(57)【要約】【課題】ピストン頂部の裏面に向けて噴射したオイルのシリンダ内壁への付着を抑制できるピストンの冷却装置を提供する。【解決手段】ピン孔２７ａが形成されたピンボス部２７を有し、かつピストン頂部２１の外周よりも内側の位置から下方に延びるサイドウォール２３を備えるピストン２を、内燃機関１のシリンダ３の内壁とサイドウォール２３との間に臨むピストン頂部２１の裏面２１ｂに向けてオイルを噴射するオイル噴射ノズル１１を利用して冷却するピストンの冷却装置１０であり、サイドウォール２３には、ピン孔２７ａの上方に位置し、かつサイドウォール２３の外側及び内側のそれぞれに開口してサイドウォール２３を貫通するオイル通路３０が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンピンを挿入するピン孔が形成されたピンボス部を有し、かつピストン頂部の外周よりも内側の位置から下方に延びるサイドウォールを備えるとともに、内燃機関のシリンダ内に配置されたピストンを、前記シリンダの内壁と前記サイドウォールとの間に臨む前記ピストン頂部の裏面に向けて前記ピストンの下方からオイルを噴射するオイル噴射ノズルを利用して冷却するピストンの冷却装置であって、
前記ピストンの前記サイドウォールには、前記ピンボス部に形成された前記ピン孔の上方に位置し、かつ前記サイドウォールの外側及び内側のそれぞれに開口して前記サイドウォールを貫通するオイル通路が形成されていることを特徴とするピストンの冷却装置。
【請求項２】
前記オイル通路の一端が、前記サイドウォールの外側の付け根に開口していることを特徴とする請求項１に記載のピストンの冷却装置。
【請求項３】
前記サイドウォールには、前記オイル通路から分岐して前記ピン孔の内周面に開口する分岐通路が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のピストンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン頂部の裏面に向けてオイルを噴射するオイル噴射ノズルを使用したピストンの冷却装置する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダに配置されたピストンの下方から、ピストン頂部の裏面に向けてオイルを噴射してピストンを冷却する冷却装置は周知である。ピストンの軽量化等のため、ピストン頂部の外周よりも内側の位置から下方に延びる一対のサイドウォールを設け、そのサイドウォールによってピストン頂部の外周からスラスト側及び反スラスト側において下方に延びるスカート部を接続するピストンがある。
【０００３】
このようなピストンをシリンダに装着した場合、シリンダの内壁とサイドウォールとの間にピストン頂部の裏面が臨むので、その裏面に向けてピストンの下方からオイル噴射してピストンを冷却することができる。このような箇所に向けてオイルを噴射する場合には、噴射したオイルの逃げ場が無く、ピストン頂部の裏面に衝突したオイルがシリンダの内壁へ導かれてシリンダ内壁へのオイルの付着量が増加する。
【０００４】
従来から、ピストンに形成されたオイルリング溝の底部とピストンの内面とに開口する通路を形成し、オイルリングで掻き取られたオイルをその通路を介してピストンの内側へ排出する構成のピストンが知られている（例えば、特許文献１及び２）。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献３が存在する。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−０９６２２１号公報
【特許文献２】実開平６−０２５５３４号公報
【特許文献３】実開平１−０７１１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの文献では、上述のピストンとピストンの構造が異なっているので、シリンダの内壁とピストンとの間を狙ってピストンの下方からオイルを噴射することができない。また、これらの文献に開示された通路をシリンダの内壁とサイドウォールとの間に噴射したオイルをピストンの内側に逃がす通路として利用することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、ピストン頂部の裏面に向けて噴射したオイルのシリンダ内壁への付着を抑制できるピストンの冷却装置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】
