(57)【要約】【課題】  ピストンの構造の簡素化を図りつつ、ピストン冠面の中央付近の冷却効率を向上することができる内燃機関のピストンを提供する。【解決手段】  ピストンは、ピストンヘッドとピストンピンボス部を有する。ピストンヘッドはピストン冠面を備える。ピストンピンボス部は筒状部及び供給孔を備える。筒状部は、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔を有する。供給孔は、ピストンピン孔よりもピストン冠面の側にあり、一対の端部である第1端部及び第2端部を備える。第1端部は、ピストンの径方向において内側に向かって開口する。【選択図】      図１
2019044711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストンであって、
ピストンヘッドであり、前記内燃機関のシリンダ内での前記ピストンの移動方向に直交する前記ピストンヘッドの断面における中心を通り前記ピストンの移動方向に沿った軸線を第１軸線としたとき、前記第１軸線の方向において前記内燃機関の燃焼室と対向する側にピストン冠面を備えるピストンヘッドと、
第１ピストンピンボス部であって、前記第１軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、第１筒状部及び第１供給孔を備え、
前記第１筒状部は、ピストンピンが挿入される第１ピストンピン孔を有し、筒状であり、
前記第１供給孔は、前記第１軸線の方向において前記第１ピストンピン孔よりも前記ピストン冠面の側にあり、一対の端部である第１端部及び第２端部を備え、前記第１端部は、前記第１軸線に関する径方向において内側に向かって開口する、
第１ピストンピンボス部と、
第２ピストンピンボス部であって、前記第１軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、前記ピストンピンの長手方向である第２軸線の方向において前記第１ピストンピンボス部と対向し、第２筒状部を備え、
前記第２筒状部は、前記ピストンピンが挿入される第２ピストンピン孔を有し、筒状である、
第２ピストンピンボス部と、
第１スカート部であって、前記第１軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、前記第１軸線に関する周方向において前記第１ピストンピンボス部と前記第２ピストンピンボス部の間にある第１スカート部と、
第２スカート部であって、前記第１軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、前記第１軸線と前記第２軸線の両方に直交する第３軸線の方向において前記第１スカート部と対向する第２スカート部と
を有する内燃機関のピストン。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記ピストンヘッドはクーリングチャンネルを備え、
前記クーリングチャンネルは、前記ピストンヘッドの内部の通路であって、前記第１軸線に関する周方向に延び、
前記第１供給孔の前記第２端部は前記クーリングチャンネルと接続する、
内燃機関のピストン。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記ピストンヘッドはピストンリング溝を備え、
前記第１供給孔の前記第２端部は前記ピストンリング溝と接続する、
内燃機関のピストン。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記ピストンヘッドは鋳造によって形成された鋳造品であって、
前記第１供給孔は、前記ピストンヘッドを鋳造するための型内に設けられた可溶性のコアによって形成された、
内燃機関のピストン。
【請求項５】
請求項３に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記ピストンヘッドは、鋳造によって形成された鋳造品であって、機械加工による切削面を前記第１軸線に関する径方向の外側に有し、
前記第１供給孔は、前記ピストンヘッドを鋳造するための型内に設けられた可動ピンによって形成され、
前記第１軸線に関する径方向における内側から外側に向かって前記第１供給孔の径が徐々に大きくなる、
内燃機関のピストン。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記ピストンヘッドは、前記第１軸線の方向において前記ピストン冠面の反対側に第１冷却フィンを有する、内燃機関のピストン。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第１冷却フィンは、前記第２軸線の方向に延びる、内燃機関のピストン。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記ピストンヘッドは、前記第１軸線の方向において前記ピストン冠面の反対側に第２冷却フィンを有し、
前記第２冷却フィンは、前記第２軸線の方向に延び、かつ前記第３軸線の方向において前記第１冷却フィンと離間する、
内燃機関のピストン。
【請求項９】
請求項７に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第１冷却フィンは、前記第１軸線の方向において前記第１ピストンピン孔よりも前記ピストン冠面の側にあり、前記第３軸線の方向において前記第１ピストンピン孔とオーバーラップする、
内燃機関のピストン。
【請求項１０】
請求項６に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第１供給孔は、前記第１軸線の方向において前記第１冷却フィンと隣接する、内燃機関のピストン。
【請求項１１】
請求項１に記載の内燃機関のピストンにおいて、
前記第２ピストンピンボス部は第２供給孔を備え、
