(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンクラウン部と、このピストンクラウン部の裏面に形成され且つコネクティングロッドを介してクランク軸に連結される１対のピンボス部と、前記ピストンクラウン部から下方へ延びる１対のスカート部を備え、シリンダボア内を往復動する内燃機関用ピストンのオイル供給装置において、
少なくとも一方のピンボス部の一方のスカート部側部分に上下方向に延びて下端に開口を有するオイル誘導路と、
一端が前記オイル誘導路の上端に連通し、他端が前記ピストンクラウン部のオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面に連通する給油路と、
前記オイルリング溝に装着されたオイルリングと、
前記コンプレッションリング溝に装着されたコンプレッションリングと、
前記ピストンが上下方向の往復動過程のうちの下死点近傍位置にある期間のみ、ノズル先端が前記オイル誘導路の開口に対向するよう上方程前記ピストン中心側へ移行する傾斜状に配置され、前記ピストンクラウン部のオイルリング溝とコンプレッションリング溝との間の周面に連通する給油路にオイルを供給するために前記開口に対して潤滑用オイルを噴射可能な潤滑用ノズルとを備え、
前記ピストンの前記オイル誘導路の開口より下側部分に、前記ピストンが前記上下方向の往復動過程のうちの下死点近傍位置にある期間終了後において前記潤滑用ノズルから噴射された潤滑用オイルを前記一方のスカート部側へ誘導するオイル流方向変換部を設けたことを特徴とする内燃機関用ピストンのオイル供給装置。
【請求項２】
前記オイル誘導路とオイル流方向変換部が前記１対のピンボス部に夫々形成され、
各ピンボス部のオイル誘導路に複数の給油路が連通されたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ピストンのオイル供給装置。
【請求項３】
前記オイル誘導路が上方程前記ピストン中心側へ移行する傾斜状に形成され、前記オイル流方向変換部が前記オイル誘導路の軸線と交差するよう上方程前記一方のスカート部側へ移行する傾斜状に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用ピストンのオイル供給装置。
【請求項４】
他方のスカート部側のシリンダボア下端部に配置され、冷却用オイルが前記ピストンクラウン部の裏面を前記他方のスカート部側から一方のスカート部側へ流れるようにピストンクラウン部の裏面に対して下方から冷却用オイルを噴射する冷却用ノズルを設け、
前記オイル流方向変換部は、前記方向変換された潤滑用オイルが前記ピストンクラウン部の裏面を前記冷却用オイルと同じ方向に流れるように形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の内燃機関用ピストンのオイル供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダボア内を往復動する内燃機関用ピストンのオイル供給装置に関し、特に潤滑用ノズルから噴射された潤滑用オイルをランド部へ誘導するオイル誘導路と一方のスカート部側へ誘導するオイル流方向変換部とを備えた内燃機関用ピストンのオイル供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（以下、エンジンと記す）のピストンには、燃焼ガスの爆発ガス圧を受ける頂部と周囲にピストンリング溝を設けたランド部から形成されたピストンクラウン部と、ピストンピンを介してコンロッドの小端部に連結された１対のピンボス部と、ピストンの上下往復動をガイドする１対のスカート部とが形成されている。特に、ピストンクラウン部の頂部は高温の燃焼ガスに曝されるため、ピストンクラウン部の裏面に対して冷却用オイルを噴射するオイルジェットを設けてピストンの冷却が行われている。
【０００３】
通常、ピストンのランド部同士の間には、トップリングとセカンドリングを夫々装着する２つのコンプレッションリング溝と、オイルリングを装着するオイルリング溝とが形成されている。このオイルリングは、ピストンが上昇移動（上死点側へ移動）するとき、潤滑用オイルを持ち上げてシリンダボアの内周面にオイル油膜を形成し、ピストンが下降移動（下死点側へ移動）するとき、シリンダボア内周面の潤滑に必要なオイル油膜を残しながら余分な潤滑用オイル、所謂余剰オイルを掻き落とす機能を備えている。それ故、オイルリングによる余剰オイルの掻き落としが不十分な場合、セカンドリング溝とオイルリング溝との間のランド部に余剰オイルが滞留し、この滞留した余剰オイルが燃焼室へ吸引された後、燃焼室内で燃焼されるため、オイル消費量が増加する原因になっていた。
