(57)【要約】【課題】水平対向エンジン等、シリンダ中心軸が垂直方向に対して水平方向側へ傾斜したエンジンにおいて、ピストン裏面に供給するオイル量が増加しても、ピストンからシリンダ内壁に流下するオイル量が増加せずピストンにかかるフリクションを軽減させることができるようにする。【解決手段】水平対向エンジンのシリンダ２に挿通されるピストン４の裏面４ａの下部に水平方向へ延出するオイルガイドプレート１６を設け、ピストン４に作用する下死点前後での急減加速によってオイルガイドプレート１６に滞留するオイルを、ピストン４後方のクランク室３側へ直接放出させる。その結果、シリンダ２の内壁に流下するオイル量が少なくなり、ピストンにかかるフリクションを軽減させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸が垂直方向に対して水平方向側へ傾斜されているシリンダと、該シリンダに挿通されていると共に頂部にクラウン部が設けられ該クラウン部の背面から軸方向に沿ってスカート部が形成されているピストンとを備える傾斜型エンジンのピストン構造において、
前記ピストンの裏面の前記中心軸よりも下側にオイルガイドが該中心軸と略平行に配設され、
前記オイルガイドの後端が前記スカート部の開口端と同じ位置、或いは該開口端よりも突出された位置に臨まされている
ことを特徴とする傾斜型エンジンのピストン構造。
【請求項２】
前記オイルガイドが耐熱性、熱伝導性に優れた材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の傾斜型エンジンのピストン構造。
【請求項３】
前記オイルガイドの表面が撥油剤でコーティングされている
ことを特徴とする請求項１或いは２記載の傾斜型エンジンのピストン構造。
【請求項４】
前記オイルガイドは前記ピストンの裏面の側壁から対向一対配設されており、該両オイルガイド間に、前記ピストンに連設するコネクティングロッドとの干渉を回避するための間隙が形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の傾斜型エンジンのピストン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン内部に滞留するオイルをオイルパン側へ排出させるようにした傾斜型エンジンのピストン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用エンジンの高性能化に伴い、ピストンに加えられる熱負荷が増大する傾向にあり、この対策として、ピストンの裏面（内周面）に供給するオイルジェットの量を増量し、ピストンの冷却効率を向上させるようにした技術が種々提案されている。
【０００３】
ところで、ピストンの裏面側に供給するオイル量が増加すると、シリンダ中心軸が垂直方向に対して水平方向側に傾斜されたエンジン、例えば、Ｖ型エンジンやシリンダ中心軸が水平まで傾斜されている水平対向エンジン、１８０度Ｖ型エンジン等（以下、これらを「傾斜型エンジン」と総称する）は、ピストンが傾斜した状態で往復運動するため、ピストンの裏面に滞留したオイルはシリンダ下側の内壁を伝ってクランク室側に戻される。
【０００４】
オイルは粘性を有しているため、ピストンの裏面に供給するオイル量が増加するとシリンダ下側の内壁に滞留するオイル量も増加する。このシリンダ下側の内壁に滞留するオイルは、ピストンが上死点から下死点方向へ移動する際に、ピストンのスカート部の端縁に掻き取られて、クランク室側に戻されるが、滞留するオイル量が増加するに従い、ピストンにかかるフリクションが増加し、エンジンの出力低下、燃費悪化を起因することになる。
【０００５】
これに対処するに、例えば、特許文献１（実開平３−８６４０号公報）には、水平対向エンジンにおいて、ピストンの下側面に、オイルリング溝に連通するスリットを形成し、又、シリンダ内壁の下側の面にクランク室内に連通する連通孔を穿設し、オイルリングにより掻き集めたオイルを、オイルリグ溝を介してスリットに集め、このスリットが連通孔に連通されたとき排出させる技術が開示されている。
【０００６】
この文献に開示されている技術によれば、ピストンが上死点から下死点へ移動する際に、掻き集めたオイルを、連通孔を介してクランク室に戻すようにしたので、ピストンにかかるフリクションを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平３−８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した文献に開示されている技術では、オイルリングで掻き集めたオイルを連通孔からクランク室へ戻す構造であるため、ピストンが上死点から下死点へ移動する際のスカート部の端縁にて掻き揚げられてしまうオイル量を低減する対策としては充分ではない。
【０００９】
この対策として、スリットの幅を広くすると共に長さを長くし、更に、連通孔の径を大きくすることで、オイルの戻り量を増加させることも考えられるが、スリットの形状、及連通孔の径を大きくすることはオイル上がりや、ガス漏れを助長することになるため好ましくない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、ピストン裏面に供給するオイル量が増加しても、シリンダに滞留するオイル量が増加せず、ピストンにかかるフリクションを有効に軽減させることのできる傾斜型エンジンのピストン構造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】