前記第２供給孔は、前記第１軸線の方向において前記第２ピストンピン孔よりも前記ピストン冠面の側にあり、一対の端部である第３端部と第４端部を備え、前記第３端部は、前記第１軸線に関する径方向において前記径方向の内側に向かって開口する、
内燃機関のピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピストンを冷却するためのオイルが流通する通路を備えたピストンが知られている。例えば特許文献１には、ピストンの冠面裏にピストン外縁に沿って設けられオイルジェットから噴射されるオイルが流れる環状の周回通路と、周回通路から分岐しピストン冠面中央部分裏を通過してから再び周回通路に合流する中央通路とを備えたピストンが開示されている。ピストン冠面の中央及びその周辺（中央付近）は、燃焼により温度が高温となりやすい。上記中央通路により、ピストン冠面の中央付近の冷却効率を向上することを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６５６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のピストンでは、ピストンの構造が複雑化するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る内燃機関のピストンは、好ましくは、径方向内側に向かって開口する供給孔がピストンピンボス部にある。
【発明の効果】
【０００６】
よって、ピストンの構造の簡素化を図りつつ、ピストン冠面の中央付近の冷却効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第1実施形態のエンジンにおいてピストンを収容するシリンダの断面を模式的に示す。
【図２】第1実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に直交しピストン冠面の中心を通る平面で切った断面（図3のII-II視断面）を示す。
【図３】第1実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に沿いピストン冠面の中心を通る平面で切った断面（図2のIII-III視断面）を示す。
【図４】第1実施形態のピストンの鋳造工程における鋳型の断面（図3のピストン断面に対応）を示す。
【図５】第2実施形態のピストンの鋳造工程における鋳型の断面を示す。
【図６】第3実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に直交しピストン冠面の中心を通る平面で切った断面を示す。
【図７】第4実施形態のエンジンにおいてピストンを収容するシリンダの断面を模式的に示す。
【図８】第4実施形態のピストンの斜視図であり、ピストンヘッド内部の通路を破線で示す。
【図９】第4実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に直交しピストン冠面の中心を通る平面で切った断面（図10のIX-IX視断面）を示す。
【図１０】第4実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に沿いピストン冠面の中心を通る平面で切った断面（図9のX-X視断面）を示す。
【図１１】第5実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に直交しピストン冠面の中心を通る平面で切った断面（図12のXI-XI視断面）を示す。
【図１２】第5実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に沿いピストン冠面の中心を通る平面で切った断面（図11のXII-XII視断面）を示す。
【図１３】第5実施形態のピストンの鋳造工程における鋳型の断面（図12のピストン断面に対応。図14のXIII-XIII視断面）を示す。
【図１４】第5実施形態のピストンの鋳造工程における鋳型の断面（図11のピストン断面に対応。図13のXIV-XIV視断面）を示す。
【図１５】第6実施形態のピストンを、ピストンピン孔の長手方向に直交しピストン冠面の中心を通る平面で切った断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
【０００９】
［第1実施形態］
まず、構成を説明する。図1に示すように、本実施形態の内燃機関（エンジン）100は、4ストローク・ガソリンエンジンであり、自動車等の車両に適用される。エンジン100は、ピストン1、シリンダブロック10、シリンダヘッド11、クランクシャフト12、コネクティングロッド（コンロッド）13、ピストンピン14、燃焼室15、点火装置、及びバルブを備える。バルブは2つの吸気バルブ16と2つの排気バルブ17を有する。シリンダブロック10にはシリンダライナ（シリンダスリーブ）101が設置される。シリンダスリーブ101の内周側は円筒状であり、シリンダ9の内壁として機能する。ピストン1は、シリンダ9の内部に、往復移動可能に収容される。シリンダスリーブ101の内部には冷却通路102がある。冷却通路102には冷却水が流通する。
【００１０】
図2及び図3に示すように、ピストン1は、有底筒状であり、ピストンヘッド（冠部）4、第1ピストンピンボス部5a、第2ピストンピンボス部5b、第1スカート部6a、及び第2スカート部6bを有する。ピストンヘッド4は、冠面部40とランド部41を有する。シリンダ9の内部におけるピストン1の移動方向に対し直交する平面で切ったピストンヘッド4（冠面部40）の断面は略円形である。この断面における中心を通り、かつピストン1の移動方向に沿った直線を第1軸線L1という。第1軸線L1の方向（L1が延びる方向）を第1軸線方向という。第1軸線方向においてピストンピンボス部5やスカート部6に対しピストンヘッド4の側を一方側といい、その反対側を他方側という。第1軸線L1に関するピストン1の径方向を単に径方向といい、第1軸線L1に向かう側を内側、第1軸線L1から離れる側を外側という。第1軸線L1に関するピストン1の周方向を単に周方向という。
