(57)【要約】【課題】ピストン３内部でオイルを流通させるオイル通路１０内部に、高温のオイルと低温のオイルが偏在することを防止し、ピストン３の冷却効率の向上を図る。【解決手段】内燃機関用ピストンであって、その内部には、冷却用オイルを流通させるオイル通路１０を形成し、このオイル通路１０の壁面の少なくとも一部には、当該オイル通路１０の壁面を螺旋状に流れるように前記オイルの流れを案内する、ガイド部１０ａが形成されている。このガイド部１０ａは、オイル通路１０の壁面に形成された突起として構成されている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用ピストンであって、
その内部には、冷却用オイルを流通させるオイル通路を形成し、
このオイル通路の壁面の少なくとも一部には、当該オイル通路の壁面を螺旋状に流れるように前記オイルの流れを案内する、ガイド部が形成されていることを特徴とする、
内燃機関用ピストン。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用ピストンであって、前記ガイド部は、前記オイル通路の壁面に形成された突起である、内燃機関用ピストン。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関用ピストンであって、前記突起は、前記オイル通路の壁面のうち、少なくとも前記オイル通路の内底面と天井面とを繋ぐ一側の側壁の部分に形成されている、内燃機関用ピストン。
【請求項４】
請求項２に記載の内燃機関用ピストンであって、前記突起は、前記オイル通路の壁面の全周にわたって形成されている、内燃機関用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用ピストンの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以前から内燃機関において、ピストンに冷却用のオイル通路を形成し、ピストンを冷却する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１の構成は、ピストン（１）にオイル循環経路（オイル通路に相当；８）を形成しており、当該オイル循環経路（８）にフィン（９）を設けることで、オイルとオイル循環経路（８）との接触面積を増大させている。これにより、ピストン（１）から多量の熱を奪うことができるとしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５８−１０１２５０号公報（（３）頁右下段第７行〜第１７行、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしピストン（１）は燃焼室側が高温となっているため、オイル循環経路（８）を流れるオイルも、燃焼室側のオイルが反対側のオイルよりも一層多量の熱を奪う形となり、この結果、オイル循環経路（８）内において、燃焼室に近い側には高温のオイルが、燃焼室から遠い側には低温のオイルが、それぞれ偏在する傾向がある。加えて、高温のオイルは低温のそれに比べて密度が低くなることから、発熱源としての燃焼室が上側に配置される一般のエンジンの構成では、高温のオイルは上側に、低温のオイルは下側に、それぞれ溜まり易く、オイルの上述するような偏在は一層顕著となってしまう。
このように、オイル循環経路（８）において燃焼室側に高温のオイルが偏っていると、ピストン（１）で高温となり易い燃焼室側の部位を有効に冷却できないこととなり、ピストン（１）の冷却効率の向上が妨げられている。
【０００６】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主な目的は、オイル通路内において燃焼室側にあるオイルと反燃焼室側にあるオイルとの交換を促進し、ピストンの冷却効率を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、内燃機関用ピストンであって、その内部には、冷却用オイルを流通させるオイル通路を形成し、このオイル通路の壁面の少なくとも一部には、当該オイル通路の壁面を螺旋状に流れるように前記オイルの流れを案内する、ガイド部が形成されているものである。
【０００９】
請求項２においては、前記ガイド部は、前記オイル通路の壁面に形成された突起であるものである。
【００１０】
請求項３においては、前記突起は、前記オイル通路の壁面のうち、少なくとも前記オイル通路の内底面と天井面とを繋ぐ一側の側壁の部分に形成されているものである。