【０００４】
特許文献１に記載されたエンジンの潤滑装置は、ピストンのセカンドリング溝とオイルリング溝との間のランド部に径方向へ貫通してランド部外周とピストン内方を連通する複数の連通路と、ピストンクラウン部の裏面側にオイルジェットから噴射された潤滑用オイルを導入可能な開口部を有し且つ複数の連通路のピストン内方側開口に連通するオイル溜め部と、オイルジェットから噴射された潤滑用オイルをピストン上昇移動時に開口部へ誘導し、ピントン下降移動時に開口部への導入を制限するオイル誘導制限部とが設けられている。このエンジンの潤滑装置では、ピストン上昇移動時にオイルジェットから噴射された潤滑用オイルがオイル溜め部に導入され、ピストン下降移動時にオイルジェットから噴射された潤滑用オイルがオイル溜め部に入ることを制限されるため、オイルリングの上方空間に滞留するオイル量を適切に調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８４５７６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のエンジンの潤滑装置は、ピストン部の裏面にオイル誘導斜面とオイル制限斜面を備えたピストン側凸部を設け、コンロッドの小端部にコンロッド側凸部を設けることにより、ピントン上昇移動時にはコンロッド側凸部が潤滑用オイルをオイル誘導斜面側へ誘導し、ピントン下降移動時にはコンロッド側凸部が潤滑用オイルをオイル制限斜面側へ誘導している。しかし、この潤滑装置は、潤滑用オイルをランド部に供給するとき、コンロッド側凸部とオイル誘導斜面に潤滑用オイルを衝突させて潤滑用オイルの進行方向を強制的に方向変換し、一旦オイル溜め部に貯留した後、貯留されたオイルをランド部へ供給するような潤滑用オイル径路であるため、ピストンやコンロッド等の構造の複雑化を招き、製造コストが高価になる虞がある。しかも、特許文献１の潤滑用オイル径路では、潤滑用オイルをコンロッド側凸部とオイル誘導斜面とに衝突させて開口部へ供給するため、開口部に供給された時点の潤滑用オイルの油圧損失が大きく、潤滑用オイルをランド部へ供給するためには大容量のオイルポンプが必要になる虞がある。
【０００７】
本発明者らが鋭意実験及び検討を重ねた結果、ピストンが下死点近傍位置のときにランド部へ給油される潤滑用オイル量で、シリンダボア内周面の潤滑に過不足のないオイル油膜を形成できることが検証された。即ち、ピントンが上昇移動中に行われた給油であっても、上昇初期以降において給油された潤滑用オイルは、シリンダボア内周面の最適なオイル油膜形成に効果が少なく、逆に、その殆どのオイルが余剰オイルとしてランド部に滞留し、オイル消費量を悪化させる虞がある。
【０００８】
本発明の目的は、オイル供給装置の構造の簡単化を図りつつオイル油膜形成に最適な潤滑用オイル量をランド部へ供給できる内燃機関用ピストンのオイル供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の内燃機関用ピストンのオイル供給装置は、ピストンクラウン部と、このピストンクラウン部の裏面に形成され且つコネクティングロッドを介してクランク軸に連結される１対のピンボス部と、前記ピストンクラウン部から下方へ延びる１対のスカート部を備え、シリンダボア内を往復動する内燃機関用ピストンのオイル供給装置において、少なくとも一方のピンボス部の一方のスカート部側部分に上下方向に延びて下端に開口を有するオイル誘導路と、一端が前記オイル誘導路の上端に連通し、他端が前記ピストンクラウン部のオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面に連通する給油路と、前記オイルリング溝に装着されたオイルリングと、前記コンプレッションリング溝に装着されたコンプレッションリングと、前記ピストンが上下方向の往復動過程のうちの下死点近傍位置にある期間のみ、ノズル先端が前記オイル誘導路の開口に対向するよう上方程前記ピストン中心側へ移行する傾斜状に配置され、前記ピストンクラウン部のオイルリング溝とコンプレッションリング溝との間の周面に連通する給油路にオイルを供給するために前記開口に対して潤滑用オイルを噴射可能な潤滑用ノズルとを備え、前記ピストンの前記オイル誘導路の開口より下側部分に、前記ピストンが前記上下方向の往復動過程のうちの下死点近傍位置にある期間終了後において前記潤滑用ノズルから噴射された潤滑用オイルを前記一方のスカート部側へ誘導するオイル流方向変換部を設けたことを特徴としている。
【００１０】