本発明のピストンの冷却装置は、ピストンピンを挿入するピン孔が形成されたピンボス部を有し、かつピストン頂部の外周よりも内側の位置から下方に延びるサイドウォールを備えるとともに、内燃機関のシリンダ内に配置されたピストンを、前記シリンダの内壁と前記サイドウォールとの間に臨む前記ピストン頂部の裏面に向けて前記ピストンの下方からオイルを噴射するオイル噴射ノズルを利用して冷却するピストンの冷却装置であって、前記ピストンの前記サイドウォールには、前記ピンボス部に形成された前記ピン孔の上方に位置し、かつ前記サイドウォールの外側及び内側のそれぞれに開口して前記サイドウォールを貫通するオイル通路が形成されていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００９】
オイル噴射ノズルによりシリンダの内壁とサイドウォールとの間に噴射されたオイルの逃げ場が無いと、そのオイルはピストンの下降に伴ってピストン頂部の裏面によって押し下げられてシリンダの内壁側及びサイドウォールの外側に導かれる。そのため、シリンダの内壁に付着するオイル量が増える結果、オイル消費量が増加する。この冷却装置によれば、オイル噴射ノズルにて供給されたオイルの少なくとも一部をサイドウォールの外側に開口するオイル通路を介してサイドウォールの内側へ逃がすことができるので、シリンダの内壁へのオイルの付着量を低減できる。しかも、オイル通路はピン孔の上方に位置しているので、オイル通路を通過したオイルはピン孔に挿入されるピストンピンに導かれる。これにより、オイル通路を通過してピストンピンに導かれたオイルをピストンピンとコネクティングロッドの小端との摺動面の潤滑に利用することができる。従って、ピストンの冷却に利用したオイルをコネクティングロッドの小端の潤滑に再利用できるので、オイルを有効に活用できる。
【００１０】
本発明の冷却装置において、前記オイル通路の一端が、前記サイドウォールの外側の付け根に開口してもよい（請求項２）。この場合、ピストン頂部の裏面とオイル通路の開口部との高低差が低減又は無くなるので、ピストン頂部の裏面に衝突したオイルをオイル通路に導くことが容易になる。そのため、シリンダの内壁への付着抑制効果が向上し、なおかつピストンピンへのオイル供給も良好なものとなる。
【００１１】
また、本発明の冷却装置において、前記サイドウォールには、前記オイル通路から分岐して前記ピン孔の内周面に開口する分岐通路が形成されていてもよい（請求項３）。この態様によれば、オイル通路を通過するオイルの一部が分岐通路に導かれてピン孔の内周面に供給される。これにより、ピストンの冷却に利用したオイルをピストンピンとピンボスとの摺動面の潤滑に再利用することも可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、ピンボス部に形成されたピン孔の上方に位置し、かつサイドウォールの外側及び内側のそれぞれに開口してサイドウォールを貫通するオイル通路をサイドウォールに形成したので、シリンダの内壁とサイドウォールとの間に噴射したオイルの一部をオイル通路を介してサイドウォールの内側へ逃がすことができ、その結果シリンダの内壁へのオイルの付着量を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１は本発明のピストンの冷却装置を適用した内燃機関の要部の断面を模式的に示した断面模式図であり、図２は図１のピストンをＡ方向から見た図である。なお、図１においてピストンの中心線ＣＬ１の左側半分はピストンの断面を示している。
【００１４】
内燃機関１はシリンダブロック４及びシリンダヘッド５を有し、これらが組み合わされることにより一方向に並んだ複数のシリンダ３（図１では一つのみ示す。）が形成される。ピストン２はコネクティングロッド６を介してクランクシャフト（不図示）に連結されており、往復運動可能な状態で内燃機関１のシリンダ３内に配置される。ピストン２は、ピストン頂部２１と、ピストン頂部２１の外周から下方に延びる一対のスカート部２２、２２と、これらのスカート部２２を接続し、かつピストン頂部２１の外周よりも内側（中心線ＣＬ１に近い側）の位置から下方に延びる一対のサイドウォール２３、２３とを備えている。ピストン頂部２１の外周には、複数のリング溝２１ａが形成されており、これらのリング溝２１ａにトップリング２４、セカンドリング２５及びオイルリング２６がそれぞれ取付けられる。各サイドウオール２３は、ピストンピン２８を挿入するピン孔２７ａが形成されたピンボス部２７を有している。ピストンピン２８はピン孔２７ａ及びコネクティングロッド６の小端部６ａに形成された挿入孔のそれぞれに挿入されて、ピストン２とコネクティングロッド６とが互いに連結される。
【００１５】