ここで「内底面」とは、オイル通路の壁面のうち、反燃焼室側（クランク軸側）の部分をいう。また、「天井面」とは、オイル通路の壁面のうち、燃焼室側の部分をいう。
【００１１】
請求項４においては、前記突起は、前記オイル通路の壁面の全周にわたって形成されているものである。
ここで「全周」とは、オイル通路をその長手方向に垂直な面で切った断面に現れる輪郭線の全周という意味である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るピストンを備えるエンジンの全体的な構成を示した断面図、図２は図１のＰ−Ｐ断面矢視図である。図３は、オイル通路内部の突起を示す、ピストンをその径方向を含む面で切った断面の斜視図である。
【００１３】
図１に示されるディーゼルエンジンの構成において、シリンダブロック１の内部には筒状のシリンダライナ２が嵌挿される。このシリンダライナ２の内部には本発明のピストン３が挿入され、摺動自在とされている。ピストン３の上方の空間は、燃焼室１５とされている。シリンダライナ２の下方位置にはクランク室１４が形成されている。
【００１４】
ピストン３にはピストンピン４が挿通され、このピストンピン４には、コンロッド５の小端部が回動自在に連結される。前記クランク室１４にはクランク軸が配置されており、前記コンロッド５の大端部は、当該クランク軸のクランクピン６に回動自在に連結される。
【００１５】
シリンダブロック１の内部には冷却のためのウォータージャケット７や、潤滑のためのオイルの経路である油路８が形成されている。この油路８は、図示しないポンプの吐出側に連結されている。
【００１６】
ピストン３には、円環状のリング溝９が、その頭部近傍の周面に形成される。そして図１・図２に示すように、当該リング溝９の近傍位置において、ピストン３の内部には円環状のオイル通路１０が形成されている。このオイル通路１０は、ピストン３の頂面と略平行に形成されている。
【００１７】
ピストンピン４のボス部には導入通路１１と導出通路１２とが設けられて、これらは前記オイル通路１０にそれぞれ接続されている。両通路１１・１２は、ピストン３の底面（前記クランクピン６側の面）に開口を形成している。
【００１８】
シリンダブロック１にはオイルジェット１３が装着されている。このオイルジェット１３は、ピストン３の底面に向かって図１の黒塗り矢印のようにオイルを噴出する噴出口を備え、この噴出口が、前記油路８に連通されている。
【００１９】
この構成で、油路８からオイルジェット１３を介して噴出されたオイルは、導入通路１１からオイル通路１０内に流入して、ピストン３の熱を奪って冷却した後、導出通路１２からクランク室１４内に戻るようになっている。
【００２０】
ここで、ピストン３の内部に形成された円環状のオイル通路１０には、図３に示すように、その壁面に螺旋状の突起（ガイド部）１０ａが形成されている。
【００２１】
この構成において機関が運転されると、ピストン３がシリンダライナ２内を上下に往復動するとともに、オイルジェット１３から導入通路１１に向かってオイルが噴出され、オイル通路１０内に入り込む。
【００２２】
このとき、オイル通路１０の壁面に前記突起１０ａがあることにより、ピストン３の上下往復動に伴い、当該オイル通路１０内のオイルは、図３に太線の破線矢印で示すように螺旋状の動きを与えられながら、ピストン３の周方向に進み、導出通路１２へ向かう。
【００２３】
このような螺旋状の流れが形成されることにより、オイル通路１０の燃焼室側（天井側）にある高温のオイルと、クランク室１４側（内底面側）にある低温のオイルとの交換が促進され、ピストン３の特に頭部側（燃焼室に面する側）のオイルによる冷却効率に優れるのである。
更には、オイルの流れは螺旋状であって、流れる方向が鋭く曲げられることがなくスムーズであるので、オイルの流動が円滑化され、これによっても冷却効率の向上に寄与する。
【００２４】
特に本実施形態では、ガイド部が前記突起１０ａとして形成されているので、突起１０ａが強度を向上させるリブとしての役割をも果たすこととなる。従って、ピストン３の機械的強度が向上する。特に本実施形態では、オイル通路１０の天井面・内底面のみならず、両者を繋ぐ側壁の部分にも突起１０ａが設けられているので、突起１０ａが側壁にない場合に比し、ピストン３の機械的強度を一層高めることができる。
【００２５】
また、オイル通路１０のオイルに前述した螺旋状の流れを作り出すためにより有効に付与するのは、当該オイル通路１０の天井面・内底面に形成される突起１０ａよりも、側壁部分の突起１０ａであるということができる。