この内燃機関用ピストンのオイル供給装置では、ピストンが上下方向の往復動過程のうちの下死点近傍位置にある期間のみ、ノズル先端が前記オイル誘導路の開口に対向するよう上方程前記ピストン中心側へ移行する傾斜状に配置され、ピストンが下死点近傍位置から上昇移動したとき、オイル流方向変換部が潤滑用オイルを一方のスカート部側へ誘導している。それ故、潤滑用オイルは、ピストンが下死点近傍位置にある制限された期間のみ、潤滑用オイルがオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面に供給され、ピストンが上昇過程であっても下死点近傍位置にある期間以外の期間では潤滑用オイルが給油されない。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記オイル誘導路とオイル流方向変換部が前記１対のピンボス部に夫々形成され、各ピンボス部のオイル誘導路に複数の給油路が連通されたことを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記オイル誘導路が上方程前記ピストン中心側へ移行する傾斜状に形成され、前記オイル流方向変換部が前記オイル誘導路の軸線と交差するよう上方程前記一方のスカート部側へ移行する傾斜状に形成されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、他方のスカート部側のシリンダボア下端部に配置され、冷却用オイルが前記ピストンクラウン部の裏面を前記他方のスカート部側から一方のスカート部側へ流れるようにピストンクラウン部の裏面に対して下方から冷却用オイルを噴射する冷却用ノズルを設け、前記オイル流方向変換部は、前記方向変換された潤滑用オイルが前記ピストンクラウン部の裏面を前記冷却用オイルと同じ方向に流れるように形成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ピストンが下死点近傍位置にある期間のみ、潤滑用オイルがオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面に供給され、ピストンが上昇過程であっても下死点近傍位置にある期間以外では潤滑用オイルが給油されないため、シリンダボア内周面のオイル油膜形成に過不足のない最適な潤滑用オイル量をオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面に供給でき、ピストンの潤滑に不要な余剰オイルの供給を抑えながらピストンの摺動抵抗低減を図ることができる。しかも、ピストンが下死点近傍位置から上昇移動したとき、オイル流方向変換部が潤滑用オイルを一方のスカート部側へ誘導するため、潤滑用オイルを利用してピストンの冷却性能を高くすることができる。また、潤滑用ノズルとピストンとの２部品の構造改良により、潤滑用オイルをノズル先端からピンボス部に形成されたオイル誘導部へ直接的に供給することができるため、オイル供給装置の構造の簡単化を図ることができ、製造コストを安価にすることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、各ピンボス部のオイル誘導部に複数の給油路が連通されているため、潤滑用オイル量をオイルリング溝とコンプレッションリング溝の間の周面に能率良く供給でき、一層ピストンの摺動抵抗低減を図ることができる。
請求項３の発明によれば、ピストンの基本形状を大きく変更することなく、オイル誘導部とオイル流方向変換部とを形成することができ、製造コストを安価にできる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、潤滑用オイルがピストンクラウン部の裏面を流れる冷却用オイルの流れを阻害することなく、潤滑用オイルと冷却用オイルとの相乗効果により一層ピストンの冷却性能を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係るピストンのオイル供給装置の全体構成図である。
【図２】ピストンを下方から視た図である。
【図３】ピストンとコネクティングロッドの組み立て図である。
【図４】ピストンの側面図である。
【図５】図４のV−V線断面図である。
【図６】図１の要部拡大図である。
【図７】ピストン位置と潤滑用オイルの供給時期との関係を示すグラフである。
【図８】下死点近傍位置のピストンと潤滑用ノズルを示す図である。
【図９】オイル流方向変換初期位置のピストンと潤滑用ノズルを示す図である。
【図１０】オイル流方向変換終期位置のピストンと潤滑用ノズルを示す図である。