冷却装置１０は、ピストン２の下方に位置するようにシリンダブロック４に取付けられたオイル噴射ノズル１１を利用してピストン２を冷却する。なお、図１においては、便宜上、図２の位置に取付けられたオイル噴射ノズル１１を９０°回転させた状態で図示した。オイル噴射ノズル１１は、シリンダ３の内壁とピストン２との間に臨むピストン頂部２１の裏面２１ｂに向けてオイルを噴射できるように構成されている。オイル噴射ノズル１１にはシリンダブロック４に形成されたオイルギャラリィ（不図示）を介して所定の圧力で圧送されたオイルが供給される。
【００１６】
一方、オイル噴射ノズル１１が設けられた側のサイドウォール２３には、ピンボス部２７のピン孔２７ａよりも上方に位置し、かつ、このサイドウォール２３の外側（中心線ＣＬ１から離れる側）及び内側（中心線ＣＬ１に近付く側）のそれぞれに開口するオイル通路３０が形成されている。オイル通路３０はピン孔２７ａの中心線ＣＬ２に対して傾斜するようにピストン２の半径方向に沿って直線的に延びてサイドウォール２３を貫通し、その一端はサイドウォール２３の外側の付け根、言い換えればサイドウォールとピストン頂部２１との外側の境界に開口している。
【００１７】
図３に示すように、仮に、このようなオイル通路３０が無い場合には、オイル噴射ノズル１１より噴射されてピストン頂部２１の裏面に衝突したオイルは逃げ場が無いので、図３の破線の矢印で示すように、そのオイルはピストン２の下降に伴ってシリンダ３の内壁に導かれ、それによってオイルの付着量が増大する。これに対し、以上の冷却装置１０によれば、図３の実線の矢印で示すように、オイル噴射ノズル１１から噴射されたオイルの少なくとも一部をオイル通路３０を介してサイドウォール２３の内側へ逃がすことができるので、オイルの付着量が抑制される。
【００１８】
しかも、オイル通路３０がピン孔２７ａの上方に位置しているので、サイドウォール２３の内側に導かれたオイルはコネクティングロッド６の小端部６ａとピストンピン２８との摺動面に供給される。そのため、ピストン頂部２１の冷却に使用したオイルをコネクティングロッド６の小端部６ａとピストンピン２８との潤滑に再利用することができるようになる。更に、オイル通路３０がサイドウォール２３の外側の付け根に開口し、オイル通路３０の開口部とピストン頂部２１の裏面との間の高低差が低減又は無くなるので、ピストン頂部２１の裏面に衝突したオイルを容易にオイル通路３０に導くことができるようになる。
【００１９】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図４を参照して説明する。この形態の基本的な構成は第１の形態と同様であり、図１〜図３が適宜に参照される。図４において第１の形態と同一の構成には同一の参照符号が付されている。図４に示すように、この形態のサイドウォール２３にはオイル通路３０から分岐してピン孔２７ａの内周面に開口する分岐通路３１が形成されている。この形態によれば、上述の第１の形態の効果を奏することに加え、図４の矢印で示すように、この分岐通路３１によりオイル通路３０に導かれたオイルの一部がピン孔２７ａに導かれるので、ピンボス２７とピストンピン２８との間にオイルを供給することができるようになる。そのため、ピンボス２７とピストンピン２８との潤滑のためのオイル供給手段によるオイルの供給量を削減することができる。
【００２０】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、オイル通路３０はピン孔２７ａの中心線ＣＬ２に対して傾斜せずに、平行であってもよい。また、オイル通路３０がサイドウォール２３の外側の付け根に開口することは必須ではなく、オイル通路３０をピン孔２７ａの上方の如何なる位置に開口させてもよい。このように構成しても、オイル噴射ノズル１１から噴射されたオイルをサイドウォール２３の内側へ逃がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のピストンの冷却装置を適用した内燃機関の要部の断面を模式的に示した断面模式図。
【図２】図１のピストンをＡ方向から見た図。
【図３】実施の形態の作用を説明する説明図。
【図４】第２の形態に係る冷却装置を適用した内燃機関の要部を示した図。
【符号の説明】
【００２２】
１  内燃機関
２  ピストン
３  シリンダ
１０  冷却装置
１１  オイル噴射ノズル
２１  ピストン頂部
２１ｂ  裏面
２３  サイドウォール
２７  ピンボス部
２７ａ  ピン孔
２８  ピストンピン
３０  オイル通路
３１  分岐通路
【図１】
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【図２】
2007182827.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007182827.tif 000006