即ち、オイル通路１０のオイルには、ピストン３の往復移動に伴い、上下方向の慣性力が発生する。上下方向の動きを与えられるオイルは、オイル通路１０の天井面や内底面に形成される突起１０ａ・１０ａの間（溝部）に対しては出たり入ったりするだけであるが、オイル通路１０の側壁部分の突起１０ａ・１０ａの間（溝部）にある部分のオイルは、当該突起１０ａにぶつかることで、その動く方向が、斜め上方向あるいは斜め下方向に変更されるからである。
【００２６】
なお、このような突起１０ａを形成したオイル通路１０をピストン３内部に形成するには、ピストン３の鋳造時に塩中子を使用する等の周知の方法を用いればよい。
【００２７】
以上に本発明の実施の形態を示したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、様々な変容が可能である。
【００２８】
例えば、本実施形態では、オイル通路１０は図３に示すように、ピストン３の径方向を含む面（即ち、オイル通路１０の長手方向に垂直な面）で切った断面が、円形となっている。しかしながらこれは一例であって、オイル通路１０の断面形状は、四角形や三角形等、任意の形状を採用できる。
【００２９】
また、本実施形態では、オイル通路１０に形成される突起１０ａは図３に示すように、オイル通路１０の長手方向に垂直な面で切った断面に現れる輪郭線の全周にわたって、等間隔で形成されている。言い換えれば、天井面・内底面・側壁を含んだ全ての部分に、前記突起１０ａが形成されている。しかしながらこれに限定するものでもなく、断続的（間欠的）に突起１０ａを形成することも可能である。例えばオイル通路１０の側壁部分のみに突起１０ａを形成する構成でも、オイルに螺旋状の流れを付与できてピストン３の冷却効率を向上できるとともに、ピストン３の剛性向上に貢献することができる。
ただし本実施形態のように全周にわたって突起１０ａを形成すれば、ピストン３の機械的強度（構造的強度）を大きく向上させることができる。
【００３０】
本実施形態ではディーゼルエンジンに適用した例を示しているが、本発明のピストンはディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジン等、他の様々なタイプのエンジンに適用できる。ただし本実施形態のように、ピストンに加わる熱負荷が他のタイプに比して大きいディーゼルエンジンに適用すると、本発明の効果はより大きく発揮される。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００３２】
即ち、請求項１に示すように、内燃機関用ピストンであって、その内部には、冷却用オイルを流通させるオイル通路を形成し、このオイル通路の壁面の少なくとも一部には、当該オイル通路の壁面を螺旋状に流れるように前記オイルの流れを案内する、ガイド部が形成されているので、
オイル通路の燃焼室側にある高温のオイルと、クランク室側にある低温のオイルとの交換が促進され、オイルによるピストンの冷却効率に優れる。また、オイルの流れが螺旋状であって、流れる方向が鋭く曲げられることがなくスムーズであるので、オイルの流動が円滑化され、これによっても冷却効率の向上に寄与する。
【００３３】
請求項２に示すように、前記ガイド部は、前記オイル通路の壁面に形成された突起であるので、
ピストンの機械的強度を向上させることができる。
【００３４】
請求項３に示すように、前記突起は、前記オイル通路の壁面のうち、少なくとも前記オイル通路の内底面と天井面とを繋ぐ一側の側壁の部分に形成されているので、
オイル通路内のオイルに、螺旋状の流れを効率的に付与することができる。
【００３５】
請求項４に示すように、前記突起は、前記オイル通路の壁面の全周にわたって形成されているので、
ピストンの機械的強度を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るピストンを備えるエンジンの全体的な構成を示した断面図。
【図２】図１のＰ−Ｐ断面矢視図。
【図３】オイル通路内部の突起を示す、ピストンをその径方向を含む面で切った断面の斜視図。
【符号の説明】
３  ピストン
１０  オイル通路
１０ａ  突起（ガイド部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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