【図１１】実施例２に係る下死点位置のピストンと潤滑用ノズルを示す図である。
【図１２】オイル流方向変換期間におけるピストンと潤滑用ノズルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、以下、図における上下方向を上下方向とし、エンジンの吸気側を前方、排気側を後方として説明する。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例１について図１〜図１２に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例のオイル供給装置１は、車両の多気筒エンジン、例えば横置き直列４気筒ガソリンレシプロエンジンＥのピストン１０に対して潤滑用オイルと冷却用オイルを供給するものである。尚、図１では、ピストン１０が下降過程を終え、下死点位置に到達した状態を示している。
【００１９】
エンジンＥは、シリンダヘッド（図示略）と、シリンダブロック２と、オイルパン（図示略）等を備えている。シリンダヘッドには、吸気側カム軸（図示略）と排気側カム軸（図示略）が回転自在に枢支されている。これら両カム軸にはクランク軸３から回転駆動力が伝達され、夫々のカム軸に連動連結された吸排気バルブ（図示略）が往復動される。エンジンＥは、吸気側カム軸が車両の進行方向前方になるよう自動車のエンジンルームに搭載され、上方程後側へ傾斜する後方スラント状に配置されている。
【００２０】
図１に示すように、シリンダブロック２は、クランク軸３と、４本のコンロッド（コネクティングロッド）４と、４つのシリンダボア５と、４つのピストン１０と、気筒毎に１対の潤滑用オイル噴射装置７と、気筒毎に１つの冷却用オイル噴射装置８等を備えている。シリンダブロック２は、クランク軸３を収容するクランク室を形成している。
【００２１】
クランク軸３は、ジャーナル部（図示略）と、ピン部３ａと、アーム部（図示略）等を備え、図中、矢印Ａで示す方向に回転する。クランク軸３は、シリンダブロック２に軸受部を介して回転自在に枢支されている。ピン部３ａには、コンロッド４の下端に形成された大端部４ａが軸受部を介して回転自在に連結されている。コンロッド４の上端に形成された小端部４ｂには、クランク軸３と平行に配置されたピストンピン６を介してピストン１０が揺動自在に連結されている。シリンダボア５は略円筒状に形成されている。
【００２２】
図１〜図６に示すように、ピストン１０は、ピストンクラウン部１１と、１対のスカート部１２ａ，１２ｂと、１対のピンボス部１３と、複数の給油路１４，１５等を備えている。ピストン１０は、下方に向かって開口する有底円筒状に形成され、例えば、アルミニウム合金により形成されている。ピストン１０は、シリンダボア５内に挿入され、シリンダボア５内を上下方向に往復動可能に形成されている。
【００２３】
ピストンクラウン部１１は、頂面２１と、裏面２２と、ランド部２３と、３つのリング溝２４〜２６等を備えている。裏面２２には、吸気側リセス部２２ａと、排気側リセス部２２ｂとが形成されている。吸気側リセス部２２ａと排気側リセス部２２ｂは、夫々、裏面２２の吸気側部分と排気側部分に頂面２１側へ湾曲状に凹入形成され、平面視にて吸気側リセス部２２ａの面積が排気側リセス部２２ｂの面積よりも小さく形成されている。吸気側リセス部２２ａと排気側リセス部２２ｂは、裏面２２の中央位置で滑らかに連なるよう構成されている。
【００２４】
吸気側スカート部１２ａと排気側スカート部１２ｂは、ピストン１０の吸気側部分と排気側部分に夫々ピストンクラウン部１１の下端から下方へ延びるよう形成されている。それ故、ピストン１０が上下方向へ往復動するとき、１対のスカート部１２ａ，１２ｂがシリンダボア５の内周面によりガイドされるため、ピストンピン６を回転中心とするピストン１０の前後揺動が抑制される。
【００２５】
ピストンクラウン部１１の外周には、頂面２１とスカート部１２ａ，１２ｂとの間の位置にランド部２３が形成されている。ランド部２３には、トップリング溝２４とセカンドリング溝２５とオイルリング溝２６が形成されている。トップリング溝２４は、頂面２１に最も近接した位置に形成され、トップリング１６（第１コンプレッションリング）が装着されている。セカンドリング溝２５は、トップリング溝２４よりも下方位置に形成され、セカンドリング１７（第２コンプレッションリング）が装着されている。オイルリング溝２６は、セカンドリング溝２５よりも下方位置に形成され、オイルリング１８が装着されている。尚、説明の便宜上、図３を除いて、各リング１６〜１８の図示を省略している。
【００２６】