【００１１】
冠面部40は、ピストンヘッド4における第1軸線方向の一方側にある。冠面部40の第1軸線方向の一方側にはピストン冠面（頂面）400がある。ランド部41は、冠面部40の径方向外側から第1軸線方向の他方側に延びる。ランド部41の径方向外側の面（外周面）には、環状のピストンリング溝が3つある。各ピストンリング溝42,43,44にはピストンリング72,73,74がそれぞれ設置される。第1軸線方向における他方側にあるピストンリング溝44は、オイルリング溝である。ピストンリング74はオイルリングである。
【００１２】
ピストンピンボス部5及びスカート部6は、第1軸線方向においてピストンヘッド4に対しピストン冠面400の反対側にあり、ピストンヘッド4（ランド部41）から第1軸線方向他方側に延びる。ピストンピンボス部5及びスカート部6の内周側は中空である。ピストンピンボス部5は、径方向両側に一対ある。
【００１３】
第1ピストンピンボス部5aは第1筒状部（ピンボス）51a及び第1供給孔52aを有する。第1筒状部51aは筒状であり、第1ピストンピン孔50aを有する。第1ピストンピン孔50aは、第1筒状部51aを貫通してピストン1の径方向に延びる。第1ピストンピン孔50aにはピストンピン14の一方の端部が挿入される。ピストンピン14の長手方向に沿う直線を第2軸線L2という。第2軸線L2の方向（L2が延びる方向）を第2軸線方向という。なお、第2軸線L2は、ピストンピン14（ピストンピン孔50）の軸線と一致している必要はない。第1軸線L1と第2軸線L2の両方に直交する直線を第3軸線L3という。第3軸線L3の方向（L3が延びる方向）を第3軸線方向という。第1供給孔52aは、第1軸線方向において第1ピストンピン孔50aよりもピストン冠面400の側にある。第1供給孔52aは、第1ピストンピンボス部5aの内部を、ピストン1の径方向（第2軸線方向）に延びる。第1供給孔52aは、第3軸線方向で、第1ピストンピン孔50aと重なる。具体的には、第1供給孔52aは、第3軸線方向で、第1ピストンピン孔50aの略中央にある。第1供給孔52aは、一対の端部である第1端部521a及び第2端部522aを備える。第1端部521aは、径方向内側に向かって（第1ピストンピンボス部5aの径方向内側の面に）開口する。第2端部522aは、ピストンリング溝42〜44のうちオイルリング溝44と接続する。
【００１４】
第2ピストンピンボス部5bは径方向で第1ピストンピンボス部5aと対向する。第2ピストンピンボス部5bは第2筒状部（ピンボス）51b及び第2供給孔52bを有する。第2筒状部51bは第1筒状部51aと同様の構成を有する。第2ピストンピン孔50bにはピストンピン14の他方の端部が挿入される。図1に示すように、ピストンピン14の両端部の間には、コンロッド13の小端部131が連結される。コンロッド13の大端部132はクランクシャフト12に連結される。図3に示すように、第2供給孔52bは、第1軸線方向において第2ピストンピン孔50bよりもピストン冠面400の側にある。第2供給孔52bは、第2ピストンピンボス部5bの内部を径方向（第2軸線方向）に延びる。第2供給孔52bは、一対の端部である第3端部521b及び第4端部522bを備える。第3端部521bは、径方向内側に向かって（第2ピストンピンボス部5bの径方向内側の面に）開口し、第2軸線方向で第1端部521aに対向する。第4端部522bはオイルリング溝44と接続する。
【００１５】
スカート部6は、ピストン1の径方向両側に一対ある。各スカート部6の周方向両側は、ピストンピンボス部5に接続する。第1スカート部6aは、周方向において第1ピストンピンボス部5aと第2ピストンピンボス部5bの間にある。第2スカート部6bは、第3軸線方向において第1スカート部6aと対向する。スカート部6はシリンダ9の内壁に対し摺動する。
【００１６】
シリンダヘッド11は、シリンダ9の開口を塞ぐようにシリンダブロック10に設置される。シリンダヘッド11には、バルブ16,17、燃料の噴射ノズル、及び点火装置が設置される。図1に示すように（ピストン1が上死点にあるとき）、ピストン冠面400とシリンダヘッド11との間に、燃焼室15が画される。ピストン冠面400は、ピストンヘッド4において第1軸線方向で燃焼室15と対向する側にあり、燃焼室15の内部の燃焼ガスに直接暴露される。ピストンピンボス部5及びスカート部6はピストンヘッド4に対し燃焼室15の反対側にある。燃焼室15には2つの吸気ポート111と2つの排気ポート112が開口する。吸気バルブ16は吸気ポート111と燃焼室15との連通状態を切り替え、排気バルブ17は排気ポート112と燃焼室15との連通状態を切り替える。点火装置は、例えば電子制御式であり、シリンダ9ごとにスパークプラグ（点火プラグ）19を備える。
【００１７】
以下、本実施形態のピストン1の製造方法を説明する。ピストン1は、軽量化等のため、アルミニウム合金を材料（素材）として形成される。ピストン1の製造工程は、鋳造工程、熱処理工程、及び機械加工工程を含む。
【００１８】
鋳造工程で、ピストン1の原型（中間加工材）を、重力鋳造により形成する。図4に示すように、鋳型は、金型20〜22及び中子23,24を有する。金型20a,20b,22は主にピストン1の外周側を形成するため、金型21は主にピストン1の内周側を形成するための型である。中子23a,23bは、それぞれピストンピン孔50a,50bを形成するためのコアである。中子24a,24bは、それぞれ供給孔52a,52bを形成するためのコアである。中子23,24が設置された状態で金型20〜22を組み合わせる。形成されたキャビティにアルミニウム合金の溶湯を流し込み、凝固させる。これによりピストン1の中間加工材が形成される。中子24は可溶性である。具体的には、中子24は塩製（ソルトコア）であり、鋳造後、熱湯（熱水）で溶かされ除去される。これによりピストンヘッド4の内部に供給孔52が形成される。
