上述の形態になるピストン１０では、その上昇行程において縦溝３６に保持されているオイルが、シリンダボア１００に付着しているオイルに引きずられる形態でピストン１０に対し相対的に下向きに流動する（矢印Ｂで示す）ので、その流動に惹起されてオイル排出孔３４内のオイルも外側に流動する（矢印Ｃで示す）。その結果、クーリングチャンネル３０内のオイルがピストン１０の外周部の環状凹部２８に吸い出され、効果的に排出されるので、ピストン１０の冷却効果が上がる。
【００２５】
一方、ピストン１０の下降行程においては、シリンダボア１００に付着していたオイルが、縦溝３６および環状凹部２８にて集められ、オイル排出孔３４を介してクーリングチャンネル３０内に回収される。このシリンダボア１００に付着していたオイル、換言すると、ボア付着オイルはボア壁面によってピストン温度に比べてより低温に冷却されているので、このボア付着オイルをクーリングチャンネル３０内に再回収することで、ピストン１０は効率よく冷却されるのである。なお、このオイルの再回収を効率的に行なわせるために、縦溝３６の下端部には拡幅部３６Ａが設けられており、この拡幅部３６Ａによってより多くのオイルが回収されることになる。
【００２６】
このように、本実施の形態によれば、ボア付着オイルが回収可能であるので、仮にオイルジェット１０１からのオイル供給量を減らしても、ピストン１０の冷却が可能であり、オイルポンプの圧送仕事が減る結果、燃費を低減できる。
【００２７】
また、図１に示したように、ピストン１０が下降して下死点位置に到達したときには、環状凹部２８がシリンダボア１００に設けられた排出案内孔１０２に対向することになる。このとき、今まで存在していた環状凹部２８周りのボア付着オイルによる背圧が存在しなくなる結果として、オイル排出孔３４を介してのクーリングチャンネル３０から排出案内孔１０２に向かうオイルの流動が生ずる（矢印Ｄで示す）。かくて、ピストン１０の冷却効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態である内燃機関の一部の断面と本発明に用いられるピストンを示す側面図である。
【図２】本発明に用いられるピストンを示し、左半分はピストンピン軸に直交する面での断面図、および右半分はピストンピン軸を含む面での断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    ピストン
１４    ピストンヘッド部
１６    ピストンピンボス
１７    ピン穴
２０    スカート部
２８    環状凹部
３０    クーリングチャンネル
３２    オイル導入孔
３４    オイル排出孔
３６    縦溝
３６Ａ    拡幅部
１００    シリンダボア
１０１    オイルジェット
１０２    排出案内孔
【図１】
2006226152.tif 000003
【図２】
2006226152.tif 000004