図３に示すように、トップリング１６とセカンドリング１７は、略Ｃ字状に形成され、トップリング溝２４とセカンドリング溝２５に夫々強制的に弾性圧縮変形された状態で嵌め込まれている。これにより、両リング１６，１７は、一定の復元力によりシリンダボア５の内周表面に接触し、エンジンＥの燃焼室からクランク室に漏出するブローバイガス量を抑制している。オイルリング１８は、両リング１６，１７と同様に略Ｃ字状に形成され、オイルリング溝２６に強制的に弾性圧縮変形された状態で嵌め込まれている。これにより、オイルリング１８は、一定の復元力によりシリンダボア５の表面に接触し、ピストン１０が上昇過程のとき、オイルを持ち上げてシリンダボア５の内周面にオイル油膜を形成し、ピストン１０が下降過程のとき、最適なオイル油膜形成に必要な潤滑用オイル量を残しながら余剰オイルを掻き落としている。
【００２７】
図１〜図６に示すように、ピストンクラウン部１１には、１対のスカート部１２ａ，１２ｂの間の位置において裏面２２から下方へ延びる１対のピンボス部１３が形成されている。一方のピンボス部１３は、ピストン１０の中心に対してピストンピン６の軸線平行方向且つ前側寄りの位置に配置され、他方のピンボス部１３はピストン１０の中心に対してピストンピン６の軸線平行方向且つ後側寄りの位置に配置され、両ピンボス部１３はピストン１０の中心を挟むように並列状に形成されている。
【００２８】
１対のピンボス部１３は、夫々、裏面２２から下方へ延びる基部２７と、基部２７の下部に形成されたピン受部２８と、ピン受部２８に設けられたピン孔２９等を備えている。  図３に示すように、ピン孔２９は、軸受部を介してコンロッド４の小端部４ｂに回転自在に挿通されたピストンピン６を支承している。１対のピンボス部１３がピストンピン６を介してコンロッド４と連結されるため、クランク軸３の回転駆動力がコンロッド４を介してピストン１０に伝達され、ピストン１０がシリンダボア５内を上下方向に昇降移動する。
【００２９】
図１，図２，図５，図６に示すように、夫々の基部２７には、吸気側スカート部１２ａ側部分に下端部分からピストンクラウン部１１に亙って上下方向に延びるオイル誘導路３０が設けられている。オイル誘導路３０は、ピストンピン６の軸線直交方向に略直線状且つ上方程ピストン１０の中心側へ移行する傾斜状に形成されている。
【００３０】
図６に示すように、オイル誘導路３０の軸線Ｂは、側面視にてピストン１０の軸線に平行な鉛直直線Ｖに対して交差角度αになるよう設定されている。オイル誘導路３０の下端には、吸気側スカート部１２ａの内周面に対向する縦長楕円状の開口３０ａが形成されている。開口３０ａの上下方向幅は、基部２７の上下方向幅の半分よりも大きく設定されている。オイル誘導路３０は、ピンボス部１３を一体形成し、基部２７に対してドリル等の加工工具を用いて機械加工により製造している。
【００３１】
ピン受部２８には、オイル誘導路３０の開口３０ａの下端より下側且つ吸気側スカート部１２ａ側部分にオイル流方向変換部３１が形成されている。オイル流方向変換部３１の表面は、略平坦状に形成され、側面視にて上方程吸気側スカート部１２ａ側へ移行する傾斜状に形成されている。
【００３２】
図６に示すように、オイル流方向変換部３１の表面の延長面Ｃは、側面視にて鉛直直線Ｖに対して交差角度βになるよう設定されている。以上により、オイル流方向変換部３１は、ピストン１０が下死点（ＢＤＣ）近傍位置から上昇移動したとき、潤滑用オイル噴射装置７から噴射された潤滑用オイルを吸気側スカート部１２ａ側へ誘導し、誘導された潤滑用オイルがピストンクラウン部１１の裏面２２を排気側スカート部１２ｂ側から吸気側スカート部１２ａ側へ流れるように構成されている。
【００３３】
図１，図２，図５，図６に示すように、ピストンクラウン部１１の内部には、夫々のオイル誘導路３０に対応して複数の給油路１４，１５が形成されている。複数の給油路１４，１５は、各オイル誘導路３０の頂部（上端）からピストン１０の軸線直交方向へ略直線状に延び、セカンドリング溝２５とオイルリング溝２６の間に形成されたランド部２３までを連通するよう形成されている。本実施例では、給油路１４と給油路１５が同一軸線になるよう形成され、ピストンクラウン部１１に対してドリル等の加工工具を用いて製造されている。
【００３４】
図１に示すように、１対の潤滑用オイル噴射装置７は、各シリンダボア５の吸気側下端部に隣り合うようシリンダブロック２に装着されている。１対の潤滑用オイル噴射装置７は、夫々、エンジンＥのオイルポンプ（図示略）にオイルギャラリ９ａを介して接続されている。１対の潤滑用オイル噴射装置７は、同一の構造であるため、以下の説明では一方の潤滑用オイル噴射装置７のみについて説明する。
【００３５】