【００１９】
熱処理工程で上記中間加工材の熱処理を行う。これにより、上記中間加工材の性質を改善して適当な強度・硬さに調整する。機械加工工程で、熱処理された上記中間加工材を旋盤等により機械加工する。ピストンヘッド4を切削加工し、ピストン冠面400やピストンリング溝42〜44を形成する。また、ピストンヘッド4の外周面（径方向外側）、スカート部6の外周面（径方向外側）、ピストンピン孔50の内周面等を切削して仕上げる。これによりピストン1が形成される。
【００２０】
次に、作用効果を説明する。エンジン100の作動時、ピストン1は、膨張行程時に燃焼室15で発生した燃焼圧をピストン冠面400に受けることで、シリンダ10の内部を往復移動する。この往復移動がコンロッド13により回転運動に変換され、クランクシャフト12に出力される。ここで、ピストン1は、アルミニウム合金を含むため、ピストン1の軽量化や放熱性向上等を図ることができる。ピストンリング72等及びピストンスカート6はシリンダ9の内壁に対し摺動する。ピストン冠面400は燃焼室15の内部の燃焼ガスに暴露される。燃焼室15からピストンヘッド4に伝わった熱は、ピストンリング72等を介してシリンダライナ101およびその内部の冷却水に伝わることで放出される。また、上記熱は、ピストン１の内周側（ピストン冠面400の裏側）に潤滑油（オイル）が付着し流出することでも放出される。オイルは冷却液として機能する。オイルの上記付着は、クランクシャフトからのオイルの飛沫等によるほか、供給孔52からのオイルの供給により行われる。以下、第1供給孔52aを例にとって説明する。
【００２１】
第1供給孔52aは、径方向内側に向かって開口する第1端部521aからピストン1の内周側へオイルを供給する通路として機能しうる。第1端部521aからピストン1の内周側へ流れ出たオイルの一部は、ピストン１の往復運動に伴い、冠面部40においてピストン冠面400に対する第1軸線方向反対側（ピストン冠面400の裏側）の面401に向かって流れ、このピストン裏面401に付着した後、流出する。これにより、冠面部40ひいてはピストン冠面400を冷却可能である。第1端部521aは、第1ピストンピンボス部5aの径方向内側の面に開口する。図2及び図3から明らかなように、第1ピストンピンボス部5aの径方向内側の面は、第1、第2スカート部6a,6bの径方向内側の面（内周面）よりも、第1軸線L1に近い。すなわち、第1端部521aは、スカート部6の内周面よりも第1軸線L1に近い位置で開口する。よって、第1端部521aからピストン1の内周側へ流れ出たオイルは、より円滑に、ピストン裏面401における中央付近（第1軸線上及びその周囲）に到達しうる。これにより、冠面部40ひいてはピストン冠面400の中央付近が速やかに冷却されうるため、燃焼室15からピストンヘッド4に伝わった熱を効率よく放出することができる。第1ピストンピンボス部5aの径方向内側の面に開口する第1供給孔52aを設けるだけで上記作用効果が得られるため、例えばオイルが流通するための通路をピストン裏面401に設ける場合に比べ、ピストン1の構造の簡素化を図ることができる。また、第1端部521aは、第1軸線方向において第1ピストンピン孔50aよりもピストン冠面400の側にある。すなわち、第1端部521aは、第1ピストンピン孔50aよりもピストン裏面401に近い位置で開口する。よって、第1端部521aからピストン1の内周側へ流れ出たオイルは、より円滑に、ピストン裏面401に到達しうる。これにより、冠面部40ひいてはピストン冠面400が速やかに冷却されうる。
【００２２】
なお、第1端部521aが開口する向きは、径方向内側に向かっていればよく、必ずしも（第2軸線方向から見て）第1軸線L1と交わるように向かっている必要はない。また、ピストンヘッド4において最も冷却が必要な領域が効率よく冷却されるように、第1端部521aの開口の位置や向きを調整してもよい。冷却が必要な領域とは、例えば、エンジン100が筒内直噴式である場合、冠面400における燃料の噴射領域（燃料が衝突・爆発し、温度や圧力が最も高くなる部位及びその周辺）に対応する領域である。本実施形態では、第1供給孔52aは、第3軸線方向において（第1軸線方向から見て）第1ピストンピン孔50aとオーバーラップする。よって、第1端部521aからピストン1の内周側へ流れ出たオイルの一部は、ピストン１の往復運動に伴い、第1ピストンピン孔50aに向かって流れ、第1ピストンピン孔50aに容易に到達しうる。これにより、ピストンピン14に対する摩擦面を潤滑可能である。すなわち、ピストン冠面400に燃焼圧が作用すると、冠面部40が変形し、第1ピストンピン孔50aの内周面がピストンピン14に対して押し付けられ、接触面圧が上昇しうる。これによる焼き付き等のおそれがある。第1ピストンピン孔50aにオイルが供給されることで、上記焼き付き等のおそれを低減できる。
【００２３】
第1供給孔52aの第2端部522aはピストンリング溝44（オイルリング溝）と接続する。ピストンリング溝44には、ピストンリング74（オイルリング）によって掻きとられたオイルが溜まる。このオイルが第2端部522aから第1供給孔52aへ入り、第1端部521aからピストン1の内周側へ供給される。第1供給孔52aは、ピストンリング溝44からのオイルの排出通路（オイル逃がし孔）としても機能する。このように、第1供給孔52aからピストン1の内周側へ供給されるオイルの供給源として、ピストンリング溝44のオイルを利用することで、充分な量のオイルをピストン1の内周側（ピストン裏面401や第1ピストンピン孔50a）に供給することが容易である。なお、燃焼室15の容積が拡大する方向にピストン1が移動するときに、ピストンリング74がシリンダ9の内壁からオイルを掻き取り、第2端部522aから第1供給孔52aへ供給する。第2端部522aから第1供給孔52aへオイルが供給されると同時に第1端部521aからピストン1の内周側へオイルが供給される場合（例えば第1供給孔52aに十分なオイルが存在する場合）、ピストン1の上記移動により、第1供給孔52aからピストン1の内周側へオイルが供給されると同時にこのオイルがピストン裏面401へ向けて流れることになる。よって、例えば膨張行程と同時にピストン冠面400を冷却することが可能となる。