【００１１】
本発明は、中心軸が垂直方向に対して水平方向側へ傾斜されているシリンダと、該シリンダに挿通されていると共に頂部にクラウン部が設けられ該クラウン部の背面から軸方向に沿ってスカート部が形成されているピストンとを備える傾斜型エンジンのピストン構造において、前記ピストンの裏面の前記中心軸よりも下側にオイルガイドが該中心軸と略平行に配設され、前記オイルガイドの後端が前記スカート部の開口端と同じ位置、或いは該開口端よりも突出された位置に臨まされている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中心軸が垂直方向に対して水平方向側へ傾斜されているシリンダに挿通されたピストンの裏面にオイルガイドを配設し、このオイルガイドの後端をスカート部の開口端と同じ位置、或いは、それよりも突出させた位置に臨ませたので、オイルガイドに流下したオイルは、下死点を通過する際のピストンの加速度の急変により、オイルガイドを介してピストンの後方へ放出される。その結果、ピストン裏面のオイルの大部分はシリンダに流下することなく、クランク室側へ放出され、シリンダに流下するオイル量が少なくなり、ピストンにかかるフリクションが軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】水平対向エンジンの正面断面図
【図２】ピストンの背面斜視図
【図３】ピストンの背面図
【図４】ピストンが下死点に達したときの要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示すように、本実施形態では、傾斜型エンジンの一例として水平対向型多気筒エンジン（４気筒エンジン、或いは６気筒エンジン等）が例示されている。
【００１５】
この水平対向型エンジンのシリンダブロック１は左右バンクを有し、この各バンクに、その中心軸が水平方向へ延出するシリンダ２が形成されている。尚、図示しないが左右バンクの頂面には、吸気ポート、排気ボート、カム室等を所定に有するシリンダヘッドが冠設されている。更に、このシリンダブロック１の両バンクの中央部にクランク室３が形成され、底部にオイルパン５が固設されている。
【００１６】
又、この各シリンダ２にピストン４が進退自在に挿通され、この各ピストン４の外周に、頂面側から順に２つのコンプレッションリング６ａ，６ｂとオイルリング７とがそれぞれ装着されている。この各ピストン４はコネクティングロッド８を介して、クランク室３の左右方向中央に配設されているクランク軸９に連設されている。エンジンはクランク軸９が２回転（７２０°）する間に全気筒の燃焼行程が終了するように設定されている。従って、４気筒等間隔燃焼では１８０°毎に燃焼行程が順次実行され、６気筒等間隔燃焼では１２０°毎に燃焼行程が順次実行される。
【００１７】
図２、図３に示すように、ピストン４の頂部に形成された、ほぼ円形状の外形を有するクラウン部１１は、その外周に上述した２つのコンプレッションリング６ａ，６ｂとオイルリング７とが装着されており、又、このクラウン部１１の背面から軸方向に、断面円弧状に形成された対向一対のスカート部１２が形成されている。更に、この両スカート部１２間が、互いに対向するフラット部１３を介して連設されている。
【００１８】
このクラウン部１１、一対のスカート部１２及びフラット部１３で囲まれたピストン４の裏面（以下「ピストン裏面」と称する）４ａは、背面視で略小判形に形成されている。又、このフラット部１３にピンボス部１３ａが形成されており、このピンボス部１３ａにピストンピン（図示せず）が軸支され、このピストンピン（図示せず）にコネクティングロッド８の小端部（図示せず）が連設されている。
【００１９】
ピストン４は、スカート部１２がシリンダ２の内壁（以下、「シリンダ内壁」と称する）２ａの上下面に位置するよう配置され、従って、互いに対向するピンボス部１３ａの中心を結ぶ軸心はクランク軸９の軸心と平行に配置される。従って、シリンダ内壁２ａに対し、スカート部１２は油膜を介して接触するが、フラット部１３は接触しない。
【００２０】
又、このピストン裏面４ａのクラウン部１１側上部に、コネクティングロッド８等に設けられたオイルジェットからのオイルが噴射されて、ピストン４が冷却される。尚、このピストン裏面４ａのクラウン部１１側には、オイルによる冷却効率を高めるためのオイル溜りが形成されているものもある。
【００２１】
更に、このピストン裏面４ａのピンボス部１３ａの直下付近のフラット部１３から水平方向に対向一対のオイルガイドプレート１６が突設されている。尚、このガイドプレート１６はピストン４（従って、シリンダ２）の中心軸よりも下側に位置していれば良いが、ピストンピンやコネクティングロッド８との干渉を回避する位置としては、ピンボス部１３ａの直下付近が好ましい。
【００２２】
この両オイルガイドプレート１６はクラウン部１１の裏面とスカート部１２の裏面とに固設されており、クラウン部１１と反対側の端縁が、スカート部１２の開口端側へ軸方向に沿って延出されている。又、この端縁はスカート部１２の開口端縁と同じ位置、或いはスカート部１２の開口端縁よりも後方へやや突出された位置に臨まされている。更に、この両オイルガイドプレート１６間に間隙１６ａが形成されている。この間隙１６ａは、ピストン４の往復運動に連動して上下方向へ揺動するコネクティングロッド８との干渉を回避するためのものであり、その幅はこの間隙１６ａを通過するコネクティングロッド８の厚さに対してやや広い程度に設定されている。