潤滑用オイル噴射装置７は、潤滑用ノズル３２と、潤滑用バルブ部３３と、潤滑用ケース部３４等を備えている。潤滑用ノズル３２は、シリンダボア５の外側位置からシリンダボア５の内側位置に向かって延びる管状部材により形成され、開口３０ａに対して潤滑用オイルを噴射可能に構成されている。図６に示すように、潤滑用ノズル３２のノズル先端は、その軸線がオイル誘導路３０の軸線Ｂと略同一軸線になるよう形成され、ピストン１０がＢＤＣ近傍位置のときに、オイル誘導路３０の開口３０ａに対向し、且つピストン１０がＢＤＣ近傍位置から上昇移動したとき、オイル流方向変換部３１と対向するように上方程ピストン１０中心側へ移行する傾斜状に配置されている。
【００３６】
潤滑用バルブ部３３は、ボルト部材の内部にチェックバルブを備えている。潤滑用バルブ部３３は、シリンダブロック２に形成されたねじ穴に螺合され、その先端に形成された開口がオイルギャラリ９ａに連通されている。潤滑用バルブ部３３がシリンダブロック２に取付けられた状態で、オイル供給圧が所定値のとき、潤滑用バルブ部３３が開動作し、オイルは潤滑用ケース部３４内の油路を介して潤滑用ノズル３２へ流動する。尚、潤滑用オイル噴射装置７はチェックバルブとしての潤滑用バルブ部３３を省くことが可能である。
【００３７】
図１に示すように、冷却用オイル噴射装置８は、シリンダボア５毎に１つづつ配置されている。冷却用オイル噴射装置８は、エンジンＥのオイルポンプにオイルギャラリ９ｂを介して接続され、排気側リセス部２２ｂに対して冷却用オイルを噴射可能に構成されている。冷却用オイル噴射装置８は、各シリンダボア５の排気側下端部に配置されている。それ故、１対の潤滑用オイル噴射装置７と冷却用オイル噴射装置８は、平面視にてピストンピン６の軸線に対して千鳥状にレイアウトされている。
【００３８】
冷却用オイル噴射装置８は、冷却用ノズル３５と、冷却用バルブ部３６と、冷却用ケース部７等を備えている。冷却用ノズル３５は、シリンダボア５の外側位置からシリンダボア５の内側位置に向かって延びる管状部材により形成されている。冷却用ノズル３５から噴射された冷却用オイルは、排気側リセス部２２ｂから裏面２２の中央部分を流れて吸気側リセス部２２ａに到達し、吸気側スカート部１２ａを伝ってクランク室内へ滴下する。
冷却用バルブ部３６は、ボルト部材の内部にチェックバルブを備えている。冷却用バルブ部３６は、シリンダブロック２に形成されたねじ穴に螺合され、先端に形成された開口がオイルギャラリ９ｂに連通されている。冷却用バルブ部３６がシリンダブロック２に取付けられた状態で、オイル供給圧が所定値以上のとき、冷却用バルブ部３６が開動作し、冷却用オイルは冷却用ケース部３７内の油路を介して冷却用ノズル３５へ流動する。
【００３９】
次に、図１，図６〜図１０に基づき、オイル供給装置１の作動について説明する。
図１，図６に示すように、ピストン１０がＢＤＣ位置のとき、潤滑用ノズル３２のノズル先端の軸線がオイル誘導路３０の軸線Ｂと略同一軸線になるよう形成されているため、潤滑用オイルは潤滑用ノズル３２から開口３０ａを通過して直接的にオイル誘導路３０の内部へ導入される。この潤滑用オイルは、オイル誘導路３０内へ油圧損失を殆ど生じることなく導入されるため、給油路１４，１５を流動してランド部２３へ到達し、ピストン１０の摺動抵抗を低減している。
【００４０】
図８に示すように、ピストン１０がＢＤＣ近傍位置、例えばピストン１０がＢＤＣから８ｍｍ上昇移動したとき、潤滑用ノズル３２のノズル先端は開口３０ａとの対向状態を維持しているため、潤滑用オイルはオイル誘導路３０から給油路１４，１５を経由してランド部２３に供給されている。尚、本実施例では、潤滑用ノズル３２のノズル先端の軸線がオイル誘導路３０の軸線Ｂと略同一軸線になるよう形成されているため、図７に示すように、潤滑オイル供給期間ＸがＢＤＣの前段階であるピストン１０の下降過程終期から開始されている。
【００４１】
図９に示すように、ピストン１０がＢＤＣ近傍位置から所定距離上昇移動したオイル流方向変換初期位置、例えばピストン１０がＢＤＣから１０ｍｍ上昇移動したとき、潤滑用ノズル３２のノズル先端は、開口３０ａとの対向位置関係が解除され、オイル流方向変換部３１の吸気側スカート部１２ａ側端部と対向している。これにより、潤滑用ノズル３２から噴射された潤滑用オイルは、オイル流方向変換部３１の表面で跳ね返され、吸気側スカート部１２ａ側へ進行方向が変更される。進行方向が変更された潤滑用オイルは、吸気側リセス部２２ａへ衝突し、冷却用オイルの流れに合流した後、吸気側リセス部２２ａを吸気側スカート部１２ａ側へ流れる。冷却用オイルと冷却用オイルに合流した潤滑用オイルは、協働してピストン１０の冷却を行っている。