【００２４】
第1供給孔52aは、鋳造工程において、（ピストンヘッド4を含む）ピストン1の中間加工材を鋳造するための型内に設けられた中子24aによって形成される。よって、第1供給孔52aを形成するための機械加工（ドリル加工）が不要となる。機械加工工程における加工量の削減を図ることもできる。また、中子24aは可溶性である。中間加工材の鋳造後、中子24aを溶かす（洗い流す）ことで第1供給孔52aが形成される。よって、第1供給孔52aの形成が容易である。なお、第1供給孔52aは、鋳造された状態のまま製品として使用してもよいし、表面加工を追加したり、形状補正を行ったりしてもよい。第2軸線L2に直交する平面で切った第1供給孔52aの断面形状は、第2軸線方向で一定である。よって、中子24aの長手方向に直交する平面で切った断面形状も、上記長手方向で一定となる。これにより、中子24aの強度を確保することが容易である。すなわち、塩製の中子24aを用いる場合でも、高温状態の中子24aが冷却して収縮することに伴う中子24aの割れ（損傷）が抑制される。よって、ピストン1の生産性を向上することができる。
【００２５】
第2供給孔52bについても、第1供給孔52aと同様の上記作用効果が得られる。なお、第1供給孔52aと第2供給孔52bのいずれか一方のみを設けてもよい。本実施形態では、第1供給孔52aに加え、第2供給孔52bを設けることで、上記作用効果を更に向上させることができる。
【００２６】
［第2実施形態］
まず、構成を説明する。第1実施形態と共通する部材や構造については第1実施形態と同じ符号を付して、説明を省略する。図5に示すように、鋳型は、中子24a,24bに代えて可動ピン25a, 25bを有する。可動ピン25の一端は、鋳型の径方向外側の金型20に固定される。可動ピン25の他端は、径方向内側の金型21に設置される。可動ピン25はテーパ状であり、上記一端から上記他端へ向かうにつれて、徐々に径が小さくなる。可動ピン25aは、金型20aと一体に図5の右方向に移動可能である。可動ピン25bは、金型20bと一体に図5の左方向に移動可能である。鋳造工程で、図5のように鋳型内に形成されたキャビティに溶湯を流し込み、凝固させる。その後、金型20を左右に移動させ、可動ピン25をピストン1の中間加工材から引き抜く。これにより、ピストンヘッド4の内部に供給孔52が形成される。このように形成された第1供給孔52aの径は、第1端部521aから第2端部522aへ向かうにつれて、徐々に大きくなる。第2供給孔52bの径は、第3端部521bから第4端部522bへ向かうにつれて、徐々に大きくなる。
【００２７】
次に、作用効果を説明する。第1供給孔52aは、可動ピン25aによって形成され、ピストン1の径方向の内側（第1端部521a）から外側（第2端部522a）に向かって径が徐々に大きくなる形状を有する。この形状が可動ピン25aの抜き勾配として機能することで、可動ピン25aをピストン1の径方向外側（図5の右方向）に向かって引き抜くこと容易となる。よって、第1供給孔52aの形成を容易化できる。なお、ピストン1の中間加工材における可動ピン25aが引き抜かれた後の空洞は、上記中間加工材の径方向外側の端部（最外周側の部分）の径が大きくなる傾向がある。これに対し、ピストンヘッド4は、機械加工による切削面を径方向外側に有する。すなわち、ピストンヘッド4の径方向外側（外周面）は、機械加工によって切削、除去される。このため、第1供給孔52aにおける第2端部522aの側の径が大きくなり過ぎることを抑制できる。第2供給孔52bについても、第1供給孔52aと同様の上記作用効果が得られる。その他、第1実施形態と同様の構成により第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００２８】
［第3実施形態］
まず、構成を説明する。第1実施形態と共通する部材や構造については第1実施形態と同じ符号を付して、説明を省略する。図6に示すように、複数（3つ）の第1供給孔52aが、第3軸線方向に一列に並ぶ。第3軸線方向で、第1ピストンピン孔50aの略中央にある第1供給孔52aの両側に別の第1供給孔52aがある。すべての第1供給孔52aは、第3軸線方向で、第1ピストンピン孔50aと重なる。第2供給孔52bについても同様である。
【００２９】
次に、作用効果を説明する。複数の第1供給孔52aが第3軸線方向に並ぶことで、充分な量のオイルをピストン1の内周側（ピストン裏面401や第1ピストンピン孔50a）に供給することが容易である。なお、孔52aの数は3に限らない。第2供給孔52bについても同様である。その他、第1実施形態と同様の構成により第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３０】
［第4実施形態］
まず、構成を説明する。第1実施形態と共通する部材や構造については第1実施形態と同じ符号を付して、説明を省略する。図7に示すように、エンジン100は、オイルジェット（オイルジェット装置）18を有する。オイルジェット18はシリンダブロック10に設置される。オイルジェット18は、逆止弁とノズル180を有している。オイルジェット18は、シリンダブロック10の内部の通路（メインギャラリ）からオイルを供給され、このオイルをノズル180からピストン1に向けて第1軸線方向の他方側（ピストンヘッド4における冠面400の反対側）に噴射可能である。逆止弁は、メインギャラリの圧力が所定以上になると開き、ノズル180からのオイルの噴射を可能とする。
【００３１】