【００２３】
このオイルガイドプレート１６は、耐熱性、熱伝導性に優れた材料で形成されている。一般に、ピストン４はアルミニウム合金等、耐熱性、熱伝導性に優れた材料を用いて形成されているため、オイルガイドプレート１６はピストン４と一体成形することも可能である。又、オイルガイドプレート１６をピストン４と異なる材料（鉄鋼材、熱伝導性セラミック等）で形成する場合は、オイルガイドプレート１６をピストン４に鋳込み成形すれば良い。或いは、オイルガイドプレート１６を、後工程でピストン裏面４ａに固設することも可能である。この場合、ピストン４よりも融点の低い材料を用いてオイルガイドプレート１６を形成することができる。
【００２４】
又、このオイルガイドプレート１６の表面には、フッ素系樹脂等、撥油性に優れた材料（撥油剤）がコーティングされている。
【００２５】
次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。エンジンが稼働すると、各気筒のピストン４がシリンダ２に沿って往復直線運動を行うと共に、このピストン４にコネクティングロッド８を介して連設するクランク軸９が回転運動を行う。又、コネクティングロッド８等に設けられているオイルジェットから各ピストン４の裏面４ａに向けてオイルが噴射される。
【００２６】
ピストン裏面４ａに付着されたオイルは、ピストン４を所定に冷却しながら、上側のスカート部１２の裏面、クラウン部１１の裏面、及びフラット部１３の裏面等を伝って下方へ流下され、ピストン裏面４ａの下部に対向配設されているオイルガイドプレート１６に滞留する。尚、この両オイルガイドプレート１６間に形成された間隙１６ａは、上下に揺動するコネクティングロッド８を通過するためのものであり、その幅はコネクティングロッド８の板厚に対してやや広い程度に設定されている。従って、この間隙１６ａから多量のオイルがピストン裏面４ａの下側の面に流れ落ちることはない。
【００２７】
ところで、ピストン４は下死点に到達する際に急減速され、下死点を通過する際に急加速される。一方、ピストン４が上死点から下死点に向かう際、ピストン裏面４ａやオイルガイドプレート１６に滞留するオイルには下死点方向への慣性力が発生する。従って、ピストン４が下死点を通過する前後の区間においては、ピストン裏面４ａ、及びオイルガイドプレート１６に付着しているオイルの慣性力と、ピストン４が下死点に到達する際の急減速、及びピストン４が下死点を通過した際の急加速との関係から最大剥離力が発生し、ピストン裏面４ａに付着されているオイルの一部は、剥離されてピストン４後方のクランク室３へ放出され、又、他の一部はオイルガイドプレート１６上を伝ってピストン４の開口端側へ移動する。
【００２８】
その際、オイルガイドプレート１６の表面は、フッ素系樹脂等の撥油剤でコーティングされているため、このオイルガイドプレート１６に対するオイルの粘着力が弱く、このオイルガイドプレート１６に滞留するオイルは、ピストン４の後方へ勢いよく放出される。この場合、このオイルガイドプレート１６は、その後端がピストン４のスカート部１２の開口端縁と同じ位置、或いは、それよりも後方にやや突出された位置に臨まされているので、ピストン４が下死点を通過する際に放出されるオイルは、このオイルガイドプレート１６に沿って後方へ放出され、図４に示すように、下側のスカート部１２の裏面には殆ど付着させること無く、クランク室３へ直接放出させることができる。
【００２９】
下側のスカート部１２に流下するオイル量が減少することで、ピストン４が下死点を通過する際に、この下側のスカート部１２からシリンダ内壁２ａに流下するオイル量が減少される。その結果、ピストン４が上死点から下死点方向へ移動する際に、ピストン４のスカート部１２の端縁にて掻き揚げられるオイル量が減少し、ピストン４にかかる負荷、及びフリクションを有効に軽減させることができる。
【００３０】
又、オイルガイドプレート１６は熱伝導性に優れた材料で形成されているため、ピストン４の伝熱面積が拡大され、より高いピストン冷却効果を得ることができる。従って、ピストンに加えられる熱負荷が増大し、オイルジェットにより噴射するオイル量が増加する傾向にある最近のエンジンに、本実施形態によるピストン４を採用することで、ピストン４にかかるフリクションを有効に軽減させると共に、高いピストン冷却効果を得ることができる。
【００３１】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えばオイルガイドプレート１６の上面にオイル溜用のディンプルを打刻等にて多数形成するようにしてもよい。ディンプルを形成することでオイルガイドプレート１６が補強されるため、相対的に、このオイルガイドプレート１６の板厚を薄くし、軽量化を実現することができる。
【符号の説明】
【００３２】
２…シリンダ
２ａ…内壁
４…ピストン
４ａ…ピストン裏面
９…クランク軸
１１…クラウン部
１２…スカート部
１３…フラット部
１３ａ…ピンボス部
１６…オイルガイドプレート
１６ａ…間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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