【００４２】
図１０に示すように、ピストン１０がオイル流方向変換初期位置から所定距離上昇移動したオイル流方向変換終期位置、例えばピストン１０がＢＤＣから３０ｍｍ上昇移動したとき、潤滑用ノズル３２のノズル先端はオイル流方向変換部３１の表面との対向状態を維持しているため、潤滑用オイルは、オイル流方向変換部３１により進行方向が変更され、冷却用オイルの流れに合流して吸気側リセス部２２ａを吸気側スカート部１２ａ側へ流れている。
【００４３】
ピストン１０がオイル流方向変換終期位置から上昇移動したとき、潤滑用ノズル３２のノズル先端は、オイル流方向変換部３１の表面との対向位置関係が解除され、潤滑用オイルによるピストン１０の冷却が終了する。図７に示すように、オイル流方向変換期間Ｙは、潤滑オイル供給期間Ｘの終了と同期して開始され、潤滑オイル供給期間Ｘよりも長い期間になるよう設定されているため、余剰オイルをピストン１０の冷却に有効利用することができる。
【００４４】
次に、オイル供給装置１の作用、効果について説明する。
このオイル供給装置１では、ピストン１０がＢＤＣ近傍位置にある期間（潤滑オイル供給期間Ｘ）のみ、潤滑用オイルがオイルリング溝２６とセカンドリング溝２５の間のランド部２３に供給され、ピストン１０が上昇過程であってもＢＤＣ近傍位置の期間以外では潤滑用オイルが給油されないため、シリンダボア５内周面のオイル油膜形成に過不足のない最適な潤滑用オイル量をオイルリング溝２６とセカンドリング溝２５の間のランド部２３に供給でき、ピストン１０の潤滑に不要な余剰オイルの供給を抑えながらピストン１０の摺動抵抗低減を図ることができる。
【００４５】
しかも、ピストン１０がＢＤＣ近傍位置から上昇移動したとき（オイル流方向変換期間Ｙ）、オイル流方向変換部３１が潤滑用オイルを吸気側スカート部１２ａ側へ誘導するため、潤滑用オイルを利用してピストン１０の冷却性能を高くすることができる。また、潤滑用ノズル３２とピストン１０との２部品の構造改良により、潤滑用オイルをノズル先端からピンボス部１３に形成されたオイル誘導部３０へ直接的に供給することができるため、オイル供給装置の構造の簡単化を図ることができ、製造コストを安価にすることができる。
【００４６】
オイル誘導路３０とオイル流方向変換部３１とが１対のピンボス部１３に夫々形成され、各ピンボス部１３のオイル誘導路３０に複数の給油路１４，１５が連通されているため、潤滑用オイル量をオイルリング溝２６とセカンドリング溝２５の間のランド部２３に能率良く供給でき、一層ピストン１０の摺動抵抗低減を図ることができる。
オイル誘導路３０が上方程前記ピストン１０の中心側へ移行する傾斜状に形成され、オイル流方向変換部３１の表面の延長面Ｃがオイル誘導路３０の軸線Ｂと交差するよう上方程吸気側スカート部１２ａ側へ移行する傾斜状に形成されているため、ピストン１０の基本形状を大きく変更することなく、オイル誘導部３０とオイル流方向変換部３１とを形成することができ、製造コストを安価にできる。
【００４７】
排気側スカート部１２ｂ側のシリンダボア５下端部に配置され、冷却用オイルがピストンクラウン部１１の裏面２２を排気側スカート部１２ｂ側から吸気側スカート部１２ａ側へ流れるように排気側リセス部２２ｂに対して下方から冷却用オイルを噴射する冷却用ノズル３５を設け、オイル流方向変換部３１は、方向変換された潤滑用オイルが吸気側リセス部２２ａを冷却用オイルと同じ方向に流れるように形成されているため、潤滑用オイルがピストンクラウン部１１の裏面２２を流れる冷却用オイルの流れを阻害することなく、潤滑用オイルと冷却用オイルとの相乗効果により一層ピストン１０の冷却性能を高くすることができる。
【実施例２】
【００４８】
図１１，図１２に基づいて、実施例２に係るオイル供給装置１Ａについて説明する。尚、実施例１と同様の部材については、同一の符号を附し、説明を省略する。
実施例１との相違点は、実施例１では、オイル誘導路３０をピンボス部１３の基部２７に設け、オイル流方向変換部３１をピンボス部１３のピン受部２８に設けていたのに対し、本実施例２では、オイル誘導路３０Ａとオイル流方向変換部３１Ａとの両方をピンボス部１３Ａの基部２７Ａに設けた点である。
【００４９】
１対のピンボス部１３Ａは、夫々、裏面２２から下方へ延びる基部２７Ａと、基部２７Ａの下部に形成されたピン受部２８Ａと、ピン受部２８Ａに設けられたピン孔２９等を備えている。各基部２７Ａには、オイル誘導路３０Ａと、オイル流方向変換部３１Ａとが夫々形成されている。オイル誘導路３０Ａは、ピストン１０Ａの軸線と略平行に形成され、基部２７Ａの吸気側スカート部１２ａ側部分に基部２７Ａの下端部分からピストンクラウン部１１に亙って上下方向に延びるよう構成されている。オイル誘導路３０Ａの上端には給油路１４，１５が連通され、オイル誘導路３０Ａの下端には略円状の開口３０ｂが直下方に向けて開口するよう形成されている。