図8〜図10に示すように、ピストンヘッド4においてランド部41の内部には冷却通路（クーリングチャンネル）45がある。冷却通路45は、本体部、入口部、及び出口部を備える。本体部は、第1軸線方向から見て環状であり、ランド部41の外周に沿って周方向に延びる。入口部及び出口部は、第1軸線方向に延びて本体部に接続すると共に、ピストンヘッド4の第1軸線方向他方側に開口する。ピストン1の周方向で、入口部は一方のピストンボス5に隣接し、出口部は他方のピストンボス5に隣接する。入口部は第1軸線方向でオイルジェット18（ノズル180）の噴射口に対向する。図9に示すように、冷却通路45（本体部）の周方向全範囲は、第1軸線方向で略同じ位置にある。冷却通路45（本体部）は、第1軸線方向における燃焼室15と反対側（第1軸線方向他方側）の端部が、第1軸線に対し直交する単一の平面上にある。図10に示すように、第1供給孔52a及び第2供給孔52bは、第1軸線方向で冷却通路45（本体部）と重なる。第1供給孔52aの第1端部521a及び第2供給孔52bの第3端部521bは、それぞれ第1実施形態よりも、若干、第1軸線方向一方側（ピストン裏面401の側）にある。第1供給孔52aの第2端部522a及び第2供給孔52bの第4端部522bは、冷却通路45（本体部）と接続する。
【００３２】
鋳造工程で用いられる鋳型は、冷却通路45を形成するための塩製の中子を有する。鋳造後、上記中子が溶かされ除去されることで、ピストンヘッド4の内部に冷却通路45の本体部が形成される。機械加工工程で、冷却通路45の入口部と出口部を、切削加工により形成する。なお、鋳造工程で、供給孔52を形成するための中子24の一端は、冷却通路45を形成するための上記中子の内周に設置される。
【００３３】
次に、作用効果を説明する。エンジン100の作動時、オイルジェット18がノズル180から噴射するオイルは、ピストン1の冷却通路45の入口部から本体部に導入される。導入されたオイルは、本体部の内部を入口部から周方向一方側及び他方側に流れる。流れる過程で、オイルはピストンヘッド4の熱を奪う。出口部に到達したオイルは出口部から排出される。排出されたオイルは例えば自重により落下し、エンジン100の下部のオイルパンに戻る。このように、ピストン1が冷却通路45を備えることで、ピストンヘッド4の外周側が効率よく冷却される。
【００３４】
第1供給孔52aの第2端部522aは冷却通路45（本体部）と接続する。冷却通路45（本体部）のオイルが第2端部522aから第1供給孔52aへ入り、第1端部521aからピストン1の内周側へ供給される。このように、第1供給孔52aからピストン1の内周側へ供給されるオイルの供給源として、冷却通路45のオイルを利用することで、充分な量のオイルをピストン1の内周側（ピストン裏面401や第1ピストンピン孔50a）に供給することが容易である。例えば、上記オイルの供給源としてピストンリング溝44のオイルを利用する場合に比べ、多量のオイルを供給可能である。第2供給孔52bについても同様である。
【００３５】
冷却通路45（本体部）は、第1軸線方向における燃焼室15と反対側（第1軸線方向他方側）の端部が、第1軸線L1に対し直交する単一の平面上にある。よって、ピストン1の鋳造工程で、第1軸線L1が鉛直線上を延びるように鋳型を設置した場合、冷却通路45を形成するための中子は、その鉛直方向下側の端部が水平になるように設置される。これにより、上記中子の設置や支持が容易となるため、鋳造工程を容易化し、ピストン1の生産性を向上できる。
【００３６】
なお、冷却通路45は、周方向で連続的でなく非連続的であってもよい。例えば円弧状であってもよい。また、冷却通路45において、ピストンヘッド4における燃焼室15の反対側で、入口部及び出口部のみが開口するのでなく、周方向における任意の箇所（例えば全部）が開口してもよい。言い換えると、冷却通路8は筒状に限らず半筒状であってもよい。オイルジェット18は、シリンダブロック10に設置されるタイプに限らず、クランクシャフト12から供給されるオイルをコンロッド13の内部の孔から噴射するタイプでもよい。その他、第1実施形態と同様の構成により第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３７】
［第5実施形態］
まず、構成を説明する。第4実施形態と共通する部材や構造については第4実施形態と同じ符号を付して、説明を省略する。図11及び図12に示すように、ピストンヘッド4は、第1軸線方向においてピストン冠面400の反対側（ピストン裏面401）に、1つの冷却フィン46を有する。冷却フィン46は、ピストン裏面401から突出し、第2軸線方向に延びる。冷却フィン46の第2軸線方向における一方の端は第1ピストンピンボス部5aに接続し、他方の端は第2ピストンピンボス部5bに接続する。冷却フィン46は、第1軸線方向においてピストンピン孔50よりもピストン冠面400の側にある。具体的には、冷却フィン46は、供給孔52に対し、第1軸線方向一方側（ピストン冠面400の側）に隣接する。冷却フィン46の第1軸線方向他方側の面（頂面）460は、供給孔52の第1軸線方向一方側の内面に対し、第1軸線方向で同じ位置にある（同一平面上にある）。冷却フィン46は、第3軸線方向において第1ピストンピン孔50aと重なる。具体的には、冷却フィン46は、第3軸線方向で、第1ピストンピン孔50aの略中央にある。
【００３８】
図13及び図14に示すように、鋳型は、中子24,26を有する。中子24はピストンピン孔50a,50bを形成するため、中子26は冷却通路45（本体部）を形成するためのコアである。中子24,26は可溶性（塩製）であり、鋳造後、溶かされ除去される。図13に示すように、中子24は1本の棒状である。図14に示すように、中子24の断面は矩形状である。中子24は、金型21の頂面に形成された溝210に嵌るように、金型21に載置される。溝210の深さは中子24の高さよりも大きい。よって、金型20〜22及び中子24,26により形成されるキャビティにおいて、溝210の側壁と中子24の一側面とにより囲まれた溝部が形成される。この溝部に溶湯が入り込み凝固することで、冷却フィン46が形成される。