【００５０】
オイル流方向変換部３１Ａは、オイル誘導路３０Ａの開口３０ｂの下端から吸気側スカート部１２ａ側のピン受部２８Ａの下端に亙って形成されている。オイル流方向変換部３１Ａの表面は、略平坦状に形成され、側面視にて上方程吸気側スカート部１２ａ側へ移行する傾斜状に形成されている。オイル流方向変換期間Ｙは、実施例１と同様に、潤滑オイル供給期間Ｘの終了と同期して開始され、潤滑オイル供給期間Ｘよりも長くなるよう設定されている。これにより、実施例１と同様の効果を奏しつつ、一層ピストン１０Ａの構造の簡単化を図ることができる。
【００５１】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、横置き４気筒エンジンの例を説明したが、少なくともレシプロエンジンであれば良く、単気筒エンジンや２気筒以上のエンジンやＶ型エンジン等種々の内燃機関用ピストンに適用することができる。また、縦置きエンジンにも適用可能である。
【００５２】
２〕前記実施例においては、潤滑オイル供給期間がＢＤＣの前段階であるピストンの下降過程終期から開始されている例を説明したが、潤滑オイル供給期間をＢＤＣからピストンの上昇過程初期の期間のみに設定しても良い。これにより、オイル誘導路及びオイル誘導路の開口を小型化することができる。
【００５３】
３〕前記実施例においては、オイル流方向変換期間が潤滑オイル供給期間の終了と同期して開始される例を説明したが、少なくともＢＤＣ近傍位置のときに潤滑用オイルをランド部へ供給できれば良く、オイル誘導路の開口とオイル流方向変換部とを所定距離離隔して形成し、潤滑オイル供給期間の終了とオイル流方向変換期間の開始とに時間差を設けても良い。また、オイル流方向変換期間を潤滑オイル供給期間よりも長した例を説明したが、同じ期間にしても良く、オイル流方向変換期間を潤滑オイル供給期間よりも短く設定することも可能である。
【００５４】
４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、シリンダボア内を往復動する内燃機関用ピストンのオイル供給装置において、ＢＤＣ近傍位置のときに潤滑用オイルをランド部へ誘導するオイル誘導路と、ＢＤＣ近傍位置から上昇移動したときに潤滑用オイルを一方のスカート部側へ誘導するオイル流方向変換部とを設けたことにより、構造の簡単化を図りつつオイル油膜形成に最適な潤滑用オイル量をランド部へ供給することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１Ａ        オイル供給装置
３              クランク軸
４              コンロッド
５              シリンダボア
７              潤滑用オイル噴射装置
８              冷却用オイル噴射装置
１０，１０Ａ    ピストン
１１            ピストンクラウン部
１２ａ          吸気側スカート部
１２ｂ          排気側スカート部
１３，１３Ａ    ピンボス部
１４，１５      給油路
２２          （ピストンクラウン部）裏面
２３            ランド部
２５            セカンドリング溝
２６            オイルリング溝
３０，３０Ａ    オイル誘導路
３０ａ，３０ｂ  開口
３１，３１Ａ    オイル流方向変換部
３２            潤滑用ノズル
３５            冷却用ノズル
Ｂ            （オイル誘導路）軸線      
Ｃ            （オイル流方向変換部）延長面
【図１】
0005747618.tif 000002
【図２】
0005747618.tif 000003
【図３】
0005747618.tif 000004
【図４】
0005747618.tif 000005
【図５】
0005747618.tif 000006
【図６】
0005747618.tif 000007
【図７】
0005747618.tif 000008
【図８】
0005747618.tif 000009
【図９】
0005747618.tif 000010
【図１０】
0005747618.tif 000011
【図１１】
0005747618.tif 000012
【図１２】
0005747618.tif 000013