【００３９】
次に、作用効果を説明する。冷却フィン46は、ピストン裏面401の表面積を大きくする。よって、ピストン裏面401にオイルが付着することによる冠面部40（ピストン冠面400）の冷却効果を向上できる。
【００４０】
冷却フィン46は、冠面部40の厚さ（第1軸線方向寸法）を部分的に大きくすることで、燃焼圧が作用する冠面部40の変形を抑制し、冠面部40を補強するリブとして機能しうる。具体的には、第1ピストンピン孔50aとの関係でみると、冷却フィン46は、第1軸線方向において第1ピストンピン孔50aよりもピストン冠面400の側にあり、第3軸線方向において第1ピストンピン孔50aとオーバーラップする。冠面部40の変形により第1ピストンピン孔50aの内周面がピストンピン14の側から受ける荷重は、第1軸線方向においてピストン冠面400の側に向かって作用する。この荷重が作用する領域に冷却フィン46がある。よって、冷却フィン46が上記荷重に対する補強リブとして機能し、（冷却フィン46の分だけ断面積が増大することで）上記領域の応力集中を緩和することができる。なお、冷却フィン46が伸びる方向は任意であり、第2軸線方向以外でもよい。本実施形態の冷却フィン46は第2軸線方向（筒状部51が延びる方向）に延びる。このため、冷却フィン46により冠面部40の剛性が高くなり過ぎることが抑制され、ピストンピン14に対して押し付けられる第1ピストンピン孔50aの内周面が適度に撓むことが可能になる。これにより、第1ピストンピン孔50aの上記内周面付近における応力集中を緩和することができる。以上は、第2ピストンピン孔50bとの関係でみても同様である。
【００４１】
第1供給孔52aは、第1軸線方向において冷却フィン46と隣接する。よって、鋳造工程において、第1供給孔52aを中子24で形成する場合、中子24で同時に冷却フィン46を形成することが可能となる。すなわち、同じ中子24の一側面が、冷却フィン46の頂面460を形成すると同時に、第1供給孔52aの第1軸線方向一方側の内面をも形成することが可能となる。第2供給孔52bについても同様である。よって、中子を含む鋳造型の簡素化を図ることができる。その他、第4実施形態と同様の構成により第4実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００４２】
［第6実施形態］
まず、構成を説明する。以下、第1実施形態と共通する部材や構造については第1実施形態と同じ符号を付して、説明を省略する。図15に示すように、ピストンヘッド4は、ピストン裏面401に、冷却フィン46に加え、別の冷却フィン47a,47bを有する。各冷却フィン47a,47bは、冷却フィン46と同様、第2軸線方向に延び、ピストンピンボス部5a,5bに接続する。冷却フィン47a,47bは、第3軸線方向において、冷却フィン46の両側にあり、冷却フィン46と（冷却フィン46から）離間する。また、第1軸線方向において冷却フィン47a,47bとそれぞれ隣接する第1供給孔52aがある。第3実施形態と同様、複数（3つ）の第1供給孔52aが、第3軸線方向に一列に並ぶ。すべての第1供給孔52aは、第3軸線方向で、第1ピストンピン孔50aと（少なくとも部分的に）重なる。
【００４３】
次に、作用効果を説明する。冷却フィン46を第1冷却フィンとすると、冷却フィン47a,47bは第2冷却フィンとして機能する。すなわち、冷却フィンは複数個ある。よって、ピストン裏面401の表面積をより大きくし、冷却効果を更に向上させることができる。また、冷却フィン47a,47bは、第2軸線方向に延び、かつ第3軸線方向において冷却フィン46と離間する。よって、第5実施形態で説明したように、冷却フィン47a,47bについても、冷却フィン46と同様、応力集中を緩和しつつ変形を抑制するという補強リブの機能を発揮させることができる。なお、第2冷却フィン47の数は任意である。その他、第1、第3、第5実施形態と同様の構成により第1、第3、第5実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００４４】
［他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明したが、本発明の具体的な構成は、実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、車両に限らず船舶等に搭載されるエンジンにも本発明を適用可能である。エンジンの形式は任意である。例えば、エンジンは2ストロークエンジンでもよいしディーゼルエンジンでもよい。燃料の供給方式は、シリンダ（燃焼室）内に直接噴射する筒内直噴式でもよいし、吸気ポートに噴射するポート噴射式でもよい。ピストンの形状は任意である。例えば、ピストン冠面に凹部が形成されていてもよい。供給孔や冷却通路を流れる流体は、ピストンヘッドを冷却することができればよく、オイルに限らない。
【００４５】
［実施形態から把握しうる技術的思想］
以上説明した実施形態から把握しうる技術的思想（または技術的解決策。以下同じ。）について、以下に記載する。
(1) 本技術的思想の内燃機関のピストンは、その1つの態様において、
ピストンヘッドであり、前記内燃機関のシリンダ内での前記ピストンの移動方向に直交する前記ピストンヘッドの断面における中心を通り前記ピストンの移動方向に沿った軸線を第1軸線としたとき、前記第1軸線の方向において前記内燃機関の燃焼室と対向する側にピストン冠面を備えるピストンヘッドと、
第1ピストンピンボス部であって、前記第1軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、第1筒状部及び第1供給孔を備え、
前記第1筒状部は、ピストンピンが挿入される第1ピストンピン孔を有し、筒状であり、
前記第1供給孔は、前記第1軸線の方向において前記第1ピストンピン孔よりも前記ピストン冠面の側にあり、一対の端部である第1端部及び第2端部を備え、前記第1端部は、前記第1軸線に関する径方向において内側に向かって開口する、
第1ピストンピンボス部と、
第2ピストンピンボス部であって、前記第1軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、前記ピストンピンの長手方向である第2軸線の方向において前記第1ピストンピンボス部と対向し、第2筒状部を備え、
前記第2筒状部は、前記ピストンピンが挿入される第2ピストンピン孔を有し、筒状である、
第2ピストンピンボス部と、
第1スカート部であって、前記第1軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、前記第1軸線に関する周方向において前記第1ピストンピンボス部と前記第2ピストンピンボス部の間にある第1スカート部と、
第2スカート部であって、前記第1軸線の方向において前記ピストンヘッドに対し前記ピストン冠面の反対側にあり、前記第1軸線と前記第2軸線の両方に直交する第3軸線の方向において前記第1スカート部と対向する第2スカート部と
を有する。
(2) より好ましい態様では、前記態様において、
前記ピストンヘッドはクーリングチャンネルを備え、
前記クーリングチャンネルは、前記ピストンヘッドの内部の通路であって、前記第1軸線に関する周方向に延び、
前記第1供給孔の前記第2端部は前記クーリングチャンネルと接続する。
(3) 別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記ピストンヘッドはピストンリング溝を備え、
前記第1供給孔の前記第2端部は前記ピストンリング溝と接続する。
(4) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記ピストンヘッドは鋳造によって形成された鋳造品であって、
前記第1供給孔は、前記ピストンヘッドを鋳造するための型内に設けられた可溶性のコアによって形成される。
(5) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記ピストンヘッドは、鋳造によって形成された鋳造品であって、機械加工による切削面を前記第1軸線に関する径方向の外側に有し、
前記第1供給孔は、前記ピストンヘッドを鋳造するための型内に設けられた可動ピンによって形成され、
前記第1軸線に関する径方向における内側から外側に向かって前記第1供給孔の径が徐々に大きくなる。
(6) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記ピストンヘッドは、前記第1軸線の方向において前記ピストン冠面の反対側に第1冷却フィンを有する。
(7) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記第1冷却フィンは、前記第2軸線の方向に延びる。
(8) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記ピストンヘッドは、前記第1軸線の方向において前記ピストン冠面の反対側に第2冷却フィンを有し、
前記第2冷却フィンは、前記第2軸線の方向に延び、かつ前記第3軸線の方向において前記第1冷却フィンと離間する。
(9) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記第1冷却フィンは、前記第1軸線の方向において前記第1ピストンピン孔よりも前記ピストン冠面の側にあり、前記第3軸線の方向において前記第1ピストンピン孔とオーバーラップする。
(10) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記第1供給孔は、前記第1軸線の方向において前記第1冷却フィンと隣接する。
(11) さらに別の好ましい態様では、前記態様のいずれかにおいて、
前記第2ピストンピンボス部は第2供給孔を備え、
前記第2供給孔は、前記第1軸線の方向において前記第2ピストンピン孔よりも前記ピストン冠面の側にあり、一対の端部である第3端部と第4端部を備え、前記第3端部は、前記第1軸線に関する径方向において前記径方向の内側に向かって開口する。
【符号の説明】
【００４６】
１００  内燃機関
１      ピストン
４      ピストンヘッド
４００  ピストン冠面
４４    ピストンリング溝
４５    冷却通路（クーリングチャンネル）
４６    第1冷却フィン
４７    第2冷却フィン
５      ピストンピンボス部
５０    ピストンピン孔
５１    筒状部
５２ａ  第1供給孔
５２ｂ  第2供給孔
５２１ａ  第1端部
５２２ａ  第2端部
５２１ｂ  第3端部
５２２ｂ  第4端部
６      スカート部
２４    中子（コア）
２５    可動ピン
９      シリンダ
１５    燃焼室
Ｌ１    第1軸線
Ｌ２    第2軸線
Ｌ３    第3軸線
【図１】
2019044711.tif 000003
【図２】
2019044711.tif 000004
【図３】
2019044711.tif 000005
【図４】
2019044711.tif 000006
【図５】
2019044711.tif 000007
【図６】
2019044711.tif 000008
【図７】
2019044711.tif 000009
【図８】
2019044711.tif 000010
【図９】
2019044711.tif 000011
【図１０】
2019044711.tif 000012
【図１１】
2019044711.tif 000013
【図１２】
2019044711.tif 000014
【図１３】
2019044711.tif 000015
【図１４】
2019044711.tif 000016
【図１５】
2019044711.tif 000017